突破练25　晶体结构与性质--2026全国版高考化学突破练(含答案)

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2026全国版高考化学突破练
突破练25　晶体结构与性质
选择题每小题3分,共24分。
基础·满分练
命题角度1　四种类型晶体及性质
1.(2025·湖南岳阳一模)NaCl、CsCl、CaF2是三种典型的晶体,晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.通过晶体的X射线衍射实验可以区分NaCl晶体与CsCl晶体
B.NaCl、CsCl晶体中,Cl-的配位数相等
C.两种晶体的熔点高低关系为CaF2>CsCl
D.CaF2晶胞中,a点坐标参数为(0,0,0),则b点F-分数坐标为()
2.(2026·浙江宁波期初调研)铝的卤化物AlX3(X=Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在。下列说法错误的是(　　)
性质 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
熔点/℃ 1 040 192.4 97.8 189.4
沸点/℃ 1 291 180 265 382
A.AlF3晶体类型与其他三种不同
B.1 mol Al2Cl6中所含配位键数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
C.Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e-结构
D.AlCl3熔点高于AlBr3的原因是Cl的电负性大于Br,具有一定离子晶体特征
3.(2025·安徽卷)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构,层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D.碘晶体的密度为 g·cm-3
命题角度2　晶胞结构的分析与计算
4.(2025·山东齐鲁名校联盟联考)科学家可视化了某复杂钙钛矿晶体结构系统的三维原子和电子密度结构。如图,以1号原子为坐标原点,晶胞参数为单位长度建立坐标系。下列有关说法错误的是(　　)
A.该晶体的化学式为CaTiO3
B.钛原子位于氧原子形成的正八面体中心
C.2号原子的分数坐标为(,1,)
D.a为晶胞参数,则2、3号原子间的距离为
5.(2025·湖南邵阳三模)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),(0,0,1),(0,1,),下列说法错误的是(　　)
A.化合物X的化学式为K2CuF4
B.Cu的配位数为6
C.Q的原子分数坐标为(0,1,1-)
D.化合物X的密度为 g·cm-3
能力·高分练
6.(2026·广西柳州开学联考)由Ba、Mn、O三种元素组成的化合物的晶胞,由层状[BaO]结构堆积而成,Mn4+位于层间且与上下两层距离相等,该晶胞结构及其在xy平面的投影如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是(　　)
A.该物质的化学式为BaMnO3
B.A点原子的分数坐标为()
C.同层Ba2+与O2-间的最短距离为0.5a nm
D.该晶体的密度为×1021 g·cm-3
7.(2025·江西上饶二模)板钛矿中铜的氧化物X立方晶胞图和钛的氧化物Y四方晶胞图如图所示,X晶胞参数为a nm。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,A点原子分数坐标为(0,0,0),B点原子分数坐标为(0.3048,0.3048,0),下列说法错误的是(　　)
A.Y的化学式为TiO2
B.板钛矿中铜的氧化物晶胞中铜的配位数为2
C.X晶胞密度为 g·cm-3
D.Y晶胞中C点原子坐标为(0.6952,0.6952,0)
8.(2025·河北邢台一模)稀磁半导体LixZnyAsz的立方晶胞结构如图所示,阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　)
A.该晶体中,每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有6个
B.该晶体的密度为g·cm-3
C.b点原子的分数坐标为()
D.晶胞x轴方向的投影图为
9.(15分)(1)(2025·广东汕头一模)Cu、Au能形成多种组成固定的合金,其中一种晶体X的晶胞结构(立方体)如图所示。该合金的晶胞中,铜原子a的分数坐标为　　　　　　　。设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρ g·cm-3,则晶体X中Au与Cu之间的最短距离为　　　　　　 nm(NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)(2025·山东淄博一模)银氮化合物X属于四方晶系,晶体中Ag、N原子分别形成二维层状结构,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°)。
X的四方晶胞
X沿z轴的投影图
化合物X的化学式为　　　　　;已知A点原子的分数坐标为(1,,0),则C点原子的分数坐标为　　　　　　　,晶胞中A、B间距离为　　　 nm。
参考答案
课时突破练25
1.B　通过晶体的X射线衍射实验可以区分NaCl晶体与CsCl晶体,A项正确。NaCl、CsCl晶体中,Cl-的配位数分别为6、8,B项错误。CaF2、CsCl均为离子晶体,离子半径Cs+大于Ca2+、Cl-大于F-,离子电荷数Cs+小于Ca2+,则CaF2晶体中离子键更强,CaF2熔点更高,C项正确。CaF2晶胞中,a点坐标参数为(0,0,0),由图可知,b点F-在x、y、z轴上投影坐标分别为,则其分数坐标为(),D项正确。
2.B　AlF3为离子晶体,其他三种为分子晶体,A项正确。每个Al与周围的三个Cl共用一对电子,与另一个Cl形成配位键,故1 mol Al2Cl6中所含配位键数目为2NA,B项错误。每个Al与周围的三个X共用一对电子,与另一个X形成配位键,均满足8e-结构,C项正确。
3.A　碘晶体中,分子间是“卤键”(类似氢键),层与层间是范德华力,与石墨不同(石墨层内只存在共价键),所以碘晶体是分子晶体,A项错误。题目中的“卤键”类似分子间作用力,只不过强度与氢键接近,则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力,即“卤键”,B项正确。每个I2分子能形成4个“卤键”,每个“卤键”被2个碘分子共用,则每个碘分子能形成2个“卤键”,127 g碘晶体物质的量是0.5 mol,“卤键”的个数是0.5 mol×2×NA mol-1=NA,C项正确。碘晶体为层状结构,所给区间内4个碘原子处于面心,则每个晶胞中碘原子的个数为8×=4,晶胞的体积为abd×10-30 cm3,故晶体密度为 g·cm-3,D项正确。
4.D　由晶胞结构可知,晶胞中位于顶角的钙原子个数为8×=1、位于体心的钛原子个数为1、位于面心的氧原子个数为6×=3,则晶体的化学式为CaTiO3,A项正确。钛原子位于晶胞的体心,上、下底面的氧原子与四个侧面上的氧原子形成正八面体,B项正确。2号原子在右侧面的中心,其原子分数坐标为(,1,),C项正确。由晶胞结构可知,2、3号原子间的距离为面对角线的,由基本参数为a可知,2、3号原子间的距离为,D项错误。
5.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×+2=4,F原子(白球)个数为16×+4×+2=8,Cu原子(灰球)个数为8×+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项正确。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项正确。M、N、P的原子分数坐标分别为(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,),则Q点的原子分数坐标为(1,0,1-),C项错误。晶体密度为ρ= g·cm-3,D项正确。
6.B　由晶胞结构及电荷守恒可知,Ba2+:面心和内部原子贡献×2+1=2,Mn4+:处于晶胞内部,其完全属于晶胞,个数为2,O2-:4×+4××8+3=6,Ba2+、Mn4+和O2-的个数比为1∶1∶3,故化学式为BaMnO3,A项正确。根据晶胞坐标系(x、y轴夹角120°)及A点位置和平面投影图可知,其分数坐标为(),B项错误。根据x、y轴夹角120°和底边菱形边长为a nm可知,同层Ba2+与O2-的最短距离应为a nm,即0.5a nm,C项正确。由于晶胞底面为菱形,故晶胞体积V=a2c×10-21 cm3,含2个BaMnO3单元,质量为 g,则密度ρ= g·cm-3=×1021 g·cm-3,D项正确。
7.C　Y为钛的氧化物四方晶胞,Ti原子位于晶胞顶角和体心,共2个Ti;O原子数为4,则Ti∶O=2∶4=1∶2,故其化学式为TiO2,A项正确。X为铜的氧化物立方晶胞,该晶胞中距铜原子最近的O原子个数为2,Cu的配位数为2,B项正确。X晶胞中有4个Cu和2个O(化学式为Cu2O),晶胞质量m= g= g,体积V=(a×10-7cm)3=a3×10-21 cm3,密度ρ= g·cm-3= g·cm-3,C项错误。Y晶胞中A(0,0,0),B(0.3048,0.3048,0),C与B关于中心(0.5,0.5,0)对称,则C点原子分数坐标为(0.6952,0.6952,0),D项正确。
8.D　由晶胞结构可知,晶胞中位于体心的Li原子与位于面心的Zn原子紧邻且距离相等,则该晶体中,每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有6个,A项正确。由晶胞图可知,Li原子位于棱心和体心,共有12×+1=4个,As原子位于晶胞内部,共有4个,Zn原子位于顶角和面心,共有8×+6×=4个,晶胞化学式为LiZnAs,晶胞的质量为 g,晶胞的体积为w3×10-21 cm3,故该晶体的密度 g·cm-3,B项正确。根据a点原子的分数坐标可推断出b点原子的分数坐标为(),C项正确。由晶胞结构可知,晶胞x轴方向的投影图为,D项错误。
9.(1)(0.5,1,0.5)　×107
(2)AgN3　()　
解析 (1)根据图示,铜原子a位于面心,该合金的晶胞中,铜原子a的分数坐标为(0.5,1,0.5);晶体X中Au与Cu之间的最短距离为晶胞面对角线的一半,根据“均摊法”计算,一个晶胞中含有1个Au原子和3个Cu原子,X的最简式的式量为Mr,故晶体X中Au与Cu之间的最短距离为×107 nm。
(2)一个化合物X的晶胞中,含有Ag的个数为8×+2=4,N的个数为8×+12×+4=12,其化学式为AgN3;对比A点原子的分数坐标,可知C点原子的分数坐标为();如图所示,,故晶胞中A、B间距离为 nm。
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