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1．晶体与非晶体
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)。
(3)溶质从溶液中析出。
3．晶胞
第20 讲 晶体结构与性质
考点导航
考点一 晶体常识
重难点辨析
1
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(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
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法。
如某个粒子为n 个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。
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
A．正三棱柱晶胞中：
B．六棱柱晶胞中：
C．石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1 个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。
1.晶胞计算的思维方法
(1)晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。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，密度的表达
式往往是列等式的依据。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。
规律·方法·技巧·点拔
2
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(2)“均摊法”原理
特别提醒 ①在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意
位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、
4、2 个晶胞所共有。
②在计算晶胞中粒子个数的过程中，不是任何晶胞都可用均摊法。
(3)晶体微粒与M、ρ 之间的关系
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ρa3 g(a3为晶胞的体积，ρ 为晶胞的密度)，则1 mol 晶胞的质量为ρa3NA g，因此
有xM＝ρa3NA。
2.晶体与非晶体的几点理解
同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。
有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外
形，也可以具有美观对称的外观。
具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。
考向1 认识各类晶胞
【典例1】（2023 秋·山东滨州·高三山东省滨州市沾化区第一中学校联考开学考试）硅、二氧化硅是现代
信息技术的基础材料，α－SiO2和晶体硅晶胞结构如图所示，下列叙述正确的是
A．基态Si 原子的原子核外的电子有14 种空间运动状态
典型例题剖析
3
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B．α－SiO2中Si－O 的键长比晶体硅中Si－Si 的长
C．1molα－SiO2中和1mol 晶体硅中均含有2mol 共价键
D．α－SiO2晶胞中A 为O 原子，每个晶胞拥有6 个O 原子
【答案】D
【解析】A．基态Si 原子的原子核外的电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据8 个原子轨道，有8 种空间
运动状态，故A 错误；
B．O 的原子半径小于Si，所以α－SiO2中Si－O 的键长比晶体硅中Si－Si 的短，故B 错误；
C．1molα－SiO2中含有4mol 共价键，1mol 晶体硅中均含有2mol 共价键，故C 错误；
D．Si 形成4 个共价键、O 原子形成2 个共价键，α－SiO2晶胞中A 为O 原子；根据均摊原则，每个晶胞中
有Si 原子数
，所以拥有6 个O 原子，故D 正确；
选D。
【变式练1】（2023 秋·河北张家口·高三统考开学考试）由铁及其化合物可制得
、
、
等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。已知
能被
溶液吸收生成配合物
。下列有关说法不正确的是
A．如图所示
的晶胞中，铁原子的配位数为12
B．该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
C．基态
的价电子排布式为
D．配离子
中，配位原子只有氧原子
【答案】D
【解析】A．如图所示
的晶胞中，铁位于面心和顶点，以顶点铁原子分析，每个横截面上距离该铁
4
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原子最近的有4 个面心铁原子，三个横截面共12 个，因此铁原子的配位数为12，故A 正确；
B．该配合物中阴离子为硫酸根离子，其中心原子孤电子对数为
，价层电子对数为
，其空间构型为正四面体形，故B 正确；
C．基态
的价电子排布式为
，故C 正确；
D．配离子为
，配体为
和
，氮的电负性小于氧，配位原子分别是N、O，故D
错误。
综上所述，答案为D。
【变式练2】（2024 秋·安徽·高三池州市第一中学校联考开学考试）钙钛矿类杂化材料
在太
阳能电池领域具有重要的应用价值，其晶胞结构如图1 所示，
代表
的原子分数坐标为(0，0，0)，
B 的为
。设
为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为
。下列说法中错误的是
A．该晶胞含有3 个
B．A 与
之间最近的距离为
C．该晶胞参数
为
D．若沿轴向
平面投影，则其投影图如图2 所示
【答案】C
【解析】A．B 代表Pb2+、C 代表I-，
中Pb2+、I-的个数比为1:3，Pb2+离子数为1，所以该晶
胞含有3 个
，故A 正确；
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B．A 位于顶点，C 位于面心， A 与
之间最近的距离为面对角线的一半，为
，故B 正确；
C．
的摩尔质量为620g/mol，根据均摊原则，1 个晶胞中含有1 个
，晶胞的体
积为
，该晶胞参数
为
，故C 错误；
D．若沿轴向
平面投影，则其投影图如图2 所示，中心为面心、体心的投影重叠，故D 正确；
选C。
考向2 晶胞的密度及微粒间距离的计算
【典例2】（2023 秋·河北邯郸·高三统考阶段练习）晶胞中原子的位置通常用原子分数坐标(将原子位置的
坐标表示为晶胞棱长的分数)表示。复杂结构的三维图表示往往难以在二维图上绘制和解释，可以从晶胞的
一个轴的方向往下看，例如面心立方晶胞的投影图如图1 所示。已知某硅的硫化物晶体的晶胞结构的投影
图如图2 所示，其晶胞参数为
，
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．
三种元素的第一电离能大小为
B．
该硅的硫化物含有
共价键
C．晶胞中
原子的配位数为2
D．该硅的硫化物的密度为
【答案】C
【解析】A．已知同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA 与ⅢA、ⅤA 与ⅥA 反常，故
三种元素的第一电离能大小为
，A 错误；
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B．如图1 为面心立方晶胞的投影，说明S 元素位于晶胞面心和顶点上，该晶胞中S 原子个数=8×
+6×
=4，该晶胞中Si 原子位于晶胞体对角线上，该晶胞中含有2 个Si 原子，所以Si、S 原子个数之比为2：
4=1：2，化学式为SiS2，1mol 该硅的硫化物含有
=4mol 共价键，B 错误；
C．由题干信息可知，与Si 紧邻的4 个S 原子距离相等，根据阴阳离子的配位数之比等于离子所带的电荷
数之比，则与S 紧邻的2 个Si 原子距离相等，即晶胞中S 原子的配位数为2，C 正确；
D．已知该晶胞的体积=（a×10-7cm）
3，该晶胞中相当于含有2 个SiS2，晶胞密度ρ=
=
=
，D 错误；
故答案为：C。
【变式练3】（2023 秋·湖南·高三校联考阶段练习）实验室制取HF 的原理为
，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：
。
的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A．氢化物的稳定性：
B．
、
、
三者的中心原子价层电子对数相等
C．
的晶体密度为
(
为阿伏加德罗常数的值)
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D．
晶体中
与
之间的最近距离为
【答案】D
【解析】A．非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：
，故A 正确；
B．
、
和
的中心原子的价层电子时数均为4，故B 正确；
C．由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4 个
，8 个
，由晶胞结构可知其密度为
故
C 正确；
D．
晶体中
为面心立方最密堆积，
位于
围成的正四面体的空隙中，
与
之间的最近
距离为立方晶胞体对角线长的
，即为
，故D 错误；
答案选D。
【变式练4】（2023·黑龙江大庆·大庆市东风中学校考模拟预测）CaC2晶体的晶胞结构与 NaCl 晶体的晶
胞结构相似(如图所示)，但CaC2晶体中含有哑铃形的
，使晶胞沿一个方向拉长，下列关于CaC2晶体的
说法正确的是
A．每个 Ca2+ 周围距离最近且相等的
的数目为 6
B．CaC2晶体，每个晶胞中含有 4 个 Ca2+ 和 4 个
C．6.4 gCaC2晶体中含有 0.2 mol 阴离子
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D．每个 Ca2+周围距离最近且相等的 Ca2+有 12 个
【答案】B
【解析】A．根据题意可知，存在C
使沿一个方向拉长，根据晶胞图可知，每个Ca2+周围距离最近且相
等的C
的数目为4，故A 错误；
B．CaC2晶体中，每个晶胞中含有Ca2+数目为
=4 个，C
的数目为
=4，故B 正确；
C．6.4gCaC2物质的量为0.1mol，CaC2中的阴离子为C
，则含阴离子物质的量为0.1mol，故C 错误；
D．该晶胞中沿一个方向拉长，导致晶胞的一个平面的长与宽不等，与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应
为4 个，故D 错误；
答案为B。
1．（2023·重庆·统考高考真题）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；
三年真题·两年模拟
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故答案为：D。
2．（2023·山东·统考高考真题）石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F 得到层状结构化合物(CF)x，该物
质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中
的键长比
短
D．1mol(CF)x中含有2xmol 共价单键
【答案】B
【解析】A．石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1 个2p 轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导
电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p 轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A 错误；
B．(CF)x中C 原子的所有价键均参与成键，未有未参与成键的孤电子或者不饱和键，故与石墨相比，(CF)x
抗氧化性增强，B 正确；
C．已知C 的原子半径比F 的大，故可知(CF)x中
的键长比
长，C 错误；
D．由题干结构示意图可知，在(CF)x 中C 与周围的3 个碳原子形成共价键，每个C-C 键被2 个碳原子共用，
和1 个F 原子形成共价键，即1mol(CF)x中含有2.5xmol 共价单键，D 错误；
故答案为：B。
3．（2023·湖南·统考高考真题）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。
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4．（2023·湖北·统考高考真题）镧La 和H 可以形成一系列晶体材料
，在储氢和超导等领域具有重要
应用。
属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，
中的每个H 结合4 个H 形成类似
的结构，即得到晶体
。下列说法错误的是
A．
晶体中La 的配位数为8
B．晶体中H 和H 的最短距离：
C．在
晶胞中，H 形成一个顶点数为40 的闭合多面体笼
D．
单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【解析】A．由
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．由
晶胞结构可知，每个H 结合4 个H 形成类似
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：
，故B 正确；
C．由题干信息可知，在
晶胞中，每个H 结合4 个H 形成类似
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．1 个
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-
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8)3cm3，则
单位体积中含氢质量的计算式为
，故D 正确；
答案选C。
5．（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
【答案】C
【解析】A．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．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．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．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；
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答案选C。
6．（2022·湖北·统考高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误
的是
A．
的配位数为6
B．与
距离最近的是
C．该物质的化学式为
D．若
换为
，则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】A．
配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，
位于体心，F-位于面心，
所以
配位数为6，A 正确；
B．
与
的最近距离为棱长的
，
与
的最近距离为棱长的
，所以与
距离最近的是
，
B 错误；
C．
位于顶点，所以
个数=
=1，F-位于面心，F-个数=
=3，
位于体心，所以
个数
=1，综上，该物质的化学式为
，C 正确；
D．
与
半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D 正确；
故选B。
考点二 晶体的组成和性质
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1．四类晶体的比较
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、自
由电子
阴、阳离子
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
大多数易溶于水
等极性溶剂
导电、导热
性
一般不导电，溶于水
后有的导电
一般不具有导
电性，个别为
半导体
电和热的良导体
晶体不导电，水
溶液或熔融态导
电
物质类别及
举例
所有非金属氢化物
(如水、硫化氢)、部
分非金属单质(如卤
素X2)、部分非金属
氧化物(如CO2、
SO2)、几乎所有的
酸、绝大多数有机物
(有机盐除外)
部分非金属单
质(如金刚石、
硅、晶体硼)，
部分非金属化
合物(如SiC、
SiO2)
金属单质与合金
(如Na、Al、
Fe、青铜)
金属氧化物(如
K2O、Na2O)、强
碱(如KOH、
NaOH)、绝大部
分盐(如NaCl)
2．离子晶体的晶格能
(1)定义
气态离子形成1 mol 离子晶体释放的能量，通常取正值，单位：kJ·mol－1。
(2)影响因素
①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越大。
②离子的半径：离子的半径越小，晶格能越大。
(3)与离子晶体性质的关系
晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，且熔点越高，硬度越大。
重难点辨析
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1.晶体类型的5 种判断方法
(1)依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断
①离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
②原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
③分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
④金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
(2)依据物质的分类判断
①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)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有
的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质是金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点较高。
②原子晶体的熔点很高。
③分子晶体的熔点低。
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低。
(4)依据导电性判断
①离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。
②原子晶体一般为非导体。
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
键断裂形成自由移动的离子，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离子晶体硬度较大、硬而脆。
②原子晶体硬度大。
③分子晶体硬度小且较脆。
④金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
2.易混易错点
(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg 除外)。
(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳共价键
的键长(键长为1.54×10－10 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。
(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，熔、沸点低(熔点190 ℃)。
(4)合金的硬度比其成分金属大，熔、沸点比其成分金属低。
3.分类比较晶体的熔、沸点
规律·方法·技巧·点拔
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(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。
金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，如汞、镓、铯等熔、沸点很低，金属晶体一般
不参与比较。
(2)原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>石英>
碳化硅>硅。
(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，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点
就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)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、沸点反常的高。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，F2＜Cl2＜
Br2＜I2。
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：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3。
考向1 晶体类型的判断
【典例1】（2023 秋·江苏·高三校联考开学考试）VA 族元素及其化合物应用广泛。以合成氨为基础的化肥
工业对粮食增产的贡献率占40%左右；肼(N2H4)的燃烧热为624kJ/mol，是常用的火箭燃料；白磷是制备含
磷农药中间体的原料，用磷生产的一种化合物次磷酸(H3PO2)是一种一元酸；砷本身森性并不强，而砷的化
合物、盐、有机化合物普遍毒性较强，
比
的毒性更强；Bi5+具有强氧化性，其碱性溶液能氧化
得到BiAsO4沉淀而降低废水中的砷污染；我国探明的锑(Sb)储量据世界首位，锑与锡、铝、铜的合
金强度高，极耐磨损，是制造轴承、轴衬及齿轮的绝好材料。下列说法不正确的是
A．As 的基态电子排布式为[Ar]4s24p3
典型例题剖析
17
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B．
和AsO
的杂化类型相同
C．VA 族元素单质的晶体类型不完全相同
D．P4的空间结构为正四面体，其键角为60°
【答案】A
【解析】A．As 的基态电子排布式为[Ar]3d104s24p3，选项A 错误；
B．
的As 的价层电子对数为
，
的As 的价层电子对数为
，
则
和
均为sp3杂化，选项B 正确；
C．第VA 族元素单质的晶体类型不相同，氮、磷、砷的单质为分子晶体，锑(Sb)、铋(Bi)的单质为金属晶
体，选项C 正确；
D．P4的空间结构为正四面体，其键角为60°，选项D 正确；
答案选A。
【变式练1】（2023 秋·北京·高三统考开学考试）有关下列晶体的说法正确的是
A．某晶体溶于水后可以导电，该晶体一定是离子晶体
B．
含共价键，因此冰是共价晶体
C．一种化合物只能形成一种晶体结构
D．如图所示晶胞对应的化学式为
【答案】D
【解析】A．某晶体溶于水后可以导电，该晶体可能是离子晶体，也可能是分子晶体，故A 错误；
B．含共价键，但是冰是分子晶体，故B 错误；
C．一种化合物可能由于原子排列方式不同而成为不同的晶体，故C 错误；
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D．如图所示晶胞结构，计算可得：A：
；B：1；X：
，所以物质对应化学式：
，故
D 正确；
答案选D。
【变式练2】（2023 秋·北京海淀·高三清华附中校考开学考试）类比推理是化学中常用的思维方法。下列
推理不正确的是
A．
为共价晶体，推测
也是共价晶体
B．
是直线型分子，推测
也是直线型分子
C．
的沸点高于
，推测
的沸点高于
D．甲苯能使酸性高锰酸钾褪色，推测乙苯也能使酸性高锰酸钾褪色
【答案】A
【解析】A．
空间网状结构，属于共价晶体；
为面心立方体，属于分子晶体，故A 错误；
B．O 和S 是同族元素，故形成的CO2和CS2都是直线形分子，故B 正确；
C．C 和Si、Se 和S 均为同族元素，所形成的氢化物都为分子晶体，沸点取决于分子间相互作用力大小，
在无氢键形成时，分子间相互作用力可根据相对分子质量判断，故C 正确；
D．甲苯和乙苯都属于苯的同系物，都能被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色，故D 正确；
答案选A。
考向2 晶体熔、沸点的比较
【典例2】（2023·全国·高三专题练习）在20 世纪90 年代末，科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后
来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21 世纪初，科学家又发现了管状碳分
子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是
A．金刚石和石墨的熔点肯定比C60高
B．熔点：C60<C70<C90
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C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应
D．金刚石以非分子形式的粒子存在，属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形
式的粒子存在，属于分子晶体；这些碳单质互为同素异形体
【答案】C
【解析】A．金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，因此金刚石和石墨的熔点肯
定比C60高，A 正确；
B．分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，因此熔点：C60<C70<C90，B 正确；
C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都能在
中燃烧生成
，C 错误；
D．金刚石属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子分子晶体，这些碳单质互为同素异形体，
D 正确；
故选C。
【变式练3】（2022 秋·四川绵阳·高三三台中学校考阶段练习）下列物质的有关说法正确的是
A．HCl 极易溶于水，是因为它是极性分子
B．H2O 比H2S 稳定，是因为水分之间有氢键
C．SiO2和CO2都是共价化合物，所以晶体类型相同
D．Na+的半径大于Mg2+，所以熔点Na2O>MgO
【答案】A
【解析】A．水为极性分析，相似相溶，HCl 极易溶于水，说明HCl 为极性分子，A 正确；
B．分子的稳定性与共价键有关，共价键键能越大，共价键越稳定，分子越稳定，所以H2O 比H2S 稳定，
是因为水分子中H-O 的键能大于H2S 中H-S 的键能，与氢键无关，B 错误；
C．SiO2和CO2都是共价化合物，SiO2属于共价晶体，而CO2是分子晶体，二者晶体类型不相同，C 错误；
D．Na2O 和MgO 均为离子晶体，Na+的半径大于Mg2+，且Na+所带正电荷比Mg2+少，电荷数多、核间距越
小的晶格能大，所以熔点Na2O＜MgO，D 错误；
故答案为：A。
【变式练4】（2023·天津河北·统考一模）下列表述不正确的是
A．干冰和石英晶体类型不同
B．简单氢化物的沸点：
C．
、HCN 中碳原子的杂化方式相同
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D．HCl 比
易溶于水可用“相似相溶”规律解释
【答案】C
【解析】A．干冰是分子晶体，石英晶体是共价或原子晶体，两者晶体类型不同，故A 正确；
B．水分子间能形成氢键，而CH4和SiH4不能形成氢键，水的沸点最高，分子晶体的相对分子质量越大其
沸点越高，则沸点：
，故B 正确；
C．
、HCN 中碳原子的价层电子对个数前者是3、后者是2，根据价层电子对互斥理论知，前者C 原
子采用sp2杂化，后者C 原子都采用sp 杂化，所以杂化类型不相同，故C 错误；
D．Cl2是非极性分子，HCl、H2O 都是极性分子，HCl 易溶于水可以用相似相溶原理解释，故D 正确；
故选：C。
1．（2021·江苏·高考真题）通过下列实验可从I2，的CCl4溶液中回收I2。
下列说法正确的是
A．NaOH 溶液与I2反应的离子方程式：I2+2OH-=I-+IO +H2O
B．通过过滤可将水溶液与CCl4分离
C．向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI 沉淀，1 个AgI 晶胞(如图)中含14 个I-
D．回收的粗碘可通过升华进行纯化
三年真题·两年模拟
21
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【答案】D
【解析】A．选项所给离子方程式元素不守恒，正确离子方程式为：3I2+6OH-=5I-+IO +3H2O，A 错误；
B．水溶液与CCl4不互溶，二者应分液分离，B 错误；
C．根据均摊法，该晶胞中所含I-的个数为
=4，C 错误；
D．碘易升华，回收的粗碘可通过升华进行纯化，D 正确；
综上所述答案为D。
2．（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
【答案】B
【解析】A．该晶胞的边长为
，故晶胞的体积为
，A 项错误；
B．该晶胞中K 的个数为
，Sb 的个数为
，故K 和Sb 原子数之比为3 1∶，B 项正
确；
C．以面心处Sb 为研究对象，与Sb 最邻近的K 原子数为8，C 项错误；
D．K 和Sb 的最短距离为晶胞体对角线长度的
，即
，D 项错误。
故选B。
3．（2021·辽宁·统考高考真题）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列
说法错误的是
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A．S 位于元素周期表p 区
B．该物质的化学式为
C．S 位于H 构成的八面体空隙中
D．该晶体属于分子晶体
【答案】D
【解析】A．S 的价电子排布式为：3s23p4，故S 位于元素周期表p 区，A 正确；
B．由该物质形成晶体的晶胞可知：S 个数为
，H 个数为：
，故H、S 原子个数比
为3:1，故该物质的化学式为
，B 正确；
C．S 位于H 构成的八面体空隙中，如图所示
，C 正确；
D．由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D 错误；
故答案为：D。
4．（2022·天津·统考高考真题）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法
正确的是
A．金刚石比石墨稳定
B．两物质的碳碳
键的键角相同
C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳
键数目之比为4 3∶
D．可以用X 射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
【答案】D
【解析】A．石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，
故A 错误；
B．金刚石是空间网状正四面体形，键角为109°28′，石墨是层内正六边形，键角为120°，因此碳碳
键的
键角不相同，故B 错误；
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C．金刚石是空间网状正四面体形，石墨是层内正六边形，层与层之间通过范德华力连接，1mol 金刚石有
2mol 碳碳
键，1mol 石墨有1.5mol 碳碳
键，因此等质量的石墨和金刚石中，碳碳
键数目之比为3 4∶，
故C 错误；
D．金刚石和石墨是两种不同的晶体类型，因此可用X 射线衍射仪鉴别，故D 正确。
综上所述，答案为D。
5．（2022·天津·统考高考真题）利用反应
可制备N2H4。下列叙述正确
的是
A．NH3分子有孤电子对，可做配体
B．NaCl 晶体可以导电
C．一个N2H4分子中有4 个σ 键
D．NaClO 和NaCl 均为离子化合物，他们所含的化学键类型相同
【答案】A
【解析】A．NH3中N 原子的孤电子对数＝
＝1，可以提供1 对孤电子对，可以做配体，A 正确；
B．导电需要物质中有可自由移动的离子或电子，NaCl 晶体中没有自由移动的电子或者离子，故不能导电，
B 错误；
C．单键属于σ 键，双键中含有1 个σ 键和1 个π 键，三键中含有1 个σ 键和2 个π 键；N2H4的结构式为
，分子中含有5 个σ 键，C 错误；
D．NaClO 含有离子键和共价键，NaCl 只含有离子键，都是离子化合物，但所含的化学键类型不同，D 错
误；
故选A。
6．（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
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
【答案】A
【分析】Al 和Ga 均为第ⅢA 元素，N 属于第ⅤA 元素，AlN、GaN 的成键结构与金刚石相似，则其为共
价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN 晶体中，N 原子与其
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相邻的原子形成3 个普通共价键和1 个配位键。
【解析】A．因为AlN、GaN 为结构相似的共价晶体，由于Al 原子的半径小于Ga，N—Al 的键长小于N—
Ga 的，则N—Al 的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN 的熔点低于AlN，A 说
错误；
B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B 说法正确；
C．金刚石中每个C 原子形成4 个共价键（即C 原子的价层电子对数为4），C 原子无孤电子对，故C 原子
均采取sp ３杂化；由于AlN、GaN 与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C 说法正
确；
D．金刚石中每个C 原子与其周围4 个C 原子形成共价键，即C 原子的配位数是4，由于AlN、GaN 与金
刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D 说法正确。
综上所述，本题选A。
7．（2021·天津·统考高考真题）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．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A 错误；
B．I2为分子晶体，NaCl 为离子晶体，晶体类型不同，故B 错误；
C．Cu 和Ag 都为金属晶体，晶体类型相同，故C 正确；
D．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。
1．共价晶体(金刚石和二氧化硅)
考点三 突破五类晶体模型
重难点辨析
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(1)金刚石晶体中，每个C 与另外4 个C 形成共价键，C—C 键之间的夹角是109°28′，最小的环是六元环。
含有1 mol C 的金刚石中，形成的共价键有2 mol。
(2)SiO2晶体中，每个Si 原子与4 个O 成键，每个O 原子与2 个硅原子成键，最小的环是十二元环，在“硅
氧”四面体中，处于中心的是Si 原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O 键。
2．分子晶体
(1)干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12 个。
(2)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”。
3．离子晶体
(1)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－。
(2)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。
4．石墨晶体
石墨层状晶体中，层与层之间的作用是分子间作用力，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 。
5．常见金属晶体的原子堆积模型
结构型式
常见金属
配位数
晶胞
面心立方
最密堆积
Cu、Ag、Au
12
体心立方
堆积
Na、K、Fe
8
六方最
Mg、Zn、Ti
12
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密堆积
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。
晶体结构的相关计算
(1)晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。
(2)空间利用率＝。
(3)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，原子半径为r)
①面对角线长＝a。
②体对角线长＝a。
③体心立方堆积4r＝a
④面心立方堆积4r＝a。
考向1 强化记忆晶体结构
【典例1】（2023 秋·河南郑州·高三郑州市宇华实验学校校考开学考试）下列有关晶体的说法不正确的是
A．上图所示的四种物质中，熔点最低的是冰
B．每个Cu 晶胞中平均含有4 个铜原子
C．在NaH 晶体中，距离Na+最近且等距的Na+的个数为12
D．钛酸钡晶体中，Ba2+的配位数为4
规律·方法·技巧·点拔
典型例题剖析
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【答案】D
【解析】A．上图所示的四种物质中只有冰是分子晶体，熔点最低的是冰，A 正确；
B．每个Cu 晶胞中平均含有铜原子个数为
，B 正确；
C．在NaH 晶体中，距离Na+最近且等距的Na+位于面心处，其个数为12 个，C 正确；
D．根据晶胞结构可知，晶体中与每个Ba2+紧邻且等距离的O2－有12 个，D 错误。
答案选D。
【变式练1】已知C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合。关于C3N4晶
体的说法错误的是：
A．该晶体属于原子晶体，其化学键比金刚石中的更牢固
B．该晶体中碳原子和氮原子的最外层都满足8 电子结构
C．该晶体中每个碳原子连接4 个氮原子，每个氮原子连接3 个碳原子
D．该晶体与金刚石相似，都是原子间以非极性共价键形成空间网状结构
【答案】D
【解析】A．C3N4晶体具有比金刚石还大的硬度，且构成该晶体的微粒间只以单键结合，这说明该晶体属
于原子晶体。由于碳原子半径大于氮原子半径，则其化学键比金刚石中的碳碳键更牢固，A 正确；
B．构成该晶体的微粒间只以单键结合，每个碳原子连接4 个氮原子、每个氮原子连接3 个碳原子，晶体
中碳原子和氮原子的最外层都满足8 电子结构，B 正确；
C．碳最外层有4 个电子，氮最外层有5 个电子，则该晶体中每个碳原子连接4 个氮原子、每个氮原子连接
3 个碳原子，C 正确；
D．金刚石中只存在C-C 键，属于非极性共价键，C3N4晶体中C、N 之间以极性共价键结合，原子间以极
性键形成空间网状结构，D 错误；
答案选D。
【变式练2】有关晶体的下列说法中正确的是（ ）
A．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．离子晶体中肯定不含非极性共价键
C．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
D．两种元素组成的分子晶体中一定只有极性共价键
【答案】C
【解析】A.分子晶体中分子间作用力只影响分子晶体的物理性质如熔沸点，不影响分子的稳定性，故A 不
选；
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B.离子晶体中可能含有非极性共价键，如Na2O2，故B 不选；
C.离子晶体熔化时，破坏的是离子键，分子晶体熔化时，破坏的是分子间作用力，故C 选；
D.分子晶体H2O2中含有非极性共价键，故D 不选。
故选C。
考向2 晶胞中原子半径及空间利用率的计算
【典例2】（2022·全国·高三专题练习）某种合金的晶胞结构如图所示，已知金属原子半径r(Na)和r(K)，
计算晶体的空间利用率： (假设原子是刚性球体)。(用代数式表示)
【答案】
【解析】根据图知，该晶胞棱长=2[r(Na)+r(K)]，晶胞体积=[2r(Na)+2r(K)]]3，该晶胞中Na 原子个数=12×
=3、K 原子个数=
×8=1，原子总体积=3×
π[r(Na)]3+1×
π[r(K)]3，晶体的空间利用率=
×100%=
故答案为：
。
【变式练3】（2022·全国·高三专题练习）Ni 的晶胞结构如图所示，晶体中镍原子的配位数是 ；若
Ni 的原子半径为d pm，Ni 的密度计算表达式是 g∙cm−3；Ni 原子空间利用率的计算表达式是 。
(Ni 的相对原子量用Mr表示)
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【答案】 12
【解析】镍晶体的晶胞为面心立方，配位数目是12；Ni 的密度应由晶胞内Ni 的质量除以晶胞体积计算，
晶胞中Ni 的个数有
个，已知Ni 原子的半径为d pm，晶胞棱长为
pm，故晶胞密度为
，空间利用率的计算表达式为
；故答案为：12；
；
。
【变式练4】SiC 有两种晶态变体：α—SiC 和β—SiC。其中β—SiC 为立方晶胞，结构与金刚石相似，晶胞
参数为434pm。针对β—SiC 回答下列问题：
C
⑴
的配位数为 。
C
⑵
和Si 的最短距离为 pm。
⑶假设C 的原子半径为r，列式并计算金刚石晶体中原子的空间利用率 。（
π =3.14）
【答案】 4 188 34%
【分析】
每个C 周围有4 个硅，C 和Si 的最短距离为体对角线的四分之一，先计算金刚石晶胞中碳的个数，再根据
公式计算空间利用率。
【解析】
⑴每个C 周围有4 个硅，因此C 的配位数为4；故答案为：4。
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C
⑵
和Si 的最短距离为体对角线的四分之一，因此
；故答案为：188。
⑶金刚石晶胞中有
个碳，假设C 的原子半径为r，则金刚石晶胞参数为
，金刚石晶体
中原子的空间利用率
；故答案为：34%。
1．（2023·重庆·统考高考真题）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。
2．（2023·湖北·统考高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂
粗硅
高纯硅
三年真题·两年模拟
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下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi 含Si-Si 键的数目约为
C．原料气HCl 和
应充分去除水和氧气
D．生成
的反应为熵减过程
【答案】B
【解析】A.
和
在高温下发生反应生成
和
，因此，制备粗硅的反应方程式为
，A 说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si 与其周围的4 个Si 形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si 形成
2 个共价键， 1mol Si 含Si-Si 键的数目约为
，B 说法错误；
C. HCl 易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl 氧化；
在高温下遇到氧气能发生反应生成水，
且其易燃易爆，其与
在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl 和
应充分去除水和氧气 ，
C 说法正确；
D.
，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成
的反应为熵减过程，
D 说法正确；
综上所述，本题选B。
3．（2021·天津·统考高考真题）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．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A 错误；
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B．I2为分子晶体，NaCl 为离子晶体，晶体类型不同，故B 错误；
C．Cu 和Ag 都为金属晶体，晶体类型相同，故C 正确；
D．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。
4．（2022 春·福建福州·高二统考期末）2022 年4 月16 日神舟13 号载人飞行任务取得圆满成功，高性能金
属材料铝合金、钛合金、镁合金、超强度钢等作用功不可没。回答下列问题：
(1)铁元素在周期表中的位置是 ，基态
的价电于排布式为 。
(2)镁与同周期相邻的两种元素的第一电离能由大到小排列顺序为 。
(3)常温下，
是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K。通过与铵盐反应可生成
。
①
的熔点低于
的原因是 。
②
中，
的空间构型是 。
(4)
是金红石的主要成分，其晶胞结构如图所示，设Ti 和O 原子半径分别为
和
(单位：pm)，晶胞
的长宽高分别为a、b、c(单位：cm)，则晶胞中原子的空间利用率为 (列出计算表达式)。(空间利用
率指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比)
【答案】(1) 第四周期Ⅷ族 3d5
(2)Mg>Al>Na
(3) CaCl2是离子晶体，TiCl4是分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体 正四面体
(4)
×100%
【解析】（1）Fe 是26 号元素，价电子电子排布式为3d64s2，处于周期表中第四周期Ⅷ族，失去4s 能级2
个电子、3d 能级1 个电子形成Fe3+，基态Fe3+的价电子排布式为3d5，故答案为：第四周期Ⅷ族；3d5；
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（2）同主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但Mg 元素原子2s 能级为全充满稳定状态，其
第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能Mg＞Al＞Na，故答案为：Mg＞Al＞Na；
（3）①常温下，TiCl4是无色液体，其熔点为250K，沸点为409K，可知TiCl4属于分子晶体，而CaCl2属
于离子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体，TiCl4的熔点低于CaCl2，故答案为：CaCl2是离子晶体，TiCl4是
分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体；
②铵根中N 原子孤电子对为
=0，价层电子对数为0+4=0，铵根的空间构型是正四面体形，故答
案为：正四面体形；
（4）晶胞中，黑色球数目为1+8×
=2，白色球数目为2+4×
=4，结合化学式TiO2可知，黑色球为Ti、白
色球为O，分子中原子总体积为4×
π（rO×10-10cm）
3+2×
π（rTi×10-10cm）
3，晶胞体积为abc cm3，晶胞
中原子的空间利用率=
×100＝
×100%，故
答案为：
×100%。
5．（2022 春·新疆乌鲁木齐·高二乌市八中校考期中）I．下图是金属钨晶体中一个晶胞的结构示意图。实
验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3，钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球，试完成下
列问题：
(1)钨的晶胞堆积方式为 ，每一个晶胞中均摊到 个钨原子，空间利用率为
(2)列式表达晶胞的边长a 。
(3)计算钨的原子半径r 。(用含a 的代数式表达)
II．一种离子晶体的晶胞如图其中阳离子以A 表示，阴离子以B 表示。
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(4)每个晶胞中含A 离子的数目为 ，含B 离子数目为 。
(5)若A 的核外电子排布与Ar 相同，B 的电子排布与Ne 相同，则该离子化合物的化学式是 ；
(6)阳离子周围距离最近的阴离子数为 ，阴离子周围距离最近的阳离子数 。
(7)已知A 的离子半径为rcm，则该晶胞的体积是 cm3。
【答案】(1) 体心立方 2 68%
(2)
cm
(3)
cm
(4) 4 8
(5)CaF2
(6) 8 4
(7)
【解析】（1）
由题干晶胞示意图可知，钨的晶胞堆积方式为体心立方，每一个晶胞中均摊到
=2 个钨原子，体心立
方晶胞的空间利用率为68%，故答案为：体心立方；2；68%；
（2）
已知晶胞的密度为：19.30g·cm-3，钨的相对原子质量是183.9，由(1)分析可知，一个晶胞含有钨原子的个数
为2，则一个晶胞的质量为：
，晶胞的边长为a，则有：19.30a3=
，解得a=
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cm，故答案为：
cm；
（3）
体心立方晶胞中有4r=
，结合(2)分析可知，钨的原子半径r=
cm，故答案为：
cm；
（4）
由题干晶胞示意图可知，A 离子位于晶胞的8 个顶点和6 个面心，则每个晶胞中含A 离子的数目为
=4，B 离子均在体内，即含B 离子数目为8×1=8，故答案为：4；8；
（5）
由(4)分析可知，该晶胞中阳离子A 和阴离子B 的个数比为1:2，若A 的核外电子排布与Ar 相同则A 为
Ca2+，B 的电子排布与Ne 相同则B 为F-，则该离子化合物的化学式是CaF2，故答案为：CaF2；
（6）
由题干晶胞示意图可知，以A 为例，离它最近的B 离子有8 个，即阳离子周围距离最近的阴离子数为8，
同理以B 为例，离它最近的A 离子有4 个，即阴离子周围距离最近的阳离子数为4，故答案为：8；4；
（7）
已知A 的离子半径为rcm，由题干晶胞示意图可知，该晶胞中面对角线等于A 原子半径的4 倍，即
=4r，即a=
，则该晶胞的体积是(
)3=
cm3，故答案为：
。
6．（2022 秋·山东威海·高二统考期末）超导材料有非常良好的应用前景，科学家合成了由
、
、
为
组成元素的超导材料。回答下列问题：
(1)将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，金属锂溶于液氨时发生反应：
，X 的化学式为 。
(2)
、P、N 三种元素对应的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为 ，原因是 。
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(3)该超导体的立方晶胞结构如图所示。若晶胞参数为apm，Li、
、As 原子半径分别为
、
、
，其中Li 和As 分别位于晶胞体对角线上距离最近顶点
处。
①该超导体的化学式为 。晶胞内
形成的空间构型为 。沿x 轴方向的投影图与沿z 轴方向
的投影图 (填“相同”或“不同”)。
②晶胞中金属元素的空间利用率为
(列出计算表达式)。
【答案】(1)
(2)
分子间可形成氢键，沸点最高
的相对分子质量比
的大，范
德华力大，沸点高
(3)
正四面体 不同
【解析】（1）
由
，根据质量守恒定律：X 的化学式为
。故答案为：
；
（2）
、P、N 三种元素对应的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为
分子间可形成氢键，
沸点最高，原因是
的相对分子质量比
的大，范德华力大，沸点高。故答案为：
分子间可形成氢键，沸点最高；
的相对分子质量比
的大，范德华力大，沸
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点高；
（3）
①晶胞中有4 个Li，4 个As，Fe 为8×
+8×
+2×
=4，该超导体的化学式为
。晶胞内
形成的空
间构型为正四面体。 从z 轴方向投影图中可以看出铁原子的位置在方形的正中心
，沿x 轴方向时，铁原子不出现在方形的正中心
，
只出现在两条边上，沿x 轴方向的投影图与沿z 轴方向的投影图不同(填“相同”或“不同”)。故答案为：
；正四面体；不同；
②晶胞中有4 个Li，4 个Fe，体积分别为：
×4、
×4，晶胞体积为a3，晶胞中金属元素的空间利
用率为
(列出计算表达式)。故答案为：
。
7．（2023·河南郑州·统考模拟预测）一种新型碳单晶一单层聚合C60。它是典型的半导体，预示其在光、
电半导体器件中具有潜在应用。回答下列问题：
(1)基态碳原子的价电子轨道表示式为 。
(2)下列有关单层聚合C60(准六方聚合C60的结构如图)的说法正确的是 (填字母)。
A．与金刚石、石墨烯互为同素异形体
B．与C60是同一种物质
C．所有的碳原子均为sp2杂化
D．它是一种共价化合物，不导电
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E.它是由多个C60通过碳碳单键连接起来的
(3)石墨烯如图，分子中碳原子的杂化方式为 ，它具有很强的导电性，原因是 。
(4)C60的结构如图所示，它能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳双键的数目为
。
(5)金刚石晶胞的截面图如图所示(假设晶胞边长为dcm)，原子1 的分数坐标为 ，金刚石晶胞的密度
为 (列出计算式，已知阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】(1)
(2)AE
(3) sp2 石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p 轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子
的大π 键，因而具有优良的导电性
(4)25NA
(5) (
，
，
)
g•cm-3
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【解析】（1）碳元素的原子序数为6，价电子排布式为2s22p2，价电子轨道表示式为
，
故答案为：
；
（2）A．单层聚合C60与金刚石、石墨烯都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故正确；
B．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，与C60的结构不同，是不同种物质，故
错误；
C．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，则C60中碳原子的杂化方式为sp2杂化，
单键碳原子的杂化方式为sp3杂化，故错误；
D．由题意可知，单层聚合C60是一种介于导体和绝缘体之间的半导体，一定条件下能导电，故错误；
E．由图可知，单层聚合C60是由多个C60通过碳碳单键连接起来的，故正确；
故选AE；
（3）由图可知，石墨烯分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，石墨烯中每个碳原子垂直于层平面的2p
轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π 键，因而具有优良的导电性，故答案为：sp2；石墨
烯中每个碳原子垂直于层平面的2p 轨道上的电子，都参与形成了贯穿全层的多原子的大π 键，因而具有优
良的导电性；
（4）C60分子中含有60 个碳碳单键和30 个碳碳双键，由分子式可知，与氯气发生加成反应时，有5 个碳
碳双键变成碳碳单键，则C60Cl10分子中的双键数目为30—5=25 个，所以1molC60Cl10分子中含有碳碳双键
的数目为1mol×25×NAmol—1=25NA，故答案为：25NA；
（5）由金刚石晶胞的截面图可知，原子1 位于晶胞体对角线的
处，原子的分数坐标为(
，
，
)，晶
胞中位于顶点、面心和体内的碳原子个数为8×
+6×
+4=8，设晶体的密度为ρg/cm3，由晶胞的质量公式
可得：
=d3ρ，解得ρ=
，故答案为：(
，
，
)；
g•cm-3。
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