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2024年高考化学二轮复习回归基础专题22晶体结构及相关计算训练
一、单选题，共17小题
1．（23-24高三上·山西·阶段练习）黄铜矿是工业炼铜的原料，含有的主要元素是硫、铁、铜。下列有关说法正确的是
A．基态硫原子中核外电子有9种空间运动状态
B．硫元素最简单氢化物的分子的VSEPR构型是V形
C．铁元素在元素周期表的ds区
D．CuCl熔点为426℃，熔融时几乎不导电，容易形成二聚体，说明CuCl是原子晶体
2．（23-24高三上·山西大同·期末）已知氯化铝的熔点为、氟化铝的熔点为，氯化铝二聚体的空间填充模型如图1所示，氟化铝的晶胞结构(晶体密度为，阿伏加德罗常数为)如图2所示。下列说法正确的是
A．图1中物质的分子式为 B．氟化铝中的配位数为6
C．晶胞参数 D．氯化铝、氟化铝均为离子晶体
3．（23-24高三上·河南周口·阶段练习）氨是常用的化工原料，研究发现可通过高效催化剂高选择性地将还原为。我国科学工作者利用氮化钴(图1)掺杂Cu，获得具有高效催化性能的掺杂物(图2)。
下列说法错误的是
A．掺杂前，氮化钴的化学式为
B．被还原为后，键角将变大
C．晶体中，若晶胞参数为apm，则最近的Co原子核间距为
D．晶体中，Cu原子周围最近的Co原子为12个
4．（23-24高三上·重庆·阶段练习）一种新型超导材料由Li、Fe、Se组成，晶胞如图所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为90°，X的坐标为(0，1，)，Y的坐标为(，，)，设NA为阿伏加德罗常数的值(已知：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)。下列说法正确的是
A．可通过红外光谱和质谱测定原子坐标
B．坐标为(，1，)的原子是Li原子
C．Se原子X与Se原子Y之间的距离为
D．该晶体的密度为
5．（2022·湖北武汉·模拟预测）金刚石和C60都是由碳元素组成的重要单质，金刚石和C60分子及它们的晶胞如图所示(已知≈1.732、π≈3.14)：
下列说法正确的是
A．每个金刚石晶胞中含有4个碳原子
B．每个C60分子含有90个σ键
C．金刚石和C60晶胞中微粒间的作用力均只有共价键
D．每个金刚石晶胞原子的空间利用率为74.05%
6．（23-24高三上·湖南长沙·阶段练习）是目前储氢密度最高的材料之一，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。Mg原子占据Fe形成的所有四面体空隙，储氢后，分子占据Fe形成的八面体空隙，化学式为。下列说法正确的是
A．晶胞中，存在的化学键类型为金属键和离子键
B．氢气储满后晶体的化学式为
C．氢气储满后，和的最短距离为
D．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4
7．（23-24高二上·江苏无锡·阶段练习）砷化硼的晶胞结构如图所示，晶胞的边长为apm，下列说法中正确的是
A．砷化硼的化学式为B2As
B．砷化硼晶胞中，As的配位数是4
C．砷化硼晶胞中，B原子之间的最短距离为
D．与B原子最近且距离相等的B原子有6个
8．（22-23高二下·河南·期中）金的晶胞结构如图所示(假设晶胞参数为anm)，下列说法错误的是
A．金原子在晶胞中的空间利用率约为74%
B．c原子的坐标为 (，0，)
C．该晶体的密度为
D．金晶胞沿z轴方向的投影图为
9．（23-24高三上·重庆渝北·阶段练习）[Co(NH3)6]Cl2晶体的晶胞如下图所示(已知该立方晶胞的边长为a pm，阿伏加德罗常数为NA，[Co(NH3)6]Cl2的摩尔质量为M g/mol)，以下说法正确的是
A．[Co(NH3)6]Cl2中，中心离子的配位数为8
B．离[Co(NH3)6]2+最近的Cl- 有4个
C．若规定A点原子坐标为(0，0，0)，则C点原子坐标为()
D．[Co(NH3)6]Cl2晶体的密度为
10．（23-24高三上·湖南长沙·阶段练习）硅与镁能够形成二元半导体材料，其晶胞如图所示，已知晶胞参数为r nm。阿伏加德罗常数值为NA，下列说法正确的是
A．镁原子位于硅原子所构成的正八面体空隙中，空隙填充率为100%
B．晶体中硅原子的配位数为4
C．该晶体中两个硅原子间的最短距离为nm
D．晶体的密度为g/cm3
11．（2023·湖北·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
12．（2022高三·全国·专题练习）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．的配位数为6 B．与距离最近的是
C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变
13．（2023高三·全国·专题练习）X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Z的基态原子2p能级上各有两个未成对电子，Y与Q同主族，W原子N能层只有一个电子，其余能层全充满。下列说法错误的是
A．电负性为Z>Y>X
B．原子半径为r(Q)>r(Y)>r(Z)
C．X与Z可以形成含极性键的极性分子
D．W与Z形成的化合物晶胞如图，其化学式为WZ
14．（22-23高二下·安徽阜阳·阶段练习）钠元素和硒元素可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，其晶胞结构如图所示。已知和的半径分别为anm和bnm，晶胞参数为cnm。下列有关说法错误的是
A．该晶体的化学式为
B．与距离最近且相等的数目为8
C．该晶胞的空间利用率为
D．位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中
15．（2023高三·全国·专题练习）Li2S属立方晶体，晶胞边长为dpm，晶胞截面图如图所示。则下列关于该晶胞的描述正确的是
A．每个晶胞中含有的数目为8
B．与Li+最近且等距离的有4个
C．该晶胞中两个距离最近的Li+和的核间距的计算表达式为
D．Li2S晶体的密度为
16．（23-24高三上·湖北武汉·期中）硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其晶胞结构，图乙为晶胞的俯视图。已知a点的坐标(0，0，0)，b点的坐标。下列说法正确的是
A．的配位数为8 B．基态Se核外有34种不同空间运动状态的电子
C．晶胞中d点原子分数坐标为 D．若换为，则晶胞棱长保持不变
17．（23-24高三上·江西南昌·期中）半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。通过晶体衍射测得晶胞中，面心上硒与顶点硒之间距离为anm，代表阿伏加德罗常数的值。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ZnSe晶胞坐标系中，A点硒原子坐标为，B点锌原子坐标为。下列说法不正确的是
A．Se原子的配位数为4
B．C的原子坐标参数为(，，)
C．硒化锌晶体密度为
D．已知SeO3的熔点为165℃，在126℃时升华，则SeO3晶体类型与ZnSe晶体不同
二、多选题，共1小题
18．（2022·山东·高考真题）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．每个晶胞中个数为x
B．每个晶胞完全转化为晶胞，转移电子数为8
C．每个晶胞中0价Cu原子个数为
D．当转化为时，每转移电子，产生原子
参考答案：
1．A
【详解】A．基态硫原子中核外电子空间运动状态有1s,2s,3s分别有一种，2p和3p各有3种，共有3+3+3=9种，故A正确；
B．H2S的价层电子对为4，孤电子对为2，成键电子对为2，VSEPR模型为正四面体，故B错误；
C．Fe位于周期表中第四周期第Ⅷ族，属于d区元素，故C错误；
D．CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电，应为分子晶体，故D错误；
故选A。
2．C
【详解】A．由空间填充图可知，氯化铝二聚体的分子式为，A错误；
B．由晶胞图知，的配位数是2，B错误；
C．由的晶胞结构可知，晶胞中含个数为，个数为，化学式为，，，C正确；
D．是分子晶体，为离子晶体，D错误；
故选C。
3．B
【详解】A．根据图1可知顶点和面心都是Co原子，所以共含有4个Co原子，体心含1个氮原子，故化学式为，故A正确；
B．中氮原子的杂化方式为sp2，中氮原子的杂化方式为sp3，所以键角大于，故B错误；
C．晶体中，Co原子位于面心，若晶胞参数为apm，最近的Co原子核间距为，故C正确；
D．晶体中，Cu原子位于顶点，Co原子位于面心，所以Cu原子周围最近的Co原子为12个，故D正确；
故选B。
4．C
【详解】A．利用晶体X射线衍射可测定原子坐标，红外光谱和质谱不能测定原子坐标，A错误；
B．由晶胞结构可知坐标为(，1，)的原子是Z原子，即Fe原子，B错误；
C．Se原子X与Se原子Y，沿x轴方向的距离为，沿y轴方向的距离为，沿z轴方向的距离为，两点间的距离为，C正确；
D．Li原子有8个位于顶点，1个位于体心，个数为：，Fe有8个位于面上，个数为，Se原子有8个位于棱上，2个位于体内，个数为：，晶胞的质量为：，晶胞体积为：，密度为，D错误；
故选C。
5．B
【详解】A．根据均摊原则，每个金刚石晶胞中碳原子数为，故A错误；
B．C60分子中每个C原子形成3个σ键，每个C60分子含有σ键数，故B正确；
C．金刚石晶胞中微粒间的作用力均只有共价键，C60晶胞中微粒间的作用力有共价键、分子间作用力，故C错误；
D．设晶胞的边长为a、碳原子半径为r，金刚石晶胞体对角线等于8r，则，原子的空间利用率，故D错误；
选B。
6．C
【详解】A．构成该晶体的元素均为金属元素，所以存在的化学键类型为金属键，A错误；
B．原子形成的八面体空隙在晶胞的棱心和体心，所以每个晶胞中含有4个和8个，个，因此氢气储满后晶体的化学式为，B错误；
C．和的最短距离为面对角线的二分之一，为，C正确；
D．根据晶胞结构示意图可知，距离原子最近且等距的原子有4个，即的配位数为4，而该晶体的化学式为，所以的配位数为8，D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．砷化硼晶胞中，含B原子个数为=4，含As原子的个数为4，则化学式为BAs，A不正确；
B．砷化硼晶胞中，与As最近的B原子有4个，则As的配位数是4，B正确；
C．砷化硼晶胞中，B原子之间的最短距离为面对角线的，即为，C不正确；
D．确定1个B原子位于晶胞的顶点，与B原子最近且距离相等的B原子位于面心，则B原子个数为=12，D不正确；
故选B。
8．C
【详解】A．设金原子半径为r，则结合晶胞结构可知4r=，r=，晶胞中含金原子个数为，金原子的体积为：4×=，晶胞体积为a3，金原子在晶胞中的空间利用率=≈74%，故A正确；
B．a为坐标原点，c处于面心，结合晶胞结构可知c原子的坐标为 (，0，)，故B正确；
C．晶胞质量为：，晶胞体积为：nm3，则晶胞密度为，C项错误；
D．金晶胞沿z轴方向投影，顶点原子均投影在正方形顶点，面心分别投影在棱心和面心，投影图正确，故D正确；
故选：C。
9．C
【详解】A．[Co(NH3)6]Cl2中的中心离子为Co2+，其配位原子为N，配位数为6，选项A错误；
B．由[Co(NH3)6]Cl2晶胞结构可知，[Co(NH3)6]2+周围等距离且最近的有8个Cl-，选项B错误；
C．C位于晶胞内部，若把晶胞分为8个相等的小立方体，则C位于左后上的小立方体的体心，根据A、B的原子坐标参数可知，C的原子坐标参数为()，选项C正确；
D．通过晶胞结构，根据均摊法，一个晶胞含有的[Co(NH3)6]2+的个数为个，含有的Cl-的个数为8个，故每个晶胞中含有4个[Co(NH3)6]Cl2，[Co(NH3)6]Cl2的摩尔质量是Mg/mol，晶胞体积为a3pm3，则晶胞的密度为，选项D错误；
答案选C。
10．C
【详解】A．观察给出的晶胞可知，镁原子位于硅原子所构成的正四面体空隙中，空隙填充率为100%，A错误；
B．与硅原子等距且最近的镁原子数为8，故晶体中硅原子配位数为8，B错误；
C．最近的硅原子之间的距离为晶胞面对角线的一半，其距离为nm，C正确；
D．该晶体的化学式为Mg2Si，该晶胞包含4个Mg2Si，该晶胞的质量为，晶胞的体积为(r×10-7)3cm3，故晶体的密度为，D错误；
故答案为：C。
11．C
【详解】A．由的晶胞结构可知，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．由晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；
C．由题干信息可知，在晶胞中，每个H结合4个H形成类似的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，且不是闭合的结构，故C错误；
D．1个晶胞中含有58=40个H原子，含H质量为g，晶胞的体积为(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，则单位体积中含氢质量的计算式为，故D正确；
答案选C。
12．B
【详解】A．配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，位于体心，F-位于面心，所以配位数为6，A正确；
B．与的最近距离为棱长的，与的最近距离为棱长的，所以与距离最近的是，B错误；
C．位于顶点，所以个数==1，F-位于面心，F-个数==3，位于体心，所以个数=1，综上，该物质的化学式为，C正确；
D．与半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确；
故选B。
13．D
【分析】X、Z的基态原子2p能级上各有两个未成对电子，因为原子序数依次增大，因此X的价电子排布式为2s22p2，Z的价电子排布式为2s22p4，推出X、Z分别为C、O，Y为N，Y与Q同主族，则Q为P，W原子N能层只有一个电子，其余能层全充满，即价电子排布式为3d104s1，即W为Cu，据此分析；
【详解】A．X、Y、Z分别为C、N、O，同周期电负性自左向右逐渐增大，因此电负性顺序是O＞N＞C，故A说法正确；
B．Y、Z、Q分别为N、O、P，P核外有三个电子层，其余元素有2个电子层，即P的半径最大，同周期从左向右原子半径逐渐减小，因此r(N)＞r(O)，因此三种元素的原子半径大小顺序是r(P)＞r(N)＞r(O)，故B说法正确；
C．X、Z可以形成的化合物为CO、CO2，CO为含极性键的极性分子，CO2为含极性键的非极性分子，故C说法正确；
D．白球位于晶胞的顶点和体心，个数为=2，黑球位于晶胞内部，个数为4，根据球半径大小，黑球为Cu，白球为O，则化学式为Cu2O，故D说法错误；
答案为D。
14．B
【详解】A．由题图可知，该晶胞中位于顶点和面心，共有个，位于晶胞体内，共有8个，则该晶体的化学式为，A正确；
B．由题图可知，与距离最近且相等的共有12个，B错误；
C．该晶胞的空间利用率为，C正确；
D．由题给晶胞结构可知，位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中，D正确；
故选B。
15．B
【分析】由晶胞截面图可知，硫离子位于晶胞的顶点和面心，其离子个数为，锂离子位于晶胞内，其离子个数为8。
【详解】A．由以上分析可知，每个晶胞中含有的S2-数目为4，A错误；
B．Li+位于立方晶胞体对角线四分之一处，与其最近且等距离的S2-有4个，B正确；
C．该晶胞中两个距离最近的Li+和S2-的核间距恰好为该立方晶胞体对角线的四分之一，该晶胞边长为dpm，则核间距的计算表达式为dpm，C错误；
D．由以上分析可知，一个晶胞中含有4个S2-和8个Li+，晶胞边长为d×10-10cm，则Li2S晶体的密度为，D错误；
故选B。
16．C
【详解】A．由晶胞结构可知，周围距离最近且相等的Zn2+有4个，配位数为4，故A错误；
B．Se的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p4，核外含有电子的轨道有1+1+3+1+3+5+1+3=18个，则基态Se核外有18种不同空间运动状态的电子，故B错误；
C．a的坐标为(0，0，0)，b点的坐标，则a原子位于坐标原点，b原子晶胞顶面的面对角线交点，可知d原子到x轴、y轴、z轴的距离分别是，，，即d的坐标为，C正确；
D．和半径不同，则晶胞棱长将改变，D错误；
故选C。
17．B
【详解】A．由晶胞结构可知，距离Se原子最近的Zn原子共有4个，Se原子的配位数为4，故A正确；
B．根据A点、B点原子坐标，结合晶胞结构可知，C点原子坐标：(，，)，故B错误；
C．硒化锌晶胞中含4个锌、8=4个硒。硒在晶胞中面心立方分布，面对角线上三个硒相切，晶胞参数为anm，由密度公式知，=，故C正确；
D．SeO3的熔点较低，易升华，说明粒子之间作用力小，它是分子晶体，硒化锌作为半导体材料能导电，熔沸点较高，则SeO3晶体类型与ZnSe晶体不同，故D正确；
故选B。
18．BD
【详解】A．由晶胞结构可知，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．由题意可知，Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+，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8，故B正确；
C．由题意可知，Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2-xSe+ e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，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NaCuSe，晶胞中0价铜而个数为(4-4x)，故C错误；
D．由题意可知，NayCu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2-xSe+(1-y) e-+(1-y) 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BD。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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