第6单元 高考题型专项突破 晶体的有关计算-【金版教程】2026年高考化学一轮复习解决方案课件PPT（不定项版）

0 第六单元　物质结构 与性质 高考题型专项突破 　 晶体的有关计算 真题精研 01 专项作业 04 目录 CONTENTS 题型突破 02 题型专练 03 综合练习 05 真题精研 真题精研 4 真题精研 5 真题精研 6 真题精研 7 例3　(2024·甘肃卷节选)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数a≠c，α＝β＝γ＝90°。图丙中Ca与N的距离为________pm；化合物的化学式是____________，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为__________ g·cm－3(列出计算表达式)。 Ca3N3B 真题精研 8 真题精研 9 例4　(2024·山东卷节选)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为________。 当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价________(填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是________(填标号)。 A．CaO B．V2O5 C．Fe2O3 D．CuO MnO2 降低 A 真题精研 10 真题精研 11 题型突破 1．确定晶胞中原子坐标与投影图 晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用3个分别≤1的数在立体坐标系中表示出来。 注意：在确定各原子的坐标时，要注意x、y、z轴的单位标准不一定相同。 题型突破 13 题型突破 14 题型突破 15 题型突破 16 (4)沿体对角线投影 ①钾型晶胞 ②铜型晶胞 题型突破 17 题型突破 18 题型突破 19 题型专练 1．(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(　　) 题型专练 21 题型专练 22 解析：C项，图2中Mg和空位均存在，Mg的个数小于2，化学式错误。 题型专练 23 3．(2024·北京卷节选)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。 (1)灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有________个。 (2)若白锡和灰锡的晶胞体积分别为V1 nm3和V2 nm3，则白锡和灰锡晶体的密度之比是________。 4 题型专练 24 4．钛晶体有两种晶胞，如图所示。 (1)如图1所示，晶胞的空间利用率为________________(用含π的式子表示)。 (2)已知图2中六棱柱边长为x cm，高为y cm。该钛晶胞密度为d g·cm－3，NA为________mol－1(用含x、y和d的式子表示)。 题型专练 25 题型专练 26 Al2Cu(或CuAl2) 4.0 题型专练 27 专项作业 [建议用时：40分钟] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 29 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 30 解析：Cu在元素周期表中位于ds区，B错误；由晶胞结构可知，该晶体中，距离Sn最近的P有8个，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 34 5．(2025·辽宁省辽阳市高三质量检测)氧化铈(CeO2)常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3＋占据原来Ce4＋的位置，可以得到更稳定的结构，这种稳定的结构使得氧化铈具有许多独特的性质和应用，CeO2晶胞中Ce4＋与最近O2－的核间距为a pm。下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 36 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 37 解析：图中距离S原子最近的Zn原子是4个，因此S原子的配位数为4，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 38 二、非选择题 7．(2023·全国甲卷节选)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为________。AlF3的熔点为1090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为________键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图b所示，F－的配位数为____。若晶胞参数为a pm，晶体密度ρ ＝________g·cm－3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 sp3 离子 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 39 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 40 8．理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。 (1)图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是__________________________________________。 (2)图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb＝____________。 (3)设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为________g/cm3(列出算式)。 由图c可知，图b不是该晶体的最小重复单元 4 1∶1∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 41 9．(2025·山东省潍坊市高三质量检测)硼族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题： (1)一定条件下，NH4F、NaF和Na[Al(OH)4]反应生成 NH3、H2O和化合物X。