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专题32 晶体结构与性质
1．【2023年北京卷】中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A．三种物质中均有碳碳原子间的 键 B．三种物质中的碳原子都是 杂化
C．三种物质的晶体类型相同 D．三种物质均能导电
【答案】A
【解析】A．原子间优先形成 键，三种物质中均存在 键，A项正确；B．金刚石中所有碳原子均采用
杂化，石墨中所有碳原子均采用 杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用 杂化，碳碳三键上的
碳原子采用 杂化，B项错误；C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项
错误；D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误；故选A。
2．【2023年山东卷】石墨与F 在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF) ，该物质仍具润
2 x
滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A．与石墨相比，(CF) 导电性增强
x
B．与石墨相比，(CF) 抗氧化性增强
x
C．(CF) 中 的键长比 短
x
D．1mol(CF) 中含有2xmol共价单键
x
【答案】B【解析】A．石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导
电，而(CF) 中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF) 导电性减弱，A错误；B．
x x
(CF) 中C原子的所有价键均参与成键，未有未参与成键的孤电子或者不饱和键，故与石墨相比，
x
(CF) 抗氧化性增强，B正确；C．已知C的原子半径比F的大，故可知(CF) 中 的键长比 长，
x x
C错误；D．由题干结构示意图可知，在(CF) 中C与周围的3个碳原子形成共价键，每个C-C键被2
x
个碳原子共用，和1个F原子形成共价键，即1mol(CF) 中含有2.5xmol共价单键，D错误；故答案为：
x
B。
3．【2023年湖北卷】镧La和H可以形成一系列晶体材料 ，在储氢和超导等领域具有重要应用。
属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下， 中的每个H结合4个H形成类似
的结构，即得到晶体 。下列说法错误的是
A． 晶体中La的配位数为8
B．晶体中H和H的最短距离：
C．在 晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D． 单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【解析】A．由 的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，
若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；B．由 晶胞结构
可知，每个H结合4个H形成类似 的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最
短距离： ，故B正确；C．由题干信息可知，在 晶胞中，每个H结合4个H形成类
似 的结构，这样的结构有8个，顶点数为4 8=32，且不是闭合的结构，故C错误；D．1个
晶胞中含有5 8=40个H原子，含H质量为 g，晶胞的体积为(484.0 10-10cm)3=(4.84 10-
8)3cm3，则 单位体积中含氢质量的计算式为 ，故D正确；答案选
C。
4．【2023年湖北卷】科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为 。
阿伏加德罗常数的值为 。下列说法错误的是A．晶体最简化学式为
B．晶体中与 最近且距离相等的 有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为
【答案】C
【解析】A．根据晶胞结构可知，其中K个数：8× =1，其中Ca个数：1，其中B个数：12× =6，其中
C个数：12× =6，故其最简化学式为 ，A正确；B．根据晶胞结构可知， 位于晶胞顶点，
Ca2+位于体心，每个 为8个晶胞共用，则晶体中与 最近且距离相等的 有8个，B正确；C．
根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；D．根据选项A分析可知，
该晶胞最简化学式为 ，则1个晶胞质量为： ，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为
，D正确；故选C。
5．【2023年辽宁卷】晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，
进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1晶体密度为 gcm-3 B．图1中O原子的配位数为6
∙
C．图2表示的化学式为 D． 取代产生的空位有利于 传导【答案】C
【解析】A．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8× +1=3，O：2× =1，Cl：4× =1，1个晶胞的质量为
g= g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为 g÷(a3×10-
30cm3)= g/cm3，A项正确；B．图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，
O原子的配位数为6，B项正确；C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8× =2。O：2× =1，
Cl或Br：4× =1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOCl Br
x 1-
，C项错误；D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产
x
生的空位有利于Li+的传导，D项正确；答案选C。
6．【2023年广东卷】化学处处呈现美。下列说法正确的是
A．舞台上干冰升华时，共价键断裂
B．饱和 溶液可析出无水蓝色晶体
C．苯分子的正六边形结构，单双键交替呈现完美对称
D．晨雾中的光束如梦如幻，是丁达尔效应带来的美景
【答案】D
【解析】A．舞台上干冰升华物理变化，共价键没有断裂，A错误；B．饱和 溶液可析出的蓝色晶
体中存在结晶水为五水硫酸铜，B错误；C．苯分子的正六边形结构，六个碳碳键完全相同呈现完美
对称，C错误；D．晨雾中由于光照射胶体粒子散射形成的光束如梦如幻，是丁达尔效应带来的美景，
D正确；故选D。
7．（2021·辽宁真题）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误
的是
A．S位于元素周期表p区 B．该物质的化学式为
C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体
【答案】D
【解析】A．S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；B．由该物质形成晶体的晶
胞可知：S个数为 ，H个数为： ，故H、S原子个数比为3:1，故该物质的化学式为 ，B正确；C．S位于H构成的八面体空隙中，如图所示 ，C正确；D．
由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误；
故答案为：D。
8．（2021·天津真题）下列各组物质的晶体类型相同的是
A．SiO 和SO B．I 和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
2 3 2
【答案】C
【解析】A．SiO 为原子晶体，SO 为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；B．I 为分子晶体，NaCl为离
2 3 2
子晶体，晶体类型不同，故B错误；C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；D．SiC
为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误；故选C。
9．【2022年上海卷】下列属于原子晶体的是
A． B．金刚石 C．NaCl D．氦气
【答案】B
【解析】A． 由分子构成，熔点低， 是分子晶体，故不选A；B．金刚石由碳原子直接构成，熔点
高、硬度大，属于原子晶体，故选B；C．NaCl有Na+、Cl-构成，属于离子晶体，故不选C；D．氦气
由分子构成，熔点低，属于分子晶体，故不选D；选B。
10．（2021·湖北真题）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶
胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是
A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3 B．K和Sb原子数之比为3∶1
C．与Sb最邻近的K原子数为4 D．K和Sb之间的最短距离为 apm
【答案】B
【解析】A．该晶胞的边长为 ，故晶胞的体积为 ，A项错误；B．该
晶胞中K的个数为 ，Sb的个数为 ，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项
正确；C．以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项错误；D．K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的 ，即 ，D项错误。故选B。
11．【2021年江苏卷】通过下列实验可从I，的CCl 溶液中回收I。
2 4 2
下列说法正确的是
A．NaOH溶液与I 反应的离子方程式：I+2OH-=I-+IO +H O
2 2 2
B．通过过滤可将水溶液与CCl 分离
4
C．向加酸后的上层清液中滴加AgNO 溶液生成AgI沉淀，1个AgI晶胞(如图)中含14个I-
3
D．回收的粗碘可通过升华进行纯化
【答案】D
【解析】A．选项所给离子方程式元素不守恒，正确离子方程式为：3I+6OH-=5I-+IO +3H O，A错误；
2 2
B．水溶液与CCl 不互溶，二者应分液分离，B错误；C．根据均摊法，该晶胞中所含I-的个数为
4
=4，C错误；D．碘易升华，回收的粗碘可通过升华进行纯化，D正确；综上所述答案为
D。
12．【2022年山东卷】 、 属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在
键、 键。下列说法错误的是
A． 的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取 杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【解析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共
价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子
与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由
于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的
共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；C．金刚石中每个C原子形成4个共
价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、
GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；D．金刚石中每个C
原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子
体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。综上所述，本题选A。
13．【2022年山东卷】 是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组
成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是
A．每个 晶胞中 个数为x
B．每个 晶胞完全转化为 晶胞，转移电子数为8
C．每个 晶胞中0价Cu原子个数为
D．当 转化为 时，每转移 电子，产生 原子
【答案】BD
【解析】A．由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8× +6× =4，位于体内的铜离子和亚铜
离子的个数之和为8，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b，则a+b=8-4x，由化合价代数
和为0可得2a+b=4×2，解得a=4x，故A错误；B．由题意可知，NaSe转化为Cu Se的电极反应式为
2 2-x
NaSe-2e-+(2-x)Cu=Cu Se+2Na+，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8× +6× =4，
2 2-x
则每个晶胞中含有4个NaSe，转移电子数为8，故B正确；C．由题意可知，Cu Se转化为NaCuSe
2 2-x
的电极反应式为Cu Se+ e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为
2-x
8× +6× =4，则每个晶胞中含有4个NaCuSe，晶胞中0价铜而个数为(4-4x)，故C错误；D．由题意
可知，NaCu Se转化为NaCuSe的电极反应式为NaCu Se+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，所以每转
y 2-x y 2-x
移(1-y)电子，产生(1-x)mol铜，故D正确；故选BD。
14．【2022年湖北卷】 在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该
碳玻璃的说法错误的是
A．具有自范性 B．与 互为同素异形体C．含有 杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异
【答案】A
【解析】A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；B．碳玻璃和 均是由
碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确；C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石
类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有 杂化的碳原子形成化学键，C正确；D．金刚石与碳
玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确；故
选A。
15．【2022年湖北卷】某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A． 的配位数为6 B．与 距离最近的是
C．该物质的化学式为 D．若 换为 ，则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】A． 配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示， 位于体心，F-位于面心，
所以 配位数为6，A正确；B． 与 的最近距离为棱长的 ， 与 的最近距离为棱长的
，所以与 距离最近的是 ，B错误；C． 位于顶点，所以 个数= =1，F-位于面心，F-
个数= =3， 位于体心，所以 个数=1，综上，该物质的化学式为 ，C正确；D．
与 半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确；故选B。
16．（2021.1·浙江真题）铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元是硅
氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为M[(AlO )·(SiO)]·zHO(M代表金属离子)。
a 2 x 2 y 2
下列推测不正确的是
A．常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛B．若a=x/2，则M为二价阳离子
C．调节y/x(硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D．分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
【答案】A
【解析】A．偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+，不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中
制备分子筛，A错误；B．设M的化合价为m，则根据正负化合价代数和为0计算，m× +x×(-1)=0，
解得m=+2，B正确；C．调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构，从而改变分子筛的稳定性，C正确；
D．调节硅铝比可以调节分子筛的孔径，根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子，D正确；
故答案选A。
17．（2014·上海高考真题）BeCl 熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与AlCl 相似。由此可推测
2 3
BeCl
2
A．熔融态不导电 B．水溶液呈中性
C．熔点比BeBr 高 D．不与氢氧化钠溶液反应
2
【答案】A
【解析】A．BeCl 熔点较低，易升华，溶于醇和醚，说明该化合物形成的晶体是分子晶体，熔融态不导电，
2
A正确；B．该化合物的化学性质与AlCl 相似，而氯化铝溶液显酸性，因此其水溶液也呈酸性，B不
3
正确；C．BeCl 与BeBr 形成的晶体均是分子晶体，后者的相对分子质量大，熔点高于BeCl ，C不正
2 2 2
确；D．氯化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，则该化合物也与氢氧化钠溶液反应，D不
正确；答案选A。
18．（2018·上海高考真题）下列过程中，仅克服分子间作用力的是（ ）
A．氯化钾熔融 B．碳酸钠溶于水 C．碘升华 D．晶体硅熔融
【答案】C
【解析】A．KCl是离子化合物，KCl熔融时需要克服离子键的作用，A选项不满足题意；B．碳酸钠是离
子化合物，碳酸钠溶于水时需要克服离子键的作用，B选项不满足题意；C．碘单质属于分子晶体，
碘单质升华是物理变化，碘升华仅克服分子间的作用力，C选项满足题意；D．晶体硅属于原子晶体，
晶体硅熔融破坏的是共价键，D选项不满足题意；答案选C。
19．（2008·四川高考真题）下列说法中正确的是( )
A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动
C．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态
D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合
【答案】D
【解析】A、离子所带电荷数和离子半径的大小不同，每个离子周围均吸引带相反电荷的离子数目不同，
一个NaCl晶胞为立方体，Na+离子在立方体中心的话，离它最近的Cl-离子在立方体六个面的中央，
CsCl的晶胞也是立方体，Cs+离子在立方体中心的话，离它最近的Cl-离子就在立方体的八个顶点上，
错误；B、金属里本来就存在有自由电子，在金属未通电的情况下，金属中的电子是在做热运动，即无规则运动，在外加电场的作用下自由电子做定向移动，而不是产生了自由电子，错误；C、分子晶
体存在常温下呈固态的物质，例如S、白磷、红磷、C 等都属于分子晶体，在常温下为固态，错误；
60
D、原子晶体中原子间作用力为共价键，所以D选项是正确的。答案选D。
20．（2012·上海高考真题）氮氧化铝（AlON）属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是（
）
A．AlON和石英的化学键类型相同
B．AlON和石英晶体类型相同
C．AlON和Al O 的化学键类型不同
2 3
D．AlON和Al O 晶体类型相同
2 3
【答案】D
【解析】原子晶体中相邻的原子间形成共价键。常见的原子晶体有金刚石、二氧化硅（石英）晶体等。是
离子晶体，Al O 结构粒子为阴、阳离子，离子间作用力为离子键。所以D的描述是错误的。
2 3
21．（2008·海南高考真题）已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面
表示该化合物的化学式正确的（ ）
A．ZXY B．ZXY C．ZXY D．ZXY
3 2 6 4 8 8 12
【答案】A
【解析】本题主要考查了晶体结构的计算及其应用，较易。根据晶体结构的计算方法可知，一个晶胞中含
1个Z原子，X原子数为 1，Y原子数为 3。所以化学式为ZXY ，综上所述，本题正
3
确答案为A。
22．（2007·江苏高考真题）下列说法正确的是
A．原子晶体中只存在非极性共价键
B．稀有气体形成的晶体属于分子晶体
C．干冰升华时，分子内共价键会发生断裂
D．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
【答案】B
【解析】A．原子晶体也可能含有极性键，例如二氧化硅中的Si-O键，A不正确；B．稀有气体形成的晶
体属于分子晶体，B正确；C．干冰升华是物理变化，破坏的是分子间作用力，化学键不变，C不正确；
D．金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，也可能是共价化合物，例如氯化铝是
共价化合物，D不正确；答案选B。
