重难点10 晶胞结构分析与计算（重难专练）（上海专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

重难10 晶胞结构分析与计算 ( 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击： 快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点： 总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数 ： 聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖： 挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” ) 1.均摊法类比三种类型 晶胞 正或长方体 正六棱柱 正三棱柱 示意图 顶点上微粒 侧棱上微粒 上下棱微粒 面点上微粒 内部的微粒 2.常见晶胞的配位数如下： 简单立方：配位数为　 　 面心立方：配位数为　 　 体心立方：配位数为　 　 3.原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的坐标确定坐标系取向 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位 ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标 ④示例 ( A B C D E F G H x y z ) 晶胞中原子坐标 A(0，0，0)， B(0，1，0)， C(1，1，0)， D(1，0，0)， E(0，0，1)， F(0，1，1)， G(1，1，1)， H(1，0，1)， 体心：(，，)， 上面心：(，，1)， 下面心：(，，0)， 左面心：(，0，)，右面心：(，1，)， 前面心：(1，，)， 后面心：(0，，) 4.典型晶胞结构模型的原子分数坐标 (1)简单立方体模型粒子坐标 粒子坐标 若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3的原子分数坐标为(1，1，0)，7为(1，1，1) (2)体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图 粒子坐标 若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6的原子分数坐标为(0，1，1)，7为(1，1，1)，9为(，，) (3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图 粒子坐标 若1(0，0，0)，13(，，0)，12(1，，)，则15的原子分数坐标为(，1，)，11为(，，1) (4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图 粒子坐标 若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的坐标分别为(，，)、(，，)、(，，)、(，，) 5.晶胞参数(边长)与半径的关系 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系 简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r 体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r 面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高 金刚石晶胞 ( 金刚石晶胞 ) G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球) 6.晶体密度及微粒间距离的计算 晶体密度的计算公式推导过程 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol 晶胞的质量为：m＝n·M＝g，则密度为：ρ＝ 右图为CsCl晶体的晶胞 假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3 7.晶胞投影 类型 沿x、y平面上的投影图 简单立方模型投影图 体心立方模型投影图 面心立方模型投影图 8.沿体对角线投影（以体心立方和面心立方为例） （1）体心立方堆积 （2）面心立方最密堆积 9.共价晶体、分子晶体、离子晶体、混合型晶体的结构特点 晶体 类型 晶体结构 晶体详解 共价 晶体 金刚石 ①每个C与相邻的 个C以共价键结合，形成　 　结构； ②键角均为109°28'； ③最小碳环由　 　个C组成且　 　个C不在同一平面内； ④每个C参与　 　个C—C键的形成，碳原子数与C—C键数之比为 　 　 SiO2 ①每个Si与　 　个O以共价键结合，形成　 　结构； ②每个正四面体占有　 　个Si，　 　个“O”，n（Si）∶n（O）＝　 　； ③最小环上有　 　个原子，即　 　个O、　 　个Si 分子 晶体 干冰 ①每　 　个CO2构成立方体且在6个面的面心又各有　 　个CO2； ②每个CO2周围等距离且紧邻的CO2有　 　个 离子 晶体 NaCl（型） 每个Na＋（Cl－）周围等距离且紧邻的Cl－（Na＋）有　 　个。每个Na＋周围等距离且紧邻的Na＋有　 　个 CsCl （型） 每个Cs＋周围等距离且紧邻的Cl－有　 　个，每个Cs＋（Cl－）周围等距离且紧邻的Cs＋（Cl－）有　 　个 混合型 晶体 石墨晶体中的二维平面结构 石墨的层状结构 石墨结构中未参 与杂化的p轨道 ①同层内，碳原子采取　 　杂化，以共价键（σ键）结合，形成平面六元并环结构。 ②层与层之间靠　 　维系。 ③石墨晶体的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。所有碳原子未参与杂化的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，但不能从一个平面跳跃到另一个平面 10.金属晶胞中原子空间利用率的计算 （1）立方体晶胞中各线段之间的关系 （2）空间利用率＝×100％，粒子体积为晶胞中所含金属原子的总体积。 堆积方式 图示 计算过程 简单立 方堆积 原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V粒子＝πr3，V晶胞＝（2r）3＝8r3，空间利用率＝×100％＝×100％≈52％ 面心立方最密堆积 原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2 r，V晶胞＝a3＝（2 r）3＝16 r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100％＝×100％≈74％ 体心立 方堆积 原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由（4r）2＝a2＋b2得a＝r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100％＝×100％＝×100％≈68％ （建议用时：10分钟） 1．（24-25高三上·上海·月考）关于干冰晶体说法错误的是 A．1个晶胞含4个分子 B．晶体内存在一种分子间作用力 C．晶体结构松散，不具有分子密堆积特征 D．与1个分子距离最近的分子总数为12个 2．（23-24高三上·上海·期中）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点及面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。有关冰晶胞的说法合理的是 A．水汽化和水分解两个变化过程中都破坏了共价键 B．晶体冰与金刚石晶体硬度相差不大 C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键 D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似 3．（24-25高三上·上海·期中）玻璃的主要成分的晶胞如图所示，其中与原子距离最近且相等的、原子数目为 A．， B．， C．， D．， 4．（24-25高三上·上海·阶段练习）金属钛与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。掺杂后(将替换为)的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．晶体中的化学环境均不止一种 B．掺杂后，晶体中 C．氮化钛晶胞中，原子位于原子构成的八面体空隙中 D．该晶体与氮化钛可能都是分子晶体 5．（23-24高三下·上海·期中）属于离子晶体，晶体结构如图所示，图中●表示的微粒是 A．Cu B． C． D． 6．（23-24高三上·上海杨浦·阶段练习）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。    根据图1和图2的信息，下列说法错误的是 A．黑磷区中 P-P 的键能不完全相同 B．黑磷与石墨都属于混合型晶体 C．石墨区中C原子的杂化方式为 sp2 D．石墨与黑磷的结合区中，P原子与C原子不共平面 7．（25-26高三上·上海·月考）镧镍合金可用于储氢：  。已知储氢后所得晶体的最小重复结构单元如图所示(、、●代表晶体中的三种微粒)。 (1)图中●代表的微粒是_______。 A．La B．Ni C．H D． (2)欲使释放出气态氢，根据平衡移动原理，应采取的条件是_______。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 8．（25-26高三上·上海·月考）铂镍合金在低温下形成的超导结构有序相具有良好催化性能，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。 (1)该晶体中，每个Pt原子周围紧邻 个Ni原子。 (2)Ni原子与最近的Ni原子之间的距离是 pm。 (3)该晶体的晶体密度为 (1 pm cm)。 （建议用时：10分钟） 9．（25-26高三上·上海·期中）一种铁氮化合物具有高磁导率，其结构如图所示。 该铁氮化合物的化学式为 。 10．（25-26高三上·上海·阶段练习）化合物的四方晶格结构如图所示，已知的晶胞棱边夹角均为，晶胞边长分别为apm、apm、cpm，晶体密度为，则一个晶胞中有 个O，设为阿伏加德罗常数的值，则的摩尔质量为 （用代数式表示）。 11．（25-26高三上·上海·阶段练习）(其中为价)的晶胞如图所示，其形状为立方体，边长为()。 (1)以下关于说法错误的是___________。 A．中正负离子的排列与中的基本相同 B．中正离子处于负离子所形成的八面体的中心 C．晶体中只存在离子键 D．晶胞中与紧邻的有12个 (2)计算晶胞中相邻间的最近距离为 (精确至整数)。 12．（25-26高三上·上海·月考）金和银形成的一种合金是良好的储氢材料，该合金的立方晶胞结构如图所示，其中Au位于顶点，Ag位于面心，晶胞边长为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)该合金中，离Au原子最近的Ag原子有______个。 A．6 B．8 C．10 D．12 (2)该合金的密度为 g·cm-3。 (3)该合金具有吸附氢气的能力。饱和吸附时，氢原子填充于晶胞中所有由Au和Ag原子形成的四面体空隙中，则形成物质的化学式为 。 13．（2025·上海·三模）化学式为的笼形包合物四方晶胞结构如下图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数，。 回答下列问题： （1）已知晶胞中N原子均参与形成配位键，则与的配位数之比为___________。 A． B． C． D． （2）中 。 14．（2025·上海·三模）如图所示，某多酸根离子的结构如下：处于由6个氧原子围成的正八面体的中心，六个正八面体共棱形成簇状结构，该簇状结构的中心有1个，且与6个共棱的氧原子相连。则 ， 。 15．（24-25高三下·上海虹口·期中）根据晶胞图示，回答下列问题： (1)晶体中距离最近且距离相等的有___________个。 A．4 B．6 C．8 D．12 (2)若晶胞边长为，则晶体的密度为 (列出计算式，，为阿伏加德罗常数的值。) 16．（2025·上海·二模）白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆图表示白磷分子)。 已知晶胞的边长为边长为a nm的正方体，阿伏加德罗常数的数值为NA mol−1，则该晶胞中含有的P原子的个数为 ，则该该晶体的密度为 g·cm−3(用含NA、a的代数式表示)。 （建议用时：20分钟） 17．（2025·上海·一模）晶体铜的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示，铜原子的配位数为 ，铜的原子半径为r pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，晶体铜的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。 18．（2025·上海·二模）第三代半导体GaN常用于制造高频芯片、太阳能电池等，其晶胞为立方体结构，如下图所示： （1）晶体结构中离Ga最近的N的数目是 。 （2）Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞边长= nm。(保留3位小数) 19．（2024·上海普陀·一模）某金属M与可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示。 （1）M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为___________。 A．8 B．10 C．12 D．14 （2）该材料的化学式为___________。 A． B． C． D． （3）若该晶胞边长为rnm，M的相对原子量为a，计算该晶胞的密度 。(用r、a和的列式表示) 20．（2025·上海黄浦·二模）镍锰钴酸锂属于六方晶系，其结构如图所示： (1)将氧化物混合煅烧是制备正极材料的方法之一，已知的晶体结构类型均与氯化钠相同，和的半径分别为和。则熔点 。 A．>        B．< 原因是 。 (2)以R表示上述晶胞中的过渡金属离子，该晶体的化学式为 。若过渡金属离子的平均摩尔质量为，该晶体的密度是，底面积为，求阿伏加德罗常数 。（列出算式） 21．（2025·上海青浦·二模）第三代半导体GaN常用于制造高频芯片、太阳能电池等，其晶胞为立方体结构，如下图所示： （1）晶体结构中离Ga最近的N的数目是 。 （2）Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞边长= nm。(保留3位小数) （3）Ga的化学性质与Al相似，加热条件下GaN溶于NaOH，当晶体有缺陷时溶解速度加快，常用此方法来做晶体缺陷检验。请写出GaN与足量NaOH在加热条件下的化学反应方程式 。 22．（24-25高三上·上海长宁·期中）NaF等氟化物可以做光导纤维材料，一定条件下，某NaF的晶胞结构示意图如下图所示，晶胞的边长为 a pm (1 pm=10-10 cm)。 （1）与F-距离最近且相等的Na+有 个。 （2）已知NaF的摩尔质量是M g/mol，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g/cm3。 23．（2025·上海崇明·二模）Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。 (1)该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。 (2)晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 (阿伏加德罗常数用NA表示)。 24．（24-25高三下·上海·阶段练习）一种铜合金由Cu、In、Te组成，可做热电材料。其晶胞及晶胞中各原子的投影位置如图所示，晶胞棱边夹角均为90° 。 (1)该晶体的化学式为 。 (2)其晶胞结构由Ⅰ、Ⅱ两部分组成，如图所示。Ⅰ不是晶胞，从结构角度说明。 。 (3)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，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)。则C点原子的分数坐标为 ；晶胞 中C、D原子间距离d= pm。 25．（24-25高三上·上海·期末）可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞。 (1)在该晶胞中，Fe2+填充在由 个F-构成的 面体空隙中。 (2)已知晶胞边长为apm(1cm=1010pm)，阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度为 g·cm-3。 26．（2024·上海·三模）某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出的位置)。立方体晶胞的边长为。该铁氮化合物的密度为。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为 ；晶胞中N所处的合理位置： 。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难10 晶胞结构分析与计算 ( 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击： 快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点： 总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数 ： 聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖： 挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” ) 1.均摊法类比三种类型 晶胞 正或长方体 正六棱柱 正三棱柱 示意图 顶点上微粒 侧棱上微粒 上下棱微粒 面点上微粒 内部的微粒 1 1 1 2.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.原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的坐标确定坐标系取向 ②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位 ③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标 ④示例 ( A B C D E F G H x y z ) 晶胞中原子坐标 A(0，0，0)， B(0，1，0)， C(1，1，0)， D(1，0，0)， E(0，0，1)， F(0，1，1)， G(1，1，1)， H(1，0，1)， 体心：(，，)， 上面心：(，，1)， 下面心：(，，0)， 左面心：(，0，)，右面心：(，1，)， 前面心：(1，，)， 后面心：(0，，) 4.典型晶胞结构模型的原子分数坐标 (1)简单立方体模型粒子坐标 粒子坐标 若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3的原子分数坐标为(1，1，0)，7为(1，1，1) (2)体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图 粒子坐标 若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6的原子分数坐标为(0，1，1)，7为(1，1，1)，9为(，，) (3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图 粒子坐标 若1(0，0，0)，13(，，0)，12(1，，)，则15的原子分数坐标为(，1，)，11为(，，1) (4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图 粒子坐标 若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的坐标分别为(，，)、(，，)、(，，)、(，，) 5.晶胞参数(边长)与半径的关系 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系 简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r 体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r 面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高 金刚石晶胞 ( 金刚石晶胞 ) G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球) 6.晶体密度及微粒间距离的计算 晶体密度的计算公式推导过程 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol 晶胞的质量为：m＝n·M＝g，则密度为：ρ＝ 右图为CsCl晶体的晶胞 假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用M g·mol－1表示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm－3 7.晶胞投影 类型 沿x、y平面上的投影图 简单立方模型投影图 体心立方模型投影图 面心立方模型投影图 8.沿体对角线投影（以体心立方和面心立方为例） （1）体心立方堆积 （2）面心立方最密堆积 9.共价晶体、分子晶体、离子晶体、混合型晶体的结构特点 晶体 类型 晶体结构 晶体详解 共价 晶体 金刚石 ①每个C与相邻的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　6　个C不在同一平面内； ④每个C参与　4　个C—C键的形成，碳原子数与C—C键数之比为　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，　2　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 ①每　8　个CO2构成立方体且在6个面的面心又各有　1　个CO2； ②每个CO2周围等距离且紧邻的CO2有　12　个 离子 晶体 NaCl（型） 每个Na＋（Cl－）周围等距离且紧邻的Cl－（Na＋）有　6　个。每个Na＋周围等距离且紧邻的Na＋有　12　个 CsCl （型） 每个Cs＋周围等距离且紧邻的Cl－有　8　个，每个Cs＋（Cl－）周围等距离且紧邻的Cs＋（Cl－）有　6　个 混合型 晶体 石墨晶体中的二维平面结构 石墨的层状结构 石墨结构中未参 与杂化的p轨道 ①同层内，碳原子采取　sp2　杂化，以共价键（σ键）结合，形成平面六元并环结构。 ②层与层之间靠　范德华力　维系。 ③石墨晶体的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。所有碳原子未参与杂化的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，但不能从一个平面跳跃到另一个平面 10.金属晶胞中原子空间利用率的计算 （1）立方体晶胞中各线段之间的关系 （2）空间利用率＝×100％，粒子体积为晶胞中所含金属原子的总体积。 堆积方式 图示 计算过程 简单立 方堆积 原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V粒子＝πr3，V晶胞＝（2r）3＝8r3，空间利用率＝×100％＝×100％≈52％ 面心立方最密堆积 原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2 r，V晶胞＝a3＝（2 r）3＝16 r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100％＝×100％≈74％ 体心立 方堆积 原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由（4r）2＝a2＋b2得a＝r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100％＝×100％＝×100％≈68％ （建议用时：10分钟） 1．（24-25高三上·上海·月考）关于干冰晶体说法错误的是 A．1个晶胞含4个分子 B．晶体内存在一种分子间作用力 C．晶体结构松散，不具有分子密堆积特征 D．与1个分子距离最近的分子总数为12个 【答案】C 【解析】A．CO2分子位于顶点和面心、每个晶胞中CO2分子个数为个，A正确； B．二氧化碳晶体中，分子间作用力只有范德华力，B正确； C．从晶胞示意图看，二氧化碳分子位于晶胞的顶点和面心，则干冰晶体是一种面心立方结构，属于紧密堆积，C错误； D．每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个，D正确； 故选C。 2．（23-24高三上·上海·期中）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点及面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。有关冰晶胞的说法合理的是 A．水汽化和水分解两个变化过程中都破坏了共价键 B．晶体冰与金刚石晶体硬度相差不大 C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是一种σ键 D．氢键的存在导致冰晶胞与金刚石晶胞微粒的排列方式类似 【答案】D 【解析】A．水汽化克服分子间作用力，水分解克服氢氧共价键，A不合理； B．晶体冰是分子晶体，硬度受分子间作用力决定，硬度较小，金刚石晶体是共价晶体，硬度受共价键决定，很大，B不合理； C．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，氢键不是化学键，不是一种σ键，C不合理； D．冰分子间的氢键具有方向性和饱和性，一个冰分子可形成四个氢键，构成正四面体，与金刚石晶胞微粒的排列方式类似，D合理； 故选D。 3．（24-25高三上·上海·期中）玻璃的主要成分的晶胞如图所示，其中与原子距离最近且相等的、原子数目为 A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【解析】 SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。则与原子距离最近且相等的原子有4个，体对角线上四分之一处的硅原子与顶点硅原子距离最近，则1个晶胞里每个顶点硅原子与其最近的硅原子数平均为，1个顶点硅原子被8个晶胞共用，则晶胞中位于顶点的硅原子距离最近且相等的原子数目平均为； 选B。 4．（24-25高三上·上海·阶段练习）金属钛与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。掺杂后(将替换为)的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 A．晶体中的化学环境均不止一种 B．掺杂后，晶体中 C．氮化钛晶胞中，原子位于原子构成的八面体空隙中 D．该晶体与氮化钛可能都是分子晶体 【答案】C 【解析】A．在氮化钛晶体的掺杂过程中，晶胞中心Ti原子被铝替代，‌晶体中Ti的化学环境只有一种，故A项错误； B．一个晶胞中Ti原子的个数为，Al原子的个数为1，N原子的个数为，则晶体中，故B项错误； C．由晶胞结构可知，钛原子位于氮原子构成的八面体空隙中，故C项正确； D．氮化钛被用作高温结构材料，是共价晶体，故D项错误； 故本题选C。 5．（23-24高三下·上海·期中）属于离子晶体，晶体结构如图所示，图中●表示的微粒是 A．Cu B． C． D． 【答案】B 【解析】根据“均摊法”，晶胞中含个白球、4个黑球，结合化学式可知，图中●表示的微粒是，故选B。 6．（23-24高三上·上海杨浦·阶段练习）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(如图1)。为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。    根据图1和图2的信息，下列说法错误的是 A．黑磷区中 P-P 的键能不完全相同 B．黑磷与石墨都属于混合型晶体 C．石墨区中C原子的杂化方式为 sp2 D．石墨与黑磷的结合区中，P原子与C原子不共平面 【答案】D 【解析】A．根据黑磷烯中P—P键的键长不相同，则黑磷区中P—P键的键能不完全相同，故A正确； B．黑磷与石墨类似，也具有层状结构，可知两者晶体类型也相似，均为混合型晶体，故B正确； C．石墨区，每个碳原子与周围3个C原子成键，碳原子为sp2杂化，故C正确； D．石墨碳原子为sp2杂化，与六元环中碳原子相连的原子与六元环共面，则石墨与黑磷的交界结合区域中，磷原子与碳原子共平面，故D错误； 故选：D。 7．（25-26高三上·上海·月考）镧镍合金可用于储氢：  。已知储氢后所得晶体的最小重复结构单元如图所示(、、●代表晶体中的三种微粒)。 (1)图中●代表的微粒是_______。 A．La B．Ni C．H D． (2)欲使释放出气态氢，根据平衡移动原理，应采取的条件是_______。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 【答案】(1)D (2)B 【解析】（1）由晶胞结构可知，该晶胞中⊕个数为：、○个数为：、●个数为：，储氢之后所得晶体的化学式为LaNi5H6，则表明该晶胞中含有1个La原子、5个Ni原子、3个氢气分子，所以图●中代表的微粒是H2，故选D； （2）欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，则平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，可升高温度；又因为该反应的正反应为气体体积减小的反应，则减小压强平衡逆向移动，可使LaNi5H6(s)释放出气态氢，故选B。 8．（25-26高三上·上海·月考）铂镍合金在低温下形成的超导结构有序相具有良好催化性能，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。 (1)该晶体中，每个Pt原子周围紧邻 个Ni原子。 (2)Ni原子与最近的Ni原子之间的距离是 pm。 (3)该晶体的晶体密度为 (1 pm cm)。 【答案】(1)12 (2) (3) 【解析】（1）以顶点的Pt原子为例，与Pt原子紧邻的Ni原子位于面心，每个顶点的Pt原子被8个晶胞共用，每个面心的Ni原子被2个晶胞共用。通过观察晶胞结构可知，每个Pt原子周围紧邻Ni原子有12个。 （2）由晶胞结构可知，Ni原子与最近的Ni原子之间的距离为晶胞对角线长度的一半，晶胞参数为a pm，根据勾股定理，晶胞面对角线长度为，则Ni原子与最近的Ni原子之间的距离为 pm。 （3）根据均摊法，计算晶胞中Ni原子和Pt原子的个数： Ni原子位于面心，个数为； Pt原子位于顶点，个数为；则晶胞的质量，晶胞的体积，根据密度公式可得：。 （建议用时：10分钟） 9．（25-26高三上·上海·期中）一种铁氮化合物具有高磁导率，其结构如图所示。 该铁氮化合物的化学式为 。 【答案】或 【解析】根据均摊法可计算晶胞中(一个小立方体)得原子个数，位于顶点，个数为；位于面心，个数为，氮原子位于体心，个数为1，则Fe原子总数为1+3=4。所以该铁氮化合物的化学式为或。 10．（25-26高三上·上海·阶段练习）化合物的四方晶格结构如图所示，已知的晶胞棱边夹角均为，晶胞边长分别为apm、apm、cpm，晶体密度为，则一个晶胞中有 个O，设为阿伏加德罗常数的值，则的摩尔质量为 （用代数式表示）。 【答案】 4 【解析】因为晶胞边长分别为apm、apm、cpm，而图中给出的是2cpm，说明是两个晶胞组合而成，根据图示，的个数为：，的个数为：，一个晶胞的体积为，晶胞的密度，则。 11．（25-26高三上·上海·阶段练习）(其中为价)的晶胞如图所示，其形状为立方体，边长为()。 (1)以下关于说法错误的是___________。 A．中正负离子的排列与中的基本相同 B．中正离子处于负离子所形成的八面体的中心 C．晶体中只存在离子键 D．晶胞中与紧邻的有12个 (2)计算晶胞中相邻间的最近距离为 (精确至整数)。 【答案】(1)C (2)383 【解析】（1）A．FeS2晶胞中正负离子排列和NaCl晶胞相同，均为面心立方堆积，A正确； B．亚铁离子处于与其距离最近的6个离子构成的正八面体中心，B正确； C．阴离子中存在S-S共价键，C错误； D．以侧面面心的亚铁离子为例，离其最近的亚铁离子个数为4+4+4=12个，D正确， 故选C。 （2）相邻Fe2+最近的距离为面对角线的一半，值为。 12．（25-26高三上·上海·月考）金和银形成的一种合金是良好的储氢材料，该合金的立方晶胞结构如图所示，其中Au位于顶点，Ag位于面心，晶胞边长为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)该合金中，离Au原子最近的Ag原子有______个。 A．6 B．8 C．10 D．12 (2)该合金的密度为 g·cm-3。 (3)该合金具有吸附氢气的能力。饱和吸附时，氢原子填充于晶胞中所有由Au和Ag原子形成的四面体空隙中，则形成物质的化学式为 。 【答案】(1)D (2) (3)AuAg3H8 【解析】（1）该合金中，离Au原子最近的Ag原子位于面心，顶点的Au为8个晶胞共有，所以离Au原子最近的Ag原子有个，故选D； （2）该合金中Au位于顶点上，个数为，Ag位于面心上，个数为，晶胞边长为a pm=，所以该合金的密度为 g·cm-3=g·cm-3； （3）由晶胞结构可以看出，Au和Ag原子形成的四面体空隙数为8个（每个顶点附近 1 个，全部在晶胞内部），能吸附8个H，所以形成物质的化学式为AuAg3H8。 13．（2025·上海·三模）化学式为的笼形包合物四方晶胞结构如下图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数，。 回答下列问题： （1）已知晶胞中N原子均参与形成配位键，则与的配位数之比为___________。 A． B． C． D． （2）中 。 【答案】（1）C （2）2:1:1 【解析】（1）晶胞中每个N原子均参与形成配位键，周围形成的配位键数目为4，周围形成的配位键数目为，则与的配位数之比为； （2）由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有个数为，个数为，含有为，个数为，苯环个数为，则该晶胞的化学式为，则。 14．（2025·上海·三模）如图所示，某多酸根离子的结构如下：处于由6个氧原子围成的正八面体的中心，六个正八面体共棱形成簇状结构，该簇状结构的中心有1个，且与6个共棱的氧原子相连。则 ， 。 【答案】 7 24 【解析】根据多酸根离子的结构图，处于由6个氧原子围成的正八面体的中心，得到一个正八面体含1个Mo原子、6个O原子；六个正八面体共棱形成簇状结构，该簇状结构的中心有1个，且与6个共棱的氧原子相连，得到1个中有7个Mo原子，即x=7；根据结构关系可知总O原子数理论应为个，而实际的中每2个正八面体之间要共用2个O原子，则6个正八面体之间总的共用12个O原子，最后得到1个中实际的O原子数为个，即y=24，的化学式为：。 15．（24-25高三下·上海虹口·期中）根据晶胞图示，回答下列问题： (1)晶体中距离最近且距离相等的有___________个。 A．4 B．6 C．8 D．12 (2)若晶胞边长为，则晶体的密度为 (列出计算式，，为阿伏加德罗常数的值。) 【答案】(1)D (2) 【解析】（1）以体心分析，与之距离最近且相等的处于棱心，晶体中距离最近且距离相等的有12个，故选D； （2）晶胞中，Li原子数目为，则1mol晶胞含有4molLiPF6，1mol晶胞的质量为，1mol晶胞的体积为，则晶体密度，。 16．（2025·上海·二模）白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图(小圆图表示白磷分子)。 已知晶胞的边长为边长为a nm的正方体，阿伏加德罗常数的数值为NA mol−1，则该晶胞中含有的P原子的个数为 ，则该该晶体的密度为 g·cm−3(用含NA、a的代数式表示)。 【答案】 16 【解析】根据均摊原则，晶胞中小圆图的个数为 ，1个小圆图代表1个P4分子，则该晶胞中含有的P原子的个数为4×4=16；该该晶体的密度为 g·cm−3。 （建议用时：20分钟） 17．（2025·上海·一模）晶体铜的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示，铜原子的配位数为 ，铜的原子半径为r pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，晶体铜的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。 【答案】 12 【解析】晶胞中原子位于面心、顶点上，属于面心立方最密堆积；以顶点原子研究，与之相邻的原子处于面心，每个顶点为8故晶胞共用，每个面心为2个晶胞共有，故Cu原子配位数为；根据图乙可知，晶胞的面对角线长为，则晶胞棱长为，每个晶胞含有的铜原子数为：。一个晶胞体积为：，质量为，其密度为：。 18．（2025·上海·二模）第三代半导体GaN常用于制造高频芯片、太阳能电池等，其晶胞为立方体结构，如下图所示： （1）晶体结构中离Ga最近的N的数目是 。 （2）Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞边长= nm。(保留3位小数) 【答案】（1）4 （2）0.455 【解析】（1）根据GaN晶胞结构，每个N连有4个Ga，根据原子个数比，则离Ga最近的N的数目是4； （2）Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞体对角线为N原子、Ga原子直径和的2倍，体对角线为2(0.075nm×2+0.122nm×2)=0.788 nm，晶胞边长=nm。 19．（2024·上海普陀·一模）某金属M与可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示。 （1）M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为___________。 A．8 B．10 C．12 D．14 （2）该材料的化学式为___________。 A． B． C． D． （3）若该晶胞边长为rnm，M的相对原子量为a，计算该晶胞的密度 。(用r、a和的列式表示) 【答案】（1）C （2）B （3） 【解析】（1）M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为：，故选C； （2）该晶胞中C60分子的个数为：，由此可确定该材料的化学式为：M3C60；故选B； （3）该晶体的晶胞边长为rnm，阿伏加德罗常数为NAmol−1，则密度为：。 20．（2025·上海黄浦·二模）镍锰钴酸锂属于六方晶系，其结构如图所示： (1)将氧化物混合煅烧是制备正极材料的方法之一，已知的晶体结构类型均与氯化钠相同，和的半径分别为和。则熔点 。 A．>        B．< 原因是 。 (2)以R表示上述晶胞中的过渡金属离子，该晶体的化学式为 。若过渡金属离子的平均摩尔质量为，该晶体的密度是，底面积为，求阿伏加德罗常数 。（列出算式） 【答案】(1) A 两种物质均为离子晶体，半径小，中离子键更强，熔点更高 (2) 【解析】（1）NiO、MnO的晶体结构类型均与氯化钠相同，说明都属于离子晶体，Ni2+和Mn2+的半径分别为69pm和83.5pm，离子半径越小，晶格能越大，离子键越强，离子晶体的熔点越高，则熔点NiO >MnO，故答案为：A；两种物质均为离子晶体，半径小，中离子键更强，熔点更高。 （2）Li的个数为2+8=3，O的个数为4+8=6，过渡金属离子个数为2+4=3，故晶体的化学式为。若过渡金属离子的平均摩尔质量为，该晶体的密度是，底面积为，=，则。 21．（2025·上海青浦·二模）第三代半导体GaN常用于制造高频芯片、太阳能电池等，其晶胞为立方体结构，如下图所示： （1）晶体结构中离Ga最近的N的数目是 。 （2）Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞边长= nm。(保留3位小数) （3）Ga的化学性质与Al相似，加热条件下GaN溶于NaOH，当晶体有缺陷时溶解速度加快，常用此方法来做晶体缺陷检验。请写出GaN与足量NaOH在加热条件下的化学反应方程式 。 【答案】（1）4 （2）0.455 （3）GaN+NaOH+3H2ONa[Ga(OH)4]+NH3↑ 【解析】（1）根据GaN晶胞结构，离Ga最近的N的数目是4； （2）Ga原子半径为0.122nm，N原子半径为0.075nm，晶胞中Ga原子与N原子直接接触，Ga原子和Ga原子不直接接触，晶胞体对角线为N原子、Ga原子直径和的2倍，体对角线为2(0.075nm×2+0.122nm×2)=0.788 nm，晶胞边长=nm。 （3）Ga的化学性质与Al相似，则GaN与足量NaOH在加热条件下生成Na[Ga(OH)4]、和氨气，反应的化学反应方程式为GaN+NaOH+3H2ONa[Ga(OH)4]+NH3↑。 22．（24-25高三上·上海长宁·期中）NaF等氟化物可以做光导纤维材料，一定条件下，某NaF的晶胞结构示意图如下图所示，晶胞的边长为 a pm (1 pm=10-10 cm)。 （1）与F-距离最近且相等的Na+有 个。 （2）已知NaF的摩尔质量是M g/mol，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为 g/cm3。 【答案】（1）6 （2）（或） 【解析】（1）根据晶胞图，当位于晶胞中心时，距离F-距离最近且相等的Na+有6个。 故答案为：6。 （2）根据晶胞图，该晶胞中的有8个位于顶点，有6个位于面心，则个数为：；有12个位于棱心，1个位于体心，则个数为：，即1个晶胞中有4个4个，该晶体的密度为。 故答案为：（或）。 23．（2025·上海崇明·二模）Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。 (1)该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。 (2)晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 (阿伏加德罗常数用NA表示)。 【答案】(1) LiFe2Se2 4 (2) 【解析】（1）由晶胞结构可知，Li原子个数为：8×+1=2，Fe个数为8×=4，Se原子个数为：8×+2=4，则该超导材料的化学式为LiFe2Se2，距离Se原子最近的Fe原子的个数为4。 （2）由晶胞结构可知，Li原子个数为：8×+1=2，Fe个数为8×=4，Se原子个数为：8×+2=4，晶体密度为=。 24．（24-25高三下·上海·阶段练习）一种铜合金由Cu、In、Te组成，可做热电材料。其晶胞及晶胞中各原子的投影位置如图所示，晶胞棱边夹角均为90° 。 (1)该晶体的化学式为 。 (2)其晶胞结构由Ⅰ、Ⅱ两部分组成，如图所示。Ⅰ不是晶胞，从结构角度说明。 。 (3)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，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)。则C点原子的分数坐标为 ；晶胞 中C、D原子间距离d= pm。 【答案】(1)CuInTe2 (2)Ⅰ中8个顶点的原子不相同，上下两个面的原子也不相同，无法进行无隙并置，因此不是晶胞 (3) (，，) 【解析】（1）由晶胞结构可知，铜原子位于顶点、面上和体内，其个数为个，铟原子位于棱上、面心和面上，其个数为个，碲原子位于体内，其个数为8个，则该晶体的化学式为CuInTe2； （2）晶胞是晶体中最小的重复结构单元，可以无隙并置，而Ⅰ中8个顶点的原子不相同，上下两个面的原子也不相同，无法进行无隙并置，因此不是晶胞； （3）由A点、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(，，)知，位于体对角线处、面对角线处，C点原子的分数坐标为(，，)；由晶胞中C、D形成的直角三角形的边长为，可知，晶胞 中C、D原子间距离d=pm； 25．（24-25高三上·上海·期末）可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞。 (1)在该晶胞中，Fe2+填充在由 个F-构成的 面体空隙中。 (2)已知晶胞边长为apm(1cm=1010pm)，阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度为 g·cm-3。 【答案】(1) 6 八 (2)或 【解析】（1）由该晶胞示意图可知，Fe2+填充在由棱上的6个F-构成的八面体空隙中； （2）由该晶胞示意图可知，含有1个Cs，1个Fe，个F，质量为，得密度为或。 26．（2024·上海·三模）某种铁氮化合物的晶胞结构如图所示(图中仅示出的位置)。立方体晶胞的边长为。该铁氮化合物的密度为。该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为 ；晶胞中N所处的合理位置： 。 【答案】 4∶1 体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心 【解析】已知立方体晶胞的边长为，该铁氮化合物的密度为，设该铁氮化合物的化学式为FeNx，摩尔质量为(56+14x)g/mol，晶胞中Fe的个数为，则，解得x=0.25，则该晶胞中铁、氮的微粒个数之比为4∶1；氮原子的合理位置应该为：体心或12条棱中4条相互平行的棱的棱心。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $