第51～49天 押配合物与超分子、晶体结构【上好课】2026年高考化学60天冲刺

第51天 押配合物与超分子 从配位键到超分子自组装 1．（2025·甘肃·高考真题）我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a)，该分子和客体分子可形成主客体包合物：被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是例1 A．主体分子存在分子内氢键 B．主客体分子之间存在共价键 C．磺酸基中的S—O键能比小 D．和中N均采用杂化 【答案】B 【解析】A．主体分子内羟基与磺酸基相邻较近，磺酸基中含有羟基的结构，可以形成分子内氢键，A正确；B．主体与客体间通过非共价键形成超分子，B错误；C．已知单键的键能小于双键，则S-O的键能比S=O键能小，C正确；D．N原子价电子数为5，中N有4条键，失去1个电子形成阳离子，无孤对电子，采用sp3杂化，中N有3条键，1对孤对电子，价层电子对数为4，采用sp3杂化，D正确；故选B。 （2024·湖北·高考真题）科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是例2 芳烃 芘 并四苯 蒄 结构 结合常数 385 3764 176000 A．芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子 B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同 C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘 D．芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合 【答案】B 【解析】A．“分子客车”能装载多种稠环芳香烃，故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子，A项正确；B．“分子客车”的长为2.2nm、高为0.7nm，从长的方向观察，有与并四苯分子适配的结构，从高的方向观察则缺少合适结构，故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性，B项错误；C．芘与“分子客车”中中间部分结构大小适配，故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘，C项正确；D．芘、并四苯、蒄中碳原子都采取sp2杂化，π电子数依次为16、18、24，π电子数逐渐增多，与“分子客车”的结合常数逐渐增大，而结合常数越大越稳定，故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合，D项正确；答案选B。 （2024·吉林·高考真题）环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是例3 A．环六糊精属于寡糖 B．非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子 C．图2中甲氧基对位暴露在反应环境中 D．可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚 【答案】B 【解析】A．1mol糖水解后能产生2~10mol单糖的糖称为寡糖或者低聚糖，环六糊精是葡萄糖的缩合物，属于寡糖，A正确；B．要和环六糊精形成超分子，该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸，故不是所有的非极性分子都可以被环六糊精包含形成超分子，B错误；C．环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)腔内极性小，可以将苯环包含在其中，由图3可知，苯甲醚直接和HOCl反应时，Cl原子取代苯甲醚中苯环的邻位和对位H原子的物质的量的比为2：3，而加入环六糊精后Cl原子取代苯环对位H原子的物质的量的远大于邻位，说明图2中甲氧基对位暴露在反应环境中，C正确；D．环六糊精空腔外有多个羟基，可以和水形成分子间氢键，故环六糊精能溶解在水中，而氯代苯甲醚不溶于水，所以可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚，D正确；故选B。 （2025·浙江·高考真题）能代表化合物的结构片段如图(氢原子未画出)，下列有关该化合物的描述不正确的是例4 A．图中球①代表原子团 B．该化合物易溶于水 C．作还原剂时，该化合物释放 D．氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键 【答案】D 【解析】由结构片段可知，结合化合物化学式可知，各部分结构如图：；A．可表示为，其中①号氮原子要提供孤对电子与形成配位键，而结构中无孤对电子，故①表示，A正确；B．该化合物属于可溶性盐，且可与水形成氢键，因此易溶于水，B正确；C．作还原剂时，化合价升高转化为N2和，因此该化合物释放，C正确；D．中①号氮原子与Zn2+形成配位键，旁边的氮原子与形成配位键，因此氮原子上没有孤电子对，但中含有氧原子，晶体中存在氢键，D错误；故选D。 （2025·河南·高考真题）自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量(x为整数)。例5 下列说法正确的是 A． B．第一电离能： C．该化合物中不存在离子键 D．该化合物中配位数与配体个数相等 【答案】A 【解析】A．该化合物在氦气的气氛中加热，先失去CH3OH，若x=1，CH3OH的质量分数为，结合图像可知，该化合物中x=1，故A项说法正确；B．同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能：N>O>C，故B项说法错误；C．该化合物中，配离子与之间为离子键，故C项说法错误；D．该化合物中，根据O、N原子成键数可知，O-Fe为共价键，N-Fe为配位键，配位数为与中心原子或离子键合的原子总数，因此配位数为6，配体为与中心原子或离子形成配位键的分子或离子个数，因此配体个数为2，故D项说法错误；综上所述，说法正确的为A项。 （2025·陕晋青宁卷·高考真题）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图，下列说法错误的是例6 A．该索烃属于芳香烃 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键 【答案】C 【解析】A．该物质是由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，含有苯环，属于芳香烃，A正确；B．质谱仪可测定相对分子质量，质谱图上最大质荷比即为相对分子质量，B正确；C．该物质为分子晶体，分子间存在范德华力，C错误；D．该物质含有共价键，破坏 “机械键”时需要断裂共价键，D正确；故选C。 配合物与超分子是近年高考化学的新增热点，命题呈现“情境新颖、结构复杂、综合性强”的特点。试题常以科研前沿成果（如分子识别、自组装、主客体化学、机械键、冠醚、杯芳烃、瓜环等）为情境，考查配合物的组成、结构、性质（配位数、配位键、杂化方式、稳定性等）以及超分子的两大特征（分子识别与自组装）。命题趋势是从“单一配合物识别”转向“超分子体系综合应用”，要求学生能够从复杂结构中提取关键信息，运用配位键、氢键、范德华力等微观作用力解释宏观性质（如识别选择性、溶解性、稳定性等）。预计2026年将继续以“结构决定性质”为主线，强化对配合物和超分子本质的理解，体现化学学科在材料、催化、分子机器等领域的前沿应用。 常考的方向有： · 超分子的两大特征——分子识别与自组装：分子识别：主体分子（如冠醚、杯芳烃、瓜环、环糊精）的空腔结构对客体分子具有选择性适配，空腔直径与客体分子尺寸匹配时形成稳定超分子。自组装：分子通过非共价键自发形成有序结构。常见考点：18-冠-6识别K⁺；15-冠-5识别Na⁺；瓜环识别三聚氰胺；杯芳烃识别对甲基苯乙烯。 · 配合物的组成——中心离子、配体、配位数、配位原子：配位数：直接与中心离子键合的配位原子总数。配体：提供孤对电子的分子或离子。配位原子：配体中直接与中心离子成键的原子。常见考点：多核配离子中Pt的配位数；[Cu(NH₃)₄]²⁺的配位数为4、配体为NH₃。 · 配合物中的化学键——配位键、σ键、π键：配位键：成键原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道，属于共价键的一种。常见考点：二茂铁中Fe²⁺与环戊二烯负离子之间的配位键；[Cu(NH₃)₄]²⁺中Cu²⁺与NH₃之间的配位键；四脲大环与有机磷酸盐阴离子之间通过氢键结合，而非配位键。 · 氢键在超分子中的作用：氢键是超分子形成的主要作用力之一，属于分子间作用力，不属于化学键。常见考点：杯芳烃分子与H₂O₂之间的氢键；环糊精与客体分子之间的氢键；三聚氰胺与瓜环之间的氢键；四脲大环与有机磷酸盐阴离子之间的氢键。 · 冠醚的识别机制与结构特点：冠醚空腔直径与碱金属离子半径匹配时，通过离子-偶极作用形成稳定配合物，实现分子识别。常见考点：18-冠-6识别K⁺；15-冠-5识别Na⁺；12-冠-4识别Li⁺。冠醚分子中含饱和碳原子，所有原子不共平面。 · 环糊精的结构与应用：环糊精由D-吡喃葡萄糖缩合而成，具有空腔结构，腔内极性小、腔外极性大，可包合非极性分子形成超分子。常见考点：环六糊精属于寡糖；可用于分离异构体（如氯代苯甲醚的邻对位选择性）；非极性分子需尺寸匹配才能被包合。 · 杯芳烃的结构与识别：杯芳烃具有杯状空腔结构，可通过氢键、π-π堆积等作用识别客体分子。常见考点：杯芳烃分子内存在氢键；腔内羟基修饰可改变分子识别能力；可引导特定分子进入空腔进行反应。 · 瓜环的结构与识别：瓜环是由甘脲单元缩合形成的低聚物，具有刚性空腔，可识别并“装进”不同分子。常见考点：生成瓜环的反应涉及加成与缩合；瓜环分子结构对称，氢原子种类少；与三聚氰胺通过氢键和范德华力结合。 · 二茂铁的结构与性质：二茂铁是典型夹心配合物，Fe²⁺位于两个平行茂环之间，形成配位键，整体为分子晶体。常见考点：茂环中所有原子共平面；茂环负离子形成大π键；二茂铁可发生取代反应；二茂铁转化为DNF为取代反应。 · 配合物的空间结构与杂化方式：配合物的空间构型由中心离子杂化方式决定：sp³杂化（四面体）、dsp²杂化（平面正方形）、sp³d²杂化（八面体）。常见考点：[Cu(NH₃)₄]²⁺为平面正方形；[Zn(NH₃)₄]²⁺为正四面体；[Fe(CN)₆]³⁻为八面体。 · 配合物的稳定性与溶解性：配合物的稳定性取决于中心离子与配体的匹配程度（软硬酸碱理论）。常见考点：Cu²⁺与NH₃形成稳定配离子，Mg²⁺不能；冠醚与碱金属离子的配合物可增大碱金属盐在有机溶剂中的溶解度。 · 机械键与索烃：机械键是两个或多个分子在空间上穿插互锁形成的结合形式，不涉及化学键，破坏机械键需断裂共价键。常见考点：索烃由两个全苯基大环分子通过机械键结合；索烃属于芳香烃；质谱法可测定相对分子质量；分子间仍存在范德华力。 · 胶束与自组装：两亲性分子在水溶液中可自组装形成胶束，亲水部分在外、疏水部分在内。常见考点：胶束形成体现超分子自组装；pH变化可改变分子所带电荷，影响胶束形态；非极性分子（如苯）可被包裹在胶束内腔。 · 配合物中的大π键与共平面性：当配体具有共轭结构时，可形成离域大π键，使环上所有原子共平面。常见考点：邻二氮菲分子中所有原子共平面；环戊二烯负离子中所有原子共平面；五元环上原子处于同一平面。 (一)配位键与配合物 1．配位键的形成 配位键是一种特殊的共价键，配体提供孤电子对，中心原子(或离子)提供空轨道形成配位键。 2．确定配体中配位原子的方法 （1）配体中有孤电子对的原子才可能成为配位原子。 （2）当配体中有多个原子含有孤电子对时，根据元素的电负性大小确定配位原子。元素的电负性越大，其原子越不容易提供孤电子对。如SCN-中C无孤电子对，S和N均有孤电子对，且电负性：N>S，所以形成配合物时，配位原子一般为S。 3．配位键的数目及配位数的判断 （1）单齿配体：只有一个配位原子的配体的配合物，中心离子的配位数＝配体的数目。 如:K3[Fe(CN)6]配位数：6；[Co(NH3)5(H2O)]Cl3配位数：6。 （2）多齿配体：含有多个配位原子的配体。螯合物是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物，螯合物具有特殊的稳定性。 例　（1）的配位数：　　　。  【答案】　4 （2）[2019·全国卷Ⅲ，35（2）]FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为　　　　　，其中Fe的配位数为　　　　　。  【答案】　　4 【提醒】配位数不一定等于中心原子(或离子)与配位原子形成的配位键数目，不一定等于配体的数目。当中心原子(或离子)同时形成共价键和配位键时，配位数不等于配位键数目；当中心原子(或离子)只形成配位键时，配位数等于配位键数目。 (二)超分子 1．由两种或两种以上的分子(包括离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 2．超分子内的作用力 主要是氢键、静电作用、范德华力、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 3．重要特征及其应用 （1）分子识别，如“杯酚”分离C60和C70；“冠醚”识别碱金属离子。 （2）超分子自组装：在不受外力介入下，分子自行聚集、组织成规则结构的现象。超分子自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。 1．（2026·山东东营·一模）乙二醛晶体为层状结构，其单层结构如图所示，下列说法正确的是 A．乙二醛晶体是混合型晶体 B．乙二醛晶体层间依靠范德华力结合 C．单层结构中最小重复单元含有4个乙二醛分子 D．乙二醛是非极性分子，加氢产物中含手性碳原子 【答案】B 【解析】A．乙二醛晶体由乙二醛分子构成，层内分子间的氢键属于分子间作用力，层间为范德华力，整体仍属于分子晶体，不是混合型晶体，A错误；B．乙二醛是层状分子晶体，层内分子间通过氢键结合，层与层之间依靠范德华力结合，B正确；C．由图可知，单层结构的最小重复单元为中心平行四边形晶胞，根据均摊法，该最小重复单元含有的乙二醛分子数为个，不是4个，C错误；D．乙二醛结构对称，确实是非极性分子，但乙二醛加氢产物为乙二醇，所有碳原子都连接2个氢原子，不存在连4个不同基团的手性碳原子，D错误；故选B。 2．（2026·四川成都·二模）某些特殊配体与金属可形成结构规整的超分子化合物。现有一种由金属、邻二氮菲以及配体所组成的多核配离子，其结构示意图如下。下列有关说法错误的是 A．分子中所有原子共平面 B．多核配离子中的化合价均为+2价 C．多核配离子中的配位数为6 D．4个配体的空间取向各不相同 【答案】D 【解析】A．分子中形成大 π 共轭体系，所有原子共平面，Ａ正确；Ｂ．设Pt的化合价为x，配体为中性，邻二氮菲为中性双齿配体。多核配离子电荷为+12，共6个Pt，根据配离子总电荷等于中心离子总电荷与配体总电荷的代数和，可得关系式：6x=+12，解得x=+2，说明配离子中Pt均为 + 2 价，B正确；C．从题图结构可知，每个Pt原子与 2 个中性双齿配体邻二氮菲（每个提供 2 个配位 N 原子）和来自两个不同配体的两个N原子相连，配位数为直接与Pt中心相连的配位原子总数，即2×2+2×1=6，因此多核配离子中 Pt 的配位数为 6，C正确；D．配体为对称三齿结构，在八面体多核骨架中，4 个配体的空间取向受对称性约束，并非“各不相同”，存在对称等价的取向，D错误；故答案选D。 3．（2026·云南·模拟预测）铜离子具有很强的配位能力，其形成的配合物具有良好的催化性能。一种铜离子的配合物的结构如图所示，下列说法错误的是 A．基态的未成对电子数为1 B．配合物中，的配位数为4 C．形成配合物M的配体均能与盐酸反应 D．可与水形成分子间氢键，易溶于水 【答案】D 【解析】A．Cu是29号元素，基态Cu原子核外电子排布为，失去2个电子形成后，电子排布变为，3d轨道共5个轨道，填充9个电子后，仅存在1个未成对电子，A正确；B．由结构图可知，图中虚线为配位键，中心周围共有4个配位键，则的配位数为4，B正确；C．该配合物的两种配体都含氨基，均呈碱性，都可以与盐酸中的发生反应，C正确；D．该结构含有氨基，可以和水分子形成分子间氢键，但x的值未知，其水溶性未知，D错误；故答案选D。 4．（2026·湖南长沙·模拟预测）三环氮杂冠醚分子中有四面体配位点的空穴，可与铵根离子结合形成如图所示结构(部分结构未画出，不考虑原子半径大小)。下列有关说法正确的是 A．氮原子的杂化方式为 B．电负性： C．三环氮杂冠醚可增大在有机溶剂中的溶解度 D．与三环氮杂冠继通过4个氢键结合 【答案】C 【解析】A ．该分子中氮原子形成3个σ单键，且含1对孤电子对，价层电子对数为，故氮原子的杂化方式为，A错误；B．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，第二周期元素电负性顺序为，B错误；C．三环氮杂冠醚分子中存在有机基团，与有机溶剂相溶性强，当它与铵根离子结合形成稳定配合物后，会使整个离子一冠醚配合物在有机溶剂中的溶解性增强，溶解度增大，C正确；D．由图可知，与三环氮杂冠醚之间通过4个氢键结合，而不是氢键，D错误；故选C。 5．（2026·四川宜宾·二模）环状配体是一类具有环状结构的分子，能够通过非共价键与客体分子结合，形成稳定的主客体复合物。化合物P是一类新型多功能晶体材料，其合成过程如下图。 下列说法正确的是 A．18-冠-6分子中所有原子共平面 B．L-精氨酸中N原子均为sp3杂化 C．化合物P中阳离子为环状配体，阴离子为客体 D．化合物P中微粒间作用力有离子键、共价键、配位键和氢键 【答案】D 【解析】A．18-冠-6分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，A不符合题意。B．L-精氨酸中含“=NH”结构的N为sp2杂化，B不符合题意。C．根据题目信息，18-冠-6为环状配体，L-精氨酸为客体，C不符合题意。D．P中阴阳离子之间存在离子键，阴阳离子内部均存在配位键，阳离子内部18-冠-6的3个O原子与N—H之间存在氢键，D符合题意；故选D。 6．（2026·湖北恩施·模拟预测）二茂铁是典型夹心配合物，位于两个相互错开的茂环（环戊二烯负离子）之间。二茂铁转化为DNF的反应如下。 下列说法错误的是 A．二茂铁晶体为离子晶体 B．二茂铁转化为DNF为取代反应 C．环戊二烯负离子中所有原子共平面 D．制备DNF的过程中有副产物生成 【答案】A 【解析】A．Fe2+与环戊二烯负离子（C5H5-）之间形成配位键，二茂铁是整体电中性的共价分子，晶体中依靠分子间作用力结合，属于分子晶体，A错误；B．二茂铁茂环上的氢原子被乙酰基取代，属于取代反应，B正确；C．环戊二烯负离子中，所有碳原子均为杂化，形成平面五元共轭大π键，每个碳原子仅连接1个氢原子，因此所有原子共平面，C正确；D．反应中乙酰氯既可以发生二取代得到目标产物DNF，也可以发生单取代，因此题中所示的单取代二茂铁会作为副产物生成，D正确；故选A。 7．（2026·天津和平·一模）在溶有15-冠-5()的有机溶剂中，苄氯()与NaF发生反应： 下列说法正确的是 A．苄氯分子中所有原子均共面 B．电负性： C．离子半径： D．15-冠-5与间存在离子键 【答案】C 【解析】A．苄氯侧链的亚甲基碳原子为杂化，呈四面体结构，因此分子中所有原子不可能共面，A错误；B．同主族元素从上到下电负性逐渐减小，F和Cl同属第ⅦA族，F位于第二周期，因此电负性，B错误；C．和核外电子排布相同（均为10电子，两层电子结构），电子层结构相同时，核电荷数越大，对核外电子吸引力越强，离子半径越小；F的核电荷数（9）小于Na（11），因此离子半径，C正确；D．15-冠-5是分子，与阳离子之间不存在离子键，二者通过非共价键形成超分子，D错误；故选C。 8．（2026·山西临汾·一模）低聚物瓜环卷成空腔。不同空腔尺寸的瓜环可识别且“装进”不同分子，形成超分子，例如瓜环[7]可以识别三聚氰胺。相关反应及结构、模型的示意图如下。 下列说法错误的是 A．生成瓜环[7]的反应为加成反应 B．瓜环[7]含有2种不同化学环境的氢原子 C．三聚氰胺中氮原子有、两种杂化方式 D．瓜环[7]与三聚氰胺通过氢键和范德华力结合 【答案】A 【解析】A．瓜环[7]为低聚物，生成瓜环[7]的反应分2步，第一步为加成，第二步为脱水缩合，A错误；B．据瓜环[7]的模型图可知，瓜环[7]是对称结构，只含有2种不同化学环境的氢原子，B正确；C．据三聚氰胺结构图可知，三聚氰胺分子中N原子的价层电子对数分别为3、4，VSEPR模型分别为平面三角形、四面体，杂化方式分别为sp2、sp3，C正确；D．三聚氰胺分子中含有N－H键，瓜环[7]中含有电负性较大的N、O原子，根据氢键形成条件可知，通过氢键和范德华力结合，D正确；故选A。 9．（2026·湖北武汉·一模）我国科学家基于四脲大环和有机磷酸盐阴离子相互作用构建了一种超分子聚合物，结构如图所示，该聚合物可以促进的高效迁移，提升电池性能。 下列说法错误的是 A．上述过程体现了超分子的“分子识别”和“自组装”特征 B．与的化学计量数之比为1:1 C．超分子聚合物中有机磷酸盐阴离子之间存在氢键 D．四脲大环与有机磷酸盐阴离子之间通过配位键结合 【答案】D 【解析】A．从图像可以看出，四脲大环的空腔可适配有机磷酸盐阴离子直径，形成超分子聚合物，体现了超分子的分子识别和自组装特征，A正确；B．从图像可以看出，超分子聚合物结构单元由一个四脲大环和一个有机磷酸盐阴离子构成，二者的化学计量数之比为1:1， B正确；C．有机磷酸盐阴离子中存在-O-H结构，超分子聚合物中有机磷酸盐之间可形成氢键，C正确；D．四脲大环中存在-N-H结构，与有机磷酸盐阴离子之间通过氢键结合，而非配位键，D错误；故答案选D。 10．（2026·山西太原·模拟预测）某种杯芳烃分子（如图甲）具有空腔结构，可包合分子形成超分子；它同时还可以识别对甲基苯乙烯分子中的乙烯基，引导对甲基苯乙烯分子进入其空腔内（如图乙），进而将对甲基苯乙烯氧化为（4-甲基苯基）环氧乙烷（如图丙）。下列说法错误的是 A．该杯芳烃分子和过氧化氢之间作用力可能有氢键 B．对该杯芳烃分子腔内羟基进行成酯修饰，可改变其分子识别能力 C．可以用红外光谱仪测定该杯芳烃分子的官能团 D．（4-甲基苯基）环氧乙烷分子中的氧原子来自该杯芳烃分子 【答案】D 【解析】A．杯芳烃分子中存在羟基，分子中也含羟基，羟基间可形成氢键，因此该杯芳烃分子和过氧化氢之间作用力可能有氢键，A不符合题意；B．分子的识别能力由其结构和官能团决定，对杯芳烃分子腔内羟基进行酯基修饰，会改变分子结构和官能团性质，从而可能改变其与其他分子的相互作用，即改变分子识别能力，B不符合题意；C．红外光谱仪可通过检测特征吸收峰测定有机物中的官能团，杯芳烃分子中的羟基、醚键等官能团可通过红外光谱测定，C不符合题意；D．对甲基苯乙烯被氧化为（4-甲基苯基）环氧乙烷，为氧化剂，氧原子来自，并非杯芳烃分子，D符合题意；故选D。 11．（2026·陕西西安·模拟预测）图示超分子在催化领域具有重要作用，以下说法错误的是 A．该超分子中存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键 B．该超分子酸性弱于     C．该超分子中C原子的杂化方式只有一种 D．该超分子中，中的大键电子参与形成配位键 【答案】A 【解析】A．氢键不属于化学键，属于分子间作用力，该超分子中存在的化学键类型有极性键、非极性键、配位键，A错误；B．该超分子中的羧基形成了分子间氢键，使更难电离。而选项中的物质存在分子内的氢键，使更易电离，酸性更强，B正确；C．该超分子的C原子存在于平面环状结构和羧基中，均含有3个σ键，无孤对电子，均为杂化，C正确；D．Fe和两个环戊二烯基形成夹心结构，配位键由Fe的d轨道与两个环中的大π键电子云提供电子对形成，D正确；答案选A。 12．（2026·四川广安·模拟预测）我国科研人员设计并合成了一种可检测的氮杂冠醚，该物质结合时会发出荧光，所得产物M的结构简式如图所示。下列说法错误的是 A．M是超分子，体现了分子识别特征 B．检测时发出荧光可能与电子跃迁有关 C．第一电离能：C＜N＜O D．氮杂冠醚分子中的碳原子存在、两种杂化方式 【答案】C 【解析】A．超分子是由主体分子和客体分子通过分子间相互作用形成的聚集体，M作为主体，锂离子作为客体，则二者结合形成超分子体现了分子识别特征，A正确；B．荧光产生的原理是电子吸收能量跃迁至高能级激发态，不稳定的激发态电子跃迁到低能级时，以光的形式释放能量，B正确；C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C，C错误；D．由结构简式可知，氮杂冠醚分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，则分子中碳原子的杂化方式共有2种，D正确；故选C。 13．（2026·辽宁·一模）DMPE结构如图1，其基团中的羟基氢可以电离。调节DMPE溶液的pH，使其所带电荷数变化，其形态因为电荷间的排斥力增大可从盘状双层胶束向球状胶束转变，如图2，图中圆球部分表示DMPE的亲水部分。 下列说法错误的是 A．胶束的形成体现了超分子的自组装 B．与溶液反应，最多能消耗 C．在球状胶束所在水溶液中加入少量苯，苯会被包裹在胶束的内腔 D．pH升高不利于球状胶束形成(忽略水解反应) 【答案】D 【解析】A．大量DMPE整齐排列，符合超分子自组装的特点，A正确；B．DMPE中含两个酯基和一个磷酸酯基，并且基团中含两个羟基氢，显酸性会与碱反应，故1mol DMPE与溶液反应，最多能消耗，B正确；C．圆球部分是亲水基，尾巴部分是疏水基，根据相似相溶，苯会靠近疏水基，所以在胶束的内腔，C正确；D．pH升高，会促进基团的去质子化，使分子所带净负电荷增多，分子间静电排斥力增大，从而有利于球状胶束的形成，D错误；故答案为D。 14．（2026·贵州六盘水·二模）下列说法正确的是 A．图A中冠醚(18-冠-6)体现了超分子“分子识别”的特征，该分子还能识别和 B．图B物质相较摩尔质量更大，具有更高的熔沸点 C．图B中五元环上原子处于同一平面 D．若图C中表示硅氧四面体，则图C的阴离子的结构通式为 【答案】C 【解析】A．图A为18冠醚，空腔直径与钾离子适配，通常用于识别钾离子，因Li+和Na+半径小故不能适配，A错误；B．图B中阳离子基团较大，离子键较弱，所以晶格能较小，熔沸点较低，则图B物质相较更低的熔沸点，B错误；C．环形结构中的C原子和原子均为杂化，形成共轭大键(即5中心6电子离域大键)，环上所有原子共面，C正确；D．图C中，该结构的最小重复单位如图，最小重复单位中Si原子个数为，原子个数为，元素化合价为价、元素化合价为-2价，则()整体化合价为-10，所以该阴离子结构的通式为，D错误；故选C。 2 / 17 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第49天 押晶体结构 投影与坐标——原子分数坐标、俯视投影图判断 （2025·江西·高考真题）晶格中的O被去除，产生一个氧空位()，相对原点的分数坐标为，则图中的分数坐标分别为例1 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】相对原点的分数坐标为，若，位于底面面心的分数坐标为，位于侧面面心的分数坐标为，若，位于侧面面心的分数坐标为，位于底面面心的分数坐标为，故选D。 （2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。例2 下列说法错误的是 A．晶胞中1位的分数坐标为 B．晶胞中2位和3位的核间距为 C．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 【答案】D 【解析】A．根据图示，晶胞中1位位于晶胞的棱角，其分数坐标为，故A正确；B．2位坐标为(a，a，1.7a)，3位坐标为(0，0，3.4a)，核间距：apm，B正确；C．晶胞中原子个数为：，晶胞中原子个数为：（省略中的氧，只标出，所以一起计算的原子），晶胞和晶胞中原子数之比是，C正确；D．晶体密度计算公式为：，晶体密度为： ，晶体密度为：，晶体密度大于晶体密度，D错误；故答案选D。 （2025·陕晋青宁卷·高考真题）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是例3 A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．和B均为杂化 C．晶体中与最近且距离相等的有6个 D．和B的最短距离为 【答案】A 【解析】A．由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误；B．Ag位于体心，与周围4个N原子原键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对数为4，为杂化，B正确；C．晶胞中Ag位于体心，与最近且距离相等的就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中的原子，为6个，C正确；D．B位于顶点，其个数为，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，由晶胞密度可知晶胞参数a=，和B的最短距离为体对角线的一半，即，D正确； 故选A。 （2025·河北·高考真题）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。的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。例4 下列说法错误的是 A．该物质的化学式为 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 D．原子Q到体心的距离为 【答案】D 【解析】A．由晶胞图知，白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶角、棱心、体内，六方晶胞上下表面中一个角60°， 一个角为120°，晶胞中数目为，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为，A正确；B．体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为，B正确；C．每个晶胞中含有1个“”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为，则晶体密度为，C正确；D．原子Q的分数坐标为，由体心原子向上底面作垂线，垂足为上底面面心，连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形，则原子Q到体心的距离，D错误；故选D。 （2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是例5 A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 【答案】D 【解析】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故A错误；B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故B错误；C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为6×=3，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=g/cm3，故C错误；D．P的分数坐标为（0，0，0），M位于正方体的面心，M的分数坐标为（，，），故D正确；故选：D。 晶胞投影与坐标是高考物质结构与模块中空间想象能力的集中体现，命题呈现“图形新颖、坐标精细、投影综合”的特点。试题常以新型功能材料（如储氢材料、热电材料、稀磁半导体等）为载体，通过晶胞结构图、三维投影图、原子分数坐标等多维信息，综合考查晶胞中原子位置的描述、投影图的识别与绘制、原子间距离的计算、化学式的确定以及密度计算等。近年趋势是强化对非立方晶系（六方、四方、长方体）和投影图转换的考查，要求学生能够从三维结构转化为二维投影，并能根据坐标参数进行空间几何计算。预计2026年将继续以“结构可视化”为主线，通过投影与坐标的深度结合，考查学生的空间想象能力和数形结合素养。 常考的方向有： · 分数坐标的表示与判断：分数坐标是描述原子在晶胞中相对位置的参数，取值范围为[0,1)。顶点原子坐标为(0,0,0)或(1,1,1)等；面心原子坐标为(½,½,0)、(½,0,½)、(0,½,½)等；体心原子坐标为(½,½,½)；棱心原子坐标为(½,0,0)等。常见考点：根据晶胞结构写出指定原子的分数坐标；根据分数坐标推断原子在晶胞中的位置。 · 投影图的识别与分析：投影图是将三维晶胞沿某一方向（如x轴、y轴、z轴或体对角线）投影到二维平面上的结果。需根据原子在晶胞中的实际位置，判断其在投影图中的相对位置（是否重叠、位于顶点、棱心、面心或内部）。常见考点：沿z轴方向投影图的判断；沿体对角线方向投影图的识别；根据投影图反推晶胞结构。 · 原子间距离的计算（结合坐标参数）：已知两原子的分数坐标(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)，实际距离为 d = √[(Δx·a)² + (Δy·b)² + (Δz·c)²]，其中a、b、c为晶胞参数。对于立方晶系（a=b=c），可简化为d = a·√(Δx²+Δy²+Δz²)。常见考点：根据坐标参数计算原子间距离；体心与顶点距离、面对角线距离、体对角线距离的坐标表达。 · 晶体密度的计算（结合坐标参数）：密度公式为ρ = (Z × M) / (V × N_A)。需根据晶胞中原子种类及个数确定Z和M，根据晶胞参数计算体积V，结合阿伏伽德罗常数N_A求算。常见考点：根据投影图或坐标参数确定晶胞中原子数；密度表达式的推导与数值计算。 · 化学式的确定（结合坐标与投影）：通过均摊法计算晶胞中各种原子的数目，得到最简整数比。投影图和坐标参数有助于确认原子是否在晶胞内部、面心、棱心或顶点。常见考点：六方晶胞中原子数的均摊（顶点1/6、面心1/2）；四方晶胞中原子数的均摊；掺杂材料化学式的确定。 · 配位数的判断（结合空间位置）：配位数是指与一个粒子紧邻且等距的粒子个数。需结合坐标参数和投影图，从三维空间确定周围粒子的分布。常见考点：Se原子周围最近Se原子数（面心立方堆积为12）；K原子周围最近Br原子数（四面体配位为4）；Mg原子周围最近Si原子数。 · 晶胞参数与原子半径的关系：原子半径可通过晶胞参数和原子间距离计算。常见考点：XeF₄晶胞中F⁻半径的计算（结合键长和晶胞参数）；立方晶系中原子半径与体对角线、面对角线的关系。 · 四面体空隙与八面体空隙的填充：面心立方堆积中存在四面体空隙和八面体空隙，可被其他原子填充。常见考点：Mg²⁺填充在Si⁴⁻形成的四面体空隙中；F⁻填充在Ca²⁺形成的四面体空隙中；Se原子位于Br原子构成的八面体中心；NH₄⁺填充在PtCl₆²⁻形成的四面体空隙中。 · 六方晶胞的投影与坐标：六方晶胞的底面为菱形，顶角为60°和120°。分数坐标用三个参数表示，其中底面投影需结合角度关系。常见考点：六方晶胞中体心原子的分数坐标；原子Q到体心距离的计算；六方晶胞沿c轴投影图的识别。 · 坐标变换与对称性应用：通过坐标平移或对称操作，可推断等价原子的坐标。常见考点：根据顶点原子坐标推断面心、体心、棱心原子坐标；根据掺杂前后坐标变化确定原子位置；根据投影图中的对称性反推原子在晶胞中的实际位置。 · 体对角线投影的原子位置分布：沿体对角线方向投影时，位于体对角线上的原子投影到中心，顶点原子投影到外圈六边形顶点，其他原子投影在两者之间。常见考点：AgB(CN)₄晶胞体对角线投影图；砷化镓晶胞体对角线投影图中原子位置的编号对应。 · 掺杂与缺陷晶体的坐标与投影：掺杂原子取代原晶格位置，或产生空位，其分数坐标可根据原位置推断。常见考点：CeO₂中掺杂Ca²⁺后的坐标变化；氧空位分数坐标的确定；掺杂后投影图的变化。 · 非立方晶系的距离计算：当晶胞参数a≠b≠c或α≠β≠γ≠90°时，距离计算需分别乘不同参数。常见考点：四方晶系中原子间距离的计算（如TiO₂晶胞）；六方晶系中原子间距离的计算（如SmCo₅）。 （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 1．（2026·湖北鄂州·模拟预测）一种硼钛化合物集成了陶瓷和金属的优异性能而被广泛应用于高技术领域，其六方层状晶体结构及晶胞从上往下的垂直投影如图所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．相邻B原子之间最近距离为 C．该晶体硬度大、易导电 D．与B原子紧邻且等距的Ti原子有6个 【答案】B 【解析】A．根据均摊法，晶胞中Ti原子位于六方晶胞的顶点和面心。顶点的Ti原子被6个晶胞共用，面心的Ti原子被2个晶胞共用，则Ti原子数为，B原子在晶胞内部，有6个，所以Ti、B原子个数比为，该晶体的化学式为，A正确；B．由晶胞从上往下的垂直投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，正三角形顶点到对边的垂线长度为，重心到顶点的距离是重心到对边中点距离的2倍，重心到顶点的距离为，相邻B原子之间最近距离为，B错误；C．硼钛化合物集成了陶瓷和金属的优异性能，陶瓷硬度大，金属易导电，所以该晶体硬度大、易导电，C正确；D．观察晶胞结构可知，与B原子紧邻且等距的Ti原子有6个，D正确；故选B。 2．（2026·湖北恩施·模拟预测）晶态半导体材料硅化镁的立方晶胞结构如图。晶胞参数为a pm。下列说法错误的是 A．Mg位于Si形成的四面体空隙中 B．晶胞沿x轴方向的投影图为 C．晶胞中Mg之间最近的距离为 D．N点Mg原子的分数坐标为 【答案】C 【解析】由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的硅原子个数为：8×+6×=4，位于体内的镁原子个数为8，则晶胞的化学式为Mg2Si。A．由晶胞结构可知，镁原子位于硅原子形成的四面体空隙中，A正确；B．由晶胞结构可知，晶胞沿x轴方向投影得到的正方形中，晶胞的顶点的硅原子位于正方形的顶点，晶胞中面心上的硅原子位于正方形的中心和边上，晶胞中的镁原子，位于正方形的面对角线上，投影图为：，B正确；C．由晶胞结构可知，镁原子之间最近的距离为边长的，由晶胞的晶胞参数为a pm可知，最近的距离为，C错误；D．由晶胞结构可知，位于顶点的M原子的坐标为(0，0，0)，则位于体对角线上的N原子的坐标为，D正确；故选C。 3．（2026·江西赣州·一模）晶体结构与CsCl相似，只是用四面体占据CsCl晶体(图1)中的位置，而所占位置由O原子占据，如图2所示。为阿伏加德罗常数的值，。下列说法错误的是 A．若、，则CsCl晶胞边长约为413pm B．则晶体的密度为 C．晶胞俯视图为 D．若图2中四面体中氧原子的分数坐标为，则铜原子①的分数坐标可能为 【答案】B 【解析】A．晶胞边长a满足：，代入得CsCl晶胞边长约为413pm，A正确；B．一个晶胞若含4个原子，则应含2个原子，则，B错误；C．Cu2O 晶胞中，根据图2，O原子在体心，4个原子在晶胞内部构成正四面体，符合选项描述，C正确；D．氧原子分数坐标为，Cu₄O 四面体中 Cu 原子①位于氧原子方向，符合晶胞中原子的位置关系，D正确；故答案为B。 4．（2026·河北承德·一模）黄铁矿的主要成分是，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为。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。 下列说法正确的是 A．晶胞中的阴、阳离子个数比为2:1 B．晶胞中阳离子的原子分数坐标仅有4个：、、、 C．晶胞中阴离子位于阳离子构筑的正八面体体心，该八面体的边长为 D．晶体的摩尔体积为 【答案】B 【解析】A．中的阳离子为、阴离子为，晶胞中含有个数为，含有个数为，因此晶胞中的阴、阳离子个数比为1∶1，A错误；B．晶胞中的位置在顶点和面心，顶点的原子分数坐标为，面心的原子分数坐标有3个，分别为、、，B正确；C．晶胞中位于构筑的正八面体体心，该八面体的边长为面对角线的一半，即为，C错误；D．一个晶胞中含有4个，即每摩尔晶胞中含有，则晶体的摩尔体积为，D错误；故选B。 5．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）一种铌酸锂晶体具有优良的电光、光折变、非线性光学等性质，是优良的光电学材料。该铌酸锂晶体的立方晶胞的结构如图所示。已知：晶胞参数为a pm，铌酸锂的摩尔质量为，1号和2号原子的分数坐标分别为、。下列有关说法错误的是 A．3号原子的分数坐标为 B．该晶胞的化学式为 C．晶胞中Li在体对角线方向的投影为 D．该晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．3号原子位于x轴和y轴的1处，z轴的处，故3号原子的分数坐标为，A正确；B．该晶胞中Nb位于晶胞体内，有2个，O位于体内，有4个，Li位于8个顶点和4条棱上，故有个，Li、Nb和O的原子个数比为，晶胞的化学式为，B正确；C．8个Li在顶点，4个Li在棱心，故晶胞中所有Li在体对角线方向的投影为，C错误；D．晶胞的质量为，晶胞的体积为，故晶体的密度为，D正确；故答案为C。 6．（2026·四川成都·二模）二氧化钛晶型之一具有光催化作用，在染料敏化、太阳能电池中发挥着关键作用，其四方晶胞(晶胞参数)如图1所示。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶胞中共含有4个钛离子 B．氧离子的配位数有1、2、3 C．晶胞沿轴投影如图2 D．该晶体的体积为 【答案】A 【解析】A．晶胞中白球个数，灰球个数，故灰球为，白球为，A正确；B．根据体心处O可知氧离子的配位数有6，B错误；C．、部分在面心上，z轴投影图应为，C错误；D．该晶胞的密度，，D错误；故选A。 7．（25-26高三下·河北邯郸·月考）二氧化铈（）是一种应用广泛的功能催化剂材料。的立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构（如图）。下列叙述错误的是 已知：晶胞的边长为a pm，的空缺率。 A．晶胞中的配位数为8 B．晶体的密度为 C．晶胞的俯视图为 D．掺杂后，的空缺率为20%，则 【答案】D 【解析】A．晶胞中，位于顶点和面心，位于晶胞内部，以面心的为例，其周围等距离且最近的有8个，故的配位数为8，A正确；B．晶胞中，位于顶点和面心，位于晶胞内部，利用均摊法计算，的个数为，个数为8，含有4个，晶胞边长为，晶胞体积，晶胞质量，密度，B正确；C．晶胞中，位于顶点和面心，位于晶胞内部，从上向下俯视，顶点在正方形四个顶点，面心在正方形各边中点，在晶胞内部，俯视图与选项一致，C正确；D．设，根据电荷守恒，晶胞中的数目为。在该晶胞中，阳离子与氧离子的位点数之比为，故氧位点总数为，氧空位数为，根据题干公式，的空缺率为，解得，即，D错误；故选D。 8．（2026·云南·模拟预测）的四方晶胞如图所示。键长为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶胞中含有2个分子 B．中的价层电子对数为5 C．的半径为 D．该晶胞的俯视图为 【答案】C 【解析】Xe原子半径大于F，因此晶胞中大白球为Xe，小黑球为F。用均摊法计算原子数目，Xe：8个Xe在晶胞顶点，1个Xe在晶胞体心，总个数为 ；F：4个F在晶胞的竖直棱上，2个F在晶胞体心，总个数为 ； 因此晶胞中总共含 个 ，符合化学式比例。A．由上述晶胞分析，晶胞共含2个Xe、4个F，即2个分子，A正确；B．价层电子对数 = 键数 + 孤电子对数：Xe的价层电子对数为 ，B正确；C．沿晶胞竖直方向，总长度由以下部分组成：顶点Xe与相邻F的键长（共2d），相邻F之间为2个F半径：（共），因此总长度满足 ，C错误；D．俯视四方晶胞：顶点Xe投影在正方形四个顶点（对应四个白圈），体心Xe投影在正方形中心，体心Xe上下的F投影和Xe中心重合，因此中心呈现“黑F在外围白圈（Xe投影）内部”，和给定俯视图一致，D正确；故选C。 9．（2026·山西临汾·一模）一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出)，该晶胞沿轴方向的投影如图2所示。为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．与中心原子杂化类型相同，但键角不相等 B．晶体中由围成的正四面体空隙的占有率为 C．晶体中存在离子键、极性共价键和配位键 D．晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．中心原子的价层电子对数为，没有孤电子对，中心原子的价层电子对数为，有1个孤电子对，故二者中心原子杂化类型均为杂化，中心原子有1个孤电子对，键角较小，A正确；B．根据图1，位于顶点和面心，晶胞中含有=4个，根据化学式，可知晶胞中有8个，晶体中由围成的正四面体空隙有8个，占有率为100%，B正确；C．、间存在离子键，、中存在极性共价键和配位键，C正确；D．晶体的密度为，D错误；故选D。 10．（2026·内蒙古赤峰·一模）我国科学家提出了一种理论计算方法——利用材料的晶体结构数据预测其热电性能。化合物X是通过该法筛选出的一种潜在热电材料，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均如图2所示。 已知：X的式量为，晶体密度为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．X的化学式为 B．距离K最近的有6个 C．Se位于Br构成的八面体中心 D．相邻K之间的最短距离为 【答案】B 【解析】A．数目为，K的数目8，化学式应为K2SeBr6​，A正确；B．K位于围成的四面体中心，每个K原子周围最近的数量为4个，B错误；C．从图中的结构可以看出，Se原子被6个Br原子包围，形成正八面体结构，Se位于八面体中心，C正确；D．根据投影图，相邻K的最短距离为晶胞边长的一半，相邻K之间的最短距离为，D正确；故答案为B。 11．（2026·陕西西安·模拟预测）科学家研究发现，利用CaF2晶体释放出的Ca2＋和F-可脱除硅烷，这拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。CaF2晶胞结构如图1所示，该晶胞从A离子处沿体对角线的投影如图2所示。下列叙述错误的是   A．F-填充在以Ca2＋构成的四面体空隙中 B．若C离子的投影位置在⑩，则B离子的投影位置在⑦ C．晶胞内Ca2＋和F-的最短距离为a nm D．若脱硅速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅速率：BaF2＜CaF2 【答案】D 【解析】A．每个周围紧邻4个，构成四面体结构，因此填充在构成的四面体空隙中，A正确；B．沿体对角线（从顶点A到对角顶点C）投影，设晶胞边长为1，A坐标为(1,1,1)，C坐标为(0,0,0)（投影在⑩），离子B若为x+y+z=2（靠近A端），投影位置正好在⑦，B正确；C．晶胞边长为a nm，体对角线长度为，和的最短距离为体对角线的，即，C正确；D．半径大于，对的作用力更弱，更容易释放出自由，因此脱硅速率：，D错误；故选D。 12．（2026·陕西商洛·一模）一种由、组成化合物的立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为a nm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．沿z轴方向投影图为 B．与原子距离最近的原子有12个 C．、原子的最近距离是 D．该化合物晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．沿轴投影（即投影到平面）：Se原子投影后，四条边各有3个Se，中心存在1个Se；Mn原子的坐标为，正好对应投影图中四个位置，与选项A的投影图一致，A正确；B．Se原子为面心立方堆积（或等价的堆积方式），每个Se原子周围距离最近的Se原子数目为12，B正确；C．Mn和Se的最近距离为晶胞体对角线的，晶胞体对角线长为，因此最近距离为，C正确；D．黑球为Se，白球为Mn。 Se原子位于顶点（8个）、面心（6个），均摊得 ；Mn原子全部位于晶胞内部，，晶胞总质量 ，晶胞体积 ， 密度 ，D错误；故选D。 13．（2026·湖南长沙·模拟预测）砷化镓是一种立方晶系，结构如图甲所示，将掺杂到晶体中得到的稀磁性半导体材料结构如图乙所示。砷化镓的晶胞参数为，晶体密度为。下列说法错误的是 A．砷化镓中配位键的数目是 B．和的最近距离是 C．沿体对角线方向投影图如丙，若c在11处，则的位置为7、9、11、13 D．掺杂到砷化镓晶体中，和最近且等距离的的数目为4 【答案】B 【解析】A．由甲可知砷化镓的化学式为，砷化镓中砷提供孤电子对，镓提供空轨道形成配位键，平均1个配位键的数目为1，则砷化镓中配位键的数目是，A正确；B．由砷化镓晶胞结构可知，和的最近距离为晶胞体对角线的，和的最近距离是，B错误；C．由砷化镓晶胞结构可知，c位于侧面的面心，沿体对角线方向投影图如丙，则的位置为7、9、11、13，C正确；D．由图乙晶胞结构可知，和最近且等距离的的数目为4，D正确；故选B。 14．（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）硒化锰()是一种半导体材料，有三种晶型，其中的立方晶胞如图甲所示，晶胞边长为a nm。图乙是晶胞沿y轴方向的投影图，其中1号原子的分数坐标为，下列说法中正确的是 A．原子和原子的最短核间距为 B．晶体中的配位数为8 C．图中2号原子的分数坐标为 D．设表示阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．Se原子和Mn原子的最短核间距是晶胞体对角线的四分之一，应为，A错误；B．从晶胞结构来看，每个Se原子周围最近且等距的Mn原子数目为4，所以Se的配位数是4，B错误；C．结合晶胞沿 y 轴的投影图，2 号原子的分数坐标为，C错误；D．Mn原子个数为4，Se原子个数也为4，，D正确；故答案为D。 1 / 19 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第50天 押晶体结构 化学式与密度——晶胞分摊法+ρ•NA•V公式 （2025·广西·高考真题）型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是例1 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 【答案】C 【解析】A．假设Z形成面心立方结构，每个Z原子周围有8个四面体空隙（填充Mg），故与Z紧邻的Mg有8个，A错误；B．Mg位于四面体空隙，最近Mg-Mg距离为晶胞边长的，晶胞内之间最近的距离为，B错误；C．密度公式，Mg-Ge中M(Z)=73、a=639 pm，计算出ρ(Mg-Ge)=，Mg-Si中M(Z)=28、a=634 pm，计算出ρ(Mg−Si)=，故ρ(Mg−Ge)>ρ(Mg−Si)，C正确；D．Z（Sn）在晶胞中顶点（8个）和面心（6个），仅替换顶点时，Sn在晶胞中的个数为，Ge在晶胞中的个数为，则，D错误；故选C。 （2025·湖南·高考真题）掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是例2 A．晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个 B．晶胞中含有的铋离子个数为8 C．第一电离能： D．晶体的密度为 【答案】A 【解析】A．铋离子位于顶点，与其最近且距离相等的位于棱心，有6个，分别位于上下、前后、左右，A正确；B．晶胞中含有的铋离子个数为个，B错误；C．Ba是碱土金属，金属性强于Ca，其易失电子，第一电离能小于O，C错误；D．晶胞中Ba或K位于体心，个数为总和1，位于棱心，有，所以晶胞的质量是，晶胞体积是，则晶体的密度是：，D错误；故选A。 （2025·湖北·高考真题）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是例3 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 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】A．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)个SO2分子，含有8个O原子，A错误；B．由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误；C．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；D．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；答案选D。 （2025·安徽·高考真题）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下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)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是例4 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 【答案】A 【解析】A．碘晶体中，分子间是“卤键”(类似氢键)，层与层间是范德华力，与石墨不同(石墨层内只存在共价键)所以碘晶体是分子晶体，A错误；B．由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即“卤键”，B正确；C．由图可知，每个分子能形成4条“卤键”，每条“卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键”，碘晶体物质的量是0.5mol，“卤键”的个数是，C正确；D．碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是，晶胞的体积是，密度是，D正确；故选A。 （2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是例5 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 【答案】B 【解析】A．由图可知，与距离最近且等距离的的个数是3，则的配位数为3，A项错误；B．位于晶胞的顶点和体心上，该晶胞中的个数为，B项正确；C．该晶胞体积为，该晶胞中的个数为，的个数为，相当于晶胞中含有2个，晶体密度为，C项错误；D．(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为，D项错误；答案选B。 晶胞计算是高考物质结构与性质模块的核心考点，命题呈现“模型多样、计算综合、图形结合”的特点。试题常以新型材料（如储氢材料、半导体材料、超导材料、掺杂材料）为载体，给出立方晶胞（或长方体、六方晶胞）结构图，综合考查晶胞中粒子数计算（均摊法）、配位数判断、原子间距离计算、晶体密度计算、化学式确定等。近年趋势是强化对非立方晶系（如长方体、六方晶胞）的考查，要求学生能够从投影图、坐标参数中提取信息，准确运用空间几何关系进行计算。预计2026年将继续以“结构决定性质”为主线，通过晶胞计算考查学生的空间想象能力和数学建模能力。 常考的方向有： · 均摊法——晶胞中粒子数的计算：立方晶胞：顶点粒子占1/8、棱心占1/4、面心占1/2、体心占1。六方晶胞：顶点占1/6、面心占1/2、内部占1。长方体晶胞（a≠b≠c）：均摊规则与立方晶胞相同。常见考点：晶胞中原子、离子或分子的数目计算；根据粒子数确定化学式。 · 配位数的判断：配位数是指与一个粒子紧邻且等距的粒子个数。需结合晶胞结构图，从三维空间确定周围粒子分布。常见考点：面心立方堆积中配位数为12；体心立方堆积中配位数为8；NaCl型中Na⁺的配位数为6、Cl⁻的配位数为6；CsCl型中Cs⁺的配位数为8；六方晶胞中N的配位数、C的配位数等。 · 原子间距离的计算：原子间距离需根据晶胞参数和几何位置确定。常见距离类型：面对角线一半、体对角线一半、体心到顶点距离、棱心到面心距离等。需注意：长方体晶胞（a≠b≠c）中，不同方向的距离计算需分别对待。常见考点：Mg-Mg最近距离；S-S核间距；Br与Cu的最短距离；两个白球的最近距离。 · 晶体密度计算：密度公式：ρ = (Z × M) / (V × N_A)，其中Z为晶胞中粒子数（如含“分子”数），M为摩尔质量，V为晶胞体积，N_A为阿伏伽德罗常数。易错点：Z的计算错误；体积单位换算（pm→cm，1 pm = 10⁻¹⁰ cm）；M的取值是否对应晶胞中含有的粒子。常见考点：Mg-Ge与Mg-Si密度比较；Li₃N密度；NiO掺杂后密度计算。 · 化学式的确定：根据晶胞中各种粒子的数目，确定最简单整数比。常见考点：Li₃N化学式；CuBr化学式；PbTiO₃化学式；Ni(CN)₄·Zn(NH₃)₂·2C₆H₆中x:y:z的确定；掺杂材料（如N掺杂TiO₂、K掺杂BaBiO₃）的化学式。 · 晶体类型的判断：根据晶体结构和性质判断晶体类型。常见考点：碘晶体为分子晶体（层状结构，层间范德华力，层内卤键）；二茂铁为分子晶体；MgO为离子晶体；SiO₂为共价晶体；石墨为混合型晶体。需注意：碘晶体虽为层状，但非混合型晶体（混合型晶体如石墨，层内共价键、层间范德华力）。 · 空隙类型与填充位置：面心立方堆积中存在八面体空隙和四面体空隙。常见考点：Ni²⁺填充在O²⁻形成的八面体空隙；NH₄⁺填充在PtCl₆²⁻形成的四面体空隙；Ti位于O形成的正八面体中心。 · 长方体晶胞的特殊计算：当晶胞参数a≠b≠c时，需特别注意：原子间距离需分方向计算；配位数可能不同于立方晶系；对称性降低导致某些等距关系不成立。常见考点：SO₂晶胞（a≠b≠c）中S原子间的距离计算；乙酸晶胞中氧原子坐标参数与距离计算。 · 六方晶胞的计算：六方晶胞的粒子数计算采用六方均摊规则（顶点1/6，面心1/2，内部1）。常见考点：TiB₂六方层状晶胞中化学式确定；相邻B原子最近距离计算（投影图结合几何关系）。 · 投影图与坐标参数分析：从晶胞投影图或原子坐标参数推断粒子位置、距离、配位数。常见考点：根据氧原子A、B的坐标参数计算距离；根据体对角线投影图判断Be原子的相对位置；根据坐标变换推断掺杂后粒子的位置。 · 掺杂与缺陷晶体：掺杂或缺陷晶体的化学式确定、密度计算、性质变化。常见考点：K掺杂BaBiO₃中Ba与K的个数比；N掺杂TiO₂中x:y:z的确定；NiO被氧化后形成NixO中x的计算及导电性变化。 · 密度计算中的单位换算：晶胞参数单位常为pm（皮米）或nm（纳米），换算为cm时：1 pm = 10⁻¹⁰ cm，1 nm = 10⁻⁷ cm。体积单位需统一为cm³。常见考点：密度表达式中的系数（如是否乘以4、8等）及单位换算是否正确。 · 晶体中微粒的等距紧邻判断：判断与某粒子等距且紧邻的粒子个数时，需结合晶胞的对称性和周期性。常见考点：与Bi³⁺最近且等距的O²⁻有6个；与Mo原子最近且等距的C原子有6个；与SO₂分子等距且紧邻的SO₂分子个数（非密堆积时不一定为12）。 1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 晶胞类型 计算方法 立方(四方)晶胞 六方晶胞(平行六面体形) 2．晶体密度计算模型 3．晶胞中粒子配位数的计算 （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)周围最近且等距离的原子(或分子)的数目。 （2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最近且等距离的异种电性离子的数目。 4．四面体空隙和八面体空隙的判断 （1）在面心立方晶胞构建8个正四面体空隙，如图： 面心立方晶胞的每一个顶角和紧邻的3个面心上的原子，这4个原子构成一个四面体，面心立方晶胞最多有8个四面体空隙。 （2）立方晶胞中正八面体空隙的位置，如图： ①前后左右上下，6个原子就可以构成一个正八面体空隙。 ②正八面体空隙的位置：十二棱一心。 每个棱心上的八面体空隙被4个晶胞所共有，棱心上共有12×＝3个正八面体空隙，体心有1个正八面体空隙，则共4个正八面体空隙。 1．（2026·浙江·二模）NiO晶胞如图，将NiO在空气中加热，部分被氧化为，得到，晶体结构出现缺陷，有的被取代，有的空缺，填充率下降，但晶体仍保持电中性。现有NixO晶胞的质量为，下列说法正确的是 A．填充在组成的四面体空隙 B．NixO晶胞中、和未填充空隙的个数比为 C．NixO中X为0.8 D．与NiO相比，NixO导电性大幅度增大，这和晶体中的空位有关 【答案】D 【解析】由图可知，氧离子在棱上和体心，O2-数目为12×+1=4，即1个晶胞含4个。 已知NixO晶胞质量为，取，晶胞摩尔质量为： ，总Ni的相对质量和为，晶胞中Ni原子总数为，因此。A．由图可知，氧离子在棱上和体心，所以Ni2+填充在由O2-构成的正八面体空隙中，A错误；B．根据分析，晶体呈电中性，设个数为，个数为，得方程组： 解得，，原有Ni位置总数为4，因此空缺数为，故、和未填充空隙的个数比为，B错误；C．根据分析，NixO中X为0.75，C错误；D．晶体存在空位缺陷，Ni离子可以通过空位迁移，因此导电性比完整的NiO晶体大幅度增大，导电性提升和空位有关，D正确；故选D。 2．（2026·云南·二模）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法错误的是 A．一个晶胞中含有4个S原子 B．每个周围与其等距且紧邻的有12个 C．晶体的密度为 D．1号和2号S原子间的核间距为 【答案】B 【解析】A．由晶胞图可知，分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含个分子，含有4个S原子，A正确；B．题干明确，晶胞是长方体不是正方体，只有立方晶系的面心最密堆积才存在12个等距紧邻的分子，该结构中不存在12个与等距且紧邻的，B错误；C．晶胞质量为，晶胞体积为，代入密度公式计算得，C正确，D．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，D正确；故选B。 3．（2026·辽宁辽阳·一模）的晶胞形状为立方体，边长为a nm，结构如图所示。已知：的摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为。下列说法不正确的是 A．图中黑球表示 B．该晶体的密度为 C．黑球的配位数为8 D．两个白球的最近距离为 【答案】D 【解析】A．晶胞中黑球数目为，白球数目为8，二者比例为1:2，符合中与的比例，故黑球表示，A正确；B．晶胞中含4个，晶胞质量为，晶胞边长为，体积为，密度为，B正确；C．黑球为，每个黑球被8个晶胞共有，每个晶胞的小立方体中均有一个白球（），故阴离子配位数为8，C正确；D．白球为，填充在每个晶胞的小立方体的中心，所以两个最近的白球距离应为晶胞边长的一半，为，D错误；故选D。 4．（2026·河南信阳·三模）笼形包合物的四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞，晶胞中N原子均参与形成配位键。晶胞参数(单位pm)，。下列叙述错误的是 A．Zn在元素周期表中位置为第四周期第IIB族 B．与的配位数之比为1：1 C．中 D．吡啶()中含有，可替代苯形成类似的笼形包合物，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据杂化轨道 【答案】B 【解析】A．Zn的原子序数为 30，核外电子排布为 [Ar] 3d104s2，在元素周期表中位于第四周期第ⅡB 族，A正确；B．每个 Ni2+与 4 个 CN-中的 N 原子形成配位键，配位数为 4；每个 Zn2+与 2 个 NH3中的 N 原子形成配位键，配位数为 2，因此 Ni2+与 Zn2+的配位数之比为 4:2=2:1，并非 1:1，B错误；C．利用均摊法计算晶胞中粒子数目：Ni2+位于面心，数目为 2×=1；Zn2+位于顶点，数目为  8×=1；CN-对应的 C 原子共 4个，故 CN-数目为 4；NH3对应的 N 原子共 8×=2个，故 NH3数目为 2；苯环有 4个，每个苯环只有一半属于该晶胞，故苯环数目为 4×=2。结合化学式 Ni (CN)x・Zn (NH3)y・zC6H6，可得 x=4，y=2，z=2，即 x:y:z=4:2:2=2:1:1，C正确；D．吡啶为平面六元环结构，其中 N 原子采取 sp2 杂化，2 个 sp2 杂化轨道与相邻 C 原子形成 σ 键，1 个 sp2 杂化轨道容纳价层孤电子对，未参与杂化的 p 轨道提供 1 个电子参与形成大 π 键，因此吡啶中 N 原子的价层孤电子对占据 sp2 杂化轨道，D正确；故选B。 5．（2026·贵州毕节·二模）碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域具有优异的性能。一种六方相碳化钼晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为，，，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体中Mo原子与C原子个数比为 B．①号原子和②号原子间的距离为 C．晶体中与C最近且距离相等的Mo有8个 D．晶体密度为 【答案】C 【解析】A．从图像可以看出，一个晶胞中含有个Mo原子，和个C原子，晶体中Mo原子和C原子的个数之比为2:1，A正确；B．从图像可以看出，①号原子和②号原子在x-y平面投影的距离为a pm，在y-z平面投影的距离为c pm，且，则两原子之间的距离为，B正确；C．从图像可以看出，晶体中与C原子最近且距离相等的Mo原子有6个，C错误；D．从图像可以看出，该晶胞体积为，从选项A分析可知，晶胞中含有8个Mo原子和4个C原子，质量为，则该晶体密度为，D正确；故答案选C。 6．（2026·河北保定·一模）金属Li在氮气中燃烧可以生成一种紫红色晶体，其晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．N的配位数为8 C．该晶体的密度 D．该晶体遇水可能产生一种有刺激性气味的气体 【答案】C 【解析】A．根据均摊法，该晶胞中含N数为，含Li数为，则该晶体的化学式为Li3N，A正确；B．以晶胞底面120°角处的N为研究对象，N的上、下各有1个Li，同一水平面上有6个Li，所以N的配位数为8，B正确；C．1个Li3N晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，所以该晶胞的密度，C错误；D．遇水发生水解反应：，为刺激性气味气体，D正确；故选C。 7．（2026·广西梧州·模拟预测）六氯合铂酸铵[]（摩尔质量为）晶体属于立方晶系，晶体结构如图所示，该立方晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶胞中，填充在形成的四面体空隙中 B．与紧邻的有8个 C．该晶胞的密度为 D．晶胞内之间最近的距离为 【答案】C 【解析】首先用均摊法计算晶胞中粒子数目： 位于晶胞顶点（8个）和面心（6个），均摊得总个数：个；全部在晶胞内，共8个，，符合化学式，据此分析。【解析】A．做面心立方堆积，面心立方堆积中四面体空隙数目为堆积粒子数的2倍，4个对应8个四面体空隙，正好容纳8个，说明填充在四面体空隙中，A正确；B．每个周围紧邻的共8个，B正确；C．根据分析可知，一个晶胞由含4个[]，则1个晶胞的质量，晶胞体积，密度，选项中式子里缺少系数4，C错误；D．根据晶胞结构，晶胞内最近的两个的距离为，D正确；故选C。 8．（2026·湖南长沙·二模）某杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构(立方晶胞)如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，1号原子和2号原子之间的距离为 下列说法错误的是 A．电负性： B．该晶胞中位于形成的正八面体空隙中 C．与最近且等距的有8个 D．该晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．在同一周期，元素电负性从左到右依次增大，同一主族，从上到下，依次减小，据此判断电负性：N（3.04）>C（2.55）>H（2.20）>Pb（1.8），A正确；B．位于立方体的顶点，位于面心，位于体心，6个构成正八面体，位于正八面体中心，B正确；C．由图可知与最近且等距的有12个，C错误；D．1号原子和2号原子之间的距离为，可知晶胞边长为，晶胞中的个数为，的个数为，的个数为1，晶体的化学式为，摩尔质量为，晶胞质量，晶胞体积，根据，可得晶体密度，D正确；故选C。 9．（2026·青海西宁·一模）某种铜的溴化物立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Br和Cu原子数之比为 B．与Br最邻近的Cu原子个数为2 C．Br与Cu的最短距离为 D．该溴化物晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．原子位于顶点和面心，个数为：，原子位于体心，个数为4，故原子与原子数之比为，A项错误；B．由晶胞结构可知，与Br最邻近的Cu原子个数为4，B项错误；C．Br与Cu的最短距离为体对角线的，即，C项正确；D．该晶体密度为，D项错误；故答案选C。 10．（2026·广西南宁·二模）某种重要的材料由Pb、O、Ti元素组成，其立方晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为，设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．晶胞中距离最近的的个数为6 B．晶胞中与之间的最短距离为 C．若以为晶胞的顶点，则位于晶胞的面心 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】A．位于体心，距离其最近的位于六个面心，故最近的的个数为6，A正确；B．位于六个面心，之间最短距离为，B错误；C．如图，若以A为坐标原点，b处的坐标分数为，C处的坐标分数为，若将B处的坐标移动为，则C处在新坐标系中的位置为，该位置是新晶胞的一个面心，C正确；D．该物质的化学式为，晶胞的密度，，，整理得，D正确；故选B。 11．（2026·湖北黄冈·二模）乙酸晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所示。氧原子A、B的原子坐标分别为(x1，y1，z1)，(x2，y2，z2)。已知：原子坐标是晶体学中描述原子在晶胞内相对位置的参数，为原子在晶胞三个棱上的投影分数，例如体心的原子坐标为(，，)。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有7个氧原子 B．晶胞中乙酸分子有4个取向 C．氧原子A与氧原子B的距离为 D．每个乙酸分子周围与其等距且最近的乙酸分子有12个 【答案】B 【解析】A．由晶胞结构可知，一个晶胞中含有4个乙酸分子，一个乙酸分子中含有2个氧原子，故晶胞中共含有个氧原子，A错误；B．由晶胞结构可知，一个晶胞中含有4个乙酸分子，由于甲基的取向不同，故4个乙酸分子的取向均不同，共4种取向，B正确；C．原子坐标A、B是投影分数，实际距离应该为，C错误；D．乙酸分子间会形成氢键，氢键具有饱和性与方向性，故乙酸分子不是分子密堆积，配位数会小于12，D错误；故答案选B。 12．（2026·河北张家口·一模）氟化铍可用作核子反应器及某些搪瓷中的助熔剂，其晶体结构可看作Be占据了金刚石中碳原子位置，再在每2个Be之间加1个F，其立方晶胞结构如图甲所示，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体中Be、F的配位数之比为 B．两个Be之间的最短距离为 C．该氟化铍晶体的密度为 D．晶胞中Be沿体对角线的投影图可用图乙表示 【答案】B 【解析】A．由晶胞结构知，的配位数为4，的配位数为2，二者配位数之比为，A正确；B．最近的两个位于体对角线的1/4，最短距离为，B错误；C．每个晶胞中含有8个、16个，则晶体的密度为，C正确；Ｄ．氟化铍晶体结构可看作占据了金刚石中碳原子位置，类比金刚石中碳原子沿体对角线的投影图可知，氟化铍晶胞中沿体对角线的投影图可用图乙表示，D正确；故答案选B。 13．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）是一种半导体材料，广泛应用于光催化、光电转换和环境治理等领域，通过掺杂的调控，不仅提高了的光吸收能力，还增强了其光催化活性。晶胞为长方体(晶胞内的形成正八面体)，其晶胞结构及掺杂后的晶胞结构如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A．晶胞中与最近且等距的有6个，最短距离为 B．晶体的密度为 C．掺杂后的晶体中， D．掺杂数量不同，光吸收能力和光催化活性不同 【答案】C 【解析】A．由晶胞结构可知，Ti位于O形成的正八面体中心，故与Ti最近且等距的O有6个，最短距离为，A项正确；B．晶胞中，Ti位于顶点、体心和面上，1个晶胞中Ti的个数为个，O位于晶胞的棱、面、体内，1个晶胞中O的个数为个，则1个晶胞的质量，而1个晶胞的体积，故晶体的密度为，B项正确；C．由N掺杂后的晶胞可知，1个晶胞中含4个Ti，O为个，N为个，则该晶体的化学式可表示为，则，故，，，C项错误；D．晶体的N掺杂数量不同，O空穴数不同，则其对光的吸收能力和光催化活性不同，D项正确。 14．（2026·湖北鄂州·模拟预测）一种硼钛化合物集成了陶瓷和金属的优异性能而被广泛应用于高技术领域，其六方层状晶体结构及晶胞从上往下的垂直投影如图所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．相邻B原子之间最近距离为 C．该晶体硬度大、易导电 D．与B原子紧邻且等距的Ti原子有6个 【答案】B 【解析】A．根据均摊法，晶胞中Ti原子位于六方晶胞的顶点和面心。顶点的Ti原子被6个晶胞共用，面心的Ti原子被2个晶胞共用，则Ti原子数为，B原子在晶胞内部，有6个，所以Ti、B原子个数比为，该晶体的化学式为，A正确；B．由晶胞从上往下的垂直投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，正三角形顶点到对边的垂线长度为，重心到顶点的距离是重心到对边中点距离的2倍，重心到顶点的距离为，相邻B原子之间最近距离为，B错误；C．硼钛化合物集成了陶瓷和金属的优异性能，陶瓷硬度大，金属易导电，所以该晶体硬度大、易导电，C正确；D．观察晶胞结构可知，与B原子紧邻且等距的Ti原子有6个，D正确；故选B。 14 / 18 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第49天 押晶体结构 投影与坐标——原子分数坐标、俯视投影图判断 （2025·江西·高考真题）晶格中的O被去除，产生一个氧空位()，相对原点的分数坐标为，则图中的分数坐标分别为例1 A． B． C． D． （2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。例2 下列说法错误的是 A．晶胞中1位的分数坐标为 B．晶胞中2位和3位的核间距为 C．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 （2025·陕晋青宁卷·高考真题）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是例3 A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．和B均为杂化 C．晶体中与最近且距离相等的有6个 D．和B的最短距离为 （2025·河北·高考真题）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。的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设是阿伏加德罗常数的值。例4 下列说法错误的是 A．该物质的化学式为 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 D．原子Q到体心的距离为 （2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是例5 A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 晶胞投影与坐标是高考物质结构与模块中空间想象能力的集中体现，命题呈现“图形新颖、坐标精细、投影综合”的特点。试题常以新型功能材料（如储氢材料、热电材料、稀磁半导体等）为载体，通过晶胞结构图、三维投影图、原子分数坐标等多维信息，综合考查晶胞中原子位置的描述、投影图的识别与绘制、原子间距离的计算、化学式的确定以及密度计算等。近年趋势是强化对非立方晶系（六方、四方、长方体）和投影图转换的考查，要求学生能够从三维结构转化为二维投影，并能根据坐标参数进行空间几何计算。预计2026年将继续以“结构可视化”为主线，通过投影与坐标的深度结合，考查学生的空间想象能力和数形结合素养。 常考的方向有： · 分数坐标的表示与判断：分数坐标是描述原子在晶胞中相对位置的参数，取值范围为[0,1)。顶点原子坐标为(0,0,0)或(1,1,1)等；面心原子坐标为(½,½,0)、(½,0,½)、(0,½,½)等；体心原子坐标为(½,½,½)；棱心原子坐标为(½,0,0)等。常见考点：根据晶胞结构写出指定原子的分数坐标；根据分数坐标推断原子在晶胞中的位置。 · 投影图的识别与分析：投影图是将三维晶胞沿某一方向（如x轴、y轴、z轴或体对角线）投影到二维平面上的结果。需根据原子在晶胞中的实际位置，判断其在投影图中的相对位置（是否重叠、位于顶点、棱心、面心或内部）。常见考点：沿z轴方向投影图的判断；沿体对角线方向投影图的识别；根据投影图反推晶胞结构。 · 原子间距离的计算（结合坐标参数）：已知两原子的分数坐标(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)，实际距离为 d = √[(Δx·a)² + (Δy·b)² + (Δz·c)²]，其中a、b、c为晶胞参数。对于立方晶系（a=b=c），可简化为d = a·√(Δx²+Δy²+Δz²)。常见考点：根据坐标参数计算原子间距离；体心与顶点距离、面对角线距离、体对角线距离的坐标表达。 · 晶体密度的计算（结合坐标参数）：密度公式为ρ = (Z × M) / (V × N_A)。需根据晶胞中原子种类及个数确定Z和M，根据晶胞参数计算体积V，结合阿伏伽德罗常数N_A求算。常见考点：根据投影图或坐标参数确定晶胞中原子数；密度表达式的推导与数值计算。 · 化学式的确定（结合坐标与投影）：通过均摊法计算晶胞中各种原子的数目，得到最简整数比。投影图和坐标参数有助于确认原子是否在晶胞内部、面心、棱心或顶点。常见考点：六方晶胞中原子数的均摊（顶点1/6、面心1/2）；四方晶胞中原子数的均摊；掺杂材料化学式的确定。 · 配位数的判断（结合空间位置）：配位数是指与一个粒子紧邻且等距的粒子个数。需结合坐标参数和投影图，从三维空间确定周围粒子的分布。常见考点：Se原子周围最近Se原子数（面心立方堆积为12）；K原子周围最近Br原子数（四面体配位为4）；Mg原子周围最近Si原子数。 · 晶胞参数与原子半径的关系：原子半径可通过晶胞参数和原子间距离计算。常见考点：XeF₄晶胞中F⁻半径的计算（结合键长和晶胞参数）；立方晶系中原子半径与体对角线、面对角线的关系。 · 四面体空隙与八面体空隙的填充：面心立方堆积中存在四面体空隙和八面体空隙，可被其他原子填充。常见考点：Mg²⁺填充在Si⁴⁻形成的四面体空隙中；F⁻填充在Ca²⁺形成的四面体空隙中；Se原子位于Br原子构成的八面体中心；NH₄⁺填充在PtCl₆²⁻形成的四面体空隙中。 · 六方晶胞的投影与坐标：六方晶胞的底面为菱形，顶角为60°和120°。分数坐标用三个参数表示，其中底面投影需结合角度关系。常见考点：六方晶胞中体心原子的分数坐标；原子Q到体心距离的计算；六方晶胞沿c轴投影图的识别。 · 坐标变换与对称性应用：通过坐标平移或对称操作，可推断等价原子的坐标。常见考点：根据顶点原子坐标推断面心、体心、棱心原子坐标；根据掺杂前后坐标变化确定原子位置；根据投影图中的对称性反推原子在晶胞中的实际位置。 · 体对角线投影的原子位置分布：沿体对角线方向投影时，位于体对角线上的原子投影到中心，顶点原子投影到外圈六边形顶点，其他原子投影在两者之间。常见考点：AgB(CN)₄晶胞体对角线投影图；砷化镓晶胞体对角线投影图中原子位置的编号对应。 · 掺杂与缺陷晶体的坐标与投影：掺杂原子取代原晶格位置，或产生空位，其分数坐标可根据原位置推断。常见考点：CeO₂中掺杂Ca²⁺后的坐标变化；氧空位分数坐标的确定；掺杂后投影图的变化。 · 非立方晶系的距离计算：当晶胞参数a≠b≠c或α≠β≠γ≠90°时，距离计算需分别乘不同参数。常见考点：四方晶系中原子间距离的计算（如TiO₂晶胞）；六方晶系中原子间距离的计算（如SmCo₅）。 （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 1．（2026·湖北鄂州·模拟预测）一种硼钛化合物集成了陶瓷和金属的优异性能而被广泛应用于高技术领域，其六方层状晶体结构及晶胞从上往下的垂直投影如图所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．相邻B原子之间最近距离为 C．该晶体硬度大、易导电 D．与B原子紧邻且等距的Ti原子有6个 2．（2026·湖北恩施·模拟预测）晶态半导体材料硅化镁的立方晶胞结构如图。晶胞参数为a pm。下列说法错误的是 A．Mg位于Si形成的四面体空隙中 B．晶胞沿x轴方向的投影图为 C．晶胞中Mg之间最近的距离为 D．N点Mg原子的分数坐标为 3．（2026·江西赣州·一模）晶体结构与CsCl相似，只是用四面体占据CsCl晶体(图1)中的位置，而所占位置由O原子占据，如图2所示。为阿伏加德罗常数的值，。下列说法错误的是 A．若、，则CsCl晶胞边长约为413pm B．则晶体的密度为 C．晶胞俯视图为 D．若图2中四面体中氧原子的分数坐标为，则铜原子①的分数坐标可能为 4．（2026·河北承德·一模）黄铁矿的主要成分是，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为。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。 下列说法正确的是 A．晶胞中的阴、阳离子个数比为2:1 B．晶胞中阳离子的原子分数坐标仅有4个：、、、 C．晶胞中阴离子位于阳离子构筑的正八面体体心，该八面体的边长为 D．晶体的摩尔体积为 5．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）一种铌酸锂晶体具有优良的电光、光折变、非线性光学等性质，是优良的光电学材料。该铌酸锂晶体的立方晶胞的结构如图所示。已知：晶胞参数为a pm，铌酸锂的摩尔质量为，1号和2号原子的分数坐标分别为、。下列有关说法错误的是 A．3号原子的分数坐标为 B．该晶胞的化学式为 C．晶胞中Li在体对角线方向的投影为 D．该晶体的密度为 6．（2026·四川成都·二模）二氧化钛晶型之一具有光催化作用，在染料敏化、太阳能电池中发挥着关键作用，其四方晶胞(晶胞参数)如图1所示。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．晶胞中共含有4个钛离子 B．氧离子的配位数有1、2、3 C．晶胞沿轴投影如图2 D．该晶体的体积为 7．（25-26高三下·河北邯郸·月考）二氧化铈（）是一种应用广泛的功能催化剂材料。的立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构（如图）。下列叙述错误的是 已知：晶胞的边长为a pm，的空缺率。 A．晶胞中的配位数为8 B．晶体的密度为 C．晶胞的俯视图为 D．掺杂后，的空缺率为20%，则 8．（2026·云南·模拟预测）的四方晶胞如图所示。键长为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶胞中含有2个分子 B．中的价层电子对数为5 C．的半径为 D．该晶胞的俯视图为 9．（2026·山西临汾·一模）一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出)，该晶胞沿轴方向的投影如图2所示。为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 A．与中心原子杂化类型相同，但键角不相等 B．晶体中由围成的正四面体空隙的占有率为 C．晶体中存在离子键、极性共价键和配位键 D．晶体的密度为 10．（2026·内蒙古赤峰·一模）我国科学家提出了一种理论计算方法——利用材料的晶体结构数据预测其热电性能。化合物X是通过该法筛选出的一种潜在热电材料，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均如图2所示。 已知：X的式量为，晶体密度为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．X的化学式为 B．距离K最近的有6个 C．Se位于Br构成的八面体中心 D．相邻K之间的最短距离为 11．（2026·陕西西安·模拟预测）科学家研究发现，利用CaF2晶体释放出的Ca2＋和F-可脱除硅烷，这拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。CaF2晶胞结构如图1所示，该晶胞从A离子处沿体对角线的投影如图2所示。下列叙述错误的是   A．F-填充在以Ca2＋构成的四面体空隙中 B．若C离子的投影位置在⑩，则B离子的投影位置在⑦ C．晶胞内Ca2＋和F-的最短距离为a nm D．若脱硅速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，则脱硅速率：BaF2＜CaF2 12．（2026·陕西商洛·一模）一种由、组成化合物的立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为a nm，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．沿z轴方向投影图为 B．与原子距离最近的原子有12个 C．、原子的最近距离是 D．该化合物晶体的密度为 13．（2026·湖南长沙·模拟预测）砷化镓是一种立方晶系，结构如图甲所示，将掺杂到晶体中得到的稀磁性半导体材料结构如图乙所示。砷化镓的晶胞参数为，晶体密度为。下列说法错误的是 A．砷化镓中配位键的数目是 B．和的最近距离是 C．沿体对角线方向投影图如丙，若c在11处，则的位置为7、9、11、13 D．掺杂到砷化镓晶体中，和最近且等距离的的数目为4 14．（2026·内蒙古鄂尔多斯·一模）硒化锰()是一种半导体材料，有三种晶型，其中的立方晶胞如图甲所示，晶胞边长为a nm。图乙是晶胞沿y轴方向的投影图，其中1号原子的分数坐标为，下列说法中正确的是 A．原子和原子的最短核间距为 B．晶体中的配位数为8 C．图中2号原子的分数坐标为 D．设表示阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为 10 / 13 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第51天 押配合物与超分子 从配位键到超分子自组装 （2025·甘肃·高考真题）我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a)，该分子和客体分子可形成主客体包合物：被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是例1 A．主体分子存在分子内氢键 B．主客体分子之间存在共价键 C．磺酸基中的S—O键能比小 D．和中N均采用杂化 （2024·湖北·高考真题）科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是例2 芳烃 芘 并四苯 蒄 结构 结合常数 385 3764 176000 A．芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子 B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同 C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘 D．芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合 （2024·吉林·高考真题）环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是例3 A．环六糊精属于寡糖 B．非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子 C．图2中甲氧基对位暴露在反应环境中 D．可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚 （2025·浙江·高考真题）能代表化合物的结构片段如图(氢原子未画出)，下列有关该化合物的描述不正确的是例4 A．图中球①代表原子团 B．该化合物易溶于水 C．作还原剂时，该化合物释放 D．氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键 （2025·河南·高考真题）自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该化合物的相对分子质量(x为整数)。例5 下列说法正确的是 A． B．第一电离能： C．该化合物中不存在离子键 D．该化合物中配位数与配体个数相等 （2025·陕晋青宁卷·高考真题）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图，下列说法错误的是例6 A．该索烃属于芳香烃 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键 配合物与超分子是近年高考化学的新增热点，命题呈现“情境新颖、结构复杂、综合性强”的特点。试题常以科研前沿成果（如分子识别、自组装、主客体化学、机械键、冠醚、杯芳烃、瓜环等）为情境，考查配合物的组成、结构、性质（配位数、配位键、杂化方式、稳定性等）以及超分子的两大特征（分子识别与自组装）。命题趋势是从“单一配合物识别”转向“超分子体系综合应用”，要求学生能够从复杂结构中提取关键信息，运用配位键、氢键、范德华力等微观作用力解释宏观性质（如识别选择性、溶解性、稳定性等）。预计2026年将继续以“结构决定性质”为主线，强化对配合物和超分子本质的理解，体现化学学科在材料、催化、分子机器等领域的前沿应用。 常考的方向有： · 超分子的两大特征——分子识别与自组装：分子识别：主体分子（如冠醚、杯芳烃、瓜环、环糊精）的空腔结构对客体分子具有选择性适配，空腔直径与客体分子尺寸匹配时形成稳定超分子。自组装：分子通过非共价键自发形成有序结构。常见考点：18-冠-6识别K⁺；15-冠-5识别Na⁺；瓜环识别三聚氰胺；杯芳烃识别对甲基苯乙烯。 · 配合物的组成——中心离子、配体、配位数、配位原子：配位数：直接与中心离子键合的配位原子总数。配体：提供孤对电子的分子或离子。配位原子：配体中直接与中心离子成键的原子。常见考点：多核配离子中Pt的配位数；[Cu(NH₃)₄]²⁺的配位数为4、配体为NH₃。 · 配合物中的化学键——配位键、σ键、π键：配位键：成键原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道，属于共价键的一种。常见考点：二茂铁中Fe²⁺与环戊二烯负离子之间的配位键；[Cu(NH₃)₄]²⁺中Cu²⁺与NH₃之间的配位键；四脲大环与有机磷酸盐阴离子之间通过氢键结合，而非配位键。 · 氢键在超分子中的作用：氢键是超分子形成的主要作用力之一，属于分子间作用力，不属于化学键。常见考点：杯芳烃分子与H₂O₂之间的氢键；环糊精与客体分子之间的氢键；三聚氰胺与瓜环之间的氢键；四脲大环与有机磷酸盐阴离子之间的氢键。 · 冠醚的识别机制与结构特点：冠醚空腔直径与碱金属离子半径匹配时，通过离子-偶极作用形成稳定配合物，实现分子识别。常见考点：18-冠-6识别K⁺；15-冠-5识别Na⁺；12-冠-4识别Li⁺。冠醚分子中含饱和碳原子，所有原子不共平面。 · 环糊精的结构与应用：环糊精由D-吡喃葡萄糖缩合而成，具有空腔结构，腔内极性小、腔外极性大，可包合非极性分子形成超分子。常见考点：环六糊精属于寡糖；可用于分离异构体（如氯代苯甲醚的邻对位选择性）；非极性分子需尺寸匹配才能被包合。 · 杯芳烃的结构与识别：杯芳烃具有杯状空腔结构，可通过氢键、π-π堆积等作用识别客体分子。常见考点：杯芳烃分子内存在氢键；腔内羟基修饰可改变分子识别能力；可引导特定分子进入空腔进行反应。 · 瓜环的结构与识别：瓜环是由甘脲单元缩合形成的低聚物，具有刚性空腔，可识别并“装进”不同分子。常见考点：生成瓜环的反应涉及加成与缩合；瓜环分子结构对称，氢原子种类少；与三聚氰胺通过氢键和范德华力结合。 · 二茂铁的结构与性质：二茂铁是典型夹心配合物，Fe²⁺位于两个平行茂环之间，形成配位键，整体为分子晶体。常见考点：茂环中所有原子共平面；茂环负离子形成大π键；二茂铁可发生取代反应；二茂铁转化为DNF为取代反应。 · 配合物的空间结构与杂化方式：配合物的空间构型由中心离子杂化方式决定：sp³杂化（四面体）、dsp²杂化（平面正方形）、sp³d²杂化（八面体）。常见考点：[Cu(NH₃)₄]²⁺为平面正方形；[Zn(NH₃)₄]²⁺为正四面体；[Fe(CN)₆]³⁻为八面体。 · 配合物的稳定性与溶解性：配合物的稳定性取决于中心离子与配体的匹配程度（软硬酸碱理论）。常见考点：Cu²⁺与NH₃形成稳定配离子，Mg²⁺不能；冠醚与碱金属离子的配合物可增大碱金属盐在有机溶剂中的溶解度。 · 机械键与索烃：机械键是两个或多个分子在空间上穿插互锁形成的结合形式，不涉及化学键，破坏机械键需断裂共价键。常见考点：索烃由两个全苯基大环分子通过机械键结合；索烃属于芳香烃；质谱法可测定相对分子质量；分子间仍存在范德华力。 · 胶束与自组装：两亲性分子在水溶液中可自组装形成胶束，亲水部分在外、疏水部分在内。常见考点：胶束形成体现超分子自组装；pH变化可改变分子所带电荷，影响胶束形态；非极性分子（如苯）可被包裹在胶束内腔。 · 配合物中的大π键与共平面性：当配体具有共轭结构时，可形成离域大π键，使环上所有原子共平面。常见考点：邻二氮菲分子中所有原子共平面；环戊二烯负离子中所有原子共平面；五元环上原子处于同一平面。 (一)配位键与配合物 1．配位键的形成 配位键是一种特殊的共价键，配体提供孤电子对，中心原子(或离子)提供空轨道形成配位键。 2．确定配体中配位原子的方法 （1）配体中有孤电子对的原子才可能成为配位原子。 （2）当配体中有多个原子含有孤电子对时，根据元素的电负性大小确定配位原子。元素的电负性越大，其原子越不容易提供孤电子对。如SCN-中C无孤电子对，S和N均有孤电子对，且电负性：N>S，所以形成配合物时，配位原子一般为S。 3．配位键的数目及配位数的判断 （1）单齿配体：只有一个配位原子的配体的配合物，中心离子的配位数＝配体的数目。 如:K3[Fe(CN)6]配位数：6；[Co(NH3)5(H2O)]Cl3配位数：6。 （2）多齿配体：含有多个配位原子的配体。螯合物是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物，螯合物具有特殊的稳定性。 例　（1）的配位数：　　　。  【答案】　4 （2）[2019·全国卷Ⅲ，35（2）]FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为　　　　　，其中Fe的配位数为　　　　　。  【答案】　　4 【提醒】配位数不一定等于中心原子(或离子)与配位原子形成的配位键数目，不一定等于配体的数目。当中心原子(或离子)同时形成共价键和配位键时，配位数不等于配位键数目；当中心原子(或离子)只形成配位键时，配位数等于配位键数目。 (二)超分子 1．由两种或两种以上的分子(包括离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 2．超分子内的作用力 主要是氢键、静电作用、范德华力、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 3．重要特征及其应用 （1）分子识别，如“杯酚”分离C60和C70；“冠醚”识别碱金属离子。 （2）超分子自组装：在不受外力介入下，分子自行聚集、组织成规则结构的现象。超分子自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。 1．（2026·山东东营·一模）乙二醛晶体为层状结构，其单层结构如图所示，下列说法正确的是 A．乙二醛晶体是混合型晶体 B．乙二醛晶体层间依靠范德华力结合 C．单层结构中最小重复单元含有4个乙二醛分子 D．乙二醛是非极性分子，加氢产物中含手性碳原子 2．（2026·四川成都·二模）某些特殊配体与金属可形成结构规整的超分子化合物。现有一种由金属、邻二氮菲以及配体所组成的多核配离子，其结构示意图如下。下列有关说法错误的是 A．分子中所有原子共平面 B．多核配离子中的化合价均为+2价 C．多核配离子中的配位数为6 D．4个配体的空间取向各不相同 3．（2026·云南·模拟预测）铜离子具有很强的配位能力，其形成的配合物具有良好的催化性能。一种铜离子的配合物的结构如图所示，下列说法错误的是 A．基态的未成对电子数为1 B．配合物中，的配位数为4 C．形成配合物M的配体均能与盐酸反应 D．可与水形成分子间氢键，易溶于水 4．（2026·湖南长沙·模拟预测）三环氮杂冠醚分子中有四面体配位点的空穴，可与铵根离子结合形成如图所示结构(部分结构未画出，不考虑原子半径大小)。下列有关说法正确的是 A．氮原子的杂化方式为 B．电负性： C．三环氮杂冠醚可增大在有机溶剂中的溶解度 D．与三环氮杂冠继通过4个氢键结合 5．（2026·四川宜宾·二模）环状配体是一类具有环状结构的分子，能够通过非共价键与客体分子结合，形成稳定的主客体复合物。化合物P是一类新型多功能晶体材料，其合成过程如下图。 下列说法正确的是 A．18-冠-6分子中所有原子共平面 B．L-精氨酸中N原子均为sp3杂化 C．化合物P中阳离子为环状配体，阴离子为客体 D．化合物P中微粒间作用力有离子键、共价键、配位键和氢键 6．（2026·湖北恩施·模拟预测）二茂铁是典型夹心配合物，位于两个相互错开的茂环（环戊二烯负离子）之间。二茂铁转化为DNF的反应如下。 下列说法错误的是 A．二茂铁晶体为离子晶体 B．二茂铁转化为DNF为取代反应 C．环戊二烯负离子中所有原子共平面 D．制备DNF的过程中有副产物生成 7．（2026·天津和平·一模）在溶有15-冠-5()的有机溶剂中，苄氯()与NaF发生反应： 下列说法正确的是 A．苄氯分子中所有原子均共面 B．电负性： C．离子半径： D．15-冠-5与间存在离子键 8．（2026·山西临汾·一模）低聚物瓜环卷成空腔。不同空腔尺寸的瓜环可识别且“装进”不同分子，形成超分子，例如瓜环[7]可以识别三聚氰胺。相关反应及结构、模型的示意图如下。 下列说法错误的是 A．生成瓜环[7]的反应为加成反应 B．瓜环[7]含有2种不同化学环境的氢原子 C．三聚氰胺中氮原子有、两种杂化方式 D．瓜环[7]与三聚氰胺通过氢键和范德华力结合 9．（2026·湖北武汉·一模）我国科学家基于四脲大环和有机磷酸盐阴离子相互作用构建了一种超分子聚合物，结构如图所示，该聚合物可以促进的高效迁移，提升电池性能。 下列说法错误的是 A．上述过程体现了超分子的“分子识别”和“自组装”特征 B．与的化学计量数之比为1:1 C．超分子聚合物中有机磷酸盐阴离子之间存在氢键 D．四脲大环与有机磷酸盐阴离子之间通过配位键结合 10．（2026·山西太原·模拟预测）某种杯芳烃分子（如图甲）具有空腔结构，可包合分子形成超分子；它同时还可以识别对甲基苯乙烯分子中的乙烯基，引导对甲基苯乙烯分子进入其空腔内（如图乙），进而将对甲基苯乙烯氧化为（4-甲基苯基）环氧乙烷（如图丙）。下列说法错误的是 A．该杯芳烃分子和过氧化氢之间作用力可能有氢键 B．对该杯芳烃分子腔内羟基进行成酯修饰，可改变其分子识别能力 C．可以用红外光谱仪测定该杯芳烃分子的官能团 D．（4-甲基苯基）环氧乙烷分子中的氧原子来自该杯芳烃分子 11．（2026·陕西西安·模拟预测）图示超分子在催化领域具有重要作用，以下说法错误的是 A．该超分子中存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键 B．该超分子酸性弱于     C．该超分子中C原子的杂化方式只有一种 D．该超分子中，中的大键电子参与形成配位键 12．（2026·四川广安·模拟预测）我国科研人员设计并合成了一种可检测的氮杂冠醚，该物质结合时会发出荧光，所得产物M的结构简式如图所示。下列说法错误的是 A．M是超分子，体现了分子识别特征 B．检测时发出荧光可能与电子跃迁有关 C．第一电离能：C＜N＜O D．氮杂冠醚分子中的碳原子存在、两种杂化方式 13．（2026·辽宁·一模）DMPE结构如图1，其基团中的羟基氢可以电离。调节DMPE溶液的pH，使其所带电荷数变化，其形态因为电荷间的排斥力增大可从盘状双层胶束向球状胶束转变，如图2，图中圆球部分表示DMPE的亲水部分。 下列说法错误的是 A．胶束的形成体现了超分子的自组装 B．与溶液反应，最多能消耗 C．在球状胶束所在水溶液中加入少量苯，苯会被包裹在胶束的内腔 D．pH升高不利于球状胶束形成(忽略水解反应) 14．（2026·贵州六盘水·二模）下列说法正确的是 A．图A中冠醚(18-冠-6)体现了超分子“分子识别”的特征，该分子还能识别和 B．图B物质相较摩尔质量更大，具有更高的熔沸点 C．图B中五元环上原子处于同一平面 D．若图C中表示硅氧四面体，则图C的阴离子的结构通式为 3 / 12 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第50天 押晶体结构 化学式与密度——晶胞分摊法+ρ•NA•V公式 （2025·广西·高考真题）型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是例1 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 （2025·湖南·高考真题）掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成(摩尔质量为)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是例2 A．晶体中与铋离子最近且距离相等的有6个 B．晶胞中含有的铋离子个数为8 C．第一电离能： D．晶体的密度为 （2025·湖北·高考真题）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是例3 A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 （2025·安徽·高考真题）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下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)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是例4 A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键” C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为 （2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是例5 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 晶胞计算是高考物质结构与性质模块的核心考点，命题呈现“模型多样、计算综合、图形结合”的特点。试题常以新型材料（如储氢材料、半导体材料、超导材料、掺杂材料）为载体，给出立方晶胞（或长方体、六方晶胞）结构图，综合考查晶胞中粒子数计算（均摊法）、配位数判断、原子间距离计算、晶体密度计算、化学式确定等。近年趋势是强化对非立方晶系（如长方体、六方晶胞）的考查，要求学生能够从投影图、坐标参数中提取信息，准确运用空间几何关系进行计算。预计2026年将继续以“结构决定性质”为主线，通过晶胞计算考查学生的空间想象能力和数学建模能力。 常考的方向有： · 均摊法——晶胞中粒子数的计算：立方晶胞：顶点粒子占1/8、棱心占1/4、面心占1/2、体心占1。六方晶胞：顶点占1/6、面心占1/2、内部占1。长方体晶胞（a≠b≠c）：均摊规则与立方晶胞相同。常见考点：晶胞中原子、离子或分子的数目计算；根据粒子数确定化学式。 · 配位数的判断：配位数是指与一个粒子紧邻且等距的粒子个数。需结合晶胞结构图，从三维空间确定周围粒子分布。常见考点：面心立方堆积中配位数为12；体心立方堆积中配位数为8；NaCl型中Na⁺的配位数为6、Cl⁻的配位数为6；CsCl型中Cs⁺的配位数为8；六方晶胞中N的配位数、C的配位数等。 · 原子间距离的计算：原子间距离需根据晶胞参数和几何位置确定。常见距离类型：面对角线一半、体对角线一半、体心到顶点距离、棱心到面心距离等。需注意：长方体晶胞（a≠b≠c）中，不同方向的距离计算需分别对待。常见考点：Mg-Mg最近距离；S-S核间距；Br与Cu的最短距离；两个白球的最近距离。 · 晶体密度计算：密度公式：ρ = (Z × M) / (V × N_A)，其中Z为晶胞中粒子数（如含“分子”数），M为摩尔质量，V为晶胞体积，N_A为阿伏伽德罗常数。易错点：Z的计算错误；体积单位换算（pm→cm，1 pm = 10⁻¹⁰ cm）；M的取值是否对应晶胞中含有的粒子。常见考点：Mg-Ge与Mg-Si密度比较；Li₃N密度；NiO掺杂后密度计算。 · 化学式的确定：根据晶胞中各种粒子的数目，确定最简单整数比。常见考点：Li₃N化学式；CuBr化学式；PbTiO₃化学式；Ni(CN)₄·Zn(NH₃)₂·2C₆H₆中x:y:z的确定；掺杂材料（如N掺杂TiO₂、K掺杂BaBiO₃）的化学式。 · 晶体类型的判断：根据晶体结构和性质判断晶体类型。常见考点：碘晶体为分子晶体（层状结构，层间范德华力，层内卤键）；二茂铁为分子晶体；MgO为离子晶体；SiO₂为共价晶体；石墨为混合型晶体。需注意：碘晶体虽为层状，但非混合型晶体（混合型晶体如石墨，层内共价键、层间范德华力）。 · 空隙类型与填充位置：面心立方堆积中存在八面体空隙和四面体空隙。常见考点：Ni²⁺填充在O²⁻形成的八面体空隙；NH₄⁺填充在PtCl₆²⁻形成的四面体空隙；Ti位于O形成的正八面体中心。 · 长方体晶胞的特殊计算：当晶胞参数a≠b≠c时，需特别注意：原子间距离需分方向计算；配位数可能不同于立方晶系；对称性降低导致某些等距关系不成立。常见考点：SO₂晶胞（a≠b≠c）中S原子间的距离计算；乙酸晶胞中氧原子坐标参数与距离计算。 · 六方晶胞的计算：六方晶胞的粒子数计算采用六方均摊规则（顶点1/6，面心1/2，内部1）。常见考点：TiB₂六方层状晶胞中化学式确定；相邻B原子最近距离计算（投影图结合几何关系）。 · 投影图与坐标参数分析：从晶胞投影图或原子坐标参数推断粒子位置、距离、配位数。常见考点：根据氧原子A、B的坐标参数计算距离；根据体对角线投影图判断Be原子的相对位置；根据坐标变换推断掺杂后粒子的位置。 · 掺杂与缺陷晶体：掺杂或缺陷晶体的化学式确定、密度计算、性质变化。常见考点：K掺杂BaBiO₃中Ba与K的个数比；N掺杂TiO₂中x:y:z的确定；NiO被氧化后形成NixO中x的计算及导电性变化。 · 密度计算中的单位换算：晶胞参数单位常为pm（皮米）或nm（纳米），换算为cm时：1 pm = 10⁻¹⁰ cm，1 nm = 10⁻⁷ cm。体积单位需统一为cm³。常见考点：密度表达式中的系数（如是否乘以4、8等）及单位换算是否正确。 · 晶体中微粒的等距紧邻判断：判断与某粒子等距且紧邻的粒子个数时，需结合晶胞的对称性和周期性。常见考点：与Bi³⁺最近且等距的O²⁻有6个；与Mo原子最近且等距的C原子有6个；与SO₂分子等距且紧邻的SO₂分子个数（非密堆积时不一定为12）。 1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 晶胞类型 计算方法 立方(四方)晶胞 六方晶胞(平行六面体形) 2．晶体密度计算模型 3．晶胞中粒子配位数的计算 （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)周围最近且等距离的原子(或分子)的数目。 （2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最近且等距离的异种电性离子的数目。 4．四面体空隙和八面体空隙的判断 （1）在面心立方晶胞构建8个正四面体空隙，如图： 面心立方晶胞的每一个顶角和紧邻的3个面心上的原子，这4个原子构成一个四面体，面心立方晶胞最多有8个四面体空隙。 （2）立方晶胞中正八面体空隙的位置，如图： ①前后左右上下，6个原子就可以构成一个正八面体空隙。 ②正八面体空隙的位置：十二棱一心。 每个棱心上的八面体空隙被4个晶胞所共有，棱心上共有12×＝3个正八面体空隙，体心有1个正八面体空隙，则共4个正八面体空隙。 1．（2026·浙江·二模）NiO晶胞如图，将NiO在空气中加热，部分被氧化为，得到，晶体结构出现缺陷，有的被取代，有的空缺，填充率下降，但晶体仍保持电中性。现有NixO晶胞的质量为，下列说法正确的是 A．填充在组成的四面体空隙 B．NixO晶胞中、和未填充空隙的个数比为 C．NixO中X为0.8 D．与NiO相比，NixO导电性大幅度增大，这和晶体中的空位有关 2．（2026·云南·二模）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法错误的是 A．一个晶胞中含有4个S原子 B．每个周围与其等距且紧邻的有12个 C．晶体的密度为 D．1号和2号S原子间的核间距为 3．（2026·辽宁辽阳·一模）的晶胞形状为立方体，边长为a nm，结构如图所示。已知：的摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为。下列说法不正确的是 A．图中黑球表示 B．该晶体的密度为 C．黑球的配位数为8 D．两个白球的最近距离为 4．（2026·河南信阳·三模）笼形包合物的四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞，晶胞中N原子均参与形成配位键。晶胞参数(单位pm)，。下列叙述错误的是 A．Zn在元素周期表中位置为第四周期第IIB族 B．与的配位数之比为1：1 C．中 D．吡啶()中含有，可替代苯形成类似的笼形包合物，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据杂化轨道 5．（2026·贵州毕节·二模）碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域具有优异的性能。一种六方相碳化钼晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为，，，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体中Mo原子与C原子个数比为 B．①号原子和②号原子间的距离为 C．晶体中与C最近且距离相等的Mo有8个 D．晶体密度为 6．（2026·河北保定·一模）金属Li在氮气中燃烧可以生成一种紫红色晶体，其晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．N的配位数为8 C．该晶体的密度 D．该晶体遇水可能产生一种有刺激性气味的气体 7．（2026·广西梧州·模拟预测）六氯合铂酸铵[]（摩尔质量为）晶体属于立方晶系，晶体结构如图所示，该立方晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶胞中，填充在形成的四面体空隙中 B．与紧邻的有8个 C．该晶胞的密度为 D．晶胞内之间最近的距离为 8．（2026·湖南长沙·二模）某杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构(立方晶胞)如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，1号原子和2号原子之间的距离为 下列说法错误的是 A．电负性： B．该晶胞中位于形成的正八面体空隙中 C．与最近且等距的有8个 D．该晶体的密度为 9．（2026·青海西宁·一模）某种铜的溴化物立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．Br和Cu原子数之比为 B．与Br最邻近的Cu原子个数为2 C．Br与Cu的最短距离为 D．该溴化物晶体的密度为 10．（2026·广西南宁·二模）某种重要的材料由Pb、O、Ti元素组成，其立方晶胞结构如图所示，已知晶胞边长为，设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．晶胞中距离最近的的个数为6 B．晶胞中与之间的最短距离为 C．若以为晶胞的顶点，则位于晶胞的面心 D．该晶体的密度为 11．（2026·湖北黄冈·二模）乙酸晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所示。氧原子A、B的原子坐标分别为(x1，y1，z1)，(x2，y2，z2)。已知：原子坐标是晶体学中描述原子在晶胞内相对位置的参数，为原子在晶胞三个棱上的投影分数，例如体心的原子坐标为(，，)。下列说法正确的是 A．一个晶胞中含有7个氧原子 B．晶胞中乙酸分子有4个取向 C．氧原子A与氧原子B的距离为 D．每个乙酸分子周围与其等距且最近的乙酸分子有12个 12．（2026·河北张家口·一模）氟化铍可用作核子反应器及某些搪瓷中的助熔剂，其晶体结构可看作Be占据了金刚石中碳原子位置，再在每2个Be之间加1个F，其立方晶胞结构如图甲所示，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．晶体中Be、F的配位数之比为 B．两个Be之间的最短距离为 C．该氟化铍晶体的密度为 D．晶胞中Be沿体对角线的投影图可用图乙表示 13．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）是一种半导体材料，广泛应用于光催化、光电转换和环境治理等领域，通过掺杂的调控，不仅提高了的光吸收能力，还增强了其光催化活性。晶胞为长方体(晶胞内的形成正八面体)，其晶胞结构及掺杂后的晶胞结构如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A．晶胞中与最近且等距的有6个，最短距离为 B．晶体的密度为 C．掺杂后的晶体中， D．掺杂数量不同，光吸收能力和光催化活性不同 14．（2026·湖北鄂州·模拟预测）一种硼钛化合物集成了陶瓷和金属的优异性能而被广泛应用于高技术领域，其六方层状晶体结构及晶胞从上往下的垂直投影如图所示。下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．相邻B原子之间最近距离为 C．该晶体硬度大、易导电 D．与B原子紧邻且等距的Ti原子有6个 10 / 12 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $