晶体密度的计算（B卷）-2025年高考化学二轮复习

（4）晶体密度的计算（B卷）一高考化学二轮复习

1.科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为硬m。阿伏伽

德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（）

A.晶体最简化学式为KCaB6c6

B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca?+有8个

C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面

曰心的…心生2.17x1032

D.晶体的密度为—二一g-cm-

2.磷化铁（FeP）具有较低的电阻率和良好的热稳定性，它经常被用于制备磷化铁薄膜或电子

器件中。止匕外，磷化铁还可以用作焊接材料的添加剂、防锈剂的成分以及铁基合金的制备。

FeP的一种晶胞结构如下图所示，晶胞参数为apm、cpm,下列说法不正确的是（）

A.P原子位于Fe原子构成的正三棱柱的中心

B.每个Fe原子紧邻的P原子的个数为6

C.若A的原子分数坐标为（0,0,0）,则两个P原子的原子分数华标分别为

苗3

2(56+31),3

D.晶胞密度为

ax——axe

2

7

3.错（Zr）是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。如图是某种错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（）

B.该氧化物的密度为—_—g-cm3

NA"

C.Zr原子之间的最短距离为走apm

2

D.若坐标取向不变，将p点Zr原子平移至原点，则q点Zr原子位于晶胞盯面的面心

4.钻的一种化合物的晶胞结构如图所示，已知A点的原子坐标参数为（0,0,0）,B点为

晶胞参数边长为anm。下列说法中不正确的是（）

A.配合物中C02+价电子排布式为3d7

B.钻的配位数为6

C.C点的原子坐标参数为

口心如…心位L55xl0"3

D.该晶体的密度为———g/cnr

5.钙钛矿最初单指图甲钛酸钙这种矿物，此后，把结构与之类似的晶体（化学式与钛酸钙相

同）统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的结构如图乙所示，

其中A为CH3NH；,另外两种离子为「和Pb2+。下列说法错误的是（）

A.钛酸钙的化学式为CaTiC>3

B.图甲晶胞中Ca2+的配位数为12

C.图乙中，X为IV+

D.图乙立方晶胞的密度为2g-cm-3,则晶胞边长。=nm

6.某荧光材料由X2+与丫?-组成，该物质的摩尔质量为“g-moL,设NA为阿伏加德罗常数的

值，其晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是（）

A.该晶体的化学式是XY

4x1O30M

B.若该晶胞参数为apm,则该晶体的密度夕=3：丁g<m—3

「NA

C.X2+的配位数是8

D.若A点的原子坐标为,则B点的原子坐标为

7.Fe-B合金中广泛存在的一种耐磨相晶胞如图甲所示，研究发现添加适量Mn可以提高其耐

磨性能，加Mn后（Mn替换部分Fe）的晶胞结构如图乙所示，其中A原子坐标为

fpplL下列说法错误的是（）

。•:Y

乙

A.基态Fe?+的价层电子排布式为3d6

B.加Mn后晶体的化学式为F匕MnBg

C•者B原子坐标为则M原子坐标为昌，

ko4Jko4

409x1023

D.图甲晶胞对应晶体的密度为｝,g•cm3

NA，m・n

8.为了维护国家安全和利益，经国务院批准，决定自2023年8月1日起，对钱、错相关物质

实施出口管制。某种氮化钱晶胞属于立方晶系，结构如图所示（晶胞参数为apm）,下列有

关说法不正确的是（）

QGH

ON

A.钱元素位于周期表的ds区

B.该化合物化学式为GaN

C.晶胞中N、Ga原子间存在配位键

D.若该晶体密度为dg<111-3,贝「X1O10

9.Ta2（）5和KHF2按计量比混合，一定条件下，反应获得的晶体产物（反应物中的Ta、K元素

全部转化到该产物中）的晶胞结构如图所示，晶胞参数anm=bnmwcnni,。=夕=7=90。，

Ta—O键键长为xrnn。下列说法错误的是（）

anm

一定条件

A.制备晶体的化学方程式：Ta2O5+6KHf^八2K3TaO2I^+H2O+4HF

B.与棱心K+等距且紧邻的K+有16个

C.0原子分数坐标可能为0』，匕11c+2x)

2,2,2c)

、、—台生8.12x1()23

D.该晶体密度为瓦次g-cm

10.碳化硅是一种半导体，一定条件下可由聚硅烷反应制得，反应过程为

H

[(CH3)2Si]n^2^tSi-CH2lggbo^SiCoSiC的晶胞结构如图所示，晶胞参数为a

CH3

pm。下列说法错误的是()o

H

I

A.tSi-CHJ(,中si为sp3杂化

CH3

B.SiC晶体中，C原子与C原子的最短距离为且apm

4

C.SiC晶体中，C、Si的配位数均为4

-3

D.SiC晶体的密度为-3Argcm

11.研究发现镯银合金（La-Ni）在常温下具有良好的储氢性能，其晶体属于六方晶系，如图a

为桐银合金的晶胞。合金中每个四面体空隙（▲）和每个八面体空隙（■）可以各容纳1个H

原子，储氢位置如图b、c。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是（）

abc

A.桐银合金的化学式为LaNis

B.Ni的价层电子排布式为3d84s2

C.每个LaNis晶胞最多可容纳6个H原子

12x1021

D.若有6个H原子进入后晶胞体积不变，则H的密度为-22g.cm.3

73aCNA

H.LiZnAs晶体中的部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一种新型稀磁半导体。LiZnAs晶

体的立方晶胞结构如图所示，a点原子分数坐标为晶胞密度为夕g<m3。下列说

法错误的是（）

A.b点原子分数坐标为

B.晶体中每个Zn周围距离最近的As原子共有4个

C.As原子与As原子之间的最短距离为WxJ串x107nm

4VP%

D.若Li的半径为rem。则晶胞中Li的空间利用率为迎包％xlOO%

3x588

13.一种金属卤化物光电材料的组成为Pb?*、「和有机碱离子CH3NH；,其晶胞如图所示，下

列说法不正确的是（）

A.Pb2+的价层电子排布式是6s2

3

B.有机碱离子CH3NH；中N原子的杂化方式为sp杂化

2+

C.分别与Pb和CH3NH；配位的r个数比为2:1

620,

D.若晶胞参数为anm,则晶体密度为32xHT91g-cnT

14.以黄铁矿（主要成分为FeS?）为原料生产硫酸的简要过程如图a所示，FeS2的立方晶胞如

图b所示。NA代表阿伏加德罗常数，晶胞参数为apm。下列说法错误的是（）

A.SO3的空间结构为平面三角形

4x120,3

B.FeS,的立方晶胞的密度为户而”厂g/cnr

C.FeS2的立方晶胞中，Fe2+紧邻的阴离子个数为8

D.lmolFeS2完全反应生成SO2和Fe2O3,有llmol电子发生转移

15.碑化镉晶胞结构如图，图1中“①”和"②”位是“真空”，晶胞参数为apm,建立如图2,①号

位的坐标为（;3，:3，43）o已知：碑化镉的摩尔质量为Mg.mo।U,义为阿伏加德罗常数的

444

值，下列说法错误的是（）

A.碑化镉中Cd与As原子个数比为3：2

B.两个Cd原子间最短距离为0.5apm

C.③号位原子坐标参数为(；，1,1)

D.该晶胞的密度为八(ax10[°)3g.cm

答案以及解析

1.答案：c

解析：A.根据晶胞结构可知，其中K个数：8x0=1,其中Ca个数：1,其中B个数：

O

12X1=6,其中C个数：12X；=6,故其最简化学式为KCaB6c6,A正确；B.根据晶胞结构可

知，K+位于晶胞体心，Ca位于定点，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca?+有8个，B正

确；C.根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；D.根据选项

217

A分析可知，该晶胞最简化学式为KCaB6c6,则1个晶胞质量为：—g,晶胞体积为

2.17xl032.

a3xlO-3°cm3,则nrl其皆度为——二一g-cm3-,D正确。

2.答案：D

解析：P最近的Fe原子，第一层、第二层均有三个，这两层的Fe均是正三角形，六个Fe原

子围成正三棱柱，因此P原子位于Fe原子构成的正三棱柱的中心，A正确；该磷化铁晶胞中

P原子的配位数为6,晶胞的化学式为FeP,由于配位数之比等于离子所带电荷数之比，因

此，Fe原子的配位数也是6,即每个Fe原子紧邻的P原子的个数为6,B正确；P原子位于

Fe原子构成的正三棱柱的中心，则两个P原子的原子分数坐标分别为

2(56+31)

C正确；晶胞密度为D错误。

【点睛】本题考查晶胞结构等知识，难度中等，注意换算单位。

3.答案：B

解析：由题给晶胞可知，晶胞中Zr原子均位于晶胞内部，Zr原子个数为4,。原子位于顶

点、面心、棱心、体心,由均摊法可知，。原子个数为8*6亭3；+1=8,则该氧化

4x123

物的化学式为Zr。？，A项正确；该晶胞的质量为晶胞的体积为

NR

4x123x1()3。

(axlO-10cmj3=a3xlO-30cm3晶体的密度为gem3B项错误；由图可知将晶

3

aXNA

胞中p、q两点的Zr原子连线可得Zr原子之间的最短距离，该线段平行于孙面，将该线段投

影至冲面上（如图、）,p、q之间的距离为晶胞底面对角线长度的一半，即

~~aPm,C项正确；根据图中所示坐标系，p点坐标为（;，；），q点坐标为（1，

31

-）,若将p点Zr原子平移至原点，晶胞中各点坐标均由（羽"z）变为

（x-!，z-；）,因此q点坐标变为（:，:，0）,即位于晶胞W面的面心，D项正

44422

确。

4.答案：D

5.答案：C

解析：由图甲可知，Ca2+位于晶胞顶点，其数目=8x：=l,1V+位于晶胞体心，其数目为

O

1,CP-位于晶胞面心，其数目=6xg=3,则钛酸钙的化学式为CaTiC>3,A正确；以顶点

Ca2+为例，与该Ca2+紧邻的。2-在相邻的3个面的面心上，顶点的Ca?+为8个晶胞共有，面

心上的-为2个晶胞共有，则其配位数=亍=12,B正确；图乙中A为CH3NH；,另外两

种离子为「和Pb?+,A的个数=8x：=l,B的个数为1,X的个数=6义;=3,结合化合物中

o2

8正、负化合价的代数和为零可知，X为，B为Pb",C错误；由C项分析知，图乙晶胞中含

有1个CH3NH；、3个「和1个'，由"而:急*得,晶胞边长

正确。

<2=3,‘gSxlO7nm,D

6.答案：C

解析：由均摊法知，该晶胞中含有的X2+、丫?一个数均为4,离子个数之比为1：1,故该晶体的

4M

化学式为XY,A正确；由A项分析知，该晶胞中含有4个XY,晶胞的质量为三厂g,晶胞

4X[03。]\/[

的体积为（a3xl（y3o）cm3,故该晶体的密度夕=g-cm-3,B正确；由图可知，每个

ANA

X2+周围有4个等距离且最近的丫2-，故X2+的配位数是4,C错误；若A点的原了坐标为

则晶胞左下角外侧丫2一的坐标为(0,0,0)据此推知，B点的原了坐标为

门13)十母

示，D正确。

(444J

7.答案：D

解析：基态铁原子的原子序数为26,其价层电子排布式为3d64s2,则基态Fe2+的价层电子排

布式为3d6,A正确；题图乙晶胞结构中Fe原子位于晶胞面上和体内，共有8xg+ll=15

个‘Mn原子位于体内‘共1个'B原子位于棱上和体内，共有叱+4=8个，加Mn后晶

体的化学式为F匕MnBg,B正确；题图甲晶胞沿z轴方向的投影为

mJ,则M原子的坐标为(I，；,0；C正确；题图甲晶胞中含有B

mpm

原子个数为8X”=4,Fe原子个数为吗+4=8,则晶体密度

32

11x4+56x834.92xlO

心.加2・“•10-30g-cm--------2-g-cmD错误。

NA-m-n

8.答案：A

解析：钱元素位于周期表第HIA族，是p区元素，A错误；由晶胞结构可知，晶胞中镜原子

数为8x：+l=2,氮原子数为4xJ+l=2,化学式为GaN,B正确；位于晶胞内部的氮原子

84

成键数目为4,与绿原子形成了配位键，C正确；晶胞中含有2个钱原子、2个氮原子，以该

,，/,八io\314x2+70x2

晶胞为研究对象，则该晶胞的质量为dx(axK)T°)g=——--------g,解得

a=—TX1O10>D正确。

9.答案：B

解析：A.晶体中K位于面心和棱上，数目：8x1+2x|+4x1=6,Ta位于体心和顶点，数

目：8x1+l=2,0与Ta连接，每个Ta上有2个0原子，则。原子数目：8x1x2+2=4,F

28

与Ta连接，每个Ta上有4个F原子，则F原子数目：8x1x4+4=8,则晶体化学式为

O

一定条件

K3TaO2F4,制备晶体的化学方程式：Ta2O5+6KHF22K3TaO2^+H2O+4HF,A正

确；

B.与棱心K+等距且紧邻的K+（面心上的K+）有8个，B错误;

C.Ta-0键键长为xnm,。原子位于棱上和体心，如图所示:

子1号分数坐标（0/，宁），0原子2号分数坐标C正确;

2M

D.结合A分析，该晶体密度为工r027cm-3-812xl()233,D正确;

---xiug-cm————-g-cm

acNA。C

故选Bo

10.答案：B

H

I

解析：ESi-CH?土中Si为sp3杂化，A正确；

CH3

SiC晶体中，C原子与C原子的最短距离为晶胞面对角线长度的!，即正apm,B错误;

22

SiC晶体中，C、Si的配位数均为4,C正确；

16X[(")32

SiC晶体的密度为鼻Lg-cm-3D正确。

ON

1L答案：C

解析：

12.答案：C

「333、

解析：b点原子分数坐标为A正确油图可知，晶体中每个Zn周围距离最近的As原

子共有4个,B正确』个晶胞中有4个LiZnAs,As原子与As原子之间的最短距离为晶胞面对角

4x147I588—

线长度的一半，设晶胞参数为xcm,则p=FT-,x=3——，晶胞面对角线长度=，则As原

"NA

子与AS原子之间的最短距离=当=当:母51=冬,艮。107收,c错误;1个u的

22VpN、2VpN、

A]6588

体积为3cm3」个晶胞中有4个Li,4个Li的体积之和为三口3加3,晶胞体积为不cm3,则

晶胞中Li的空间利用率=3叱处&X100%,D正确。

3x588

13.答案:C

解析：A.Pb是第82号元素，核外价电子排布6s26P2,Pb2+的价层电子排布式是6s2,A正

确；

B.有机碱离子CH3NH；中氨原子形成4个。键，其杂化类型为sp3,B正确;

C.体心中的Pb?+与其最近且等距的「位于面心上，共6个，CH3NH；位于顶点，与其最近且

等距的「位于面心上，共12个，分别与Pb?+和CH3NH；配位的「个数比为1:2,C错误;

1x207g/mol+3x127g/mol+lx32g/mol620g/mol

D.一个晶体的质量为:体积为:

«3xl0-21cm3,晶体密度为：xlO-g-cm,D正确；