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第04 讲 晶体结构与性质
目 录
01 考情透视·目标导航.........................................................................................................................2
02 知识导图·思维引航.........................................................................................................................3
03 考点突破·考法探究.........................................................................................................................4
考点一 物质的聚集状态与晶体常识.........................................................................................4
知识点1 物质的聚集状态.......................................................................................................4
知识点2 晶体与非晶体...........................................................................................................5
知识点3 晶胞组成的计算
均摊法
——
..................................................................................6
知识点4 晶体中原子坐标.......................................................................................................9
考向1 考查晶体与非晶体.....................................................................................................10
考向2 考查有关晶胞的计算.................................................................................................12
考点二 常见晶体的结构与性质...............................................................................................14
知识点1 分子晶体.................................................................................................................14
知识点2 共价晶体.................................................................................................................15
知识点3 金属晶体.................................................................................................................16
知识点4 离子晶体.................................................................................................................17
知识点5 混合型晶体
石墨的结构特点
——
........................................................................18
知识点6 过渡晶体.................................................................................................................19
知识点7 四种晶体的性质与判断.........................................................................................19
考向1 考查常见晶体的比较与晶体类型判断.....................................................................21
考向2 考查晶体熔沸点高低的比较.....................................................................................22
04 真题练习·命题洞见.......................................................................................................................23
考点要求
考题统计
考情分析
物质的聚集状态与晶体
常识
2024 湖南卷第12 题，3 分
2024 河北卷第12 题，3 分
2024 湖北卷第11 题，3 分
分析近三年高考试题，高考命题在本讲有
以下规律：
1．从考查题型和内容上看，高考命题以非
选择题呈现，考查内容主要有以下两个方
1
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2024 吉林卷第14 题，3 分
2023 全国乙卷第35 题，6 分
2022 山东卷第5 题，2 分
2022 江苏卷第7 题，3 分
2022 天津卷第12 题，3 分
2021 山东卷第16 题，4 分
面：
（1）晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的
判断。
（2）晶体的密度、晶胞参数、核间距计
算、晶体中原子的空间位置（原子坐标）
判断。
2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶
胞结构为情境载体考查晶体的密度、晶胞
参数计算、晶体中原子的空间位置判断
等。
3．根据高考命题的特点和规律，复习时要
注意以下几个方面：
（1）晶胞中配位数、微粒间距离及原子分
数坐标判断。
（2）晶体化学式的计算及晶体密度的计
算。
（3）晶体类型的判断、熔点差异原因及熔
沸点高低的比较等。
常见晶体的结构与性质
2024 山东卷第4 题，3 分
2024 甘肃卷第12 题，3 分
2024 贵州卷第8 题，3 分
2023 湖南卷第11 题，3 分
2022 湖北卷第9 题，3 分
2021 山东卷第9 题，2 分
复习目标：
1．了解物
的常
聚集状
及特点。
质
见
态
2．了解晶体与非晶体的区
和
。
别
鉴别
3．了解晶胞的特征和晶体
构的
定方法。
结
测
4．了解常
晶体
型的构成粒子、粒子
作用及其物理性质
见
类
质
(溶解性、
性和熔沸点等
导电
)。
5．会分析晶体
构，并能
行晶胞的有关计
算。
结
计
2
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3
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考点一 物质的聚集状态与晶体常识
知识点1 物质的聚集状态
1.物质的聚集状态的存在形式
（1）通常物质有三态：固态、液态和气态。
（2）特殊物质的聚集状态：等离子体是气态物质，离子液体是液体物质。
（3）更多的物质聚集状态：晶态、非晶态，塑晶态、液晶态等。
2.普通物质三态的相互转化
注：普通物质三态间的相互转化只是分子间距离发生了变化，分子在固态只能振动，在气态能自由移动，
而液态则介于二者之间。
3.气态
①普通气体
②等离子体：
A.定义：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。
B.产生途径：高温、紫外线、x 射线、y 射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等
离子体。
C.存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等。
D.性质：具有良好的导电性和流动性。
E.应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。
4.液态
①普通液体
②离子液体：
A.定义：在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。
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B.组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐
离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等（如图所示
），阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离
子、六氟磷酸根离子等。
5.介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态
①塑晶：在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性（即物体发生永久形变的性质）的
一种物质聚集状态。
②液晶：
A.定义：在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。
B.分类：分为热致液晶（只存在于某一温度范围内的液晶相）和溶致液晶（某些化合物溶解于水或有机溶
剂后而呈现的液晶相）。
C.性质：具有液体的某些性质（如流动性、黏度、形变性等）和晶体的某些性质（如导热性、各向异性
等）。
D.用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防
弹衣、防弹头盔等。
6.固态
①晶体：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质，绝大多
数常见的固体都是晶体。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
②非晶体：内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、
沥青等。
【名师提醒】（1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子
构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
（2）物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶
态、液晶态等。
知识点2 晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的比较
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
二者区别
方法
间接方法
看是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X 射线衍射实验
2.得到晶体的途径
①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
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注：升华与凝华：固态物质受热不经过液态直接到气态的过程叫做升华；气态物质冷却不经过液态直接到
固态的过程叫做凝华。升华和凝华都属于物理变化。
③溶质从溶液中析出。
3.晶胞
①概念：描述晶体结构的基本单元。
②晶体中晶胞的排列——无隙、并置。
A.无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
B.并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
知识点3 晶胞组成的计算——均摊法
1.原则
晶胞任意位置上的一个原子如果是被n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
2.方法
①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1 个
碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占
3.晶胞中粒子配位数的计算
一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数
（1）晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数
指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。
（2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
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【特别提醒】（1）判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl 晶体
中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)：
每个面上有4 个，共计12 个。
（2）常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu 等，要熟悉以上代表
物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。
4.晶胞计算公式(立方晶胞)
（1）晶体密度：a3ρNA＝NM
(a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol 晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；
M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。
（2）金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)
①面对角线长＝a。
②体对角线长＝a。
③体心立方堆积4r＝a(r 为原子半径)。
④面心立方堆积4r＝a(r 为原子半径)。
（3）空间利用率＝×100%。
5.有关晶胞的计算方法
（1）计算晶体密度的方法
注意：①以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M
为晶体的摩尔质量，n 为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ 为晶体密度，a 为晶胞参数。
②对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。
（2）计算晶体中微粒间距离的方法
（3）原子空间利用率的计算
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A．已知晶体密度(ρ)求空间利用率
若1 个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M 为微粒的相对分子质
量)；1 个晶胞的质量为ρV g(V 为晶胞的体积)，则1 mol 晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。
晶胞体积V＝，晶胞含粒子体积 V0＝x × π r 3 。故空间利用率＝×100%＝＝。
B．已知晶胞结构求空间利用率
①简单立方结构
空间利用率＝×100%≈52%
②体心立方结构
空间利用率＝×100%≈68%
③面心立方结构
如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V 晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1 个晶胞中
有4 个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。
知识点4 晶体中原子坐标
1.构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型
从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。
简单立方堆积的晶胞中8 个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体
的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1 个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。
其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x 轴和y 轴，只不过夹角不是
90°，而是120°或60
° 。
2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图
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（1）原子分数坐标：原子2 为(0
，
0 ，
0)
，因为其他顶点与2 完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为(0
，
0 ，
0)
。
（2）x、y 平面上的投影图如图所示
。
3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
（1）原子分数坐标：1～8 的分数坐标为(0
，
0 ，
0)
， 9 的分数坐标为。
（2）x、y 平面上的投影图如图所示
。
4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
（1）原子分数坐标：0(0，0，0)，1 和2，
3 和
4 ，
5 和
6 。
（2）x、y 平面上的投影图如图所示
。
5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图
（1）若a 原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4 的分数坐标分别为、、、。
（2）x、y 平面上的投影图为
。
（3）沿体对角线的投影图为
。
（4）沿体对角线切开的剖面图为
。
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考向1 考查晶体与非晶体
例1（2024·湖北黄冈·二模）下列关于准晶的说法正确的是
A．准晶和晶体可以通过
射线衍射实验加以区别
B．准晶具有良好的导电、导热性
C．自然界中不存在天然条件下形成的准晶
D．已知的准晶中都含有共价键
【答案】A
【解析】A．晶体具有自范性，而准晶不具有自范性，可以通过X 射线衍射实验加以区别，A 项正确；B．
准晶具有各向异性，不具有良好的导电、导热性，B 项错误；C．自然界中存在天然条件下形成的准晶，
如Al65Cu23Fe12，C 项错误；D．已知的准晶中不一定含有共价键，如Al65Cu23Fe12中没有共价键，D 项错
误；故选A。
【思维建模】1.晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。
2.鉴别晶体与非晶体的方法
（1）观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。
（2）测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。
（3）测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。
（4）X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射（得到分立的斑点或明锐的谱
线），而非晶体只能散射（得到连续的谱线）。
【变式训练1】（2024·甘肃白银·模拟预测）自范性指能自发呈现多面体外形的性质，下列固体具有自范性
的是
A．玛瑙
B．白磷
C．玻璃
D．石蜡
【答案】B
【解析】A．晶体具有自范性，玛瑙不是晶体，A 错误；B．晶体具有自范性，白磷是分子晶体，B 正确；
C．晶体具有自范性，玻璃不是晶体，C 错误；D．晶体具有自范性，石蜡不是晶体，D 错误；故选B。
【变式训练2】（23-24 高三上·江西省乐安·开学考试）下列关于晶体的说法，不正确的是
①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离
子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④MgO 和NaCl 两种晶体中，MgO 的离
子键弱，所以其熔点比较低；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排
列；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12 个
CO2分子紧邻
A．①②③
B．②③⑦
C．④⑤⑥
D．②③④
【答案】D
【解析】晶体的自范性是粒子微观上周期性排列的宏观表现，因此非晶体排列无序，无自范性，①正确；
金属晶体中含有金属阳离子，不属于离子晶体，②错误；分子晶体熔沸点取决于分子间作用力，而非共价
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键，③错误；MgO 中离子所带电荷多，半径小，离子键强，因此熔点比NaCl 高，④错误；晶体中微粒周
期性排列，晶胞是晶体结构的基本单元，⑤正确；晶体微粒间的作用力使其尽可能紧密堆积，⑥正确；干
冰采用分子密堆积的排列方式，1 个分子紧邻12 个CO2分子，⑦正确；故答案选D。
考向2 考查有关晶胞的计算
例2（2024·全国·模拟预测）Li、Fe、Se 可形成新型超导材料，晶胞如图(Fe 原子均位于面上)。晶胞棱边夹
角均为90°，X 的坐标为
，Y 的坐标为
，设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的
是
A．基态Fe 原子的核外电子排布式为
B．坐标为
的原子是Li 原子
C．Se 原子X 与Se 原子Y 之间的距离为
D．该晶体的密度为
【答案】C
【解析】A．Fe 为26 号元素，基态Fe 原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，故A 错误；B．由晶胞结构可
知坐标为
的原子是Z 原子，即Fe 原子，故B 错误；C．Se 原子X 与Se 原子Y，沿x 轴方向的距
离为
，沿y 轴方向的距离为
，沿z 轴方向的距离为
，两点间的距离为
，故C 正确；
D．Li 原子个数为：8×
+1=2，Fe 个数为8×
=4，Se 原子个数为：8×
+2=4，晶胞的质量为：
，晶胞体积为：a2b×10-21 cm3，密度
g•cm-3，故D 错误；
故选：C。
【思维建模】1.晶体中微粒的排列具有周期性，晶体中最小的结构重复单元称为晶胞，利用“均摊法”可
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以计算一个晶胞中的粒子数，从而确定晶体的化学式。
2.“均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n 个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份
额就是（1/n）。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。
（1）立方晶胞：每个顶点上的粒子被8 个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4
个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2 个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于
该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
（2）六方晶胞：每个顶点上的粒子被6 个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4 个晶胞共用；每条纵棱上的粒
子被3 个晶胞共用；每个面心上的粒子被2 个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
（3）三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12 个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4 个晶胞共用；每条纵棱上的
粒子被6 个晶胞共用；每个面心上的粒子被2 个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。
【变式训练1】（2024·江西宜春·三模）氢化铝钠(
)等复合氢化物是重要的有机还原剂。
晶胞
结构如图所示，设阿伏加德罗常数的值为
，下列说法正确的是
A．
晶体中，与Na+紧邻且等距的
有6 个
B．晶体的密度为
C．
与
之间的最短距离为
nm
D．
中4 个共价键不同
【答案】B
【解析】A．
晶体中，以体心的
为例，与之紧邻且等距的
位于晶胞棱上、晶胞中上层立方
体左右侧面心、晶胞中下层立方体前后面面心，与
紧邻且等距的
有8 个，结合化学式
可知
与
紧邻且等距的
有8 个，A 错误；B．晶胞中
数目为
，
数目为
，晶胞质量为
，晶胞体积为
，则晶体的
密度为
，B 正确；C．
与
之间的最短距
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离为下底面面对角线长的一半，为
nm，C 错误；D．
为正四面体结构，4 个共价键完全相同，D
错误；故选B。
【变式训练2】（2024·辽宁丹东·二模）氮化铬的晶胞结构如图所示，A 点原子坐标
，密度为
，摩尔质量为
，晶胞参数为
代表阿伏加德罗常数的值．下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为
B．B 点原子坐标
C．
原子位于N 原子构成的四面体空隙中D．
【答案】C
【解析】A．氮化铬的晶胞结构中，N 位于顶点和面心，利用均摊法总共4 个，Cr 位于体心和棱上，总共4
个，故该晶体的化学式为
，故A 正确；B．A 为坐标原点，故B 的原子坐标为
，故B 正确；
C．
原子位于N 原子构成的八面体空隙中，故C 错误；D．依据密度为d，可算出晶胞参数为：
，故D 正确；故选C。
考点二 常见晶体的结构与性质
知识点1 分子晶体
1.概念：只含分子的晶体称为分子晶体。
2.粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结
合。
3.常见的分子晶体
①所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。
②部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等。
③部分非金属氧化物，如CO2、SO2、P4O6、P4O10等。
④几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
⑤绝大多数有机化合物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。
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4.物理性质
分子晶体熔、沸点较低，硬度较小。
5.分子晶体的结构特征
①分子间作用力只是范德华力：晶体中分子堆积方式为分子密堆积。
②分子间还有其他作用力：水分子之间的主要作用力是氢键，在冰的每个水分子周围只有4 个紧邻的水分
子。冰的晶体结构如图：
6.结构模型
干冰的晶体
结构
干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12 个，属于分子密
堆积。每个晶胞中含有4 个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等
冰的晶体结
构
冰的结构模型中，每个水分子与相邻的4 个水分子以氢键相连接，含1 mol
H2O 的冰中，最多可形成2 mol 氢键。晶胞结构与金刚石相似，含有8 个
H2O
知识点2 共价晶体
1.构成微粒及其相互作用
2.物理性质
①共价晶体中，由于各原子均以强的共价键相结合，因此一般熔点高，硬度大。
②结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。
3.常见的共价晶体
4.结构模型
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金刚石晶
体
①金刚石晶体中，每个C 与另外4 个C 形成共价键，碳原子采取sp
3 杂化，C—
C—C 夹角是109°28′，最小的环是6 元环。每个C 被12 个六元环共用。含有1
mol C 的金刚石中形成的C—C 共价键有2 mol。
②在金刚石的晶胞中，内部的C 在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有
8 个C
二氧化硅
晶体
SiO2晶体中，每个Si 原子与4 个O 原子成键，每个O 原子与2 个Si 原子成键，
最小的环是12 元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si 原子。1 mol SiO2
晶体中含Si—O 键数目为4 N A，在SiO2晶体中Si、O 原子均采取sp
3 杂化。低温
石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有手性。
知识点3 金属晶体
1.金属键
①概念：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子共用，从而把所有金属
原子维系在一起。
②成键粒子是金属阳离子和自由电子。
③金属键的强弱和对金属性质的影响：
a．金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越大，价电子数越少，金属键越
弱；反之，金属键越强。
b．金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。
2.金属晶体
①在金属晶体中，原子间以金属键相结合。
②金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。
③用电子气理论解释金属的性质：
延展性
当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但排列方式不
变，金属晶体中的化学键没有被破坏，所以金属有良好的延展性。
导电性
在外加电场的作用下，金属晶体中的“自由电子”做定向移动而形成电流，呈
现良好的导电性。
导热性
“自由电子”在运动时会与金属离子不断发生碰撞，从而引起两者能量的交换
【易错提醒】金属晶体具有导电性，但导电的物质不一定是金属，如石墨晶体导电但不是金属晶体。
3.结构模型
晶胞结构
举例
配位数
每个晶胞包含
原子数
原子半径(r)和晶胞边
长(a)的关系
原子空间利
用率
15
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Ca、
Al、
Cu、
Ag、
Pt、Au
12
4
2r＝
74%
Li、
Na、K、
Ba
8
2
2r＝
68%
Mg、
Zn、Ti
12
6（2）
74%
Po
6
1
2r＝a
52%
知识点4 离子晶体
1.构成粒子：阴离子和阳离子。
2.作用力：离子键。
3.配位数：一个离子周围最邻近的异电性离子的数目。
4.离子晶体结构的决定因素
①几何因素：晶体中正负离子的半径比。
②电荷因素：晶体中正负离子的电荷比。
③键性因素：离子键的纯粹程度。
5.离子晶体的性质
熔、沸点
熔、沸点较高，难挥发
硬度
硬度较大，难以压缩
溶解性
一般在水中易溶，在非极性溶剂中难溶
导电性
固态时不导电，熔融状态或在水溶液中能导电
6.结构模型
16
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NaCl 型
在晶体中，每个Na＋同时吸引6 个Cl－，每个Cl－同时吸引6 个Na＋，配位数
为6。每个晶胞含4 个Na＋和4 个Cl－
CsCl 型
在晶体中，每个Cl－吸引8 个Cs＋，每个Cs＋吸引8 个Cl－，配位数为8
CaF2型
在晶体中，F－的配位数为4，Ca2＋的配位数为8，晶胞中含4 个Ca2＋，含8 个
F－。晶胞中F－在体对角线的处
知识点5 混合型晶体——石墨的结构特点
1.同层内，碳原子采用sp
2 杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p 轨道平行且
相互重叠，p 轨道中的电子可在整个平面中运动。
2.层与层之间以范德华力相结合。
3.石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。
4.结构模型
（1）石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力。
（2）平均每个正六边形拥有的碳原子个数是2，C 原子采取的杂化方式是sp
2 。
（3）在每层内存在共价键和大
π 键。
（4）C—C 的键长比金刚石的C—C 的键长短，熔点比金刚石的高。
（5）导电性：石墨晶体中，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p 电子，p 轨道中的电子在整
个平面中运动。但电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。故在电场中，p 轨道中的电子只能沿石墨平面
方向定向移动。
知识点6 过渡晶体
纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。如Na2O 和Al2O3晶体中都含有离子键的成
分，它们既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，Na2O 更偏向离子晶体，Al2O3 更偏向共价晶体。
知识点7 四种晶体的性质与判断
1．四种晶体类型比较
类型
比较
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成粒子
分子
原子
金属阳离子
阴、阳离子
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和自由电子
粒子间的相互
作用力
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
硬度
较小
很大
有的很大，
有的很小
较大
熔、沸点
较低
很高
有的很高，
有的很低
较高
溶解性
相似相溶
难溶于任何
溶剂
常见溶剂难
溶
大多易溶于水等极性
溶剂
导电、传热性
一般不导电，溶
于水后有的导电
一般不具有
导电性
电和热的良
导体
晶体不导电，水溶液
或熔融态导电
2．晶体熔、沸点的比较
1）不同类型晶体熔、沸点的比较
（1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。
（2）金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点
很低。
2）同种晶体类型熔、沸点的比较
（1）共价晶体
原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
（2）离子晶体
①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸
点就越高，如熔点：MgO>NaCl>CsCl。
②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔、沸点越高，硬度越
大。
（3）分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如
H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2、
CH3OH>CH3CH3。
④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。
（4）金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。
3.晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法
（1）依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断
①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。
②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。
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③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。
④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。
（2）依据物质的类别判断
①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多
数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质与合金是金属晶体。
（3）依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。
②共价晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度。
③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。
（4）依据导电性判断
①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。
②共价晶体一般为非导体。
③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学
键断裂形成自由离子也能导电。
④金属晶体是电的良导体。
（5）依据硬度和机械性能判断
①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。
②共价晶体的硬度大。
③分子晶体的硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。
考向1 考查常见晶体的比较与晶体类型判断
例1（2024·江苏南京·二模）2024 年1 月，我国自主研制的AG60E 电动飞机成功首飞。AG60E 采用了SiC
电控系统，SiC 晶体属于
A．分子晶体
B．金属晶体
C．离子晶体
D．共价晶体
【答案】D
【解析】SiC 中的Si 和C 以共价键结合形成空间网状结构，和金刚石结构相似，SiC 属于共价晶体，故选
D。
【变式训练1】（2024·天津河西·一模）下列物质的有关叙述正确的是
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A．它们的物理性质相同
B．它们充分燃烧后的产物相同
C．石墨能导电故属于金属晶体
D．
分子中仅含σ 键
【答案】B
【分析】金刚石、石墨、
、碳纳米管都是碳单质，互为同素异形体。
【解析】A．同素异形体的物理性质不相同，A 错误；B．组成元素都为碳元素，充分燃烧的产物都为
，B 正确；C．石墨能导电，但石墨属于混合晶体，C 错误；D．
分子中含σ 键和
键，D 错误；答案选
B。
【变式训练2】（2024·福建福州·一模）观察下列模型并结合信息，判断有关说法错误的是
马脑
FeSO4·7H2O
S8分子
HCN
结构模型示意
图
A．马脑，又名玛瑙、码瑙或马瑙，属于共价晶体，且两原子个数比为2：1
B．FeSO47H2O 结构中键角1、2、3 由大到小的顺序：3>1>2
C．固态硫S8中S 原子为sp2杂化
D．HCN 的结构式为
【答案】C
【解析】A．玛瑙的主要成分是SiO2，属于共价晶体，且两原子个数比为2：1，A 正确；B．键角3 是硫
酸根中键角，硫酸根为正四面体结构，键角为109°28′，键角1 与键角2 都是水分子中的键角，水分子中O
采用sp3杂化，但是由于水中O 上有孤电子对，导致键角变小，故键角3 最大；键角1 与键角2 比较，1 上
的O 孤电子对提供出来形成配位键，导致键角1 会比键角2 大，故键角1、2、3 由大到小的顺序：
3>1>2，故B 正确；C．固态硫S8中S 原子形成了2 个共价键，还有2 个孤电子对，故采用sp3杂化，故C
错误；D．根据HCN 的比例模型，结构价键规律，HCN 的结构式为
，故D 正确；故选C。
考向2 考查晶体熔沸点高低的比较
例2（23-24 高三上·辽宁·期中）下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是
A．金刚石>晶体硅>金刚砂
B．NaF>NaCl>NaBr
C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
D．生铁>纯铁>钠
【答案】B
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【解析】A．同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅<碳化硅，
选项A 错误；B．均为离子晶体，因离子半径F-<Cl-<Br-，离子晶体中离子键作用力逐渐减弱，熔、沸点高
低顺序应为NaF<NaCl<NaBr，选项B 错误；C．邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键，使熔沸点偏低，而对
羟基苯甲酸可以形成分子间氢键，使熔沸点偏高，故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高，选项C 错
误；D．生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，选项D 错误；答案选B。
【思维建模】晶体熔、沸点的比较
（1）不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
（2）相同类型晶体
①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜
Mg<Al。
②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，
离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。
④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
（3）离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高
【变式训练1】（2024·上海·二模）下列物质性质的变化规律与化学键强弱无关的是
A．HF、HCl、HBr 的热稳定性依次减弱
B．NaF、NaCl、NaBr 的熔点依次降低
C．Li、Na、K 的熔点逐渐降低
D．SiF4、SiCl4、SiBr4的熔、沸点逐渐升高
【答案】D
【解析】A．F、Cl、Br 的非金属性逐渐减弱，HF、HCl、HBr 的共价键强度逐渐减弱，热稳定性逐渐减
弱，A 正确；B．NaF、NaCl、NaBr 均为离子晶体，离子半径越大，键能越小，故NaF、NaCl、NaBr 的熔
点依次降低，B 正确；C．Li、Na、K 阳离子所带电荷数相同，但离子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，
熔点逐渐降低，C 正确；D．SiF4、SiCl4、SiBr4都为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增
强，熔、沸点逐渐升高，与化学键无关，D 错误；故答案选D。
【变式训练2】（23-24 高三上·四川·期末）下列物质的性质变化规律与分子间作用力有关的是
A．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱
B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI 的熔点依次降低
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
【答案】D
【解析】A．HF、HCl、HBr、HI 共价键键长逐渐增大，键能减小，所以HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性
依次减弱，与分子间作用力无关，故不选A；B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅，与C-C
键、Si-Si 键的键能有关，与分子间作用力无关，故不选B；C．F-、Cl-、Br-、I-半径依次增大，NaF、
NaCl、NaBr、NaI 的晶格能依次减小，所以熔点依次降低，与与分子间作用力无关，故不选C；D．F2、
Cl2、Br2、I2相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，所以熔、沸点逐渐升高，与分子间作用力有
关，故选D。
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1．（2024·贵州卷）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子
[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是
A．富勒烯C60是分子晶体
B．图示中的K+位于Au 形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
【答案】C
【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A 正确；B．由题图可知，中心
K+周围有12 个Au 形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5 个面)，B 正确；C．
全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C 错误；D．锑(Sb)位于第五
周期第ⅤA 族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D 正确；故
合理选项是C。
2．（2024·湖北卷）黄金按质量分数分级，纯金为
。
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
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，
与
原子个数比依次为
、
、
【答案】C
【解析】A．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．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，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． 设Ⅲ的晶胞参数为a，
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的核间距为
，
的最小核间距也为
，最小核间距
，C 错误；D． I 中，
处于内部，
处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1：1；Ⅱ中，
处于立方体的八个顶点，
处于
面心，其原子个数比为：
；Ⅲ中，
处于立方体的面心，
处于顶点，其原子个数比为
；D 正确；故选C。
3．（2024·吉林卷）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
A．结构1 钴硫化物的化学式为
B．晶胞2 中S 与S 的最短距离为当
C．晶胞2 中距
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．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，故A 正确；B．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：
，故B 错误；C．如图：
，以图中的Li 为例，与其最近的S 共4 个，故C 正确；D．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，故D 正确；故选B。
4．（2024·甘肃卷）
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
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乙，下列说法错误的是
A．电负性：
B．单质
是金属晶体
C．晶体中存在范德华力
D．
离子的配位数为3
【答案】D
【解析】A．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．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．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．由图乙中结构可知，每 个
与周围有6 个
最近且距离相等，因此 ，
的配位数为6，D 错误；综上所述，本题选D。
5．（2023·河北卷）锆
是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方
晶胞，
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．该氧化物的化学式为
B．该氧化物的密度为
C．
原子之间的最短距离为
D．若坐标取向不变，将p 点
原子平移至原点，则q 点
原子位于晶胞
面的面心
【答案】B
【解析】A．根据“均摊法”，晶胞中含4 个Zr、
个O，则立方氧化锆的化学式为
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ZrO2，A 正确；B．结合A 分析可知，晶体密度为
，B 错误；C．
原子之间的最短距离为面对角线的一半，即
，C 正确；D．根据晶胞的位置可知，若坐标取向
不变，将p 点
原子平移至原点，则垂直向下，q 点
原子位于晶胞
面的面心，D 正确；答案选B。
6．（2023·重庆卷）配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是
A．中心原子的配位数是4
B．晶胞中配合物分子的数目为2
C．晶体中相邻分子间存在范德华力
D．该晶体属于混合型晶体
【答案】D
【解析】A．由题干配合物[MA2L2]的分子结构示意图可知，中心原子M 周围形成了4 个配位键，故中心原
子M 的配位数是4，A 正确；B．由题干图示晶胞结构可知，晶胞中配合物分子的数目为
=2，B
正确；C．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C 正
确；D．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，D 错误；故答案为：D。
7．（2023·江苏卷）元素C、Si、Ge 位于周期表中ⅣA 族。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．第一电离能：
C．碳单质、晶体硅、SiC 均为共价晶体
D．可在周期表中元素Si 附近寻找新半导体材料
【答案】D
【解析】A．同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径：
，A 错误；
B．同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能：
，B 错
误；C．晶体硅、SiC 均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C60为分子晶体，C
错误；D．周期表中元素Si 附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，D 正确。 故选D。
8．（2023·湖南卷）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
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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。
9．（2024·北京卷）锡(
)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
（1）
位于元素周期表的第5 周期第IVA 族。将
的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。
（2）
和
是锡的常见氯化物，
可被氧化得到。
①
分子的
模型名称是 。
②
的
键是由锡的 轨道与氯的
轨道重叠形成σ 键。
（3）白锡和灰锡是单质
的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金
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刚石结构。
①灰锡中每个
原子周围与它最近且距离相等的
原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为
和
，则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
（4）单质
的制备：将
与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至
，由于固体之间反应慢，未
明显发生反应。若通入空气在
下，
能迅速被还原为单质
，通入空气的作用是 。
【答案】（1）
（2）平面三角形
杂化
（3）4
（4）与焦炭在高温下反应生成
，
将
还原为单质
【解析】（1）Sn 位于元素周期表的第5 周期ⅣA 族，基态Sn 原子的最外层电子排布式为5s25p2，Sn 的基
态原子最外层轨道表示式为
；
（2）①SnCl2中Sn 的价层电子对数为2+
×(4-2×1)=3，故SnCl2分子的VSEPR 模型名称是平面三角形；
SnCl
②
4中Sn 的价层电子对数为4+
×(4-4×1)=4，有4 个σ 键、无孤电子对，故Sn 采取sp3杂化，则SnCl4
的Sn—Cl 键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p 轨道重叠形成σ 键；
（3）①灰锡具有立方金刚石结构，金刚石中每个碳原子以单键与其他4 个碳原子相连，此5 碳原子在空间
构成正四面体，且该碳原子在正四面体的体心，所以灰锡中每个Sn 原子周围与它最近且距离相等的Sn 原
子有4 个；
②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn 原子数为8×
+1=2，灰锡晶胞中含Sn 原子数为8×
+6×
+4=8，所以白
锡与灰锡的密度之比为
∶
=
；
（4）将SnO2 与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；
若通入空气在800℃下，SnO2 能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成
CO，CO 将SnO2 还原为单质Sn，有关反应的化学方程式为2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。
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