X晶胞及晶胞中某一原子的俯视投 影如图所示，晶胞参数为a pm、c pm，α＝β＝γ＝90°。 上述反应的化学方程式为_____________________________________________ ___________，X晶体内含有的作用力有________(填字母)。 a．配位键 b．离子键 c．氢键 d．金属键 (2)设阿伏加德罗常数的值为NA。化合物X的密度为_______ g·cm－3(用含a、c的代数式表示)。 4NH4F＋2NaF＋Na[Al(OH)4]===Na3AlF6＋4NH3↑＋4H2O ab 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 42 10．(2025·广东省江门市高三质量检测)由Li2CO3进一步制得的Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。 (1)O2－在晶胞中的位置为__________________________。 (2)设阿伏加德罗常数的值为NA。晶胞Li2O的密度为b g·cm－3，则晶胞参数(棱 长)为______________pm。 在立方体的顶点和面心上 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 专项作业 43 第六单元　综合练习 [建议用时：60分钟] 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 45 解析：在二甲醚和乙醇中，碳原子和氧原子均为sp3杂化，B错误。 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 46 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 47 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 48 选项 物质性质 解释 A 热稳定性：CH4>H2S 非金属性：C>S B 酸性：乙酸>丙酸 推电子效应：—C2H5>—CH3 C 活泼性：C2H4>C2H6 碳碳键强度：σ键>π键 D 沸点：NH3>AsH3 分子间作用力：NH3>AsH3 5．(2025·武汉市高三调研)下列对物质性质的比较及相应解释错误的是(　　) 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 49 解析：晶体的熔点高低顺序一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体，则熔点高低为SiO2>KCl>CO2，A错误；HCl和SO2均为极性分子，CH4为非极性分子，根据“相似相溶”规律，HCl和SO2在水中的溶解度均大于CH4，B错误；NH3、H2O、CH4三种分子的中心原子均采取sp3杂化，CH4中C原子上没有孤电子对，为正四面体形，NH3中N原子上有1个孤电子对，为三角锥形，H2O中O原子上有2个孤电子对，为V形，孤电子对数越多，键角越小，所以键角：CH4>NH3>H2O，C错误。 6．在通常条件下，下列比较正确的是(　　) A．熔点：CO2>KCl>SiO2 B．水溶性：HCl>CH4>SO2 C．键角：CH4>H2O>NH3 D．键能：H—F键>H—Cl键>H—Br键 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 50 7．(2025·武汉市高三调研)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的主族元素。基态X原子中含有两种形状的电子云，且有一个单电子；基态Y原子的最高能级轨道中均有电子，且自旋方向相同；基态Z原子的价层电子排布式为nsnnp2n；W是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是(　　) A．电负性：X<W B．简单氢化物的沸点：Y<Z C．Y的第一电离能高于同周期相邻元素 D．W的合金餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 51 8．(2025·湖北省八市高三联考)下列有关物质结构与性质的说法错误的是(　　) A．键角：PH3>NH3 B．离子键成分的百分数：Ca3N2>Mg3N2 C．原子半径：Be>B D．电离常数Ka：CF3COOH>CHF2COOH 解析：P的电负性小于N，对电子的吸引能力：P<N，故N—H键中的共用电子对更偏向N，且键长：P—H键>N—H键，故N—H键间共用电子对斥力更大，键角：PH3<NH3，A错误。 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 52 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 53 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 54 11．如图三条曲线表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是(　　) A．元素电负性：c>b>a B．简单气态氢化物的稳定性：a>b>c C．简单气态氢化物的相对分子质量：b>c>a D．第五电离能I5：a>b>c 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 55 解析：同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，P元素3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能为失去3s2中1个电子，3s2为稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C。同周期主族元素自左而右电负性逐渐增大，同主族元素自上而下电负性逐渐减小，则Si的电负性最小，故A错误；C、Si失去4个电子后分别为1s2、2s22p6稳定状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子最外层为3s1状态，第四电离能与第五电离能相差不大，故第五电离能C>Si>P，故D错误。 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 56 12．某化学小组向盛有4 mL 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液的试管中逐滴加入1 mol·L－1氨水，直至得到深蓝色透明溶液，再加入8 mL 95%乙醇，析出深蓝色晶体，过滤、洗涤，将晶体溶于水，取两份相同的溶液a和b。向a中加入铁钉，无明显现象；向b中加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。下列说法错误的是(　　) A．该深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·nH2O B．加入乙醇后，[Cu(NH3)4]2＋与乙醇发生反应 C．溶液a中不存在大量Cu2＋ D．向深蓝色透明溶液中加入固体Na2SO4，有利于获得较多的深蓝色晶体 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 57 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 58 三、非选择题 13．(2024·海南卷)锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一，Li—bfsi(阴离子bfsi－结构见下图A)深受关注。 回答问题： (1)Li—bfsi的制备前体H—bfsi(B)，可由C的氟化反应得到，C中第三周期元素有________(填元素符号)。 (2)C分子中，两个H—N—S键角均为117°，S—N—S键角为126°，N的原子轨道杂化类型为________。 Cl、S sp2 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 59 (3)B溶于某溶剂发生自耦电离(2B A＋F)，阳离子F的结构式为 __________________________。 (4)B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：B________D(填“>”或“<”)；沸点大小关系：B(170 ℃)>E(60.8 ℃)，其原因是____________________。 (5)研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者，原因是_____________________________________________________ _________________________________________________________。 > B分子间存在氢键 G中正、负电荷距离更近，G中N原子的配位能力强于H中磺酰基上的O原子，G溶液中阴、阳离子浓度小于H溶液 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 60 (6)Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。 其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为a、 b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl居于立方体中心，立 方体棱长为d)。图中氢原子皆已隐去。 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●Li)位置 上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为________；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为________。 ②两种晶型的密度近似相等，则c＝________。(以含a、b和d的代数式表达) 8 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 61 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 62 14．我国的航天航空事业取得了举世瞩目的成就，近年来硼氢类离子液体作为火箭推进剂燃料得到广泛的使用，具有点火延迟时间、宽液程和极低的蒸汽压等优点。硼氢类离子液体的部分合成路线如图所示： 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 63 (1)基态Ba原子的价层电子排布式为________，其N层具有的电子数是________。 (2)C、O、S、H的电负性由大到小的顺序为________________；C、O、N的第一电离能由大到小的顺序为________________。 (3) 中不存在的作用力有________。 a．离子键　 b．极性共价键　 c．非极性共价键 d．配位键　 e．σ键　 f．π键　 g．金属键　 h．氢键 6s2 18 O＞S＞C＞H N＞O＞C g、h 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 64 CaB6 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 65 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 66 15．(2025·金版原创)宁波诺丁汉大学柯俊团队利用Co(OH)2­CeO2­g­C3N4三元催化剂在可见光下高效催化氧化NO，其机理如图所示： 回答下列问题： (1)基态Co原子的价层电子排布式为________，其能量最高的能级为_____。 (2)基态Co2＋与Co3＋未成对电子数之比为____________。 3d74s2 3d 3∶4 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 67 (3)Fe的第四电离能比Co的大，其原因是_______________________________ ___________________________________________________________________。 (4)C、N、O、H的电负性大小顺序为____________。 (5)C3N4的结构与Si3N4相似且均硬度大、熔点高，不溶于水。 熔点：C3N4________(填“>”或“<”)Si3N4，其原因为______________________ _____________________________________________________________________。 Fe失去的第四个电子是3d5上的电子，Co失去的第四个电子是3d6上的电子，3d5为半充满排布，较稳定 O>N>C>H > C的原子半径小于Si的原子半径，C—N的键长小于Si—N的键长，C—N的键能大于Si—N的键能 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 68 (7)CeO2的立方晶胞如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值，两个铈离子最近距离为a nm。 ①该晶胞中，氧离子与________个铈离子相邻且等距离。晶胞中，氧离子填充在铈离子构成的________(填字母)空隙中，这种空隙填充率为________。 a．正四边形 b．正八面体 c．正四面体 d．三角锥形 ②晶体密度为____________________g·cm－3(列出计算式即可)。 4 c 100% 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 69 综合练习 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 70 　　　　　　　　　　　　　 R 例1　(2024·江西卷)NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为a nm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是(　　) A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为eq \f(\r(2),2)a nm C．晶体密度ρ＝eq \f(6×（93＋16）,NA×a3×10－21) g·cm－3 D．M的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2))) [解题思路分析]　由题图可知，Nb处于面心，距其最近且相等的O有4个，配位数为4，A错误；Nb和O的最短距离为晶胞棱长的一半，即eq \f(1,2)a nm，B错误；该晶胞中Nb的个数为6×eq \f(1,2)＝3，O的个数为12×eq \f(1,4)＝3，晶胞质量为eq \f(3×（93＋16）,NA) g，晶胞体积为(a×10－7 cm)3，故晶体密度为eq \f(3×（93＋16）,NA×a3×10－21) g·cm－3，C错误；P为坐标原点，则M的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，D正确。 例2　(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eq \f(\r(11),4)a pm C．该晶体的密度为eq \f(1064,NA×a3×10－30) g·cm－3 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 [解题思路分析]　根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有1＋12×eq \f(1,4)＝4个Bi，含有8＋8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝12个F，故该铋氟化物的化学式为BiF3，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，\f(1,2)，\f(1,2))) INCLUDEPICTURE "F:\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "F:\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "F:\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "F:\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\齐晓燕\\待考\\445化学（一轮书经典（单选\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张新伟\\张新伟\\445化学（一轮书经典（单选\\第6单元 物质结构与性质\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\张新伟\\张新伟\\445化学（一轮书经典（单选\\第6单元 物质结构与性质\\445HXML102.TIF" \* MERGEFORMATINET ，则T的原子分数坐标为，S的原子分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))，故粒子S、T之间的距离为 eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,4)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)－\f(1,4)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)－\f(3,4)))\s\up12(2))×a pm＝eq \f(\r(11),4)a pm，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a3×10－30 cm3，则晶体密度为eq \f(4×266,NA×a3×10－30) g·cm－3＝eq \f(1064,NA×a3×10－30) 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。 eq \f(\r(2),2)a eq \f(M,NAa2c)×1030 [解题思路分析]　图丙中，Ca位于正方形顶点，N位于正方形中心，故Ca与N的距离为eq \f(\r(2),2)a pm；由均摊法可知，晶胞中Ca的个数为8×eq \f(1,8)＋2＝3，N的个数为8×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＝3，B的个数为4×eq \f(1,4)＝1，则化合物的化学式是Ca3N3B；其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值是NA，晶胞体积为a2c×10－30 cm3，则晶体的密度为eq \f(M,NAa2c)×1030 g·cm－3。 [解题思路分析]　由均摊法得，晶胞中Mn的数目为1＋8×eq \f(1,8)＝2，O的数目为2＋4×eq \f(1,2)＝4，即该氧化物的化学式为MnO2；MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，Mn的化合价为＋2x，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为＋2价、V2O5中V的化合价为＋5价、Fe2O3中Fe的化合价为＋3价、CuO中Cu的化合价为＋2价，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降到比0大的价态，说明CaO晶体不能通过这种方式获得半导体性质。 (1)钾型晶胞结构模型的原子坐标与投影图 ①粒子坐标：若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6的原子坐标为(0，1，1)，7为(1，1，1)，9为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。 ②x、y平面上的投影图： (2)铜型晶胞结构模型的原子坐标和投影图 ①粒子坐标：若1(0，0，0)，13eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，12eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))，则15的原子坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，1，\f(1,2)))，11为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，1))。 ②x、y平面上的投影图： (3)金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图 ①若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的坐标分别为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))、eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))、eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(1,4)，\f(3,4)))、eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)，\f(3,4)，\f(1,4)))。 ②x、y平面上的投影图： 2．空间利用率的计算方法 (1)空间利用率：指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。空间利用率＝eq \f(球体积,晶胞体积)×100%。 (2)空间利用率的计算步骤：首先计算晶胞中的粒子数；再计算晶胞的体积。 如：六方晶胞(如图)。 S＝2r×eq \r(3)r＝2eq \r(3)r2 h＝eq \f(2\r(6),3)r V(球)＝2×eq \f(4,3)πr3 V(晶胞)＝S×2h＝2eq \r(3)r2×2×eq \f(2\r(6),3)r＝8eq \r(2)r3 空间利用率＝eq \f(V（球）,V（晶胞）)×100%＝eq \f(2×\f(4,3)πr3,8\r(2)r3)×100%≈74% 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eq \f(40,（4.84×10－8）3×6.02×1023) g·cm－3 解析：由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，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；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；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，但它们形成的不是闭合的结构，C错误；1个LaHx晶胞中含有5×8＝40个H原子，含H质量为eq \f(40,NA) g，晶胞的体积为(4.84×10－8)3 cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为eq \f(40,（4.84×10－8）3×6.02×1023) g·cm－3，D正确。 2．(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eq \f(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 eq \f(V2,4V1) eq \f(\r(3),8)π×100% eq \f(64\r(3),dx2y) 解析：(1)由图1可知，晶胞中钛原子的数目为1＋8×eq \f(1,8)＝2，设原子半径为r，则晶胞的体对角线为4r，晶胞的棱长为eq \f(4r,\r(3))，则空间利用率为eq \f(2×\f(4,3)πr3,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4r,\r(3))))\s\up12(3))×100%＝eq \f(\r(3),8)π×100%。 (2)图2晶胞中钛原子的数目为3＋2×eq \f(1,2)＋eq \f(1,6)×12＝6，晶胞的质量为eq \f(6×48,NA) g，六棱柱边长为x cm，高为y cm，则晶胞的体积为eq \f(3\r(3),2)x2y cm3，则eq \f(3\r(3),2)x2yd＝eq \f(6×48,NA)，由此计算得NA＝eq \f(64\r(3),dx2y) mol－1。 5．金属铜与铝可形成多种组成不同的合金，其中一种合金的晶胞如图甲所示，晶胞参数α＝β＝γ＝90°，a＝b＝0.41 nm，c＝0.58 nm，按图甲中阴影面进行投影得到图乙。 (1)已知晶胞中A点的原子坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(3,4)))，则B点的原子坐标为________。 (2)该晶体的化学式为________________，密度为________g·cm－3(结果保留两位有效数字)。 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,4))) 一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 1．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eq \f(2.17×1032,a3·NA) g·cm－3 解析：根据晶胞结构可知，其中K个数为8×eq \f(1,8)＝1， Ca个数为1，B个数为12×eq \f(1,2)＝6，C个数为12×eq \f(1,2)＝6， 故其最简化学式为KCaB6C6，A正确；根据晶胞结构可 知，Ca2＋位于晶胞体心，K＋位于顶点，则晶体中与K＋最 近且距离相等的Ca2＋有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；该晶胞最简化学式为KCaB6C6，则1个晶胞质量为eq \f(217,NA) g，晶胞体积为a3×10－30 cm3，则其密度为eq \f(2.17×1032,a3·NA) g·cm－3，D正确。 2. 磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是(　　) A．Sn的价层电子排布式为5s25p2 B．Cu在元素周期表中位于f区，属于过渡元素 C．该晶体中，距离Sn最近的P有12个 D．该晶体密度的计算式为eq \f(342,NA×（a×10－10）3) g·cm－3 3．氮化铝可用作热交换器中的高温结构材料等，可由铝粉在氨或氮气氛围中800～1000 ℃下合成，其晶胞结构如图所示(晶胞参数的单位为pm，设NA为阿伏加德罗常数的值)，下列说法正确的是(　　) A．氨气分子间存在氢键，所以氨气分子稳定性强 B．1个氮化铝晶胞中含有17个铝原子和17个氮原子 C．若铝原子的半径为r pm，则铝的空间利用率为eq \f(136\r(3)πr3,27a2c)×100% D．该晶胞的密度为eq \f(164\r(3),3NAa2c)×1030 g·cm－3 解析：氨气分子稳定性强是因为氮氢键的键能大，A错误；1个氮化铝晶胞中含有6个铝原子和6个氮原子，B错误；1个氮化铝晶胞中含有6个铝原子，铝原子的体积为eq \f(4πr3×6,3) pm3，晶胞的体积为eq \f(3\r(3)a2c,2) pm3，则铝的空间利用率为eq \f(16\r(3)πr3,9a2c)×100%，C错误。 4. 科学工作者发现了一种光解水的催化剂，其晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是(　　) A．O位于由Ce构成的四面体空隙中 B．Ce在晶胞中的配位数为8 C．Ce与Ce最近的距离为eq \f(\r(2),2)a pm D．该晶体的摩尔体积Vm＝eq \f(a3·10－30NA,4) m3·mol－1 解析：1个晶胞体积为a3×10－36 m3，1个晶胞中含有4个Ce和8个O，则该晶体的摩尔体积为eq \f(a3·10－36NA,4) m3·mol－1，D错误。 已知：O2－的空缺率＝eq \f(氧空位数,氧空位数＋O2－数)×100%。 A．已知M点原子的分数坐标为(0，0，0)， 可得N点原子的分数坐标为(1，1，1) B．CeO2晶胞中与Ce4＋最近的Ce4＋的个数为6 C．CeO2晶体的密度为eq \f(1.72×1032,（\r(3)a）3·NA) g·cm－3 D．若掺杂Y2O3后得到n(CeO2)∶n(Y2O3)＝0.6∶0.2的晶体，则此晶体中O2－的空缺率为10% 解析：根据图示，CeO2晶胞中与Ce4＋最近的Ce4＋的个数为12，故B错误；根据均摊原则，CeO2晶胞中Ce4＋数为4，O2－数为8，CeO2晶胞中Ce4＋与最近O2－的核间距为a pm，则晶胞边长为eq \f(4\r(3)a,3) pm，晶体的密度为eq \f(172×4,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4\r(3)a,3)×10－10))\s\up12(3)×NA) g·cm－3＝eq \f(3.87×1032,4\r(3)a3·NA) g·cm－3，故C错误；CeO2中阳离子和阴离子的个数比为1∶2，若掺杂Y2O3后得到n(CeO2)∶n(Y2O3)＝0.6∶0.2的晶体，阳离子和阴离子的个数比为1∶1.8，则此晶体中O2－的空缺率为eq \f(2－1.8,2)×100%＝10%，故D正确。 6．六方硫化锌的结构是S原子作六方最密堆积，其晶胞如图所示，图中A点分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)，\f(1,3)，\f(7,8)))，B点分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)，\f(1,3)，\f(1,2)))；底面边长a＝381.1 pm，高c＝623.4 pm。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．晶胞中，Zn2＋填充空隙类型为正四面体空隙 B．图中S原子的配位数为6 C．图中A、B的核间距约为233.8 pm D．该晶体密度为eq \f(\f(2×97,NA),\f(\r(3),2)×（381.1×10－10）2×623.4×10－10) g·cm－3 eq \f(84×1030,NA·a3) 解析：由AlF3的晶胞结构可知，其中大球的个数为12×eq \f(1,4)＝3，小球的个数为8×eq \f(1,8)＝1，则大球为F－，距F－最近且等距的Al3＋有2个，则F－的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为a3×10－30 cm3，晶胞的质量为eq \f(84,NA) g，则其晶体密度ρ＝eq \f(84×1030,NA·a3) g·cm－3。 eq \f(2×Mr,301×x2y) eq \f(4.2×1032,a2cNA) eq \r(3,\f(120,bNA))×1010 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．(2025·广东省南粤名校高三联考)下列图示或化学用语错误的是(　　) A．OH－的电子式： B．Mn2＋的价层电子的轨道表示式： C．BF3分子空间结构为平面三角形 D．P4中的共价键类型：非极性键 解析：Mn为25号元素，失去2个电子形成Mn2＋，基态Mn2＋的价层电子的轨道表示式为 2．物质的结构决定物质的性质。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．DNA通过氢键结合成稳定的双螺旋结构 B．46 g由二甲醚(CH3OCH3)和乙醇组成的混合物中，杂化方式为sp2杂化的原子数为2NA C．键角：COeq \o\al(2－,3)＞NF3＞P4 D．基态Mn原子中，两种自旋状态的电子数之比为2∶3 3．(2025·云南三校高三联考)下列说法错误的是(　　) A．键能：C—H>Si—H，因此CH4比SiH4稳定 B．中心原子上的孤电子对数：Ieq \o\al(＋,3)>H2O C．键角：NH3>PH3，因为NH3的成键电子对间的排斥力更大 D．极性：F—C>Cl—C，因此酸性：CF3COOH>CCl3COOH 4．下列关于B、Al及其化合物结构与性质的论述正确的是(　　) A．Al能以sp3d2杂化形成AlFeq \o\al(3－,6)，推测B也能以sp3d2杂化形成BFeq \o\al(3－,6) B．Al(OH)3是两性氢氧化物，推测B(OH)3也是两性氢氧化物 C．键能：B—Cl>Al—Cl，所以BCl3的沸点高于AlCl3 D．立方BN是结构类似于金刚石的共价晶体，推测其有很高的硬度 二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意) 9．工业上可用NaClO处理水体中的氨氮(NH3、NHeq \o\al(＋,4))生成N2。下列说法正确的是(　　) A．原子半径：r(O)<r(Na)<r(Cl) B．电负性：χ(Na)<χ(N)<χ(O) C．NH4Cl属于分子晶体 D．第一电离能：I1(H)<I1(O)<I1(N) 解析：A项，Na的半径比Cl的大，错误；C项，NHeq \o\al(＋,4)与Cl－之间为离子键，NH4Cl属于离子晶体，错误。 10．硒化锌(ZnSe)是一种重要的半 导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙 图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影， 已知晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数 的值为NA，下列说法错误的是(　　) A．Zn位于元素周期表的ds区 B．基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子 C．A点原子的坐标为(0，0，0)，则B点原子的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(3,4))) D．该晶体密度为eq \f(（65＋79）×4,（a×10－10）3NA) g·cm－3 解析：A点原子坐标为(0，0，0)，则B点原子的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))，C错误。 解析：深蓝色晶体溶解液中加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明该深蓝色晶体为硫酸盐，而加入铁钉，无明显现象，说明溶液中无Cu2＋，故该深蓝色晶体中Cu2＋形成稳定的配离子，则深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·nH2O，A、C正确；由于[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，故可析出晶体，乙醇与[Cu(NH3)4]2＋并未发生反应，B错误；向深蓝色透明溶液中加入固体Na2SO4，c(SOeq \o\al(2－,4))增大，有利于获得较多的深蓝色晶体，D正确。 或  eq \f(1,3) eq \f(2d3,ab) 解析：(6)①由立方体形晶胞结构可知，晶胞中的氯离子个数为1，氧个数为8×eq \f(1,8)＝1，锂离子个数为12×eq \f(1,4)＝3，由化合价代数和为0可知，晶胞中锂离子的个数为2，则锂离子的总缺位率为eq \f(3－2,3)＝eq \f(1,3)；晶胞中位于体心的氯离子与位于棱上的锂离子距离最近，再结合上述分析可知，该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为8。 ②设Li2(OH)Cl的相对分子质量为M，由晶胞结构可知，长方体形晶胞的密度为eq \f(2M,abcNA)，立方体形晶胞的密度为eq \f(M,d3NA)，由两种晶型的密度近似相等可知，c＝eq \f(2d3,ab)。 (4)多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成大π键。大π键可用Πeq \o\al(n,m)表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，则 的大π键可表示为________。 (5)硼化钙晶胞结构如图所示，B原子组成Beq \o\al(2－,6)八面体，各个顶点通过B—B键互相连接成三维骨架，八个Beq \o\al(2－,6)多面体围成立方体，中心为Ca2＋，晶胞密度为ρ g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数的值。 ①硼化钙的化学式为________。 ②晶胞边长为________________nm。 Πeq \o\al(6,5) eq \r(3,\f(106,ρ·NA))×107 解析：(5)该晶胞中含有1个Ca2＋，1个Beq \o\al(2－,6)，化学式为CaB6；设晶胞的边长为a nm，ρ＝eq \f(106,NA×（a×10－7）3)，a＝eq \r(3,\f(106,ρ·NA))×107。 (6)分子中的大π键可用符号Πeq \o\al(n,m)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则NOeq \o\al(－,3)中的大π键应表示为________。 Πeq \o\al(6,4) eq \f(（140＋16×2）×4,NA（\r(2)a×10－7）3) 解析：(7)①该晶胞中，铈离子个数＝8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，氧离子个数为8，所以其化学式为CeO2，观察晶胞图可知，氧离子的周围有4个铈离子，氧离子与4个铈离子相邻且等距离。 ②晶胞质量为eq \f(（140＋16×2）×4,NA) g，两个铈离子最近距离为a×10－7 cm，则晶胞边长为eq \r(2)a×10－7 cm，晶体密度为eq \f(（140＋16×2）×4,NA（\r(2)a×10－7）3) g·cm－3。 $$