2026届高三化学二轮高效复习主题巩固卷（双选）晶体结构的分析应用（Word版解析版）

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1．(2025·安徽高考)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。如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 eq \f(2×254,abd×NA×10-30) g·cm-3
解析：选A。碘晶体为分子晶体，A错误；“卤键”类似分子间作用力，液态碘分子间距离较近，也存在“卤键”(可类比冰和水进行分析，冰和水中都存在氢键)，故B正确；127 g碘晶体的物质的量为0.5 ml，根据题图可知，1个I2形成4个“卤键”，1个“卤键”被2个I2共有，故127 g碘晶体中含有“卤键”的数目为0.5 ml×4× eq \f(1,2)×NA ml-1＝NA，C正确；题图方框中4个I原子及其上层4个对应位置的I原子形成的重复单元的体积为abd×10-30 cm3，且上、下层中各含2个I2，故碘晶体的密度为 eq \f(2×254,abd×NA×10-30) g·cm-3，D正确。
2．(2024·贵州高考)我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2­crypt)][K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是( )
A．富勒烯C60是分子晶体
B．图示中的K＋位于Au形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
解析：选C。富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；由题图可知，中心K＋周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确；全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不互为同素异形体，C错误。
3．(2023·河北高考)锆(Zr)是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。如图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．该氧化物的化学式为ZrO2
B．该氧化物的密度为 eq \f(123,NA·a3)×1030 g·cm-3
C．Zr原子之间的最短距离为 eq \f(\r(2),2)a pm
D．若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心
解析：选B。根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr，含氧原子数为8× eq \f(1,8)＋12× eq \f(1,4)＋6× eq \f(1,2)＋1＝8，则该氧化锆的化学式为ZrO2，选项A正确；晶体密度为ρ＝ eq \f(\f(91×4＋16×8,NA),(a×10-10)3) g·cm-3＝ eq \f(492,NA·a3)×1030 g·cm-3，选项B错误；Zr原子之间的最短距离为晶胞面对角线的二分之一，即 eq \f(\r(2),2)a pm，选项C正确；根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心，选项D正确。
4．(2024·甘肃高考)β­MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是( )
A．电负性：MgLaHx
C．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 eq \f(40,(4.84×10-8)3×6.02×1023) g·cm-3
解析：选C。由题图中LaH2的晶胞结构可知，LaH2晶体中La的配位数为8，A说法正确；由LaH2沿c轴的投影图可知，LaH2晶体中H和H的最短距离为棱长的一半，即281.05 pm，LaHx晶体中原子的填充更加紧密，晶胞棱长更短，由LaH2沿c轴的投影图和LaHx的晶胞结构可知，LaHx晶体中H和H的最短距离为体对角线长度的四分之一减去107.9 pm，约为101.68 pm，B说法正确；在LaHx晶胞中，H形成的多面体笼中顶点数少于40个，且多面体笼是开放的，不是闭合的，C说法错误；由题意可知，LaHx晶胞中H原子个数为8＋8×4＝40，LaHx单位体积中含氢质量为 eq \f(NMH,VNA)＝ eq \f(40,(4.84×10-8)3×6.02×1023) g·cm-3，D说法正确。
8．(2025·河北邯郸三模)铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。已知：图甲为氧化亚铁晶体结构(晶胞边长为a nm)，图乙为氮化铁晶体结构(底边长为b nm，高为c nm，α＝β＝90°，γ＝120°)。下列说法错误的是( )
A．离子半径：Fe2+>Fe3+
B．FeCl3的晶体类型为分子晶体
C．在FeO晶体中，与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为6
D．ρ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(FeN))∶ρ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(FeO))＝ eq \f(35\r(3)a3,216b2c)
解析：选C。Fe2+和Fe3+核电荷数相同，Fe2+的核外电子数更多，半径更大，A正确；FeCl3的熔沸点较低，为分子晶体，B正确；由图甲可知，以体心Fe2+研究，与之紧邻且等距离的Fe2+处于棱心，故与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为12，C错误；图乙结构单元中Fe原子数目＝2× eq \f(1,2)＋12× eq \f(1,6)＝3，N原子数目为3，该结构的质量为 eq \f(3×70,NA)g，该六棱柱的体积为(6× eq \f(1,2)×b2× eq \f(\r(3),2)×c×10-21)cm3，FeN晶体密度为 eq \f(\f(3×70,NA) g,(6×\f(1,2)×b2×\f(\r(3),2)×c×10-21)cm3)＝ eq \f(3×70×1021,\f(3\r(3),2)×b2 cNA) g/cm3，图甲中O2-位于顶点和面心，个数为8× eq \f(1,8)＋6× eq \f(1,2)＝4，Fe2+位于棱心和体心，个数为12× eq \f(1,4)＋1＝4，晶胞质量为 eq \f(4×72,NA)g，晶胞边长为a nm，晶胞体积为(a×10-7)3 cm3，FeO晶体的密度为 eq \f(\f(4×72,NA)g,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(a×10-7))3cm3)＝ eq \f(4×72×1021,a3NA) g/cm3，ρ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(FeN))∶ρ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(FeO))＝ eq \f(3×70×1021,\f(3\r(3),2)×b2cNA)∶ eq \f(4×72×1021,a3NA)＝ eq \f(35\r(3)a3,216b2c)，D正确。
9．(2025·安徽安庆二模)一种高迁移率的新型热电材料，其四方晶系的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
下列说法正确的是( )
A．该晶体的化学式为Cd4Sn4As8
B．与As最近的Sn原子有4个
C．晶胞中1号原子和2号原子之间的距离为 eq \f(\r(35),4)a pm
D．该晶胞沿z轴的投影为：
解析：选C。Cd在晶胞中的位置：8个顶点，4个面心，1个体心，Cd个数为1＋8× eq \f(1,8)＋4× eq \f(1,2)＝4；Sn在晶胞中的位置：4个棱心，6个面心，Sn的个数为4× eq \f(1,4)＋6× eq \f(1,2)＝4，As在晶胞中的位置：8个体内，因此化学式为CdSnAs2，A错误；与As最近的Sn原子有2个，B错误；1号原子坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(a，0，0))，2号原子坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3a,4)，\f(3a,4)，\f(5a,4)))，两点之间的距离为 eq \f(\r(35),4)a pm，C正确；该晶胞沿z轴投影图的中心应该出现白色小球，D错误。
原子分数坐标
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
eq \f(1,2)
As
eq \f(1,4)
eq \f(1,4)
eq \f(1,8)