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第三章 晶体结构与性质（A卷·知识通关练）
核心知识1 晶体的理解与判断
1． 科学研究表明，物质含有许多种聚集状态，下列关于物质聚集状态的描述错误的是
A．等离子体的外观为气态
B．液晶和液态是物质的两种聚集状态
C．等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
D．离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
【答案】C
【详解】A．等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质，故
A正确，
B．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，所以液晶和液态是不同的聚集状态，故B正确；
C．等离子体由电子、阳离子和电中性的微粒构成，故C错误；
D．离子液体是一种只由离子组成的液体，其熔点较低，以液态稳定存在，故D正确；
答案选C。
2． 下列有关晶体常识的叙述错误的是
A．水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B．当单一波长的X-射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线
C．晶体都具有自范性。自范性是晶体的本质属性
D．晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形
【答案】D
【详解】A.水晶的化学成份是二氧化硅，属于原子晶体，而玻璃是混合物，属于非晶体，故A叙述正确；
B. 当单一波长的X-射线通过晶体时，可发生衍射，可以看到明显的分立的斑点或者谱线，故B叙述正确；
C.在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质，即晶体的自范性，故C叙述正确；
D.晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，故D叙述错
误；答案选D。
【点睛】本题主要考查晶体的相关概念和特点，具有规则的几何外形是晶体的特性之一，但不是其本质属
性，故不能通过外形来判断物质是晶体还是非晶体。同一物质在不同条件下有时是晶体，有时为非晶体。
3． 下列关于晶体的说法中，不正确的是①晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性；而非晶体中原子排列相对无序，无自范性；
②晶胞是晶体中最小的“平行六面体”；
③呈粉末状的固体物质没有规则的晶体外形，均不属于晶体；
④晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列；
⑤晶胞是晶体结构的基本单元；
⑥晶体尽可能采取紧密堆积的方式，以使其更稳定。
A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③
【答案】D
【详解】晶体中原子呈周期性有序排列，有自范性，非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故①正确；
晶胞是晶体中最小的重复的“平行六面体”，故②不正确；
许多固体粉末虽然用肉眼看不到晶体外形，但通过光学显微镜或电子显微镜可以观察到规则的几何外形，
这些固体粉末仍是晶体，故③不正确；
晶体内部的微粒按一定规律呈周期性排列，故④正确；
晶胞是晶体结构的基本单元，故⑤正确；
晶体尽量采取紧密堆积的方式，以使其更稳定，故⑥正确；
不正确的是②③，选D。
4． 晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300 mm、重
达81 kg的大直径硅单晶， 晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是（ ）
A．形成晶体硅的速率越快越好
B．晶体硅有固定的熔沸点，研碎后就变成了非晶体
C．可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关
【答案】C
【详解】A．晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越快
越好，速率太快可能导致晶体质量下降，故A错误；
B．晶体硅有固定的熔点，研碎后仍为原子晶体，故B错误；
C．晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，x射线衍射可以看到微观结构，
所以区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行x-射线衍射实验，故C正确；
D．晶体硅的形成与晶体的自范性有关，形成的晶体有各向异性，故D错误；
故答案为C。
5. 下列物质中，常温下属于晶体的是__________（填序号，下同），没有固定熔点的固体是__________。①铝 ②氯化钾 ③氢氧化钠 ④二氧化碳 ⑤塑料 ⑥玻璃 ⑦铁矿石 ⑧硫酸 ⑨石蜡
【答案】 ①②③ ⑤⑥⑦⑨
【详解】①铝有固定的熔点，是纯净物，属于晶体；③氢氧化钠和②氯化钾都是离子化合物，都有固定的
熔点，均属于晶体；④二氧化碳有固定的熔点，其固态干冰属于分子晶体，但二氧化碳在常温下为气体；
⑤塑料、玻璃没有固定的熔点，都不属于晶体；⑦铁矿石是混合物，没有固定的熔点，不属于晶体；⑧硫
酸有固定的熔点，在固态时能形成分子晶体，但常温下硫酸是液体；⑨石蜡是多种烃类的混合物，没有固
定的熔点，不属于晶体。所以常温下属于晶体的是①②③；没有固定熔点的固体是⑤⑥⑦⑨；故答案：
①②③；⑤⑥⑦⑨。
核心知识2 晶胞中的粒子数目和晶体化学式的确定
6. 某离子化合物的晶胞如右图所示立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单位。阳离子位于此晶胞的
中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是
A．1∶8 B．1∶4 C．1∶2 D．1∶1
【答案】D
【详解】阳离子1个，阴离子 个
7. 已知冰晶石(Na AlF)熔融时的电离方程式为NaAlF=3Na++AlF 。现有冰晶石的结构单元如图所示，
3 6 3 6
位于大立方体顶点和面心， 位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心， 是图中 、 中的
一种。下列说法正确的是
A．冰晶石是共价晶体B．大立方体的体心处 代表Al3+
C．与Na+距离相等且最近的Na+有6个
D．冰晶石晶体的密度约为 g•cm-3
【答案】D
【详解】A．冰晶石(Na AlF)熔融时的电离方程式为NaAlF=3Na++AlF ，熔融状态电离产生阳离子和阴
3 6 3 6
离子，说明该物质属于离子晶体，A错误；
B．每个晶胞中含有 的个数为 ， 的个数为 ，冰晶石中 与Na+的个数比
为1：3，故 与 必然表示同一种微粒， 表示Na+，B错误；
C．根据晶体结构可知：在该晶体中与Na+距离相等且最近的Na+有8个，C错误；
D．晶体的密度ρ= ，D正确；
故合理选项是D。
8. 一种储氢合金的晶胞结构如图所示。在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置。实现储氢功能
时，氢原子可进入由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中心，若所有四面体空隙都填满，该晶体储氢后
的化学式为
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】由图可知，该晶胞中Au原子数目为 ，Cu原子数目为 ，Cu原子与Au原子构成的
四面体空隙有8个，可以填充8个H，因此晶胞的化学式为 ，故选C；
答案选C。9. 科学家进行了利用CaF 晶体中释放出的Ca2+和F-脱除硅烷的研究，拓展了金属氟化物材料的生物医学功
2
能。下列说法正确的是
A．F、Si和Ca三种元素均位于元素周期表的p区
B．键能：Si-O键>Si-Si键，因此自然界中硅元素以二氧化硅或硅酸盐形式存在为主
C．CaF 晶胞中，A处原子分数坐标为 ，则B处原子分数坐标为
2
D．脱除硅烷反应速率高度依赖晶体提供自由氟离子的能力，因此脱除硅烷能力：
【答案】B
【详解】A．F、Si位于元素周期表的p区，Ca位于元素周期表的s区，故A错误；
B．硅属于亲氧元素，Si元素的半径大于O元素，则键长：Si—OSi—Si，所以硅在
自然界中不能以单质存在，主要以二氧化硅和硅酸盐存在，故B正确；
C．B处位于底面面心，坐标为( ， ， )，故C错误；
D．根据该选项所描述的情况，可知与氟原子结合能力越弱，则脱硅能力越强，所以同主族金属元素原子
半径越大，与氟原子的结合能力越弱，所以脱硅能力应该是氟化钡大于氟化钙大于氟化镁，故D错误；
故选B。
10. 现有四种晶体，晶体的一部分结构如图所示(已知内部构成的粒子均为单原子核粒子)。晶体的化学式正
确的是A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的A原子个数为1，位于顶点的B原子的个数为8× =1，
则晶胞的化学式为AB，故A错误；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的E原子核F原子的原子个数都为4× = ，则晶胞的化学式为
EF，故B错误；
C．由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的X原子个数为1，位于面心的Y原子的个数为6× =3，位于顶点
的Z原子的个数为8× =1，则晶胞的化学式为XY Z，故C正确；
3
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的A原子个数为8× +6× =4，位于棱上和体心的B原子个
数为12× +1=4，则晶胞的化学式为AB，故D错误；
故选C。
核心知识3 分子晶体和共价晶体11. 下列有关分子晶体的说法正确的有
①分子晶体的构成微粒是分子，都具有分子密堆积的特征
②冰融化时，分子中H-O键发生断裂
③分子晶体在水溶液中均能导电
④分子晶体中，分子间作用力越大，通常熔点越高
⑤分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的沸点一定越高
⑥所有的非金属氢化物都是分子晶体
⑦所有分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键
A．1项 B．2项 C．3项 D．4项
【答案】B
【详解】①分子晶体的构成微粒是分子，只含有分子间作用力的分子晶体具有分子密堆积的特征，而含有
氢键的分子晶体不是密堆积，故①错误；
②冰是分子晶体，熔化时只克服氢键和分子间作用力，不破坏化学键，水分子中H—O键没有断裂，故②
错误；
③分子晶体在水溶液中能电离的电解质，水溶液能导电，如硫酸，而在水溶液中不能电离的非电解质，水
溶液不能导电，如蔗糖，故③错误；
④分子晶体的熔点与分子间作用力的大小有关，通常分子间作用力越大，分子的熔、沸点越高，故④正确；
⑤分子晶体熔化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内共价键，分子晶体的熔点高低与分子间作用力有
关，与分子内共价键键能大小无关，故⑤错误；
⑥所有的非金属氢化物都是由分子构成的分子晶体，故⑥正确；
⑦并非所有的分子晶体中既存在分子间作用力又存在化学键，如稀有气体是单原子分子，分子中不存在化
学键，故⑦错误；
只有④⑥两项正确，故选B。
12. 根据下列性质判断所描述的物质可能属于分子晶体的是（ ）
A．熔点1070℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点1128℃，沸点4446℃，硬度很大
C．熔点10.31℃，液态不导电，水溶液能导电
D．熔点97.81℃，质软，导电，密度0.97g/cm3
【答案】C
【详解】A. 熔点1070℃，熔点高，不符合分子晶体的特点，故A错误；
B. 熔点1128℃，沸点4446℃，硬度很大，属于离子晶体或原子晶体或金属晶体的特点，分子晶体分子间只存在分子间作用力，熔沸点低，故B错误；
C. 熔点10.31℃，熔点低，符合分子晶体的熔点特点，液态不导电，只存在分子，水溶液能导电，溶于水
后，分子被水分子离解成自由移动的离子，如CHCOOH CHCOO−+OH−，有自由移动的离子，就能导电，
3 3
故C正确； ⇌
D.熔点97.81℃，质软、导电、密度0.97g/cm3，是金属钠的物理性质，金属钠属于金属晶体，故D错误；
答案选C。
13. 为白色晶体，与足量的NaOH反应生成 ， 的结构如图所示。下列说法错误的是
A． 中形成的键长：
B．根据 结构可知， 易溶于水
C．白色晶体 属于分子晶体
D． 中B为+3价，属于三元弱酸
【答案】D
【详解】A．H-O与B-O属于共价键，键长为两个原子核间距，半径越大，键长越长，即键长：H-O＜B-
O，H-O为氢键，为分子间作用力，键长长于共价键，选项A正确；
B．根据 结构可知，分子中含H-O，与水分子可形成氢键， 易溶于水，选项B正确；
C． 属于酸，固态时形成分子晶体，选项C正确；
D． 为B的最高价含氧酸，B的非金属性弱于C，所以 的酸性弱于 ， 属于弱酸，
根据题意可知 与足量的NaOH反应生成 ，说明 为一元酸，即 为一元弱酸，选项D错误。
答案选D。
14. 金刚石具有硬度大、熔点高等特点，大量用于制造钻头、金属切割刀具等。其结构如图所示，下列判
断正确的是( )
A．金刚石中C—C键的键角均为109°28′，所以金刚石和CH 的晶体类型相同
4
B．金刚石的熔点高与C—C键的键能无关
C．金刚石中碳原子个数与C—C键键数之比为1∶2
D．金刚石的熔点高，所以在打孔过程中不需要进行浇水冷却
【答案】C
【详解】A．金刚石是原子晶体，CH 是分子晶体，二者的晶体类型不同，A项错误；
4
B．金刚石熔化过程中C-C键断裂，因为C-C键的键能大，断裂时需要额能量多，故金刚石的熔点很高，
B项错误；
C．金刚石中每个C都参与了4个C-C键的形成，而每个C对每个键的贡献只有一半，故碳原子个数与C-
C键个数之比为 ，C项正确；
D．金刚石的熔点高，但在打孔过程中会产生很高的温度，如不浇水冷却钻头，会导致钻头熔化，D项错
误；
答案选C。
15. 干冰和二氧化硅晶体同属第ⅣA族元素的最高价氧化物，它们的熔、沸点差别很大的原因是
A．干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体
B．C=O键键能比Si—O键键能小
C．二氧化硅的相对分子质量大于二氧化碳的相对分子质量
D．干冰易升华，二氧化硅不能
【答案】A
【详解】干冰和二氧化硅同属第ⅣA族元素的最高价氧化物，由于干冰为分子晶体，二氧化硅为原子晶体，熔化时，干冰破坏的是分子间作用力，二氧化硅破坏的是共价键，因此它们的熔、沸点差别很大，故选
A。
核心知识4 金属晶体和离子晶体
16. 如图是金属晶体内部电子气理论图。电子气理论可以用来解释金属的某些性质。下列说法正确的是
A．金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动
B．金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导
C．金属具有良好的延展性是因为在外力的作用下，金属晶体各原子层会发生相对滑动，但不会改变原来
的排列方式，而且自由电子可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属
强、硬度比纯金属小
【答案】C
【详解】A．金属能导电是因为金属中自由移动的电子在外加电场作用下作定向移动，A错误；
B．金属能导热是因为自由电子和金属阳离子在热的作用下运动加快，相互碰撞增加，从而发生热的传导，
B错误；
C．金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属阳离子各层间会出现相对滑动,但不改变原有的排列方式，
自由电子可以起到润滑的作用，使金属不会断裂，C正确；
D．合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，改变了金属原子有规则的层状排列，一般情况
下，使其层与层之间相对滑动变得困难，所以合金的延展性比纯金属差，硬度比纯金属大，D错误；
故合理选项是C。
17. 下列有关离子晶体的叙述错误的是
A． 氯化钠晶体中有 个 分子
B．氯化钠晶体中，每个 周围与它距离相等且最近的 有 个C．氯化铯晶体中，每个 周围紧邻 个
D．平均每个 晶胞中有 个 、 个
【答案】A
【详解】A．氯化钠为离子化合物，不存在 分子，故A错误；
B．由 晶胞结构可知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则每个 周围距离相等的
共有 个，故B正确；
C．氯化铯晶体中，铯离子在体心，氯离子在顶点，每个 周围紧邻 个 ，故C正确；
D．由 晶胞结构可知，钠离子在棱心和体心时，顶点和面心为氯离子，则由 分析可知，平均每个
晶胞中有 个 、 个 ，故D正确；
故答案为A。
18. 有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是
A．在NaCl晶体中，距Cl—最近的Na+形成正八面体
B．在CaF 晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2+
2
C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2
D．该气态团簇分子的分子式为EF
【答案】D
【详解】A．由晶胞结构可知，氯化钠晶胞中位于顶点的钠离子与棱上的氯离子距离最近，则钠离子周围
最近的氯离子有6个，6个氯离子构成一个正八面体，故A正确；
B．由晶胞结构可知，氟化钙晶胞中位于顶点和面心的钙离子数目为8× +6× =4，故B正确；
C．由图可知，金刚石晶体中每个碳原子形成4个共价键，每两个碳原子形成一个共价键，则每个碳原子形成的共价键平均为4× =2，则晶体中碳原子与碳碳键个数的比为1∶2，故C正确；
D．气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子，4个F原子，则分子式为EF 或FE，故
4 4 4 4
D错误；
故选D。
19. KO 的晶体结构与 相似， 可以看作是 的位置用 代替， 的位置用 代替（如图），
2
晶体中含有的哑铃形O-使晶胞沿一个方向拉长。设 为阿伏加德罗常数的值，下列对于 晶体的描述
2
正确的是
A．一个 晶胞的质量为 B． 的熔点比 的熔点低
C．一个晶胞中含有12个 D．与 距离最近且相等的 共有4个
【答案】D
【详解】A． 位于晶胞棱心和体心，数目为 ， 位于顶点和面心，数目为 ，
则每个晶胞中含有4个“ ”，晶胞的质量为 ，A项错误；
B． 的半径比 半径小，则 的晶格能比 晶格能大，即 的熔点比 的熔点高，B项错
误；
C． 位于顶点和面心，数目为 ，则每个晶胞中含有4个“ ”，C项错误；D．晶体中含有的哑铃形 使晶胞沿一个方向拉长，晶胞为长方体，故与 距离相等且最近的 共有4
个，D项正确；
答案选D。
20. 物质结构理论推出：金属键越强，其金属的硬度越大，熔、沸点越高。且研究表明，一般来说，金属
阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，由此判断下列说法错误的是
A．硬度：Mg＞Al B．熔点：Mg＞Ca
C．硬度：Mg＞K D．熔点：Ca＞K
【答案】A
【详解】A．Mg2+半径比Al3+大，带电荷数比Al3+少，则金属键能Mg＜Al，硬度：Mg＜Al，A错误；
B．Mg2+半径比Ca2+小，带电荷数相同，则金属键能Mg＞Ca，熔点：Mg＞Ca，B正确；
C．Mg2+半径比K+小，带电荷数比K+多，则金属键能Mg＞K，硬度：Mg＞K，C正确；
D．Ca2+半径比K+小，带电荷数比K+多，则金属键能Ca＞K，熔点：Ca＞K，D正确；
故选A。
核心知识5 过渡晶体与混合型晶体
21. 石墨晶体是层状结构。以下有关石墨晶体的说法正确的有项
①石墨晶体只有分子晶体和共价晶体的特征；
②石墨是混合型晶体；
③石墨中的C为sp2杂化；
④石墨熔点、沸点都比金刚石低；
⑤石墨中碳原子数和C—C键个数之比为1：2；
⑥石墨和金刚石的硬度相同；
⑦石墨层内碳原子核间距比金刚石碳原子核间距大
⑧石墨的导电性只能沿着石墨平面的方向
A．3项 B．4项 C．5项 D．6项
【答案】A
【详解】①石墨中存在范德华力和共价键，还有金属键的特性，故石墨晶体兼有分子晶体、共价晶体和金
属晶体的特征，错误；
②石墨是混合型晶体，正确；
③石墨层中是平面结构，每个碳原子与其他三个碳原子形成三个共价键，故是sp2杂化，正确；④由于石墨的层内共价键键长比金刚石的键长短，破坏化学键需要更大能量，石墨熔点比金刚石高，错误；
⑤在石墨的片层结构中，每个碳原子形成3个共价键，而一个碳碳键为两个碳原子共用，所以石墨中碳原
子数和C—C键个数之比为2：3，错误；
⑥石墨是层状结构质软，金刚石是立体网状结构质硬，错误；
⑦石墨中碳原子采取sp2杂化，形成平面六元环结构，层内碳原子核间距小于金刚石中碳原子核间距，错
误；
⑧石墨层之间没有化学键，仅依靠微弱的范德华力结合在一起，所以在垂直于石墨层方向上电子极难传导，
石墨层内存在大键，电子能自由移动，能够导电，正确；
综上所述，正确的有3个，故选A。
22. 石墨晶体是层状结构如图。以下有关石墨晶体的说法正确的是
A．石墨的熔点、沸点都比金刚石的低
B．石墨中的C原子均为 杂化
C．每个六元环完全占有的碳原子数是2
D．石墨晶体中存在的化学键有共价键、金属键和范德华力
【答案】C
【详解】A．金刚石的熔点是3550℃，石墨的熔点是3652℃～3697℃(升华)，石墨中碳碳键的键长比金刚
石中的要短，故石墨的熔点比金刚石的高，A说法错误；
B．石墨中的C原子均为sp2杂化，形成平面六元并环结构，B说法错误；
C．石墨中的每个C原子均被3个六元环共有，则每个六元环完全占有的碳原子数=6 =2，C说法正确；
D．石墨晶体中存在的化学键有共价键、金属键，层间存在范德华力，范德华力不属于化学键，D说法错
误；
答案为C。
23. 构想某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶体结构如图。(1)石墨的硬度小、熔沸点高的原因分别是____。
(2)如图晶体的化学式为____。
【答案】(1)石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华力，硬度小，层内碳原子间以共价键结合，熔沸点
高 (2)LiC
6
【解析】（1）由于石墨晶体为层状结构，层间作用力为范德华力，导致其硬度小，但层内碳原子间以共
价键结合，导致其熔沸点又很高，故石墨的硬度小、熔沸点高的原因分别是石墨晶体为层状结构，层间作
用力为范德华力，硬度小，层内碳原子间以共价键结合，熔沸点高。
（2）由题干晶胞图可知，Li位于8个顶点，C有8个位于侧面上，2个位于体内，故一个晶胞含有的Li为：
8× =1，C原子个数为： ×8+2=6，则晶体的化学式为LiC 。
6
24. (1)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图甲所示，图中用虚线标出了石墨的一个
晶胞．该晶胞中含有的碳原子数为__________。
甲 (石墨晶胞) 乙 (石墨烯) 丙
(金刚石晶胞) 丁 ( )
(2)石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，如图乙所示， 石墨烯中含有的六元环个数
为___________，下列有关石墨烯的说法正确的是_________(填序号)。
a．晶体中碳原子间全部是碳碳单键b．石墨烯中所有碳原子处于同一个平面内
c．从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力
【答案】 4 abc
【详解】(1)由晶胞结构可知，石墨晶胞中处于顶点的8个碳原子被8个晶胞所共有，处于棱上的4个碳原
子被4个晶胞所共有，处于面上的2个碳原子分别被2个晶胞所共有，晶胞内还有1个碳原子，则每个晶
胞中含有的碳原子数为 ，故答案为：4；
(2) 由晶胞结构可知，石墨烯中6个碳原子构成1个环，每个碳原子被3个环所共有，每个环中含有的碳原
子个数为6× =2，则1mol碳原子构成的环的个数为 ；
a．根据碳原子成键特点，石墨烯中每个碳原子与周围3个碳原子形成3个碳碳单键，故正确；
b．石墨烯为平面结构，晶体中所有碳原子处于同一个平面内，故正确；
c．石墨烯是分子晶体，从石墨中剥离得到石墨烯需克服分子间作用力，故c正确；
abc正确，故答案为： ；abc；
25. 碳元素的单质有多种形式，下图依次是C 、石墨和金刚石的结构图：
60
回答下列问题：
(1)金刚石、石墨、C 、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_______。
60.
(2)石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式_______。
(3)C 属于_______晶体。
60
(4)石墨晶体中，层内C-C键的键长为142 pm，而金刚石中C-C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只
存在C-C间的σ键，而石墨层内的C-C间不仅存在σ键，还有_______键。
(5)若金刚石晶胞的晶胞参数a=365.6 pm，其密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
(6)Ge与C是同族元素，比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_______。GeCl GeBr GeI
4 4 4
熔点/℃ −49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
(7)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作
高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
①关于这两种晶体的说法，正确的是_______(填序号)。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B-N键均为共价键 d．两种晶体均为分子晶体
② NH BF(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一、1molNH BF 含有_______mol配位键。
4 4 4 4
【答案】(1)同素异形体 (2)sp2 (3)分子 (4)π (5)
(6)GeCl 、GeBr 、GeI 熔、沸点依次升高，主要原因是它们都形成分子晶体，分子结构相似，相对分子质
4 4 4
量依次增大，分子间的作用力依次
(7) bc 2
【详解】（1）金刚石、石墨、C 、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。答案为：同素
60.
异形体；
（2）石墨烯(指单层石墨)中，碳原子的价层电子对数为3，碳原子的杂化形式为sp2。答案为：sp2；
（3）C 的熔沸点低，由分子构成，属于分子晶体。答案为：分子；
60
（4）石墨晶体中，层内C-C键的键长为142 pm，而金刚石中C-C键的键长为154 pm，则石墨层内碳碳键
长短，键能大，表明碳碳原子间除含有σ键外，还有其他的作用力，则其原因是金刚石中只存在C-C间的
σ键，而石墨层内的C-C间不仅存在σ键，还有π键。答案为：π；（5）金刚石晶胞中，含有的C原子数为 =8，晶胞参数a=365.6 pm，其密度为
=g·cm-3。答案为： ；
（6）Ge与C是同族元素，表中锗的卤化物为GeCl 、GeBr 、GeI ，它们都构成正四面体结构的分子，熔
4 4 4
点和沸点依次升高，则其变化规律及原因：GeCl 、GeBr 、GeI 熔、沸点依次升高，主要原因是它们都形
4 4 4
成分子晶体，分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间的作用力依次增大。答案为：GeCl 、
4
GeBr 、GeI 熔、沸点依次升高，主要原因是它们都形成分子晶体，分子结构相似，相对分子质量依次增大，
4 4
分子间的作用力依次增大；
（7）①a．立方相氮化硼的结构类似于金刚石，晶胞内只含有σ键，碳原子构成正四面体结构，所以硬度
大，a不正确；
b．六方相氮化硼层间不存在化学键，只存在分子间作用力，所以作用力小，质地软，b正确；
c．B、N都为非金属元素，两种晶体中的B-N键均为共价键，c正确；
d．两种晶体中，前者为混合型晶体，后者为共价晶体，d不正确；
故选bc；
② NH BF(氟硼酸铵)由 和 构成，两种离子中各含有1个配位键，所以1molNH BF 含有2mol配位
4 4 4 4
键。答案为：bc；2。
【点睛】在石墨晶体中，层内原子间形成共价键，类似于共价晶体，石墨能导电，类似于金属晶体，石墨
层内原子间只存在分子间作用力，类似于分子晶体，所以石墨是混合型晶体。
核心知识6 晶胞结构的有关计算
26． LiS属立方晶体，晶胞边长为dpm，晶胞截面图如图所示。则下列关于该晶胞的描述错误的是：
2
A．每个晶胞中含有的S2-数目为4
B．与Li+距离最近且相等的S2-有8个C．该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距的计算表达式为 pm
D．LiS晶体的密度为 × 1030 g•cm-3
2
【答案】B
【分析】由晶胞截面图可知，硫离子位于晶胞的顶点和面心，晶胞中离子个数为8× +6× =4，锂离子位
于晶胞内，晶胞中离子个数为8；晶胞中与S2-距离最近且相等的Li+有8个，与Li+距离最近且相等的S2-有
4个，与顶点S2-距离最近的Li+位于体对角线的 处。
【详解】A．由分析可知，硫离子位于晶胞的顶点和面心，晶胞中离子个数为8× +6× =4，故A正确；
B．由分析可知，晶胞中与S2-距离最近且相等的Li+有8个，与Li+距离最近且相等的S2-有4个，故B错误；
C．由分析可知，与顶点S2-距离最近的Li+位于体对角线的 处，则核间距的计算表达式为 pm，故C
正确；
D．设晶胞的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式可得：(d×10—10)3ρ= ，解得ρ= × 1030，故D正确；
故选B。
27． 晶胞中粒子数目的计算
(1)铜晶胞
①位于顶角上的铜原子为 _____________个晶胞共有。
②位于面心上的铜原子为_____________个晶胞共有。
因此晶体铜中完全属于某一晶胞的铜原子数是8× ＋6× ＝_____________。
(2)NaCl晶胞①Cl－位于_____________和_____________，共有_____________个。
②Na＋位于_____________和_____________，共有_____________个。
【答案】 8 2 4 顶点 面心 4 棱上 体心 4
【解析】略
28． 一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为 、 和有机碱离子 ，其晶胞如图
(b)所示。其中 与图(a)中_______的空间位置相同，有机碱 中，N原子的杂化轨道类型是
_______；若晶胞参数为anm，则晶体密度为_______ (列出计算式，设 为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】 Ti4+ sp3
【详解】距离 最近的是处于面心的 ， 的配位数为6，图(a)中 的配位数也为6，其与图(b)中
的空间位置相同； 中，氮原子形成4个单键，其中有1个是配位键，N原子采取 杂化；根
据均摊法，1个晶胞中含有 的个数为 ， 的个数为 ， 的个数为1，化学式为
，摩尔质量为 ，一个晶胞的质量为 ，体积为 ，则晶体密度为。
29． 镍( Ni)及其化合物在工业生产领域有广泛的应用。
28
(1)Ni在元素周期表中的位置是_______，前四周期元素中，基态原子含有未成对电子最多的元素的价层电
子排布式为_______。
(2)如图所示为NaCl的晶胞结构，NiO(氧化镍)的晶胞结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为
a×10-8cm，阿伏加德罗常数的值为N ，NiO晶体的密度是_______。(已知NiO的摩尔质量为74.7g/mol)
A
(3)天然的晶体和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷。例如，在某种氧化镍晶体中就存在如图所示的
缺陷，一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，其晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的个数比
却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的个数之比为_______。
0.97
【答案】(1) 第四周期Ⅷ族 3d54s1
(2) g/cm3
(3)6:91
【解析】(1)Ni为28号元素，在元素周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，前四周期元素中，基态原子含有未
成对电子最多的元素为铬，基态Cr原子价电子排布为3d54s1；
(2)晶胞中Ni2+位于棱心和体心，一个晶胞中Ni2+数目为 ，O2-位于晶胞顶点和面心，一个晶胞中O2-数目为 ，则晶胞质量为 ；Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm，则晶
胞边长为2a×10-8cm，则晶胞体积为 ，所以密度为
g/cm3。
(3)设该晶体中Ni3+个数为x，则Ni2+个数为0.97-x，化合物中正负化合价代数和为零，则3x+2(0.97-x)=2，
x=0.06，则该晶体中Ni3+与Ni2+的个数之比为0.06：（0.97-0.06）=6:91。
30． 填空。
(1)下图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为+2价，G为−2价，则Q的
化合价为_______。
(2)已知下图所示晶体的硬度很可能比金刚石大，且原子间以单链结合，试根据下图(晶体的一部分)确定该
晶体的化学式为_______ （用A、B表示）。
(3)图(a)是 的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面
体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x=_______pm，Mg
原子之间最短距离y=_______pm。设阿伏加德罗常数的值为 ，则 的密度是_______ (列出
计算表达式)。【答案】(1)+3价
(2)
(3)
【解析】(1)
R个数为 ，G个数为 ，Q个数为 ，则化学式为RQG，其中R为
2 4
+2价，G为−2价，则Q的化合价为+3；故答案为：+3价。
(2)
根据结构 分析出B最外层有4个电子，每个电子与另一个A形成
B−A(一对共用电子对)，因此一个B原子链接4个A原子，根据A最外层有3个电子，每个电子与另一个
B形成A−B(一对共用电子对)，因此一个A原子链接3个B原子，则该晶体的化学式为 ；故答
案为： 。
(3)
根据晶胞结构可知Cu原子之间最短距离为面对角线的四分之一，由于晶胞参数为apm，则面对角线是
，则x= ；Mg原子之间最短距离为体对角线的四分之一，体对角线是 ，则y=；根据晶胞结构可知晶胞中含有没院子的个数为 ，Cu原子个数为16，则晶胞的
密度 ；故答案为： ； ；
。
核心知识7 配合物与超分子
31． 配合物Na[Fe(CN) (NO)]可用于离子检验，下列说法错误的是
2 5
A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键
B．配离子为[Fe(CN) (NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6
5
C．1 mol配合物中σ键数目为10N
A
D．该配合物为离子化合物，1 mol该配合物含有阴、阳离子的总数为3N
A
【答案】C
【详解】A．配合物Na[Fe(CN) (NO)]是离子化合物，Na+与[Fe(CN) (NO)]-以离子键结合；在络离子
2 5 5
[Fe(CN) (NO)]-中配位体与中心Fe3+之间以配位键结合，在配位体CN-及NO中存在极性键，故该化合物中
5
存在离子键、配位键、极性键，A正确；
B．配离子为[Fe(CN) (NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位体有5个CN-和1个NO，故其配位数为6，B正确；
5
C．共价单键都是σ键；共价三键中一个是σ键，2个是π键；在该配位化合物中，配位体与中心Fe3+形成
6个配位键；在配位体CN-中存在一个σ键，在NO中存在一个σ键，故1 mol配合物中σ键物质的量是
(6+1×5+1)mol=12 mol，故含有的σ键数目为12N ，C错误；
A
D．化合物为离子化合物，易电离，完全电离成2个Na+和1个[Fe(CN) (NO)]-，所以1mol配合物完全电离
5
成2 mol Na+和1 mol [Fe(CN) (NO)]-，电离共得到3N 的离子，D正确；
5 A
故合理选项是C。
32． 科学家近期合成了一种配合物，该物质可以在温和条件下活化H，将N3-转化为NH ，反应过程如图
2
所示。下列说法错误的是A．产物中N原子的杂化轨道类型为sp3
B．NH -的VSEPR模型为四面体形
2
C．电负性大小：N>C>Fe
D．键角：NH >NH
3
【答案】D
【详解】A．产物N连接4根键，为 杂化，A正确；
B． 与HO互为等电子体，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，B正确；
2
C．一般而言，金属元素的电负性小于1.8，非金属元素电负性大于1.8，C、N属于同一周期，从左到右电
负性逐渐增大，Fe为金属元素，电负性最小，即得N>C>Fe，C正确；
D． 与HO互为等电子体，均存在两对电子对，键角相同，键角：HO
