集训1 强化练8 晶体结构的分析应用(Word练习)-【精讲精练】2026年高考化学二轮专题辅导与训练

强化练(八)　晶体结构的分析应用 [对应题型集训P196] 1．(2025·安徽省滁州市高三一模)通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构如下图所示(其中图甲、图乙和图丙分别表示相应晶体的晶胞结构)，下列关于这些晶体结构和性质的叙述正确的是(　　) A．NA个NaCl晶胞的质量是234 g B．氯化钠、氯化铯和干冰的晶胞结构都是立方体，因此它们具有相似的物理性质 C．干冰晶体中每个二氧化碳分子周围等距且紧邻的二氧化碳分子数是6个 D．60 g二氧化硅晶体中，含有2NA个Si—O共价键 解析　由均摊法知，氯化钠晶胞中有4个钠离子，4个氯离子，故NA个NaCl晶胞中有4 mol NaCl，质量为4 mol×58.5 g/mol＝234 g，A正确；氯化钠、氯化铯和干冰的晶胞结构都是立方体，但它们不是同一类型的晶体，氯化钠和氯化铯是离子晶体，干冰是分子晶体，所以物理性质不相似，B错误；根据晶胞“无隙并置”的特点，干冰晶体中每个二氧化碳分子周围等距且紧邻的二氧化碳分子数是12个，C错误；60 g二氧化硅物质的量为1 mol，每个硅以单键和四个氧形成共价键，故含有4NA个Si—O共价键，D错误。 答案　A 2．(2025·四川省南充市高三适应性考试)不锈钢材料常采用Fe/Cr合金，已知Fe为体心立方结构，晶胞如图a所示，将部分Fe原子替换为Cr得到如图b、c两种不同结构的Fe/Cr合金。下列相关叙述正确的是(　　) A．图a位于立方体顶点的相邻Fe原子会相互接触 B．图b中Cr原子填充在Fe原子构成的四面体空隙中 C．每个图c所示结构对应的晶胞中含有4个Fe原子 D．图a变成图b结构，密度变为原来的 解析　图a属于体心立方堆积，晶胞中体对角线的三个Fe原子会接触，顶点的相邻Fe原子不会相互接触，A错误；由题图可知，图b中Cr原子填充在Fe原子构成的六面体空隙中，B错误；图c中所示结构并不能无缝并置，不是晶胞的基本结构单元，需要8个这样的小立方体才能形成1个晶胞，则每个晶胞中含有4××8＝4个Fe原子，C正确；晶胞a含有的Fe原子个数为1＋8×＝2，质量为g，晶胞b含有1个Fe原子，1个Cr原子，晶胞质量为 g，图a变成图b结构，若视为晶胞边长不变，则密度变为原来的，但铁原子替换为Cr原子后，晶胞的边长有小幅变化，D错误。 答案　C 3．(2025·河南省名校学术联盟高三模拟)Na2Se常用于制作光电器和光电探测器，其立方晶胞如图所示，晶胞参数为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A．基态Se原子简化电子排布式为[Ar]4s24p4 B．Na＋的配位数为4 C．2个Se2-最近距离为a nm D．Na2Se晶体密度ρ＝ g·cm-3 解析　基态Se原子为34号元素，根据核外电子排布规律，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4，A错误；由晶胞结构可知，每个Na＋周围紧邻且等距离的Se2-有4个，每个Se2-周围紧邻且等距离的Na＋有8个，配位数是指一个离子周围紧邻的异号离子的数目，所以Na＋的配位数为4，B正确；由晶胞结构可知，Se2-位于晶胞的顶点和面心，顶点和面心的Se2-距离最近。根据立体几何知识，面对角线长度为a nm，2个Se2-最近距离为面对角线长度的一半，为a nm，C错误；根据均摊法，晶胞中Na＋个数为8，Se2-个数为8×＋6×＝4，则晶胞质量m＝ g，晶胞体积V＝(a×10-7)3 cm3，晶体密度ρ＝＝ g·cm-3，D错误。 答案　B 4．(2025·四川省德阳市高三质量监测)NiO和FeO的晶体结构[M点原子坐标为(0，0，0)]均与NaCl相同。NiO的熔点高于FeO，NiO晶体在氧气中加热时部分Ni2+被氧化为Ni3+，晶体结构产生缺陷，其组成变为NixO，测得其晶胞边长为a pm，密度为ρ g·cm-3。下列说法错误的是(　　) A．N的原子坐标为 B．离子半径：Ni2+<Fe2+ C．NiO晶体中，距离Ni2+最近的O2-围成的空隙为正四面体 D．NixO晶体中，x＝(设NA为阿伏加德罗常数的值) 解析　由于该晶体结构与NaCl相同，M点原子坐标为(0，0，0)，N点在晶胞边的一半处，其原子坐标为，A正确；Ni2+和Fe2+电子层数相同，Ni2+的核电荷数比Fe2+大，对核外电子的吸引能力更强，所以离子半径Ni2+<Fe2+，B正确；NiO晶体结构与NaCl相同，NaCl中每个Na＋周围最近的Cl－有6个，围成正八面体，那么NiO晶体中距离Ni2+最近的O2-有6个，围成的是正八面体，不是正四面体，C错误；晶胞中O2-的个数＝12×＋1＝4，Ni2+的个数＝6×＋8×＝4，根据密度公式ρ＝，晶胞体积V＝(a×10-10)3 cm3 V，设1 mol 晶胞中Ni原子物质的量为x mol，O原子物质的量为1 mol，则晶胞质量m＝ g，ρ＝，整理可得x＝，D正确。 答案　C 5．一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、，设NA为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CuInTe2 B．D点原子的分数坐标为 C．该晶体的摩尔体积为 m3/mol D．晶胞中A、D间距离 pm 解析　晶胞中位于顶点、面上和体内的铜原子个数为8×＋4×＋1＝4，位于面上、棱上的In原子个数为6×＋4×＝4，位于体内的Te原子个数为8×1＝8，所以该晶体的化学式为CuInTe2，故A正确；由位于顶点A和体心B的原子的分数坐标分别为(0，0，0)、可知，位于体对角线处、面对角线处的D点原子的分数坐标为，故B正确；以上分析可知，晶胞中含4个Cu、4个In、8个Te，该晶体的摩尔体积为＝ m3/mol，故C正确；A的分数坐标为(0，0，0)、D点原子的分数坐标为，则晶胞中A、D间距离为 pm＝ pm，故D错误。 答案　D 6．(2025·陕晋青宁高三联考)一种新型稀磁半导体LiZnaMnbAs(摩尔质量为M g·mol-1)的立方晶胞结构如图所示，图中微粒m、p的分数坐标分别是(0，0，0)、，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为d g·cm-3。 下列叙述正确的是(　　) A．微粒n的分数坐标是 B．a∶b＝1∶3 C．元素锂的焰色是紫红色，属于吸收光谱 D．微粒Zn与微粒As之间的最短距离为××107 nm 解析　由图可知，将晶胞切割成八个大小相等的小正方体，As位于小正方体的中心。由晶胞结构可判断微粒n的分数坐标是，A错误；根据均摊法可得晶胞中Li的个数为12×＋1＝4，Zn的个数为4×＋5×＝3，Mn的个数为4×＋1×＝1，As的个数为4，化简即可得LiZnaMnbAs中a＝0.75，b＝0.25，B错误；元素锂的焰色是紫红色，属于发射光谱，C错误；As原子与Zn原子之间的最短距离为晶胞体对角线的，设棱长为a，则a3＝，a＝×107nm，As原子与Zn原子之间的最短距离为××107 nm，D正确。 答案　D 7．(2025·四川省宜宾市高三测试)单质Li在N2中燃烧生成某化物，其晶胞结构如下图： 已知：晶胞底面是边长为a pm的菱形；2号和3号Li＋均处于正三角形的中心。下列说法中错误的是(　　) A．该化合物的化学式为Li3N B．底面上的Li＋之间的最小距离为a pm C．底面上的Li＋中，与1号N3-最近的有6个 D．底面上Li＋的配位数为3，棱上Li＋的配位数为2 解析　N3-位于顶点，一个晶胞含有N3-：4×＋4×＝1个，Li＋位于面上和棱心，一个晶胞含有Li＋：4×＋2×＋2×＝3，该化合物的化学式为Li3N，A正确；正三角形边长为a pm，中心到顶点的距离为a pm，底面上菱形长对角线长度为a pm，则底面上的Li＋之间的最小距离为a pm－a pm－a pm＝a pm，B错误；底面上的Li＋中，与1号N3-最近的有6个，如图：，C正确；底面上Li＋周围距离最近且相等的N3-有3个，配位数为3，棱上Li＋周围距离最近且相等的N3-有2个，配位数为2，D正确。 答案　B 8．S、Cr形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，下列说法错误的是(　　) A．该化合物的化学式是CrS B．Cr原子的配位数为6 C．该晶体的密度为 g·cm-3 D．基态Cr原子的未成对电子个数等于硫原子的价电子数 解析　根据均摊法可知晶胞中含Cr：4×＋1＝2个，含S：8×＋1＝2，故该化合物的化学式为CrS，A正确；由晶胞的结构可知，Cr原子的配位数为4，B错误；由图可知晶胞的底面积为菱形，由此可知该晶胞的体积为a2c×10-30 cm3，则晶胞的密度为＝ g·cm-3，C正确；基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，未成对电子数为6，S为16号元素，为主族元素，价电子即为最外层电子，即S的价电子数为6，故基态Cr原子的未成对电子个数等于硫原子的价电子数，D正确。 答案　B 9．(2025·河北省高三模拟)某含Cu2+晶体的晶胞结构如图所示。该晶胞中阴离子为CN－，CN－连接着每一对相邻的Fe3+与Cu2+(部分示例位置已用箭头标出)。已知该晶胞参数为a nm，NA为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KCuFe(CN)6 B．粒子S、T之间的距离为a nm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D．该晶胞中距Cu2+最近且等距的K＋有4个 解析　Cu2+位于体心和棱心，个数为12×＋1＝4，Fe3+位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，4个K＋位于体内，根据正负化合价的代数和为0，可知其化学式为KCuFe(CN)6，A正确；S点和T点的原子分数坐标可分别定义为和，因此S、T之间的距离为＝a nm，B错误；晶胞质量为 g＝ g，晶胞体积为a3×10-21 cm3，因此晶体密度ρ＝＝ g·cm-3＝ g·cm-3，C正确；由晶胞结构图可知，距体心的Cu2+最近且等距的K＋位于小立方体的体心，共4个，D正确。 答案　B 10．(2025·河北省高三模拟)氮化硼(BN)晶体结构有四种(信息如表)。其中c­BN晶胞(设晶胞边长为a pm)中各原子沿x、y、z轴方向投影的图像均如图。 名称 h­BN c­BN w­BN r­BN层 晶体结构 层状结构 闪锌矿 纤锌矿 层状结构 已知：h­BN晶体、c­BN晶体结构分别与石墨、金刚石结构类似。 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A．h­BN晶体中B、N的杂化类型均为sp2杂化 B．h­BN晶体、r­BN晶体中层与层之间均存在范德华力 C．若1号B原子分数坐标为，则2号B原子分数坐标为 D．c­BN晶体的密度为 g·cm-3 解析　h­BN晶体结构与石墨结构类似，B、N形成平面六元环的层状结构，B、N的杂化类型均为sp2杂化，A正确；h­BN晶体、r­BN晶体为层状结构，层与层之间均存在范德华力，B正确；若1号B原子分数坐标为，根据BN晶胞沿z轴方向的投影，1原子和2原子的z轴位置相同，同时x轴和y轴分别处于0.75和0.25的位置，故原子2的分数坐标为，C错误；晶体结构与金刚石结构类似，1个晶胞中含有4个B，4个N，晶胞密度：ρ＝ g·cm-3＝ g·cm-3，D正确。 答案　C 11．中国工程师在碳化硅(SiC)牵引逆变器领域取得重大突破，再一次吹响向科技强国奋进的号角。碳化硅的某种晶体结构与金刚石类似，其晶胞结构如下所示，其中有标注的原子为硅原子。下列说法正确的是(　　) A．晶胞中∠C—Si—C与∠Si—C—Si都等于109°28′ B．沿体对角线方向投影如图 C．硅原子周围距离自己最近的硅原子数目为4 D．单晶硅、碳化硅、金刚石，三者的熔点比大小：单晶硅>碳化硅>金刚石 解析　因为碳化硅的晶体结构与金刚石类似，在金刚石结构中，键角为109°28′，所以在碳化硅晶胞中∠C—Si—C与∠Si—C—Si都等于109°28′，A正确；根据晶胞结构分析，SiC晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心Si与C重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个C或者3个Si形成，所以画图为或，B错误；由题干分析可知，在面心立方—金刚石型结构中，以一个硅原子为中心，与它最近且等距离的硅原子位于面心，经过计算可得数目为12，C错误；单晶硅、碳化硅、金刚石都是共价晶体，共价晶体的熔点取决于共价键的键长和键能，键长越短，键能越大，熔点越高，由于原子半径C＜Si，键长C—C＜C—Si＜Si—Si，键能C—C＞C—Si＞Si—Si，所以三者的熔点大小为金刚石＞碳化硅>单晶硅，D错误。 答案　A 12．氟化铁铯在电化学方面有良好的应用前景。其阴离子的结构和Cs＋盐的晶胞结构如图所示(晶胞参数a＝b≠c，单位为pm，棱边夹角均为90°)。NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．该晶体的化学式为Cs3Fe2F6 B．Fe元素的化合价有＋2、＋3两种 C．该晶体熔点高于CsF D．该晶体密度为 g·cm-3 解析　根据均摊原则，晶胞中Cs＋数为6，Fe原子数为8××2＝4，F原子数为8××9＝18，该晶体的化学式为Cs3Fe2F9，故A错误；Cs3Fe2F9中Cs显＋1价、F显－1价，Fe元素的化合价为＋3，故B错误；阴离子半径大于F－，所以该晶体熔点低于CsF，故C错误；该晶体密度为＝ g·cm-3，故D正确。 答案　D 13．铜氧化物超导体的研究突破揭开了超导领域的新篇章。一种电子型铜氧化物(相对分子质量为Mr)超导体的晶体结构如图甲所示。 下列有关该晶体说法正确的是(　　) A．电子型铜氧化物化学式可表示为RE2－xCexCuO4 B．M原子与N原子之间的距离为 pm C．电子型铜氧化物的密度为×1030 g·cm-3 D．图甲沿x轴或沿y轴的投影均可用图乙表示 解析　根据晶胞图可知，O原子有8个位于晶胞的上下棱心、有12个位于晶胞的面心，则O原子个数为8×＋12×＝8；Cu原子有8个位于晶胞的顶点、有1个位于晶胞的体心，则Cu原子个数为8×＋1＝2；RE或Ce原子有8个位于晶胞的棱心、有2个位于晶胞的体心，则RE或Ce原子个数为8×＋2＝4，则电子型铜氧化物化学式可表示为RE4－xCexCu2O8，A错误；对M原子与N原子作如图的辅助线，则M原子与N原子之间的距离为MN2＝MX2＋NX2＝＋＝＋＝ pm2，解得MN＝＝ pm，B错误；电子型铜氧化物的密度为ρ＝＝×1030 g·cm-3，C错误；该晶胞的四个立面相同，则图甲沿x轴或沿y轴的投影均能得到图乙，D正确。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $