3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 （分层作业）-【生动课堂】2025-2026学年高二化学同步教学系列（人教版2019选择性必修2）

第3章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 分层作业 1．（25-26高二上·陕西西安·阶段练习）下列关于晶体说法不正确的是 A．任何晶体中，若含有阳离子一定有阴离子 B．共价晶体的原子间只存在共价键，离子晶体中可能含有共价键 C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验 D．晶胞是晶体结构中的最小重复单元 【答案】A 【详解】A．金属晶体中含有阳离子和自由电子，但无阴离子，因此含有阳离子的晶体不一定含有阴离子，A错误； B．共价晶体中原子间通过共价键结合，而离子晶体中可能含有共价键（如NaOH中的O-H键），B正确； C．X射线衍射实验可清晰区分晶体（有明锐衍射峰）和非晶体（无衍射峰），C正确； D．晶胞是晶体结构中最小的重复单元，通过平移可延展为完整晶体，D正确； 故答案选A。 2．（2025高二上·全国·专题练习）下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 【答案】B 【详解】A．晶体与非晶体的本质区别在于内部结构是否有序，而非是否有固定熔沸点，A错误； B．自范性源于晶体内部粒子的周期性有序排列，B正确； C．晶体被粉碎后仍保持晶体结构，粉末仍是晶体，C错误； D．最科学可靠的方法是X射线衍射实验，而非检测各向异性（如多晶体可能表现为各向同性），D错误； 故选B。 3．（2025高二上·全国·专题练习）ZnS晶胞如图所示，该晶胞中含有S2-的数目为 A．14 B．10 C．8 D．4 【答案】D 【详解】对于ZnS晶胞，S2-位于晶胞的顶点、面心，顶点上的S2-：晶胞有8个顶点，每个顶点的S2-对该晶胞的贡献为，所以顶点上S2-的数目为8×=1；面心上的S2-：晶胞有6个面心，每个面心的S2-对该晶胞的贡献为，所以面心上S2-的数目为6×=3；则晶胞中S2-的总数为1+3=4，故答案为D。 4．（25-26高三上·海南·月考）下列说法错误的是 A．燃料电池将热能转化为电能 B．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 C．晶态SiO2衍射图谱中有明锐的衍射峰 D．大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子 【答案】A 【详解】A．燃料电池通过化学反应直接将化学能转化为电能，而非经过热能转换，A错误； B．理想新能源的特点包括资源丰富、可再生、无污染等，B正确； C．晶态SiO₂属于晶体，其X射线衍射图谱会呈现明锐的衍射峰，C正确； D．离子液体通常由大体积的阴、阳离子构成以降低熔点，D正确； 故选A。 5．（25-26高三上·云南昆明·月考）一种镍的氢氧化物六方晶体的结构如图甲所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．与氧配位的镍原子数为3 C．沿z轴从上向下的投影如图乙 D．该晶体中的化学键有共价键和氢键 【答案】D 【详解】A．用均摊法计算晶胞中镍原子个数为，晶胞中有2个氧原子和2个氢原子，所以镍、氧、氢的原子个数比为，故可确定该晶体的化学式为，A正确； B．图中与氧配位的镍原子用虚线连接，数目为3，B正确； C．沿z轴从上向下投影时，重叠的原子中，半径大的上方原子能完全覆盖下方半径小的原子，半径小的上方原子只能部分覆盖下方半径大的原子（如图乙），C正确； D．氢氧化镍晶体中的化学键有离子键和共价键，层与层之间的氢氧根之间可形成氢键，但氢键不是化学键，D错误； 故答案选D。 6．（2022·湖北·高考真题）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 A．具有自范性 B．与互为同素异形体 C．含有杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 【答案】A 【详解】A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误； B．碳玻璃和均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确； C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有杂化的碳原子形成化学键，C正确； D．金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确； 故选A。 7．（2023·天津·高考真题）近年来我国航天事业发展迅速，下列对所涉及化学知识的叙述错误的是 A．“嫦娥五号”取回的月壤样品中含有天然玻璃物质，玻璃是晶体 B．“天舟六号”壳体使用了铝合金，合金是金属材料 C．“长征七号”采用了液氧煤油发动机，煤油是混合物 D．“天宫”空间站新补充了一批氙推进剂，氙是稀有气体 【答案】A 【详解】A．玻璃是非晶体，A错误； B．合金和金属单质是金属材料，B正确； C．煤油为碳原子数C11-C17的高沸点烃类混合物，主要成分是饱和烃类，还含有不饱和烃和芳香烃，煤油为混合物，C正确； D．氙是第5周期0族元素，属于稀有气体，D正确； 故答案为：A。 8．下列有关液晶的叙述不正确的是 （　　） A.具有液体的流动性和晶体的各向异性 B.可用来制造液晶显示器 C.不是物质的一种聚集状态 D.