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备战2025 年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义
考点34 常见晶体类型、晶胞结构分析与计算
知识精讲
一．晶体和晶胞
二．常见晶体类型和性质
三．典型晶体模型结构分析
四．晶体结构的有关计算
课后精练
选择题：
25
题
非选择题：
5
题
建议时长：
60
分钟
实际时长：
分钟
一．晶体和晶胞
1．物质的聚集状态
（1）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，在液态则介于二者之间。
（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．晶体与非晶体
（1）晶体与非晶体的区别
比较
晶体
非晶体
结构特征(本质区别)
结构粒子周期性有序排列
结构粒子相对无序排列
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
1
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二者区别方法
间接方法
测定其是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X 射线衍射实验
实例
冰、NaCl、Fe
玻璃、石蜡
（1）晶体与非晶体的本质区别：是否有自范性。
（2）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。
（3）晶体、非晶体与几何外形无关。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，如玻璃。晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。固体粉末状也可能是
晶体，如K2Cr2O7粉末、KNO3粉末。
（4）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。
（2）获得晶体的三条途径
①熔融态物质凝固，如：从熔融态结晶出来的硫晶体。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)，如：凝华得到的碘晶体。
③溶质从溶液中析出，如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
3．晶胞
（1）概念：描述晶体结构的基本单元，是晶体中最小的结构重复单元。
（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：所有晶胞都是平行排列，取向相同。
③形状：一般而言晶胞都是平行六面体，但不一定是最小的“平行六面体”。
4．晶胞中粒子数目的计算方法——均摊法
（1）原则：晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个粒子分得的份额
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
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②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定：
三棱柱
六棱柱
当晶胞为六棱柱时，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2
个六棱柱所共有，即顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒分别有、、、属于
该六棱柱。
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
【注意】审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶胞结构”，若是分子结构，其化学式由图中所有实际
存在的原子个数决定，且原子个数可以不互质(即原子个数比可以不约简)。
二．常见晶体类型和性质
3
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1．晶体的分类
（1）分类依据：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同，将晶体分为如下5 种：分子晶体、原
子晶体、离子晶体、金属晶体、混合晶体。
（2）常见类别
共价化合物
非金属单质
化合物
单质
离子化合物
金属单质
金属晶体
离子晶体
纯净物
大部分为分子晶体
2．四种晶体类型的比较
类型
比较
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
概念
分子间以分子间
作用力相结合的
晶体
相邻原子间以共
价键相结合而形
成空间网状结构
的晶体
通过金属离子与
自由电子之间的
较强作用形成的
晶体
阳离子和阴离子
通过离子键结合
而形成的晶体
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
范德华力
(某些含氢键)
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
难溶于常见溶剂
大多易溶于水等
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
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
大多数非金属单
质、气态氢化
部分非金属单质
(如金刚石、
金属单质与合金
(如Na、Al、
金属氧化物(如
K2O、
4
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物、酸、非金属
氧化物(SiO2除
外)、绝大多数
有机物(有机盐
除外)
硅、晶体硼)、
部分非金属化合
物[如金刚砂
(SiC)、SiO2、氮
化硼(BN)、氮化
硅(Si3N4))]
Fe、青铜)
Na2O)、强碱
(如KOH、
NaOH)、
绝大部分盐(如
NaCl)
（1）共价晶体一定含有共价键，而分子晶体可能不含共价键。
（2）含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶
体。
（3）共价晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1710 ℃，MgO 的熔点为2852
℃。
（4）金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na 的熔点为97 ℃，尿素的熔点为
132.7 ℃。
（5）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(1.54×10－10 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。
（6）由原子形成的晶体不一定是共价晶体，如由稀有气体原子形成的晶体是分子晶体。
3．晶体熔点高低的比较
（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）同种类型晶体熔、沸点的比较——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小
①共价晶体
→→→
如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
②离子晶体
一般地说，阴、阳离子所带的电荷数越多，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。
5
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③分子晶体
a．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，如熔、沸
点：H2O>H2Te>H2Se>H2S。
b ．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，如熔、沸点：
SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
c．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，如熔、沸点：
CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
d．同分异构体，支链越多，熔、沸点越低，如熔、沸点：
④金属晶体
金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜
Mg＜Al。
4．晶体类型的判断方法
（1）依据物质的类别判断
①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH 等)和绝大多数的盐是离子晶体。
②由非金属元素组成的物质(铵盐、金刚石、石墨、晶体硅、SiO2、碳化硅、晶体硼等除外)是分子晶
体。
③金属单质或合金是金属晶体。
（2）依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点多数较高。
②共价晶体熔点很高。
③分子晶体熔点低。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)。
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点相当低(如汞、铯)。
（3）依据导电性判断
①熔融状态时能导电的化合物为离子晶体。
6
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②共价晶体一般为非导体。
③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，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。
（4）依据硬度和机械性能判断
①离子晶体硬度较大、硬而脆。
②共价晶体硬度大。
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(如钠、钾等)，且具有延展性。
（5）依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
①由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；
②由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；
③由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；
④由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。
三．典型晶体模型结构分析
1．常见分子晶体结构分析
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。
晶体
晶体结构
结构分析
7
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干冰
①每8 个CO2构成1 个立方体且在6 个面的面心又各有1 个CO2，每
个晶胞中有4 个CO2分子
②每个CO2分子周围紧邻的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
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。
【微点拨】
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。
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。
2．常见共价晶体结构分析
常见的共价晶体：硼(B)、硅(Si)、金刚石、金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)
晶体
晶体结构
结构分析
金
刚
石
Si
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
1
2 个碳原子；
C
④
原子数与C—C 键数之比为1 2∶，12g 金刚石中有2 mol 共价键；
8
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** 错误的表达式 **密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)；
** 错误的表达式 **原子半径(r)与边长(a)的关系：
a=8r
SiO2
①SiO2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；
** 错误的表达式 **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；
** 错误的表达式 **密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)；
SiC
、BN
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)＝；ρ(BN)＝ (a 为晶胞边长)；
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
3．常见离子晶体结构分析
常见的金属晶体：①金属氧化物(如K2O、Na2O)；
②强碱(如KOH、NaOH)；
③绝大部分盐(如NaCl)；
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
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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
** 错误的表达式 **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
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＋
Zn
②
2＋的配位数为4，S2－的配位数为4
③密度＝
CaF2
①1 个CaF2的晶胞中，有4 个Ca2＋，有8 个F－
②CaF2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
4．金属晶体的四种堆积模型分析
常见的金属晶体：金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)。
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堆积模型
简单立方堆积
体心立方堆积
面心立方最密堆积
六方最密堆积
晶胞
或
代表金属
Po
Na K Fe
Cu Ag Au
Mg Zn Ti
配位数
6
8
12
12
晶胞内原子数目
1
2
4
2
原子半径(r)和晶胞
边长(a)的关系
a＝2r
a＝4r
a＝4r
密度的表达式
空间利用率表达式
用电子气理论解释金属的性质：
5．混合晶体
（1）石墨
石墨
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，C 原子采取的杂化方式是sp2
③每层中存在σ 键和π 键；
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④石墨的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硬度不大、有滑腻感、能导电；
像石墨这样的晶体是一种混合型晶体，既有共价键，又有金属键和范德华力。石墨晶体是层状结构，
层与层之间靠范德华力维系。石墨的二维结构中，每个碳原子的配位数是3，平均每个正六边形拥有的碳
原子个数是2，呈sp2杂化，有一个未参与杂化的2p 电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。由于所有的p
轨道相互平行而且相互重叠，使p 轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，因此石墨有类似金属晶体的
导电性。
（2）石墨与金刚石的比较
金刚石
石墨
晶体类型
共价晶体
混合晶体
构成微粒
碳原子
碳原子
微粒间的作用力
C－C 共价键
C－C 共价键、分子间作用力
碳原子的杂化方式
sp3杂化
sp2杂化
碳原子成键数
4
3
碳原子有无剩余价电子
无
有一个2p 电子
配位数
4
3
晶体结构特征
正四面体空间网状结构
平面六边形层状结构
最小碳环
六元环、不共面
六元环、共面
键长
金刚石中C—C>石墨中C—C
键能
金刚石<石墨
稳定性
金刚石<石墨
熔、沸点
金刚石<石墨
键角
109°28′
120°
6．过渡晶体：纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是这四种晶体类型之间的过渡晶体，以离子晶体和
共价晶体之间的过渡为例，如Na2O、Al2O3中既有离子键成分，也有共价键成分，Na2O 中离子键成分占
62%，因而通常当作离子晶体来处理，Al2O3中离子键成分占41%，因而通常当作共价晶体来处理。
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四．晶体结构的有关计算
1．确定晶胞中原子坐标与投影图
晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用3 个分别≤1 的数在立体坐标系中表示出来。
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。
（1）钾型晶胞结构模型的原子坐标与投影图
①粒子坐标：若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6 的原子坐
标为(0，1，1)，7 为(1，1，1)，9 为。
②x、y 平面上的投影图：
（2）铜型晶胞结构模型的原子坐标和投影图
①粒子坐标：若1(0，0，0)，13，12，则15 的原子坐标为，11 为。
②x、y 平面上的投影图：
（3）金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图
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
的坐标分别为、、、。
②x、y 平面上的投影图：
（4）沿体对角线投影
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①钾型晶胞
②铜型晶胞
2．晶体密度、晶体中粒子间距离的计算
晶体密度的计算公式推导过程
若1 个晶胞中含有x 个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝
＝
mol
晶胞的质量为：m＝n·M＝
g
密度为：ρ＝
右图为CsCl 晶体的晶胞
假设相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl 的摩尔质量用M g·mol－1表
示，则CsCl 晶体的密度为ρ＝g·cm－3
晶体中粒子间距离的计算：
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3．空间利用率的计算方法
（1）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。
空间利用率＝×100%。
（2）空间利用率的计算步骤：首先计算晶胞中的粒子数；再计算晶胞的体积。
如：六方晶胞(如图)。
S＝2r×r＝2r2
h＝r
V(球)＝2×πr3
V(晶胞)＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3
空间利用率＝×100%
＝×100%≈74%
4．立方体晶胞中微粒周围其他微粒个数的判断
（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。
判断某种粒子周围等距且紧邻的粒子数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl 晶体中，Na＋周围的
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Na＋数目(Na＋用“”表示)：
每个面上有4 个，共计12 个。
1．下列各组物质的鉴别方法中，不可行的是
A．真丝和涤纶：灼烧，闻气味
B．
和
：通入澄清石灰水中
C．水晶和玻璃：
射线衍射实验
D．苯和甲苯：加入酸性
溶液
【答案】B
【详解】A．真丝的主要成分是蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，涤纶是合成纤维，灼烧时有刺激性气
味，可以鉴别，故A 项可行；
B．CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊，无法鉴别，故B 项不可行；
C．玻璃是非晶体，水晶是晶体，晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排
列，X 射线衍射可以看到微观结构，可以鉴别，故C 项可行；
D．苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以鉴别，故D 项可行；
故本题选B。
2．钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法错误的是
A．该钒的氧化物的化学式为
B．中心V 原子与配位O 原子正八面体结构
16
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C．V 原子的配位数与O 的配位数之比为1 2∶
D．该晶胞的密度为
【答案】C
【详解】A．晶胞中V 原子位于顶点和体心，数目为
；O 原子位于上下面上和体内，数目为
，二者原子数日之比为1 2∶，故氧化物化学式为
，A 正确；
B．中心V 原子与配位O 原子正八面体结构，B 正确；
C．体心V 原子的配位数为6，O 原子配位数为3，所以V 原子的配位数与O 的配位数之比为2 1∶，C 错
误；
D．
，
，
，D 正确。
故选C。
3．设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．
的
溶液中含有
个
B．
中含有
个中子
C．
共价晶体
中含有
个
健
D．标准状况下
HCHO 中含有
个
键
【答案】D
【详解】A．
部分电离出H+和
，
的
溶液中所含
数目小于
，A
错误；
B．
，所含中子数为9NA，B 错误；
C．
是分子晶体，不是共价晶体，C 错误；
D．C=O 中有1 个
键，标准状况下
HCHO 的物质的量为0.5 mol，含有
个
键，D 正确；
故选D。
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4．钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3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，B 代
表Pb2＋，A 的原子分数坐标为(0，0，0)，B 的为(
)。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中错误
的是
A．该晶体的密度为
g·cm-3
B．N、I、Pb 均属于p 区元素
C．C 的原子分数坐标为 (1，
，
)
D．若沿z 轴向xy 平面投影，则其投影图如图2 所示
【答案】A
【详解】A．A 有8 个在顶点，个数为：
；B 位于体心个数为1；C 位于面心，个数为：
；
结合化学式可知C 代表碘离子，A 为(CH3NH3)+，晶胞质量为
，晶胞体积(a×10－10)3 cm3，该晶体的
密度为
g·cm-3，故A 错误；
B．N、I、Pb 分别为VA、VIIA、IVA 族元素，均属于p 区元素，故B 正确；
C．结合坐标轴及C 原子位置可知C 的原子分数坐标为(1，
，
)，故C 正确；
D．若沿Z 轴向xy 平面投影，则其投影图如图2 所示，中心为面心和体心的投影重叠，故D 正确；
故答案选A。
5．下列关于晶体结构和性质的叙述正确的是
A．同一元素形成的单质可能具有不同的晶体结构
18
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B．等离子体是由阴、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质
C．天然气水合物晶体是分子晶体，其中仅存在范德华力
D．冰和干冰都是分子晶体，因此二者晶体中每个分子周围的紧邻分子均为12 个
【答案】A
【详解】A．金刚石是共价晶体，石墨是混合晶体，C60是分子晶体，它们都是碳元素的不同单质，故A 正
确；
B．等离子体也可以是液态，B 错误；
C．天然气水合物晶体是分子晶体，其中存在范德华力、氢键、共价键，C 错误；
D．干冰是由分子密堆积形成的晶体，一个分子周围有12 个紧邻的分子，冰晶体中每个水分子周围只有4
个紧邻的水分子形成四面体结构，D 错误；
本题选A。
6．
是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如下图所示。
下列说法正确的是
A．基态
的价电子排布式为
B．
的
为
C．图示的
晶胞中
D．
晶胞中
的配位数为4
【答案】C
【详解】A．Zn 是30 号元素，基态Zn 的价电子排布式为
，则基态
的价电子排布式为
，A
错误；
19
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B．
晶体中Zn2+的个数为4，S2-的个数为
=4，
的
为
=
，B 错误；
C．图示的
晶胞中Li+的个数为6，Zn2+的个数为6，则
，C 正确；
D．由
晶胞结构可知，距离S2-最近且相等的Li+有8 个，则
的配位数为8，D 错误；
故选C。
7．磷化铝遇水、酸时迅速分解，放出毒性剧烈的磷化氢气体。磷化铝的晶胞结构如图所示，已知晶体的
密度为
，
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．基态P 原子中共有5 种能量不同的电子
B．
和
均是由极性键构成的极性分子
C．P 原子周围最紧邻的P 原子有8 个
D．该立方晶胞的棱长为
【答案】C
【详解】A．基态P 原子在1s、2s、2p、3s、3p 运动的电子能量不同，其中在2p 的3 个简并轨道、3p 的3
个简并轨道上运动的电子能量相同，共5 种，A 项正确；
B．
和
均是由极性键构成的极性分子，B 项正确；
C．采用换位思考，由于晶胞中Al 和P 的个数相等，位置等价（若将Al 和P 原子都看作是碳原子，则该晶
胞为金刚石晶胞），以P 原子周围最紧邻的P 原子数，跟Al 原子周围最紧邻的Al 原子数相等，而Al 原子
周围最紧邻的Al 原子数（晶胞中Al 的排布与干冰中
分子的排布相同）容易得出是12 个，C 项错误；
D．该晶胞中含有4 个AlP，由立方晶胞密度计算公式：
，得到晶胞的棱长
，D 项正
确；
20
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答案选C。
8．Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43℃，其结构如图所示)是有机化合物羰基化反应的催化剂，也可用于制备高
纯镍(镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，其体积为a3)。下列说法错误的是
A．图中Ni(CO)4中含有σ 键的数目为8
B． Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体
C．镍的晶胞中镍原子配位数为8
D．镍的晶胞中镍原子半径为
【答案】C
【详解】A．已知单键为σ 键，三键有1 个σ 键和2 个π 键，由题干图中Ni(CO)4的结构示意图可知，
Ni(CO)4中含有σ 键的数目为8，A 正确；
B．由题干信息可知，Ni(CO)4四羰合镍的沸点43℃，沸点较低，故Ni(CO)4晶体的类型为分子晶体，B 正
确；
C．由题干信息可知，镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，故镍的晶胞中镍原子配位数为
=12，C 错误；
D．由题干信息可知，镍的晶胞结构类型与铜的相同，为面心立方晶胞，其体积为a3，则晶胞的边长为a，
则面对角线为镍原子半径的4 倍，故镍的晶胞中镍原子半径为
，D 正确；
故答案为：C。
9．黑磷在储能、电子和光伏发电等领域有广泛的应用前景，其晶体结构是与石墨类似的层状结构，如图
所示，下列有关说法正确的是
21
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A．黑磷晶体中P 原子的杂化方式为
杂化
B．黑磷晶体中层与层之间的作用力是配位键
C．
黑磷晶体中含有
键
D．熔点：黑磷＜红磷＜白磷
【答案】C
【详解】A．由黑磷的结构可知，黑磷晶体中P 原子形成3 个σ 键，含有1 个孤电子对，杂化方式为
杂
化，A 错误；
B．黑磷具有与石墨类似的层状结构，为混合型晶体，层与层之间的作用力为范德华力，B 错误；
C．利用均摊法求得黑磷晶体中平均1 个磷原子形成1.5 个共价键，则
黑磷晶体中含有
键，C 正确；
D．黑磷结构与石墨类似为混合型晶体，其熔沸点很高，故黑磷晶体的熔沸点比白磷、红磷高，D 错误．
故选C。
10．用红土镍矿(含
等)制取镍的氧化物
的工艺流程如图1 所示。已知滤渣
Ⅱ主要成分是铁黄
晶胞如图2 所示，晶胞边长为
。
已知：
，阿伏伽德罗常数的值为
。下列说法不正确的是
A．滤渣Ⅰ的主要成分为
B．步骤Ⅱ除铁的离子方程式为
C．
中，
，镍离子的价层电子排布式为
D．该氧化物晶体的密度为
【答案】B
【分析】红土镍矿(含
等) 加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Fe2+、
22
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Co2+等，二氧化硅不溶，形成滤渣，滤液中加入Cl2氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液的
pH，使铁离子、钴离子全部沉淀，过滤后得到NiSO4，滤液经处理可得到镍的氧化物，该氧化物的晶胞结
构为：镍离子位于顶点和面心，氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中，填充率为100%，则氧化镍晶
胞
，据此分析解答
【详解】A．由分析知滤渣I 的主要成分为
，A 正确；
B．步骤Ⅱ除铁先氧化后双水解的离子方程式为，
B 错
误；
C．在氧化镍晶胞
中，镍位于面心和顶点共含有4 个，O 位于体心和棱上，液含有4 个，
故x=1，镍为28 号元素，故镍离子的价层电子排布式为
，C 正确；
D．该氧化物晶体的密度为
，D 正确；
故选B。
11．X、Y、Z、M、Q 五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X 是宇宙中含量最多的元素，同周期Y
的简单离子半径最大，Y 与Z 相邻，Z、M 的核电荷数之比为2 3∶，基态Q 原子的价电子中s 能级和p 能级
的电子数相等。下列说法不正确的是
A．简单氢化物的稳定性：Z＞Y＞Q
B．电负性：Z＞Y＞X＞Q＞M
C．X、Z 元素形成的单质分子不都是非极性分子
D．Y 与M、Q 形成的化合物M3Y2、Q3Y4都是共价晶体
【答案】D
【分析】X、Y、Z、M、Q 五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X 是宇宙中含量最多的元素，则X
为H；同周期Y 的简单离子半径最大，则Y 为N；Z、M 的核电荷数之比为2:3，则Z 为O，M 为Mg；基
态Q 原子的价电子中s 能级和p 能级的电子数相等，则Q 为Si，据此分析解答。
23
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【详解】由分析知，X 为H，Y 为N，Z 为O，M 为Mg，Q 为Si，
A．非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞N＞Si，则简单氢化物的稳定性：H2O＞
NH3＞SiH4，故A 正确；
B．同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，则电负性：O＞
N＞H＞Si＞Mg，故B 正确；
C．H、O 元素形成的单质分子有H2、O2、O3，其中H2、O2是非极性分子，O3是极性分子，故C 正确；
D．N 与Mg 形成的化合物Mg3N2是离子晶体，故D 错误；
故选D。
12．下列化学用语或表述正确的是
A．基态
价电子轨道表示式为
B．
中铜的杂化方式为sp3
C．O3中的共价键类型为极性键
D．氟化钙晶胞可表示为
【答案】C
【详解】
A．Fe 原子序数26，基态
价电子轨道表示式为
，A 错误；
B．
为平面结构，所以铜的杂化方式不可能是sp3，B 错误；
C．O3为极性分子，则分子中共价键类型为极性键，C 正确；
D．
无法“无隙并置”，不是氟化钙的晶胞结构，D 错误；
答案选C。
24
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13．泥土彩塑(左图)是我国的一种传统民间艺术。在制作过程中匠人向泥中加入鸟粪石有利于减少风干的
时间并避免泥塑出现裂缝，鸟粪石的某种晶胞结构如图所示，下列说法错误的是
A．该晶体属于离子晶体
B．该晶体中Mg 和P 的个数比为3：2
C．以
的P 为顶点的晶胞中含两个N，剩余P 占据晶胞部分面心，则面心占有率为
D．鸟粪石也可用于吸附沉降水中的重金属离子，可能与其晶体表面大量的氧原子和羟基有关
【答案】B
【详解】A．由晶胞结构可知，鸟粪石晶胞中含有六水合镁离子、铵根离子和磷酸根离子，则该晶体是由
阴阳离子形成的离子晶体，故A 正确；
B．由晶胞结构可知，鸟粪石晶胞中位于顶点和体心的磷酸根离子的个数为4×
+1=
，位于面心的六水
合镁离子的个数为3×
=
，则晶体中镁原子和磷原子的个数比为1：1，故B 错误；
C．由晶胞结构可知，鸟粪石晶胞中磷酸根离子位于顶点和体心，铵根离子和六水合镁离子位于面心，则
以磷酸根离子的磷原子为顶点的晶胞中含两个氮原子，剩余磷原子占据晶胞部分面心，则面心占有率为
，故C 正确；
D．由晶胞结构可知，鸟粪石晶体表面大量的氧原子和羟基，所以鸟粪石也可用于吸附沉降水中的重金属
离子，故D 正确；
故选B。
14．关于物质的结构与性质，下列说法正确的是
25
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A．N(NO2)3的中心氮原子采用sp2杂化
B．P4属于极性分子
C．As2S3和NH3均为分子晶体
D．上述主族元素中第一电离能最大的是O
【答案】C
【详解】A．由题干物质结构式可知，N(NO2)3的中心氮原子周围形成3 个σ 键，仍然有1 对孤电子对，即
其周围的价层电子对数为4，故采用sp3杂化，A 错误；
B．P4分子中化学键均为非极性键，分子中正负电荷中心重合，故属于非极性分子，B 错误；
C．As2S3和NH3均为共价化合物，均由分子通过分子间作用力形成的分子晶体，C 正确；
D．根据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，同一主族从上往
下依次减小可知，上述主族元素中第一电离能最大的是N，D 错误；
故答案为：C。
15．下列说法不正确的是（ ）
A．若
12C 原子的质量为a g，A 原子的质量为b g，则A 元素的相对原子质量为
B．氯化钠晶体不导电，但存在钠离子和氯离子
C．黄色晶体碳化铝，熔点2200℃，熔融态不导电，可能是原子晶体
D．
18O2与
16O2化学性质相似，物理性质有所不同
【答案】A
【详解】A．一个
12C 的质量是a g，某元素1 个原子的质量是b g，则该原子的相对原子质量为
，1mol
某元素原子的质量为bNA g，原子的摩尔质量和其相对原子质量数值相等，该元素的相对原子质量为bNA，
由于一种元素可能含有多种原子，
或bNA是该原子的相对原子质量，而元素的相对原子质量无法计
算，故A 错误；
B．氯化钠是离子晶体，存在钠离子和氯离子，晶体本身不导电，故B 正确；
C．碳化铝晶体熔点2200℃，熔融态不导电，根据原子晶体的特征推断，碳化铝属于原子晶体，故C 正
确；
26
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D．
18O2与
16O2均是氧气，二者互为同素异形体，其化学性质相似，物理性质不同，故D 正确；
答案选A。
16．常用于检验
的试剂为
，反应生成的蓝色沉淀其晶体中基本单元的部分结构如图。下
列说法正确的是
A．如图可表示蓝色晶体的一个晶胞
B．由如图结构可推测
中N 为配位原子
C．1 个上述结构有1 个单位负电荷
D．
有
个
键
【答案】B
【详解】A．蓝色晶体化学式为
，阴离子
，阳离子是K+、Fe2+ ，图中几何体是
的重复单位，不能表示一个晶胞，故A 错误；
B．
中的铁为
，图中与
配位的原子为N 原子，故B 正确；
C．上述单位中含有
的个数为
，含有
的个数为
，则正电荷为
，含
有
个数为
，则负电荷数量为3，则1 个上述结构有0.5 个单位负电荷，故C 错误；
D．
，中含有6 个配位键，
内部含有1 个
键，2 个π 键，则
有
键
个
键，故D 错误；
故选B。
17．晶体世界丰富多彩、复杂多样，各类晶体具有的不同结构特点，决定着它们具有不同的性质和用途。
27
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氢化铝钠
是一种新型轻质储氢材料，其晶胞结构如图所示，为长方体。设阿伏加德罗常数的值为
，下列说法错误的是
A．
晶体的密度为
B．
中氢元素显
价
C．若
晶胞上下面心处的
被
取代，得到的晶体的化学式为
D．
中中心原子Al 的杂化方式为
杂化
【答案】A
【详解】A．晶胞中
个数为
，
个数为
，晶体的密度
，A 错误；
B．因金属只有正价，则
中氢元素显
价，B 正确；
C．若
晶胞上下面心处的
被
取代，晶胞中
个数为
，
个数为
，
个数为
得到的晶体的化学式为
，C 正确；
D．
中中心原子Al 的价层电子对数为
，中心原子Al 的杂化方式为
杂化，D 正
确；
故选A。
18．加热煮沸的浓
溶液和白磷反应可制
，该过程同时可获得
。其中一个反应为：
28
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。下列说法不正确的是
A．
为四面体结构，其中键角
约为
B．
、
与
都是分子晶体
C．已知
的配位能力比
强，这是由于
配体中的
存在
空轨道
D．反应过程中有极性键、非极性键的断裂，也有极性键、非极性键的形成
【答案】A
【详解】A．
为正四面体结构，四个面均为正三角形，键角
为
，故A 项错误；
B．
、
与
都是分子晶体，故B 项正确；
C．
利用N 的孤电子对与过渡金属配位形成配位键，而
的中心原子P 有空的d 轨道，可以接受过
渡金属d 轨道上的电子形成配位键，使
与过渡金属生成的配合物更加稳定，因此与金属离子的配位能
力NH3＜PH3，故C 项正确；
D．反应过程中有水分子中的O-H 极性键断裂、
分子中的P-P 非极性键的断裂，
分子中有P-H 极性
键形成、P2H4分子中有P-P 非极性共价键形成，故D 项正确；
故本题选A。
19．钙镁矿、
、
的结构模型如图所示。下列说法正确的是
A．钙镁矿中，1 号原子的坐标为
，2 号原子的坐标为
B．钙镁矿中，距离硫原子最近的硫原子数目为4
C．
结构中
与
、
与
离子之间的作用力相同
29
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D．
晶胞中，
分子的排列方式只有3 种取向。
【答案】A
【详解】A．根据坐标系得知，1 号原子的坐标可得(
，
，
)，2 号原子的坐标为(
，
，
)，故A 项
正确；
B．以硫原子为顶点，构成的立方晶胞结构中硫原子的位置位于顶点和面心，所以距离硫原子最近的硫原
子数目为12，故B 项错误；
C．
与
为配位键，H2O 与
之间存在氢键，所以两者作用力不同，故C 项错误；
D．干冰晶体中二氧化碳分子的排列方向有4 种，即在顶点上1 种，3 对平行面心上3 种，故D 项错误；
故本题选A。
20．在不同的压强和温度区间，可以获得不同结构的氮分子结晶。部分固态氮分子相的存在范围及晶胞结
构如表所示，其中α 相晶胞是立方晶胞，晶胞边长为apm。下列说法错误的是
分子相
α 相
γ 相
温度和压强
＜35.6K，＜0.35GPa
＜40-0K，0.35～1.96GPa
结构
A．继续增大压强，可能形成共价晶体结构的氮同素异形体
B．α 相、γ 相晶胞中，分子配位数均为12
C．α 相、γ 相晶胞中，原子个数之比为2 1∶
D．α 相晶体密度为
g•cm-3
【答案】B
【详解】A．在通常状况下，
分子内部以极强的共价键结合，分子间以较弱的范德华作用力结合。随着
压强的不断增大，分子间距离不断被压缩。固体分子中分子间距逐渐接近于原子尺寸级别，且不同分子中
相邻原子之间的相互作用逐渐增强。当分子间相互作用与分子内部的原子间共价作用相当时，分子内部原
30
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有的共价键会被破坏发生断裂，从而使得双原子分子结构发生解离，转变为原子相，A 项正确；
B．
相晶胞是立方晶胞，分子配位数为12，
晶胞是四方晶系晶胞，分子配位数为8，B 项错误；
C．
相晶胞中平均含有
个分子，
相晶胞中平均含有
个分子，此时原子个数
之比＝分子个数之比
，C 项正确；
D．
相晶体密度
，D 项正确；
故选B。
21．羟基氧化铁
吸附并氧化
，可减少有害气体的排放。反应机理为：
，其中
含有
，
分子的空间结构像一顶皇冠。下列说法错误的是
A．第一电离能：O>S
B．沸点：
C．当
中
时，反应中有
的
作还原剂
D．
中铁离子的简化电子排布式为
【答案】C
【详解】A．同主族元素从上往下，第一电离能依次降低，故第一电离能：O>S，A 项正确；
B．
为分子晶体，
为离子晶体，故沸点：
，B 项正确；
C．当
中
时，方程式为
，其中反应中有
即
的
作还
原剂，C 项错误；
D．
中铁为
，故简化电子排布式为
，D 项正确；
答案选C。
22．砷化镓(GaAs)的晶胞结构如图甲所示。将Mn 掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图
乙所示。下列说法错误的是
31
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A．图甲中，Ga 位于As 原子构成的正四面体空隙中
B．图甲中，Ga-As 的键长为a pm，则晶胞边长为
C．基态As 原子的价电子排布式4s24p3
D．稀磁性半导体材料中，Mn、As 的原子个数比为1 2∶
【答案】D
【详解】A．距离Ga 原子最近且等距离的As 原子数是4 个，且4 个As 原子构成正四面体结构，故Ga 位
于As 原子构成的正四面体空隙中，故A 正确；
B．Ga-As 的键长为晶胞体对角线长度的1/4，设晶胞边长为x，则
，所以x=
，
故B 正确；
C．基态As 原子的价电子排布式4s24p3，故C 正确；
D．由图乙可知，掺杂Mn 之后，晶胞中Mn 的数目为1×
+1×
=
，As 的数目为4，故稀磁性半导体材
料中，Mn、As 的原子个数比为5 32
∶
，故D 错误；
故选D。
23．下列化学用语或表述错误的是
A．
的晶体类型：分子晶体
B．1 个干冰(固态二氧化碳)晶胞中
分子存在4 种空间取向
C．
的VSEPR 模型：平面三角形
D．标准状况下，11.2L 的NO 中电子总数为
32
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【答案】A
【详解】A．
属于共价晶体，A 错误；
B．干冰晶胞中顶点的8 个
分子空间取向相同，上下面心的2 个
分子空间取向相同，左右面心的2
个
分子空间取向相同，前后面心的2 个
分子空间取向相同，共4 种看空间取向，B 正确；
C．
中心原子S 价层电子对数：
，VSEPR 模型为平面三角形，C 正确；
D．标准状况下，11.2L 的NO 物质的量为0.5mol，每个NO 分子中含电子数为15，则0.5molNO 中含电子
总数为
，D 正确；
答案选A。
24．
是
二元体系的唯一稳定化合物，具有高熔点、高硬度、高弹性模量的特性，是一种半导
体材料，在光电子器件、激光、半导体制造等领域具有重要应用前景，其立方晶胞的晶胞参数为
，且
在
的平面投影如图所示，以下说法正确的是
A．基态原子的第一电离能：
B．离
原子最近的
原子个数为8
C．Si 原子和
原子的最短距离为
D．该晶胞密度为：
【答案】C
【分析】根据
其立方晶胞在
的平面投影及组成，可以画出其晶胞结构，如图所示：
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【详解】A．根据同一周期从左向右，基态原子的第一电离能逐渐增大的趋势，镁的第一电离能有反常，
大于铝，当仍小于硅。基态原子的第一电离能：
，A 错误；
B ．根据所画出的晶胞结构分析可得：离
原子最近的
原子位置如图所示，
因此最近的
原子个数为4，B 错误；
C．Si 原子和
原子之间的最短距离是体对角线的
，为
，C 正确；
D．由晶胞的质量公式可得该晶胞密度为：
，D 错误．
25．黄铜矿是一种铜铁硫化物矿物，是炼铜的最主要矿物原料，中国商代或更早就已由黄铜矿等铜矿物炼
铜，其最常见的四方晶系晶胞结构如图所示，下列说法错误的是
34
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A．该晶体的化学组成可表示为
B．若a 原子的分数坐标为
，则b 原子的分数坐标为
C．基态Cu 原子价层电子排布式为3d104s1
D．若该晶胞体积为
，则单位体积含Cu 质量的计算式为：
【答案】D
【详解】A．根据均摊法可知：含S 原子个数为8，
原子个数为：
，Fe 原子个数为：
，则该晶体的化学组成可表示为
，故A 正确；
B．根据a 原子分数坐标为
，可知坐标系原点的位置如图所示，
，则原子的分
数坐标为
，故B 正确；
C．铜为第29 号元素，基态
原子价层电子排布式为
，故C 正确；
D．若该晶胞体积为
，含铜的质量为：
，则单位体
积含
质量的计算式为：
，故D 错误；
故答案选D。
26．镓(Ga)是一种战略性元素，科学家制备了一种日盲紫外响应增强的全光谱
异质
结自供能光电探测器，其在零偏压下表现出200 至850 nm 的响应范围，并具备优异的稳定性和成像能力。
回答下列问题：
(1)基态Ga 原子的价层价电子排布图为 ，该基态原子最高能级的电子云轮廓图形状为 。
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(2)已知
的熔点为1000°C，而GaCl₃ 的熔点只有77.9°C，在270°C 时，氯化镓异二聚体(Ga₂Cl₆)存在
①
和
中Ga 原子的杂化方式分别为 、 。
②
的熔点比
高的原因是 。
(3)Ga 可与
(甲基麦芽酚)形成配合物，该配合物中与Ga 形成配位键的原子是 ，1 mol 甲基
麦芽酚中含有的σ 数目为 ，甲基麦芽酚中所有原子第一电离能由大到小的顺序是 。
(4)某Ga、As 组成的化合物晶胞结构如图所示，该晶体的密度为ρ g cm
⋅
-3，阿伏加德罗常数的值为
。
①该化合物的化学式为 。
②该晶胞中As 原子间的最近距离为 nm(用含ρ、
的代数式表示)。
【答案】
(1)
哑铃形(纺锤形)
(2)
为离子晶体而
为分子晶体
(3)氧原子
(4)GaAs
【详解】（1）Ga 位于周期表第四周期第IIIA 族，所以基态Ga 原子的价层电子排布式为4s24p1，排布图为
，基态Ga 原子最高能级为4p，电子云轮廓图形状为哑铃形(纺锤形)，答案：
、哑铃形(纺锤形)；
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（2）①GaCl3分子中Ga 原子价层电子对数为
=3，孤对电子数为0，所以其杂化方式为sp2，
的分子结构为
，所以其杂化方式为sp3，②氟化镓为离子晶体，
氯化镓为分子晶体，所以氟化镓的熔点比氯化镓的熔点高，答案：
、
、
为离子晶体而
为
分子晶体；
（3）
Ga 可与
(甲基麦芽酚)形成配合物，该配合物中与Ga(
)形成配位键的原子应该存在孤
对电子，所以是氧原子，1 mol 甲基麦芽酚中含有的4 mol 碳氧键，5mol 碳氢键、5mol 碳碳键，1 mol 氢氧
键，所以1 mol 甲基麦芽酚中含有的σ 数目为
，甲基麦芽酚中含有
三种原子，原子第一电
离能由大到小的顺序是
，答案：氧原子、
、
；
（4）①根据晶胞的结构图可知，As 原子位于顶点和面心，所以晶胞中氮原子个数为4，Ga 原子是位于内
部，所以晶胞中Ga 原子个数为4，即该化合物的化学式为GaAs，②设晶胞的棱长为acm，则晶胞的密度
为
，解得
，该晶胞中As 原子之间的最近距离为
，所以该晶胞中
As 原子间的最近距离为
nm，答案：GaAs、
。
27．铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素，称为铁系元素，相关化合物在生产生活中应用广
泛。
(1)铁在元素周期表中位置(周期、族)为 ，属于 区，基态
的价电子排布式为
。
(2)铁系元素能与CO 形成
、
等金属羰基化合物。金属羰基化合物的配位原子为(填元素名
称)，其更容易进行配位的原因是 。CO 与
结构相似，其中CO 分子内
键和
键的个数比
为 。
(3)
可形成两种钴的配合物。已知
的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，对两种
配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加
溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶
液中加
溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构式可表示为 ，第二种配合物的结
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构式可表示为 。若在第二种配合物的溶液中滴加
溶液，则产生的现象是 。
(提示：
这种配合物的结构式可表示为
)
(4)NiO 晶胞与NaCl 晶胞相似，如图所示：
NiO 晶胞中，每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有 个。晶胞参数为apm，
代表
阿伏伽德罗常数的值。则NiO 晶体的密度为
(只列出计算式)。
【答案】
(1)第四周期VIII 族 d 3d5
(2)碳，碳的电负性小于氧的对电子对的束缚作用低，易提供孤对电子 1：2
(3)[CoBr(NH3)5]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀
(4)12
【详解】（1）铁为26 号元素，位于元素周期表第四周期VIII 族，属于d 区，基态铁原子的价电子排布式
为3d64s2，所以基态
的价电子排布式为3d5；
（2）由于碳和氧都有孤对电子，但碳的电负性比氧的电负性小，对电子的吸引力弱，给电子能力强，因
此金属羰基化合物的配位原子为碳，其更容易进行配位的原因是碳电负性小于氧，对电子对的束缚作用
低，易于提供孤对电子；氮气有1 个σ 键，2 个π 键，CO 与N2结构相似，所以CO 分子内σ 键和
键的个
数比为1：2；
（3）
可形成两种钻的配合物。已知Co2+的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，对两
种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，说明硫酸根在外
界，则该配合物的结构式可表示为[CoBr(NH3)5]SO4，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显
现象，说明硫酸根在内界，则该配合物的结构式可表示为[Co(SO4)(NH3)5]Br，若在第二种配合物的溶液中
滴加AgNO3溶液，由于溴离子在外界，因此会生成溴化银沉淀，则产生的现象是生成淡黄色沉淀；
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（4）NiO 晶胞中，离顶点的氧离子，最近的在面心上，一个面有4 个氧离子离顶点氧最近，总共有3 个
面，因此每个氧离子周围与它最近且相等距离的氧离子有12 个；根据图中晶胞结构得到氧离子个数为
，则晶胞中有4 个NiO，晶胞参数为apm，NA代表阿伏伽德罗常数的值，则NiO 晶体的密
度为
。
28．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，下列物质都是具有广阔应用前景的储氢材料。按要求回答下列
问题：
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂，遇水后放出氢气并生成一种碱，该反应的还原剂为 。
(2)钛系贮氢合金中的钛锰合金具成本低，吸氢量大，室温下易活化等优点，基态锰的价层电子排布式为
。
(3)
(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)而成为颇具潜力的化学储氢材料之
一，它可通过环硼氮烷、
与
进行合成。
①上述涉及的元素H、B、C、N、O 电负性最大的是 。
②键角：
(填“>”或“<”)，原因是 。
(4)咔唑(
)是一种新型新型有机液体储氢材料，它的沸点比(
)的高，其主要原因是
。
(5)氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其
晶胞结构如图所示。
①距离Mg 原子最近的Fe 原子个数是 。
②铁镁合金的化学式为 。
③若该晶胞的晶胞边长为dnm，阿伏加德罗常数为
，则该合金的密度为
(
)。
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【答案】
(1)
(2)
(3)O >
分子中没有孤电子对，
有2 对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力
大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以
小于
的键角
(4)
分子中含有氢键
(5)4
【详解】（1）NaH 遇水反应的化学方程式为：NaH+H2O=NaOH+H2↑，NaH 中H 元素的化合价由-1 价升至
0 价，NaH 被氧化，NaH 作还原剂；
（2）锰的原子序数为25，基态锰原子的电子排布式为
，价层电子排布式为：
；
（3）①同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，元素的非
金属性越强、电负性越大，结合元素H、B、C、N、O 在周期表中的位置，电负性最大的是O；
CH
②
4中中心原子C 和H2O 中中心原子O 都有4 对价层电子对，但CH4分子中C 上没有孤电子对，H2O 中
O 有2 对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键
角越小，所以H2O 的键角小于CH4的键角；
（4）
中存在分子间氢键，其沸点高于
；
（5）①由晶胞可知，
原子在晶胞内，距离
最近的
为4 个；
②在晶胞中，
原子位于顶点和面心，1 个晶胞中Fe 的个数为：
，
原子在晶胞内，Mg
的个数为8，铁镁合金的化学式为
；
1
③个晶胞的质量为
g=
g，晶胞的体积为(d×10-7cm)3=d3×10-21cm3，该合金的密度
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。
29．牙齿表面覆盖的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分为难溶的羟基磷灰石
，龋齿
是有机酸使牙齿中的羟基磷酸钙溶解造成的。氟化物中的
会将其转化为氟磷灰石
，后者
更能抵抗酸的腐蚀。
(1)基态F 原子的价电子轨道排布式是 ，氟磷灰石中非金属元素第一电离能最小的是
(填名称)。
(2)图1 羟基磷灰石转化为氟磷灰石的过程用离子方程式表示： 。
(3)阴离子
的空间构型是 ，
键角
(图2)(填“<”、“>”或
“=”)。
(4)磷酸盐在微生物作用下可以转化为
。
的金属配合物已经制备成功，如
，已知该配
合物与
的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键键长，一个为0.117nm，另一个为0.122nm。请
画出
的结构示意图： 。
(5)羟基磷灰石晶体属于六方晶系，某氟取代的羟基磷灰石晶胞中
和
的分布情况如图3 所示，其中
10 个
、6 个
均位于晶胞体内(略去未标注)，晶胞参数见图注。
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①化合物中存在的共价键的类型有 (填“极性”或“非极性”)。
②该晶体的化学式是 。
③化合物的密度
。(已知：
，列出化简的计算式，阿伏加德罗常数的值
为
)
【答案】
(1)
磷
(2)
(3)正四面体形 >
(4)
(5)极性
【详解】（1）基态F 原子的价电子轨道排布式是
；氟磷灰石中非金属元素第一电离
能：F>O>P，则最小的是磷；
（2）根据图示可知，羟基磷灰石转化为氟磷灰石的过程用离子方程式表示：
；
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（3）阴离子
中磷原子的价层电子对数是4+
，磷原子孤电子对数是0，则
空间构型
是正四面体形；
中P 是sp3杂化，
键角约是109.5°，
中每个磷原子周围有三个σ 键，一个
孤电子对，则价层电子对数是
，即磷原子与周围原子构成三角锥形，
键角约是107.3°，因此
键角
>
；
（4）因为
与
的配位数相同，都是4，测得其中存在两种碳氧键键长，一个为
0.117nm，另一个为0.122nm，则
的结构示意图：
；
（5）①化合物中存在氧原子与氢原子之间的极性共价键，磷原子与氧原子之间的极性共价键等；
②一个晶胞中含有10 个
、6 个
，根据电荷守恒，一个晶胞中氢氧根和氟离子总共有2 个，根据晶
胞图可知，氢氧根个数和氟离子个数相等，则一个晶胞中氢氧根和氟离子个数都是1 个，即一个晶胞中含
有一个
、一个
、10 个
、6 个
，则该晶体的化学式是
；
③一个晶胞的质量：
，晶胞的体积：
，则该晶胞的密度：
。
30．上海理工大学与新加坡国立大学合作，设计方案提高了全固态电池
的稳定循环，方
案如图所示。
回答下列问题：
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(1)氟原子激发态的电子排布式有 (填字母，下同)，其中能量较高的是 。
A．
B．
C．
D．
(2)
和
在研磨、加热过程中还有
放出，
、B、H、F 的电负性从大到小的顺序为
。
(3)
是由
和
构成的。画出
的结构： 。
(4)
是晶体硼的衍生物，该晶体硼的基本结构单元如图所示，该结构的空间结构为正多面体。该
基本结构的键角是 ，共含有 个
键。
(5)
的晶胞如图所示。已知：
晶体密度为
，则晶胞中
与最近的
之间的距离为
(设
表示阿伏加德罗常数的值，用含
、
的式子表示)。
【答案】
(1)AD D
(2)
(3)
(4)
和
30
(5)
或
【详解】（1）氟的原子序数为9，其基态原子电子排布式为
。
，基态氟原子
能级上
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的1 个电子跃迁到
能级上，属于氟原子的激发态，A 项正确；
，核外共8 个电子，不是氟原
子，B 项错误；
核外共10 个电子，不是氟原子，C 项错误；
，基态氟原子
能
级上的2 个电子跃迁到
能级上，属于氟原子的激发态，D 项正确。而同一原子
能级的能量比
能级
的能量高，因此能量最高的是
。
（2）根据“
和
在研磨、加热过程中还有
放出”可得出氢原子在
中显
价，
即电负性：
，结合金属的电负性小于非金属以及F 的电负性最大，可得出电负性从大到小的顺序为
。
（3）
与
通过氢键结合形成
，
的结构式为
。
（4）该基本结构单元中含有20 个等边三角形，每个三角形内角和为
，内角为
；同时含有12 个正
五边形，每个正五边角形内角和为
，每个内角为
；每个B 与其他五个B 相连，故含有的
键数目为：
个。
（5）该晶胞中氟离子个数
、钠离子个数
，晶胞体积
，晶胞棱长
，晶胞中
与离它最近的
之间的距离为晶胞棱长的
，即
。
45
