2025年高考二轮总复习学案：晶体结构与计算 练习（含解析）

选择题专项突破分级训练晶体结构与性质

【强基练】

1.（2024弓可北沧州部分示范性高中二模）碎化钱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，碑化钱立方晶胞结构如图所示，晶

胞参数为apm。下列说法正确的是（）

OGa・As

A.每个Ga周围距离最近的Ga原子个数为8

B.Ga原子与As原子的最短距离为保pm

C.该晶胞的质量为鬻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

2.（2024.湖北武汉市二模）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：/i（Cu）＞/i（Ba）

B.与Ba?*等距且最近的C/+有12个

C.该超导材料的化学式为HgBazCuCU

…6.02X1032y

D.该晶体的密度为一人网—g'111

3.（2024河北唐山二模）碑化绿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dpm,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原子间的最近距禺为拳dpm

B.Ga原子的配位数为4

13

-

C.c点的原子坐标为g,-4

4?

D.As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中

4.（202年河北保定示范性高中二模）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（NaAlH。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（）

•A1H4ONa'

A.A1H4中中心原子Al的杂化方式为sp3杂化

B.NaAlH4晶体中，与A1HI紧邻且等距的Na+有4个

1.08X1()23

C.NaAlH晶体的密度为g-cm3

4/NA

D.若NaAlH4晶胞上下面心处的Na+被口+取代，得到的晶体的化学式为

Na3Li（AlH4）4

5.（2024.江西南昌市三模）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,；，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

13

-

B.微粒2的分数坐标是疝4

C.已知银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的d区

178x4

D.若晶胞边长为apm,则晶体密度为NAX^X③

6.（2024.湖南师大附中二模）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3。已知Xe—F

键长为rpm,下列说法不正确的是（）

该晶体的密度为,2襁11

A.Ct-C-iVA—.g/c^

B.B点原子的分数坐标为（0,0,广）

C.晶胞中A、B间距离d=1%pm

D.基态F原子的核外电子空间运动状态有5种

【培优练】

7.（2024河北邢台市部分高中二模）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：

OS2-°Zn"・2肾或Li-

下列说法不正确的是（）

A.当ZnmS完全转化为LLZnyS时，Li+和Zi?+转化为LiZn（合金相），每转

移6molb生成3molLiZn

B.ZnmS晶体中沿晶胞体对角线方向的一维空间上会出现

“二•~°°・一”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anm,则EF间的距离为乎anm

8.（2023・湖北选考）4阑La和H可以形成一系列晶体材料LaH„,在储氢和超导

等领域具有重要应用。LaH”属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，

LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaK。下列说法

错误的是（）

A.LaH2晶体中La的配位数为8

B.晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx

C.在LaH.晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼

D.LaK单位体积中含氢质量的计算式为（4.84XI。8）3x6,（）2X1（）23g-cm^

9.（2024河北邯郸二模）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的最短距昌为［-apni

C.该化合物的化学式为K4SeBr

D.距离Se最近的Se有12个

10.（202牛河北省重点高中三模）硫代硫酸盐是具有应用前景的浸金试剂。硫代

硫酸根离子（S2Or）可看作SO歹中的一个0原子被S原子替代的产物。

MgS2O3・6H2。的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、6nm、cnm,其结构如图

所示，已知MgS2O3-6H2O的摩尔质量是Mg-moPi,NA为阿伏加德罗常数的值，

下列说法正确的是（）

3JV34nm

IV\[>[Mg(HQF

'A^~nmO52。失

an

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

4M

D.该晶体的密度为NAQ/JCS-cm3

选择题专项突破分级训练晶体结构与性质

【强基练】

1.（2024弓可北沧州部分示范性高中二模）碑化像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，碑化钱立方晶胞结构如图所示，晶

胞参数为apm。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原子的最短距离为弓-口pm

con

C.该晶胞的质量为豢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

【答案】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，獴原子与种原子的最短距离为体对角线的点则镇原子与碑原子的最短距

离为坐apm,B错误；该晶胞含有4个GaAs,晶胞质量为^^=竽^g,C正确；

一个晶胞中含Ga的个数为8X《+6x\=4,4个As原子，D错误。

oZ

2.（2024.湖北武汉市二模）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（）

OBa

QHg

•Cu

oo

A.第一电离能：/i(Cu)>/i(Ba)

B.与Ba?*等距且最近的C/+有12个

C.该超导材料的化学式为HgBa2CuO4

6.02X1032

D.该晶体的密度为g-cm-3

足CNA

【答案】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：/i(Cu)>/i(Ba),A正确;

由图可知，与Ba?*等距且最近的Ci?+有4个，B错误；根据“均摊法”，晶胞中

含4x1=1个Hg、2个Ba、8X^=l个Cu、16x1=4个0,则化学式为HgBa2CuO4,

M

32

H一“……瓦力602/76.02X10

C正确；结合C分析可知，而X103°g-cm=^X1030g-cm-=五刈S-cm

-3,D正确。

3.(2024.河北唐山二模)碑化绿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dpm,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()

