Question

【題目】【化學──物質結構與性質】（15分）某鈣鈦型復合氧化物（如圖），以A原子為晶胞的頂點，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，當B位是V、Cr、Mn、Fe時，這種化合物的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化(巨磁電阻效應）。

（1）用A、B、O表示這類特殊晶體的化學式 。在圖中，與A原子配位的氧原子數目為 。

（2）基態Cr原子的核外電子排布式為 ，其中電子的運動狀態有 種。

（3）某些鈣鈦型復合氧化物能夠催化NO直接分解為N2和O2，N和O的基態原子中，未成對的電子數目比為 。

（4）下表是幾種碳酸鹽的熱分解溫度和陽離子半徑

碳酸鹽	CaCO3	SrCO3	BaCO3
熱分解溫度/℃	900	1172	1360
陽離子半徑/pm	99	112	135

請解釋碳酸鈣熱分解溫度最低的原因：___________________________________。

（5）用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏伽德羅常數。對金屬鈣的測定得到以下結果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為558pm。又知鈣的密度為1.54g·cm－3，則1cm3鈣晶體中含有 個晶胞，阿伏伽德羅常數為 （列式計算）。

Answer 1

【答案】（15分）

（1）ABO3（2分），12 （2分）

（2）1s22s22p63s23p63d54s1（2分）, 24（2分）

（3）3∶2（1分）

（4）碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根中的氧離子，使碳酸根分解為二氧化碳分子的結果。鈣離子由于半徑小和氧離子結合更為容易，氧化鈣晶格能大，所以碳酸鈣分解溫度低。（2分）

（5）5.76×1021（2分），（2分）

【解析】試題分析：（1）1個晶胞中含有A原子1個，B原子1個，O原子3個，該晶體的化學式ABO3。在圖中，與A原子配位的氧原子處于面對角線的中點，距離相等的共有12個。

（2）Cr是24號元素，基態Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，每個電子的運動狀態都不一樣。

（3）N的核外電子排布式為1s22s22p3，未成對的電子數為3，,O的核外電子排布式為1s22s22p4，未成對的電子數為2；

（4）碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根中的氧離子，使碳酸根分解為二氧化碳分子的結果。鈣離子由于半徑小和氧離子結合更為容易，氧化鈣晶格能大，所以碳酸鈣分解溫度低。

（5）晶胞的邊長是558pm，所以1個晶胞的體積是（5.58×10—8cm）3=1.74×10—22cm3。因此1cm3鈣晶體中含有的晶胞數目=個=5.76×1021個，根據密度看著1cm3鈣晶體的質量=1.54g·cm－3×1cm3，由于鈣晶胞中含有的鈣原子數是8×1/8+6×1/2=4，則1cm3晶體中含有鈣原子的數目為5.76×1021×4，阿伏伽德羅常數個鈣原子的質量為40g，因此NA=。