专题13 晶体结构与性质 十年(2016-2025)高考化学真题题源解密
2025-09-11
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2份
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29页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 晶体结构与性质 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.95 MB |
| 发布时间 | 2025-09-11 |
| 更新时间 | 2025-09-11 |
| 作者 | 满红 |
| 品牌系列 | 上好课·真题题源解密 |
| 审核时间 | 2025-09-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53864749.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题13 晶体结构与性质
晶体结构与性质是高考化学中的高频难点题型,综合性强、抽象性高、计算要求严格。近年来,该题型不断融入新材料、新情境,强调化学与技术的结合,考查学生的综合素养和创新能力。备考时需注重基础、强化图形、提升计算、关注前沿,方能应对未来高考的挑战。
试题情境
· 材料科学背景突出:多数试题以新型功能材料(如稀土永磁、超导材料、负热膨胀材料、锂离子导体等)为情境,体现化学与材料、能源等前沿领域的交叉。
· 实际应用导向:强调材料的结构与性能关系,如导电性、磁性能、热稳定性等,引导学生理解“结构决定性质”的化学思想。
试题特征
· 图形信息丰富:几乎所有题目都配有晶胞示意图、投影图、分数坐标等,考查学生的空间想象能力和图形解析能力。
· 计算与推理结合:常见考点包括:晶胞参数计算、密度计算、配位数判断、原子间距、投影图识别等。
· 选项干扰性强:错误选项常涉及杂化类型、电负性、电离能、晶体类型等易混淆概念。
考试要求
必备知识
· 晶体类型、晶胞结构、均摊法、配位数、杂化方式、电负性、电离能、密度公式等
关键能力
· 空间想象能力、计算能力、图像分析能力、逻辑推理能力
学科素养
· 宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任
题干结构
· 给出晶胞图、晶胞参数、原子分数坐标、化学式等基本信息。
· 要求判断正误,涉及结构、性质、计算等方面。
选项设置
· 常考查化学式判断(均摊法)。
· 涉及原子坐标、配位数、杂化方式等。
· 多与晶体密度、原子间距等计算相关。
· 往往是最易错的,涉及复杂空间关系或前沿概念。
高频考点
· 高频考点:
· 均摊法计算化学式
· 配位数判断
· 晶体密度计算
· 原子间距(体对角线、面对角线、棱长比例)
· 投影图识别(体对角线、面对角线方向)
· 趋势:
· 增加缺陷晶体、掺杂材料、离子迁移等实际情境;
· 强调超分子化学(如环糊精、分子客车);
· 结合电化学装置(如电池)考查离子传导机制。
· 命题方向预测
· 继续强化材料科学背景,如高温超导、固态电解质、储氢材料等;
· 引入更多缺陷结构、非整比化合物,考查学生对结构多样性的理解;
· 结合能带理论、电导机制等初步固体物理知识;
· 增加与实验操作相关的内容,如晶体纯化(升华、萃取等)。
· 能力要求提升
· 要求学生不仅能计算,还要能解释结构对性能的影响;
· 强调多维度信息整合能力,如图像、坐标、数据、文字描述的综合运用。
· 知识梳理与记忆
· 掌握七大晶系、常见晶体类型(离子、分子、金属、共价、混合);
· 熟练运用均摊法计算原子数;
· 记忆常见晶体结构(NaCl、CsCl、ZnS、CaF₂、金刚石等)的配位数、空间特点。
· 图形训练与空间建模
· 使用模型软件或纸模构建晶胞,理解原子排布;
· 训练晶胞投影图的识别与绘制;
· 练习从不同方向(体对角线、面对角线)观察晶胞。
· 计算能力强化
· 熟练运用密度公式:
· 掌握原子间距计算公式(如体对角线,面对角线);
· 注意单位换算(nm → cm,pm → cm等)。
· 易错点突破
· 杂化方式判断(注意配位数与电子对数的区别);
· 电负性、电离能比较(注意周期表规律);
· 晶体类型与作用力判断(范德华力、氢键、金属键等)。
· 热点专题训练
· 超分子化学(主客体识别、环糊精等);
· 固态电解质与离子迁移;
· 缺陷晶体与非整比化合物。
1.(2025·河北·高考真题)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。的六方晶胞示意图如下,晶胞参数、,M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A.该物质的化学式为 B.体心原子的分数坐标为
C.晶体的密度为 D.原子Q到体心的距离为
【答案】D
【解析】A.由晶胞图知,白球位于体心,晶胞中数目为1,黑球位于顶角、棱心、体内,六方晶胞上下表面中一个角60°, 一个角为120°,晶胞中数目为,结合题意知,白球为Sm、黑球为Co,该物质化学式为,A正确;B.体心原子位于晶胞的中心,其分数坐标为,B正确;C.每个晶胞中含有1个“”,晶胞底面为菱形,晶胞体积为,则晶体密度为,C正确;D.原子Q的分数坐标为,由体心原子向上底面作垂线,垂足为上底面面心,连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形,则原子Q到体心的距离,D错误;故选D。
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A.沿晶胞体对角线方向的投影图为
B.和B均为杂化
C.晶体中与最近且距离相等的有6个
D.和B的最短距离为
【答案】A
【解析】A.由晶胞图可知,晶胞中Ag位于体心,B位于顶点,C、N位于体对角线上,沿晶胞体对角线方向投影,体对角线上的原子投影到中心(重叠),其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上,其他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上,则投影图为,A错误;B.Ag位于体心,与周围4个N原子原键,价层电子对数为4,且与4个N原子形成正四面体,则Ag为杂化;由晶胞中成键情况知,共用顶点B原子的8个晶胞中,有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键,即B原子的价层电子对数为4,为杂化,B正确;C.晶胞中Ag位于体心,与最近且距离相等的就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中的原子,为6个,C正确;D.B位于顶点,其个数为,Ag、C、N均位于晶胞内,个数分别为1、4、4,由晶胞密度可知晶胞参数a=,和B的最短距离为体对角线的一半,即,D正确;故选A。
3.(2025·湖南·高考真题)掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为),其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个
B.晶胞中含有的铋离子个数为8
C.第一电离能:
D.晶体的密度为
【答案】A
【解析】A.铋离子位于顶点,与其最近且距离相等的位于棱心,有6个,分别位于上下、前后、左右,A正确;B.晶胞中含有的铋离子个数为个,B错误;C.Ba是碱土金属,金属性强于Ca,其易失电子,第一电离能小于O,C错误;D.晶胞中Ba或K位于体心,个数为总和1,位于棱心,有,所以晶胞的质量是,晶胞体积是,则晶体的密度是:,D错误;故选A。
4.(2025·湖南·高考真题)掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为),其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个
B.晶胞中含有的铋离子个数为8
C.第一电离能:
D.晶体的密度为
【答案】A
【解析】A.铋离子位于顶点,与其最近且距离相等的位于棱心,有6个,分别位于上下、前后、左右,A正确;B.晶胞中含有的铋离子个数为个,B错误;C.Ba是碱土金属,金属性强于Ca,其易失电子,第一电离能小于O,C错误;D.晶胞中Ba或K位于体心,个数为总和1,位于棱心,有,所以晶胞的质量是,晶胞体积是,则晶体的密度是:,D错误;故选A。
5.(2025·浙江·高考真题)某化合物的晶胞如图所示,下列说法不正确的是
A.晶体类型为混合晶体 B.与二价铁形成配位键
C.该化合物与水反应有难溶物生成 D.该化合物热稳定性比高
【答案】D
【解析】A.由图可知该化合物中存在离子键、配位键和分子间作用力,故晶体类型为混合晶体,A正确;B.与二价铁通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+,B正确;C.与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀,方程式为+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl,C正确;D.中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+,[Fe(NH3)2]2+与Cl-之间的键能小于Fe2+与Cl-之间的键能,热稳定性小于FeCl2,D错误;答案选D。
6.(2024·重庆·高考真题)储氢材料的晶胞结构如图所示,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A.的配位数为2 B.晶胞中含有2个
C.晶体密度的计算式为 D.(i)和(ii)之间的距离为
【答案】B
【解析】A.由图可知,与距离最近且等距离的的个数是3,则的配位数为3,A项错误;B.位于晶胞的顶点和体心上,该晶胞中的个数为,B项正确;C.该晶胞体积为,该晶胞中的个数为,的个数为,相当于晶胞中含有2个,晶体密度为,C项错误;D.(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半,为,D项错误;答案选B。
7.(2024·甘肃·高考真题)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
【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。
8.(2024·湖北·高考真题)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是
芳烃
芘
并四苯
蒄
结构
结合常数
385
3764
176000
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
【答案】B
【解析】A.“分子客车”能装载多种稠环芳香烃,故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子,A项正确;B.“分子客车”的长为2.2nm、高为0.7nm,从长的方向观察,有与并四苯分子适配的结构,从高的方向观察则缺少合适结构,故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性,B项错误;C.芘与“分子客车”中中间部分结构大小适配,故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘,C项正确;D.芘、并四苯、蒄中碳原子都采取sp2杂化,π电子数依次为16、18、24,π电子数逐渐增多,与“分子客车”的结合常数逐渐增大,而结合常数越大越稳定,故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合,D项正确;答案选B。
9.(2024·吉林·高考真题)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
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
【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。
10.(2024·吉林·高考真题)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
【答案】B
【解析】A.1mol糖水解后能产生2~10mol单糖的糖称为寡糖或者低聚糖,环六糊精是葡萄糖的缩合物,属于寡糖,A正确;B.要和环六糊精形成超分子,该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸,故不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包含形成超分子,B错误;C.环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)腔内极性小,可以将苯环包含在其中,由图3可知,苯甲醚直接和HOCl反应时,Cl原子取代苯甲醚中苯环的邻位和对位H原子的物质的量的比为2:3,而加入环六糊精后Cl原子取代苯环对位H原子的物质的量的远大于邻位,说明图2中甲氧基对位暴露在反应环境中,C正确;D.环六糊精空腔外有多个羟基,可以和水形成分子间氢键,故环六糊精能溶解在水中,而氯代苯甲醚不溶于水,所以可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚,D正确;故选B。
11.(2023·重庆·高考真题)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
【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。
12.(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
【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。
13.(2022·湖北·高考真题)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A.的配位数为6 B.与距离最近的是
C.该物质的化学式为 D.若换为,则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】A.配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数,如图所示,位于体心,F-位于面心,所以配位数为6,A正确;B.与的最近距离为棱长的,与的最近距离为棱长的,所以与距离最近的是,B错误;C.位于顶点,所以个数==1,F-位于面心,F-个数==3,位于体心,所以个数=1,综上,该物质的化学式为,C正确;D.与半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D正确;故选B。
14.(2021·辽宁·高考真题)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A.S位于元素周期表p区 B.该物质的化学式为
C.S位于H构成的八面体空隙中 D.该晶体属于分子晶体
【答案】D
【解析】A.S的价电子排布式为:3s23p4,故S位于元素周期表p区,A正确;B.由该物质形成晶体的晶胞可知:S个数为,H个数为:,故H、S原子个数比为3:1,故该物质的化学式为,B正确;C.S位于H构成的八面体空隙中,如图所示,C正确;D.由于该晶体是一种新型超导材料,说明其是由阴、阳离子构成的,故该晶体属于离子晶体,D错误;故答案为:D。
15.(2021·江苏·高考真题)通过下列实验可从I2,的CCl4溶液中回收I2。
下列说法正确的是
A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式:I2+2OH-=I-+IO+H2O
B.通过过滤可将水溶液与CCl4分离
C.向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀,1个AgI晶胞(如图)中含14个I-
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
【答案】D
【解析】A.选项所给离子方程式元素不守恒,正确离子方程式为:3I2+6OH-=5I-+IO+3H2O,A错误;B.水溶液与CCl4不互溶,二者应分液分离,B错误;C.根据均摊法,该晶胞中所含I-的个数为=4,C错误;D.碘易升华,回收的粗碘可通过升华进行纯化,D正确;综上所述答案为D。
16.(2023·湖南·高考真题)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
【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。
17.(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
【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。
18.(2024·湖北·高考真题)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、、
【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。
19.(2024·江西·高考真题)NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为anm,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anm
C.晶体密度
D.M的分数坐标为
【答案】D
【解析】A.由图可知,NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个,Nb的配位数是4,故A错误;B.由图可知,Nb和O最短距离为边长的,晶胞参数为anm,Nb和O最短距离为anm,故B错误;C.根据均摊法计算可知,Nb的个数为6×=3,O的个数为12×=3,即晶胞中含有3个NbO,晶胞密度为ρ=,故C错误;D.P的分数坐标为(0,0,0),M位于正方体的面心,M的分数坐标为(,,),故D正确;故选:D。
20.(2025·云南·高考真题)是优良的固态电解质材料,取代部分后产生空位,可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是
A.每个晶胞中个数为12
B.该晶胞在yz平面的投影为
C.取代后,该电解质的化学式为
D.若只有发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等
【答案】C
【解析】A.由晶胞结构可知,Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心,由均摊法算出其原子个数为,由晶体的化学式可知,O原子的个数是Sc的4倍,因此,每个晶胞中O2-个数为12,A正确;B.由晶胞结构可知,该晶胞在yz平面的投影就是其前视图,B正确;C.Ce4+ 取代La3+后,Li+数目减小并产生空位,因此,根据化合价的代数和为0可知,取代后该电解质的化学式为,C错误;D.Li+与电子所带的电荷数目相同,只是电性不同,原电池中内电路和外电路通过的电量相等,因此,若只有Li+发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li+数目相等,D正确;综上所述,本题选C。
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专题13 晶体结构与性质
晶体结构与性质是高考化学中的高频难点题型,综合性强、抽象性高、计算要求严格。近年来,该题型不断融入新材料、新情境,强调化学与技术的结合,考查学生的综合素养和创新能力。备考时需注重基础、强化图形、提升计算、关注前沿,方能应对未来高考的挑战。
试题情境
· 材料科学背景突出:多数试题以新型功能材料(如稀土永磁、超导材料、负热膨胀材料、锂离子导体等)为情境,体现化学与材料、能源等前沿领域的交叉。
· 实际应用导向:强调材料的结构与性能关系,如导电性、磁性能、热稳定性等,引导学生理解“结构决定性质”的化学思想。
试题特征
· 图形信息丰富:几乎所有题目都配有晶胞示意图、投影图、分数坐标等,考查学生的空间想象能力和图形解析能力。
· 计算与推理结合:常见考点包括:晶胞参数计算、密度计算、配位数判断、原子间距、投影图识别等。
· 选项干扰性强:错误选项常涉及杂化类型、电负性、电离能、晶体类型等易混淆概念。
考试要求
必备知识
· 晶体类型、晶胞结构、均摊法、配位数、杂化方式、电负性、电离能、密度公式等
关键能力
· 空间想象能力、计算能力、图像分析能力、逻辑推理能力
学科素养
· 宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任
题干结构
· 给出晶胞图、晶胞参数、原子分数坐标、化学式等基本信息。
· 要求判断正误,涉及结构、性质、计算等方面。
选项设置
· 常考查化学式判断(均摊法)。
· 涉及原子坐标、配位数、杂化方式等。
· 多与晶体密度、原子间距等计算相关。
· 往往是最易错的,涉及复杂空间关系或前沿概念。
高频考点
· 高频考点:
· 均摊法计算化学式
· 配位数判断
· 晶体密度计算
· 原子间距(体对角线、面对角线、棱长比例)
· 投影图识别(体对角线、面对角线方向)
· 趋势:
· 增加缺陷晶体、掺杂材料、离子迁移等实际情境;
· 强调超分子化学(如环糊精、分子客车);
· 结合电化学装置(如电池)考查离子传导机制。
· 命题方向预测
· 继续强化材料科学背景,如高温超导、固态电解质、储氢材料等;
· 引入更多缺陷结构、非整比化合物,考查学生对结构多样性的理解;
· 结合能带理论、电导机制等初步固体物理知识;
· 增加与实验操作相关的内容,如晶体纯化(升华、萃取等)。
· 能力要求提升
· 要求学生不仅能计算,还要能解释结构对性能的影响;
· 强调多维度信息整合能力,如图像、坐标、数据、文字描述的综合运用。
· 知识梳理与记忆
· 掌握七大晶系、常见晶体类型(离子、分子、金属、共价、混合);
· 熟练运用均摊法计算原子数;
· 记忆常见晶体结构(NaCl、CsCl、ZnS、CaF₂、金刚石等)的配位数、空间特点。
· 图形训练与空间建模
· 使用模型软件或纸模构建晶胞,理解原子排布;
· 训练晶胞投影图的识别与绘制;
· 练习从不同方向(体对角线、面对角线)观察晶胞。
· 计算能力强化
· 熟练运用密度公式:
· 掌握原子间距计算公式(如体对角线,面对角线);
· 注意单位换算(nm → cm,pm → cm等)。
· 易错点突破
· 杂化方式判断(注意配位数与电子对数的区别);
· 电负性、电离能比较(注意周期表规律);
· 晶体类型与作用力判断(范德华力、氢键、金属键等)。
· 热点专题训练
· 超分子化学(主客体识别、环糊精等);
· 固态电解质与离子迁移;
