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专题24 晶体结构与性质
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 晶体结
构与性质
2024·山东卷、2023•北京卷、2023•湖北省
选择性考试、2021•天津卷、2019•上海
卷、2019•上海卷
晶体结构与性质是物质结构中的难
点和重点，它不仅是由于增添了晶胞知
识点而备受关注，而是由于涉及元素组
成、微粒间作用力及性质比较等内容，
所以在注重综合能力考查的命题方向
上，晶体无疑成为命题的热点。题型以
非选择题为主，分值约为4 分。晶体的
计算是高考题中的压轴题，试题将立体
几何知识与化学知识紧密结构在一起，
情景新颖，综合性强，难度较大。
考点2 晶胞的
结构分析
2024·甘肃卷、2024·安徽卷、2024·湖北
卷、2024·湖南卷、2024·河北卷、2024·辽
吉黑卷、2023•湖北省选择性考试、2023•
湖南卷、2023•辽宁省选择性考试
考点1 晶体结构与性质
1．(2024·山东卷，4，2 分)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是( )
A．金刚石(C)
B．单晶硅(
)
C．金刚砂(
)
D．氮化硼(
，立方相)
【答案】B
【解析】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子
半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si>Si-C>B-N>C-C，所以熔点最
低的为单晶硅。故选B。
2．(2023•北京卷，1)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。
1
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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σ 键
B．三种物质中的碳原子都是sp3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 项，原子间优先形成σ 键，三种物质中均存在σ 键，A 项正确；B 项，金刚石中所有碳原子
均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上
的碳原子采用sp 杂化，B 项错误；C 项，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 项，金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D 项错误；故选A。
3．(2023•湖北省选择性考试，11)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是
( )
选项
性质差异
结构因素
A
沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)
分子间作用力
B
熔点：AlF3 (1040℃)远高于AlCl3 (178℃升华)
晶体类型
C
酸性：CF3COOH(pKa=0.23)远强于CH3COOH(pKa=4.76)
羟基极性
D
溶解度(20℃)：Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)
阴离子电荷
【答案】D
【解析】A 项，正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作
用力小，所以沸点较低，故A 正确；B 项，AlF3为离子化合物，形成的晶体为离子晶体，熔点较高，AlCl3
为共价化合物，形成的晶体为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，故B 正确；C 项，由于电
负性F>H，C-F 键极性大于C-H 键，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故C 正
确；D 项，碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO3
-间存在氢键，与晶格能大
小无关，即与阴离子电荷无关，故D 错误；故选D。
4．(2021•天津卷，2)下列各组物质的晶体类型相同的是( )
A．SiO2和SO3
B．I2和NaCl
C．Cu 和Ag
D．SiC 和MgO
【答案】C
【解析】A 项，SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A 错误；B 项，I2为分子晶体，
NaCl 为离子晶体，晶体类型不同，故B 错误；C 项，Cu 和Ag 都为金属晶体，晶体类型相同，故C 正确；
D 项，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。
5．(2019•上海卷)下列反应只需要破坏共价键的是( )
A．晶体硅熔化
B．碘升华 C．熔融 Al2O3 D．NaCl 溶于水
【答案】A
【解析】A 项，晶体硅为原子晶体，Si 原子之间只以共价键连接，因此熔化只需要破坏共价键，A 正
确；B 项，碘为分子晶体，升华克服分子间作用力，B 错误；C 项，Al2O3 为离子晶体，熔融破坏离子键，
C 错误；D 项，NaCl 为离子晶体，溶于水电离成钠离子和氯离子，破坏离子键，D 错误。
2
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6．(2019•上海卷)关于离子化合物 NH5，下列说法正确的是( )
A．N 为-5 价
B．阴阳离子个数比是 1：1
C．阴离子为 8 电子稳定结构
D．阳离子的电子数为 11
【答案】B
【解析】A 项，离子化合物由 NH4
+和 H-构成，N 的化合价为-3，A 错误；B 项，阴阳离子个数
比为 1：1，B 正确；C 项，阴离子为 H-，最外层 2 个电子，不满足 8 电子稳定结构，C 错误；D
项，阳离子为 NH4+，电子数为 10，D 错误。故选 B。
考点2 晶胞结构的分析
1．(2024·甘肃卷，12，3 分)β-MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结
构显示为图乙，下列说法错误的是( )
A．电负性：Mg＜Cl
B．单质
是金属晶体
C．晶体中存在范德华力
D．Mg2+离子的配位数为3
【答案】D
【解析】A 项，电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，
Mg 的电负性小于 Cl，A 正确；B 项，金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg 是金属晶体，B 正确；C 项，
由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C 正确；D 项，由图乙中结构可知，
每个Mg2+与周围有6 个Cl-最近且距离相等，因此，Mg2+的配位数为6，D 错误；故选D。
2．(2024·安徽卷，14，3 分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶
胞和导电时
迁移过程如下图所示。已知该氧化物中
为
价，
为
价。下列说法错误的是
( )
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A．导电时，Ti 和La 的价态不变
B．若
，Li+与空位的数目相等
C．与体心最邻近的O 原子数为12
D．导电时、空位移动方向与电流方向相反
【答案】B
【解析】A 项，根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti 和La 的价态不变，A 项正确；B
项，根据“均摊法”，1 个晶胞中含Ti：8×
=1 个，含O：12×
=3 个，含La 或Li 或空位共：1 个，若
x=
，则La 和空位共
，n(La)+n(空位)=
，结合正负化合价代数和为0，(+1)×
+(+3)×n(La)+(+4)×1+
(-2)×3=0，解得n(La)=
、n(空位)=
，Li+与空位数目不相等，B 项错误；C 项，由立方晶胞的结构可知，
与体心最邻近的O 原子数为12，即位于棱心的12 个O 原子，C 项正确；D．导电时Li+向阴极移动方向，
即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D 项正确；故选B。
3．(2024·湖北卷，11，3 分)黄金按质量分数分级，纯金为
。Au-Cu 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Au-Cu＜Au-Au
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，Au 和Cu 原子个数比依次为1：1、1：3、3：1
【答案】C
【解析】A 项，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 项，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，
4
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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 项，设Ⅲ的晶胞参数为
a，Au-Cu 的核间距为
，Au-Au 的最小核间距也为
，最小核间距Au-Cu=Au-Au，C 错误；D
项，I 中，Au 处于内部，Cu 处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1：1；Ⅱ中，Au 处于立方体的八个顶
点，Cu 处于面心，其原子个数比为：
；Ⅲ中，Au 处于立方体的面心，Cu 处于顶点，其
原子个数比为
；D 正确；故选C。
4．(2024·湖南卷，12，3 分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为2LiH+C+N2
Li2CN2+H2↑，晶胞如图所示，下列说法错误的是( )
A． 合成反应中，还原剂是LiH 和C
B． 晶胞中含有的
个数为4
C． 每个CN2
2-周围与它最近且距离相等的Li+有8 个
D．CN2
2-为V 型结构
【答案】D
【解析】A 项，LiH 中H 元素为-1 价，由图中CN2
2-化合价可知， N 元素为-3 价，C 元素为+4 价，根
据反应2LiH+C+N2
Li2CN2+H2↑可知，H 元素由-1 价升高到0 价，C 元素由0 价升高到+4 价，N 元素由
0 价降低到-3 价，由此可知还原剂是LiH 和C，故A 正确；B 项，根据均摊法可知，Li+位于晶胞中的面上，
则含有的Li+个数为
，故B 正确；C 项，观察位于体心的CN2
2-可知，与它最近且距离相等的Li+有
8 个，故C 正确；D 项，CN2
2-的中心原子C 原子的价层电子对数为
，且CN2
2-与
CO2互为等电子体，可知CN2
2-为直线型分子，故D 错误；故选D。
5．(2024·河北卷，12，3 分)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apm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法
错误的是( )
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A．该铋氟化物的化学式为BiF3
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
【解析】A 项，根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有
个Bi3+，含有
个F-，故该铋氟化物的化学式为BiF3，故A 正确；B 项，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(0，0，1)，与Q、M 均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为(1，0，0)，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 项，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 项，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；故选D。
6．(2024·辽吉黑卷，14，3 分)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1 是钴硫化物晶胞的一部分，可
代表其组成和结构；晶胞2 是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
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A．结构1 钴硫化物的化学式为Co9S8
B．晶胞2 中S 与S 的最短距离为当
C．晶胞2 中距Li 最近的S 有4 个
D．晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体
【答案】B
【解析】A 项，由均摊法得，结构1 中含有Co 的数目为
，含有S 的数目为
，Co 与S 的原子个数比为9：8，因此结构1 的化学式为Co9S8，A 正确；B 项，由图可知，
晶胞2 中S 与S 的最短距离为面对角线的
，晶胞边长为a，即S 与S 的最短距离为：
，B 错误；C
项，如图：
，以图中的Li 为例，与其最近的S 共4 个，C 正确；D 项，如图
，当2 个晶胞2 放在一起时，图中红框截取的部分就是晶胞3，
晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体，D 正确；故选B。
7．(2023•湖北省选择性考试，15)镧La 和H 可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有
重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H 结合4 个H 形成类
似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是( )
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A．LaH2晶体中La 的配位数为8
B．晶体中H 和H 的最短距离：LaH2＞LaHx
C．在LaHx晶胞中，H 形成一个顶点数为40 的闭合多面体笼
D．LaHx单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【解析】A 项，由LaH2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 项，由LaHx晶胞
结构可知，每个H 结合4 个H 形成类似CH4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： LaH2＞LaHx，故B 正确；C 项，由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H 结合4 个H 形成类似
CH4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 项，1 个LaHx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LaHx单
位体积中含氢质量的计算式为
，故D 正确；故选C。
8．(2023•湖南卷，11)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a
pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是( )
A．晶体最简化学式为KCaB6C6
B．晶体中与
最近且距离相等的Ca2+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 项，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KCaB6C6，A 正确；B 项，根据晶胞结构可知，K+位于晶
8
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胞体心，Ca 位于定点，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8 个，B 正确；C 项，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 项，根据选项A 分析可知，该晶胞最简化学式为
KCaB6C6，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。
9．(2023•辽宁省选择性考试，14)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
g∙cm-3
B．图1 中O 原子的配位数为6
C．图2 表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D．Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
【答案】C
【解析】A 项，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 项，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 项，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LiMgOClxBr1-x，C
项错误；D 项，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+取代产生的空
位有利于Li+的传导，D 项正确；故选C。
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