13 第一篇 专题三 选择题和题空突破2 晶体结构与性质（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

选择题和题空突破2　晶体结构与性质 (1)晶体化学式的确定。　(2)晶胞中粒子的配位数确定。　(3)晶体密度与晶胞参数的有关计算。　(4)晶胞中粒子的分数坐标确定。　(5)根据投影图或俯视图或截图确定粒子的分布。 消除盲点　弥补知识短板 (1)晶体中的原子在三维空间呈周期性排列，且有自范性。 (　　) (2)区分晶体和非晶体的最可靠方法是对固体进行X射线衍射实验。 (　　) (3)晶体可表现为各向异性，如水晶在不同方向上导热性不同。 (　　) (4)NaCl、CsCl晶体中阴离子的配位数均为8。 (　　) (5)CO2与SiO2的熔点差别很大的原因是二者的晶体类型不同。 (　　) (6)常规晶胞为平行六面体，在晶体中相邻晶胞都是平行排列，取向相同。 (　　) (7)分子晶体中只有分子间作用力，没有化学键。 (　　) (8)离子晶体只有离子键，没有共价键。 (　　) (9)干冰中CO2的配位数为4。 (　　) (10)NaCl的熔点高于CsCl的熔点的原因是前者离子间距小，离子键强。 (　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√ 已知SiC的晶胞结构如图所示。 请填空： (1)晶胞中含C、Si的个数为________、________。 (2)C的配位数为________。 (3)以A为原点，则B的分数坐标为________。 (4)若晶胞参数为a pm，则该晶体的密度为________g·cm-3(用a、NA表示)，若C、Si的原子半径分别为r1 pm、r2 pm，则该晶体中原子的空间利用率为______________(用a、r1、r2表示)。 [答案]　(1)4　4　(2)4　(3)　(4)　×100% 1．几种常见的晶胞结构及晶胞中含有的粒子数目 A．NaCl(含4个Na+，4个Cl-)：Na+、Cl-的配位数均为6 B．干冰(含4个CO2)：配位数为12 C．CaF2(含4个Ca2+，8个F-)：Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4 D．金刚石(含8个C)：配位数为4 E．体心立方结构(含2个粒子)：配位数为8 F．面心立方结构(含4个粒子)：配位数为12 2．立方体中微粒周围距离最近且相等微粒的个数的确定方法 ①A周围有4个B，B周围有12个A； ②A周围有2个C，C周围有6个A； ③B周围有6个D，D周围有2个B； ④B周围有8个C，C周围有8个B； ⑤C周围有12个D，D周围有4个C； ⑥A周围有4个D，D周围有4个A。 3．晶体类型的常用判断方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。 (2)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。 (3)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电。 ②共价晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，因此电解质溶液能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 (4)依据硬度大小判断 一般情况：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 4．晶体熔、沸点高低的比较思路 共价 晶体 原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔、沸点就越高，如金刚石>晶体硅 离子 晶体 阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点就越高，如MgO>MgCl2，NaCl>CsCl 金属 晶体 金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如Al>Mg>Na 分子 晶体 存在分子 间氢键 其熔、沸点较高，如H2O>H2S 组成和结 构相似 相对分子质量越大，其熔、沸点就越高，如HI>HBr 一般情况下，熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体的范围较大。 5．晶胞中粒子数目的计算——均摊法 原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有，那么这个粒子对每个晶胞的贡献是。 6．晶体密度及粒子间距离的计算方法 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算晶体中粒子间距离的方法 7．空间利用率(ω)的计算(以金刚石晶胞为例) (1)利用晶胞参数确定 ω＝＝＝＝π (2)利用密度确定 ω＝×100%。 8．原子坐标与俯视图的分析思路 [注意]　晶胞中占有几个粒子就有几种分数坐标，如金刚石晶胞中占有8个C，晶胞中有8种分数坐标。 以金刚石为例： (1)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的分数坐标分别为、、、。 (2)沿x、y轴的俯视图为； 沿体对角线的俯视图为。 发散思维　拓展答题视野 考点一　晶体结构与性质(选择题形式考查) 1．(2025·云南卷，T13)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，Ce4+取代部分La3+后产生空位，可提升Li+传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-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O2-个数为12 B．该晶胞在yz平面的投影为 C．Ce4+取代后，该电解质的化学式为(Li0.45La0.85-yCey)ScO3 D．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 C　[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8×＋4×＝4，由晶体的化学式(Li0.45La0.85)ScO3可知，O的个数是Sc的3倍，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确；由晶胞结构可知，该晶胞在yz平面的投影为，B正确；Ce4+取代La3+后，根据化合价的代数和为0可知，C选项中(Li0.45La0.85-yCey)ScO3不成立，C错误；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。] 2．(2025·陕晋青宁卷，T8)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 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，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。] 3．(2024·河北卷，T12)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 D　[根据题给晶胞结构，由“均摊法”可知，每个晶胞中含有1＋12×＝4个Bi，含有8＋8×＋6×＝12个F，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确；将晶胞均分为8个小立方体，则晶胞体内的8个F位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，设N的原子分数坐标为(0，0，1)，右前下的顶点F原子的原子分数坐标为(1，0，0)，则T的原子分数坐标为，S的原子分数坐标为，故粒子S、T之间的距离为×a pm＝a pm，B正确；由A项分析可知，每个晶胞中有4个BiF3单元，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则晶体密度为 g·cm-3＝ g·cm-3，C正确；以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子有8个，D错误。] 根据此题，请回答： (1)该晶胞中占有________个F原子________个Bi原子。 (2)以M为原点建立坐标知Q(1，1，0)则S、T的分数坐标为S(　　　　)、T(　　　　)。 (3)若Bi、F的原子半径为r1 pm、r2 pm则Bi、F原子的空间利用率为____________(用a、r1、r2表示)。 [答案]　(1)12　4　(2)　　(3)×100% 4．(2024·黑吉辽卷，T14)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 B　[由“均摊法”得，结构1中含有Co的数目为4＋4×＝4.5，含有S的数目为1＋12×＝4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，A正确；由题图可知，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a，B错误；如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，C正确；当两个晶胞2放在一起时，图中以S为晶胞的8个顶点截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，D正确。] (2025·衡阳一模)两种含汞化合物的晶胞结构如图所示，其中甲为四方晶胞结构，乙为立方晶胞结构。下列说法错误的是(　　) A．甲和乙中Hg2+的配位数之比为3∶2 B．乙的化学式为HgS C．乙中相邻两个S2-之间的距离为a nm D．每个甲、乙晶胞中含有的阴离子数目不相等 C　[甲中Hg2+位于Cl-构成的正八面体的体心，其配位数为6，乙中面心的Hg2+位于由4个S2-围成的四面体的中心，配位数为4，则甲和乙中Hg2+的配位数之比为3∶2，A正确；乙晶胞中含Hg2+的个数为8×＋6×＝4，含S2-的个数为4，则其化学式为HgS，B正确；乙晶胞中，4个S2-位于互不相邻的小正方体的体心，相邻两个S2-之间的距离等于面对角线长的，即为a nm，C错误；甲晶胞中，阴离子Cl-的数目为3，乙晶胞中，阴离子S2-的数目为4，则每个甲、乙晶胞中含有的阴离子数目不相等，D正确。] 1．(2025·河南名校三模)锆酸锶主要用于玻璃、陶瓷工业，可用碳酸锶(SrCO3)和二氧化锆(ZrO2)在高温下反应制得，同时有二氧化碳生成。二氧化锆的立方晶胞(图1)、锆酸锶的立方晶胞(图2)结构如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是(　　) A．图1、图2中，Zr的配位数相同 B．图2晶胞沿z轴方向的投影图为 C．若a点的原子分数坐标为，则b点的原子分数坐标为 D．若图2晶体的密度为d g·cm-3，则相邻O原子之间的最短距离为××107 nm D　[由图1可知，Zr的配位数为8，由图2可知，Zr的配位数为12，A错误；图2晶胞沿z轴方向的投影图为，B错误；b点的原子分数坐标为，C错误；图2晶胞的化学式为SrZrO3，设该晶胞参数为a nm，由ρ＝＝＝d可得：a＝×107，相邻氧原子之间的最短距离为面对角线的一半，即××107 nm，D正确。] 2．(2025·河北调研)在ZrO2晶胞(见图甲)中引入掺杂剂Ca2+以取代Zr4+，伴随着形成O2-空穴(见图乙)以保持电中性，空穴允许氧离子通过结构进行迁移，从而提高了固体的导电性。ZrO2晶体的密度为ρ g·cm-3，A的原子坐标为(0，0，0)，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．ZrO2晶胞中Zr4+、O2-的配位数之比为1∶2 B．ZrO2晶胞中，Zr4+和O2-最近的距离为××1010 nm C．图乙中，Ca2+位于由O2-和O2-空穴构成的正方体中心，O2-位于由Zr4+形成的正八面体中心 D．图乙中O2-空穴位置的原子坐标为 D　[ZrO2晶胞中Zr4+周围有8个O2-，配位数为8，O2-周围有4个Zr4+，配位数为4，配位数之比为2∶1，A错误；ZrO2晶胞中，Zr4+和O2-最近的距离为晶胞体对角线的四分之一，距离为××107 nm＝××107 nm，B错误；图乙中，Ca2+位于由O2-和O2-空穴构成的正方体中心，O2-位于由Zr4+形成的正四面体中心，C错误；根据图乙分析，O2-空穴位置的原子坐标为，D正确。] 3．(2025·太原诊断)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为a nm、a nm、c nm，α＝β＝γ＝90°，Sb原子填充在O原子形成的八面体空隙中。下列说法正确的是(　　) A．该晶体的化学式为FeSb2O6 B．Sb原子的配位数为8 C．晶胞中W点Sb原子的原子分数坐标为 D．该晶体的密度为×1030 g·cm-3 A　[据题图可知一个晶胞中含有Sb原子的个数为8×＋2＝4，O原子的个数为4×＋10＝12，Fe原子的个数为8×＋1＝2，所以锑酸亚铁的化学式为FeSb2O6，A正确；以位于晶胞内部的Sb原子为研究对象，距离Sb原子最近且相等的O原子的个数为6，Sb原子的配位数为6，B错误；位于体心的Fe原子的原子分数坐标为，由晶胞结构可知，晶胞中W点Sb原子的原子分数坐标为，C错误；据A项分析和其晶胞参数分别为a nm、a nm、c nm，该晶体的密度为 g·cm-3＝×1021 g·cm-3，D错误。] 4．(2025·赣州一模)汞及其化合物在我国应用的历史悠久，可用作医药、颜料等。一种含汞化合物的立方晶胞结构如图所示，该晶胞的密度为d g·cm-3，A的分数坐标为(0，0，0)。 下列说法正确的是(　　) A．B的分数坐标为 B．晶胞中相邻的两个S2-之间的距离为a nm C．阿伏加德罗常数的值NA为 D．图2是晶胞的俯视图 D　[A为坐标原点，则B的分数坐标为，A错误；根据题图，晶胞中相邻的两个S2-之间的距离为面对角线的一半，则两个S2-之间的距离为a nm，B错误；面对角线为2a nm，则晶胞边长为a nm，根据均摊原则，晶胞中S2-个数为4、Hg2+个数为8×＋6×＝4，d＝，则阿伏加德罗常数的值NA＝，C错误；从上往下看晶胞，得到正方形，四个顶点和对角线交点是Hg2+，四个小正方形的中心是S2-，即图2是晶胞的俯视图，D正确。] 考点二　晶体类型与熔、沸点的比较分析(题空形式考查) 1．(2024·全国甲卷，T35节选)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表，结合变化规律说明原因：__________________________。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 －34 29 143 [答案]　SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高 2．(2023·全国乙卷，T35节选)已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 －68.8 GeCl4 －51.5 SnCl4 －34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因：________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 [答案]　NaCl是离子晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中的离子键强度远大于SiCl4中的分子间作用力　SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 SiCl4________(填“能”或“否”)形成共价晶体，理由是___________________。 [答案]　否　SiCl4中Cl只能形成一个共价键，不能形成空间网状结构 1．已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。两种晶体熔点较高的是________(填化学式)，理由是________________________________________________。 [答案]　BN　两种晶体均为共价晶体，N和B原子半径较小，键能较大，熔点较高 2．FeF3具有较高的熔点(高于1 000 ℃)，晶体类型是________，FeBr3的相对分子质量大于FeF3，但其熔点只有200 ℃，原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 [答案]　离子晶体　FeBr3为分子晶体而FeF3为离子晶体 3．一些氧化物的熔点见下表： 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 －75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因：________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 [答案]　Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体；离子键：MgO>Li2O；分子间作用力(相对分子质量)：P4O6>SO2 考点三　晶体(胞)结构分析及有关计算(题空形式考查) 1．(2025·山东卷，T16节选)α-Fe可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。 (1)α-Fe晶胞中Fe原子的半径为________pm。 (2)研究发现，α-Fe晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m、n截面中，催化活性较低的是________，该截面单位面积含有的Fe原子为________个·pm-2。 [解析]　(1)α-Fe晶胞为体心立方晶胞，体对角线上3个Fe原子相切，设Fe原子半径为r，则4r＝a pm，解得r＝a pm。(2)m截面中Fe的个数为4×＝，面积为a2 pm2，则单位面积含有的Fe原子个数为；n截面中Fe的个数为4×＋1＝，面积为a2 pm2，则单位面积含有的Fe原子个数为，故催化活性较低的是n。 [答案]　(1)a　(2)n　(或) (1)α-Fe晶体中的配位数为________，Fe原子间的最短距离为________pm。 (2)用NA表示阿伏加德罗常数，则α-Fe晶体密度为________g·cm-3。 [答案]　(1)8　 a　(2)×1030 2．(2025·甘肃卷，T16节选)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数a≠b≠c，α＝β＝γ＝90 ℃。Cs与Pb之间的距离为________pm(用带有晶胞参数的代数式表示)；该化合物的化学式为________，晶体密度计算式为________g·cm-3(用带有阿伏加德罗常数NA的代数式表示MCs、MPb和MBr和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量)。 [解析]　据题图可知Cs位于晶胞体心，Pb位于晶胞顶点，则Pb与Cs之间的距离为体对角线长度的，即pm；由均摊法可知该晶胞中含1个Cs，含Pb数目为×8＝1，含Br数目为×12＝3，故该化合物的化学式为CsPbBr3；晶体密度为 g·cm-3。 [答案]　　CsPbBr3　 3．(2024·甘肃卷，T15节选)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙，晶胞底面显示为图丙，晶胞参数a≠c，α＝β＝γ＝90°。图丙中Ca与N的距离为________pm；化合物的化学式是________，其摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，则晶体的密度为________g·cm-3(列出计算表达式)。 [解析]　图丙中，Ca位于正方形顶点，N位于正方形中心，故Ca与N的距离为a pm；由“均摊法”可知，晶胞中Ca的个数为8×＋2＝3，N的个数为8×＋2×＝3，B的个数为4×＝1，则化合物的化学式是Ca3N3B；其摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值是NA，晶胞体积为a2c×10-30 cm3，则晶体的密度为×1030 g·cm-3。 [答案]　a　Ca3N3B　×1030 4．(2024·广东卷，T18节选)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝________，其立方晶胞的体积为________nm3。 [解析]　合金的晶体结构可描述为两种结构单元各4个交替排列，Co位于顶点、面心、体心和棱心，Ga、Ni位于晶胞内部，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝2∶1∶1；晶胞棱长为2a nm，故晶胞的体积为8a3 nm3。 [答案]　2∶1∶1　8a3 (1)晶体中Ni与Co的最短距离为____________nm(用a表示)，每个Ga周围最近且等距离的Ni有________个。 (2)若Co、Ga、Ni的相对原子质量分别为M1、M2、M3，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度为________g·cm-3(用计算式表示)。 [答案]　(1)a　6　(2)(或×1021) 1．(2025·内江三模，节选)Li2O晶胞如图所示。已知：晶胞棱长为0.531 7 nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。 (1)若p离子坐标为，则q离子坐标为________。 (2)该晶体的密度为______________(只列计算式)g·cm-3。 [解析]　(1)若p离子坐标为，则q离子坐标为。 (2)该晶胞中含有8个锂离子，结合化学式Li2O，该晶体的密度为 g·cm-3＝ g·cm-3 [答案]　(1)　(2) 2．(2025·河南创新联盟)含硒化合物应用广泛，如硒化锌可用于制造红外线光学仪器。硒化锌为立方晶胞，其结构如图1所示，晶胞的俯视图如图2所示。b处Se的坐标为(0，0，0)，则d处Zn的坐标为________；用NA表示阿伏加德罗常数的值，该硒化锌晶体的密度为________g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。 [解析]　由题图可知，d处Zn的坐标为；据“均摊法”，晶胞中含8×＋6×＝4个Se、4个Zn，则晶体密度为＝ g·cm-3。 [答案]　　 3．(2025·广州一模，节选)将“沉淀1”中所得的Mn(OH)2焙烧，可制得锰的某种氧化物，其立方晶胞结构如图中A所示(Mn和O原子省略)，晶胞棱长为c nm。A可看作是ⅰ、ⅱ两种基本单元交替排列而成。 (1)该氧化物的化学式为________。 (2)设该氧化物最简式的相对分子质量为Mr，则晶体密度为________g·cm-3(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。 [解析]　(1)每个ⅰ单元含Mn的个数：4×＋1＝，含O的个数：4，每个ⅱ单元含Mn的个数：4×＋4＝，含O的个数：4，每个晶胞含4个ⅰ单元和4个ⅱ单元，故晶胞中含Mn的个数：×4＝24，含O的个数：(4＋4)×4＝32，N(Mn)∶N(O)＝3∶4，故氧化物的化学式为Mn3O4。 (2)ρ＝ g·cm-3＝×1021 g·cm-3。 [答案]　(1)Mn3O4　(2)×1021 4．(2025·新乡三模，节选)ScF3和ScCl3晶体类型相同，其中ScF3的晶胞结构如图所示。已知ScF3熔点为1 552 ℃，ScCl3熔点为960 ℃，试解释二者熔点差异的原因：__________________________________________________。 ScF3晶体密度为a g·cm-3，NA表示阿伏加德罗常数的值，Sc和F的半径分别为x pm、y pm，则ScF3晶体的空间利用率为________(用含a、x、y和NA的计算式表示，不必化简；空间利用率＝×100%)。 [解析]　根据二者沸点数据可知二者为离子晶体。离子半径：F-<Cl-，则离子键强度：ScF3>ScCl3，熔点：ScF3>ScCl3。由题图可知，每个ScF3晶胞中含有1个ScF3，晶胞质量为 g，晶胞体积为 cm3，而原子总体积为π(x3＋3y3)×10-30 cm3，故晶体的空间利用率为×100%。 [答案]　二者均为离子晶体，离子半径：F-<Cl-，则离子键强度：ScF3>ScCl3，熔点：ScF3>ScCl3(合理即可)　×100% 专题数智作业(十二) 选择题和题空突破 晶体结构与性质 (分值：50分) (选择题每小题5分，每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．(2025·辽宁名校联考)锡是现代工业和技术发展中不可缺少的金属材料。已知白锡(体心四方)和灰锡(立方晶体，与金刚石类似)的转化关系如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．基态Sn原子的价层电子排布式为4d105s25p2 B．白锡和灰锡互为同位素 C．白锡和灰锡的相互转化为可逆反应 D．白锡与灰锡的密度之比为c3∶4a2b D　[Sn是第五周期第ⅣA族元素，最外层有4个电子，价层电子排布式为5s25p2，A错误；白锡和灰锡均为锡的单质，互为同素异形体，B错误；白锡和灰锡可以相互转化，但转化条件不同，故二者的相互转化不是可逆反应，C错误；白锡晶胞中Sn原子数为8×＋1＝2，灰锡晶胞中Sn原子数为8×＋6×＋4＝8，二者的密度之比为∶＝c3∶4a2b，D正确。] 2．(2025·广西二模)Cu2O、Li2O、CaTiO3在光电领域有重要作用，三种晶体的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．Cu2O和Li2O结构不同的主要原因是离子半径比不同 B．CaTiO3的熔点主要取决于所含Ti—O的键能 C．Li2O和CaTiO3中均含有属于周期表s区的元素 D．Cu2O和Li2O中阳离子配位数之比为1∶2 B　[Cu2O和Li2O均为离子晶体，但是结构不同的主要原因是离子半径比不同，A正确；CaTiO3为离子晶体，而离子晶体的熔点主要取决于离子键的强弱，B错误；Li和Ca均属于周期表s区，C正确；根据晶胞的位置关系，Cu2O晶胞中，Cu+周围有2个O2-，因此Cu+的配位数为2，Li2O晶胞中，Li+周围有4个O2-，Li+的配位数为4，可知Cu2O和Li2O中阳离子配位数之比为1∶2，D正确。] 3．碳化铍的晶胞结构及晶胞俯视图如下图所示，晶胞参数为a pm，NA表示阿伏加德罗常数。下列说法不正确的是(　　) A．铍原子和碳原子之间的最近距离为a pm B．与碳原子周围距离最近的铍原子有6个 C．碳化铍的密度为 g·cm-3 D．碳化铍与水反应的化学方程式为Be2C＋4H2O===2Be(OH)2＋CH4↑ BC　[由晶胞结构知，铍原子和碳原子之间的最近距离为体对角线的，即为a pm，A正确；以面心碳原子为研究对象，与碳原子周围距离最近的铍原子有8个，B不正确；1个晶胞中含C：个＝4个，含Be：8个，碳化铍的化学式为Be2C，晶胞的质量为 g＝ g，晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，则碳化铍的密度为＝ g·cm-3，C不正确；碳化铍与水反应的化学方程式为Be2C＋4H2O===2Be(OH)2＋CH4↑，D正确。] 4．(2025·邯郸三模)铜的一种化合物的晶胞如图所示，晶胞的边长为x pm，NA为阿伏加德罗常数的值，铜原子a的分数坐标为。下列说法错误的是(　　) A．铜原子b的分数坐标为 B．将晶胞从上下两面对角线方向切开得到的切面图为 C．a、c两个铜原子间的距离为x pm D．晶体中与Cl最近且等距离的Cu有4个 B　[由原子a的分数坐标和晶胞结构可知原子b的分数坐标为，A正确；将晶胞从上下两面对角线方向切开得到的切面图为或，B错误；据晶胞中原子a、c的位置可知，a、c两个铜原子间的距离为晶胞面对角线的，即x pm，C正确；晶体中与Cu最近且等距离的Cl有4个，则与Cl最近且等距离的Cu有4个，D正确。] 5．(2025·重庆联考)KIO3晶体具有良好的光学性能，晶胞为立方体。已知：晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　) A．与K最近且距离相等的O的数目为6 B．1个晶胞中含有2个K原子 C．K和O的最近距离为a nm D．该晶体密度ρ＝ g·cm-3 D　[K位于顶点，O位于面心，与K最近且距离相等的O的数目为12，A错误；1个晶胞中含有8×＝1个K原子，B错误；面对角线上K和O最近距离为a nm，C错误； 1个晶胞含1个KIO3，ρ＝ g·cm-3，D正确。] 6．(2025·辽宁名校5月联考)Fe(原子半径为r pm)存在三种不同的晶体结构，其立方晶胞结构如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．δ-Fe晶胞的棱长为r pm B．α-Fe与δ-Fe的性质不完全相同 C．γ-Fe中Fe原子的配位数为12 D．α-Fe中，每个Fe原子位于距其最近且等距的Fe原子构成的正八面体空隙中 A　[由晶胞结构可知，δ-Fe为体心立方堆积，体对角线的长度为铁原子的原子半径的4倍，设晶胞棱长为a pm，则4r＝a，解得a＝r，A错误；由晶胞结构可知，α-Fe与δ-Fe的晶胞结构不同，密度等物理性质存在差异，性质不完全相同，B正确；由晶胞结构可知，γ-Fe为面心立方堆积，位于顶点的铁原子与位于面心的铁原子距离最近，共有12个，所以铁原子的配位数为12，C正确；由晶胞结构可知，α-Fe晶胞中，顶点Fe原子周围有6个距其最近且等距的Fe原子，其空间分布为正八面体，D正确。] 7．(10分)(2025·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＝________。(5分) (2)ZnS晶体的摩尔体积Vm为________m3·mol-1。(5分) [解析]　(1)根据“均摊法”，题图的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，则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。 [答案]　(1)6∶1　(2) 8．(10分)(2025·江南十校联考，节选)氧化铈(CeO2)是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，Ce4+和Ce3+之间可进行可逆的电荷转移。假设CeO2晶胞棱长为a pm。 CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为________pm(用含a参数表示)，每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为________(用含x参数表示)。 [解析]　Ce4+占据顶点和面心位置，为面心立方堆积，O2-填充在四面体空隙处，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为晶胞体对角线长度的，即a pm；假设CeO2-x中Ce4+和Ce3+的个数分别为m和n，则m＋n＝1，由化合价代数和为0可得4m＋3n＝2×(2－x)，解得m＝1－2x，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的Ce4+或Ce3+的个数为8×＋6×＝4，所以每个晶胞中Ce4+的个数为4－8x。 [答案]　a　4－8x 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $