2026年高考化学二轮复习（全国）重难17 晶胞结构分析与计算（重难专练）（解析版）

重难17晶胞结构分析与计算内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”

1．“均摊法”在晶胞组成计算中的应用（1）计算一个晶胞中微粒的数目非平行六面体形晶胞中微粒数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍是确定一个微粒为几个晶胞所共有。例如，石墨晶胞：每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为eq\f(1,3)，那么一个六边形实际有6×eq\f(1,3)＝2个碳原子。又如，六棱柱晶胞(MgB2晶胞)如图：。顶点上的原子为6个晶胞(同层3个，上层或下层3个)共有，面上的原子为2个晶胞共有，因此镁原子个数为12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3个，硼原子个数为6。（2）计算化学式（3）=1\*GB3①单位换算：1nm＝10－7cm、1pm＝10－10cm②金属晶体中体心立方、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)a．面对角线长：eq\r(2)ab．体对角线长：eq\r(3)ac．体心立方堆积：4r＝eq\r(3)a(r为原子半径)d．面心立方堆积：4r＝eq\r(2)a(r为原子半径)2．晶胞中的配位数（1）晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下：简单立方：配位数为6面心立方：配位数为12体心立方：配位数为8（2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。以NaCl晶体为例①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球(Cl－)。②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球(Na＋)。确定Cl－的配位数为6，同样方法可确定Na＋的配位数也为6。3．晶体密度的计算（1）计算晶胞的质量，进而计算晶体的密度计算公式：ρ＝eq\f(N·M,NA·V)。式中N与晶胞的组成有关，M为晶体的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数的值，V为晶胞的体积，其单位为cm3，ρ为晶体的密度，其单位为g·cm－3。（2）计算晶胞中微粒间的距离或晶胞参数立方晶胞参数a＝eq\r(3,\f(N·M,NA·ρ))。（3）长度算关系式：1nm＝1×10－7cm；1pm＝1×10－10cm4．原子分数坐标的确定方法（1）依据已知原子的坐标确定坐标系取向。（2）一般以坐标轴所在六面体的棱长为1个单位。（3）从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线或平行线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。（建议用时：15分钟）1．（2024·甘肃卷）晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是A．电负性： B．单质是金属晶体C．晶体中存在范德华力 D．离子的配位数为3【答案】D【解析】A．电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于Cl，A正确；B．金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确；C．由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；D．由图乙中结构可知，每个与周围有6个最近且距离相等，因此，的配位数为6，D错误；综上所述，本题选D。2．NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为的分数坐标为，下列说法正确的是A．O的配位数是6 B．Nb和O的最短距离为C．晶体密度 D．M点的分数坐标为【答案】B【解析】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离O原子最近且距离相等的Nb原子有4个，O的配位数是4，故A错误；B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为

anm，Nb和O最短距离为，故B正确；C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为，O的个数为，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为，故C错误；D．P的分数坐标为位于正方体的面心，M的分数坐标为，故D错误；故选B。3．（2025·安徽卷）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．碘晶体是混合型晶体 B．液态碘单质中也存在“卤键”C．碘晶体中有个“卤键” D．碘晶体的密度为【答案】A【解析】A．碘晶体中，分子间是“卤键”(类似氢键)，层与层间是范德华力，与石墨不同(石墨层内只存在共价键)所以碘晶体是分子晶体，A错误；B．由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即“卤键”，B正确；C．由图可知，每个分子能形成4条“卤键”，每条“卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键”，碘晶体物质的量是0.5mol，“卤键”的个数是，C正确；D．碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是，晶胞的体积是，密度是，D正确；故选A。4．下图是由Pb、S两种元素组成的结晶型化合物的立方晶胞结构(晶胞参数α=β=γ=90°且a=b≠c)。设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PbS2 B．该晶体密度为C．M的分数坐标为(0，，1) D．M、N处S的核间距为anm【答案】B【解析】A．据“均摊法”，晶胞中含个Pb、个S，该物质的化学式为PbS，A错误；

B．结合A分析，晶体密度为，B正确；C．M在xyz轴上坐标投影分别为、0、c，的分数坐标为(，0，c)，C错误；D．M、N处S的核间距为前面四边形面对角线的二分之一，为nm，D错误；故选B。5．由Li2CO3可进一步制备Li2O，Li2O的某一种晶胞具有如图所示结构。①晶胞中O2-的配位数为；②设阿伏加德罗常数的值为NA，Li2O晶胞的密度为b，则晶胞参数(棱长)为pm。(列出含有字母的表达式)【答案】8（1分）（1分）【解析】①Li2O中，Li+与O2-个数之比为2：1，由图可知灰球个数为=4，黑球个数为8×1=8，所以灰球代表O2-，黑球代表Li+，以面心的O2-为研究对象，O2-的配位数为8；②根据①中分析可知，晶胞的质量为，晶胞Li2O的密度为bg⋅cm-3，设晶胞参数（棱长）为apm，则有：bg⋅cm-3=，解得：a=。6．为尖晶石结构，其晶胞由8个立方单元组成，这8个立方单元可分为A、B两种类型(未画出)。设的摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度(用含、、的代数式表示)。【答案】（2分）【解析】根据“均摊法”，A中含个Mn、B中含个Mn，则晶胞中共个Mn，结合化学式可知，含有8个，则晶体密度为。（建议用时：15分钟）7．（2024·广西卷）一定条件下，存在缺陷位的LiH晶体能吸附使其分解为N，随后N占据缺陷位(如图)。下列说法错误的是A． B．半径：C． D．LiH晶体为离子晶体【答案】C【解析】A．根据LiH立方晶胞的该部分结构以及晶胞参数为a可得，因此，故A正确；B．H原子和的电子层数均为1，但比氢原子多一个电子，电子的运动轨道不重合，内核对电子的束缚相对较弱，电子活动的范围更广，因此的半径较大，故B正确；C．根据LiH立方晶胞可知，b的长度如图，但当N占据了空缺位后，由于比的半径大，因此，故C错误；D．LiH晶体中含有Li+和，相互间作用是离子键，因此LiH晶体为离子晶体，故D正确；故答案选C。8．下图是由Pb、S两种元素组成的结晶型化合物的立方晶胞结构(晶胞参数α=β=γ=90°且a=b≠c)。设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PbS2 B．该晶体密度为C．M的分数坐标为(0，，1) D．M、N处S的核间距为anm【答案】B【解析】A．据“均摊法”，晶胞中含个Pb、个S，该物质的化学式为PbS，A错误；

B．结合A分析，晶体密度为，B正确；C．M在xyz轴上坐标投影分别为、0、c，的分数坐标为(，0，c)，C错误；D．M、N处S的核间距为前面四边形面对角线的二分之一，为nm，D错误；故选B。9．常温常压下，Li和反应生成红棕色、具有高度离子导电性的。由a、b两层构成，其a、b层及晶体结构如图。下列说法正确的是A．每生成1mol，转移1mol电子 B．相邻Li与N间的作用力：层间>层内C．N周围最近且等核间距的Li数目为6 D．的晶体类型为共价晶体【答案】B【解析】A．反应中Li由0价变为+1价，N由0价变为-3价，生成1mol时，3molLi失去3mol电子，故转移3mol电子，A错误；B．由图可知，层内距离中心N最近的6个Li原子到N的距离为：365≈210.7pm，层间距离中心N最近的2个Li原子到N的距离为：388pm=194pm，210.7pm>194pm，则层间距离更短，离子键作用力更强，因此层间作用力大于层内，B正确；C．结合B分析可知，层间距离更短，则最近且等距的Li数目为2，不是6，C错误；D．由Li+、N3-构成，且具有离子导电性，属于离子晶体，而非共价晶体，D错误；故选B。10．（2025·河北卷）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】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，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的分数坐标为，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。11．。形成的晶体的立方晶胞结构如图所示，Zn、Al、Cu的原子个数比为；晶体中，与Zn原子最近且等距离的Cu原子的数目为。【答案】1：1：28【解析】①Zn在晶胞顶点和面心上，有个，Al位于棱上、体心，有个，Cu位于每个小立方体中心，一个晶胞有8个小立方体，故Cu有8个，Zn、Al、Cu的原子个数比为1：1：2；②取上表面面心上的Zn原子，其离上半部分的4个小立方体中的Cu原子等距且最近，上方还有没画出的4个小立方体，故与Zn原子最近且等距离的Cu原子的数目为8个；12．某种钒的氧化物的立方晶胞结构如图所示，已知的分数坐标为，的分数坐标为，则的分数坐标为，若晶胞中两个原子的最近距离为，设为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为（列出计算式即可）。【答案】【解析】根据几何关系，C的分数坐标为；如图可知，一个晶胞中V的个数为，O的个数为6，晶胞中两个V原子的最近距离为面对角线的，设立方晶胞边长为xnm，，，则晶体的密度为。13．已知铼的某种氧化物立方晶胞(晶胞参数为anm)沿x、y、z轴方向投影均如下图所示，则Re在晶胞中的位置为；Re填在了O围成的(填“四面体”“立体”或“八面体”)空隙中。【答案】顶点八面体【解析】由晶胞投影图可知，则Re在晶胞中的位置为顶点；从投影图可知，O原子构成面心立方结构，Re原子填在了O原子形成的八面体空隙中。（建议用时：20分钟）14．NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为的分数坐标为，下列说法正确的是A．O的配位数是6 B．Nb和O的最短距离为C．晶体密度 D．M点的分数坐标为【答案】B【解析】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离O原子最近且距离相等的Nb原子有4个，O的配位数是4，故A错误；B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为

anm，Nb和O最短距离为，故B正确；C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为，O的个数为，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为，故C错误；D．P的分数坐标为位于正方体的面心，M的分数坐标为，故D错误；故选B。15．锂铁砷是一种性能独特的超导材料，其中一种立方晶胞结构如图1所示，Li+与As3-的正视图和俯视图如图2所示。若晶胞参数为anm，M点As3-的坐标为，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．图1中M、N的间距为B．与Li+等距且最近的Li+有12个C．密度为D．若晶胞中一个As3-被Se2-替换，则Fe(Ⅱ)与Fe(0)的个数比为5：1【答案】D【解析】A．从Li+和As3-的正视图、俯视图以及M点As3-的坐标可以看出，Li+和As3-处在8个小立方体的体心，交错排列，M、N的间距为面对角线的一半，为，A正确；B．从Li+和As3-的正视图、俯视图以及M点As3-的坐标可以看出，Li+和As3-处在8个小立方体的体心，交错排列，若Li+位于顶点，其他的Li+位于面心，与Li+等距且最近的Li+有12个，B正确；C．从Li+和As3-的正视图、俯视图以及M点As3-的坐标可以看出，Li+和As3-处在8个小立方体的体心，交错排列，上下底面的而心、棱心、顶点都是Fe2+，均摊法可得晶胞中有4个As3-、4个Li+、=4个Fe2+，密度为，C正确；D．由C可知，1个晶胞中有4个Fe2+，4个As3-，4个Li+。当1个As3-被Se2-取代后，总负电荷减少1，则Fe2+通过降价成Fe使得正负电荷代数和为0，则4个Fe2+中有0.5个降为0价，因此Fe2+=3.5，Fe=0.5，Fe(Ⅱ)Fe(0)的个数比为7：1，D错误；故选D。16．（2025·陕晋青宁卷）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是A．沿晶胞体对角线方向的投影图为B．和B均为杂化C．晶体中与最近且距离相等的有6个D．和B的最短距离为【答案】A【解析】A．由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误；B．Ag位于体心，与周围4个N原子原键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对数为4，为杂化，B正确；C．晶胞中Ag位于体心，与最近且距离相等的就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中的原子，为6个，C正确；D．B位于顶点，其个数为，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，由晶胞密度可知晶胞参数a=，和B的最短距离为体对角线的一半，即，D正确；故选A。17．镍基合金具有优异的性质。从无机相萃取镍形成的配合物如图1所示；NixCuyNz晶体的立方晶胞如图2所示，已知相邻原子间的最近距离之比。下列说法正确的是A．配合物中镍的化合价为+4价B．配体中C原子的杂化方式为sp2和sp3C．晶体中与Cu原子最近且等距离的Ni原子的数目为8D．设阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为g·cm-3【答案】B【分析】由相邻原子间的最近距离之比可知，晶胞中镍原子位于面心，个数为：6×=3，铜原子位于顶点，个数为：8×=1，氮原子位于体心，个数为1。【解析】A．由结构式可知，配合物的配体为、水分子和ArSO，则中心离子为化合价为+2价的镍离子，A错误；B．由结构式可知，配体中环上的双键碳原子和酯基碳原子的杂化方式为sp2杂化，烃基中的饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，B正确；C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的铜原子与位于面心的镍原子距离最近，则晶体中与铜原子最近且等距离的镍原子的数目为12，C错误；D．设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—7a)3d，解得d=×1021，D错误；故选B。18．（2025·黑吉辽蒙卷）晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设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．密度为时， D．空位数不同，吸收的可见光波长不同【答案】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，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．时，立方晶胞中W个数为、O个数为，若x=0.5，晶胞质量为，晶胞体积为，则密度，所以密度为时，x=0.5，故C正确；D．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；故答案为：B。19．K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)可用于检验Fe2+，反应产生特征蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6](滕氏蓝，可作蓝色颜料)。滕氏蓝晶体的微观结构(该结构为正方体，省略了CN-)如图所示，晶胞边长为anm。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．[Fe(CN)6]3-中提供孤电子对形成配位键的原子为B．M原子坐标为(0，0，0)，则R处K+的坐标为C．Fe2+和K+间的最短距离为D．滕氏蓝晶体的密度为【答案】A【解析】A．中C、N原子均含有孤电子对，但N的电负性比C的大，C原子更容易提供孤电子对，则[Fe(CN)6]3-中提供孤电子对形成配位键的原子为C，而不是N，A错误；B．将题干晶胞等分成8个小立方体，R在右下后面的小立方体的体心上，结合M原子坐标为(0，0，0)，则R处K+的坐标为，B正确；C．由题干晶胞可知，Fe2+和K+间的最短距离为体对角线的，即为，C正确；D．由题干晶胞可知，晶胞中含有K+个数为4，Fe2+的个数为：=4，Fe3+的个数为：+1=4，则含有4个KFe[Fe(CN)6]，则晶胞的质量为：g，晶胞的体积为：(a×10-7cm)3，则滕氏蓝晶体的密度为=，D正确；故选A。20．