第五章 第5讲 晶体结构与性质（讲义及解析）-2026年高考化学·大一轮复习

大一轮·化学(周星星·化学） 第5讲 晶体结构与性质 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 1. 物质的聚集状态 （1）物质的聚集状态的存在形式 ①通常物质有三态：固态、液态和气态。 ②特殊物质的聚集状态：等离子体是气态物质，离子液体是液体物质。 ③更多的物质聚集状态：晶态、非晶态，塑晶态、液晶态等。 （2）普通物质三态的相互转化 注：普通物质三态间的相互转化只是分子间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，而液态则介于二者之间。 气态 普通气体 —— 等离子体 A.定义：等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。 B.产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等离子体。 C.存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等。 D.性质：具有良好的导电性和流动性。 E.应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 液态 普通液体 —— 离子液体 A.定义：在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 B.组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等（如图所示），阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 塑晶态、液晶态 塑晶 在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性（即物体发生永久形变的性质）的一种物质聚集状态。 液晶 A.定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。 B.分类：分为热致液晶（只存在于某一温度范围内的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相）。 C.性质：具有液体的某些性质（如流动性、黏度、形变性等）和晶体的某些性质（如导热性、各向异性等）。 D.用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 固态 晶体 内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质，绝大多数常见的固体都是晶体。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。 非晶体 内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。 注意 （1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 （2）物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 2．晶体和非晶体 (1)晶体与非晶体的区别 晶体 非晶体 结构特征(本质区别) 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 性质特征 自范性 有 无 熔、沸点 固定 不固定 某些物理性质 各向异性 各向同性 二者区别方法 间接方法 看是否有固定的熔、沸点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 (2)晶体的特点：自范性、固定的熔点、物理性质的各向异性、外形和内部质点排列的高度有序性 (3)获得晶体的途径 ①熔融态物质凝固。如：从熔融态结晶出来的硫晶体 ②气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)。如：凝华得到的碘晶体 ③溶质从溶液中析出。如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体 3．晶胞 (1)晶胞的概念：描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。晶胞是晶体中最小的结构重复单元 (2)形状：一般来说，晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成 ①“无隙”：相邻晶胞之间无任何间隙 ②“并置”：所有晶胞都是平行排列的，取向相同 (2)特点：一种晶体所有晶胞形状及内部的粒子种类、个数及粒子所处的空间位置是完全相同的 4. 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 (1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是 (2)方法： ①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 平面型 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 5. 晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数 （1）晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。 （2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 注意 ①判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有4个，共计12个。 ②常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 6. 晶胞计算公式(立方晶胞) （1）晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 （2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 （3）空间利用率＝×100%。 7. 有关晶胞的计算方法 （1）计算晶体密度的方法 注意 ①以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 ②对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 （2）计算晶体中微粒间距离的方法 （3）原子空间利用率的计算 A．已知晶体密度(ρ)求空间利用率 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。 晶胞体积V＝，晶胞含粒子体积V0＝x×πr3。故空间利用率＝×100%＝＝。 B．已知晶胞结构求空间利用率 简单立方结构 空间利用率＝×100%≈52% 体心立方结构 空间利用率＝×100%≈68% 面心立方结构 如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝ ×100%＝×100%≈74%。 8. 晶体中原子坐标 （1）构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是120°或60°。 堆积模型 原子分数坐标 x、y平面上的投影图投影图 简单立方体模型 原子2为(0，0，0)，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为(0，0，0)。 体心立方晶胞结构模型 1～8的分数坐标为(0，0，0)， 9的分数坐标为 面心立方晶胞结构模型 0(0，0，0)，1和2，3和4，5和6 金刚石晶胞结构模型 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的分数坐标分别为、、、 x、y平面上的投影图为 沿体对角线的投影图为。 沿体对角线切开的剖面图为 【逐点训练1】 1.（2024·湖北黄冈·二模）下列关于准晶的说法正确的是( ) A．准晶和晶体可以通过射线衍射实验加以区别 B．准晶具有良好的导电、导热性 C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶 D．已知的准晶中都含有共价键 2.（2024·甘肃白银·模拟预测）自范性指能自发呈现多面体外形的性质，下列固体具有自范性的是( ) A．玛瑙 B．白磷 C．玻璃 D．石蜡 3.