2024年高考化学二轮复习回归基础训练专题22晶体结构及相关计算
一、选择题，共21小题
1．（23-24高三上·江苏·阶段练习）高纯度的铁可以使用氢还原高纯度的氧化铁或直接用五羰基合铁(熔点为，沸点为)热分解制得。实验室可用赤血盐()溶液检验，黄血盐()溶液检验。下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A．元素位于周期表的第ⅧB族
B．赤血盐中铁元素核外有5个未成对电子
C．晶体是离子晶体
D．若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构上图所示，则其化学式为
2．（23-24高三上·江苏·开学考试）我国疾控中心利用尿素()制备出了两种低温消毒剂：三聚氰酸()和二氯异氰尿酸钠()。已知：尿素分子中所有原子共平面。下列说法错误的是
A．尿素分子中键角与键角基本相等
B．三聚氰酸晶体属于分子晶体
C．基态N原子的电子的空间运动状态有5种
D．二氯异氰尿酸钠中元素的电负性：N>O>Na
3．（23-24高三上·重庆·阶段练习）钛酸钡()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：。已知钛酸钡的晶胞结构均与接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与紧邻的有12个
C．的化学式为 D．钛酸钡的密度约为
4．（23-24高三上·黑龙江·期末）砷化镉晶胞结构如图，图1中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为apm，建立如图2，①号位的坐标为(，，)。已知：砷化镉的摩尔质量为Mg·mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．砷化镉中Cd与As原子个数比为3：2
B．两个Cd原子间最短距离为0.5a pm
C．③号位原子坐标参数为(，1，)
D．该晶胞的密度为NA(a×10—10)3g·cm-3
5．（23-24高三上·安徽·阶段练习）氮化镓是新型半导体材料，其晶胞如图所示，A原子坐标，晶胞参数为cnm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A．晶体最简化学式为Ga2N7
B．B原子坐标为
C．N形成的正四面体空隙中Ga的填充率为100%
D．该氮化镓晶体的密度为
6．（23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习）钙钛矿电池是第三代非硅薄膜太阳能电池的代表，具有较高的能量转化效率。如图是一种边长为的钙钛矿的正方体晶胞结构，其中原子占据正方体中心，O原子位于每条棱的中点。其中以原子1为原点，原子2的坐标为。下列有关说法错误的是
A．原子3的坐标为 B．原子与原子最近距离为
C．距离原子最近的O原子有6个 D．该晶胞密度约为
7．（2023·全国·模拟预测）钠元素和硒元素可组成一种对蛋白质的合成和糖代谢有保护作用的无机化合物，其晶胞结构如图所示。已知和的半径分别为a nm和b nm，晶胞参数为c nm。下列有关说法错误的是
A．该晶体的化学式为
B．与距离最近且相等的数目为8
C．该晶胞的空间利用率为
D．位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中
8．（21-22高二下·浙江金华·期末）已知空间利用率是指构成晶体的原子、离子或分子在整个晶体空间中所占有的体积百分比。下列有关说法不正确的是
A．铜碘杂化团簇分子结构如图1所示，分子间通过范德华力聚集在一起
B．晶体的晶胞如图2所示，标记为X的的分子坐标为
C．H原子的电子云如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动
D．金属Cu为面心立方晶胞(如图4所示)，其空间利用率约为74%
9．（23-24高二上·重庆北碚·期末）有一种有超导性的硼镁化合物，晶体结构属于立方晶系。其晶体结构、晶胞沿轴的投影图如图所示，关于其晶体下列说法正确的
A．该化合物的化学式为 B．一个晶胞中含有2个
C．最近距离为 D．与距离最近且相等的有8个
10．（2023·辽宁沈阳·一模）某立方晶系的锑钾合金可作为钾离子电池的电极材料，下图表示晶胞。下列说法中错误的是
A．该晶胞的体积为 B．和原子数之比为
C．与最邻近的原子数为4 D．该晶胞的俯视图为
11．（23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习）砷化镓是一种立方晶系如图甲所示，将掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示，砷化镓的晶胞参数为，密度为。下列说法错误的是
A．砷化镓中的配位数为4
B．晶体中，和的最近距离是
C．掺杂到砷化镓晶体中，和最近且等距离的的数目为4
D．沿体对角线方向投影图如丙，若c在11处，则的位置为8、10、12、13
12．（23-24高三上·河北石家庄·阶段练习）采用了氮化镓元件的充电器体积小、质量轻，在发热量、效率转换上相比普通充电器也有更大的优势，被称为“快充黑科技”，下图是氮化镓的三种晶体结构(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是
A．Ga、N均属于p区元素
B．图a晶体结构中含有6个Ga、6个N
C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，则晶体的密度为
D．三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为3∶2∶3
13．（23-24高三上·江西宜春·期中）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
14．（2023·湖南·高考真题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与最近且距离相等的有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为
15．（2023·辽宁·高考真题）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1晶体密度为g cm-3 B．图1中O原子的配位数为6
C．图2表示的化学式为 D．取代产生的空位有利于传导
16．（2021·湖北·高考真题）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是
A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3 B．K和Sb原子数之比为3∶1
C．与Sb最邻近的K原子数为4 D．K和Sb之间的最短距离为apm
17．（2023高三·云南·专题练习）金属钛具有耐压、耐腐蚀性质，可以通过反应制取少量金属钛。下列有关说法正确的是
A．钠原子的结构示意图： B．的电子式：
C．Ti晶体为金属晶体 D．质子数为22、中子数为30钛原子：
18．（23-24高三上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）一种铜的溴化物晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．该化合物的化学式为CuBr2
B．铜原子的配位数为12
C．与每个Br紧邻的Br有6个
D．由图中P点和Q点原子的分数坐标，可确定R点原子的分数坐标为(，，)
19．（21-22高二下·湖南益阳·期末）铜的晶胞结构如图所示，下列关于其晶胞的说法中错误的是
A．若晶胞的边长为a，则最近的两个铜原子的距离为
B．每个晶胞中含有4个铜原子
C．铜原子的配位数为12
D．晶胞的空间利用率为
20．（23-24高三上·河北石家庄·阶段练习）稀磁半导体LixZnyAsz的立方晶胞结构如下图所示，已知N、Q两点对应的原子坐标分(，，)和(，，0)，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是
A．该晶体的化学式为LiZnAs
B．该晶体中M点的原子坐标为(，，)
C．晶体的密度为g/cm3
D．晶胞x轴方向的投影图
21．（23-24高三上·湖南长沙·阶段练习）下列有关晶体结构说法正确的是
A．在NaCl晶胞中，与最邻近且等距离的有6个
B．在干冰晶体中，每个晶胞拥有6个分子
C．晶胞中的配位数为4
D．该气态团簇分子的化学式为
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A． 元素位于周期表的第Ⅷ族，故A错误；
B． 赤血盐中铁元素价电子排布式为3d5，核外有5个未成对电子，故B正确；
C． 晶体(熔点为，沸点为，熔沸点低)是分子晶体，故C错误；
D． 该晶胞中C原子个数=4×+2×=2、Fe原子个数=8×=1，化学式为FeC2，故D错误；
故选B。
2．D
【详解】A．尿素分子为平面结构，尿素中C和N原子的杂化方式均为，键角和键角都接近120°，基本相等，A正确；
B．三聚氰酸的熔点较低，三聚氰酸晶体属于分子晶体，B正确；
C．基态N原子的电子排布式为，电子占据5个原子轨道，所以它的电子的空间运动状态为5种，C正确；
D．元素的非金属性越强，电负性越大，则元素的电负性：O>N>Na，D错误；
故选D。
3．C
【详解】A．Ti元素的相对原子质量为47.87，故A错误；
B．根据晶胞结构图，晶体中与紧邻的有6个，故B错误；
C．根据均摊原则，晶胞中Ti4+数 、Ba2+数1、O2-数为，钛酸钡的化学式为BaTiO3，根据元素守恒，的化学式为，故C正确；
D．根据均摊原则，晶胞中Ti4+数1、Ba2+数1、O2-数为3，钛酸钡的密度约为，故D错误；
