2027届高三化学一轮复习专题练晶胞结构（选择题）

**基本信息** 聚焦晶胞结构基础认知与计算应用，通过典型晶胞与新型材料情境，系统训练晶体结构分析与微观计算能力，体现化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |简单晶胞结构|10题|以NaCl、金刚石等典型晶胞及黑砷、氮化硼等新型材料为情境，考查配位数、晶体类型、结构分析|从基础晶胞结构认知到混合晶体等复杂结构，构建“结构-性质”关联逻辑| |晶胞相关计算|10题|涉及分数坐标、密度计算、投影分析，结合晶胞参数与阿伏加德罗常数|从晶胞微粒数确定到空间坐标与密度计算，形成“微观结构-数学表达”推导链条|

2027届高三化学一轮复习专题练 晶胞结构（选择题） 一、简单晶胞结构 1．几种晶胞的结构示意图如下。下列说法不正确的是 A．在NaCl晶体中，距最近的形成正八面体 B．氯化钠晶体中的配位数为6，氯化铯晶体中的配位数为8 C．干冰晶体中每个分子紧邻的分子数为4个 D．二氧化硅晶体中，最小的环上有6个Si原子 2．石墨炔是一种新型的碳材料，具有重要的研究价值和应用潜力。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A．石墨炔中碳原子均采用杂化 B．石墨炔为二维平面网状结构 C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均不能导电 3．几种晶体结构如图所示，下列说法不正确的是 A．钛酸钙的化学式为 B．在金刚石结构中，碳原子与碳碳键数目之比为 C．硒化锌晶胞中与一个距离最近且相等的有4个 D．氟化钙晶胞中在形成的正四面体空隙中 4．氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体或晶胞结构分别如图所示，下列关于这些晶体或晶胞结构和性质的叙述不正确的是 A．在晶胞中，处于形成的正八面体空隙中 B．在氯化铯的晶胞中的配位数是6 C．干冰晶胞中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si形成4个Si-O共价单键 5．砷存在多种同素异形体——黄砷、黑砷、灰砷。黑砷的晶体结构与石墨类似，其层状三维结构如图所示。下列说法正确的是 A．黑砷与都属于混合型晶体 B．黑砷中As-As键的键能均相同 C．150g单层晶体中含有As-As键的数目为 D．晶体中存在的作用力有非极性键、大π键和范德华力 6．氮化硼(BN)具有多种晶体结构，其中立方氮化硼(图甲)与金刚石结构一致，六方氮化硼晶体(图乙)与石墨的层状结构(图丙)类似。 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．立方氮化硼的密度大于石墨的 B．六方氮化硼的硬度大于立方氮化硼的硬度 C．图丙晶体中存在的化学键为共价键和分子间作用力 D．图乙层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为三角锥形 7．中南大学何军团队发表了对新型单元素半导体材料黑砷晶体的研究成果，黑砷晶体与石墨相似，在层内每个砷原子与其他三个砷原子相连，形成二维褶皱蜂巢型结构，其三维结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．黑砷晶体为混合型晶体 B．单层黑砷晶体中含有六元环的数目为 C．黑砷晶体中As原子上存在1对孤对电子 D．黑砷晶体中存在大键 8．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．9g冰(图1)中含氢键数目为2NA，含有的σ键数目约为6.02×1023 B．128g S8(图2)中含S-S数目为4NA C．720g C60晶体(图3)中含有NA个晶胞结构单元 D．石墨烯(图4)是碳原子单层片状新材料，12g石墨烯中含C-C数目为3NA 9．冰的晶体中水分子的空间排列方式与金刚石晶体中碳原子的空间排列方式类似。下列说法中不正确的是 A．金刚石的晶胞中含8个碳原子 B．冰中每个氧原子可与两个氢原子形成氢键 C．金刚石中每个碳原子周围最近且等距离的碳原子有12个 D．氢键存在是导致冰晶胞与金刚石晶胞排列方式类似的原因之一 10．已知晶体结构如下图，有关晶体的叙述中，错误的是 A．晶体冰属于分子晶体，在冰中，水分子配位数为4. B．金刚石晶体属于共价晶体，其晶体具有熔点高、硬度大的特点。 C．石墨晶体的二维结构，碳原子的配位数是3，采取杂化。 D．在晶体里，每个周围有6个距离最近且相等的 二．晶胞相关计算 11．某富氢化合物的晶胞结构及该晶胞沿xOy、xOz、yOz三个平面的投影(沿三个平面的投影相同)如图所示。两个氢原子之间的最近距离为a pm。晶胞中A原子的分数坐标为(0，0，0)，C原子的分数坐标为。下列说法错误的是 A．晶胞中，H之间相互连接形成的笼状结构有12个面 B．晶胞中B点原子的分数坐标为 C．该富氢化合物的化学式可表示为 D．该晶体的密度为 12．固体材料具有相变制冷效应，室温下其立方体晶胞结构示意图如下。下列说法错误的是 A．每个晶胞中有4个 B．每个周围有12个紧邻的 C．之间的最短距离是 D．晶体密度表示为 13．下图是由Pb、S两种元素组成的结晶型化合物的晶胞结构，图中每一个球代表一个原子(晶胞参数且)。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．该物质的化学式为 B．该晶体密度为 C．M的分数坐标为 D．M、N处S的核间距为 nm 14．一研究团队将高性能氮化镓(GaN)晶体管集成到标准硅芯片上，从而提升3D半导体高频应用的性能。GaN的一种晶胞结构如图所示，下列叙述正确的是 已知：六棱柱晶胞底边长为a pm，高为c pm，NA 为阿伏加德罗常数的值。 A．激发态N原子的电子排布图为 B．GaN晶胞中阳离子配位数为6 C．第一电离能： D．GaN晶体密度为 15．某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．与等距且最近的有12个 B．位于构成的正八面体空隙内 C．该晶胞沿体对角线方向的投影为 D．该晶体的密度计算式为 16．中俄科学家合成的世界上首个氦钠电子化合物，由、He原子和电子对()组成，化学式为，也可以表示为，其晶体结构(局部，电子对占位未表示)如图1，晶体结构在、、平面的投影(局部)均如图2. 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．He的配位数为8 C．该晶体的密度为 D．两个的最近核间距为 17．是由我国科学家理论预测并合成的具有高温超导电性的材料，其立方晶胞如图所示，晶胞棱长为。晶体中氢原子与铍原子构成立方体单元()，铍原子位于体心。氢原子Y和Z的分数坐标分别为和。 下列说法错误的是 A．La原子周围最紧邻的氢原子有12个 B．晶胞沿体对角线的投影图为 C．X、Y两原子之间的距离为 D．晶胞中含有4个单元 18．氮化锂可作为固体电池的电极材料，晶胞有三层结构，其中第一层和第三层是由和共同构成的氮锂层，在氮锂层中以正六边形排布(与石墨的层状结构类似)，处于正六边形中心。下列说法正确的是 A．氮化锂晶胞中的第二层为氮离子层 B．R处的其分数坐标为 C．晶体中存在单元 D．晶体的密度为 19．锗是一种半导体材料，在生产、生活中有广泛应用。锗晶体结构类似硅晶体，锗晶胞如图所示。已知：锗晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。锗原子A的原子坐标为。下列叙述正确的是 A．与锗原子距离最近且相等的锗原子有8个 B．锗原子C的原子坐标为 C．沿图中体对角线投影，左图中锗原子B投影的位置是图4号位 D．锗晶体的密度 20．一种MnS晶胞的结构如图所示，设晶胞边长为anm，1号原子的分数坐标为(0，0，0)，2号原子的分数坐标为(1，1，1)。下列说法正确的是 A．距离最近且等距的数为8 B．3号原子的分数坐标为 C．填充在围成的正四面体中心 D．该晶体的密度为 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《2027届高三化学一轮复习专题练 晶胞结构（选择题）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B C A D B C D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A B B D D C A C C D 1．C 【详解】A．NaCl晶体中，每个周围最近的共6个，分别位于上下、左右、前后方向，构成正八面体结构，A正确； B．氯化钠为面心立方结构，的配位数为6；氯化铯为体心立方结构，的配位数为8，B正确； C．干冰晶体属于面心立方最密堆积，每个分子紧邻的分子数为12个（同层4个、上下层各4个），并非4个，C错误； D．二氧化硅晶体的最小环为12元环，包含6个Si原子和6个O原子，因此最小环上有6个Si原子，D正确； 故答案选C。 2．B 【详解】A．石墨炔中含有碳碳三键结构，三键上的碳原子为杂化，并非所有碳原子均采用杂化，A错误； B．由题图结构可知石墨炔为二维平面网状结构，B正确； C．金刚石属于共价晶体，石墨属于混合晶体，二者晶体类型不相同，C错误； D．石墨层内存在自由移动的电子，能够导电，D错误； 故选B。 3．C 【详解】A．该晶胞中各原子数为Ca：，Ti：1，O：，故钛酸钙的化学式为，A正确； B．在金刚石晶体中，每个碳原子周围有4条碳碳键，每条碳碳键被两个碳原子共用，故碳原子与碳碳键数目之比为，B正确； C．硒化锌晶体中与一个距离最近且相等的有3×4=12个，C错误； D．由氟化钙晶胞可知，位于形成的正四面体空隙中，D正确； 故选C。 4．B 【详解】A．以体心钠离子为例，晶胞中，处于形成的正八面体空隙，A正确； B．氯化铯晶胞为体心立方结构，氯离子位于顶点，铯离子位于体心，每个氯离子周围紧邻的铯离子共8个，配位数为8，B错误； C．干冰为面心立方结构，每个顶点的CO2分子周围，等距紧邻的CO2分子位于面心位置，共12个，C正确；   D．二氧化硅晶体中，每个Si原子与周围4个O原子形成正四面体结构，因此每个Si原子形成4个Si-O共价单键，D正确； 故选B。 5．C 【详解】A．C60​属于分子晶体，黑砷结构与石墨类似，为混合型晶体，二者晶体类型不同，A错误； B．由图可知黑砷中存在两种键长不同的As-As键（分别为2.15Å、2.49Å），键长不同，键能不同，B错误； C．As的摩尔质量为， As的物质的量为；每个As原子形成3个As-As键，每个共价键被2个As原子共用，因此平均每个As对应个As-As键， As对应 As-As键，数目为，C正确； D．As最外层共5个电子，每个As形成3个σ键后，剩余2个电子成对形成孤对电子，没有单电子形成离域大π键，因此黑砷不存在大π键，D错误； 故选C。 6．A 【详解】A．立方氮化硼具有与金刚石类似的结构，是三维致密堆积，石墨是二维层状且层间疏松，故立方氮化硼的密度大于石墨，A正确； B．立方氮化硼中硼原子和氮原子通过共价键形成三维网状结构，而六方氮化硼是层状结构，层与层之间仅靠微弱的范德华力连接，故立方氮化硼的硬度大，B错误； C．分子间作用力不是化学键，C错误； D．六方氮化硼是层状结构，层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间结构为平面三角形，D错误； 故选A。 7．D 【详解】A．黑砷晶体和石墨相似，为层状结构，层内砷原子以共价键结合，层间靠范德华力结合，属于混合型晶体，A正确； B．As的摩尔质量为，单层黑砷中As的物质的量为，即含个原子。 每个As原子被个六元环共用，因此1个六元环实际占有As的数目为，则对应六元环的物质的量为，数目为，B正确； C．As最外层有5个电子，每个As原子形成3个As-As共价键，成键消耗3个电子，剩余2个电子，即存在1对孤对电子，C正确； D．石墨为平面结构，每个C剩余1个单电子占据p轨道，p轨道平行重叠可形成大π键；黑砷为二维皱褶蜂巢结构，As原子价层电子对为个成键对加个孤对，采取杂化，没有未成对电子的平行p轨道，无法形成大π键，D错误； 故选D。 8．B 【详解】A．每个水分子形成的氢键均摊为2个，每个水分子含有2个σ键；9 g冰的物质的量为，则0.5 mol冰中的氢键数为NA，σ键数目约为6.02×1023，故A错误； B．128 g S8的物质的量为，一个S8分子中有8个S-S键，0.5 mol S8中含有4NA个S-S，故B正确； C．720 g C60的物质的量为1 mol，C60晶胞为面心立方晶胞，1个晶胞含有4个C60，则1 mol C60晶体含有0.25 NA个晶胞结构单元，故C错误； D．12 g石墨烯的物质的量为，每个C原子均摊1.5个C-C键，含C-C数目为，故D错误； 答案选B。 9．C 【详解】A．金刚石晶胞中，顶点有8个C原子，每个顶点C占；面心有6个C原子，每个面心C占；晶胞内部还有4个完整的C原子，总碳原子数为 ，A正确； B．冰中，水分子内O原子与自身的2个H形成O-H共价键；O原子还有2对孤对电子，可分别与另外2个水分子的H形成氢键，B正确； C．金刚石中每个C原子为杂化，直接与4个C原子以共价键相连，这4个C就是距离中心C最近、且等距离的碳原子，数目为4，C错误； D．氢键具有方向性和饱和性，每个水分子可通过氢键结合4个相邻的水分子，因此水分子空间排列和金刚石中碳原子排列类似，氢键是该结构形成的原因之一，D正确； 故选C。 10．D 【详解】A．在冰中，水分子之间可以形成氢键，一个水分子周围有4个紧邻的水分子，所以水分子配位数为4，A正确； B．由图可知，金刚石晶体中碳原子与碳原子之间以共价键连接，属于共价晶体，其晶体具有熔点高、硬度大的特点，B正确； C．石墨晶体中存在大π键，每个碳原子最近碳原子为3个，碳原子的配位数是3，采取 sp2 杂化，C正确； D．在 NaCl 晶体里，每个 Na+周围有12个距离最近且相等的 Na+，D错误； 故选D。 11．A 【详解】A．该晶胞中，H之间相互连接形成的笼状结构含有的面为上下、左右、前后各一个四边形围成的面，晶胞中每个顶点的钙原子对着一个面，故共6+8=14个面，A错误； B．该晶胞的6个面上都存在由4个氢原子形成的四边形结构，A原子的分数坐标（0，0，0），C原子的分数坐标为（），则B原子的分数坐标为（），B正确； C．利用均摊法可知，晶胞中Ca原子位于顶点和内部，其数目为，H原子位于面上，其数目为，该富氢化合物的化学式可表示为CaH6，C正确； D．该晶胞中，两个氢原子之间的最近距离为晶胞面对角线长的，为a pm，则晶胞参数为pm，所以该晶体的密度为，D正确； 因此答案选A。 12．B 【详解】A．位于晶胞顶点和面心，数目为，每个晶胞中有4个，A正确； B．位于晶胞顶点和面心，位于棱心和体心，以位于面心的为研究对象，每个周围紧邻的为6个，不是12个，B错误； C．位于棱心和体心，之间最短距离为晶胞面对角线的一半，即，C正确； D．晶胞含4个，总质量为，晶胞体积为，密度，D正确； 故选B。 13．B 【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含个Pb、个S，该物质的化学式为PbS，A错误； B．该晶胞中含有4个PbS，质量为 g，体积为，所以该晶体密度为，B正确； C．由坐标系可知，M的分数坐标为，C错误； D．M、N处S的核间距为前面四边形面对角线的二分之一，为 nm，D错误； 故答案为B。 14．D 【详解】A．题目所给图示为 2s22p3，是基态氮原子的电子排布，激发态应至少有一个2s电子跃迁至2p轨道（如 2s1，2p4），故该图不代表激发态，A错误； B．从晶胞结构可见，每个Ga原子被4个N原子包围，形成四面体配位环境；同理N也配位4个Ga．因此阳离子Ga的配位数为4而不是6，B错误； C．根据元素周期律可知第一电离能为N（第二周期，半满稳定）> Si（第三周期）> Ga（第四周期，金属性增强），故第一电离能正确顺序为，C项中“Si > N”不成立，C错误； D．晶胞内含6个Ga和6个N原子，晶胞的质量为，六方晶胞体积为底面积乘高：底面为正六边形，面积，高为 c pm，故体积为，密度为，D正确； 故答案选D。 15．D 【分析】首先计算晶胞中各离子数目：位于晶胞顶点，数目，位于晶胞体心，数目，位于晶胞面心，数目， 晶体化学式为。 【详解】A．位于晶胞顶点，位于晶胞面心，所以与等距且最近的F-有个，A正确； B．6个分布在的上下、左右、前后，构成正八面体，位于正八面体中心空隙内，B正确； C．沿立方体体对角线投影，体对角线两端的顶点重合投影到中心，剩余6个顶点投影在正六边形的6个顶点，共7个（6个外圈+1个中心），6个投影为中间6个黑球，与图示一致，C正确； D．晶胞总质量，晶胞参数，晶胞体积，密度，D错误； 故选D。 16．C 【分析】 根据晶体结构及其在、、平面的投影图可得该晶体的晶胞结构图为。 【详解】A．根据“均摊法”可知，晶胞中位于顶点和面心，数目为，位于内部，数目为，则该化合物的化学式为，A正确； B．根据晶胞特点可知，与距离相等且最近的有个，则其配位数为，B正确； C．根据题图2可知，晶胞参数为，则晶胞的体积为，个晶胞中含有个单元，则晶胞的质量为，晶体的密度为，C错误； D．由晶胞结构图可知，两个的最近核间距为晶胞参数的，即，D正确； 故选C。 17．A 【详解】A．从晶胞图可以看出，La原子（黑球）位于立方晶胞的顶点和面心，位于棱心和体心，以位于面心的La原子为研究对象，周围最紧邻的有6个，每个单元中有4个H原子与La原子紧邻，则La原子周围最紧邻的氢原子有24个，A错误； B．立方晶胞沿体对角线投影后结构为正六边形结构，位于体对角线上的原子会投影到图像中心，面心原子会投影到中心周围，则该晶胞沿体对角线的投影图为：，B正确； C．氢原子Y和Z的分数坐标分别为和，则单元正方体的边长为0.65a pm-0.35a pm=0.3a pm，X、Y两原子之间的距离为单元正方体体对角线的一半，为，C正确 D．单元位于棱心和体心，数目为，因此晶胞含4个单元，D正确； 故答案选A。 18．C 【详解】A．由氮化锂的化学式可知，晶体中与的数目之比为3:1，只有中间层为锂离子层才符合该数目比，A错误； B．由题中信息可知，氮锂层中与的位置关系为，利用几何知识可知，R处的分数坐标为，B错误； C．由图可知处于构成的正六边形的中心，正六边形的上方和下方还各有1个，这些和构成如题图C项中所示的六角双锥，C正确； D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的N3－个数为，位于棱上和面上的Li+个数为，晶胞体积为，则晶体密度为，D错误； 故答案选C。 19．C 【详解】A．观察晶胞可知，8个锗原子位于立方体顶点，6个锗原子位于立方体面心，4个锗原子位于立方体体内，，1个锗晶胞含8个锗原子，类似金刚石晶胞，与锗原子距离最近且相等的锗原子有4个，A错误； B．根据A原子坐标参数，锗为金刚石型晶胞，结合金刚石晶胞内部原子坐标规律推导C原子坐标参数为，B错误； C．编号1-6的原子如图所示，左图中锗原子B投影的位置是图4号位，C正确； D．该晶胞中含有的锗原子数为8，设锗的摩尔质量为M，晶胞参数为a，则晶胞质量g，体积nm3，故密度应为代入后并进行单位换算，D错误； 故本题选C。 20．D 【详解】A．该晶胞为NaCl型结构，距离最近且等距的数为6，不是8，A错误； B．根据1号、2号的分数坐标，3号原子的分数坐标为，不是，B错误； C．填充在围成的正八面体中心，不是正四面体中心，C错误； D．根据均摊法，晶胞中个数为，个数为，即1个晶胞含4个MnS。晶胞质量为，晶胞体积为，则密度，D正确； 故选D。 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 $