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第20 讲 晶体结构与性质
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
可能用到的相对原子质量：C 12 N 14 F 19 Fe 56 Ni 59
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·湖北·华中师大一附中校联考模拟预测）金刚石的晶胞如图1 所示，图1 中原子坐标参数A 为
，B 为
，C 为
。在立方晶胞中，与晶胞体对角线垂直的面，在晶体学中称为
晶面，如图2 所示。下列说法错误的是
A．金刚石是由碳元素组成的
B．图1 中原子坐标参数D 为
C．若图1 金刚石的晶胞参数为apm，则其晶胞中两个碳原子之间的最短距离为
cm
D．图2 晶胞中可以称为
晶面的面共有8 个
2．（2023·辽宁·校联考模拟预测）几种晶体的晶胞结构如图所示。已知：
、
均为立方晶胞。
下列说法错误的是
A．相同条件下，熔点：
B．另一种
晶胞结构中，当
处于体心时，则
处于棱心
1
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C．
晶胞中a 点原子坐标参数为
，则b 点原子坐标参数为
D．三种晶体中，Ca 的配位数均为8
3．（2023·天津南开·南开中学校考模拟预测）下列表述中正确的有
①晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
②非极性分子往往具有高度对称性，如
这样的分子
③利用超分子的分子识别特征，可以分离
和
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式
计算出来的大，是由于氢键的影响
⑤设
为阿伏加德罗常数的值，含
碳原子的金刚石晶体中共价键个数为
⑥熔融状态能导电，熔点在
左右的晶体一定为离子晶体
A．2 个
B．3 个
C．4 个
D．5 个
4．（2023·湖北荆州·沙市中学校考模拟预测）快离子导体是一类具有优良导电能力的固体电解质。图
1(Li3SBF4)和图2 是潜在的快离子导体材料的结构示意图。温度升高时，NaCl 晶体出现缺陷，晶体的导电
性增强。该晶体导电时，③迁移的途径有两条：
途径1：在平面内挤过2、3 号氯离子之间的狭缝(距离为x)迁移到空位。
途径2：挤过由1、2、3 号氯离子形成的三角形通道(如图3，小圆的半径为y)迁移到空位。
已知：氯化钠晶胞参数a=564pm，r(Na+)=95pm，r(Cl-)=185pm，
=1.4，
=1.7。
下列说法不正确的是
A．第二周期元素中第一电离能介于B 和F 之间的元素有4 种
B．图1 所示晶体中，每个Li+与4 个呈四面体结构的离子相邻
C．氯化钠晶体中，Na+填充在氯离子形成的正八面体空隙中
D．温度升高时，NaCl 晶体出现缺陷，晶体的导电性增强，该晶体导电时，③迁移的途径可能性更大的是
途径1
5．（2023·湖北武汉·湖北省武昌实验中学校考模拟预测）砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，熔点为
1238℃，用于制作太阳能电池的材料，其结构如图所示，其中以原子1 为原点，原子2 的坐标为(1，1，
1)。下列有关说法中错误的是
2
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A．原子3 的坐标为(
，
，
)
B．Ga 的配位数为4
C．GaAs 为共价晶体
D．若将Ga 换成Al，则晶胞参数将变小
6．（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）某种新型储氢材料的立方晶胞结构如图所示，其中八面体中心为M
金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。已知该储氢材料的摩尔质量为
188 g·mol-1，晶胞参数为a nm。下列说法正确的是
A．M 为铜元素
B．每个晶胞中含有12 个NH3
C．该储氢材料晶胞的体积为a3×10-27 cm3
D．晶胞中M 金属离子与B 原子数之比为1∶2
7．（2023·山东聊城·校联考三模）BP 晶体是一种超硬耐磨的涂层材料，其合成途径之一为
、
。下列说法正确的是
A．BP 晶体为离子晶体
B．
的电子式为
C．第一电离能：
D．
为正四面体结构，键角为
8．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）某铁氮化合物晶体的晶胞结构如图所示。若晶胞中距离最近的两个铁原
子距离为apm，阿佛伽德罗常数的值为NA，则下列说法不正确的是
3
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A．若以氮原子为晶胞顶点，则铁原子在晶胞中的位置为棱心、面心和体心
B．该化合物化学式为Fe4N
C．N 原子的分数坐标为(
，
，
)
D．该晶体的密度为
g/cm3
9．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）一种由镍、氟和钾三种元素组成的化合物晶体结构如
图所示，下列说法错误的是
A．该晶体中Ni 的化合价为＋2
B．与镍等距离且最近的
有6 个
C．图中A、B 原子间的距离为
D．该晶体的密度为
10．（2023·北京海淀·北京市十一学校校考三模）硅酸盐是地壳岩石的主要成分，在硅酸盐中，四面体
(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环(图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图
丁)等多种结构。石棉是由钙、镁离子以离子数
的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。
下列说法不正确的是
A．大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关
B．六元环的硅酸盐阴离子化学式
C．石棉的化学式为
4
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D．双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为
11．（2023·湖北·校联考模拟预测）复合催化剂
可以实现常压合成乙二醇。下列有关叙述正
确的是
A．
和石墨烯互为同素异形体
B．
和
均为传统无机非金属材料
C．石英玻璃具有各向异性
D．
的立体构型为正四面体形
12．（2023·山东济南·山东省实验中学校考模拟预测）黑砷在催化电解水方面受到关注，其晶体结构如图
所示，与石墨类似。下列说法正确的是
A．黑砷中As—As 键的强度均相同
B．黑砷与C60都属于混合型晶体
C．黑砷与石墨均可作为电的良导体
D．黑砷单层中As 原子与As—As 键的个数比为1∶3
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．(12 分)（2023·山东烟台·统考二模）硅材料和铝材料在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)一种磷酸硅铝分子筛常用于催化甲醇制烯烃的反应。由硅原子核形成的三种微粒：a.
、b.
、c.
，半径由大到小的顺序为___________(填标号)；第三周期元素中，第一
电离能介于A1 和P 之间的元素有___________种。
(2)
是一种高介电常数材料。已知：
中
键角120°，
中
键角
111°。共价键的极性Si—N___________C—N(填“>”、“=”或“<”)。下列划线原子与
中N 原子
杂化类型相同的是___________(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(3)铝硼中间合金在铝生产中应用广泛。金属铝熔点为660.3℃，晶体硼熔点为2300℃，晶体硼熔点高于铝
的原因是___________。晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12 个硼原子，结构如图。若其中
有两个原子为
，其余为
，则该结构单元有___________种。
5
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(4)已知合金
的立方晶胞结构如图1，Na 原子以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空
隙中填入
四面体；图2 为沿x 轴投影晶胞中所有Na 原子的分布图。
每个Na 周围距离其最近的Na 有___________个；以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各
原子的位置，称为原子的分数坐标，如A 点的分数坐标为
，则B 点的分数坐标为___________；
设
为阿佛加德罗常数的值，
的摩尔质量为Mg·mol
，晶体的密度为ρg⋅cm
，则A、C 两原
子间的距离为___________pm(列出计算表达式)。
14．(12 分)（2023·江西·校联考二模）芯片作为科技产业，以及信息化、数字化的基础，自诞生以来，就
一直倍受关注， 也一直蓬勃发展。芯片制造会经过六个最为关键的步骤：沉积、光刻胶涂覆、光刻、刻
蚀、离子注入和封装。
(1)将Mn 掺杂到GaAs 的晶体中替换部分Ga 得到稀磁性半导体材料，晶体结构如下甲图。
图中a、b 的坐标为(0、0、0)，(1、1、0)，则c 点Mn 的原子坐标为_______， 掺杂Mn 之后，晶体中
Mn、Ga、As 的原子个数比为_______。
(2)“光刻胶涂覆”中用到一种701 紫外正型光刻胶，结构如上图乙所示，其S 的杂化方式为_______。
(3)“光刻”时，紫外负型光刻胶常含有-N3(叠氮基)， 在紫外光下形成的阴离子
的等电子体有______ (填
6
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化学式，任写一种)，其空间构型为_______。
(4)一种Ag2HgI4固体导电材料为四方晶系，其晶胞参数为apm、apm 和2a pm，晶胞沿x、y、z 的方向投
影(如图所示)，A、B、C 表示三种不同原子的投影。其中代表Hg 原子是_______ “A”、“B”、“C”)。设
NA为阿伏加德罗常数的值，Ag2HgI4的摩尔质量为Mg·mol-1，该晶体的密_______g·cm-3(用代数式表示)。
15．(16 分)（2023·天津河北·统考二模）坐落在河北区的华为天津区域总部项目计划于2023 年12 月底竣工。
石墨烯液冷散热技术系华为公司首创，所使用材料石墨烯是一种二维碳纳米材料。
I．
、金刚石、石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)金刚石、石墨和
三者互为___________(填序号)。
A．同分异构体
B．同素异形体
C．同系物
D．同位素
(2)
晶体的晶体类型为___________。
(3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol 晶体硅中所含有硅硅单键的数目是___________。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是___________。
II．石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面
结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。
(5)图甲中，1 号C 与相邻C 形成
键的个数为___________。
(6)图乙中，1 号C 的杂化方式是___________。
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(7)若将图乙中所示的氧化石墨烯分散在
中，则氧化石墨烯中可与
形成氢键的原子有
___________(填元素符号)。
(8)石墨烯可转化为富勒烯(
)，某金属M 与
可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M 原子位于
晶胞的棱上与内部。该材料的化学式为___________。
1．（2023·辽宁·统考高考真题）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
D．
取代产生的空位有利于
传导
2．（2022·北京·高考真题）2022 年3 月神舟十三号航天员在中国空间站进行了“天宫课堂”授课活动。其
中太空“冰雪实验”演示了过饱和醋酸钠溶液的结晶现象。下列说法不正确的是
A．醋酸钠是强电解质
B．醋酸钠晶体与冰都是离子晶体
C．常温下，醋酸钠溶液的
D．该溶液中加入少量醋酸钠固体可以促进醋酸钠晶体析出
3．（2022·江苏·高考真题）我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜
器；Pb、
是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列
物质性质与用途具有对应关系的是
A．石墨能导电，可用作润滑剂
B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
4．（2022·湖北·统考高考真题）
在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下
列关于该碳玻璃的说法错误的是
A．具有自范性
B．与
互为同素异形体
C．含有
杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
5．（2022·山东·高考真题）
、
属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存
8
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在
键、
键。下列说法错误的是
A．
的熔点高于
B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取
杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
6．（2021·湖北·统考高考真题）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a 为该
合金的晶胞结构图，图b 表示晶胞的一部分。下列说法正确的是
A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3
B．K 和Sb 原子数之比为3∶1
C．与Sb 最邻近的K 原子数为4
D．K 和Sb 之间的最短距离为apm
9