选C。
4．D
【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的镉原子个数为6，位于顶点和面心的砷原子的个数为8×+6×=4，则镉与砷原子个数比为3：2，故A正确；
B．由晶胞结构可知，两个镉原子间最短距离为边长的，则最短距离为apm×=0.5apm，故B正确；
C．由位于体对角线处①号位的坐标为(，，)可知，晶胞的边长为1，则位于位于右侧面的面心上的③号位原子坐标参数为(，1，)，故C正确；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的镉原子个数为6，位于顶点和面心的砷原子的个数为8×+6×=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—10 a)3d，解得d=，故D错误；
故选D。
5．D
【详解】A．根据晶胞结构，晶胞中含有N原子个数为，Ga原子个数为4，所以晶体最简化学式为GaN，故A错误；
B．A原子坐标为，所以B原子坐标为，故B错误；
C．由于N原子可以形成8个正四面体空隙，但只有4个Ga原子位于四面体空隙，故Ga的填充率为50%，故C错误；
D．根据，故D正确；
故答案选D。
6．B
【详解】A．原子1为原点，原子2的坐标为，则原子3的坐标为，A正确；
B．原子与原子最近距离为体对角线的一半，晶胞边长为，体对角线的一半为，B错误；
C．如图，以顶点原子为中心，与该晶胞及周围晶胞距离最近的O原子有6个，围成正八面体，C正确；
D．该晶胞中含有1个，1个Ti，3个O，摩尔质量为136g/mol，晶胞边长为，可得该晶胞密度约为，D正确；
故选B。
7．B
【详解】A．由题图可知，该晶胞中位于顶点和面心，共有个，位于晶胞体内，共有8个，则该晶体的化学式为，A说法正确；
B．由题图可知，与距离最近且相等的共有12个，B说法错误；
C．该晶胞的空间利用率为，C说法正确；
D．由题给晶胞结构可知，位于由构成的四面体空隙中，位于由构成的六面体空隙中，D说法正确；
故选B。
8．C
【详解】A．范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它的本质是正负电荷间的相互吸引，它使得许多物质能以一定的凝聚态存在，则铜碘杂化团簇分子是分子间通过范德华力聚集在一起，A项正确；
B．根据晶体的晶胞图示可知，标记为X的的分子坐标为，B项正确；
C．H原子为单电子体系，核外只有1个电子，电子云图中的黑点不是指大多数电子在原子核附近运动，C项错误；
D．面心立方最密堆积，空间利用率为，D项正确；
答案选C。
9．A
【详解】A．由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有个Mg，由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1；晶体结构中B在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为MgB2；A正确；
B．由A分析可知，晶胞中Mg的个数为1，B错误；
C．由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度为，因此B-B最近距离为，C错误；
D．根据该晶体结构可知，与距离最近且相等的有12个，D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．晶胞的体积为，该晶胞的体积为，A正确；
B．根据图示晶胞中平均含有原子数为，原子数为，和原子数之比为，B正确；
C．由图可知，晶胞体心处最邻近的原子数为4，C正确；
D．根据图示推出晶胞顶点、面心、内部存在原子，该晶胞的俯视图为，D错误；
故选D。
11．D
【详解】A．由图甲可知，1个与4个形成共价键，则砷化镓中的配位数为4，A正确；
B．由砷化镓晶胞结构可知，与的最近距离为晶胞体对角线的，砷化镓的晶胞参数为，晶胞体对角线为，和的最近距离是，B正确；
C．由图乙晶胞结构可知，和最近且等距离的的数目，C正确；
D．由砷化镓晶胞结构可知，c位于侧面的面心，沿体对角线方向投影图如丙，则的位置为7、9、11、13，D错误；
故选D。
12．D
【详解】A． Ga、N的价电子分别是4s24p1、2s22p3、Ga、N均属于p区元素，故A正确；
B． 图a晶体结构中含有12×+2×+3=6个Ga、6×+4=6个N，故B正确；
C． 图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，取晶胞的八分之一作为一个小立方体，小立方体的对角线为2xnm，小立方体的边长为 nm，晶胞的边长为2 nm，则晶体的密度为ρ= =，故C正确；
D． a的晶胞为，Ga原子的配位数为4，三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为4∶4∶6=2∶2∶3，故D错误；
故选D。
13．B
【详解】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。
14．C
【详解】
A．根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6，其中C个数：12×=6，故其最简化学式为，A正确；
B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，Ca2+位于体心，每个为8个晶胞共用，则晶体中与最近且距离相等的有8个，B正确；
C．根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；
D．根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确；
故选C。
15．C
【详解】A．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为g=g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为g÷(a3×10-30cm3)=g/cm3，A项正确；
B．图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；
C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；
D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确；
答案选C。
16．B
【详解】A．该晶胞的边长为，故晶胞的体积为，A项错误；
B．该晶胞中K的个数为，Sb的个数为，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项正确；
C．以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项错误；
D．K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的，即，D项错误。
故选B。
17．C
【详解】A．钠是11号元素，原子结构示意图为： ，A错误；
B．TiCl4是共价化合物，只含共价键，其电子式为：，B错误；
C．钛是金属元素，形成的Ti晶体为金属晶体，C正确；
D．质量数=质子数+中子数=22+30=52，则质子数为22、中子数为30的钛原子为：，D错误；
故选C。
18．D
【详解】A．该晶胞中，溴原子位于8个顶点和6个面心，共有个，铜原子位于晶胞内部，共有4个，故该化合物的化学式为，故A错误；
B．1个铜原子连接4个溴原子，则铜原子的配位数是4，故B错误；
C．溴原子位于晶胞的顶点和面心，与干冰结构类似，所以与每个Br紧邻的Br有12个，故C错误；
D．R点原子在x、y、z三个坐标轴中的坐标均为，故坐标参数为()，故D正确；
故答案选D。
19．A
【详解】A．晶胞边长为a，则面对角线长度为a，铜晶胞为面心立方堆积，最近的两个铜原子间的距离是面对角线的二分之一，即a，故A错误；
B．在晶胞的顶点和面心各有1个铜原子，顶点上的铜原子被8个晶胞共有，面心上的铜原子被2个晶胞共有，所以每个晶胞中含有4个铜原子，故B正确；
C．铜晶胞为面心立方最密堆积，铜原子的配位数为12，故C正确；
D．晶胞的空间利用率等于晶胞中铜原子的体积除以晶胞的体积，晶胞中有4个铜原子，设铜原子半径为r，则铜原子的体积为，铜原子半径为两个铜原子间距离的一半，则铜原子半径和晶胞边长的关系为r=a，则铜原子体积为，晶胞体积为a3，所以晶胞的空间利用率=×100%=×100%，故D正确；
故选A。
20．D
【详解】A．根据均摊法计算：Li位于棱上和体心，其个数：；As位于晶胞体内，其个数：4；Zn位于顶角和面心，其个数：，所以其化学式：LiZnAs，A正确；
B．M点对应原子为As，As原子在晶胞中八个小立方体的4个体心，参考N、Q两点坐标，其坐标为：(，，)，B正确；
C．参考A选项，晶胞中含4个LiZnAs，晶胞质量：，晶胞体积：，晶胞密度：，C正确；
D．As原子在晶胞中八个小立方体的4个体心，其晶胞x轴方向的投影图：，D错误；
答案选D。
21．D
【详解】A．根据NaCl晶胞可知，与最邻近且等距离的位于各棱心，共计12个，A错误；
B．根据干冰晶胞可知，CO2位于顶点和面心，利用均摊法，每个晶胞拥有CO2的个数：，B错误；
C．取任意面心为中心，与其距离最近且相等的由8个，配位数为8，C错误；
D．气态团簇分子不用于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子和4个F原子，则分子式，D正确；
答案选D。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
