课时测评30 晶胞结构分析与计算(Word练习)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（新高考·双选）

**基本信息** 聚焦晶胞结构分析与计算，包含9道选择（45分）和1道填空（15分），以钙钛矿太阳能电池、储氢合金等科技前沿为情境，覆盖晶胞均摊、配位数、密度计算等核心知识点，适配一轮复习需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|9题/45分|晶胞均摊法、配位数、晶体类型、σ键计算、原子分数坐标|结合2025年各地模考题，情境涉及钙钛矿太阳能电池、储氢合金等科技前沿，注重基础判断与计算能力| |填空题|1题/15分|配位数、密度计算、晶胞投影分析|综合考查晶胞参数应用、不同晶体结构对比，体现知识迁移与综合应用能力|

课时测评30　晶胞结构分析与计算 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1－9题，每小题5分，共45分。 1.(2025·四川高三教学质量联合测评)某钙钛矿型太阳能电池吸光材料的晶胞如图所示，其中A为CH3N，可由CH3NH2分子制得，晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.1 mol CH3N中含有7NAσ键 B.与I－距离最近的I－数为8 C.该晶体属于混合型晶体 D.晶胞密度的计算式为×1021 g·cm－3 答案：C 解析：1个CH3N中含有3个C—H σ键、3个N—H σ键和1个C—N σ键共7个σ键，则1 mol CH3N中含有7NA σ键，故A正确；I－位于晶胞面心，则与I－距离最近的I－数为8，故B正确；该晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体，属于离子晶体，故C错误；该晶胞中含有1个CH3N，3个I－，1个Pb2＋，相对分子质量为620，则晶胞的密度为 g·cm－3＝×1021 g·cm－3，故D正确。 2.(2025·黑龙江一模)储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，如镧(La)镍(Ni)合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物。某镧镍储氢合金晶胞结构如图，该材料中镧、镍、氢的原子个数比为(　　) A.8∶9∶10 B.1∶5∶6 C.1∶5∶3 D.1∶5∶5 答案：B 解析：利用均摊法，La在晶胞的顶角，N(La)＝8×＝1；Ni在面心和体心，N(Ni)＝8×＋1＝5；氢气在棱上和面心，N(H2)＝8×＋2×＝3；则镧、镍、氢的原子个数比为1∶5∶6，故选B。 3.(2025·辽宁大连一模)锆(Zr)和镉(Cd)是目前光电材料广泛使用的元素。Zr和Cd的晶胞分别如图甲、图乙所示： 下列说法正确的是(　　) A.每个锆晶胞中含Zr原子个数为8 B.在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为a nm C.在镉晶胞中Cd的配位数为4 D.锆晶体的密度为×1021 g·cm－3 答案：D 解析：由图甲知，锆晶胞中Zr原子分别位于体内、顶角和上下底面面心，因此每个锆晶胞中含Zr原子个数为12×＋2×＋3＝6，A错误；在镉晶胞中两个镉原子最近核间距为晶胞体对角线的一半，即为a nm，B错误；在镉晶胞中Cd的配位数为8，C错误；一个锆晶胞中含有Zr原子个数为6，则一个锆晶胞的质量为(×91) g，锆晶胞的体积为b2c×10－21 cm3，则锆晶体的密度为×1021 g·cm－3，D正确。 4.(2025·广西南宁模拟预测)近日，哈尔滨工业大学陈祖煌团队在氮气生长气氛中，成功制备了高质量氮掺杂钛酸钡铁电薄膜。经X射线衍射分析鉴定，钛酸钡的晶胞结构如图所示(Ti4＋、Ba2＋均与O2－相切)，已知晶胞参数为a pm，O2－的半径为b pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　) A.钛酸钡的化学式为BaTiO3 B.r(Ba2＋)＝ pm C.题中涉及的元素属于周期表s区和d区 D.钛酸钡晶体密度ρ＝ g·cm－3 答案：C 解析：根据晶胞图示，Ti位于晶胞的顶点，数目为8×＝1；Ba原子位于晶胞的内部，数目为1；O原子位于晶胞的棱上，数目为12×＝3，则钛酸钡的化学式为BaTiO3，A项正确；已知晶胞参数为a pm，O2－的半径为b pm，根据图示，晶胞面对角线的长度等于氧离子和钡离子半径之和的2倍，即2r(O2－)＋2r(Ba2＋)＝a pm，则r(Ba2＋)＝＝ pm，B项正确；题中涉及的元素中，Ba位于s区，Ti位于d区，O位于p区，C项错误；1个晶胞含1个BaTiO3，1 cm＝1010 pm，根据密度公式，ρ＝ g·cm－3，D项正确。 5. (2025·吉林榆树实验中学一模)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法错误的是(　　) A.该钒的氧化物的化学式为VO2 B.V原子在该晶体中的堆积方式为体心立方 C.V原子的配位数与O原子的配位数之比为1∶2 D.该晶胞的密度为 g·cm－3 答案：C 解析：晶胞中V原子位于顶角和体心，数目为1＋8×＝2；O原子位于上下面上和体内，数目为2＋4×＝4，二者原子数目之比为1∶2，故氧化物的化学式为VO2，故A正确；晶胞V原子位于顶角和体心，符合体心立方的堆积方式，故B正确；体心V原子的配位数为6，O原子的配位数为3，所以V原子的配位数与O原子的配位数之比为2∶1，故C错误；该晶胞的m＝ g，该晶胞的V＝a3 pm3＝(a×10－10)3 cm3，则该晶胞的ρ＝＝ g·cm－3，故D正确。 6.（双选）白铜是一种以镍为主要添加元素的铜基合金，有一定的抗菌性能，常在医院重症监护室被作为“触摸材料”，可以减少交叉污染和感染。白铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法正确的是（　　） A.Cu元素的第二电离能大于Ni元素的第二电离能 B.白铜中Cu元素的质量分数约为25％ C.离Cu原子最近且等距的Ni原子有12个 D.白铜晶胞的密度为 g/pm3 答案：AC 解析：Cu元素的价层电子排布式为3d104s1，Ni的价层电子排布为3d84s2，失去一个电子后Cu＋的价层电子排布式为3d10，Ni＋的价层电子排布式为3d84s1，3d10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×100％≈26.6％，B错误；根据晶胞结构可以得出离Cu原子最近且等距的Ni原子有12个，C正确；白铜晶胞的密度为 g/pm3，D错误。 7.(2025·吉林长春二模)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，称作原子分数坐标。如图中原子1的坐标为(，，)，则原子2和3的坐标中正确的是(　　) A.原子2为(，0，) B.原子2为(0，，) C.原子3为(1，0，) D.原子3为(0，0，) 答案：D 解析：原子1的坐标为(，，)，则坐标系为，原子2在晶胞底面的中心，原子2的坐标为(，，0)；原子3在坐标系z轴所在棱的一半，原子3的坐标为(0，0，)，故选D。 8.(2025·黑龙江一模)汞钡铜氧晶体的晶胞如图A所示，通过掺杂Ca2＋获得的具有更高临界温度的超导材料如图B所示。下列说法正确的是(　　) A.掺杂后晶体密度增大是因为晶胞中增加了1个Ca2＋ B.汞钡铜氧晶体中的Hg和Cu个数比为1∶2 C.图A晶胞中一个Ba的分数坐标为(，，)，则另一个为(，，) D.图B晶胞中Ca周围距离最近的Hg数目和Hg周围距离最近的Ca的数目不同 答案：C 解析：由图A可知，汞钡铜氧晶体的晶胞中含8×＝1个Hg，2个Ba，4×＝1个Cu，8×＋4×＝4个O；掺杂Ca2＋后，晶胞中含8×＝1个Hg，2个Ba，8×＝2个Cu，8×＋8×＝6个O，1个Ca2＋，所以掺杂后晶体密度增大不是因为晶胞中增加了1个Ca2＋，故A错误；由A选项分析可知，汞钡铜氧晶体中的Hg和Cu个数比为1∶1，故B错误；图A晶胞中两个Ba位于同一轴上，若一个Ba的分数坐标为(，，)，则另一个Ba的分数坐标为(，，)，故C正确；图B晶胞中Ca周围距离最近的Hg数目为8，Hg周围距离最近的Ca的数目也为8，则图B晶胞中Ca周围距离最近的Hg数目和Hg周围距离最近的Ca的数目相同，故D错误。 9.(2025·四川八省押题预测卷)立方相氮化硼(BN)硬度大，有优异的耐磨性，其结构与金刚石类似。晶胞中N原子位于顶点和面心，B原子(未画出)位于N原子围成的部分正四面空隙(如1、3、6、7号N原子围成)。已知晶胞参数为a pm，晶体的密度为ρ g·cm－3，下列说法错误的是(　　) A.正四面体空隙的填充率为100％ B.BN晶体中原子个数与共价键数之比1∶2 C.该晶胞沿x、y、z轴方向投影均为 D.晶胞中B原子与N原子最近的距离为a pm 答案：A 解析：晶胞中有8个正四面体空隙，晶胞中有4个氮原子和4个硼原子，B原子(黑球)位于N原子围成的正四面体空隙，填充率为50％，A错误；BN的晶胞结构如图所示：，BN晶胞中每个B原子连接4个N原子，每个N原子连接4个B原子，原子个数与共价键数之比为1∶2，B正确；晶胞中N原子位于顶点和面心，B原子位于N原子围成的部分正四面空隙，该晶胞沿x、y、z轴方向投影均为，C正确；晶胞中B原子与N原子最近的距离为体对角线的，即a pm，D正确。 10.(15分)按要求回答问题。 (1)一种四方晶系TiO2的晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm、a nm、c nm。O原子的配位数是　　　　　，该晶体的密度是　　　　　g·cm－3(用含NA的代数式表示)。 (2)氧化镍除作催化剂外，还可以作着色剂、磁性材料等，其晶胞为氯化钠型(如图)，已知图中最近的两个钠离子的距离为a pm，设氧化镍与氯化钠的密度之比为3.2，则氧化镍晶胞中最近的两个氧离子的距离为　　　　　　　pm。 (3)工业上一般利用闪锌矿(主要成分是ZnS)为原料制备Zn。ZnS晶胞结构如图，该晶胞若沿体对角线投影，则Zn2＋的投影图为　　　　　(填字母)。 答案： (1)3　　(2)a　(3)B 解析：(1)根据晶胞结构图，晶胞中黑球数为8×＋1＝2、白球数为4×＋2＝4，根据TiO2的化学式可知，黑球表示Ti原子、白球表示O原子，1个Ti原子周围有6个O原子，Ti原子的配位数为6，Ti、O原子数目比为1∶2，所以O原子的配位数是3。晶胞参数为a nm、a nm、c nm，该晶体的密度是 g·cm－3＝ g·cm－3。(2)图中最近的两个钠离子的距离为a pm，为面对角线的二分之一，则氯化钠晶胞参数为a pm，根据“均摊法”，晶胞中含8×＋6×＝4个Cl，结合化学式则有4个Na，则氯化钠晶体密度为×1030 g·cm－3＝×1030 g·cm－3；氧化镍晶胞为氯化钠型，设氧化镍晶胞参数为b pm，则氧化镍晶体密度为×1030 g·cm－3＝×1030 g·cm－3；氧化镍与氯化钠的密度之比为3.2，则＝3.2，b＝a pm，则氧化镍晶胞中最近的两个氧离子的距离为b＝a pm＝a pm。(3)沿体对角线投影，Zn2＋的投影会呈现出特定的对称结构，B选项符合ZnS晶胞沿体对角线投影时Zn2＋的分布情况。 学科网（北京）股份有限公司 $