3.2 几种简单的晶体结构模型 第1课时（分层作业）化学鲁科版选择性必修2

分层作业 第2节 几种简单的晶体结构模型 第1课时 金属晶体、离子晶体 1．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是 A. 用铁制品做炊具 B. 铁易生锈 C. 用铂金做首饰 D. 金属铝制成导线 【答案】B 【详解】A．用铁制品做炊具是利用了金属的导热性，金属容易导热是因为自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起热传递进行能量交换，能用金属键理论解释，故A不符合题意； B．铁易生锈，是由于其易失去电子，与金属键无关，故B符合题意； C．用铂金做首饰是因为有金属光泽，金属有金属光泽是因为自由电子能够吸收可见光，能用金属键理论解释，故C不符合题意； D．金属铝制成导线是利用金属的导电性，金属中存在金属阳离子和自由移动的电子，当给金属通电时，自由电子发生定向移动产生电流而导电，能用金属键理论解释，故D不符合题意； 故选B。 2．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是 A. 都可采取“紧密堆积”结构 B. 晶体中都含有阳离子 C. 离子晶体的熔点不一定比金属晶体高 D. 离子晶体都能导电 【答案】D 【分析】 【详解】A．金属键和离子键均无方向性和饱和性，使金属晶体和离子晶体均能形成紧密堆积结构，A项正确； B．两类晶体都含有阳离子，B项正确； C．离子晶体熔、沸点较高，金属晶体的熔、沸点虽然有较大的差异，但大多数的熔、沸点是比较高的，C项正确； D．离子晶体在固态时不导电，D项错误； 答案选D。 3．下列有关晶体的叙述中，不正确的是 A. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 B. 晶体中原子呈周期性有序排列，非晶体中原子排列相对无序 C. 晶胞是晶体中最小的平行六面体 D. 金属晶体可以是纯金属也可以是合金，合金形成的金属晶体硬度更大 【答案】C 【详解】A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的，A正确； B．晶体中原子呈周期性有序排列，这是与非晶体的区别，B正确； C．晶胞是从晶体的点阵中取出一个具有代表性的基本单元，不一定是平行六面体，C错误； D．金属晶体包含金属单质和合金，合金的硬度大于成分金属，所以合金形成的金属晶体硬度更大，D正确； 故答案为：C。 4．两种常见离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是 A. 熔点： B. 在晶胞中，距离最近且等距的数目为6 C. 若的晶胞边长为，则与之间最短距离为 D. 晶胞中的配位数为6 【答案】C 【详解】A．NaCl 和CsCl都是离子晶体，Na+半径小于Cs+半径，半径越小，离子间的离子键越强，熔沸点越高，因此熔沸点：NaCl＞CsCl，故A错误； B．根据的晶胞结构，与钠离子距离最近且相等的钠离子为12个，故B错误； C．根据的晶胞结构，与之间最短距离为晶胞边长的一半，为，故C正确； D．氯化铯晶体中氯离子的配位数为8，故D错误。 答案选C。 5．Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是 A. Al2O3可用作耐火材料 B. 固态时不导电，熔融时能导电 C. Al2O3是两性氧化物 D. 晶体Al2O3可以作宝石 【答案】A 【分析】 【详解】A．Al2O3中Al3+和O2-所带电荷都比较多，半径又都很小，因此Al2O3的晶格能很大，熔点很高，故Al2O3可作耐火材料，能用晶格能解释，故A选； B．Al2O3固态时不导电，熔融时能导电，说明熔融状态能够电离出自由移动的离子，与晶格能无关，故B不选； C．Al2O3是两性氧化物是指氧化铝能够与强酸反应，也能与强碱反应，与晶格能无关，故C不选； D．晶体Al2O3俗称刚玉，导热好，硬度高，透红外，化学稳定性好，具有较好的光学性能，可以用作宝石，与晶格能无关，故D不选； 故选A。 6．（25-26高二下·黑龙江佳木斯·期末）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是     A. 铁镁合金的化学式可表示为 B. 晶胞中有14个铁原子 C. 晶体中存在的化学键类型为金属键 D. 该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 【答案】B 【详解】A．晶胞中含有铁原子的数目为，含有镁原子的数目为8，故化学式可表示为，A项正确， B．据A选项分析，晶胞中有4个铁原子，B项错误； C．金属合金仍为金属，晶体中有金属键，C项正确； D．一个晶胞中含有4个“”，其质量为，D项正确。 故选：B。 7．已知CaF2是离子晶体，如果用“●”表示F-；用“○”表示Ca2＋，在如图所示中，符合CaF2晶体结构的是 A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】A．结构中Ca2＋占据体心位置，个数为1，F-占据顶点位置，个数为 ，Ca2＋和F-个数比为2：1，A项错误 B．结构中F-占据体心位置，个数为1，Ca2＋占据顶点位置，个数为 ，Ca2＋和F-个数比为1：2，B项正确； C．结构中Ca2＋占据体心位置，个数为，F-占据顶点位置，个数为 ，Ca2＋和F-个数比为1：1，C项错误； D．结构中Ca2＋位于棱上，个数为，F-占据顶点和面心位置，个数为 ，Ca2＋和F-个数比为3：4，D项错误； 故答案为B。 8．（25-26高二下·福建宁德·期末）砷化镓的晶胞结构如下图所示，设晶胞边长为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 砷化镓的化学式为 B. 周围紧邻且等距的的个数为4 C. 与原子的最短距离为 D. 砷化镓的密度为 【答案】C 【详解】A．用均摊法计算晶胞中As的个数为，Ga全部位于晶胞内部，个数为4，二者数目比为1:1，故化学式为，A正确； B．由晶胞结构可知，每个Ga周围直接连接4个紧邻且等距的As，配位数为4，B正确； C．与的最短距离为晶胞体对角线的，即，不是，C错误； D．晶胞质量为，晶胞体积为，代入密度公式得密度为，D正确； 故选C。 9．下列有关晶格能的叙述正确的是 A. 晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体吸收的能量 B. 晶格能通常取正值，但是有时也取负值 C. 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定 D. 晶格能越大，物质的硬度反而越小 【答案】C 【详解】A．晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量，A叙述错误； B．晶格能通常取正值，而不取负值，B叙述错误； C．晶格能越大，离子键越强，形成的离子晶体越稳定，C叙述正确； D．晶格能越大，离子键越强，物质的硬度越大，D叙述错误； 答案为C。 10．金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高；且研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是 A. 铝的硬度大于镁 B. 钙的熔点低于钡 C. 镁的硬度大于钾 D. 钙的熔、沸点高于钾 【答案】B 【详解】A．镁和铝的电子层数相同，价电子数：，原子半径；，故铝的硬度大于镁，A项正确； B．钡、钙的价电子数相同，但原子半径：，金属键强度：，钙的熔点高于钡，B项错误； C．镁和钾比较，镁半径小，价电子多，金属键强，所以硬度：，C项正确； D．钙和钾位于同一周期，价电子数：，原子半径：，金属键强度：，故熔、沸点：，D项正确； 答案选B。 11．已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于　　　　　　　　　堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率　　　　　　　　。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r=　　　　　　　　　cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】① 体心立方    ②     ③ 【详解】①由晶胞a的结构可知，晶胞a属于体心立方堆积； ②设铁原子的半径为r，晶胞b中共有4个铁原子，其总体积为，晶胞的面对角线长为4r，晶胞的参数为，晶胞的体积为，空间利用率=； ③一个晶胞c中含有1个铁原子，质量为，晶体c为简单立方堆积，晶胞参数为铁原子半径的2倍，即为2rcm，晶胞体积为8r3cm3，则，解得。 12．如图，直线交点处的圆圈为晶胞中离子或离子所处的位置。 （1）请将其中代表离子的圆圈涂黑不必考虑体积大小，以完成晶胞结构示意图　　　　　　　　　　　。 （2）晶体中离子的配位数为　　　　　　　　　　　。 （3）晶体中，在每个离子的周围与它最接近的且距离相等的共有　　　　　　　　　个。 （4）在一个晶胞中占有　　　　　　　　　　　个离子。 （5）在晶体中，与每个距离相等，且距离最近的几个所围成的空间几何多面体为　　　　　　　　　　　　　　　。 （6）已知氯化钠晶体晶胞如图中最近的与核间距为，氯化钠的摩尔质量为为阿伏加德罗常数的值，则氯化钠晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）或     （2）     （3）     （4）     （5）正八面体     （6）      【详解】(1)氯化钠是离子晶体，晶胞中钠离子可能位于棱上或体心，也可能位于顶点和面心，则晶胞结构示意图为或，故答案为：或； (2)由可知，晶胞中位于体心的钠离子与位于面心的氯离子距离最近，所以钠离子的配位数为6，故答案为：6； (3)由可知，晶胞中位于体心的钠离子与位于棱上的钠离子距离最近，则每个钠离子的周围与它最接近的且距离相等的钠共有12个，故答案为：12； (4)由可知，晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4，故答案为：4； (5)由可知，晶胞中位于体心的钠离子与位于面心的氯离子距离最近，则钠离子与距离最近的6个氯离子所围成的空间几何多面体为正八面体，故答案为：正八面体； (6)由可知，晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4，位于棱上和体心的钠离子个数为12×+1=4，钠离子和氯离子的核间距为边长的，则晶胞的边长为2acm，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(2 a)3d，解得d=，故答案为：。 13．已知存在如图所示的转换关系，晶格能是指将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。请回答下列问题。 （1）Na的第一电离能为　　　　　　　　　　　，Cl—Cl的键能为　　　　　　　　　　　。 （2）NaCl晶体中，将Na+和聚集在一起的作用力为　　　　　　　　　　　；能准确测得NaCl晶胞结构的方法为　　　　　　　　　　　。 （3）NaCl晶胞如图所示，的配位数为　　　　　　　　　　　。 （4）NaCl的晶格能为　　　　　　　　　　　；NaCl的晶格能大于KCl，原因可能是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 496    ② 243     （2）① 离子键    ② X射线衍射实验     （3）6     （4）① 788    ② NaCl和KCl均为离子晶体，Na+半径小于K+，与形成的离子键更强      【详解】(1)根据第一电离能和键能的定义及图中能量转化关系可知Na的第一电离能为496，Cl—Cl的键能为。 (2)阴、阳离子间的相互作用力为离子键，因此NaCl晶体中将Na+和聚集在一起的作用力为离子键；X射线衍射实验能准确测定晶胞结构。 (3)以晶胞顶部面心处为研究对象，距离其最近的Na+位于其上下左右前后，共6个。 (4)NaCl的晶格能为1molNaCl晶体转化为(g)和Na+(g)所吸收的能量，根据盖斯定律可知NaCl的晶格能为；NaCl和KCl均为离子晶体，Na+半径小于K+，与形成的离子键更强，破坏NaCl离子键所需能量更大，晶格能更大。 1．钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金吸收氢气后的晶胞结构如图甲所示，每个氢被4个钛原子和2个铁原子包围(图中H原子未全部画出)。下列说法错误的是 A. 钛铁合金属于金属晶体，微粒间作用力为金属键 B. 该钛铁合金的晶胞结构如图乙所示 C. 该钛铁合金中与距离最近且相等的有8个 D. 该钛铁合金吸收氢气后形成的金属氢化物的化学式为 【答案】D 【详解】A．钛铁合金是由钛、铁两种金属元素组成的金属间化合物，属于金属晶体，金属晶体中微粒间的作用力为金属键，故A正确； B．对比图甲吸氢后的完整晶胞骨架和图乙的原子排布，可确定该钛铁合金未吸氢时的晶胞结构如图乙所示，故B正确； C．由图乙可知，该晶体中每个Fe被8个Ti所形成的立方体包围，每个Ti亦被8个Fe所形成的立方体包围，即钛铁合金中每个Ti周围距离最近且等距的Fe有8个，故C正确； D．由图甲可知，Ti位于晶胞的顶点和棱上，个数是：8×+4×=2，Fe位于晶胞内部，个数是2，在未吸氢的晶胞中，由4个Ti原子和2个Fe原子构成的八面体间隙位于晶胞的6个面心，因此，H位于甲晶胞的体心和面上（侧面8个，上下面2个），H原子个数=10×+1=6，Ti：Fe：H=2：2：6=1：1：3，则理论上形成的金属氢化物的化学式：TiFeH3，故D错误； 故选D。 2．（25-26高二下·河南郑州·期末）某的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知：、原子与原子间的最近距离相等，晶胞参数为。下列说法错误的是 A. 位于原子围成的正四面体空隙中 B. 该晶体的化学式为 C. 原子原子间的最近距离为 D. 若A点分数坐标为，则D点的分数坐标为 【答案】B 【详解】A．由题意可知，镁、铝原子与镍原子间的最近距离相等，则镍原子位于小立方体的体心，位于晶胞的体内，镁、铝原子位于小立方体的顶点，位于晶胞的顶点和面心或棱上和体心，A正确； B．由A项分析可知，若镁原子位于晶胞的顶点和面心，铝原子应位于晶胞的棱上和体心，则由晶胞结构可知，位于体内的镍原子个数为8，位于顶点和面心的镁原子个数为：，位于棱上和体心的铝原子个数为：，则晶胞的化学式为，B错误； C．晶胞中铝原子与镍原子之间的最近距离是体对角线的，则代入晶胞参数得最近距离为，C正确； D．若位于顶点的A点分数坐标为，D点位于平面，x、y方向均处于晶胞中点，因此D点分数坐标为，D正确； 故选B。 3．（25-26高二下·新疆乌鲁木齐·期中）如图是 NaCl、CsCl和CaF2三种晶体的晶胞，下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A. 离子键强度：NaF>NaCl>NaBr B. 硬度：MgO>CaO>BaO C. 熔点： D. 1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数： 【答案】C 【详解】A．离子键强弱与晶格能正相关，晶格能与离子半径成反比。、、的离子半径依次增大，阳离子均为，因此晶格能，离子键强度：，A正确； B．离子晶体硬度与晶格能正相关。、、的离子半径依次增大，阴离子均为，因此晶格能：，硬度：，B正确； C．离子晶体熔点与晶格能正相关。、、所带电荷依次升高，离子半径依次减小，阴离子均为，因此晶格能：，正确熔点顺序为，C错误； D．晶胞中，1个周围等距离且最近的数为8；晶胞中，1个周围等距离且最近的数为6；晶胞中，1个周围等距离且最近的数为4；因此1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数顺序为，D正确； 故选C。 4．（25-26高二下·福建龙岩·期末）常温常压下，Li和N2反应生成的α-Li3N具有高度离子导电性。α-Li3N由a、b两层构成，其a、b层及晶体结构如图。(已知：) 下列说法错误的是 A. 相邻Li与N间的作用力：层间＜层内 B. N周围最近且等核间距的Li数目为2 C. 每生成1molα-Li3N，转移3 mol电子 D. α-Li3N的晶体类型为离子晶体 【答案】A 【详解】A．根据已知的晶胞参数，可知层内Li与N的核间距约为，层间Li与N的核间距为，离子键作用力随核间距减小而增强，故作用力层间＞层内，A错误； B．由核间距计算结果可知，N周围最近且等核间距的Li为层间的2个，核间距均为194pm，B正确； C．生成1mol 时，3mol 从0价升高到+1价，共失去3mol电子，反应转移3mol电子，C正确； D．由和构成，具有高度离子导电性，符合离子晶体的特征，D正确； 故选A。 5．NH4F可以用作玻璃刻蚀以及金属表面处理，下列关于NH4F的说法，不正确的是 A. NH4F易溶于水 B. 原子采取杂化 C. 与之间的作用力有离子键和氢键 D. 推测NH4F的熔点高于LiF 【答案】D 【详解】A．绝大多数铵盐易溶于水，属于铵盐，易溶于水，A正确； B．中N原子形成4个键，无孤电子对，价层电子对数为，采取杂化，B正确； C．为离子化合物，与之间存在离子键；N、F均为电负性很大的原子，铵根中的N-H与相邻的F-之间可形成氢键，C正确； D．离子晶体熔点由离子键键能决定，离子所带电荷相同时，离子半径越小，离子键的键能越大，熔点越高；半径远大于，故熔点低于，D错误； 故选D。 6．某化合物由Cu、S两种元素组成，其晶胞中S的位置如图所示，晶胞参数为a pm。已知S构成的每个正四面体中心均含一个Cu。下列说法错误的是 A. 该化合物的化学式为 B. 晶胞中S的配位数为8 C. 沿晶胞体对角线投影图中S的位置为 D. 晶胞中Cu、S的最短距离为 【答案】D 【详解】A．晶胞中S原子个数为8×＋6×＝4，又S构成的每个正四面体中心均含一个Cu，所以Cu原子的数目为8，该化合物的化学式为，A项正确； B．S构成的每个正四面体中心均含一个Cu，所以晶胞中Cu的配位数为4，化合物的化学式为，则晶胞中S的配位数为4×2=8，B项正确； C．晶胞中S位于8个顶点和6个面心，沿晶胞体对角线投影图中S的位置为，C项正确； D．晶胞中S位于8个顶点和6个面心，又S构成的每个正四面体中心均含一个Cu，所以Cu、S的最短距离为体对角线的，即为pm，D项错误； 故选D。 7．（25-26高二下·山东菏泽·定时训练）中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有、、等，相关研究成果发表于《自然》上。 （1）NH3分子中中心原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　。 （2）已知MgO的熔点为2800℃，CaO的熔点为2572℃，二者的晶体类型为　　　　　　　　　　　，MgO的熔点高于CaO的原因是　　　　　　　　　　　。 （3）研究发现，只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： ①与C原子紧邻的Ni原子有　　　　　　　　　　　个。 ②已知该晶胞中a的原子分数坐标为(1，0，0)，b的原子分数坐标为(，，0)，则c的原子分数坐标为　　　　　　　　　　　。 ③已知该晶体的密度为dg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为　　　　　　　　　　　pm(用含d、NA的代数式表示)。 【答案】（1）     （2）① 离子晶体    ② Mg2+的半径小于Ca2+，MgO的离子键强度大于CaO     （3）① 6    ② (，0，)    ③       【详解】(1)分子中N原子价电子对数为，N原子的杂化方式为； (2)MgO、CaO均为活泼金属氧化物，属于离子晶体；离子晶体熔点与晶格能正相关，二者阴离子相同、阴离子电荷相同，离子半径小于，因此晶格能更大，熔点更高； (3)① C原子位于晶胞体心，Ni原子位于面心，因此有6个Ni与C紧邻； ② c位于侧面的面心，因此坐标为(，0，)； ③设晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为a pm，则晶胞棱长为pm，晶胞体积为，该晶胞中Mg原子个数为，Ni原子个数为，C原子个数是1，晶体的密度为，所以pm。 8．（25-26高二下·吉林·学程考试）有机—无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中的合成过程如下 （1）中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是　　　　　　　　　　　。 （2）具有较低的熔点。从结构角度解释原因　　　　　　　　　　　。 （3）钛酸钙的晶胞结构如图所示： ①写出钛酸钙晶体化学式　　　　　　　　　　　。 ②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的O有　　　　　　　　　　　个。该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，则O处于　　　　　　　　　　　位置。 ③已知晶胞参数为a nm，计算该晶胞中钛原子与钙原子的最近距离为　　　　　　　　　　　nm。 【答案】（1）H+、     （2）该物质由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体，由于构成晶体的阴阳离子体积较大、所带电荷数少，离子键较弱，因此熔点较低     （3）①     ② 12    ③ 棱心    ④       【分析】中，阳离子中氮与氢离子间以配位键结合，氮提供孤电子对，氢离子接受孤电子对；在阴离子中，氯离子提供孤电子对，接受孤电子对，形成配位键。因阴阳离子体积较大，所带电荷数较少，导致离子键较弱，故熔点较低。 【详解】(1)结合分析知，该物质中接受孤电子对的中心离子为和H+。 (2)该物质由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体，由于构成晶体的阴阳离子体积较大、所带电荷数少，离子键较弱，因此熔点较低。 (3)①用均摊法计算：Ca位于晶胞顶点，；Ti位于体心，；O位于面心，，因此化学式为。 ②Ca位于顶点，与顶点最近的原子位于其周围的面心位置上，共12个；若Ti处于各顶角，将体心处的Ti原子平移至顶角，则氧原子按同样的方式平移到棱心上，因此O处于棱心。 ③Ca在顶点，Ti在体心，二者最近距离为晶胞体对角线的一半，晶胞体对角线长度为，因此最近距离为。 1．（2024·河北·高考真题）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 B. 粒子S、T之间的距离为 C. 该晶体的密度为 D. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 【答案】D 【详解】A．根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有个，含有个F-，故该铋氟化物的化学式为，故A正确； B．将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中MNPQ点的截面图可知，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，令N的原子分数坐标为，与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标分别为，，则T的原子分数坐标为， S的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为，故B正确； C．由A项分析可知，每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-，晶胞体积为，则晶体密度为=，故C正确； D．以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，为将晶胞均分为8个小立方体后，每个小立方体的体心的F-，即有8个，故D错误； 故答案为：D。 2．（25-26高二上·河南开封·期末）铜的一种氯化物的晶胞结构如图所示，已知、的原子坐标分别为、，晶胞边长为。下列说法错误的是 A. 该化合物的化学式为 B. R的原子坐标是 C. 晶胞密度 D. 氯原子之间的最短距离为 【答案】D 【详解】A．大球Cu位于顶点和面心，个数为； 小球全部位于晶胞内部，数目为4； ，化学式为CuCl，A正确； B．已知、，晶胞边长为pm，点沿方向距离原点分别为，沿方向距离原点为，因此原子坐标为，B正确； C．晶胞质量，晶胞边长，晶胞体积，密度，C正确； D．Cl位于四面体空隙，最近的两个Cl原子之间的距离为面对角线的一半，为，D错误； 故答案选D。 3．（2026·河北·高考真题）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 【答案】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。 4．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。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为金 B. Ⅱ中的配位数是12 C. Ⅲ中最小核间距 D. I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 【答案】C 【详解】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：     ，I中Au和Cu原子个数比值为1:1，则Au的质量分数为：     ，A正确； B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确； C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，的核间距为，的最小核间距也为 ，最小核间距，C错误； D． I中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1:1；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点， 处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为；D正确； 故选C。 5．Rh是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。铑掺杂形成的催化剂，在光催化还原反应中有很高的催化效率。的晶胞结构如图所示。 其中位于晶胞的体心，若平移到顶点，平移后则所处的位置为晶胞的　　　　　　(填“顶角”或“棱心”或“面心”)；与配位数之比为　　　　　　。当有2％的被替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含数目为　　　　　　。 【答案】① 面心    ② 2:1    ③ 2.99 【详解】原晶胞中，在体心（数目1），在顶点（均摊得8×=1），在棱心（均摊得12×=3，符合SrTiO3的化学式）。若将平移到顶点，坐标变换后，原的位置变为晶胞的面心（6个面心均摊后得6×=3，数目不变，符合化学式），因此填面心；配位数为紧邻异号离子的数目：在体心，周围紧邻的共12个，配位数为12；在顶点，周围紧邻的共6个，配位数为6，二者之比为12:6=2:1。 每个晶胞原含1个，2%的被替换后： 总正电荷=1×2+(1−2%)×4+2%×3=5.98，晶体保持电中性，总负电荷也为5.98，每个带2个负电荷，因此的数目=5.98×=2.99。 6．可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为a pm）。 （1）晶胞中原子的半径为　　　　　　　　　　　pm。 （2）研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是　　　　　　　　　　　，该截面单位面积含有的原子为　　　　　　　　　　　个∙pm-2。 【答案】（1）     （2）① n    ②       【详解】(1)为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此Fe原子的半径为； (2)m截面面积Sm=a2 pm2，每个顶点被8个相邻晶胞共享，每个晶胞的面被两个晶胞共用，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该截面，所含原子数为，单位面积原子数为个pm-2；n截面面积为pm2，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该截面，体心原子完全属于本截面，则所含原子数为，单位面积原子数为个∙pm-2；而单位面积含有原子个数越多，催化活性越低，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的Fe原子为个∙pm-2。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 分层作业 第2节 几种简单的晶体结构模型 第1课时 金属晶体、离子晶体 1．下列生活中的问题，不能用金属键理论知识解释的是 A. 用铁制品做炊具 B. 铁易生锈 C. 用铂金做首饰 D. 金属铝制成导线 2．下列关于金属晶体和离子晶体的说法中，错误的是 A. 都可采取“紧密堆积”结构 B. 晶体中都含有阳离子 C. 离子晶体的熔点不一定比金属晶体高 D. 离子晶体都能导电 3．下列有关晶体的叙述中，不正确的是 A. 含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体 B. 晶体中原子呈周期性有序排列，非晶体中原子排列相对无序 C. 晶胞是晶体中最小的平行六面体 D. 金属晶体可以是纯金属也可以是合金，合金形成的金属晶体硬度更大 4．两种常见离子晶体的晶胞如图所示，则下列说法正确的是 A. 熔点： B. 在晶胞中，距离最近且等距的数目为6 C. 若的晶胞边长为，则与之间最短距离为 D. 晶胞中的配位数为6 5．Al2O3的下列性质能用晶格能解释的是 A. Al2O3可用作耐火材料 B. 固态时不导电，熔融时能导电 C. Al2O3是两性氧化物 D. 晶体Al2O3可以作宝石 6．（25-26高二下·黑龙江佳木斯·期末）铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表Mg)。则下列说法错误的是     A. 铁镁合金的化学式可表示为 B. 晶胞中有14个铁原子 C. 晶体中存在的化学键类型为金属键 D. 该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 7．已知CaF2是离子晶体，如果用“●”表示F-；用“○”表示Ca2＋，在如图所示中，符合CaF2晶体结构的是 A.  B.  C.  D.  8．（25-26高二下·福建宁德·期末）砷化镓的晶胞结构如下图所示，设晶胞边长为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 砷化镓的化学式为 B. 周围紧邻且等距的的个数为4 C. 与原子的最短距离为 D. 砷化镓的密度为 9．下列有关晶格能的叙述正确的是 A. 晶格能是气态离子形成1 mol离子晶体吸收的能量 B. 晶格能通常取正值，但是有时也取负值 C. 晶格能越大，形成的离子晶体越稳定 D. 晶格能越大，物质的硬度反而越小 10．金属晶体中的金属键越强，其硬度越大，熔、沸点越高；且研究表明，一般来说，金属原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强。由此判断下列说法错误的是 A. 铝的硬度大于镁 B. 钙的熔点低于钡 C. 镁的硬度大于钾 D. 钙的熔、沸点高于钾 11．已知单质铁有如图所示的三种堆积方式的晶胞结构： ①晶胞a属于　　　　　　　　　堆积。 ②用含有的式子表示出晶胞b的空间利用率　　　　　　　　。 ③若晶胞c的密度为，则铁的原子半径r=　　　　　　　　　cm。(用含、的式子表示，表示阿伏加德罗常数的值)。 12．如图，直线交点处的圆圈为晶胞中离子或离子所处的位置。 （1）请将其中代表离子的圆圈涂黑不必考虑体积大小，以完成晶胞结构示意图　　　　　　　　　　　。 （2）晶体中离子的配位数为　　　　　　　　　　　。 （3）晶体中，在每个离子的周围与它最接近的且距离相等的共有　　　　　　　　　个。 （4）在一个晶胞中占有　　　　　　　　　　　个离子。 （5）在晶体中，与每个距离相等，且距离最近的几个所围成的空间几何多面体为　　　　　　　　　　　　　　　。 （6）已知氯化钠晶体晶胞如图中最近的与核间距为，氯化钠的摩尔质量为为阿伏加德罗常数的值，则氯化钠晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 13．已知存在如图所示的转换关系，晶格能是指将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量。请回答下列问题。 （1）Na的第一电离能为　　　　　　　　　　　，Cl—Cl的键能为　　　　　　　　　　　。 （2）NaCl晶体中，将Na+和聚集在一起的作用力为　　　　　　　　　　　；能准确测得NaCl晶胞结构的方法为　　　　　　　　　　　。 （3）NaCl晶胞如图所示，的配位数为　　　　　　　　　　　。 （4）NaCl的晶格能为　　　　　　　　　　　；NaCl的晶格能大于KCl，原因可能是　　　　　　　　　　　。 1．钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金吸收氢气后的晶胞结构如图甲所示，每个氢被4个钛原子和2个铁原子包围(图中H原子未全部画出)。下列说法错误的是 A. 钛铁合金属于金属晶体，微粒间作用力为金属键 B. 该钛铁合金的晶胞结构如图乙所示 C. 该钛铁合金中与距离最近且相等的有8个 D. 该钛铁合金吸收氢气后形成的金属氢化物的化学式为 2．（25-26高二下·河南郑州·期末）某的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知：、原子与原子间的最近距离相等，晶胞参数为。下列说法错误的是 A. 位于原子围成的正四面体空隙中 B. 该晶体的化学式为 C. 原子原子间的最近距离为 D. 若A点分数坐标为，则D点的分数坐标为 3．（25-26高二下·新疆乌鲁木齐·期中）如图是 NaCl、CsCl和CaF2三种晶体的晶胞，下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 A. 离子键强度：NaF>NaCl>NaBr B. 硬度：MgO>CaO>BaO C. 熔点： D. 1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数： 4．（25-26高二下·福建龙岩·期末）常温常压下，Li和N2反应生成的α-Li3N具有高度离子导电性。α-Li3N由a、b两层构成，其a、b层及晶体结构如图。(已知：) 下列说法错误的是 A. 相邻Li与N间的作用力：层间＜层内 B. N周围最近且等核间距的Li数目为2 C. 每生成1molα-Li3N，转移3 mol电子 D. α-Li3N的晶体类型为离子晶体 5．NH4F可以用作玻璃刻蚀以及金属表面处理，下列关于NH4F的说法，不正确的是 A. NH4F易溶于水 B. 原子采取杂化 C. 与之间的作用力有离子键和氢键 D. 推测NH4F的熔点高于LiF 6．某化合物由Cu、S两种元素组成，其晶胞中S的位置如图所示，晶胞参数为a pm。已知S构成的每个正四面体中心均含一个Cu。下列说法错误的是 A. 该化合物的化学式为 B. 晶胞中S的配位数为8 C. 沿晶胞体对角线投影图中S的位置为 D. 晶胞中Cu、S的最短距离为 7．（25-26高二下·山东菏泽·定时训练）中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有、、等，相关研究成果发表于《自然》上。 （1）NH3分子中中心原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　。 （2）已知MgO的熔点为2800℃，CaO的熔点为2572℃，二者的晶体类型为　　　　　　　　　　　，MgO的熔点高于CaO的原因是　　　　　　　　　　　。 （3）研究发现，只含Ni、Mg和C三种元素的晶体竟然也具有超导性，该晶体的晶胞结构如图所示： ①与C原子紧邻的Ni原子有　　　　　　　　　　　个。 ②已知该晶胞中a的原子分数坐标为(1，0，0)，b的原子分数坐标为(，，0)，则c的原子分数坐标为　　　　　　　　　　　。 ③已知该晶体的密度为dg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为　　　　　　　　　　　pm(用含d、NA的代数式表示)。 8．（25-26高二下·吉林·学程考试）有机—无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中的合成过程如下 （1）中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是　　　　　　　　　　　。 （2）具有较低的熔点。从结构角度解释原因　　　　　　　　　　　。 （3）钛酸钙的晶胞结构如图所示： ①写出钛酸钙晶体化学式　　　　　　　　　　　。 ②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的O有　　　　　　　　　　　个。该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，则O处于　　　　　　　　　　　位置。 ③已知晶胞参数为a nm，计算该晶胞中钛原子与钙原子的最近距离为　　　　　　　　　　　nm。 1．（2024·河北·高考真题）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 B. 粒子S、T之间的距离为 C. 该晶体的密度为 D. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 2．（25-26高二上·河南开封·期末）铜的一种氯化物的晶胞结构如图所示，已知、的原子坐标分别为、，晶胞边长为。下列说法错误的是 A. 该化合物的化学式为 B. R的原子坐标是 C. 晶胞密度 D. 氯原子之间的最短距离为 3．（2026·河北·高考真题）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 4．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。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为金 B. Ⅱ中的配位数是12 C. Ⅲ中最小核间距 D. I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 5．Rh是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。铑掺杂形成的催化剂，在光催化还原反应中有很高的催化效率。的晶胞结构如图所示。 其中位于晶胞的体心，若平移到顶点，平移后则所处的位置为晶胞的　　　　　　(填“顶角”或“棱心”或“面心”)；与配位数之比为　　　　　　。当有2％的被替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含数目为　　　　　　。 6．可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为a pm）。 （1）晶胞中原子的半径为　　　　　　　　　　　pm。 （2）研究发现，晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是　　　　　　　　　　　，该截面单位面积含有的原子为　　　　　　　　　　　个∙pm-2。 1 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 分层作业 第2节几种简单的晶体结构模型 第1课时金属晶体、离子晶体 A组 巩固过关 1.B 2.D 3.C 4.C 5.A 6.B 7.B 8.C 9.C 10.B 37 11.①体心立方 ③ 6 12 12.(1) 或 (2) (3) M (4)4 (5)正八面体 (6)2aNA 13.(1)①496②243(2)①离子键 ②X射线衍射实验 (3)6(4)① 788②NaCI和KCI均为离子晶体，Na半径小于K,与Cl形成的离子键更强 B组 能力进阶 1.D 1/2 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 2.B 3.C 4.A 5.D 6.D 7.(1)sp3 (2)①离子晶体 ②Mg+的半径小于Ca+,Mg0的离子键强度大于 213 1 ×1010 Cao (3)①6②(50，) ③ Cd2+ 8.(1)f、 (2)该物质由阳离子 「-NAJ 和阴离子 构成，属 于离子晶体，由于构成晶体的阴阳离子体积较大、所带电荷数少，离子键较弱，因此熔点较低 (3)①CaTio3 ②12③棱心 ④ C组 思维拔高 1.D 2.D 3.A 4.C 5.①面心 ②2：1③2.99 ▣ 6.1) (2)①n② V▣ ▣ 2/2