题型15 晶胞结构的计算 （题型专练）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型16 晶胞结构的计算 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 晶体模型及晶体类型判断 考向02 晶胞中配位数及晶胞参数的计算【重难】 考向03 晶胞中原子分数坐标与投影图【重难】 考向04 晶胞中晶体密度的计算【重难】 考向05 晶胞微粒间距离的计算【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 晶胞的计算是高考化学的固定考点，主要考查空间想象能力和综合计算能力。预测2026年高考试题考查会更加综合，一道题可能同时考查粒子数计算、密度计算、粒子间距乃至空间利用率多个方面。图形趋于复杂陌生，试题可能提供教材中未出现的新材料、新物质的晶胞结构，考查知识迁移和应用能力。对空间想象能力和利用几何关系（如勾股定理）解决问题的能力要求会持续提高。复习时要关注前沿与生产实际，晶胞背景可能更多源于新型电池材料、催化剂、超硬材料等科技前沿领域。 考向01 晶体模型及晶体类型判断 【例1】（2021·辽宁卷）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 一、晶体结构与晶体类型 晶体 晶体结构 晶体详解 共价晶体 金刚石 (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构 (2)键角均为109°28′ (3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内 (4)每个C参与4条C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2 SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，N(Si)∶N(O)＝1∶2 (3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si 分子晶体 干冰 8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子 离子晶体 NaCl 型 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个 (2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ CsCl 型 (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个 (2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－ 混合型晶体 石墨 (1)层内每一个碳原子分别与另外3个碳原子以共价键连接，形成六元环结构 (2)碳原子与共价键的个数比为2∶3；每个六元环平均占有2个碳原子 (3)层间的作用力是范德华力 二、晶体类型的性质 1.四种晶体类型的比较 　　 类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 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 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　 2.同种类型晶体熔、沸点高低的规律 (1)共价晶体 ―→―→―→ 如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。 (2)离子晶体 ①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ②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。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 ②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。 ③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，CH3OH＞CH3CH3。 ④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 (4)金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。 【变式1-1】（2025·吉林长春·二模）钴氨配合物对现代配位化学理论的发展有重要意义，的晶胞结构如图所示，该面心立方晶胞的边长为。下列说法错误的是 A．配合物中心离子的配位数是 6 B．该晶体属于混合型晶体 C．配体中 键角分子 D．该晶体的密度为 【变式1-2】（2025·黑龙江吉林·一模）向溶液中滴入混合液，得到晶体M，其每个晶胞由两个小立方体构成，中N位于小立方体的体心，小立方体的边长为，晶胞结构如图。下列说法错误的是 A．在元素周期表第六周期ⅡB族 B．该晶体类型为离子晶体 C．中，距离为 D．1个晶胞中含有的质量为 考向02 晶胞中配位数及晶胞参数的计算 【例2】（2023·辽宁卷）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 1.晶胞中微粒配位数的计算 （1）含义 一个粒子周围最邻近的粒子数称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 （2）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，常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为6 面心立方：配位数为12 体心立方：配位数为8 （3）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。 以NaCl晶体为例： ①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子，如上图中心的黑球(Cl－)。 ②数一下与该粒子周围距离最近的粒子数，如上图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。 2.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 3.晶体结构的相关计算 (1)空间利用率＝×100%。 (2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式(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)。 【变式2-1】（2025·黑龙江·二模）广泛应用于相控阵雷达半导体材料氮化镓有不同的晶型，其中六方氮化镓和立方氮化镓晶胞相互转化关系如图。已知立方氮化镓的晶胞参数为a pm。下列说法正确的是 A．六方氮化镓中Ga和N的配位数均为4 B．立方氮化镓中若B原子坐标为(，，)，则A原子坐标为(0，，) C．立方氮化镓中Ga和N的最小核间距为pm D．六方氮化镓和立方氮化镓的化学式均为 【变式2-2】（2025·黑龙江·一模）研究表明晶胞的氧缺陷可以有效促进氢气在催化加氢过程中的活化。图1为理想晶胞，图2为氧缺陷晶胞。下列说法错误的是 A．图1中的配位数是8 B．图1中填充在构成的四面体空隙中 C．若图2中与的个数比为2∶3，则的空缺率为25% D．