17年高考化学(热点题型全突破)专题13模块5压轴题高分策略之常见晶体模型与晶胞计算(含解析)
高中化学复习压轴题热点练习：晶胞的有关计算
热点6 晶胞的有关计算1．某晶体的晶胞结构如图所示。
X (•)位于立方体顶点,Y()位于立方体中心。
试分析：(1)晶体中每一个Y 同时吸引着________个X,每个X 同时吸引着________个Y,该晶体的化学式是____________。
(2)晶体中在每个X 周围与它最近且距离相等的X 共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X 分别与1个Y 形成的两条线的夹角为_______。
答案 (1)4 8 XY 2(或Y 2X) (2)12 (3)109°28′解析 (1)同时吸引的微粒个数即指在某微粒周围距离最近的其他种类的微粒个数,观察图可知,Y 位于立方体的体心,X 位于立方体的顶点,每个Y 同时吸引着4个X,而每个X 同时被8个立方体共用,每个立方体的体心都有1个Y,所以每个X 同时吸引着8个Y,X 、Y 的个数比为1∶2,所以化学式为XY 2或Y 2X 。
(2)晶体中每个X 周围与它最接近的X 之间的距离应为如图所示立方体的面对角线。
位置关系分别在此X 的上层、下层和同一层,每层均有4个,共有12个。
(3)若将4个X 连接,构成1个正四面体,Y 位于正四面体的中心,可联系CH 4的键角,知该夹角为109°28′。
2．(1)单质O 有两种同素异形体,其中沸点高的是________(填分子式),原因是________________________；O 和Na 的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(2)Al 单质为面心立方晶体,其晶胞参数a ＝0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为________。
列式表示Al 单质的密度____________g·cm －3(不必计算出结果)。
答案 (1)O 3 O 3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体 离子晶体 (2)124×276.02×1023×（0.405×10－7）3解析 (1)O 元素形成O 2和O 3两种同素异形体,固态时均形成分子晶体,而分子晶体中,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的沸点越高,故O 3的沸点高于O 2。
2017年高考化学专题复习——化学键和晶体结构
2017年高考化学专题复习——化学键和晶体结构2014高考化学必备专题——化学键和晶体结构【考纲解读】1．掌握化学键的类型，理解离子键与共价键的概念2．掌握极性键和非极性键判断方法3．了解键参数，共价键的主要类型δ键和π键4．掌握原子、离子、分子、离子化合物的电子式，用电子式表示物质的形成过程【高考预测】纵观近几年的高考试题，化学键理论的再现率为100%。
主要考察化学键的分类、重要物质的电子式、氢键、化合物的分类等等。
一、化学键1、概念：，叫做化学键，根据成键原子间的电负性差值可将化学键分为和。
旧的化学键的断裂和新的化学键的生成是化学反应的本质，也是化学反应中能量变化的根本。
2．化学键的类型比较离子键共价键金属键极性键非极性键定义阴、阳离子之间的静不同原子间通过共用电子对相同原子间通过共用电子对金属阳离子和自由电电作用所形成的相互作用所形成的相互作用子之间的静电作用成键元素活泼的金属元素与活泼的非金属元素不同的非金属元素相同的非金属元素金属元素之间成键微粒阴、阳离子原子原子金属阳离子与自由电子粒子间相互作用静电作用共用电子对共用电子对静电作用电子式举例Na+重要应用是使原子互相结合成分子的主要因素2．化学键与物质类别的关系（1）只含非极性共价键键的物质：同种非金属元素构成的单质。
如H2、N2、P4、金刚石、晶体硅；（2）只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的化合物。
如：HCl、NH3、CS2等；（3）既有极性键又有非极性键的物质：如：H2O2、C2H2、C2H6、C6H6(苯)；（4）只含离子键的物质：活泼金属和活泼非金属元素形成的化合物。
如：NaCl、K2S、MgBr2等。
（5）既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。
（6）由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl（7）只含共价键而无范德瓦耳斯力的化合物，如原子晶体SiO2、SiC等。
（8）无化学键的物质：稀有气体，如He、Ar等。
计算专题晶胞的计算
计算专题晶胞的计算公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]晶胞的计算二、常见的晶胞计算题：晶胞密度r =m(晶胞)/V(晶胞)空间利用率=[V(球总体积)/V(晶胞体积)]×100%【注】1m＝10dm＝102 cm＝103 mm＝106 um＝109 nm＝1012 pm①简单立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：②体心立方堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：③面心立方最密堆积：假设球的半径为r cm，则该堆积方式的空间利用率为：再假设该金属的摩尔质量为Mg/mol，NA为阿伏伽德罗常数的数值，试计算该晶胞的密度：总结】必须掌握的常见晶胞及晶体结构分子晶体：干冰、冰晶胞图形、晶胞组成特点；原子晶体：金刚石（晶体硅）、二氧化硅晶胞组成特点、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；金属晶体：四种堆积方式的名称、图形、代表金属、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式；离子晶体：NaCl、CsCl、CaF2晶胞图形、晶胞组成、边长（体积、密度、原子最近距离）的计算方式。
【练习】中学化学教材中展示了NaCl晶体结构，它向三维空间延伸得到完美晶体。
NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl 相同，Ni2+与最临近O2-的核间距离为a cm，计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为 g/mol)。
(2)天然和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某氧化镍晶体中就存在如图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。
其结果为晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。
某氧化镍样品组成为，试计算该晶体中Ni3+ 与Ni2+的离子个数之比。
甲乙丙第二类：晶胞灵活变形及计算【例1：2012年新课标·37】【化学——选修3物质结构与性质】(15分)VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VIA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
2017年高考化学(热点题型全突破)专题5模块6热点五化学键与分子间作用力
专题5 模块6 热点五 化学键与分子间作用力一. 化学键1. 概念：使离子相互结合或原子相互结合的作用力。
2. 分类离子键化学键 极性共价键 共价键非极性共价键 二. 离子键和共价键比较 活泼金属与活泼非金属三. 电子式的书写 1．电子式的概念在元素符号周围，用“· ”或“×”来表示原子的最外层电子的式子叫电子式。
（1）原子的电子式：元素周围标明元素原子的最外层电子，每个方向不能超过2个电子。
当最外层电子数小于或等于4时以单电子分步，多于4时多出部分以电子对分布。
例如：（2）简单阳离子的电子式：简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，如： Na +、Li +、Mg+2、Al+3等。
（3）简单阴离子的电子式：不但要画出最外层电子数，而且还应用括号“[ ]”括起来，并在右上角标出“-n ”电荷字样。
例如：氧离子、氟离子。
（4）多原子离子的电子式：不仅要画出各原子最外层电子数，而且还应用括号“[ ]”括起来，并Fn”或“+n电荷字样。
例如：铵根离子氢氧根离子。
在右上角标出“-（5）离子化合物的电子式：每个离子都要单独写，而且要符合阴阳离子相邻关系，如M gCl2要写成，不能写成，也不能写成。
2．用电子式表示离子化合物的形成过程例如：NaCl的形成过程：；Na2O的形成过程：CaBr2的形成过程：【名师点拨】用电子式表示离子化合物的形成过程是要注意：①连接符号必须用“→”而不用“＝”。
②左边相同的原子的电子式可以合并，但右边构成离子化合物的每个离子都要单独写，不能合并。
四. 分子间作用力、氢键1. 分子间作用力⑴概念：分子之间存在一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力。
⑵特点：①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
②分子间作用力存在于由共价键形成的化合物分子之间，和绝大多数气态非金属单质分子之间。
2017年高考化学(热点+题型全突破)专题5 模块2 热点一 原子结构(含解析)
专题5 模块2 热点一原子结构一. 原子结构1. 原子核的构成核电荷数(Z) == 核内质子数 == 核外电子数 == 原子序数2. 质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值，叫质量数。
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）==近似原子量3. 原子构成4. 表示方法二. 元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系1. 区别2. 联系【名师点睛】(1) 在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。
(2) 同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。
(3) 自然界中，元素的各种同位素的含量基本保持不变。
三. “10电子”、“18电子”的微粒小结 1. “10电子”微粒2. “18电子”微粒典例1（2015上海）中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv 的名称为鉝。
关于Lv 293116的叙述错误的是（）A．原子序数116 B．中子数177C．核外电子数116 D．相对原子质量293【答案】D典例2 ( 2014上海)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是（）A．H3O＋和OH－B．CO和N2 C．HNO2和NO2－D．CH3＋和NH4＋【答案】D【解析】中性微粒的电子数＝质子数，阳离子的电子数＝质子数－所带电荷数，阴离子的电子数＝质子数+所带电荷数，则A、H3O＋和OH－均含有10个电子，A不正确；B、CO和N2均含有14个电子，B不正确；C、HNO2和NO2－均含有24个电子，C不正确；D、CH3＋中含有8个电子，而NH4＋含有10个电子，D正确，答案选D。
【变式训练1】（2017湖南怀化期末）某矿石由前20号元素中的4种组成，其化学式为WYZX4。
X、Y、Z、W分布在三个周期，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等，Y、Z位于同周期，Z单质是一种良好的半导体。
17年高考化学(热点题型全突破)专题9模块5压轴题高分策略之化学电源(含解析)
17年高考化学(热点题型全突破)专题9模块5压轴题高分策略之化学电源(含解析)D两式可以写成一个可逆反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4⇋2PbSO4↓＋2H2O3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池（三）燃料电池1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。
①当电解质溶液呈酸性时：负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4e- +4H+=2H2O当电解质溶液呈碱性时：负极：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O 正极：O2＋2H2O＋4 e- ＝4OH-另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。
电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e-＝CO32-＋7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e- ＝8OH-。
电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低(四)废弃电池的处理：回收利用典例一、【考点定位】二次电池的反应原理，离子移动，电极反应方程式书写，计算。
【2016四川】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。
放电时电池的总反应为：Li1-x CoO2+Li x C6=LiCoO2+ C6(x<1)。
下列关于该电池的说法不正确的是A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为Li x C6-x e-= x Li++ C6C．充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x gD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-x e-=Li1-x CoO2+Li+【答案】C典例二、【考点定位】考查燃料电池、原电池和电解池的工作原理【2016年新课标3】锌−空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)24-。
2017高考化学16个点之 物质结构与性质：六、晶体结构
1．【2016年高考新课标Ⅰ卷节选】（15分）锗（Ge ）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。
回答下列问题：（5）Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为_______________________，微粒之间存在的作用力是_____________。
（6）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为（0,0,0）；B 为（12，0，12）；C 为（12，12，0）。
则D 原子的坐标参数为______。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge 单晶的晶胞参数a =565.76 pm ，其密度为__________g·cm -3（列出计算式即可）。
【答案】（5）错误！未找到引用源。
；共价键； （6）①(14；14；14)；②73873106.02565.76⨯⨯⨯。
【解析】(5) Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为1个s 轨道与3个p 轨道进行的sp 3错误！未找到引用源。
杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；(6) ①根据各个原子的相对位置可知，D 在各个方向的1/4处，所以其坐标是(14；14；14)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge 原子是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度是310323103873/873/(565.7610/) 6.0210(565.7610)A m g mol g cm V N pm cm pm ρ--⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯=73873106.02565.76⨯⨯⨯cm 3。
2．【2016年高考新课标Ⅱ卷节选】（15分）东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。
回答下列问题：（3）单质铜及镍都是由______键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：I Cu=1959kJ/mol，I Ni=1753kJ/mol，I Cu>I Ni的原因是______。
2025版高考化学一轮复习课件 第五章 物质结构与性质 06-热点题型探究6 晶胞参数、晶胞投影图与
[解析] 由题图1可知，晶胞内处于体心和棱心， 原子一共有个，结合题图2得知，原子和 原子位于晶胞的面上，原子一共有个，原子一共有个，和 位于上下底面，则和共有个，即含个 和个，该化合物的化学式为 ；每个晶胞中有“两个分子”，每个晶胞质量为 ，该晶胞为长方体，其体积为，则 。
（2） 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，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，， ，则原子2和3的坐标分别为__________、________。
[解析] 空穴可得电子，因此可视为氧化剂；A物质得电子生成B物质，发生还原反应。
（2） 氧化铈的晶体结构如图所示，其中铈原子和氧原子的数量之比为_____，若晶体密度为 ，设为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数_ _____ （写出表达式）。
[解析] 题给晶胞中，铈原子的个数为 ，氧原子在晶胞内部，共8个，因此铈原子和氧原子的数量之比为 ；题给晶胞中含有4个铈原子和8个氧原子，因此 ，解得 。
2. （2023·湖南长沙期末）二氧化硅是科学研究的重要材料。如图为晶胞中原子沿轴方向在 平面的投影图（俯视图），其中晶胞边长为，原子略去，原子旁标注的数字表示每个原子位于 轴的高度。下列有关说法错误的是( )
A. 若的键能为，则使 全部变成、原子至少需要提供的能量是 B. 二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应C. A与效提高通信效率
0.81
0.5
[解析] 内部3个原子投影为 ，3个原子形成的线平行底面且到上、下底面的距离相等，可得D的坐标参数 ，题图中所示长度为D的坐标参数，D坐标参数，则 ，D的坐标参数为；根据以上分析可知 的密度为 。
4. 铈 属于镧系元素，氧化铈是一种重要的光催化材料。
高中化学(珍藏版讲义)—— 第十四讲-晶胞计算
14第 14 讲晶胞计算简化学——化繁为简晶体结构是中学化学的基本理论之一，指的是各粒子组成晶体时粒子的空间排布方式，是晶体的微观结构。
从微观角度讲，构成物质的粒子，除了相互间有一定的作用力外，这些粒子还有一定的空间排布规律，即一定数目的粒子组成一定的空间结构或构型。
晶体可被切割成若干个相同的基本单元，这些基本单元中的点、线、面都被若干相同的基本单元共用，故而每个基本单元只分割了几分之一个点、线、面这种方法被称为“均摊法”。
学习目标1．掌握石墨晶体的结构与性质。
2．掌握金属晶体在三维空间里的堆积模型及相关计算。
3．掌握高考常考题目的解题方法。
知识导图晶胞计算1. 过渡晶体与混合型晶体1.1 过渡晶体1.2 混合型晶体2. 金属晶体的原子堆积模型2.1 简单立方堆积和体心立方堆积2.2 六方最密堆积和面心立方最密堆积3. 综合计算3.1 密度计算3.2 坐标推断随堂讲义【2021春】高二讲义|选修5+选修3|尖端班考频分析考纲定位近5年考情统计难度晶胞计算密度计算2020全国35(4)2020天津15(2)2019全国35(4)2019全国35(4)2018全国35(5)2018全国35(5)2018全国35(5)2017海南19 (4)2016全国35(3)2017海南19 (3)★★★☆☆坐标推断2020山东17(4)2019全国35(4)2017全国35(5)2016全国35(6)★★☆☆☆大招速递大招列表模块链接我爱留疤骑士 2.2 六方最密堆积和面心立方最密堆积投影法 3.2 坐标推断晶胞计算第14讲模块一过渡晶体与混合型晶体知识精讲一、过渡晶体我们已经学习了分子晶体、共价晶体、离子晶体和分子晶体，纯粹的典型晶体并不多，多数晶体是过渡晶体。
以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例：几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数氧化物离子键的百分数（%）62504133表中氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，因此这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，是离子晶体与共价晶体间的过渡晶体。
17年高考化学(热点题型全突破)专题4模块5压轴题之高分策略___盖斯定律焓变计算(含解析)
专题4 模块5 压轴题之高分策略---盖斯定律焓变计算问题阐述：从整个本专题来分析，难度都不大，盖斯定律与焓变计算的试题在高考化学试卷中分布在化学平衡、化学反应速率等主观题部分，对于考生来说，是必争之分。
所以考生要对反应的本质有透彻的理解，对计算过程有清晰的思路，对精细的注意点有谨慎的处理态度，对于简单题要有拿全分的信心和能力。
一、重要规律：1、盖斯定律：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓（热量）变是一样的。
2、多角度运用盖斯定律（1）．计算关系（2）.思维模型叠加法求焓变步骤1 “倒”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。
这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错。
步骤2 “乘”为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘。
步骤3 “加”上面的两个方面做好了，只要将方程式相加即可得目标方程式，反应热也要相加3、进行反应的焓变计算应注意的问题（1）由于△H与反应物的物质的量有关，因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。
如化学计量数成倍减少或增加，则△H也要成倍的减少或成倍的增加。
当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，正负号相反。
（2）在使用盖斯定律时，伴随着两个或多个方程式的加减处理时，△H的计算一定要带上正负号。
二、典例剖析典例一、【考点定位】：考查盖斯定律的应用的知识。
【百强校·2016届西安中学第四次月考】NH3是重要的化工原料，已知: N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+a kJ/mol ①4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-b kJ/mol ② 2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) ΔH=-c kJ/mol ③则N2(g)+3H2(g) =2NH3(g)的ΔH 是（）A．(a+0.5b-1.5c)kJ/mol B．(a-2.5b+1.5c )kJ/mol C．(2a+3b-2c)kJ/mol D．(2c+b-a)kJ/mol 【答案】A典例二、【考点定位】：考查盖斯定律的应用及反应热的计算的知识。
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专题13 模块5 压轴题高分策略之常见晶体模型与晶胞计算
1．典型晶体模型
晶体 晶体结构 晶体详解
原子晶体
金刚石 （1）每个碳与相邻 4个碳以共价键结合，形成正四面体结构 （2）键角均为109°28′ （3）最小碳环由6个C组成且六原子不
在同一平面内
（4）每个C参与4条C—C键的形成，C
原子数与C—C键数之比为1∶2
SiO2
（1）每个Si与4个O以共价键结合，
形成正四面体结构
（2）每个正四面体占有1个Si,4个“
1
2
O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2
（3）最小环上有12个原子，即6个O,6
个Si
分子晶体 干冰
（1）8个CO2分子构成立方体且在6个
面心又各占据1个CO2分子
（2）每个CO2分子周围等距且紧邻的CO
2
分子有12个
离子晶体 NaCl型
（1）每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的
Cl－(Na＋)有6个，每个Na＋周围等距且紧
邻的Na＋有12个
（2）每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－
2
CsCl型 （1）每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个
（2）如图为8个晶胞，每个晶胞中含1
个Cs＋、1个Cl－
金属晶体
简单立方堆积 典型代表Po，配位数为6，空间利用率
52%
面心立方最密堆积 又称为A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、
Au，配位数为12，空间利用率74%
体心立方堆积 又称为 A2型或钾型，典型代表Na、K、
Fe，配位数为8，空间利用率68%
六方最密堆积 又称为A3型或镁型，典型代表Mg、Zn、
Ti，配位数为12，空间利用率74%
2．晶胞中微粒的计算方法——均摊法
3
典例一、
【考点定位】考查晶胞的计算
【2016新课标2】（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。
②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=________nm。
【答案】（4）①3:1
②13723251106.0210d
典例二、
【考点定位】考查常见晶胞类型和结构特点
（1）【2015·高考全国卷Ⅰ，37（5）】碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
石墨烯晶体 金刚石晶体
4
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接________个六元环，每个六元环占有________个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接________个六元环，六元环中最多
有________个C原子在同一平面。
【答案】（1）①3 2 ②12 4 （2）16
【名师点评】
（1） 问中的晶体结构，石墨烯晶体相对简单，使用均分法即可得解。金刚石晶体结构复杂，这里说明一
下。大家看一下晶体结构示意图，有些图形信息在局部图形中看不到：
选定一个目标碳原子（图中箭头所指），注意到这个碳原子有四个共价键呈四面体伸展，两两组合成六个角。
按理说六个角只对应六个六元环，但大家仔细看右图，红、蓝两色的六元环共同一个夹角。故可推知：每
个碳原子连接有2×6=12个六元环。
右图晶体结构中可以分离出一个小结构（下图左），可以观察其中某一个六元环（下图右）。注意到六
元环虽不是平面结构，但它是由三组平行线构成。任取一组平行线，可以确定四个原子共面。
典例三、
【考点定位】有关晶胞的计算
→ →
5
【2015·高考全国卷Ⅱ，37（5）】O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，
F的化学式为________；晶胞中O原子的配位数为________；列式计算晶体F的密度(g·cm
－
3
)__________________________________。
【答案】Na2O 8
4×62 g·mol
－1
0.566×10－7cm3×6.02×1023mol
－1
＝2.27 g·cm－3
知识升华二
【2014新课标1】37、〔化学—选修3：物质结构与性质〕(15分)
早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题：
（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过 方法区分晶
体、准晶体和非晶体。
（2）基态铁原子有 个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为： 可用硫氰化钾
检验三价铁离子，形成配合物的颜色为
6
（3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为
______；一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为： 。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因
是： 。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子
位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子。
（4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0．405nm，晶胞中铝原子的配位数为 。列
式表示铝单质的密度 g·cm－3(不必计算出结果)
【答案】（1）X射线衍射；（2）4个；血红色；（3）sp3；sp2；6NA；乙酸的分子间存在氢键，增加了分子之
间的相互作用；16；（4）12； 38)1005.4(274AN
【名师点评】
金属元素占元素总数的4/5, Fe、Al、Cu是日常生活、生产中用途广、用量大的常见金属。只有认识、
了解和掌握金属元素的原子结构、晶体结构和性质，才能更好的发挥金属及合金材料的作用，发挥它
的应用范围。本题考查了考生对晶体与非晶体和准晶体的区分方法、原子的杂化Fe3+离子的检验方法的
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掌握情况；通过晶胞中原子个数的计算和金属晶体的密度计算来考查考生的计算能力和应用知识解决
问题的能力。考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。
晶胞中原子的数目往往采用均摊法：①位于晶胞顶点的原子为8个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/8；
②位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/2；③位于晶胞棱心的原子为4个晶胞共用，
对一个晶胞的贡献为1/4；④位于晶胞体心的原子为1个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1。