第6 讲 晶体的结构与性质
【高考考向预测】
晶体结构与性质分清离子、分子、原子、金属四类晶体的构成微粒、作用力与熔沸点变化规
律，侧重晶胞均摊法计算原子数目、密度、配位数，兼顾常见晶体模型与陌生新型晶体结构分析；
近三年为物质结构大题必考模块，考频很高；预测2027 年增多新能源、超导、分子筛等陌生晶胞
素材，强化晶胞参数相关定量计算与晶体熔沸点成因分析。
考点一 晶体与非晶体
【核心梳理●明考点】
1.物质的聚集状态
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、
液晶态等。物质三态间的相互转化属于物理变化。
(2)等离子体和离子液体
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物质聚集体。离
子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(3)液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。
液晶在一定范围内既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,是因为其内部分子沿分子长轴方向
呈现出有序排列。
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
结构粒子周期性有序
排列
结构粒子无序排列
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
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
(2)获得晶体的三条途径
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。
【考点突破●明方向】
1.下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是( )
A.液晶中分子的长轴取向一致,表现出类似晶体的各向异性
B.等离子体是一种特殊的气体,由阳离子和电子两部分构成
C.纯物质有固定的熔点,但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化
D.超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体
【答案】B
【解析】等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体,故B 错误;
纯物质有固定的熔点,但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化,熔点可能下降,故C 正确。
2.水的状态除了气、液和固态外,还有玻璃态,它是由液态水急速冷却到165 K 时形成的。玻璃态的
水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,下列有关玻璃态水的叙述正确的
是( )
A.水由液态变为玻璃态,体积缩小
B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.在玻璃态水的X 射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰
【答案】C
【解析】由玻璃态的水密度与普通液态水的密度相同,质量不变,所以体积不变,故A、B 错误;由水
的状态除了气、液和固体外,还有玻璃态,可知玻璃态是水的一种特殊状态,故C 正确;玻璃态的水无
固定形态,不是晶体,X 射线衍射通过玻璃态水时,没有分立的斑点或明锐的衍射峰。
3.(1)下图中a、b 是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅?
a: ;b: 。
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是 (填字母)。
A.玻璃是非晶体
B.固体粉末都是非晶体
C.晶体内部质点具有有序性的特征,有固定的熔、沸点和各向异性
D.区别晶体和非晶体最有效的方法是通过X 射线衍射实验
【答案】(1)非晶硅 晶体硅 (2)ACD
【解析】(1)从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。(2)A 项,玻璃是一种无固定熔、
沸点的非晶体;B 项,许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形,但可通过光学显微镜或电子显微镜
看到规则的几何外形,所以固体粉末也可能是晶体。
考点二 晶体类型与结构特征
【核心梳理●明考点】
1.四种晶体类型的比较
类型
比较
分子晶体
共价晶体
金属晶体
离子晶体
构成微粒
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
2.常见晶体的结构模型
(1)典型的分子晶体——干冰和冰
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冰晶体中,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。
(2)典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅
①结构模型
②金刚石和二氧化硅结构特点分析比较
a.碳原子采取sp
3 杂化,键角为109°28';
b.每个碳原子与周围紧邻的4 个碳原子以共价键结合成正四面体结构,向空间伸展形成空间
网状结构;
c.最小碳环由6 个碳原子组成,每个碳原子被12 个六元环共用;
d.金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1 个C 原子,晶胞内部有4 个C 原子,内部的C 在晶胞的
体对角线的1
4 处,每个金刚石晶胞中含有8 个C 原子
a.Si 原子采取sp3杂化,正四面体内O—Si—O 键角为109°28';
b.每个Si 原子与4 个O 原子形成4 个共价键,Si 原子位于正四面体的中心,O 原子位于正四面
体的顶点,同时每个O 原子被2 个硅氧正四面体共用,晶体中Si 原子与O 原子个数比为1 ∶
2 ;
c.最小环上有12 个原子,包括6 个O 原子和6 个Si 原子;
d.1 mol SiO2晶体中含Si—O 数目为4 N A;
e.SiO2晶胞中有8 个Si 原子位于立方晶胞的顶点,有6 个Si 原子位于立方晶胞的面心,还有4
个Si 原子与16 个O 原子在晶胞内构成4 个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有8 个Si 原子
和16 个O 原子
(3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2
①NaCl 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-。
②CsCl 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。
③CaF2型:在晶体中,每个Ca2+吸引8 个F-,每个F-吸引4 个Ca2+,每个晶胞含4 个Ca2+,8 个F-。
(4)过渡晶体与混合型晶体
①过渡晶体
纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间
的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理,把偏向共价晶体的过渡晶
体当作共价晶体来处理。
②混合型晶体
石墨层状晶体中,层与层之间的作用是范德华力,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 。
【考点突破●明方向】
1.金刚石和石墨是碳元素形成的两种单质,下列说法正确的是( )
A.金刚石和石墨晶体中最小的环均含有6 个碳原子
B.金刚石中每个C 原子连接4 个六元环,石墨中每个C 原子连接3 个六元环
C.金刚石与石墨中碳原子的杂化方式均为sp2
D.金刚石中碳原子数与C—C 数之比为1∶4,而石墨中碳原子数与C—C 数之比为1∶3
【答案】A
【解析】金刚石中每个C 原子连接12 个六元环,石墨中每个C 原子连接3 个六元环,B 项错误;金刚
石中碳原子采取sp3杂化,而石墨中碳原子采取sp2杂化,C 项错误;金刚石中每个碳原子与周围其他4
个碳原子形成共价键,而每个共价键为2 个碳原子所共有,则每个碳原子平均形成的共价键数为4×1
2
=2,故碳原子数与C—C 数之比为1∶2;石墨晶体中每个碳原子与周围其他3 个碳原子形成共价键,
同样可求得每个碳原子平均形成的共价键数为3×1
2=1.5,故碳原子数与C—C 数之比为2∶3,D 项错
误。
2.有关晶体的结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.在NaCl 晶体中,距Cl-最近的Na+形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均含有4 个Ca2+
C.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
D.该气态团簇分子的分子式为EF
【答案】D
【解析】氟化钙晶胞中,Ca2+位于顶点和面心,数目为8×1
8 +6× 1
2=4,故B 正确;气态团簇分子不同于
晶胞,气态团簇分子中含有4 个E 原子、4 个F 原子,则分子式为E4F4或F4E4,故D 错误。
3.现有四组物质及熔点数据(℃):
Ⅰ组
Ⅱ组
Ⅲ组
Ⅳ组
金刚石:
3 550 ℃
Li:181 ℃
HF:-83 ℃
NaCl:801 ℃
硅晶体:
1 410 ℃
Na:98 ℃
HCl:-115 ℃
KCl:776 ℃
硼晶体:
2 300 ℃
K:64 ℃
HBr:-89 ℃
RbCl:718 ℃
二氧化硅:
1 723 ℃
Rb:39 ℃
HI:-51 ℃
CsCl:645 ℃
回答下列问题:
(1)Ⅰ组属于 晶体, 其熔化时克服的微粒间的作用力是
。
(2)Ⅱ组晶体共同的物理性质是 (填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(3)Ⅲ组中HF 的熔点反常,其原因是
。
(4)Ⅳ组晶体可能具有的性质是 (填序号)。
①硬度特别小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电
【答案】(1)共价 共价键 (2)①②③④ (3)HF 分子间能形成氢键,其熔化时消耗的能量更多
(4)②④
【解析】(1)Ⅰ组物质的熔点很高,属于共价晶体,是由原子通过共价键形成的。(2)Ⅱ组都是碱金属,
属于金属晶体,共同物理性质有①②③④。(3)HF 中含有分子间氢键,故其熔点反常。(4)Ⅳ组物质都
是碱金属形成的盐,属于离子晶体,可能具有②④两种性质。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【真题再现●明考向】
1.(2025·四川卷)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是( )
选项
实例
解释
A
POCl3和PCl4
+的空间结构都是四面体形
POCl3和PCl4
+中P 原子轨道的杂化类型均为sp3
B
NO2
+、N O3
−、N O2
−的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对
之间的斥力
C
SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高
SiX4均为分子晶体,随着相对分子质量增大,范德华力
增大
D
邻硝基苯酚的熔点低于对硝基苯酚
前者存在分子内氢键,后者存在的分子间氢键使分子
间作用力大于前者
【答案】B
【解析】A.POCl3的中心P 原子价层电子对数是4+5−1×2−3×1
2
=4,因此采用sp3杂化,空间结构为
四面体形;PCl4
+ 的中心P 原子价层电子对数是4 + 5−1−4×1
2
=4,因此也是采用sp3杂化,空间结构为
四面体形,A 正确;B.NO2
+的中心N 原子价层电子对数是2+ 5−1−2×2
2
=2,无孤电子对,因此N 采用
sp 杂化,空间结构为直线形,键角为180°;NO3
−的中心N 原子价层电子对数是3+ 5+1−3×2
2
=3,无孤
电子对, 因此N 采用sp2 杂化, 空间结构为平面三角形, 键角为120°;N
O2
−的中心N 原子价层电子对数是2+ 5+1−2×2
2
=3,有1 对孤电子对,因此N 采用sp2杂化,由于孤电
子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力, 导致其键角小于120°,N
O2
+、N O3
−、N O2
−的键角依次减小,这不仅与孤电子对与成键电子对的作用力有关,也与中心N 原子
的杂化类型有关,B 错误;C.SiX4均为分子晶体,分子之间以分子间作用力结合。随着物质分子的相对
分子质量增大,范德华力逐渐增大,因此SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点逐渐升高,C 正确;D.对硝基苯
酚的分子间不仅存在范德华力,还存在氢键,使其熔、沸点升高;而邻硝基苯酚分子内存在氢键,分子
之间只存在范德华力,使物质的熔、沸点比存在分子间氢键的对硝基苯酚低,故邻硝基苯酚的熔点低
于对硝基苯酚,D 正确。
2.(2024·山东卷)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是( )
A.金刚石(C)
B.单晶硅(Si)
C.金刚砂(SiC)
D.氮化硼(BN,立方相)
【答案】B
【解析】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN),都为共价晶体,结构相似,则原子
半径越大,键长越长,键能越小,熔沸点越低,在这几种晶体中,键长Si—Si>Si—C>B—N>C—C,所以熔
点最低的为单晶硅。
3.(2023·湖北卷)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是( )
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃)
分子间作用力
B
熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华)
晶体类型
C
酸性:CF3COOH(pKa=0.23)远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性
D
溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g)
阴离子电荷
【答案】D
【解析】A.正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体,由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力
小,所以沸点较低,故A 正确;B.AlF3为离子化合物,形成的晶体为离子晶体,熔点较高,AlCl3为共价化
合物,形成的晶体为分子晶体,熔点较低,则AlF3熔点远高于AlCl3,故B 正确;C.由于电负性F>H,C—F
键极性大于C—H 键,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,故C 正确;D.碳酸氢
钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO3
−间存在氢键,与阴离子电荷无关,故D
错误。
4.(2023·山东卷)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C—C 的键长比C—F 短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol 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,没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C—C 的键长比C—F 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 被2 个碳原子
共用,和1 个F 原子形成共价键,即1 mol (CF)x中含有2.5x mol 共价单键,D 错误。
5.(2024·甘肃卷)β-MgCl2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
乙,下列说法错误的是( )
A.电负性:Mg<Cl
B.单质Mg 是金属晶体
C.晶体中存在范德华力
D.Mg2+离子的配位数为3
【答案】D
【解析】同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故电负性Mg<Cl,A 项正确;镁为金属元素,故
单质Mg 为金属晶体,B 项正确;由图甲可知,该晶体中存在层状结构,则层与层之间存在范德华力,C
项正确;由图乙中结构可知,与Mg2+距离最近且相等的Cl-有6 个,故Mg2+的配位数为6,D 项错误。
高考热点总结
【限时训练】
（60 分钟）
一、单选题
1．（2025·贵州·高考真题）常温常压下，Li 和N2反应生成红棕色、具有高度离子导电性的
α−Li3 N。α−Li3 N由a、b 两层构成，其a、b 层及晶体结构如图。
下列说法正确的是
A．每生成1 mol α−Li3 N，转移1 mol 电子B．相邻Li 与N 间的作用力：层间>层内
C．N 周围最近且等核间距的Li 数目为6 D．α−Li3 N的晶体类型为共价晶体
【答案】B
【详解】A．反应中 Li 由 0 价变为 + 1 价，N 由 0 价变为 - 3 价，生成 1mol α−Li3 N时，
3mol Li 失去 3mol 电子，故转移 3mol 电子，A 错误；
B．由图可知，层内距离中心N 最近的6 个Li 原子到N 的距离为：365×
❑√3
3 ≈210.7 pm，层间距离
中心N 最近的2 个Li 原子到N 的距离为：388pm× 1
2=194pm，210.7 pm>194pm，则层间距离更
短，离子键作用力更强，因此层间作用力大于层内，B 正确；
C．结合B 分析可知，层间距离更短，则最近且等距的Li 数目为2，不是6，C 错误；
D．α−Li3 N由 Li+ 、N3-构成，且具有离子导电性，属于离子晶体，而非共价晶体，D 错误；
故选B。
2．（2025·贵州·高考真题）某离子液体可作为制备质子交换膜的关键材料，结构如图。下列说法
错误的是
A．SO3的空间结构为平面三角形
B．阳离子侧链的立体构型为顺式
C．该化合物中存在氢键
D．该化合物具有良好的导电性
【答案】B
【详解】A．SO3的中心原子S 的孤电子对数为6−2×3
2
=0，σ 键数为3，采取sp2杂化，空间结构也
为平面三角形，A 正确；
B．顺式异构的前提是碳碳双键两端的每个碳原子均连接两个不同基团，且存在相同的原子或原
子团。阳离子侧链的双键部分中，一个碳原子连接烷基和H，另一个碳原子连接咪唑基和H，在
异侧，为反式，B 错误；
C．该化合物阳离子中-NH，N 电负性较大，H 带有部分正电荷，阴离子中的O 电负性大，故阳离
子中-NH 的H 可与阴离子中O 形成氢键，C 正确；
D．该化合物为离子液体，液态时存在可自由移动的离子，因此具有良好的导电性，D 正确。
故选B。
3．（2025·湖南·高考真题）下列有关物质性质的解释错误的是
性质
解释
A
酸性：CH3COOH<HCOOH
−CH3是推电子基团
B
熔点：C2H5 NH3 NO3<NH4 NO3
C2H5 NH3
+的体积大于NH4
+
C
熔点：Fe>Na
Fe比Na的金属性弱
D
沸点：H2O>H2S
H2O分子间存在氢键
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．−CH3是推电子基团，使乙酸中羟基的极性减弱，酸性弱于甲酸，A 解释正确；
B．C2H5 NH3
+的体积大于NH4
+，导致其硝酸盐的晶格能较低、熔点更低，B 解释正确；
C．Fe 熔点高于Na 是因金属键更强，而不是因为Fe 的金属性比钠弱，金属性是金属失电子的能
力，与金属熔点无关，C 解释错误；
D．H2O分子间氢键使其沸点反常高于H2S，D 解释正确；
故选C。
4．（2025·江西·高考真题）CeO2晶格中的O 被去除，产生一个氧空位(VO)，VO相对原点的分数坐标
为(
1
4 , 3
4 , 1
4)，则图中Ce
3+的分数坐标分别为
A．(0, 1
2 , 1
2),(1, 1
2 , 1
2)
B．(
1
2 ,0, 1
2),(1,0,0)
C．(0, 1
2 ,0),(
1
2 ,0, 1
2)
D．(0, 1
2 , 1
2),(
1
2 , 1
2 ,0)
【答案】D
【详解】
VO
相对原点的分数坐标为
(
1
4 , 3
4 , 1
4)
，若
，位于底面面心的
Ce
3+
分数坐标为
(
1
2 , 1
2 ,0)
，位于侧面面心的
Ce
3+
分数坐标为
(0, 1
2 , 1
2)
，若
，位于侧面面
心的Ce
3+分数坐标为(
1
2 , 1
2 ,0)，位于底面面心的Ce
3+分数坐标为(0, 1
2 , 1
2)，故选D。
5．（2025·山东·高考真题）物质性质与组成元素的性质有关，下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
沸点：H2O>H2S
电离能：O>S
B
酸性：HClO>HBrO
电负性：Cl>Br
C
硬度：金刚石>晶体硅
原子半径：Si>C
D
熔点：MgO>NaF
离子电荷：Mg
2+>Na
+,O
2−>F
−
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】A．H2O 沸点高于H2S 的主要原因是H2O 分子间存在氢键、H2S 分子间不存在氢键，而非O
的电离能大于S，电离能与沸点无直接关联，A 错误；
B．HClO 酸性强于HBrO 是因为Cl 的电负性大于Br，导致O-H 键极性更强，更易解离H+，B 正确；
C．金刚石硬度大于晶体硅是因为C 原子半径小于Si，C-C 键键能更大，共价结构更稳定，C 正
确；
D．MgO 和NaF 均属于离子晶体，离子晶体的熔点取决于其晶格能的大小，离子半径越小、离子
电荷越多的，其晶格能一般较大，其熔点更高；MgO 熔点高于NaF 是因为Mg2+和O2−的电荷高于
Na+和F−，且其阴、阳离子的半径对应较小，故离子键强度更大，晶格能更高，D 正确；
故选A。
6．（2026·甘肃张掖·二模）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与
解释不符的是
选
项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
熔点：AlF3(1040° C)远高于AlCl3(178° C
升华)
与晶体类型有关
C
逐个断开SiH4中的Si-H，每步所需能量不
同
各步中的Si-H所处化学环境
不同
D
键角：Cl2O>OF2
中心原子上的价层电子对数
不同
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．原子的能级是量子化的，电子跃迁时的能量变化为分立值，对应产生的原子光谱为
不连续的线状谱线，实例与解释相符，A 正确；
B．AlF3为离子晶体，熔化时破坏离子键，AlCl3为分子晶体，升华时破坏分子间作用力，离子键
强度远大于分子间作用力，故AlF3熔点远高于AlCl3，二者熔点差异与晶体类型有关，实例与解释
相符，B 正确；
C．SiH4中四个Si-H键初始化学环境相同，但逐个断开Si-H键时，每断开一个H原子后，剩余含硅
基团的电子云分布、空间结构发生变化，剩余Si-H键所处化学环境改变，故每步断键所需能量不
同，实例与解释相符，C 正确；
D．Cl2O和OF2的中心原子均为O，中心原子的价层电子对数均为6+2
2
= 4，均含有2 对σ 键电子对
和2 对孤电子对，价层电子对数相同。键角差异的原因是F的电负性大于Cl，OF2中共用电子对更
偏向F，对中心原子价层电子对的排斥作用更弱，故键角更小，解释错误，实例与解释不符，D 错
误；
故选 D。
7．（2026·重庆·三模）镓(Ga)是一种液态金属，以镓为原料可制得GaN，GaN 晶体的一种立方晶
胞如下图所示，已知晶胞边长为a nm，A 点的分数坐标为(
1
4 , 1
4 , 1
4)。下列有关该晶胞的说法错误
的是
A．该晶胞的晶体类型为共价晶体
B．Ga的配位数为4，N的配位数为4
C．B点的分数坐标为(
3
4 , 3
4 , 3
4)
D．晶胞中Ga与N的最近距离为
❑√3
4 a nm
【答案】C
【详解】A．GaN 是典型的第三代半导体材料，晶体中原子间以共价键连接形成空间网状结构，
属于共价晶体，A 说法正确；
B．该晶胞为闪锌矿型结构，经均摊法计算，晶胞中Ga 的数目为8× 1
8 +6× 1
2 = 4，N 全部位于晶胞
内，数目为4，二者个数比为1:1；每个N 原子周围结合4 个Ga 原子，每个Ga 原子周围也结合4
个N 原子，配位数均为4，B 说法正确；
C．该晶胞为金刚石型结构，若A 在( 1
4 , 1
4 , 1
4 )，B 坐标为( 3
4 , 1
4 , 3
4 )，C 说法错误；
D．Ga 与N 的最近距离是晶胞体对角线长度的1
4，晶胞体对角线长为❑√3anm，因此最近距离为
❑√3
4 anm，D 说法正确；
故选C。
8．（2026·湖北武汉·模拟预测）NiO 是一种优良的催化剂，具有NaCl 型晶体结构，其密度为
ρg⋅cm
−3。在氧气的氛围中，向NiO 中掺杂Li2O 可提高Ni3+的含量以增强其催化效果。设N A为阿
伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A．NiO 中Ni2+的配位数为6
B．氧气的存在可防止晶体结构坍塌
C．掺杂后晶体中Ni2+与Ni3+的数目比为15 1∶
D．NiO 中阴阳离子的最短距离为
3√
75
2 ρ N A
×10
10pm
【答案】C
【详解】A．NiO 具有NaCl型晶体，NaCl中钠离子和氯离子 的配位数均为6，因此NiO 中镍离子
配位数为6，A 正确；
B．在氧气氛围中掺杂Li2O时，Li
+进入NiO 晶体间隙，会导致部分Ni
2+失去电子生成Ni
3+。氧气可
作为氧化剂，防止Ni
2+过度失电子或晶体结构因电荷失衡而坍塌，B 正确；
C．NiO 晶胞中：O
2−个数：8× 1
8 +6× 1
2 = 4，Ni
+个数：12× 1
4 +1= 4，由掺杂后晶胞图可知，1
4 Ni
2+
被Li
+取代，设掺杂后晶体中Ni
3+数目为x，则Ni
2+数目为(4−1
4 −x)，由电荷守恒可得：
1
4 ×1+3 x +2×(4−1
4 −x)=2×4，得x = 1
4 ，掺杂后Ni
2+与Ni
3+的数目比为(4−1
4 −x)：x代入x 得数
目比为14：1，C 错误；
D．NiO 为NaCl型结构，1 个晶胞含4 个NiO，晶胞质量m= 4×75
N A
g，设晶胞边长为a cm，阴阳离
子最短距离为d，则d = a
2。晶胞体积V =a
3，密度ρ= m
V = 4×75
N A a
3 ，解得a=
3√
300
N A ρ，则
d = a
2 =
3√
75
2 N A ρ cm=
3√
75
2 N A ρ ×10
10 pm，D 正确；
故选C。
9．（2026·山西·二模）下列对物质性质的解释错误的是
选
项
物质性质
解释
A
甲醇的沸点介于水和甲
硫醇(CH3SH)之间
甲醇和甲硫醇中不存在分子间氢键，
而水分子之间可形成氢键
B
硫单质可溶于二硫化碳
硫单质和二硫化碳都是非极性分子
C
熔点：干冰<金刚砂
干冰属于分子晶体，金刚砂属于共价
晶体
D
石墨具有类似金属的导
电性
碳原子中未参与杂化的p轨道中的电
子，可在整个石墨层平面中运动
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】A．甲醇分子含羟基，O 电负性大，甲醇分子间存在分子间氢键，仅甲硫醇不存在分子间
氢键，且水分子间氢键数目比甲醇更多，因此沸点介于水和甲硫醇之间，选项解释错误，A 符合
题意；
B．根据相似相溶原理，非极性溶质易溶于非极性溶剂，硫单质和二硫化碳都是非极性分子，因
此硫单质可溶于二硫化碳，B 不符合题意；
C．干冰属于分子晶体，熔化破坏较弱的分子间作用力，金刚砂属于共价晶体，熔化破坏很强的
共价键，因此熔点干冰<金刚砂，C 不符合题意；
D．石墨中碳原子采取sp
2杂化，未参与杂化的p 轨道形成离域大π 键，电子可在整个石墨层平面
内运动，因此石墨具有类似金属的导电性，D 不符合题意；
故选A。
10．（2026·江西南昌·三模）近年来我国在航空航天、新能源等领域科技成果丰硕，下列相关说
法错误的是
A．新能源汽车能源系统所用石墨烯中存在大π 键
B．光伏电池所用的高纯硅属于共价晶体
C．航天服中的聚酯纤维是通过加聚反应生成的
D．朱雀三号火箭使用的推进剂液氧和甲烷均是非极性分子
【答案】C
【详解】A．石墨烯中碳原子为sp
2杂化，未参与杂化的p 轨道共同形成离域大π 键，A 正确；
B．高纯硅中硅原子以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，B 正确；
C．聚酯纤维由二元酸与二元醇经缩聚反应合成，反应有小分子副产物生成，并非加聚反应，C 错
误；
D．O2是同种原子构成的双原子分子，CH 4为正四面体对称结构，二者正负电荷中心均重合，都属
于非极性分子，D 正确；
故选C。
11．（2026·河北保定·三模）Li2Se 是锂硒电池的核心正极材料。Li2Se 的立方晶胞结构如图所示。
晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。1、2 号原子坐标分别为(0,0,0)、(
1
2 , 1
2 ,0)。Li
+可
视作填充入Se
2−构成的正四面体“空隙”中。下列叙述正确的是
A．Li
+在该晶胞“空隙”中的填充率为50 %
B．3 号原子坐标为(
3
4 , 1
4 , 3
4)
C．2 个Se
2−最近距离为
❑√3
2 anm
D．该晶体密度为3.72×10
23
a
3 N A
g⋅cm
−3
【答案】D
【详解】A．Se
2-为面心立方堆积，面心立方晶胞中，四面体空隙共有8 个（顶点与面心形成的空
隙），由晶胞结构可知，晶胞内有4 个Se
2-，对应有8 个Li
+（即所有四面体空隙均被填充），故
填充率为100%，A 错误；
B．观察图形可知，3 号Li
+靠近右前方，坐标为(
3
4 , 3
4 , 3
4)，B 错误；
C．观察图形可知，两个Se
2-最近距离为
❑√2
2 anm，C 错误；
D．由ρ=
m
N A(a×10
−7)
3可知，该晶体含4 个Li2Se，密度为4×(2×7+79)
N A(a×10
−7)
3 = 3.72×10
23
N Aa
3
g⋅cm
-3，D 正
确；
故答案为：D。
12．（2026·湖北武汉·一模）[Co(NH3)5Cl)Cl2晶胞的结构如图，已知[Co(NH3)5Cl)Cl2的摩尔质量是
M g⋅mol
−1，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值是N A，下列说法错误的是
A．Cl
−位于[Co(NH3)5Cl)
2+构成的四面体空隙中
B．每个[Co(NH3)5Cl)
2+周围最近且等距的Cl
−有8 个
C．[Co(NH3)5Cl)Cl2晶体的密度是M ×10
30
N A⋅a
3 g⋅cm
−3
D．1mol[Co(NH3)5Cl)Cl2与足量的AgNO3溶液反应生成2 mol AgCl
【答案】C
【分析】该晶胞为面心立方结构，[Co(NH3)5Cl)
2+位于顶点、面心，晶胞内数目：8× 1
8 +6× 1
2 = 4，
Cl
−位于四面体空隙，晶胞内数目为8。
【详解】A．如晶胞图所示，Cl
−位于[Co(NH3)5Cl)
2+构成的四面体空隙中，A 正确；
B．如晶胞图所示，每个[Co(NH3)5Cl)
2+周围最近且等距的Cl
−有8 个，B 正确；
C．晶胞质量m= 4 M
N A
g，晶胞体积V =(a×10
−10cm)
3=a
3×10
−30cm
3，ρ= m
V = 4 M ×10
30
N A⋅a
3
g⋅cm
−3，C
错误；
D．[Co(NH3)5Cl)
2+的Cl
−不电离，1 mol[Co(NH3)5Cl)Cl2电离出2 molCl
−，与足量的AgNO3溶液反应
生成2 mol AgCl，D 正确；
故选C。
13．（2026·河南安阳·三模）下列化学用语或图示正确的是
A．NaCl 的晶胞：
B．
SO2
分子的VSEPR 模型：
C．
N2H4的电子式：
D．丙烯腈的结构简式：
【答案】B
【详解】A．NaCl的晶胞是面心立方结构，每个钠离子周围有6 个氯离子，同时每个氯离子周围
也与6 个钠离子紧密相邻，图中所示是NaCl 的八分之一晶胞，A 错误；
B．SO2的中心S原子价层电子对数为2+ 6−2×2
2
=3，VSEPR模型为平面三角形，与图示结构一
致，B 正确；
C．
N 2 H 4
的结构中
N
原子之间是单键，电子式应为
，C 错误；
D．丙烯腈的结构简式应为CH 2=CH −CN，题中所示为键线式且不是丙烯腈，D 错误；
故答案选B。
14．（2026·安徽合肥·模拟预测）我国科学家近日合成了一种新型热电材料M，其立方晶胞结构
如图所示。该晶体属于钙钛矿型结构，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，晶胞参数
为a nm。下列说法正确的是
A．M 的化学式为CsSnI2
B．Sn2+与I-的最短距离为
❑√2
2 anm
C．该晶体中Sn2+周围最近且等距的I-有6 个
D．基态Sn 原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p2
【答案】B
【详解】A．由题干信息可知，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，结合题干晶胞可
知，一个晶胞中含有Cs+的个数为：8×1
8=1，Sn2+的个数为1，I-的个数为：12×1
4=3，则M 的化学式
为CsSnI3，A 错误；
B．由题干信息可知，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，Sn2+与I-的最短距离为面对
角线的一半即为
❑√2
2 anm，B 正确；
C．由题干信息可知，Cs+位于立方体顶角，Sn2+位于体心，I-位于棱心，则该晶体中Sn2+周围最近且
等距的I-有12 个，C 错误；
D．已知Sn 与C 同一主族，即位于周期表中第5 周期第ⅣA 族，故基态Sn 原子的简化电子排布式
为[Kr]4d105s25p2，D 错误。
答案选B。
15．（2026·湖南长沙·二模）SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所示。下列说法正确的是
A．晶胞中SO2分子的取向相同
B．一个晶胞中含有4 个O 原子
C．每个S 原子周围与其等距且紧邻的S 原子有4 个
D．1 号和2 号S 原子间的核间距为
❑√2
2
❑√a
2+b
2pm
【答案】C
【详解】A．由图可知晶胞中二氧化硫分子的取向不完全相同，如1 和2，A 错误；
B．由晶胞图可知，二氧化硫分子位于长方体的棱心和体心，1 个晶胞中含12× 1
4 +1= 4个SO2分
子，含有8 个O 原子，B 错误；
C．以体心的S 原子为例，由于a≠b≠c，每个S 原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S 原子有4
个，C 正确；
D．1 号和2 号S 原子间的核间距为上、下面面对角线的一半，即1
2
❑√a
2+b
2 pm，D 错误。
16．（2026·安徽安庆·三模）晶态半导体材料硅化镁(Mg2Si)的立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为
apm，X 点Si 原子的分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是
A．与Mg 最近且等距的Si 的个数是4
B．Y 点Mg 原子的分数坐标为(3
4,3
4,3
4)
C．晶胞中Mg 与Si 间最近的距离为
❑√3
4 apm
D．Mg2Si 晶胞沿y 轴方向的投影图为
【答案】B
【详解】A．由图知，Mg 位于Si 原子形成的四面体空隙中，其周围最近且等距的Si 原子共4 个，
A 正确；
B．已知X 点Si 坐标为(0,0,0)，结合晶胞结构，Y 点Mg 位于晶胞内部，分数坐标为( 3
4 , 1
4 , 3
4 )，B 错
误；
C．Mg 和Si 的最近距离为晶胞体对角线的1
4 ，晶胞参数为a pm；晶胞体对角线为❑√3a pm，故最
近距离为
❑√3
4 a pm，C 正确；
D．由晶胞结构可知，晶胞沿y 轴方向投影得到的正方形中，晶胞的顶点的硅原子位于正方形的顶
点，晶胞中面心上的硅原子位于正方形的中心和边上，晶胞中的镁原子，位于正方形的面对角线
上，投影图为
，D 正确；
故答案选B。
17．（2026·安徽·模拟预测）一氧化铌(NbO)是一种具有金属导电性的特殊氧化物，导电原理与金
属晶体类似，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A．该晶胞中含有3 个Nb
2+和3 个O
2−
B．Nb
2+的配位数为4
C．电场作用下晶胞中的O
2−和Nb
2+能定向移动形成电流
D．若晶胞参数为apm，则晶胞中Nb
2+间的最近距离为
❑√2
2 apm
【答案】C
【详解】A．N b
2+位于晶胞的6 个面心，每个面心原子被2 个晶胞共享，数目为6× 1
2 =3；O
2−位于
晶胞的12 条棱上，每个棱上原子被4 个晶胞共享，数目为12× 1
4 =3，A 正确；
B．N b
2+在面心，每个面心的N b
2+周围距离最近且相等的O
2−共4 个，因此配位数为4，B 正确；
C．NbO 导电原理与金属晶体类似，金属晶体导电是自由电子定向移动，金属阳离子不会定向移
动；因此NbO 导电也是自由电子定向移动，O
2−和N b
2+不会定向移动，C 错误；
D．晶胞中最近的两个Nb2+位于同一晶胞的两个相邻面心，设晶胞参数为apm，根据坐标计算距离
得：两个相邻面心N b
2+的距离为面对角线的一半，即
❑√2
2 apm。D 正确；
故选C。
18．（2026·湖北孝感·三模）钾和C60合成的超导材料晶胞结构如图所示，设晶胞边长为apm。C60
离子呈面心立方紧密堆积，K
+填充在四面体和八面体空隙中，且空隙填充率为100 %。下列关于该
超导材料的说法错误的是
A．化学式为K3C60
B．晶体熔点比C60晶体熔点高
C．晶胞内相邻两个K
+的最短距离为1
2 apm
D．若晶胞边长为apm，该材料的密度为3.348×10
33
N A⋅a
3
g⋅cm
−3
【答案】C
【详解】A．C60面心立方堆积，N (C60)=8× 1
8 +6× 1
2 = 4；面心立方堆积四面体空隙8个、八面体
空隙4个，N ( K
+)=12，N ( K
+): N (C60)=12:4 =3:1，化学式为K 3C60，A 正确；
B．C60为分子晶体，K 3C60为离子晶体，离子键作用力强于分子间作用力，故K 3C60熔点更高，B
正确；
C．相邻K
+间的最短距离存在于八面体空隙中心与四面体空隙，最短距离为晶胞体对角线的1
4，即
❑√3
4 a pm，C 错误；
D．晶胞质量m= 4×(3×39+720)
N A
= 3348
N A
g，晶胞体积V =(a×10
−10cm)
3=a
3×10
−30c m
3，密度
ρ= m
V = 3.348×10
33
N A⋅a
3
g⋅c m
−3，D 正确；
故选C。
19．（2026·河南开封·模拟预测）有一种红外非线性光学材料——缺陷类金刚石结构的硒化物，
其四方晶胞结构如图所示(设N A为阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是
A．该化合物的化学式为MgGa2Se4
B．基态As原子的第一电离能大于基态Se原子
C．晶胞中与Ga距离最近的Se有2 个
D．该晶体的密度为
960
abc×10
−21× N A
g⋅cm
−3
【答案】C
【详解】A．Mg原子位于晶胞顶点与体心，数目为：8× 1
8 +1=2，Ga原子位于晶胞面心与棱心，数
目为：6× 1
2 + 4× 1
4 = 4，Se原子位于晶胞内部，数目为：8，则该化合物的化学式为MgGa2Se4，A
正确；
B．基态As原子（ⅤA 族）的价电子排布为4 s
24 p
3，p 轨道为半充满的稳定结构；基态Se原子
（ⅥA 族）的价电子排布为4 s
24 p
4，失去一个电子后才达到半充满稳定结构。因此As的第一电
离能大于Se，B 正确；
C．从晶胞结构可以看出，每个Ga原子周围有4 个距离最近的Se原子，形成四面体配位，而非2
个，C 错误；
D．晶胞体积V =abc×10
−21cm
3，晶胞质量m= 24×2+70×4 +79×8
N A
g= 960
N A
g，晶胞密度
ρ= m
V =
960
abc×10
−21× N A
g·cm
−3，D 正确；
故选C。
二、解答题
20．（2026·浙江·高考真题）回答下列问题：
(1)CaF2的晶胞如图。请回答：
①CaF2的电子式：_______；
②Ca
2+旁边最近的Ca
2+有_______个；
③ErF3荧光掺入，Er
3+代替_______(A 或B)。
(2)将HF 与HNO3按等物质的量发生化合反应生成[H2NO3)
+F
-，写出[H2NO3)
+的结构式：_______。
(3)已知：
，则：
①
中S 原子的杂化方式：_______。
②熔点：LiF_______Li
+[N (SO2F)2)
-(填“>”、“<”或“=”)，原因：_______。
③
与
反应生成
NH(SO2F)2
与X，X 的结构简式：_______。
④等物质的量(C2H5)3N、HN (SO2F)2混合，主要产物为[(C2H5)3NH)
+[N (SO2F)2)
-，原因：_______。
⑤
与足量NaOH 生成气体的化学方程式：_______；
【答案】(1)
12 B
(2)
(3) sp
3 > 氟离子半径小，离子键强 SiF2(CH3)2 HN (SO2F)2中-SO2F吸电子，
N-H 键极性较大，H 容易以H+的形式解离，(C2H5)3N中-C2H5推电子，N 上的电子云密度大，容易与
H+形成配位键 HN (SO2F)2+6NaOH=2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O
【详解】（1）
①Ca 原子最外层有2 个电子，F 原子最外层有7 个电子，Ca 原子失去最外层2 个电子形成Ca2+，
两个F 原子各得到1 个电子形成F-，达到最外层8 电子稳定结构，所以CaF2的电子式为
；②示意图中，A 离子共8 个，均位于晶胞内，B 离子有8 个位于顶点，在1 个晶胞
内贡献8× 1
8 =1个B 离子，有6 个位于面心，在1 个晶胞内贡献6× 1
2 =3个B 离子，因此1 个晶胞内
含有4 个B 离子，晶胞中A 与B 的离子数之比为2:1，与化学式CaF2对应可知，A 离子为F-，B 离
子为Ca2+，Ca2+旁边最近的Ca2+有12 个，距离均为晶胞边长的
❑√2
2 倍（可以视为顶点对于面心）；
③ErF3掺入后，Er3+为阳离子，代替的是原有阳离子Ca2+，即B；
（2）
硝酸分子中氮原子（N） 和另外两个端基氧原子参与形成了大π 键。所以大π 键的原子中心数是
3。N 提供其p 轨道上的 2 个电子，两个端基氧原子各自提供其p 轨道上的 1 个电子（每个氧的
单电子）。总电子数：2 + 1 + 1 = 4 个电子。故
HNO3
的结构式为
，硝酸结合HF 中
的氢离子后，羟基氧原子上的孤对电子未参与离域大π 键，电子云更集中，碱性更强，更容易接
受质子。所以
[H2NO3)
+
的结构式为
；
（3）①S 原子形成2 个S=O 双键和两个S-F 键，σ键数为4，孤对电子数为0，所以中心原子S 采
取sp3杂化；
②因为F-的离子半径小，离子键更强，阴阳离子间作用力更强，所以LiF 的熔点高于Li
+[N (SO2F)2)
-
；
③
与
反应的产物之一是
NH(SO2F)2
，说明N-Si 键发生断裂，两分子
各断裂一个S-F 键，掉落一个F 原子，剩余部分与
结合生成
NH(SO2F)2
，所以这两
个F 原子与
结合生成
SiF2(CH3)2；④
HN (SO2F)2中F 的电负性很大，
−SO2F
的吸电子能力很
强，N-H 键极性较大，H 容易以H+的形式解离，而(C2H5)3N中由于乙基的推电子效应，导致N 电子
云密度较大，容易与H+结合（形成配位键），生成[(C2H5)3NH)
+；
⑤
先水解生成
H2SO4
、HF、
NH3
，则与足量NaOH 反应会产生气体为
NH3
，其余两种酸
与NaOH 反应，因此反应方程式为HN (SO2F)2+6NaOH=2NaF+2Na2SO4+NH3↑+2H2O。
21．（2026·北京石景山·二模）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl−，流程示意图如下。
已知：锌浸出液中含有Zn2+、Cl−等离子，“脱氯”步骤仅Cu 元素化合价发生改变。
(1)基态Cu 原子价层电子排布式是___________。
(2)写出H2SO4的电离方程式___________。
(3)比较H3O+和H2O 中H-O-H 的键角并解释原因___________。
(4)CuCl 晶体的晶胞形状为立方体，边长为a nm，结构如下图所示。
①与Cl 原子紧邻的Cu 原子有___________个。
②已知CuCl 的摩尔质量是 M g·mol−1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为
___________g·cm-3。(1 nm = 10-9 m)
(5)下列说法正确的是___________。
a．“浸铜”后的溶液中有H2SO4和H2O2剩余
b．“浸铜”反应：Cu + H2O2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
c．“脱氯”反应：Cu2+ + Cu + 2Cl− = 2CuCl
【答案】(1)3d104s1
(2)H2SO4
= 2H++SO❑4
2−
(3)H3O+中H-O-H 键角>H2O 中H-O-H 键角；H3O+和H2O 的中心原子都是sp3杂化，H3O+有一对孤电子
对，H2O 有两对孤电子对，斥力更大
(4) 4 4 M ×10
21
a
3 N A
(5)bc
【详解】（1）Cu为29 号元素，价层电子包括最外层4s 和次外层3d，价层电子排布式是3d104s1
（2）硫酸是二元强酸，完全电离，电离方程式为：H 2SO4=2 H
++ SO4
2−；
（3）H3O+中H-O-H 键角>H2O 中H-O-H 键角；H3O+和H2O 的中心原子都是sp3杂化，H3O+有一对孤
电子对，H2O 有两对孤电子对，斥力更大；
（4）①观察晶胞图得：与Cl 原子紧邻的Cu 原子有4 个；
②晶胞中，Cu
+数目为4，Cl
−数目为8× 1
8 +6× 1
2 = 4，1 个晶胞含四个CuCl，该晶体的密度为
ρ= m
V =
4 Mg·mol
−1
N A·(a×10
−7)
3cm
3 = 4 M ×10
21
a
3 N A
g·cm
−3
（5）“浸铜”后，H2O2需完全消耗，避免后续氧化CuCl，a 错误；“浸铜”时，Cu在酸性条件下
被H2O2氧化，反应方程式为：Cu+ H❑O❑+2 H
+=Cu
2++2 H❑O，b 正确；“脱氯”时，Cu
2+与Cu发
生归中反应，生成+1 价的CuCl，反应方程式为：Cu
2++Cu+2Cl
−=2CuCl，c 正确；故选bc。
