5年（2021-2025）高考1年模拟化学真题分类汇编专题05 物质结构与性质 晶胞计算（解析版）（河北专用）

5年（2021-2025）高考1年模拟化学真题分类汇编PAGE试卷第=4页，共=sectionpages2525页PAGE1专题05物质结构与性质晶胞计算考点五年考情（2021-2025）命题趋势晶胞计算（5年3考）2025·河北卷、2024·河北卷、2023河北卷1.本题主要考查有关晶胞的认知。利用X衍射实验，可以获知晶胞的相关数据。2.常考内容有晶胞边长、原子间距离、原子坐标、晶胞密度的计算；化学式的推断；最近且等距的原子个数等。未来不排除晶体空间利用率的计算、配位数相关内容考查的可能性。3.试题难度适中。1．（2025·河北·高考真题）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。的六方晶胞示意图如下，晶胞参数、，M、N原子的分数坐标分别为、。设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.体心原子的分数坐标为C.晶体的密度为 D.原子Q到体心的距离为【答案】D【解析】【详析】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，晶胞中数目为，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为，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“”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为，则晶体密度为，C正确；D．原子Q分数坐标为，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，D错误；故选D。2.（2024·河北·高考真题）金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．该铋氟化物的化学式为B．粒子S、T之间的距离为C．该晶体的密度为D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个【答案】D【详析】A．根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有个，含有个F-，故该铋氟化物的化学式为，故A正确；B．将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中MNPQ点的截面图可知，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，令N的原子分数坐标为，与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为，则T的原子分数坐标为，S的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为，故B正确；C．由A项分析可知，每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-，晶胞体积为，则晶体密度为=，故C正确；D．以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，为将晶胞均分为8个小立方体后，每个小立方体的体心的F-，即有8个，故D错误；故答案为：D。3．（2023·河北·高考真题）锆是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．该氧化物的化学式为B．该氧化物的密度为C．原子之间的最短距离为D．若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则q点原子位于晶胞面的面心【答案】B【详析】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A正确；B．结合A分析可知，晶体密度为，B错误；C．原子之间的最短距离为面对角线的一半，即，C正确；D．根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则垂直向下，q点原子位于晶胞面的面心，D正确；答案选B。1．（2025·黑龙江辽宁·模拟预测）合金晶体有(甲)、(乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值，已知：M的坐标为，下列说法错误的是A．与晶体的密度之比为B．中，Au周围最近且等距的Ti的个数为12C．图乙中，N的坐标为D．图乙中，Ti-Au间最近距离为【答案】A〖祥解〗图甲中，由均摊法，Au原子个数为，Ti原子个数为，晶胞边长为anm，根据晶体密度的计算公式；图乙中，由均摊法，Au原子个数为，Ti原子个数为，晶胞边长为bnm，根据晶体密度的计算公式，据此分析；【详析】A．与晶体的密度之比为，A错误；B．中，以顶点的Au为例，周围最近且等距的Ti的个数为，B正确；C．图乙中，若M的坐标为，N位于右侧面上，则N的坐标为，C正确；D．图乙中，，由M坐标可计算，Ti-Au间最近距离为，D正确；故选A。2．（2025·河北石家庄·二模）铜氧化物超导体的研究突破揭开了超导领域的新篇章。一种电子型铜氧化物(相对分子质量为)超导体的晶体结构如图甲所示。下列有关该晶体说法正确的是A．电子型铜氧化物化学式可表示为B．M原子与N原子之间的距离为C．电子型铜氧化物的密度为D．图甲沿x轴或沿y轴的投影均可用图乙表示【答案】D【详析】A．根据晶胞图可知，O原子有8个位于晶胞的上下棱心、有12个位于晶胞的面心，则O原子个数为：；Cu原子有8个位于晶胞的顶点、有1个位于晶胞的体心，则Cu原子个数为：；RE或Ce原子有8个位于晶胞的棱心、有2个位于晶胞的体心，则RE或Ce原子个数为：，则电子型铜氧化物化学式可表示为，A错误；B．对M原子与N原子作如图的辅助线，则M原子与N原子之间的距离为：，解得，B错误；C．电子型铜氧化物的密度为，C错误；D．该晶胞的四个立面相同，则图甲沿x轴或沿y轴的投影均能得到图乙，D正确；故答案为：D。3．（2025·河北衡水·三模）的晶体结构如图甲所示，沿线MN取得的截图如图乙所示，晶胞中含有两个原子且其中一个的坐标为，原子位于晶胞顶点和部分棱心。下列说法错误的是A．原子的配位数为6B．另一个原子的坐标为C．、原子间的最短距离为D．已知为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为，则可表示为【答案】C【详析】A．根据化学式NiAs及晶胞中含有两个As可知，该晶胞中含有两个Ni原子，再结合题图乙得出晶胞的结构为，则As原子的配位数为6，故A正确；B．根据晶胞结构可知另一个As原子的坐标为，故B正确；C．结合晶胞的结构，可得，则Ni、As之间的最短距离为，故C错误；D．1个晶胞中有2个NiAs，一个晶胞的体积，得出，故D正确；故答案为C。4．（2025·河北保定·三模）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，如图所示(图乙为晶胞的俯视图)。下列说法不正确的是已知：①CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为apm②O2-的填充率A．图甲中M点的原子坐标为，则N点的原子坐标为B．图乙中表示的相对位置的是4C．晶胞参数为D．化学式中y=4，且该晶胞中的填充率为83.3%【答案】B【详析】A．由题干晶胞结构可知，图甲中M点的原子坐标为，则N点的原子坐标为，A正确；B．由题干晶胞结构可知，Ce4+或Y3+在顶点和面心上，而O2-在体内面心和顶点形成的8个四面体上，故图乙中表示O2-的相对位置的是3，B错误；C．由题干晶胞示意图可知，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为体对角线的，为apm，设晶胞的边长为x，则有=apm，解得CeO2晶胞参数即x为，C正确；D．由题干晶胞可知，一个晶胞含有Ce4+和Y3+的个数为：=4，O2-的个数为8，化学式中y=4，且该晶胞中O2-的填充率为=83.3%，D正确；故答案为：B。5．（2025·河北保定·三模）CdSe是良好的半导体材料，其立方晶胞结构如图所示，原子间主要以离子键结合，有一定的共价键成分，晶胞参数为，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．CdSe的离子键百分数小于B．晶胞中原子的配位数为4C．原子形成的正四面体空隙中均填入了原子D．CdSe晶体密度为【答案】C【详析】A．Se电负性小于O，CdSe中离子键成分少于CdO，离子键百分数小，A正确；B．由晶胞可知，距离Cd原子最近且等距离的Se共有4个，则Cd原子配位数为4，B正确；C．由晶胞可知，原子形成的正四面体空隙中只有填入了原子，C错误；D．晶胞中Cd原子数，Se原子数为4，晶胞质量，体积，密度，D正确；故选C。6．（2025·河北·二模）硫化镉(CdS)晶胞的结构如图所示。已知该晶胞边长为apm，以晶胞参数建立分数坐标系，1号原子的坐标为(0,0,0)，下列说法错误的是A．S的配位数为4B．3号原子的坐标为C．2号原子与3号原子的核间距为D．设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为【答案】C〖祥解〗从图中可以看出，S2-位于晶胞的顶点和面心，Cd2+位于晶胞的体内。若把晶胞分为8个小立方体，则2号Cd2+位于右后下小立方体的体心，3号Cd2+位于左后上小立方体的体心。晶胞中，含S2-的数目为=4，含Cd2+的数目为4。【详析】A．在晶胞中，我们选择2号Cd2+为研究对象，Cd2+位于4个S2-构成的小立方体的体心，则Cd2+的配位数为4，晶胞中Cd2+、S2-的个数比为1:1，则S的配位数也为4，A正确；B．3号Cd2+位于左后上小立方体的体心，1号原子的坐标为(0,0,0)，则3号原子的坐标为，B正确；C．2号Cd2+位于右后下小立方体的体心，3号Cd2+位于左后上小立方体的体心，二者位于与前后面平行的平面内，2号原子与3号原子的核间距为=，C错误；D．设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为=，D正确；故选C。7．（2025·河北保定·二模）常用于制作光电器和光电探测器，其晶胞如图所示，晶胞边长为anm。下列叙述正确的是已知：填充在构成的四面体“空穴”中，设为阿伏加德罗常数的值。A．四面体“空穴”填充率为B．的配位数为4C．2个的最近距离为D．晶体的密度【答案】B〖祥解〗晶胞中Na+个数为8，Se2−个数为，据此分析；【详析】A．晶胞中由构成的四面体“空穴”有8个，填充在8个四面体体心，填充率为，A错误；B．由晶胞结构可知，每个Na+周围紧邻且等距离的Se2−有4个，每个Se2−周围紧邻且等距离的Na+有8个，配位数是指一个离子周围紧邻的异号离子的数目，所以Na+的配位数为4，B正确；C．由晶胞结构可知，位于晶胞的顶点和面心，顶点和面心的距离最近。根据立体几何知识，面对角线长度为nm，2个Se2−最近距离为面对角线长度的一半，为，C错误；D．根据均摊法，晶胞中Na+个数为8，Se2−个数为，则晶胞质量，晶胞体积，晶体密度，D错误；故选B。8．（2025·河北·模拟预测）氟化铁铯在电化学方面有良好的应用前景。其阴离子的结构和Cs+盐的晶胞结构如图所示（晶胞参数，单位为pm，棱边夹角均为90°）。表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．该晶体的化学式为B．Fe元素的化合价有+2、+3两种C．该晶体熔点高于CsFD．该晶体密度为【答案】D【详析】A．根据均摊原则，晶胞中Cs+数为6，Fe原子数为，F原子数为，该晶体的化学式为，故A错误；B．中Cs显+1价、F显-1价，Fe元素的化合价为+3，故B错误；C．阴离子半径大于F-，所以该晶体熔点低于CsF，故C错误；D．该晶体密度为，故D正确；选D。9．（2025·河北石家庄·三模）二氟化铅晶体可用作红外线分光材料。若用○和来表示中的两种离子，其中在立方晶胞中的位置如图甲所示，晶胞中ACGE和BDHF的截面图均如图乙所示。已知晶胞参数为，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．表示 B．的配位数为6C．与的最小间距为 D．晶体的密度为【答案】B〖祥解〗晶胞中含有的个数为个，○的个数为8个，故表示，○表示，据此分析；【详析】A．由分析可知，表示，A正确；B．面心的最近的4个位于晶胞内部，则的配位数为8，B错误；C．与的最小间距为体对角线的，为，C正确；D．晶体中有4个，晶胞的质量为，体积为a3×10-30cm3，则晶体的密度为晶体的密度为，D正确；故选B。10．（2025·河北邯郸·三模）铜的一种化合物的晶胞如图所示，晶胞的边长为，为阿伏加德罗常数的值，铜原子a的分数坐标为。下列说法错误的是A．铜原子b的分数坐标为B．将晶胞从上下两面对角线方向切开得到的切面图为C．a、c两个铜原子间的距离为D．晶体中与最近且等距离的有4个【答案】B【详析】A．由原子a的分数坐标和晶胞结构可知原子b的分数坐标为，A项正确；B．将晶胞从上下两面对角线方向切开得到的切面图为，B项错误；C．据晶胞中原子a、c的位置可知，a，c两个铜原子间的距离为晶胞面对角线的，即，C项正确；D．晶体中与最近且等距离的有4个，则与最近且等距离的有4个，D项正确；答案选B。11．（2025·河北邢台·二模）金刚石是天然存在的最坚硬的物质，其高硬度、优良的耐磨性和热膨胀系数低等特点使得它在众多领域中都有着广泛的应用。如图甲、乙是金刚石晶胞和沿晶胞面对角线的投影，下列说法错误的是A．晶胞中由碳原子构成的四面体空隙中填充的原子占晶胞中原子数目的50%B．图乙中2号位置对应的原子分数坐标为或C．图乙中3、4、6、7号为晶胞体内碳原子沿面对角线的投影D．金刚石晶体的密度为【答案】C【详析】A．晶胞中碳原子分别位于顶点、面上和内部，数目为。金刚石晶胞中，由碳原子构成的四面体空隙中填充的原子为晶胞顶点和面心的碳原子。金刚石晶胞中该空隙填充的原子有4个，晶胞中由碳原子构成的四面体空隙中填充的原子占晶胞中原子数目的，A正确；B．若将晶胞均分为8个小立方体，图乙中2号位置对应的是位于晶胞中上层小立方体体心的碳原子的投影，对应的原子分数坐标为和，B正确；C．图乙中4、6号为晶胞下层体内碳原子沿面对角线的投影，3号为前面和左侧面的面心碳原子的投影，7号为后面和右侧面的面心碳原子的投影，C错误；D．图乙中的长度对应图甲中晶胞的面对角线长度，晶胞的边长为，则晶胞的体积为，每个金刚石晶胞含有碳原子数为8个，故金刚石晶体的密度为，D正确；故答案选：C。12．（2025·河北沧州·模拟预测）化学式为的笼形包合物的晶胞结构如图所示(H原子未画出，晶胞中N原子均参与形成配位键，每个苯环只有一半属于该晶胞)，为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是A．基态Ni原子位于元素周期表的d区B．C．与的配位数之比为D．该晶体密度为【答案】D【详析】A．的原子序数为，其基态原子核外电子排布式为，属于第四周期第族，位于元素周期表的区，A正确；B．由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有个数为，个数为，含有为，个数为，苯环个数为，则该晶胞的化学式为，则，B正确；C．晶胞中每个原子均参与形成配位键，由晶胞图可知：，周围形成的配位键数目为；，周围形成的配位键数目为，则的配位数之比为，C正确；D．根据该晶胞的化学式为，其密度是：，D错误；故选D。13．（2025·河北·模拟预测）可组成一种拓扑绝缘体材料，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．La原子位于Bi原子构成的正四面体空隙中B．Bi原子和Pt原子之间的最短距离为C．该晶体的密度为D．若坐标取向不变，将a点Pt原子平移至晶胞面的面心，则b点Pt原子位于棱上【答案】C【详析】A．观察晶胞体心的La原子可知，La原子周围距离最近的Bi有6个，位于Bi原子构成的正八面体空隙中，A错误；B．Bi原子和Pt原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的，为，B错误；C．1个晶胞中含有La原子的个数为，Pt原子的个数为4，Bi原子的个数为，则该晶体的化学式为LaPtBi，该晶体的密度为，C正确；D．若坐标取向不变，将a点Pt原子平移至晶胞xy面的面心，则b点Pt原子位于顶点，D错误；故选C。14．（2025·河北保定·一模）已知的晶胞结构如图所示，边长为，晶胞中分别处于顶角、体心、面心位置。下列说法错误的是A．第一电离能：B．与O间的最短距离：C．晶胞中与紧邻的O个数为8个D．在晶胞结构的另一种表示中，处于各顶角位置，则处于体心位置【答案】C【详析】A．一般来说，金属的第一电离能小于非金属，O是非金属性，第一电离能大于Ti和Ba，Ti位于第四周期IVB族，有4个电子层，Ba位于第六周期IIA族，有6个电子层，半径最大，第一电离能最小，则第一电离能：，A正确；B．由图可知，与O间的最短距离为面对角线的，为，B正确；C．以位于顶点的为研究对象，与紧邻的O位于相邻的3个面心，数目为3×8×=12个，C错误；D．由晶胞结构可知，和的最近距离为晶胞体对角线的，处于各顶角位置时，处于体心位置，D正确；故选C。15．（2025·河北·期末）锆酸锶主要用于玻璃、陶瓷工业，可用碳酸锶和二氧化锆在高温下反应制得，同时有二氧化碳生成。二氧化锆的立方晶胞(图1)、锆酸锶的立方晶胞(图2)结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是A．属于非极性分子，大键可表示为B．图2晶胞沿z轴方向的投影图为C．若a点的原子分数坐标为，则b点的原子分数坐标为D．若图2晶体的密度为，则相邻O原子之间的最短距离为【答案】D【详析】A．属于非极性分子，大键可表示为，A项错误；B．图2晶胞沿轴方向的投影图为，B项错误；C．b点的原子分数坐标为，C项错误；D．图2晶胞的化学式为，设该晶胞参数为，由可得：，相邻氧原子之间的最短距离为面对角线的一半，即，D项正确；故选D。16．（2025·河北张家口·二模）氮化铝是第三代半导体材料，常用作电子材料、功能材料和散热基板及电子器件封装材料等。一种氮化铝晶胞如图所示，已知：正六棱柱底边长为anm，高为bnm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．基态N原子价层电子排布图为B．氮化铝与水反应后溶液显中性C．晶体中Al的配位数为12D．氮化铝晶体密度【答案】D【详析】A．基态N原子的最外层有3个未成对电子，自旋方向相同，其价层电子排布图为，A项错误；B．氮化铝与水反应，生成Al(OH)3和NH3，产生的氨气有部分溶于水，使得溶液呈碱性，B项错误；C．晶胞中Al位于4个N原子构成的正四面体间隙，N的配位数为4，氮化铝的化学式为AlN，则Al的配位数也为4，C项错误；D．六棱柱晶胞中，N原子位于顶点、面心、体内，1个晶胞中含N原子的数目为=6，Al原子位于棱心和体内，含Al原子的数目为=6，晶胞的体积，则，D项正确。故选D。17．（2025·河北唐山·二模）新型储氢材料较好地解决了氢气的储存和运输问题。其中铁镁合金储氢材料立方晶胞结构如图1所示，a表示晶胞边长。储氢后H原子以正八面体的配位模式分布在Fe原子周围，其中某镁原子的原子分数坐标为(，，)，某氢原子的原子分数坐标为(，0，0)。

下列说法错误的是A．图2为MPQN的截面图B．储氢后晶体的化学式为Mg2FeH6C．Mg原子周围最近的氢原子数为12D．两个H原子之间的最短距离为a【答案】D【详析】A．图2中Fe原子分布在顶点和上下边，Mg原子分布在位置，则为MPQN截面图，故A正确；B．如图所示，晶胞中有8个Mg原子，Fe原子位于顶点、面心，晶胞中Fe原子数目，储氢后H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe原子的周围，则H原子数目为4×6=24个，储氢后晶体的化学式为Mg2FeH6，故B正确；C．储氢后H原子以正八面体的配位模式分布在Fe原子周围，若以Mg原子为坐标原点，H原子位于与镁原子相连的3个面的面心，与Mg最邻近的H有12个，故C正确；D．已知H原子构成正八面体、铁原子位于正八面体的体心，晶胞参数为a，H原子与Fe原子之间的最短距离为晶胞参数的，即H原子与Fe原子之间距离为，则两个H原子之间的最短距离为，故D错误；故答案为D。18．（2025·河北石家庄·二模）冰存在多种形态的晶体，其中Ih型冰的晶体结构、晶胞结构以及晶胞中氧原子沿z轴方向的投影如图所示，已知晶胞中部分氧原子的分数坐标为。为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是A．晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环B．平均每个晶胞中含有16个氢键C．b处氧原子的分数坐标为D．该冰晶体的密度为【答案】B【详析】A．根据晶体结构图，晶体中O和H通过共价键和氢键形成12元环，故A正确；B．根据均摊原则，晶胞中水分子个数为，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，平均每个水分子形成2个氢键，所以平均每个晶胞中含有8个氢键，故B错误；C．根据氧原子沿z轴方向的投影，可知b、c连线垂直于xy平面，则b、c的x轴、