双休伴学13　晶体结构与性质

8/8双休伴学13晶体结构与性质1.（2025·河北邢台联考）下列关于晶体性质的叙述，不正确的是（）A.晶体的自范性是指在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的，但统一于晶体中C.晶体的对称性是微观粒子在空间呈周期性有序排列的必然结果D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性解析：B晶体的各向异性和对称性不是矛盾的，晶体的对称性是微观粒子在空间呈周期性有序排列的必然结果，而各向异性是微观粒子的排列具有特定的方向性。2.（2025·安徽十校联盟联考）下列有关晶体的叙述正确且有因果关系的是（）选项叙述Ⅰ叙述ⅡASiO2晶体的熔点高、硬度大SiO2晶体可用于制造光导纤维B碘晶体中的I—I键能较小晶体碘的沸点低、易升华CNaCl晶体中Na＋与Cl－个数比为1∶1，CsCl晶体中Cs＋与Cl－个数比也为1∶1NaCl和CsCl的晶胞结构相同D在金刚石和硅晶体中，原子间通过共价键形成空间网状结构金刚石和硅晶体类型相同解析：DSiO2晶体的熔点高、硬度大，属于共价晶体，SiO2晶体可用于制造光导纤维，Ⅰ和Ⅱ无因果关系，A错误；晶体碘属于分子晶体，其沸点低、易升华，与碘晶体中的I—I键能无关，B错误；NaCl和CsCl的晶胞结构不同，NaCl晶体中Na＋、Cl－的配位数均为6，CsCl晶体中Cs＋、Cl－的配位数均为8，C错误。3.下列关于过渡晶体的说法正确的是（）A.石墨属于过渡晶体B.SiO2属于过渡晶体，但当作共价晶体来处理C.绝大多数含有离子键的晶体都是典型的离子晶体D.Na2O晶体中离子键的百分数为100％解析：B石墨为混合型晶体，不属于过渡晶体，A错误；SiO2属于过渡晶体，但性质上更偏向共价晶体，故当作共价晶体来处理，B正确；绝大多数含有离子键的晶体不是典型的离子晶体，而是过渡晶体，C错误；金属性越强，氧化物中离子键的百分数越大，电负性相差越大，离子键百分数越大，与电负性有关，Na2O晶体中离子键的百分数是62％，D错误。4.（2025·湖北武汉名校联考）锰族元素铼的三氧化物ReO3具有超低电阻率，可由CO还原Re2O7制得，其晶体结构与钙钛矿（如图）相似，Re占据了Ti的位置，Ca的位置为空位。下列说法错误的是（）A.基态75Re原子的价电子排布式为5d56s2B.Re的配位数为6C.Re位于体心时，O位于面心D.ReO3不能发生歧化反应解析：DRe处在第六周期第ⅦB族，Re价层电子排布为5d56s2，A正确；Ti在晶胞的顶点，Re占据Ti的位置，则Re在顶角处，离Re最近且等距离的O有6个，则Re的配位数为6，B正确；Re在体心，则根据Re和O在晶胞中的位置关系，O位于面心，C正确；Re的最高价为＋7价，ReO3中Re为＋6价，Re单质为0价，则ReO3中Re化合价可以升高，可以降低，发生歧化反应，D错误。5.NaF、NaI和MgO均为离子晶体，有关数据如下表：物质①NaF②NaI③MgO离子电荷数112键长（10－10m）2.313.182.10试判断，这三种化合物的熔点由高到低的顺序是（）A.①＞②＞③ B.③＞①＞②C.③＞②＞① D.②＞①＞③解析：BNaF、NaI、MgO均为离子晶体，它们的熔点高低由离子键的强弱决定，而离子键的强弱与离子半径和离子电荷数有关，MgO中键长最短，离子电荷数最高，故离子键最强，熔点最高。6.（2025·江西吉安一中月考）具有双钙钛矿型氧化物通过掺杂改性可用作固体电解质材料，其晶体的一种完整结构单元如图所示，但真实的晶体中存在5％的O空位缺陷，下列说法错误的是（）A.Ni原子与Mn原子的配位数相等B.不考虑晶体缺陷，该晶体的化学式为La2MnNiO3C.O空位的形成有利于O2－的传导D.考虑晶体缺陷，该晶体的＋3价与＋4价La原子个数比为4∶1解析：BNi与Mn原子均位于顶角，且个数相同，因此配位数也相同，A正确；La个数是1，Ni与Mn个数均为4×18＝0.5，O的个数为6×12＝3，晶体化学式为La2NiMnO6，B错误；O空位的形成有利于O2－的传导，因为空位处动能大，离子移动快，C正确；晶体化学式为La2NiMnO6，考虑缺陷则是La2NiMnO5.7，设＋3价La为x个，＋4价La为y个，则x＋y＝2，3x＋4y＋5＝5.7×2＝11.4，解得x＝1.6，y＝0.4，＋3价与＋4价La原子个数比为4∶1，7.（2025·江西赣州期中联考）金属铜晶胞沿体对角线方向投影如图所示，下列有关说法正确的是（）A.1号原子的分数坐标可以为（0，0，0）B.2号原子处于棱中心C.1、2号原子的距离为2amD.晶体密度ρ的计算式为13NA×64a3解析：A铜晶体为面心立方最密堆积，1号原子处于晶体对角的两个顶角，分数坐标可以为（0，0，0），A正确；2号原子处于晶体的面中心，不是棱中心，B错误；1、2号原子的距离为面对角线长度的一半，即22am，C错误；晶胞所含铜原子数为4，晶体密度ρ＝4NA×64a3g8.（2025·广东梅州联考）Ga和As均位于元素周期表第四周期，砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等，其晶胞结构如图所示，其中原子1的坐标为（0，0，0），原子2的坐标为（1，1，1）。下列有关说法中错误的是（）A.原子3的坐标为1B.根据元素周期律，原子半径：Ga＞AsC.GaAs的熔点为1238℃，硬度大，故晶体类型为共价晶体D.若晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaAs晶体的密度为5.8×1032解析：A由图可知，原子3在x、y、z轴上的投影分别为14、14、34，坐标为14，14，34，A错误；As和Ga位于同一周期，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，故原子半径：Ga＞As，B正确；GaAs的熔点为1238℃，熔点高、硬度大，故晶体类型为共价晶体，C正确；据“均摊法”，晶胞中含8×18＋6×12＝4个As、4个Ga，1个晶胞中含有4个“GaAs”，则晶体密度为mV＝4（70+75）NAa39.（2025·河南许昌联考）实验室制取HF的原理为CaF2＋H2SO4（浓）△CaSO4＋2HF↑，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O。CaF2的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为apm。A.氢化物的稳定性：HF＞H2OB.SiF4、H2O、SO4C.CaF2的晶体密度为312a3×10－30NAgD.CaF2晶体中F－与Ca2＋之间的最近距离为64a解析：D非金属性：F＞O，则氢化物的稳定性：HF＞H2O，A正确；SiF4、H2O和SO42－的中心原子的价层电子对数均为4，B正确；由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个Ca2＋、8个F－，由晶胞结构可知其密度为312a3×10－30NAg·cm－3，C正确；CaF2晶体中Ca2＋为面心立方最密堆积，F－位于Ca2＋围成的正四面体的空隙中，F－与Ca210.（2025·湖南邵阳模拟）化合物X属于四方晶系，晶胞结构如图所示（晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°）。M、N、P的原子分数坐标分别为0，0，0，0，0，A.化合物X的化学式为K2CuF4B.Cu2＋的配位数为6C.Q的原子分数坐标为0D.化合物X的密度为4.36×1032解析：C由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中K原子（黑球）个数为8×14＋2＝4，F原子（白球）个数为16×14＋4×12＋2＝8，Cu原子（灰球）个数为8×18＋1＝2，K、F、Cu三种原子的个数比为4∶8∶2＝2∶4∶1，则化合物X的化学式为K2CuF4，A正确；晶胞中体心上的Cu原子周围紧邻的F原子有6个，配位数为6，B正确；M、N、P的原子分数坐标分别为0，0，0、0，0，1、0，1，xc，则Q点的原子分数坐标为1，0，1－11.（2025·广西南宁模拟）硫化锂Li2S的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，Li2S晶体为立方晶胞，其结构如图。已知NA为阿伏加德罗常数的值，Li2S晶体密度为ρg·cm－3。下列说法错误的是（A.Li＋位于S2－形成的四面体空隙中B.Li2S晶胞沿x轴方向的投影图为C.该晶胞参数a为3184NA·D.B点的原子分数坐标为3解析：B如图可知，Li＋位于S2－形成的四面体空隙中，A正确；硫离子位于晶胞的面心、顶角，锂离子位于晶胞的内部，硫化锂晶胞x轴方向的投影图为，B错误；设a为晶胞边长，ρ＝4Ma3NA，得a＝34MρNA＝3184ρNA×107nm，C正确；结合晶胞结构可知12.（2025·湖北武汉模拟）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下列说法正确的是（）A.BH4－与NH3的空间结构相同B.晶体中由Mg（NHC.晶体中只存在离子键、极性共价键和配位键D.晶体的密度为1.56×1032解析：CBH4－空间结构为正四面体形，NH3的空间结构为三角锥形，A错误；根据图1，[Mg（NH3）6]2＋位于顶点和面心，晶胞中含有8×18＋6×12＝4个[Mg（NH3）6]2＋，根据化学式[Mg（NH3）6]（BH4）2，可知晶胞中有8个BH4－，晶体中由[Mg（NH3）6]2＋围成的正四面体空隙有8个，占用率为100％，B错误；[Mg（NH3）6]2＋与BH4－间存在离子键，[Mg（NH3）6]2＋和BH4－中存在极性共价键和配位键，C正确；晶体的密度为4×（24+6×17+2×13.（2025·河北衡水模拟）NiAs的晶体结构如图甲所示，沿线MN取得的截图如图乙所示，晶胞中含有两个As原子且其中一个的坐标为13，13，14，A.As原子的配位数为6B.另一个As原子的坐标为2C.Ni、As原子间的最短距离为3a2D.已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为ρg·cm－3，则NA可表示为5解析：C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，A正确；根据晶胞结构可知另一个As原子的坐标为23，23，34，B正确；结合晶胞的结构，可得，则Ni、As之间的最短距离为33a2＋b42pm，C错误；1个晶胞中有2个NiAs，一个晶胞的体积＝59+75×2NA×ρcm3＝3214.氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，我们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如图1所示。（1）下列关于氯化钠的说法正确的是（填字母）。A.基态Na＋的电子有5种空间运动状态B.钠是第一电离能最大的碱金属元素C.氯原子的价电子排布式可写成[Ne]3s23p5D.每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个（2）已知NaCl的密度为ρg·cm－3，NaCl的摩尔质量为Mg·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在NaCl晶体里Na＋和Cl－的最短距离为pm。（3）温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，如图2所示，当图中方格内填入Na＋时，恰好构成氯化钠晶胞的18。NaCl晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是。（4）NiO、FeO的晶体类型与氯化钠相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点：NiOFeO（填“＞”“＜”或“＝”）。（5）钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物BaO2晶体，其阴、阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的化学键的类型为。答案：（1）AD（2）3M2ρ（3）该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流（4）＞（5）离子键、非极性共价键解析：（1）A项，基态Na＋的核外电子排布为1s22s22p6，核外电子有5种空间运动状态，正确；B项，同主族元素从上到下第一电离能递减，则锂是第一电离能最大的碱金属元素，错误；C项，氯原子的价电子排布式可写成3s23p5，错误；D项，以顶点氯离子为观察对象，可知其周围与它最近且等距的氯离子位于面心，有12个，正确。（2）由晶胞结构可知氯离子位于顶点和面心，个数为8×18＋6×12＝4，钠离子位于体心和棱心，个数为1＋12×14＝4，则晶胞的质量为4MNAg，NaCl的密度为ρg·cm－3，则晶胞的体积为4MρNAcm3，晶胞的棱长为34MρNAcm，则在NaCl晶胞里Na＋和Cl（3）该晶体在通电条件下，钠离子在电场的作用下可以发生迁移，迁移到缺陷处，从而形成电流。（4）NiO、FeO的晶体类型与氯化钠相同，均为离子晶体，Ni2＋半径小于Fe2＋半径，离子半径越小、离子键越强，晶格能越大，晶体的熔、沸点越高，故熔点：NiO＞FeO。（5）BaO2中钡离子与过氧根离子之间存在离子键，过氧根离子内为非极性共价键。15.（1）（2024·广西高考节选）KMnF3立方晶胞如图，晶胞参数为apm，该晶体中与一个F－紧邻的K＋有个。已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为g·cm－3（用含a、NA的代数式表示）。（2）（2024·广东高考节选）一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝，其立方晶胞的体积为nm3。（3）（2024·北京高考节选）白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图所示，白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有个。②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为V1nm3和V2nm3，