专题02 晶胞参数计算与原子坐标分析（重难点训练）化学鲁科版选择性必修2

专题02 晶胞参数计算与原子坐标分析 建议时间：25分钟 突破一 晶胞参数与微粒半径的关系 1．（24-25高二下·贵州毕节·期末）属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，已知的半径为晶体中与相切，下列说法错误的是 A．代表，代表 B．中与距离相等且最近的可形成一个正六面体 C．若移至立方晶胞体心，则位于晶胞面心 D．晶胞参数为 【答案】B 【详解】 A．其中的个数为，的个数为，则代表，代表，A正确； B．与距离相等且最近的为6个，构成正八面体空隙，B错误； C．依据两种离子的坐标关系，当位于立方晶胞体心，则位于晶胞面心，C正确； D．如图所示，面对角线为，则晶胞边长为，D正确； 故选B。 2．（多选）钴是重要的过渡元素，能形成多种稳定的配合物。CoCl3·6NH3是一种重要的配合物，研究分子结构发现其络离子形状为正八面体。取1 mol该配合物，加入足量硝酸银溶液，产生x mol不溶于稀硝酸的白色沉淀。下列说法正确的是 A．Co元素在周期表中位于第4周期VIIIB族 B．配合物中络离子化学式为[Co(NH3)6]3+ C．x≤3 D．若晶体Co为A1型密堆积，晶胞参数为a cm，则钴原子的半径为a×1010pm 【答案】BD 【详解】A．钴的原子序数为27，在周期表中位于第四周期VIII族，故A错误； B．络离子形状为正八面体即Co3+与4个NH3分子共平面，另外每个NH3分子与该平面形成正四面体，所以Co3+与6个NH3形成配位络离子[Co(NH3)6]3+，故B正确； C．3个氯离子都是外界离子，则x=3，故C错误； D．面心立方最密堆积中，钴原子处于顶点和面心，即每一个面上对角线位置的三个Co原子球体紧密接触，设钴原子的半径为r，则晶胞立方体面对角线长为4r，若晶胞参数为acm，有，所以，故D正确； 故选：BD。 3．I.钠元素和氯元素是两种重要的短周期元素，按要求完成问题。 (2)常温下氯化钠晶体是绝缘体，温度升高导电性增强，导电的原因是钠离子迁移到空位造成(如下图所示)。已知：常温常压下NaCl晶胞参数a=564pm，r(Na+)=102pm，r(Cl-)=181pm。 在氯化钠晶胞中钠离子的配位数为 ，这些配位的氯离子形成的空间构型是 。钠离子迁移时需穿过A、B、C3个氯离子形成的孔O，其平面位置关系如上图，孔O的半径 pm(=1.4，=1.7，结果取小数点后1位)，试从半径大小的角度分析氯化钠晶体常温下是绝缘体的可能原因 。 II. (3)一种晶体(属于立方晶系)中含有3种离子，其中A、B是阳离子，下图是这种晶体晶胞的中的八分之一，按要求回答问题。 若B是带有4个单位正电荷的阳离子，则A带的正电荷数是 ，若B在晶胞中的分数坐标是(0，0，0)，则A的分数坐标是 ，A、B两种阳离子配位数之比为 ，晶胞参数为apm，O2-半径为bpm，两种阳离子均和O2-相切，B离子的半径为 pm。 【答案】(2) 6 正八面体 51.2或52.1或43.5或42.7 常温下钠离子半径比孔O的半径大，钠离子不能迁移到空位 (3) 2 (1/2，1/2，1/2) 2:10.5 a-b 【详解】 （2）钠离子周围有6个氯离子，其配位数为6，这些配位的氯离子形成的空间构型是正八面体；三角形边长=(×564pm)×=394.8pm，r(Cl-)=181pm，由几何知识可知，孔O的半径=394.8pm×-181pm≈42.7pm；常温下钠离子半径比孔O的半径大，钠离子不能迁移到空位，所以氯化钠晶体常温下是绝缘体； （3）该晶体由3个O2-和1个A和1个B离子构成，A、B是阳离子，且B是带有4个单位正电荷的阳离子，则A带的正电荷数是2，以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可表示晶胞中锌原子的位置，称作原子分数坐标。若B在晶胞中的分数坐标是(0，0，0)，则A的分数坐标是(，，)；A、B两种阳离子配位数之比为2：1，A和B两种阳离子均和O2-相切，则B离子的半径和O2-半径之和等于晶胞参数，所以B离子的半径为(a-b)pm。 4．I.超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。 (1)Mo处于第五周期第VIB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是 ；核外未成对电子数是 个。 (2)该超分子中存在的化学键类型有_______。 A．σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 (3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 (填元素符号)。 (4)C60与金刚石互为同素异形体，从结构与性质之间的关系解释C60的熔点远低于金刚石的原因是 。 II.开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。 (5)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态原子Ti有 种能量不同的电子。Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 。 (6)NaH具有NaCl型晶体结构。已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm(棱长)，Na+半径为102pm，H-的半径为 ，NaH的理论密度是 g·cm-3(只列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。 【答案】(1) 4d55s1 6 (2)AB (3)C (4)C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，共价晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能量 (5) 7 H>B>Li (6) 142pm 【详解】（1）Mo处于第五周期第VIB族，核外电子排布与Cr相似，其价电子为4d、5s电子，4d能级上有5个电子、5s能级上有1个电子，据此书写它的基态价电子排布式为4d55s1；核外未成对电子是4d、5s能级上的电子，有6个电子； （2）观察该超分子结构有双键，说明有σ键和π键，分子中不存在离子键，根据信息Mo形成配位键，故选AB； （3）CO做配体时是C做配位原子，氧把孤对电子给了碳，碳变成富电子中心，有提供电子对形成配位键的能力，故为C； （4）C60与金刚石属于不同晶体类型，C60是分子晶体，金刚石是原子晶体，共价晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力，故C60的熔点远低于金刚石； （5）Ti的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故基态原子Ti有7种能量不同的电子；非金属的非金属性越强其电负性越大，非金属性最强的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H>B>Li； （6）由NaCl的晶胞可知，NaH晶胞中Na+位于棱心和体心，H-位于顶点和面心，故NaH晶胞的边长相当于H-的直径和Na+的直径之和，故H-的半径为 ；根据均摊法计算NaH晶胞中含有4个Na+和4个H-，则该晶胞的密度为 。 5．钴元素是三元锂离子电池阳极材料的重要成分。请回答下列问题： (1)钴元素的价层电子排布式为 。 (2)已知第四电离能大小：I4(Fe)>I4 (Co)，从原子结构的角度分析可能的原因是 。 (3)配位化学创始人维尔纳发现，取1 mol配合物CoCl3·6NH3(黄色)溶于水，加入足量硝酸银溶液，产生3 mol白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸。原配合物中络离子形状为正八面体。 ①根据上述事实推测原配合物中络离子化学式为 。 ②该配合物在热NaOH溶液中发生反应，并释放出气体，生成气体分子的中心原子杂化方式为 。 (4)经X射线衍射测定发现，晶体钴在417 ℃以上堆积方式的剖面图如下，则该堆积方式属于 ，若该堆积方式下的晶胞参数为a pm，则钴原子的半径为 pm。 【答案】(1)3d74s2 (2)Fe3+由价层电子排布较稳定的3d5变为不稳定的3d4需要更多的能量 (3) [Co(NH3)6]3+ sp3 (4) 面心立方最密堆积 【解析】（1） 钴的原子序数为27，在周期表中位于第四周期第Ⅷ族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，其价层电子排布式为3d74s2。 （2） Fe3+价层电子排布式为3d5，Co3+价层电子排布式为3d6，由此可知Fe3+从价层电子排布较稳定的3d5变为不稳定的3d4需要更多的能量。 （3） ①1 mol配合物CoCl3·6NH3(黄色)溶于水，加入足量硝酸银溶液，产生3 mol白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，则生成的沉淀是AgCl，说明Cl-是外界离子，不是配位离子；络离子形状为正八面体，则说明Co3+与6个NH3形成配位络离子，则络离子化学式为[Co(NH3)6]3+。 ②该配合物在热NaOH溶液中发生反应，释放出的气体是NH3，其中心原子N的价层电子对数=3+(5-3×1)=4，杂化方式为sp3。 （4） 由图可知，该堆积方式属于面心立方最密堆积；钴在面心立方堆积中，钴原子处于顶点和面心，设钴原子的半径为r，则晶胞立方体面对角线长为4r，若该堆积方式下的晶胞参数为a pm，则(4r)2=a2+a2，解得r= pm。 突破二 晶胞参数与密度的关系 1．（24-25高二下·贵州毕节·期末）结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示(设为阿伏加德罗常数的值)，晶胞的边长为apm。下列说法错误的是 A．晶胞中含有4个Pb B．S的配位数为6 C．基态S原子的价层电子排布式为 D．晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．由PbS晶胞结构图可知，该晶胞中白球为个、黑球为个，有4个Pb和4个S，每个原子周围距离最近的原子数均为6，因此Pb的配位数为6，A正确； B．根据A项的分析，每个原子周围距离最近的原子数均为6，因此S的配位数为6，B正确； C．S为16号元素，基态S原子的价层电子排布式为，C正确； D．结合A分析，晶体密度为，D错误； 答案选D。 2．（24-25高二下·山东东营·期末）钨是一种金属元素，原子序数为74，一种钨酸钙晶胞结构如下，W填充在O构成的四面体中心。下列说法错误的是 A．W的杂化方式为 B．元素第一电离能： C．W在元素周期表中第六周期ⅥB族 D．晶胞密度为 【答案】D 【分析】由图可知，四面体位于顶点、面上、体心，个数为：，W填充在O构成的四面体中心，故W的个数为4，O的个数为16，Ca位于棱上、面上，个数为：，化学式为CaWO4。 【详解】A．CaWO4中W的价层电子对数为：，W的杂化方式为，A正确； B．非金属元素的第一电离能大于金属元素，Ca的活泼性强于W，更易失去电子，故第一电离能：，B正确； C．W与Cr同主族，Cr在元素周期表中第四周期ⅥB族，W在元素周期表中第六周期ⅥB族，C正确； D．晶胞密度为：，D错误； 故选D。 3．（24-25高二下·陕西商洛·期末）金属Mn能与其他金属形成多种具有特殊功能的合金，其中具有磁驱动形状记忆功能的合金晶体结构如图所示（“●”代表Ni）。已知：图中①～⑧代表8个位于小立方体体心的原子，其中①③⑤⑦代表Mn，②④⑥⑧代表Ga．设晶胞边长为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Ni、Mn、Ga均位于元素周期表的d区 B．合金Ni-Mn-Ga可表示为NiMnGa C．距离Ni原子最近且等距的Mn原子有8个 D．该晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．Ga元素位于第IIIA族，位于p区，故A错误； B．根据晶胞结构图，该单元中含有的Ni个数为=8，Mn和Ga的个数都为4，则化学式为Ni2MnGa，故B错误； C．①③⑤⑦代表Mn，以体心的Ni为参考，该4个Mn距离体心Ni的距离最近，故C错误； D．由B项可知，该晶胞中含有4个Ni2MnGa，质量为，晶胞的体积为(a)3cm3，则密度==，故D正确； 答案选D。 4．（24-25高二下·湖北武汉·期末）鲍鱼壳有内层和外层之分。内层是霰石，外层是方解石，其化学成分都是碳酸钙，但它们的晶胞结构不同，图1为霰石，图2为方解石。下列说法错误的是 A．霰石转化成方解石是物理变化 B．的空间结构为平面三角形 C．霰石晶胞结构图含有4个、4个 D．方解石的密度为 【答案】A 【详解】A．霰石和方解石的组成成分都是碳酸钙，但它们的晶体结构不同，且转化过程中发生了化学键的断裂和生成，则霰石转化成方解石是化学变化，A错误； B．中，C原子孤电子对数，连接原子数为3，价层电子对数为3，的空间结构为平面三角形，B正确； C．如图所示，霰石晶体结构图的方框中含有O原子个数为，C原子和Ca原子个数均为4，即含有4个、4个，C正确； D．方解石晶胞图底面是有一个内角为60°的菱形，其面积为，根据均摊法可知，该晶胞含有6个、6个，其质量为，体积为，则其密度为，D正确； 故答案选A。 5．（24-25高二下·贵州安顺·期末）中国科学院研究所合成了一种含钒锑化物，在超导方面有很大的应用前景。其晶胞结构及参数如图1，晶体中包含的由V和Sb组成的二维平面如图2，该物质的摩尔质量为Mg·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A．铯(Cs)位于第六周期第IA族 B．该材料的化学式为CsV3Sb5 C．晶体密度计算式为 D．基态V原子的价层电子排布式为3d34s2 【答案】C 【详解】A．Cs是55号元素，其位于第六周期第IA族，A正确； B．根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知，晶胞中含个Cs、个V、个Sb，则化学式为CsV3Sb5，B正确； C．该晶胞的质量为，但是结合图2可知，其底面不是正方形，则其体积是，则其密度是：，C错误； D．V是23号元素，其价层电子排布式为3d34s2，D正确； 故选C。 突破三 原子坐标分析与应用 1．（24-25高二下·陕西安康·期末）制造硼合金的原料硼化钙晶胞结构及其沿z轴方向的投影图如图所示，硼原子全部组成B正八面体，各个顶点通过B—B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为a nm，B八面体中B—B键的键长为d nm，Ca原子的坐标参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．硼化钙的化学式为 B．Ca的配位数为16 C．该晶体的密度为 D．N点的坐标参数为 【答案】D 【详解】A．由题意可知，硼原子组成的正八面体的化学式为，由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的钙原子个数为1，位于顶点的正八面体的个数为，则硼化钙的化学式为，A错误； B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的正八面体中都有3个硼原子与钙原子的距离最近，共有24个，则钙原子的配位数为24，B错误； C．该晶体晶胞参数为a nm，则晶体的密度为：，C错误； D．由晶胞结构可知，晶胞中N点所在的正八面体的体心为原点坐标，硼硼键的键长为d nm，N点到原点的距离为，晶胞参数为a nm，钙原子的坐标参数为，则N点在x轴的坐标为，所以N点的坐标参数为，D正确； 故答案为：D。 2．（24-25高二下·安徽滁州·期末）部分物质的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．结构中，存在的化学键有离子键、配位键和氢键 B．CO2晶胞中，CO2分子的配位数为6 C．钙镁矿晶胞中，2号硫原子的坐标为(，，) D．金刚石结构中，距离最近的碳原子核间距为晶胞边长的倍 【答案】C 【详解】A．由图可知：具有空轨道的Fe2+与H2O分子中具有孤电子对的O原子之间形成的是配位键；而水分子的氢原子与硫酸根离子中的氧原子之间形成的是氢键，[Fe(H2O)6]2+与之间以离子键结合，阴离子中S、O原子之间以共价键结合，但氢键不属于化学键，而是属于分子间作用力，A错误； B．由CO2晶胞结构可知：其是面心立方密置堆积，则CO2分子的配位数为(3×8)×=12，B错误； C．由晶胞结构，结合坐标原点以及晶胞中各个原子之间的相对位置，可知2号S原子的位置坐标是(，，)，故C正确; D．在金刚石结构中，C原子位于晶胞顶点有8个，处于面心上的有6个，位于晶胞体内有4个，距离最近的碳原子核间距为晶胞边长的，D错误； 故合理选项是C。 3．（24-25高二下·安徽合肥·期末）金刚砂的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 已知：为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长为a pm。 A．a原子的坐标参数为() B．熔点：晶体硅>金刚砂>金刚石 C．晶胞中离得最近的Si原子与C原子的距离是 D．金刚砂硬度大，在较大外力的锤击下，化学键不发生断裂 【答案】C 【详解】A．根据图像中坐标系的建立情况，a原子在x、y、z轴上的投影分别为，坐标参数为，故A错误； B．晶体硅、金刚砂(SiC)、金刚石都是共价晶体，键长C-C<C-Si<Si-Si，键能金刚石>金刚砂>晶体硅，故熔点金刚石>金刚砂>晶体硅，故B错误； C．该晶胞中离得最近的Si原子与C原子位于体对角线的，即距离为，故C正确； D． 金刚砂中只含有共价键，硬度大，在较大外力的锤击下，共价键将发生断裂，故D错误； 故答案选C。 4．（24-25高二下·广东广州·期中）磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，磷化硼的晶体结构如图所示。 已知：①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标；②设该晶胞的参数为d nm。 下列说法不正确的是 A．磷化硼晶胞中B原子的配位数为4 B．c原子的分数坐标为 C．该晶胞中P与B原子的最近距离为d nm D．磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为 【答案】D 【详解】A．磷化硼中B原子与周围4个P原子形成共价键，配位数为4，A正确； B．由a和b原子的分数坐标可知，c原子的分数坐标为（），B正确； C．P与B原子的最近距离为晶胞体对角线的，体对角线长度为d nm，故该晶胞中P与B原子的最近距离为 nm，C正确； D．沿z轴投影时，P原子（面心立方）投影在顶点、面心和边中点，B原子（内部4个）投影在（，）、（）、（）、（），而非中心位置，D错误； 故答案选D。 5．（2025·云南文山·模拟预测）铈的某种氧化物是汽车尾气净化催化剂的关键成分，其晶体结构如图1所示，下列说法正确的是 A．该晶胞中的配位数为4 B．若沿轴向平面投影，则其投影图如图2所示 C．晶胞中甲的原子分数坐标为，则乙的原子分数坐标为 D．该氧化物中铈元素的化合价为+4 【答案】D 【详解】A．配位数是指离子周围最近邻的异号离子数目。该晶胞中Cen+（白球）周围最近邻的O2-（黑球）数目为8，A错误； B．沿z轴向xy平面投影时，图2未正确反映所有O的投影位置（图2中心处应还有O的投影），应该为，则B错误； C．原子分数坐标以晶胞参数为单位1，甲为(0，0，0)（顶点），乙为四面体空隙中的O原子，其坐标应为(3/4，3/4，1/4)，C错误； D．通过均摊法计算，一个晶胞中Ce（白球）数目为，O（黑球）个数为8，个数比为1：2，所以氧化物化学式为CeO2，Ce元素化合价为+4，D正确； 答案选D。 建议时间：30分钟 1．（24-25高二下·山东枣庄·期末）铜和氧形成的一种离子化合物的立方晶胞结构如图所示。其中P点分数坐标为。下列说法正确的是 A．Q点分数坐标为 B．晶胞沿z轴俯视图为 C．铜元素的化合价为 D．图中●表示的微粒是 【答案】C 【分析】由晶胞图可知，白色球位于顶点和体心，黑色球位于体心。根据均摊法，晶胞中含有的白色球的个数为，含有黑色球的个数为4，白色球和黑色球的个数比为1:2，结合题给信息进行分析。 【详解】A．根据P点的坐标为，可知Q点分数坐标为，A错误； B．黑色球位于晶胞体心，晶胞沿z轴俯视图为，B错误； C．根据题给晶胞图为铜和氧形成的一种离子化合物的立方晶胞结构，结合分析中白色球和黑色球的个数比，可知该晶胞为Cu2O晶胞，铜元素的化合价为+1价，C正确； D．由分析，结合选项C可知，图中●表示的微粒是Cu+，D错误； 答案选C。 2．（24-25高二下·山东日照·期末）类金刚石结构的硼碳氮化合物硬度高、化学性质稳定，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体中1个C原子周围距离最近的C原子数目为2 B．晶体的摩尔体积 C．晶胞中C-B键与C-N键的数目比为 D．晶胞的俯视图为 【答案】B 【详解】A．根据图示，晶体中1个C原子周围距离最近的C原子数目为2，故A正确； B．晶胞的体积为，根据均摊原则，1个晶胞中含C原子数 、N原子数、B原子数2，1mol晶胞含2molC2NB，晶体的摩尔体积，故B错误； C．1个晶胞中含有4个C-B键、4个C-N键，晶胞中C-B键与C-N键的数目比为，故C正确； D．根据晶胞结构图，可知晶胞的俯视图为，故D正确； 选B。 3．（24-25高二下·山东淄博·期末）下列关于晶体的说法错误的是 A．某铜氧化物立方晶胞如图1，则的化合价为价 B．六方BN与石墨结构类似如图2，则六方BN可作润滑剂 C．K晶胞是体心立方如图3，K原子半径为，则晶胞边长为 D．晶胞是长方体如图4，，则S周围与其等距且紧邻的S有12个 【答案】D 【详解】A．该晶胞中白球个数为：，黑球个数为4，故白球为O，黑球为Cu，化学式为Cu2O，的化合价为价，A正确； B．六方BN与石墨结构类似，石墨可作润滑剂，则六方BN可作润滑剂，B正确； C．K晶胞是体心立方，体对角线的3个球相切，设晶胞边长为apm，，则，晶胞边长为，C正确； D．晶胞是长方体，以体心S原子为例，由于，S周围与其等距且紧邻的S有4个，位于过体心的3个相互垂直的面的顶点（由于长、宽、高均不相等，只能为其中1个面的4个顶点，距离最小的满足条件），D错误； 故选D。 4．（24-25高二下·山东青岛·期中）硼化钙晶胞结构如图所示，每六个硼原子构成一个正八面体，各个顶点通过B-B键相互连接，正八面体中B-B键的键长为dnm，Ca位于立方体体心，原子分数坐标为，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ca的配位数为24 B．Ca与B个数比为1：6 C．M点的原子分数坐标为 D．该晶体的密度为 【答案】D 【分析】晶胞中Ca为1个在晶胞内部；B的个数为8×=6个。 【详解】A．距离Ca最近的B有3×8=24个，Ca的配位数为24，A正确； B．根据分析，Ca与B个数比为1：6，B正确； C．M点在x方向坐标为0，y方向坐标为0， B-B键的键长为dnm，M到顶点的距离为nm，z方向分数坐标为，M点的原子分数坐标为，C正确； D．该晶体的密度为，D错误； 故选D。 5．（24-25高二下·山东济宁·期中）对下列图形解释的说法错误的是 A．图1中，1个CH4子周围有12个紧邻的CH4分子 B．图2中，1molP4S3分子中孤电子对的数目为6NA，∠S-P-S<109°28′ C．图3中，Fe2+填充在由6个F-构成的八面体空隙中 D．图3晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为g/cm3 【答案】B 【详解】A．根据CH4晶胞，以顶点的CH4分子分析，与面心的CH4分子紧邻，每个横截面有4个，总共有3个横截面，因此1个分子周围有12个紧邻分子，A正确； B．根据图知，每个P原子含有1个孤电子对、每个S原子含有2个孤电子对，所以每个P4S3分子中含有10个孤电子对，则1molP4S3分子中孤电子对的数目为10NA，B错误； C．结合图3可知，Fe2+的上、下、左、右、前、后各有1个F-，Fe2+填充在由6个F-构成的八面体空隙中，C正确； D．结合图3可知，晶胞中含有1个Cs+，1个Fe2+，3个F-，晶体的密度为g/cm3，D正确； 故选B。 6．（24-25高二下·山东潍坊·期中）某种脱氢催化剂的主要成分为立方ZnO，其晶胞结构(与金刚石相似)如图所示，已知晶胞参数为apm，M的原子分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．的价电子排布式为 B．N的原子分数坐标为 C．的配位数为4 D．该晶体的密度为 【答案】B 【详解】A．Zn为30号元素，其基态原子的价电子排布式为，则的价电子排布式为，故A正确； B．观察知，N点在晶胞体内的靠右、下、后边的位置，N点在一个顶点、三个面心上构成的四面体中心，M的原子分数坐标为(0，0，0)，则N点的x轴分数坐标为，N点的y轴分数坐标为，N点的z轴分数坐标为，即N的原子分数坐标为，故B错误； C．是图中的小黑球，每个周围与它等距且最近的O2-有4个，则的配位数为4， C正确； D．图中处于8个顶点和6个面心处，根据均摊法，一个晶胞中含：个，Zn2+处于体内，有4个，则该晶胞的质量为，晶体的密度为，故D正确； 故选B。 7．（24-25高二下·山东济宁·期中）由Ba、Ti、O三种元素组成的化合物是制作电子陶瓷器件的重要材料，已知其晶胞结构如图所示，边长为a nm，晶胞中、、分别处于顶角、体心、面心位置。下列说法错误的是 A．该物质的化学式为： B．与间的最短距离： C．晶胞中与紧邻的个数为8个 D．在晶胞结构的另一种表示中，处于各顶角位置，则处于体心位置 【答案】C 【详解】A．由均摊法可知，Ba2+个数为8×=1，Ti4+个数为1，O2-个数为6×=3，该物质的化学式为BaTiO3，A正确； B．由图可知，Ba2+与O2-间的最短距离为面对角线的，为anm，B正确； C．以位于顶点的Ba2+为研究对象，与Ba2+紧邻的O2-位于相邻的3个面心，数目为3×8×=12个，C错误； D．由晶胞结构可知，Ti4+和Ba2+的最近距离为晶胞体对角线的，Ti4+处于各顶角位置时，Ba2+处于体心位置，D正确； 故选C。 8．（24-25高二下·山东青岛·期中）一种镁、铝、氧元素组成的立方晶胞结构如图Ⅲ，已知“O”表示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．晶胞中与等距且最近的的数目为12 C．与之间的最短距离为pm D．设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为g·cm-3 【答案】D 【分析】晶胞中含有结构Ⅰ、Ⅱ均为4个，黑球处于晶胞的顶点、面心、结构Ⅰ的体内， 三角形原子处于结构Ⅱ内部，O原子处于结构Ⅰ与结构Ⅱ内部，晶胞中黑球原子数目=4+8×+6×=8，三角形原子数目=4×4=16，O原子数目=4×4+4×4=32，故黑球、三角形原子、O原子数目之比为8∶16∶32=1∶2∶4，根据化合价代数和为0知，化学式为：。 【详解】A．根据分析知，该晶体的化学式为，A正确； B．根据分析知，黑球、三角形原子分别代表、，结构Ⅱ中与等距且最近的的数目是3，晶胞结构中有4个结构Ⅱ，所以晶胞中与等距且最近的的数目为，B正确； C．根据结构Ⅱ可知，与之间的最短距离为结构Ⅱ面对角线的一半，即pm，C正确； D．ρ==g·cm-3=g·cm-3，D错误； 故选D。 9．（24-25高二下·山东·月考）科学家可视化了某复杂钙钛矿晶体结构系统的三维原子和电子密度结构。如图，以1号原子为坐标原点，晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列有关说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．钛原子位于氧原子形成的正八面体中心 C．2号原子的原子分数坐标为 D．a为晶胞参数，则2、3号原子间的距离为 【答案】D 【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钙原子个数为8×=1、位于体心的钛原子个数为1、位于面心的氧原子个数为6×=3，则晶体的化学式为CaTiO3，A正确； B．钛原子位于晶胞的体心，上、下底面的氧原子与四个侧面上的氧原子形成正八面体，B正确； C．2号原子在右侧面的中心，其原子分数坐标为，C正确； D．由晶胞结构可知，2、3号原子间的距离为面对角线的，由基本参数为a可知，2、3号原子间的距离为，D错误； 故选D。 10．（24-25高二下·山东德州·期中）由Li、Al、Si构成的某化合物的晶体结构如下图所示，该晶体的晶胞参数为。原子1的坐标为，原子3的坐标为。下列说法正确的是 A．原子2的坐标为 B．Al原子核外有13种能量不同的电子 C．该晶体的密度为 D．与的最近距离为 【答案】D 【详解】A．原子1的坐标为，结合晶胞结构可知，原子2的坐标为，A错误； B．铝的电子排布式为‌1s22s22p63s23p1，则其核外有5种能量不同的电子，B错误； C．该晶胞中Li原子个数=1+12×=4、Al原子个数=8×+6×=4、Si原子个数为4，则Li、Al、Si原子个数之比为4：4：4=1：1：1，晶胞参数为，则该晶体的密度为，C错误； D．由图可知，与的最近距离为体对角线的，即最短距离为，D正确； 故选D。 11．（24-25高二下·山东·阶段练习）某锂电池的负极材料由锂原子嵌入石墨烯层间形成，其晶胞结构如图甲，下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为LiC6 B．该晶胞中Li原子分数坐标只有1种 C．1、2号Li原子间的距离为 D．图乙表示该化合物沿z轴方向局部投影图 【答案】D 【详解】A．在晶胞中，Li原子位于顶点，则含Li原子的数目为=1，C原子位于面心和体内，则含C原子的数目为=6，所以该晶体的化学式为LiC6，A正确； B．该晶胞中，Li原子都位于晶胞的顶点，分数坐标相同，所以晶胞中Li原子的分数坐标只有1种，B正确； C．1、2号Li原子间的距离为面对角线，晶胞的边长为3anm，则面对角线的长度为3anm×sin60°×2=，C正确； D．由晶胞结构或知，该化合物沿z轴方向局部投影图为，D错误； 故选D。 12．（24-25高二下·山东·阶段练习）某些物质晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．NaCl晶体中，、均填充在八面体空隙中，邻近的有12个 B．晶体中，A处的分数坐标为 C．晶体硅中，硅原子逐渐用碳原子替换，所得晶体的熔沸点升高，导电性增强 D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为（或） 【答案】C 【详解】A．氯化钠晶体中，据距最近的有6个，即的配位数是6，据距最近的有6个，即的配位数是6，6个形成正八面体结构，6个形成正八面体结构，、均填充在八面体空隙中，邻近的有12个，A正确； B．晶胞中，若将晶胞棱长看作1，由俯视图可知，A处在x、y方向上的位置分别为、，由正视图可知z方向上的位置为，所以分数坐标为，B正确； C．晶体硅是原子晶体，原子间靠共价键结合。Si-Si键键长较长，键能相对较小。碳原子半径比硅原子小，C-C键键长比Si-Si键短 ，根据键长与键能的关系，键长越短，键能越大。原子晶体熔化、沸腾需克服共价键，键能越大，所需能量越高，熔沸点也就越高。所以硅原子被碳原子替换后，所得晶体熔沸点升高，但是晶体硅半导体，金刚石不导电，故所得晶体的导电性减弱，C错误； D．该模型是气态团簇分子模型，不是晶胞模型，直接数出分子中E原子和F原子个数分别为4个，所以分子式为（或），D正确； 故选C。 13．（24-25高二下·山东泰安·期末）我国科学家成功合成了甲基胺离子导向的钙钛矿类杂化材料，为钙钛矿电池研究开辟了新方向。回答下列问题： (1)理想钙钛矿晶胞如图1所示，其化学式可表示为 。Ti的配合物还有多种，如、、、，上述配合物中的配体所含元素电负性由大到小的顺序是 （写元素符号）。的球棍结构如图2，中心原子的配位数为 ；配体中存在大π键可表示为 。 (2)基态Pb原子的价电子排布式为 ，的电子式为 ，中 （填“大于”、“小于”或“等于”）单个分子中，请简述原因： 。 (3)的晶胞结构与理想钙钛矿相同，的晶胞的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数用表示，则该晶胞边长 pm（列出计算式即可）。 【答案】(1) F O N C H 8 (2) 大于 中N原子没有孤电子对，中存在一对孤电子对，对成键电子对有排斥作用，使变小 (3) 【详解】（1）图1钙钛矿晶胞中，原子位于8个顶角位置，则原子个数为个，原子位于体心位置，则原子个数为1，原子位于6个面的面心位置，则原子个数为，则化学式为；配合物中的配体分别为、、、所含元素有C、O、N、H、F，其中C、N、O、F在氢化物中均体现负化合价，说明其电负性均大于氢，而C、N、O、F为同周期元素，从左至右，非金属性增强，电负性增大，所以C、O、N、H、F的电负性由大到小的顺序是F O N C H；由图2可知，中每个配体中有两个O原子与形成环状结构，作为双齿配体，Ti的配位数为；中N提供两个电子，每个O原子提供一个电子，再加上外来的一个电子，四个原子共有六个电子，所以中的大Ⅱ键可表示为，故答案为：，F O N C H，8，； （2） Pb原子位于第六周期第ⅣA族，其价层电子排布为； 相当于甲基和氨气结合后失去一个电子，电子式为；由的电子式可知，其存在一对孤电子对，对成键电子对有排斥作用，使变小，而分子中不存在孤电子对，中大于单个分子中，故答案为：，，大于，中N原子没有孤电子对，中存在一对孤电子对，对成键电子对有排斥作用，使变小； （3）的晶胞的密度，则其晶胞边长a为 pm，故答案为： 14．（24-25高二下·山东日照·期末）铜、金可形成许多结构与性质特殊的化合物。回答下列问题： (1)齐文化博物馆汉代器物上的颜料“中国蓝”的成分为，其基态铜离子的价电子排布式为 ，基态O原子核外电子的空间运动状态有 种。硅氧四面体结构如图a表示，图b和图c分别是由数个构成的多硅酸根，若Si原子数为，则其化学式可表示为 。 (2)用青霉胺（见图2）可解铜盐中毒，青霉胺分子中S原子的轨道杂化方式为 ；键角： （填“>”或“<”）；第二周期元素中，第一电离能大于N的元素有 （用元素符号表示）；青霉胺易溶于水的主要原因为 。 (3)由Au、Cs和Cl组成的晶胞属于四方晶系，结构如图所示，m<a<n，2、3为两种不同价态和化学环境的Au，则两种环境Au的配离子化学式分别为 ，点1原子的分数坐标为(0，0，0)，点2分数坐标为 。 【答案】(1) 5 (2) < F、Ne 青霉胺可与水形成分子间氢键 (3) 、 【详解】（1）Cu是29号元素，铜原子的价电子排布式为3d104s1，基态铜离子的价电子排布式为；基态O原子电子排布式为1s22s22p4，核外电子占用5个原子轨道，空间运动状态有5种。硅氧四面体结构如图a表示，图b和图c分别是由数个构成的多硅酸根，硅氧四面体中有2个O被Si原子单独占用，由2个氧原子被2个硅氧四面体占用，所以相当于每个Si原子占用3个O原子，Si显+4价、O显-2价，根据化合价代数和等于0，其化学式可表示为。 （2）青霉胺分子中S原子形成2个σ键，有两个孤电子对，价电子对数为4,轨道杂化方式为sp3；中S原子价电子对数为4，有2个孤电子对；中N原子价电子对数为4，有1个孤电子对；孤电子对对价电子对具有排斥作用，所以键角：<；同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第二周期元素中，第一电离能大于N的元素有F、Ne；青霉胺可与水形成分子间氢键，所以青霉胺易溶于水。 （3）m<a<n，距离点2（Au）的最近的Cl-有上面的面心和中间体内的Cl-，故点2（Au）的配离子化学式为；距离点3（Au）的最近的Cl-有下面六面体的前后左右四个面的面心位置的Cl-，点3（Au）的配离子化学式为；点1原子的分数坐标为(0，0，0)，则点2分数坐标为。 15．（24-25高二下·山东滨州·期末）过渡元素及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)镍配合物是有机合成的重要催化剂，其中和的相关信息如下： 配合物 状态 溶解性 挥发性液体 不溶于水，易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂 单斜晶体 易溶于水 在元素周期表中，位于第 周期 族；熔点高于，原因是 ；为 分子（填“极性”或“非极性”）。 (2)一种镍的氧化物，其晶体结构与相似，晶胞中氧离子的配位数为 ，下图中的 （填标号）是从该晶胞中分割出来的结构。 a．    b．    c．    d． (3)普鲁士蓝晶体含有、、和，属于立方晶系，立方体中心空隙可填充，晶胞参数为，结构如图（在图中省略）。 ①该晶胞的化学式为 ，若晶胞中原子的分数坐标为，则原子的分数坐标为 。 ②晶胞中间最近距离为 （忽略和半径差异）。 【答案】(1) 四 Ⅷ 前者为离子晶体，后者为分子晶体，破坏分子晶体的范德华力所需能量比破坏离子晶体的离子键所需能量少 非极性 (2) 6 bd (3) 【详解】（1）在元素周期表中，位于第四周期Ⅷ族，为单斜晶体、为挥发性液体，为离子晶体，为分子晶体，熔点高于是因为：前者为离子晶体，后者为分子晶体，破坏分子晶体的范德华力所需能量比破坏离子晶体的离子键所需能量少；不溶于水，易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂，根据“相似相溶”原理，推测其为非极性分子； （2） 一种镍的氧化物，其晶体结构与相似，晶胞中氯离子配位数为6，所以镍的氧化物晶胞中氧离子的配位数为6，a配位数数为8，c配位数数为4，氧离子形成面心立方结构，则结构为，镍离子位于氧离子构成的八面体空隙，结构为，故选bd； （3）Fe3+所在位置为顶点和面心，个数为：，Fe2+所在位置为棱心和体心，个数为：，普鲁士蓝中铁离子与亚铁离子个数之比为1：1，K+个数为4，根据电荷守恒，CN-的个数为：，故该晶体的化学式为：，若晶胞中原子的分数坐标为，则原子的分数坐标为； ②晶胞中间最近距离为面对角线的一半，晶胞边长为，面对角线为，面对角线的一半为。 建议时间：25分钟 1．（2025·广西·高考真题）型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 【答案】C 【详解】A．假设Z形成面心立方结构，每个Z原子周围有8个四面体空隙（填充Mg），故与Z紧邻的Mg有8个，A错误； B．Mg位于四面体空隙，最近Mg-Mg距离为晶胞边长的，晶胞内之间最近的距离为，B错误； C．密度公式，Mg-Ge中M(Z)=73、a=639 pm，计算出ρ(Mg-Ge)=，Mg-Si中M(Z)=28、a=634 pm，计算出ρ(Mg−Si)=，故ρ(Mg−Ge)>ρ(Mg−Si)，C正确； D．Z（Sn）在晶胞中顶点（8个）和面心（6个），仅替换顶点时，Sn在晶胞中的个数为，Ge在晶胞中的个数为，则，D错误； 故选C。 2．（2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．晶胞中1位的分数坐标为 B．晶胞中2位和3位的核间距为 C．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 【答案】D 【详解】A．根据图示，晶胞中1位位于晶胞的棱角，其分数坐标为，故A正确； B．2位坐标为(a，a，1.7a)，3位坐标为(0，0，3.4a)，核间距：apm，B正确； C．晶胞中原子个数为：，晶胞中原子个数为：（省略中的氧，只标出，所以一起计算的原子），晶胞和晶胞中原子数之比是，C正确； D．晶体密度计算公式为：，晶体密度为： ，晶体密度为：，晶体密度大于晶体密度，D错误； 故答案选D。 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 【详解】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·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 【详解】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。 5．（2025·北京·高考真题）通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。 (1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。 (2)分子中键角小于，从结构角度解释原因： 。 (3)的晶胞是立方体结构，边长为，结构示意图如下。 ①的配体中，配位原子是 。 ②已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。() 【答案】(1) (2)NH3中N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对，斥力较大 (3) N 【详解】（1） Mg是第12号元素，其基态最外层电子的电子排布式为3s2，故其基态原子最外层轨道表示式为：。 （2）NH3中N原子的键电子对数为3、孤电子对数为=1，价层电子对数为4，N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对，斥力较大，故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′。 （3）①的内界为，故其配体为NH3，由于N原子有孤电子对，所以配位原子为N； ②根据均摊法，该晶胞中的个数为，的个数为8，故每个晶胞中含有4个，则晶体的密度为。 6．（2025·云南·高考真题）从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、、、CuO、等)中提取Au、Ag，并回收其它有价金属的一种工艺如下： 已知：①金-银矿中Cu、Mn元素的含量分别为0.19%、2.35%。 ②25℃时，的为。 回答下列问题： (7)一种锑锰合金的立方晶胞结构如图。 ①该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有 个。 ②为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为anm，则晶体的密度为 (列出计算式即可)。 【答案】 (7) 12 【分析】由流程可知，矿石经“还原酸浸”， 、被还原为和，CuO被溶解为，Au、Ag、不溶进入“滤渣1”；“沉铜”时，被铁粉还原为Cu；“氧化时”被氧化为；“沉铁”时，转化为沉淀，后续转化为氧化铁；“沉锰”时，沉淀为碳酸锰。“浸金银”时，Au、Ag被混合液浸出，后续提炼出Au、Ag。 【详解】 （7）由晶胞结构可知，该晶胞为面心立方， Sb位于晶胞的顶点，其与邻近的3个面的面心上的Mn距离最近且距离相等，每个顶点参与形成8个晶胞，而每个面心参与形成2个晶胞，因此，该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有个。 ②由晶胞结构和均摊法可知，该晶胞中平均占有1个Sb和3个Mn，因此，该晶胞的质量为，该晶胞的体积为，晶体的密度为。 7．（2025·甘肃·高考真题）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下： 已知：熔点314℃，沸点460℃ 分解温度：，，，高于 (5)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数，。与Pb之间的距离为 pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为 ，晶体密度计算式为 (用带有阿伏加德罗常数的代数式表示和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。 【答案】 (5) CsPbBr3 【分析】铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫，因沸点低被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置换法转化为铜，据此解答。 【详解】 （5）某含Pb化合物室温下晶胞如图所示，Cs位于体心，个数为1，Pb位于顶点，个数为=1，Br位于棱心，个数为=3，该化合物的化学式为CsPbBr3，Cs位于体心，Pb位于顶点，与Pb之间的距离为体对角线的一半，由于晶胞参数，℃，与Pb之间的距离为 pm，该晶体密度计算式为，故答案为：；CsPbBr3；。 8．（2025·山东·高考真题）单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，位于第 周期 族。基态原子与基态离子未成对电子数之比为 。 (2)尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是 ，电负性最大的是 。 ②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为 。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是 (填元素符号)。 (3)可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为)。 ①晶胞中原子的半径为 。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个。 【答案】(1) 四 VIII 4：5 (2) N O sp2 O (3) n 【详解】（1）Fe为26号元素，位于元素周期表中第四周期VIII族；基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故答案为：四；VIII；4：5。 （2）①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C，故答案为：N；O。 ②尿素分子中C原子形成3个σ键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为sp2杂化。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，因此N原子不会参与形成配位键，说明C=O中O原子参与配位，所以与配位的原子是O。 （3）①为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此原子的半径为。 ②m截面面积Sm=a2pm2，每个角原子被 4个相邻晶胞共享(二维共享)，如图所示：，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积原子数为个pm-2，n截面面积为pm2，每个角原子被4个相邻晶胞共享，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，单位面积原子数为个∙pm-2，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的原子为个∙pm-2。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 晶胞参数计算与原子坐标分析 建议时间：25分钟 突破一 晶胞参数与微粒半径的关系 1．（24-25高二下·贵州毕节·期末）属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，已知的半径为晶体中与相切，下列说法错误的是 A．代表，代表 B．中与距离相等且最近的可形成一个正六面体 C．若移至立方晶胞体心，则位于晶胞面心 D．晶胞参数为 2．（多选）钴是重要的过渡元素，能形成多种稳定的配合物。CoCl3·6NH3是一种重要的配合物，研究分子结构发现其络离子形状为正八面体。取1 mol该配合物，加入足量硝酸银溶液，产生x mol不溶于稀硝酸的白色沉淀。下列说法正确的是 A．Co元素在周期表中位于第4周期VIIIB族 B．配合物中络离子化学式为[Co(NH3)6]3+ C．x≤3 D．若晶体Co为A1型密堆积，晶胞参数为a cm，则钴原子的半径为a×1010pm 3．I.钠元素和氯元素是两种重要的短周期元素，按要求完成问题。 (2)常温下氯化钠晶体是绝缘体，温度升高导电性增强，导电的原因是钠离子迁移到空位造成(如下图所示)。已知：常温常压下NaCl晶胞参数a=564pm，r(Na+)=102pm，r(Cl-)=181pm。 在氯化钠晶胞中钠离子的配位数为 ，这些配位的氯离子形成的空间构型是 。钠离子迁移时需穿过A、B、C3个氯离子形成的孔O，其平面位置关系如上图，孔O的半径 pm(=1.4，=1.7，结果取小数点后1位)，试从半径大小的角度分析氯化钠晶体常温下是绝缘体的可能原因 。 II. (3)一种晶体(属于立方晶系)中含有3种离子，其中A、B是阳离子，下图是这种晶体晶胞的中的八分之一，按要求回答问题。 若B是带有4个单位正电荷的阳离子，则A带的正电荷数是 ，若B在晶胞中的分数坐标是(0，0，0)，则A的分数坐标是 ，A、B两种阳离子配位数之比为 ，晶胞参数为apm，O2-半径为bpm，两种阳离子均和O2-相切，B离子的半径为 pm。 4．I.超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。 (1)Mo处于第五周期第VIB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是 ；核外未成对电子数是 个。 (2)该超分子中存在的化学键类型有_______。 A．σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 (3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 (填元素符号)。 (4)C60与金刚石互为同素异形体，从结构与性质之间的关系解释C60的熔点远低于金刚石的原因是 。 II.开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。 (5)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态原子Ti有 种能量不同的电子。Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 。 (6)NaH具有NaCl型晶体结构。已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm(棱长)，Na+半径为102pm，H-的半径为 ，NaH的理论密度是 g·cm-3(只列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。 5．钴元素是三元锂离子电池阳极材料的重要成分。请回答下列问题： (1)钴元素的价层电子排布式为 。 (2)已知第四电离能大小：I4(Fe)>I4 (Co)，从原子结构的角度分析可能的原因是 。 (3)配位化学创始人维尔纳发现，取1 mol配合物CoCl3·6NH3(黄色)溶于水，加入足量硝酸银溶液，产生3 mol白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸。原配合物中络离子形状为正八面体。 ①根据上述事实推测原配合物中络离子化学式为 。 ②该配合物在热NaOH溶液中发生反应，并释放出气体，生成气体分子的中心原子杂化方式为 。 (4)经X射线衍射测定发现，晶体钴在417 ℃以上堆积方式的剖面图如下，则该堆积方式属于 ，若该堆积方式下的晶胞参数为a pm，则钴原子的半径为 pm。 突破二 晶胞参数与密度的关系 1．（24-25高二下·贵州毕节·期末）结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示(设为阿伏加德罗常数的值)，晶胞的边长为apm。下列说法错误的是 A．晶胞中含有4个Pb B．S的配位数为6 C．基态S原子的价层电子排布式为 D．晶体的密度为 2．（24-25高二下·山东东营·期末）钨是一种金属元素，原子序数为74，一种钨酸钙晶胞结构如下，W填充在O构成的四面体中心。下列说法错误的是 A．W的杂化方式为 B．元素第一电离能： C．W在元素周期表中第六周期ⅥB族 D．晶胞密度为 3．（24-25高二下·陕西商洛·期末）金属Mn能与其他金属形成多种具有特殊功能的合金，其中具有磁驱动形状记忆功能的合金晶体结构如图所示（“●”代表Ni）。已知：图中①～⑧代表8个位于小立方体体心的原子，其中①③⑤⑦代表Mn，②④⑥⑧代表Ga．设晶胞边长为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Ni、Mn、Ga均位于元素周期表的d区 B．合金Ni-Mn-Ga可表示为NiMnGa C．距离Ni原子最近且等距的Mn原子有8个 D．该晶体的密度为 4．（24-25高二下·湖北武汉·期末）鲍鱼壳有内层和外层之分。内层是霰石，外层是方解石，其化学成分都是碳酸钙，但它们的晶胞结构不同，图1为霰石，图2为方解石。下列说法错误的是 A．霰石转化成方解石是物理变化 B．的空间结构为平面三角形 C．霰石晶胞结构图含有4个、4个 D．方解石的密度为 5．（24-25高二下·贵州安顺·期末）中国科学院研究所合成了一种含钒锑化物，在超导方面有很大的应用前景。其晶胞结构及参数如图1，晶体中包含的由V和Sb组成的二维平面如图2，该物质的摩尔质量为Mg·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A．铯(Cs)位于第六周期第IA族 B．该材料的化学式为CsV3Sb5 C．晶体密度计算式为 D．基态V原子的价层电子排布式为3d34s2 突破三 原子坐标分析与应用 1．（24-25高二下·陕西安康·期末）制造硼合金的原料硼化钙晶胞结构及其沿z轴方向的投影图如图所示，硼原子全部组成B正八面体，各个顶点通过B—B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为a nm，B八面体中B—B键的键长为d nm，Ca原子的坐标参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．硼化钙的化学式为 B．Ca的配位数为16 C．该晶体的密度为 D．N点的坐标参数为 2．（24-25高二下·安徽滁州·期末）部分物质的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．结构中，存在的化学键有离子键、配位键和氢键 B．CO2晶胞中，CO2分子的配位数为6 C．钙镁矿晶胞中，2号硫原子的坐标为(，，) D．金刚石结构中，距离最近的碳原子核间距为晶胞边长的倍 3．（24-25高二下·安徽合肥·期末）金刚砂的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是 已知：为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长为a pm。 A．a原子的坐标参数为() B．熔点：晶体硅>金刚砂>金刚石 C．晶胞中离得最近的Si原子与C原子的距离是 D．金刚砂硬度大，在较大外力的锤击下，化学键不发生断裂 4．（24-25高二下·广东广州·期中）磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其结构与金刚石类似，磷化硼的晶体结构如图所示。 已知：①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标；②设该晶胞的参数为d nm。 下列说法不正确的是 A．磷化硼晶胞中B原子的配位数为4 B．c原子的分数坐标为 C．该晶胞中P与B原子的最近距离为d nm D．磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为 5．（2025·云南文山·模拟预测）铈的某种氧化物是汽车尾气净化催化剂的关键成分，其晶体结构如图1所示，下列说法正确的是 A．该晶胞中的配位数为4 B．若沿轴向平面投影，则其投影图如图2所示 C．晶胞中甲的原子分数坐标为，则乙的原子分数坐标为 D．该氧化物中铈元素的化合价为+4 建议时间：30分钟 1．（24-25高二下·山东枣庄·期末）铜和氧形成的一种离子化合物的立方晶胞结构如图所示。其中P点分数坐标为。下列说法正确的是 A．Q点分数坐标为 B．晶胞沿z轴俯视图为 C．铜元素的化合价为 D．图中●表示的微粒是 2．（24-25高二下·山东日照·期末）类金刚石结构的硼碳氮化合物硬度高、化学性质稳定，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体中1个C原子周围距离最近的C原子数目为2 B．晶体的摩尔体积 C．晶胞中C-B键与C-N键的数目比为 D．晶胞的俯视图为 3．（24-25高二下·山东淄博·期末）下列关于晶体的说法错误的是 A．某铜氧化物立方晶胞如图1，则的化合价为价 B．六方BN与石墨结构类似如图2，则六方BN可作润滑剂 C．K晶胞是体心立方如图3，K原子半径为，则晶胞边长为 D．晶胞是长方体如图4，，则S周围与其等距且紧邻的S有12个 4．（24-25高二下·山东青岛·期中）硼化钙晶胞结构如图所示，每六个硼原子构成一个正八面体，各个顶点通过B-B键相互连接，正八面体中B-B键的键长为dnm，Ca位于立方体体心，原子分数坐标为，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ca的配位数为24 B．Ca与B个数比为1：6 C．M点的原子分数坐标为 D．该晶体的密度为 5．（24-25高二下·山东济宁·期中）对下列图形解释的说法错误的是 A．图1中，1个CH4子周围有12个紧邻的CH4分子 B．图2中，1molP4S3分子中孤电子对的数目为6NA，∠S-P-S<109°28′ C．图3中，Fe2+填充在由6个F-构成的八面体空隙中 D．图3晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为g/cm3 6．（24-25高二下·山东潍坊·期中）某种脱氢催化剂的主要成分为立方ZnO，其晶胞结构(与金刚石相似)如图所示，已知晶胞参数为apm，M的原子分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．的价电子排布式为 B．N的原子分数坐标为 C．的配位数为4 D．该晶体的密度为 7．（24-25高二下·山东济宁·期中）由Ba、Ti、O三种元素组成的化合物是制作电子陶瓷器件的重要材料，已知其晶胞结构如图所示，边长为a nm，晶胞中、、分别处于顶角、体心、面心位置。下列说法错误的是 A．该物质的化学式为： B．与间的最短距离： C．晶胞中与紧邻的个数为8个 D．在晶胞结构的另一种表示中，处于各顶角位置，则处于体心位置 8．（24-25高二下·山东青岛·期中）一种镁、铝、氧元素组成的立方晶胞结构如图Ⅲ，已知“O”表示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．晶胞中与等距且最近的的数目为12 C．与之间的最短距离为pm D．设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为g·cm-3 9．（24-25高二下·山东·月考）科学家可视化了某复杂钙钛矿晶体结构系统的三维原子和电子密度结构。如图，以1号原子为坐标原点，晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列有关说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．钛原子位于氧原子形成的正八面体中心 C．2号原子的原子分数坐标为 D．a为晶胞参数，则2、3号原子间的距离为 10．（24-25高二下·山东德州·期中）由Li、Al、Si构成的某化合物的晶体结构如下图所示，该晶体的晶胞参数为。原子1的坐标为，原子3的坐标为。下列说法正确的是 A．原子2的坐标为 B．Al原子核外有13种能量不同的电子 C．该晶体的密度为 D．与的最近距离为 11．（24-25高二下·山东·阶段练习）某锂电池的负极材料由锂原子嵌入石墨烯层间形成，其晶胞结构如图甲，下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为LiC6 B．该晶胞中Li原子分数坐标只有1种 C．1、2号Li原子间的距离为 D．图乙表示该化合物沿z轴方向局部投影图 12．（24-25高二下·山东·阶段练习）某些物质晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是 A．NaCl晶体中，、均填充在八面体空隙中，邻近的有12个 B．晶体中，A处的分数坐标为 C．晶体硅中，硅原子逐渐用碳原子替换，所得晶体的熔沸点升高，导电性增强 D．由E原子和F原子构成的气态团簇分子的分子式为（或） 13．（24-25高二下·山东泰安·期末）我国科学家成功合成了甲基胺离子导向的钙钛矿类杂化材料，为钙钛矿电池研究开辟了新方向。回答下列问题： (1)理想钙钛矿晶胞如图1所示，其化学式可表示为 。Ti的配合物还有多种，如、、、，上述配合物中的配体所含元素电负性由大到小的顺序是 （写元素符号）。的球棍结构如图2，中心原子的配位数为 ；配体中存在大π键可表示为 。 (2)基态Pb原子的价电子排布式为 ，的电子式为 ，中 （填“大于”、“小于”或“等于”）单个分子中，请简述原因： 。 (3)的晶胞结构与理想钙钛矿相同，的晶胞的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数用表示，则该晶胞边长 pm（列出计算式即可）。 14．（24-25高二下·山东日照·期末）铜、金可形成许多结构与性质特殊的化合物。回答下列问题： (1)齐文化博物馆汉代器物上的颜料“中国蓝”的成分为，其基态铜离子的价电子排布式为 ，基态O原子核外电子的空间运动状态有 种。硅氧四面体结构如图a表示，图b和图c分别是由数个构成的多硅酸根，若Si原子数为，则其化学式可表示为 。 (2)用青霉胺（见图2）可解铜盐中毒，青霉胺分子中S原子的轨道杂化方式为 ；键角： （填“>”或“<”）；第二周期元素中，第一电离能大于N的元素有 （用元素符号表示）；青霉胺易溶于水的主要原因为 。 (3)由Au、Cs和Cl组成的晶胞属于四方晶系，结构如图所示，m<a<n，2、3为两种不同价态和化学环境的Au，则两种环境Au的配离子化学式分别为 ，点1原子的分数坐标为(0，0，0)，点2分数坐标为 。 15．（24-25高二下·山东滨州·期末）过渡元素及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)镍配合物是有机合成的重要催化剂，其中和的相关信息如下： 配合物 状态 溶解性 挥发性液体 不溶于水，易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂 单斜晶体 易溶于水 在元素周期表中，位于第 周期 族；熔点高于，原因是 ；为 分子（填“极性”或“非极性”）。 (2)一种镍的氧化物，其晶体结构与相似，晶胞中氧离子的配位数为 ，下图中的 （填标号）是从该晶胞中分割出来的结构。 a．    b．    c．    d． (3)普鲁士蓝晶体含有、、和，属于立方晶系，立方体中心空隙可填充，晶胞参数为，结构如图（在图中省略）。 ①该晶胞的化学式为 ，若晶胞中原子的分数坐标为，则原子的分数坐标为 。 ②晶胞中间最近距离为 （忽略和半径差异）。 建议时间：25分钟 1．（2025·广西·高考真题）型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 2．（2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．晶胞中1位的分数坐标为 B．晶胞中2位和3位的核间距为 C．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 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·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 5．（2025·北京·高考真题）通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。 (1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。 (2)分子中键角小于，从结构角度解释原因： 。 (3)的晶胞是立方体结构，边长为，结构示意图如下。 ①的配体中，配位原子是 。 ②已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。() 6．（2025·云南·高考真题）从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、、、CuO、等)中提取Au、Ag，并回收其它有价金属的一种工艺如下： 已知：①金-银矿中Cu、Mn元素的含量分别为0.19%、2.35%。 ②25℃时，的为。 回答下列问题： (7)一种锑锰合金的立方晶胞结构如图。 ①该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有 个。 ②为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为anm，则晶体的密度为 (列出计算式即可)。 7．（2025·甘肃·高考真题）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下： 已知：熔点314℃，沸点460℃ 分解温度：，，，高于 (5)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数，。与Pb之间的距离为 pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为 ，晶体密度计算式为 (用带有阿伏加德罗常数的代数式表示和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。 8．（2025·山东·高考真题）单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，位于第 周期 族。基态原子与基态离子未成对电子数之比为 。 (2)尿素分子与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 ①元素C、N、O中，第一电离能最大的是 ，电负性最大的是 。 ②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为 。 ③八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是 (填元素符号)。 (3)可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为)。 ①晶胞中原子的半径为 。 ②研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的原子为 个。 / 学科网（北京）股份有限公司 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