、、一\[2

A.As和Ga原子间的最近距离为+7/P111

B.Ga原子的配位数为4

C.c点的原子坐标为由

D.As原子填充在Ga原子围成的“正四面体空隙”中

【答案】A

【解析】由晶胞所示可知，Ga在8个顶点和6个面心，均摊为』X8+l><6

oZ

=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9，据此回答。

As和Ga原子间的最近距离为体对角线的不即为苧dpm,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g,券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。

4.（202牛河北保定示范性高中二模）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（NaAlH。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.A1H3中中心原子A1的杂化方式为sp3杂化

B.NaAlH4晶体中，与A1HI紧邻且等距的Na+有4个

1no*1023

C.NaAlH4晶体的密度为.?NA—S-cm3

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

【答案】B

【解析】A1H7中中心原子A1价层电子对数：4+34—4X1）=4,杂化轨道

数为4,A1的杂化方式为sp3杂化，A正确；观察体心的A1H7,可以看出与A1HI

紧邻且等距的Na+有8个，B错误；Na+个数为6x1+4X^=4,Na*个数与A1H7

23X4+31X4

个数相等,晶胞质量为g,晶胞体积为(aX10-7)2x2。X1(T7cm3=

JVA

]08X1（）23

2a3X10-21cm3,则晶胞密度：拳刈—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2X^=1,得到的晶体的化学式为

Na3Li（AlH4）4,D正确。

5.（2024.江西南昌市三模）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（|,D

C.已知银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的d区

178x4

D.若晶胞边长为apm,则晶体密度为刈乂色*10-io）3g・cnT3

【答案】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,

11,fYi178X4_

N：为8Xg+6X]=4,则密度"=7=而产节g-cnT3,D正确。

6.（2024.湖南师大附中二模）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rpm,下列说法不正确的是（）

cpm

区X0/pm

apm

、、口人山…3.38X1032a

A.该晶体的密度为一WCNA—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*+g—12pm

D.基态F原子的核外电子空间运动状态有5种

【答案】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8X1+1=2个，为Xe原子，黑球有8xJ+2=4个，为F原子，则该

o4

mW"（XeF2）

晶胞中有2个XeF2分子。故其密度为，=歹=«*I。-10）.（〃*i0-io）2g/cm3=

3.38X1032

g/cm3,A正确；由Xe—F键长为rpm可知，B点原子的分数坐标为

C^CNA

（o,0,胃，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

■A/oc—2y

点所在棱边的中点，AD长度为底面对角线的一半，AD=4-apm,则BD=一丁

pm;z2）Pm,C正确；基态F原子的核外电子为Is22s22P5,

根据s能级一个轨道，p能级3个轨道，故Is22s22P5有5种电子空间运动状态，

D正确。

【培优练】

7.（2024弓可北邢台市部分高中二模）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：

OS2-®Zn2+・Zn2+或Li+

下列说法不正确的是（）

A.当Zn1ns完全转化为LhZnyS时，和Zi?+转化为LiZn（合金相），每转

移6mol生成3molLiZn

B.Zn1ns晶体中沿晶胞体对角线方向的一维空间上会出现

“一八八一”的排布规律

C.4种晶胞中，ZMS原子的空间利用率最低，Li2s中Sz一所构成的四面体空

隙全部被Li+填充

D.若Li2s的晶胞参数为anm,则EF间的距离为乎anm

【答案】A

【解析】ZnmS晶胞中,均摊的Z/+和S?-均为4个,m=l,化学式为ZnS,

当ZnS完全转化为LLZnyS时，Li+、Zi?+转化为LiZn合金，生成1molLiZn转

移3moi电子，每转移6moi电子，生成2moiLiZn,A错误；根据ZMS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；LLZnyS和Li2s晶胞中的原子个数多于Zn,“S立方晶胞，而Zn〃S

六方晶胞的体积比Zi^S立方晶胞小，则4种晶胞中，Zn“S原子的空间利用率最

低，由Li2s晶胞结构可知，Li2s中S?一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anm,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、J（第2+3>+nm=4Lznm,D正确。

8.（2023・湖北选考）锢La和H可以形成一系列晶体材料LaH”，在储氢和超导

等领域具有重要应用。LaH”属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，

LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaK。下列说法

错误的是()

A.LaH2晶体中La的配位数为8

B.晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaH.v

C.在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼

40

D.LaH,单位体积中含氢质量的计算式为&84xlorpxeozx1()23

【答案】C

【解析】由LaHz的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小五

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；由LaHx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>LaHr,故B正确；由题干信息可知，在LafL晶胞中，每个H结合4个H

形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶点数为4X8=32,且不是闭合的结

40

构，故C错误；1个LaE晶胞中含有5X8=40个H原子，含H质量为直g,晶

胞的体积为(484.0XIO-10cm)3=(4.84X1O_8)3cm3,则LaK单位体积中含氢质量

、内…40_

的计算式为(484X10-8)3*6.02X1023g9111?故D正确。

9.(202年河北邯郸二模)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。

O=K

工。二

甲

乙

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的最短距离为叩apm

C.该化合物的化学式为K4SeBr

D.距离Se最近的Se有12个

【答案】C

【解析】基态钾原子的电子排布式为Is22s22P63s23P64S1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