大单元三 专题五 晶体结构分析及计算【精讲精练】-2026届高三化学二轮复习●大概念专题突破（新高考通用）

大单元三 物质结构与性质 专题五　晶体结构分析及计算 【真题再现●明考向】 1.(2025·重庆卷)如图是X的晶胞结构，有关说法正确的是(　　) A.X中含有π键 B.X是混合晶体 C.X的分子式为C3N4 D.X中C原子有一对孤电子 【答案】C　 【解析】C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；晶胞中C原子的个数是6×＝3，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为C3N4，C正确；位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤电子对，D错误。 2.(2025·四川卷)CaCO3的四方晶胞(晶胞参数α＝β＝γ＝90°，省略CO中的氧，只标出C4+)和CaO的立方晶胞如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A.CaCO3晶胞中1位C4+的分数坐标为 B.CaCO3晶胞中2位和3位Ca2+的核间距为a pm C.CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是 4∶15 D.CaO晶体密度小于CaCO3晶体密度 【答案】D　 【解析】根据图示，CaCO3晶胞中1位C4+位于晶胞的棱角，其分数坐标为，A正确；2位Ca2+坐标为(a，a，1.7a)，3位Ca2+坐标为(0，0，3.4a)，核间距：d＝a pm，B正确；CaO晶胞中原子个数为8×＋×6＋12×＋1＝8，CaCO3晶胞中原子个数为4×＋8×＋4＋×4＝30(省略CO中的氧，只标出C4+，所以一起计算CO的原子)，CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是4∶15，C正确；晶体密度计算公式为ρ＝，CaO晶体密度为ρ＝≈ g·cm-3，CaCO3晶体密度为ρ＝≈ g·cm-3，CaO晶体密度大于CaCO3晶体密度，D错误。 3.(2025·陕西卷)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为d g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　) A.沿晶胞体对角线方向的投影图为 B.Ag和B均为sp3杂化 C.晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个 D.Ag和B的最短距离为××1010pm 【答案】A　 【解析】沿晶胞体对角线方向投影得到的投影图为，A错误；由题图可知，与Ag直接相连的原子有4个，晶胞中B位于顶点，个数为8×＝1，与B直接相连的原子有4个，故Ag与B均为sp3杂化，B正确；晶体中与Ag最近且距离相等的Ag分别位于该晶胞上、下、前、后、左、右相邻6个晶胞的体心，C正确；Ag和B的最短距离为晶胞体对角线长的，由题目信息知，该晶胞的密度为 d g·cm-3，设晶胞参数为a pm，由均摊法知，B位于晶胞的顶点，个数为8×＝1，C、N、Ag均位于晶胞体内，个数分别为4、4、1，则该晶胞的密度＝＝d g·cm-3，解得a＝×1010，故Ag和B的最短距离为××1010pm，D正确。 4.(2021·全国乙卷节选)在金属材料中添加 AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示(底边长均为a，侧棱长为c)，处于顶角位置的是__________原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为________________%(列出计算表达式)。 【答案】Al　×100 【解析】已知AlCr2具有体心四方结构，如题图所示，黑球个数为8×＋1＝2，白球个数为8×＋2＝4，结合化学式AlCr2可知，白球为Cr，黑球为Al，即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子的体积为×4＋×2＝，故金属原子空间占有率＝×100%。 【核心梳理●明方向】 1.常见晶体结构分析 晶体 晶胞 晶体分析 金刚石 ①每个C与相邻4个C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组成且不在同一平面内； ④每个C参与4个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；所以Si的配位数为4，O的配位数为2； ②每个正四面体占有1个Si，4个“1/2O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2； ③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si CO2 ①每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2； ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个 NaCl型 ①每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ ②每个Na＋(Cl－)周围等距且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③Na＋、Cl－的配位数均为6 CsCl型 ①每个晶胞中含1个Cs＋和1个Cl－ ②每个Cs＋(Cl－)周围等距且最近的Cs＋(Cl－)有6个 ③Cs＋、Cl－的配位数均为8 CaF2型 ①每个晶胞中含1个Ca2+和8个F－ ②Ca2+的配位数为8；F－的配位数为4 2.不同晶体熔、沸点比较的一般思路 (1)看物质所属晶体类型，一般情况下，晶体的熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)同类晶体熔、沸点比较的思路 3.原子分数坐标、投影(视图)的相关分析 (1)原子分数坐标 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(顶角)的原子的坐标为(0，0，0)；位于晶胞体心的原子的坐标为；位于xOz面心的原子坐标为等等(如图)。 (2)典型晶胞结构模型的投影 晶胞类型 三维图 二维图 xy平面上(沿z轴) 视图 沿体对角线的投影 简单立方堆积 体心立方堆积 面心立方堆积 金刚石晶胞 4.晶胞的相关计算 (1)计算晶体密度的方法 ρ＝(a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的数值，N表示晶胞含有的微粒数，M表示摩尔质量)。 (2)计算晶体中微粒间距离的方法 (3)晶胞中原子空间利用率＝×100%。 【考点突破●提能力】 1.(2025·贵州普通高中选择性考试模拟)镁锌合金具有特殊的性能，其晶胞结构如图，晶胞中的所有原子呈中心对称，其中原子1的分数坐标为，设NA为阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是(　　) A.该晶体类型为共价晶体 B.该晶体中Mg与Zn原子个数比为2∶1 C.原子2的分数坐标为 D.该晶体的密度为 g·cm-3 【答案】C　 【解析】该晶体为镁锌合金，属于金属晶体，不属于共价晶体，A错误；该晶胞中Mg原子位于晶胞内部，个数为4，Zn原子个数＝4×＋4×＋2×＋2×＋6＝8，该晶体中Mg与Zn原子个数比为1∶2，B错误；原子1的分数坐标为，因晶胞中的所有原子呈中心对称，原子2的分数坐标为＝，C正确；该晶胞中含Mg原子4个，Zn原子8个，晶胞底面为菱形，因此底面积＝(a×10-10)×(a×10-10)cm2，体积为(a×10-10)×(a×10-10)×(c×10-10)cm3，则该晶体的密度为 g·cm-3，D错误。 2.(2025·四川名优校联盟3月联考)硫化锂(Li2S)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，Li2S晶体为反萤石(萤石CaF2)结构，其晶胞结构如图。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为a，Li2S晶体密度为 ρ g·cm-3 。下列说法错误的是(　　) A.S2-的配位数是8 B.B点的原子分数坐标为 C.该晶胞参数a为×107 nm D.Li2S晶胞在y方向的投影图为 【答案】D　 【解析】由题图可知，S2-周围的Li＋在晶胞中有4个，上层晶胞还有4个，故S2-的配位数为8，A不符合题意；结合晶胞结构可知，B点位于右下方内侧小立方体的体心，结合坐标系可知，B点的原子分数坐标为，B不符合题意；设a为晶胞边长，ρ＝，得a＝＝×107 nm，C不符合题意；硫离子位于晶胞的面心、顶角，锂离子位于晶胞的内部，硫化锂晶胞沿y轴投影的俯视图为，D符合题意。 3.(2025·河北省石家庄市二模) 冰存在多种形态的晶体，其中Ih型冰的晶体结构、晶胞结构以及晶胞中氧原子沿z轴方向的投影如图所示，已知晶胞中部分氧原子的分数坐标为a(0，0，0)、c、d 。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A.晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环 B.平均每个晶胞中含有16个氢键 C.b处氧原子的分数坐标为 D.该冰晶体的密度为 g·cm-3 【答案】B　 【解析】根据晶体结构图，晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环，A不符合题意；根据均摊原则，晶胞中水分子个数为4×＋4×＋2×＋2×＋2＝4，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，平均每个水分子形成2个氢键，所以平均每个晶胞中含有8个氢键，B符合题意；根据氧原子沿z轴方向的投影，可知b、c连线垂直于xy平面，则b、c的x轴、y轴坐标相同，c、d的z轴坐标相差，可知b离晶胞上表面的距离为，则b处氧原子的分数坐标为，C不符合题意；晶胞中水分子个数为4，该冰晶体的密度为＝ g·cm-3，D不符合题意。 4.(2025·河南部分学校联考一模)硼化镁是新型超导材料，硼化镁的晶体结构如图所示，底面边长为a pm，高为b pm，其中硼原子的配位数是________，硼化镁晶体的密度ρ＝__________________g·cm-3(列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示，硼原子的相对原子质量取10.8)。 【答案】6　 【解析】由晶体结构图可知，B原子位于三棱柱的中心，与之距离最近的Mg有6个；由均摊法可知结构中Mg的个数为12×＋2×＝3，B的个数为6，故晶体密度ρ＝ g·cm-3。 【解题技巧】晶胞中微粒配位数的判断 (1)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 (2)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。 【限时训练】（限时：60分钟） 　晶体结构分析及计算 (满分：52分) 1.(2025·湖北卷)SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，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SO2分子取向相同 C.1号和2号S原子间的核间距为 pm 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　 【解析】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＝4个SO2分子，含有8个O原子，A错误；晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1号和2号，B错误；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；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。 2.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。如图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.碘晶体是混合型晶体 B.液态碘单质中也存在“卤键” C.127 g碘晶体中有NA个“卤键” D.碘晶体的密度为 g·cm-3 【答案】A　 【解析】碘晶体为分子晶体，A错误；“卤键”是分子间作用力，液态碘分子间距离较近，也存在“卤键”(可类比冰和水进行分析，冰和水中都存在氢键)，B正确；127 g碘晶体的物质的量为0.5 mol，根据题图可知，1个I2形成4个“卤键”，1个“卤键”被2个I2共有，故127 g碘晶体中含有“卤键”的数目为0.5 mol×4×NA mol-1＝NA，C正确；题图方框中重复单元的体积为abd×10-30cm3，且上、下层中各含2个I2，故碘晶体的密度为 g·cm-3，D正确。 3.(2025·黑吉辽蒙卷)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当0.44≤x≤0.95时，其立方晶胞结构如图。设NA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g·cm-3时，x＝0.5 D.空位数不同，吸收的可见光波长不同 【答案】B　 【解析】由题图可知，W位于O形成的八面体空隙中，故与W最近且等距的O有6个，A正确；NaxWO3中Na为＋1价，O为－2价，由化合物中各元素化合价代数和为零可知，x增大，W的平均价态降低，B错误；由均摊法可知，W位于晶胞顶点，个数为8×＝1，O位于晶胞棱心，个数为12×＝3，当x＝0.5时，晶胞中Na的个数为0.5，则晶体密度为g·cm-3＝g·cm-3，C正确；由题目信息知，NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，空位能够捕获自由电子或空穴而对可见光产生选择性吸收，光的颜色与波长有关，故空位数不同，吸收的可见光波长不同，D正确。 4.(2025·河北卷)SmCok(k>1)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。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a＝500 pm、c＝400 pm，M、N原子的分数坐标分别为、。设NA是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A.该物质化学式为SmCo5 B.体心原子的分数坐标为 C.晶体的密度为g·cm-3 D.原子Q到体心的距离为100 pm 【答案】D　 【解析】根据均摊法可知，白球位于晶胞体内，数目为1，灰球位于晶胞顶点、棱上与体内，数目为8×＋8×＋2＝5，结合晶胞化学式SmCok(k>l)可知，白球为Sm、灰球为Co，故该物质的化学式为SmCo5，A正确；体心原子的分数坐标为，B正确；该晶胞中含1个Sm和5个Co，结合晶胞参数可知，该六方晶胞体积为a2c＝×(500×10-10cm)2×400×10-10cm＝×10-22cm3，则该晶体密度为＝g·cm-3，C正确；结合晶胞示意图可知，原子Q与体心距离为侧面面对角线长度的，即 ＝50 pm，D错误。 5.(2024·黑龙江齐齐哈尔三模)在钢中加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒。钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，V2O5是接触法制备硫酸的催化剂。将V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，也可以得到偏钒酸钠，偏钒酸钠阴离子呈现如图甲所示的无限链状结构。晶胞参数为a pm的钒晶胞如图乙所示。已知：原子的空间利用率等于晶胞中原子体积与晶胞体积之比。下列说法错误的是(　　) A.基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2 B.偏钒酸钠的化学式为NaVO3 C.钒晶体中两个钒原子之间的最短距离为a pm D.钒晶体中原子的空间利用率为π 【答案】D　 【解析】钒原子序数为23，根据能量最低原理，基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2，A正确；偏钒酸钠阴离子中，每个含有1个V，2＋2×＝3个O，再根据V为＋5价，O为－2价、Na为＋1价，可知偏钒酸钠的化学式为NaVO3，B正确；由晶胞结构可知，钒晶体中两个钒原子之间的最短距离为晶胞体对角线长度的一半，即a pm，C正确；设钒原子半径为r pm，则a＝4r，解得r＝a，钒晶胞中V原子数目为8×＋1＝2，原子的空间利用率为＝π，D错误。 6.(2025·四川省部分高中一模联考)CIGS太阳能电池是利用铜铟镓硒(CIGS)的半导体层吸收太阳光并将其转化为电能的薄膜光伏器件，因其良好的电子和光学特性而被认为在太阳能电池中具有广阔的前景。一种铜铟镓硒(化学式可表示为CuInxGaySez，其摩尔质量为Mr g·mol-1 )的晶胞结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A.该晶体中，距离Cu最近且等距的Se的个数为4 B.若该晶体中In与Ga的个数比为3∶2，则 y＝0.4 C.该晶体密度为 g·cm-3 D.T原子分数坐标为(0，0，0)，则R原子分数坐标为 【答案】D　 【解析】以体心的Cu原子为研究对象，其距离最近的Se有4个，A不符合题意；该晶胞中Cu有8个位于顶点，4个位于面上，1个位于体心，个数为8×＋4×＋1＝4；Se原子有8个位于体内，In或Ga原子有6个位于面上，4个位于棱心，个数为4×＋6×＝4，由CIGS的化学式为CuInxGaySez可知x＋y＝1，若In与Ga的个数比为3∶2，则y＝0.4，B不符合题意；由B项均摊计算可知，晶胞质量为 g，晶胞体积为a2b×10-30 cm3；该晶体的密度为 g·cm-3，C不符合题意；T原子分数坐标为(0，0，0)，则R原子在x轴的坐标分数为，在y轴的坐标分数为，在z轴的坐标分数为，则R的坐标分数为，D符合题意。 7.(2025·云南昆明市一模)ZnS存在立方ZnS与六方ZnS两种晶胞(如图所示)，Zn2+均位于S2-形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.Zn2+与S2-之间的最近距离为a nm B.S2-位于Zn2+形成的立方体空隙中 C.立方ZnS与六方ZnS的密度比为 D.立方ZnS晶胞中距离S2-最近的S2-为12个 【答案】D　 【解析】在立方ZnS晶胞中，Zn2+与S2-之间最近距离为体对角线的，晶胞棱长为 a nm，则体对角线长度为a nm，则Zn2+与S2-之间的最近距离为a nm，A错误；Zn2+均位于S2-形成的正四面体空隙中，因为晶体的化学式为ZnS，所以S2-均位于Zn2+形成的正四面体空隙中，B错误；立方ZnS晶胞中含有8×＋6×＝4个S2-，含有4个Zn2+，立方ZnS晶胞的密度为 g·cm-3，而六方ZnS晶胞中，上下底面均为菱形，底面面积为b2，其体积为b2c×10-21 cm3，且六方ZnS晶胞中含有8×＋1＝2个S2-，含有 4×＋1＝2个Zn2+，则立方ZnS晶胞的密度为 g·cm-3，立方ZnS晶胞与六方ZnS晶胞中密度的比值为：＝，C错误；立方ZnS晶胞中距离S2-最近的S2-位于面心，根据结构图可知，距离一个顶点最近的面心有12个，所以立方ZnS晶胞中距离S2-最近的S2-有12个，D正确。 8.(2025·黑吉辽蒙3月联考)Ti3Au合金晶体有α­Ti3Au (甲)、β­Ti3Au (乙)两种结构。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A.α­Ti3Au与β­Ti3Au晶体的密度之比为 b3∶a3 B.α­Ti3Au 中，Au周围最近且等距的Ti的个数为12 C.图乙中，若M的坐标为，则N的坐标为 D.图乙中，Ti­Au间最近距离为b 【答案】A　 【解析】图甲中，由均摊法，Au原子个数为8×＝1，Ti原子个数为6×＝3，晶胞边长为a nm，根据晶体密度的计算公式ρ＝＝＝ g·cm-3；图乙中，由均摊法，Au原子个数为8×＋1＝2，Ti原子个数为12×＝6，晶胞边长为b nm，根据晶体密度的计算公式ρ＝＝＝ g·cm-3，α­Ti3Au 与 β­Ti3Au晶体的密度之比为b3∶2a3，A符合题意；α­Ti3Au中，以顶点的Au为例，周围最近且等距的Ti的个数为×3×8＝12，B不符合题意；图乙中，若M的坐标为，N位于右侧面上，则N的坐标为，C不符合题意；图乙中，，由M坐标可计算，Ti­Au间最近距离为＝b，D不符合题意。 9.(4分)(2025·江西萍乡一模)ZnS是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如图所示。 (1)图示的LixZnyS晶胞中x∶y＝________。 (2)ZnS晶体的摩尔体积Vm为____________m3·mol-1。 【答案】(1)6∶1　(2) 【解析】(1)根据均摊法，图示的LixZnyS晶胞中Li＋和Zn2+共有7个，S2-有4个，根据化合价代数和为0，Li＋有6个，Zn2+有1个，x∶y＝6∶1；(2)ZnS晶胞中有4个Zn2+和4个S2-，则 1 mol晶胞共有4 mol ZnS，体积为a3×10-36NA m3，故每1 mol ZnS晶体的体积即ZnS晶体的摩尔体积Vm为 m3·mol-1。 10.(8分)CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。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。若原子M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为______________。该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是____________(填序号)。若晶体密度为ρ g·cm-3，晶胞中原子6和11之间的距离为____________，阿伏加德罗常数的值NA＝__________(用含a、ρ的代数式表示)。 【答案】　7、8、11　a pm　×1030 【解析】由晶胞结构，若M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为。根据图2，可知代表Te原子的位置是7、8、11。如图所示，，A为6球位置，AB的长度为6和11球的距离，C为B(11球)在底面的投影，落在面对角线的 的位置，BC的长度为边长的，为a pm，CD的长度为面对角线长的，为a pm，AD的长度为面对角线的，为a pm，AC的长度为 pm＝ pm，AB的长度为 pm＝ pm＝a pm；由晶胞结构可知：Cd有8个位于顶点，6个位于面心，个数为：8×＋6×＝4，Te有4个在体内，则晶胞的质量＝＝ g，晶胞密度为ρ g·cm-3，则晶胞的密度为ρ＝，则NA＝×1030。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元三 物质结构与性质 专题五　晶体结构分析及计算 【真题再现●明考向】 1.(2025·重庆卷)如图是X的晶胞结构，有关说法正确的是(　　) A.X中含有π键 B.X是混合晶体 C.X的分子式为C3N4 D.X中C原子有一对孤电子 2.(2025·四川卷)CaCO3的四方晶胞(晶胞参数α＝β＝γ＝90°，省略CO中的氧，只标出C4+)和CaO的立方晶胞如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A.CaCO3晶胞中1位C4+的分数坐标为 B.CaCO3晶胞中2位和3位Ca2+的核间距为a pm C.CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是 4∶15 D.CaO晶体密度小于CaCO3晶体密度 3.(2025·陕西卷)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为d g·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　) A.沿晶胞体对角线方向的投影图为 B.Ag和B均为sp3杂化 C.晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个 D.Ag和B的最短距离为××1010pm 4.(2021·全国乙卷节选)在金属材料中添加 AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示(底边长均为a，侧棱长为c)，处于顶角位置的是__________原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为________________%(列出计算表达式)。 【核心梳理●明方向】 1.常见晶体结构分析 晶体 晶胞 晶体分析 金刚石 ①每个C与相邻4个C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组成且不在同一平面内； ④每个C参与4个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；所以Si的配位数为4，O的配位数为2； ②每个正四面体占有1个Si，4个“1/2O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2； ③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si CO2 ①每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2； ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个 NaCl型 ①每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－ ②每个Na＋(Cl－)周围等距且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③Na＋、Cl－的配位数均为6 CsCl型 ①每个晶胞中含1个Cs＋和1个Cl－ ②每个Cs＋(Cl－)周围等距且最近的Cs＋(Cl－)有6个 ③Cs＋、Cl－的配位数均为8 CaF2型 ①每个晶胞中含1个Ca2+和8个F－ ②Ca2+的配位数为8；F－的配位数为4 2.不同晶体熔、沸点比较的一般思路 (1)看物质所属晶体类型，一般情况下，晶体的熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)同类晶体熔、沸点比较的思路 3.原子分数坐标、投影(视图)的相关分析 (1)原子分数坐标 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(顶角)的原子的坐标为(0，0，0)；位于晶胞体心的原子的坐标为；位于xOz面心的原子坐标为等等(如图)。 (2)典型晶胞结构模型的投影 晶胞类型 三维图 二维图 xy平面上(沿z轴) 视图 沿体对角线的投影 简单立方堆积 体心立方堆积 面心立方堆积 金刚石晶胞 4.晶胞的相关计算 (1)计算晶体密度的方法 ρ＝(a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的数值，N表示晶胞含有的微粒数，M表示摩尔质量)。 (2)计算晶体中微粒间距离的方法 (3)晶胞中原子空间利用率＝×100%。 【考点突破●提能力】 1.(2025·贵州普通高中选择性考试模拟)镁锌合金具有特殊的性能，其晶胞结构如图，晶胞中的所有原子呈中心对称，其中原子1的分数坐标为，设NA为阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是(　　) A.该晶体类型为共价晶体 B.该晶体中Mg与Zn原子个数比为2∶1 C.原子2的分数坐标为 D.该晶体的密度为 g·cm-3 2.(2025·四川名优校联盟3月联考)硫化锂(Li2S)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，Li2S晶体为反萤石(萤石CaF2)结构，其晶胞结构如图。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为a，Li2S晶体密度为 ρ g·cm-3 。下列说法错误的是(　　) A.S2-的配位数是8 B.B点的原子分数坐标为 C.该晶胞参数a为×107 nm D.Li2S晶胞在y方向的投影图为 3.(2025·河北省石家庄市二模) 冰存在多种形态的晶体，其中Ih型冰的晶体结构、晶胞结构以及晶胞中氧原子沿z轴方向的投影如图所示，已知晶胞中部分氧原子的分数坐标为a(0，0，0)、c、d 。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A.晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环 B.平均每个晶胞中含有16个氢键 C.b处氧原子的分数坐标为 D.该冰晶体的密度为 g·cm-3 4.(2025·河南部分学校联考一模)硼化镁是新型超导材料，硼化镁的晶体结构如图所示，底面边长为a pm，高为b pm，其中硼原子的配位数是________，硼化镁晶体的密度ρ＝__________________g·cm-3(列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示，硼原子的相对原子质量取10.8)。 【解题技巧】晶胞中微粒配位数的判断 (1)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 (2)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。 【限时训练】（限时：60分钟） 　晶体结构分析及计算 (满分：52分) 1.(2025·湖北卷)SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，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SO2分子取向相同 C.1号和2号S原子间的核间距为 pm D.每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 2.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。如图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.碘晶体是混合型晶体 B.液态碘单质中也存在“卤键” C.127 g碘晶体中有NA个“卤键” D.碘晶体的密度为 g·cm-3 3.(2025·黑吉辽蒙卷)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当0.44≤x≤0.95时，其立方晶胞结构如图。设NA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g·cm-3时，x＝0.5 D.空位数不同，吸收的可见光波长不同 4.(2025·河北卷)SmCok(k>1)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。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a＝500 pm、c＝400 pm，M、N原子的分数坐标分别为、。设NA是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A.该物质化学式为SmCo5 B.体心原子的分数坐标为 C.晶体的密度为g·cm-3 D.原子Q到体心的距离为100 pm 5.(2024·黑龙江齐齐哈尔三模)在钢中加入百分之几的钒，就能使钢的弹性、强度大增，抗磨损和抗爆裂性极好，既耐高温又抗奇寒。钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一，V2O5是接触法制备硫酸的催化剂。将V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，也可以得到偏钒酸钠，偏钒酸钠阴离子呈现如图甲所示的无限链状结构。晶胞参数为a pm的钒晶胞如图乙所示。已知：原子的空间利用率等于晶胞中原子体积与晶胞体积之比。下列说法错误的是(　　) A.基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2 B.偏钒酸钠的化学式为NaVO3 C.钒晶体中两个钒原子之间的最短距离为a pm D.钒晶体中原子的空间利用率为π 6.(2025·四川省部分高中一模联考)CIGS太阳能电池是利用铜铟镓硒(CIGS)的半导体层吸收太阳光并将其转化为电能的薄膜光伏器件，因其良好的电子和光学特性而被认为在太阳能电池中具有广阔的前景。一种铜铟镓硒(化学式可表示为CuInxGaySez，其摩尔质量为Mr g·mol-1 )的晶胞结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A.该晶体中，距离Cu最近且等距的Se的个数为4 B.若该晶体中In与Ga的个数比为3∶2，则 y＝0.4 C.该晶体密度为 g·cm-3 D.T原子分数坐标为(0，0，0)，则R原子分数坐标为 7.(2025·云南昆明市一模)ZnS存在立方ZnS与六方ZnS两种晶胞(如图所示)，Zn2+均位于S2-形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.Zn2+与S2-之间的最近距离为a nm B.S2-位于Zn2+形成的立方体空隙中 C.立方ZnS与六方ZnS的密度比为 D.立方ZnS晶胞中距离S2-最近的S2-为12个 8.(2025·黑吉辽蒙3月联考)Ti3Au合金晶体有α­Ti3Au (甲)、β­Ti3Au (乙)两种结构。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　) A.α­Ti3Au与β­Ti3Au晶体的密度之比为 b3∶a3 B.α­Ti3Au 中，Au周围最近且等距的Ti的个数为12 C.图乙中，若M的坐标为，则N的坐标为 D.图乙中，Ti­Au间最近距离为b 9.(4分)(2025·江西萍乡一模)ZnS是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如图所示。 (1)图示的LixZnyS晶胞中x∶y＝________。 (2)ZnS晶体的摩尔体积Vm为____________m3·mol-1。 10.(8分)CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。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。若原子M的坐标为(0，0，0)，则原子N的坐标为______________。该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是____________(填序号)。若晶体密度为ρ g·cm-3，晶胞中原子6和11之间的距离为____________，阿伏加德罗常数的值NA＝__________(用含a、ρ的代数式表示)。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $