晶体结构与性质-战2023年高考化学考点专项突破题集（新高考地区）（解析版）

专题35晶体结构与性质

【基础题】

1.(2022・辽宁大连•模拟预测)氮化钛(TiN)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为

黄金的代替品。TiN晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是

A.Ti元素位于元素周期表第四周期第IIB族

B.该晶胞中含有4个Ti原子和4个N原子

C.Ti均位于N构成的八面体空隙中

D.Ti的第一电离能小于Mn

【答案】A

【解析】A.Ti元素为24号元素，位于第四周期NB族，A错误；B.据图可知黑球的个数为12x：=4个，

化学式为TiN,则白球个数与黑球个数相等，即该晶胞中含有4个Ti原子和4个N原子，B正确；C.Ti

原子半径大于N原子，所以黑球为Ti原子，白球为N原子，以体心Ti原子为例，距离其最近且相等的N

原子可构成一个正八面体，即Ti均位于N构成的八面体空隙中，C正确：D.Ti原子的半径大于Mn,更

容易失去电子，所以Ti的第一电离能小于Mn,D正确：综上所述答案为A。

2.(2022.湖北.模拟预测)石墨烯可转化为富勒烯(Cg),某金属M与Cg可制备一种低温超导材料，晶胞结

构如图所示，晶胞边长为a,M原子位于晶胞的棱上与内部。下列说法正确的是

A.和石墨烯是同分异构体

B.周围等距且最近的C6n的个数为4个

C.该材料的化学式为M3c6n

D.C”）与Ceo的最短距离是缶

【答案】C

【解析】A.C6n和石墨烯是碳元素的不同单质，是同素异形体，A错误；B.立方体顶点C6。与面心C60之

间的短离最短，则C60周围等距且最近的Cm的个数为8,B错误；C.晶胞中，M原子个数=8+12x4+1=12、

4

C60个数=8x：+6x；=4,则C60与M原了•个数之比=4：12=1：3,其化学式为M3c60,C正确；D.立方体

8N

顶点C60与面心C60之间的短离最短，最短距离是叵，D错误；故选：Co

2

3.（2022・天津•模拟预测）常见的铜的硫化物有CuS和Cu2s两种。已知：晶胞中S?-的位置如图1所示，铜

离子位于硫离子所构成的四面体中心，它们的晶胞上有相同的侧视图如图2所示。Cu2s的晶胞参数apm阿

伏伽德罗常数的值为NA,下列说法正确的是

A.CuS和Cu2s晶胞中所含有的S原子数不相同

B.Cu2s晶胞中，Cu+填充了晶胞中一半四面体空隙

C.CuS晶中，S-配位数为8

D.Cu2s晶胞的密度为g/cnP

【答案】D

【解析】A.CuS和Cu2s晶胞中S2-的位置均如图1所示，故S原子数相同，A项错误；B.一个Cu2s晶胞

中含有4个S2-,8个Cu+,故Cu+填充了晶胞中所有的四面体空隙，B项错误；C.CuS晶胞中CM+应占据

一半四面体空隙，C/+周围有4个S2-,而S2-周围最近有4个CM+,故CuS晶胞中S3配位数为4,C项错

_64x8+4x32640,

误；D.Cu2s晶体中含有8个Cu2+、4个S\故晶体密度为：P=（axl0*'xN=Nxa'x1g.*113，D

项正确。

故答案为：D。

4.（2022.湖南・邵阳二中学模拟预测）碳纳米管可看做多层石墨烯无缝卷曲而成的直径为20~20nm的中

空管状结构，下列说法镇送的是

（石墨烯）（碳纳米管）

A.石墨烯和碳纳米管互为同素异形体

B.石墨烯中只存在非极性键

C.碳纳米管是一种胶体

D.石墨烯中，碳原子和六元环个数比为2:1

【答案】C

【解析】A.同素异形体是同种元素组成的单质；石墨烯和碳纳米管互为同素异形体，A正确；B.石墨烯

中只存在碳碳键，属于非极性键，B正确；C.胶体是分散质粒子大小在lnm~100nm的分散系，为混合物；

碳纳米管是碳单质，为纯净物，C错误；D.石墨烯中，每个碳原子被3个环共用，每个六元环均摊2个碳

原子，碳原子和六元环个数比为2:1,D正确；故选C。

973K

5.（2019•山东•一模）利用反应CC14+4Na；=^C（金刚石）+4NaCl可实现人工合成金刚石。下列关于该反

Ni-Co

应的说法错误的是

A.C（金刚石）属于共价晶体

B.该反应利用了Na的强还原性

C.CCL和C（金刚石）中的C的杂化方式相同

D.NaCl晶胞如上图，NaCl晶体中每个C1一周围有8个Na+

【答案】D

【解析】A.C（金刚石）属于共价晶体，故A正确；B.该反应Na化合价升高，失去电子，发生氧化反应,

利用/Na的强还原性，故B正确；C.CCL中心原子价层电子对数为4,杂化方式为sp3杂化，C（金刚石）

中的C的杂化方式为sp3杂化，两者杂化方式相同，故C正确；D.NaCl晶胞如上图，根据图中信息得到

NaCl晶体中每个Cl一周围有6个Na+,故D错误。综上所述，答案为D.

6.（2022.天津和平.二模）下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，不正确的是

A.等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子

B.超分子内部分子之间可以通过非共价键结合

C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性

D.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序

【答案】D

【解析】A.等离子体是呈准电中性的，其基本构成微粒可以是带电的粒子也可以是中性粒子，A项正确;

B.超分子内部分子之间可以通过非共价键结合，如氢键，静电作用等，B项正确；C.液晶内部分子的排

列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体

的各向异性，C项正确；D.纳米颗粒是长程有序的晶状结构，颗粒间的界面却是无序的结构，D项错误;

故答案选D。

7.（2022・辽宁•大连二十四中三模）铜和氧形成的一种离子化合物晶胞、C60晶胞如图所示，下列说法中正

确的是

A.C60晶体采用的是分子密堆积方式，与每个C60距离最近且等距离的C60有12个

B.铜和氧形成的离子化合物，铜离子的电荷数为+2

C.C6O是分子晶体，石墨是共价晶体

D.基态铜原子的价层电子排布式为3d94s2

【答案】A

【解析】A.C%是典型的分子晶体，是分子密堆积，分子间作用力只有范德华力，以一个C微分子为中心,

其周围最多可以有12个紧邻的分子,A正确;B.利用均摊法可知,铜离子个数为4,氧离子个数=8xJ+l=2,

O

则该离子化合物的化学式为C%o，铜离子电荷数为+1,B错误；C.只含分子的晶体称为分子晶体，而c6a

是典型的分子晶体；共价晶体的微观空间里没有分子，比较典型的共价晶体是金刚石；但石墨不同于金刚

石，是平面六元并环的层状结构，层间靠范德华力维系，是一种混合型晶体；C错误；D.在构建基态原子

时，应符合能量最低原理，而当原子轨道上的电子为半满或全满时，能量较低，所以基态铜原子的价层电

子排布式为3di°4sLD错误；故合理选项为A。

8.（2022.山东・泰安一中模拟预测）F2和Xe在一定条件下可生成的一种氟化物是强氧化剂。其晶体的晶胞

结构如图所示，则下列说法正确的是

A.F元素位于元素周期表s区

B.该氟化物的化学式为：XeF4

C.晶胞中F位于Xe构成的八面体中心

D.晶胞中每个Xe原子周围距离最近且相等的F原子共有2个

【答案】D

【解析】A.F位于元素周期表第二周期，VIIA族，位于元素周期表p区，A错误；B.该晶胞中含有Xe

原子个数为8x：+l=2,F原子个数为8xg+2xl=4,则该晶胞的化学式为：XeF2,B错误；C.根据晶胞结

构图可知，晶胞中F不是位于Xe构成的八面体中心，C错误；D.该晶胞中，每个Xe原子周围距离最近

且相等的F原子共有2个（上、下各1个），D正确；故选D；

9.（2022・上海嘉定•一模）有关化学键和晶体的叙述中正确的是

A.分子晶体中，分子间作用力越大分子越稳定B.金属晶体都是由阴阳离子构成的

C.离子晶体中可能含有共价键D.原子晶体中只存在非极性键

【答案】C

【解析】A.分子晶体的稳定性与化学键有关，共价键越强，稳定性越大，而分子间作用力只影响物质的熔

沸点，故A错误；B.金属晶体中不含阴离子，由金属阳离子与自由电子构成，故B错误；C.离子晶体中

一定存在离子键，可能存在共价键，如氢氧化钠、过氧化钠中，故C正确；D.原子晶体中可能存在极性键，

也可能存在非极性键，如二氧化硅、碳化硅晶体中，故D错误：故选：C»

1.（2022・湖北•模拟预测）铁有3、八a三种同素异形体，其晶胞结构如图所示，设NA为阿伏加德罗常数

的值。下列说法正确的是

A.rFe晶胞中含有4个铁原子，每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个

B.晶体的空间利用率：8-Fe>y-Fe>a-Fe

C.B-Fe晶胞中的原子堆积方式为六方最密堆积

D.铁原子的半径为acm,则a-Fe晶胞的密度为

【答案】D

【解析】A.Y-Fe晶胞中的铁原子个数为：x8+:x6=4,每个铁原子等距离且最近的铁原子有4个，A项

错误：B.y-Fe晶体属于最密堆积，而3-Fe、a-Fe中二维平面内Fe属于非密置层，空间利用率比丫-Fe晶

体低，三种晶体结构中，空间利用率最大的是丫-Fe,B项错误；C.S_Fe晶胞中的原子堆积方式为体心立方

堆积，C项错误；D.1个a-Fe晶胞含铁原子个数为：:x8=1,则Imol晶胞质量为56g,铁原子的半径为

8

567_

acm,则晶胞边长为2acm,1mol晶胞体积为：NA（2a）3cm3,晶胞密度为：8a=Na?83，D项正确；

答案选D。

【提升题】

1.（2022・湖北•荆州中学三模）由Li、Al、Si构成的某三元化合物固态晶体结构如图，2、表示阿伏加德罗

常数的值，下列说法正确的是

A.晶体中A1和Si构成二氧化硅型骨架B.晶体中Li、Al、Si三种微粒的比例为2：2：1

C.图中所指Si原子的坐标为件聂）D,晶体中与每个N紧邻的Si有4个

【答案】D

【解析】A.根据图知，晶胞中在顶角处有Si和AI原子不相连，故A错误；B.该晶胞中Li原子个数=l+12x

!=4、Al原子个数=8xg+6x；=4、Si原子个数为4,则Li、Al、Si原子个数之比为4：4：4=1：1：1,故

482

B错误；C.图中所指Si原子的坐标为故C错误：D.根据图知，每个AI原子连接4个相同的

(444J

Si原子，所以晶体中与每个A1紧邻的Si有4个，故D正确；故选：D。

2.(2022・湖北・黄冈中学三模)钮钢铜复合氧化型超导材料YBCO(YBa2Cu3O。的晶胞结构如图所示，下列说

法错误的是

OBa

oo

A.x=7B.晶胞的体积为3a3xlO-3Ocm3

C.该晶胞中Cu的配位数为4或5D.相邻Y之间的最短距离为3apm

【答案】D

【解析】A.Y在体心，数目为1,氧原子在棱心，数目为12X；+8X；=7,A正确；B.晶胞的体积为

2w33O3

3ax«xlO-=3«xlO-cW，B正确；C.铜原子位于晶胞的顶点和棱上，位于顶点的铜原子，距离铜最

近的氧原子个数为4个，位于棱上的铜原子，与之最近的氧原子为5个，故其配位数为4或者5,C正确：

D.Y位于体心，在此晶胞上面还有一个晶胞，两个晶胞中相邻的Y之间最短距离为apm,D错误；故选D。

3.(2022・湖北•华中师大一附中模拟预测)GaAs的晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到GaAs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,I,0)o下列说法错

误的是

A.

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Inm,则Ga和As之间的最短距离为立Inm

4

【答案】C

【解析】A.图乙中，a、b点的原子分数坐标分别为（0,0,0）和（1』,0）,c点Mn原子位于左侧面的面心上，

其原子分数坐标为历，；，；］，A正确：B.掺杂Mn之后，一个晶胞中含有的痴原子个数：lx：+lx4=|,

\Zo2o

1127,一…527

Ga原子个数：7x-+5x-=—,As原子个数为4,故Mn,Ga,As原子个数比为三:彳:4=5:27:32,B正

82888

确；C.基态Ga原子的价电子排布式为4s24p’，未成对电子数为1,C错误；D.Ga与As之间的最短距离

为体对角线的J,D正确；故选C。

4.（2022・湖北•模拟预测）在气体分析中，常用CuCl?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CuCl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SO?作为氧化剂

B.步骤③中用SO?水溶液洗涤更有效，若洗涤液不含SO：,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apm,则晶胞的密度P^T^XIO21g.em凸）

xa

【答案】B

【解析】C%（OH）2c与过量盐酸反应得到ac4的盐酸溶液，再通入5。2还原，过滤、洗涤得到aa固体。

A.步骤①中若用稀硫酸代替稀盐酸则得不到的盐酸溶液，最终也得不到氯化亚铜固体，根据C”元

素化合价的变化：从+2降低+1,可知其被还原，故步骤②中5。2的作用是作为还原剂，选项A错误；B.由

于C〃a容易被氧化，在步骤③中用so2水溶液洗涤可防止CuCl被氧化.根据Cu元素化合价的变化：从+2降

至+1,可知其被还原，故步骤②中5。2的作用是作为还原剂，被氧化生成so：,若洗涤液不含SO：,则表

明沉淀已洗净，选项B正确；C.从c“a晶胞结构图可知，氯离子位于立方晶胞顶点和面心，故每个氯离

子周围与之距离最近的氯离子数为^=12,选项c错误；D.若晶胞的参数为印机，一个晶胞中

微粒数为4,晶胞参数@m=axlOT°c/n,则晶胞的密度P=R_，选项口错误；答案选B。

7VAX。

5.(2022.湖北.华中师大一附中模拟预测)汞领铜氧晶体是新型超导材料，其晶胞结构如图所示，其中部分

A.晶胞的体积为a2cxiO3ocm3

B.Hg和Ba原子数之比为1:2

C.另一个钢离子的分数坐标为(3，3，Lx)

D.Hg原子周围最近的Ba原子有4个

【答案】D

【解析】A.根据晶胞图可知，该晶胞是长方体，晶胞的体积为42cxi0.cm3,A正确；B.根据均摊原则，

晶胞中Hg有8x：=l个、Ba有2个、Cu有4x^=1个、O有8x：+4x:=4个，B正确；C.根据Y的分数

坐标，可知W与上表面的距离为X,所以W分数坐标为故C正确；D.由图可知，每个Hg

原子被8个晶胞共用，所以Hg原子周围最近的Ba原子有8个，D错误；选D。

6.(2022・江苏•模拟预测)铁氟化钾｛K3[Fe(CN)6»俗称赤血盐，遇Fe"发生反应：

2+，

3Fe+2[Fe(CN)J'=Fe3[Fe(CN)J91,生成深蓝色沉淀，常用于检验Fe?+；下列有关铁及其化合物的说

法正确的是

o

A.Fe元素位于周期表的第VDB族

B.基态Fe"外围电子排布式为3ds4s，

C.赤血盐中提供空轨道形成配位键的是Fe"

D.若赤血盐受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为Fe4c、

【答案】C

【解析】A.基态Fe外围电子排布式为3d64s2,则Fe元素位于周期表的第VIII族，A错误；B.基态Fe?+外

围电子排布式为3d6,B错误；C.赤血盐中铁呈+3价，基态Fe3+外围电子排布式为3d5,则提供空轨道形

成配位键的是Fe3+,C正确；D.由晶胞结构可知，Fe原子处于晶胞顶点，晶胞中含有8x：=1铁原子，C

O

原子属于棱边面心匕晶胞中含有C原子数目为4x；+2x；=2,则其化学式为FeC2,D错误：答案选C。

7.（2021・辽宁・高考真题）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错

误的是

A.S位于元素周期表p区B.该物质的化学式为H、S

C.S位于H构成的八面体空隙中D.该晶体属于分子晶体

【答案】D

【解析】A.S的价电子排布式为：3s23P力故S位于元素周期表p区，A正确；B.由该物质形成晶体的晶

胞可知：S个数为*1，，H个数为：12?；+6?：=6,故H、S原子个数比为3:1,故该物质的化学式为

H?S,B正确；C.S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，母玄曩》？，C正确；D.由于该晶体是

一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误；故答案为：D。

8.（2022・辽宁•模拟预测）硒化锌是一种黄色晶体，可用于荧光材料、半导体掺杂物。硒化锌的立方晶胞结

构如图所示，其晶胞边长为apm。下列叙述错误的是

A.SeO：的空间构型是三角锥形

B.甲图中相邻的Se与Zn之间的距离为走apm

4

C.与硒同周期的P区元素中第一电离能大于硒的有4种

D.乙图为甲图的俯视图，A点坐标为（0,0,0）,B点坐标为则D点坐标为（法,引

【答案】C

【解析】A.SeO：中心Se原子的价层电子对数为：早=4,存在一对孤电子对，为三角锥形，故A正确：

B.Zn原子位于Se原子所围成的正四面体中心，两原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一，即为立a

4

pm,故B正确：C.同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但As的4P轨道是半充满的，比

较稳定，电离能较高，而Se失去的是已配对的电子，配对电子相互排斥，因而电离能较低，故第一电离能

As大于Se,所以与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的有As、Br、Kr,共3利空故C错误；D.结

;用

合A点坐标为（0,0,0）,B点坐标为可得坐标系为枭幺乙，而D点位置为

OZnOSc

3I

结合俯视图可知其X坐标为晶胞边长的丁y坐标为晶胞边长的“z坐标为晶胞边

A

OZnOSe

甲

长的“3则D的坐标为：(匕31.3)，故D正确；故选：C。

9.(2022・湖北•高考真题)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.Ca?+的配位数为6B.与F-距离最近的是K,

C.该物质的化学式为KCaF：D.若P换为C「，则晶胞棱长将改变

【答案】B

【解析】A.Ca?+配位数为与其距离最近且等距离的F的个数，如图所示，Ca2+位于体心，F位于面心，所

以Ca2+配位数为6,A正确；B.广与K+的最近距离为棱长的变，广与Ca?+的最近距离为棱长的;，所

以与广距离最近的是Ca2+,B错误；C.K*位于顶点，所以K，个数=：x8=l,F位于面心，F个数=4x6=3,

Ca2+位于体心，所以Ca2+个数=1,综上，该物质的化学式为KCaF»C正确；D.F.与C「半径不同，替换

后晶胞棱长将改变，D正确；故选B。

10.(2022.湖北.天门市教育科学研究院模拟预测)41号元素铝(Nb)的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶

胞参数为anm。下列说法错误的是

A.Nb元素位于第五周期第VB族

B.该氧化物的化学式为NbO

C.O原子周围最近的O原子有12个

D.Nb原子与O原子的最短距离为;nm

2

【答案】BC

【解析】A.Nb为41号元素，位于第五周期第VB族，A项正确；B.该晶体中Nb的个数“+3,O

原子的个数为8x3-4,则该氧化物的化学式为Nb3C>4,B项错误；C.以最上面面心的0原子为例，该晶

体中与之周围最近的0原子有4个，上面的晶体中还存在4个，则0原子周围最近的O原子有8个，C项

错误：D.根据晶胞结构可知，面心上O原子与棱心上的Nb原子距离最近，则Nb原子与0原子的最短距

离为^nm,D项正确；答案选BC。

【挑战题】

1.（2022・辽宁实验中学模拟预测）已知Mg、Al、O三种元素组成尖晶石型晶体结构，其晶胞由4个A型

小晶格和4个B型小晶格构成，其中A1"和一都在小晶格内部，Mg?+部分在小晶格内部，部分在小晶格

顶点（如图），下列分析塔堡的是

A.该晶体为离子晶体

B.该物质的化学式为Mg2Al

C.晶胞中，Mg2+的配位数为4

D.两个Mg?+之间最近的距离是与pm

【答案】B

【解析】A.该晶体由镁离子、铝离子与氧离子通过离子键形成的离子晶体，故A正确；B.由晶胞结构可

13

知，1个A晶格中有4个镁离子在顶点，1个在体心，1个A中的镁离子个数为：l+4x，=：,1个B晶格

82

1131

中有4个镁离子在顶点，1个B中的镁离子个数为：则该晶胞中镁离子个数为：jx4+lx4=8；

1个A晶格和1个B晶格中均含有4个氧离子,则氧离子个数为4x8=32个，每个B晶格中含有4个铝离子，

铝离子个数为：4x4=16,该物质的化学式为MgA"O4,故B错误；C.由A晶格结构可知每个Mg?+与4个

氧离子紧相邻，其配位数为4,故C正确；D.两个Mg。+之间最近的距离是A晶格结构中体心与顶点的距

离,A晶格的边长为|pm,体对角线为与pm,两个Mg"之间最近的距离是该体对角线的一半,即叵pm,

故D正确；故选：B。

2.（2022•辽宁沈阳•二模）某荧光材料由X2+与丫2-组成，其摩尔质量为Mg-mol“，NA为阿伏加德罗常数的

值。其晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是

A.该晶体的化学式是XY

4X1030M

B.该晶胞参数为apm,则其晶体密度为片32年5-3

a'NA

c.X2+的配位数是8

D.若A点的原子坐标分别为（1,9外则B点的原子坐标为+1）|）

【答案】C

【解析】A.晶胞中离子个数比1：1,化学式XY,故A正确；B.一个晶胞中含4个XY,体积是axl。一。,

4x10wM

其晶体密度为p=一gcmJ,故B正确；C.由晶胞结构可推出配位数是4,故C错误；D.根据A点

点

B坐标\故D正确;故答案选C

的坐标,则立方体圈为(0,0,0),

3.（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）、

（g，|,1）.下列说法错误的是

A.该晶体的化学式为CuInTez

B.C点原子的分数坐标为（：3，1:，a：）