题型05 晶胞分析 ( 1．常见原子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边 长(a)的关系： √3 a=8r (1)每个碳与相邻4 个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个金刚石晶胞中含有8 个碳原子，最小的碳环为6 元环，并且不在同一 平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12 个六元环共用，每个共价键被6 (5)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为12 元环，即：每个12 元环上有6 个O，6 个Si (2)每个Si 与4 个O 以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1 个Si，4 个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)每个Si 原子被12 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8 个Si 共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol 共价键 (6)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、 BP、AlN (1)每个原子与另外4 个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体

题型05 晶胞分析 1．常见原子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与边 长(a)的关系： √3 a=8r (1)每个碳与相邻4 个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ (2)每个金刚石晶胞中含有8 个碳原子，最小的碳环为6 元环，并且不在同一 平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12 个六元环共用，每个共价键被6 (5)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为12 元环，即：每个12 元环上有6 个O，6 个Si (2)每个Si 与4 个O 以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1 个Si，4 个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 (3)每个Si 原子被12 个十二元环共用，每个O 原子被 6 个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8 个Si 共价键之比为1：4，1mol Si O2晶体中有4mol 共价键 (6)密度＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) SiC、 BP、AlN (1)每个原子与另外4 个不同种类的原子形成正四面体结构 (2)密度：ρ(SiC)＝；ρ(BP)＝； ρ(AlN)＝ (a 为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 晶胞计算是晶体考查的重要知识点之一，也是考查学生分析问题、解决问题能力的较好素材。晶体

B．G 可能为离子晶体 C．F 一定是金属晶体 D．B 一定是离子晶体 9．下列说法正确的有几项（ ） 晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 晶胞是晶体中最小的平行六面体 单质分子一定是非极性分子 离子晶体都是化合物 分子晶体中都存在共价键 硫酸氢钾在熔融状态下离子键、共价键均被破坏 A．0 C．1mol[Cu(H2O)4]2+配离子中含σ 键数目为4NA D．[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+的配位数均为4，配位原子分别为Cl 和O 13． a、b、c 分别代表三种金属晶体的晶胞结构，则三种晶胞所含金属原子个数比为（ ） A．12∶7∶8 B．11∶8∶4 C．9∶8∶4 D．21∶14∶9 14．硫代硫酸钠（Na2S2O3）可作定影 标准溶液滴定Ag+ D．S2O 的中心原子S 采用sp3杂化方式 15．下列有关物质的结构图说法错误的是（ ） A．图1 为水合铜离子的模型，含有极性共价键和配位键 B．图2 为CaF2晶体的晶胞，晶胞含有4 个Ca2+ C．图3 为石墨晶体，含有共价键、金属键和范德华力，属于混合晶体 D．图4 为金属锌的堆积模型，属于面心立方最密堆积，配位数12 16．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是（

（北京）股份有限公司 A．在 晶体中，距 最近的 形成正八面体 B．在 晶体中，每个晶胞平均占有4 个 C．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数比为 D．该气态团簇分子的分子式为 或 15．硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料，具有在充电的同时合金化反应的特点．在充电 过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示． 下列说法不正确的是（ ） A． B．在 体对角线的一维空间上会出现“ 体对角线的一维空间上会出现“ ”的排布规律 C．在 中，硫离子的配位数是4 D．若 的晶胞参数为 ，则 间的距离为 第Ⅱ卷（60 分） 三、填空题：本题共6 小题，共60 分． 16．（10 分）按要求填空 （北京）股份有限公司 （1）已知当不对称烯烃与含氢物质 加成时，氢原子主要加成到连有较多氢原子的碳原子上， 写出丙烯与 发生加成时的主产物结构简式为：____________ （2） 可被酸 分）如图为几种晶体或晶胞的结构示意图． 请回答下列问题： （1）冰晶体中存在氢键，一个水分子与____________个相邻的水分子形成氢键， 水中氢键的数目为__ __________（用 表示）． （2）碘晶体中碘分子的排列有____________种不同的取向． （3）冰、金刚石、 、碘单质四种晶体的熔点由高到低的顺序为________________________． （④）假设铜晶胞中立方体的边长为

小； ⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒在空间按一定规律做周期性重复排列； ⑥干冰晶体中，1 个 分子周围有12 个 分子紧邻； CsCl ⑦ 和NaCl 晶体中阴、阳离子的配位数都为6。 A．①②③ B．②③④ C．④⑤⑥ D．②③⑦ 2． 在一定条件下可制得硬度、熔点都很高的氮化铝晶体，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的 是（ ） A．1 个氮化铝晶胞中含有2 个铝原子 的配位数为6，且这些最邻近的 围成正八面体 C．设NaCl 的摩尔质量为 ，NaCl 的密度为 ，阿伏加德罗常数为 ，在NaCl 晶 体中，两个距离最近的 中心间的距离为 cm D．X、Y 可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X 占据所有棱的中心，Y 位于顶角位置，则该晶体的化学 式为 20．钙钛矿是以俄罗斯地质学家Perovski 的名字命名的，最初单指钛酸钙这种矿物[如图（a）]，此后，把结 构与之类似的晶体 中含有配位键 D．图（a）晶胞中与每个 紧邻的 有6 个 三、非选择题（共4 小题，共54 分） 21．（10 分） 如图为几种晶体或晶胞的示意图： 请回答下列问题： （1）上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是____________。 （2）冰、金刚石、MgO、 、干冰5 种晶体的熔点由高到低的顺序为____________。 （3）NaCl 晶胞与MgO 晶胞相同，NaCl 晶体

起广泛关注。该新型超导晶体的一个晶胞如上图所示，则该晶体的化学式为（ ） A. Mg2CNi3 B. MgCNi2 C. MgCNi3 D. MgC2Ni 【答案】C 【解析】 【详解】碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个碳原子；镁原子个数=8× =1，所以该晶胞 含有1 个镁原子；镍原子个数=6× =3，该晶胞中含有3 个镍原子，所以该晶胞的化学式为：MgCNi3，故 答案为C。 答案为C。 【点睛】均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是：①顶点：每个顶点的原子被8 个晶胞共有，所以晶胞 对顶点原子只占 份额；②棱：每条棱的原子被4 个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占 份额；③面上：每个面的原子被2 个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占 份额；④内部：内部原子不与 其他晶胞分享，完全属于该晶胞。 12. 下列各组表述中，两种微粒不属于同种元素原子的是 A. 3p 能 【详解】A．分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点就越高，故熔点比较： C60＜C70＜ C90 ，故A 正确； B． 石墨转变为金刚石吸收能量，则石墨能量低，所以石墨比金刚石稳定，故B 正确； C．以晶胞顶点上的C60为例，与之距离最近的分子在经过该点的面的面心上，这样的面有12 个，所以这 样的分子也有12 个，故C 错误； D． C60 、 C70 、管状碳和洋葱状碳都是碳的单质，都能与 O2

2 H 4和 C2 H 4 11. 金晶体的晶胞如图所示，设金原子的直径为d，用NA表示阿伏加德罗常数，在立方体的各 个面的对角线上，3 个金原子彼此两两相切，M 表示金的摩尔质量。则下列说法错误的是( ) A．金晶体每个晶胞中含有4 个金原子 B．金属键无方向性，金晶体属于最密堆积 C．晶体中金原子的配位数是12 D．一个晶胞的体积是 3 6 2d 12. 有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( 有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是( ) A．在NaCl晶体中，距N a +¿¿最近的C l −有6个 B．在Ca F2晶体中，每个晶胞平均占有4个C a 2+¿¿ C．该气态团簇分子的分子式为EF或FE D．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2 13. 下面选项中的排序不正确的是( ) A．分子间作用力由小到大：C F4晶胞边长为anm，则该晶体的密度为4.4×10 23 a 3× N A g⋅c m −3 三、填空题（本题共三道题，共52 分） 22. 按要求填空（20 分，每空2 分） （1）在H —

B．化合物YX3E 是极性分子 C．元素的电负性：W > E > Z D．简单气态氢化物的稳定性：Y > E 14．一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示( 晶胞参数a = b = c = 0.4665 nm，晶胞棱边夹角 均为90°)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称 作原子的分数坐标。下列有关说法不正确的是 A．该氧化物的化学式为Li2O B．与O 距离最近且相等的Li 的杂化轨道类型为______，聚四 氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解 释原因______。 （5）XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如右图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中 有 ______个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子 序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型 I —COOH CH3OH —COOCH3 酯化反应 II III 第 5 页 共 17 页 （北京）股份有限公司 的位置，称为原子的分数坐标，如A 点原子的分数坐标为( ， ， )。已知Xe —F 键长为r pm，则B 点原子的分数坐标为______；晶胞中A、B 间距离 d=______pm。 第 5 页 共 17 页 （北京）股份有限公司 19.（14 分）某小组发现CuCl2 溶液呈绿色，与CuSO4 溶液颜色(蓝色)不一样，于是对

如图a，其中Si 原 子的杂化方式与b 图中S8单质中S 原子的杂化方式相同 10. 下图为甲烷晶体的晶胞结构，下列有关说法正确的是 A. 甲烷晶胞中的球体只代表一个碳原子 B. 晶体中1 个CH4分子有12 个紧邻的甲烷分子 C. CH4晶体熔化时需克服共价键 D. 一个甲烷晶胞中含有8 个CH4分子 11. 已知P4单质的结构如下，P4在KOH 溶液中的变化是：P4+3KOH+3 在 晶体中，每个晶胞平均占有4 个Ca2+ C. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1：2 D. 该气态团簇分子的分子式为EF 或FE 15. 已知干冰晶胞属于面心立方最密堆积，晶胞中相邻最近的两个CO2分子间距为a pm，阿伏加德罗常数 为NA，下列说法正确的是 A. 晶胞中一个CO2分子的配位数是8 B. 晶胞的密度表达式是 g·cm－3 C. 一个晶胞中平均含6 个CO2分子 分子中键角_______ (填“＞”“＜”或“=”)。 （4） 中B 原子轨道的杂化类型为_______， 离子的空间结构为_______。 （5）化合物DB 是人工合成的半导体材料，它的晶胞结构与金刚石(晶胞结构如图所示)相似。若DB 的晶 胞参数为a pm，则晶体的密度为_______ (用 表示阿伏加德罗常数)。(已知： ) 18. 第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn 等许多金

键，键能更大，熔点更高；C60属于分子晶体，分子间作用力很小，熔点很低 【解析】 【详解】(1)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钾原子个数为8× 1 8 =1，位于面心的氧原子个数为6× 1 2 =3，位于体心的碘原子个数为1，则晶体的化学式为KIO3；钾原子与碘原子间的最短距离为体对角线的1 2 ， 由晶胞的边长为a 可知体对角线的 1 2 为 3 2 a；位于体心碘原子与位于面心的氧原子构成八面体结构，则 a；位于体心碘原子与位于面心的氧原子构成八面体结构，则 与碘原子紧邻的氧原子个数为6，故答案为：KIO3； 3 2 a；6； (2)由晶胞结构可知，若该晶胞结构的另一种表示中，碘原子处于晶胞的各顶角位置，则钾原子处于体心、 氧原子处于棱的中点上，故答案为：体心；棱的中点； (3)①碳60、石墨、金刚石都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故答案为：同素异形体； ②由图可知，石墨晶体中，每个最小碳原子环上有6 个碳原子，每个碳原子被3 i+有8 个，位于棱上的Li+有4 个，位于面心的Li+有4 个，晶胞中共含有Li+的个数为8 1 8 +4 1 4 +4 1 2 =4，所以每个晶胞中含有LiFePO4的单元数为4，1mol 晶 胞的质量m=(7+56+31+64)4g=632g，而1mol 晶胞体积V=abc10-30NAcm3，则晶胞密度为ρ = m V = A 632 abcN ×1030g