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考点21 晶体结构与性质
1．3 年真题考点分布
年
份
卷区
考点分布
晶体的类型
晶体的化学式
晶胞的计算
晶体的物理性质
综合应用
202
3
重庆
√
√
江苏
√
√
√
广东
√
北京
√
浙江
√
√
山东
√
√
湖南
√
√
湖北
√
√
辽宁
√
√
全国
√
√
202
2
天津
√
√
√
河北
√
北京
√
√
辽宁
√
√
江苏
√
√
山东
√
√
√
√
湖南
√
湖北
√
√
202
1
江苏
√
√
海南
√
√
√
√
辽宁
√
√
√
山东
√
√
√
√
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3 年新高考卷对于该专题主要考查：
1．晶体的类型，侧重晶体与非晶体的判断
2．晶胞的计算，侧重化学式、密度的计算，配位数的分析与判断
3.晶体的物理性质，侧重熔沸点和硬度的比较与判断
【备考策略】能多认识晶胞及晶体的类型，能从不同角度分析晶体的组成微粒、结构特点，能从宏观和微观相
结合的视角分析与解决实际问题，理解“结构决定性质”的观念；能够根据典型物质的晶体晶胞结构模型推测
各类物质的晶体晶胞结构，根据晶胞参数进行晶体密度、粒子空间利用率的有关计算；能够认识不同晶体类型
的特点，根据晶体的不同类型分析判断晶体的有关性质(如熔沸点、硬度等)。
【命题预测】晶体结构与性质是高中化学的重要内容，也是每年高考的热点之一，以晶体结构及晶体内部结构
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粒子间的相互作用为主线，主要涉及晶体与非晶体、晶体类型、晶体结构和性质、晶体密度的计算等，常见题
型为选择题和填空题，本部分考查内容的规律性强，命题空间广阔，考查方式会向多方位、多层次发展。
考法
1 晶体的构型
1．晶体：
（1）晶体的定义：微观粒子在空间按一定规律做周期性重复排列构成的固体物质。
（2）晶体的特性：有规则的几何外形（自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发的呈现封闭的、规则的多面体
外形）；有确定的熔点；各向异性：在不同的方向上表现不同的性质；具有特定的对称性。
2. 晶胞：由于晶体中的微粒排列呈现周期性，因此研究晶体结构时只需找出最小的重复单元加以分析，就知道
整个晶体的结构了。
（1）概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。
（2）晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。
（3）均摊法求化学式：均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。若某个粒子为N 个晶胞所共有，则该粒子
有1/N 属于此晶胞。以正方体晶胞为例，晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献为：顶点原子1/8 属于此晶胞、棱
上原子1/4 属于此晶胞、面上原子1/2 属于此晶胞、体内原子完全属于此晶胞。
（4）有关晶胞各物理量的关系：若1 个晶胞中含有x 个微粒，则1 mol 该晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM
g；又1 个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，单位为cm3)，则1 mol 晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝
ρa3NA。
3.晶体的结构：在金属晶体、离子晶体和分子晶体的结构中，由于金属键、离子键和分子间作用力均没有方向
性，因此，都趋向于使原子或分子吸引尽可能多的其他原子或分子分布于周围，并以密堆积的方式降低体系的
能量，使晶体变得比较稳定----即排列服从紧密堆积原理；对原子晶体，受共价键的方向性和饱和性的影响，其
空间排列与方向性一致。
（1）金属晶体：金属原子通过金属键形成的晶体称为金属晶体。
①金属Po（钋）中金属原子堆积方式是简单立方堆积，原子的配位数为6，一个晶胞中含有1 个原子。
②金属Na、K、Cr、Mo（钼）、W 等中金属原子堆积方式是体心立方堆积，原子的配位数为8，一个晶胞中含
有2 个原子。
③金属Mg、Zn、Ti 等中金属原子堆积方式是六方堆积，原子的配位数为12，一个晶胞中含有2 个原子。
2
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④金属Au、Ag、Cu、Al 等中金属原子堆积方式是面心立方堆积，原子的配位数为12，一个晶胞中含有4 个原
子。
（2）离子晶体：阴阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体。
①NaCl 晶体：晶胞中每个Na+周围吸引着6 个Cl－，这些Cl－构成的几何图形是正八面体，每个Cl－周围吸引着
6 个Na+，Na+、Cl－个数比为1：1，每个Na+与12 个Na+等距离相邻，每个氯化钠晶胞含有4 个Na+和4 个Cl－。
（绿色为Cl-，桔黄色为Na+）
②CsCl 晶体：晶胞中每个Cl—（或Cs+）周围与之最接近且距离相等的Cs+（或Cl—）共有8 个，这几个Cs+（或
Cl—）在空间构成的几何构型为立方体，在每个Cs+周围距离相等且最近的Cs+共有6 个，这几个Cs+在空间构成
的几何构型为正八面体，一个氯化铯晶胞含有1 个Cs+和1 个Cl— 。（绿色为Cl-，黑色为Cs+）
③ZnS 晶体：晶胞中S2-以面心立方堆积，Zn2+占据S2-围成的八个正四面体空隙中的四个互不相邻的正四面体空
隙。每个硫离子周围距离最近且相等的锌离子有4 个，每个锌离子周围距离最近且相等的硫离子有4 个。一个
ZnS 晶胞中含有4 个Zn2+和4 个S2-。（棕色为Zn2+，黑色为S2-）
（3）原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成的具有空间立体网状结构的晶体称为原子晶体。
①金刚石：晶体中每个C 原子和4 个C 原子形成4 个共价键,成为正四面体结构，C 原子与碳碳键个数比为1：
2，最小环由6 个C 原子组成，每个C 原子被12 个最小环所共用；每个最小环含有1/2 个C 原子。
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②SiO2：晶体中每个Si 原子周围吸引着4 个O 原子，每个O 原子周围吸引着2 个Si 原子，Si、O 原子个数比为
1：2，Si 原子与Si—O 键个数比为1：4，O 原子与Si—O 键个数比为1：2，最小环由12 个原子组成。
（4）分子晶体：分子间通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体。干冰属于分子晶体，晶胞中每个CO2
分子周围最近且等距离的CO2有12 个，1 个晶胞中含有4 个CO2。
（5）石墨属于过渡性晶体。是分层的平面网状结构，层内C 原子以共价键与周围的3 个C 原子结合，层间为范
德华力。晶体中每个C 原子被3 个六边形共用,平均每个环占有2 个碳原子。晶体中碳原子数、碳环数和碳碳单
键数之比为2：3。
【典例1】近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO 组成的化合物。
一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1 所示。晶胞中Sm 和As 原子的投影位置如图2 所示。
图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x 和1－x 代表，则该化合物的化学式表示为
____________ ；通过测定密度ρ 和晶胞参数，可以计算该物质的x 值，完成它们关系表达式：ρ ＝
____________________g·cm－3。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，称作原子
分数坐标，例如图1 中原子1 的坐标为(，，)，则原子2 和3 的坐标分别为________、________。
【归纳总结】
4
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（1）金属晶体的四种晶胞结构模型分析
晶胞模型
配位数
6
8
12
12
原子半径(r)和晶胞边长(a)
的关系
2r＝a
2r＝
—
2r＝
一个晶胞内原子数目
1
2
2
4
（2）晶胞原子坐标参数
通过原子坐标既能确定晶胞中各原子的相对位置，又可以计算原子间的距离，进而可以计算晶胞的体积及晶体
的密度。如
①CsCl 型离子晶体的离子分数坐标：Cs＋为(0，0，0)；Cl－为。
②NaCl 型离子晶体的离子分数坐标：Cl－为(0，0，0)，，，；Na＋为，，，。
③ZnS 型离子晶体的离子分数坐标：Zn2＋为(0，0，0)，，，；S2－为，，，。
注意在确定各原子的坐标时，要注意x、y、z 轴的单位标准不一定相同。
（3）典型晶胞结构模型的投影图
晶胞结构模型
x、y 平面上的投影图
注意画或判断投影图时，一定要注意x、y、z 轴的方向，上面结构模型中的原子也可以换为不同的原子，但在
投影图中的位置不变。
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【典例2】(1) Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，
则Li2O 的密度为__________ g·cm－3(列出计算式)。
(2) FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度
的计算表达式为________g·cm －3；晶胞中Fe2 ＋位于S 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为
________nm。
(3)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R 代表)。R 的晶体密度为d g·cm－
3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y 个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y 的计算表
达式为_____________________________。
(4) MgO 具有NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO 的晶胞参
数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。MnO 也属于NaCl 型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为
____________nm。
（1）Cu 元素与H 元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为________。
（2）下图是由Q、R、G 三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R 为＋2 价，G 为－2 价，则Q 的化
合价为________。
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（3）已知镧镍合金LaNin的晶胞结构如下图，则LaNin中n＝________。
(4)硼化镁晶体在39 K 时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，下图是该晶体微观结构的
透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为________。
(5)在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。下图是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号
为________。
（6）Cu 与F 形成的化合物的晶胞结构如下图所示，若晶体密度为a g·cm －3，则Cu 与F 最近距离为
________pm。(阿伏加德罗常数用NA表示，列出计算表达式，不用化简；图中为Cu，为F)
（7）如图为Na2S 的晶胞，该晶胞与CaF2晶胞结构相似，设晶体密度是ρ g·cm－3，试计算Na＋与S2－的最短距
离为________ cm(阿伏加德罗常数用NA表示 ，只写出计算式)。
（8）用晶体的X射线衍射法对Cu 的测定得到以下结果：Cu 的晶胞为面心立方最密堆积(如下图)，已知该晶体
的密度为9.00 g·cm－3，晶胞中该原子的配位数为________；Cu 的原子半径为________cm(阿伏加德罗常数为
NA，要求列式计算)。
考法
2 晶体的性质
1．四种晶体类型的比较
项目
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
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组成微粒
阴、阳离子
原子
分子
金属离子和自由电子
微粒间作用力
离子键
共价键
分子间作用力
金属键
熔沸点
较高
高
低
不同金属差别很大
硬度
较大
大
小
不同金属差别很大
导电性
水溶液及熔融
时导电
一般为非导体，
非导体，在水溶液
中可能导电
导体
实例
NaCl、
NH4Cl、
CaO、BaSO4
金刚石、晶体硅、
SiO2、金刚砂SiC
He、CO2、HCl、
H2O、NH3
Fe、Cu、Al
2. 晶体类型的判断方法
（1）依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断：离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键；
原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键；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，即范德华力；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）依据物质的类别判断：金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐类是离子
晶体；大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼除外)、气态氢化物、非金属氧化物(SiO2除外)、酸、
绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体；常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的原子晶
体化合物有碳化硅、二氧化硅等；金属单质(常温汞除外)与合金是金属晶体。
（3）依据晶体的熔点判断：离子晶体的熔点较高，常在数百至1 000 余度；原子晶体熔点高，常在1 000 度至
几千度；分子晶体熔点低，常在数百度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
（4）依据导电性判断：离子晶体水溶液及熔化时能导电；原子晶体一般为非导体；分子晶体为非导体，而分子
晶体中的电解质(主要指酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电；金属晶体
是电的良导体。
（5）依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大或硬而脆；原子晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属
晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
3.晶体熔沸点的比较方法：
(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：原子晶体＞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原子晶体： ―→―→―→
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。
②离子晶体：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＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。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，熔点越高，硬度越大。
③分子晶体：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、沸点反常地高。如H2O＞
H2Te＞H2Se＞H2S；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；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；同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
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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。
【典例3】(1)SiC 的晶体结构与晶体硅的相似，其中C 原子的杂化方式为________，微粒间存在的作用力是
________，SiC 和晶体Si 的熔、沸点高低顺序是________________。
(2)氧化物MO 的电子总数与SiC 的相等，则M 为________(填元素符号)。MO 是优良的耐高温材料，其晶体结
构与NaCl 晶体相似。MO 的熔点比CaO 的高，其原因是_____。
(3)C、Si 为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大的不同。CO2中C 与O 原子间形
成σ 键和π 键，SiO2中Si 与O 原子间不形成π 键。从原子半径大小的角度分析，C、O 原子间能形成π 键，而
Si、O 原子间不能形成π 键的原因是____________。
SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点：CO2________SiO2(填“<”“＝”或“>”)。
(4)金刚石、晶体硅、二氧化硅、CO2 4 种晶体的构成微粒种类分别是_______________，
熔化时克服的微粒间的作用力分别是___________________________。
【典例4】(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1 个体心立方晶胞的金属
原子数目是____________。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs＋位于该晶胞的________，而Cl－位于该晶胞的
________，Cs＋的配位数是____________。
(2)铜的氢化物的晶体结构如图2 所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式： _________。
(3)图3 为F－与Mg2＋、K＋形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是________(填离子符号)。
(4)实验证明，KCl、MgO、CaO、TiN 这4 种晶体的结构与NaCl 晶体结构相似(如图4 所示)，已知3 种离子晶体
的晶格能数据如下表：
离子晶体
NaCl
KCl
CaO
晶格能/(kJ·mol－1)
786
715
3 401
则这4 种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是___________。
MgO 晶体中一个Mg2＋周围与它最邻近且等距离的Mg2＋有________个。
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（1）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge 单晶的晶胞，其中
原子坐标参数A 为（0,0,0）；B 为（
，0，
）；C 为（
，
，0）。则D 原子的坐标参数为______。②晶
胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge 单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为__________g·cm-3（列出计
算式即可）。③GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是__________________。
（2）单质铜及镍都是由______键形成的晶体。某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原
子的数量比为_____。②若合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a=________nm。
③第ⅡA 族金属碳酸盐分解温度如下：
BeCO3
MgCO3
CaCO3
SrCO3
BaCO3
分解温度
100 ℃
540 ℃
960 ℃
1 289 ℃
1 360 ℃
分解温度为什么越来越高？ _______________________。
（3）GaAs 的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如左图所示。该晶体的类型为_______,Ga 与As 以
________键键合。Ga 和As 的摩尔质量分别为MGa g·mol-1 和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGa pm 和rAs pm，阿
伏加德罗常数值为NA，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_____。甲烷晶体的晶胞如右图所示，
该晶胞中含有 个甲烷分子，此晶体在常温、常压下不能存在的原因______________________。
（4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，如图是一种镍镧合金储氢后的晶胞结构示意图，该
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合金储氢后，含1 mol La 的合金可吸附H2的数目为 。
（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中金原子位于顶点，铜原子位于面心，则该合金中
金原子（Au）与铜原子（Cu）个数比为 ；若该晶体的晶胞棱长为a pm，则该合金密度为
g/cm3。（列出计算式，不要求计算结果，阿伏加德罗常数的值为NA）
（6）砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，
其晶胞边长为c pm，则密度为 g·cm－3（用含c 的式子表示，设NA为阿伏加德罗常数的值），a 位置
As 原子与b 位置As 原子之间的距离为 pm（用含c 的式子表示）。
(7)碳化硅SiC 是一种晶体，具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列各种晶体：
①晶体硅 ②硝酸钾 ③金刚石 ④碳化硅 ⑤干冰 ⑥冰，它们的熔点由高到低的顺序是________(填序号)。
(8)①科学家把C60和K 掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如
图所示，该物质中K 原子和C60分子的个数比为________。
②继C60 后，科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象：熔点Si60>N60>C60，而破坏分子所需要的能量
N60>C60>Si60，其原因是_________。
【基础过关】
1．（2023·河北沧州·沧州市第二中学校联考三模）锌晶胞如图1 所示，锌一二氧化锰电池如图2 所示。下列叙
述中正确的是
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已知：锌晶胞的底边长为apm，高为bpm；NA为阿伏加德罗常数的值；2M 表示2mol•L-1。
A．放电过程中，Mn2+向负极区迁移
B．正极质量减少5.22g 时，减少的锌晶胞数为0.01NA
C．锌晶体的密度为ρ=
g•cm-3
D．Zn 的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2
2．（2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考三模）某水性钠离子电池电极材料由
、
、
、
组成，其立
方晶胞嵌入和嵌出
过程中，
与
含量发生变化，依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，
其过程如图所示。下列说法错误的是
A．普鲁士蓝中
与
个数比为1：2
B．格林绿晶体中
周围等距且最近的
数为6
C．每个
晶胞完全转化为
晶胞，转移8 个
D．若普鲁士白的晶胞棱长为a pm，则其晶体的密度为
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3．（2023·广东梅州·统考三模）
晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是
A．阴、阳离子个数比为
B．
晶体中距离
最近的
的数目为12
C．若晶胞边长均为
，则
和
之间的最短距离为
D．阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中
4．（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）下列有关说法不正确的是
A．MgO 的离子键的键能大于CaO 的
B．干冰和
的晶体类型相同
C．如图所示的晶胞的化学式为
D．DNA 双螺旋的两个螺旋链通过氢键相互结合
5．（2023·江苏盐城·盐城中学校考二模）已知：2NO2(g)+NaCl(s)
NaNO3(s)+ClNO(g)
，下列说法正
确的是
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A．该反应的平衡常数可表达为
B．该反应一定能自发进行
C．降温有利于提高
的平衡转化率
D．NaCl 晶胞(如图所示)中每个
周围与其距离最近的
有6 个
6．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测）氧气传感器40XV 主要用于工业安全方面测量环境中氧
气气体浓度，量程符合0~ 30%范围内使用。一种测定O2含量的气体传感器如图1 所示。传感器工作时，仅
Ag+能在 α -AgI 晶体里迁移，O2透过聚四氟乙烯进入传感器，AgI 的物质的量增加。α-AgI 晶体中I-离子作体心
立方堆积(如图2 所示)，Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。下列有关说法不正确的是
A．正极反应式为I2+2Ag+ +2e-= 2AgI
B．负极反应式为Ag+I--e-=AgI
C．电位计读数越大， O2含量越高
D．α-AgI 晶体的摩尔体积Vm=
m3·mo1-1
7．（2023·四川成都·石室中学校考模拟预测）Cu 及其化合物在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列
问题：
(1)通过如图1 所示反应可以实现铜离子的富集，进行回收。
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①基态铜原子的核外电子有 种空间运动状态。与Cu 元素同周期，基态原子有2 个未成对电子的金属元
素有 种。下列状态的铜中，电离最外层一个电子所需能量最高的是 (填序号)。
a.[Ar]3dl04s1 b.[Ar]3d94s2 c.[Ar]3d10 d.[Ar]3d9 e.[Ar]3d84s1
②M 所含元素的第一电离能由大到小顺序是 (用元素符号表示)。
③化合物X 中的中心铜离子的配位数是 ，图1 反应中断裂和生成的化学键有 (填序号)。
a.离子键 b.p－pσ 键 c.极性键 d.氢键 e.配位键
(2)4－甲基咪唑(
)也可与Cu2+形成配合物，4－甲基咪唑分子中1 号N 原子的孤电子对因参与形成
大π 键，电子云密度降低。1 号N 原子杂化方式为 ， (填“1”或“3”)号N 原子更容易与Cu2+形成
配位键。
(3)图2 是MgCu2的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方
式排列的Cu。图3 是沿立方格子对角面取得的截面。Mg 原子的半径为 pm，该晶胞中原子的空间利用
率为 。
8．（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）铁、锰、铬、锌、铜及其化合物在生产生活中应用广泛。
回答下列问题：
(1)基态Fe 原子的价电子排布式为 。
(2)第二电离能：
(填“>”“<”或“=”)。
(3)一种香豆素衍生物(CHP)可作为测定
的荧光探针，其原理如图所示。
①CHP 所含元素(C、O、N)的电负性从大到小的顺序为 (填元素符号，下同)；其第一电离能从大到小的顺
序为 。
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②CHP—Zn 中N 原子的杂化类型为 。
(4)
的一种晶体中，氧原子的堆积模型为面心立方最密堆积(如图所示)，Mn(Ⅱ)填充在氧原子围成的正四面
体空隙中，Mn(Ⅲ)填充在氧原子围成的正八面体空隙中。
已知：
晶胞的体积为
，
表示阿伏加德罗常数，则该晶体的密度为
(用含
、V 的代
数式表示)。
【能力提升】
1．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考模拟预测）X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的四种短周期主族元
素。甲、乙、丙依次为元素X、Y、Z 与元素W 形成的化合物，丁为Z 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液。
常温下，丙为红棕色气体，乙能使澄清石灰水变浑浊。上述物质转化关系如图所示，下列说法错误的是
A．H2W2为非极性分子，H2W 为极性分子，且沸点： H2W2> H2W
B．若Y 的最高价氧化物的晶胞参数为apm，则其晶胞密度为
，距离最近的两个分子之间
的距离为
a pm
C．电负性： W>Z>Y>X； 第一电离能： Z>W>X>Y
D．Z 的最高价氧化物对应水化物的酸根离子的空间构型为三角锥形，Z 原子发生sp2杂化
2．（2023·吉林长春·东北师大附中校考模拟预测）钠硒电池是一类以单质硒或含硒化合物为正极、金属钠为负
极的新型电池，具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以Cu2-xSe 填充碳纳米管作为正极材料的一种钠硒
电池工作原理如图所示，充放电过程中正极材料立方晶胞内未标出因放电产生的0 价Cu 原子。下列说法错误的
是
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A．每个Cu2-xSe 晶胞中Cu2+个数为4x
B．在Na2Se 晶胞结构中，Se2-占据的位置是项点和面心
C．充分放电时，正极的电极反应式为Cu2-xSe + 2Na++2e-=Na2Se+(2-x)Cu
D．充电时外电路中转移lmol 电子，两极质量变化差为23g
3．（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
4．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）化学式为
的笼形包合物四方晶胞结构
如图所示(H 原子未画出)，晶胞中N 原子均参与形成配位键，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为
a=b≠c，
则下列叙述正确的是
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A．Zn 在元素周期表d 区
B．设晶体中
原于的杂化方式为
C．
D．Ni2+与Zn2+的配位数之比为2：3
5．（2023·山西·校联考模拟预测）地球上的硅大部分以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，它们的基本结构单位是
硅氧四面体[
](图1)。石英晶体中的硅氧四面体相连构成螺旋链(图2)。天然硅酸盐组成复杂，硅、氧原子通
过共用氧原子形成各种不同的硅酸根阴离子，一种层状硅酸根阴离子结构如图3 所示。下列说法正确的是
A．基态Si 原子的原子核外的电子有14 种空间运动状态
B．二氧化硅中硅原子的配位数是2
C．图2 中Si 原子的杂化轨道类型是
D．图3 层状硅酸根阴离子结构中硅和氧的原子个数比为2∶5
6．（2023·山东淄博·统考三模）
是锂离子电池正极材料，晶体中
围绕
形成八面体，八面体共棱形
成层状空间结构，与
层交替排列。在充放电过程中，
(Ⅲ)与
(Ⅳ)相互转化，
在层间脱出或嵌入，晶
胞组成变化如图所示。下列说法正确的是
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A．
中
B．每个
晶胞中
与Co(Ⅳ)个数比为
C．每个
晶胞转化为
晶胞转移的电子数为4
D．相同质量的
分别转化为
与
转移电子数之比为
7．（2023·河南郑州·郑州外国语学校校考模拟预测）Cu 元素及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途。请
回答下列问题：
(1)基态Cu 原子价电子排布图为 ，其原子核外电子占据的最高能层符号为 ，其最外层电子的电
子云形状为 。
(2)4－甲基咪唑(
)可与Cu+形成配合物。4－甲基咪唑中，1 号N 原子的孤电子对因参与形成大π
键，电子云密度降低。
①4－甲基咪唑中 (填“1”或“3”)号N 原子更容易与Cu+形成配位键。4－甲基咪唑中的大π 键可表示为
。(表示方法为Π
，n 为成环原子个数，m 为形成大π 键电子个数)
②配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与Cu+之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含O 配
体与Cu+配位，所得配合物的稳定性比含N 配体低，可能的原因是 。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体，结构如图。
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甘氨酸铜中铜原子的杂化方式为 。(填“sp3”或“dsp2”)
(4)O、Cu、Ba、Hg 形成的某种超导材料的晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为
g•cm-3。
8．（2023·山东·校联考模拟预测）锰及其化合物在化学实验室和化工生产应用非常广泛，回答下列问题：
(1)乙酰丙酮锰(Ⅲ)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶联的试剂，Me 表示
，中心离子为
离子，采用
杂化，其结构如图1 所示。
乙酰丙酮锰(Ⅲ)中含有 个配位键(
表示阿伏伽德罗常数)，该物质中碳原子的VSEPR 模型为
。若中心离子含有单电子，则配合物为顺磁性物质，则乙酰丙酮锰(Ⅲ) 顺磁性(填“有”或“无”)。
基态原子中，与Mn 同周期中且单电子数与
相同的元素是 。
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(2)酸性
能把
氧化成
，
能形成如图2 所示大
键，而羧基酸性随大
键
电子云密度的增大而减弱，则
、
、
酸性从强到弱顺序是 ，
沸点低于
原因是 。
(3)Mn(Ⅱ)位于
围成的八面体空隙中，形成无限螺旋链的络离子，同一条链内原子作用很强，其形成晶胞结构
图沿x、y 晶轴方向投影如图a 所示，晶胞俯视图如图b 所示，晶胞参数为
、
和
，则该晶胞所带电
荷为 ，阿伏伽德罗常数的值为
，该晶体的密度为
(用含
、a、b 的式子表
示)。
【真题感知】
1．（2023·江苏·统考高考真题）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
2．（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
3．（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
4．（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
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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
5．（2023·全国·统考高考真题）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石
矿物(
)。回答下列问题：
(1)基态
原子的价电子排布式为 。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 ，铁的化合价为
。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表：
物质
熔点/℃
800.7
与
均为第三周期元素，
熔点明显高于
，原因是 。分析同族元素的氯化物
、
、
熔点变化趋势及其原因 。
的空间结构为 ，其中
的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c 轴的投影图如下所示，晶胞
中含有 个
。该物质化学式为 ，B-B 最近距离为 。
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