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专练29晶体结构与性质授课提示：对应学生用书57页1．[2024·吉林卷]某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是（）A．结构1钴硫化物的化学式

为Co9S8B．晶胞2中S与S的最短距离为32aC．晶胞2中距Li最近的S有4个D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体答案：B解析：由均摊法知，结构1中含Co数目为18×4＋4＝4.5，含S数目为14×12＋1＝4，Co、S个数比为

9∶8，则结构1钴硫化物的化学式为Co9S8，A正确；由晶胞2可知，S与S的最短距离为面对角线长度的12，即22a，B错误；晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构，故晶胞2中距Li最近的S有4个，C正确；晶胞2中Li数目为8，S数目为14×12＋1＝4，晶胞2含4个Li2S，

晶胞3中Li数目为8，S数目为18×8＋12×6＝4，晶胞3也含4个Li2S，故晶胞2和晶胞3表示同一晶体，D正确。2．[2023·辽宁卷]晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体（图1），进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高

性能固体电解质材料（图2）。下列说法错误的是（）A.图1晶体密度为72.5NA×a3×10－30g·cm－3B．图1中O原子的配位数为6C．图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1－xD．Mg2＋取代产生的空位有利于Li＋传导

答案：C解析：根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×14＋1＝3，O：2×12＝1，Cl：4×14＝1，1个晶胞的质量为3×7＋16＋35.5NAg＝72.5NAg，晶胞的体积为（a×10－10cm）3＝a3×10－30cm3，则晶体的密度为72

.5NAg÷（a3×10－30cm3）＝72.5NA×a3×10－30g·cm－3，A项正确；图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×

14＝2，O：2×12＝1，Cl或Br：4×14＝1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1－x，C项错误；进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2

＋取代产生的空位有利于Li＋的传导，D项正确；答案选C。3．[2023·湖北卷]镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn，属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下LaH2中的

每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是（）A．LaH2晶体中La的配位数为8B．晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHxC．在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40

的闭合多面体笼D．LaHx单位体积中含氢质量的计算式为40（4.84×10－8）3×6.02×1023g·cm－3答案：C解析：由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；由LaHx晶

胞结构可知，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx，故B正确；由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶

点数为4×8＝32，且不是闭合的结构，故C错误；1个LaHx晶胞中含有5×8＝40个H原子，含H质量为40NAg，晶胞的体积为（484.0×10－10cm）3＝（4.84×10－8）3cm3，则LaHx单位体积中含氢质量的计算式为40（4.84×10－8）3×

6.02×1023g·cm－3，故D正确；答案选C。4．[2024·郑州模拟]下列有关说法不正确的是（）A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每

个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D．金属Cu中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12答案：C解析：水合铜离子中铜离子的配位数为

4，配体是水，水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键，A正确；根据均摊法可以知道，在CaF2晶体的晶胞中，每个CaF2晶胞平均占有Ca2＋个数为1/8×8＋1/2×6＝4，B正确；电子云密度表示电子在某一

区域出现的机会的多少，H原子最外层只有一个电子，所以不存在大多数电子一说，只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较多，C错误；在金属晶体的最密堆积中，对于每个原子来说，在其周围的原子有与之同一层上有六个原子和上一层的三

个及下一层的三个，故每个原子周围都有12个原子与之相连，对于铜原子也是如此，D正确。5．[2024·湖北卷]黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au­Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是（）A．Ⅰ为18K金B．Ⅱ中Au

的配位数是12C．Ⅲ中最小核间距Au­Cu<Au­AuD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1答案：C解析：纯金为24K，则18K金中金的质量分数为75%，Ⅰ中Au位于体心，个数为1，Cu位于顶点，个数为8×18＝1，则Au的质量分数为197197＋64×100%

≈75%，为18K金，A正确；Ⅱ中Au位于顶点，个数为8×18＝1，Cu位于面心，个数为6×12＝3，晶体化学式为Cu3Au，1个Cu周围有4个Au，则1个Au周围有12个Cu，Au的配位数是12，B正确；Ⅲ中Au­Cu和Au­Au的最小核间距均为面对角线长度的12，

故最小核间距Au­Cu＝Au­Au，C错误；结合上述分析可知，Ⅰ中Au、Cu原子个数比为1∶1，Ⅱ中Au、Cu原子个数比为1∶3，Ⅲ中Au位于面心，个数为6×12＝3，Cu位于顶点，个数为8×18＝1，Au、Cu原子个数比为3∶1，D正确。6．[2024·湖北卷]结构

决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是（）事实解释A甘油是黏稠液体甘油分子间的氢键较强B王水溶解铂浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性C冰的密度小于干冰冰晶体中水分子的空间利用率相对较低D石墨能导电未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动答案：B解析：1

分子甘油中含有三个羟基，可以形成分子间氢键，且氧的电负性较大，形成的氢键较强，故甘油是黏稠液体，A正确；铂与HNO3反应生成的Pt4＋能与氯离子形成稳定的配离子[PtCl6]2－，增强了Pt的还原性，所以王水能溶解铂，B错误；冰晶体中，每个水分子周围有4个紧邻的水

分子，氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，故密度比冰的高，C正确；石墨中C原子

为sp2杂化，未参与杂化的2p电子的原子轨道垂直于碳原子平面，由于所有p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，故石墨能导电，D正确。7．现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式正确的是（）答案：C解析：A离子个数是1

，B离子个数为1/8×8＝1，则其化学式为AB，A错；E离子个数＝1/8×4＝1/2，F离子个数＝1/8×4＝1/2，则其化学式为EF，B错；X离子个数是1，Y离子个数＝1/2×6＝3，Z离子个数＝1/8×8＝1，则其化学式为XY3Z，C正确；A离子个数＝1/8×8＋1/2×

6＝4，B离子个数＝12×1/4＋1＝4，则其化学式为AB，D错。8.[2024·武汉市调研考试]铁镁合金是目前储氢密度较高的材料之一，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a。下列说法正确的是（）A．合金储氢的过程是物理变化B．铁镁

合金中存在金属键和离子键C．晶体中Fe的配位数为4D．晶胞中Fe与Mg的最短距离为34a答案：D解析：合金储氢的过程中形成了金属氢化物，为化学变化，A项错误；铁镁合金中存在金属键，不存在离子键，B项错误；以题给晶胞图中上方面心处Fe为研究对象，与其距离最

近且相等的Mg有8个（上下两个晶胞各4个），故Fe的配位数为8，C项错误；晶胞中Fe与Mg的最短距离为晶胞体对角线长度的14，即34a，D项正确。9．[2024·安徽卷]研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物（LixLayTiO3），其立方晶胞和导电时Li＋迁

移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为＋4价，La为＋3价。下列说法错误的是（）A．导电时，Ti和La的价态不变B．若x＝13，Li＋与空位的数目相等C．与体心最邻近的O原子数为12D．导电时，空位移动方向与

电流方向相反答案：B解析：由题可知导电时Li＋发生迁移，没有发生化学变化，Ti和La的化合价不变，A项正确；由晶胞图可知，LixLayTiO3中Li＋、La3＋和空位均位于晶胞体心，则x＋y＝1－空位数目，根据化合物中正负化合价代

数和为0可得x＋3y＝2，若x＝13，则y＝59，空位数目为1－59－13＝19，Li＋与空位的数目不相等，B项错误；与体心最邻近的O原子位于12条棱的棱心，共12个，C项正确；内电路中电流从负极流向正极，阳离子（Li＋）也移向正极，空位移动方向与Li＋移动方向相反，故

空位移动方向与电流方向相反，D项正确。10．下列关于晶体说法正确的组合是（）①分子晶体中都存在共价键②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低④离子晶体中只有离子键，

没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键⑤CaTiO3晶体中（晶胞结构如图所示）每个Ti4＋和12个O2－紧邻⑥SiO2晶体中每个硅原子与2个氧原子以共价键相结合⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定⑧氯化钠熔化时离子键被破坏A．①②③⑥B．①②④C．③⑤⑦D．③⑤⑧答

案：D解析：①稀有气体是单原子分子，不存在共价键，故①错误；②金属晶体由金属阳离子和自由电子组成，无阴离子，故②错误；③晶体中熔点高低一般顺序是：原子共价>离子晶体>分子晶体；在共价晶体中，原子半径越大熔点越低；在离子晶体中，离子半径越大，熔点越低，电荷越多，熔点越高

；在分子晶体中，相对分子质量越大，熔点越高（含有氢键的物质除外），所以这几种物质的熔点高低顺序是金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S，故③正确；④离子晶体中可能有共价键，如氯化铵中氮氢键属于共价键，分子晶体中肯定没有离子键，故④错误；⑤由晶胞结构可知

CaTiO3晶体中Ti的配位数为12，所以每个Ti4＋和12个O2－紧邻，故⑤正确；⑥SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子以共价键相结合，故⑥错误；⑦分子稳定性与分子内共价键的强弱有关，与分子间作用力无关，故⑦错误；⑧离子

晶体熔化时离子键被破坏，氯化钠是离子晶体，故⑧正确。故正确序号为③⑤⑧。综上所述，本题正确答案为D。11．[2024·石家庄市质量检测]某晶体由镁、铝、氧三种元素组成，若将其晶胞按图1方式切成8个体积相同的

小立方体，Mg2＋、Al3＋和O2－在小立方体中的分布如图2、图3所示。已知Mg2＋之间的最小间距为apm。下列说法错误的是（）A．晶体的化学式为MgAl2O4B．晶体中三种元素的第一电离能：O>Mg>AlC．晶胞的体积为839

a3×10－30cm3D．晶体中Mg2＋的配位数为4答案：C解析：立方体A中，Mg2＋位于4个顶点和体心，根据均摊法，Mg2＋个数为4×18＋1＝32，O2－位于体内，个数为4，立方体B中，Mg2＋位于4个顶点，个数为12，Al3＋位于体内，个数为4，O2－位于体内，个数为4，图1晶胞由4个

立方体A、4个立方体B构成，所以晶胞中Mg2＋个数为（32＋12）×4＝8，Al3＋个数为4×4＝16，O2－个数为（4＋4）×4＝32，所以该晶体的化学式为MgAl2O4，A项正确；同周期元素自左向右第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的

，同一主族元素第一电离能自上而下逐渐减小，则晶体中三种元素的第一电离能：O>Mg>Al，B项正确；两个最近的Mg2＋在体对角线上，二者的距离为体对角线长度的14，设晶胞的棱长为xcm，则a×10－10＝3x4，x＝4a×1

0－103，晶胞的体积为（4a×10－103cm）3＝643a3×10－309cm3，C项错误；由立方体A的结构可知，每个Mg2＋与4个O2－紧邻，则Mg2＋的配位数为4，D项正确。12．[2024·湖北鄂东南省级示范高中期中]下列叙述不正确的是（）A．

Li2S晶胞结构如图甲，S2－的配位数是8B．某镍白铜合金的立方晶胞结构如图乙，晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3∶1C．氯化钠晶胞如图丙，离钠离子最近的钠离子有6个D．铜与氧形成的晶胞如图丁，晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数分别

为（0，0，0）、12，12，12，则d的坐标参数为34，34，14答案：C解析：由Li2S的晶胞结构可知，S2－的配位数是8，A项正确；根据“均摊法”，晶胞中Ni原子的个数为8×18＝1，Cu原子的个数为6×12＝3，则晶胞中铜原子与镍原子的

数量比为3∶1，B项正确；以顶点Na＋为研究对象，在图示晶胞中离其最近的Na＋为位于面心上的Na＋，顶点Na＋与3个面的面心上的Na＋紧邻，每个顶点参与形成8个晶胞，每个面参与形成2个晶胞，因此氯化钠晶胞中离钠离子最近的钠离子有12个，C项错误；由晶胞图可知Cu原子位于体对角

线上，与体心O原子的距离为体对角线长的14，a、b的坐标参数分别为（0，0，0）、12，12，12，则d的坐标参数为34，34，14，D项正确。