若晶胞参数为a nm，图1晶胞的密度为 考向03 晶胞中原子分数坐标与投影图 【例3】（2025·辽宁抚顺·三模）锆酸锶(，相对分子质量为M)可用于制造高频热稳定陶瓷电容器和高温陶瓷电容器，其一种立方晶胞结构如图所示。已知该晶胞边长为dpm；a、c原子的坐标分别为和；为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．b原子坐标为 B．锆原子填充在氧原子形成的八面体空隙中 C．该晶体的密度为g·cm-3 D．与O原子距离最近且等距的O原子的数目为12 1.原子分数坐标的表示方法(实例) 晶胞中的任一个原子的中心位置均可用3个分别小于1的数在立体坐标系中表示出来，如位于晶胞原点A(顶角)的原子的坐标为(0，0，0)； B点原子分数坐标为； C点原子分数坐标为； D点原子分数坐标为。 2.晶胞沿x、y平面上的投影图 晶胞结构 沿体对角线的投影图 3.晶胞沿体对角线的投影图 晶胞结构 沿体对角线的投影图 4.投影问题解题技巧 晶体投影问题本质上是把三维空间晶体结构中的微粒投影到二维平面上。解此类题的关键： (1)要弄清是沿着什么方向进行投影。 (2)投影的时候，是否存在着不同层微粒的相互重叠。 (3)明确不同位置的投影和三维空间中的微粒如何一一对应。 (4)求微粒间距离时要注意投影在同一平面，微粒不一定在同一平面。 【变式3-1】（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）ZnS存在两种晶胞结构，S2-均位于Zn2+构成的正四面体空隙中且阴、阳离子相切。下列说法正确的是 A．六方ZnS中若n的原子坐标为(0，0，0)，则m沿xy平面投影坐标为(，) B．立方ZnS与六方ZnS的密度比 C．立方ZnS与六方ZnS中S2-配位数不相等 D．立方ZnS中Zn2+与S2-之间最短距离为nm 【变式3-2】（2025·辽宁鞍山·二模）硅化镁是一种窄带隙型半导体材料，在光电子器件等领域具有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数，属于面心立方晶胞，结构如下图所示。下列说法正确的是 A．晶体中与原子距离最近的原子有4个 B．晶胞在对角面方向的投影图为 C．晶胞中相距最近的原子与原子间的距离为 D．阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度 考向04 晶胞中晶体密度的计算 【例4】（2025·黑吉辽蒙卷）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．与W最近且等距的O有6个 B．x增大时，W的平均价态升高 C．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同 1.晶胞参数与晶胞密度的关系 2.晶胞中的几组几何公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③4r＝a(r为原子半径)。 ④4r＝a(r为原子半径)。 【变式4-1】（2025·辽宁大连·模拟预测）有一类复合氧化物，其理想结构属立方晶系，晶胞示意图如下。图中八面体中心是锆原子(Zr)，位于晶胞的顶角和面心；四面体中心是钨原子(W)，均在晶胞中。八面体和四面体之间通过共用顶点(氧原子)连接。已知：晶胞参数nm，锆与钨的化合价分别为＋4价与＋6价。下列说法错误的是 A．Zr原子的配位数为8个 B．该复合氧化物的化学式为 C．晶胞中八面体和四面体间的氧原子占总氧原子数的 D．该晶体的密度为 【变式4-2】（2025·内蒙古·模拟预测）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。若晶胞参数为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．与距离最近的是 B．的配位数为12 C．该物质的化学式为 D．该晶体的密度g/cm3 考向05 晶胞微粒间距离的计算 【例5】（2024·黑吉辽卷）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 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 1.密度的计算 ρ＝（a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量）。 2.微粒间距离的计算 3.空间利用率的计算 指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。空间利用率＝×100%。 【变式5-1】（2025·内蒙古赤峰·三模）是重要的稀土抛光材料，图甲为理想立方晶胞模型，但实际晶体常存在缺陷（如图乙）。X原子的分数坐标为，Y原子的分数坐标为。下列说法正确的是 A．甲晶胞中Ce的配位数为4 B．甲晶胞中Ce原子与O原子的最近距离为 C．乙晶胞中氧空位处原子的分数坐标为 D．乙晶胞的化学式可表示为 【变式5-2】（2025·吉林松原·模拟预测）一种高温超导材料在77 K以上就能展现超导性质，具有重要的科学研究和潜在的应用价值，该晶体结构属于四方晶系，其晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．基态Cu原子与O原子最外层未成对电子数之比为1:2 B．该超导材料的化学式为 C．O原子间的最近距离为 D．该晶体一个晶胞的质量为 1.（2025·辽宁·二模）储氢材料的晶胞结构如图所示，已知的摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．(i)和(ii)之间的距离为 B．晶体密度的计算式为 C．的配位数为3 D．晶胞中含有2个 2.（2025·辽宁丹东·二模）材料在新能源电池领域中具有重要的应用价值，其一种立方晶胞结构如图甲所示(其中○代表)。下列说法错误的是 A．Pb元素位于元素周期表的p区 B．图乙为图甲晶胞沿体对角线方向的投影图 C．图甲中位于由形成的正八面体空隙中 D．图甲中与等距离且最近的有12个 3.（2025·辽宁辽阳·一模）硼及其化合物在医疗、航空航天、超导磁体、储能材料、微波通信和动力装置上具有广泛的应用价值。立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，晶胞结构如图，晶胞棱长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．固体储氢材料氨硼烷（）中，B原子采取的杂化轨道方式为 B．氨羧基硼烷能抑制肿瘤和降低血清胆固醇，其结构与甘氨酸类似，氨羧基硼烷的结构简式为 C．立方氮化硼晶体的密度 D．硼和铝与可分别形成和 4.（2025·辽宁葫芦岛·二模）CdTe是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为a pm，晶体密度为，原子M的坐标为（0，0，0）。下列说法错误的是 A．原子N的坐标为 B．阿伏加德罗常数的值 C．晶胞中Te原子周围最近的Te原子有8个 D．晶胞中Te和Cd原子之间最近距离为 5.（2025·辽宁盘锦·三模）一种钯(Pd)和氧(O)形成的晶体化合物主要用于选择、高效地将还原为CO，其立方晶胞的结构如图所示： 已知晶胞边长为，下列有关说法错误的是 A．中碳原子杂化后的电子云图为 B．Pd周围最近的Pd原子个数为8 C．钯氧晶体的化学式为PdO D．该晶体的密度为 6.（2025·辽宁·二模）在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。两种晶型中，一种取长方体晶胞(图1)，另一种取立方体晶胞(图2)。图中氢原子皆已隐去，立方体晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●)位置上存在缺位现象。 下列说法正确的是 A．图1A、B两微粒的距离为，则C的分数坐标为 B．图2立方晶胞中锂离子的缺位率为 C．图2周围等距且最近的有6个 D．两种晶型的密度近似相等，则 7.（2025·辽宁·模拟预测）硫代硫酸根离子（）可看作是中的一个O原子被S原子取代。的晶胞形状为长方体，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．中的键数目为18 B．的空间结构为四面体形 C．该晶体为离子晶体 D．晶体的密度为 8.（2025·辽宁沈阳·三模）替代晶体中部分的位置，但由于二者的离子半径和化合价不同会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。晶胞结构如下图，密度为，为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．晶体中与最近且等距的有6个 B．晶胞的边长为 C．若a为晶胞顶点，则c位于棱心 D．若b处被计替代，则该物质的化学式为 9.（2025·黑龙江辽宁·模拟预测）合金晶体有(甲)、(乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值，已知：M的坐标为，下列说法错误的是 A．与晶体的密度之比为 B．中，Au周围最近且等距的Ti的个数为12 C．图乙中，N的坐标为 D．图乙中，Ti-Au间最近距离为 10.（2025·内蒙古乌兰察布·二模）科研工作者合成了低温超导化合物M，再利用低温去插层法，获得了一个新化合物N。二者的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．的化学式为 B．中与原子最临近的原子有2个 C．中原子填充了原子构成的正八面体空隙 D．去插层过程实质是将中元素转化为去除 11.（2025·内蒙古呼和浩特·一模）锰的某种氧化物的四方晶胞及其在平面的投影如图所示，当晶体有原子脱出时，形成空位会使晶体具有半导体性质。下列说法正确的是 A．锰元素基态原子的价电子排布图为： B．该氧化物化学式为 C．出现空位，的化合价升高 D．晶体难以通过形成空位具有半导体性质 12.（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是 A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中或的价态降低 C．晶体Ⅱ的化学式为 D．晶胞Ⅲ中键数目为24 13.（2025·吉林延边·一模）硫代硫酸盐是一种浸金试剂，硫代硫酸根的结构如图1。晶胞为长方体，边长分别为apm，apm，bpm，结构如图2.已知的摩尔质量为，设阿伏加德罗常数的值为下列说法正确的是 A．的空间结构为正四面体 B．含有的σ键数目为 C．能与形成配离子，中的2号硫原子提供孤电子对 D．该晶体的密度为 14.（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）将掺杂到的晶体中替换部分得到稀磁性半导体材料，其结构如图。已知图中a点、b点的分数坐标分别为、。下列说法正确的是 A．在元素周期表中位于同一分区 B．该结构可以无隙并置，属于晶胞 C．c点的分数坐标为 D．掺杂之后，该结构中的原子个数比为 15.（2025·黑龙江哈尔滨·二模）立方MR晶胞如图a所示，侧视图和俯视图均为图b。下列说法错误的是 A．立方MR晶胞中在空间上与距离为的有12个 B．若将立方晶胞中所有和替换为碳原子则变成金刚石的晶胞结构 C．堆积方式与NaCl晶胞中堆积方式相同，与不同 D．如果将作为晶胞的顶点则变为图c结构 16.（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 17.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）是一种新型钠离子电池的正极材料，其相对分子质量为，如图立方体是其晶胞的1/8(未画出)。下列说法正确的是 A．该晶体的化学式为 B．晶体中与每个距离最近且相等的有12个 C．晶体的密度为 D．可能在每个立方体的中心位置 18.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池的负极材料，具有在充电的同时发生合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示，下列说法正确的是 A．x：y=3：1 B．与中阳离子占据的空隙种类相同 C．1mol六方ZnnS晶体中阳离子数目为2NA D．若的晶胞参数为a nm，则E、F间的距离为nm 19.（2025·黑龙江哈尔滨·二模）高铜酸钠是黑色难溶于水的固体，晶胞如下图，虚线连接的O原子与Cu原子距离最近且相等。下列说法错误的是 A．Na、O、Cu三种元素未成对电子数之比为 B．该化合物的化学式为 C．晶体中距离Cu原子最近的O原子有4个 D．若该晶胞的体积为V，则空间利用率为 20.（2025·辽宁·模拟预测）闪锌矿中所含成分——硫化锌和硫化镉的立方晶胞结构相同，如图所示为硫化镉的立方晶胞。已知该晶胞参数为，以晶胞参数建立分数坐标系，1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．和的配位数之比为 B．晶体中，与最近的有4个 C．距离3号原子最远的的坐标为 D．该晶体的密度为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型16 晶胞结构的计算 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 晶体模型及晶体类型判断 考向02 晶胞中配位数及晶胞参数的计算【重难】 考向03 晶胞中原子分数坐标与投影图【重难】 考向04 晶胞中晶体密度的计算【重难】 考向05 晶胞微粒间距离的计算【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 晶胞的计算是高考化学的固定考点，主要考查空间想象能力和综合计算能力。预测2026年高考试题考查会更加综合，一道题可能同时考查粒子数计算、密度计算、粒子间距乃至空间利用率多个方面。图形趋于复杂陌生，试题可能提供教材中未出现的新材料、新物质的晶胞结构，考查知识迁移和应用能力。对空间想象能力和利用几何关系（如勾股定理）解决问题的能力要求会持续提高。复习时要关注前沿与生产实际，晶胞背景可能更多源于新型电池材料、催化剂、超硬材料等科技前沿领域。 考向01 晶体模型及晶体类型判断 【例1】（2021·辽宁卷）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】S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；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；S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，C正确；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；故选D。 一、晶体结构与晶体类型 晶体 晶体结构 晶体详解 共价晶体 金刚石 (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构 (2)键角均为109°28′ (3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内 (4)每个C参与4条C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2 SiO2 (1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，N(Si)∶N(O)＝1∶2 (3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si 分子晶体 干冰 8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子 离子晶体 NaCl 型 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个 (2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ CsCl 型 (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个 (2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－ 混合型晶体 石墨 (1)层内每一个碳原子分别与另外3个碳原子以共价键连接，形成六元环结构 (2)碳原子与共价键的个数比为2∶3；每个六元环平均占有2个碳原子 (3)层间的作用力是范德华力 二、晶体类型的性质 1.四种晶体类型的比较 　　 类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 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 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　 2.同种类型晶体熔、沸点高低的规律 (1)共价晶体 ―→―→―→ 如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。 (2)离子晶体 ①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ②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。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。 ②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。 ③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，CH3OH＞CH3CH3。 ④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 (4)金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。 【变式1-1】（2025·吉林长春·二模）钴氨配合物对现代配位化学理论的发展有重要意义，的晶胞结构如图所示，该面心立方晶胞的边长为。下列说法错误的是 A．配合物中心离子的配位数是 6 B．该晶体属于混合型晶体 C．配体中 键角分子 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】配合物中心离子有6个配体，A正确；该晶体由阳离子和阴离子相互作用而形成，属于离子晶体，B错误；由于孤对电子对成键电子对的排斥力较大，氨气分子中氮原子含有一对孤对电子，而配离子中氮原子的孤对电子与形成配位键，所以配体中 键角分子，C正确；氯离子全部在晶胞中，共计是 8 个，配离子为：，该立方晶胞的边长为，的相对分子质量是232，则该晶体的密度为，D正确；故选B。 【变式1-2】（2025·黑龙江吉林·一模）向溶液中滴入混合液，得到晶体M，其每个晶胞由两个小立方体构成，中N位于小立方体的体心，小立方体的边长为，晶胞结构如图。下列说法错误的是 A．在元素周期表第六周期ⅡB族 B．该晶体类型为离子晶体 C．中，距离为 D．1个晶胞中含有的质量为 【答案】D 【解析】为80号元素，在元素周期表第六周期ⅡB族，A正确；该晶体中存在离子键，属于离子晶体，B正确；中N位于小立方体的体心，小立方体的边长为，则中，距离为小立方体的边长的二分之一：，C正确；1个晶胞中含有个数为，其质量应为，D错误；故选D。 考向02 晶胞中配位数及晶胞参数的计算 【例2】（2023·辽宁卷）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】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；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；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；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；故选C。 1.晶胞中微粒配位数的计算 （1）含义 一个粒子周围最邻近的粒子数称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 （2）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，常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为6 面心立方：配位数为12 体心立方：配位数为8 （3）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。 以NaCl晶体为例： ①找一个与其他粒子连接情况最清晰的粒子，如上图中心的黑球(Cl－)。 ②数一下与该粒子周围距离最近的粒子数，如上图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。 2.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 3.晶体结构的相关计算 (1)空间利用率＝×100%。 (2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式(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)。 【变式2-1】（2025·黑龙江·二模）广泛应用于相控阵雷达半导体材料氮化镓有不同的晶型，其中六方氮化镓和立方氮化镓晶胞相互转化关系如图。已知立方氮化镓的晶胞参数为a pm。下列说法正确的是 A．六方氮化镓中Ga和N的配位数均为4 B．立方氮化镓中若B原子坐标为(，，)，则A原子坐标为(0，，) C．立方氮化镓中Ga和N的最小核间距为pm D．六方氮化镓和立方氮化镓的化学式均为 【答案】A 【解析】在六方氮化镓结构中，Ga和N均采取sp3杂化，形成四面体配位，每个原子周围有4个相邻的异种原子，因此Ga和N的配位数均为4，A正确；在立方氮化镓中，若B原子坐标为(，，)，A原子若为面心立方格子的顶点原子，坐标应为(0，0，0)，并不是(0，，)，B错误；立方氮化镓中Ga和N的最小核间距为四面体空隙原子与顶点原子的距离，即体对角线的，其距离为pm，而不是pm，C错误；晶体化学式需化简呈最简整数比，六方和立方氮化镓中Ga与N的个数比均为1：1，故它们的化学式应为GaN，D错误；故选A。 【变式2-2】（2025·黑龙江·一模）研究表明晶胞的氧缺陷可以有效促进氢气在催化加氢过程中的活化。图1为理想晶胞，图2为氧缺陷晶胞。下列说法错误的是 A．图1中的配位数是8 B．图1中填充在构成的四面体空隙中 C．若图2中与的个数比为2∶3，则的空缺率为25% D．