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2026全国版高考化学突破练
热点培优专练14　基于晶体结构的分析与计算
选择题每小题3分,共30分。
基础·满分练
命题角度1　基于晶体结构的类型及性质分析
1.(2026·河北保定四校联考)无水乙酸是无色的吸湿性液体,凝固点为16.6 ℃,其四方晶胞结构如图所示,晶胞参数分别为a pm、a pm、b pm。下列说法正确的是(　　)
A.一个晶胞中含4个乙酸分子
B.乙酸为分子晶体,属于密堆积
C.晶体中存在的化学键有氢键和共价键
D.相邻两乙酸分子间距离为 pm
2.(2026·云南昆明期初联考)Li2Sx(x可为1,2,4,6,8)主要用于电化学储能。其中一种的立方晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　)
A.该晶体的化学式为Li2S2
B.与S最近且等距的Li有4个
C.最小核间距(d)比较:dS—S>dS—Li
D.该晶体熔点约为938 ℃,属于分子晶体
命题角度2　基于“均摊法”的晶胞分析及计算
3.(2026·安徽合肥六校联考)在高温超导领域中,有一种化合物叫钙钛矿,其晶胞如图所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.钙钛矿的化学式为CaTiO3
B.晶胞中Ca2+的配位数为12
C.基态Ti原子核外电子排布式为[Ar]4s2
D.若晶胞参数为a nm,则晶体密度为×1021 g·cm-3
4.(2025·河北秦皇岛模拟)HgCl与不同浓度NH3-NH4Cl反应得到某种含汞化合物的晶胞片段结构M如图所示(部分微粒不在该晶胞片段内)。设NA为阿伏加德罗常数的值,汞的相对原子质量为200.5。下列说法错误的是(　　)
A.根据结构可以推测该含汞化合物晶体可溶于水
B.距离Cl最近的Cl个数为4
C.晶体中,Hg与Cl的个数之比为1∶4
D.该晶胞片段的体积为V cm3,则该晶体的密度为 g·cm-3
5.(2026·辽宁抚顺六校联考)氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,它可由AlCl3和NaH在适当条件下合成,NaAlH4的晶胞结构如图所示,它是由两个正六面体叠加而成。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.每个Na+周围最近的[AlH4]-共有6个
B.若M点的分数坐标为(0,0,0),N点的分数坐标为(),则Q点的分数坐标为(0,)
C.0.5 mol NaAlH4与水完全反应产生44.8 L氢气
D.晶体的密度为 g·cm-3
命题角度3　基于数学的晶胞投影和原子分数坐标
6.(2025·四川成都三模)纤锌矿型BN晶胞如图所示(略去了所有与3、4号等同的原子),晶胞参数a pm=b pm≠c pm,α=β=90°,γ=60°。1号N原子的分数坐标为(),2号B原子的分数坐标为()。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.一个晶胞中有2个B原子和2个N原子
B.B原子周围最近且等距离的N原子有2个
C.3号N原子的分数坐标为(0,0,)
D.该晶体的密度为×1030 g·cm-3
7.(2025·安徽宣城三模)某离子化合物X是一种新型热电材料,其晶胞结构如图1所示,沿x、y、z轴方向的投影均为图2所示。该晶胞棱长为a nm,下列说法正确的是(　　)
图1
图2
A.该离子化合物中Se元素的化合价为+6价
B.该晶胞中K+位于阴离子构成的八面体间隙中
C.该晶胞中相邻K+之间的最短距离为a nm
D.已知1点坐标参数为(0,0,0),2点为(1,1,1),则3点为()
能力·高分练
8.(2025·黑吉辽蒙卷)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当0.44≤x≤0.95时,其立方晶
胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)
A.与W最近且等距的O有6个
B.x增大时,W的平均价态升高
C.密度为 g·cm-3时,x=0.5
D.空位数不同,吸收的可见光波长不同
9.(2026·重庆主城区七校联考)镁铝合金具有优异的强度、刚性和尺寸稳定性。某种镁铝合金的晶胞结构如图,已知晶胞边长为a nm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是(　　)
A.Mg与Al之间的最短距离为 nm
B.P原子坐标为()
C.Mg原子的配位数为8
D.该晶体的密度为 g·cm-3
10.(2026·云南德宏调研)硫化镉晶胞的结构如图所示。已知该晶胞参数为a pm,以晶胞参数建立分数坐标系,1号原子的坐标为(0,0,0),3号原子的坐标为(1,1,1),下列说法错误的是(　　)
A.晶体中,与S2-距离最近且相等的S2-有12个
B.2号原子的坐标为()
C.Cd2+与Cd2+之间最近的距离为 pm
D.该晶胞在xy平面的投影为
参考答案
高考热点培优专练14
1.A　计算晶胞中乙酸分子数需用均摊法。四方晶胞中,若乙酸分子在顶角(贡献)、面心(贡献)或体内(贡献1),结合常见乙酸晶体结构,一个晶胞含4个乙酸分子,A项正确。乙酸由分子构成,为分子晶体,但分子间存在氢键,氢键具有方向性和饱和性,会阻碍分子紧密排列,不属于密堆积,B项错误。晶体中乙酸分子内C—C、C—H、CO、O—H等为共价键,而氢键是分子间作用力,不属于化学键,C项错误。相邻乙酸分子间距离需考虑分子中心间距,考虑上下左右不同位置,并非简单的 pm,D项错误。
2.C　通过“均摊法”计算晶胞中Li和S的原子个数,S位于立方晶胞的顶角和面心,S总数为8×+6×=4,Li位于体内,共8个Li原子,化学式应为Li2S,A项错误。由晶胞图可知,S原子周围最近且等距的Li位于四面体空隙,每个S原子周围有8个Li,B项错误。dS—S为晶胞面对角线的二分之一,dS—Li为晶胞体对角线的四分之一,故dS—S>dS—Li,C项正确。该晶体熔点较高(938 ℃),且由Li+和S2-构成,属于离子晶体,D项错误。
3.C　在钙钛矿晶胞中,Ca2+位于体心,其个数为1;Ti4+位于顶角,其数目为8×=1,O2-位于棱上,其数目是12×=3,则有n(Ca2+)∶n(Ti4+)∶n(O2-)=1∶1∶3,该晶体的化学式为CaTiO3,A项正确。根据晶胞结构可知,Ca2+位于体心,其周围距离最近且等距离的异号离子为棱上的O2-,12条棱各有1个O2-,故Ca2+的配位数为12,B项正确。Ti为22号元素,根据构造原理,可知基态原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,C项错误。在一个晶胞中含有1个CaTiO3,该晶胞质量为m= g= g,晶胞体积为V=(a×10-7 cm)3=a3×10-21 cm3,则其密度为ρ=×1021 g·cm-3,D项正确。
4.C　该含汞化合物晶体中含有较多的NH3,在水中会与水分子形成分子间氢键,导致物质的溶解性增强,故该晶体在水中可溶,A项正确。晶体中Cl周围的Cl有6个,但最近的个数为4,B项正确。据“均摊法”,晶胞中含1+2×=2个Hg、8×+8×+2×=4个Cl、4个NH3,晶体中,Hg与Cl的个数之比为1∶2,C项错误。该晶胞片段的体积为V cm3,则该晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3,D项正确。
5.B　晶胞由两个立方体叠加,以底面面心的Na+为例,最近的[AlH4]-数量有8个,A项错误。分数坐标以晶胞边长为单位1。M(0,0,0)为原点,N()为体心。Q点在x=0(左侧面)、y=、z=(z方向处),分数坐标为(0,),B项正确。0.5 mol NaAlH4与水反应生成2 mol H2,但题目未说明标准状况,44.8 L不一定为2 mol,C项错误。晶胞参数为a pm(沿x轴和y轴)和2a pm(沿z轴),因此晶胞体积V=a·a·2a pm3=2a3 pm3=2a3×10-30 cm3,晶胞中Al数目为1+8×+4×=4,Na+数目为6×+4×=4,晶胞的质量m=4× g=4× g= g,故晶体的密度ρ= g·cm-3= g·cm-3= g·cm-3,D项错误。
6.B　由于题中所给的纤锌矿型BN晶胞图中略去了所有与3、4号等同的原子,根据晶胞的对称性可知,晶胞中每个顶角上都有一个B原子,由均摊法可得每个晶胞中含有B原子个数为1+4×+4×=2,再结合BN的化学式可知,每个晶胞中含有2个N,A项正确。由图中2号原子在晶胞中的相对位置可知,B原子周围最近且等距离的N原子有4个(棱上有3个,体内有1个),且B原子位于4个N原子构成的正四面体的体心,B项错误。1号N原子的分数坐标为(),2号B原子的分数坐标为(),由此可知B、N之间的距离为 pm[提示:1、2号原子间的距离等于3、4号原子间的距离],故3号N原子的分数坐标为(0,0,),C项正确。每个晶胞中含有2个“BN”,其质量为 g,1个晶胞的体积=a2csin 60°×10-30 cm3,该晶体的密度=×1030 g·cm-3,D项正确。
7.D　该晶胞主要由K和SeBr6构成,观察晶胞结构图可以发现,K位于晶胞内部,一共有8个K。SeBr6分别位于顶角和面心,顶点处的SeBr6有8个,面心处的SeBr6有6个,1个晶胞中含有的SeBr6数目为8×+6×=4,其化学式为K2SeBr6,该离子化合物阳离子为K+,阴离子为SeB,该离子化合物中Se元素的化合价为+4价,A项错误。以3点处K为例,位于相邻顶角和三个面心上的阴离子构成的四面体间隙中,B项错误。从图2可以看出,两个K原子之间最短的距离为棱长的一半,即相邻K+之间的最短距离为a nm,C项错误。已知1点(0,0,0)、2点(1,1,1),则3点为(),D项正确。
8.B　在晶胞中,W位于顶角,O位于棱心,则与W最近且等距的O有6个,A项正确。晶体化学式为NaxWO3,当x增大时,钠元素所带正电荷增多,则在氧原子数目不变的情况下,W的平均价态降低,B项错误。当x=0.5时,该晶胞的化学式为Na0.5WO3且一个晶胞含有1个Na0.5WO3,其密度ρ= g·cm-3= g·cm-3,C项正确。空位数不同时,对可见光存在选择性吸收,则晶体的颜色各异,D项正确。
9.D　由题干晶胞图示信息可知,Mg和Al的最近距离为体对角线的,即为 nm,A项正确。由题干晶胞图示信息结合Q点坐标可知,P原子为Al,处于晶胞中对称的四面体空隙位置,其坐标为(),B项正确。Mg原子位于顶角和面心,面心Mg最近邻的Al有8个(上下两层各4个),即配位数为8,C项正确。晶胞中含4个Mg和8个Al(8×1=8),则一个晶胞的质量为 g,体积V=(a×10-7 cm)3=a3×10-21 cm3,故密度ρ= g·cm-3,D项错误。
10.C　S2-位于顶角和面心,晶胞中与S2-最近的S2-有12个,A项正确。根据1号原子的坐标为(0,0,0)、3号原子的坐标为(1,1,1),2号原子位于体内,则其坐标为(),B项正确。Cd2+与Cd2+之间最近的距离为面对角线的一半,即为 pm,C项错误。根据晶胞的结构,D项中晶胞在xy平面的投影正确,D项正确。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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