第7讲 晶胞结构及参数计算【大单元精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●知识清单（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦晶胞结构及参数计算核心考点，涵盖均摊法确定粒子数目、密度与摩尔质量换算等高考必考内容，按“晶胞认识-均摊法计算-参数运算”逻辑架构知识，通过核心梳理明确考点、考点突破巩固方法、真题再现对接考向、限时训练提升能力，形成系统复习链条。 讲义以科学思维培养为核心，创新采用“情境化问题驱动”教学，如结合压电材料等新型晶胞模型设计分步列式计算训练，通过对比立方与六方晶胞参数运算深化空间想象能力，分层设置选择、填空、解答题，助力学生高效突破计算难点，为教师把控复习节奏提供精准教学支持。

第7讲　晶胞结构及参数计算 【高考考向预测】 晶胞结构与参数计算依托均摊法确定晶胞内粒子数目，结合晶胞棱长、空间构型开展密度、摩尔质量、原子半径、空间利用率换算，常融合离子晶体、金属晶体及新型功能晶胞模型考查；近三年是物质结构大题必考计算考点，考频极高；预测2027年多选取压电材料、储能新材料等陌生晶胞，增加斜方、六方晶胞参数运算，侧重结合题干给出晶胞图示分步列式计算。 考点一　晶胞结构及均摊法计算 【核心梳理●明考点】 1.认识晶胞 (1)概念 晶胞是描述晶体结构的基本单元,是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。 (2)晶胞形状 常规的晶胞都是平行六面体。 (3)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 (4)晶胞的特征 晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。 2.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 (1)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算:如某个粒子为N个晶胞所共有,则该粒子有属于这个晶胞。中学中常见的晶胞为立方晶胞,立方晶胞中微粒数的计算方法如图1。 (2)非长方体结构 在六棱柱结构(如图2)中,顶角上的原子有属于此结构,面上的原子有属于此结构,因此六棱柱中镁原子个数为12×=3,硼原子个数为6。 3.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。 【考点突破●明方向】 1.下列有关晶胞的叙述,不正确的是(　　) A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体 B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元 C.已知晶胞的结构,可推知晶体的结构 D.使用“均摊法”计算晶胞的微粒数,处于顶点、棱、面、体心对晶胞的贡献分别为、1 2.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 3.(2025·八省联考陕西卷)科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物,其晶胞结构如图所示,立方晶胞参数为a pm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.该化合物为共价晶体,硬度大 B.晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4 C.晶胞中C—C键与C—N键的数目比为2∶1 D.晶体的密度= g·cm-3 4.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题: (1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO　　　　FeO(填“<”或“>”)。  (2)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　。  考点二　晶胞参数计算 【核心梳理●明考点】 1.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示,包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ,即晶格特征参数,简称晶胞参数。 2.晶体结构的相关计算 (1)空间利用率=×100%。 (2)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)。 3.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 【考点突破●明方向】 1.(2025·八省联考四川卷)一种具有钙钛矿结构的光催化剂,其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°),NA是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A.该物质的化学式为PbTiO3 B.1位和2位O2-的核间距为a pm C.晶体的密度为×1030 g·cm-3 D.2位O2-的分数坐标为(,0,) 2.某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示,晶胞的边长为a pm,则该物质的化学式为　　　　;晶体中Pb2+与Cs+最短距离为　　　　 pm;晶体的密度ρ=　　　　 g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、NA的代数式表示;可能用到的相对原子质量:Cs—133　Pb—207　I—127)。  3.氮化硼是一种性能优异的新型材料,主要结构有六方氮化硼(图1)和立方氮化硼(图2)。前者与石墨结构类似。 (1)50.0 g六方氮化硼晶体中含有六元环的数目为　　　　。  (2)立方氮化硼中N的配位数为　　　　。已知立方氮化硼密度为d g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,立方氮化硼晶胞中面心上6个N原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为　　　　 pm(列式即可)。  4.Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。Zn2+的配位数是　　　　,S2-填充在Zn2+形成的正四面体空隙中。若该晶体的密度为d g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞参数a=　　　　 nm。  【真题再现●明考向】 1.(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是(　　) A.合成反应中,还原剂是LiH和C B.晶胞中含有的Li+个数为4 C.每个C周围与它最近且距离相等的Li+有8个 D.C为V形结构 2.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为24 K。Au—Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A.Ⅰ为18K金 B.Ⅱ中Au的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au—Cu<Au—Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 3.(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 4.(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.该铋氟化物的化学式为BiF3 B.粒子S、T之间的距离为a pm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 5.(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,结构如图所示。 晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为　　　　。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为　　　　 g·cm-3。(1 nm=10-7 cm)  【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2026·河南南阳·模拟预测）钯化合物是重要的催化剂，尤其在有机合成和工业反应中表现突出。一种由钡、钯、氧组成的钯化合物的晶胞结构如图所示。 已知：该晶胞底边正方形的边长为a pm，晶胞的高为b pm，晶胞化学式的摩尔质量为。下列有关说法错误的是 A．Ba元素位于元素周期表的s区 B．该晶体的化学式为 C．该晶胞中O在z轴方向的投影图为 D．该晶体密度为 2．（2026·湖南衡阳·二模）LiF是锂离子电池的核心原料，其晶胞结构如图所示。晶胞参数号原子分数坐标分别为。设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是 A．和的配位数均为6 B．与最近且等距离的有12个 C．3号原子分数坐标为 D．该晶体的密度为 3．（2026·河南·模拟预测）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和CaO的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。晶胞中3位的分数坐标为。下列说法正确的是 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．CaO晶胞和晶胞中原子数之比是 D．CaO晶体密度小于晶体密度 4．（2026·安徽池州·二模）BaSnO3是一种立方结构氧化物材料，晶胞结构如图所示。因其易于掺杂，有望成为新一代透明导电薄膜。该立方晶胞的参数为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．Ba的配位数为12 B．若将图中Sn平移至晶胞顶点，则O位于晶胞棱心 C．La掺杂Ba形成LaxBa1-xSnO3薄膜，当掺入量x=0.04时，晶体密度为 g∙cm-3 D．La掺杂Ba后，薄膜的导电性能显著提高，归因于La与Ba之间存在价态差 5．（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 6．（2026·四川巴中·一模）研究发现某种含铯(Cs)、钒(V)、锑(Sb)的化合物在超导方面表现出潜在的应用前景。其晶胞结构如图1所示，晶胞体积为；晶体中包含由V和Sb组成的二维平面如图2所示。下列叙述错误的是 A．基态Cs原子的价电子排布式为 B．晶体的化学式为 C．晶胞中V原子周围紧邻的Sb原子数为8 D．该晶体的密度为 7．（2026·宁夏山西·一模）某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成，其晶胞属于立方体构型，晶胞结构如下图所示，其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是 A．晶体的化学式为CdSe B．与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有8个 C．B原子的分数坐标为 D．晶体的密度为 8．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲，沿z轴投影如图乙。已知晶胞参数为a nm， O点原子分数坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是 A．晶胞中Se原子的配位数为8 B．晶胞中Q点原子分数坐标为(，，) C．晶体密度ρ=g∙cm−3 D．Zn和Se的最短距离为a nm 9．（2025·河北沧州·一模）一种尿素晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．基态原子所含的未成对电子数： B．晶胞中含有14个分子 C．晶体密度为 D．与一个距离最近且相等的有12个 10．（2025·四川凉山·一模）MgO晶胞结构如下图，密度为。可以替代MgO晶体中部分的位置，但由于二者的离子半径和化合价不同会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．晶体中与最近且等距的有12个 B．若b为晶胞顶点，则a位于面心，c位于棱心 C．晶胞的边长为 D．若b处被替代，则该物质的化学式为 11．（2025·湖北·模拟预测）研究发现，在50 GPa压力下，Fe与N可以形成化合物M。M的晶胞结构如图所示，棱长 nm，晶胞上下底面均为60°和120°的菱形，图中大球代表Fe，小球代表N。下列关于该物质的叙述，正确的是 A．化合物M的化学式为 B．晶胞中某个Fe的分数坐标为 C．每个Fe周围与其等距且紧邻的Fe有6个 D．晶胞底面四个Fe中任意两个Fe的距离均相等 12．（2025·河北·模拟预测）是具有磁性的黑色晶体，其晶胞如下图所示，晶胞参数为，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．离子半径： B．、、分别表示、、 C．在所围成的正六面体空隙中的占有率为 D．晶胞的密度用、表示为： 13．（2026·湖北黄冈·二模）镍酸锂是锂离子电池正极材料的重要原料，某种层状镍酸锂（）的晶胞结构如下图所示，晶胞参数，。下列说法错误的是 A．2号原子是 B．Li的配位数为4 C．该镍酸锂的晶胞密度为 D．该层状镍酸锂为混合型晶体 14．（2026·河南南阳·模拟预测）镍(Ni)基合金是应用最广的一类合金。镍铌(Nb)合金的晶胞是长方体，其晶胞结构如图1所示，其晶胞俯视图如图2所示。已知该镍铌合金的密度为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．镍元素位于元素周期表中的区 B．该晶胞中与的原子个数比为 C．与Nb原子紧邻的Ni原子有12个 D．该晶胞的体积可表示为 15．（2026·湖北武汉·模拟预测）科研人员为某电池制备了一种超离子导体，其晶胞为立方体（如图1），对其进行掺杂后形成空位缺陷（如图2），可显著提升传导性能。 下列说法正确的是 A．图 1 晶体密度为 B．图 2 中空位数与数目之比为 C．导电时，空位移动方向与电流方向相同 D．将中换为，该电池的比能量将增大 二、填空题 16．（25-26高三·全国·二轮复习）的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、，结构如图所示。 晶胞中的个数为_______。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为_______。 17．（25-26高三·全国·二轮复习）请回答下面小题。 (1)下图晶胞中只有一个完整的，其包含的四个O2-的编号是_______。(选填编号①~⑧) (2)白钨矿常伴生方解石、石膏、萤石、磷灰石等钙矿石。这些钙矿石的密度见下表： 伴生钙矿石 方解石 石膏 萤石 磷灰石 密度/g·cm-3 2.71 2.32 3.18 3.20 已知：V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22cm3；M(CaWO4)=288g·mol-1；NA=6.02×1023mol-1 计算CaWO4的密度_______ (写出计算过程，结果精确到小数点后2位)，并与伴生钙矿石作比较，说明钨得名“重石”的原因_______。 18．（25-26高三·广东·二轮复习）填空 (1)Pt的一个面心立方晶胞含___________个以下基本结构单元，晶胞参数为anm，则最近的两个Pt原子之间的距离为___________nm。 (2)某金属M氧化物MOx(x为整数)的立方晶胞沿x、y、z轴方向投影均如图所示，则O在晶胞中的位置为___________，晶体中一个M周围最近的O的个数为___________。 三、解答题 19．（2026·山东济宁·三模）氮及其化合物的研究对科技发展有巨大的推动作用。回答下列问题 (1)过氧化脲[CO(NH2)2·H2O2]存在七个原子形成的七元环状结构。基态氮原子价电子排布式___________；过氧化脲中第二周期元素第一电离能由大到小的顺序___________，分子中C原子的杂化方式___________，过氧化脲中存在两种N-H键长，存在的氢键可表示为___________。 A．O-HN    B．O-HO    C．N-HO (2)分子()中N原子均达到8电子稳定结构，分子中N有___________种杂化方式，已知：形式电荷原子的价电子数-键数-2×孤电子对数(双键的键数视为2)，1号N的形式电荷为___________。 (3)采用ClN3与图示晶体反应，得到N6反应的方程式为___________；2、3、4、5号N在z轴的分数坐标均为0.5，1号Ag原子分数坐标为(0.5，0.5，0.75)，与其等距且紧邻的N有___________个。 20．（2026·天津红桥·二模）钙钛矿材料因其独特的结构优势，在深空探测领域具有巨大的应用前景。2026年2月，华东理工大学团队公布了新型钙钛矿用于高效灵敏的X射线探测的研究成果。 (1)基态钙原子的简化电子排布式为_______；基态钛原子的价电子排布式为_______。 (2)下列钛原子或离子失去一个电子所需能量最高的是_______(填编号)。 A． B． C． (3)钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，其晶体结构如图所示：钛酸钙的化学式为_______，与距离最近的有_______个。 (4)以钙钛矿为原料冶炼钛单质，其工艺流程如下： ①热还原法中，600℃时，与C、充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表： 物质 CO 分压(MPa) 写出该反应的化学方程式_______。(提示：气体分压与物质的量成正比) ②已知和的熔沸点如下表： 物质 熔点/℃ -25.0 1840 沸点/℃ 136.4 2900 试解释工业上直接电解熔融获得金属钛而非电解熔点较低的的原因是_______。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第7讲　晶胞结构及参数计算 【高考考向预测】 晶胞结构与参数计算依托均摊法确定晶胞内粒子数目，结合晶胞棱长、空间构型开展密度、摩尔质量、原子半径、空间利用率换算，常融合离子晶体、金属晶体及新型功能晶胞模型考查；近三年是物质结构大题必考计算考点，考频极高；预测2027年多选取压电材料、储能新材料等陌生晶胞，增加斜方、六方晶胞参数运算，侧重结合题干给出晶胞图示分步列式计算。 考点一　晶胞结构及均摊法计算 【核心梳理●明考点】 1.认识晶胞 (1)概念 晶胞是描述晶体结构的基本单元,是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元。 (2)晶胞形状 常规的晶胞都是平行六面体。 (3)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙:相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置:所有晶胞平行排列、取向相同。 (4)晶胞的特征 晶胞是8个顶角相同、三套各4根平行棱分别相同、三套各两个平行面分别相同的最小平行六面体。 2.晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 (1)长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算:如某个粒子为N个晶胞所共有,则该粒子有属于这个晶胞。中学中常见的晶胞为立方晶胞,立方晶胞中微粒数的计算方法如图1。 (2)非长方体结构 在六棱柱结构(如图2)中,顶角上的原子有属于此结构,面上的原子有属于此结构,因此六棱柱中镁原子个数为12×=3,硼原子个数为6。 3.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。 【考点突破●明方向】 1.下列有关晶胞的叙述,不正确的是(　　) A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体 B.晶胞是晶体中基本的结构重复单元 C.已知晶胞的结构,可推知晶体的结构 D.使用“均摊法”计算晶胞的微粒数,处于顶点、棱、面、体心对晶胞的贡献分别为、1 【答案】D 【解析】A.晶体中的晶胞不一定都是平行六面体,也可能是六方晶胞,A正确;B.晶胞是晶体的代表,是晶体中的最小单位,晶胞无隙并置起来,则得到晶体,故晶胞是晶体中基本的结构重复单元,B正确;C.晶胞无隙并置起来,则得到晶体,已知晶胞的结构,可推知晶体的结构,C正确;D.在六方晶胞中,处于顶角的粒子对晶胞的贡献为,D错误。 2.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×=3;则镧、镍、氢的原子个数比为1∶5∶6。 3.(2025·八省联考陕西卷)科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物,其晶胞结构如图所示,立方晶胞参数为a pm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.该化合物为共价晶体,硬度大 B.晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4 C.晶胞中C—C键与C—N键的数目比为2∶1 D.晶体的密度= g·cm-3 【答案】C 【解析】由图可知,按均摊法,N原子数目为8×=2,B原子数目为2,C原子数目为4×+2=4,则N、B、 C原子数目之比为1∶1∶2,化学式为BC2N;A.该晶体具有类金刚石结构,金刚石是由碳原子通过共价键形成的共价晶体,具有硬度大、熔沸点高等性质,则该化合物为共价晶体,硬度大,A正确;B.如图所示:,将晶胞平移,以b点的B为坐标原点,则B原子距离最近且相等的1个B原子a位于面心,其余两个面心为C原子,根据晶胞结构可知,若面心上全部都是B,B原子距离最近且相等的B原子数为3×8×=12,但面心上的B只占了,因此B原子距离最近且相等的B原子数为4,B正确;C.如图所示:以m点的C原子为研究对象,其形成2条C—C键,两条C—N键,则二者数目比为1∶1,C不正确;D.晶胞的密度=晶体的密度= g·cm-3,D正确。 4.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题: (1)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO　　　　FeO(填“<”或“>”)。  (2)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　。  【答案】(1)>　(2)6　6 【解析】(1)NiO、FeO都属于离子晶体,熔点高低受离子键强弱影响,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。(2)因为NiO晶体结构与NaCl相同,而NaCl晶体中Na+、Cl-的配位数都是6,所以,NiO晶体中Ni2+、O2-的配位数也是6。 考点二　晶胞参数计算 【核心梳理●明考点】 1.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示,包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ,即晶格特征参数,简称晶胞参数。 2.晶体结构的相关计算 (1)空间利用率=×100%。 (2)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)。 3.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 【考点突破●明方向】 1.(2025·八省联考四川卷)一种具有钙钛矿结构的光催化剂,其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°),NA是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A.该物质的化学式为PbTiO3 B.1位和2位O2-的核间距为a pm C.晶体的密度为×1030 g·cm-3 D.2位O2-的分数坐标为(,0,) 【答案】C 【解析】A.根据各原子在晶胞中位置,Pb2+在晶胞顶点,个数为8×=1,6个氧离子位于面心,个数为6×=3,Ti4+位于体心,仅有一个,故化学式为PbTiO3,A正确;B.如图,构造一个直角三角形,m=0.5a,n=0.55a,则1位和2位O2-的核间距为a pm,B正确;C.根据密度公式,ρ=,C错误;D.2位O2-的分数坐标为(,0,),D正确。 2.某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示,晶胞的边长为a pm,则该物质的化学式为　　　　;晶体中Pb2+与Cs+最短距离为　　　　 pm;晶体的密度ρ=　　　　 g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、NA的代数式表示;可能用到的相对原子质量:Cs—133　Pb—207　I—127)。  【答案】CsPbI3　 【解析】Cs+位于顶角,个数为8×=1;I-位于面心,个数为6×=3,Pb2+有1个位于体心,则该晶胞的化学式为CsPbI3;晶体中Pb2+与Cs+最短距离为体对角线长的一半,即为 pm;晶胞质量为 g,晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,则晶体密度为 g·cm-3。 3.氮化硼是一种性能优异的新型材料,主要结构有六方氮化硼(图1)和立方氮化硼(图2)。前者与石墨结构类似。 (1)50.0 g六方氮化硼晶体中含有六元环的数目为　　　　。  (2)立方氮化硼中N的配位数为　　　　。已知立方氮化硼密度为d g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,立方氮化硼晶胞中面心上6个N原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为　　　　 pm(列式即可)。  【答案】(1)2NA　(2)4　×1010 【解析】(1)根据均摊法,一个六方氮化硼晶体的六元环含有一个N、一个B,50.0 g六方氮化硼晶体中含有六元环的数目为×NA=2NA。(2)由图2可知,立方氮化硼中N的配位数为4;面心上6个N原子构成正八面体,该正八面体的边长等于面对角线的一半,设BN晶胞边长为a cm,1个晶胞中含有4个B原子,含有N原子数为8×=4,则1个晶胞中含有4个BN,所以d=,解得a=,故正八面体的边长为×1010 pm。 4.Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。Zn2+的配位数是　　　　,S2-填充在Zn2+形成的正四面体空隙中。若该晶体的密度为d g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞参数a=　　　　 nm。  【答案】4　×107 【解析】根据晶胞结构可知晶胞中含有Zn2+个数为8×=4,S2-全部在晶胞内,共4个,其化学式是ZnS。根据晶胞结构可知S2-位于4个Zn2+形成的正四面体空隙中,S2-的配位数是4,根据化学式可判断Zn2+的配位数也是4。若该晶体的密度为d g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则d=,因此该晶胞参数a=×107 nm。 本讲感悟 疑点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  盲点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【真题再现●明考向】 1.(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是(　　) A.合成反应中,还原剂是LiH和C B.晶胞中含有的Li+个数为4 C.每个C周围与它最近且距离相等的Li+有8个 D.C为V形结构 【答案】D 【解析】A.LiH中H元素为-1价,由图中C化学式可知,N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2可知,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C,故A正确;B.根据均摊法可知,Li+位于晶胞中的面上,则含有的Li+个数为8×=4,故B正确;C.观察位于体心的C可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,故C正确;D.C×(4+2-3×2)=2,且C与CO2互为等电子体,可知C为直线形分子,故D错误。 2.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为24 K。Au—Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A.Ⅰ为18K金 B.Ⅱ中Au的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au—Cu<Au—Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 【答案】C 【解析】纯金为24K,则18K金中金的质量分数为×100%=75%,Ⅰ中Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8×=1,则Au的质量分数为×100%≈75%,为18K金,A正确;Ⅱ中Au位于顶点,个数为8×=1,Cu位于面心,个数为6×=3,晶体化学式为Cu3Au,1个Cu周围有4个Au,则1个Au周围有12个Cu,Au的配位数是12,B正确;Ⅲ中Au—Cu和Au—Au的最小核间距均为面对角线长度的,故最小核间距Au—Cu=Au—Au,C错误;结合上述分析可知,Ⅰ中Au、Cu原子个数比为1∶1,Ⅱ中Au、Cu原子个数比为1∶3,Ⅲ中Au位于面心,个数为6×=3,Cu位于顶点,个数为8×=1,Au、Cu原子个数比为3∶1,D正确。 3.(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 【答案】B 【解析】由均摊法知,结构1中含Co数目为×4+4=4.5,含S数目为×12+1=4,Co、S个数比为9∶8,则结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,A正确;由晶胞2可知,S与S的最短距离为面对角线长度的,即a,B错误;晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构,故晶胞2中距Li最近的S有4个,C正确;晶胞2中Li数目为8,S数目为×12+1=4,晶胞2含4个Li2S,晶胞3中Li数目为8,S数目为×6=4,晶胞3也含4个Li2S,故晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确。 4.(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A.该铋氟化物的化学式为BiF3 B.粒子S、T之间的距离为a pm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 【答案】D 【解析】根据均摊法可知,该晶胞中Bi的个数为12×+1=4,F的个数为8×+8=12,故该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确;如图所示,根据勾股定理可知,BG2=BP2+PG2=a2 pm2=BO2+OG2,则∠BOG为直角,OA=a pm,OG=a pm,AG2=OA2+OG2=a2 pm2,ST与AG平行且相等,则粒子S、T之间的距离为a pm,B正确;该晶体密度为 g·cm-3,C正确;以题给晶胞体心处铋离子为研究对象,距离其最近的氟离子为位于该晶胞体内的8个氟离子,D错误。 5.(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,结构如图所示。 晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为　　　　。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为　　　　 g·cm-3。(1 nm=10-7 cm)  【答案】4　×1021 【解析】由晶胞结构可知,1个晶胞中含有8×+1=4个[Mg(H2O)6]2+,含有4个S2;该晶体的密度ρ= g·cm-3。 高考热点总结　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  【限时训练】 （60分钟） 一、单选题 1．（2026·河南南阳·模拟预测）钯化合物是重要的催化剂，尤其在有机合成和工业反应中表现突出。一种由钡、钯、氧组成的钯化合物的晶胞结构如图所示。 已知：该晶胞底边正方形的边长为a pm，晶胞的高为b pm，晶胞化学式的摩尔质量为。下列有关说法错误的是 A．Ba元素位于元素周期表的s区 B．该晶体的化学式为 C．该晶胞中O在z轴方向的投影图为 D．该晶体密度为 【答案】D 【详解】A．Ba是第ⅡA族元素，价电子排布为，元素周期表中第ⅠA、ⅡA族都属于区，A正确； B．用均摊法计算晶胞中原子个数，：8个位于晶胞顶点，每个顶点贡献，1个位于晶胞内部，总数为，：2个位于晶胞内部，8个位于晶胞棱上，每个棱上原子贡献，总数为，：12个位于晶胞棱上，每个贡献，2个位于晶胞内部，2个位于晶胞侧面上，每个贡献，总数为，故原子个数比，所以该晶体化学式为，B正确； C．沿轴方向投影（俯视投影到平面），所有的坐标共9个位置：四个顶点、四条边中点、中心，和题目给出的投影图一致，C正确； D．晶胞中含有2个单元，已知的摩尔质量为，因此晶胞质量， 晶胞体积，故密度，D错误； 故选D。 2．（2026·湖南衡阳·二模）LiF是锂离子电池的核心原料，其晶胞结构如图所示。晶胞参数号原子分数坐标分别为。设为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是 A．和的配位数均为6 B．与最近且等距离的有12个 C．3号原子分数坐标为 D．该晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．观察晶胞，1个与(其上下左右前后)6个最近且等距离，配位数为6，同理，的配位数也为6，A正确； B．以上面心锂离子为例，同平面和上、下平面各有4个锂离子与其等距离且最近，B正确； C．由1、2号原子分数坐标可知，3号氟离子位于立方体体心，其原子分数坐标为，C正确； D．锂离子位于立方体的顶点和面心，氟离子位于立方体的棱上和体心，1个晶胞中，，，晶胞参数的单位为，，则晶体密度，D错误； 故答案选D。 3．（2026·河南·模拟预测）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和CaO的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。晶胞中3位的分数坐标为。下列说法正确的是 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．CaO晶胞和晶胞中原子数之比是 D．CaO晶体密度小于晶体密度 【答案】B 【详解】A．已知晶胞中3位的分数坐标为，则晶胞中1位的分数坐标为，A错误； B．2位坐标为，3位坐标为，晶胞中2位和3位的核间距，B正确； C．CaO晶胞中原子数为，晶胞中原子数为： ，CaO晶胞和晶胞中原子数之比为，C错误； D．CaO晶体密度 ，晶体密度，因为，所以CaO晶体密度大于晶体密度，D错误； 故答案选B。 4．（2026·安徽池州·二模）BaSnO3是一种立方结构氧化物材料，晶胞结构如图所示。因其易于掺杂，有望成为新一代透明导电薄膜。该立方晶胞的参数为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．Ba的配位数为12 B．若将图中Sn平移至晶胞顶点，则O位于晶胞棱心 C．La掺杂Ba形成LaxBa1-xSnO3薄膜，当掺入量x=0.04时，晶体密度为 g∙cm-3 D．La掺杂Ba后，薄膜的导电性能显著提高，归因于La与Ba之间存在价态差 【答案】C 【详解】A．以晶胞顶点的Ba原子为研究对象，根据晶胞结构，Ba原子位于立方晶胞的8个顶点，每个顶点的Ba原子周围，距离最近且相等的O原子分布在相邻晶胞的6个面心位置，通过空间延伸计数，每个Ba原子周围共有12个等距的O原子，因此Ba的配位数为12，A正确； B．原晶胞中，Sn位于晶胞体心，Ba位于晶胞顶点，O位于晶胞的6个面心；若将Sn平移至晶胞顶点，相当于对晶胞进行坐标平移变换，原晶胞中面心位置的O原子，在以Sn为顶点的新晶胞中，对应位置为晶胞的棱心，因此O位于晶胞棱心，B正确； C．当La掺杂量x=0.04时，晶胞中La的物质的量为0.04，Ba的物质的量为0.96，Sn为1，O为3，则该晶胞对应的摩尔质量；1个晶胞的质量；晶胞参数为，即，因此晶胞体积；根据密度公式，代入计算得，C错误； D．Ba元素在中为+2价，La元素为+3价，当La掺杂取代Ba后，为了维持晶体的电中性，会在晶体中产生电子作为载流子，载流子浓度的提升会显著提高薄膜的导电性能，因此薄膜导电性能提高的原因是La与Ba之间存在价态差，D正确； 故答案选C。 5．（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。 6．（2026·四川巴中·一模）研究发现某种含铯(Cs)、钒(V)、锑(Sb)的化合物在超导方面表现出潜在的应用前景。其晶胞结构如图1所示，晶胞体积为；晶体中包含由V和Sb组成的二维平面如图2所示。下列叙述错误的是 A．基态Cs原子的价电子排布式为 B．晶体的化学式为 C．晶胞中V原子周围紧邻的Sb原子数为8 D．该晶体的密度为 【答案】C 【详解】A．Cs是55号元素，位于第六周期第IA族， 基态Cs原子的价电子排布式为，A正确；      B．根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度，结合均摊法可知，晶胞中，Cs的个数为，V的个数为，Sb的个数为，则化学式为，B正确； C．通过分析三维晶胞结构可知，晶胞中每个V原子周围紧邻的Sb原子数为6，C错误；    D．由B选项可知，该晶胞化学式为，则该晶胞的质量为，晶胞体积为，则其密度是：，D正确； 故选C。 7．（2026·宁夏山西·一模）某种重要的半导体纳米晶材料由Cd原子和Se原子构成，其晶胞属于立方体构型，晶胞结构如下图所示，其中A原子的分数坐标为。下列说法不正确的是 A．晶体的化学式为CdSe B．与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有8个 C．B原子的分数坐标为 D．晶体的密度为 【答案】B 【详解】A．Se位于晶胞内部，晶胞中Se的个数为4，Cd的个数为8×+6×=4，故化学式为CdSe，A正确； B．晶胞中Cd的位置位于顶点和面心，所以晶胞中与Cd原子距离最近且相等的Cd原子应有12个，B错误； C．根据晶胞中各原子的位置及点坐标，可得出B原子的分数坐标为(，，)，C正确； D．晶胞中含有4个CdSe单元，其质量为，晶胞体积为，故晶体的密度为，D正确。 故选B。 8．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末）硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲，沿z轴投影如图乙。已知晶胞参数为a nm， O点原子分数坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是 A．晶胞中Se原子的配位数为8 B．晶胞中Q点原子分数坐标为(，，) C．晶体密度ρ=g∙cm−3 D．Zn和Se的最短距离为a nm 【答案】D 【详解】A．根据均摊法，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为4，与Zn距离最近的Se原子的个数为4，与Se距离最近的Zn原子的个数为4，则晶胞中Se原子的配位数为4，故A错误； B．将晶胞均分为8个小立方体，O的分数坐标为(0，0，0)，原子Q应在上层四个小立方体的右前面一个小立方体的体心，Q的分数坐标为，B错误； C．晶体密度，C错误； D．图中相邻的Zn与Se之间的距离为体对角线的，体对角线为，则相邻的Se和Zn之间的距离为，D正确； 故答案选D。 9．（2025·河北沧州·一模）一种尿素晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．基态原子所含的未成对电子数： B．晶胞中含有14个分子 C．晶体密度为 D．与一个距离最近且相等的有12个 【答案】D 【详解】A．C的核外电子排布为1s22s22p2，基态原子所含的未成对电子数2；N的核外电子排布为1s22s22p3，基态原子所含的未成对电子数3，O的核外电子排布为1s22s22p4，基态原子所含的未成对电子数2，则基态原子所含的未成对电子数：，A错误； B．晶胞中含有分子数为，B错误； C．的摩尔质量为，的摩尔质量为，晶胞中含有H2O的分子数为4，故晶体密度，C错误； D．由结构图可知，与一个距离最近且相等的有12个，D正确； 故答案选D。 10．（2025·四川凉山·一模）MgO晶胞结构如下图，密度为。可以替代MgO晶体中部分的位置，但由于二者的离子半径和化合价不同会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误的是 A．晶体中与最近且等距的有12个 B．若b为晶胞顶点，则a位于面心，c位于棱心 C．晶胞的边长为 D．若b处被替代，则该物质的化学式为 【答案】B 【详解】A．结合晶胞中距离最近的两个氧离子之间的相对位置可知，晶体中与最近且等距的有12个，A正确； B．根据该晶胞结构可知，若b为晶胞顶点，则a位于面心，c位于体心，B错误； C．设晶胞的边长为apm，根据均摊法，晶胞中含有O2-的数目为8×+6×=4，Mg2+离子的数目为12×+1=4，则晶胞的质量为，晶胞的体积为a3×10-30cm3，则ρ===，则晶胞的边长为，C正确； D．若b处Mg2+被Li+替代，部分O2-脱离形成“氧空位”，结合电荷守恒，则该物质的化学式为，D正确； 故选B。 11．（2025·湖北·模拟预测）研究发现，在50 GPa压力下，Fe与N可以形成化合物M。M的晶胞结构如图所示，棱长 nm，晶胞上下底面均为60°和120°的菱形，图中大球代表Fe，小球代表N。下列关于该物质的叙述，正确的是 A．化合物M的化学式为 B．晶胞中某个Fe的分数坐标为 C．每个Fe周围与其等距且紧邻的Fe有6个 D．晶胞底面四个Fe中任意两个Fe的距离均相等 【答案】C 【详解】A．Fe原子位于晶胞的顶点和侧棱棱心，根据均摊法计算，晶胞中Fe原子数为、N原子数为2，所以化合物M的化学式为FeN，故A错误； B．Fe原子位于晶胞的顶点和侧棱棱心，对应为体心的分数坐标，故B错误； C．根据图示，棱长 nm，每个Fe周围与其等距且紧邻的Fe有6个，故C正确； D．晶胞底面为菱形，长对角线上的两个Fe的距离与棱长不相等，故D错误； 选C。 12．（2025·河北·模拟预测）是具有磁性的黑色晶体，其晶胞如下图所示，晶胞参数为，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．离子半径： B．、、分别表示、、 C．在所围成的正六面体空隙中的占有率为 D．晶胞的密度用、表示为： 【答案】C 【详解】A．与为同种元素的阳离子，电子数多，半径大，故离子半径为，A不符合题意； B．根据均摊法计算，晶胞中拥有（位于体内）的个数为1，（位于棱上和体心）的个数为、（位于顶点和面心）的个数为，根据中、、的个数比为1∶4∶2，因此、、分别表示、、，B不符合题意； C．在晶胞中构成面心立方堆积，其形成的空隙为正八面体，不存在正六面体空隙，C符合题意； D．该晶胞中有1个，晶胞体积为，晶胞的密度为，D不符合题意； 故答案选C。 13．（2026·湖北黄冈·二模）镍酸锂是锂离子电池正极材料的重要原料，某种层状镍酸锂（）的晶胞结构如下图所示，晶胞参数，。下列说法错误的是 A．2号原子是 B．Li的配位数为4 C．该镍酸锂的晶胞密度为 D．该层状镍酸锂为混合型晶体 【答案】D 【分析】根据均摊法可得，号球在晶胞的棱上、内部，共个；号球在晶胞的棱上、面上，共个；号球在晶胞的面上，共个，以此进行分析； 【详解】A．根据分析可知，晶胞中，符合化学式比例，其中号原子总个数为，对应的数目，因此2号是，A正确； B． 配位数指晶体中与某原子最近的异种原子数目，为阳离子，周围最近的阴离子数目为，B正确； C． 化学式的摩尔质量为。晶胞中含个单元，总质量为。 晶胞体积，密度： ，C正确； D．该晶体层状结构，层与层之间以化学键连接，与石墨晶体不同，属于离子晶体，D错误； 故选D。 14．（2026·河南南阳·模拟预测）镍(Ni)基合金是应用最广的一类合金。镍铌(Nb)合金的晶胞是长方体，其晶胞结构如图1所示，其晶胞俯视图如图2所示。已知该镍铌合金的密度为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．镍元素位于元素周期表中的区 B．该晶胞中与的原子个数比为 C．与Nb原子紧邻的Ni原子有12个 D．该晶胞的体积可表示为 【答案】D 【详解】A．镍元素位于元素周期表第Ⅷ族，属于d区，A正确； B．由晶胞结构可知，Nb原子位于顶点和体心的原子个数为，Ni原子位于面和棱上的原子个数为，则该合金中Ni与Nb的原子个数比为6：2=3：1，B正确； C．由晶胞结构可知，与体心处Nb原子紧邻的Ni原子有12个（紧邻距离a nm，棱上4个，侧面上各2个），C正确； D．晶胞的质量m=，体积V=，D错误； 故选D。 15．（2026·湖北武汉·模拟预测）科研人员为某电池制备了一种超离子导体，其晶胞为立方体（如图1），对其进行掺杂后形成空位缺陷（如图2），可显著提升传导性能。 下列说法正确的是 A．图 1 晶体密度为 B．图 2 中空位数与数目之比为 C．导电时，空位移动方向与电流方向相同 D．将中换为，该电池的比能量将增大 【答案】B 【详解】A．晶胞中的个数是，含有2个，的分子量是 228 ，计算体积得，计算密度，选项计算错误，A 选项错误； B．为维持电荷平衡，每引入 1 个，需从晶格中移走2个，占据其中一个位置，另一个位置则形成空位，根据图示原始 数为 12，掺杂 2 个 后空位数为 2，剩余 数为 8，二者之比为 ，B 选项正确； C．导电时， 向阴极移动（与电流方向相同），空位（带有效负电荷）向阳极移动，与电流方向相反，C 选项错误； D．将换为虽可提高离子电导率，但原子量更大，电解质质量增加，且不直接参与电极反应，电池比能量（单位质量输出的能量）反而会降低，D 选项错误； 故答案选 B。 二、填空题 16．（25-26高三·全国·二轮复习）的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、，结构如图所示。 晶胞中的个数为_______。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为_______。 【答案】 4 【详解】由晶胞结构可知，1个晶胞中含有个，含有4个；该晶体的密度。答案为4；。 17．（25-26高三·全国·二轮复习）请回答下面小题。 (1)下图晶胞中只有一个完整的，其包含的四个O2-的编号是_______。(选填编号①~⑧) (2)白钨矿常伴生方解石、石膏、萤石、磷灰石等钙矿石。这些钙矿石的密度见下表： 伴生钙矿石 方解石 石膏 萤石 磷灰石 密度/g·cm-3 2.71 2.32 3.18 3.20 已知：V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22cm3；M(CaWO4)=288g·mol-1；NA=6.02×1023mol-1 计算CaWO4的密度_______ (写出计算过程，结果精确到小数点后2位)，并与伴生钙矿石作比较，说明钨得名“重石”的原因_______。 【答案】(1)⑤⑥⑦⑧ (2) CaWO4的密度较大 【详解】（1）四面体是由1个W原子和4个O原子构成的，其中W原子位于四面体的中心，4个O原子位于四面体的4个顶点。当W原子与5、6、7、8号O原子相邻时，能组成一个完整的四面体； （2）由CaWO4的晶胞结构图知，位于面心和棱上，由均摊法计算，晶胞中含个数为 ，故1个晶胞中含4个CaWO4，V(CaWO4晶胞)=3.12×10-22 cm3，，CaWO4的密度比伴生钙矿石的密度大，所以被称为“重石”。 18．（25-26高三·广东·二轮复习）填空 (1)Pt的一个面心立方晶胞含___________个以下基本结构单元，晶胞参数为anm，则最近的两个Pt原子之间的距离为___________nm。 (2)某金属M氧化物MOx(x为整数)的立方晶胞沿x、y、z轴方向投影均如图所示，则O在晶胞中的位置为___________，晶体中一个M周围最近的O的个数为___________。 【答案】(1) 8 (2) 棱心 6 【详解】（1）P为面心立方晶胞，晶胞的顶点和面心有原子，则一个面心立方晶胞含8个如图的基本结构单元，最近的两个Pt原子之间的距离为晶胞面对角线的一半，即为nm； （2）由晶胞投影图可知M在晶胞中的位置为：顶点，O在晶胞中的位置为：棱心；晶体中一个M填充在6个O形成的八面体空隙中，一个M周围与其最近的O的个数为6。 三、解答题 19．（2026·山东济宁·三模）氮及其化合物的研究对科技发展有巨大的推动作用。回答下列问题 (1)过氧化脲[CO(NH2)2·H2O2]存在七个原子形成的七元环状结构。基态氮原子价电子排布式___________；过氧化脲中第二周期元素第一电离能由大到小的顺序___________，分子中C原子的杂化方式___________，过氧化脲中存在两种N-H键长，存在的氢键可表示为___________。 A．O-HN    B．O-HO    C．N-HO (2)分子()中N原子均达到8电子稳定结构，分子中N有___________种杂化方式，已知：形式电荷原子的价电子数-键数-2×孤电子对数(双键的键数视为2)，1号N的形式电荷为___________。 (3)采用ClN3与图示晶体反应，得到N6反应的方程式为___________；2、3、4、5号N在z轴的分数坐标均为0.5，1号Ag原子分数坐标为(0.5，0.5，0.75)，与其等距且紧邻的N有___________个。 【答案】(1) 2s22p3 N＞O＞C sp2 C (2) 2 -1 (3) ClN3+AgN3= AgCl↓+ N6 8 【详解】（1）N为7号元素，价电子为最外层的5个电子，所以价电子排布式为： 2s22p3；第二周期电离能从左到右呈增大趋势，N的2p轨道处于半充满的稳定结构较稳定，不易失去电子，所以第一电离能反常的比O的大，则电离能顺序为：N＞O＞C；过氧化脲[CO(NH2)2·H2O2]分子中C与O原子形成双键，与两个氨基分别形成单键，所以共形成3个键，无孤电子对，则采用的是sp2杂化方式；过氧化脲中O原子的电负性更大，与氨基中的N-H键建立分子间氢键，其结构简式为：N-HO，C项符合题意； （2） 中N原子有双键N原子和单键N原子，所以采用的杂化方式有sp2 和sp3两种，分子中N原子均达到8电子稳定结构， 1号N原子的价电子数5，孤电子对数为2，键数=2，则根据形式电荷公式可知，1号N的形式电荷=5-2-=-1, （3） 根据晶胞结构可知，N原子分布在棱上和面心，其个数为=12，Ag原子位于棱上和体内，其个数为=4，该晶体的化学式为AgN3，ClN3与AgN3反应生成N6和氯化银，其方程式为ClN3+AgN3= AgCl↓+ N6；结合题意：2、3、4、5号N在z轴的分数坐标均为0.5，1号Ag原子分数坐标为(0.5，0.5，0.75)，可知几何位置中，与其等距且紧邻的N有8个，如图：。 20．（2026·天津红桥·二模）钙钛矿材料因其独特的结构优势，在深空探测领域具有巨大的应用前景。2026年2月，华东理工大学团队公布了新型钙钛矿用于高效灵敏的X射线探测的研究成果。 (1)基态钙原子的简化电子排布式为_______；基态钛原子的价电子排布式为_______。 (2)下列钛原子或离子失去一个电子所需能量最高的是_______(填编号)。 A． B． C． (3)钛酸钙是典型的钙钛矿型化合物，其晶体结构如图所示：钛酸钙的化学式为_______，与距离最近的有_______个。 (4)以钙钛矿为原料冶炼钛单质，其工艺流程如下： ①热还原法中，600℃时，与C、充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表： 物质 CO 分压(MPa) 写出该反应的化学方程式_______。(提示：气体分压与物质的量成正比) ②已知和的熔沸点如下表： 物质 熔点/℃ -25.0 1840 沸点/℃ 136.4 2900 试解释工业上直接电解熔融获得金属钛而非电解熔点较低的的原因是_______。 【答案】(1) (2)B (3) 12 (4) 为离子晶体，熔融状态能导电，而为分子晶体，液态不能导电，无法电解 【详解】（1）基态Ca原子核外有20个电子，根据构造原理，简化电子排布式为[Ar]；基态Ti原子核外有22个电子，价电子排布式为。 （2）A对应基态Ti原子，失去1个电子对应第一电离能；B对应Ti⁺，失去1个电子对应第二电离能，逐级电离能逐渐增大；C对应激发态Ti原子，电子能量高于基态，失去1个电子所需能量低于基态第一电离能，故所需能量最高的是B。 故选B。 （3）晶胞中Ca位于顶点，个数为；Ti位于体心，个数为1；O位于面心，个数为，故化学式为。与顶点Ca2+距离最近的O2-位于相邻面的面心，与距离最近的有个。 （4）①气体分压与物质的量成正比故，结合原子守恒配平反应方程式为。 ②为共价化合物，熔融状态下不能电离出自由移动的离子，不导电，无法进行电解；为离子化合物，熔融状态下可电离出自由移动的离子，能导电，故工业上电解熔融冶炼Ti。 学科网（北京）股份有限公司 $