液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 【答案】C 【解析】在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，这类物质称为液晶，A正确；液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器，B、D正确；液晶是物质的一种聚集状态，C错误。 9.电子手表、计算器、计算机显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的叙述正确的是 (　　) A.施加电压时，液晶分子沿垂直于电场方向排列 B.移去电场后，液晶分子恢复到原来的状态 C.施加电压时，液晶分子恢复到原来的状态 D.移去电场后，液晶分子沿电场方向排列 【答案】B 【解析】液晶在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又表现出类似晶体的各向异性，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，由此，在两种不同条件下，液晶材料的旋光性能发生变化，从而达到控制显示的目的，B项正确。 10．（25-26高二上·全国·周测）金属晶体有多种堆积方式，如图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数之比为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据均摊法可推知，第一个晶胞中有个金属原子；第二个晶胞中有个金属原子；第三个晶胞中有个金属原子；所以原子个数之比为，即，所以选A。 11．（2025高三上·广东·专题练习）回答下列问题。 (1)铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于 区，基态铋原子的价层电子排布式为 。 (2)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，其中晶胞的边长为。 ①该铋氟化物的化学式为 。 ②晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有 个。 ⑶（2025高二上·全国·专题练习）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为： 。 ⑷（2025高三上·广东·专题练习）的晶胞结构如图1所示，设该晶胞的边长为a nm，为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为 ，该晶体的密度 (填含a的计算式)g⋅cm-3；的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子)， 画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置： 。 【答案】(1) p (2) 8 ⑶Na2O ⑷ 【详解】（1）铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于p区；基态铋原子的价层电子排布式：； （2）①根据晶胞结构，Bi个数：，F个数：，化学式：； ②以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距离的氟离子位于晶胞体内，共有8个。 ⑶图中所示，钠离子全部位于晶胞内，则晶胞中有8个钠离子，氧有个，二者个数比为2：1，则该氧化物的化学式为Na2O。 ⑷钛为22号元素，基态Ti原子的价电子排布式为。根据均摊原则，的晶胞中含铁原子数为1个，所以一个晶胞含有一个，该晶胞的体积为cm3，密度为g/cm3；若铁原子在立方体的顶点，则O原子在立方体的棱心，Ti原子位于体心，则沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置是。 12．（2024·北京·高考真题）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】(1) (2) 平面三角形 1个杂化 (3) 4 (4)空气中的O2将C氧化为，与发生气固反应，速率快 【详解】（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1个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：空气中的O2将C氧化为，与发生气固反应，速率快，有关反应的化学方程式为2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。 1．（2025·浙江金华·一模）下列晶体的制备方案不正确的是 选项 目标晶体 制备方案设计 A NaCl晶体 往饱和溶液中加入一定量的浓盐酸 B 水晶 熔融态缓慢冷却 C 明矾大晶体 在高于室温30~50°C的明矾饱和溶液中悬挂明矾晶核，静置过夜 D 晶体 向溶液中加入氨水至难溶物溶解，再加入95%乙醇 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．向饱和NaCl溶液中加入浓盐酸，Cl-浓度增大，同离子效应使NaCl溶解平衡逆向移动，析出NaCl晶体，A正确； B．物质凝固可以得到晶体，熔融态的二氧化硅，缓慢冷却可得到水晶，快速冷却会得到非晶体的石英玻璃，B正确； C．在高于室温10~20℃的明矾饱和溶液中悬挂明矾晶核，静置过夜，反复多次，可以获得大晶体，若温差过大，则得到较多数目的晶体，得不到大晶体，C错误； D．向溶液中加入氨水至难溶物溶解，再加入95%乙醇，乙醇降低溶剂的极性，使配合物溶解度减小析出晶体，D正确； 故选C。 2．下列关于聚集状态的叙述错误的是 （　　） A.物质只有气、液、固三种聚集状态 B.气态是高度无序的体系存在状态 C.固态中的原子或分子结合的较紧凑，相对运动较弱 D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性 【答案】　A 【解析】物质的聚集状态除了气、液、固三态外，还有其他聚集状态，如液晶、纳米材料等，A错误；物质处于气态时，分子间距离大，分子运动速度快，体系处于高度无序状态，B正确；对于固态物质，原子或分子相距很近，分子难以平动和转动，但能够在一定位置上做不同程度的振动，C正确；对液态物质而言，分子相距比较近，分子间作用力也较强，分子的转动明显活跃，平动也有所增加，使之表现出明显的流动性，D正确。 3．（2025高二上·全国·专题练习）下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 【答案】B 【详解】A．晶体与非晶体的本质区别在于内部结构是否有序，而非是否有固定熔沸点，A错误； B．自范性源于晶体内部粒子的周期性有序排列，B正确； C．晶体被粉碎后仍保持晶体结构，粉末仍是晶体，C错误； D．最科学可靠的方法是X射线衍射实验，而非检测各向异性（如多晶体可能表现为各向同性），D错误； 故选B。 4．（25-26高三上·辽宁·期中）铁氮化合物()在磁记录材料领域有着广泛的应用前景，一种的晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．基态铁原子核外电子的空间运动状态有15种 B．该晶胞中氮原子的分数坐标为 C．该晶胞中氮原子的配位数为6 D．该晶体密度为 【答案】D 【详解】A．基态Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，电子的空间运动状态由轨道决定，s轨道1种、p轨道3种、d轨道5种，共15种，A正确； B．由晶胞结构可知，N原子位于晶胞体心位置，故氮原子的分数坐标为，B正确； C．N原子周围直接相连的Fe原子有6个（上下、左右、前后各1个），故配位数为6，C正确； D．晶胞中Fe原子数：，晶胞中N原子数：1，，D错误； 故选D。 5．（25-26高三上·吉林四平·期中）、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示(阿伏加德罗常数的值为)。下列说法错误的是 A．、的最近距离为 B．该晶体的化学式为 C．与原子等距离且最近的有4个 D．1个基态核外电子的运动状态有15种 【答案】D 【详解】A．晶胞中，Cu 和 In分别位于同一平面的相邻顶点和面心位置，该平面为边长为a pm的正方形，Cu 与 In 的最近距离是正方形对角线的，则长度为=pm，A正确； B．Cu原子位于晶胞顶点、部分面心和体心，个数为8×+4×+1=4；In原子位于部分面心和棱上，个数为4×+6×=4；Se位于晶胞内部，个数为8；晶胞中 Cu、In、Se 的个数比为4:4:8，故化学式为CuInSe2，B正确； C．观察晶胞结构，In 原子周围的 Se 原子以四面体配位形式存在，与 In 等距离且最近的 Se 有4个，C正确； D．基态Cu的核外电子排布为[Ar] 3d10 4s1，核外共有29个电子（原子序数为 29），1个基态Cu核外电子的运动状态有29种，D错误； 故答案为：D。 6．（24-25高二下·甘肃白银·期末）“嫦娥五号”某核心部件的主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示（Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部）。已知该结构单元底面（正六边形）边长为a nm，该合金的密度为，为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是 A．基态Ti原子的价层电子中未成对电子与成对电子的数目之比为1∶1 B．该合金不导电 C．该合金中Al原子和Ti原子的个数之比为11∶5 D．该结构单元中 【答案】A 【详解】A．基态Ti原子的价层电子排布式为，价层电子中成对电子数与未成对电子数之比为1∶1，A项正确； B．钛铝合金属于金属晶体，能导电，B项错误； C．根据均摊原则，每个结构单元中含Al原子数为，Ti原子数为，该合金中Al原子和Ti原子的个数之比为5∶11，C项错误； D．，则，D项错误； 选A。 7．（2025·黑龙江·三模）重要的储氢合金材料镧镍合金的晶胞结构如图所示，一个晶胞最多可储存9个氢原子，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体的化学式为 B．晶体中Ni与Ni间化学键类型为金属键 C．Ni为元素周期表d区元素 D．晶胞达到最大储氢量时晶体中氢原子密度为 【答案】D 【详解】A．计算晶胞中La和Ni原子个数：假设La位于晶胞顶点，个数为8×=1（简单立方顶点贡献）；Ni原子按均摊法可得个，故化学式为LaNi5，故A正确； B．镧镍合金为金属晶体，金属晶体中金属原子间通过金属键结合，Ni与Ni间化学键类型为金属键，故B正确； C．Ni的价电子构型为3d84s2，属于元素周期表d区元素（d区元素价电子为(n-1)d1-9ns1-2），故C正确； D．氢原子密度计算：1个晶胞含9个H原子，质量为9/NA g；晶胞体积需将nm转换为cm，1nm=10-7cm，体积V=a2b×(10-7)3 cm3=a2b×10-21 cm3，密度ρ=，故D错误； 答案选D。 8．（25-26高三上·辽宁·期中）甲醇是重要的化工原料。通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： (1)太阳能电池板的主要材料为单晶硅或多晶硅。基态原子价层电子轨道表示式为 ；是生产高纯硅的前驱体，其空间结构为 。 (2)为 (填“极性”或“非极性”)分子。 (3)甲醇能与水以任意比例互溶，其原因是 。 (4)我国科学家已成功开发出以固溶体为核心的高选择性二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂。其中立方晶胞如图所示，晶胞边长为。 ①的配位数为 。 ②与之间的最短距离为 。 ③该晶体的密度为 。 ⑸（2025高二上·全国·专题练习）普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为a pm。铁-氰骨架组成小立方体，Fe粒子在顶角，CN-在棱上，两端均与Fe相连，立方体中心空隙可容纳K＋，如图所示(CN-在图中省略)。 普鲁士蓝中Fe2＋与Fe3＋个数之比为 ；该晶胞的化学式为 。 【答案】(1) 正四面体形 (2)非极性 (3)甲醇和水能形成分子间氢键，且甲醇是极性分子，水是极性溶剂，相似相溶 (4) 4 ⑸ 1∶1 KFe2(CN)6 【详解】（1）硅为14号元素，基态硅原子价层电子轨道表示式为；SiCl4中心Si原子价层电子对数为4+ =4，杂化类型为sp3，不存在孤电子对，分子空间结构为正四面体形； （2）CO2是对称的直线形分子，所以属于非极性分子； （3）甲醇能与水以任意比例互溶，其原因是甲醇和水能形成分子间氢键，且甲醇是极性分子，水是极性溶剂，相似相溶； （4）①该晶胞中氧离子周围有4个距离相等且最近的锌离子，氧离子的配位数为4； ②根据晶胞结构，锌和氧微粒之间最短核间距为体对角线的，最短核间距为； ③晶胞边长为apm，体积为a3pm，1个晶胞中有4个锌离子、4个氧离子，ZnO晶体的密度为=。 ⑸二价铁位于体心和棱心，根据均摊法可知，一共有1+12×=4个；三价铁位于顶点和面心，一共有8×+6×=4个，故其比值为1∶1；晶胞中有4个钾离子，根据电中性原则可知，CN-有4+4×2+4×3=24，其化学式为KFe2(CN)6。 1．（2025·广东·高考真题）声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是 B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，具有磁性 C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化 D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体 【答案】A 【详解】A．聚氯乙烯的单体应为氯乙烯（CH2=CHCl），而选项中的CH3CH2Cl是氯乙烷，单体错误，A错误； B．四氧化三铁（Fe3O4）具有磁性，常用于磁带制作，B正确； C．光碟擦写时晶态与非晶态转换属于物理变化(无新物质生成)，C正确； D．单晶硅为共价晶体(原子晶体)，固态硬盘芯片使用单晶硅，D正确； 故选A。 2．（2024·安徽·高考真题）下列各组物质的鉴别方法中，不可行的是 A．过氧化钠和硫黄：加水，振荡 B．水晶和玻璃：X射线衍射实验 C．氯化钠和氯化钾：焰色试验 D．苯和甲苯：滴加溴水，振荡 【答案】D 【详解】A．过氧化钠可以与水发生反应生成可溶性的氢氧化钠，硫不溶于水，A可以鉴别； B．水晶为晶体，有独立的晶格结构，玻璃为非晶体，没有独立的晶格结构，可以用X射线衍射实验进行鉴别，B可以鉴别； C．钠的焰色为黄色，钾的焰色为紫色(需透过蓝色钴玻璃)，二者可以用焰色试验鉴别，C可以鉴别； D．苯和甲苯都可以溶解溴水中的溴且密度都比水小，二者都在上层，不能用溴水鉴别苯和甲苯，D不可以鉴别； 故答案选D。 3．（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 【详解】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。 4．（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 【详解】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3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。 5．（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 【详解】 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。 6．（2025·湖北·高考真题）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 【答案】D 【详解】A．由晶胞图可知，SO2分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含(12×+1)个SO2分子，含有8个O原子，A错误； B．由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误； C．1号和2号S原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即pm，C错误； D．以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，每个S原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S原子有4个，D正确； 答案选D。 7．（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 【详解】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。 8．（2025·上海·高考真题）钨(W)为银白色有光泽的金属，常温下不受空气侵蚀，化学性质比较稳定，主要用来制造灯丝和制作耐磨工具。 (1)用金属钨作灯丝与钨的_______特性有关。 A．延展性 B．导电性 C．高熔点 D．硬度大 (2)从微观角度解释钨有金属光泽的原因 。 白钨矿的主要成分的钨酸钙(CaWO4)，CaWO4的晶胞结构如下图： (3)CaWO4晶胞中，Ca2+处于_______。 A．顶角 B．面上 C．棱上 D．体心 (4)钨元素的信息如图所示，可推测其在元素周期表中的位置是_______。 A．第五周期第IIB族 B．第五周期第IVB族 C．第六周期第IIB族 D．第六周期第VIB族 (5)根据价层电子对斥理论，可知中W的价层电子对数为 。 (6)下图晶胞中只有一个完整的，其包含的四个O2-的编号是 。(选填编号①~⑧) (7)白钨矿常伴生方解石、石膏、萤石、磷灰石等钙矿石。这些钙矿石的密度见下表： 伴生钙矿石 方解石 石膏 萤石 磷灰石 密度/g·cm-3 2.71 2.32 3.18 3.20 已知：V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22cm3；M(CaWO4)=288g·mol-1；NA=6.02×1023mol-1 计算CaWO4的密度 (写出计算过程，结果精确到小数点后2位)，并与伴生钙矿石作比较，说明钨得名“重石头”的原因 。 CaWO4具有良好的光学国兴，被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4，其装置如图所示： 已知 (8)写出该装置的阳极方程式 。 (9)为获取高纯的CaWO4，在电解时需要不断通入，说明其原因 。 【答案】(1)BC (2)当可见光照射金属表面时，金属中的自由电子吸收光能，形成不稳定的较高能量状态。当电子跃迁回较低能量状态时，会将能量以可见光的形式辐射出来，而具有金属光泽 (3)BC (4)D (5)4 (6)⑤⑥⑦⑧ (7) CaWO4的密度较大 (8) (9)减少CO2，避免生成CaCO3 【详解】（1）因为W丝具有导电性高熔点的性质，所以可以用来做灯丝，故答案为：BC； （2）钨有金属光泽的原因是：金属晶体中有自由电子，所以当可见光照射到金属晶体表面时，晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定，电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来，使得金属不透明并具有金属光泽； 故答案为：金属晶体中有自由电子，所以当可见光照射到金属晶体表面时，晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定，电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来，使得金属不透明并具有金属光泽； （3）由图可知，位于面心和棱上，故答案为：BC； （4）由题给图片信息可知，74号W元素的价电子排布为，在56号Xe元素和86号Rn元素之间，所以W在第六周期第ⅥB族，故答案为D； （5）中心原子价层电子对数为4，孤对电子数为，故答案为4； （6）四面体是由1个W原子和4个O原子构成的，其中W原子位于四面体的中心，4个O原子位于四面体的4个顶点。从图1-8中可以看到晶胞的结构，当W原子与5、6、7、8号O原子相邻时，能组成一个四面体，故答案为：5、6、7、8； （7）由CaWO4的晶胞结构图知，位于面心和棱上，由均摊法计算，晶胞中含个数为，故1个晶胞中含4个CaWO4，V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22 cm3， CaWO4的密度比伴生钙矿石的密度大，所以被称为“重石头”；故答案为；CaWO4的密度较大； （8）W与电源正极相连，所以是电解池的阳极，故电极反应式为：，故答案为：； （9）制备时需要不断通入的原因是：减少CO2，避免生成CaCO3；故答案为：减少CO2，避免生成CaCO3； / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 分层作业 1．（25-26高二上·陕西西安·阶段练习）下列关于晶体说法不正确的是 A．任何晶体中，若含有阳离子一定有阴离子 B．共价晶体的原子间只存在共价键，离子晶体中可能含有共价键 C．区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验 D．晶胞是晶体结构中的最小重复单元 2．（2025高二上·全国·专题练习）下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 3．（2025高二上·全国·专题练习）ZnS晶胞如图所示，该晶胞中含有S2-的数目为 A．14 B．10 C．8 D．4 4．（25-26高三上·海南·月考）下列说法错误的是 A．燃料电池将热能转化为电能 B．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点 C．晶态SiO2衍射图谱中有明锐的衍射峰 D．大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子 5．（25-26高三上·云南昆明·月考）一种镍的氢氧化物六方晶体的结构如图甲所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．与氧配位的镍原子数为3 C．沿z轴从上向下的投影如图乙 D．该晶体中的化学键有共价键和氢键 6．（2022·湖北·高考真题）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 A．具有自范性 B．与互为同素异形体 C．含有杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 7．（2023·天津·高考真题）近年来我国航天事业发展迅速，下列对所涉及化学知识的叙述错误的是 A．“嫦娥五号”取回的月壤样品中含有天然玻璃物质，玻璃是晶体 B．“天舟六号”壳体使用了铝合金，合金是金属材料 C．“长征七号”采用了液氧煤油发动机，煤油是混合物 D．“天宫”空间站新补充了一批氙推进剂，氙是稀有气体 8．下列有关液晶的叙述不正确的是 （　　） A.具有液体的流动性和晶体的各向异性 B.可用来制造液晶显示器 C.不是物质的一种聚集状态 D.液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 9.电子手表、计算器、计算机显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。下列有关其显示原理的叙述正确的是 (　　) A.施加电压时，液晶分子沿垂直于电场方向排列 B.移去电场后，液晶分子恢复到原来的状态 C.施加电压时，液晶分子恢复到原来的状态 D.移去电场后，液晶分子沿电场方向排列 10．（25-26高二上·全国·周测）金属晶体有多种堆积方式，如图分别代表着三种晶体的晶体结构，其晶胞内金属原子个数之比为 A． B． C． D． 11．（2025高三上·广东·专题练习）回答下列问题。 (1)铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于 区，基态铋原子的价层电子排布式为 。 (2)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，其中晶胞的边长为。 ①该铋氟化物的化学式为 。 ②晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有 个。 ⑶（2025高二上·全国·专题练习）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为： 。 ⑷（2025高三上·广东·专题练习）的晶胞结构如图1所示，设该晶胞的边长为a nm，为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为 ，该晶体的密度 (填含a的计算式)g⋅cm-3；的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子)， 画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置： 。 12．（2024·北京·高考真题）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 。 1．（2025·浙江金华·一模）下列晶体的制备方案不正确的是 选项 目标晶体 制备方案设计 A NaCl晶体 往饱和溶液中加入一定量的浓盐酸 B 水晶 熔融态缓慢冷却 C 明矾大晶体 在高于室温30~50°C的明矾饱和溶液中悬挂明矾晶核，静置过夜 D 晶体 向溶液中加入氨水至难溶物溶解，再加入95%乙醇 A．A B．B C．C D．D 2．下列关于聚集状态的叙述错误的是 （　　） A.物质只有气、液、固三种聚集状态 B.气态是高度无序的体系存在状态 C.固态中的原子或分子结合的较紧凑，相对运动较弱 D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性 3．（2025高二上·全国·专题练习）下列关于晶体与非晶体的说法正确的是 A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点 B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列 C．自然形成的水晶柱是晶体，从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体 D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性 4．（25-26高三上·辽宁·期中）铁氮化合物()在磁记录材料领域有着广泛的应用前景，一种的晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．基态铁原子核外电子的空间运动状态有15种 B．该晶胞中氮原子的分数坐标为 C．该晶胞中氮原子的配位数为6 D．该晶体密度为 5．（25-26高三上·吉林四平·期中）、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示(阿伏加德罗常数的值为)。下列说法错误的是 A．、的最近距离为 B．该晶体的化学式为 C．与原子等距离且最近的有4个 D．1个基态核外电子的运动状态有15种 6．（24-25高二下·甘肃白银·期末）“嫦娥五号”某核心部件的主要成分为纳米钛铝合金，其结构单元如图所示（Al、Ti原子各有一个原子在结构单元内部）。已知该结构单元底面（正六边形）边长为a nm，该合金的密度为，为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是 A．基态Ti原子的价层电子中未成对电子与成对电子的数目之比为1∶1 B．该合金不导电 C．该合金中Al原子和Ti原子的个数之比为11∶5 D．该结构单元中 7．（2025·黑龙江·三模）重要的储氢合金材料镧镍合金的晶胞结构如图所示，一个晶胞最多可储存9个氢原子，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体的化学式为 B．晶体中Ni与Ni间化学键类型为金属键 C．Ni为元素周期表d区元素 D．晶胞达到最大储氢量时晶体中氢原子密度为 8．（25-26高三上·辽宁·期中）甲醇是重要的化工原料。通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： (1)太阳能电池板的主要材料为单晶硅或多晶硅。基态原子价层电子轨道表示式为 ；是生产高纯硅的前驱体，其空间结构为 。 (2)为 (填“极性”或“非极性”)分子。 (3)甲醇能与水以任意比例互溶，其原因是 。 (4)我国科学家已成功开发出以固溶体为核心的高选择性二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂。其中立方晶胞如图所示，晶胞边长为。 ①的配位数为 。 ②与之间的最短距离为 。 ③该晶体的密度为 。 ⑸（2025高二上·全国·专题练习）普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为a pm。铁-氰骨架组成小立方体，Fe粒子在顶角，CN-在棱上，两端均与Fe相连，立方体中心空隙可容纳K＋，如图所示(CN-在图中省略)。 普鲁士蓝中Fe2＋与Fe3＋个数之比为 ；该晶胞的化学式为 。 1．（2025·广东·高考真题）声波封印，材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 A．制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯，其单体是 B．磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成，具有磁性 C．光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换，涉及物理变化 D．固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料，单晶硅是一种共价晶体 2．（2024·安徽·高考真题）下列各组物质的鉴别方法中，不可行的是 A．过氧化钠和硫黄：加水，振荡 B．水晶和玻璃：X射线衍射实验 C．氯化钠和氯化钾：焰色试验 D．苯和甲苯：滴加溴水，振荡 3．（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 4．（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 5．（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 6．（2025·湖北·高考真题）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 7．（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 8．（2025·上海·高考真题）钨(W)为银白色有光泽的金属，常温下不受空气侵蚀，化学性质比较稳定，主要用来制造灯丝和制作耐磨工具。 (1)用金属钨作灯丝与钨的_______特性有关。 A．延展性 B．导电性 C．高熔点 D．硬度大 (2)从微观角度解释钨有金属光泽的原因 。 白钨矿的主要成分的钨酸钙(CaWO4)，CaWO4的晶胞结构如下图： (3)CaWO4晶胞中，Ca2+处于_______。 A．顶角 B．面上 C．棱上 D．体心 (4)钨元素的信息如图所示，可推测其在元素周期表中的位置是_______。 A．第五周期第IIB族 B．第五周期第IVB族 C．第六周期第IIB族 D．第六周期第VIB族 (5)根据价层电子对斥理论，可知中W的价层电子对数为 。 (6)下图晶胞中只有一个完整的，其包含的四个O2-的编号是 。(选填编号①~⑧) (7)白钨矿常伴生方解石、石膏、萤石、磷灰石等钙矿石。这些钙矿石的密度见下表： 伴生钙矿石 方解石 石膏 萤石 磷灰石 密度/g·cm-3 2.71 2.32 3.18 3.20 已知：V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22cm3；M(CaWO4)=288g·mol-1；NA=6.02×1023mol-1 计算CaWO4的密度 (写出计算过程，结果精确到小数点后2位)，并与伴生钙矿石作比较，说明钨得名“重石头”的原因 。 CaWO4具有良好的光学国兴，被广泛用于光电陶瓷材料中。工业上可以用电解法制备CaWO4，其装置如图所示： 已知 (8)写出该装置的阳极方程式 。 (9)为获取高纯的CaWO4，在电解时需要不断通入，说明其原因 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $