据世界权威刊物《自然》最近报道,我国科学家选择碲化锆(ZrTe2)和砷化镉(Cd3As2)为材料验证了三维量子霍尔效应,并发现了金属-绝缘体的转换。回答下列问题:
(1)基态碲原子的价层电子排布式为______________ 。
(2)硫和碲位于同主族,H2S的分解温度高于H2Te,其主要原因是______________________ 。在硫的化合物中,H2S、CS2都是三原子分子,但它们的键角(立体构型)差别很大,用价层电子对互斥理论解释______________________ ,CS2中心原子的杂化类型为________ 。
(3)Cd2+与NH3等配体形成配离子。[Cd(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl替代只得到1种结构,它的立体构型是___________ 。1mol[Cd(NH3)4]2+含σ键的数目为___________ 。
(4)砷与卤素形成多种卤化物。AsCl3、AsF3、AsBr3的熔点由高到低的排序为____________________ 。
(5)锆晶胞如图1所示,1个晶胞含________ 个Zr原子;这种堆积方式称为______________ 。
(6)镉晶胞如图2所示。已知:NA是阿伏加 德罗常数的值,晶体密度为dg·cm3。在该晶胞中两个镉原子最近核间距为______ nm(用含NA、d的代数式表示),镉晶胞中原子空间利用率为________ (用含π的代数式表示)。
(1)基态碲原子的价层电子排布式为
(2)硫和碲位于同主族,H2S的分解温度高于H2Te,其主要原因是
(3)Cd2+与NH3等配体形成配离子。[Cd(NH3)4]2+中2个NH3被2个Cl替代只得到1种结构,它的立体构型是
(4)砷与卤素形成多种卤化物。AsCl3、AsF3、AsBr3的熔点由高到低的排序为
(5)锆晶胞如图1所示,1个晶胞含
(6)镉晶胞如图2所示。已知:NA是阿伏加 德罗常数的值,晶体密度为dg·cm3。在该晶胞中两个镉原子最近核间距为
更新时间:2020-08-06 20:36:45
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解答题-原理综合题
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【推荐1】利用太阳能光解水,制备的H2用于还原CO2合成有机物,可实现资源的再利用。回答下列问题:
Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为___________ 。
(2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中,产物之一为,另一产物为__________ 。若将该催化剂置于AgNO3溶液中,产物之一为O2,写出生成另一产物的离子反应式__________ 。
Ⅱ.用H2还原CO2可以在一定条下合成CH3OH(不考虑副反应):
(3)某温度下,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为 a mol‧L-1和3 a mol‧L-1,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为___________ 。
(4)恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为____________ 。
②P点甲醇产率高于T点的原因为___________ 。
③根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________ °C。
Ⅲ.调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放
(5) 的空间构型为__________ 。已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,=1:_______ :__________ 。
Ⅰ.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为
(2)若将该催化剂置于Na2SO3溶液中,产物之一为,另一产物为
Ⅱ.用H2还原CO2可以在一定条下合成CH3OH(不考虑副反应):
(3)某温度下,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为 a mol‧L-1和3 a mol‧L-1,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为
(4)恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为
②P点甲醇产率高于T点的原因为
③根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为
Ⅲ.调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放
(5) 的空间构型为
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【推荐2】钛被称为“国防金属”。目前生产钛采用氯化法,即将金红石或钛铁矿与焦炭混合,通入氯气并加热制得TiCl4:2FeTiO3+7Cl2+6C2TiCl4+2FeCl3+6CO;TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO。将TiCl4蒸馏并提纯,在氩气保护下与镁共热得到钛:TiCl4+2MgTi+2MgCl2。
(1)基态钛原子的电子排布式为____ 。
(2)与CO互为等电子体的阴离子为___ (填化学式)。
(3)TiCl4在常温下是无色液体,在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl4属于____ (填“原子”“分子”或“离子”)晶体。
(4)TiO2+与H2O2在稀HNO3中反应生成橘红色的[TiO(H2O2)]2+离子,可用于钛的定性检验。
①空间构型为_____________ 。
②H2O2中O原子轨道杂化类型为______________ 。
(5)在自然界中TiO2有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型,其中金红石的晶胞如图所示,则其中Ti4+的配位数为____ 。
(1)基态钛原子的电子排布式为
(2)与CO互为等电子体的阴离子为
(3)TiCl4在常温下是无色液体,在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl4属于
(4)TiO2+与H2O2在稀HNO3中反应生成橘红色的[TiO(H2O2)]2+离子,可用于钛的定性检验。
①空间构型为
②H2O2中O原子轨道杂化类型为
(5)在自然界中TiO2有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型,其中金红石的晶胞如图所示,则其中Ti4+的配位数为
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【推荐3】铜是生活中一种非常重要的金属,黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物,火法炼铜时涉及反应:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2。
(1)O的轨道表示式为_______ ,其最高能级的原子轨道形状为_______ ,第一电离能:O_____ N(填“>”或“<”),Fe2+的价层电子排布式为______ 。
(2)SO2的VSEPR构型为_______ ,键角_______ H2O(填“>”或“<”);Cu元素位于周期表的________ 区,Cu和Zn的部分电离能数据如表所示,观察数据可知I2(Cu)>I2(Zn),对此,你的解释是______ 。
(3)我国科学家实现了铜催化剂将(CH3)2NCHO转化为N(CH3)3。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示:该反应的决速步骤的化学反应方程式可以表示为______ ;该反应在______ (填“高温”/“低温”/“任何温度”)下有自发性。
(1)O的轨道表示式为
(2)SO2的VSEPR构型为
元素 | Cu | Zn | |
电离能/(kJ•mol-1) | I1 | 746 | 906 |
I2 | 1985 | 1733 |
(3)我国科学家实现了铜催化剂将(CH3)2NCHO转化为N(CH3)3。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示:该反应的决速步骤的化学反应方程式可以表示为
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【推荐1】过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有着重要作用。请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为__ 。
(2)高密度磁记录材料纳米钴(Co)可通过亚肼(N2H2)还原氯化亚钴来制备。
①N2H2分子中氮原子的杂化形式为___ 。
②亚肼(N2H2)分子中四个原子在一个平面上,由于几何形状的不同,它有两种同分异构体和,乙炔(C2H2)与亚肼(N2H2)均为四原子分子,但乙炔(C2H2)分子只有一种结构,原因是__ 。
③Co3+能与NH3和N形成配离子[Co(N3)(NH3)5]2+,在该配离子中Co3+的配位数为__ ;写出与N互为等电子体的分子:___ (任写一种,填化学式);N的空间构型是__ 。
(3)FeO、NiO晶胞结构相同,晶体中r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69pm和78pm,则熔点:NiO___ FeO(填“>”或“<”),原因是___ ;已知NiO晶体结构中阴、阳离子的配位数均为6,则NiO晶胞的俯视图可能是__ (填字母序号)。
(4)CdS的立方晶胞结构如图所示,已知阿伏加 德罗常数的值为NA,该晶胞的晶胞参数为apm,该晶体的密度为ρg/cm-3,则Cd原子的相对原子质量的数值近似为___ (用含ρ、NA、a的代数式表示)。
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为
(2)高密度磁记录材料纳米钴(Co)可通过亚肼(N2H2)还原氯化亚钴来制备。
①N2H2分子中氮原子的杂化形式为
