2027届高三化学一轮复习选择题专项训练晶体的结构与性质

**基本信息** 聚焦晶体结构与性质，通过真题与变式训练系统整合均摊法、坐标分析等解题方法，构建“结构-位置-数目-性质”的科学思维逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题演练|2题（2026-2025四川高考）|晶胞粒子计数（均摊法）、分数坐标确定、配位数分析|从晶胞结构（立方/四方）推导粒子位置关系，结合离子半径计算晶胞参数| |变式训练|16题（四川各地模拟）|密度公式（ρ=m/V）、空隙占有率计算、杂化方式判断|以典型晶体（ZnS、CaCO3等）为模型，建立“结构决定性质”的化学观念，强化科学探究中的证据推理能力|

2027届高三化学一轮复习选择题专项训练 晶体的结构与性质 一、真题演练 1．（2026·四川·高考真题）氧化物钙钛矿型晶胞中的离子半径关系为(M为顶点阳离子，N为体心阳离子)，当时，会形成立方晶胞。一种由、和形成的钙钛矿型晶胞如图所示，其，。 下列说法错误的是 A．紧邻12个 B．晶胞中1位上的分数坐标为 C．晶胞中 D．取代()形成的是立方晶胞 2．（2025·四川·高考真题）的四方晶胞(晶胞参数，省略中的氧，只标出)和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是 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．晶胞和晶胞中原子数之比是 D．晶体密度小于晶体密度 二、变式训练 3．（2026·四川遂宁·模拟预测）某镉氯化合物的晶胞结构如下图所示，其中A粒子的分数坐标为。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．镉离子的配位数为6 C．该晶体为混合晶体 D．A到原点O的核间距为 4．（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 5．（2026·四川成都·三模）制备ZnS光学材料的过程如图所示，ZnS晶体中掺入少量CuCl后，会出现能量不同的“正电”区域与“负电”区域，光照下发出特定波长的光。已知：ZnS晶体中的半径为a pm，的半径为b pm，晶胞参数为c pm；空间利用率指构成晶体的原子、离子或分子的总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。 下列说法正确的是 A．区域A带负电 B．区域B中的离子为 C．ZnS晶体中的配位数为2 D．ZnS晶体的空间利用率为 6．（2026·四川绵阳·模拟预测）与反应的产物由两种微粒构成，晶胞结构如图所示，下列说法错误的是 A．为极性分子 B．该晶体类型为分子晶体 C．该晶体中P原子的杂化方式不同 D．该晶体的化学式为 7．（2026·四川内江·二模）CaCO3的四方晶胞(晶胞参数α=β=γ=90°，省略中的氧，只标出C4+)和CaO的立方晶胞如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值。 下列说法正确的是 A．CaCO3晶胞中2位Ca2+的分数坐标为 B．CaO晶体密度小于CaCO3晶体密度 C．CaCO3晶胞中2位和3位Ca2+的核间距为 D．CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是8：15 8．（2026·四川广元·三模）利用热解制备可避免因晶体内部引入而导致发光淬灭，晶体的立方晶胞（晶胞参数为a pm）如图1所示，掺杂得到的一种发光材料结构如图2所示。下列说法错误的是 A． B．图1中与的配位数之比为2∶1 C．发光材料中空缺率为 D．晶体的密度为： 9．（2026·四川宜宾·三模）固体电解质在电池、传感器等装置中应用广泛。现有一种由、和组成的固体电解质，该物质50.7℃以上形成M，50.7℃以下变为N，二者结构见下图。 下列说法错误的是 A．电解质的化学式： B．、中， C．晶体中与最近且距离相等的有12个 D．该电解质具有良好导电性与晶体中含有阳离子空穴有关 10．（2026·四川遂宁·二模）冰的型晶体结构、晶胞结构以及晶胞中氧原子沿轴方向投影如图，晶胞中部分氧原子的分数坐标为、、。下列说法正确的是 A．晶体中和通过化学键形成的最小环为12元环 B．平均每个晶胞中含有16个氢键 C．b处氧原子的分数坐标为 D．该冰晶体的密度为 11．（2026·四川泸州·三模）用取代部分，得到一种高性能锂离子导体，其晶体结构如图所示，呈立方体形状，棱长为。下列说法正确的是 A．该离子导体的化学式为 B．最近之间的核间距为 C．取代部分会产生空位，有利于传导 D．再用取代全部，所得晶体密度为 12．（2026·四川·模拟预测）足球烯()的分子结构和晶胞结构如图所示。晶体中存在正四面体空隙(如1、3、6、7四点构成)和正八面体空隙(如3、6、7、8、9、12六点构成)，当碱金属元素(如Cs)全部占满所有空隙(若都居于空隙中心位置)后，这类掺杂物具有超导性，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．1 mol足球烯分子中含有的σ键的数目为 B．晶体中正四面体空隙与正八面体空隙的个数比为 C．晶体的密度为 D．距离最近的两个Cs原子的核间距为 13．（2026·四川成都·模拟预测）一种氙氟化物的晶体属于四方晶系，其晶胞如右图，晶胞参数为，。已知F(1)的原子坐标为，与之相连的Xe位于体心，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该氙氟化物的化学式为 B．Xe原子周围最近的Xe有2个 C．键长为 D．该晶体密度为 14．（2025·四川·模拟预测）某铜铝锂合金晶胞结构为正方体，其具有很好的导电、导热性能，下列说法错误的是 A．该合金的化学式为 B．Al与Cu的最短距离为 C．该晶体的密度为 D．Cu原子的配位数为8 15．（2025·四川绵阳·模拟预测）钠硒电池具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以填充碳纳米管作为正极材料(b)的一种钠硒电池工作原理如图所示，充放电过程中正极材料(b)立方晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是。 A．每个晶胞中个数为 B．放电时，a极电势比b极电势低 C．放电时，正极反应为 D．充电时，每转2mol ，ab两极质量变化差为46g 16．（2025·四川绵阳·模拟预测）ZnS是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如下图所示。下列说法正确的是 A．ZnS晶胞中，在构成的正四面体“空穴”中，其填充率为100% B．的质量为 C．图示的晶胞中 D．晶胞中的配位数为12 17．（2025·四川绵阳·模拟预测）研究表明晶胞的氧缺陷可以有效促进吸湿性加氢过程中的活化。图1为理想晶胞，图2为氧缺陷晶胞。下列说法错误的是 A．图1晶胞沿x、y、z轴方向投影均为 B．图1中填充在构成的四面体空隙中 C．若图2中与的个数比为2：3，则的空缺率为25% D．若晶胞参数为，图1晶胞的密度为 18．（2025·四川绵阳·模拟预测）LiZnAs晶体中的部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一种新型稀磁半导体。LiZnAs晶体的立方晶胞结构如图所示，As原子与Li原子的核间距小于Zn原子与Li原子的核间距，a点原子分数坐标为，晶胞密度为。下列说法错误的是 A．若Li的半径为r cm，则晶胞中Li的空间利用率为 B．代表的是As C．晶胞参数为 D．b点原子分数坐标为 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训练晶体的结构与性质》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D D D D B C C B C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 C D D D D C D A 1．D 【详解】A．钙钛矿结构中顶点阳离子配位数为12，紧邻12个面心的，A正确； B．1位位于的面心，对应分数坐标为，B正确； C．代入公式：，结合，计算得，C正确； D．取代后，，新，不满足立方晶胞的范围，D错误； 故选D。 2．D 【详解】A．根据图示，晶胞中1位位于晶胞的棱角，其分数坐标为，故A正确； B．2位坐标为(a，a，1.7a)，3位坐标为(0，0，3.4a)，核间距：apm，B正确； C．晶胞中原子个数为：，晶胞中原子个数为：（省略中的氧，只标出，所以一起计算的原子），晶胞和晶胞中原子数之比是，C正确； D．晶体密度计算公式为：，晶体密度为： ，晶体密度为：，晶体密度大于晶体密度，D错误； 故答案选D。 3．D 【详解】A．由晶胞结构可知，Cd位于顶点和内部，数目为，Cl位于棱上和内部，数目为，则该化合物的化学式为，A正确； B．以位于顶点的Cd为中心，上下两层共有12个晶胞，其中一层的6个晶胞中，每个晶胞均具有1个Cl原子与Cd的距离最近且相等，则距离Cd最近的Cl原子有6个，镉离子的配位数为6，B正确； C．CdCl2晶体是典型的层状结构。在每一层内，Cd2+和Cl-之间通过较强的离子键（带有一定共价性）结合。而层与层之间则通过较弱的范德华力结合。由于晶体中同时存在离子键和范德华力，所以它属于混合晶体，C正确； D．A粒子的分数坐标为，其位置矢量为。在六方晶系中，，与的夹角为，均与垂直。A到原点O的核间距的平方为。故核间距为，D错误； 故选D。 4．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。 5．D 【详解】 A．晶体掺杂过程中，同种电荷的离子进行替换，故区域A中的离子为，即S2-被代替，整个晶胞的负电荷减少，区域A带正电，A错误； B．区域B中的离子为，即Zn2+被代替，整个晶胞的正电荷减少，区域B带负电，B错误； C．由图知，ZnS晶体中一个周围离其等距且最近的Zn2+有4个，则S2-的配位数为4，C错误； D．晶胞中含4个和4个，离子总体积为，晶胞体积为，故空间利用率为，D正确； 故选D。 6．B 【详解】A．PCl3中心P原子价层电子对数为，含1对孤对电子，空间构型为三角锥形，结构不对称，正负电荷中心不重合，属于极性分子，A正确； B．该晶体由和两种离子构成，属于离子晶体，B错误； C．中P原子价层电子对数为4，杂化方式为，中P原子价层电子对数为6，杂化方式为，两种P原子杂化方式不同，C正确； D．根据均摊法，该晶胞中含有1个离子和1个离子，故晶胞中P原子共2个，Cl原子共个，个数比为，晶体化学式为，D正确； 故选B。 7．C 【分析】分析晶胞结构，根据均摊法计算：晶胞中：个数：，个数：，则晶胞中含有4个；晶胞中个数，个数，则晶胞中含有6个，据此分析作答。 【详解】A．根据图示坐标轴和CaCO3晶胞中2位的位置，2位坐标为，则该的分数坐标为(1，1，)，A错误； B．由分析可知：晶胞含6个，晶胞体积，密度，晶胞含4个，晶胞体积，密度，因此，B错误； C．2位坐标为，3位坐标为，晶胞中2位和3位的核间距，C正确； D．由分析可知晶胞中有4个，则晶胞中总原子个数；晶胞中有6个，则中总的原子数为（省略中的氧，只标出，所以一起计算的原子），故CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是，D错误； 故选C。 8．C 【详解】A．根据图1晶胞结构：Mg2+位于8个顶点，总数为，F-位于12条棱上，总数为，K+位于体心，完全属于该晶胞，总数为1，即，，A正确； B．K+在体心，周围最近的F-在12条棱的中点，所以配位数为12，Mg2+在顶点，每个 Mg2+周围最近的F-有6个，配位数为6，因此，配位数之比为，B正确； C．图2是掺杂La3+后的结构，La3+占据1个顶点，数目为，Mg2+占据其余7个顶点，数目为，F-位置未变，仍为3个，K+位置部分被空位取代，设K+数量为，空位数为，根据电荷守恒：，，所以 K+数为，空位数为，空缺率为，C错误； D．一个晶胞含1个单元，所以晶胞质量为，晶胞体积为，密度为，D正确； 故选C。 9．B 【详解】A． 根据晶胞的结构可知，有8个位于顶点、4个位于棱上、10个位于面上和1个位于内部，数目为，4个，2个，故化合物中，因此电解质化学式为，A正确； B． 化合物呈电中性，总正电荷等于总负电荷：，若、，则，不满足电荷守恒，实际应为、，因此B错误； C．以体心 为例，与每个离子最近且距离相等的同种离子数目为12个，C正确； D．晶体中存在阳离子空穴，阳离子可通过空穴移动导电，因此该电解质的良好导电性与阳离子空穴有关，D正确； 故选B。 10．C 【详解】A．根据晶体结构图，冰晶体中的最小环由6个氧原子和6个氢原子通过共价键和氢键交替连接而成，是一个12元环。但通常氢键不归类为化学键，而是分子间作用力，因此该环并非完全由化学键形成，A错误； B．根据均摊原则，晶胞中水分子个数为，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，每个氢键为2个水分子共用，所以平均每个晶胞中含有个氢键，B错误； C．根据氧原子沿z轴方向的投影，可知b、c连线垂直于xy平面，则b、c的x轴、y轴坐标相同，c、d的z轴坐标相差，可知b离晶胞上表面的距离为，则b处氧原子的分数坐标为，C正确； D．晶胞中水分子个数为4，该冰晶体的密度为，D错误； 故选C。 11．C 【详解】A．根据题中所给晶胞图，由均摊法可知，晶胞中各离子数目：，，Li+、Mg2+、O2-、Cl-的个数比为4∶1∶2∶2，该离子导体的化学式为，A错误； B．最近的之间的核间距为面对角线的，即，B错误； C．带+2电荷，带+1电荷，用取代时，为保持电荷平衡，会产生空位，空位为 的迁移提供通道，有利于的传导，C正确； D．棱长为，体积为，用Br-取代全部Cl-，质量为，故密度为：，D错误； 故答案选C。 12．D 【详解】A．足球烯()的结构中，每个C原子与3个相邻C原子成键，形成单键（键）和双键（1个键，1个键），共60个C原子，每个C形成3个键，每个键被2个C共用，总键数为，故1 mol足球烯分子中含有的σ键的数目为，A正确； B．晶胞为面心立方结构，晶胞中分子数为个，面心立方晶胞中，正四面体空隙数=晶胞中原子数×2=4×2=8个，正八面体空隙数=晶胞中原子数×1=4×1=4个，两者之比为8:4=2:1，B正确； C．晶胞中的物质的量为，质量； 晶胞参数为，晶胞体积，，C正确； D．Cs原子位于所有正四面体和正八面体空隙的中心，正四面体空隙中心的Cs原子，距离最近的Cs原子在相邻的正八面体空隙中心，其核间距为晶胞体对角线的，即，D错误； 故选D。 13．D 【详解】A．由图可知，每个Xe连接2个F，因此化学式为，A错误； B．Xe位于8个顶点和体心，以体心Xe为例，1个Xe原子周围与之最近的Xe原子为8个，B错误； C．根据Xe和F的坐标可以算出Xe与F的距离为pm，所以键长为pm，C错误； D．晶胞中含1个，摩尔质量为，晶胞体积为。晶体密度，D正确； 故答案选D。 14．D 【详解】A．Li位于棱上，因此一个晶胞有2个Li，Al位于顶点，因此一个晶胞有1个Al，Cu位于面心，因此一个晶胞有3个Cu，所以化学式为，A正确； B．Al与Cu最短距离为面对角线的一半，即为，B正确： C．一个晶胞的物质的量为，其质量为，所以密度为，C正确； D．晶胞中距离Cu最近的是Li，有4个，因此配位数为4，D错误； 故选D。 15．D 【分析】该钠硒电池中a极是金属，放电时失电子生成，故a为原电池负极，b极得电子，为原电池正极，通过固态电解质LAGP从负极a向正极b迁移；放电时正极结合与电子转化为并析出0价，充电时装置变为电解池，a作阴极、b作阳极，阳极失电子结合重新生成和，脱嵌回到负极； 【详解】A．由晶胞结构可知，1个晶胞中，8个位于晶胞顶点，6个位于晶胞面心，则含有个数为，即1个晶胞含4个，对应化学式，则晶胞内铜总计量数为；设晶胞内为个、为个，列电荷守恒：，总量关系，联立两式解得，即晶胞中个数为，A正确； B．放电时a为负极，b为正极，原电池正极电势高于负极，因此a极电势比b极低，B正确； C．放电时正极得到电子，结合迁移过来的，生成和单质，电极反应式，C正确； D．充电时总过程是放电的逆反应，电极反应： 阳极(b极)：，转移时，b极脱出，质量减少； 阴极(a极)：，转移时，a极析出，质量增加；a极增重46 g，b极减重46 g，两极质量变化差值为，D错误； 故选D。 16．C 【详解】A．晶胞中，硫离子构成的正四面体空隙有8个（可参照硫化锂晶胞图），而只有4个填充了锌离子，因此填充率为50%，A错误； B．硫化锌晶胞中，硫离子位于顶点和面心，根据均摊法所含数目：，锌离子位于晶胞内部，所含数目：4；晶胞的体积。那么硫化锌的物质的量为：，质量为：，B错误； C．晶胞中，有4个，所带负电荷总数为8，那么锂离子和锌离子所带的正电荷总数也为8。锂离子数目为，锌离子数目为，可得：，解之： ，。故锂离子和锌离子数目之比为6:1，C正确； D．参照图，以右边的面心的硫离子为例，与该晶胞右边4个处于正四面体空隙位置的锂离子距离最近且相等，还与右边相邻的晶胞中左边4个处于正四面体空隙位置的锂离子距离最近且相等，因此配位数是8，D错误。 故答案选C。 17．D 【详解】 A．图1为萤石型结构，位于顶点和面心，沿x、y、z轴方向投影时，位于投影图的顶点、边中点和中心，位于四个斜线位置，投影图为：，A正确； B．图1为萤石型结构，位于顶点和面心，四面体空隙共个，恰好填满个，因此填充在四面体空隙中，B正确； C．根据均摊法，图2中个数为，理想晶胞中总个数为8，当与个数比为2:3时，实际个数为6，空缺2个，空缺率为，C正确； D． 位于顶点和面心，数目为 ；位于晶胞内部，数目为，晶胞质量为，晶胞体积为，计算得密度为，D错误； 故选D。 18．A 【分析】已知黑点为：位于12条棱的棱心，数目为；灰球位于顶点+面心，数目为；空心○位于晶胞内部，数目为； 三种原子数目比为，符合的化学组成，据此分析； 【详解】A．1个体积，1个晶胞中有4个，总体积，晶胞体积，代入得： ，A错误； B．As原子与Li原子的核间距小于Zn原子与Li原子的核间距，代表的是As，B正确；C．的摩尔质量，1个晶胞含4个，因此晶胞质量。 由密度公式，得晶胞体积，晶胞参数，单位转换为：，因此，C正确； D．分数坐标以晶胞边长为单位，原点在晶胞左下角，已知点坐标为，与同坐标，、坐标均为，因此点坐标为，D正确； 故选A。 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 $