江苏省高考化学一轮复习专题《物质结构与性质》《晶体结构与性质》苏教版有解析

课时35晶体结构与性质

1 (2011·海南高考)(1) 一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为；该晶体中原子之间的作用力

是。

(2) 上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(见右图)的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为。

【答案】(1) 3∶1 金属键(2) H8AuCu3

【解析】(1) 由于是面心立方最密堆积，晶胞内N(Cu)=6×1

2=3，N(Au)=8×

1

8=1。(2) 根据CaF

2结

构图可以知道，氢原子在晶胞内(大球)，数目是8个，储氢后的化学式为H8AuCu3。

2(1) (2015·盐城期中)立方BP(磷化硼)的晶胞结构如图1所示，晶胞中含B原子数目为。

图1 图2

(2) (2015·徐州期中)科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为。

(3) (2015·南京调研)铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数

为，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为。

【答案】(1) 4 (2) 3∶1 (3) 4 4∶3

【解析】(1) 晶胞中B原子位于顶点和面心，数目为8×1

8+6×

1

2=4。(2) 晶胞中K原子数目

=2×6×1

2=6、C

60分子数目=1+8×

1

8=2，故晶胞中K原子、C

60分子数目之比为3∶1。(3) 利用均摊法计

算得γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×1

8+6×

1

2=4；根据晶胞的结构可知，δ晶胞中以顶点铁原

子为例，与之距离最近的铁原子是体心上的铁原子，这样的原子有8个，所以铁原子的配位数为8，α晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近的铁原子是与之相连的顶点上的铁原子，这样的原子有6个，所以铁原子的配位数为6，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为4∶3。

3(1) (2014·江苏高考)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图1所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。

(2) (2013·江苏高考)Zn(X)与S(Y)所形成化合物晶体的晶胞如图2所示。在1个晶胞中，X离子的数目为。该化合物的化学式为。

(3) (2011·江苏高考)元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图3所示，该氯化物的化学式

为。

(4) (2010·江苏高考)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图4所示)，但由于CaC2晶体中哑

铃形

2-

2

C

的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中，1个Ca2+周围距离最近的

2-

2

C

数目为。

图1 图2

图3 图4

【答案】(1) 12 (2) 4 ZnS (3) CuCl (4) 4

【解析】(1) 铜为面心立方堆积，配位数为12。(2) X处于晶胞的顶点和面心，故数目为

8×1

8+6×

1

2=4，Y处于晶胞内部，数目是4，所以X与Y的个数比为1∶1，化学式是ZnS。(3) 根据图示，

晶胞中白球数目是8×1

8+6×

1

2=4，黑球数目是4，所以铜的氯化物化学式是CuCl。(4) 从晶胞结构图

中可以看出，1个Ca2+周围距离最近的

2-

2

C

有4个，而不是6个，要特别注意题给的信息(使晶胞沿一个方

向拉长)。

4(1) 钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs+位于该晶胞的，而Cl-位于该晶胞的，Cs+的配位数是。

(2) 铜的氢化物的晶体结构如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：。

(3) 图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○”表示的离子是(填离子符号)。

(4) 实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图4所示)，已知3种离子晶体的晶格能数据如下表：

则这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是。

其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有个。

图1 图2

图3 图4

【答案】(1) 2 体心顶点8

(2) 2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl (3) F-

(4) TiN>MgO>CaO>KCl 12

【解析】(1) 体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故1个晶胞中金

属原子数为8×1

8+1=2；氯化铯晶胞中，Cs+位于体心，Cl-位于顶点，Cs+的配位数为8。(2) 由晶胞可知，

粒子个数比为1∶1(铜为8×1

8+6×

1

2=4，H为4)，化学式为CuH，+1价的铜与-1价的氢均具有较强的还

原性，氯气具有强氧化性，产物为CuCl2和HCl。(3) 由晶胞结构可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n(Mg2+)∶n(K+) ∶n(F-)=1∶1∶3，故白球为F-。(4) 从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越大、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3+>Mg2+，离子半径：Mg2+MgO>CaO>KCl；MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12个。

5. 有下列八种晶体：

A. 水晶

B. 冰醋酸

C. 氧化镁

D. 白磷

E. 晶体氩

F.氯化铵

G. 铝

H. 金刚石

用字母回答下列问题：

(1) 属于原子晶体的化合物是，直接由原子构成的晶体是，由单原子分子构成的晶体是。

(2) 由极性分子构成的晶体是，含有共价键的离子晶体是，属于分子晶体的单质是。

(3) 在一定条件下能导电而不发生化学变化的是，受热熔化后化学键不发生变化的

是，需克服共价键的是。

【答案】(1) A AEH E (2) B F DE (3) G BDE AH

【解析】属于原子晶体的是金刚石和水晶，金刚石由C原子构成，水晶即SiO2，由Si和O原子构成；属于分子晶体的是冰醋酸、白磷和晶体氩，冰醋酸是极性分子，白磷是非极性分子，晶体氩是由氩原子构成的分子晶体；属于离子晶体的是氧化镁、氯化铵，氧化镁由镁离子和氧离子构成，氯化铵由铵根离子与氯离子构成；铝属于金属晶体，金属的导电是靠自由电子的移动，并不发生化学变化，但金属熔化时，金属键被破坏；分子晶体的熔化只需要克服分子间作用力，而原子晶体、离子晶体的熔化分别需要克服共价键、离子键。

6. (1) (2015·淮安联考)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为，Fe原子周围距离最近的铁原子数目之比为。

(2) (2015·南通模拟)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构，其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成。已知小立方体如下图所示，该合金的化学式为。

(3) (2015·宿迁联考)钛酸钡的晶胞如右图所示，其化学式为。

【答案】(1) 1∶2 2∶3 (2) AlFe3(3) BaTiO3

【解析】(1) 体心立方晶胞中含有Fe原子的个数为8×1

8+1=2，面心立方晶胞中含有Fe原子的个数为

8×1

8+6×

1

2=4，所以Fe原子个数之比为1∶2；体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，面心立

方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，故Fe原子配位数之比为8∶12=2∶3。(2) Fe的数目为

4×1

8+1=

3

2，Al的数目为4×

1

8=

1

2，所以该合金的化学式为AlFe

3。(3) Ba位于体心，数目为1，Ti

位于顶点，数目为8×1

8=1，O位于棱上，数目为12×

1

4=3，化学式为BaTiO

3。

7. 下图分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。

A B C

D E

(1) 代表金刚石的是(填字母)，其中每个碳原子与个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于晶体。

(2) 代表石墨的是(填字母)，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为个。

(3) 表示NaCl的是(填字母)，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有个。

(4) 代表CsCl的是(填字母)，它属于晶体，每个Cs+与个Cl-紧邻。

(5) 代表干冰的是(填字母)，它属于晶体，每个CO2分子与个CO2分子紧邻。

(6) 已知石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为。

【答案】(1) D 4 原子(2) E 2 (3) A 12 (4) C 离子8 (5) B 分子12 (6) 石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰

【解析】(1) 金刚石具有正四面体网状结构，为原子晶体，每个C与另外4个C以共价键结合。(2) 石

墨结构中具有层状网状结构，每个正六边形占有的碳原子数是6×1

3=2。(5) B结构代表干冰，为分子

晶体，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。(6) 不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，其中Na+半径小于Cs+半径，NaCl晶格能>CsCl晶格能，所以五种物质熔点由高到低的排列顺序为石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰。

8. 右图为某种晶胞结构示意图。试回答下列问题：

(1) 若这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是。

(2) 若这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是。

(3) 若这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是。

(4) 若这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na+，则晶胞中Cl-位置

是。

【答案】(1) 干冰、碘等(2) 铜(3) 其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心(4) 体心和12条棱边的中心

【解析】(1) 该晶胞是面心立方，对应分子晶体有干冰、碘等。(2) 该晶胞是面心立方，对应金属晶体有铜。(3) 如果是金刚石晶胞，金刚石晶体中5个碳原子构成正四面体结构，即其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心。(4) NaCl晶胞中每个Na+被6个Cl-所包围，同样每个Cl-也被6个Na+所包围，所以晶胞中Cl-位置是体心和12条棱边的中心。

9. (1)①Zn晶体属于六方堆积，其晶胞结构见图1，则P点原子被个晶胞所共用。②ZnO的熔点比ZnS的熔点高，其原因是? 。

(2)金属钾、铜晶体的晶胞结构如下图2、3(请先判断对应的图)，钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为。

(3)氮化铝(其晶胞如图4所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。氮化铝的化学式为。

图1 图2 图3 图4

【答案】(1) ①12 ②O2-半径小于S2-，氧化锌晶格能比硫化锌晶格能大(2) 2∶3 (3) AlN

【解析】(1) ①根据图示知夹角为60°，在同一平面有六个晶胞共用P点原子，同时上一个平面还有六个晶胞共用P点原子。②ZnO和ZnS为离子晶体，因O2-半径小于S2-，故氧化锌晶格能比硫化锌晶格能大，熔点高。(2) 图2为体心立方，为金属钾，一个钾原子周围有8个钾原子，所以配位数为8，图3为面心立

方，一个铜原子周围有12个铜原子，所以配位数为12，两种晶体配位数之比为2∶3。(3) 晶胞中N原子

数目为8×1

8+1=2，Al原子数目为4×

1

4+1=2，原子个数比为1∶1，所以化学式是AlN。

10. (1)(2014·新课标Ⅰ卷)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。

(2)(2014·新课标Ⅱ卷改编)Cu和O形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则铜离子的电荷

为。

(3)(2014·四川高考)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图2所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是。

图1 图2 图3

(4)(2014·山东高考)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图3所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为，该材料的化学式为。【答案】(1) 16 (2) +1 (3) 2∶1 (4) 12 M3C60

【解析】(1) 该晶胞中含氧原子数为1

8×8+

1

2×6+4=8，则该晶胞中含铜原子数目是氧原子的2倍，

即16个。

(2) Cu与O能形成两种化合物，根据均摊法可由原子数比确定该化合物的化学式为Cu2O，Cu为+1价。(3) 该

晶胞中阳离子的个数为1+8×1

8=2，阴离子的个数为4×

1

2+2=4，则阴离子与阳离子的个数比为2∶1。

(4) 该晶胞中M原子的个数为12×1

4+9=12，该晶胞中含有C

60的个数为8×

1

8+6×

1

2=4，因此该晶胞的化

学式为M3C60。

11. (2013·泰州期末)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得下图所示的金刚砂(SiC)结构；若在晶体硅中所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。

(1)在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为。

(2)判断：a. SiO2，b.干冰，c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是(填字母)。

【答案】(1) 12 (2) b

【解析】(1) 从图示可以看出金刚砂中Si原子位置构成面心立方，每个Si原子周围最近的Si原子数目为12，则每个C原子周围最近的C原子数目也为12。(2) SiO2属于原子晶体，熔点很高，干冰与冰都是分子晶体，冰的熔点是0℃，而干冰在0℃时为气体，所以熔点从小到大的顺序是b

12. (1)(2013·山东理综)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为，该功能陶瓷的化学式为。

(2)(2013·新课标Ⅰ卷)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。

(3)(2013·海南高考)碳的一种同素异形体的晶胞如右图所示，右图对应的物质名称是，其晶胞中的原子数为，晶体类型为。

(4)(2013·福建理综)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3+3F2NF3+3NH4F，上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有(填字母)。

a. 离子晶体

b. 分子晶体

c. 原子晶体

d. 金属晶体

【答案】(1) 2 BN (2) 共价键 3 (3) 金刚石8 原子晶体 (4)abd

【解析】(1) 晶胞中大球的数目是8×1

8+1=2，小球的数目是4×

1

4+1=2，所以每个晶胞中含有B原子

的个数为2，功能陶瓷的化学式为BN。(2) 单质硅晶体属于原子晶体，原子之间作用力为共价键，面心

位置贡献原子是6×1

2=3。(3) 由图可知每个原子周围有4个键，判断为金刚石，属于原子晶体，晶胞中

的原子数为8×1

8+6×

1

2+4=8。(4) Cu 属于金属晶体，NH

3、F2、NF3属于分子晶体，NH4F 属于离子晶

体。

13. (1)(2013·南通三模)以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图Ⅰ)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式

为。

(2)(2013·南通二模)图Ⅱ是由Q、Cu、O三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中Cu为+2价，O 为-2价，则Q的化合价为价。

(3)(2013·南通一模)一种新型阳极材料LaCrO3的晶胞如图Ⅲ所示，已知距离每个Cr原子最近的原子有6个，则图Ⅲ中原子代表的是Cr原子。

图Ⅰ图Ⅱ图Ⅲ

【答案】(1) Ti4CN3(2) +3 (3) C

【解析】(1) 根据均摊法，晶胞中Ti数目为12×1

4+1=4，晶胞中C原子(顶点)数目是8×

1

8=1，晶胞

中N原子(面心)数目是6×1

2=3，所以碳氮化钛化合物的化学式为Ti

4CN3。(2) 根据均摊法，晶胞中大黑

球数目是8×1

4+2=4，小黑球数目是8×

1

8+1=2，白球数目是16×

1

4+4×

1

2+2=8，超导体的化学式为

Q2CuO4，因为Cu为+2价，O为-2价，所以Q的化合价为+3价。(3) 根据均摊法，晶胞中A原子数目是

8×1

8=1，B原子数目是6×

1

2=3，即为氧原子，C原子数目是1，根据图示，C原子最近的氧原子有6

个，所以C是Cr原子。

14. (1)(2015·新课标Ⅰ卷)O和Na形成某种化合物的晶胞结构如图1所示，此化合物的化学式

为，晶胞中O原子的配位数为。

(2)(2013·新课标Ⅰ卷)A(F元素)、B(K元素)和D(Ni元素)三种元素组成的一种化合物的晶胞如图2所示。该化合物的化学式为，D的配位数为。

图1 图2

(3)(2014·海南高考)金刚石晶胞结构如图3所示，则其晶胞中含有个碳原子。

图3

【答案】(1) Na2O 8 (2) K2NiF4 6 (3) 8

【解析】(1) 灰球数目是8×1

8+6×

1

2=4，黑球数目是8，则为Na

2O晶体，灰球为氧原子，配位数为

8。(2) 该晶胞中F原子个数=16×1

4+4×

1

2+2=8，K原子个数=8×

1

4+2=4，Ni原子个数=8×

1

8+1=2，所

以该化合物的化学式为K2NiF4，根据晶胞结构知，Ni的周围有6个F原子距其最近，故D的配位数是6。(3) 由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，所以金刚石

晶胞中C原子数目为4+6×1

2+8×

1

8=8。

15. CaF2晶体结构如图Ⅰ所示，H3BO3(硼酸)晶体结构如图Ⅱ所示，铜形成晶体的结构如图Ⅲ所示。

图Ⅰ图Ⅱ

图Ⅲ

(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与钙离子最近且等距离的氟离子数为，图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为。

(2)晶体CaF2和H3BO3(硼酸)晶体之间的熔点由高到低的排列顺序为(填化学式)，

H3BO3(硼酸)晶体存在的作用力除共价键以外含有。

【答案】(1) 8 12 (2) CaF2>H3BO3分子间作用力、氢键

【解析】(1) 由图Ⅰ可以看出与钙离子最近且等距离的氟离子数目为8，由图Ⅲ可以看出未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为3+6+3=12。(2) CaF2为离子晶体，H3BO3为分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体，H3BO3晶体存在的作用力除共价键以外，分子和分子之间存在分子间作用力，因为氧的电负性大，分子之间还存在氢键。

16. (1)已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图1所示，则该化合物的化学式

是。

(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图2所示，请改正图中错误：。

(3)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成的晶胞结构如图3所示。X的元素符号

是，与同一个N3-相连的X+有个。

图1 图2 图3

【答案】(1) ZXY3(2) ⑧应为黑色，且黑球应为Mg2+，白球为O2-(3) Cu 6

【解析】(1) 利用均摊法计算，该晶胞中N(Z)∶N(X)∶N(Y)=1∶8×1

8∶12×

1

4=1∶1∶3，该化合物

的化学式为ZXY3。(2) 由于MgO晶体结构属于NaCl型，Mg2+与O2-应交替排列，结合MgO晶胞图示，⑧应为黑色，并且黑球应为Mg2+，白球为O2-。(3) X+所含电子：2+8+18=28，则X为29号铜元素。从图上看，○少●多，结合X3N可知，○为N3-，以顶角上的○为中心，距离最近的X+有3个，构成一个完整的三维空间

需8个这样的立方体晶胞，则每个N3-周围有X+：8×3×1

4=6(棱上原子为4个晶胞所共用)。