②亚肼(N2H2)分子中四个原子在一个平面上,由于几何形状的不同,它有两种同分异构体和,乙炔(C2H2)与亚肼(N2H2)均为四原子分子,但乙炔(C2H2)分子只有一种结构,原因是
③Co3+能与NH3和N形成配离子[Co(N3)(NH3)5]2+,在该配离子中Co3+的配位数为
(3)FeO、NiO晶胞结构相同,晶体中r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69pm和78pm,则熔点:NiO
(4)CdS的立方晶胞结构如图所示,已知阿伏加 德罗常数的值为NA,该晶胞的晶胞参数为apm,该晶体的密度为ρg/cm-3,则Cd原子的相对原子质量的数值近似为
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【推荐2】Fe是一种重要的金属元素,工业上用黄铁矿(主要成分为)来制备硫酸,用铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等来制备(柠檬酸铁铵)。回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为___________ 。O和Cl的电负性相差不大,但的熔点为1565℃,而的熔点为306℃,且很容易升华,与熔点差别较大的原因是___________ ;的蒸气中存在双聚分子,该双聚分子的结构式为___________ 。
(2)柠檬酸的结构简式如图所示,其分子中碳原子的杂化方式为___________ ;柠檬酸、乙醇、水均可互溶,主要的原因是___________ 。中的空间构型为___________ 。
(3)晶体的晶胞如图所示,与NaCl的晶胞结构相似。
①位于晶胞的___________ (填序号,下同),若将由顶点转换成体心,则的位换为___________ 。
A.棱心 B.体心 C.面心 D.顶点
②阿伏加德罗常数为,若晶胞边长为a nm,晶体的密度为___________ (用含a的式子表示,不必化简)。
(1)基态的核外电子排布式为
(2)柠檬酸的结构简式如图所示,其分子中碳原子的杂化方式为
(3)晶体的晶胞如图所示,与NaCl的晶胞结构相似。
①位于晶胞的
A.棱心 B.体心 C.面心 D.顶点
②阿伏加德罗常数为,若晶胞边长为a nm,晶体的密度为
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【推荐3】第ⅤA族元素又称氮族元素,回答下列问题。
(1)根据价层电子对互斥模型,的VSEPR模型名称为______ ,空间结构为______ .
(2)下列说法不正确 的是______.
(3)氮、磞和氢可以形成平面六元环结构的硼氮苯,分子式为,其结构式为______ .
(4)某含砷化合物晶胞如图所示,As原子位于紧邻原子构成的正三棱柱的体心。阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的化学式为______ ,密度为______ (写出计算式即可)
(1)根据价层电子对互斥模型,的VSEPR模型名称为
(2)下列说法
A.激发态氮原子跃迁到基态时,可用光谱仪摄取原子的吸收光谱 |
B.第二周期中第一电离能介于与之间的元素有3种 |
C.氮族元素单质的晶体类型都相同 |
D.是正四面体形分子,键角为 |
(3)氮、磞和氢可以形成平面六元环结构的硼氮苯,分子式为,其结构式为
(4)某含砷化合物晶胞如图所示,As原子位于紧邻原子构成的正三棱柱的体心。阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的化学式为
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【推荐1】铜的化合物在工农业生产和化学实验室中都具有重要的作用。工业上常用氨气和醋酸二氨合铜{[Cu(NH3)2]Ac}的混合溶液来吸收一氧化碳(醋酸根离子CH3COO-简写为Ac-),反应方程式为:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为___ 。
(2)该反应中含有的第二周期非金属元素的电负性由大到小的顺序为___ 。
(3)CH3COOH分子中C原子的杂化类型为___ 。
(4)配合物[Cu(NH3)3CO]Ac的中心离子的配位数为___ 。
(5)A原子的价电子排布式为3s23p5,铜与A形成化合物的晶胞如图所示(黑球代表铜原子)。该晶体的化学式为___ 。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为
(2)该反应中含有的第二周期非金属元素的电负性由大到小的顺序为
(3)CH3COOH分子中C原子的杂化类型为
(4)配合物[Cu(NH3)3CO]Ac的中心离子的配位数为
(5)A原子的价电子排布式为3s23p5,铜与A形成化合物的晶胞如图所示(黑球代表铜原子)。该晶体的化学式为
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【推荐2】铜及其化合物在生产生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)目前,低压甲醇铜基催化剂的主要组分是CuO、ZnO和Al2O3,下列氧原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是______ (填序号)。
A.
B.
C.
D.
(2)铜离子是人体内多种酶的辅因子,某化合物与Cu+结合形成如下图所示的离子。
①该离子中含有化学键的类型有______ (填序号)。
A.极性键 B.离子键 C.非极性键 D.配位键
②该离子中碳原子的杂化方式有______ 。
③H、N、Cu三种元素的电负性由大到小的顺序是______ 。
(3)甲醇(CH3OH)在Cu催化作用下被氧化成甲醛(HCHO)。甲醛分子内σ键与π键个数之比为______ 。甲醇分子内的O-C-H键角______ (填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O-C-H键角。
(4)某磷青铜晶胞结构如下图所示:
①其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,,)。则P原子的坐标参数为______ 。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有______ 个,这些Sn原子所呈现的构型为______ 。
③若晶体密度为ag•cm3,最近的Cu原子核间距为______ pm(用含NA和a的代数式表示)。
(1)目前,低压甲醇铜基催化剂的主要组分是CuO、ZnO和Al2O3,下列氧原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是
A.
B.
C.
D.
(2)铜离子是人体内多种酶的辅因子,某化合物与Cu+结合形成如下图所示的离子。
①该离子中含有化学键的类型有
A.极性键 B.离子键 C.非极性键 D.配位键
②该离子中碳原子的杂化方式有
③H、N、Cu三种元素的电负性由大到小的顺序是
(3)甲醇(CH3OH)在Cu催化作用下被氧化成甲醛(HCHO)。甲醛分子内σ键与π键个数之比为
(4)某磷青铜晶胞结构如下图所示:
①其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,,)。则P原子的坐标参数为
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有
③若晶体密度为ag•cm3,最近的Cu原子核间距为
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【推荐3】铜、铁、锌原子结构的特殊性,决定了它们的单质及其化合物在化工生产中发挥着重要的作用,回答下列问题。
(1)的价电子排布式为___________ ,基态铜原子最高能级电子云轮廓图形状为___________ 。
(2)当黄铜受到氨腐蚀时,会出现“龟裂”现象,生成四氨合铜配合物。
①中阴离子的空间构型为___________ 。
②中的键角比独立的键角___________ (填“大”“小”或“相等”),前10号元素中,第一电离能比N大的元素有___________ 种。
③铜元素会形成多种配离子,的氨水溶液在空气中放置迅速由无色变为深蓝色,写出该过程的离子方程式:___________ 。
(3)一个配体中有两个配位原子的配体叫双齿配体,就是一种双齿配体。的配位数是6,硫酸铁溶液中加入后生成配离子为___________ 。(用化学符号表示)
(4)ZnS晶胞如图所示:①由图可知,每个周围与它最接近且距离相等的有___________ 个。
②已知该晶胞密度为,阿伏加德罗常数为,则晶胞边长为___________ pm。(列出计算式即可)
(1)的价电子排布式为
(2)当黄铜受到氨腐蚀时,会出现“龟裂”现象,生成四氨合铜配合物。
①中阴离子的空间构型为
②中的键角比独立的键角
③铜元素会形成多种配离子,的氨水溶液在空气中放置迅速由无色变为深蓝色,写出该过程的离子方程式:
(3)一个配体中有两个配位原子的配体叫双齿配体,就是一种双齿配体。的配位数是6,硫酸铁溶液中加入后生成配离子为
(4)ZnS晶胞如图所示:①由图可知,每个周围与它最接近且距离相等的有
②已知该晶胞密度为,阿伏加德罗常数为,则晶胞边长为
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【推荐1】碳和硅是中学常见元素,其单质及化合物有独特的性质和用途。回答问题:
(1)基态碳原子的电子排布图为___ ,CO2属于___ 分子(选填“极性”或“非极性”);
(2)60克SiO2晶体中含有的Si-O键数目为___ (用NA表示);
(3)有机物M( )中碳的杂化类型有__ ,除氢原子之外的其它元素原子的第一电离能由大到小的顺序为__ ;
(4)碳元素能形成多种单质如金刚石、石墨、C60等,回答下列问题:
(Ⅰ)C60的晶体类型是__ 晶体。
(Ⅱ)石墨是一种混合晶型,结构中具有的作用力有___ 。
a.共价键 b.分子间作用力 c.氢键 d.金属键 e.离子键
(Ⅲ)金刚石晶胞结构如图所示,假设金刚石晶胞的边长为a cm,阿伏加 德罗常数为NA,则金刚石的密度可以表示为___ g/cm3。
(1)基态碳原子的电子排布图为
(2)60克SiO2晶体中含有的Si-O键数目为
(3)有机物M( )中碳的杂化类型有
(4)碳元素能形成多种单质如金刚石、石墨、C60等,回答下列问题:
(Ⅰ)C60的晶体类型是
(Ⅱ)石墨是一种混合晶型,结构中具有的作用力有
a.共价键 b.分子间作用力 c.氢键 d.金属键 e.离子键
(Ⅲ)金刚石晶胞结构如图所示,假设金刚石晶胞的边长为a cm,阿伏加 德罗常数为NA,则金刚石的密度可以表示为
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【推荐2】硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其原因是___ 。
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N—H…H—B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是___ 。
A.苯和三氯甲烷 B.LiH和HCN C.C2H4和C2H2 D.B2H6和NH3
③氨硼烷电池放电时的总反应为:H3NBH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。写出负极电极反应___ 。
(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式,图(a)为一种无限长单链状结构的多硼酸根,其化学式为___ ;图(b)为硼砂晶体中的阴离子,其中硼原子采取的杂化类型___ 。
(3)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图所示:
①该晶体中Na+的配位数为___ 。标注为“1”的Na+分数坐标为___ 。
②H3BO3分子中的O—B—O的键角___ (填“大于”、“等于”或“小于”)BH中的H—B—H的键角。
③已知硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则a=___ (用含ρ、NA的代数式表示);
④若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体的化学式为__ 。
(1)氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其原因是
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N—H…H—B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是
A.苯和三氯甲烷 B.LiH和HCN C.C2H4和C2H2 D.B2H6和NH3
③氨硼烷电池放电时的总反应为:H3NBH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。写出负极电极反应
(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式,图(a)为一种无限长单链状结构的多硼酸根,其化学式为
(3)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图所示:
①该晶体中Na+的配位数为
②H3BO3分子中的O—B—O的键角
③已知硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则a=
④若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体的化学式为
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【推荐3】碳、氮、氧、磷、硫、铁,锌、铜等都是组成蛋白质的重要元素。回答下列问题:
(1)Fe的基态原子的3d能级上的未成对电子数为____ 。
(2)在C、N、O、P、S五种元素中,第一电离能最大的为____ (填元素符号)。
(3)氨基乙酸(H2NCH2COOH)是蛋白质完全水解的产物之方,1 mol H2NCH2COOH中含有σ键的数目为____ NA。
(4)蛋白质在体内部分被氧化生成尿素[CO(NH2)2]、二氧化碳、水等排出体外。
①CO2分子的空间构型为____ 。
②尿素的熔点为132.7℃,其固体属于____ 晶体。
③尿素易溶于水,其原因除都是极性分子外,还有____ 。
(5)Cu与H元素形成某种晶体的结构如图所示,若该晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的棱长为____ nm(用含ρ和NA的式子表示)
(1)Fe的基态原子的3d能级上的未成对电子数为
(2)在C、N、O、P、S五种元素中,第一电离能最大的为
(3)氨基乙酸(H2NCH2COOH)是蛋白质完全水解的产物之方,1 mol H2NCH2COOH中含有σ键的数目为
(4)蛋白质在体内部分被氧化生成尿素[CO(NH2)2]、二氧化碳、水等排出体外。
①CO2分子的空间构型为
②尿素的熔点为132.7℃,其固体属于
③尿素易溶于水,其原因除都是极性分子外,还有
(5)Cu与H元素形成某种晶体的结构如图所示,若该晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的棱长为
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