2026年高考化学二轮复习（全国）清单09 晶体的分析与计算（原卷版）

清单09晶体的分析与计算

内容导览|知识·方法·能力清单

第一部分命题解码洞察命题意图，明确攻坚方向

第二部分方法建模构建思维框架，提炼通用解法

流程建模技法清单

技法01常见晶体的结构模型

技法02有关晶体的计算

技法03晶胞中原子的分数坐标与投影图

技法04晶体的性质和熔、沸点比较

第三部分思维引路示范思考过程，贯通方法应用

母题精讲思维解析变式应用

类型01立方晶胞图像

类型02其他晶体结构图像

第四部分分级实战分级强化训练，实现能力跃迁

晶体结构的分析及相关计算在高考考查中难度较大，命题时多以新技术、新发明为情景，以化学式

或晶胞中微粒数确定为基础，考查晶体的密度、相对原子质量、NA等计算、配位数确定等。四个选项

的考查角度一般各不相同，分别从不同角度进行设问。

有关晶体结构的分析和计算主要从晶体（晶胞）的结构入手，侧重于考查学生信息获取与加工、逻

辑推理与论证和批判性思维能力，试题将凸显情境的陌生度越来越高，与其他化学模块的融合越来越多

等特点，体现高考评价体系“四翼”中的对应用性、综合性和创新性的要求。

流程建模

第一步：分析晶体分析晶体的结构，找出晶胞，确定晶胞内所有原子或离子的种类和位置。

结构

第二步：进行相关①用“均摊法”计算晶胞中微粒的数目，确定晶体的化学式。

计算②根据选项计算晶体的密度、空间利用率，确定原子分数坐标等。

第三步：逐项判断根据分析和计算，结合选项判断正误。

技法清单

技法01常见晶体的结构模型

1．常见晶体的结构

(1)常见离子晶体的结构

晶体NaClCsClZnSCaF2

晶胞

配位数684F-：4；Ca2+：8

4个Na＋1个Cs＋4个S2－4个Ca2＋

粒子数目

4个Cl－1个Cl－4个Zn2＋8个F－

(2)常见共价晶体的结构

晶体晶体结构结构分析

金刚石①每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体

结构，向空间伸展形成空间网状结构

②最小碳环由6个碳原子组成，且6个碳原子不在同一平面内，

每个碳原子被12个六元环共用

③每个金刚石晶胞中含有8个C原子，C原子个数与C—C的个

1

4×

数之比为1∶2＝1∶2。

石英(SiO2)①每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四

面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2

个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2

②最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子

③1molSiO2晶体中含Si—O数目为4NA

④每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子

SiC、BN、AlN①每个原子与另外4个不同原子形成正四面体结构

等②每个晶胞中含有各4个不同原子

③1mol晶体中含有的共价键数目为4NA

(3)常见分子晶体——干冰晶体的结构

①CO2分子位于立方体晶胞的顶点和面心

②干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键

③每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。每个CO2分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高

(4)混合型晶体——石墨晶体的结构

①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道相互平

行且相互重叠，使p轨道中电子可在整个平面中运动

②层与层之间以范德华力相结合

③石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂

直于碳原子平面

④石墨晶体中C原子数与C—C数之比为2∶3，即12g石墨晶体中含1.5NA个C—C共价键

⑤石墨的典型物理性质是导电性、润滑性和高熔、沸点，其熔点比金刚石的还高

2．金属晶体的堆积模型

(1)金属原子在在二维空间的排列方式

金属晶体中的原子可以看成直径相等的球体，在平面上（即二维空间），有两种排列方式：

图①图②

图①的排列方式为非密置层，原子的配位数为4；图②的排列方式为密置层，原子的配位数为6。

(2)金属晶体的堆积模型

晶胞中晶胞棱长(a)与粒子半

堆积模型晶胞模型配位数

粒子个数径(r)关系

简单立方堆积61a＝2r

体心立方堆积823a＝4r

面心立方堆积1242a＝4r

六方最密堆积122a＝2r

技法02有关晶体的计算

1．用“均摊法”计算晶胞中的微粒数

(1)平行六面体晶胞中微粒计算方法

(2)非长方体晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

三棱柱

六棱柱

石墨晶胞每一层内碳原

子排成六边形，其顶点(1

平面型

个碳原子)被三个六边形

共有，每个六边形占1

3

2．晶胞参数(边长)与半径的关系

晶体晶体结构图示关系晶胞参数与边长关系

简单立晶胞参数(边长)为a，原子球半径

方晶胞为r，则有a=2r

晶胞参数(边长)为a，原子球半径

体心立

为r，体对角线长为c，则有c＝3a

方晶胞

＝4r

面心立晶胞参数(边长)为a，原子球半径

方晶胞为r，则有4r＝2a

六方最晶胞中原子球半径为r，六棱柱边

密堆积长为a，高为h，则有a＝2r，h＝

晶胞2倍四面体高

G点是空的，没有球，是正立方体

的体心，A球心到E球心，是2

个半径，即一个直径；同样，E球

心到G，是2个半径，即一个直径，

金刚石所以AG是两个直径，体对角线是

晶胞AG的两倍，所以体对角线是4个

金刚石晶胞直径，即8r，则有8r＝3a

晶胞参数(边长)为a，原子球半径

为r，则有8r＝3a。(体对角线上

五球相切，其中有两个假想球)

3．晶体密度及微粒间距离的计算

晶体密度的计算公式推导过程

若1个晶胞中含有x个微粒，则晶胞的物质的量为：n＝N＝xmol

NANA

x

M

xmNxM

晶胞的质量为：m＝n·M＝Mg，则密度为：ρ＝A

33

NAVaNAa

右图为CsCl晶体的晶胞

＋－1

假设相邻的两个Cs的核间距为acm，NA为阿伏加德罗常数，CsCl的摩尔质量用Mg·mol表

M－

示，则CsCl晶体的密度为ρ＝g·cm3

3

aNA

4．空间利用率

晶胞中含有原子(离子)的体积

空间利用率=×100%。

晶胞体积

将原子（离子）设想为一个球，依据1个晶胞内所含原子（离子）数目计算原子（离子）的体积，再

确定晶胞的体积，即可计算晶胞的空间利用率。

技法03晶胞中原子的分数坐标与投影图

1．常见晶胞中原子的分数坐标

(1)简单立方体模型粒子坐标

粒子坐标

若1(0，0，0)，2(0，1，0)，则确定3的原子分数坐标

为(1，1，0)，7为(1，1，1)

(2)体心晶胞结构模型的原子坐标和投影图

粒子坐标

若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，则6的原子

111

分数坐标为(0，1，1)，7为(1，1，1)，9为(，，)

222

(3)面心立方晶胞结构模型的原子坐标和投影图

粒子坐标

1111

若1(0，0，0)，13(，，0)，12(1，，)，则15的

2222

1111

原子分数坐标为(，1，)，11为(，，1)

2222

(4)金刚石晶胞结构模型的原子坐标和投影图

粒子坐标

若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、

1111333133

3、4的坐标分别为(，，)、(，，)、(，，)、(，

4444444444

31

，)

44

2．常见晶体的投影

二维图

晶胞类型三维图沿体对角线的投影

正视图沿体对角线剖面图

图

简单立方

体心立方

面心立方

GaF2晶胞

金刚石晶胞

NaCl晶胞

技法04晶体的性质和熔、沸点比较

1．四中典型晶体的比较

类型

分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体

比较

金属阳离子和自由

构成粒子分子原子阴、阳离子

电子

粒子间的相互

分子间作用力共价键金属键离子键

作用力

硬度较小很大有的很大，有的很小较大

熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高

大多易溶于水等

溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶

极性溶剂

一般不导电，溶一般不具有导电晶体不导电，水溶

导电、传热性电和热的良导体

于水后有的导电性液或熔融态导电

2．晶体熔、沸点高低的比较方法

(1)不同类型晶体的熔、沸点

不同类型晶体：一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体。

有的离子晶体熔点很高，如MgO。有的金属晶体的熔点很高，如W、Cr等，有的金属晶体的熔点很低，

如汞、Na、K等。

(2)同类晶体的熔沸点比较方法

①离子晶体：

一般地，化学组成、结构相似的晶体，离子所带电荷越多、半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。

如KF>KCl>KI；CaCl2>KCl。

②共价晶体：

共价晶体结构相似时，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。如金刚石>碳化硅>晶体

硅。

③金属晶体：

金属晶体的核电荷数越多，原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强，熔、沸点越高。如Al>Mg>Na>K。

一般合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。

④分子晶体：

a．比较分子晶体的熔、沸点，要先看是否有氢键形成，若形成分子间氢键，熔、沸点升高，若形成分

子内氢键，则熔、沸点降低。

b．对于分子晶体，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，晶体的熔、沸点

越高。如CI4>CBr4>CCl4>CF4。

c．组成相似且相对分子质量相近的物质，分子的电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越

高，如熔、沸点：CO>N2。

d．在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。

类型01立方晶胞图像

2

母题精讲1．（2025·湖南卷）K掺杂的铋酸钡具有超导性。K替代部分Ba形成Ba0.6K0.4BiO3(摩尔

1

质量为354.8gmol)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为anm，设NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是

A．晶体中与铋离子最近且距离相等的O2有6个

B．晶胞中含有的铋离子个数为8

C．第一电离能：Ba>O

21

3.548103

D．晶体的密度为3gcm

aNA

思维解析【答案】A

【第一步分析晶体结构】晶胞中Bi位于8个顶角，O位于12条棱心，Ba或K位于体心。

11

【第二步进行相关计算】①晶胞中含有的铋离子个数为81个，O2-位于棱心，有123个，Ba或K

84

位于体心，有1个。

23

354.833.54810

②晶胞的质量是g，晶胞体积是73，则晶体的密度是：3。

a10cm3gcm

NAaNA

【第三步逐项判断】

A．铋离子位于顶点，与其最近且距离相等的O2位于棱心，有6个，分别位于上下、前后、左右，A正确；

1

B．晶胞中含有的铋离子个数为81个，B错误；

8

C．Ba是碱土金属，金属性强于Ca，其易失电子，第一电离能小于O，C错误；

1354.8

D．晶胞中Ba或K位于体心，个数为总和1，O2位于棱心，有123，所以晶胞的质量是g，晶

4NA

23

33.54810

胞体积是73，则晶体的密度是：3，错误；

a10cm3gcmD

aNA

故选A。

变式应用

1．（2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷）NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当0.44x0.95

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

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

30

243.5103

C．密度为3gcm时，x0.5

aNA

D．空位数不同，吸收的可见光波长不同

43

2．（2025·云南卷）Li0.45La0.85ScO3是优良的固态电解质材料，Ce取代部分La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(O2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O2个数为12

B．该晶胞在yz平面的投影为

4

C．Ce取代后，该电解质的化学式为Li0.45La0.85yCeyScO3

D．若只有Li发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li数目相等

类型02其他晶体结构图像

母题精讲2．（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dpm。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NA个“卤键”

2254

-3

D．碘晶体的密度为-30gcm

abdNA10

思维解析【答案】A

【第一步分析晶体结构】碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键

相近)。

选项【第二步进行相关计算】【第三步逐项判断】

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，错误；

B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”，正确

C每个I2分子能形成4条“卤键”，每条“卤正确

键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子

能形成2个“卤键”，127碘晶体物质的量

是0.5mol，“卤键”的个数是

1

0.5mol2NAmolNA

D碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原正确

子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数

1

是84，晶胞的体积是abd1030cm3，

2

2254

-3

密度是-30gcm

abdNA10

变式应用

1．（2025·贵州·高考真题）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N如2图。α−Li3Nα−Li3N

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α的−作Li3用N力：层间>层内

C．N周围最近且等核间距的Li数目为6D．的晶体类型为共价晶体

．（浙江月卷）某化合物的α晶−胞L如i3N图所示，下列说法不正确的是

22025·1FeNH32Cl2．．．

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FeCl2高

巩固提升

1．（2025·陕西、山西、青海、宁夏卷）一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为dgcm-3，阿

伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是

A．沿晶胞体对角线方向的投影图为

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

322310

D．Ag和B的最短距离为310pm

2NAd

2．（2025·湖北卷）SO2晶胞是长方体，边长abc，如图所示。下列说法正确的是

A．一个晶胞中含有4个O原子

B．晶胞中SO2分子的取向相同

2

C．1号和2号S原子间的核间距为a2+b2pm

2

D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个

3．（2025·河北卷）SmCok(k1)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。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a500pm、c400pm，M、N原子的分数坐标分别为

511151

,,、,,。设NA是阿伏加德罗常数的值。

662662

下列说法错误的是

A．该物质的化学式为SmCo5

111

B．体心原子的分数坐标为,,

222

8903

．晶体的密度为3

C22gcm

3NA10

D．原子Q到体心的距离为10041pm

4．（2025·重庆卷）化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是

A．X中存在π键

B．X属于混合型晶体

C．X的化学式可表示为C3N4

D．X中C原子上有1对孤电子对

5．（2025·广西·高考真题）MgZ型晶态半导体材料由Mg与碳族元素Z形成，其立方晶胞结构如图。

已知：晶胞参数MgSi− pmMgGe pm。下列说(法)正确的是

�(−)=634,�(−)=639

A．与Z紧邻的Mg有4个

B．晶胞内Mg之间最近的距离为

2

C．晶胞密度：MgGeM2g�Si

Sn

D．若MgSn�晶(胞顶−点S)n>替�换(为G−e，)则

Ge

�()1

−�()=3

6．（2025·江西·高考真题）CeO晶格中的O被去除，产生一个氧空位(VO)，VO相对原点的分数坐标为，

131

则图中Ce的分数坐标分2别为4,4,4

3+

A．B．

111111

C．0,2,2,1,2,2D．2,0,2,(1,0,0)

1111111

2222222

7．（2025·0四,川,0·高,考,真0,题）CaCO3的四方晶胞(晶胞参0,数,α=β,=γ,,0，省略CO中的氧，只标出C)和CaO

2−4+

3

的立方晶胞如图所示，NA为阿伏加德罗常数的值。=90°

下列说法错误的是

A．CaCO3晶胞中1位C的分数坐标为

4+1

4

B．CaCO3晶胞中2位和3位Ca的核间距0,0为,apm

2+

C．CaO晶胞和CaCO3晶胞中原子数之比是:4.89

D．CaO晶体密度小于CaCO3晶体密度415

8．（2024·广西·高考真题）一定条件下，存在H缺陷位的LiH晶体能吸附N使其分解为N，随后N占据缺

−

陷位(如图)。下列说法错误的是2

A．caB．半径：rHrH

−

C．b>0d.5D．LiH晶体为离>子晶体

9．（2024·=重庆·高考真题）储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示，MgH2的摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗

常数的值为NA。下列说法正确的是

A．H-的配位数为2

B．晶胞中含有2个Mg2+

2M3

C．晶体密度的计算式为2g/cm

NAac

a2+2c2

D．Mg2+(i)和Mg2+(ii)之间的距离为nm

2

10．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德

罗常数的值为NA，下列说法正确的是

A．Nb的配位数是6

B．Nb和O最短距离为anm

2

C．晶体密度ρ2gcm

Na

6A×93+16

3−213

D．M的分数坐=标为××，10，/

111

11．（2024·贵州·高考真题2）我2国科2学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子

5-

[K@Au12Sb20]为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是

A．富勒烯C60是分子晶体

B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内

C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体

D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3

12．（2024·甘肃·高考真题）β-MgCl2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：Mg<ClB．单质Mg是金属晶体

C．晶体中存在范德华力D．Mg2+离子的配位数为3

冲刺突破

13．（2025·山西·三模）某种铁系储氢合金材料的晶胞如下图，八面体中心为金属铁离子，顶点均为NH3分

子；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。该晶体属于立方晶系，下列说法正确的是

A．BH4的空间结构为三角锥形

B．该铁系储氢合金材料中铁元素的化合价为+3

C．和“●”距离最近且相等的“○”数目为4

D．晶体中元素的电负性：NHBFe

14．（2025·广西南宁·三模）近日，哈尔滨工业大学陈祖煌团队在氮气生长气氛中，成功制备了高质量氮掺

杂钛酸钡铁电薄膜。经X射线衍射分析鉴定，钛酸钡的晶胞结构如图所示(Ti4+、Ba2+均与O2-相切)，

2-

已知晶胞参数为apm，O的半径为bpm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是

A．钛酸钡的化学式为BaTiO3

2a-2b

B．r(Ba2+)=pm

2

C．题中涉及的元素属于周期表s区和d区

137+48+163

ρ=gcm-3

D．钛酸钡晶体密度-103

NAa10

15．（2025·湖北武汉·二模）一种新型储氢材料[Mg(NH3)6](BH4)2的立方晶胞如图1所示(BH4的位置未标出)，

该晶胞沿z轴方向的投影如图2所示，设NA为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是

A．BH4与NH3的空间结构相同，键角不等

2

B．晶体中由Mg(NH3)6围成的正四面体空隙的占用率为50%

C．晶体中只存在离子键、极性共价键和配位键

32

1.56103

D．晶体的密度为3gcm

aNA

16．（2025·湖北黄石·二模）一种具有钙钛矿结构的光催化剂，其四方晶胞结构如图所示(α=β=γ=90°)，NA

是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是

303

303

A．晶体密度=310gcm

NAa

2.21

B．1位和2位O2-的核间距为apm

2

C．该物质的化学式为PbTiO3

D．晶胞中距离Ti4+最近的O2-数目为4

17．（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anm，NA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CdO

B．晶胞中Cd原子的配位数为4

C．Cd原子形成的正四面体空隙中均填入了Se原子

4112791021

．晶体密度为3

DCdSe3gcm

NAa

18．（2025·河北保定·二模）Na2Se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

2

已知：Na填充在Se构成的四面体“空穴”中，设NA为阿伏加德罗常数的值。

A．四面体“空穴”填充率为50%

B．Na的配位数为4

3

C．2个Se2的最近距离为anm

2

8(23279)

3

D．Na2Se晶体的密度ρ73gcm

NA(a10)

19．（2025·河北衡水·三模）NiAs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

111

两个As原子且其中一个的坐标为,,，Ni原子位于晶胞顶点和部分棱心。下列说法错误的是

334

A．As原子的