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考点43 晶体结构与性质
(核心考点精讲精练)
一、3 年真题考点分布
考点内容
考题统计
晶体的性质
2023 山东卷5 题，2 分；2023 北京卷1 题，3 分；2023 全国新课标卷
9 题，6 分；2022 山东卷5 题，2 分；2022 湖北卷7 题，3 分；
晶体的结构及计算
2023 湖北卷15 题，3 分；2023 湖南卷11 题，4 分；2023 辽宁卷14
题，3 分；2023 全国乙卷35(3)题，15 分；2023 全国甲卷35 题，15
分；2023 浙江1 月选考17(3)题，12 分；2023 浙江6 月选考17(3)题，
12 分；2023 山东卷16(1)(3)题，12 分；2023 北京卷15(5)(6)题，15
分；2022 湖北卷9 题，3 分；2022 山东卷15 题，4 分；2022 全国甲
卷3(5)5 题，15 分；2022 全国乙卷35(3)(4)题，15 分；2022 重庆卷
18(3)(4)题，15 分；2022 北京卷15(4)(5)题，15 分；2022 湖南卷18(4)
(5)(6)题，14 分；2022 广东卷20(6)题，14 分；2022 江苏卷17(2)题，
17 分；2021 湖北卷10 题，3 分；2023 海南卷5 题，2 分；2021 全国
乙卷35(4)题，15 分；2021 全国甲卷35(4)题，15 分；2021 湖南卷
18(3)题，14 分；2021 河北卷17(7)题，15 分；2021 广东卷19(6)题，
14 分；2021 山东卷16(4)题，12 分；2021 海南卷19(6)题，14 分；
二、命题规律及备考策略
【命题规律】
从近三年高考试题来看，本知识点在全国卷中为选考题考查内容，近年来已有较多省市已列入高考必
考题，三年考查题型均为叙述型试题，无需推断元素，直接问答，主要从两个方面切入：(1)认识不同晶体
类型的特点，能从多角度、动态的分析不同晶体的组成及相应物质的性质；(2)关于晶胞的计算，其中密度、
边长、半径、参数、晶格能、百分率等相关计算。最后一问关于晶胞的分析及计算难度较大，其它设问相
对简单，注重基础。
【备考策略】
1．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。
2．了解分子晶体结构与性质的关系，了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的
结构与性质的关系。
3．了解晶胞的概念，能运用典型晶体模型判断晶体的结构特点及组成并进行相关计算。
【命题预测】
预测2024 年高考将主要考查晶体类型、四种晶体的区别、晶体的结构特点以及晶胞的相关计算。重点
1
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强化晶胞的分析与计算，对常考的几种计算类型进行归纳总结，解题思维模式。
考法
1
晶体、晶胞
1．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
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
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
无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。
并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
2．晶胞组成的计算——均摊法
(1)原则
晶胞任意位置上的一个原子如果是被n 个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。
(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非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如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。
2
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1．晶胞中粒子数目的计算(均摊法)
2．晶体结构的相关计算
(1)晶胞质量＝晶胞含有的微粒的质量＝晶胞含有的微粒数×。
(2)空间利用率＝×100%。
(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)
①面对角线长＝a；
②体对角线长＝a；
③体心立方堆积4r＝a(r 为原子半径)；
④面心立方堆积4r＝a(r 为原子半径)。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)固态物质一定是晶体( )
(2)凡有规则外形的固体一定是晶体( )
(3)晶体内部的微粒按一定规律周期性排列( )
(4)晶胞是晶体中最小的“平行六面体” ( )
(5)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X-射线衍射实验( )
(6)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X 射线衍射方法区分晶体、
准晶体和非晶体( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√
例1 下列晶体分类中正确的是( )
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
金属晶体
A
NH4Cl
Ar
C6H12O6
生铁
B
H2SO4
Si
S
Hg
C
CH3COONa
SiO2
I2
Fe
3
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D
Ba(OH)2
石墨
普通玻璃
Cu
【答案】C
【解析】A 项中，Ar 是分子晶体而不是共价晶体；B 项中，H2SO4属于分子晶体而不是离子晶体；D
项中，石墨属于混合型晶体而不是共价晶体，普通玻璃不是晶体。
例2 已知硒化铬的晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm 和bnm(晶胞棱边夹角均为90°)，密度为
ρg·cm-3，设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A．硒化铬的化学式为Cr2Se
B．每个Cr 原子周围有6 个等距离的Cr 原子
C．每个Se 原子都位于由4 个Cr 原子组成的正四面体的中心
D．用a、ρ 和NA表示b 的表达式为
【答案】D
【解析】A 项，由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Ｃr 个数为：
，含有Se 个数为：
2，故硒化铬的化学式为CrSe，A 错误；B 项，由题干晶胞示意图可知，b＞2a，故每个Cr 原子周围有4 个
等距离的Cr 原子即某一个Cr 的前后、左右四个原子，B 错误；C 项，如图
所示，
四面体ABCD 不是正四面体，即每个Se 原子都位于由4 个Cr 原子组成的四面体的中心，C 错误；D 项，
由A 项分析可知，一个晶胞中含有Cr 个数为：
，含有Se 个数为：2，则一个晶胞的质量为：
4
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g，一个晶胞的体积为：V=a2b×10-21cm3，则密度为：
，解得
，
D 正确；故选D。
对点1 下列有关晶体的说法正确的是( )
A．任何晶体中都存在化学键 B．晶体内部的微粒在空间的排列均服从紧密堆积原理
C．任何晶体中，若有阴离子必定含有阳离子 D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
【答案】C
【解析】A 项，惰性气体属于单原子分子，该晶体中不存在化学键，错误；B 项，晶体内部的微粒在
空间的排列是否服从紧密堆积原理，主要看微粒间的相互作用有无方向性和饱和性，金属晶体中的金属键
没有饱和性和方向性，所以服从紧密堆积原理，原子晶体中的共价键有方向性和饱和性，不服从紧密堆积
原理，错误；C 项，任何晶体中，若有阴离子(一定是离子化合物)必定含有阳离子，正确；D 项，有的金
属晶体的熔点(例如水银)的熔点比分子晶体(例如碘单质)的熔点低，错误。
对点2 钇钡铜复合氧化型超导材料YBCO(YBa2Cu3Ox)的晶胞结构如图所示，下列说法错误的是
( )
A．x=7
B．晶胞的体积为3 a3×10-30cm3
C．该晶胞中Cu 的配位数为4 或5
D．相邻Y 之间的最短距离为3a pm
【答案】D
【解析】A 项，Y 在体心，数目为1，氧原子在棱心，数目为
，A 正确；B 项，晶胞的
体积为
，B 正确；C 项，铜原子位于晶胞的顶点和棱上，位于顶点的铜原子，
