2023年高考化學考試易錯題-晶體結構與性質(zhì)（學生版）

易錯點17晶體結構與性質(zhì)

易錯題(01)等離子體、液晶和離子液體的比擬

等離子體液晶離子液體

構成電子、陽離子和電中苯甲酸膽留酯體積很大的陰離

性粒子〔分子或原子、

子)陽離子

特性具有良好的導電性和具有液體的流動性、黏度、形難揮發(fā)、良好導電

流動性變性等，具有晶體的各向異性性、作溶劑

易錯題(02)“均攤法”與晶胞計算

(1)長方體(包含立方體)晶胞中不同位置粒子數(shù)的計算:

(2)“三棱柱”和"六棱柱"中不同位置粒子數(shù)的計算:

1

-楂上頂點上:w

4o

1面上

-

2-?±:|

1底面

-

2

、內(nèi)部：1

(3)確定晶體的化學式

分析晶1確之晶胞中同種粉子利用“均攤法''計算晶胞中各種確苣［各種粒子晶體的

.胞原樹----------------->

.的位置及個數(shù)，粒子的個數(shù).的個數(shù)比化學式

(4)計算晶體的密度

—晶體密度

(5)原子空間利用率計算

易錯題(03)四種晶體類型的比擬

分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體

比

金屬陽離子

構成粒子分子原子陰、陽離子

和自由電子

粒子間的相

分子間作用力共價鍵金屬鍵離子鍵

互作用力

有的很大，

硬度較小很大較大

有的很小

有的很高，

熔、沸點較低很^V較高

有的很低

難溶于任何溶常見溶劑難大多易溶于水等極

溶化性相似相溶

劑溶性溶劑

一般不導電，

導電、傳熱一般不具有導電和熱的晶體不導電，水溶

溶于水后有的

性電性良導體液或熔融態(tài)導電

導電

易錯題(04)晶體類型推斷

(1)依據(jù)構成晶體的微粒和微粒間作用力推斷

由陰、陽離子形成離子鍵構成的晶體為離子晶體：由原子形成的共價鍵構成的晶體為共價

晶體；由分子依靠分子間作用力形成的晶體為分子晶體；由金屬陽離子、自由電子以金屬

鍵形成的晶體為金屬晶體。

(2)依據(jù)晶體的熔點推斷

不同類型晶體熔點的一般規(guī)律：共價晶體〉離子晶體〉分子晶體。金屬晶體的熔點差異很

大，如鴇、伯等熔點很高，能等熔點很低。

易錯題(05)晶體熔、沸點上下的比擬

(1)看物質(zhì)所屬晶體類型，一般情況下，晶體的熔點：共價晶體〉離子晶體〉分子晶體。

(2)同類晶體熔、沸點推斷思路：

J共價晶體!■＞共價鍵鍵能T鍵長T原子半徑

空黔T分廣晶體卜分子間作用力一相對分子質(zhì)他(考慮分子間是否存在匆鍵)

的比較I-I離J'"闈一離了鍵強弱一離戶所帶電荷數(shù)、熱廣半徑

■I金屈晶體卜金屬鍵f價電子數(shù)、離子半徑

易錯題(06)晶胞投影圖的分析

(1)分析晶胞沿x軸方向(yz)、y軸方向(xz)、z軸方向(xy)的投影圖，確定晶胞中

各粒子的具體位置。

(2)結合晶胞參數(shù)，利用“均攤法”計算晶體的密度、原子的空間利用率等。

(3)結合三維坐標系及晶胞子的位置，確定相關原子的坐標參數(shù)(或分數(shù)坐標)。

易錯題(07)

典例分析

例題1、理論計算預測，由汞iHg)、錯(Ge)、睇(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓

撲絕緣體材料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中局部Ge原子被Hg和Sb取

代后形成。

(1)圖b為Ge晶胞中局部Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結構，它不是晶胞

單元，理由是

(2)圖c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為；該晶胞中粒

子個數(shù)比Hg:Ge:Sb=。

(3)設X的最簡式的式量為M，則X晶體的密度為g/cm3(列出算式)。

(解析)(1)比照圖b和圖c可知，X晶體的晶胞中上下兩個單元內(nèi)的原子位置不完全相

同，不符合晶胞晶胞是晶體的最小重復單位要求，可能還有其他形式。

(2)以晶胞上方立方體中右側面心中Hg原子為例，同一晶胞中與Hg距離最近的Sb的數(shù)

目為2,右側晶胞中有2個Sb原子與Hg原子距離最近，因此X的晶體中與Hg距離最近

的Sb的數(shù)目為4。該晶胞中Sb原子均位于晶胞內(nèi)，因此1個晶胞中含有Sb原子數(shù)為8,

Ge原子位于晶胞頂點、面心、體心，則1個晶胞中含有Ge原了,數(shù)為l+8x：+4x：=4；Hg

原子位于棱邊、面心，則1個晶胞中含有Hg原子數(shù)為6><T+4X;=4,則該晶胞中粒子個

數(shù)比Hg：Ge：Sb=4：4：8=1：1：2。

4xMr

（3）1個晶胞的質(zhì)量加=瓦一g，1個晶胞的體積V=（x^1O-7cm）2x（yxio7cm）=x2yx1Q—21

m"A-4xM

cnP,則x晶體的密度為7=方中中再的rxmgcm-\

（答案）（1）圖b不具有“無隙并置”的特點

（2）4

例題2、在金屬材料中添加AIC2顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。

AlCn具有體心四方結構，如下圖。

（1）處于頂角位置的是原子。

（2）設Cr和A1原子半徑分別為2和rAI,則金屬原子空間占有率為%（列出計算

表達式）。

（解析）（1）AlCn具有體心四方結構，黑球個數(shù)為8X1+1=2,白球個數(shù)為8X；+2=4,結合

化學式AlCn推知，白球為Cr,黑球為AL即處于頂角位置的是A1原子。

（2）設Cr和A1原子半徑分別為心和rAI，則金屬原子的總體積為

8M2*+r；J

4*x4+4忌2-8兀（2瑞+成）800?（尺1+2

，X4,1---XxZ----------

,故金屬原子空間占有率=3x100%=3/c

8007t（rAiH2r（-r）

（答案）（1）Al（2）33a422cc

例題3、（1）OF2的熔、沸點（填“高于〃或“低于〃）CbO,原因是。

（2）硅、錯（Ge）及其化合物廣泛應用于光電材料領域，晶體硅和碳化硅熔點較高的是

（填化學式）。

（3）H2S、CH4、出0的沸點由高到低順序為。

(解析)(1)0F2和02。都是分子晶體，范德華力影響其熔、沸點，而相對分子質(zhì)量越

大，范德華力越強，其熔、沸點越高。

(2)晶體硅和碳化硅都是共價晶體，Si原子半徑大于C,則鍵長：Si—Si>Si—C,鍵

能：Si—SiVSi—C,而鍵能越大，共價晶體的熔點越高，故熔點較高的是SiC。

(3)H2S,CH4.都形成分子晶體，出0形成氫鍵，H2S>CH4只存在范德華力，且

的相對分子質(zhì)量大，范德華力大，其沸點高于故沸點：

H2sCH4,H2O>H2S>CH4O

(答案)⑴OF?和CbO都是分子晶體，結構相似，CbO的相對分子質(zhì)量大，CbO的

熔、沸點高

(2)SiC

⑶H2O>H2S>CH4

例題4、(1)XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如下圖，晶胞棱邊夾角均為90。，該晶胞中

有個XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位

置，稱為原子的分數(shù)坐標，如A點原子的分數(shù)坐標為6，1)o已知Xe—F鍵長為r

pm,則B點原子的分數(shù)坐標為；晶胞中A、B間距離d=pmo

AJ

(2)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數(shù)

坐標。四方晶系CdSnAsz的晶胞結構如下圖，晶胞棱邊夾角均為90。，晶胞中局部原子的

分數(shù)坐標如下表所示。

2apm

一個晶胞中有個Sn,找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn(用分數(shù)坐標表

示）。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有個。

（解析）（2）坐標原點是黑球Cd（O,0,0）,又知晶體的化學式為CdSnAs2,結合晶胞結構推

知，Sn是白球，As是灰球。有4個Sn位于棱上（折合為1個），其它有6個Sn位于面上

（折合為3個），共4個Sn。距離Cd（OOO）最近的Sn有兩個，分數(shù)坐標分別為（0.5,0,0.25）、

（0.5,0.5,0）。觀察圖中白球和灰球的關系，可知與單個Sn結合的As有4個。

（答案）⑴2（0,0,￡）

cV22

（2）4（0.5,0,0.25）、（0.5,0.5,0）4

例題5、（1）以Zn為頂點的ZnGePz晶胞結構如下圖。

①Zn的配位數(shù)為o

②以Ge為頂點的晶胞中，Zn原子位于o

（2）氮、銅形成的一種化合物，為立方晶系晶體，晶胞參數(shù)為apm,沿面對角線投影如

下圖。已知該晶胞子的分數(shù)坐標為:Cu：（o,o,3（o,；,o）；、,o,oN:（0,0,0）則該晶

胞中，與Cu原子等距且最近的Cu原子有個。

（解析）（1）①以體心的Zn為例，距離其最近且距離相等的原子有4個，所以配位數(shù)為

4；

②結合晶胞結構示意圖可知，假設以以Ge為頂點的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。

（2）結合投影以及局部Cu、N原子的坐標可知N原子位于立方體的頂點，Cu原子位于棱

心，距離Cu原子相等且最近的Cu原子位于相鄰的棱上，所以個數(shù)為8。

（答案）（1）①4②棱心、面心

(2)8

易錯題通關

1.（2022?廣東?佛山市南海區(qū)九江中學高三階段練習）我國科學家以碳60為原料，制造出

一種單層碳60聚合物單晶新材料（局部結構如圖）。以下有關說法不正確的選項是

A.單層聚合C60與金剛石互為同素異形體

B.C60中的12c中子數(shù)為6

C.C60和石墨均為分子晶體

D.單層聚合碳60中有非極性共價鍵

2.（2022?江蘇省包場高級中學高三開學考試）乙醛與新制氫氧化銅懸濁液反響的實驗如

下：

步驟1：向試管中參加2mLi0%NaOH溶液，邊振蕩邊滴加4?6滴2%CuSO#溶液，觀察

到有藍色絮狀沉淀產(chǎn)生。

步驟2：再向試管中參加0.5mL乙醛溶液，加熱，觀察到有紅色沉淀產(chǎn)生。

A.乙醛分子中元素的電負性：O>C>H

B.步驟1中可用過量的氨水替代NaOH溶液

C.上述實驗說明新制氫氧化銅能被乙醛復原

D.上圖所示的Cu2O晶胞中銅原子的配位數(shù)為2

3.（2022?遼寧朝陽?高三階段練習）磷化硼是一種耐磨涂料，可用作金屬的外表愛護層。

磷化硼晶體晶胞（立方體）如下圖。已知原子坐標耳為（0O0）,巳為。,1,1）,晶胞的密度為

pg-cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示。以下說法中正確的選項是

A.磷原子的配位數(shù)為12

B.圖中a原子的坐標是《（3q3q3

4x42

C.磷化硼晶體的晶胞邊長為《N二“I"）01

D.電負性：B>P

4.（2022?北京?高三開學考試）鈉的一種氧化物的正方體晶胞如下圖（"?"或“。"均表示一

個簡單離子）。以下說法正確的選項是

A.該氧化物的化學式為Na2（）2

B.晶胞中連接“。”與"?"的線段表示共價鍵

C.晶胞中與“?！弊罱业染嗟摹啊沟臄?shù)目為4

D.該晶體中“?！迸c"」的核外電子排布相同

5.（2022?湖北?高三開學考試）金剛砂與金剛石具有相似的晶體結構，硬度為9.5,熔點為

2700。。其晶胞結構如下圖。以下說法正確的選項是

A.該晶體屬于共價晶體，熔點比金剛石高

B.C位于Si構成的正四面體空隙中

C.C—Si的鍵長為apm,則晶胞邊長為2&apm

D.金剛砂中C原子周圍等距且最近的C原子數(shù)為6

6.(2022?湖南?長郡中學高三階段練習)通過反響4BI(g)+As￡g)目蒯鼬4BAs(s,晶

體)+612(g)可制備具有超高熱導率半導體材料——BAs晶體。以下說法錯誤的選項是

A.圖(a)表示AS4結構，AS4分子中成鍵電子對數(shù)與孤對電子數(shù)之比為3：1

B.圖(b)表示單質(zhì)硼晶體&2的根本結構單元，該根本單元為正二十面體

C.圖(b)所示單質(zhì)硼晶體的熔點為2180。。它屬于共價晶體

D.圖(c)表示BAs的晶胞結構，距離As原子最近且相等的B原子有4個

7.(2022?四川?鹽亭中學一模)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原

子的位置，稱作原子的分數(shù)坐標。四方晶系CdSnAsz的晶胞結構如下圖，晶胞棱邊夾角均

為90。，晶胞中局部原子的分數(shù)坐標如表所示。以下說法不正確的選項是

apm

XYZ

Cd000

Sn000.5

As0.250.250.25

A.灰色大球代表As

B.一個晶胞中有4個Sn

C.CdSnAsz晶體中與單個Sn鍵合的As有2個

D.距離Cd（O,0,0）最近的Sn的分數(shù)坐標是（0.5,0,0.25）和（0.5,0.5,0）

8.（2022?重慶市育才中學高三開學考試）已知，圖甲為金屬鈉的晶胞，晶胞邊長為a

pm,圖乙為金屬鈉的晶胞截面，圖丙為Li2s晶胞截面（已知Li2s的晶體結構與CaF2相

似）。假設晶胞邊長為dpm,則以下關于Li2s晶胞的描述錯誤的選項是

圖內(nèi)

A.每個晶胞中含有的S2一數(shù)目為4

B.與Li+距離最近且相等的S2?有4個

C.與Li+距離最近且相等的Li+有12個

D.該晶胞中兩個距離最近的Li+和S2-的核間距的計算表達式為乎dpin

9.（2022?江蘇南通?高三開學考試）NO?能與懸浮在大氣中的海鹽粒子作用，反響為

2NO2+NaCI=NaNO3+ClNO（CINO各原子均到達8電子穩(wěn)定結構）。以下說法正確的選項是

A.NaNOs晶體屬于分子晶體B.C1NO的結構式為C1-N=O

C.NaCl晶胞中Na*的配位數(shù)為12D.NO?是由極性鍵構成的非極性分子

10.（2022?山西?大同市第二中學校高三開學考試）某Ba-Ti-0晶體具有良好的電學性能，

其晶胞為立方晶胞（如圖），晶胞參數(shù)為apm。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，以下說法錯誤

的選項是

B.Ba?+的配位數(shù)為6

71產(chǎn)

C.Ti”+位于-的八面體空隙D.晶體的密度為二^—g-cnT3

aN

11.（2022?浙江?高三開學考試）已知非金屬元素A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的4種

短周期元素，其中A是元素周期表子半徑最小的元素，D是地殼中含量最多的元素，B原

子核外電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，E原子核外電子層數(shù)為4,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道

全部排滿電子，且最外層電子數(shù)與A相同。以下有關說法正確的選項是

A.元素B、C、D的第一電離能由大到小的順序為：D>C>B

B.由A與C以個數(shù)比1：1組成的化合物中不可能含有離子鍵

C.A與B、A與C、A與D均能形成18電子的分子

D.如圖為D和E兩種元素組成的化合物的晶胞，則E離子的配位數(shù)為4

12.（2022?山東日照?高三開學考試）LiFePO4的晶胞結構示意圖如（a）所示。其中O圍繞

Fe和P分別形成正八面體和正四面體。電池充電時，LiFePO,脫出Li*轉化如圖，以下說

法正確的選項是

充電，

放電

(■>LiFcPO4(b>Li1/cPO4(OFcPO,

A.每個Li,.xFcPO4晶胞中Li+個數(shù)為1-x

B.lmolLiFeO4晶胞完全轉化為Li1*FePO4晶胞，轉移電子數(shù)為01875心

C.lmolLi,.xFePO4晶胞中+2價Fe原子個數(shù)為3.259

D.當FePO,轉化為L/FePO^j,每轉移(l-x)mol電子，消耗4(l-x)molLi+

13.我國科學家創(chuàng)造了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲爵的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固

溶體，四方ZrCh晶胞如下圖。

(1)ZH+離子在晶胞中的配位數(shù)是.晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm,該晶體密度

為.g-cnr5(寫出表達式)。

(2)在ZrCh中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學式可表示為Zn】rLxOy，則

14.GaAs的熔點為1238P,密度為"g-cmT,其晶胞結構如下圖。

①該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。

-1-1

②Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為M3agmol和A/ASgmol,原子半徑分別為rGapm和rAs

pm,阿伏加德羅常數(shù)值為M，則GaAs晶胞子的體積占晶胞體積的百分率為。

15.As與Co形成的某種化合物的晶胞如圖(a)所示，其中局部晶胞中As的位置如圖(b)所

示。

(1)該化合物的化學式為。

(2)假設化合物的摩爾質(zhì)量為A/g-moH,密度為pgpm-3。Co和As原子半徑分別為npm

和，々pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞子的體積占晶胞體積的百分率為

(列出表達式即可)。

16.(1)Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素。三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，其熔

點由高到低的順序為?

(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCL,至丁山熔點

依次升高，原因是?

化合物

TiF4TiCl4Til4

熔點/℃377-24.12155

(3)一些氧化物的熔點如下表所示:

氧化物

Li2OMgOP4O6SO2

熔點/℃1570280023.8-75.5

解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：