若晶胞参数为a nm，图1晶胞的密度为 【答案】D 【解析】图1中O2-位于Ce4+构成的小四面体的中心，每个Ce4+能形成8个小四面体，因此Ce4+的配位数为8，A正确；图1中O2-位于Ce4+构成的小四面体的中心，即O2-填充在Ce4+构成的四面体空隙中，B正确；图2中Ce4+个数为，O2-和空位的总数为8，当Ce4+和O2-个数比为2:3时，有6个O2-和2个空位，空位率为，C正确；根据均摊法，图1中Ce4+个数为，O2-个数为8，则晶胞密度为，D错误；故选D。 考向03 晶胞中原子分数坐标与投影图 【例3】（2025·辽宁抚顺·三模）锆酸锶(，相对分子质量为M)可用于制造高频热稳定陶瓷电容器和高温陶瓷电容器，其一种立方晶胞结构如图所示。已知该晶胞边长为dpm；a、c原子的坐标分别为和；为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．b原子坐标为 B．锆原子填充在氧原子形成的八面体空隙中 C．该晶体的密度为g·cm-3 D．与O原子距离最近且等距的O原子的数目为12 【答案】D 【解析】a原子的坐标为，由图，b点在xyz轴上投影坐标分别为0、、，b原子坐标为，A正确；由图，锆原子填充在6个氧原子形成的八面体空隙中，B正确；据“均摊法”，晶胞中含个Sr、1个Zr、个O，则晶体密度为，C正确；以顶面面心氧原子为参照物，距离其最近的氧原子在四个侧面面心上，这样的氧原子有8个，D错误；故选D。 1.原子分数坐标的表示方法(实例) 晶胞中的任一个原子的中心位置均可用3个分别小于1的数在立体坐标系中表示出来，如位于晶胞原点A(顶角)的原子的坐标为(0，0，0)； B点原子分数坐标为； C点原子分数坐标为； D点原子分数坐标为。 2.晶胞沿x、y平面上的投影图 晶胞结构 沿体对角线的投影图 3.晶胞沿体对角线的投影图 晶胞结构 沿体对角线的投影图 4.投影问题解题技巧 晶体投影问题本质上是把三维空间晶体结构中的微粒投影到二维平面上。解此类题的关键： (1)要弄清是沿着什么方向进行投影。 (2)投影的时候，是否存在着不同层微粒的相互重叠。 (3)明确不同位置的投影和三维空间中的微粒如何一一对应。 (4)求微粒间距离时要注意投影在同一平面，微粒不一定在同一平面。 【变式3-1】（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）ZnS存在两种晶胞结构，S2-均位于Zn2+构成的正四面体空隙中且阴、阳离子相切。下列说法正确的是 A．六方ZnS中若n的原子坐标为(0，0，0)，则m沿xy平面投影坐标为(，) B．立方ZnS与六方ZnS的密度比 C．立方ZnS与六方ZnS中S2-配位数不相等 D．立方ZnS中Zn2+与S2-之间最短距离为nm 【答案】D 【解析】六方ZnS中，若n坐标为(0,0,0)，S2-位于Zn2+构成的四面体空隙中，则m在xy平面的投影位于底面正三角形的中心，坐标为(，)，A错误；立方ZnS晶胞中，S2-位于顶点和面心，个数为=4，4个Zn2+位于体内，立方ZnS的密度为g∙cm-3，六方ZnS晶胞中，S2-位于顶点和体内，个数为2，Zn2+个数为2，体积为b2·sin60°·c =b2c×10-21cm3，六方ZnS晶体的密度为g∙cm-3，二者的密度比为:=，B错误；无论是立方ZnS还是六方ZnS，S2⁻均位于Zn2⁺构成的四面体空隙中，Zn2⁺与S2⁻配位数均为4，C错误；立方ZnS中，Zn2⁺与S2⁻之间的最短距离是体对角线的四分之一，即为nm，D正确；故选D。 【变式3-2】（2025·辽宁鞍山·二模）硅化镁是一种窄带隙型半导体材料，在光电子器件等领域具有重要应用前景。硅化镁的晶胞参数，属于面心立方晶胞，结构如下图所示。下列说法正确的是 A．晶体中与原子距离最近的原子有4个 B．晶胞在对角面方向的投影图为 C．晶胞中相距最近的原子与原子间的距离为 D．阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度 【答案】D 【解析】晶体中与Si原子距离最近的Mg原子有8个，A错误；晶胞在对角面方向的投影图为， B错误；晶胞中相距最近的Si原子与Mg原子间的距离为体对角线的四分之一，即为nm，C错误；Si原子位于顶点和面心共有4个，Mg原子位于体内共有8个，该晶体的密度为，D正确；故选D。 考向04 晶胞中晶体密度的计算 【例4】（2025·黑吉辽蒙卷）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．与W最近且等距的O有6个 B．x增大时，W的平均价态升高 C．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同 【答案】B 【解析】W位于立方体的顶角，以顶角W为例，在此晶胞内，离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所在3条棱的棱心，由于该顶角在8个晶胞里，而棱上的原子被4个晶胞共有，所以与W最近且距离相等的O原子有，故A正确；O元素化合价为-2价，负化合价总数为-6，设W元素的平均化合价为y，据正负化合价代数和为0可得：-6+y+x=0，y=6-x，x的值增大y减小，即W元素的平均化合价降低，故B错误；时，立方晶胞中W个数为、O个数为，若x=0.5，晶胞质量为，晶胞体积为，则密度，所以密度为时，x=0.5，故C正确；晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，即空位数不同，吸收的可见光波长不同，故D正确；故选B。 1.晶胞参数与晶胞密度的关系 2.晶胞中的几组几何公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③4r＝a(r为原子半径)。 ④4r＝a(r为原子半径)。 【变式4-1】（2025·辽宁大连·模拟预测）有一类复合氧化物，其理想结构属立方晶系，晶胞示意图如下。图中八面体中心是锆原子(Zr)，位于晶胞的顶角和面心；四面体中心是钨原子(W)，均在晶胞中。八面体和四面体之间通过共用顶点(氧原子)连接。已知：晶胞参数nm，锆与钨的化合价分别为＋4价与＋6价。下列说法错误的是 A．Zr原子的配位数为8个 B．该复合氧化物的化学式为 C．晶胞中八面体和四面体间的氧原子占总氧原子数的 D．该晶体的密度为 【答案】A 【解析】Zr原子为八面体中心，八面体结构的中心原子配位数为6（6个顶点氧原子），A错误；Zr位于晶胞顶角（8×=1）和面心（6×=3），总4个；W为四面体中心且完全在晶胞内，个数为8（4:8=1:2），据锆与钨的化合价分别为+4与+6，得O原子数目为32，化学式为Zr4W8O32，化简为，B正确；晶胞中共有32个O原子。每个Zr原子与6个O原子成键，晶胞中4个Zr原子共形成个Zr-O键；每个W原子与4个O原子成键，晶胞中8个W原子共形成个W-O键。晶胞内化学键总数为。八面体和四面体间的氧原子为共用氧原子，每个共用氧原子连接一个Zr和一个W，形成2个化学键；非共用的氧原子（端基氧）只与一个金属原子成键，形成1个化学键。设共用氧原子数为，则端基氧原子数为。根据总键数守恒可得：，解得。共用氧原子占总氧原子数的百分比为，C正确；晶胞含4个单元，密度ρ=，M=91+184×2+16×8，a=0.916 nm=0.916×10-7cm，a3=0.9163×10-21cm3，代入得ρ=，D正确；故选A。 【变式4-2】（2025·内蒙古·模拟预测）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。若晶胞参数为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．与距离最近的是 B．的配位数为12 C．该物质的化学式为 D．该晶体的密度g/cm3 【答案】A 【分析】由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的钙离子个数为1，位于顶点的钾离子个数为8×=1，位于面心的氟离子个数为6×=3，则该物质的化学式为KCaF3。 【解析】由晶胞结构可知，晶胞中位于面心的氟离子与位于顶点的钾离子的最近距离为pm，与位于体心的钙离子最近距离为pm，则与氟离子距离最近的是钙离子，A错误；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钾离子与位于面心的钙离子距离最近，共有12个，则钾离子的配位数为12，B正确；由分析可知，该物质的化学式为KCaF3，C正确；设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=g/cm3，D正确；故选A。 考向05 晶胞微粒间距离的计算 【例5】（2024·黑吉辽卷）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 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】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；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；如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确；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。 1.密度的计算 ρ＝（a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量）。 2.微粒间距离的计算 3.空间利用率的计算 指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。空间利用率＝×100%。 【变式5-1】（2025·内蒙古赤峰·三模）是重要的稀土抛光材料，图甲为理想立方晶胞模型，但实际晶体常存在缺陷（如图乙）。X原子的分数坐标为，Y原子的分数坐标为。下列说法正确的是 A．甲晶胞中Ce的配位数为4 B．甲晶胞中Ce原子与O原子的最近距离为 C．乙晶胞中氧空位处原子的分数坐标为 D．乙晶胞的化学式可表示为 【答案】C 【解析】甲晶胞中Ce的配位数指Ce原子周围最近邻的O原子数。CeO2理想晶胞为萤石结构（CaF2型），Ce4+形成面心立方堆积，O2-填充四面体空隙，每个Ce4+周围有8个O2-，配位数为8，A错误；Ce与O的最近距离为Ce原子（顶点，坐标(0,0,0)）到O原子（四面体空隙，坐标）的距离。晶胞边长为a pm，距离，选项中数量级错误（应为10⁻¹⁰  cm），B错误；氧空位为O原子缺失的位置，O原子位于四面体空隙，结合乙的结构可知，其坐标为，C正确；乙晶胞中Ce原子数为4（顶点8×+面心6×=4），O原子数为7（甲晶胞8个O，乙晶胞1个氧空位，8-1=7），Ce:O=4:7，化学式为Ce4O7，非Ce2O3，D错误；故选C。 【变式5-2】（2025·吉林松原·模拟预测）一种高温超导材料在77 K以上就能展现超导性质，具有重要的科学研究和潜在的应用价值，该晶体结构属于四方晶系，其晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．基态Cu原子与O原子最外层未成对电子数之比为1:2 B．该超导材料的化学式为 C．O原子间的最近距离为 D．该晶体一个晶胞的质量为 【答案】C 【解析】基态Cu原子电子排布式为，最外层（）未成对电子数为1；O原子电子排布式为，最外层（）未成对电子数为2，二者之比为1:2，A正确；晶胞中Hg位于棱上，数目为；Ba位于体内，个数为2；Cu位于8个顶点，数目为；O位于棱上，数目为，故化学式为，B正确；题中未给出a与c的大小关系，无法确定两个氧原子之间的最近距离，C错误；该晶体化学式为，摩尔质量为201+2×137+64+4×16=603 g/mol，一个晶胞质量为，D正确；故选C。 1.（2025·辽宁·二模）储氢材料的晶胞结构如图所示，已知的摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．(i)和(ii)之间的距离为 B．晶体密度的计算式为 C．的配位数为3 D．晶胞中含有2个 【答案】C 【解析】(i)和(ii)之间的距离为晶胞体对角线的一半，则两点距离为，A错误；该晶胞的体积为，的个数为，的个数为，一个晶胞中含有2个，故晶体密度为，选项中未包含单位转换，表达式不完整，B错误；由图可知，与距离最近且相等的的个数为3，的配位数为3，C正确；晶胞中含有的个数为，D错误；故选C。 2.（2025·辽宁丹东·二模）材料在新能源电池领域中具有重要的应用价值，其一种立方晶胞结构如图甲所示(其中○代表)。下列说法错误的是 A．Pb元素位于元素周期表的p区 B．图乙为图甲晶胞沿体对角线方向的投影图 C．图甲中位于由形成的正八面体空隙中 D．图甲中与等距离且最近的有12个 【答案】B 【解析】Pb元素位于第六周期ⅣA族，价电子构型为6s26p2，属于p区元素，A正确；由图甲可知，中Pb2+与I-的个数比为1:3，Pb2+位于体心，有1个Pb2+，则I-位于面心，位于顶点，该晶胞沿体对角线方向的投影，体对角线方向的2个顶角和体心Pb2+原子投到1个点，另外6个顶角原子在平面上投出1个六边形，面心6个I-在投出六边形内部组成1个小六边形，如图所示：，B错误；晶胞中Pb2+位于体心，I-位于面心，甲中位于由形成的正八面体空隙中，C正确；由B可知，，位于顶点，I-位于面心，面心I-与顶点距离最近，每个顶点周围有12个面心I-（面心立方结构顶点配位数12），D正确；故选B。 3.（2025·辽宁辽阳·一模）硼及其化合物在医疗、航空航天、超导磁体、储能材料、微波通信和动力装置上具有广泛的应用价值。立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，晶胞结构如图，晶胞棱长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．固体储氢材料氨硼烷（）中，B原子采取的杂化轨道方式为 B．氨羧基硼烷能抑制肿瘤和降低血清胆固醇，其结构与甘氨酸类似，氨羧基硼烷的结构简式为 C．立方氮化硼晶体的密度 D．硼和铝与可分别形成和 【答案】D 【解析】在氨硼烷中，B原子与3个H原子形成σ键，还有一个空轨道接受NH3中N原子提供的孤电子对形成配位键，所以B原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，A正确；甘氨酸的结构简式为H2NCH2COOH，氨羧基硼烷结构与甘氨酸类似，所以氨羧基硼烷的结构简式为NH3BH2COOH，B正确；观察晶胞结构，1个晶胞中含有4个B原子（+ =4），4个N原子（体内）。晶胞的质量，晶胞棱长，晶胞体积。根据密度公式，C正确；B原子处于第二周期，原子半径小，所以硼与F形成；Al原子处于第三周期，原子半径大，存在3d轨道，可形成，D错误；故选D。 4.（2025·辽宁葫芦岛·二模）CdTe是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为a pm，晶体密度为，原子M的坐标为（0，0，0）。下列说法错误的是 A．原子N的坐标为 B．阿伏加德罗常数的值 C．晶胞中Te原子周围最近的Te原子有8个 D．晶胞中Te和Cd原子之间最近距离为 【答案】C 【解析】原子N为Te原子，位于四面体空隙，其分数坐标为，与四面体空隙坐标匹配，A正确；由均摊法可知，晶胞中Cd和Te各4个，化学式单元数Z=4，晶胞质量为，晶胞体积。由密度公式得，，B正确；Te原子位于四面体空隙（4个），坐标为等，将晶胞顶点平移，以坐标的Te原子为顶点，与之最近的3个Te原子位于面心，顶点被8个晶胞共有，则Te原子周围最近的Te原子有个，C错误；Cd与Te的距离为体对角线的，解三角形可得，该距离为，D正确；故选C。 