2027届高三化学一轮复习选择题专项晶胞的结构与性质

**基本信息** 聚焦晶胞结构与性质，通过18道精选例题系统训练均摊法、分数坐标分析等核心方法，强化科学思维与证据推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |晶胞组成与性质|18题|均摊法确定化学式、分数坐标定位原子、配位数空间分析、密度公式推导|从晶胞结构（原子位置）到组成（化学式），再到性质（配位数、密度），形成“结构-组成-性质”逻辑链|

2027届高三化学一轮复习选择题 专项 晶胞的结构与性质 一、单选题 1．（2026·安徽合肥·模拟预测）某立方晶系的硫锰矿晶胞，沿z轴将原子投影到xy平面，投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值，括号中z数据为原子在z轴方向的分数坐标)。下列说法错误的是 A．该硫锰矿的化学式为MnS B．投影图中1号硫原子的分数坐标为 C．锰原子的配位数为4 D．若晶体密度为，则最近的两个硫原子之间的距离为 2．（2026·重庆垫江·模拟预测）已知：GaN、GaP、GaAs的熔点高，且熔融状态均不导电。GaN摩尔质量为 ，晶胞边长为 ，为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．熔点： B．与N原子相连的Ga原子构成的空间构型为正四面体 C．GaN晶体中所有原子均采取杂化 D．GaN晶体的密度为 3．（2026·吉林长春·模拟预测）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，设为阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．与的空间结构相同，键角不等 B．晶体中由围成的正四面体空隙的占用率为 C．中的键数目为 D．晶体的密度为 4．（2026·重庆江津·三模）某种铜金合金晶体结构如图所示，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶角。该晶体具有储氢功能，每个由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中最多可储存1个氢原子。下列关于该铜金合金说法，错误的是 A．晶体最简化学式为AuCu3 B．晶体中与Au原子最近且距离相等的Cu原子有12个 C．若该立方晶胞边长为a  nm，则该晶胞的密度为 D．理论上389 g该合金最多可储氢16 g 5．（2026·湖南长沙·二模）硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞(该晶胞为立方晶胞)的组成变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．基态Zn原子核外电子的空间运动状态有15种 B．晶胞中的配位数为4 C．中、 D．该ZnS晶体的密度为 6．（2026·河南南阳·三模）已知：自旋量子数()表示轨道中电子自旋方向，顺时针自旋，；逆时针自旋，。的晶胞结构如图所示，立方晶胞参数：。为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是 A．氧的配位数为3 B．基态原子的自旋量子数之和为或 C．位于形成的八面体空隙中 D．该晶胞在平面的投影为 7．（2026·四川成都·模拟预测）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z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．晶体中与最近且等距的有12个 B．晶体中由围成的正四面体空隙的占有率为100％ C．晶体中与B之间的最小距离为 D．晶体的密度为 8．（2026·黑龙江吉林·模拟预测）氧化铈（）是一种重要的催化剂，其立方晶胞结构如图所示。已知：晶胞中与最近的的核间距为，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．若图中M点原子分数坐标为，则N点原子分数坐标为 B．晶胞沿X轴方向的投影图为（不区分离子） C．晶胞中的配位数为4 D．的晶体密度 9．（2026·重庆·模拟预测）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和立方氮化硼。下列说法不正确的是 A．均含1 mol BN的层状结构与立方结构中σ键的数目之比是 B．立方氮化硼中N周围最近的B数目为4 C．六方氮化硼属于混合型晶体 D．立方氮化硼晶体中N和B的杂化方式不同 10．（2026·安徽合肥·模拟预测）碳化硅耐高温、耐高压、耐高频，是新能源电动汽车平台升级至800V的首选材料。碳化硅有多种晶胞，如六方晶胞[图甲]、立方晶胞[图乙，晶胞参数为，M点原子的分数坐标为]。下列说法错误的是 A．两种晶胞中，黑球和白球的位置可以互换 B．图乙中，白球均填充在黑球构成的四面体空隙中 C．图乙中，N点原子的分数坐标为 D．图乙晶胞的密度为 11．（2026·河南郑州·模拟预测）镍钛记忆合金用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如图所示，其中原子采用面心立方最密堆积方式，a原子的分数坐标为(0，0，1)，NA是阿伏加德罗常数的值，该晶胞参数为m pm，下列说法错误的是 A．镍的价电子排布式为 3d84s2 B．b点Ni的分数坐标可表示为(0，，1) C．Ti原子的配位数为6 D．该晶体的密度为 g·cm-3 12．（2026·河北保定·三模）Li2Se是锂硒电池的核心正极材料。Li2Se的立方晶胞结构如图所示。晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。1、2号原子坐标分别为、。可视作填充入构成的正四面体“空隙”中。下列叙述正确的是 A．在该晶胞“空隙”中的填充率为 B．3号原子坐标为 C．2个最近距离为 D．该晶体密度为 13．（2026·湖北武汉·一模）晶胞的结构如图，已知的摩尔质量是，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值是，下列说法错误的是 A．位于构成的四面体空隙中 B．每个周围最近且等距的有8个 C．晶体的密度是 D．与足量的溶液反应生成2 mol AgCl 14．（2026·安徽合肥·模拟预测）我国科学家近日合成了一种新型热电材料M，其立方晶胞结构如图所示。该晶体属于钙钛矿型结构，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，晶胞参数为a nm。下列说法正确的是 A．M的化学式为CsSnI2 B．Sn2+与I-的最短距离为 C．该晶体中Sn2+周围最近且等距的I-有6个 D．基态Sn原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p2 15．（2026·湖南长沙·二模）晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是 A．晶胞中分子的取向相同 B．一个晶胞中含有4个O原子 C．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 D．1号和2号S原子间的核间距为 16．（2026·安徽安庆·三模）晶态半导体材料硅化镁(Mg2Si)的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，X点Si原子的分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．与Mg最近且等距的Si的个数是4 B．Y点Mg原子的分数坐标为(,,) C．晶胞中Mg与Si间最近的距离为apm D．Mg2Si晶胞沿y轴方向的投影图为 17．（2026·辽宁沈阳·模拟预测）SrCl2广泛应用于制造烟火，一种SrCl2晶体的晶胞结构如图所示，A点的分数坐标为(0，0，1)，晶胞参数为a nm。下列叙述不正确的是 A．Cl⁻处于由Sr2+离子构成的正四面体中心 B．Sr2+的配位数为8 C．该晶胞的密度为 D．B点的分数坐标为 18．（2026·河南开封·模拟预测）有一种红外非线性光学材料——缺陷类金刚石结构的硒化物，其四方晶胞结构如图所示(设为阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．基态原子的第一电离能大于基态原子 C．晶胞中与距离最近的有2个 D．该晶体的密度为 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2027届高三化学一轮复习选择题专项 晶胞的结构与性质》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B D B D D C D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 D D C B C B C C 1．D 【详解】 A．据投影图可知，晶胞结构如图，4个S原子位于晶胞内部，Mn原子位于顶点和面心，共个，则化学式为MnS，A正确； B．1号硫原子的分数坐标为，B正确； C．S占据一半四面体空隙，每个Mn原子周围距离最近且相等的S原子数目为4，因此Mn的配位数为4，C正确； D．据均摊法计算可知，晶胞中硫原子有4个，锰原子有4个，设晶胞棱长为a cm，，，最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半，即，D错误； 故选D。 2．D 【详解】A．已知成键结构与金刚石相似，、、的熔点高，且熔融状态均不导电，三者都是共价晶体，原子半径：N<P<As，键能：，故熔点：，A正确； B．晶体中的每个N原子与周围4个Ga原子成键，这4个Ga原子构成一个正四面体，空间构型为正四面体，B正确； C．由晶胞结构，N原子周围连4个Ga，Ga原子周围连4个N，配位数均为4，GaN晶体中所有原子均采取杂化，C正确； D．晶胞中Ga：   ，N：4，含4个GaN结构单元，密度   ，   ，故   ，D错误； 故答案选D。 3．B 【详解】A．中心B原子价层电子对数为，无孤电子对，空间结构为正四面体形；中心N原子价层电子对数为，含1对孤电子对，空间结构为三角锥形，二者空间结构不同，A错误； B．化合物中与个数比为。该晶胞中按面心立方堆积，晶胞中数目为，则数目为；面心立方堆积中，正四面体空隙总数为，刚好被全部填满，故正四面体空隙占用率为，B正确； C．1个中，每个含3个键，与每个之间形成1个配位键，总键数为，故该离子中键数目为，C错误； D．晶胞边长为，晶胞体积；晶胞含4个，的摩尔质量为，晶胞质量，密度，D错误； 故选B。 4．D 【详解】A．用均摊法计算晶胞中原子数：Au位于晶胞顶角，N(Au)==1；Cu位于晶胞面心，N(Cu)=，因此晶体最简化学式为AuCu3，A正确； B．Au位于顶点，与Au最近且等距离的Cu是面心的Cu原子，一个Au原子周围共12个这样的Cu原子，B正确； C．晶胞边长a nm=a×10−7 cm，晶胞体积V=(a×10−7)3 cm3；晶胞质量，密度，C正确。 D．该晶体为面心立方结构，1个晶胞中共有8个四面体空隙，每个空隙储存1个H，因此1个晶胞最多储存8个H。AuCu3的摩尔质量为197+3×64=389 g/mol，因此389 g该合金为1 mol（对应1 mol晶胞），最多储存8 mol H，储氢质量为8 mol×1 g/mol=8 g，不是16 g，D错误； 故选D。 5．B 【详解】A．Zn是30号元素，基态Zn原子核外电子排布式为，核外电子占据多少个轨道就有多少种空间运动状态，s、p、d能级分别有1、3、5个轨道，共有15种空间运动状态，故A正确； B．距离最近且相等的有8个，则的配位数为8，故B错误； C．由图可知，晶胞中和共有7个，共有个，晶胞中各元素化合价的代数和为0，化学式中S的计量数为1，则有，，联立解得，，故C正确； D．ZnS晶体中的个数为4，的个数为，ZnS晶体的密度为，故D正确。 6．D 【详解】A．晶胞中Mn位于顶点和体内，总数为2个，O原子位于面上和体内，总数为4个，每个O周围有3个最近邻的Mn，故氧的配位数为3，A正确； B．Mn原子序数25，基态原子电子排布为[Ar]3d54s2。根据洪特规则，3d5五个电子自旋平行，若全取，总和为；若全取，总和为，B正确； C．体心及顶点Mn均被6个O原子包围，呈八面体配位构型，故Mn4+处于O2-构成的八面体空隙中，C正确； D．晶胞在平面投影时，除了上下边的O，还应该在z=0.5的位置有两个O的投影，投影图应为，D错误；故答案选D。 7．D 【分析】首先分析晶胞组成：晶体为电中性，带2个正电荷，带1个负电荷，故数目为的2倍。 由晶胞结构和投影可知，位于晶胞顶点和面心，数目为，因此数目为，据此分析； 【详解】A．1个晶胞中顶点处与3个面心的距离最近且相等，按照均摊法计算，总共应该为个，A正确； B．根据图1，位于顶点和面心，晶胞中含有个，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．与B之间的最小距离为晶胞体对角线的，即，C正确； D．晶胞的质量为，晶胞的体积为，晶体的密度为，D错误； 故选D。 8．C 【分析】假设位于晶胞顶点和面心，数目为，位于晶胞内部，数目为8，符合的化学式比例，晶胞中与最近的的核间距是晶胞体对角线的，因此晶胞体对角线长，晶胞边长，据此解答。 【详解】A．N位于晶胞左、下、后小正方体体心(大正方体分成8个小正方体)，若M点分数坐标为，N点位置的分数坐标为，A正确； B．沿轴投影，所有离子投影后，顶点落在正方形顶点，x轴垂直的两个面心投影在正方形中心，其它面心投影在正方形棱上，内部离子落在正方形内部，得到的投影和题给一致，B正确； C．以面心的为研究对象，其周围最近的有8个，分别位于上、下两层晶胞内，其配位数为8，C错误； D．根据分析，晶胞体积为，晶胞质量，密度，D正确； 故选C。 9．D 【详解】A．六方BN结构类似石墨，每个B原子和3个N原子形成键，故1 mol 六方BN含有3 mol 键，立方BN中每个B原子都与N原子形成4根键，故1 mol 立方BN含有4 mol 键，A正确； B．由图可知，立方BN中可见以N原子为中心，以B原子为顶点的正四面体，每个N周围最近的B数目为4，B正确； C．六方BN层内是共价键，层间是范德华力，属于混合型晶体，C正确； D．立方BN中N和B均采取杂化，杂化方式相同，D错误； 故答案为：D。 10．C 【详解】A．因为 C 和 Si 的原子数比为 1:1，且晶体结构是等价的（将晶胞中的 C 换成 Si、Si 换成 C，依然是稳定的 SiC 结构），所以两种晶胞中黑球和白球的位置可以互换，A正确； B．图乙是立方晶胞，黑球位于面心立方的顶点和面心，构成面心立方结构；白球位于晶胞内部，处于黑球围成的四面体空隙中，B正确； C．图乙中，N点位于晶胞体对角线上，N点原子的分数坐标为，C错误； D．图乙晶胞中有4个C，4个Si，密度为，D正确； 故选C。 11．D 【详解】A．镍是28号元素，镍的价电子排布式为 3d84s2，故A正确； B．根据a原子的分数坐标为(0，0，1)，可知b点Ni的分数坐标可表示为(0，，1)，故B正确； C．距离顶点Ti原子最近且距离相等的Ni原子有6个，Ti原子的配位数为6，故C正确； D．根据均摊原则，晶胞中Ti原子数为 ，Ni原子数为，该晶体的密度为g·cm-3，故D错误； 选D。 12．D 【详解】A．为面心立方堆积，面心立方晶胞中，四面体空隙共有8个（顶点与面心形成的空隙），由晶胞结构可知，晶胞内有4个，对应有8个（即所有四面体空隙均被填充），故填充率为100%，A错误； B．观察图形可知，3号靠近右前方，坐标为，B错误； C．观察图形可知，两个最近距离为，C错误； D．由可知，该晶体含4个，密度为，D正确； 故答案为：D。 13．C 【分析】该晶胞为面心立方结构，位于顶点、面心，晶胞内数目：，位于四面体空隙，晶胞内数目为8。 【详解】A．如晶胞图所示，位于构成的四面体空隙中，A正确； B．如晶胞图所示，每个周围最近且等距的有8个，B正确； C．晶胞质量，晶胞体积，，C错误； D．的不电离，1 mol电离出2 mol，与足量的溶液反应生成2 mol AgCl，D正确； 故选C。 14．B 【详解】A．由题干信息可知，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，结合题干晶胞可知，一个晶胞中含有Cs+的个数为：8×=1，Sn2+的个数为1，I-的个数为：12×=3，则M的化学式为CsSnI3，A错误； B．由题干信息可知，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，Sn2+与I-的最短距离为面对角线的一半即为，B正确； C．由题干信息可知，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，则该晶体中Sn2+周围最近且等距的I-有12个，C错误； D．已知Sn与C同一主族，即位于周期表中第5周期第ⅣA族，故基态Sn原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s25p2，D错误。 答案选B。 15．C 【详解】A．由图可知晶胞中二氧化硫分子的取向不完全相同，如1和2，A错误； B．由晶胞图可知，二氧化硫分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含个分子，含有8个O原子，B错误； C．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，C正确； D．1号和2号S原子间的核间距为上、下面面对角线的一半，即 pm，D错误。 16．B 【详解】A．由图知，Mg位于Si原子形成的四面体空隙中，其周围最近且等距的Si原子共4个，A正确； B．已知X点Si坐标为(0,0,0)，结合晶胞结构，Y点Mg位于晶胞内部，分数坐标为，B错误； C．Mg和Si的最近距离为晶胞体对角线的，晶胞参数为a pm；晶胞体对角线为 pm，故最近距离为 pm，C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞沿y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 ，D正确； 故答案选B。 17．C 【详解】A．白球个数为=4，黑球的个数为8，则白球为Sr2+、黑球为Cl-；周围最近的数目为4，形成正四面体结构，故Cl⁻处于由离子构成的正四面体中心，A正确； B．位于晶胞顶点和面心，每个周围最近的数目为8，故的配位数为8，B正确； C．晶胞中离子数目：位于顶点和面心，数目为，位于内部，数目为8。晶胞质量：。晶胞体积：。密度计算：，选项中密度单位也错误，C错误； D．分数坐标以晶胞参数为单位，B点在x、y、z轴上的投影分别为、、，故分数坐标为（，，）　，D正确； 故选C。 18．C 【详解】A．原子位于晶胞顶点与体心，数目为：，原子位于晶胞面心与棱心，数目为：，原子位于晶胞内部，数目为：8，则该化合物的化学式为，A正确； B．基态原子（ⅤA 族）的价电子排布为，p轨道为半充满的稳定结构；基态原子（ⅥA 族）的价电子排布为，失去一个电子后才达到半充满稳定结构。因此的第一电离能大于，B正确； C．从晶胞结构可以看出，每个原子周围有4个距离最近的原子，形成四面体配位，而非2个，C错误； D．晶胞体积，晶胞质量，晶胞密度，D正确； 故选C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $