资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台中小学教育资源及组卷应用平台热点题型07 晶胞计算预计2025年高考仍会借助新科技、新能源为背景，围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞密度的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查重点，复习时加以重视!1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法(1)原则：晶胞中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(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定三棱柱六棱柱平面型 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2．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目晶体 NaCl CsCl ZnS CaF2 金刚石晶体结构粒子数目 4个Na＋， 4个Cl－ 1个Cs+， 1个Cl－ 4个S2－， 4个Zn2＋ 4个Ca2＋， 8个F－ 8个C晶体 简单立方 体心立方 面心立方 氮化硼 干冰晶体结构粒子数目 1个原子 2个原子 4个原子 4个B，4个N 4个CO23．晶体密度及微粒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，则密度为：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－34.晶胞参数(边长)与半径的关系晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高金刚石晶胞 G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球)5.金属晶体空间利用率的计算方法(1)空间利用率的定义及计算步骤①空间利用率(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比②(2)金属晶体空间利用率分类简析类型 晶体结构示意图 图示关系简单立方堆积 原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V球＝πr3，V晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利用率＝×100%＝×100%＝≈52%体心立方晶胞 原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%＝≈68%面心立方最密堆积 原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74%六方最密堆积 原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3，1个晶胞中有2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74%金刚石型堆积 设原子半径为R，由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出晶胞参数：a＝b＝c＝R，α＝β＝γ＝90°。每个晶胞中包含八个原子。 η＝×100%＝×100%≈34.01%（建议用时：40分钟）考向01 规则的立方体晶胞参数的求算1．（2025·四川·模拟预测）一种具有钙钛矿结构的光催化剂，其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°)，NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．该物质的化学式为B．1位和2位的核间距为C．晶体的密度为D．2位的分数坐标为2．（2025·宁夏陕西·模拟预测）科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为。是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．该化合物为共价晶体，硬度大B．晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4C．晶胞中键与键的数目比为D．晶体的密度3．（2025·四川·一模）金属钼(Mo)在钢铁工业中主要用作合金添加剂。它能够显著提高钢材的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。Mo的价层电子排布为，Mo的晶胞结构如下图所示，a、b的坐标分别是、，该晶胞参数为，设阿伏加德罗常数值为。下列说法正确的是A．Mo元素位于周期表中第5周期IVB族B．与Mo原子最近且等距离的Mo原子有8个C．c的原子坐标为：D．晶胞的密度为：4．（2024·山西·模拟预测）铁镁合金是一种新型储氢材料，晶胞类似于，结构如图所示，晶胞参数为，下列说法错误的是A．铁原子和镁原子之间的最短距离为B．镁原子填充在铁原子构成的正四面体空隙中C．该合金的质量为D．熔融该合金的过程中需要破坏金属键5．（2024·河南商丘·三模）硫化锌在光电领域有重要应用，其六方晶胞(甲)和立方晶胞(乙)的结构如图所示。下列说法错误的是A．Zn和S两种基态原子的价层电子数之比为2∶1B．甲中侧棱长度等于Zn和S原子的直径之和C．乙中由Zn围成的正四面体和正八面体的数目之比为2∶1D．甲、乙中Zn和S的配位数均为46．（2024·云南丽江·一模）晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是A．每个晶胞中含有1个K、6个O、1个IB．的空间构型为四面体形C．与K紧邻的O的个数为12个D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于面心位置7．（2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测）碳化钛在航空航天、机械加工等领域应用广泛，其晶胞结构(如图所示)与氯化钠相似，晶胞的边长为anm。下列说法正确的是A．该物质的化学式为B．基态Ti原子的价电子排布式为C．C原子之间的最短距离为D．设为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为8．（2024·四川自贡·一模）氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，若该晶胞边长为dnm，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是A．铁镁合金的化学式为Mg8Fe4B．Fe原子与最近的Mg原子的距离是C．若该晶体储氢时，H2填充在Fe原子组成的八面体空隙中心位置，则含Mg 96g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为22.4LD．若NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为9．（2024·陕西·一模）磷化硼是一种半导体材料，其晶胞结构如下图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是A．晶胞结构中，硼原子的配位数为4B．磷化硼为分子晶体C．硼原子与磷原子间的最短距离为nmD．磷化硼晶体g·cm-310．（2024·山西运城·三模）朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系型晶胞如下图所示，晶胞参数为a nm，A原子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法不正确的是A．S的配位数是4 B．晶胞中B原子分数坐标为C．该晶体的密度是g/cm3 D．相邻两个Hg的最短距离为nm11．（2024·山西运城·一模）图1为γ-AgI立方晶胞结构（Ag+未画出），晶胞中I-处于顶点和面心；γ-AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图2所示，已知NA表示阿伏加德罗常数的值。γ-AgI晶胞的密度为ρg cm- ，下列说法正确的是A．Ag与Cu同族，Ag在元素周期表中位于d区B．Ag+填充在I-构成的正四面体空隙中C．与I-等距离且最近的I-有6个D．晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为12．（2024·山西·模拟预测）已知胆矾()和铜晶胞的结构如下图所示，铜晶胞的参数为，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．在胆矾示意图中，存在氢键、配位键、共价键和离子键等化学键B．胆矾中元素的电负性从大到小的顺序为C．胆矾中铜的配位数和铜晶胞中铜的配位数相同D．铜晶胞的密度为考向02 规则的立体图晶胞参数的求算1．（2024·山西大同·模拟预测）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。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2．（2024·山西·一模）X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，X、M、N的最外层电子数相等，且X的价电子数和原子序数相等，M是前四周期中金属性最强的元素，N的内层轨道全充满电子，Y的基态原子中共有4种不同的空间运动状态的电子，Z是电负性最强的元素。一种由Z、M、N三种元素组成的晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．原子半径：M>Z>Y>XB．该晶体中N的化合价为+2C．X和Y形成的化合物的沸点低于X和Z形成的化合物的沸点D．该晶胞中N的配位数为83．（2024·河南·一模）离子化合物是一种高活性氮物种，可以作为合成子用于多种高附加值含氮化合物的合成，其晶胞结构如图甲所示，沿z轴方向的投影如图乙所示(设为阿伏加德罗常数的值)。下列叙述正确的是A．电负性： B．的电子式为C．的配位数是8 D．该晶胞的密度4．（2024·陕西西安·模拟预测）储氢材料多为易与氢起作用起作用的某些过渡族金属、合金或金属间化合物。某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为金属亚铁离子，顶点均为 NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。下列说法错误的是A．Fe元素位于周期表中的ds区B．该化合物中配位体NH3中N是sp3杂化C．晶体最简化学式为［Fe(NH3)6］(BH4)2D．晶体中阳离子的配位数为85．（2024·河南三门峡·一模）由我国科学家合成的一种较强绝缘体的四方晶胞结构如图，已知晶胞的底面是由边长为的正方形构成，侧面是由边长分别为的长方形构成。下列说法错误的是A．该晶体的化学式为B．距离原子最近且等距的原子有4个C．若以原子为晶胞的顶角，则原子可能位于晶胞体内，原子可能位于晶胞面上D．该晶体的密度为6．（2024·河南·模拟预测）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。一种超导材料(仅由Cs、Ag、F三种元素组成)的长方体晶胞结构如图所示(已知，用表示阿伏加德罗常数的值)下列说法正确的是A．基态失去4d能级上的一个电子转化为B．若N点原子分数坐标为，则P点原子分数坐标为C．M、N之间的距离为D．晶体的密度为7．（2024·河南·模拟预测）含金的配合物在工业生产中有重要用途。一种金的配合物的晶体结构如图所示，下列说法错误的是A．该化合物的化学式为CsAuCl3B．Cs+的配位数为12C．Au是第ⅠB族的过渡金属D．1mol/L该配合物水溶液的电阻率较高8．（2024·河南信阳·模拟预测）钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝，钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞，已知钴原子位于晶胞的顶角和面心。下列说法中错误的是A．钴蓝晶胞中原子个数比为B．Co原子间最短的距离为C．图2所示字母中，Ⅰ型小立方体分别是D．钴蓝晶体的密度为9．（2024·内蒙古赤峰·三模）黄铜矿(CuFeS2)是工业炼铜，炼铁和制硫酸的重要原料。回答下列问题：(1)铜元素位于元素周期表 区，基态Fe2+的价层电子排布图(轨道表示式)是 。(2)气态SO3以单分子形式存在，其分子的空间结构为 。固体：SO3中存在如图1所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 。(3)Cu2+可以形成多种配合物，其中一种配离子的结构如图2所示：①该配离子所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。②该配离子中H—O—H的键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)单个水分子中H—O——H的键角。(4)①改性Fe3O4是一种优良的磁性材料，Fe3O4晶胞的的结构如图3所示，研究发现结构中的Fe2+只可能出现在图中某一“▲”所示位置上，请确定Fe2+在晶胞中的位置是 (填“a”或“b”或“c”)。②普鲁士蓝晶体属于立方晶系，晶胞结构如图4所示(CN 在图中省略)，该晶体的化学式为 。10．（2024·四川凉山·二模）(1)量子化学计算预测未知化合物是现代化学的发展途径之一，有人通过计算预言铁存在四氧化物，分子构型是四面体，但该分子中铁为+6价而不是+8价，写出该分子中铁的价电子排布式 ，该分子中氧的化合价有 ，画出该分子的结构示意图 。(2)NH3分子单独存在时键角为106.70 ，其VSEPR模型为 。下图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及∠H-N-H的测量值，解释配合物中键角变化的原因 。(3)开夫拉是一类高强度的有机聚合物，其结构简式如下：其中氧原子的杂化方式是 。这类聚合物强度远超尼龙纤维，与钢铁近乎相同，科学研究表明其聚合物链与链之间存在苯环苯环的相互作用，除此之外还可能因为 。(4)近年来，钙钛矿太阳能电池是光电材料领域的研究热门，其晶胞结构如下图所示：钙钛矿的化学式为 ，该晶胞中Ca2+与O2-的最短距离是 cm(已知晶胞参数为anm)。11．（2024·山西·模拟预测）（1）如图所示为冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶胞。图中●位于大立方体顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中●、○中的一种。图中●、○分别指代哪种粒子 、 ；大立方体的体心处▽所代表的是 (用化学式表示)。（2）H2S和H2O2的主要物理性质比较如下：熔点／K 沸点／K 标准状况时在水中的溶解度H2S 187 202 2.6H2O2 272 423 以任意比互溶H2S和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因 。（3）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有＿＿＿＿＿＿＿(填元素符号)。实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有 。实验过程中加入C2H5OH后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。实验中所加C2H5OH的作用是 。12．（2024·云南曲靖·一模）由N、P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题：（1）基态N的原子核外 种运动状态不同的电子，基态 P原子核外电子排布式为 ，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为 。（2）PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是 ，该分子构型为 。（3）PCl3 是一种无色的液体，遇水容易水解生成两种酸，则方程式 。（4）已知MgO与NiO的晶体结构(如图)相同， 其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 pm和69pm。则熔点：MgO NiO(填“＞”、“＜”或“＝”)，理由是 。 （5）金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 （请用r和a表示不要求计算结果）。 1．（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中或的价态降低C．晶体Ⅱ的化学式为 D．晶胞Ⅲ中键数目为242．（2024·山西运城·二模）可用于防蛀牙膏的添加剂，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为。下列说法正确的是A．含添加剂的牙膏可以在酸性条件下保持很好的效果B．图中黑色的球●代表C．每个周围紧邻且等距离的个数为4D．该晶体的密度为3．（2024·山西·二模）可充电“Na-Cu2-xSe”电池具有导电率高、成本低等优点，可与锂电池相媲美。其工作原理如图所示。已知：充、放电过程中存在如下转化，充、放电过程中晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是A．电流方向：M→用电器→N→钠离子交换膜→MB．b为放电反应，正极反应为：C．充电时，若两极质量变化差为46g，则电路中转移1mol电子D．Na2Se晶胞中Se的原子坐标，若①为(0，0，0)，则②为()4．（2024·河南·二模）已知图甲为金属钠的晶胞，其晶胞截面如图乙所示，将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数。图丙为晶胞的截面，已知属于立方晶体，假设其晶胞参数为。设表示阿伏加德罗常数的值，下列关于晶胞的描述错误的是A．图丙中“○”代表 B．晶体中的配位数为8C．晶胞中与紧邻的有12个 D．晶体的密度为5．（2024·云南楚雄·二模）已知四氨合铜离子的模型如图甲，CaF2晶体的晶胞如图乙，阿伏加德罗常数的值用NA表示。下列有关说法正确的是A．基态Cu的电子排布式为[Ar]3d84s1B．四氨合铜离子中存在极性共价键、配位键、离子键C．距离Ca2+最近且等距离的F-有6个D．若CaF2晶胞的棱长为acm，CaF2的密度为g/cm36．（2024·山西吕梁·一模）铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料，请回答下列问题：（1）基态铁原子的价电子排布式为 。（2）Fe3+、Co3+与N3+、CN-等可形成络合离子。①C、N、O中第一电离能最大的为 ，其原因是 。②K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+，1mol K3[Fe(CN)6]中含有σ键的数目为 。（3）铁的另一种配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供的电子数之和为18，则x= 。已知该配合物的熔点为-20.5 ℃，沸点为103℃，易溶于CCl4，据此可以判断Fe(CO)x晶体属于 （填晶体类型）。（4）金属铁晶体中原子采用 堆积，铁晶体的空间利用率为 （用含π的式子表示）。（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B 方块组成。则该化合物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为 （填最简整数比）；已知该晶体的密度为d g·cm-3，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶胞参数a为 nm（用含d和NA的代数式表示）。7．（2024·河南安阳·三模）锰及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:(1)Al70Pd21Mn9是一种准晶体(介于晶体和非晶体之间的固体),能准确证明其不是晶体的方法是 。(2)基态Mn原子的价电子排布式为 ,未成对电子数为 个。(3)MnS熔点(1610℃)比MnO熔点(1650℃)低,其原因是 。(4)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]Br。①配合物中锰元素的价态为 。②配体CH3CN与中心原子形成配位键时,提供孤对电子的原子是 ,该分子中碳原子的杂化方式为 ；C、H、N的电负性从大到小的顺序为 。(5)锰的含氧酸有HMnO4(高锰酸)、H2MnO3(亚锰酸),高锰酸的酸性比亚锰酸强,理由是 。(6)某种含锰特殊材料的晶胞结构如下图所示:若晶胞参数为a nm,用NA表示阿伏伽德罗常数的值,则该晶胞的密度为 ( 列出代数式即可)。221世纪教育网(www.21cnjy.com)121世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台中小学教育资源及组卷应用平台热点题型07 晶胞计算预计2025年高考仍会借助新科技、新能源为背景，围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞密度的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查重点，复习时加以重视!1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法(1)原则：晶胞中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(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定三棱柱六棱柱平面型 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2．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目晶体 NaCl CsCl ZnS CaF2 金刚石晶体结构粒子数目 4个Na＋， 4个Cl－ 1个Cs+， 1个Cl－ 4个S2－， 4个Zn2＋ 4个Ca2＋， 8个F－ 8个C晶体 简单立方 体心立方 面心立方 氮化硼 干冰晶体结构粒子数目 1个原子 2个原子 4个原子 4个B，4个N 4个CO23．晶体密度及微粒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，则密度为：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－34.晶胞参数(边长)与半径的关系晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高金刚石晶胞 G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球)5.金属晶体空间利用率的计算方法(1)空间利用率的定义及计算步骤①空间利用率(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比②(2)金属晶体空间利用率分类简析类型 晶体结构示意图 图示关系简单立方堆积 原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V球＝πr3，V晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利用率＝×100%＝×100%＝≈52%体心立方晶胞 原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%＝≈68%面心立方最密堆积 原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74%六方最密堆积 原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3，1个晶胞中有2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74%金刚石型堆积 设原子半径为R，由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出晶胞参数：a＝b＝c＝R，α＝β＝γ＝90°。每个晶胞中包含八个原子。 η＝×100%＝×100%≈34.01%（建议用时：40分钟）考向01 规则的立方体晶胞参数的求算1．（2025·四川·模拟预测）一种具有钙钛矿结构的光催化剂，其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°)，NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．该物质的化学式为B．1位和2位的核间距为C．晶体的密度为D．2位的分数坐标为【答案】C【详解】A．根据各原子在晶胞中位置，在晶胞顶点，个数为，个氧离子位于面心，个数为，位于体心，仅有一个，故化学式为：，A正确；B．如图，构造一个直角三角形，，，则位和位的核间距为：，B正确；C．根据密度公式，，C错误；D．如图，，设点为坐标原点，则位的分数坐标为，D正确；故选C。2．（2025·宁夏陕西·模拟预测）科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为。是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．该化合物为共价晶体，硬度大B．晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4C．晶胞中键与键的数目比为D．晶体的密度【答案】C【详解】A．该晶体具有类金刚石结构，金刚石是由碳原子通过共价键形成的共价晶体，具有硬度大、熔沸点高等性质，则该化合物为共价晶体，硬度大，A正确；B．如图所示：将晶胞平移，以b点的B为坐标原点：，则B原子距离最近且相等的1个B原子a位于面心，其余两个面心为C原子，根据晶胞结构可知，若面心上全部都是B，B原子距离最近且相等的B原子数为=12，但面心上的B只占了，因此B原子距离最近且相等的B原子数为4，B正确；C． 如图所示：以m点的C原子为研究对象，其形成2条键，两条键，则二者数目比为，C不正确；D． 晶胞的密度=晶体的密度，D正确；答案选C。3．（2025·四川·一模）金属钼(Mo)在钢铁工业中主要用作合金添加剂。它能够显著提高钢材的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。Mo的价层电子排布为，Mo的晶胞结构如下图所示，a、b的坐标分别是、，该晶胞参数为，设阿伏加德罗常数值为。下列说法正确的是A．Mo元素位于周期表中第5周期IVB族B．与Mo原子最近且等距离的Mo原子有8个C．c的原子坐标为：D．晶胞的密度为：【答案】C【详解】A．Mo是42号元素，位于第5周期ⅥB族，故A错误；B．以面心Mo原子为观察对象，可知距离其最近的Mo原子位于相邻顶点和面心，个数共12各，故B错误；C．a、b的坐标分别是、，结合c在晶胞中位置可知c的原子坐标为，故C正确；D．Mo原子位于顶点和面心，个数为，则晶胞质量为：，该晶胞参数为，则晶胞体积为：，晶胞的密度为：，故D错误；故选：C。4．（2024·山西·模拟预测）铁镁合金是一种新型储氢材料，晶胞类似于，结构如图所示，晶胞参数为，下列说法错误的是A．铁原子和镁原子之间的最短距离为B．镁原子填充在铁原子构成的正四面体空隙中C．该合金的质量为D．熔融该合金的过程中需要破坏金属键【答案】C【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中Fe与Mg的最短距离为晶胞体对角线的，晶胞参数为a，则晶胞中Fe与Mg的最短距离为，A正确；B．观察给出的晶胞可知，镁原子与4个Fe原子相连，位于Fe原子所构成的正四面体空隙中，B正确；C．铁原子位于顶点和面心，个数为，8个Mg位于晶胞内部，则晶胞密度，则该合金的质量为，C错误；D．该晶体属于合金，属于金属晶体，所以只含金属键，则熔融该合金的过程中需要破坏金属键，D正确；故选C。5．（2024·河南商丘·三模）硫化锌在光电领域有重要应用，其六方晶胞(甲)和立方晶胞(乙)的结构如图所示。下列说法错误的是A．Zn和S两种基态原子的价层电子数之比为2∶1B．甲中侧棱长度等于Zn和S原子的直径之和C．乙中由Zn围成的正四面体和正八面体的数目之比为2∶1D．甲、乙中Zn和S的配位数均为4【答案】B【详解】A．基态Zn原子的价层电子排布式为，基态S原子的价层电子排布式为，二者价层电子数之比为2∶1，A正确；B．甲中侧棱长度等于2倍Zn和S原子的直径之和，B错误；C．乙中由Zn围成的正四面体和正八面体分别为8个、4个，二者数目之比为2∶1，C正确；D．甲、乙中Zn和S的配位数均为4，D正确；故选B。6．（2024·云南丽江·一模）晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示，下列有关说法正确的是A．每个晶胞中含有1个K、6个O、1个IB．的空间构型为四面体形C．与K紧邻的O的个数为12个D．在晶胞结构的另一种表示中，若I处于各顶角位置，O处于棱心位置，则K处于面心位置【答案】C【详解】A．K位于晶胞的顶点，O位于晶胞的面心，I位于晶胞的体内，故每个晶胞中含有1个K、3个O、1个I，A错误；B．中I的价层电子对数为，I采取杂化，有1对孤电子对，则的空间构型为三角锥形，B错误；C．O位于面心，K位于顶点，与K紧邻的O的个数为12个，C正确；D．在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为，O位于棱心位置，每个棱为4个晶胞共有O个数为，K的个数为1，应位于体心位置，D错误；故选C。7．（2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测）碳化钛在航空航天、机械加工等领域应用广泛，其晶胞结构(如图所示)与氯化钠相似，晶胞的边长为anm。下列说法正确的是A．该物质的化学式为B．基态Ti原子的价电子排布式为C．C原子之间的最短距离为D．设为阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为【答案】B【详解】A．根据晶胞的结构，有均摊法可知，晶胞中含有Ti的个数为，含有C的个数为，则晶胞的化学式为TiC，故A错误；B．Ti是22号元素，根据构造原理可知，基态Ti原子的价电子排布式为，故B正确；C．两个C原子之间的最短距离为面对角线的一半，为，故C错误；D．晶胞的质量为，体积为a3×10-21cm3，则密度为，故D错误；故选B。8．（2024·四川自贡·一模）氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，若该晶胞边长为dnm，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是A．铁镁合金的化学式为Mg8Fe4B．Fe原子与最近的Mg原子的距离是C．若该晶体储氢时，H2填充在Fe原子组成的八面体空隙中心位置，则含Mg 96g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为22.4LD．若NA为阿伏加德罗常数的值，则该合金的密度为【答案】D【详解】A．在晶胞中，Fe原子位于顶点和面心，个数为：8×+6×=4，Mg原子在晶胞内，个数为8，Mg：Fe=4：8=1：2，铁镁合金的化学式为Mg2Fe，A错误；B．由题干晶胞示意图可知，Fe原子与最近的Mg原子的距离是晶胞的体对角线的，即，B错误；C．晶胞中Mg原子为8，若该晶体储氢时，H2填充在Fe原子组成的八面体空隙中心位置，相当于H2分子位于体心和棱心上，则H2为1+12×=4，96gMg物质的量为4mol，储存的H2物质的量为2mol，在标准状况下，体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，C错误；D．由A项分析可知，晶胞质量为，晶胞体积为（d×10-7）3cm3，该合金的密度ρ===，D正确；故答案为：D。9．（2024·陕西·一模）磷化硼是一种半导体材料，其晶胞结构如下图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是A．晶胞结构中，硼原子的配位数为4B．磷化硼为分子晶体C．硼原子与磷原子间的最短距离为nmD．磷化硼晶体g·cm-3【答案】B【详解】A．根据磷化硼的晶胞结构图可知，每个B原子与4个P原子形成4个共价键，故晶胞结构中，硼原子的配位数为4，A项正确；B．磷化硼是一种半导体材料，其晶体的微观空间里没有分子，不是分子晶体，而是共价晶体，B项错误；C．晶胞中P原子和B原子之间最短的距离为体对角线长度的，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，则P原子与B原子的最短距离为nm，C项正确；D．根据磷化硼的晶胞结构图可知，该晶胞中B原子位于立方体内，个数为4，P原子位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，则磷化硼的化学式为BP，晶胞质量为g，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞密度g·cm-3，D项正确；答案选B。10．（2024·山西运城·三模）朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现，其立方晶系型晶胞如下图所示，晶胞参数为a nm，A原子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法不正确的是A．S的配位数是4 B．晶胞中B原子分数坐标为C．该晶体的密度是g/cm3 D．相邻两个Hg的最短距离为nm【答案】B【详解】A．由晶胞图知，以位于体心的S原子为研究对象，S原子周围距离最近的Hg原子有4个，则S的配位数是4，A正确；B．由A原子的分数坐标为(0，0，0)，结合投影图知，晶胞中B原子分数坐标为，B错误；C．由晶胞图可知，含S原子=4×1=4个，Hg原子位于8个顶角和6个面心，共含Hg原子数=6×+8×=4，故该晶体的密度是ρ= ，C正确；D．由晶胞结构可知，相邻两个Hg的最短距离面对角线的一半，为nm，D正确；故选B。11．（2024·山西运城·一模）图1为γ-AgI立方晶胞结构（Ag+未画出），晶胞中I-处于顶点和面心；γ-AgI晶胞沿x、y、z轴方向的投影均如图2所示，已知NA表示阿伏加德罗常数的值。γ-AgI晶胞的密度为ρg cm- ，下列说法正确的是A．Ag与Cu同族，Ag在元素周期表中位于d区B．Ag+填充在I-构成的正四面体空隙中C．与I-等距离且最近的I-有6个D．晶胞中两个最近的Ag+之间的距离为【答案】B【详解】A．第IB和IIB族为ds区，Ag与Cu位于同一族，属于第IB族，所以属于ds区，A错误；B．由图2可知，填充在晶胞平分切割成的8个小立方体的体心且交错分布在其中4个小立方体的体心，则填充在构成的正四面体空隙中，B正确；B．由图1可知，与等距离且最近的有12个，C错误；D．由图1可知，晶胞中两个最近的之间的距离为面对角线的，即，D错误；故选B。12．（2024·山西·模拟预测）已知胆矾()和铜晶胞的结构如下图所示，铜晶胞的参数为，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．在胆矾示意图中，存在氢键、配位键、共价键和离子键等化学键B．胆矾中元素的电负性从大到小的顺序为C．胆矾中铜的配位数和铜晶胞中铜的配位数相同D．铜晶胞的密度为【答案】B【详解】A．在胆矾示意图中，存在配位键、共价键和离子键等化学键，虽然也存在氢键，但氢键不属于化学键，故A错误；B．电负性与得电子能力大小成正比，与非金属性一致，可知从大到小的顺序为，故B正确；C．胆矾中铜的配位数为4，铜晶胞中铜的配位数为12，不相同，故C错误；D．铜晶胞的密度，故D错误；答案选B。考向02 规则的立体图晶胞参数的求算1．（2024·山西大同·模拟预测）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。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。2．（2024·山西·一模）X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素，X、M、N的最外层电子数相等，且X的价电子数和原子序数相等，M是前四周期中金属性最强的元素，N的内层轨道全充满电子，Y的基态原子中共有4种不同的空间运动状态的电子，Z是电负性最强的元素。一种由Z、M、N三种元素组成的晶体的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是A．原子半径：M>Z>Y>XB．该晶体中N的化合价为+2C．X和Y形成的化合物的沸点低于X和Z形成的化合物的沸点D．该晶胞中N的配位数为8【答案】B【详解】A．电子层越多原子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大原子半径越小，则原子半径大小为：M(K) >Y(C)> Z(F) >X(H)，故A错误；B．依据晶胞中微粒所处的位置，大的黑球有个，小的黑球有个，白球有个，三种微粒的个数比为4∶2∶8，K、F的化合价分别为+1、-1价，根据化合物中化合价的代数和为0，可计算出该晶体中Cu的化合价为+2，故B正确；C．X和Y可形成不同状态的烃类物质，沸点有可能高于HF，故C错误；D．该晶胞中Cu2+距离最近且相等的F-有6个，Cu2+的配位数为6，故D错误；故选B。3．（2024·河南·一模）离子化合物是一种高活性氮物种，可以作为合成子用于多种高附加值含氮化合物的合成，其晶胞结构如图甲所示，沿z轴方向的投影如图乙所示(设为阿伏加德罗常数的值)。下列叙述正确的是A．电负性： B．的电子式为C．的配位数是8 D．该晶胞的密度【答案】C【详解】A.Li是金属元素，电负性较小，C和N是同周期元素，电负性逐渐增大，故电负性：，A错误；B.由图可知，的空间结构为直线形，其电子式不可能是，B项错误；C.由图分析判断，与最近且距离相等的有8个，即的配位数是8，C项正确；D.一个晶胞中含有2个，故一个晶胞的质量为入，一个晶胞的体积为，晶胞的密度，D项错误;故选C。4．（2024·陕西西安·模拟预测）储氢材料多为易与氢起作用起作用的某些过渡族金属、合金或金属间化合物。某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为金属亚铁离子，顶点均为 NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。下列说法错误的是A．Fe元素位于周期表中的ds区B．该化合物中配位体NH3中N是sp3杂化C．晶体最简化学式为［Fe(NH3)6］(BH4)2D．晶体中阳离子的配位数为8【答案】A【详解】A．Fe元素位于周期表中的d区，故A错误；B．NH3中N原子的价层电子对数为3+1=4，杂化方式为sp3杂化，故B正确；C．八面体中心为亚铁离子，顶点为NH3配体，则一个八面体表示为[Fe(NH3)6]2+，根据均摊法，黑球位于顶点和面心，则黑球个数为=4，白球位于晶胞内，其个数为8，白球表示为，则该物质的化学式为［Fe(NH3)6］(BH4)2，故C正确；D．该晶胞中，以面心的[Fe(NH3)6]2+为对象，其距离最近的4个位于晶胞内部，面心[Fe(NH3)6]2+被两个晶胞共用，则其配位数为8，故D正确；故选A。5．（2024·河南三门峡·一模）由我国科学家合成的一种较强绝缘体的四方晶胞结构如图，已知晶胞的底面是由边长为的正方形构成，侧面是由边长分别为的长方形构成。下列说法错误的是A．该晶体的化学式为B．距离原子最近且等距的原子有4个C．若以原子为晶胞的顶角，则原子可能位于晶胞体内，原子可能位于晶胞面上D．该晶体的密度为【答案】C【详解】A．根据均摊法计算，晶胞中含V原子：，Se原子：，O原子：，所以该晶体的化学式为，A项正确；B．由晶胞结构可知，距离O原子最近且等距的V原子位于中间的截面，共有4个，B项正确；C．若沿晶胞水平平移，可得以原子为晶胞的顶角，则原子位于晶胞面上，O原子可能位于晶胞棱上和面上，C项错误；D．晶胞的体积为，密度为，D项正确；答案选C。6．（2024·河南·模拟预测）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。一种超导材料(仅由Cs、Ag、F三种元素组成)的长方体晶胞结构如图所示(已知，用表示阿伏加德罗常数的值)下列说法正确的是A．基态失去4d能级上的一个电子转化为B．若N点原子分数坐标为，则P点原子分数坐标为C．M、N之间的距离为D．晶体的密度为【答案】D【详解】A．基态核外电子排布式为，失去5s能级的一个电子形成，A错误；B．若N点原子分数坐标为，由，则P点原子分数坐标为即，B错误；C．M在底面顶角、N在底面对角线处，二者之间的距离为，C错误；D．晶体的密度为，D正确；答案选D。7．（2024·河南·模拟预测）含金的配合物在工业生产中有重要用途。一种金的配合物的晶体结构如图所示，下列说法错误的是A．该化合物的化学式为CsAuCl3B．Cs+的配位数为12C．Au是第ⅠB族的过渡金属D．1mol/L该配合物水溶液的电阻率较高【答案】D【详解】A．根据晶胞结构进行计算：氯离子个数为：，Cs+个数为，Au+和Au3+个数和为2，所以化学式为CsAuCl3，A正确；B．根据晶胞结构可以看出，每个Cs+周围等距离且最近的氯离子有12个，所以配位数为12，B正确；C．Au是79号元素，属于第ⅠB族的过渡金属，C正确；D．1mol/L该配合物在水溶液中会完全电离，导电性较好，电阻率较低，D错误；故选D。8．（2024·河南信阳·模拟预测）钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝，钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞，已知钴原子位于晶胞的顶角和面心。下列说法中错误的是A．钴蓝晶胞中原子个数比为B．Co原子间最短的距离为C．图2所示字母中，Ⅰ型小立方体分别是D．钴蓝晶体的密度为【答案】D【详解】A．Ⅰ型立体结构中Co位于顶点和体心，原子数是4×+1；O位于晶胞内，原子数是4；Ⅱ型小立方体中Co位于顶点，原子数是4×；O位于晶胞内，原子数是4；Al位于晶胞内，原子数是4；该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，所以1个晶胞含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16，钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co)：N(Al)：N(O)=8：16：32= 1:2:4，故A正确；B．由图可知，原子间最短的距离为面对角线的一半，则该距离为：，故B正确；C．根据晶胞中Ⅰ型立体结构、Ⅱ型小立方体关系，图2中Ⅰ型小立方体位于图2中上层ac对角线的位置、下层f位置，故分别是a、c、f，故C正确；D．由A分析可知，图2所示晶胞质量为，晶胞体积为，所以密度为，故D错误；故答案选D。9．（2024·内蒙古赤峰·三模）黄铜矿(CuFeS2)是工业炼铜，炼铁和制硫酸的重要原料。回答下列问题：(1)铜元素位于元素周期表 区，基态Fe2+的价层电子排布图(轨道表示式)是 。(2)气态SO3以单分子形式存在，其分子的空间结构为 。固体：SO3中存在如图1所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 。(3)Cu2+可以形成多种配合物，其中一种配离子的结构如图2所示：①该配离子所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。②该配离子中H—O—H的键角 (填“大于”、“小于”或“等于”)单个水分子中H—O——H的键角。(4)①改性Fe3O4是一种优良的磁性材料，Fe3O4晶胞的的结构如图3所示，研究发现结构中的Fe2+只可能出现在图中某一“▲”所示位置上，请确定Fe2+在晶胞中的位置是 (填“a”或“b”或“c”)。②普鲁士蓝晶体属于立方晶系，晶胞结构如图4所示(CN 在图中省略)，该晶体的化学式为 。【答案】(1) ds(2) 平面三角形(或“平面正三角形”、“三角形”) sp3杂化(3) O>N>C>H(或O、N、C、H) 大于(4) c KFe2(CN)6(或KFe[Fe(CN)6]、Fe2K(CN)6)【详解】（1）铜元素位于元素周期表ds区；Fe元素是第26号元素，失去2个电子后形成Fe2+，基态Fe2+的价层电子排布图；（2）气态三氧化硫以单分子形式存在，结合价层电子对互斥模型分析可知S有三对价层电子，推测其分子的立体构型为为平面三角形；固体三氧化硫中存在如图b所示的三聚分子，可知S成四根键为四面体空间构型，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp3。（3）①所含非金属元素为O、N、C、H，电负性由大到小的顺序为O>N>C>H；②由图可知，配离子中水分子中的氧原子与铜离子形成配位键，氧原子的孤对电子对数由2变为1，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则配离子中H—O—H的键角大于水分子，（4）①Fe2+所在晶胞的位置为在c位，由均摊法计算可得该结构中Fe3+的数目为2，O2-的数目为4，根据电荷守恒可得Fe2+的数目为1，所以Fe2+应该在c位；②二价铁位于体心和棱心，则一共有1+12×=4个；三价铁位于顶点和面心，一共有=4个，晶胞中有4个钾离子，根据电荷守恒可知，CN-有4+4×2+4×3=24，其化学式为：KFe2(CN)6。10．（2024·四川凉山·二模）(1)量子化学计算预测未知化合物是现代化学的发展途径之一，有人通过计算预言铁存在四氧化物，分子构型是四面体，但该分子中铁为+6价而不是+8价，写出该分子中铁的价电子排布式 ，该分子中氧的化合价有 ，画出该分子的结构示意图 。(2)NH3分子单独存在时键角为106.70 ，其VSEPR模型为 。下图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及∠H-N-H的测量值，解释配合物中键角变化的原因 。(3)开夫拉是一类高强度的有机聚合物，其结构简式如下：其中氧原子的杂化方式是 。这类聚合物强度远超尼龙纤维，与钢铁近乎相同，科学研究表明其聚合物链与链之间存在苯环苯环的相互作用，除此之外还可能因为 。(4)近年来，钙钛矿太阳能电池是光电材料领域的研究热门，其晶胞结构如下图所示：钙钛矿的化学式为 ，该晶胞中Ca2+与O2-的最短距离是 cm(已知晶胞参数为anm)。【答案】 3d2 -1、-2 四面体 N原子上的孤电子对与锌离子形成配位键后，对其他成键电子对的排斥力减小，所以键角变大 sp2、sp3 聚合物链与链之间能形成氢键 CaTiO3 ×10-7a【详解】（1）铁的四氧化物分子中，铁的化合价不是+8而是+6 ，故铁失去6个电子，铁的价电子排布式是3d2；根据化合物中元素的正负化合价代数和为0 ，则铁的“四氧化物”中氧的化合价为-1、-2；根据分子构型是四面体，并且氧的化合价为2个-2价、1个-1价，可得分子的结构为 ；（2）NH3是sp3杂化，所以VSEPR模型为四面体形；NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥作用减弱，所以NH3形成[Zn(NH3)6]2+后H-N-H键角变大；（3）-COOH中的氧原子有两个键，两个孤电子对，故采用sp3杂化；碳氧双键中的氧原子有一个键，两个孤电子对，故采用sp2杂化；分子中含有-N-H的结构，可以和另外N或O原子形成氢键，所以聚合物链与链之间能形成氢键；（4）由上述晶胞结构图可知，钛酸钙的晶胞中Ca位于8个顶点、O位于6个面心、 Ti位于体心，根据均摊法可以确定Ca、O、Ti的数目分别为、、1 ,因此其化学式为CaTiO3；Ca2+与O2-的最短距离是面对角线的一半，故为×10-7a。11．（2024·山西·模拟预测）（1）如图所示为冰晶石(化学式为Na3AlF6)的晶胞。图中●位于大立方体顶点和面心，○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，▽是图中●、○中的一种。图中●、○分别指代哪种粒子 、 ；大立方体的体心处▽所代表的是 (用化学式表示)。（2）H2S和H2O2的主要物理性质比较如下：熔点／K 沸点／K 标准状况时在水中的溶解度H2S 187 202 2.6H2O2 272 423 以任意比互溶H2S和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因 。（3）向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有＿＿＿＿＿＿＿(填元素符号)。实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有 。实验过程中加入C2H5OH后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。实验中所加C2H5OH的作用是 。【答案】（共15分）A（1）●：AlF63- ○：Na+ Na+ （各2分）（2）H2O2分子间存在氢键，与水分子可形成氢键（3分）。（3） Cｒ（2分） 共价键、配位键（2分） 降低Cu(NH3)4SO4·H2O的溶解度（2分）【详解】试题分析：（1）黑球在八个顶点和六个面心：8*1/8+6*1/2="4" ;白球位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心：12*1/4+8="11" Na+: AlF63-=3:1 多的是白球代表Na+，11个满足3:1，▽代表Na+；黑球代表AlF63-。（2）氢键能使溶沸点升高，与水分子形成氢键，使溶解度增大。（3）铜的外围电子排布：3d104s1 铬的外围电子排布：3d54s1。它们的最外层电子数相同，为1. Cu(NH3)4SO4·H2O是极性分子，而C2H5OH极性很弱，根据相似相溶原理，Cu(NH3)4SO4·H2O在C2H5OH溶解度变小。12．（2024·云南曲靖·一模）由N、P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题：（1）基态N的原子核外 种运动状态不同的电子，基态 P原子核外电子排布式为 ，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为 。（2）PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是 ，该分子构型为 。（3）PCl3 是一种无色的液体，遇水容易水解生成两种酸，则方程式 。（4）已知MgO与NiO的晶体结构(如图)相同， 其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 pm和69pm。则熔点：MgO NiO(填“＞”、“＜”或“＝”)，理由是 。 （5）金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率 （请用r和a表示不要求计算结果）。 【答案】 7 1s22s22p63s23p3 Cl＞P＞S sp3 三角锥形 PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl ＞ Mg2+半径比Ni2+小，MgO晶格能比NiO大 8【详解】（1）基态N的原子核外有7个电子，每个电子的能量不同，不运动状态也不同。故有7种运动状态不同的电子。基态 P原子为15号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；P、S、Cl为同周期元素，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，P元素原子3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：Cl＞P＞S。答案为：7；1s22s22p63s23p3；Cl＞P＞S；（2）根据价电子理论，PCl3分子中的中心原子的价电子对数=，杂化轨道类型是sp3杂化，该分子4个原子构成，空间构型为三角锥形。答案为：sp3；三角锥形；（3）PCl3遇水容易水解生成亚磷酸和盐酸，方程式PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl。答案为：PCl3+3H2O=H3PO3+3HCl；（4）Mg2+半径比Ni2+小，MgO晶格能比NiO大，晶格能越大，熔沸点越高。答案为：＞；Mg2+半径比Ni2+小，MgO晶格能比NiO大；（5）金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4，然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目，碳原子数目为n=8×1/8+6×1/2+4=8；根据硬球接触模型可以确定，正方体对角线的就是C-C键的键长，体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴，晶胞正方体对角线长度=，因此有，所以r=；碳原子在晶胞中的空间占有率=，答案为；。1．（2025·内蒙古·模拟预测）钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料，充电时随着脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中或的价态降低C．晶体Ⅱ的化学式为 D．晶胞Ⅲ中键数目为24【答案】C【详解】A．由分析，Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程，原电池中会发生自发的氧化还原反应，A错误；B．充电过程阳极发生氧化反应，则或的价态升高，B错误；C．据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K，则化学式为，C正确； D．结合C分析，晶胞Ⅲ中24个CN-，CN-中含有碳氮叁键，1个叁键含有1个σ键2个π键，则其中键数目为48，D错误；故选C。2．（2024·山西运城·二模）可用于防蛀牙膏的添加剂，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为。下列说法正确的是A．含添加剂的牙膏可以在酸性条件下保持很好的效果B．图中黑色的球●代表C．每个周围紧邻且等距离的个数为4D．该晶体的密度为【答案】B【详解】A．酸性条件下会与反应生成，A项错误；B．图中一个晶胞中含有黑球，白球，根据与的个数比为可以确定黑球代表，白球代表，B项正确；C．位于顶点与面心上的紧邻且等距离，故每个周围紧邻且等距离的个数为为12，C项错误；D．1个晶胞中含有4个，1个晶胞的体积为该晶体的密度为，D项错误；故答案为：B。3．（2024·山西·二模）可充电“Na-Cu2-xSe”电池具有导电率高、成本低等优点，可与锂电池相媲美。其工作原理如图所示。已知：充、放电过程中存在如下转化，充、放电过程中晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是A．电流方向：M→用电器→N→钠离子交换膜→MB．b为放电反应，正极反应为：C．充电时，若两极质量变化差为46g，则电路中转移1mol电子D．Na2Se晶胞中Se的原子坐标，若①为(0，0，0)，则②为()【答案】D【详解】A．电流从正极经导线到负极，然后又回到正极，所以电流方向：M→用电器→N→钠离子交换膜→M，A正确；B．放电时，正极Cu2-xSe得到电子发生还原反应生成零价铜，电极反应式为：，B正确；C．充电时外电路中转移1mol电子，阳极释放出1mol钠离子，质量减小23g，阴极生成1mol钠，质量增加23g，两极质量变化差为46g，C正确；D．根据分析可知，若①为(0，0，0)，②为后面面心，②为则，D错误；故选D。4．（2024·河南·二模）已知图甲为金属钠的晶胞，其晶胞截面如图乙所示，将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数。图丙为晶胞的截面，已知属于立方晶体，假设其晶胞参数为。设表示阿伏加德罗常数的值，下列关于晶胞的描述错误的是A．图丙中“○”代表 B．晶体中的配位数为8C．晶胞中与紧邻的有12个 D．晶体的密度为【答案】B【详解】A．根据分析，“○”代表 ，A正确；B．Li+位于晶胞体内，与Li+最近且等距的 有4个，B错误；C． 位于晶胞的8个顶角和6个面心，所以与 紧邻的 有12个，C正确；D．根据均摊法可知Li+的个数为8，所以1个晶胞中含有4个 ，晶胞的质量为 ，所以晶胞的密度为 ，D正确；故选B。5．（2024·云南楚雄·二模）已知四氨合铜离子的模型如图甲，CaF2晶体的晶胞如图乙，阿伏加德罗常数的值用NA表示。下列有关说法正确的是A．基态Cu的电子排布式为[Ar]3d84s1B．四氨合铜离子中存在极性共价键、配位键、离子键C．距离Ca2+最近且等距离的F-有6个D．若CaF2晶胞的棱长为acm，CaF2的密度为g/cm3【答案】D【详解】A．基态Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，A错误；B．四氨合铜离子的配位体NH3的N原子与中心Cu2+之间以配位键结合，在配位体NH3中H-N键为极性键共价键，不存在离子键，B错误；C．根据图乙可知距离Ca2+最近且等距离的F-在上下层各4个，共8个，C错误； D．根据“均摊法”，晶胞中含个钙离子、8个氟离子，则晶胞密度：ρ=，D正确；故选D。6．（2024·山西吕梁·一模）铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料，请回答下列问题：（1）基态铁原子的价电子排布式为 。（2）Fe3+、Co3+与N3+、CN-等可形成络合离子。①C、N、O中第一电离能最大的为 ，其原因是 。②K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+，1mol K3[Fe(CN)6]中含有σ键的数目为 。（3）铁的另一种配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供的电子数之和为18，则x= 。已知该配合物的熔点为-20.5 ℃，沸点为103℃，易溶于CCl4，据此可以判断Fe(CO)x晶体属于 （填晶体类型）。（4）金属铁晶体中原子采用 堆积，铁晶体的空间利用率为 （用含π的式子表示）。（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B 方块组成。则该化合物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为 （填最简整数比）；已知该晶体的密度为d g·cm-3，阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶胞参数a为 nm（用含d和NA的代数式表示）。【答案】 3d64s2 N 氮原子2p轨道上的电子半充满，相对稳定，更不易失去电子 12NA 5 分子晶体 体心立方 π 1∶2∶4 ×102【详解】（1）基态铁原子的价电子排布式为: 3d64s2（2）①C、N、O的第一电离能随核电荷数递增呈增大趋势，因N的2p轨道为半充满结构，更不易失去电子，第一电离相对较大，则C、N、O的第一电离最大的为N；②在配合物中,与铁离子之间有6个配位键,在每个内部有一个σ键,所以该配合物中含有键的数目为个或,（3）配合物的中心原子是铁原子,其价电子数是8,每个配体提供的电子数是2,,,分子晶体的熔沸点较低,根据题给信息知,该物质的熔沸点较低,所以为分子晶体, 因此，本题正确答案是:5;分子晶体;（4）金属铁晶体原子采用体心立方堆积．铁晶体的晶胞含有2个铁原子，设晶胞边长为a，金属原子半径为r，则面对角线长a，体对角线长a=4r，空间利用率==。（5）A含有1.5个亚铁离子、4个氧离子，B含有0.5个亚铁离子、4个氧离子、4个铁离子，则该氧化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为1:2:4。晶胞含有Fe2+、Fe3+、O2-的个数分别是为4、8、16，它们的相对质量之和是8×232，根据m=ρV可得8×232 g=d×g/cm3a3×NA，a =nm。7．（2024·河南安阳·三模）锰及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:(1)Al70Pd21Mn9是一种准晶体(介于晶体和非晶体之间的固体),能准确证明其不是晶体的方法是 。(2)基态Mn原子的价电子排布式为 ,未成对电子数为 个。(3)MnS熔点(1610℃)比MnO熔点(1650℃)低,其原因是 。(4)锰的一种配合物的化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]Br。①配合物中锰元素的价态为 。②配体CH3CN与中心原子形成配位键时,提供孤对电子的原子是 ,该分子中碳原子的杂化方式为 ；C、H、N的电负性从大到小的顺序为 。(5)锰的含氧酸有HMnO4(高锰酸)、H2MnO3(亚锰酸),高锰酸的酸性比亚锰酸强,理由是 。(6)某种含锰特殊材料的晶胞结构如下图所示:若晶胞参数为a nm,用NA表示阿伏伽德罗常数的值,则该晶胞的密度为 ( 列出代数式即可)。【答案】 X射线衍射实验 3d54s2 5 S2-的半径比O2-的大，MnS的晶格能小 +1 N(氮) sp和sp3 N>C>H 高锰酸分子(HOMnO3)中含有三个非羟基氧原子，亚锰酸[(HO)2MnO]中只有一个非羟基氧原子 g/cm3【详解】(1)晶体具有微观点阵结构，能发生X射线衍射现象，故能准确证明Al70Pd21Mn9不是晶体的方法是X射线衍射实验，若不产生X射线衍射现象，则不是晶体。本题答案为：X射线衍射实验。(2)Mn是25号元素价电子排布式为3d54s2,5个3d电子分别位于5个不同的轨道上，有5个未成对电子。(3) MnS和MnO晶体类型相同，由于S2-的半径比O2-的大，则MnS的晶格能比MnO小，MnS熔点比MnO熔点低。故本题答案为：S2-的半径比O2-的大，MnS的晶格能小。(4) ①配合物[Mn(CO)5(CH3CN)]Br的配体有CO、CH3CN分子和Br-,根据化合价代数和为零，配合物中锰元素的价态为+1；②配体CH3CN与中心原子形成配位键时,碳原子价电子都用于形成共用电子对，氮原子5个价电子有三个形成共用电子对，还有一对孤对电子，所以提供孤对电子的原子是氮原子,该分子中两个碳原子其中CH3-上碳原子的杂化方式为sp3 ，-CN上的碳原子杂化方式为sp；元素的非金属性越强，吸引电子能力越强，则电负性越大，所以C、H、N的电负性从大到小的顺序为N>C>H；故本题答案为：+1 ；N(氮) ； sp和sp3 ；N>C>H；(5)HMnO4和H2MnO3都是含氧酸,高锰酸是一元酸，含有三个非羟基氧，亚锰酸为二元酸，含有一个非羟基氧,含羟基氧越多酸性越强，所以高锰酸的酸性比亚锰酸强；故本题答案为：高锰酸分子(HOMnO3)中含有三个非羟基氧原子，亚锰酸[(HO)2MnO]中只有一个非羟基氧原子。(6) 根据晶胞结构计算含有的原子数，含有Zn原子数: 8=1,含Mn原子数6=3，含有N原子数：1个，故晶胞中Zn、Mn、N原子个数比为1:3:1，ZnMn3N的摩尔质量是244g/mol,，据m=V得：10-7）3 cm3NA/mol=244g/mol，g/cm3，故本题答案为： g/cm3。221世纪教育网(www.21cnjy.com)121世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 热点题型07 晶胞计算-2025年高考化学精准突破与深度解析综合训练（八省通用版）（原卷版）.docx 热点题型07 晶胞计算-2025年高考化学精准突破与深度解析综合训练（八省通用版）（解析版）.docx
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