（23-24高三上·江西省乐安·开学考试）下列关于晶体的说法，不正确的是( ) ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键弱，所以其熔点比较低；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 A．①②③ B．②③⑦ C．④⑤⑥ D．②③④ 4．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是 ( ) A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶4 5．最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为( ) A．Ti14C13 B．TiC C．Ti4C4 D．Ti4C3 6.（2024·全国·模拟预测）Li、Fe、Se可形成新型超导材料，晶胞如图(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为90°，X的坐标为，Y的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．基态Fe原子的核外电子排布式为 B．坐标为的原子是Li原子 C．Se原子X与Se原子Y之间的距离为 D．该晶体的密度为 7.（2024·江西宜春·三模）氢化铝钠()等复合氢化物是重要的有机还原剂。晶胞结构如图所示，设阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是( ) A．晶体中，与Na+紧邻且等距的有6个 B．晶体的密度为 C．与之间的最短距离为nm D．中4个共价键不同 8.（2024·辽宁丹东·二模）氮化铬的晶胞结构如图所示，A点原子坐标，密度为，摩尔质量为，晶胞参数为代表阿伏加德罗常数的值．下列说法错误的是( ) A．该晶体的化学式为 B．B点原子坐标 C．原子位于N原子构成的四面体空隙中 D． 考点二 常见晶体的结构与性质 1．晶体的分类 (1)分类依据：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同，将晶体分为如下5种：分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体、混合晶体、过渡晶体 (2)常见类别 2. 晶体的结构与性质 Ⅰ、分子晶体 概念 只含分子的晶体称为分子晶体 粒子间的相互作用力 分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合 常见的分子晶体 ①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。 ②部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。 ③部分非金属氧化物，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。 ④几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。 ⑤绝大多数有机化合物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等 物理性质 分子晶体熔、沸点较低，硬度较小 结构特征 ①分子间作用力只是范德华力：晶体中分子堆积方式为分子密堆积。 ②分子间还有其他作用力：水分子之间的主要作用力是氢键，在冰的每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。冰的晶体结构如图： 结构模型 干冰的晶体结构 干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积。每个晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等 冰的晶体结构 冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。晶胞结构与金刚石相似，含有8个H2O Ⅱ、共价晶体 构成微粒及其相互作用 常见共价晶体 物理性质 ①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高，硬度大。 ②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 结构模型 金刚石晶体 ①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角是109°28′，最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C共价键有2 mol。 ②在金刚石的晶胞中，内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C 二氧化硅晶体 SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最小的环是12元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子。1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有手性。 Ⅲ、金属晶体 概念 金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属原子维系在一起 粒子间的相互作用力 金属阳离子和自由电子 分类 纯金属及合金 物理性质 优良的导电性、导热性和延展性 结构模型 晶胞结构 举例 配位数 每个晶胞包含原子数 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 原子空间利用率 Ca、Al、Cu、Ag、Pt、Au 12 4 2r＝ 74% Li、Na、K、 Ba 8 2 2r＝ 68% Mg、Zn、Ti 12 2 - 74% Po 6 1 2r＝a 52% Ⅳ、离子晶体 粒子间的相互作用力 阴离子和阳离子；离子键 分类 离子化合物 物理性质 熔、沸点 熔、沸点较高，难挥发 硬度 硬度较大，难以压缩 溶解性 一般在水中易溶，在非极性溶剂中难溶 导电性 固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电 结构的决定因素 ①几何因素：晶体中正负离子的半径比。 ②电荷因素：晶体中正负离子的电荷比。 ③键性因素：离子键的纯粹程度。 结构模型 NaCl型 在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－ CsCl型 在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8 CaF2型 在晶体中，F－的配位数为4，Ca2＋的配位数为8，晶胞中含4个Ca2＋，含8个F－。晶胞中F－在体对角线的处 Ⅴ、混合型晶体——石墨的结构特点 1.同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个平面中运动。 2.层与层之间以范德华力相结合。 3.石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 4.结构模型 （1）石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力。 （2）平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C原子采取的杂化方式是sp2。 （3）在每层内存在共价键和大π键。 （4）C—C的键长比金刚石的C—C的键长短，熔点比金刚石的高。 （5）导电性：石墨晶体中，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，p轨道中的电子在整个平面中运动。但电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。故在电场中，p轨道中的电子只能沿石墨平面方向定向移动。 Ⅵ、过渡晶体 纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。如Na2O和Al2O3晶体中都含有离子键的成分，它们既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，Na2O更偏向离子晶体，Al2O3 更偏向共价晶体。 3．几种常见的晶体类型比较 　 　类型 比较　 　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 概念 分子间以分子间作用力相结合的晶体 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键 物 理 性质 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别 及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 4．晶体类别的判断方法 (1)依据物质的分类判断 ①金属单质、合金是金属晶体 ②离子化合物是离子晶体 ③非金属单质和共价化合物大部分是分子晶体 ④部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体 ⑤常见的原子晶体：硼(B)、硅(Si)、金刚石、金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4) (2)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体 (3)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低 (4)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电 ②原子晶体一般为非导体 ③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电 ④金属晶体是电的良导体 5．晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体熔、沸点的比较 ①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体 ②金属晶体的熔、沸点差别很大，如：钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低 (2)同种晶体类型熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小 共价晶体 看共价键的强弱，取决于键长，即：成键原子半径大小 如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 离子晶体 衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl 分子晶体 看分子间作用力 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性) a．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4 c．组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2 d．在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷>异戊烷 金属晶体 看金属键的强弱，金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高 如熔、沸点：Na<Mg<Al 【逐点训练2】 1.（2024·江苏南京·二模）2024年1月，我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统，SiC晶体属于( ) A．分子晶体 B．金属晶体 C．离子晶体 D．共价晶体 2.（2024·天津河西·一模）下列物质的有关叙述正确的是( ) A．它们的物理性质相同 B．它们充分燃烧后的产物相同 C．石墨能导电故属于金属晶体 D．分子中仅含σ键 3.（2024·福建福州·一模）观察下列模型并结合信息，判断有关说法错误的是( ) 马脑 FeSO4·7H2O S8分子 HCN 结构模型示意图 A．马脑，又名玛瑙、码瑙或马瑙，属于共价晶体，且两原子个数比为2：1 B．FeSO47H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2 C．固态硫S8中S原子为sp2杂化 D．HCN的结构式为 4．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是( 　　) AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅 熔点/℃ 190 －68 2 300 ＞3 550 1 415 沸点/℃ 178 57 2 550 4 827 2 355 A．SiCl4是分子晶体 B．晶体硼是原子晶体 C．AlCl3是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键弱 5.（23-24高三上·辽宁·期中）下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是( 　　) A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 D．生铁>纯铁>钠 6.（2024·上海·二模）下列物质性质的变化规律与化学键强弱无关的是( 　　) A．HF、HCl、HBr的热稳定性依次减弱 B．NaF、NaCl、NaBr的熔点依次降低 C．Li、Na、K的熔点逐渐降低 D．SiF4、SiCl4、SiBr4的熔、沸点逐渐升高 7.（23-24高三上·四川·期末）下列物质的性质变化规律与分子间作用力有关的是( 　　) A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅 C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 1．（2024·贵州卷）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是( 　　) A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 2．（2024·湖北卷）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是( 　　) A．I为金 B．Ⅱ中的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距 D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 3．（2024·吉林卷）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( 　　) A．结构1钴硫化物的化学式为 B．晶胞2中S与S的最短距离为当 C．晶胞2中距最近的S有4个 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 4．（2024·甘肃卷）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是( 　　) A．电负性： B．单质是金属晶体 C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3 5．（2024·湖南·高考真题）是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为，晶胞如图所示，下列说法错误的是( 　　) A．合成反应中，还原剂是和C B．晶胞中含有的个数为4 C．每个周围与它最近且距离相等的有8个 D．为V型结构 6．（2024·山东·高考真题）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是( 　　) A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 7．（2024·安徽·高考真题）研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物()，其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中为价，为价。下列说法错误的是( 　　) A．导电时，和的价态不变 B．若，与空位的数目相等 C．与体心最邻近的O原子数为12 D．导电时、空位移动方向与电流方向相反 8．（2024·河北·高考真题）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 B．粒子S、T之间的距离为 C．该晶体的密度为 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 9．