5.（2025·辽宁盘锦·三模）一种钯(Pd)和氧(O)形成的晶体化合物主要用于选择、高效地将还原为CO，其立方晶胞的结构如图所示： 已知晶胞边长为，下列有关说法错误的是 A．中碳原子杂化后的电子云图为 B．Pd周围最近的Pd原子个数为8 C．钯氧晶体的化学式为PdO D．该晶体的密度为 【答案】D 【解析】CO2中碳原子价层电子对数为=2，杂化类型为sp杂化，sp杂化电子云为直线型。两个轨道呈180°，电子云图为，另外还有2个未杂化的p轨道， 与氧原子的2p轨道形成π键，电子云分布在碳氧键的上方和下方，图为，A正确；体心Pd的周围有8个顶点Pd，Pd周围最近的Pd原子个数为8，B正确；计算晶胞中Pd和O的个数，Pd的个数为8×=2，O原子个数为=2，化学式为PdO，C正确；由C可知，晶胞质量m=g，体积V=a3pm3=a3×10-30cm3，密度ρ=，D错误；故选D。 6.（2025·辽宁·二模）在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。两种晶型中，一种取长方体晶胞(图1)，另一种取立方体晶胞(图2)。图中氢原子皆已隐去，立方体晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●)位置上存在缺位现象。 下列说法正确的是 A．图1A、B两微粒的距离为，则C的分数坐标为 B．图2立方晶胞中锂离子的缺位率为 C．图2周围等距且最近的有6个 D．两种晶型的密度近似相等，则 【答案】C 【解析】C在Z轴上的分数坐标是，则C的分数坐标为(，，)，A错误；根据化学式Li2(OH)Cl知，该晶胞中应该含有2个Li+，图2中Cl-个数为1，OH-个数为8×=1，Li+个数为12×=3，锂离子的缺位率为=，B错误；图2Cl-周围等距且最近的Cl-有6个，分别位于与该晶胞相邻的6个晶胞的体心上，C正确；图1中Cl-个数为2，OH-个数为8×+4×=2，立方体中Li+个数为8×+1+2×=4，晶胞体积为abc×10-21cm3，图2中晶胞体积为：d3×10-21cm3，图1中晶胞密度===g/cm3，图2中晶胞密度===g/cm3，c=，D错误；故选C。 7.（2025·辽宁·模拟预测）硫代硫酸根离子（）可看作是中的一个O原子被S原子取代。的晶胞形状为长方体，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．中的键数目为18 B．的空间结构为四面体形 C．该晶体为离子晶体 D．晶体的密度为 【答案】A 【解析】配位键是键，中配位键为6，1个分子中键为2，故中的键数目为，但题目没给出配合物物质的量，A错误；可看作是中的1个O原子被S原子取代的产物，二者结构相似，的中心S原子的价层电子对数为，即的空间结构为正四面体形，所以的空间结构为四面体形，B正确；该晶体是由阴阳离子构成的离子晶体，C正确；1个晶胞中，的个数为，的个数为4，晶胞体积为，则晶胞密度为，D正确；故选A。 8.（2025·辽宁沈阳·三模）替代晶体中部分的位置，但由于二者的离子半径和化合价不同会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。晶胞结构如下图，密度为，为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．晶体中与最近且等距的有6个 B．晶胞的边长为 C．若a为晶胞顶点，则c位于棱心 D．若b处被计替代，则该物质的化学式为 【答案】D 【解析】由晶胞的结构可知，晶体中与O2-最近且等距的Mg2+位于其上下左右前后，共6个，A正确；设晶胞的边长为apm，根据均摊法，晶胞中含有O2-的数目为8×+6×=4，Mg2+离子的数目为12×+1=4，则晶胞的质量为，晶胞的体积为a3×10-30cm3，则ρ===，a=，B正确；由晶胞的结构可知，若a为晶胞顶点，则c位于棱心，C正确；若b处Mg2+被Li+替代，部分O2-脱离形成“氧空位”，则该物质的化学式为LiMg3O3.5，D错误；故选D。 9.（2025·黑龙江辽宁·模拟预测）合金晶体有(甲)、(乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值，已知：M的坐标为，下列说法错误的是 A．与晶体的密度之比为 B．中，Au周围最近且等距的Ti的个数为12 C．图乙中，N的坐标为 D．图乙中，Ti-Au间最近距离为 【答案】A 【分析】图甲中，由均摊法，Au原子个数为，Ti原子个数为，晶胞边长为anm，根据晶体密度的计算公式；图乙中，由均摊法，Au原子个数为，Ti原子个数为，晶胞边长为bnm，根据晶体密度的计算公式，据此分析； 【解析】与晶体的密度之比为，A错误；中，以顶点的Au为例，周围最近且等距的Ti的个数为，B正确；图乙中，若M的坐标为，N位于右侧面上，则N的坐标为，C正确；图乙中，，由M坐标可计算，Ti-Au间最近距离为，D正确；故选A。 10.（2025·内蒙古乌兰察布·二模）科研工作者合成了低温超导化合物M，再利用低温去插层法，获得了一个新化合物N。二者的晶体结构如图所示，下列说法正确的是 A．的化学式为 B．中与原子最临近的原子有2个 C．中原子填充了原子构成的正八面体空隙 D．去插层过程实质是将中元素转化为去除 【答案】D 【解析】根据均摊原则，N晶胞中V原子数为 、Se原子数为、O原子数为，的化学式为，故A错误；根据图示，中与原子最临近的原子有8个，故B错误；中原子填充了原子构成的四边形的面心，故C错误；根据均摊原则，M的化学式为，的化学式为，可知去插层过程实质是将中元素转化为去除，故D正确；故选D。 11.（2025·内蒙古呼和浩特·一模）锰的某种氧化物的四方晶胞及其在平面的投影如图所示，当晶体有原子脱出时，形成空位会使晶体具有半导体性质。下列说法正确的是 A．锰元素基态原子的价电子排布图为： B．该氧化物化学式为 C．出现空位，的化合价升高 D．晶体难以通过形成空位具有半导体性质 【答案】D 【解析】Mn的原子序数为25，位于元素周期表第四周期ⅦB族；基态Mn的价电子排布式为：，不是电子排布图，故A错误； 根据均摊法可知，该晶胞中的个数为，O的个数为，该锰氧化物的化学式为，B错误；晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，的化合价为+2x，即Mn的化合价降低，C错误；中Na的化合价下降只能为0，说明Na2O不能通过这种方式获得半导体性质，D正确；故选D。 12.（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是 A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中或的价态降低 C．晶体Ⅱ的化学式为 D．晶胞Ⅲ中键数目为24 【答案】C 【分析】钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时装置为电解池，其为阳极，失去电子发生氧化反应，充电随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ，则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程； 【解析】由分析，Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程，原电池中会发生自发的氧化还原反应，A错误；充电过程阳极发生氧化反应，则或的价态升高，B错误；据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K，则化学式为，C正确；结合C分析，晶胞Ⅲ中24个CN-，CN-中含有碳氮叁键，1个叁键含有1个σ键2个π键，则其中键数目为48，D错误；故选C。 13.（2025·吉林延边·一模）硫代硫酸盐是一种浸金试剂，硫代硫酸根的结构如图1。晶胞为长方体，边长分别为apm，apm，bpm，结构如图2.已知的摩尔质量为，设阿伏加德罗常数的值为下列说法正确的是 A．的空间结构为正四面体 B．含有的σ键数目为 C．能与形成配离子，中的2号硫原子提供孤电子对 D．该晶体的密度为 【答案】C 【解析】中键长不同，的空间结构为四面体，但不是正四面体，故A错误；水分子中含有2个σ键，Mg2+与6个水分子形成6个配位键，配位键是σ键，1个中含有18个σ键，含有的σ键数目为，故B错误；能与形成配离子，中的1号硫原子孤电子对数为，而2号硫原子具有孤电子对，2号硫原子提供孤电子对，故C正确；根据均摊原则，晶胞中含有4个、数目为，每个晶胞含有4个，该晶体的密度为，故D错误；故选C。 14.（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）将掺杂到的晶体中替换部分得到稀磁性半导体材料，其结构如图。已知图中a点、b点的分数坐标分别为、。下列说法正确的是 A．在元素周期表中位于同一分区 B．该结构可以无隙并置，属于晶胞 C．c点的分数坐标为 D．掺杂之后，该结构中的原子个数比为 【答案】C 【解析】为d区元素（价电子排布），和为p区元素（价电子排布分别为、），不在同一分区，故A项错误。晶胞需为晶体中最小重复单元，该结构中原子排布未体现最小重复特征，无法确定其是否为晶胞，故B项错误。以a点为原点，晶胞分数坐标x、y、z轴范围为。c点位于（平面），y和z方向均为晶胞边长的，分数坐标为，故C项正确。假设晶胞中原子为2个（如体心位置），原子最多为3个（面心或棱上），原子为个，原子个数比不可能为，故D项错误。故选C。 15.（2025·黑龙江哈尔滨·二模）立方MR晶胞如图a所示，侧视图和俯视图均为图b。下列说法错误的是 A．立方MR晶胞中在空间上与距离为的有12个 B．若将立方晶胞中所有和替换为碳原子则变成金刚石的晶胞结构 C．堆积方式与NaCl晶胞中堆积方式相同，与不同 D．如果将作为晶胞的顶点则变为图c结构 【答案】C 【分析】图a中，处于大立方体的体内，处于大立方体的8个顶点和6个面心处，根据均摊法，一个立方MR晶胞含4个和个。 【解析】由图a知，即面对角线距离的一半，观察可知，离一个(黑球)等距()且最近的有12个(同层4个，上下层各4个)，A正确；金刚石晶胞中C原子位于大立方体的8个顶点、6个面心及体内(4个)，将立方晶胞中所有和替换为碳原子后可变成金刚石的晶胞结构，B正确；NaCl晶胞中、均采取面心立方最密堆积，而也采取面心立方最密堆积，三者堆积方式相同，C错误；在MR晶胞中位于体内，若作为晶胞的顶点，则结构变为图c(将图a中黑球和灰球互换)，D正确；故选C。 16.（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 【解析】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；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；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；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；故选D。 17.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）是一种新型钠离子电池的正极材料，其相对分子质量为，如图立方体是其晶胞的1/8(未画出)。下列说法正确的是 A．该晶体的化学式为 B．晶体中与每个距离最近且相等的有12个 C．晶体的密度为 D．可能在每个立方体的中心位置 【答案】C 【解析】根据晶体结构得到每个立方体中Fe3+有4，Fe2+有4，CN-有12，再结合电荷守恒，可知每个立方体的K+有0.5个，即晶胞中Fe3+有8，Fe2+有8，CN-有8，K+有0.5×8=4个，则化学式可以表示为，A错误；以位于顶点的为研究对象，与距离最近且等距离的CN-有6个，分别位于的上下左右前后，B错误；根据晶体结构得到每个立方体中Fe3+有4，Fe2+有4，CN-有12，K+有0.5个，晶体的密度表达式是=，C正确；若K+位于每一个立方体的中心位置，则晶胞中K+的数目为8，据A项分析可知，晶胞中K+的数目为4，D错误；故选C。 18.（2025·黑龙江大庆·模拟预测）硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池的负极材料，具有在充电的同时发生合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示，下列说法正确的是 A．x：y=3：1 B．与中阳离子占据的空隙种类相同 C．1mol六方ZnnS晶体中阳离子数目为2NA D．若的晶胞参数为a nm，则E、F间的距离为nm 【答案】B 【解析】1个晶胞中含有，则有4个，则m=1，根据硫守恒，则1个晶胞中，含有4x个，4y个，根据晶胞中，共有7个和，则4x+4y=7，根据化合价代数和为零知x+2y=2；可以解出x=1.5，y=0.25，A错误；和中阳离子占据的空隙种类均为四面体空隙，B正确；为六方晶胞，1个中含有，根据化合价代数和为零知有2个，三个六方晶胞堆积为一个晶体，故1 晶体中阳离子数目为6，C错误；由题干的晶胞图示可知，晶胞中，E位于内部小正方体的体心，8个构成正方体，边长为晶胞参数的一半，则E、F间的距离为，D错误；故选B。 19.（2025·黑龙江哈尔滨·二模）高铜酸钠是黑色难溶于水的固体，晶胞如下图，虚线连接的O原子与Cu原子距离最近且相等。下列说法错误的是 A．Na、O、Cu三种元素未成对电子数之比为 B．该化合物的化学式为 C．晶体中距离Cu原子最近的O原子有4个 D．若该晶胞的体积为V，则空间利用率为 【答案】D 【解析】Na、O、Cu的价层电子排布式依次为3s1、2s22p4、3d104s1，未成对电子数之比为，A正确；由晶胞结构可知，平行六面体的8个顶点处各有一个Cu，由于顶点处的原子被8个晶胞共有，根据均摊法，一个晶胞中含一个Cu；O、Na在平行六面体内部，则一个晶胞中含O原子2个、含Na一个，故该化合物的化学式为，B正确；结合B项分析可知，晶胞中Cu和O的个数比为1:2，图中距离一个O原子最近的Cu原子有两个，根据不同原子的个数比等于它们配位数的反比可知，距离Cu原子最近的O原子有4个，C正确；空间利用率是晶胞中所有原子的体积和与晶胞体积之比，所有原子的体积和为，晶胞的体积为V，则该晶胞的空间利用率为，D错误。故选D。 20.（2025·辽宁·模拟预测）闪锌矿中所含成分——硫化锌和硫化镉的立方晶胞结构相同，如图所示为硫化镉的立方晶胞。已知该晶胞参数为，以晶胞参数建立分数坐标系，1号原子的坐标为，2号原子的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．和的配位数之比为 B．晶体中，与最近的有4个 C．距离3号原子最远的的坐标为 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】根据图示，一个周围等距离且最近的有4个，所以的配位数为4；一个周围等距离且最近的有4个，所以的配位数为4；故和的配位数之比为，故A正确；图中白球表示S2-，它位于顶点和面心，与顶点的为研究对象，距离最近的位于与之相邻的3个面的面心，则与最近的 个，故B错误；根据图示，距离3号原子最远的在稍靠左、下、前方位置，即与1号相连的，该的坐标为，故C正确；S2-位于8个顶点和6个面心，Cd2+位于体内，根据均摊原则，晶胞中S2-数为，Cd2+数为4，该晶体的质量m为，体积V为，则密度为，故D正确；故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $