高考化学考点全复习——考点48《晶体结构与性质》精选题（含解析）（全国通用）

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考点48 晶体结构与性质

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，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。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。
预测2023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。

一、晶体、晶胞
二、常见晶体结构模型
三、四种晶体的比较
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。
【小试牛刀】
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(　　)
【典例】
例1 下列有关晶体的叙述中，正确的是
A．晶体与非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形
B．红外光谱不仅可以用于晶体和非晶体的鉴别，还可测定分子中官能团和化学键的信息
C．SiO2属于共价晶体，其中Si采取sp3杂化与4个O相连，形成正四面体结构单元
D．第三周期主族元素形成的氧化物的晶体中，Na2O是纯粹的离子晶体，SiO2是纯粹的共价晶体
【答案】C
【解析】A项，晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，A错误；B项，红外光谱是反映有机物分子中含有的化学键或官能团的信息，而不是用于鉴别晶体和非晶体，B错误；C项，SiO2属于共价晶体，Si原子与4个O原子形成4个共价键，因此其中Si采取sp3杂化与4个O相连，形成与Si原子相连的4个O原子形成正四面体结构单元，C正确；D项，Na2O、SiO2中既有共价键成分又有离子键成分，前者离子键的百分数大于50%，偏向于离子键，对应晶体偏向于离子晶体；后者离子键的百分数小于50%，偏向于共价键，对应晶体偏向于共价晶体，D错误；故选C。
例2 一种由A、B、C三种元素组成的新物质是潜在的拓扑绝缘材料，其结构如图甲、乙所示(晶胞参数已在图中标出)。下列说法不正确的是( )

A．图乙是该物质的晶胞单元
B．晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1：1 ：2
C．A、B原子之间最短的距离为xnm
D．该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为6
【答案】D
【解析】A项，晶胞是晶体的最小重复单元，对比图甲和图乙，图乙是该物质的晶胞单元，A正确；B项，由图乙知，晶胞中A的数目为，B的数目为，C的数目为8，则晶胞中A、B、C三种原子的个数比为1∶1∶2，B正确；C项，A、B原子之间最短的距离是面对角线长的，即，C正确；D项，该晶体中，1个B原子周围距离最近的C原子数为4，D错误；故选D。
【对点提升】
对点1 下面有关晶体的叙述中，正确的是(       )
A．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
B．离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中只有分子间作用力没有共价键
C．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
D．共价晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性
对点2 某离子晶体的晶体结构中最小重复单元如图所示。A为阴离子，在正方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，设该物质的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )

A．则该晶体的化学式为B2A
B．A离子的配位数为8，B离子的配位数为4
C．A离子距离最近的A离子有6个，B离子距离最近的B离子有12个
D．若最近的A离子与B离子的距离是，晶胞的密度表达式是
【巧学妙记】
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)。
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)
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)
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
——
【小试牛刀】
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(　　)
【典例】
例1 如图为NaCl和CsCl的晶体结构，下列说法错误的是( )

A．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体
B．NaCl和CsC1晶体中阴、阳离子个数比相同，所以二者的阴、阳离子的配位数也相同
C．CsCl晶体中阴、阳离子的配位数均为8
D．NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，但阴、阳离子的半径比不同
【答案】B
【解析】A项，NaCl和CsCl都是由离子构成的晶体，离子个数之比为1:1，则都属于AB型的离子晶体，故A项正确；B项，结合图可知，NaCl和CsCl阴阳离子个数之比均为1:1，NaCl为立方面心结构，钠离子的配位数为6，CsCl为立方体心结构，铯离子的配位数为8，故B项错误；C项，CsCl晶体中，由晶胞示意图可以看出铯离子周围有8个氯离子，氯离子周围有8个铯离子，阴、阳离子的配位数均为8，故C项正确；D项，NaCl和CsCl都属于AB型的离子晶体，由离子的电子层越多，离子半径越大可知钠离子半径小于铯离子半径，所以阴、阳离子半径比不相等，故D项正确；故选B。
例2 已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个CO2分子间距为a pm，阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是(　　)
A．晶胞中一个CO2分子的配位数是8
B．晶胞的密度表达式是 g·cm－3
C．一个晶胞中平均含6个CO2分子
D．CO2分子的空间构型是直线形，中心C原子的杂化类型是sp3杂化
【答案】B
【解析】晶胞中一个CO2分子的配位数＝3×8÷2＝12，故A错误；该晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为a pm，则晶胞棱长＝a pm＝a×10－10 cm，晶胞体积＝(a×10－10 cm)3，该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×＋6×＝4，晶胞密度＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3，故B正确；该晶胞中二氧化碳分子个数＝8×＋6×＝4，故C错误；二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对个数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为sp1，故D错误。
【对点提升】
对点1 石英晶体的平面示意图如图，它实际上是立体的网状结构(可以看作是晶体硅中的每个Si—Si键中插入一个O)，其中硅、氧原子数比是m∶n，有关叙述正确的是(　　)

A．m∶n＝2∶1
B．6 g该晶体中含有0.1NA个分子
C．原硅酸根(SiO)的结构为，则二聚硅酸根离子Si2O中的x＝7
D．石英晶体中由硅、氧原子构成的最小的环上含有的Si、O原子个数和为8
对点2 F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙，它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增)，都极易与水反应。其中6XeF4＋12H2O===2XeO3＋4Xe↑＋24HF＋3O2↑，下列推测正确的是(　　)

黑球表示氙原子　白球表示氟原子
A．XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B．某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示，可推知其化学式为XeF6
C．XeF4按已知方式水解，每生成2 mol Xe转移8 mol电子
D．XeF2加入水中，在水分子的作用下，将重新生成Xe和F2
【巧学妙记】
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

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
【小试牛刀】
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(　　)
【典例】
例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。
例2 如图为某种晶胞结构示意图。试回答下列问题：

(1)若这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是______。
(2)若这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是______。
(3)若这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是______________________________________________。
(4)若这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na+，则晶胞中Cl-位置是________________。
【答案】(1)干冰、碘等 (2)铜等
(3)4个，其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心
(4)体心和12条棱边的中心
【解析】(1)该晶胞是面心立方，对应分子晶体有干冰、碘等；(2)该晶胞是面心立方，对应金属晶体有铜、钙、金、铝、铅、铂、银；(3)如果是金刚石晶胞，金刚石晶体中5个碳原子构成正四面体结构，即其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心；(4)NaCl晶胞中每个Na+被6个Cl-所包围，同样每个Cl-也被6个Na+所包围，所以晶胞中Cl-位置是体心和12条棱边的中心。
【对点提升】
对点1 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
对点2 如图所示C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为_________________。
A．同分异构体B．同素异形体 C．同系物D．同位素
(2)固态时，C60属于_________________(填“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是_______。
(3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1 mol晶体硅中含有硅—硅单键的数目约是_______NA。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是_______。
(5)观察CO2分子晶体结构的一部分，试说明每个CO2分子周围有_______个与之紧邻且等距的CO2分子；该结构单元平均占有_______个CO2分子。
(6)观察图形推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a，则每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为_______，每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为_________________。
【巧学妙记】
(1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。
(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有阴离子，如金属晶体。
(3)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98 ℃，尿素的熔点为132.7 ℃。

1．碳元素有多种同素异形体，其中C60、石墨与金刚石的结构如图所示。

已知C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体。下列有关说法正确的是(　　)
A．C60中含有20个正五边形和12个正六边形
B．石墨的层内碳原子之间只存在 σ 键
C．石墨中层间碳原子之间存在化学键
D．如图所示的金刚石晶胞中有8个碳原子
2．是第四周期元素，其原子最外层只有个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素的负一价离子的最外层电子数与次外层电子数相同。下列说法错误的是( )

A．单质的晶体类型为金属晶体
B．已知单质是面心立方最密堆积，其中原子的配位数为
C．元素的基态原子的核外电子排布式为
D．与形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为
3．下列关于晶体的说法一定正确的是(　　)

A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
4．元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2；元素Y基态原子的3p轨道上有1对成对电子。X与Y形成的化合物的晶胞结构如图所示，下列关于该晶体的说法正确的是( )

A．该晶体属于共价晶体
B．X2+的配位数为8，Y2-的配位数为4
C．与每个X2+距离最近且相等的X2+共有12个
D．该晶体的熔点比氧化锌高
5．氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源，必须解决好安全有效地储存氢气的问题。镧 (La)镍(Ni)合金是一种储氢材料，这种合金的晶体结构已经测定，其基本结构单元如图所示，有 关其说法正确的是

A．属于金属晶体
B．该合金的化学式为 La7Ni12
C．其熔点比组分金属高，硬度比组分金属大
D．设该结构单元的体积为 Vcm3，NA 为阿伏伽德罗常数，合金的摩尔质量为 M g/mol。则该合金的密度为ρ= g/ cm3
6．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

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
7．钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的，最初单指钛酸钙这种矿物[如图(a)]，此后，把结构与之类似的晶体(化学式与钛酸钙相同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示，其中为CH3NH3+，另两种离子为I-和Pb 2+。

下列说法错误的是( )
A．钛酸钙的化学式为CaTiO3 B．图(b)中，X为Pb 2+
C．CH3NH3+中含有配位健 D．晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个
8．一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为，下列说法错误的是( )
A．Co2+的价电子排布式为3d54s2 B．碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3
C．该配合物中配位原子是N和O D．1mol该配合物形成的配位键有6mol
9．FeSe、MgB2等超导材料具有广阔的应用前景。
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__________。
(2)向FeSe中嵌入吡啶()能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为________；该分子内存在________(填标号)。
A．σ键 B．π键 C．配位键 D．氢键
(3)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，再通过系列反应可制得FeSe基超导材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8 Fe2Se2。
①NH2-的空间构型为__________。
②液氨是氨气液化的产物，氨气易液化的原因是___________。
③金属锂溶于液氨时发生反应： X 。X的化学式为__________。
(4)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和代表，则该化合物的化学式表示为________________；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：________。
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_____________、______________。
10．1962年，青年化学家Bartlett发表了制成氟铂酸氙(XePtF6)的简报，震惊了化学界。
(1)Bartlett制备该稀有气体化合物的反应为Xe+PtF6=Xe+[PtF6]-，产物中阳离子的价电子排布式是__，阴离子中Pt和F之间的作用力为__。
(2)后来人们又合成了诸多氙的化合物，XeF4就是一种稳定的化合物。推测Xe和F的电负性大小：x(Xe)___x(F)(填“＜”或“＞”)。XeF4能将全氟丙烯氟化为全氟丙烷：XeF4+2CF3CF=CF2→2CF3CF2CF3+Xe。在该反应中，部分碳原子的杂化方式由__变为__。
(3)XeF4可与水反应生成XeO3。判断XeO3的VSEPR模型名称为__，XeO3是__(填“极性”或“非极性”)分子。任写一种与XeO3互为等电子体的离子：__。
(4)XeF2为直线型分子，固态时XeF2晶体结构如图所示。该晶体的理论密度为4.30g/cm3，则Xe-F键长为___pm。

(5)氙还能形成一些含氧酸盐，如高氙酸锂(Li4XeO6)、高氙酸钠(Na4XeO6)等，前者在约300℃分解为Li2O、Xe和O2，后者在360℃左右分解得类似产物。请解释它们分解温度高低差别的原因：__。
(6)研究者多用Xe来研究稀有气体化合物而少用Kr等其他稀有气体，是因为：__。
11．氟及其化合物用途十分广泛，回答下列问题：
(1)氟化物OF2、NF3、SiF4、PF5、SF6中，中心原子采取sp3杂化且分子构型为正四面体形的是______。
(2)已知氟锑酸是一种超强酸，基态锑的电子排布式为______。
(3)的分子内部存在氢键，画出氢键结构：______。
(4)工业上电解Al2O3制取单质铝，常利用冰晶石Na3[AlF6]降低Al2O3的熔点。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3[AlF6]+3CO2↑+9H2O。
①测定气态的摩尔质量时，往往得不到20 g ·mol-1的数据，原因是______。
②反应物中元素(氢除外)的第一电离能从大到小的顺序为______(用元素符号表示)。
③冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是______(填具体的微粒符号)。

(5)LiF、CsF的晶体结构与NaCl的晶体结构类型相同，其晶胞参数分别为apm、hpm，则LiF与CsF的密度之比为______(列出计算式)。
12．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)Co3+的价电子排布图为：___；基态磷原子有___种空间运动状态不同的电子。
(2)Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：___。
(3)写出一种与PO互为等电子体的分子的化学式：___，该分子的中心原子的价层电子对数等于___。
(4)已知无水硫酸铜为白色粉末，溶于水形成蓝色溶液，则硫酸铜稀溶液中不存在的微粒间作用力有：___。
A．配位键 B．金属键 C．离子键 D．共价键 E.氢键 F.范德华力
(5)N和P是同主族元素，但是NH3分子中的键角大于PH3分子中的键角，原因是：___。
(6)Li2O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2-配位数为：___，若晶胞参数为bnm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)，O2-和Li+的最短距离等于__nm(用含b的代数式表示)。

13．碳元素是形成化合物种类最多的元素，也可形成多种单质，同时和SCN-也可与铁、铜、铬等过渡元素形成配合物。请回答下列问题:

(1)碳元素位于元素周期表的_______区，第二周期中基态原子与基态碳原子具有相同未成对电子数的元素是_______(填元素符号)。
(2)乙烯的结构如图1所示，其中碳原子的杂化形式是_______，乙烯分子中碳碳双键与碳氢键的键角大于碳氢键之间的键角，原因是_______。
(3)金刚石、C60、C90都是碳元素形成的单质，三者的熔点由高到低的顺序是_______，原因是_______。
(4) [ Cr(CN)6]3-是Cr3+与形成的一种配离子，基态Cr3+的价电子排布式是_______，1mol [ Cr(CN)6]3-中含有的σ键的数目为_______NA。
(5)某科研机构用电化学沉积的方法获得了一种化学式为的普鲁士蓝类似物，其晶体结构如图2所示(图中省略了Na+)，晶胞参数为a pm，则x：y：z =_______， Cr2+周围距离最近的Cr3+形成的几何构型为_______，最近的两个Cr3+间距为_______pm。
14．威斯康星的H·阿德金斯(1892—1949年)及其同事最先将亚铬酸铜研制成一种有效的催化剂。制备方法是由硝酸铜和重铬酸铵在氨水中加热反应生成铬酸铜铵，后者热解时发生氨和六价铬的氧化还原反应。其晶体结构模型如图所示：

(1)写出亚铬酸铜催化剂的化学式___。
(2)写出制备亚铬酸铜催化剂的化学反应方程式___，___。
(3)写出铬原子的电子排布式___，写出二价铜离子价层电子排布式___。
(4)Cu与元素A能形成如图所示的两种化合物甲和乙。元素A是短周期非金属元素，A的常见氢化物常温下为液态，其熔沸点比同主族其他元素的氢化物高。

①两种化合物的化学式分别为：甲___，乙___。
②热稳定性甲___乙(填“>”“<”或“=”)，试从原子结构上解释原因___。
(5)已知铜和氯的某化合物也是有机合成中重要催化剂，其晶胞如图所示，顶点为氯原子，其晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为___ pm(只写计算式)。


1．(2022·江苏省泰州市高三第四次调研测试)(CH3NH3)PbI3是钙钛矿太阳能电池的重要吸光材料，其晶胞结构如图1所示，Walsh提出H2O降解(CH3NH3)PbI3的机理如图2所示。

下列说法不正确的是( )
A．H3O+的键角小于H2O的键角 B．1个(CH3NH3)PbI3晶胞含有3个I-
C．机理中的反应均为非氧化还原反应 D．H2O可与CH3NH反应生成H3O+和CH3NH2
2．(2022·湖北省卓越千校联盟高三终极押题)在气体分析中，常用CuCl2的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量。某工艺通过如图流程制备氯化亚铜固体(已知容易被氧化)：


下列说法正确的是( )
A．步骤①中不可用稀硫酸代替稀盐酸，步骤②中SO2作为氧化剂
B．步骤③中用SO2水溶液洗涤更有效，若洗涤液不含SO42-，则沉淀已洗净
C．CuCl晶胞结构如图所示，每个氯离子周围与之距离最近的氯离子数目为4
D．若CuCl晶胞的参数为，则晶胞的密度
3．(2022·湖北·华中师大一附中模拟预测)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( )

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
4．(2022·广东·深圳市光明区高级中学高三阶段练习)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
5．(2022·湖北·应城市第一高级中学模拟预测)科学家将一种纳米级普鲁士蓝类似物应用于水性钠离子电池，该普鲁士蓝类似物由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-组成。Na+嵌入和脱嵌过程中，Fe2+与Fe3+含量发生变化，变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，晶体结构如图所示，其中Na+嵌入越多导电性能越好。下列说法错误的是( )

A．Na+嵌入过程中，Fe3+数目增加
B．普鲁士蓝的化学式为NaFe2(CN)6
C．普鲁士白在三种物质中电化学性能最佳
D．格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6
6．(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，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、B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、(， ，)，下列说法错误的是( )

A．该晶体的化学式为CuInTe2
B．C点原子的分数坐标为( ，， )
C．晶胞中四面体空隙的占有率为50%
D．晶胞中C、D间距离d= pm
7．(2022·湖北·高三专题练习)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
8．(2022·安徽省安庆市示范高中高三联考)Ge、GaAs、CdTe、CdSe等均为重要的半导体材料，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
(1)Ge基态原子核外电子排布式为［Ar］_______。
(2)第四周期主族元素中，第一电离能介于Ga、As之间的元素是_______(填元素符号)。
(3)碲的化合物TeO2、TeO3、H2Te三种物质中，H2Te的中心原子杂化类型为_______，分子构型为V形的是_______
(4)GaCl3熔点为77.9℃，气体在270℃左右以二聚体存在，GaCl3二聚体的结构式为_______。GaF3熔点为1000℃，GaCl3熔点低于GaF3的原因是_______。
(5)CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。

①原子坐标参数A为(，，)，则B、C的原子坐标参数分别为_______、_______
②已知Cd、Se的半径分别为anm和bnm，则CdSe的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
9．(2022·湖南省湘西自治州三模)我国科学家制备的NiO/Al2O3/Pt催化剂能实现氨硼烷(H3NBH3)高效制备氢气的目的，制氢原理：H3NBH3+4CH3OHNH4B(OCH3)4+3H2↑。请回答下列问题：
(1)基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为_______。
(2)已知几种元素的电负性如下表所示。
元素
H
B
C
N
O
电负性
2.1
2.0
2.5
3.0
3.5
①上述制氢反应中，有_______种元素的原子采取sp3杂化。
②NH3中键角∠HNH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)H3NBH3中键角∠HNH。
③B、C、N、O的电负性依次增大，其主要原因是_______。
④在氨硼烷中，H—B键中H带部分_______(填“正”或“负”)电荷。
(3)某有机硼化合物的结构简式如图1所示，1mol该有机物中含_______mol键。组成该有机物的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为_______(填元素符号)。

(4)化硼是一种新型无机非金属材料，晶胞结构如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。a点磷原子的坐标为(0，0，0)，b点磷原子的坐标为(1，1，0)，则c点硼原子的坐标为_______。

(5)四氢铝钠(NaAlH4)是有机合成中重要的还原剂，晶胞结构如图3所示。

①AlH4-的空间构型为_______，AlH4-的配位数为_______。
②已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为_______(用含a、NA的代数式表示) g· cm-3。
10．(2022·湖南省衡阳市一模)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
(1)基态镍原子价电子排布式为___________。 金属镍的原子堆积方式如图所示，则金属镍的晶胞俯视图为___________ ( 填字母)。

a. b. c. d.
(2)四羰基镍、氧化镍的物理性质如下：
名称(化学式)
状态
熔点
溶解性
说明
四羰基镍[Ni(CO)4]
无色挥发性
剧毒液体
- 25°C
不溶于水，易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂
正四面体分子、分子中碳原子与镍成键
氧化镍
(NiO)
绿色粉末状
固体
1980°C
不溶于水
阴离子、阳离子构成
由此判断：[ Ni(CO)4]是配合物，其配位体是___________。 [ Ni(CO)4]分子是___________(填“极性”或“非极性”)分子。[Ni(CO)4]比NiO熔点低的原因是___________。
(3)有一种镧镍合金是重要的储氢材料，其晶体属六方晶系，晶胞结构如图1所示。其储氢原理是氢分子先变为氢原子，氢原子进入合金的孔隙中。图2所示晶体中两个镧原子和2个镍原子组成的四面体孔隙中只能进入1个氢原子，晶胞中的所有类似四面体中都有氢原子进入，即达到储氢稳定状态。当需要氢气时，给储氢合金加热，氢原子变为氢气逸出。

晶体中Ni 、La的原子个数比=___________。每升该储氢材料达到储氢稳定状态，储氢原子___________mol。
11．(2022·北京市通州区一模)铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：
(1)基态铜原子有________种运动状态不相同的电子，其价层电子排布式为_________。
(2)已知铜与氯形成化合物的立方晶胞如下图所示。

①该晶体的化学式为___________。
②该晶体中，每个氯原子周围与它最近且等距离的氯原子有___________个。
(3) Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如下实验。
序号
实验步骤
实验现象或结论
ⅰ
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液
ⅱ
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
ⅲ
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O
ⅳ
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成
①深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+的结构简式：___________。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中H2O的中心原子杂化轨道类型为：___________。
③加入乙醇有晶体析出的原因：___________。
④该实验条件下，Cu2+与NH3的结合能力___________(填“大于”“小于”或“等于”) Cu2+与OH-的结合能力。
⑤NH3能与Cu形成[Cu(NH3)4]2+，而NF3不能，其原因是___________。
12．(2022·河北省名校联盟高三质量检测)碳(C)、氮(N)、氧(O)、硫(S)等是常见的非金属元素，钴(Co)是一种重要的金属元素，回答下列问题：
(1)一种由含钴的配合物形成的新型高能材料的结构如图所示。

①阴离子是该材料的组成部分，则1mol该阴离子中含σ键的数目为_______(NA为阿伏加德罗常数的值)，已知该离子是平面结构，则图中标记*的N和O原子之间的σ键是由N原子的_______杂化轨道与O原子的_______轨道重叠形成。
②写出一种与NO2-互为等电子体的分子：_______(填化学式)。
③实验证明NH3的极性比NCl3大，其原因是_______。
(2)一种新型环烯类储氢材料分子式为C16S8，分子中的原子都处于同平面上(结构如图所示)，每个平面上下两侧最多可储存10个H2分子。

①有关键长数据如下：
化学键
C-S
C=S
C16S8
键长/pm
181
155
176
从表中数据可以推测C16S8中碳硫键的性质为_______(填字母)。
A．类似于C-S单键的性质                                      
B．类似于C=S双键的性质
C．兼有C-S单键和C=S双键的性质
②储氢时，C16S8与H2间的作用力是_______。
(3)NO2-和NH3是配合物CoH15N8O6的配体，若该配合物的中心离子的价电子层有4个未成对电子，则其配位数为6的正二价配离子化学式为_______。
(4)CoO2是一种磁性材料，其晶胞结构如图甲所示，俯视图如图乙所示。

①原子坐标参数：A为(0，0，0)；B为(0.31，0.31，0)，则C原子的坐标参数为_______。
②若阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体密度为_______ g· cm-3 (列出计算表达式)。

1．【2022•湖北省选择性考试】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
2．【2022•山东卷】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
3．【2021•湖北省选择性考试】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
4．【2021•全国甲卷】(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)。

5．【2021•全国乙卷】(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)。


6．【2021•湖南选择性考试】(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)。
7．【2021•河北选择性考试】(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)。

8．【2021•广东选择性考试】(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)。
9．【2020•新课标Ⅰ卷】(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有____个。

电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+，形成Li1−xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=_______，n(Fe2+ )∶n(Fe3+)=_______。
10．【2020•新课标Ⅱ卷】 (3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是__________；金属离子与氧离子间的作用力为__________，Ca2+的配位数是__________。
(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I﹣和有机碱离子CH3NH3+，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中__________的空间位置相同，有机碱CH3NH3+中，N原子的杂化轨道类型是__________；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_________g·cm-3(列出计算式)。

(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理_______、_______。

11．【2020•新课标Ⅲ卷】(4)研究发现，氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。

氨硼烷晶体的密度ρ=__________g·cm−3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
12．【2020•山东卷】(4)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，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125

一个晶胞中有_________个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn_________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有___________个。
13．【2020•天津卷】(2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为NA，则CoO晶体的密度为______g﹒cm-3：三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为_______。