（2023·湖北·高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是( 　　) A．晶体中La的配位数为8 B．晶体中H和H的最短距离： C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D．单位体积中含氢质量的计算式为 10．（2023·辽宁·高考真题）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 D．取代产生的空位有利于传导 11．（2023·浙江·高考真题）下列物质中属于耐高温酸性氧化物的是( 　　) A． B． C． D． 12．（2023·河北卷）锆是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( 　　) A．该氧化物的化学式为 B．该氧化物的密度为 C．原子之间的最短距离为 D．若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则q点原子位于晶胞面的面心 13．（2023·重庆卷）配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是( 　　) A．中心原子的配位数是4 B．晶胞中配合物分子的数目为2 C．晶体中相邻分子间存在范德华力 D．该晶体属于混合型晶体 14．（2023·江苏卷）元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．第一电离能： C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料 15．（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。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是( 　　) A．晶体最简化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有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 16．（2022·江苏·高考真题）我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；Pb、是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是( 　　) A．石墨能导电，可用作润滑剂 B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料 C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑 D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料 17．（2024·北京卷）锡()是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 （1）位于元素周期表的第5周期第IVA族。将的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。 （2）和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。 ①分子的模型名称是 。 ②的键是由锡的 轨道与氯的轨道重叠形成σ键。 （3）白锡和灰锡是单质的常见同素异形体。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灰锡中每个原子周围与它最近且距离相等的原子有 个。 ②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为和，则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。 （4）单质的制备：将与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至，由于固体之间反应慢，未明显发生反应。若通入空气在下，能迅速被还原为单质，通入空气的作用是 。 答案及解析 【逐点训练1】 1.【答案】A 【解析】A．晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X射线衍射实验加以区别，A项正确；B．准晶具有各向异性，不具有良好的导电、导热性，B项错误；C．自然界中存在天然条件下形成的准晶，如Al65Cu23Fe12，C项错误；D．已知的准晶中不一定含有共价键，如Al65Cu23Fe12中没有共价键，D项错误；故选A。 【思维建模】1.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。 2.鉴别晶体与非晶体的方法 （1）观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 （2）测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 （3）测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 （4）X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射（得到分立的斑点或明锐的谱线），而非晶体只能散射（得到连续的谱线）。 2.【答案】B 【解析】A．晶体具有自范性，玛瑙不是晶体，A错误；B．晶体具有自范性，白磷是分子晶体，B正确；C．晶体具有自范性，玻璃不是晶体，C错误；D．晶体具有自范性，石蜡不是晶体，D错误；故选B。 3.【答案】D 【解析】晶体的自范性是粒子微观上周期性排列的宏观表现，因此非晶体排列无序，无自范性，①正确；金属晶体中含有金属阳离子，不属于离子晶体，②错误；分子晶体熔沸点取决于分子间作用力，而非共价键，③错误；MgO中离子所带电荷多，半径小，离子键强，因此熔点比NaCl高，④错误；晶体中微粒周期性排列，晶胞是晶体结构的基本单元，⑤正确；晶体微粒间的作用力使其尽可能紧密堆积，⑥正确；干冰采用分子密堆积的排列方式，1个分子紧邻12个CO2分子，⑦正确；故答案选D。 4．B。解析：A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子数之比为1∶4∶2。 5．A。解析：由题意知该物质是气态团簇分子，题图所示应是该物质的一个完整的分子，由14个钛原子和13个碳原子构成，A项正确。此题目极易因审题不严密，误认为是晶体而视钛与碳原子的个数比为∶＝1∶1，错选B项或C项 6.【答案】C 【解析】A．Fe为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，故A错误；B．由晶胞结构可知坐标为的原子是Z原子，即Fe原子，故B错误；C．Se原子X与Se原子Y，沿x轴方向的距离为，沿y轴方向的距离为，沿z轴方向的距离为，两点间的距离为，故C正确；D．Li原子个数为：8×+1=2，Fe个数为8×=4，Se原子个数为：8×+2=4，晶胞的质量为：，晶胞体积为：a2b×10-21 cm3，密度g•cm-3，故D错误；故选：C。 【思维建模】1.晶体中微粒的排列具有周期性，晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，利用“均摊法”可以计算一个晶胞中的粒子数，从而确定晶体的化学式。 2.“均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是（1/n）。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 （1）立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 （2）六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 （3）三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 7.【答案】B 【解析】A．晶体中，以体心的为例，与之紧邻且等距的位于晶胞棱上、晶胞中上层立方体左右侧面心、晶胞中下层立方体前后面面心，与紧邻且等距的有8个，结合化学式可知与紧邻且等距的有8个，A错误；B．晶胞中数目为，数目为，晶胞质量为，晶胞体积为，则晶体的密度为，B正确；C．与之间的最短距离为下底面面对角线长的一半，为nm，C错误；D．为正四面体结构，4个共价键完全相同，D错误；故选B。 8.【答案】C 【解析】A．氮化铬的晶胞结构中，N位于顶点和面心，利用均摊法总共4个，Cr位于体心和棱上，总共4个，故该晶体的化学式为，故A正确；B．A为坐标原点，故B的原子坐标为，故B正确；C．原子位于N原子构成的八面体空隙中，故C错误；D．依据密度为d，可算出晶胞参数为：，故D正确；故选C。 【逐点训练2】 1.【答案】D 【解析】SiC中的Si和C以共价键结合形成空间网状结构，和金刚石结构相似，SiC属于共价晶体，故选D。 2.【答案】B 【分析】金刚石、石墨、、碳纳米管都是碳单质，互为同素异形体。 【解析】A．同素异形体的物理性质不相同，A错误；B．组成元素都为碳元素，充分燃烧的产物都为，B正确；C．石墨能导电，但石墨属于混合晶体，C错误；D．分子中含σ键和键，D错误；答案选B。 3.【答案】C 【解析】A．玛瑙的主要成分是SiO2，属于共价晶体，且两原子个数比为2：1，A正确；B．键角3是硫酸根中键角，硫酸根为正四面体结构，键角为109°28′，键角1与键角2都是水分子中的键角，水分子中O采用sp3杂化，但是由于水中O上有孤电子对，导致键角变小，故键角3最大；键角1与键角2比较，1上的O孤电子对提供出来形成配位键，导致键角1会比键角2大，故键角1、2、3由大到小的顺序：3>1>2，故B正确；C．固态硫S8中S原子形成了2个共价键，还有2个孤电子对，故采用sp3杂化，故C错误；D．根据HCN的比例模型，结构价键规律，HCN的结构式为，故D正确；故选C。 4．D。解析：SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在未熔化的温度下它就能汽化，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点高，所以晶体硼是原子晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知：金刚石中的C—C键比晶体硅中的Si—Si键强。 5.【答案】B 【解析】A．同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅<碳化硅，选项A错误；B．均为离子晶体，因离子半径F-<Cl-<Br-，离子晶体中离子键作用力逐渐减弱，熔、沸点高低顺序应为NaF<NaCl<NaBr，选项B错误；C．邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键，使熔沸点偏低，而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键，使熔沸点偏高，故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高，选项C错误；D．生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，选项D错误；答案选B。 【思维建模】晶体熔、沸点的比较 （1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 （2）相同类型晶体 ①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 ②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 （3）离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高 6.【答案】D 【解析】A．F、Cl、Br的非金属性逐渐减弱，HF、HCl、HBr的共价键强度逐渐减弱，热稳定性逐渐减弱，A正确；B．NaF、NaCl、NaBr均为离子晶体，离子半径越大，键能越小，故NaF、NaCl、NaBr的熔点依次降低，B正确；C．Li、Na、K阳离子所带电荷数相同，但离子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，熔点逐渐降低，C正确；D．SiF4、SiCl4、SiBr4都为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增强，熔、沸点逐渐升高，与化学键无关，D错误；故答案选D。 7.【答案】D 【解析】A．HF、HCl、HBr、HI共价键键长逐渐增大，键能减小，所以HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，与分子间作用力无关，故不选A；B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与C-C键、Si-Si键的键能有关，与分子间作用力无关，故不选B；C．F-、Cl-、Br-、I-半径依次增大，NaF、NaCl、NaBr、NaI的晶格能依次减小，所以熔点依次降低，与与分子间作用力无关，故不选C；D．F2、Cl2、Br2、I2相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，所以熔、沸点逐渐升高，与分子间作用力有关，故选D。 1.【答案】C 【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；B．由题图可知，中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确；C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C错误；D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D正确；故合理选项是C。 2.【答案】C 【解析】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：   ，I中Au和Cu原子个数比值为1：1，则Au的质量分数为：   ，A正确；B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确；C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，的核间距为，的最小核间距也为，最小核间距，C错误；D． I中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1：1；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点，处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为；D正确；故选C。 3.【答案】B 【解析】A．由均摊法得，结构1中含有Co的数目为，含有S的数目为，Co与S的原子个数比为9：8，因此结构1的化学式为Co9S8，故A正确；B．由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为：，故B错误；C．如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确；D．如图，当2个晶胞2放在一起时，图中红框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确；故选B。 4.【答案】D 【解析】A．电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于 Cl，A正确；B．金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确；C．由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；D．由图乙中结构可知，每 个与周围有6个最近且距离相等，因此 ，的配位数为6，D错误；综上所述，本题选D。 5.【答案】D 【解析】A．LiH中H元素为-1价，由图中化合价可知， N元素为-3价，C元素为+4价，根据反应可知，H元素由-1价升高到0价，C元素由0价升高到+4价，N元素由0价降低到-3价，由此可知还原剂是和C，故A正确；B．根据均摊法可知，位于晶胞中的面上，则含有的个数为，故B正确；C．观察位于体心的可知，与它最近且距离相等的有8个，故C正确；D．的中心原子C原子的价层电子对数为，且与CO2互为等电子体，可知为直线型分子，故D错误；故答案选D。 6.【答案】B 【解析】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si>Si-C>B-N>C-C，所以熔点最低的为单晶硅。故选B。 7.【答案】B 【解析】A．根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；B．根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×=1个，含O：12×=3个，含La或Li或空位共：1个，若x=，则La和空位共，n(La)+n(空位)=，结合正负化合价代数和为0，(+1)×+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，解得n(La)=、n(空位)=，Li+与空位数目不相等，B项错误；C．由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确；D．导电时Li+向阴极移动方向，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D项正确；答案选B。 8.【答案】D 【解析】A．根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有个，含有个F-，故该铋氟化物的化学式为，故A正确；B．将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中MNPQ点的截面图可知，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，令N的原子分数坐标为，与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为，则T的原子分数坐标为， S的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为，故B正确；C．由A项分析可知，每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-，晶胞体积为，则晶体密度为=，故C正确；D．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，为将晶胞均分为8个小立方体后，每个小立方体的体心的F-，即有8个，故D错误；故答案为：D。 9.【答案】C 【解析】A．由的晶胞结构可知，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，故A正确；B．由晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；C．由题干信息可知，在晶胞中，每个H结合4个H形成类似的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，且不是闭合的结构，故C错误；D．1个晶胞中含有58=40个H原子，含H质量为g，晶胞的体积为(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，则单位体积中含氢质量的计算式为，故D正确；答案选C。 10.【答案】C 【解析】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项正确；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项正确；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，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；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项正确；答案选C。 11.【答案】B 【解析】A．二氧化碳和碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，但为分子晶体，不耐高温，A错误；B．SiO2能跟碱反应生成盐和水：SiO2+2OH-=SiO+H2O，所以SiO2是酸性氧化物，为共价晶体，耐高温，B正确；C．MgO能跟酸反应生成盐和水：MgO +2H+=Mg2++H2O，所以MgO是碱性氧化物，；C错误；D．Na2O能跟酸反应生成盐和水，所以是碱性氧化物，；D错误；答案选B。 12.【答案】B 【解析】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A正确；B．结合A分析可知，晶体密度为，B错误；C．原子之间的最短距离为面对角线的一半，即，C正确；D．根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则垂直向下，q点原子位于晶胞面的面心，D正确；答案选B。 13.【答案】D 【解析】A．由题干配合物[MA2L2]的分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4个配位键，故中心原子M的配位数是4，A正确；B．由题干图示晶胞结构可知，晶胞中配合物分子的数目为=2，B正确；C．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C正确；D．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，D错误；故答案为：D。 14.【答案】D 【解析】A．同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径：，A错误；B．同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能：，B错误；C．晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C60为分子晶体，C错误；D．周期表中元素Si附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，D正确。 故选D。 15.【答案】C 【解析】A．根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6，其中C个数：12×=6，故其最简化学式为，A正确；B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，Ca2+位于体心，每个为8个晶胞共用，则晶体中与最近且距离相等的有8个，B正确；C．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；D．根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确；故选C。 16.【答案】C 【解析】A．石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂。与其导电性无关，故A错误 B．单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，故B错误；C．青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，故C正确；D．含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，故D错误；故选C。 17.【答案】（1） （2）平面三角形 杂化 （3）4 （4）与焦炭在高温下反应生成，将还原为单质 【解析】（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2，Sn的基态原子最外层轨道表示式为； （2）①SnCl2中Sn的价层电子对数为2+×(4-2×1)=3，故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形； ②SnCl4中Sn的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4，有4个σ键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键； （3）①灰锡具有立方金刚石结构，金刚石中每个碳原子以单键与其他4个碳原子相连，此5碳原子在空间构成正四面体，且该碳原子在正四面体的体心，所以灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有4个； ②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn原子数为8×+1=2，灰锡晶胞中含Sn原子数为8×+6×+4=8，所以白锡与灰锡的密度之比为∶=； （4）将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO，CO将SnO2还原为单质Sn，有关反应的化学方程式为2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$