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三维晶胞图像
【知识网络 悉考点】
【真题研析 明方向】
1．(2025·重庆卷)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．X中存在π键 B．X属于混合型晶体
C．X的化学式可表示为C3N4 D．X中C原子上有1对孤电子对
2．(2025·湖北卷)SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中SO2分子的取向相同
C．1号和2号S原子间的核间距为eq \f(,2) pm D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个
3．(2025·湖南卷)K+掺杂的铋酸钡具有超导性。K+替代部分Ba2+形成Ba0.6K0.4BiO3(摩尔质量为354.8g·mol－1)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．晶体中与铋离子最近且距离相等的O2－有6个 B．晶胞中含有的铋离子个数为8
C．第一电离能：Ba＞O D．晶体的密度为g·cm－3
4．(2025·河北卷)SmCok(k＞1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a＝500 pm、c＝400 pm，M、N原子的分数坐标分别为(，，)、(，，)。设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SmCo5 B．体心原子的分数坐标为(，，)
C．晶体的密度为eq \f(890,3NA×10－22)g·cm－3 D．原子Q到体心的距离为100pm
5．(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，吸收可见光波长不同
【核心考点精讲 固基础】
1．晶胞分析的方法——均摊法
晶胞类型 平行六面体 正六棱柱 正三棱柱 平面型
晶胞结构
均摊规则 顶点；棱上；面心；体内1 顶点；水平棱，竖直棱；面心；体内1 顶点；水平棱，竖直棱；面心；体内1 顶点
2．熟知典型的晶体结构模型
(1)常见分子晶体结构分析
晶体 晶体结构 结构分析
干冰 ①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个③密度＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
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4×＝2个“氢键”
(2)常见共价晶体结构分析
晶体 晶体结构 结构分析
金刚石硅晶体 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，键角为109°28′②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝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6×＝个碳原子④C原子数与C－C键数之比为1∶2，12 g金刚石中有2 mol共价键⑤密度ρ＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
SiCBNAlN 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)＝g·cm－3；ρ(BN)＝g·cm－3；ρ(AlN)＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)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
晶体 晶体结构 结构分析
SiO2 ①SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si②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”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2③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∶4，1 mol Si O2晶体中有4 mol共价键⑥密度ρ＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)常见金属晶体结构分析——金属晶体的四种堆积模型分析
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
晶胞内原子数目 1 2 4 2
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 a＝2r a＝4r a＝4r
(4)典型离子晶体模型
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、6④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
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8③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
ZnS ①1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋②Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4
CaF2 ①1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－②CaF2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．常见典型晶胞的投影图
晶胞类型 三维图 二维图
正视图 沿体对角线切开的剖面图 沿体对角线的投影
简单立方堆积
体心立方堆积
面心立方堆积
CaF2晶胞
金刚石晶胞
NaCl晶胞
4．典型晶胞结构模型的原子坐标参数
(1)简单立方体模型粒子坐标参数
粒子坐标：若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3(1，1，0)，7(1，1，1)
(2)体心晶胞结构模型的原子坐标参数
粒子坐标：若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6(0，1，1)，7(1，1，1)，9(，，)
(3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标参数
粒子坐标：若10(0，0，0)，13(，，0)，12(1，，)，则15(，1，)，11(，，1)
(4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标参数
若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的坐标分别为(，，)、(，，)、
(，，)、(，，)
5．晶胞参数的相关计算
(1)晶体密度的计算
①晶体密度的计算流程
第一步 依据“均摊法”计算出每个晶胞实际含有各类原子的个数，确定物质的化学式，并计算出其物质的量 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol
第二步 计算出晶胞的质量 晶胞的质量为：m＝n·M＝×M g
第三步 计算晶胞的体积 V＝a3 cm－3 (a为晶胞的边长)
第四步 依据：ρ＝计算 ρ＝＝eq \f(×M,a3)＝g·cm－3
②实例
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－3
(2)晶体中微粒半径或距离的计算
①晶胞参数(边长)与半径(距离)的关系
简单立方 体心立方 面心立方 六方最密堆积 金刚石型 SiC型
a＝2r a＝4r a＝4r a＝2r，h＝2×eq \f(,3)a a＝8r Si与C最近距离为d，a＝4d
②晶体中微粒半径或距离的计算流程
第一步 依据“均摊法”计算出每个晶胞实际含有各类原子的个数，确定物质的化学式，并计算出其物质的量 若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝＝mol
第二步 计算出晶胞的质量 晶胞的质量为：m＝n·M＝×M g
第三步 依据V＝计算晶胞的体积，并计算出晶胞边长(a) V＝＝，晶胞边长a＝＝cm
第四步 根据晶胞边长与微粒半径(距离)的关系，求出微粒半径或距离
③实例
已知CuH晶胞如下图所示，该晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为×cm
分析过程：CuH晶胞中，含有Cu原子数目为8×＋6×＝4，含有H原子数目为4，则晶胞的边长为 cm，则Cu原子与H原子之间的最短距离为体对角线长的为：× cm
【微点拨】晶体密度的单位常为g·cm－3，所以根据晶胞参数计算密度时，注意将其单位换算为cm。常用的换算方法为1 nm＝10－7 cm，1 pm＝10－10 cm
(3)晶体中微粒空间占有率的计算
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
空间利用率(η)＝×100%＝eq \f(球数×πr3,a3)×100%
②晶体中微粒空间占有率的计算流程
第一步 依据“均摊法”计算出每个晶胞实际含有各类原子的个数
第二步 找出原子半径r与晶胞棱长a的关系
第三步 利用公式计算微粒原子的空间利用率：η＝×100%
③五类典型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%＝eq \f(π,8)≈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%＝eq \f(π,6)≈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%＝eq \f(π,6)≈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%＝eq \f(8×πr3, (eq \f(8r,3))3)×100%≈34.01%
【精准演练 提能力】
1．CaCO3的四方晶胞(晶胞参数α＝β＝γ＝90°，省略CO中的氧，只标出C4+)和CaO的立方晶胞如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A．CaCO3晶胞中1位C4+的分数坐标为(0，0，)
B．CaCO3晶胞中2位和3位Ca2+的核间距为a pm
C．CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是4∶15
D．CaO晶体密度小于CaCO3晶体密度
2．LaHx在储氢和超导等领域具有重要应用。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构独立存在，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是(　　)
A．晶体LaHx中x＝8
B．LaH2晶体中La的配位数为8
C．晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx
D．晶体LaH2的密度为g·cm－3(设NA为阿伏加德罗常数的值)
3．新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。两种常见储氢合金的晶胞结构如图所示。设阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是(　　)
A．图中涉及的四种元素均为d区元素
B．图b晶体的化学式为La5Ni
C．图a晶体晶胞边长为d pm，该合金的密度为×1021 g·cm－3
D．图a晶体储氢时，储存的氢相当于H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含24 g Mg的该储氢合金储存的H2在标准状况下的体积约为11.2 L
4．一种含钒的锑化物(M)在超导方面具有潜在的应用前景，M的晶胞结构如图甲所示，晶胞高度h处水平截面如图乙所示，下列说法中错误的是(　　)
A．M的化学式为CsV3Sb5 B．M中V的化合价为＋4和＋5
C．V原子周围紧邻的Sb原子数为6 D．M晶体不导电，熔融状态可导电
5．CuInS2(摩尔质量为M g·mol－1)是生物医药、太阳能电池领域的理想荧光材料，其晶胞结构如图所示，A原子的分数坐标为(0，0，0)。下列说法正确的是(　　)
A．距离Cu最近的原子为In B．沿y轴投影可得晶胞投影图②
C．晶胞中B原子分数坐标为(，0，0) D．该晶体的密度为 g·cm－3
6．砷化镓是重要的半导体材料，用于制作微波集成电路、红外线发光二极管等元件，砷化镓立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法正确的是(　　)
A．每个Ga周围距离最近的Ga原子个数为8 B．Ga原子与As原子的最短距离为a pm
C．该晶胞的质量为 g(NA为阿伏加德罗常数的值) D．一个晶胞中含有4个As原子和14个Ga原子
7．超导现象一直吸引着广大科学家的关注。某超导材料的晶体结构属于四方晶系，其晶胞如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．第一电离能：I1(Cu)＞I1(Ba) B．与Ba2＋等距且最近的Cu2＋有12个
C．该超导材料的化学式为HgBa2CuO4 D．该晶体的密度为 g·cm－3
8．砷化镓是一种新型半导体材料，应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为d pm，在三维坐标系中a、b两点的原子坐标分别为(0,1,0)，(1,0,1)。下列说法错误的是(　　)
A．As和Ga原子间的最近距离为d pm B．Ga原子的配位数为4
C．c点的原子坐标为(，，) D．As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中
9．某晶体立方晶胞如图所示。已知图中微粒1的分数坐标是(0，，)，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)
A．Ag＋周围距离最近且相等的N个数是6
B．微粒2的分数坐标是(，，)
C．已知银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的d区
D．若晶胞边长为a pm，则晶体密度为g·cm－3
10．Al－Mn－Cu合金的晶胞如图所示,该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。下列说法不正确的是(　　)
A．Al原子周围等距且最近的Al原子有6个
B．Al－Mn－Cu合金化学式可表示为AlMnCu2
C．若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的为(，，)
D．沿晶胞对角面的切面图为
11．一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示(晶胞边长为a pm，晶胞高为c pm，NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是(　　)
A．该物质的化学式为Mg2B B．硼原子间最近距离为eq \f(,2)a pm
C．Mg的配位数为12 D．该物质的摩尔体积为a2c×10－36NA m3/mol
12．氮化铬有优异的化学稳定性和耐磨性,被广泛用作材料的涂层,某氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同,已知N原子在晶胞中的位置如图所示,下列说法错误的是(　　)
A．Cr原子位于体心和12条棱上 B．距离Cr原子最近的N原子有12个
C．Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中 D．晶胞中Cr原子沿x轴方向的投影为
13．稀磁半导体LixZnyAsx的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞棱长为w nm，a点原子的分数坐标为(，，)，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是(　　)
A．该晶体中，每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有4个
B．b点原子的分数坐标为(，，)
C．晶胞x轴方向的投影图为
D．该晶体的密度为g·cm－3
14．某水性钠离子电池电极材料由Na＋、Fe2+、Fe3+、CN－组成，Na＋嵌入和嵌出立方晶胞体心过程中，Fe2+与Fe3+含量发生变化，其过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．基态铁原子价层电子排布式为3d64s2 B．格林绿晶体中Fe3+周围等距且最近的Fe3+数为6
C．普鲁士蓝中Fe2+与Fe3+个数比为1∶2 D．普鲁士白的化学式为NaFe(CN)3
15．砷化镓是一种新型半导体材料，应用广泛。图甲为它的立方晶胞结构，图乙为该晶胞沿y轴的投影图。该晶胞的边长为d pm，在三维坐标系中a、b两点的原子坐标分别为(0，1，0)，(1，0，1)。下列说法错误的是(　　)
A．As和Ga原子间的最近距离为eq \f(,2)d pm B．Ga原子的配位数为4
C．c点的原子坐标为(，，) D．As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中
16．制造硼合金的原料硼化钙晶胞结构如图所示。硼原子组成正八面体，各个顶点通过B－B键互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为a pm，硼八面体中B－B键的键长为d pm，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M点原子的分数坐标为(，，)。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．该硼化钙的化学式为CaB8 B．与Ca原子等距最近的B原子数目为6
C．N点原子的分数坐标为(eq \f(d,2a) ，0，0) D．该晶胞的密度为g·cm－3
17．氧化铈(CeO2)常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3＋占据原来Ce4＋的位置，可以得到更稳定的结构，这种稳定的结构使得氧化铈具有许多独特的性能。假设CeO2晶胞参数为a pm，下列说法错误的是(　　)
A．CeO2晶胞中Ce4＋与最近O2－的核间距为eq \f(,4)a pm
B．CeO2立方晶胞中Ce4＋的配位数为8
C．CeO2晶胞中O2－填充在Ce4＋构成的四面体空隙中
D．若掺杂Y2O3后得到n(CeO2)∶n(Y2O3)＝0.8∶0.1的晶体，则此晶体中O2－的空缺率为10％
18．硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图，下列说法不正确的是(　　)
A．当ZnmS完全转化为LixZnyS时，Li＋和Zn2＋转化为LiZn(合金相)，每转移6 mol e－生成3 mol LiZn
B．ZnmS晶体中沿晶胞体对角线方向的一维空间上会出现“”的排布规律
C．4种晶胞中，ZnmS原子的空间利用率最低，Li2S中S2－所构成的四面体空隙全部被Li＋填充
D．若Li2S的晶胞参数为a nm，则EF间的距离为a nm
19．铈的氧化物(X)中存在O空位，能填充Li＋，因此可用作锂离子电池的正极材料，放电时可转化为Y，X、Y的晶胞结构如图所示，Y中无O空位。下列说法正确的是(　　)
A．Li＋具有8e－稳定结构 B．Y的化学式为LiCe2O3
C．充电时，正极上的锂的化合价降低 D．X中O填入Ce堆积产生的四面体空隙中，填隙率为100%
20．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°。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r pm，下列说法不正确的是(　　)
A．该晶体的密度为 g/cm3 B．B点原子的分数坐标为(0，0，r)
C．晶胞中A、B间距离d＝ pm D．基态F原子的核外电子空间运动状态有5种
21．硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可形成多种化合物。某化合物是潜在热电材料之一，其晶胞结构如图甲所示，晶胞参数为a pm，沿x、y、z轴方向的投影均如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
A．基态钾原子核外电子有10种空间运动状态
B．Se和K的最短距离为a pm
C．该化合物的化学式为K4SeBr
D．距离Se最近的Se有12个
22．硫代硫酸盐是具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O)可看作SO中的一个O原子被S原子替代的产物。MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，其结构如图所示，已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol－1，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．晶胞中[Mg(H2O)6]2＋的个数为3
B．若晶胞中A的分数坐标为(0，0，0)，则B的分数坐标为(a，0，c)
C．S2O的中心硫原子的杂化方式为sp3
D．该晶体的密度为 g·cm－3
23．某新型能源材料由阳离子Xa+、Yb+和阴离子A-构成，该材料的晶胞如图所示,下列说法错误的是(　　)
A．该物质的化学式为X2YA4
B．a＝1，b＝2
C．A－周围最近且等距的A－有12个
D．该晶体中，正四面体形空隙的填充率为36.5%
24．四方晶系的某晶体的晶胞结构如图1所示，晶胞中Cu和Fe的投影位置如图2所示，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，图1中原子1的分数坐标为(，，)。下列说法错误的是(　　)
A．组成该铜矿物的各元素电负性从小到大的顺序为FeB．该晶体的化学式为CuFeS2
C．该晶体中距离Fe最近的S有8个
D．图1晶胞中原子2的分数坐标为(，1，)
25．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(NaAlH4)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NA。下列说法错误的是(　　)
A．AlH中中心原子Al的杂化方式为sp3杂化
B．NaAlH4晶体中，与AlH紧邻且等距的Na＋有4个
C．NaAlH4晶体的密度为 g·cm－3
D．若NaAlH4晶胞上下面心处的Na＋被Li＋取代，得到的晶体的化学式为Na3Li(AlH4)4
【三维晶胞图像】答案
【真题研析 明方向】
1．C。解析：由图可知，晶胞中C原子的个数是6×＝3，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为C3N4；A．C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；B．晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；C．由分析可知，晶胞化学式为C3N4，C正确；D．位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤独电子，D错误；故选C。
2．D。解析：A．由晶胞图可知，SO2分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含(3＋12×＋1＝4)个SO2分子，含有8个O原子，A错误；B．由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误；C．1号和2号S原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即 pm，C错误；D．以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，每个S原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S原子有4个，D正确；答案选D。
3．A。解析：A．铋离子位于顶点，与其最近且距离相等的O2－位于棱心，有6个，分别位于上下、前后、左右，A正确；B．晶胞中含有的铋离子个数为8×＝1个，B错误；C．Ba是碱土金属，金属性强于Ca，其易失电子，第一电离能小于O，C错误；D．晶胞中Ba或K位于体心，个数为总和1，O2－位于棱心，有12×＝3，所以晶胞的质量是g，晶胞体积是(a×10－7)3cm3，则晶体的密度是：g·cm－3，D错误；故选A。
4．D。解析：A．由晶胞图知，白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶角、棱心、体内，六方晶胞上下表面中一个角60°， 一个角为120°，晶胞中数目为4×＋4×＋2＋8×＝5，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为SmCo5，A正确；B．体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为(，，)，B正确；C．每个晶胞中含有1个“SmCo5”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为eq \f(,2)a2c，则晶体密度为
ρ＝eq \f(×(150＋59×5)g,eq \f(,2)a2c cm3)＝eq \f(890,3NA×10－22)g·cm－3，C正确；D．原子Q的分数坐标为(0，，1)，由体心原子向上底面作垂线，垂足为上底面面心，连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形，则原子Q到体心的距离＝＝50pm，D错误； 故选D。
5．B。解析：A．W位于立方体的顶角，以顶角W为例，在此晶胞内，离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所在3条棱的棱心，由于该顶角在8个晶胞里，而棱上的原子被4个晶胞共有，所以与W最近且距离相等的O原子有3×8×＝6 ，故A正确；B．O元素化合价为－2价，负化合价总数为－6，设W元素的平均化合价为y，据正负化合价代数和为0可得：－6＋y＋x＝0，y＝6－x，x的值增大y减小，即W元素的平均化合价降低，故B错误； C．0.44≤x≤0.95时，立方晶胞中W个数为8×＝1、O个数为12×＝3，若x＝0.5，晶胞质量为m＝g，晶胞体积为V＝(a×10－10)3cm3，则密度ρ＝eq \f(,(a×10－10)3)＝g·cm－3，所以密度为g·cm－3 时，x＝0.5，故C正确；D．NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，即空位数不同，吸收的可见光波长不同，故D正确。
【精准演练 提能力】
1．D。解析：A．根据图示，CaCO3晶胞中1位C4+位于晶胞的棱角，其分数坐标为(0，0，)，故A正确；
B．2位Ca2+坐标为(a，a，1.7a)，3位Ca2+坐标为(0，0，3.4a)，核间距：d＝a pmapm，B正确；C．CaO晶胞中原子个数为：8×＋6×＋12×＋1＝8，CaCO3晶胞中原子个数为：4×＋8×＋4＋(8×＋4)×4＝30(省略CO中的氧，只标出C4+，所以一起计算CO的原子)，CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是4∶15，C正确；D．晶体密度计算公式为： ρ＝，CaO晶体密度为：ρ＝＝g·cm－3，CaCO3晶体密度为：ρ＝＝g·cm－3，CaO晶体密度大于CaCO3晶体密度，D错误；
故答案选D。
2．A。解析：由题干信息可知，1个LaHx晶胞中含有8×＋6×＝4个La，每个H结合4个H形成类似CH4的结构独立存在，含有5×8＝40个H原子，La和H的个数比为1∶10，晶体LaHx中x＝10，A错误；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，B正确；由晶胞结构可知，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，C正确；晶体LaH2中含有8×＋6×＝4个La，由化学式可知，其中含有8个H原子，则晶体LaH2的密度为g·cm－3，D正确。
3．D。解析：Mg为s区元素、Fe、La、Ni为d区元素，A错误；根据均摊法，图b晶体中La个数为8×＝1，Ni个数为1＋8×＝5，化学式为LaNi5，B错误；Fe位于顶点和面心，其个数：8×＋6×＝4；Mg位于晶胞内，个数为8；晶胞质量：＝ g，晶胞体积：(d×10－10)3 cm3，则晶胞密度： g·cm－3，C错误；若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则1个晶胞中含氢分子个数：1＋12×＝4，则晶胞化学式：Mg2FeH2，则含Mg 24 g(1 mol)的该储氢合金储存的H2在标准状况下的体积约为11.2 L，D正确。
4．C。解析：根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知，晶胞中含4×＋4×＝1个Cs、4×＋1＝3个V、2×＋2×＋4＝5个Sb，则化学式为CsV3Sb5，A正确；M为CsV3Sb5，Cs为ⅠA族、Sb为ⅤA族，化合价分别为＋1、－3，结合化合价代数和为零可知，V的化合价为＋4和＋5，B正确；由图可知，V原子周围紧邻的Sb为同层的2个，C错误；含钒的锑化物(M)在超导方面具有潜在的应用前景，且Cs为ⅠA族的活泼金属元素，则含钒的锑化物(M)是离子化合物，其晶体不导电，在熔融状态导电，D正确。
5．D。解析：由晶胞结构可知距离Cu最近的原子是S，故A错误；沿y轴投影，晶胞左侧面顶点上的原子投影为长方形的顶点，棱边中点及上小底面面心的原子投影为边长的中点，体心投影为长方形的对角线交点(面心)，晶胞左侧面上下2个面心、晶胞内的原子投影在长方形内，故无法得到图②投影，故B错误；晶胞中B原子分数坐标为(1，0，)，故C错误；该晶胞中Cu有8个位于顶点，4个位于面上，1个位于体心，个数为8×＋4×＋1＝4；S原子有8个位于体内，In原子有6个位于面上，4个位于棱心，个数为4×＋6×＝4；则晶胞质量为 g；晶胞体积为a2b×10－21 cm3；该晶体的密度为 g·cm－3，故D正确。
6．C。解析：每个Ga周围距离最近的Ga原子个数为12，A错误；由晶胞结构可知，镓原子与砷原子的最短距离为体对角线的，则镓原子与砷原子的最短距离为a pm，B错误；该晶胞含有4个GaAs，晶胞质量为＝ g，C正确；一个晶胞中含Ga的个数为8×＋6×＝4,4个As原子，D错误。
7．B。解析：同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，第一电离能：I1(Cu)>I1(Ba)，A正确；由图可知，与Ba2＋等距且最近的Cu2＋有4个，B错误；根据“均摊法”，晶胞中含4×＝1个Hg、2个Ba、8×＝1个Cu、16×＝4个O，则化学式为HgBa2CuO4，C正确；结合C分析可知，×1030 g·cm－3＝×1030 g·cm－3＝ g·cm－3，D正确。
8．A。解析：由晶胞所示可知，Ga在8个顶点和6个面心，均摊为×8＋×6＝4，As在内部，为4个，As和Ga原子间的最近距离为体对角线的，据此回答。As和Ga原子间的最近距离为体对角线的，即为d pm，A错误；Ga原子周围与之最近的As为4个，即Ga原子的配位数为4，B正确；由甲、乙图可知，c点的原子坐标为(，，)，C正确；根据晶胞结构可知，As原子占据Ga原子形成的正四面体空隙，D正确。
9．D。解析：根据晶胞结构可知，Ag＋周围距离最近且相等的N个数是4，A错误；图中微粒1的分数坐标是(0，，)，则微粒2的分数坐标是(，，)，B错误；银与铜位于同一族，所以银在元素周期表的ds区，C错误；Ag＋个数为4，N为8×＋6×＝4，则密度ρ＝＝ g·cm－3，D正确。
10．A。解析：A项，由晶胞结构可知，Al原子周围等距且最近的Al原子有12个，A错误；B项，根据均摊法，该晶胞中Cu原子的个数为8×＋6×＋12×＋1＝8，Mn原子的个数为4，Al原子的个数为4，所以该合金的化学式为AlMnCu2，B正确；C项，A为原点，C为(1，1，1)，根据图示B的坐标为(，，)，C正确；D项，由晶胞结构可知，沿晶胞中ABC所在的对角面切开晶胞，刚好经过上面2个Al，下面2个Mn，D正确。
11．C。解析：结合投影图可知，晶体结构中实线部分为1个晶胞，Mg个数为4×＋4×＝1，有2个B位于晶胞体内，化学式为MgB2，A错误；晶胞沿c轴的投影图中硼原子位于正三角形的中心，硼原子间的最近距离应为eq \f(,3)a pm，B错误；由晶胞图可知，6个B距底面中心的Mg距离相同，底面的Mg为2个晶胞共有，即距Mg最近的B有12个，即Mg的配位数为12，故C正确；该物质的摩尔体积为a2csin 60°×10－36NA m3/mol，D错误。
12．B。解析：如图氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同N原子在8个顶点和6个面心，则Cr原子位于体心和12条棱上，Cr原子周围最近的N原子有6个，A正确、B错误；如图Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中；C正确；Cr原子沿x轴方向的投影位于正方形的顶点、边长中心、正方形中心，D正确。
13．D。解析：A.由晶胞结构可知,晶胞中位于体心的Li原子与位于面心的Zn原子紧邻且距离相等，则该晶体中，每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有6个，A错误；B.根据a点原子的分数坐标可推断出b点原子的分数坐标为(，，)，B错误；C.由晶胞结构可知，晶胞x轴方向的投影图为，C错误；D.由晶胞结构可知，晶胞中位于顶角和面心的锌原子个数为8×＋6×＝4，位于体内的砷原子个数为4，位于棱上和体心的锂原子个数为12×+1＝4，晶胞的体积=w3×10－21cm3，晶胞的质量＝g，该晶体的密度＝g·cm－3，D正确。
14．C。解析：铁元素位于第四周期Ⅷ族，原子序数为26，价层电子排布式为3d64s2，故A正确；根据晶胞的结构可知，以体心Fe3+为中心，周围等距离最近的Fe3+个数：同面4个，上下各有1个，共有6个，故B正确；根据普鲁士蓝晶胞结构可知，Fe位于顶点、面心、棱上、体心，个数为8×＋6×＋12×＋1＝8，Na＋位于晶胞内部，个数为4，CN－位于棱上、面上、体内，个数为24×＋24×＋6＝24，根据化合价代数和为0，因此有：2N(Fe2+)＋3N(Fe3+)＋4＝24，依据原子守恒N(Fe2+)＋N(Fe3+)＝8，两式解得，N(Fe2+)＝N(Fe3+)＝4，因此Fe2+、Fe3+个数比为4∶4＝1∶1，故C错误；普鲁士白晶胞中，Fe位于顶点、面心、棱上、体心，个数为8×＋6×＋12×＋1＝8，Na＋位于晶胞内部，个数为8，CN－位于棱上、面上、体内，个数为24×＋24×＋6＝24，化学式为NaFe(CN)3，故D正确。]
15．A。解析：由晶胞所示可知，Ga在8个顶点和6个面心，×8＋×6＝4，As在内部，为4个，故化学式为GaAs，As和Ga原子间的最近距离为为体对角线的，据此回答。As和Ga原子间的最近距离为体对角线的，即为eq \f(,4)d pm，A错误；Ga原子周围与之最近的As为4个，即Ga原子的配位数为4，B正确；由甲、乙图可知，c点的原子坐标为(，，)，C正确；根据晶胞结构可知，Ga原子占据As原子形成的正四面体空隙，D正确。
16．C。解析：根据晶胞结构，Ca有1个，而硼原子组成正八面体的结构为B6，且位于晶胞顶点，个数为8×＝1，所以其化学式为CaB6，A错误；每个顶角的正八面体中都有3个B与Ca原子等距最近，所以个数应为24个，B错误；N点所在的正八面体的体心为原点坐标，B－B键的键长为d pm，N点到原点的距离为d pm×＝eq \f(,2)d pm，晶胞参数为a pm，N点坐标参数：eq \f(eq \f(d,2)pm,apm)＝eq \f(d,2a)，所以N点坐标为(eq \f(d,2a)，0，0)，C正确；根据晶胞结构，Ca有1个，而硼原子组成正八面体的结构为B6，且位于晶胞顶点，个数为8×＝1，即晶胞中含1个CaB6，则晶胞密度为ρ＝g·cm－3＝ g·cm－3，D错误。
17．D。解析：CeO2晶胞中Ce4＋与最近O2－的核间距为晶胞体对角线长度的四分之一，即eq \f(,4)a pm，选项A正确；由题图知，CeO2立方晶胞中Ce位于顶点和面心，O位于8个小立方体的体心，则铈离于的配位数为8，选项B正确；结合选项B可知，CeO2晶胞中氧离子填充在铈离子构成的四面体空隙中，选项C正确；氧化铈(CeO2)立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3＋占据原来Ce4＋的位置，则未掺杂前每个晶胞中含4个Ce、8个O，若掺杂Y2O3后得到n(CeO2)∶n(Y2O3)＝0.8∶0.1的晶体，每个晶胞中Ce与Y共4个时含4×(0.8×2＋0.1×3)＝7.6个O，则此晶体中O2－的空缺率×100％＝5％，选项D错误。
18．A。解析：ZnmS晶胞中，均摊的Zn2＋和S2－均为4个，m＝1，化学式为ZnS，当ZnS完全转化为LixZnyS时，Li＋、Zn2＋转化为LiZn合金，生成1 mol LiZn转移3 mol电子，每转移6 mol电子，生成2 mol LiZn，A错误；根据ZnmS的晶胞结构，体对角线的一维空间上会出现“”的排布规律，B正确；LixZnyS和Li2S晶胞中的原子个数多于ZnmS立方晶胞，而ZnnS六方晶胞的体积比ZnmS立方晶胞小，则4种晶胞中，ZnmS原子的空间利用率最低，由Li2S晶胞结构可知，Li2S中S2－所构成的四面体空隙全部被Li＋填充，C正确；若Li2S的晶胞参数为a nm，将晶胞切三刀分为8个小立方体，则E在左后方立方体体心，则EF间的距离为 nm＝a nm，D正确。
19．B。解析：Li＋的结构示意图为，具有2e－稳定结构，A项错误；根据均摊法计算得Ce的个数为
8×＋6×＝4，Li＋的个数为2，O原子的个数为6，Y的化学式为LiCe2O3，B项正确；充电时，Li＋从O空位脱嵌，化合价不变，Y转化为X，Ce的化合价升高，C项错误； X中若O的填隙率为100%，则X中不存在O空位，D项错误。
20．B。解析：根据XeF2的化学式，可判断Xe、F原子个数比为1∶2，该晶胞中灰球有8×＋1＝2个，为Xe原子，黑球有8×＋2＝4个，为F原子，则该晶胞中有2个XeF2分子。故其密度为ρ＝＝ g/cm3＝ g/cm3，A正确；由Xe－F键长为r pm可知，B点原子的分数坐标为，B错误；过A点向B点所在棱边作垂线，相交于D点，则D点为B点所在棱边的中点，AD长度为底面对角线的一半，AD＝a pm，则BD＝ pm；AB＝ pm，C正确；基态F原子的核外电子为1s22s22p5，根据s能级一个轨道，p能级3个轨道，故1s22s22p5有5种电子空间运动状态，D正确。
21．C。解析：基态钾原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，占据10个轨道，故有10种空间运动状态，A项正确；Se原子位于八面体的体心，处于晶胞的顶点和面心，所以Se和K的最短距离为晶胞体对角线的，为a pm，B项正确；根据均推法，一个晶胞中含有8个K和4个SeBr6，所以化学式为K2SeBr6，C项错误；由于Se位于晶胞顶点和面心，根据面心立方模型，距离Se最近的Se原子有12个，D项正确。
22．C。解析：晶胞中[Mg(H2O)6]2＋的个数为8×＋2×＋4×＋1＝4，A错误；若晶胞中A的分数坐标为(0,0,0)，B为右上顶点，分数坐标为(1,0,1)，B错误；硫代硫酸根离子(S2O)可看作SO中的一个O原子被S原子替代的产物，S2O的中心硫原子的杂化方式与SO的中心硫原子的杂化方式相同为sp3，C正确；MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol－1,1 nm＝10－7 cm，其密度应为 g·cm－3，D错误。
23．D。解析：A.Xa+、Yb+、A－个数比为2∶1∶4，则该物质的化学式为X2YA4，A正确；B.根据电荷守恒得2a＋b＝4，则a＝1，b＝2，B正确，C.以位于晶胞顶点的A－为例，与A－最近且等距的A－位于小正方体的面心，一共有12个，C正确；D.晶胞中一共有16个正四面体，但只有6个正四面体填充有离子，因此正四面体填充率为×100%＝37.5%，D错误。
24．C。解析：同周期元素从左到右电负性依次增强，非金属元素的电负性通常大于金属元素的电负性，Cu、Fe、S元素电负性从小到大的顺序为Fe25．B。解析：AlH中中心原子Al价层电子对数：4＋(4－4×1)＝4，杂化轨道数为4，Al的杂化方式为sp3杂化，A正确；观察体心的AlH，可以看出与AlH紧邻且等距的Na＋有8个，B错误；Na＋个数为6×＋4×＝4，Na＋个数与AlH个数相等，晶胞质量为 g，晶胞体积为(a×10－7)2×2a×10－7 cm3＝2a3×10－21 cm3，则晶胞密度： g·cm－3，C正确；若NaAlH4晶胞上下面心处的Na＋被Li＋取代，晶胞中Li＋个数为2×＝1，得到的晶体的化学式为Na3Li(AlH4)4，D正确。
金刚石晶胞
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