1.3 突破选择题3 晶体结构的分析应用（Word教参）-【正禾一本通】2026年高考化学二轮专题复习高效讲义（单选版）

该高中化学高考复习讲义聚焦晶体结构分析应用专题，涵盖晶胞粒子数目、密度计算、原子坐标等核心考点，按“核心知识梳理-常考晶胞举例-真题精研-模拟预测”逻辑组织，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生突破三维空间想象与建模难点，体现复习的系统性和针对性。 资料以“化学观念”和“科学思维”为导向，创新采用立体几何与化学知识融合教学，如通过金刚石晶胞原子坐标分析培养空间想象能力，设置真题与模拟分层练习，确保学生高效掌握晶体计算方法，助力教师精准把控复习节奏，提升学生应考能力。

突破选择题3　晶体结构的分析应用　►对应学生用书P35 分析：有关晶体结构的分析与计算是高考的必考题型。试题将立体几何知识与化学知识紧密结合在一起，情境新颖、综合性强、难度较大，侧重考查学生的观察能力、三维空间想象能力及建模能力。涉及的相关计算有晶体密度、晶体体积、微粒间距离、微粒半径、晶胞中微粒的原子坐标等。 　　　　　　　核心知识 1．几种常见的晶胞结构及晶胞中含有的粒子数目 2.晶胞密度计算公式 1 pm＝10-10 cm；1 nm＝10-7 cm。 3．常考晶胞举例分析 (1)体心立方晶胞 (2)面心立方晶胞 (3)金刚石晶胞的原子分数坐标与俯视图 原子分 数坐标 原子1、2、3、4的分数坐标分别为(，，)、(，，)、(，，)、(，，) 俯视图 体对角 线方向 投影图 　　　　　　　真题精研 1.(2025·重庆高考)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是(　　 ) A．X中存在π键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为C3N4 D．X中C原子上有1对孤电子对 解析：选C。C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；B.晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；由图可知，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·黑吉辽蒙高考)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 解析：选B。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，故空位数不同，吸收的可见光波长不同，D正确。 3．(2025·浙江1月选考)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．晶体类型为混合晶体 B．NH3与二价铁形成配位键 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比FeCl2高 解析：选D。由图可知，Fe(NH3)2Cl2晶体中存在离子键、配位键、分子间作用力，具有分子晶体和离子晶体的特性，属于混合晶体，A正确；NH3与二价铁通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+，B正确；Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀，方程式为Fe(NH3)2Cl2＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4Cl，C正确；Fe(NH3)2Cl2中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+，[Fe(NH3)2]2+与Cl－之间的键能小于Fe2+与Cl－之间的键能，Fe(NH3)2Cl2热稳定性小于FeCl2，D错误。 4．(2025·陕晋青宁高考)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××1010 pm 解析：选A。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。 5．(2025·河北高考)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．该物质的化学式为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 解析：选D。根据题意及均摊法可知，白球位于晶胞体内，数目为1，黑球位于晶胞顶点、棱上与体内，数目为4×＋4×＋8×＋2＝5，结合晶胞化学式SmCok(k>1)可知，白球为Sm、黑球为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＝×(500×10-10 cm)2×400×10-10 cm＝×10-22 cm3，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到体心的距离为侧面面对角线长度的，即＝50 pm，D错误。 6．(2024·河北高考)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。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，晶胞的边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．该铋氟化物的化学式为BiF3 B．粒子S、T之间的距离为 a pm C．该晶体的密度为 g·cm-3 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 解析：选D。根据均摊法可知，该晶胞中Bi的个数为12×＋1＝4，F的个数为8×＋6×＋8＝12，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确；如图所示 ，根据勾股定理可知，BG2＝BP2＋PG2＝a2 pm2＝BO2＋OG2，则∠BOG为直角，OA＝BH＝a pm，OG＝a pm，AG2＝OA2＋OG2＝a2 pm2，ST与AG平行且相等，则粒子S、T之间的距离为a pm，B正确；该晶体密度为 g·cm-3＝ g·cm-3，C正确；以题给晶胞体心处铋离子为研究对象，距离其最近的氟离子为位于该晶胞体内的8个氟离子，D错误。 7．(2024·黑吉辽高考)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Co9S8 B．晶胞2中S与S的最短距离为a C．晶胞2中距Li最近的S有4个 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体 解析：选B。由均摊法知，结构1中含Co数目为×4＋4＝4.5，含S数目为×12＋1＝4，Co、S个数比为9∶8，则结构1钴硫化物的化学式为Co9S8，A正确；由晶胞2可知，S与S的最短距离为面对角线长度的，即a，B错误；晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构，故晶胞2中距Li最近的S有4个，C正确；晶胞2中Li数目为8，S数目为×12＋1＝4，晶胞2含4个Li2S，晶胞3中Li数目为8，S数目为×8＋×6 ＝4，晶胞3也含4个Li2S，故晶胞2和晶胞3表示同一晶体，D正确。 　　　　　　　模拟预测 1.(2025·河北石家庄一模)Li＋替代MgO晶体中部分Mg2+的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能，但由于二者的离子半径和化合价不同，会导致部分O2-脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示，密度为ρ g·cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．晶体中与Mg2+最近且等距的O2-有6个 B．晶胞的边长为×1010pm C．若a处Mg2+被Li＋替代，替代后该物质的化学式为Li0.25Mg3.75O3.875 D．若a、b处Mg2+均被Li＋替代，则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位 解析：选D。如图所示，1个晶胞中Mg2+周围有6个O2-，距离均为正方体边长的一半，A正确；1个晶胞中Mg2+个数为×12＋1＝4，O2-个数为×8＋×6＝4，晶体体积为V＝＝cm3，则晶胞的边长为cm＝×1010pm，B正确；a处Mg2+被Li＋替代后，晶胞中Mg2+个数为×11＋1＝＝3.75，Li＋个数为＝0.25，总的正电荷为3.75×2＋0.25＝7.75，由于晶体的电中性，负电荷也为7.75，则O2-个数为＝3.875，因此替代后该物质的化学式为Li0.25Mg3.75O3.875，C正确；a、b处Mg2+均被Li＋替代后，晶胞中Mg2+个数为×11＝＝2.75，Li＋个数为＋1＝1.25，总的正电荷为2.75×2＋1.25＝6.75，由于晶体的电中性，负电荷也为6.75，则O2-个数为＝3.375；假设失去2个面心O2-形成氧空位，则此时O2-个数为4－×2＝3，假设不成立，D错误。 2．(2025·山东泰安模拟)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂，浸金时S2O与Au＋配位形成[Au(S2O3)2]3-。硫代硫酸根(S2O)可看作是SO中的1个O原子被S原子取代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　) A．1个[Mg(H2O)6]2+中σ键的数目为12 B．S2O的空间结构是四面体形 C．MgS2O3·6H2O晶体的密度为 g·cm-3 D．与Au＋配位时，S2O的中心S原子可作配位原子 解析：选B。1个H2O中含2个σ键，每个H2O与Mg2+形成1个配位键，所以1个2+中形成σ键的数目为6＋2×6＝18，故A错误；S2O可看作是SO中的1个O原子被S原子取代的产物，二者结构相似，SO的中心原子S的价层电子对数为4＋＝4，即SO的空间结构为正四面体形，所以S2O的空间结构为四面体形，故B正确；1个MgS2O3·6H2O晶胞中，2+的个数为8×＋4×＋2×＋1＝4，S2O的个数为4，晶胞体积为abc×10-30 cm3，则晶体密度为g·cm-3，故C错误；S2O的中心S原子的价层电子对数为4，不含孤电子对，即不能作配位原子，故D错误。 3．(2025·云南曲靖二模)一定条件下，CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。X属于四方晶系，晶胞结构如图所示(晶胞参数a＝b≠c)，其中Cu的化合价为＋2。下列说法不正确的是(　　) A．化合物X的化学式为K2CuF4 B．上述反应的化学方程式为CuCl2＋4K＋2F2===K2CuF4＋2KCl C．X的密度ρ＝g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值) D．在X晶胞中离Cu最近的Cu的数目为6 解析：选D。由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中黑球个数为：8×＋2＝4，白球个数为：16×＋4×＋2＝8，灰球个数为：8×＋1＝2，三种原子的个数比为4∶8∶2＝2∶4∶1，又知Cu显＋2价，则化合物X的化学式为：K2CuF4，A正确；化合物X的化学式为K2CuF4，故上述反应的化学方程式为CuCl2＋4K＋2F2===K2CuF4＋2KCl，B正确；一个晶胞的质量为： g＝ g，一个晶胞的体积为：(a×10-10)cm×(b×10-10)cm×(c×10-10)cm＝abc×10-30cm3，则X的密度ρ＝＝＝ g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)，C正确；黑球代表K、白球代表F、灰球代表Cu，结合题干晶胞可知，Cu位于晶胞顶点和体心上，晶胞属于四方晶系，故在X晶胞中离Cu最近的Cu的数目为8，D错误。 4．(2025·江西萍乡二模)一种钽的化合物的四方晶胞结构如图所示(b<2a)。已知NA为阿伏加德罗常数的值。原子分数坐标x、y、z∈，原子分数坐标为1时记为0。M、N的原子分数坐标分别为、。下列说法正确的是(　　) A．P的原子分数坐标为(，0，) B．K＋和3-的最短距离为 pm C．与Q距离相等且最近的K＋有4个 D．该晶体的密度是 g/cm3 解析：选A。已知原子分数坐标为1时记为0，P在X轴的坐标分数为，在Y轴的坐标分数为1，则记为0，Z轴坐标分数为，故P的原子分数坐标为，A正确；根据晶胞结构图可知，因b<2a，则K＋和3-的最短距离为如图所示的x，距离为x＝pm，B错误；与Q距离相等且最近的K＋分别位于上下两个晶胞的四个侧面上，因此与Q距离相等且最近的K＋共有8个，C错误；根据晶胞结构图，K＋有10个处于面心，4个处于棱心，则K＋个数为：10×＋4×＝6；3-有8个位于顶点，1个位于体心，则3-的个数为：8×＋1＝2，得到晶体化学表达式为：K62，晶胞底边边长为a pm＝a×10-10cm，棱高为b pm＝b×10-10cm，则晶胞的体积为：V＝a2b×10-30cm3，得到晶胞的密度ρ＝ g·cm-3＝×1030 g·cm-3，D错误。 5．某种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如图，晶胞参数为x nm、x nm、y nm(x<y)。下列叙述错误的是(　　) A．基态V原子核外电子的空间运动状态有13种 B．晶体中与Cs原子距离最近的Cs原子有6个 C．该晶体的化学式为CsV3Sb5 D．若该含钒超导材料的摩尔质量为M g· mol-1，则该晶体密度为 g·cm-3 解析：选D。V是23号元素，基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，含有电子的轨道数为13，原子核外电子的空间运动状态有13种，A正确；该晶胞中Cs原子位于顶点，由于晶胞参数为x nm、x nm、y nm，且x<y，晶体中与Cs原子距离最近的Cs原子有6个，位置为，B正确；该晶胞中Cs原子的个数为8×＝1，V原子的个数为4×＋1＝3，Sb原子的个数为4＋4×＝5，该晶体的化学式为CsV3Sb5，C正确；该晶胞中Cs原子的个数为1，V原子的个数为3，Sb原子的个数为5，若该含钒超导材料的摩尔质量为M g·mol-1，晶胞的体积为×x2×y×10-21cm-3，则该晶体密度为 g·cm-3，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $