文档内容
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
2021-2022 学年高二化学重难点专题突破
模块三 晶体结构与性质
习题课 晶胞的计算
1．根据离子晶体的晶胞结构(如图)，判断化学式不正确的是( )
A．AB B．C D C．EF D．XY Z
2 2 3
【解析】选A。A的个数为1个，B的个数为8×＝1个，即分子式为AB，A项错误；C的个数为1个，D
的个数为4×＝个，即分子式为 C D，B项正确；E的个数为4×＝个，F的个数为4×＝个，即分子式为
2
EF，C项正确；X的个数为1个，Y位于六个面上，个数为6×＝3个，Z的个数为8×＝1个，即分子式为
XY Z，D项正确。
3
2.Mg Si具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数为0.635 nm。下列叙述错误的是( )
2
A．Si的配位数为8
B．紧邻的两个Mg原子的距离为 nm
C．紧邻的两个Si原子间的距离为 nm
D．MgSi的密度计算式为g·cm－3
2
【解析】选D。一个硅原子周围距离最近且相等的镁原子有8个，硅原子的配位数为8，故A正确；紧邻
的两个镁原子的距离是晶胞参数的一半，该距离为 nm，故B正确；紧邻的两个硅原子间的距离是面对角
线的一半，该距离为 nm，故C正确；该晶胞含有4 mol Mg Si，总质量为4×76 g＝
2
304 g，该晶体的密度为 g·cm－3，故D错误。
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
3．铁氮化合物(Fe N)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某Fe N 的晶胞如图1所示，晶胞棱长为z
x y x y
pm，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物，Fe Cu N 。Fe N 转化为
(x－n) n y x y
两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。下列说法错误的是( )
A．该铁氮化合物的化学式为Fe N
4
B．晶体中与每个N距离最近且等距离的N为6个
C．两个b位置Fe的最近距离为z pm
D．其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为FeCu N
3
【解析】选D。Fe位于8个顶点，6个面心，8×＋6×＝4，Fe为4个，N位于体心，N为1个，故铁氮化合
物化学式为Fe N，选项A正确；晶体中与每个N原子距离最近且等距离的N原子为6个，分别在与之相
4
邻的上下左右前后位置，选项B正确；两个b位置Fe 的最近距离为大立方体面对角线的一半，故为z
pm，选项C正确；Cu替代a位置Fe型能量更低更稳定，替代型产物化学式为Fe CuN，选项D错误。
3
4．如图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法正确的是( )
A．甲烷晶胞中的球体只代表一个碳原子
B．晶体中1个CH 分子有12个紧邻的甲烷分子
4
C．CH 晶体熔化时需克服共价键
4
D．一个甲烷晶胞中含有8个CH 分子
4
【解析】选B。晶胞中的球体代表的是1个甲烷分子，并不是1个碳原子，A选项错误；以该甲烷晶胞为
单元，位于顶点的某1个甲烷分子与其距离最近的甲烷分子有3个，而这3个甲烷分子在面心上，因此每
个都被共用2次，故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有3×8×＝12个，B选项正确；甲烷构成的晶体是分子
晶体，熔化时需克服范德华力，C选项错误；甲烷晶胞属于面心立方晶胞，甲烷晶胞中的球体代表1个甲
烷分子，该晶胞含有甲烷的分子个数为8×＋6×＝4，D选项错误。
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
5．钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm，下列说法错误的是( )
A．该钒的氧化物的化学式为VO
2
B．钒原子在该晶体中的堆积方式为体心立方
C．钒原子的配位数与氧原子的配位数之比为1∶2
D．该晶胞的密度为 g·cm－3
【解析】选C。该晶胞中钒原子个数＝1＋8×＝2而氧原子个数＝2＋4×＝4，则钒、氧原子个数之比＝2∶4
＝1∶2，化学式为VO ，故A正确；据图可知，钒原子位于顶点和体心，钒原子在该晶体中的堆积方式为
2
体心立方，故B正确；钒原子的配位数为与钒原子紧邻的氧原子数，钒原子的配位数为6，氧原子的配位
数为3，则钒原子的配位数与氧原子的配位数之比为2∶1，故C错误；一个晶胞的质量为 g，体积为(a×10
－10)3 cm3，该晶胞的密度为 g·cm－3，故D正确。
6．原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为 Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，
0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为( )
A．(，0，0) B．(0，，0)
C．(，，) D．(，，)
【解析】选C。由原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)，可知晶胞
中原子坐标参数1为(1，0，1)，2为(1，，)，3为(，，1)；D原子位于1、2、3、B四个原子构成四面体的
中心，所以D的坐标是(，，)，故C正确。
7．自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF 以来，人们又相继发现了氙的一系列化合物，如 XeF 、
6 2
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
XeF 等。图甲为XeF 的结构示意图，图乙为XeF 晶体的晶胞结构图。下列有关说法错误的是( )
4 4 2
A．XeF 是由极性键构成的非极性分子
4
B．XeF 晶体属于分子晶体
2
C．一个XeF 晶胞中实际拥有4个XeF
2 2
D．XeF 晶体中距离最近的两个XeF 之间的距离为(a为晶胞棱长)
2 2
【解析】选C。根据XeF 的结构示意图可判断，Xe和F之间形成极性键，该分子为平面正方形结构，所
4
以是由极性键构成的非极性分子，故A正确；由于XeF 晶体是由分子构成的，所以是分子晶体，故B正
2
确；根据XeF 晶体的晶胞结构可知，一个XeF 晶胞中实际拥有的XeF 个数为8×＋1＝2，故C错误；根据
2 2 2
XeF 晶体的晶胞结构可知，立方体体心的XeF 与每个顶点的XeF 之间的距离最近且相等，该距离为晶胞
2 2 2
体对角线长的一半，即为，故D正确。
8．某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。已知该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德
罗常数的值为N ，则下列说法错误的是( )
A
A．方块A含有1.5个Fe2＋、4个O2－
B．方块B含有0.5个Fe2＋、4个O2－、4个Fe3＋
C．该氧化物中Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数比为1∶2∶4
D．晶胞的棱长为×107 nm
【解析】选D。根据均摊法计算A含有1＋4×＝1.5个亚铁离子、4个氧离子，故A正确；根据均摊法计算
B含有4×＝0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子，故B正确；Fe2＋处于晶胞的顶点、面心以及A位置
立方体的体心。O2－位于A、B小立方体的内部，每个小立方体内部各有4个。Fe3＋处于晶胞B位置小立方
体内部，晶胞中Fe2＋数目＝4×(1.5＋0.5)＝8、Fe3＋数目＝4×4＝16，O2－数目＝4×8＝32，故Fe2＋、Fe3＋、O2
－的个数比为8∶16∶32＝1∶2∶4，故C正确；晶胞中含有Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数分别是2×4＝8，4×4＝
16，8×4＝32，它们的相对原子质量之和是8×232，根据m＝ρV可得8×232＝d×a3×N ，a＝×107 nm，故D
A
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
错误。
9.已知食盐的密度为ρ g·cm－3，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为N ，则在食盐晶体中Na
A
＋和Cl－的核间距大约是( )
A．cm B． cm C．cm D．cm
【解析】选D。根据晶胞的结构图可知，在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距是NaCl晶胞棱长的一半。在氯
化钠晶胞中，Cl－位于顶点和面心，则含有Cl－的个数为8×＋6×＝4，Na＋位于棱上和体心，则含有Na＋的
个数为12×＋1＝4，设晶胞棱长为a，根据ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3，则Na＋和Cl－的核间距＝a＝ cm＝
cm，D符合题意。
10．如图所示为几种物质的晶胞结构示意图，下列说法正确的是( )
A．X的化学式为MgB
3 2
B．Y的化学式为LiO
2
C．Z中A、B、C的个数比是3∶9∶4
D．W的化学式为MnBi
2
【解析】选B。X晶胞中Mg的个数＝12×＋2×＝3，B的个数为6，Mg、B个数之比＝3∶6＝1∶2，其化
学式为MgB ，A错误；Y晶胞中Li的个数为8，O的个数＝8×＋6×＝4，则Li、O个数之比＝8∶4＝
2
2∶1，其化学式为LiO，B正确；Z晶胞中B的个数＝6×＋3×＝2，A的个数＝6×＝，C的个数为1，则
2
A、B、C的个数之比＝∶2∶1＝1∶4∶2，C错误；W晶胞中，Mn的个数＝12×＋2×＋1＋6×＝6，Bi的个
数为6，所以Mn、Bi个数之比为6∶6＝1∶1，其化学式为MnBi，D错误。
11．KH PO 晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH PO 晶体已应用于大功率固
2 4 2 4
体激光器，填补了国家战略空白。分别用 、 表示HPO和K＋，KH PO 晶体的四方晶胞如图(a)所示，图
2 2 4
(b)、图(c)分别显示的是HPO、K＋在晶胞xz面、yz面上的位置：
2
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
(1)若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为N ，晶体的密度为________ g·cm－3(写
A
出表达式)。
(2)晶胞在x轴方向的投影图为______(填标号)。
【解析】(1)由晶胞结构可知，HPO位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个、面上有4个，体心有1
2
个，故晶胞中HPO的数目为8×＋4×＋1＝4；K＋位于面上和棱上，面上有6个，棱上4个，故晶胞中K＋
2
的数目为6×＋4×＝4，平均每个晶胞中占有的HPO和K＋的数目均为4，若晶胞底边的边长均为a pm、高
2
为c pm，则晶胞的体积为10－30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为N ，晶体的密度为g·cm－3。
A
(2)由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为
答案：(1) (2)B
12.我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO 固溶体。四方ZrO
2 2
晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为
________g·cm－3(写出表达式)。在ZrO 中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnZr O ，则
2 x 1－x y
y＝________________(用x表达)。
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
【解析】以晶胞中右侧面心的Zr4＋为例，同一晶胞中与Zr4＋连接最近且等距的O2－数为4，同理可知右侧
晶胞中有4个O2－与Zr4＋相连，因此Zr4＋离子在晶胞中的配位数是4＋4＝8；1个晶胞中含有4个ZrO 微粒，
2
1个晶胞的质量m＝g，1个晶胞的体积为(a×10－10 cm)×(a×10－10 cm)×(c×10－10 cm)＝a2c×10－30 cm3，因此该
晶体密度＝＝＝
g·cm－3；在ZrO 中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnZr O，其中Zn元素为＋2价，Zr
2 x 1－x y
为＋4价，O元素为－2价，根据化合物中正负化合价之和为0可知2x＋4×(1－x)＝2y，解得y＝2－x。
答案：8 2－x
13.在金属材料中添加AlCr 颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr 具有体心四方结构，
2 2
如图所示。处于顶角位置的是________原子。设Cr和Al原子半径分别为r 和r ，则金属原子空间占有率
Cr Al
为______________________%(列出计算表达式)。
【解析】根据均摊法，晶胞中黑球位于晶胞的体心和顶点，含有的原子个数为8×＋1＝2；白球位于4条棱
上和晶胞体内，含有的原子个数为8×＋2＝4；根据颗粒化学式AlCr ，铝原子与铬原子的比为1∶2，则处
2
于顶角位置的黑球为Al，金属原子的空间占有率为×100%＝×100%。
答案：铝 ×100
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
倒卖拉黑不更新，淘宝唯一免费更新店铺: 知二教育
