专题02 晶体结构与性质（期中培优讲义）高二化学下学期人教版

专题02 晶体结构与性质 目 录 第一部分 知识体系·导图构型 第二部分 重难剖析·方法技巧 重点01 晶体类型的判断 重点02 晶体熔、沸点的比较 重点03 晶体化学式及粒子配位数的确定 重点04 晶胞参数的计算 第三部分 典例精析·迁移应用 第四部分 考场练兵·分层实战 夯实基础·综合应用·思维拔高 重点一 晶体类型的判断 晶体类型的判断 （1）依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断 ①分子间通过 分子间作用力形成的晶体属于分子晶体； ②由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体； ③由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体； ④由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 （2）依据物质的分类判断 ①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物 (除SiO2)外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等;常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。 ④金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。 （3）依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高,常在数百至几千摄氏度;共价晶体的熔点高,常在一千至几千摄氏度; ②分子晶体的熔点较低,常在数百摄氏度以下至很低温度; ③金属晶体多数熔点高,但也有熔点相当低的。 （4）依据导电性判断 ①离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电； ②共价晶体一般为非导体,但晶体硅能导电； ③分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,也能导电； ④金属晶体是电的良导体。 （5）依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体硬度较大或略硬而脆; ②共价晶体硬度大; ③分子晶体硬度小且较脆; ④金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。 重点二 晶体熔、沸点的比较 1．根据物质的聚集状态 常温常压下，一般情况下，熔、沸点：固体>液体>气体。 2．根据晶体的类型 一般来说，熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点比较特殊，有的很高，如钨、铂等；有的很低，如铯等。 3．同种类型晶体熔、沸点的比较规律 (1)共价晶体 比较共价晶体熔、沸点高低的关键是比较共价键的强弱。对于结构相似的共价晶体来说，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如：金刚石>碳化硅>晶体硅。 (2)离子晶体 离子晶体熔、沸点的高低取决于晶格能大小。一般来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子核间距越小，晶格能越大，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高。如熔：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。 (3)分子晶体 a．具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。例：H2O>H2S。 b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。例：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 c．组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高。例：CO>N2。 d．同分异构体支链越多，熔、沸点越低。例：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 (4)金属晶体 金属晶体熔、沸点的高低取决于金属键的强弱。一般金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子之间的静电作用越强，金属键越强，熔、沸点越高。如熔、沸点：Na<Mg<Al。 重点三 晶体化学式及粒子配位数的确定 1．晶体化学式的确定 晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 (1)原则 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)正方体(长方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 ①处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 ②处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 ③处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 ④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞 (3)正三棱柱结构中不同位置的粒子数的计算 (4)六棱柱结构中不同位置的粒子数的计算 (5)平面型——石墨 对于非平行六面体形晶胞中微粒数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍是确定1个微粒为几个晶胞所共有，例如，石墨晶胞(如图1)中每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为，那么1个六边形实际有6×个碳原子。 找晶胞中的微粒数时，要找到这个晶胞中处于不同位置(顶定、棱上、面上、体内)的粒子数，然后确定这些不同位置的粒子(以该粒子为中心)确定周围有多少个晶胞来分摊它，从而确定这些不同位置上的粒子所需要乘的分摊系数，最后把这些乘了分摊系数的不同位置的粒子数加起来。 2．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 (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)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。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 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 以NaCl晶体为例 ①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl-)。 ②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl-的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6. 重点四 晶胞参数的计算 1．晶体的相关计算 （1）利用如下等式进行相关数据计算(以立方晶胞为例)：a3ρNA=nM(a：棱长，ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值，n：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M：组成物质的摩尔质量)。注：若是长方体，V晶胞=abc，若是六棱柱，V晶胞=S底×h。 （2）晶胞长度的计算 金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式(设棱长为a) ①面对角线长=a。 ②体对角线长=a。 ③体心立方堆积4r=a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r=a(r为原子半径)。 金刚石晶胞的关系      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) 2．晶胞投影图 （1）简单立方模型投影图 x、y平面上的投影图： （2）体心立方模型投影图 x、y平面上的投影图： （3）面心立方模型投影图 x、y平面上的投影图： （4）金刚石晶胞模型投影图 x、y平面上的投影图： （5）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 3．晶胞原子分数坐标的确定 原子分数坐标的确定方法 (1)依据已知原子的分数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。 常见的晶体模型粒子坐标如下表所示。 晶体模型 粒子坐标 简单立方晶胞结构模型 若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3(1，1，0)，7(1，1，1) 体心晶胞结构模型 若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则确定6(0，1，1)，7(1，1，1)，9 () 面心立方晶胞结构 若1(0，0，0)，3()，2()，则确定5()，7 () 若a(0，0，0)，1()，则确定2()，3()，4 () 4．晶体空间利用率的计算 空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。其具体的计算公式为：空间利用率=×100%。其中需要掌握以下几种典型的金属晶体的空间利用率。 (1)简单立方堆积(如图) 设原子半径为r，由于原子在晶胞棱的方向上相切，可以计算出晶胞参数：a=b=c=2r，α=β=γ=90°。每个晶胞中包含1个原子。 η=×100%=×100%≈52.36%。 (2)体心立方堆积(如图) 设原子半径为r，由于原子在晶胞体对角线方向上相切，可以计算出晶胞参数：a=b=c=r，α=β=γ=90°。每个晶胞中包含2个原子。 η=×100%=×100%≈68.02%。 (3)面心立方最密堆积(如图) 设原子半径为r，由于原子在晶胞面对角线方向上相切，可以计算出晶胞参数：a=b=c=2r，α=β=γ=90°。每个晶胞中包含4个原子。 η=×100%=×100%≈74.05%。 常见晶体类型及其结构 【典例1】（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列物质在固态时，所属晶体类型的分类正确的是 选项 金属晶体 共价晶体 分子晶体 离子晶体 A． 钢 石墨 干冰 重铬酸钾 B． 钙 金刚石 乙醇 氯化铝 C． 铅 晶体硼 硝酸铵 硫氰化铁 D． 锂 石英 硫酸 氢氧化钡 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．石墨层内原子依靠共价键连接，但层间依靠范德华力维系，因此，石墨属于混合晶体，而非共价晶体，A错误； B．氯化铝是分子晶体，而非离子晶体，B错误； C．硝酸铵属于离子晶体，而非分子晶体，C错误； D．选项中的各物质分类正确，D正确； 故答案选D。 【总结归纳】晶体类别的判断方法 (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原子晶体；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、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体 (2)依据物质的分类判断 ①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体 ②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体 ③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等 ④金属单质、合金是金属晶体 (3)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>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 (4)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电 ②原子晶体一般为非导体 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，也能导电 ④金属晶体是电的良导体 (5)依据硬度和机械性能判断 一般情况下，硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性 【迁移应用1】（25-26高二下·福建泉州·月考）的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a pm，下列说法正确的是 A．该晶体属于共价晶体 B．该晶体存在共价键、离子键和配位键 C．另一种晶胞表示：处于晶胞顶点位置，则处于面心 D．与之间最短的距离为a pm 【答案】B 【详解】A．由阴、阳离子构成，该晶体属于离子晶体，A错误； B．阴、阳离子间存在离子键，中存在共价键，中还存在配位键(分子中氮原子提供孤电子对，氢离子提供空轨道)，B正确； C．晶胞沿体对角线平移，若处于晶胞顶点位置，则处于棱心，C错误； D．根据晶胞结构，碘离子位于面心，与之间最短的距离为晶胞面对角线的一半，为a pm，D错误； 故选B。 【迁移应用2】（25-26高二上·河北石家庄·期末）锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是     A．氧化锌的熔点高于硫化锌 B．该晶胞中Zn2+和S2-数目相等 C．晶胞中Zn2+周围距离相等且最近的S2-共有4个 D．该晶体属于分子晶体 【答案】D 【详解】A．氧化锌和硫化锌中阴、阳离子所带电荷数相等，但氧离子半径小于硫离子，因此氧化锌的熔点高于硫化锌，A项正确； B．该晶胞中，Zn2+位于顶点和面心，个数为，S2-位于晶胞内部，个数为4，Zn2+和S2-数目相等，B项正确； C．由晶胞图可知，晶胞中S2-位于Zn2+构成的正四面体的中心，则晶胞中硫离子周围最近的锌离子共4个，同理晶胞中锌离子周围最近的硫离子共4个，C项正确； D．硫化锌是由锌离子和硫离子构成的离子化合物，属于离子晶体，D项错误； 答案选D。 晶体熔、沸点的比较 【典例2】（25-26高二上·吉林长春·期末）下列有关性质的比较，正确的是 ①硬度：BaO>CaO>MgO；②沸点：HCl>HF；③离子键强度：NaCl>MgO；④分子或离子中键角：H2O<H3O+，；⑤熔点：NaF>MgF2>AlF3；⑥沸点：H2O>HF>NH3；⑦熔点：金刚石>生铁>纯铁>钠；⑧熔点：二氧化硅>NaCl>I2>冰 A．①②⑥⑧ B．①④⑥⑧ C．④⑤⑥ D．④⑥⑧ 【答案】D 【详解】①三种化合物所带离子电荷相同，离子半径Ba2+ > Ca2+ > Mg2+，晶格能随半径减小而增大，硬度应为MgO > CaO > BaO，①错误； ②HF分子间存在氢键，沸点高于HCl，②错误； ③MgO中离子电荷为+2和-2，NaCl中为+1和-1。电荷越高，晶格能越大，故MgO的晶格能远大于NaCl，顺序应为MgO > NaCl，③错误； ④H2O、H3O+的价层电子对数均为4，VSEPR模型为四面体，但H2O有2对孤电子对、H3O+有1对孤电子对，NH3、NH的价层电子对数均为4，VSEPR模型为四面体，NH3有1对孤电子对，NH无孤电子对，由于孤电子对间排斥力＞孤电子对和成对电子对间的排斥力＞成对电子对间的排斥力，分子或离子中键角：H2O＜H3O+，NH3＜NH，④正确； ⑤离子电荷Al3+＞ Mg2+ > Na+，晶格能增大，熔点应为NaF＜MgF2＜AlF3，⑤错误； ⑥H2O、HF、NH3均能形成氢键，但H2O氢键数量最多，常温下为液体，沸点最高，沸点高低顺序为H2O＞HF＞NH3，⑥正确； ⑦金刚石是共价晶体，熔点最高，生铁是合金，熔点小于纯铁的熔点，钠熔点最低，故熔点为金刚石＞纯铁＞生铁＞钠，⑦错误； ⑧二氧化硅为共价晶体熔点最高，NaCl为离子晶体次之，碘与冰为分子晶体，常温下碘为固体，水为液体，所以熔点：二氧化硅＞NaCl＞I2＞冰，⑧正确； 正确的是：④、⑥、⑧，答案选D。 【迁移应用1】（25-26高二下·福建泉州·月考）下列关于物质熔、沸点的比较正确的是 A．Na、Mg、Al的熔点依次降低 B．晶体硅、SiC、金刚石的沸点依次升高 C．MgO、NaCl、KCl的熔点依次升高 D．NH3、PH3、AsH3的沸点依次降低 【答案】B 【详解】A．Na、Mg、Al都是金属晶体，熔沸点的强弱与金属键的强弱有关，原子半径，对应的离子电荷增大，半径减小，金属键增强，则熔沸点，A错误； B．晶体硅、SiC、金刚石均为原子晶体，熔沸点的强弱与共价键的强弱有关，共价键越强，熔沸点越高，共价键键长C-C＜Si-C＜Si-Si，所以沸点高低的顺序为：金刚石＞SiC＞Si，B正确； C．MgO、NaCl、KCl均为离子晶体，熔点由晶格能决定，离子电荷高、半径小，晶格能就越大，熔点越高，和，电荷高、半径小，熔沸点很高；由于半径小于，NaCl的晶格能大于KCl，因此的熔点高于，故熔点：，C错误； D．、、均为分子晶体，沸点取决于分子间作用力与氢键，分子间有氢键，沸点反常高，和无氢键，随分子量增大，范德华力增强，沸点升高，因此，故三者沸点的关系：，D错误； 故答案选B。 【迁移应用2】（25-26高二上·河北石家庄·期末）下列关于物质熔、沸点的比较正确的是 A．CCl4、MgCl2、SiC的熔点依次升高 B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低 C．NaCl、KCl、CsCl的熔点依次升高 D．HF、HCl、HBr的沸点依次降低 【答案】A 【详解】A．CCl4为分子晶体，熔点最低；MgCl2为离子晶体，熔点较高；SiC为共价晶体，熔点最高，因此熔点依次升高，A正确； B．碱金属单质的沸点随原子序数增大而降低，故Rb、K、Na、Li的沸点应依次升高，而非降低，B错误； C．离子晶体熔点取决于离子键强度，Na+、K+、Cs+离子半径依次增大，离子键减弱，熔点依次降低，而非升高，C错误； D．HF分子间存在氢键，沸点最高；HCl和HBr无氢键，沸点随分子量增大而升高，故沸点顺序为HF > HBr > HCl，不是依次降低，D错误； 故选A。 晶体化学式及粒子配位数的确定 【典例1】（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）钛酸钴是一种重要的无机材料，在环境治理、能源转化等领域展现出广阔的应用潜力，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞的参数为a pm。下列说法错误的是 A．元素O位于元素周期表P区 B．在晶胞中，若Ti处于各顶点位置，则O处于棱心位置 C．晶胞中O与O的最短距离为 D．该晶体的化学式为 【答案】C 【详解】A．O元素是第VIA元素，位于元素周期表P区，故A正确； B．O原子位于立方晶胞的面心，Ti位于体心，若Ti处于各顶点位置，根据Ti与O的相对位置，则O处于棱心位置，故B正确； C．晶胞中O与O的最短距离等于面对角线的一半，即为，故C错误； D．Co位于顶点，个数；Ti位于体心，个数；O位于面心，个数，因此化学式为，故D正确； 答案选C。 【迁移应用1】（2027·全国·一模）的化合物种类繁多，在人类的生产、生活中有着广泛的应用，实验测得一种与形成的化合物沸点为，晶胞结构如图所示（黑球代表铜，晶胞的密度为，设为阿伏加德罗常数的值），下列说法不正确的是 A．晶体的化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有6个 C．与之间的最短距离为 D．该化合物为离子晶体 【答案】B 【详解】A．根据均摊法可知，晶胞中白球和黑球的数目均为4，故化学式为，A正确； B．由图可知，晶胞中Br原子（白球）位于晶胞的顶点和面心，Cu原子（黑球）位于晶胞内部。以位于顶点的Br原子为例，其周围最近且距离相等的Br原子位于相邻晶胞的顶点和面心，共有12个，B错误； C．晶胞的质量为，设晶胞参数为，则晶体的密度为，，原子与原子之间的最短距离为体对角线的，即原子与原子之间的最短距离为，C正确； D．溴化亚铜为离子晶体，D正确； 故答案选B。 【迁移应用2】（25-26高二下·河南驻马店·月考）由V、Sb、Cs组成的一种超导体材料的晶胞结构如图1，其中Sb位于晶胞内和棱上，晶胞高度处水平截面如图2。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．该晶体的密度为 C．每个V原子与4个Sb原子紧邻 D．该晶体具有良好的延展性和导电性 【答案】C 【详解】A．根据均摊法，由晶胞结构可知，Cs位于顶点，其个数为；V位于面上和体心，其个数为；Sb位于晶胞内部和棱上，晶胞中的个数为； 因此化学式为，A正确； B．晶胞质量； 晶胞的底面为夹角、边长的平行菱形，底面积，晶胞高度为，故体积，密度：，B正确； C．每个原子除了图2平面上的紧邻，晶胞中的上下还各有2个紧邻，总紧邻数目为6，C错误； D．该物质是超导体材料，具有良好导电性，属于金属型晶体，具有良好延展性，D正确； 故选C。 晶胞参数的计算 【典例1】（25-26高二上·吉林长春·期末）半导体材料硒化锌的立方晶胞如图所示。测得晶胞中，面心上硒与顶点硒之间距离为a nm，代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，在晶胞坐标系中，A点硒原子坐标为，B点锌原子坐标为。下列说法错误的是(Zn的相对原子质量取65，Se的相对原子质量取79) A．该半导体材料中锌原子与硒原子个数比为1:1 B．晶胞中与Se等距离且距离最近的Se原子有12个 C．硒化锌晶体密度为 D．C的原子坐标参数为 【答案】D 【详解】A．根据均摊法可知，该半导体材料中有锌原子4个，硒原子个，个数比为1：1，A正确； B．晶胞中与Se等距离且距离最近的Se即顶点的Se与面心Se原子一共有12个，B正确； C．硒化锌晶体密度为，C正确； D．由于B点锌原子坐标为，C的原子坐标参数为， D错误； 答案选D。 【迁移应用1】（25-26高二上·辽宁沈阳·期末）砷化镓是一种立方晶系如图甲所示，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁半导体材料如图乙所示，砷化镓的晶体密度为。下列说法错误的是 A．甲图中距离Ga原子最近的As原子个数是4 B．掺入Mn的晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为5:26:32 C．沿体对角线ab方向投影图如丙，若c在11处，则As的位置为7、9、11、13 D．该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为 【答案】B 【详解】A．由图甲可知，Ga位于面心和顶角上，砷位于体内，砷和镓的配位数均为4，即距离Ga原子最近的As原子个数是4，A正确； B．掺入Mn的晶体（图乙）中Ga有7个位于顶点，5个位于面心，个数为：；As有4个位于体内，Mn有1个位于顶点，1个位于面心，个数为：；Mn、Ga、As的原子个数比为，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a→b方向投影图如丙，沿体对角线投影时，立方晶系的四面体空隙（As 的位置）会投影到图丙的六边形的对称位置（7、9、11、13），与 c（11 处）的位置对应，C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中含4个Ga和4个As，晶胞中含4个GaAs，设晶胞参数为x pm，，则，距离最近的两个镓原子之间的距离为面对角线的一半，即，D正确； 故选B。 【迁移应用2】（25-26高二下·湖北黄石·月考）、和三种元素组成化合物的晶胞如图所示(晶胞参数)，该晶体可视为金刚石晶体中的原子被、和取代后形成。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．位于元素周期表的区 B．最近的两个原子间的距离为 C．晶体中与Si距离最近且相等P的数目为7 D．晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．Zn是30号元素，核外电子排布为，位于元素周期表区，A正确； B．晶胞参数，最近的两个P原子在同一水平面内，坐标差分别为、，z坐标相同，因此距离为，B正确； C．该晶体由金刚石结构衍生而来，金刚石中每个C原子的配位数为4，因此晶体中与Si距离最近且相等的P原子数目为4，C错误； D．用均摊法计算晶胞中原子数，该晶胞拥有的Zn原子数为，Si原子数为，P原子数为，晶胞总质量，晶胞体积，密度，D正确； 答案选C。 夯实基础 1．（25-26高二下·福建泉州·月考）有关晶体的结构如图所示，下列说法错误的是 A．在晶体中，距某个最近的围成正八面体 B．CaF2晶体中，Ca2+的配位数为4 C．干冰晶胞中每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子 D．碘晶体中，存在非极性共价键和范德华力，I2晶胞中分子存在两种不同空间取向 【答案】B 【详解】A．在NaCl晶体中，距Cl-最近的Na+有6个，距Na+最近的Cl-有6个，这6个离子构成一个正八面体，故A正确； B．CaF2晶胞中，每个Ca2+周围等距离且最近的F-有8个，因此Ca2+的配位数为8，故B错误； C．在CO2晶体中，CO2为面心立方堆积，1个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻，故C正确； D．在碘晶体中，在I2分子内存在I-I非极性共价键，在I2分子之间存在范德华力，因此该晶体中存在的作用力有非极性共价键和范德华力，由图可知I2晶胞中分子存在两种不同空间取向，故D正确； 故答案为B。 2．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）MgO晶体的晶胞结构如下图，密度为ρ g∙cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．晶体中与O2-最近且等距的Mg2+有6个 B．晶胞的边长为×1010pm C．若a为晶胞顶点，则c位于棱心 D．MgO与NaCl晶体的晶胞类型不同 【答案】D 【详解】A．MgO是NaCl型晶体，阴阳离子配位数均为6，因此与最近且等距的有6个，A正确； B．用均摊法计算晶胞中粒子数：位于顶点和面心，个数为；位于棱心和体心，个数为，晶胞中共4个；的摩尔质量为40 g/mol，晶胞质量，由密度公式得晶胞体积，晶胞为立方体，则边长，单位换算得，B正确； C．原晶胞顶点为，（a）原本位于棱心；若将a放在晶胞顶点，原顶点位置的（c）就会位于棱心，C正确； D．MgO晶体和NaCl晶体均为离子晶体，且均为型晶胞，晶胞结构类型相同，D错误； 故选D。 3．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）下列物质的熔点高低顺序正确的是 A．金刚石>晶体硅>碳化硅 B． C． D． 【答案】B 【详解】A．金刚石、碳化硅、晶体硅都是原子晶体，熔点由共价键键能决定，键长越短键能越大。键长：，因此熔点顺序应为金刚石>碳化硅>晶体硅，A错误； B．四种物质都是组成结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高，相对分子质量：，因此熔点顺序正确，B正确； C．是离子晶体，熔点最高；和都是分子晶体，常温为液态、且存在氢键，熔点高于气态的，因此熔点顺序应为 ，C错误； D．碱金属都是金属晶体，同主族从上到下原子半径增大，金属键减弱，熔点降低，因此熔点顺序应为 ，D错误； 故选B。 4．（25-26高二上·浙江温州·期末）硼、铝、镓等第ⅢA族元素及其化合物在生产生活中具有广泛的应用。请回答： (1)基态铝原子价层电子排布式为______。 (2)是合成聚丙烯的一种催化剂，可通过反应制备。 ①KF的晶体类型为______； ②的空间构型为______； ③键角比较：______（填“＞”或“＜”）； ④已知熔点，从结构角度解释原因______。 【答案】(1) (2) 离子晶体 平面正三角形或平面三角形 ＞ 离子半径大于的离子半径，离子键强度（或的阴离子半径较大，离子键强度较小，熔点较低 【详解】（1）铝是13号元素，主族元素的价电子为最外层电子，因此基态铝原子价层电子排布式为。 （2）① 是活泼金属钾与活泼非金属氟形成的盐，由阴、阳离子通过离子键结合，晶体类型为离子晶体。 ② 中B原子价层电子对数为，无孤对电子，采取杂化，空间构型为平面正三角形。 ③ 空间构型为平面正三角形键角为120°，中B原子价层电子对数为，无孤对电子，采取杂化，空间构型为正四面体形，键角约为109°28′，因此的F-B-F键角更大。 ④ 二者均为离子晶体，离子晶体熔点由离子键强度决定：离子电荷相同时，离子半径越大，离子键强度越小，熔点越低。半径远大于，离子键强度，熔点。 5．（25-26高二下·甘肃酒泉·月考）有下列几种晶体： A．无色水晶  B．冰  C．白磷  D．金刚石  E．晶体氢  F．干冰。 (1)属于分子晶体的是_______(填字母，下同)。 (2)属于共价晶体的化合物是_______。 (3)受热熔化时化学键不发生变化的晶体是_______，受热熔化时需克服共价键的晶体是_______。 (4)晶体中存在氢键的是_______。 (5)金刚砂(SiC)的摩氏硬度为9.5，其晶胞结构如图所示。 ①该晶体中C原子的杂化类型为_______。该晶体的类型为_______(填“分子”或“共价”)晶体。 ②在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为_______；若晶胞的边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则金刚砂的密度表达式为_______。 【答案】(1)BCEF (2)A (3) BCEF AD (4)B (5) 共价 12 【详解】（1）分子晶体由分子通过分子间作用力结合而成，冰、白磷、晶体氢、干冰都属于分子晶体，因此答案为BCEF。 （2）共价晶体是原子间通过共价键形成空间网状结构的晶体，无色水晶（）是共价晶体且属于化合物，金刚石是共价晶体但为单质，因此答案为A。 （3）分子晶体熔化只破坏分子间作用力，化学键不断裂，因此化学键不发生变化的是分子晶体BCEF；共价晶体熔化需要克服共价键，共价晶体为和金刚石，因此需克服共价键的是AD。 （4）水分子间存在氢键，因此存在氢键的晶体是冰（B）。 （5） ① 每个C原子形成4个键，无孤电子对，因此C原子杂化类型为杂化；SiC硬度大，原子间以共价键结合，属于共价晶体。 ②SiC晶体中C原子构成面心立方堆积，对于任一C原子，其周围等距离且最近的C原子有12个；晶胞中C原子数为，Si原子数为4，即晶胞含4个，晶胞质量为，晶胞边长，体积为，因此密度。 6．（25-26高二下·浙江·月考）金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称，具有广泛的应用前景。回答下列问题： (1)基态Ti原子的价层电子排布式为________，Ti在元素周期表中位于______区 (2)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间结构是_________，中心原子P采取______杂化。 (3)某含钛物质的晶胞如图所示，该物质的化学式为______；该晶体中每个周围与它最近且相等距离的的数目是__________。 (4)Ti的四卤化物的熔点如下表所示。熔点高于其他三种卤化物，则可能是__________晶体（填“离子”或“分子”）；、、的熔点依次升高的原因是__________。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (5)Ti能够形成化学式为的配合物。该配合物中四种元素的电负性由大到小的顺序为__________；在1 mol该配合物中加入足量溶液，可以得到__________mol AgCl沉淀；若要确定该物质是晶体还是非晶体，最科学的方法是对它进行__________实验。 【答案】(1) d (2) 正四面体形 (3) 6 (4) 离子 、、均为分子晶体，、、分子组成与结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高 (5) O＞Cl＞H＞Ti 2 X射线衍射 【详解】（1）Ti是22号元素，基态原子核外电子排布为，价层电子排布式为，Ti位于元素周期表d区。 （2）中应根据VSEPR理论，中心P原子与4个O原子形成4个键，无孤对电子，价层电子对数为4，P采取杂化。 （3）Ti位于顶点，数目；O位于棱上，数目；根据图示，Ca位于体心，晶胞中Ca数目为1，该物质的化学式为以顶点为研究对象，其周围最近且等距离的位于6个相连的棱心，配位数为6。 （4）熔点远高于其他三种卤化物，离子晶体熔点远高于分子晶体，因此为离子晶体；、、均为分子晶体，分子晶体熔点随相对分子质量增大而升高，因为相对分子质量越大，分子间范德华力越强，因此熔点依次升高。 （5）非金属性越强电负性越大，金属电负性小于非金属，因此电负性顺序为；配合物中只有外界的会电离，与反应，1mol该配合物外界有2mol ，因此生成2mol AgCl沉淀；区分晶体和非晶体最科学的方法是X射线衍射实验。 7．（25-26高二下·湖南长沙·月考）由K、I、O三种元素组成的某种晶体是一种性能良好的非线性光学材料，其立方晶胞结构如图所示，规定A 处原子坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是 A．B 处原子坐标为 B．与K距离最近且相等的O的个数为6 C．该晶胞中 K 与O间的最短距离为 D．该晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．A处坐标为，晶胞边长为a，坐标范围为，B处原子位于右面面心，坐标应为，A错误； B．K位于顶点，与K距离最近且相等的O位于相邻晶胞的面心，该晶胞中3个相邻面上的O和该顶点的K等距且最近，一个顶点被8个晶胞共用，相邻晶胞共用一个面，共个，B错误； C．K与O的最短距离是顶点到面心的距离，晶胞边长为，最短距离为 ，C错误； D．K位于晶胞顶点，得 个； I位于晶胞体心，共1个； O位于晶胞面心，得 个； 晶体化学式为 ，摩尔质量 ，晶胞质量，晶胞边长，体积，密度 ，D正确； 故选D。 8．（25-26高二上·重庆·期末）立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，与金刚石结构相似，其晶胞结构如图，晶胞棱长为anm。下列说法错误的是 A．立方氮化硼具有熔点高、硬度大的特点 B．该晶胞中B和N的配位数均为4 C．B和N的最近距离为anm D．固体储氢材料氮硼烷(NH3BH3)中，B原子的杂化轨道类型为sp2 【答案】D 【详解】A．立方氮化硼与金刚石结构相似，均为共价晶体，原子间通过共价键结合，共价键键能大，因此具有熔点高、硬度大的特点，故A正确； B．金刚石中每个碳原子配位数为4，立方氮化硼结构相似，B和N交替排列，故B和N的配位数均为4，故B正确； C．晶胞棱长为a nm，体对角线长为a nm，B和N的最近距离为体对角线的，即 a nm，故C正确； D．NH3BH3中B原子与3个H、1个N形成4个σ键（含1个配位键），价层电子对数为4，杂化轨道类型为sp3，故D错误； 故答案为D。 9．（25-26高二下·福建泉州·月考）金刚石的晶胞如图1所示，图1中原子坐标参数A为，B为，C为，晶胞参数为a pm。在立方晶胞中，与晶胞体对角线垂直的面，在晶体学中称为晶面，如图2所示。下列说法错误的是 A．金刚石晶体中碳原子数与碳碳键数之比为1：2 B．图1中原子坐标参数D为 C．图1晶胞中两个碳原子之间的最短距离为cm D．图2晶胞中可以称为晶面的面共有8个 【答案】C 【详解】A．金刚石晶体中，1个C原子形成4个碳碳键，根据均摊可知碳原子数与碳碳键数之比为1：2，故A正确； B．晶胞中D原子位于“左下前”正方体中心，原点位于A点，因此原子坐标参数D为，故B正确； C．该晶胞中含有5层碳原子，层间原子相切，即，因此两个碳原子之间的最短距离为，故C错误； D．图2晶胞中共有8个顶点，4条体对角线，由（1，1，1）晶面定义可知，晶胞中可以称为（1，1，1）晶面的面共有8个，即3个顶点形成的（1，1，1）晶面有4个，将该晶面沿面对角线平移，过面心的（1，1，1）晶面有4个，共8个，故D正确； 故答案为C。 综合运用 10．（25-26高二下·湖北武汉·月考）我国科研团队，利用人工智能筛选出的充电补锂试剂，能使失活的电池再生、延长寿命，且保持电池原结构。某镍钴锰酸锂正极材料在补充(打针)前后晶胞变化如图所示，转化为气体离去。打针前晶胞参数分别为、、(如图所示，)，R的相对原子质量用代替，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．打针前，晶胞密度为 B．注入过程中，过渡金属R(R代表、和)的化合价不变 C．打针后，晶胞的化学式为 D．打针后，在阳极失去电子 【答案】B 【详解】A．该晶胞为六方晶胞，x与y夹角，晶胞底面积，晶胞体积，根据均摊法，打针前晶胞中：Li有个、R有个、O有个，晶胞总质量，密度，A正确； B．化合物整体呈电中性，O化合价为−2不变，补锂后晶胞中数目增加，正电荷总量增加，因此过渡金属R的总化合价必然降低，化合价发生改变，B错误； C．打针后，晶胞中Li有个、R有个、O有个，原子最简比Li:R:O=3：3：6=1：1：2，化学式为​，C正确； D．充电过程中，阳极发生氧化反应，转化为气体氟代烃CF3-CF3离去，发生氧化反应，在阳极失去电子，D正确； 故答案为B。 11．（25-26高二下·湖南长沙·月考）I．过渡金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： (1)Cr元素在元素周期表中的位置是___________；下列状态的 Ni中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。 A．         B．         C．         D． (2)的H-N-H键角___________(填“>”、“=”或“<”) NH3的H-N-H，原因是___________。 (3)某物质的晶胞投影如下图，其化学式为___________。 (4)一种水性电解液 离子选择双隔膜电池如图所示。电池放电时， 电极反应式为___________。 Ⅱ．将3.4g的X 完全燃烧生成1.8g 的 H2O 和4.48L(标准状况)的 CO2。X 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3：2：2：1，X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图。 (5)X的分子式为___________，结构简式为___________。 【答案】(1) 第四周期ⅥB族 C (2) > 、NH3中N原子价电子对数均为4，中N原子无孤电子对，NH3中N原子有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对具有排斥作用 (3)LiOH (4) (5) C8H8O2     【详解】（1）Cr是24号元素，在元素周期表中的位置是第四周期ⅥB族； A．为基态Ni原子，电离最外层一个电子所需能量为Ni的第一电离能；        B． 为激发态Ni原子，电离最外层一个电子所需能量小于Ni的第一电离能；         C．为基态Ni+原子，电离最外层一个电子所需能量为Ni的第二电离能；         D． 为激发态Ni+原子，电离最外层一个电子所需能量小于Ni的第二电离能； 电离最外层一个电子所需能量最大的是，选C。 （2）、NH3中N原子价电子对数均为4，中N原子无孤电子对，NH3中N原子有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，所以的H-N-H键角> NH3的H-N-H。 （3）根据某物质的晶胞投影可知，Li原子位于晶胞8个顶点、2个面心，Li原子数为 ；O位于4个面上，氧原子数 、H位于4个面上，H原子数 ，则化学式为LiOH。 （4）根据图示，放电时，Zn失电子发生氧化反应，Zn是负极；得电子生成硫酸锰，是正极，电池放电时，电极反应式为。 （5） n(CO2)= ；n(H2O)=，根据元素守恒3.4g X中含氧元素的物质的量为n(O)=，n(C): n(H): n(O)=4:4:1,根据质谱图可知其相对分子质量为136，设分子式为(C4H4O)n，，n=2, X的分子式为C8H8O2； X 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3：2：2：1，X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，则X结构简式为 。 12．（25-26高二上·湖南长沙·期末）铈的某种氧化物是汽车尾气净化催化剂的关键成分，其晶体结构如图1所示，下列说法错误的是 A．该晶胞中的配位数为8 B．该氧化物中铈元素的化合价为 C．若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示 D．若晶胞中甲原子的分数坐标为，则乙原子的分数坐标为 【答案】C 【详解】A．通过均摊法计算，一个晶胞中Ce(白球)数目为，O(黑球)个数为8，个数比为1：2，由图示可知黑球周围最近的白球个数为4，则 (白球)周围最邻近的(黑球)个数为8，即该晶胞中的配位数为8，A正确； B．通过均摊法计算，一个晶胞中Ce(白球)数目为，O(黑球)个数为8，个数比为1：2，所以氧化物的化学式为，Ce元素化合价为，B正确； C．沿z轴向xy平面投影时，图2未正确反映所有Ce的投影位置(图2中心处应还有Ce的投影)，应该为，C错误； D．原子分数坐标以晶胞参数为单位，甲为，乙为四面体空隙中的O原子，其坐标应为，D正确； 故选C。 13．（25-26高二上·辽宁葫芦岛·期末）砷(As)和镍(Ni)形成某种晶体的晶胞结构如下图所示，距离As最近的Ni构成正三棱柱，为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．该晶体的化学式为NiAs B．晶体中Ni的配位数为6 C．(ⅰ)和(ⅱ)两个Ni之间的距离为 D．晶胞密度为 【答案】C 【详解】A．一个晶胞中Ni个数为=2，As位于内部，有2个，则该晶体的化学式为NiAs，故A正确； B．距离As最近的Ni构成正三棱柱，结合图示可知，As的配位数为6，又Ni、As配位数比为1：1，则Ni的配位数为6，故B正确； C．如图可知，该三棱柱底面为正三角形，晶胞底面夹角为60°和120°，(i)和(ii)两个Ni之间的距离为底边对角线长度，根据几何关系，(i)和(ii)两个Ni之间的距离为，故C错误； D．一个晶胞中Ni个数为=2，As有2个，则晶胞质量为，晶胞体积为，则晶胞密度为，故D正确； 故答案为C。 14．（25-26高二下·陕西榆林·开学考试）立方氮化硼晶体被认为是已知的最硬的物质。立方氮化硼晶胞如图所示，其晶体结构与金刚石相似。回答下列问题： (1)下列关于B、N的说法正确的是___________(填字母)。 A．均位于元素周期表的p区 B．最高能级电子云的形状相同 C．两者未成对电子数相等 D．最高价氧化物对应水化物均为强酸 (2)立方氮化硼属于___________(填晶体类型)晶体。晶胞中硼、氮原子个数比为___________，的键角为___________，B周围距离最近且相等的N原子有___________个。 (3)以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。已知a点硼原子坐标为，c点硼原子坐标为，则b点氮原子坐标为___________。设晶胞参数为1，则a、b之间的距离为___________。 (4)已知：立方氮化硼晶体的摩尔质量为，晶体的晶胞边长为b nm，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为___________(用含a、b的代数式表示)。 【答案】(1)AB (2) 共价 (或) 4 (3) (4) 【详解】（1）A．B（电子排布）和N（电子排布）的价电子均填充在p轨道，均属于p 区元素，A正确； B．B和N的最高能级均为2p，p轨道电子云形状为哑铃形（纺锤形），形状相同，B正确； C．B的未成对电子数为 1（），N的未成对电子数为 3（），不相等，C错误； D．B的最高价氧化物对应水化物为H3BO3，属于弱酸，N的最高价氧化物对应水化物为HNO3，属于强酸，并非均为强酸，D错误； 故选AB； （2）立方氮化硼结构与金刚石相似，属于共价晶体；如图，B原子位于顶点和面心，有个，N原子位于晶胞内部，共4个，故晶胞中硼、氮原子个数比为1:1；B、N 均为杂化，空间构型为正四面体，键角为(或)；如图，B位于面心，N位于晶胞内，故B周围距离最近且相等的N原子有4个（正四面体配位）； （3）已知a点硼原子坐标为，c点硼原子坐标为，则b点氮原子坐标为；由图知，a、b之间的距离为体对角线的，晶胞的参数为1，则，a、b之间的距离为； （4）立方氮化硼晶体的摩尔质量为，晶体的晶胞边长为b nm，为阿伏加德罗常数的值，立方氮化硼晶中，B原子位于顶点和面心，有个，N原子位于晶胞内部，共4个，则该晶体的密度为。 15．（25-26高二上·吉林·期末）硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙图为该晶胞沿z轴在xy平面的投影，已知晶胞面心上硒与顶点硒之间距离为a nm，为阿伏加德罗常数的值，以晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列说法错误的是 A．Se与Zn原子之间的最近距离为 B．周围最近的的个数为12 C．A点原子分数坐标为，则B点原子分数坐标为 D．硒化锌晶体密度为 【答案】D 【详解】A．设晶胞边长为。由题意，顶点与相邻面心距离为，即，解得L=a nm。Se与Zn原子之间的最近距离为晶胞体对角线的，即。A正确； B．在此晶胞中，Zn原子占据了部分四面体空隙，将这些Zn原子连接并平移，可以构成一个面心立方结构，其配位数为12，因此每个周围最近的个数为12。B正确； C．A点原子坐标为，由图乙可知，B点原子分数坐标为。C正确； D．硒位于晶胞顶点和面心，由均摊法可得该晶胞中硒有个，锌在晶胞内、有4个，硒化锌晶体密度为。D错误； 故选D。 16．（25-26高二上·辽宁沈阳·期末）请回答下列问题。 (1)在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为_______，提供孤电子对的成键原子是________(填元素符号)。配体的空间构型是_______。 (2)Li2O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2- 配位数为：_______，若晶胞参数为b nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_______g·cm-3，O2-和Li+的最短距离等于_______nm (用含b的代数式表示)。 (3)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于晶胞顶点，该晶体中与每个金原子等距离且最近的铜原子有_______个。该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。该晶体储氢后的化学式应为_______。 【答案】(1) 配位键 N 三角锥形 (2) 8 (3) 12 Cu3AuH8 【详解】（1）在中，有空轨道，中原子有孤电子对，二者形成的化学键为配位键，提供孤电子对的成键原子是；为配体，的价层电子对数为4，孤电子对数为1，空间构型是三角锥形； （2）在的反萤石结构中，以为中心，周围最近且等距离的有个，所以配位数为；晶胞中个数为，个数为，晶胞参数为，根据密度公式，，，则密度；和的最短距离为晶胞体对角线长度的，晶胞体对角线长度为，所以最短距离为； （3）面心立方最密堆积结构中，原子处于面心，原子处于晶胞顶点，每个顶点的原子周围等距离且最近的原子有个；晶胞中原子个数为，原子个数为，氢原子进入由原子与原子构成的四面体空隙，因为四面体空隙数与晶胞中原子数有关，面心立方中四面体空隙数为，如图所示：，所以一个晶胞中氢原子个数为8，所以该晶体储氢后的化学式为。 17．（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 【详解】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。 18．（2026·湖南长沙·一模）某超导半导体材料的立方晶胞结构如图所示。 已知该晶胞中与之间的最短距离为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该晶胞的化学式为 B．2号原子的分数坐标为 C．距离B最近的B的个数是4 D．该晶胞的密度为 【答案】D 【详解】A．晶胞中B的个数为，As的个数为4，所以该晶胞的化学式为BAs，A错误； B．2号原子的分数坐标为，B错误； C．以晶胞中顶角位置的B为对象，该B与三个面的面心的B距离最近，顶角位置的共有8个晶胞共用，且面心位置的有2个晶胞共用，故距离最近的的个数为，C错误； D．B与之间的最短距离为，其等于体对角线长度的，所以棱长为，晶胞的密度为，D正确； 故选D。 19．（25-26高三下·河南郑州·月考）(铁氰化钾)可用于检验，产生特征蓝色沉淀(滕氏蓝)，滕氏蓝可作蓝色颜料。滕氏蓝晶体的晶胞结构如图(正方体结构，省略了)，晶胞边长为d nm，P原子坐标为。已知：的摩尔质量为。下列说法错误的是 A．中，配体为CN- B．Q处坐标为 C．和的最近距离为0.25d nm D．滕氏蓝晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．是配位离子，中心离子为，提供空轨道，配体为，提供孤电子对，A正确； B．P原子坐标为，设晶胞边长为1个单位，Q处在晶胞内的位置对应，因此坐标为，B正确； C．与最近的分数坐标差为，根据空间距离公式，最近距离为 ，C错误； D．该晶胞中含个，晶胞质量；晶胞边长，晶胞体积，因此密度： ，D正确； 故选C。 20．（2026·陕西商洛·模拟预测）是一种新型轻质储氢材料，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中错误的是 A．晶体中的配位数为12 B．与之间的最短距离为 C．晶胞中含有4个 D．晶体的密度为（为阿伏加德罗常数的值） 【答案】A 【分析】晶胞阴离子位于晶胞的8个顶点、体心、及侧面交错位置，而Na+位于4根侧棱上、上下两面及侧面的交错位置，据此回答。 【详解】A．以晶胞顶面中心钠离子为研究对象，距离最近的阴离子分别在平面占4个及四个侧面各占2个，故Na+的配位数为8，A错误； B．以晶胞底面为研究对象，与之间的最短距离为面对角线的一半，故与之间的最短距离为，B正确； C．根据均摊法，在晶胞的顶角、体心、和侧面一半的面心上且属于交错位置，故共有，晶胞中含有4个，C正确； D．晶体中含4个，晶胞密度==，D正确； 故选A。 思维拔高 21．（2026·湖南怀化·一模）锆的某种氧化物是重要的催化与能源材料，其晶胞结构如图1所示，该立方晶胞的参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为。在高温或氧分压较低时，图1中的部分被还原为，同时产生氧空位以维持电中性，在这个过程中得到的某一产物的晶胞结构如图2所示。下列说法错误的是 A．图1晶胞中两个O原子间的最短距离为 B．图1晶胞中每个Zr原子的配位数为8 C．图2晶胞中与的个数比为 D．图1晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．，图1晶胞中两个O原子间的最短距离为晶胞边长的一半，即，故A正确； B．图1晶胞中O原子填充Zr原子围成的四面体的空隙，O原子的配位数是4，根据化学式ZrO2，可知图1晶胞中每个Zr原子的配位数为8，故B正确； C．设晶胞中与的个数分别为x、y，图2晶胞中Zr原子数为4，则有，O原子数为5，根据化合价代数和为0，则有，计算可得、，所以图2晶胞中与的个数比为，故C正确； D．晶体密度，根据均摊法计算，图1晶胞中Zr原子个数为，O原子个数为8，则，故D错误； 选D。 22．（2026·江西九江·一模）晶体具有六方型结构，原子填在由原子围成的四面体空隙中，其晶胞结构如图所示。该六方晶胞参数为，；已知1、2号原子的分数坐标分别为、。下列说法正确的是 A．晶体中键的键长为 B．3号原子分数坐标为 C．C原子周围等距且最近的C原子个数为6 D．该晶胞含有2个SiC分子 【答案】A 【详解】A．晶体中键的键长可以理解为3号硅原子和坐标为的3号碳上的C原子之间的距离，则晶体中键的键长，A正确； B．结合晶胞结构和题中信息可知，1、2号原子的分数坐标分别为、，则3号原子分数坐标为，B错误； C．结合题给信息可知，该晶体为六方最密堆积，则其中碳的配位数为12，如图所示，C错误； D．是共价晶体，其中不包含分子，D错误； 故选A。 23．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期末）硫化汞的立方晶系型晶胞如图所示，晶胞参数为，P原子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值用表示。下列说法正确的是 A．S原子的配位数是12 B．M原子的分数坐标为 C．晶体密度 D．S与之间的最短距离为 【答案】D 【详解】A．从晶胞图可以看出，每个S原子周围紧邻且等距的Hg原子有4个，S原子配位数是4，A错误； B．根据题干信息，P原子分数坐标为，将晶胞图和投影图结合可以看出，M原子的分数坐标为，B错误； C．从晶胞图可以看出，每个晶胞中包含的Hg原子个数个，包含的S原子个数为4个。晶体密度，其中是一个晶胞中的单元数，对该晶体为4，是晶胞中单元的摩尔质量，对于该晶体，是晶体的体积，对该晶体。代入上式可得，C错误； D．从晶胞图可以看出，S与Hg之间的最短距离为体对角线的四分之一，则二者的最短距离为，D正确； 故答案选D。 24．（2026·黑龙江辽宁·二模）NaCl晶体在高压下与Na或反应可以形成不同组成不同结构的晶体，如图是其中部分晶体结构，是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．结构①对应晶体的化学式为 B．结构①中Cl的配位数为4 C．只有③是NaCl晶体在高压下与Na反应形成的晶体 D．若②中晶胞参数分别为a pm，a pm，c pm，则其晶胞密度可表示为 【答案】C 【详解】A．结构①用均摊法计算，Na数目为，Cl总个数为，化学式为，A正确； B．结构①中每个周围紧邻的共12个，即配位数为12。根据配位数规律：配位数之比等于对应原子数反比，，得Cl的配位数为4，B正确； C．NaCl晶体在高压下与Na反应形成的晶体中，②的晶胞中Na数目为，Cl数目为，②的化学式为、③中Na与Cl的比例也大于1，二者都是与Na反应的产物，并非只有③，C错误； D．②的晶胞质量为，体积为，代入密度公式可得密度为，D正确； 故选C。 25．（2026·山东临沂·一模）赤血盐和黄血盐是铁的重要配合物。 (1)K位于元素周期表______区；基态与基态未成对电子数之比为______。 (2)制备黄血盐的反应原理为。 ①的空间构型为______。 ②中含键的物质的量为______。 (3)赤血盐和黄血盐可分别作为检验和的试剂，均生成蓝色沉淀。研究蓝色沉淀发现，其晶体中阴离子的结构相同，最小的单元结构如图所示。 已知：该立方体的中心可以容纳阳离子；的半径与相近。 ①若晶胞参数为，则该晶体密度______。 ②阴离子中氮原子与配位，则每个与______个碳原子配位，距离最近的有______个。 ③在空间的排布方式与下列哪种粒子相同______(填标号)。 A．晶体中的    B．金刚石晶体中的C    C．晶体中的 ④该蓝色沉淀可作为的解毒剂，原因是______。 【答案】(1) s (2) 直线形 12 (3) 6 4 ac 取代填入间隙，被阴离子固定，避免其在体内扩散 【详解】（1）钾元素的原子序数为19，基态原子的价电子排布式为4s1，则钾元素位于元素周期表s区；铁元素的原子序数为26，基态铁离子的价电子排布式为3d5，基态亚铁离子的价电子排布式为3d6，则两者的未成对电子数之比为5：4； （2）①HCN的结构式为：H-C≡N，分子中三键碳原子的杂化方式为sp杂化，则分子的空间结构为直线形； ②黄血盐的阴离子中配位键属于σ键，配体氰根离子中碳氮三键中含有1个σ键，则化合物中含有12个σ键，所以1 mol化合物中含有σ键的数目为：1 mol×12×NA mol-1=12NA； （3）由图可知，位于立方体顶点的铁离子和亚铁离子总数为：8×=1，位于棱上的氰根离子个数为：12×=3，由题意可知，蓝色沉淀的化学式为：K[Fe2(CN)6]，则最小的单元结构是晶胞结构的；钾离子位于立方体的体心，晶胞中钾离子的填充率为50%；铁离子和亚铁离子位于晶胞的顶点和面心，离子在空间的排布方式为面心立方堆积； ①由分析可知，晶胞中K[Fe2(CN)6]的个数为4，设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=( a×10—10)3ρ，解得ρ=； ②由图可知，位于顶点的铁离子与位于棱上的氮原子距离最近，则铁离子的配位数为6；由分析可知，钾离子位于立方体的体心，晶胞中钾离子的填充率为50%，则距离位于顶点的亚铁离子最近的钾离子个数为4； ③a．氯化钠中氯离子位于晶胞的顶点和面心，在空间的排布方式为面心立方堆积，a符合题意； b．金刚石晶体中的碳原子在空间的排布方式为正四面体，不可能为面心立方堆积，b不符合题意； c．KFe[Fe(CN)6]晶体中的亚铁离子位于晶胞的体心和面心，在空间的排布方式为面心立方堆积，c符合题意； 故选ac； ④由题给信息可知，Tl+离子的离子半径与钾离子相近，所以Tl+离子可取代钾离子填入晶胞的间隙中被阴离子固定，避免其在体内扩散，所以蓝色沉淀可作为Tl+离子的解毒剂。 26．（25-26高三上·江苏宿迁·期中）废旧钴酸锂电池经机械破碎、筛分后得到正极混合粉末(主要含LiCoO2、炭黑、Al及微量Ni、Fe等)，通过如下工艺可回收其中的金属元素。 已知：①抗坏血酸(C6H8O6)具有强还原性； ②浸出液中含Ni2+、Co2+，其氢氧化物溶度积分别为、。 (1)“浸出”时可提高浸出效率的措施有(任写两种)___________：若用盐酸替代H2SO4和抗坏血酸，也可以得到含有Li+、Co2+溶液，但缺点是___________。 (2)在“除铁”步骤中，溶液中生成黄钠铁矾沉淀化学式为Na2Fe6(SO4)4(OH)12，H2O2的作用是___________；生成黄钠铁矾沉淀时有气体生成，写出生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式___________。 (3)“沉铝”需调节溶液pH，常温下溶液中Co2+浓度为0.30mol·L-1，通过计算判断pH调至5.0时Co是否损失？___________(列出算式并给出结论) (4)“沉锂”步骤完成后的滤液中主要含有的无机溶质为___________(写化学式)。 (5)Li2CO3受热分解可生成氧化锂(Li2O)。氧化锂晶体属于立方晶系，晶胞结构图如下图。O2-周围距离相等且最近的Li+有___________个。 【答案】(1) 搅拌(或适当升高温度、适当增大酸浓度、延长浸出时间等) 会产生氯气，造成环境污染且可能腐蚀设备等 (2) 将亚铁离子氧化为铁离子 、 (3)pH调至5.0时，pOH=9.0，，则不会造成钴元素的损失 (4)(NH4)2SO4或Na2SO4 (5)8 【分析】正极混合粉末加硫酸溶解，使得Ni、Fe、Al形成Ni2+、Fe2+、Al3+进入浸出液，抗坏血酸把LiCoO2还原为Co2+，浸出渣主要以炭黑为主；浸出液中加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，并与碳酸钠溶液反应形成黄钠铁矾渣实现除铁；后加入碳酸氢铵形成氢氧化铝沉淀实现除铝；加入丁二酮肟实现沉镍；再加入草酸铵溶液除钴，形成二水合草酸钴沉淀；最后加入碳酸钠溶液，与Li+形成碳酸锂沉淀； 【详解】（1）“浸出”时可采取的优化措施是搅拌(或适当升高温度、适当增大酸浓度、延长浸出时间等)；若用盐酸替代和抗坏血酸，抗坏血酸体现还原性，若盐酸体现还原性，会获得氧化产物氯气，所以盐酸替代和抗坏血酸的缺点是会产生氯气，造成环境污染且可能腐蚀设备等。 （2）过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，并与碳酸钠溶液反应形成黄钠铁矾沉淀：Na2Fe6(SO4)4(OH)12，同时伴随气体逸出，结合质量守恒该气体为二氧化碳，故离子方程式为：、。 （3）pH调至5.0时，pOH=9.0，，则不会造成钴元素的损失。 （4）溶液中存在酸浸时引入的硫酸根离子，沉铝、沉钴过程中引入的铵根离子，以及最后沉锂引入的钠离子，所以“沉锂”步骤完成后的滤液中主要含有的无机溶质为(NH4)2SO4或Na2SO4(或其他合理答案)。 （5）据“均摊法”，晶胞中含个黑球、8个白球，结合化学式，则白球为Li+、黑球为O2-，以顶面面心氧离子为例，O2-周围距离相等且最近的Li+在上下层各4个，共8个。 1 / 42 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 晶体结构与性质 目 录 第一部分 知识体系·导图构型 第二部分 重难剖析·方法技巧 重点01 晶体类型的判断 重点02 晶体熔、沸点的比较 重点03 晶体化学式及粒子配位数的确定 重点04 晶胞参数的计算 第三部分 典例精析·迁移应用 第四部分 考场练兵·分层实战 夯实基础·综合应用·思维拔高 重点一 晶体类型的判断 晶体类型的判断 （1）依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断 ①分子间通过 分子间作用力形成的晶体属于分子晶体； ②由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体； ③由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体； ④由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。 （2）依据物质的分类判断 ①活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物 (除SiO2)外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等;常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。 ④金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。 （3）依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高,常在数百至几千摄氏度;共价晶体的熔点高,常在一千至几千摄氏度; ②分子晶体的熔点较低,常在数百摄氏度以下至很低温度; ③金属晶体多数熔点高,但也有熔点相当低的。 （4）依据导电性判断 ①离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电； ②共价晶体一般为非导体,但晶体硅能导电； ③分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由离子,也能导电； ④金属晶体是电的良导体。 （5）依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体硬度较大或略硬而脆; ②共价晶体硬度大; ③分子晶体硬度小且较脆; ④金属晶体多数硬度大,但也有硬度较小的,且具有延展性。 重点二 晶体熔、沸点的比较 1．根据物质的聚集状态 常温常压下，一般情况下，熔、沸点：固体>液体>气体。 2．根据晶体的类型 一般来说，熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点比较特殊，有的很高，如钨、铂等；有的很低，如铯等。 3．同种类型晶体熔、沸点的比较规律 (1)共价晶体 比较共价晶体熔、沸点高低的关键是比较共价键的强弱。对于结构相似的共价晶体来说，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如：金刚石>碳化硅>晶体硅。 (2)离子晶体 离子晶体熔、沸点的高低取决于晶格能大小。一般来说，离子所带电荷数越多，阴、阳离子核间距越小，晶格能越大，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高。如熔：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。 (3)分子晶体 a．具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。例：H2O>H2S。 b．组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。例：SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 c．组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高。例：CO>N2。 d．同分异构体支链越多，熔、沸点越低。例：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 (4)金属晶体 金属晶体熔、沸点的高低取决于金属键的强弱。一般金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子之间的静电作用越强，金属键越强，熔、沸点越高。如熔、沸点：Na<Mg<Al。 重点三 晶体化学式及粒子配位数的确定 1．晶体化学式的确定 晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 (1)原则 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)正方体(长方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 ①处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 ②处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 ③处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞 ④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞 (3)正三棱柱结构中不同位置的粒子数的计算 (4)六棱柱结构中不同位置的粒子数的计算 (5)平面型——石墨 对于非平行六面体形晶胞中微粒数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍是确定1个微粒为几个晶胞所共有，例如，石墨晶胞(如图1)中每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为，那么1个六边形实际有6×个碳原子。 找晶胞中的微粒数时，要找到这个晶胞中处于不同位置(顶定、棱上、面上、体内)的粒子数，然后确定这些不同位置的粒子(以该粒子为中心)确定周围有多少个晶胞来分摊它，从而确定这些不同位置上的粒子所需要乘的分摊系数，最后把这些乘了分摊系数的不同位置的粒子数加起来。 2．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度。 (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)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。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 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 以NaCl晶体为例 ①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl-)。 ②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl-的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6. 重点四 晶胞参数的计算 1．晶体的相关计算 （1）利用如下等式进行相关数据计算(以立方晶胞为例)：a3ρNA=nM(a：棱长，ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值，n：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M：组成物质的摩尔质量)。注：若是长方体，V晶胞=abc，若是六棱柱，V晶胞=S底×h。 （2）晶胞长度的计算 金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组计算公式(设棱长为a) ①面对角线长=a。 ②体对角线长=a。 ③体心立方堆积4r=a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r=a(r为原子半径)。 金刚石晶胞的关系      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) 2．晶胞投影图 （1）简单立方模型投影图 x、y平面上的投影图： （2）体心立方模型投影图 x、y平面上的投影图： （3）面心立方模型投影图 x、y平面上的投影图： （4）金刚石晶胞模型投影图 x、y平面上的投影图： （5）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 3．晶胞原子分数坐标的确定 原子分数坐标的确定方法 (1)依据已知原子的分数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。 常见的晶体模型粒子坐标如下表所示。 晶体模型 粒子坐标 简单立方晶胞结构模型 若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3(1，1，0)，7(1，1，1) 体心晶胞结构模型 若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则确定6(0，1，1)，7(1，1，1)，9 () 面心立方晶胞结构 若1(0，0，0)，3()，2()，则确定5()，7 () 若a(0，0，0)，1()，则确定2()，3()，4 () 4．晶体空间利用率的计算 空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。其具体的计算公式为：空间利用率=×100%。其中需要掌握以下几种典型的金属晶体的空间利用率。 (1)简单立方堆积(如图) 设原子半径为r，由于原子在晶胞棱的方向上相切，可以计算出晶胞参数：a=b=c=2r，α=β=γ=90°。每个晶胞中包含1个原子。 η=×100%=×100%≈52.36%。 (2)体心立方堆积(如图) 设原子半径为r，由于原子在晶胞体对角线方向上相切，可以计算出晶胞参数：a=b=c=r，α=β=γ=90°。每个晶胞中包含2个原子。 η=×100%=×100%≈68.02%。 (3)面心立方最密堆积(如图) 设原子半径为r，由于原子在晶胞面对角线方向上相切，可以计算出晶胞参数：a=b=c=2r，α=β=γ=90°。每个晶胞中包含4个原子。 η=×100%=×100%≈74.05%。 常见晶体类型及其结构 【典例1】（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列物质在固态时，所属晶体类型的分类正确的是 选项 金属晶体 共价晶体 分子晶体 离子晶体 A． 钢 石墨 干冰 重铬酸钾 B． 钙 金刚石 乙醇 氯化铝 C． 铅 晶体硼 硝酸铵 硫氰化铁 D． 锂 石英 硫酸 氢氧化钡 A．A B．B C．C D．D 【总结归纳】晶体类别的判断方法 (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原子晶体；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、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体 (2)依据物质的分类判断 ①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)，强碱(如NaOH、KOH等)，绝大多数的盐是离子晶体 ②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体 ③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、CaAs等 ④金属单质、合金是金属晶体 (3)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体>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 (4)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电 ②原子晶体一般为非导体 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，也能导电 ④金属晶体是电的良导体 (5)依据硬度和机械性能判断 一般情况下，硬度：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性 【迁移应用1】（25-26高二下·福建泉州·月考）的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a pm，下列说法正确的是 A．该晶体属于共价晶体 B．该晶体存在共价键、离子键和配位键 C．另一种晶胞表示：处于晶胞顶点位置，则处于面心 D．与之间最短的距离为a pm 【迁移应用2】（25-26高二上·河北石家庄·期末）锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断不正确的是     A．氧化锌的熔点高于硫化锌 B．该晶胞中Zn2+和S2-数目相等 C．晶胞中Zn2+周围距离相等且最近的S2-共有4个 D．该晶体属于分子晶体 晶体熔、沸点的比较 【典例2】（25-26高二上·吉林长春·期末）下列有关性质的比较，正确的是 ①硬度：BaO>CaO>MgO；②沸点：HCl>HF；③离子键强度：NaCl>MgO；④分子或离子中键角：H2O<H3O+，；⑤熔点：NaF>MgF2>AlF3；⑥沸点：H2O>HF>NH3；⑦熔点：金刚石>生铁>纯铁>钠；⑧熔点：二氧化硅>NaCl>I2>冰 A．①②⑥⑧ B．①④⑥⑧ C．④⑤⑥ D．④⑥⑧ 【迁移应用1】（25-26高二下·福建泉州·月考）下列关于物质熔、沸点的比较正确的是 A．Na、Mg、Al的熔点依次降低 B．晶体硅、SiC、金刚石的沸点依次升高 C．MgO、NaCl、KCl的熔点依次升高 D．NH3、PH3、AsH3的沸点依次降低 【迁移应用2】（25-26高二上·河北石家庄·期末）下列关于物质熔、沸点的比较正确的是 A．CCl4、MgCl2、SiC的熔点依次升高 B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低 C．NaCl、KCl、CsCl的熔点依次升高 D．HF、HCl、HBr的沸点依次降低 晶体化学式及粒子配位数的确定 【典例1】（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）钛酸钴是一种重要的无机材料，在环境治理、能源转化等领域展现出广阔的应用潜力，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞的参数为a pm。下列说法错误的是 A．元素O位于元素周期表P区 B．在晶胞中，若Ti处于各顶点位置，则O处于棱心位置 C．晶胞中O与O的最短距离为 D．该晶体的化学式为 【迁移应用1】（2027·全国·一模）的化合物种类繁多，在人类的生产、生活中有着广泛的应用，实验测得一种与形成的化合物沸点为，晶胞结构如图所示（黑球代表铜，晶胞的密度为，设为阿伏加德罗常数的值），下列说法不正确的是 A．晶体的化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有6个 C．与之间的最短距离为 D．该化合物为离子晶体 【迁移应用2】（25-26高二下·河南驻马店·月考）由V、Sb、Cs组成的一种超导体材料的晶胞结构如图1，其中Sb位于晶胞内和棱上，晶胞高度处水平截面如图2。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．该晶体的化学式为 B．该晶体的密度为 C．每个V原子与4个Sb原子紧邻 D．该晶体具有良好的延展性和导电性 晶胞参数的计算 【典例1】（25-26高二上·吉林长春·期末）半导体材料硒化锌的立方晶胞如图所示。测得晶胞中，面心上硒与顶点硒之间距离为a nm，代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，在晶胞坐标系中，A点硒原子坐标为，B点锌原子坐标为。下列说法错误的是(Zn的相对原子质量取65，Se的相对原子质量取79) A．该半导体材料中锌原子与硒原子个数比为1:1 B．晶胞中与Se等距离且距离最近的Se原子有12个 C．硒化锌晶体密度为 D．C的原子坐标参数为 【迁移应用1】（25-26高二上·辽宁沈阳·期末）砷化镓是一种立方晶系如图甲所示，将Mn掺杂到晶体中得到稀磁半导体材料如图乙所示，砷化镓的晶体密度为。下列说法错误的是 A．甲图中距离Ga原子最近的As原子个数是4 B．掺入Mn的晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为5:26:32 C．沿体对角线ab方向投影图如丙，若c在11处，则As的位置为7、9、11、13 D．该晶体中距离最近的两个镓原子之间的距离为 【迁移应用2】（25-26高二下·湖北黄石·月考）、和三种元素组成化合物的晶胞如图所示(晶胞参数)，该晶体可视为金刚石晶体中的原子被、和取代后形成。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．位于元素周期表的区 B．最近的两个原子间的距离为 C．晶体中与Si距离最近且相等P的数目为7 D．晶体的密度为 夯实基础 1．（25-26高二下·福建泉州·月考）有关晶体的结构如图所示，下列说法错误的是 A．在晶体中，距某个最近的围成正八面体 B．CaF2晶体中，Ca2+的配位数为4 C．干冰晶胞中每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子 D．碘晶体中，存在非极性共价键和范德华力，I2晶胞中分子存在两种不同空间取向 2．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）MgO晶体的晶胞结构如下图，密度为ρ g∙cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．晶体中与O2-最近且等距的Mg2+有6个 B．晶胞的边长为×1010pm C．若a为晶胞顶点，则c位于棱心 D．MgO与NaCl晶体的晶胞类型不同 3．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）下列物质的熔点高低顺序正确的是 A．金刚石>晶体硅>碳化硅 B． C． D． 4．（25-26高二上·浙江温州·期末）硼、铝、镓等第ⅢA族元素及其化合物在生产生活中具有广泛的应用。请回答： (1)基态铝原子价层电子排布式为______。 (2)是合成聚丙烯的一种催化剂，可通过反应制备。 ①KF的晶体类型为______； ②的空间构型为______； ③键角比较：______（填“＞”或“＜”）； ④已知熔点，从结构角度解释原因______。 5．（25-26高二下·甘肃酒泉·月考）有下列几种晶体： A．无色水晶  B．冰  C．白磷  D．金刚石  E．晶体氢  F．干冰。 (1)属于分子晶体的是_______(填字母，下同)。 (2)属于共价晶体的化合物是_______。 (3)受热熔化时化学键不发生变化的晶体是_______，受热熔化时需克服共价键的晶体是_______。 (4)晶体中存在氢键的是_______。 (5)金刚砂(SiC)的摩氏硬度为9.5，其晶胞结构如图所示。 ①该晶体中C原子的杂化类型为_______。该晶体的类型为_______(填“分子”或“共价”)晶体。 ②在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为_______；若晶胞的边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则金刚砂的密度表达式为_______。 6．（25-26高二下·浙江·月考）金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属、海洋金属、太空金属”的美称，具有广泛的应用前景。回答下列问题： (1)基态Ti原子的价层电子排布式为________，Ti在元素周期表中位于______区 (2)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间结构是_________，中心原子P采取______杂化。 (3)某含钛物质的晶胞如图所示，该物质的化学式为______；该晶体中每个周围与它最近且相等距离的的数目是__________。 (4)Ti的四卤化物的熔点如下表所示。熔点高于其他三种卤化物，则可能是__________晶体（填“离子”或“分子”）；、、的熔点依次升高的原因是__________。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (5)Ti能够形成化学式为的配合物。该配合物中四种元素的电负性由大到小的顺序为__________；在1 mol该配合物中加入足量溶液，可以得到__________mol AgCl沉淀；若要确定该物质是晶体还是非晶体，最科学的方法是对它进行__________实验。 7．（25-26高二下·湖南长沙·月考）由K、I、O三种元素组成的某种晶体是一种性能良好的非线性光学材料，其立方晶胞结构如图所示，规定A 处原子坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是 A．B 处原子坐标为 B．与K距离最近且相等的O的个数为6 C．该晶胞中 K 与O间的最短距离为 D．该晶体的密度为 8．（25-26高二上·重庆·期末）立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料，与金刚石结构相似，其晶胞结构如图，晶胞棱长为anm。下列说法错误的是 A．立方氮化硼具有熔点高、硬度大的特点 B．该晶胞中B和N的配位数均为4 C．B和N的最近距离为anm D．固体储氢材料氮硼烷(NH3BH3)中，B原子的杂化轨道类型为sp2 9．（25-26高二下·福建泉州·月考）金刚石的晶胞如图1所示，图1中原子坐标参数A为，B为，C为，晶胞参数为a pm。在立方晶胞中，与晶胞体对角线垂直的面，在晶体学中称为晶面，如图2所示。下列说法错误的是 A．金刚石晶体中碳原子数与碳碳键数之比为1：2 B．图1中原子坐标参数D为 C．图1晶胞中两个碳原子之间的最短距离为cm D．图2晶胞中可以称为晶面的面共有8个 综合运用 10．（25-26高二下·湖北武汉·月考）我国科研团队，利用人工智能筛选出的充电补锂试剂，能使失活的电池再生、延长寿命，且保持电池原结构。某镍钴锰酸锂正极材料在补充(打针)前后晶胞变化如图所示，转化为气体离去。打针前晶胞参数分别为、、(如图所示，)，R的相对原子质量用代替，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．打针前，晶胞密度为 B．注入过程中，过渡金属R(R代表、和)的化合价不变 C．打针后，晶胞的化学式为 D．打针后，在阳极失去电子 11．（25-26高二下·湖南长沙·月考）I．过渡金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题： (1)Cr元素在元素周期表中的位置是___________；下列状态的 Ni中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。 A．         B．         C．         D． (2)的H-N-H键角___________(填“>”、“=”或“<”) NH3的H-N-H，原因是___________。 (3)某物质的晶胞投影如下图，其化学式为___________。 (4)一种水性电解液 离子选择双隔膜电池如图所示。电池放电时， 电极反应式为___________。 Ⅱ．将3.4g的X 完全燃烧生成1.8g 的 H2O 和4.48L(标准状况)的 CO2。X 的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为3：2：2：1，X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基，其质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图。 (5)X的分子式为___________，结构简式为___________。 12．（25-26高二上·湖南长沙·期末）铈的某种氧化物是汽车尾气净化催化剂的关键成分，其晶体结构如图1所示，下列说法错误的是 A．该晶胞中的配位数为8 B．该氧化物中铈元素的化合价为 C．若沿z轴向xy平面投影，则其投影图如图2所示 D．若晶胞中甲原子的分数坐标为，则乙原子的分数坐标为 13．（25-26高二上·辽宁葫芦岛·期末）砷(As)和镍(Ni)形成某种晶体的晶胞结构如下图所示，距离As最近的Ni构成正三棱柱，为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．该晶体的化学式为NiAs B．晶体中Ni的配位数为6 C．(ⅰ)和(ⅱ)两个Ni之间的距离为 D．晶胞密度为 14．（25-26高二下·陕西榆林·开学考试）立方氮化硼晶体被认为是已知的最硬的物质。立方氮化硼晶胞如图所示，其晶体结构与金刚石相似。回答下列问题： (1)下列关于B、N的说法正确的是___________(填字母)。 A．均位于元素周期表的p区 B．最高能级电子云的形状相同 C．两者未成对电子数相等 D．最高价氧化物对应水化物均为强酸 (2)立方氮化硼属于___________(填晶体类型)晶体。晶胞中硼、氮原子个数比为___________，的键角为___________，B周围距离最近且相等的N原子有___________个。 (3)以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。已知a点硼原子坐标为，c点硼原子坐标为，则b点氮原子坐标为___________。设晶胞参数为1，则a、b之间的距离为___________。 (4)已知：立方氮化硼晶体的摩尔质量为，晶体的晶胞边长为b nm，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为___________(用含a、b的代数式表示)。 15．（25-26高二上·吉林·期末）硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙图为该晶胞沿z轴在xy平面的投影，已知晶胞面心上硒与顶点硒之间距离为a nm，为阿伏加德罗常数的值，以晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列说法错误的是 A．Se与Zn原子之间的最近距离为 B．周围最近的的个数为12 C．A点原子分数坐标为，则B点原子分数坐标为 D．硒化锌晶体密度为 16．（25-26高二上·辽宁沈阳·期末）请回答下列问题。 (1)在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为_______，提供孤电子对的成键原子是________(填元素符号)。配体的空间构型是_______。 (2)Li2O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2- 配位数为：_______，若晶胞参数为b nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_______g·cm-3，O2-和Li+的最短距离等于_______nm (用含b的代数式表示)。 (3)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于晶胞顶点，该晶体中与每个金原子等距离且最近的铜原子有_______个。该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。该晶体储氢后的化学式应为_______。 17．（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 18．（2026·湖南长沙·一模）某超导半导体材料的立方晶胞结构如图所示。 已知该晶胞中与之间的最短距离为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该晶胞的化学式为 B．2号原子的分数坐标为 C．距离B最近的B的个数是4 D．该晶胞的密度为 19．（25-26高三下·河南郑州·月考）(铁氰化钾)可用于检验，产生特征蓝色沉淀(滕氏蓝)，滕氏蓝可作蓝色颜料。滕氏蓝晶体的晶胞结构如图(正方体结构，省略了)，晶胞边长为d nm，P原子坐标为。已知：的摩尔质量为。下列说法错误的是 A．中，配体为CN- B．Q处坐标为 C．和的最近距离为0.25d nm D．滕氏蓝晶体的密度为 20．（2026·陕西商洛·模拟预测）是一种新型轻质储氢材料，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法中错误的是 A．晶体中的配位数为12 B．与之间的最短距离为 C．晶胞中含有4个 D．晶体的密度为（为阿伏加德罗常数的值） 思维拔高 21．（2026·湖南怀化·一模）锆的某种氧化物是重要的催化与能源材料，其晶胞结构如图1所示，该立方晶胞的参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为。在高温或氧分压较低时，图1中的部分被还原为，同时产生氧空位以维持电中性，在这个过程中得到的某一产物的晶胞结构如图2所示。下列说法错误的是 A．图1晶胞中两个O原子间的最短距离为 B．图1晶胞中每个Zr原子的配位数为8 C．图2晶胞中与的个数比为 D．图1晶体的密度为 22．（2026·江西九江·一模）晶体具有六方型结构，原子填在由原子围成的四面体空隙中，其晶胞结构如图所示。该六方晶胞参数为，；已知1、2号原子的分数坐标分别为、。下列说法正确的是 A．晶体中键的键长为 B．3号原子分数坐标为 C．C原子周围等距且最近的C原子个数为6 D．该晶胞含有2个SiC分子 23．（25-26高三上·黑龙江哈尔滨·期末）硫化汞的立方晶系型晶胞如图所示，晶胞参数为，P原子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值用表示。下列说法正确的是 A．S原子的配位数是12 B．M原子的分数坐标为 C．晶体密度 D．S与之间的最短距离为 24．（2026·黑龙江辽宁·二模）NaCl晶体在高压下与Na或反应可以形成不同组成不同结构的晶体，如图是其中部分晶体结构，是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．结构①对应晶体的化学式为 B．结构①中Cl的配位数为4 C．只有③是NaCl晶体在高压下与Na反应形成的晶体 D．若②中晶胞参数分别为a pm，a pm，c pm，则其晶胞密度可表示为 25．（2026·山东临沂·一模）赤血盐和黄血盐是铁的重要配合物。 (1)K位于元素周期表______区；基态与基态未成对电子数之比为______。 (2)制备黄血盐的反应原理为。 ①的空间构型为______。 ②中含键的物质的量为______。 (3)赤血盐和黄血盐可分别作为检验和的试剂，均生成蓝色沉淀。研究蓝色沉淀发现，其晶体中阴离子的结构相同，最小的单元结构如图所示。 已知：该立方体的中心可以容纳阳离子；的半径与相近。 ①若晶胞参数为，则该晶体密度______。 ②阴离子中氮原子与配位，则每个与______个碳原子配位，距离最近的有______个。 ③在空间的排布方式与下列哪种粒子相同______(填标号)。 A．晶体中的    B．金刚石晶体中的C    C．晶体中的 ④该蓝色沉淀可作为的解毒剂，原因是______。 26．（25-26高三上·江苏宿迁·期中）废旧钴酸锂电池经机械破碎、筛分后得到正极混合粉末(主要含LiCoO2、炭黑、Al及微量Ni、Fe等)，通过如下工艺可回收其中的金属元素。 已知：①抗坏血酸(C6H8O6)具有强还原性； ②浸出液中含Ni2+、Co2+，其氢氧化物溶度积分别为、。 (1)“浸出”时可提高浸出效率的措施有(任写两种)___________：若用盐酸替代H2SO4和抗坏血酸，也可以得到含有Li+、Co2+溶液，但缺点是___________。 (2)在“除铁”步骤中，溶液中生成黄钠铁矾沉淀化学式为Na2Fe6(SO4)4(OH)12，H2O2的作用是___________；生成黄钠铁矾沉淀时有气体生成，写出生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式___________。 (3)“沉铝”需调节溶液pH，常温下溶液中Co2+浓度为0.30mol·L-1，通过计算判断pH调至5.0时Co是否损失？___________(列出算式并给出结论) (4)“沉锂”步骤完成后的滤液中主要含有的无机溶质为___________(写化学式)。 (5)Li2CO3受热分解可生成氧化锂(Li2O)。氧化锂晶体属于立方晶系，晶胞结构图如下图。O2-周围距离相等且最近的Li+有___________个。 1 / 42 学科网（北京）股份有限公司 $