距离铜最近的氧原子个数为4 个，位于棱上的铜原子，与之最近的氧原子为5 个，故其配位数为4 或者5，
C 正确；D 项，Y 位于体心，在此晶胞上面还有一个晶胞，两个晶胞中相邻的Y 之间最短距离为apm，D
错误；故选D。
5
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考法
2
常见晶体结构模型
1．常见共价晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
金刚石
原子半径(r)与边
长(a)的关系：
a=8r
(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
(4)C 原子数与C—C 键数之比为1∶2，12g 金刚石中有2 mol 共价键
(5)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
SiO2
(1)SiO2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
(5)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
(6)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
SiC、
BP、AlN
(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(BP)＝；
ρ(AlN)＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
(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
2．常见分子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
(1)面心立方最密堆积：立方体的每个顶点有一个CO2分子，每个面上也有一
个CO2分子，每个晶胞中有4 个CO2分子
(2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12 个
(3)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
白磷
(1)面心立方最密堆积
(2)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
6
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冰
(1)每个水分子与相邻的4 个水分子以氢键相连接
(2)每个水分子实际拥有两个“氢键”
(3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四
个水分子形成氢键
3．常见离子晶体结构分析
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
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
(5)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＋
(2)Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4
(3)密度＝
CaF2
(1)1 个CaF2的晶胞中，有4 个Ca2＋，有8 个F－
(2)CaF2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．常见金属晶体结构分析
堆积模型
简单立方堆积
体心立方堆积 (钾
型)
面心立方最密堆积(铜
型)
六方最密堆积(镁型)
7
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晶胞
代表金属
Po
Na K Fe
Cu Ag Au
Mg Zn Ti
配位数
6
8
12
12
晶胞占有的原
子数
1
2
4
6 或2
原子半径(r)与
立方体边长为
(a)的关系
a＝2r
a＝4r
a＝4r
——
NaCl、金刚石、足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互作用力
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)冰和碘晶体中相互作用力相同( )
(2)固体SiO2一定是晶体( )
(3)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子( )
(4)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子( )
(5)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高( )
(6)离子晶体一定都含有金属元素( )
(7)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )
(8)冰和固体碘晶体中相互作用力相同( )
(9)缺角的NaCl 晶体在饱和NaCl 溶液中会慢慢变为完美的立方体块( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)√
8
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例1 (2023•辽宁省选择性考试，14)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LiMg2OClxBr1-x
D．Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
【答案】C
【解析】A 项，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 项，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 项，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 项，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；故选C。
例2 (2023•湖南卷，11)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
a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是( )
9
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A．晶体最简化学式为KCaB6C6
B．晶体中与
最近且距离相等的Ca2+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 项，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KCaB6C6，A 正确；B 项，根据晶胞结构可知，K+位于晶
胞体心，Ca 位于定点，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8 个，B 正确；C 项，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 项，根据选项A 分析可知，该晶胞最简化学式为
KCaB6C6，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。
对点1
的晶胞结构如图甲所示，将Mn 掺杂到
的晶体中得到稀磁性半导体材料，其结构
如图乙所示。a、b 点的原子分数坐标分别为(0，0，0)和(1，1，0)。下列说法错误的是( )
10
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A．c 点Mn 的原子分数坐标为(0，
，
)
B．晶体乙中Mn、Ga、As 的原子个数比为5∶27∶32
C．基态Ga 原子未成对电子数为3
D．若GaAs 晶胞参数为lnm，则Ga 和As 之间的最短距离为
【答案】C
【解析】A 项，图乙中，a、b 点的原子分数坐标分别为(0，0，0)和(1，1，0)，c 点Mn 原子位于左侧
面的面心上，其原子分数坐标为
，A 正确；B 项，掺杂Mn 之后，一个晶胞中含有的Mn 原子个数：
，
原子个数：
，As 原子个数为4，故Mn，Ga，As 原子个数比为
，B 正确；C 项，基态Ga 原子的价电子排布式为
，未成对电子数为1，C 错误；D
项，Ga 与As 之间的最短距离为体对角线的
，D 正确；故选C。
对点2 Cu2O 晶体结构与CsCl 相似，只是用Cu4O 占据CsCl 晶体(图I)中的Cl 的位置，而Cs 所占位
置由O 原子占据，如图II 所示，下列说法不正确的是
11
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A．Cu2O 晶胞中Cu4O 四面体的O 坐标为(
，
，
)，则①的Cu 坐标可能为(
，
，
)
B．Cu2O 晶胞中有2 个Cu2O
C．CsCl 的晶胞参数为a cm，设NA为阿伏加德罗常数的值，相对分子质量为M，则密度为
g/cm3
D．Cu2O 晶胞中Cu 的配位数是2
【答案】C
【解析】A 项，根据题意可知Cu2O 晶胞为
，根据图中所给坐标系，和已知的O 坐标为(
，
，
)可知，①的Cu 坐标可能为(
，
，
)，故A 正确；B 项，根据均摊法可知，Cu2O 晶胞
中有2 个O，4 个Cu，即2 个Cu2O，故B 正确；C 项，CsCl 的晶胞中有1 个CsCl，则其密度为
g/
cm3，故C 错误；D 项，Cu2O 晶胞为
，Cu 的配位数是2，故D 正确；故选C。
考法
3
四种晶体的比较
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
金属阳离子和自由电子
阴、阳离子
粒子间的相
分子间作用力
共价键
金属键
离子键
12
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互作用力
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
大多易溶于水
等极性溶剂
导电、传热
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
物质熔、沸点高低比较规律
一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，
如：Na>Cl2。(金属晶体熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞等)
原子晶体
→→，如：金刚石>石英>晶体硅
离子晶体
一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
熔、沸点就越高。如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl
金属晶体
金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的
熔、沸点就越高，如Al>Mg>Na
分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、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
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
在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子( )
(2)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子( )
(3)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高( )
(4)分子晶体的熔点一定比金属晶体的低( )
(5)离子晶体一定都含有金属元素( )
(6)金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体( )
(7)共价晶体的熔点一定比离子晶体的高( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)×
13
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例1 (2023•北京卷，1)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是( )
A．三种物质中均有碳碳原子间的σ 键
B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化
C．三种物质的晶体类型相同
D．三种物质均能导电
【答案】A
【解析】A 项，原子间优先形成σ 键，三种物质中均存在σ 键，A 项正确；B 项，金刚石中所有碳原子
均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上
的碳原子采用sp 杂化，B 项错误；C 项，金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C 项
错误；D 项，金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D 项错误；故选A。
例2 下面的叙述不正确的是( )
A． 晶胞空间利用率：金属铜＞金属镁＞金属钾＞金属钋
B． 硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C．晶体熔点由低到高：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4
D． 晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
【答案】A
【解析】A 项，金属钾的空间利用率是68%，Po 的空间利用率是52%，金属铜和金属镁的空间利用率
都是74%，因此不同金属的空间利用率大小关系为金属铜=金属镁>金属钾>金属钋，A 项符合题意； B 项，
三种晶体都是共价晶体，由于共价键的键长Si-Si>Si-C>C-C，共价键的键长越短，原子间形成的共价键结
合的就越牢固，晶体的硬度就越大，所以晶体硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，B 项不符合题意；
C 项，这几种物质都是分子晶体，分子间通过分子间作用力结合，由于分子间作用力随物质相对分子质量
的增大而增大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质熔化需要的能量就越高，所以物质的熔点由
低到高：CH4<SiH4<GeH4<SnH4， C 项不符合题意；D 项，离子晶体的晶格能与离子电荷成正比，与离子
半径成反比，从F 到I 其简单阴离子的半径随原子序数增大而增大，所以其晶格能随原子序数的增大而减
小，故晶格能由大到小为NaF>NaCl>NaBr>NaI，D 项不符合题意；故选A。
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对点1 下列说法不正确的是( )
A．Na2O 中离子键的百分数为62%，则Na2O 不是纯粹的离子晶体，是离子晶体与共价晶体之间的过
渡晶体
B．Na2O 通常当作离子晶体来处理，因为Na2O 是偏向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的
离子晶体接近
C．Al2O3是偏向离子晶体的过渡晶体，当作离子晶体来处理；SiO2是偏向共价晶体的过渡晶体，当作
共价晶体来处理
D．分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
【答案】C
【解析】A 项，Na2O 中离子键的百分数为62%，说明还存在共价键，则Na2O 不是纯粹的离子晶体，
是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体，故A 项正确；B 项，离子键与共价键的区别在于形成化学键的两
元素电负性差值，差值大为离子键，差值小为共价键，Na2O 通常当作离子晶体来处理，项因为Na2O 是偏
向离子晶体的过渡晶体，在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，故B 正确；C 项，Al2O3、SiO2均是偏向共
价晶体的过渡晶体，当作共价晶体来处理，故C 项错误；D 项，根据微粒间存在的作用力分析，分子晶体、
共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型，故D 项正确；故选C。
对点2 下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是( )
A．金刚石＞晶体硅＞二氧化硅＞碳化硅 B．
C．MgO＞Br2＞H2O＞O2 D．金刚石＞生铁＞纯铁＞钠
【答案】B
【解析】A 项，同属于共价晶体，熔、沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅＜碳
化硅＜二氧化硅＜金刚石，错误；B 项，形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质
的熔、沸点，正确；C 项，对于不同类型的晶体，其熔、沸点高低一般为共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，
MgO＞H2O＞Br2＞O2，错误；D 项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。
1．(2023•山东卷，5)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( )
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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 项，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
项，(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 项，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 项，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；故选B。
2．(2023•湖北省选择性考试，15)镧La 和H 可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有
重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H 结合4 个H 形成类
似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是( )
A．LaH2晶体中La 的配位数为8
B．晶体中H 和H 的最短距离：LaH2＞LaHx
C．在LaHx晶胞中，H 形成一个顶点数为40 的闭合多面体笼
D．LaHx单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【解析】A 项，由LaH2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 项，由LaHx晶胞
结构可知，每个H 结合4 个H 形成类似CH4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： LaH2＞LaHx，故B 正确；C 项，由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H 结合4 个H 形成类似
CH4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 项，1 个LaHx晶胞
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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
10-8)3cm3，则LaHx单
位体积中含氢质量的计算式为
，故D 正确；故选C。
3．(2023•全国新课标卷，9)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]Cl，部分晶体结
构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )
A．该晶体中存在N-H…O 氢键
B．基态原子的第一电离能：
C．基态原子未成对电子数：
D．晶体中B、N 和O 原子轨道的杂化类型相同
【答案】A
【解析】A 项，由晶体结构图可知，[C(NH2)3]+中的-NH2的H 与[B(OCH3)4]-中的O 形成氢键，因此，
该晶体中存在
氢键，A 正确；B 项，同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、
ⅤA 元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离
能从小到大的顺序为C< O < N，B 不正确；C 项，B、C、O、N 的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，
基态原子未成对电子数B<C=O<N，C 不正确；D 项，[C(NH2)3]+为平面结构，则其中的C 和N 原子轨道杂
化类型均为sp2；[B(OCH3)4]-中B 与4 个O 形成了4 个σ 键，B 没有孤电子对，则B 的原子轨道杂化类型为
sp3；[B(OCH3)4]-中O 分别与B 和C 形成了2 个σ 键，O 原子还有2 个孤电子对，则O 的原子轨道的杂化类
型均为sp3；综上所述，晶体中B、О 和N 原子轨道的杂化类型不相同，D 不正确；故选A。
4．(2022•山东卷)AlN、GaN 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( )
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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sp3杂化
D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【解析】根据元素周期表，Al 和Ga 均为第ⅢA 元素，N 属于第ⅤA 元素，结合题意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 原子与其相邻的原子形成3 个普通共价键和1 个配位键。A 项，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 项，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 项，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 项，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。故选A。
5．(2022•湖北省选择性考试，9)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．Ca2+的配位数为6
B．与
距离最近的是K+
C．该物质的化学式为KCaF3
D．若
换为Cl-，则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】A 项，Ca2+配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，Ca2+位于体心，F-位于面
心，所以Ca2+配位数为6，A 正确；B 项，F-与K+的最近距离为棱长的
，F-与Ca2+的最近距离为棱长的
，所以与F-距离最近的是Ca2+，B 错误；C 项，K+位于顶点，所以K+个数=
=1，F-位于面心，F-个数
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=
=3，Ca2+位于体心，所以Ca2+个数=1，综上，该物质的化学式为KCaF3，C 正确；D 项，F-与Cl-半径
不同，替换后晶胞棱长将改变，D 正确；故选B。
6．(2022•湖北省选择性考试，7)C60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C60互为同素异形体
C．含有sp3杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
【答案】A
【解析】A 项，自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A 错误；B 项，碳玻璃和
C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B 正确；C 项，碳玻璃具有高硬度，与物理性质
金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有sp3杂化的碳原子形成化学键，C 正确；D 项，金刚石
与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D 正确；故
选A。
7．(2022•山东卷，15)Cu2-xSe 是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的
组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0 价Cu 原子。下列说法正确的是( )
A．每个Cu2-xSe 晶胞中Cu2+个数为x
B．每个Na2Se 晶胞完全转化为Cu2-xSe 晶胞，转移电子数为8
C．每个NaCuSe 晶胞中0 价Cu 原子个数为1-x
D．当NayCu2-xSe 转化为NaCuSe 时，每转移
电子，产生(1-x)mol 原子
【答案】D
【解析】A 项，由Cu2-xSe 晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×
+6×
=4，位于体内的
铜离子和亚铜离子的个数之和为8，设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a 和b，则a+b=8-4x，由化
合价代数和为0 可得2a+b=4×2，解得a=4x，故A 错误；B 项，由Na2Se 转化为Cu2-xSe 的电极反应式为
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Na2Se-e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+Na+，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8×
+6×
=4，则每个
晶胞中含有4 个Na2Se，转移电子数为4，故B 错误；C 项，由NaCuSe 晶胞结构可知，位于顶点和面心的
硒离子个数为8×
+6×
=4，则每个晶胞中含有4 个NaCuSe，晶胞中0 价铜而个数为(4-4x)，故C 错误；
D 项，由题意可知，NayCu2-xSe 转化为NaCuSe 的电极反应式为NayCu2-xSe+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，
所以每转移(1-y)电子，产生(1-x)mol 铜，故D 正确；故选D。
8．(2021•湖北选择性考试，10)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
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
pm
【答案】B
【解析】该晶胞的边长为a×1010 cm，故晶胞的体积为(a×1010 cm)3＝a3×1030 cm3，A 项错误；该晶胞
中K 的个数为12×＋9＝12，Sb 的个数为8×＋6×＝4，故K 和Sb 原子个数之比为3:1，B 项正确；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；K 和Sb 的最短距离为晶胞体对角线长度的，即
pm，D 项错误。
9．(2021•海南选择性考试，5) SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。
有关SF6的说法正确的是( )
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A．是非极性分子
B．键角
都等于90°
C．
与
之间共用电子对偏向S
D．
原子满足8 电子稳定结构
【答案】A
【解析】A 项，结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S 原子
位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A 正确；B 项，SF6是结
构对称、正负电荷重心重合的分子，故键角
不都等于90°，B 错误；C 项，由于F 的电负性比S 的大，
S 与F 之间共用电子对偏向F，C 错误；D 项，中心元素价电子数+化合价的绝对值=8 时该分子中所有原子
都达到8 电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中S 元素化合价+价电子数=6+6=12，则S 原子不是8 电
子稳定结构，D 错误；故选A。
10．(2023•全国乙卷，35 节选) (3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结
构、晶胞沿c 轴的投影图如下所示，晶胞中含有_______个Mg；该物质化学式为_______，B-B 最近距离为
_______。
【答案】(3) 1 MgB2
【解析】(3)由硼镁化合物的晶体结构可知Mg 位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱
柱中含有
个Mg，由晶胞沿c 轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中
Mg 的个数为1；晶体结构中B 在正六棱柱体内共6 个，则该物质的化学式为MgB2；由晶胞沿c 轴的投影
图可知，B 原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2 倍，顶点到对
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边的垂线长度为
，因此B-B 最近距离为
。
11．(2023•全国甲卷，35)将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二
氧化碳的催化剂。回答下列问题：
(1)图1 所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______，C60间的作用力是
_______。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2 所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中
轨道能提供一对电子的
原子是_______(填图2 酞菁中
原子的
标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a 所示，二聚体中Al 的轨道杂化类型
为_______。AlF3的熔点为
，远高于AlCl3的
，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。
AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b 所示，F-的配位数为_______。若晶胞参数为
，晶体密度ρ=_______
g ·c m-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
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【答案】(1)同素异形体 金刚石 范德华力
(2) ③ +2 配位
(3) sp3 离子 2
【解析】(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1 所示的几种碳单质，它们的组成元素
均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子
晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C60间的作用力是范德华力；(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其
分子中所有的C 原子和所有的N 原子均为sp2杂化，且分子中存在大π 键，其中标号为①和②的N 原子均
有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p 轨道只能提供1 个电子参与形成大π 键，标号为③的N 原子的 p
轨道能提供一对电子参与形成大π 键，因此标号为③的N 原子形成的N—H 键易断裂从而电离出H+；钴酞
菁分子中，失去了2 个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原
子提供孤对电子与钴离子形成配位键。(3)由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al 原子价层
电子对数是4，其与其周围的4 个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1 的轨道杂化类型为sp3。AlF3
的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F 的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判
断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为
，红色球的个数
为
，则灰色的球为F-，距F-最近且等距的Al3+有2 个，则F-的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则
晶胞的体积为
，晶胞的质量为
，则其晶体密度
。
12．(2023•浙江省1 月选考，17 节选) (10 分) (3)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型
是___________，该化合物的化学式为___________。
【答案】(3)共价晶体 SiP2
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【解析】(3)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形
成共价晶体；根据均摊法可知，一个晶胞中含有
个Si，8 个P，故该化合物的化学式为
SiP2。
13．(2023•山东卷，16 节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
(1) -405℃时，F2与冰反应生成HOF 利HF。常温常压下，HOF 为无色气体，固态HOF 的晶体类型为
_____，HOF 水解反应的产物为_____(填化学式)。
(3)一定条件下，CuCl2、K 和F2反应生成
和化合物
。已知
属于四方晶系，晶胞结构如图所示
(晶胞参数
)，其中
化合价为
。上述反应的化学方程式为_____。若阿伏加德罗
常数的值为
，化合物
的密度
_____
(用含
的代数式表示)。
【答案】(1)分子晶体 HF 、H2O2和O2
(3) CuCl2 +4K+2F2= K2CuF4+2KCl
【解析】(1)常温常压下，HOF 为无色气体，则HOF 的沸点较低，因此，固态HOF 的晶体类型为分子
晶体。HOF 分子中F 显-1 价，其水解时结合H2O 电离的H+生成HF，则OH+结合H2O 电离的OH-，两者反
应生成H2O2，H2O2不稳定，其分解生成O2，因此，HOF 水解反应的产物为HF 、H2O2和O2。(3)一定条件
下，CuCl2、K 和F2反应生成KCl 和化合物X。已知X 属于四方晶系，其中Cu 化合价为+2。由晶胞结构图
可知，该晶胞中含有黑球的个数为
、白球的个数为
、灰色球的个数为
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，则X 中含有3 种元素，其个数比为1:2:4,由于其中Cu 化合价为+2、F 的化合价为-1、K 的化
合价为+1，根据化合价代数和为0，可以推断X 为K2CuF4，上述反应的化学方程式为CuCl2 +4K+2F2=
K2CuF4+2KCl 。若阿伏加德罗富数的值为NA ，晶胞的质量为
，晶胞的体积为
，化合物X 的密度
。
14．(10 分)(2023•北京卷，15 节选) (5) MgS2O3·6H2O 的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c
nm，结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为 。已知MgS2O3·6H2O 的摩尔质量是Mg ·mol-1，阿伏加德罗常
数为NA，该晶体的密度为 g ·c m-3。(1nm=10-7 cm)
(6)浸金时，S2O3
2-作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2O3
2-中的中心
原子和
端基
原子能否做配位原子并说明理由： 。
【答案】(5)4
(6) S2O3
2-中的中心原子S 的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S 原子含有孤电子
对，能做配位原子
【解析】(5)由晶胞结构可知，1 个晶胞中含有
个[Mg(H2O)6]2+，含有4 个
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S2O3
2-；该晶体的密度
；(6)具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电
子配位。S2O3
2-中的中心原子S 的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S 原子含有孤电
子对，能做配位原子。
15．(2023•浙江省6 月选考，17 节选) (3)某含氮化合物晶胞如图，其化学式为___________，每个阴离
子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________。
【解析】(3) 钙个数为
，CN2
2- 个数为
，则其化学式为
CaCN2；根据六方最密堆积图
，以上面的面心分析下面红色的有3 个，同理上面也应该
有3 个，本体中分析得到
，以这个CN2
2-进行分析，其俯视图为
，因
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此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6。
16．(15 分) (2022•全国甲卷，35 节选) (5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，
X 代表的离子是_______；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为_______pm。
【答案】(5) Ca2+
a pm
【解析】(5)根据萤石晶胞结构，浅色X 离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1 个晶胞中浅色X 离子共
有8×
+6×
=4 个，深色Y 离子分布在晶胞内部，则1 个晶胞中共有8 个深色Y 离子，因此该晶胞的化学
式应为XY2，结合萤石的化学式可知，X 为Ca2+；根据晶胞，将晶胞分成8 个相等的小正方体，仔细观察
CaF2的晶胞结构不难发现F-位于晶胞中8 个小立方体的体心，小立方体边长为
，体对角线为
，
Ca2+与F-之间距离就是小晶胞体对角线的一半，因此晶体中正负的核间距的最小的距离为
a pm。
17．(15 分) (2022•全国乙卷，35 节选) (3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X 和
红棕色液体Y。X 为_______。解释X 的熔点比Y 高的原因_______。
(4) α-AgI 晶体中
离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙
中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α-AgI 晶体在电池中可作为_______。
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已知阿伏加德罗常数为NA，则α-AgI 晶体的摩尔体积Vm=_______ m3/mol (列出算式)。
【答案】(3) CsCl CsCl 为离子晶体，ICl 为分子晶体
(4)电解质
(3)CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为
CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl 为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl 为分子晶体，熔化时，克服
的是分子间作用力，因此CsCl 的熔点比ICl 高。
【解析】(4)由题意可知，在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI 晶体是
优良的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为8×
+1=2 个，依据化学式AgI
可知，银离子个数也为2 个，晶胞的物质的量n=
mol=
mol，晶胞体积V=a3pm3=(504×10-12)3m3，则
α-AgI 晶体的摩尔体积Vm=
=
=
m3/mol。
18．(2022•重庆卷，18 节选)(15 分) (3)X 晶体内部空腔可吸附小分子，要增强X 与H2O 的吸附作用，
可在L2-上引入______。(假设X 晶胞形状不变)。
A．－Cl
B．－OH
C．－NH2
D．－CH3
(4)X 晶体具有面心立方结构，其晶胞由8 个结构相似的组成单元(如图)构成。
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①晶胞中与同一配体相连的两个[Zn4O]6+的不同之处在于______。
②X 晶体中Zn2+的配位数为______。
③已知ZnO 键长为dnm，理论上图中A、B 两个Zn2+之间的最短距离的计算式为_____nm。
④已知晶胞参数为2anm，阿伏加德罗常数的值为NA，L2-与[Zn4O]6+的相对分子质量分别为M1和M2，
则X 的晶体密度为_____g•cm-3(列出化简的计算式)。
【答案】(3)BC
(4) 与Zn2+相连的双键氧原子不在对称轴的同侧 1.25
a—2d
【解析】(3)若在L2-上引入能与水分子形成氢键的羟基和氨基，有利于增强X 与水分子的吸附作用，
若在L2-上引入不能与水分子形成氢键的氯原子、甲基，不能增强X 与水分子的吸附作用，故选BC；(4)①
由X 晶胞的组成单元的对角面可知，晶胞中与同一配体相连的两个[Zn4O]6+的不同之处在于与Zn2+相连的双
键氧原子不在对称轴的同侧；②由X 晶胞的组成单元的对角面可知，每个锌离子与2 个氧离子相连，其中
1 个氧离子为4 个锌离子所共有，则每个锌离子实际上与1+0.25=1.25 个氧离子相连，所以X 晶体中锌离子
的配位数为1.25；③由X 晶胞的组成单元结构可知，[Zn4O]6+中两个处于体对角线的氧离子距离、边长和
面对角线构成直角三角形，氧离子距离为单元结构的体对角线，设A、B 两个锌离子之间的最短距离为
xnm，由体对角线的长度可得：x+2d=
，解得x=
a—2d；④由X 晶胞的组成单元结构可知，
单元结构中位于顶点的[Zn4O]6+的个数为8×
=1，位于棱上的L2-的个数为12×
=3，设晶体的密度为dg/
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cm3，由X 晶体具有面心立方结构，其晶胞由8 个结构相似的组成单元构成可得：
=(2a×10—10)
3d，解得d=
。
19．(2022•北京卷，15 节选)II．FeS2晶胞为立方体，边长为
，如图所示。
(4)①与Fe2+紧邻的阴离子个数为___________。
②晶胞的密度为
___________
。
(5)以FeS2为燃料，配合FeSO4·H2O 可以制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。结合图示解释可充分实现能源和
资源有效利用的原因为___________。
【答案】(1)3d6
(2) SO4
2-的键角大于H2O，SO4
2-中S 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为
正四面体形，H2O 分子中O 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形
(3)配位键、氢键
【答案】(4) 6
×1021
【解析】(4)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的亚铁离子与位于棱上的阴离子S
离子间的距离最
近，则亚铁离子紧邻的阴离子个数为6；②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的亚铁离子个数为8×
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+6×
=4，位于棱上和体心的S
离子个数为12×
+1=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可
得：
==10—21a3d，解得d=
×1021；(5)由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，
FeSO4·H2O 分解生成FexOy的反应为吸热反应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生
成的SO3与H2O 反应生成H2SO4，所以以FeS2为燃料，配合FeSO4·H2O 可以制备铁粉精和H2SO4可充分实
现能源和资源有效利用。
20．(2022•海南省选择性考试，19 节选) (4)金属Zn 能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4 的配离
子，Zn 与氨水反应的离子方程式为_______。
(5)ZnO 晶体中部分O 原子被N 原子替代后可以改善半导体的性能，Zn-N 键中离子键成分的百分数小
于Zn-O 键，原因是_______。
(6)下图为某ZnO 晶胞示意图，下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O 原子排列局部平面图。
为
所取晶胞的下底面，为锐角等于60°的菱形，以此为参考，用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶
胞的底面_______、_______。
【答案】(4)Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑
(5)电负性O＞N，O 对电子的吸引能力更强，Zn 和O 更易形成离子键
(6) ▱cdhi ▱bcek
【解析】(4)金属Zn 与氨水反应可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2，反应的离子方程式为
Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑；(5)由于电负性O＞N，O 对电子的吸引能力更强，Zn 和O 更易形
成离子键，因此Zn—N 键中离子键成分的百分数小于Zn—O 键；(6)根据晶胞示意图，一个晶胞中8 个O
原子位于晶胞的顶点，1 个O 原子位于晶胞体内，4 个Zn 原子位于晶胞的棱上，1 个Zn 原子位于晶胞体内，
棱上的3 个Zn 原子和体内的Zn 原子、O 原子形成四面体结构，则于其相邻的晶胞与该晶胞共用bc 和cd，
则相邻的两个晶胞的底面为▱cdhi 和▱bcek。
21．(2022•广东选择性考试，20 节选) (6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结
构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X 是通过该方法筛选出的潜
在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z 轴方向的投影均为图2。
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①X 的化学式为_______。
②设X 的最简式的式量为
，晶体密度为
，则X 中相邻K 之间的最短距离为_______
(列
出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(6) K2SeBr6
【解析】(6)①根据晶胞结构得到K 有8 个，
有
，则X 的化学式为
K2SeBr6；②设X 的最简式的式量为
，晶体密度为
，设晶胞参数为anm，得到
，解得
，X 中相邻K 之间的最短距离为晶胞参数的一半即
。
22．(共17 分) (2022•江苏卷，17 节选) (2)FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl 晶体的结
构相似，该FeS2晶体的一个晶胞中S2
2-的数目为_______，在FeS2晶体中，每个S 原子与三个
紧邻，且
Fe-S 间距相等，如图给出了FeS2晶胞中的
和位于晶胞体心的
(
中的
键位于晶胞体对角线上，
晶胞中的其他
已省略)。如图中用“-”将其中一个S 原子与紧邻的
连接起来_______。
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【答案】4
【解析】因为FeS2的晶体与NaCl 晶体的结构相似，由NaCl 晶体结构可知，一个NaCl 晶胞含有4 个
Na 和4 个Cl，则该FeS2晶体的一个晶胞中S2
2-的数目也为4；FeS2晶体中，每个S 原子与三个Fe2+紧邻，
且Fe-S 间距相等，根据FeS2晶胞中的Fe2+和S2
2-的位置(S2
2-中的S-S 键位于晶胞体对角线上)可知，每个S
原子与S-S 键所在体对角线上距离最近的顶点相邻的三个面的三个面心位置的Fe2+紧邻且间距相等，其中
一个S 原子与紧邻的Fe2+连接图如下：
。
23．(2021•全国甲卷，35 节选) (4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其
组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a
pm、a pm、c pm，该晶体密度为______g·cm-3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZrO 后形成的催化剂，化
学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y=________(用x 表达)。
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【答案】(4)8
2-x
【解析】(4)以晶胞中右侧面心的Zr4+为例，同一晶胞中与Zr4+连接最近且等距的O2-数为4，同理可知
右侧晶胞中有4 个O2-与Zr4+相连，因此Zr4+离子在晶胞中的配位数是4+4=8；1 个晶胞中含有4 个ZrO2微
粒，1 个晶胞的质量m=
，1 个晶胞的体积为(a×10-10cm)×(a×10-
10cm)×(c×10-10cm)=a2c×10-30cm3，因此该晶体密度=
=
=
g·cm-3；在ZrO2
中掺杂少量ZrO 后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，其中Zn 元素为+2 价，Zr 为+4 价，O 元素
为-2 价，根据化合物化合价为0 可知2x+4×(1-x)=2y，解得y=2-x。
24．(2021•全国乙卷，35 节选) (4)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和
机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示，处于顶角位置的是_______原子。设Cr 和Al 原子半径分
别为
和
，则金属原子空间占有率为_______%(列出计算表达式)。
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【答案】(4)Al
【解析】(4)已知AlCr2具有体心四方结构，如图所示，黑球个数为
，白球个数为
，结合化学式AlCr2可知，白球为Cr，黑球为Al，即处于顶角位置的是Al 原子。设Cr 和Al 原
子半径分别为
和
，则金属原子的体积为
，故金属原子空间占有率=
%。
25．(2021•湖南选择性考试，18 节选) (3)如图是Mg、Ge、O 三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
①已知化合物中Ge 和O 的原子个数比为1：4，图中Z 表示 原子(填元素符号)，
该化合物的化学式为 ；
②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝
g•cm
3
﹣(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。
【答案】(3)①O Mg2GeO4 ②
×1021
【解析】(3)①根据如图所示晶胞，根据均摊法，Z 球位于晶胞内，位于晶胞的内部，含有4+4+4+4＝
16 个；Y 球有4 个位于晶胞内，X 球位于顶点的有8 个，位于4 条棱心的有4 个，上下面心上各有2 个，
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晶胞内有5 个，则晶胞中共含有的X 为8× 1
8 +4× 1
4 +4× 1
2 +5＝8 个；已知化合物中Ge 和O 的原子个数比
为1：4，则为1：4 比例的为X：Z，所以图中Z 表示O 原子，Y 表示Ge 原子，X 表示Mg 原子，则该化
合
物
的
化
学
式
为
Mg2GeO4
；
②
晶
胞
的
总
质
量
为
m
= 4×70 g⋅mol
−1+8×24 g⋅mol
−1+16×16 g⋅mol
−1
N A mol
−1
= 728
N A
g，晶胞的体积为V＝abcnm3＝abc×10﹣
21cm3，代入根据晶体的密度ρ= m
V =
728 g
N A⋅abc×10
−21c m
3。
26．(2021•河北选择性考试，17 节选) (7)分别用○、●表示H2PO4
-和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图
(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO4
-、K+在晶胞xz 面、yz 面上的位置：
①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度
____________________g•cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x 轴方向的投影图为_________ (填标号)。
【答案】(7) ①
②B
【解析】(7)①由晶胞结构可知，H2PO4
-位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8 个、面上有4 个，
体心有1 个，故晶胞中H2PO4
-的数目为
；K+位于面上和棱上，面上有6 个，棱上4 个，
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故晶胞中K+的数目为
。因此，平均每个晶胞中占有的H2PO4
-和K+的数目均为4，若晶胞
底边的边长均为apm、高为cpm，则晶胞的体积为10-30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为
。②由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x 轴方向的投影图为
，选B。
27．(2021•广东选择性考试，19 节选)(6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质
X 为潜在的拓扑绝缘体材料。X 的晶体可视为Ge 晶体(晶胞如图9a 所示)中部分Ge 原子被Hg 和Sb 取代后
形成。
①图9b 为Ge 晶胞中部分Ge 原子被Hg 和Sb 取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是
__________________。
②图9c 为X 的晶胞，X 的晶体中与Hg 距离最近的Sb 的数目为_________；该晶胞中粒子个数比Hg：
Ge：Sb = _________。
③设X 的最简式的式量为Mr，则X 晶体的密度为________g/cm3(列出算式)。
【答案】(6)①由图9c 可知，图9b 中Sb、Hg 原子取代位置除图9b 外还有其它形式
②4 1：1：2 ③
【解析】(6)①对比图9b 和图9c 可得X 晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合
晶胞晶胞是晶体的最小重复单位要求；②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg 原子为例，同一晶胞中与Hg
距离最近的Sb 的数目为2，右侧晶胞中有2 个Sb 原子与Hg 原子距离最近，因此X 的晶体中与Hg 距离最
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近的Sb 的数目为4；该晶胞中Sb 原子均位于晶胞内，因此1 个晶胞中含有Sb 原子数为8，Ge 原子位于晶
胞顶点、面心、体心，因此1 个晶胞中含有Ge 原子数为1+8×
+4×
=4，Hg 原子位于棱边、面心，因此
1 个晶胞中含有Hg 原子数为6×
+4×
=4，则该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2；
③1 个晶胞的质量m=
，1 个晶胞的体积V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，则X 晶体的
密度为
=
=
g/cm3。
28．(2021•山东卷，16 节选) (4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该
晶胞中有_____个XeF2分子。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 点原子的分数坐标为(
，
，
)。已知Xe—F 键长为rpm，则B 点原子的分数坐标
为________；晶胞中A、B 间距离d=_______________pm。
【答案】(4)2 (0，0，
)
pm
【解析】(4)图中大球的个数为
，小球的个数为
，根据XeF2的原子个数比知大球
是Xe 原子，小球是F 原子，该晶胞中有2 个XeF2分子；由A 点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐
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标系的单位长度都记为1，B 点在棱的
处，其坐标为(0，0，
)；
图中y 是底面对角线的
一半，
，
，所以
pm。
29．(2021•海南选择性考试，19 节选) (14 分) (6)MnS 晶胞与NaCl 晶胞属于同种类型，如图所示。前
者的熔点明显高于后者，其主要原因是___________。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，
a 点硫原子坐标为
，b 点锰原子坐标为
，则c 点锰原子坐标为___________。
【答案】(6)MnS 中阴阳离子所带电荷数比NaCl 的多，离子键强度更大 (0，1，1/2)
【解析】(6)①离子晶体熔沸点高低不光与晶体结构有关，也与离子带电荷量有关，MnS 晶体中每个离
子都带2 个单位电荷(正或负)，而NaCl 晶体中，每个离子只带1 个单位电荷，所以本问第一空应填“MnS
中阴阳离子所带电荷数比NaCl 的多，离子键强度更大”；②根据题目所给信息，依据a、b 两点原子的三
维坐标推得，MnS 晶胞的三维坐标关系是以b 点左侧y 轴上同一高度的S 原子中心为三维坐标中心，轴向
上每两个最近的S 原子(或Mn 原子)间距为单位长度，那么c 点Mn 原子的坐标为(0，1，1/2)。
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