· 缺陷晶体与非整比化合物。
1.(2025·河北·高考真题)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。的六方晶胞示意图如下,晶胞参数、,M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A.该物质的化学式为 B.体心原子的分数坐标为
C.晶体的密度为 D.原子Q到体心的距离为
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A.沿晶胞体对角线方向的投影图为
B.和B均为杂化
C.晶体中与最近且距离相等的有6个
D.和B的最短距离为
3.(2025·湖南·高考真题)掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为),其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个
B.晶胞中含有的铋离子个数为8
C.第一电离能:
D.晶体的密度为
4.(2025·湖南·高考真题)掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为),其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个
B.晶胞中含有的铋离子个数为8
C.第一电离能:
D.晶体的密度为
5.(2025·浙江·高考真题)某化合物的晶胞如图所示,下列说法不正确的是
A.晶体类型为混合晶体 B.与二价铁形成配位键
C.该化合物与水反应有难溶物生成 D.该化合物热稳定性比高
6.(2024·重庆·高考真题)储氢材料的晶胞结构如图所示,的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A.的配位数为2 B.晶胞中含有2个
C.晶体密度的计算式为 D.(i)和(ii)之间的距离为
7.(2024·甘肃·高考真题)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
8.(2024·湖北·高考真题)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是
芳烃
芘
并四苯
蒄
结构
结合常数
385
3764
176000
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
9.(2024·吉林·高考真题)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
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
10.(2024·吉林·高考真题)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
11.(2023·重庆·高考真题)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
12.(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
13.(2022·湖北·高考真题)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A.的配位数为6 B.与距离最近的是
C.该物质的化学式为 D.若换为,则晶胞棱长将改变
14.(2021·辽宁·高考真题)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A.S位于元素周期表p区 B.该物质的化学式为
C.S位于H构成的八面体空隙中 D.该晶体属于分子晶体
15.(2021·江苏·高考真题)通过下列实验可从I2,的CCl4溶液中回收I2。
下列说法正确的是
A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式:I2+2OH-=I-+IO+H2O
B.通过过滤可将水溶液与CCl4分离
C.向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀,1个AgI晶胞(如图)中含14个I-
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
16.(2023·湖南·高考真题)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
17.(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
18.(2024·湖北·高考真题)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、、
19.(2024·江西·高考真题)NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为anm,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anm
C.晶体密度
D.M的分数坐标为
20.(2025·云南·高考真题)是优良的固态电解质材料,取代部分后产生空位,可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是
A.每个晶胞中个数为12
B.该晶胞在yz平面的投影为
C.取代后,该电解质的化学式为
D.若只有发生迁移,外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的数目相等
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