文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
压轴题09 晶体结构及相关计算
题型概述
晶体结构是高考常考题型之一，晶体结构的计算常常涉及如下数据：晶体密度、NA、M、晶体体积、
微粒间距离、微粒半径、夹角等。解决这类题，一是要掌握晶体“均摊法”的原理，二是要有扎实的立体
几何知识，三是要熟悉常见晶体的结构特征，并能融会贯通，举一反三。
解题模板及均摊法
常见分子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
(1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一
个CO2分子，每个晶胞中有4 个CO2分子
(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12 个
(3)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
冰
(1)每个水分子与相邻的4 个水分子以氢键相连接
(2)每个水分子实际拥有两个“氢键”
(3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四
个水分子形成氢键
【注意】
(1)若分子间只有范德华力，则分子晶体采取分子密堆积，每个分子周围有12 个紧邻的分子。在分子晶体中，
原子先以共价键形成分子，分子再以分子间作用力形成晶体。由于分子间作用力没有方向性和饱和性，分
子间尽可能采取密堆积的排列方式。如：干冰、O2、I2、C60等分子
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2)若分子间靠氢键形成的晶体，则不采取密堆积结构，每个分子周围紧邻的分子数要小于12 个。因为氢键有
方向性和饱和性，一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如：冰晶体、苯甲酸晶体
常见共价晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
金刚石
原子半径(r)与边
长(a)的关系：
a=8r
(1)每个碳与相邻4 个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′
(2)每个金刚石晶胞中含有8 个碳原子，最小的碳环为6 元环，并且不在同一
平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化
(3)每个碳原子被12 个六元环共用，每个共价键被6 个六元环共用，一个六元
环实际拥有
个碳原子
(4)C 原子数与C—C 键数之比为1∶2，12g 金刚石中有2 mol 共价键
(5)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
SiO2
(1)SiO2晶体中最小的环为12 元环，即：每个12 元环上有6 个O，6 个Si
(2)每个Si 与4 个O 以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1
个Si，4 个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2
(3)每个Si 原子被12 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个十二元环共用
(4)每个SiO2晶胞中含有8 个Si 原子，含有16 个O 原子
(5)硅原子与Si—O 共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol 共价键
(6)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
SiC、
BP、AlN
(1)每个原子与另外4 个不同种类的原子形成正四面体结构
(2)密度：ρ(SiC)＝； (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
(3)若Si 与C 最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：
a=4d
常见的离子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
NaCl
(1)一个NaCl 晶胞中，有4 个Na+，有4 个Cl－
(2)在NaCl 晶体中，每个Na+同时强烈吸引6 个Cl－，形成正八面体形； 每
个Cl－同时强烈吸引6 个Na+
(3)在NaCl 晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6
(4)在NaCl 晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12
个，
每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12 个
(5)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
CsCl
(1)一个CsCl 晶胞中，有1 个Cs+，有1 个Cl－
(2)在CsCl 晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8 个Cl－，即：Cs+的配位数为8，
每个Cl－ 同时强烈吸引8 个Cs+，即：Cl－的配位数为8
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(3)在CsCl 晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6 个，形
成正八面体形，在CsCl 晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的
Cl－共有6 个
(4)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
ZnS
(1)1 个ZnS 晶胞中，有4 个S2－，有4 个Zn2＋
(2)Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4
CaF2
(1)1 个CaF2的晶胞中，有4 个Ca2＋，有8 个F－
(2)CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是
4
(3)密度＝
离子晶体的配位数
离子晶体中与某离子距离最近的异性离子的数目叫该离子的配位数
影响离子晶体配位数的因素
(1)正、负离子半径比：AB 型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但
正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl
(2)正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同
有关晶胞各物理量之间的关系
(1)计算晶体密度的方法
(2)计算晶体中微料间距离的方法
题型01 晶体的性质
1．（24-25 高三上·辽宁·期末）下列实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
在碘水中加入
溶
液，振荡，然后再加入
水溶液，振荡
开始溶液分层，下
层呈紫红色，加入
在下列物质中的溶解
度：
溶液
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
KI 后紫红色变浅
B
将菠菜榨汁后过滤，煮沸滤
液，自然冷却后滴加
溶液
无蓝色沉淀
菠菜中不含有铁元素
C
将缺角的明矾晶体放入明矾
饱和溶液中
得到有规则几何外
形的完整晶体
晶体有各向异性
D
将
与
晶体在小烧杯中混合并搅拌
烧杯壁变凉
正反应比逆反应的活化
能小
A．A
B．B
C．C
D．D
题型02 晶体类型判断
2．（24-25 高三上·辽宁丹东·阶段练习）化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是
A．石墨纳米纤维(GNF)是重要的碳质储氢材料，石墨纳米纤维属于有机高分子材料
B．飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，
属于分子晶体
C．华为公司自主研发的“麒麟9000”芯片与中国天眼传输信息用的光导纤维材料的主要成分相同
D．棉、麻、毛、丝均属于天然纤维
题型03 配合物与超分子
3．（24-25 高三上·辽宁·期末）在血液中，以
为中心的配位化合物铁卟啉是血红蛋白的重要组成部分，
结构如图甲所示（配体M 为
、
或CO）。载氧时，血红蛋白分子中
脱去配位的
并与
配位；
若吸入CO，则CO 占据配位点，血红蛋白失去携氧功能。卟啉环为平面结构（如图乙所示），能与铁、钴
等金属离子配位，不能与
、
等配位。下列有关说法错误的是
A．载氧时，铁卟啉可与不同分子形成配位键体现了超分子的自组装特征
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．与铁卟啉配位的能力：
C．卟啉环中1 号N 原子与2 号N 原子形成的
键数目相同
D．卟啉环具有离子识别功能，可以分离
与
题型04 均摊法确定化学式
4．从磷钇矿中可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的结构如图。
该磷钇矿的化学式为 。
题型05 认识晶胞的结构
5．（24-25 高三上·辽宁·阶段练习）
晶胞如图所示，请画出该晶胞的俯视图 。
6．含硫矿石在自然界广泛存在。黄铁矿（
）晶胞结构如图所示，1mol 晶胞中含有
，晶胞中距离
最近的
形成的空间结构为 。
题型07 晶胞的结构与性质
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
7．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）锰的某种氧化物
的四方晶胞及其在
平面的投影如图所示，当
晶体有
原子脱出时，形成
空位会使晶体具有半导体性质。下列说法正确的是
A．锰元素基态原子的价电子排布图为：
B．该氧化物化学式为
C．出现
空位，
的化合价升高
D．
晶体难以通过形成
空位具有半导体性质
8．（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白
是一种钾离子电池正极材料，充电时随着
脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说
法正确的是
A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程
B．充电过程中
或
的价态降低
C．晶体Ⅱ的化学式为
D．晶胞Ⅲ中
键数目为24
题型08 晶胞的结构与计算
9．（24-25 高三上·黑龙江·阶段练习）
晶胞如图所示。已知：
为阿伏加德罗常数的值，晶胞体积
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
为
。下列叙述正确的是
A．
晶体中只含1 种化学键
B．在晶胞中，与
相邻的
个数为4
C．
中碳原子采用
杂化
D．
晶体密度
10．（24-25 高三上·辽宁·期末）某铁的氧化物立方晶胞如图所示，它由A、B 两种单元组成。已知晶胞边
长为
。
下列有关说法错误的是
A．该晶胞的最简式为
B．A 单元沿
轴的投影图为
C．
中M 微粒的原子分数坐标为
，则
中
微粒（即
）的原子分数坐标为
D．A 单元中相邻
间的最近距离为
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
1．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）下列推理均合理的是
已知
结论
A
分子间存在氢键
沸点；
B
低温石英
不含有手性碳原子
低温石英不具有手性
C
纳米金属铅的熔点随晶粒变小而变小
晶体的表面积影响晶体的性质
D
海水中的铁闸门因发生电化学腐蚀而生锈
铁闸门生锈最多的部位就是腐蚀最厉害的部位
A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2025·辽宁·模拟预测）物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
选项
实例
解释
A
金属具有良好的导电性
金属晶体中电子气在电场中定向移动
B
甲苯与高锰酸钾溶液反应实验中
加入冠醚(18-冠-6)可以缩短褪色时
间
18-冠-6 与
相互作用，使高锰酸钾间接
“溶于”甲苯中，增大
与甲苯接触的
机会
C
臭氧在四氯化碳中比在水中溶解
度大
臭氧和四氯化碳均为非极性分子，水为极性
分子
D
烟花中加入一些金属盐如钠盐、
铜盐、钡盐等，使烟花呈现五颜
六色
金属原子的电子从较高能量的激发态跃迁到
较低能量激发态乃至基态时，以光的形式释
放能量
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2025·宁夏内蒙古·模拟预测）铜的配合物非常丰富，下面为一种铜的配合物，结构如图所示：
下列说法正确的是
A．该配合物中四种非金属元素中第一电离能最大的是O
B．配合物中sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为7：6
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．基态Cu2+的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为9：8
D．除铜外，四种元素形成的单质的晶体类型一定相同
4．（2025·辽宁·一模）锡是现代工业和技术发展中不可缺少的金属材料。已知白锡(体心四方)和灰锡(立方
晶体，与金刚石类似)的转化关系如下，下列说法正确的是
A．基态
原子的价层电子排布式为
B．白锡和灰锡互为同位素
C．白锡和灰锡的相互转化为可逆反应
D．白锡与灰锡的密度之比为
5．（2025·辽宁·二模）CaF2、PbO、PtS、ZnS 晶胞结构之间的关系如下图。在CaF2晶胞结构中所有四面体
空隙(用□表示)都被占据，PbO、PtS、ZnS 晶胞看做占据的四面体空隙的数量减半，下列说法正确的是
A．PbO 晶体中Pb 与Pb 的最短距离和CaF2中Ca 与Ca 的最短距离相等
B．PbO、PtS、ZnS 晶体密度相同
C．PbO、PtS、ZnS 晶胞中阳离子的配位数都是4
D．PtS 晶胞中Pt 与Pt 的最短距离为
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
6．（24-25 高三上·黑龙江·阶段练习）
是催化剂领域应用广泛的稀土氧化物，其晶胞如图1 所示，晶
胞参数为
，一种铈的氧化物催化乙苯脱氢反应机理如图2 所示。下列说法正确的是
A．
晶胞中
与最近
的核间距为
B．
的晶胞面对角线切面上的离子数目均有10 个
C．催化乙苯脱氢过程中物质I 为催化剂
D．反应过程中有非极性键的断裂和生成
7．（24-25 高三上·辽宁·阶段练习）如图为铜的一种硫化物晶胞(已知
，单位均为
)，晶体中阴离
子有硫离子
和过硫离子
，阳离子有
和
。下列说法正确的是
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．所有
周围紧邻的S 都是4 个
B．
该晶胞含有
键
C．该晶体中
与
的物质的量之比
D．设
为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为
8．（24-25 高三上·辽宁·期末）CdTe 的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1 所示。下列说法错误的是
A．已知原子M 的坐标为(0，0，0)，则原子N 的坐标为
B．该晶胞在面ABCD 上的投影如图2 所示，则代表Te 原子的位置是9，10，11
C．晶胞中原子6 和11 之间的距离为
D．距离
最近的
原子有12 个
9．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）二氧化碳与氢气反应生成的水在温度低于0℃时可形成多种冰的晶体，
其中两种冰晶体的晶胞如下图所示。
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
①构成该晶体的粒子通过 (填标号)结合成晶体；
A．极性键 B．非极性键 C．氢键 D．范德华力
②A 晶胞和B 晶胞的体积比为 。
10．（2025·辽宁·模拟预测）IrO2的晶胞如图所示，M 代表 (填“Ir”或“O”)；若M 点的坐标为(0，
0，0)，N 点的坐标为(0.19，0.19，0.5)，则P 点坐标为 。
11．（24-25 高三上·黑龙江大庆·期中）合成氨的一种钌系催化剂晶胞结构如图、该晶胞中与
等距最近
的
有 个，若该晶胞边长为
，该晶体的密度为
（
为阿伏加德罗常数的值）。
12．（24-25 高三上·黑龙江哈尔滨·期中）光催化分解水产氢可利用太阳能和水制备氢能，满足可持续发展
的要求，高活性、超稳定的MoO2/Mo2C-C 助催化剂，用于CdS 光催化析氢。碳化钼是碳原子嵌入金属钼的
原子间隙形成的化合物，其晶胞结构如下图所示，已知晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。该晶
胞的密度是 g/cm3。
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
13．（24-25 高三上·黑龙江·阶段练习）下图代表
晶胞结构示意图。其中
配位数最简
比为 。
14．（24-25 高三上·辽宁·阶段练习）下列说法正确的是 (填字母)。
a．仲辛醇的系统命名为2-羟基辛烷
b．
和
互为同素异形体
c
．
酸
解
得
到
的
废
渣
是
，
用
电
子
式
表
示
其
形
成
过
程
为
d．
晶胞如图所示，晶胞为正方体，Nb 处于O 围成的正八面体空隙中
15．（24-25 高三上·辽宁·阶段练习）如图乙是草酸钴(
)在空气中灼烧得到的钴的氧化物晶体结构的
一部分，该过程的化学方程式为 。
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
16．（2025·黑龙江吉林·一模）研究表明，
对催化加氢也有一定催化效果，取干燥
在
气条件
下加热，热重分析显示样品一直处于质量损失状态；X 射线衍射分析结果表明随着温度升高，该晶胞边长
变长，但铈离子空间排列没有发生变化。
加热后，当失重率(损失的质量/总质量)为
时，每个晶胞拥有的
的个数为 。
17．（24-25 高三上·黑龙江·阶段练习）镍是工业生产中重要的金属材料，广泛应用于采矿、冶炼、电镀、
化工、石油提炼、染料等领域。
(1)与Ni 属于同周期且基态原子的未成对电子数与Ni 相同的主族元素有 (填元素符号)。
(2)镍能形成多种配合物，其中Ni(CO)4是无色的挥发性液体，K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]中的
配位原子是 (填元素符号)；K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是 ；1mol Ni(CO)4
中σ 键与π 键的数目之比为 。
(3)如图，NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同。已知熔点：NiO＞FeO，则离子半径：r(Ni2＋)
r(Fe2＋)(填“＜”或“＞”)，距离镍离子最近的氧离子所围成的图形为 。NiO 晶体在氧气中加
热则部分Ni2＋被氧化为Ni3＋，晶体结构产生镍离子缺位的缺陷，其组成变为NixO(x＜1)，测得晶胞的边长
为a pm、密度为ρ g·cm-3，则x= (写计算表达式)。
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
18．（2025·内蒙古·模拟预测）如下图所示，“煅烧”温度达
时，锐钛矿型
(晶胞Ⅰ，
位于晶
胞顶点、侧面和体心)转换成金红石型
(晶胞Ⅱ)，晶胞体积
，
。则晶
体密度比
(填最简整数比)。
15
