2026高考化学二轮复习：题型十二 晶体结构与性质学案及训练

题型十二晶体结构与性质

厂核心强化

1.典型晶体的结陶模型

晶体晶体结构晶体详解

(1)碳原子采取Sp3杂化，键角均为

金刚109。28'；

石%(2)每个C参与4条C—C的形成，C

叁原子数与C-C数之比为1：2

共价1

Si->O

晶体Of©

(1)每个Si与4个0结合，形成正四

y面体结构，〃(Si)：〃(O)=1：2；

SiO

2%

(2)最小环上有12个原子，即6个0

闺a和6个Si

分子

干冰澧CO2分子配位数为12

晶体L

(l)Na+(C厂)的配位数为6,每个Na+

NaCl1(C厂)周围等距且紧邻的Na+(C「)有

型12个；

(nNa，OC「(2)每个晶胞中含4个Na+和4个C1一

离子

(l)Cs+(C「)的配位数为8,每个Cs+

晶体

分>cr?(C厂)周围等距且紧邻的Cs+(C厂)有6

CsCl

个；

型叁

oCs+oCl-(2)左图为8个晶胞，每个晶胞中含1

个Cs"和1个。一

混合(1)层内碳原子采取sp2杂化，形成平

石墨

型晶面六元环结构，层间作用力是范然华

体力；

（2）碳原子与共价键的个数比为

2：3；每个六元环平均占有2个碳原

子

2.典型晶体的主要性质

化学式晶体类型微粒间作用力熔、沸点

C02分子晶体分子间作用力较低

分子间作用

FhO（冰）分子晶体较低

力和氢键

NaCl离子晶体离子键较高

CsCl离子晶体离子键较高

C（金刚石）共价晶体共价犍很高

SiO2共价晶体共价键高

3.晶胞结构的分析与计算

（1）晶胞参数

晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长〃、b.c和

3组棱相互间的夹角以口、7,即晶格特征参数，简称晶胞参数。

⑵粒子配位数

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：面心立方•体心立方：

配位数为6配位数为12配位数为8

d

i313

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。

⑶典型晶胞结构分析

原子分数坐标：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系来表示晶胞内部各原子

的相对位置，称为原子分数坐标。

原子分体对角线方

常见晶胞俯视图

数坐标向投影

样存

住上

产“fX

।2匕）

A运/1(0,0,0)

Q）体,心立B(rr9H出

方晶1胞

/KO,0,0)

16

Ht4vB出1)

A四1

(2而心立C(p”)H

方扉施

D

bI》

B(133\

4,4,4/

C(313\

③金刚4,4,4/

石晶胞D(rI3

（4）品胞的相关计算

确定晶胞中物质的晶胞的晶

2ME*.

微粒个数化学式质量胞

体间距

积

晶胞的密度离

①。=孚去（"表示晶体密度，。表示晶胞边长,NA表示阿伏加德罗常数的值,

CLX/VA

n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量）。密度

单位一般是g-cm"注意换算：1pm=10/°cm、1nm=I0"m。

②立方体晶胞中微粒间的距离关系：

真题演练

1.(2025•浙江1月选考，13)某化合物Fe(NH3)2C12的晶胞如图所示，下列说

法不正确的是()

A.晶体类型为混合晶体

B.NH3与二价铁形成配位键

C.该化合物与水反应有难溶物生成

D.该化合物热稳定性比FeCb高

解析：D由题图可知，Fe(NH3)202晶体是层状结构，层内Fe2+与NH3间形

成配位键，［Fe(NH3)2产与。一间形成离子键，层间NH3分子间形成分子间作用

力，属于混合晶体，A正确；NH3与Fe2+通过配位键形成［Fe(NH3)2］2+,B正

确；Fe(NH3)2CI2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀：Fe(NH3)2Cl2+

2H2O=Fe(OH)2I+2NH4C1,C正确；该化合物受热时易分解产生NHs,则

Fe(NH3)2Ck热稳定性小于FeCb,D错误。

2.(2025•湖北卷,9)SO2晶胞是长方体,边长存屏c,如图所示。下列说法

正确的是()

。0

OS

apm

A.一个晶胞中含有4个。原子

B.晶胞中SCh分子的取向相同

C.1号和2号S原子间的核间距为芋能出+岳pm

D.每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个

解析：D观察晶胞结构，S原子位于晶胞体心和棱心。根据均摊法，一个

晶胞中S原子数为4,则。原子数为8,A项错误；从晶胞结构可以看出，SO2

分子位于晶胞棱心和体心，则晶胞中S02分子的取向有所不同，B项错误；根据

长方体的几何关系，1号和2号S原子的核间距为写更pm,C项错误；以晶胞

体心S原子为例，因为小b、c均不等，所以每个S原子周围与其等距且紧邻的

S原子有4个，D项正确。

3.（2025•安徽卷，12）碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为4

pm0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）。

NA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.127g碘晶体中有M个“卤键”

2X254

碘晶体的密度为g-cm'3

D._30

ai?dxNAxlO

解析：A因为“卤键”的强度与氢键相近，所以“卤键”与氢键一样，本

质上仍是分子间作用力而不是化学键，碘晶体虽然呈层状排列，但分子之间仍以

分子间作用力（范德华力和“卤键”）相结合，所以碘晶体是分子晶体，A错误;

类比水，在固态水和液态水分子之间都存在氢键，则液态碘单质中也存在“卤

键”，B正确；层内，1个12分子形成4个“卤键”，1个“卤键”为2个b分

子共用，由均摊法知，1个12分子“占有”2个“卤键”，127g碘晶体的物质的

量为0.5mol,存在的“卤键”数为NA,C正确；从相邻两层碘分子中选取晶胞

进行分析，图中虚线所给结构为晶胞底面，两层间距离为晶胞的高，则晶胞体积

为〃/X10-3。cn?,晶胞所含碘分子数为2,晶胞质量为上片g,晶体密度为

NA

加：黑gsHD正确。

4.（2025•黑吉辽内蒙古卷，9）N&WO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各

异，当0.44WxW0.95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（）

।ToT°Na或空位

A.与W最近且等距的0有6个

B.x增大时，W的平均价态升高

C.密度为243；：1产g.cm-3时,x=0.5

QWA

D.空位数不同，吸收的可见光波长不同

解析：B由图可知，W位于顶点，与W最近且等距的。位于棱心，共有

6个，A正确；化合物呈电中性，各元素的正、负化合价的代数和为0,则W的

平均化合价为+（6—工），故x增大时，W的平均价态降低，B错误；«pm=«X10'

10cm,晶胞的体积为3X10/0）3cn?,则〃=笑等2时，晶胞的质量为

等g,NarWCh的相对分子质量为243.5,则x=上江等卫=0.5,C正确；

NA23

可见光的波长不同，颜色不同，由题意可知Na、W03晶体因X变化形成空位而导

致颜色各异，故空位数不同，吸收可见光波长不同，D正确。

5.（2025・河北卷，ll）SmCoa（Ql）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。SmC。女的六方晶胞示意图如下，晶胞参数。=

500pm、c=400pm,M、N原子的分数坐标分别为（|,》Q,|,》设

NA是阿伏加德罗常数的值。

Q

下列说法错误的是（）

A.该物质的化学式为SmCos

B.体心原子的分数坐标为（；，；，0

C.晶体的密度为福嚅五g9m-3

D.原子Q到体心的距离为100mpm

解析：D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4义"4x^+8x：+2=5,结合题意知，白球为Sm、黑球为Co,

O1Z4

该物质化学式为SmC05,A正确；体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为6,

1）,B正确；每个晶胞中含有1个"SmCos”,晶胞底面为菱形，晶胞体积为

/Q77（150+59x5）gQOn/Q

7Pg则晶体密度=Ab------二22g,cm,，C正确；原子Q的分数坐

/二Q2c3一/Vy二\X1一U

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

fQ

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=42502+2002pm=50x/41pm,D错误。

6.（2025•云南卷，13）（Lio.45Lao.85）Sc03是优良的固态电解质材料，Ce4+取代

部分La3+后产生空位，可提升Li+传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图（O>

未画出）及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是（）

A.每个晶胞中。2-个数为12

B.该晶胞在），z平面的投影为11

C.Ce4+取代后，该电解质的化学式为（Li。.La0_85.yCey）ScO3

D.若只有Li十发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li十数

目相等

解析：C根据晶胞结构图可得Sc3+个数为8X：+4X：=4,而晶胞化学式

可写成（Lio.45La0,85）ScO3,说明0?-的个数是Sc3+的3倍,为12个，A项正确;

该晶胞在严平面的投影正确，B项正确；Cr+取代后，会产生空位，且根据化合

价的代数和为0可知，L/+和C>4+个数相加不是ox,，C项错误;1户与e一所带

的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内、外电路通过的电量应相等，D项

正确。

限时规范训练

（建议用时：30分钟满分：30分）

选择题：每小题3分，共30分。

1.（2025・重庆卷，8）如图是X的晶胞结构，有关说法正确的是（）

A.X中含有兀键

B.X是混合型晶体

C.X的化学式为C3N4

D.X中C原子有一对孤电子

解析：CC、N均以单键连接，晶胞中不含兀键，A错误；晶胞内只存在共

价键，不是混合型晶体，B错误；由图可知，晶胞中C原子的个数是6X1=3,

N位于晶胞内部，个数为4,则晶胞化学式为C3N4,C正确；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,不存在孤电子对,

D错误。

2.（2（）25•武汉一模）全无机卤化物钙钛矿因其独特的晶体结构展现出优异的

光学与电学特性。某Cs-Pb-CI钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞边长为。nm,

NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（)

A.图中Cs原子的配位数为6

B.该卤化物钙钛矿的化学式为CsPbCh

446.5

晶体密度为3

C.3-30g-cm'

/VAxaxlO

D.Pb和Cl均属于p区元素

解析：C图中Cs原子位于顶点，每个Cs原子上、下、左、右、前、后共

有6个位于棱上的C1原子，其配位数为6,A正确；该晶胞中含有Cs原子的个

数为8X^=1,含Pb原子的个数为1,含C1原子的个数为12X1=3,因此该卤

o4

化物钙钛矿的化学式为CsPbC13,B正确；该晶体密度为若需等gcnr3=

/VAXCZX1.u

N':黑_2igem',C错误；Pb是第IVA族元素：其价电子排布式为6s26P2,Ci

是第VBA族元素，其价电子排布式为3s23P5,二者均属于p区元素，D正确。

3.（2025•湖南卷,7冰卜掺杂的锯酸领具有超导性。K+替代部分Ba?+形成

Bao.6K（uBi03（摩尔质量为354.8g・moH）,其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参

数为。nm,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（）

hoH。。

：-1OBi

4£二^OBa或K

A.晶体中与钿离子最近且距离相等的一有6个

B.晶胞中含有的铭离子个数为8

C.第一电离能：Ba>0

D.晶体的密度为学咨g.cm-3

aNA

解析：A钿离子位于顶点，与其最近且距离相等的。2-位于棱心，有6个,

A正确；晶胞中含有的铀离子个数为8X（=1个，B错误；Ba是碱土金属，易失

电子，第一电离能小于o,c错误；晶胞中Ba2+或K+位于体心，个数总和为1,

可视为晶胞中含有1个Bao.6Ko.4Bi03,则晶胞质量是等g,晶胞体积是（〃X1（）-

NA

7）3cn?,则晶体的密度为g-cm'3,D错误。

4.（2025•驻马店三模）RuCh的晶胞结构如图（〃、人为晶胞参数，晶胞中各棱

边夹角均为90。），下列说法错误的是（）

A.晶体中O原子的配位数为3

B.晶体中O原子构成的八面体空隙均有Ru原子填充

C.晶胞中体心与顶点之间的距离为雪更nm

D.晶体的密度为等*g.cm-3

2

abNAd

解析：B晶胞中灰球的个数是8XJ+1=2,白球的个数是4X；+2=4,则

oZ

灰球代表Ru,白球代表O。以晶胞内部的O为研究对象，由结构可知，其与周

围最近的3个Ru相连，则O原子的配位数为3,A正确；晶体中O原子构成的

正八面体空隙均有Ru原子填充（位于体心的Ru原子），但晶胞中由O原子围成

的非正八面体未必有Ru原子填充，B错误；体心与顶点的距离为体对角线的一

半，该距离为恒守nm,C正确；晶体质量为詈g,体积为42bxi（"cnR则

晶体密度为0=”如卷"NA85'=嗡署g-cm'D正确。

5.（2025•石家庄一模）Li'替代MgO晶体中部分Mg?+的位置可以调整晶体的

电学、光学或力学性能，但由于二者的离子半径和化合价不同，会导致部分0、

脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示，密

度为pg・cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（）

A.晶体中与Mg2+最近且等距的。2-有6个

B.晶胞的边长为3号X101。pm

C.若a处Mg"被Li替代，替代后该物质的化学式为Lio.25Mg3.75O3.875

D.若a、b处Mg2+均被Li+替代，则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空

解析：D由图知，以体心Mg2+为例，周围有6个0,距离均为正方体边

K的一半，A正确；1个晶胞中Mg2+个数为1X12I1=4,O"个数为:x8+：X6

=4,晶体体积丫=署署拼瞎?=爵cn?,则晶胞的边长为3像cm=

pgem'XNAmol1pNAylpN^

宸Xio1。pm,B正确；a处Mg2+被L"替代后，晶胞中Mg?+个数为：x11+

1=号=3.75,Li+个数为0.25,总的正电荷为3.75X2+0.25=7.75,由于晶体呈

4

电中性，负电荷也为775,则Q2-个数为竽=3.875,因此替代后该物质的化学式

为Lio.25Mg3.75Ch.875,C正确；a、b处Mg?+均被Li卡替代后，晶胞中Mg2+个数为

l11=-=2.75,Li+个数为1.25,总的正电荷为2.75X2+1.25=6.75,由于晶

4x4

体呈电中性，负电荷也为6.75,则。2-个数为竽=3.375;假设失去2个面心O'

形成氧空位，则此时。2一个数为4-［义2=3,假设不成立，D错误。

6.（2025.陕晋宁青卷，8）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶体密度

为dgvm'阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（）

oN

OB

OAg

A.沿晶胞体对角线方向的投影图为

o

•°y

B.Ag和B均为sp3杂化

C.晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个

D.Ag和B的最短距离为4x

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；Ag位于体心,

与周围4个N原子成键，价层电子对数为4,且与4个N原子形成正四面体，

则Ag为sp3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

sp3杂化，B正确；晶胞中Ag位于体心，晶体中Ag原子周围最近且距离相等的

Ag原子在其相邻晶胞体心，该晶胞上、下、前、后、左、右冬有1个相邻晶胞，

故与Ag最近且距离相等的Ag有6个，C正确；B位于顶点，其个数为8xi=

O

1,Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4,故晶体化学式为AgB(CN)4,

根据〃=景知，晶胞边长=忌cm=[1^X10iOpm,Ag和B的最短距离是体

对角线长的一半，为白X忌X10】。pm,D正确。

7.(2025•黄冈二模)水系镁离子电池正极材料的化学式可表示为

MgCuFe(CN)"其立方晶胞结构如图1,晶胞参数为。pm,俯视时Mg?+的位置

如图2«电池放电过程中，电解液中的Mg2+会不断嵌入小立方体中心，晶泡中

Fe3+和Fe?+含量发生变化，当电池放电完全时，形成Mg『CuFe(CN)”下列说法错

误的是()

图1图2

A.晶胞中两个Mg2+之间的距离为*,pm

B.电池正极材料的化学式可表示为MgCii2Fe2（CN）9

C.x:九'=一

2

D.Fe3+或Fe2+位于C/+所构成的八面体空隙

解析：B晶胞中两个Mg2+之间的距离为体对角线的一半，即为当apm,A

正确；晶胞中含有2个Mg?';Cu"位于棱心和体心，个数为：12X；+1=4;Fe3+

或Fe?+位于顶点和面心，个数为：8X：+6x；=4;CN-位于棱上、面上和体内，

oN

个数为12X2X；+6+6x4x；=24,所以各微粒个数比为：2：4：4：24=

42

1：2：2：12,故该晶胞的化学式可表示为MgCu2Fe2（CN）I2,B错误；根据正负

化合价的代数和为零可知，电池未放电时，Fe为+3价，x=0.5,当电池放电完

全时，Fe3+完全转化为Fe2+,根据正负化合价的代数和为零可知，1=1,则x：f

=1：2,C正确；结合晶胞的空间结构考虑，Fe3+或F/+位于C/+所构成的八面

体空隙，D正确。

8.（2025•衡水一模）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞是立方体（图

1）,当部分K+被EM”取代后可获得高性能激光材料（图2）。下列说法错误的是

（）

A.图1中K.的配位数为12

B.图1表示的晶体的密度为嗡一■

C.图1晶胞若以Mg2+作晶胞的顶点，则F一位于晶胞的棱心

D.图2表示的化学式为KEuMg2F6

解析：D图1中K+周围的F一个数是K+的配位数，故K+的配位数为12,

A正确；图1晶胞中含有1个K+、3个F-和1个Mg2+,原子的总质量为丝嘤丝军

NA

g=^g,晶胞的体积为〃Xl()-2icm3,晶体的密度为sg-cm-3,B正确；

图1晶胞若以Mg2+作晶胞的顶点，则F一位于晶胞的棱心，C正确；图2中，根

据电荷守恒分析，在垂直的棱心处的4个K卜只能被2个Ei?+取代，有两个空位，

因此图2所表示物质的化学式为K2EuMg4Fi2,D错误。

9