上篇 专题2 选择题突破2.3 晶胞结构的分析与应用（word教参）-【创新教程】2025年高考化学大二轮专题增分方案（单选）

3.晶胞结构的分析与应用 1．晶体类型的两种判断方法 根据各 类晶体 的概念 判断 即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。 如①由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶体属于分子晶体；②由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；③由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；④由金属阳离子和自由电子通过金属键(或由金属原子)形成的晶体属于金属晶体 根据各 类晶体 的特征 性质判断 如①低熔、沸点的晶体属于分子晶体；②熔、沸点较高，且固态时不导电，在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体；③熔、沸点很高，一般不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于共价晶体；④能导电、能传热、具有延展性的晶体属于金属晶体 2.晶胞组成的计算方法——均摊法 (1)计算方法 ①长方体 ②非长方体晶胞中粒子数的计算视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占有这个碳原子的。 (2)熟知六种常考晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。 1．(晶胞分析与截面图|2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．该铋氟化物的化学式为BiF3 B．粒子S、T之间的距离为a pm C．该晶体的密度为 g·cm－3 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 解析：D　[根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有1＋12×＝4个Bi3＋，含有8＋8×＋6×＝12个F－，故该铋氟化物的化学式为BiF3(均摊法应用)，A正确；将晶胞均分为8个小立方体，则晶胞体内的8个F－位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，设N的原子分数坐标为(0,0,1)，与Q、M均在同一条棱上的F－的原子分数坐标为(1,0,0)，则T的原子分数坐标为，S的原子分数坐标为，故粒子S、T之间的距离为×a pm＝a pm(由原子分数坐标求两点距离)，B正确；由A项分析可知，每个晶胞中有4个BiF3单元，晶胞体积为a3×10－30cm3，则晶体密度为g·cm－3＝g·cm－3，C正确；以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，有8个，D错误。] 2．(储氢超导材料LaHn与晶胞投影|2023·湖北卷)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是(　　) A．LaH2晶体中La的配位数为8 B．晶体中H和H的最短距离：LaH2＞LaHx C．在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D．LaHx单位体积中含氢质量的计算式为g·cm－3 解析：C　[A.由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶角和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，A正确；B.由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2＞LaHx，B正确；C.由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶点数为4×8＝32，且不是闭合的结构，C错误；D.1个LaHx晶胞中含有5×8＝40个H原子，含H质量为×1 g·mol－1＝g，晶胞的体积为(484.0×10－10cm)3＝(4.84×10－8)3cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为g·cm－3，D正确。] (1)晶体密度的计算步骤 (2)晶胞参数的计算方法 1．(高温超导材料与晶胞计算|2023·湖南卷) 科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　) A．晶体最简化学式为KCaB6C6 B．晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个 C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D．晶体的密度为g·cm－3 解析：C　[物质的结构与性质。由题图可知，晶胞中K处于顶角，数目为×8＝1，Ca在晶胞的体心，数目为1，B在晶胞的面上，数目为×2×6＝6，C也在晶胞的面上，数目为×2×6＝6，故晶体的最简化学式为KCaB6C6，A项正确；由晶胞图可知，与Ca2＋最近且距离相等的K＋有8个，而晶胞中Ca2＋、K＋数目之比为1∶1，故与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个，B项正确；结合图示可知，B、C原子围成的多面体，有6个面位于晶胞的六个面上，上半部分和下半部分还各有4个面，故该多面体中共有14个面，C项错误；该晶胞的摩尔质量为217 g·mol－1，晶胞体积为(a×10－10)3 cm3，故晶体密度为g·cm－3，D项正确。] 2．(超导材料—立方晶胞|2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是(　　) A．图1晶体密度为72.5/(NA×a3×10－30)g·cm－3 B．图1中O原子的配位数为6 C．图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1－x D．Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋传导 解析：C　[A.根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×＋1＝3，O：2×＝1，Cl：4×＝1,1个晶胞的质量为 g＝ g，晶胞的体积为(a×10－10cm)3＝a3×10－30cm3，则晶体的密度为 g÷(a3×10－30cm3)＝ g/cm3，A正确；B.图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B正确；C.根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×＝2，O：2×＝1，Cl或Br：4×＝1，Mg的个数小于2，根据化合物元素正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1－x，C错误；D.进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋的传导，D正确。] 3．(泥土彩塑|2024·湖北模拟预测)泥土彩塑(左图)是我国的一种传统民间艺术。在制作过程中匠人向泥中加入鸟粪石有利于减少风干的时间并避免泥塑出现裂缝，鸟粪石的某种晶胞结构如图所示，下列说法错误的是(　　) A．该晶体属于离子晶体 B．该晶体中Mg和P的个数比为3∶2 C．以PO的P为顶点的晶胞中含两个N，剩余P占据晶胞部分面心，则面心占有率为 D．鸟粪石也可用于吸附沉降水中的重金属离子，可能与其晶体表面大量的氧原子和羟基有关 解析：B　[A.由晶胞结构可知，鸟粪石晶胞中含有六水合镁离子、铵根离子和磷酸根离子，则该晶体是由阴阳离子构成的离子晶体，故A正确；B.由晶胞结构可知，鸟粪石晶胞中位于顶点和体心的磷酸根离子的个数为4×＋1＝，位于面心的六水合镁离子的个数为3×＝，则晶体中镁原子和磷原子的个数比为1∶1，故B错误；C.由晶胞结构可知，鸟粪石晶胞中磷酸根离子位于顶点和体心，铵根离子和六水合镁离子位于面心，则以磷酸根离子的磷原子为顶点的晶胞中含两个氮原子，剩余磷原子占据晶胞部分面心，则面心占有率为，故C正确；D.由晶胞结构可知，鸟粪石晶体表面大量的氧原子和羟基，所以鸟粪石也可用于吸附沉降水中的重金属离子，故D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $$