上分专题7 确定晶胞中的微粒数目和晶体的化学式-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（鲁科版）

课 上分专题7 确定晶胞中的微粒数目和晶体的化学式 命题密钥 晶胞是高考考查的重要知识，点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。 分析晶体的结构，一是要掌握晶体组成的计算方法，二是要有扎实的立体几何知识，三是要熟 悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。 考点觉醒 ●均摊法确定晶胞组成 确定晶胞组成— 晶胞中任意位置上的一个原子如果是被个晶胞所共有，那么，每个 均摊法 原子对这个晶胞的贡献就是】 n 位于面上+ 同为2个晶胞所共有，该 粒子的)属于该晶胞 (1)长方体（正方体）晶胞中 位于项 同为8个晶胞所共有，该 不同位置的粒子对晶胞的 粒子的g属于该品胞 位于内部整个粒子都属于该晶胞 贡献 位于棱上 同为4个晶胞所共有，该 粒子的}属于该晶胞 为12个品胞所共有，属于该品胞 为4个晶胞所共有，属于该晶胞 ①正三棱柱 为6个晶胞所共有，属于该晶胞 处于晶胞内部，全部属于该晶胞 类型 (2)非长方 体（非正方 0顶点：为6个晶胞共有，石属于滨品跑 体)晶胞中 ·侧棱：为3个晶胞共有， 属子该晶胞 3 粒子对晶胞 ②六棱柱晶胞 的贡献视具 △底面上的校：为4个品胞共有，属 体情况而定 于该晶胞 ⊙西心：为2个品胞果有，宁属于孩昌跑 ③石墨晶胞 (六边形) ·顶点：为3个六边形共有，了属于该六边形 18化学|选择性必修2·LK 实战演练日 1.*(2024·福建泉州高二期中)某晶体具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构 如图所示，该晶体所表示的化学式是 ●B o A.AB, B.A3Ba C.AB3 D.A2B3 2.(2025·四川绵阳高二期中)两种晶体的晶胞如图所示。已知图甲晶胞中a点坐标为(0， 0,0)。图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃。下列叙述正确的是 () OB A.图甲、图乙对应的晶体都是离子晶体 R图甲品監中1点原子分数坐标为经，子) C.图乙晶体的化学式为MgB2 D.图甲晶胞中，B原子的配位数为8 3.(2025·浙江宁波高二期末)关于氟及其化合物，下列说法不正确的是（设N4为阿伏加德 罗常数的值) A.已知电负性：F>0,则OF2中0为正价 Ca2 B.1L0.1mol·L1NaF溶液中含F数日为0.1N C.右图为CaF2晶胞，每个Ca2+周围紧临且距离相等的Ca2+有12个 D.4HF+Si02=SiF4↑+2H20,每生成1 mol SiF4,断裂4 mol Si--0 4.*(2024·湖北武汉高三开学考试)在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图 所示，则下列说法错误的是 () A.钙钛矿的化学式为CaTi03 ·氧离子 B.晶胞中Ca2+的配位数为12 0钛离子 ○钙离子 C.其组成元素的电负性大小：O>Ca>Ti a元x10'g·cm D.若晶胞参数为anm,则晶体密度为136 5.*1科技前沿(2025·湖南长沙高三模拟)Li2(0H)C1在固体离子电导方面具有潜在的应用 前景。其两种晶型中，一种为长方体形晶胞（图1，长方体棱长分别为anm、bnm、cnm),另一 种为立方体形晶胞（图2，Cl居于立方体中心，立方体棱长为dnm)。 已知：图2晶胞中，部分锂离子位置上存在缺位现象。 黑白题·上分秘籍19 下列说法错误的是 4.图2晶胞中，锂离子的总缺位率为 ●Li计 O c B.图2晶胞中，氯离子周围紧邻的锂离子的平均数目为12 C.两种晶型的密度近似相等，则c= 2d ab D.Li,(OH)Cl为离子晶体，晶体中含有离子键和共价键 图1 图2 6.*一种铁基超导材料CanFe,As,在低温高压下能显示出独特的电子性质，其晶胞结构及铁 原子沿z轴方向的投影如图所示。体心与顶点的Ca原子有着相 oOO 同的化学环境，底边边长为apm,高为bpm,1号As原子的分数坐 Q As Ca Fe 1 标为(0,0,0.628)。下列说法正确的是 ( A.m=1,n=1 0372 B.Ca2+的配位数为12 C.该晶体的密度为3.02×10 a2bW8·cm D.2号As原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.128) 7.金刚石和石墨的结构如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）： 金刚石晶胞 石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是 。金刚石晶胞含有 个碳原子；若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为α，根据硬球接触模型，则r= a(不 要求计算结果)。 8.**铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图甲所示。 O氧离子 O氧离子 oo ●钙离子 ●钙离子 0铬离子 O铬离子 (1)该化合物的化学式为 0 (2)请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的投影图。 (3)氧离子与钙离子的最近距离为apm,设阿伏加德罗常数为N,则该复合氧化物晶体的密度 为 g·cm3(列出计算式)。 20化学|选择性必修2·LK含有3ol氢键；硼酸分子之间形成氢键，使硼酸缔合成层状大分子， 在冷水中与水分子形成的氢键少，溶解度小，而加热使硼酸分子之间 形成的氢键被破坏，硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加 热时硼酸的溶解度增大。 6.(1)BD(2)A1-H…H-F 解析：(1)Na[A1(OH)4]溶液中水破坏了离子键，溶液中存在的化学 键为O一H极性键和配位键，故选BD。(2)双氢键是指带正电的H 原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用，NHAH3与H亚 形成的双氢键可表示为A一H…H一F。 7.(1)[Cu(H20)4]S04平面四边形N、F、H三种元素的电负性：> N>H,在NF,中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得N原子的 原子核对其孤电子对的吸引力增强，难与C2+形成配位键 (2)①用SCN检验Fe3*时，SCN会与OH竞争结合Fe3*,pH升高， OH更易与Fe3+结合，酸性条件下，OH浓度减小，SCN-可以与Fe3+ Cl、 C CI 结合② Fe Fe CI 解析：(1)将白色CuS0,粉末溶于水中，Cu2+与水分子形成水合离子 使溶液呈蓝色，则蓝色物质的化学式为[C(H20)4]S04;往硫酸铜 溶液中加人过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子，中心Cu2+发生 dsp2杂化，该配离子的空间结构为平面四边形；NF3不易与Cu2+形成 配离子，则表明其形成配位键的能力不强，其原因是N、F、H三种元 素的电负性：F>N>H,在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原 子，使得N原子的原子核对其孤电子对的吸引力增强，难与Cu2+形 成配位键。(2)①试管1溶液变红，试管2溶液不变色，则表明酸性 条件下SCN更易与Fe+结合，碱性条件下Fe3+可能易与OH结合， 所以SCN~检验Fe3+需在酸性条件下进行的原因是用SCN~检验Fe3+ 时，SCN会与OH竞争结合Fe3+,pH升高，OH更易与Fe3+结合，酸 性条件下，OH浓度减小，SCN可以与Fe3+结合。②双聚分子的化 学式为Fe2Cl6,则分子内可形成配位键，其结构式为 C、 CI Fe. CI 上分专题7确定晶胞中的微粒 数目和晶体的化学式 1.B解析：从基本结构单元分析得知，B原子的成键有连两个A原子 和连三个A原子两种情况，连两个A原子的B原子完全属于该基本 结构单元，处在中心的连三个A原子的B原子完全属于该基本结构 单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单 元含有6个A原子和7+3× 3=8个B原子，故化学式为AB4;故 选B。 2.C解析：图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃，前者熔 点很高是共价晶体，后者熔点较高是离子晶体，A错误；根据图甲晶 胞的结构以及a的坐标参数可知d的坐标是3,1,1）】 （4’4'4,B错 误：图乙晶体中硼原子在内部，每个晶胞中有6个B原子，镁原子位 于晶胞的顶点和面心，均摊法计算为12×。+2x分=3，化学式为 MgB2,C正确；由图可知，图甲晶胞中，硼原子与氮原子的配位数都是 4,D错误。 3.B解析：电负性越小，在化合物中吸引电子能力越弱，元素化合价为 正值，电负性：F>0,则OF2中0为正价，A正确；NaF为强碱弱酸盐， 在溶液中F会发生水解生成HF,则1L0.1mol·L1NaF溶液中含 F数目小于0.1NA,B错误；CaF2晶胞中，Ca2+周围紧临且距离相等 的Ca2+位于此品胞的4个顶点与4个面心，还有下一个品胞的4个 面心，共12个，C正确；1 mol Si(02中含有4 mol Si-一0,1 mol SiF4中含 上分秘籍参考答案 有4 mol SiF4,根据方程式，每生成1 mol SiF4,消耗1 mol Si02,即断 裂4 mol Si-一0，D正确。 4.C解折：据均裤法~，品胞中含8x日=1个，1个Ca,12x}=3 个0，则钙钛矿的化学式为CaTi03,A正确；由图可知，晶胞中Ca2+最 近的氧离子为12，配位数为12，B正确；同周期从左到右，元素的电 负性逐渐增大；同主族由上而下，元素电负性逐渐减小：电负性大小： M 0>>Ca,c错误；若品胞参数为am,则品体密度为。×10 g·cm3 136×1021g·cm3,D正确。 a3 NA 5.B解析：根据化学式Li2(OH)Cl知，该晶胞中应该含有2个Li,图 2中C1个数为1,0H个数为8× =1，个数为12x子3，而由化 学式，(0H)C1知，该晶胞中含有2个，锂离子的缺位率为， 3,A正确；图2晶胞中，晶胞中位于体心的氯离子与位于12条棱上 的馄离子距离最近，但鲤离子的缺位率为了，则氯离子周围紧邻的 锂离子的平均数目为12x(1号)8，B错误：图1中@个数为2， 0个数为8x名+4x分=-2，长方体中正个数为8x子1+2x子=4， 8 2M 则晶体密度为 10gm32×10gm3g结合人分折. be abcNA M 图2中晶胞密度 变x102g·m3=M×10产g·m3,两种晶型的 dN 2d 密度近似相等，则cW,×10g·cm3-N Mx102gcm3,c=ab’ C正确：Li,(0H)C1中存在锂离子、氯离子、氢氧根离子，为离子晶 体，氢氧根离子中存在氢氧共价键，故晶体中含有离子键和共价键， D正确。 6D解折：结合均推法可知，品胞中e原子数为8x了=4，原子数 为8x+2=4,Ca原子数为8xg+1=2,晶胞的化学式为Ca6A, 故m=1,n=2,A错误：Ca2+的配位数应该是离它最近且距离相等的 As3-个数，由品胞示意图可知为8，即体心上的Ca2+周围最近的8个 As3,B错误；由A项分析知，晶胞的化学式为CaFe2As2,则该晶胞的 质量为2×40+4x×56+4×75 ,该晶胞的体积为a2b×100cm3,故该晶体 2×40+4×56+4×75 m NA 86.04×102 的密度为p7xI0m0g·cm,C错误， 晶胞中1号As原子的分数坐标为(0,0,0.628)，体心的Ca原子与顶 点的Ca原子有着相同的化学环境，则体心的Ca原子与2号As原子 的距离为0.372b,2号As原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.128)，D 正确。 728骨 解析：石墨层状结构中，每个正六边形含有6个碳原子，每个碳原子 形成3个共价键，被3个正六边形共用，则平均每个正六边形占有的 .1 碳原子数是6×子=2。金刚石晶胞中，含有碳原子的个数为8×8+ 6x4=8:若碳原子半径为，金刚石品胞的边长为，根据硬球接 黑白题29 触模型，正方体体对角线长度的！就是C一C的健长，即。=2，则 r= 8a。 140 8.(1)CaCr03 (3) (2ax10-10)3NA 解析：(1)由均摊法可知，该晶胞中02的个数为6×】=3，Ca2+的个 2 数为8×8 =1,铬离子的个数为1，该化合物的化学式为CaCr03。 (3)钙离子和氧离子的最近距离为晶胞面对角线长度的一半，则晶 胞面对角线长度为2apm,晶胞参数为√2apm,晶体的密度为 140 g·cm3。 (√2a×10-10)3N 上分专题8晶胞投影及晶胞计算问题 1.A解析：由投影图可知晶胞中锌离子为面心立方堆积，硫离子位于 锌离子围成的四面体空隙中，故$2-周围等距且最近的$2-有12个， A错误；锌元素的原子序数为30，基态原子的核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p63d104s2,原子轨道的数目与核外电子的空间运动状态 数目相等，s轨道、P轨道、d轨道的数目分别为1、3、5，所以锌原子核 外电子共有15种空间运动状态，B正确：S产处于体对角线的4处，体对 角线长为50四放2公“与S产的最短距离为”p四.C正确：同周期 元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，第VA族元素原子核外电子 为半满状态，第一电离能大于相邻元素，且Cl、A“元素第一电离能也 大于S,故第三周期第一电离能比S大的元素有P、Cl、Ar,共3种，D 正确。 2.A解析：Cu元素的价电子排布式为3d104s',Ni的价电子排布式为 3d84s2,失去一个电子后Cu*的价电子排布式为3d0,Ni*的价电子排 布式为3d34s1,3d10是全充满的稳定状态，故Cu元素的第二电离能 大于Ni元素的第二电离能，A正确；该晶胞中含有1个Cu原子，含 有3个Ni原子，则1个晶胞含有1个CuNi3,Cu元素的质量分数约为 64+59×3×100%=26.6%,B错误；根据晶胞结构可以得出离Cu原子 64 最近且等距的N原子有12个，C错误；白铜晶体的密度为 aW8·pm3,D错误。 241 3.D解析：根据图中信息可知，铁硒层中Se的配位数为4，Se与Fe原 子的个数比为1：1，所以Fe原子的配位数也为4，A正确：由平面投 影图可知，4个随原子位于侧面上，其个数为4x子=2，B正确；由平 面投影图可推知，1号Fe原子位于侧竖棱上，2号Fe原子位于体心， 111 坐标为(2,2,2)，C正确；铁硒层中铁、硒原子个数均为2，再结 合化学式可知一个晶胞的质量为(7x0.8+56×0.2+17+56+79)×2 NA g, 一个晶胞的体积为V=a2b×10-21cm3,则该晶体密度为p= (7×0.8+56×0.2+17+56+79)×2 NA 83.376×102 a2b×10-21cm3 g·cm3,D错误。 a'bN 4.D解析：晶体中与Si原子距离最近的Mg原子有8个，A错误；根据 原子在晶胞中的位置，晶胞在对角面egh上的投影图为 ,B错误：晶胞中相距最近的Si原子与Mg原子 选择性必修2·LK 间的距离为体对角线的四分之一，即为3anm,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p nax107)W8cm3=4x76x102 =4×28+8×24 aNA ·cm3,D正确 5.D解析：该晶体的晶胞不是六棱柱，而是实线部分表示的平行六面 体，各原子在晶胞中的位置可参考图(a)、(b),如果将平行六面体抽 取出来，晶胞如(b)所示，La在顶点，Ni在面心有4个，其中顶层和底 层各2个，均摊后各1个，前后左右4个面各1个，均摊后共2个；体 心1个，故LaNi,合金中x的值为5，A错误；以顶点Ia原子为例， LaNi.晶胞中与1个La距离最近的La原子位于相邻顶点，个数为6 (上下、前后、左右)，不是8个，B错误；结合图(c)、(d)分析，晶胞中 和“■”同类的八面体空隙有3个，和“▲”同类的四面体空隙有6 个，C错误；六方晶胞体积V=a2csin0=(500×10-10)2×400×10-10× 9×1 =m=6x1025 im60°=8.5x109cm,p=V8.5x10s8·m3=0.18gcm3,D 正确。 ®c解折在围乙中者M的坐标为（行，分观察品激结构可 知，N位于右侧面上。N在x轴方向处于晶胞的边界，坐标为1：在y 轴方向处于子的位置；在：轴方向处于？的位置，所以N的坐标为 (,?,）,A正确。在图乙中，由M坐标计算-Au间最近距 离。观察可知，五-A如间最远范腐为，√（合）+(？) /+6三42+b2三56=5b(m),B正确。在图甲中，根 W4+i6√16 =N16 据均推法计算原子个数。A加原子位于顶点，个数为8×令-1：五原 子位于面心，个数为6× 2=3,晶胞边长为anm。根据晶体密度公式 p了7XW该晶胞的摩尔质量M=197+48X3,品照体积V mM 197+48×3 =(ax107)Pm,所以a-TAu的密度PwNa(ax107)8· cm3。在图乙中，Au原子有8个位于顶点，1个位于体心，个数为8× 名1=2，T原子位于面上，个数为12x子=6，晶胞边长为6m。该 晶胞的摩尔质量M=2×(48×3+197),晶胞体积V晶胞=(6×107)3 2×(48×3+197) m,所以B-T,Au的密度Pz,Xbx103g·em3。则a- 197+48×3 Ti,Au与B-T,Au晶体的密度之比为P= Na×(a×10-7)下 PZ 2×(48×3+197) N×(6x107)3 2x(48x3+197列×ax107=2×2=b3:2x3,C错误。在&- 197+48×3 (6×10-7)31、63 TiAu中，以顶点的Au为例，观察其周围最近且等距的Ti的个数。 可以将晶胞扩展，会发现每个顶点的Au周围有3个面心的T,而每 个面心的T被2个晶胞共用，所以Au周围最近且等距的T的个数 为分×38=12，D正确。 上分专题9新高考背景下的模块融合 1.C解析：物质A因其受热分解产生W2而受到新能源汽车行业的关 注，且W在化合物T中仅形成一条共价键，则W为H,已知X的价电 子排布式为ns"p-1(n-1>0),Y的基态原子单电子数目在短周期 黑白题30