考點(diǎn)43晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(核心考點(diǎn)精講精練)一、3年真題考點(diǎn)分布考點(diǎn)內(nèi)容考題統(tǒng)計晶體的性質(zhì)2023山東卷5題，2分；2023北京卷1題，3分；2023全國新課標(biāo)卷9題，6分；2022山東卷5題，2分；2022湖北卷7題，3分；晶體的結(jié)構(gòu)及計算2023湖北卷15題，3分；2023湖南卷11題，4分；2023遼寧卷14題，3分；2023全國乙卷35(3)題，15分；2023全國甲卷35題，15分；2023浙江1月選考17(3)題，12分；2023浙江6月選考17(3)題，12分；2023山東卷16(1)(3)題，12分；2023北京卷15(5)(6)題，15分；2022湖北卷9題，3分；2022山東卷15題，4分；2022全國甲卷3(5)5題，15分；2022全國乙卷35(3)(4)題，15分；2022重慶卷18(3)(4)題，15分；2022北京卷15(4)(5)題，15分；2022湖南卷18(4)(5)(6)題，14分；2022廣東卷20(6)題，14分；2022江蘇卷17(2)題，17分；2021湖北卷10題，3分；2023海南卷5題，2分；2021全國乙卷35(4)題，15分；2021全國甲卷35(4)題，15分；2021湖南卷18(3)題，14分；2021河北卷17(7)題，15分；2021廣東卷19(6)題，14分；2021山東卷16(4)題，12分；2021海南卷19(6)題，14分；二、命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】從近三年高考試題來看，本知識點(diǎn)在全國卷中為選考題考查內(nèi)容，近年來已有較多省市已列入高考必考題，三年考查題型均為敘述型試題，無需推斷元素，直接問答，主要從兩個方面切入：(1)認(rèn)識不同晶體類型的特點(diǎn)，能從多角度、動態(tài)的分析不同晶體的組成及相應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)；(2)關(guān)于晶胞的計算，其中密度、邊長、半徑、參數(shù)、晶格能、百分率等相關(guān)計算。最后一問關(guān)于晶胞的分析及計算難度較大，其它設(shè)問相對簡單，注重基礎(chǔ)?！緜淇疾呗浴?．認(rèn)識晶胞及晶體的類型，能從不同角度分析晶體的組成微粒、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。2．了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。3．了解晶胞的概念，能運(yùn)用典型晶體模型判斷晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成并進(jìn)行相關(guān)計算?！久}預(yù)測】預(yù)測2024年高考將主要考查晶體類型、四種晶體的區(qū)別、晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及晶胞的相關(guān)計算。重點(diǎn)強(qiáng)化晶胞的分析與計算，對?？嫉膸追N計算類型進(jìn)行歸納總結(jié)，解題思維模式。考法1晶體、晶胞1．晶體與非晶體(1)晶體與非晶體的比較晶體非晶體結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)微粒周期性有序排列結(jié)構(gòu)微粒無序排列性質(zhì)特征自范性有無熔點(diǎn)固定不固定異同表現(xiàn)各向異性各向同性二者區(qū)別方法間接方法看是否有固定的熔點(diǎn)科學(xué)方法對固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗(2)得到晶體的途徑①熔融態(tài)物質(zhì)凝固。②氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。③溶質(zhì)從溶液中析出。(3)晶胞①概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。②晶體中晶胞的排列——無隙并置無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。并置：所有晶胞平行排列、取向相同。2．晶胞組成的計算——均攤法(1)原則晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)。(2)方法①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)。1．晶胞中粒子數(shù)目的計算(均攤法)2．晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算(1)晶胞質(zhì)量＝晶胞含有的微粒的質(zhì)量＝晶胞含有的微粒數(shù)×eq\f(M,NA)。(2)空間利用率＝eq\f(晶胞含有的微粒體積,晶胞體積)×100%。(3)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設(shè)棱長為a)①面對角線長＝eq\r(2)a；②體對角線長＝eq\r(3)a；③體心立方堆積4r＝eq\r(3)a(r為原子半徑)；④面心立方堆積4r＝eq\r(2)a(r為原子半徑)。eq\a\vs4\al()請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)固態(tài)物質(zhì)一定是晶體()(2)凡有規(guī)則外形的固體一定是晶體()(3)晶體內(nèi)部的微粒按一定規(guī)律周期性排列()(4)晶胞是晶體中最小的“平行六面體”()(5)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進(jìn)行X-射線衍射實(shí)驗()(6)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體，可通過X射線衍射方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√例1下列晶體分類中正確的是()選項離子晶體共價晶體分子晶體金屬晶體ANH4ClArC6H12O6生鐵BH2SO4SiSHgCCH3COONaSiO2I2FeDBa(OH)2石墨普通玻璃Cu【答案】C【解析】A項中，Ar是分子晶體而不是共價晶體；B項中，H2SO4屬于分子晶體而不是離子晶體；D項中，石墨屬于混合型晶體而不是共價晶體，普通玻璃不是晶體。例2已知硒化鉻的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為anm和bnm(晶胞棱邊夾角均為90°)，密度為ρg·cm-3，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法正確的是()A．硒化鉻的化學(xué)式為Cr2SeB．每個Cr原子周圍有6個等距離的Cr原子C．每個Se原子都位于由4個Cr原子組成的正四面體的中心D．用a、ρ和NA表示b的表達(dá)式為【答案】D【解析】A項，由題干晶胞示意圖可知，一個晶胞中含有Ｃr個數(shù)為：，含有Se個數(shù)為：2，故硒化鉻的化學(xué)式為CrSe，A錯誤；B項，由題干晶胞示意圖可知，b＞2a，故每個Cr原子周圍有4個等距離的Cr原子即某一個Cr的前后、左右四個原子，B錯誤；C項，如圖所示，四面體ABCD不是正四面體，即每個Se原子都位于由4個Cr原子組成的四面體的中心，C錯誤；D項，由A項分析可知，一個晶胞中含有Cr個數(shù)為：，含有Se個數(shù)為：2，則一個晶胞的質(zhì)量為：g，一個晶胞的體積為：V=a2b×10-21cm3，則密度為：，解得，D正確；故選D。對點(diǎn)1下列有關(guān)晶體的說法正確的是()A．任何晶體中都存在化學(xué)鍵B．晶體內(nèi)部的微粒在空間的排列均服從緊密堆積原理C．任何晶體中，若有陰離子必定含有陽離子D．金屬晶體的熔點(diǎn)都比分子晶體的熔點(diǎn)高【答案】C【解析】A項，惰性氣體屬于單原子分子，該晶體中不存在化學(xué)鍵，錯誤；B項，晶體內(nèi)部的微粒在空間的排列是否服從緊密堆積原理，主要看微粒間的相互作用有無方向性和飽和性，金屬晶體中的金屬鍵沒有飽和性和方向性，所以服從緊密堆積原理，原子晶體中的共價鍵有方向性和飽和性，不服從緊密堆積原理，錯誤；C項，任何晶體中，若有陰離子(一定是離子化合物)必定含有陽離子，正確；D項，有的金屬晶體的熔點(diǎn)(例如水銀)的熔點(diǎn)比分子晶體(例如碘單質(zhì))的熔點(diǎn)低，錯誤。對點(diǎn)2釔鋇銅復(fù)合氧化型超導(dǎo)材料YBCO(YBa2Cu3Ox)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法錯誤的是()A．x=7 B．晶胞的體積為3a3×10-30cm3C．該晶胞中Cu的配位數(shù)為4或5 D．相鄰Y之間的最短距離為3apm【答案】D【解析】A項，Y在體心，數(shù)目為1，氧原子在棱心，數(shù)目為，A正確；B項，晶胞的體積為，B正確；C項，銅原子位于晶胞的頂點(diǎn)和棱上，位于頂點(diǎn)的銅原子，距離銅最近的氧原子個數(shù)為4個，位于棱上的銅原子，與之最近的氧原子為5個，故其配位數(shù)為4或者5，C正確；D項，Y位于體心，在此晶胞上面還有一個晶胞，兩個晶胞中相鄰的Y之間最短距離為apm，D錯誤；故選D?？挤?常見晶體結(jié)構(gòu)模型1．常見共價晶體結(jié)構(gòu)分析晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析金剛石原子半徑(r)與邊長(a)的關(guān)系：a=8r(1)每個碳與相鄰4個碳以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角均為109°28′(2)每個金剛石晶胞中含有8個碳原子，最小的碳環(huán)為6元環(huán)，并且不在同一平面(實(shí)際為椅式結(jié)構(gòu))，碳原子為sp3雜化(3)每個碳原子被12個六元環(huán)共用，每個共價鍵被6個六元環(huán)共用，一個六元環(huán)實(shí)際擁有個碳原子(4)C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2，12g金剛石中有2mol共價鍵(5)密度＝eq\f(8×12g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))SiO2(1)SiO2晶體中最小的環(huán)為12元環(huán)，即：每個12元環(huán)上有6個O，6個Si(2)每個Si與4個O以共價鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)，每個正四面體占有1個Si，4個“eq\f(1,2)O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2(3)每個Si原子被12個十二元環(huán)共用，每個O原子被6個十二元環(huán)共用(4)每個SiO2晶胞中含有8個Si原子，含有16個O原子(5)硅原子與Si—O共價鍵之比為1：4，1molSiO2晶體中有4mol共價鍵(6)密度＝eq\f(8×60g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))SiC、BP、AlN(1)每個原子與另外4個不同種類的原子形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)密度：ρ(SiC)＝eq\f(4×40g·mol－1,NA×a3)；ρ(BP)＝eq\f(4×42g·mol－1,NA×a3)；ρ(AlN)＝eq\f(4×41g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))(3)若Si與C最近距離為d，則邊長(a)與最近距離(d)的關(guān)系：a=4d2．常見分子晶體結(jié)構(gòu)分析晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析干冰(1)面心立方最密堆積：立方體的每個頂點(diǎn)有一個CO2分子，每個面上也有一個CO2分子，每個晶胞中有4個CO2分子(2)每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(3)密度＝eq\f(4×44g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))白磷(1)面心立方最密堆積(2)密度＝eq\f(4×124g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))冰(1)每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接(2)每個水分子實(shí)際擁有兩個“氫鍵”(3)冰晶體和金剛石晶胞相似的原因：每個水分子與周圍四個水分子形成氫鍵3．常見離子晶體結(jié)構(gòu)分析晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析NaCl(1)一個NaCl晶胞中，有4個Na+，有4個Cl－(2)在NaCl晶體中，每個Na+同時強(qiáng)烈吸引6個Cl－，形成正八面體形；每個Cl－同時強(qiáng)烈吸引6個Na+(3)在NaCl晶體中，Na+和Cl－的配位數(shù)分別為6、6(4)在NaCl晶體中，每個Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有12個，每個Cl－周圍與它最接近且距離相等的Cl－共有12個(5)密度＝eq\f(4×58.5g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))CsCl(1)一個CsCl晶胞中，有1個Cs+，有1個Cl－(2)在CsCl晶體中，每個Cs+同時強(qiáng)烈吸引8個Cl－，即：Cs+的配位數(shù)為8，每個Cl－同時強(qiáng)烈吸引8個Cs+，即：Cl－的配位數(shù)為8(3)在CsCl晶體中，每個Cs+周圍與它最接近且距離相等的Cs+共有6個，形成正八面體形，在CsCl晶體中，每個Cl－周圍與它最接近且距離相等的Cl－共有6個(4)密度＝eq\f(168.5g·mol－1,NA×a3)(a為晶胞邊長，NA為阿伏加德羅常數(shù))ZnS(1)1個ZnS晶胞中，有4個S2－，有4個Zn2＋(2)Zn2＋的配位數(shù)為4，S2－的配位數(shù)為4(3)密度＝eq\f(4×97g·mol－1,NA×a3)CaF2(1)1個CaF2的晶胞中，有4個Ca2＋，有8個F－(2)CaF2晶體中，Ca2＋和F－的配位數(shù)不同，Ca2＋配位數(shù)是8，F(xiàn)－的配位數(shù)是4(3)密度＝eq\f(4×78g·mol－1,NA×a3)離子晶體的配位數(shù)離子晶體中與某離子距離最近的異性離子的數(shù)目叫該離子的配位數(shù)影響離子晶體配位數(shù)的因素(1)正、負(fù)離子半徑比：AB型離子晶體中，陰、陽離子的配位數(shù)相等，但正、負(fù)離子半徑比越大，離子的配位數(shù)越大。如：ZnS、NaCl、CsCl(2)正、負(fù)離子的電荷比。如：CaF2晶體中，Ca2＋和F－的配位數(shù)不同4．常見金屬晶體結(jié)構(gòu)分析堆積模型簡單立方堆積體心立方堆積(鉀型)面心立方最密堆積(銅型)六方最密堆積(鎂型)晶胞代表金屬PoNaKFeCuAgAuMgZnTi配位數(shù)681212晶胞占有的原子數(shù)1246或2原子半徑(r)與立方體邊長為(a)的關(guān)系a＝2ra＝4ra＝4r——NaCl、金剛石、足球烯、干冰、石英中微粒的空間排列方式及相互作用力請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)冰和碘晶體中相互作用力相同()(2)固體SiO2一定是晶體()(3)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子()(4)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子()(5)共價晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高()(6)離子晶體一定都含有金屬元素()(7)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體()(8)冰和固體碘晶體中相互作用力相同()(9)缺角的NaCl晶體在飽和NaCl溶液中會慢慢變?yōu)橥昝赖牧⒎襟w塊()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×(9)√例1(2023?遼寧省選擇性考試，14)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1)，進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯誤的是()A．圖1晶體密度為g?cm-3 B．圖1中O原子的配位數(shù)為6C．圖2表示的化學(xué)式為LiMg2OClxBr1-x D．Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+傳導(dǎo)【答案】C【解析】A項，根據(jù)均攤法，圖1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1個晶胞的質(zhì)量為g=g，晶胞的體積為(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，則晶體的密度為g÷(a3×10-30cm3)=g/cm3，A項正確；B項，圖1晶胞中，O位于面心，與O等距離最近的Li有6個，O原子的配位數(shù)為6，B項正確；C項，根據(jù)均攤法，圖2中Li：1，Mg或空位為8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的個數(shù)小于2，根據(jù)正負(fù)化合價的代數(shù)和為0，圖2的化學(xué)式為LiMgOClxBr1-x，C項錯誤；D項，進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料，說明Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+的傳導(dǎo)，D項正確；故選C。例2(2023?湖南卷，11)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該立方晶胞參數(shù)為。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯誤的是()A．晶體最簡化學(xué)式為KCaB6C6B．晶體中與最近且距離相等的Ca2+有8個C．晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個面D．晶體的密度為【答案】C【解析】A項，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中K個數(shù)：8×=1，其中Ca個數(shù)：1，其中B個數(shù)：12×=6，其中C個數(shù)：12×=6，故其最簡化學(xué)式為KCaB6C6，A正確；B項，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K+位于晶胞體心，Ca位于定點(diǎn)，則晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個，B正確；C項，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有14個面，C錯誤；D項，根據(jù)選項A分析可知，該晶胞最簡化學(xué)式為KCaB6C6，則1個晶胞質(zhì)量為：，晶胞體積為a3×10-30cm3，則其密度為，D正確；故選C。對點(diǎn)1的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，將Mn摻雜到的晶體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料，其結(jié)構(gòu)如圖乙所示。a、b點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0，0，0)和(1，1，0)。下列說法錯誤的是()A．c點(diǎn)Mn的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，，)B．晶體乙中Mn、Ga、As的原子個數(shù)比為5∶27∶32C．基態(tài)Ga原子未成對電子數(shù)為3D．若GaAs晶胞參數(shù)為lnm，則Ga和As之間的最短距離為【答案】C【解析】A項，圖乙中，a、b點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0，0，0)和(1，1，0)，c點(diǎn)Mn原子位于左側(cè)面的面心上，其原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為，A正確；B項，摻雜Mn之后，一個晶胞中含有的Mn原子個數(shù)：，原子個數(shù)：，As原子個數(shù)為4，故Mn，Ga，As原子個數(shù)比為，B正確；C項，基態(tài)Ga原子的價電子排布式為，未成對電子數(shù)為1，C錯誤；D項，Ga與As之間的最短距離為體對角線的，D正確；故選C。對點(diǎn)2Cu2O晶體結(jié)構(gòu)與CsCl相似，只是用Cu4O占據(jù)CsCl晶體(圖I)中的Cl的位置，而Cs所占位置由O原子占據(jù)，如圖II所示，下列說法不正確的是A．Cu2O晶胞中Cu4O四面體的O坐標(biāo)為(，，)，則①的Cu坐標(biāo)可能為(，，)B．Cu2O晶胞中有2個Cu2OC．CsCl的晶胞參數(shù)為acm，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，相對分子質(zhì)量為M，則密度為g/cm3D．Cu2O晶胞中Cu的配位數(shù)是2【答案】C【解析】A項，根據(jù)題意可知Cu2O晶胞為，根據(jù)圖中所給坐標(biāo)系，和已知的O坐標(biāo)為(，，)可知，①的Cu坐標(biāo)可能為(，，)，故A正確；B項，根據(jù)均攤法可知，Cu2O晶胞中有2個O，4個Cu，即2個Cu2O，故B正確；C項，CsCl的晶胞中有1個CsCl，則其密度為g/cm3，故C錯誤；D項，Cu2O晶胞為，Cu的配位數(shù)是2，故D正確；故選C。考法3四種晶體的比較類型比較分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體構(gòu)成粒子分子原子金屬陽離子和自由電子陰、陽離子粒子間的相互作用力分子間作用力共價鍵金屬鍵離子鍵硬度較小很大有的很大，有的很小較大熔、沸點(diǎn)較低很高有的很高，有的很低較高溶解性相似相溶難溶于任何溶劑常見溶劑難溶大多易溶于水等極性溶劑導(dǎo)電、傳熱性一般不導(dǎo)電，溶于水后有的導(dǎo)電一般不具有導(dǎo)電性電和熱的良導(dǎo)體晶體不導(dǎo)電，水溶液或熔融態(tài)導(dǎo)電物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低比較規(guī)律一般情況下，原子晶體>離子晶體>分子晶體，如：金剛石>NaCl>Cl2；金屬晶體>分子晶體，如：Na>Cl2。(金屬晶體熔、沸點(diǎn)有的很高，如鎢、鉑等，有的則很低，如汞等)原子晶體eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(半徑越小鍵長越短))→eq\x(鍵能越大)→eq\x(熔、沸點(diǎn)越高)，如：金剛石>石英>晶體硅離子晶體一般地說，陰陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，離子鍵越強(qiáng)，晶格能越大，熔、沸點(diǎn)就越高。如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl金屬晶體金屬離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其形成的金屬鍵越強(qiáng)，金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，如Al>Mg>Na分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高；具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常的高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近)，分子的極性越大，其熔沸點(diǎn)越高，如CO＞N2在同分異構(gòu)體中，一般支鏈越多，熔、沸點(diǎn)越低，如正戊烷＞異戊烷＞新戊烷請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)在晶體中只要有陰離子就一定有陽離子()(2)在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子()(3)共價晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高()(4)分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低()(5)離子晶體一定都含有金屬元素()(6)金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體()(7)共價晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的高()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×例1(2023?北京卷，1)中國科學(xué)家首次成功制得大面積單晶石墨炔，是碳材料科學(xué)的一大進(jìn)步。

下列關(guān)于金剛石、石墨、石墨炔的說法正確的是()A．三種物質(zhì)中均有碳碳原子間的σ鍵 B．三種物質(zhì)中的碳原子都是sp3雜化C．三種物質(zhì)的晶體類型相同 D．三種物質(zhì)均能導(dǎo)電【答案】A【解析】A項，原子間優(yōu)先形成σ鍵，三種物質(zhì)中均存在σ鍵，A項正確；B項，金剛石中所有碳原子均采用sp3雜化，石墨中所有碳原子均采用sp2雜化，石墨炔中苯環(huán)上的碳原子采用sp2雜化，碳碳三鍵上的碳原子采用sp雜化，B項錯誤；C項，金剛石為共價晶體，石墨炔為分子晶體，石墨為混合晶體，C項錯誤；D項，金剛石中沒有自由移動電子，不能導(dǎo)電，D項錯誤；故選A。例2下面的敘述不正確的是(

)A．

晶胞空間利用率：金屬銅＞金屬鎂＞金屬鉀＞金屬釙B．

硬度由大到?。航饎偸咎蓟瑁揪w硅C．晶體熔點(diǎn)由低到高：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4D．

晶格能由大到小：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI【答案】A【解析】A項，金屬鉀的空間利用率是68%，Po的空間利用率是52%，金屬銅和金屬鎂的空間利用率都是74%，因此不同金屬的空間利用率大小關(guān)系為金屬銅=金屬鎂>金屬鉀>金屬釙，A項符合題意；B項，三種晶體都是共價晶體，由于共價鍵的鍵長Si-Si>Si-C>C-C，共價鍵的鍵長越短，原子間形成的共價鍵結(jié)合的就越牢固，晶體的硬度就越大，所以晶體硬度由大到小：金剛石>碳化硅>晶體硅，B項不符合題意；C項，這幾種物質(zhì)都是分子晶體，分子間通過分子間作用力結(jié)合，由于分子間作用力隨物質(zhì)相對分子質(zhì)量的增大而增大，分子間作用力越大，克服分子間作用力使物質(zhì)熔化需要的能量就越高，所以物質(zhì)的熔點(diǎn)由低到高：CH4<SiH4<GeH4<SnH4，C項不符合題意；D項，離子晶體的晶格能與離子電荷成正比，與離子半徑成反比，從F到I其簡單陰離子的半徑隨原子序數(shù)增大而增大，所以其晶格能隨原子序數(shù)的增大而減小，故晶格能由大到小為NaF>NaCl>NaBr>NaI，D項不符合題意；故選A。對點(diǎn)1下列說法不正確的是()A．Na2O中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，則Na2O不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體B．Na2O通常當(dāng)作離子晶體來處理，因為Na2O是偏向離子晶體的過渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近C．Al2O3是偏向離子晶體的過渡晶體，當(dāng)作離子晶體來處理；SiO2是偏向共價晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價晶體來處理D．分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型【答案】C【解析】A項，Na2O中離子鍵的百分?jǐn)?shù)為62%，說明還存在共價鍵，則Na2O不是純粹的離子晶體，是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體，故A項正確；B項，離子鍵與共價鍵的區(qū)別在于形成化學(xué)鍵的兩元素電負(fù)性差值，差值大為離子鍵，差值小為共價鍵，Na2O通常當(dāng)作離子晶體來處理，項因為Na2O是偏向離子晶體的過渡晶體，在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近，故B正確；C項，Al2O3、SiO2均是偏向共價晶體的過渡晶體，當(dāng)作共價晶體來處理，故C項錯誤；D項，根據(jù)微粒間存在的作用力分析，分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型，故D項正確；故選C。對點(diǎn)2下列物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低順序中，正確的是()A．金剛石＞晶體硅＞二氧化硅＞碳化硅B．C．MgO＞Br2＞H2O＞O2D．金剛石＞生鐵＞純鐵＞鈉【答案】B【解析】A項，同屬于共價晶體，熔、沸點(diǎn)高低主要看共價鍵的強(qiáng)弱，顯然對鍵能而言，晶體硅＜碳化硅＜二氧化硅＜金剛石，錯誤；B項，形成分子間氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)要大于形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)，正確；C項，對于不同類型的晶體，其熔、沸點(diǎn)高低一般為共價晶體＞離子晶體＞分子晶體，MgO＞H2O＞Br2＞O2，錯誤；D項，生鐵為鐵合金，熔點(diǎn)要低于純鐵，錯誤。1．(2023?山東卷，5)石墨與F2在450℃反應(yīng)，石墨層間插入F得到層狀結(jié)構(gòu)化合物(CF)x，該物質(zhì)仍具潤滑性，其單層局部結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該化合物的說法正確的是()A．與石墨相比，(CF)x導(dǎo)電性增強(qiáng)B．與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強(qiáng)C．(CF)x中的鍵長比短D．1mol(CF)x中含有2xmol共價單鍵【答案】B【解析】A項，石墨晶體中每個碳原子上未參與雜化的1個2p軌道上電子在層內(nèi)離域運(yùn)動，故石墨晶體能導(dǎo)電，而(CF)x中沒有未參與雜化的2p軌道上的電子，故與石墨相比，(CF)x導(dǎo)電性減弱，A錯誤；B項，(CF)x中C原子的所有價鍵均參與成鍵，未有未參與成鍵的孤電子或者不飽和鍵，故與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強(qiáng)，B正確；C項，已知C的原子半徑比F的大，故可知(CF)x中C-C的鍵長比C-F長，C錯誤；D項，由題干結(jié)構(gòu)示意圖可知，在(CF)x中C與周圍的3個碳原子形成共價鍵，每個C-C鍵被2個碳原子共用，和1個F原子形成共價鍵，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共價單鍵，D錯誤；故選B。2．(2023?湖北省選擇性考試，15)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaH，在儲氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaH屬于立方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下，LaH2中的每個H結(jié)合4個H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，即得到晶體LaH。下列說法錯誤的是()A．LaH2晶體中La的配位數(shù)為8B．晶體中H和H的最短距離：LaHLaHC．在LaH晶胞中，H形成一個頂點(diǎn)數(shù)為40的閉合多面體籠D．LaH單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為【答案】C【解析】A項，由LaH2的晶胞結(jié)構(gòu)可知，La位于頂點(diǎn)和面心，晶胞內(nèi)8個小立方體的中心各有1個H原子，若以頂點(diǎn)La研究，與之最近的H原子有8個，則La的配位數(shù)為8，故A正確；B項，由LaH晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個H結(jié)合4個H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，H和H之間的最短距離變小，則晶體中H和H的最短距離：LaHLaH，故B正確；C項，由題干信息可知，在LaH晶胞中，每個H結(jié)合4個H形成類似CH4的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)有8個，頂點(diǎn)數(shù)為48=32，且不是閉合的結(jié)構(gòu)，故C錯誤；D項，1個LaH晶胞中含有58=40個H原子，含H質(zhì)量為g，晶胞的體積為(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，則LaH單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為，故D正確；故選C。3．(2023?全國新課標(biāo)卷，9)一種可吸附甲醇的材料，其化學(xué)式為[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]，部分晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中[C(NH2)3]+為平面結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A．該晶體中存在N-H…O氫鍵 B．基態(tài)原子的第一電離能：C．基態(tài)原子未成對電子數(shù)： D．晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型相同【答案】A【解析】A項，由晶體結(jié)構(gòu)圖可知，[C(NH2)3]+中的-NH2的H與[B(OCH3)4]-中的O形成氫鍵，因此，該晶體中存在氫鍵，A正確；B項，同一周期元素原子的第一電離能呈遞增趨勢，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，其第一電離能高于同周期的相鄰元素的原子，因此，基態(tài)原子的第一電離能從小到大的順序為C<O<N，B不正確；C項，B、C、O、N的未成對電子數(shù)分別為1、2、2、3，因此，基態(tài)原子未成對電子數(shù)B<C=O<N，C不正確；D項，[C(NH2)3]+為平面結(jié)構(gòu)，則其中的C和N原子軌道雜化類型均為sp2；[B(OCH3)4]-中B與4個O形成了4個σ鍵，B沒有孤電子對，則B的原子軌道雜化類型為sp3；[B(OCH3)4]-中O分別與B和C形成了2個σ鍵，O原子還有2個孤電子對，則O的原子軌道的雜化類型均為sp3；綜上所述，晶體中B、О和N原子軌道的雜化類型不相同，D不正確；故選A。4．(2022?山東卷)AlN、GaN屬于第三代半導(dǎo)體材料，二者成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，晶體中只存在鍵、鍵。下列說法錯誤的是()A．的熔點(diǎn)高于 B．晶體中所有化學(xué)鍵均為極性鍵C．晶體中所有原子均采取sp3雜化 D．晶體中所有原子的配位數(shù)均相同【答案】A【解析】根據(jù)元素周期表，Al和Ga均為第ⅢA元素，N屬于第ⅤA元素，結(jié)合題意AlN、GaN的成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，則其為共價晶體，且其與金剛石互為等電子體，等電子體之間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，AlN、GaN晶體中，N原子與其相鄰的原子形成3個普通共價鍵和1個配位鍵。A項，因為AlN、GaN為結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長小于N—Ga的，則N—Al的鍵能較大，鍵能越大則其對應(yīng)的共價晶體的熔點(diǎn)越高，故GaN的熔點(diǎn)低于AlN，A說錯誤；B項，不同種元素的原子之間形成的共價鍵為極性鍵，故兩種晶體中所有化學(xué)鍵均為極性鍵，B說法正確；C項，金剛石中每個C原子形成4個共價鍵(即C原子的價層電子對數(shù)為4)，C原子無孤電子對，故C原子均采取sp３雜化；由于AlN、GaN與金剛石互為等電子體，則其晶體中所有原子均采取sp3雜化，C說法正確；D項，金剛石中每個C原子與其周圍4個C原子形成共價鍵，即C原子的配位數(shù)是4，由于AlN、GaN與金剛石互為等電子體，則其晶體中所有原子的配位數(shù)也均為4，D說法正確。故選A。5．(2022?湖北省選擇性考試，9)某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是()A．Ca2+的配位數(shù)為6 B．與距離最近的是K+C．該物質(zhì)的化學(xué)式為KCaF3 D．若換為Cl-，則晶胞棱長將改變【答案】B【解析】A項，Ca2+配位數(shù)為與其距離最近且等距離的F-的個數(shù)，如圖所示，Ca2+位于體心，F(xiàn)-位于面心，所以Ca2+配位數(shù)為6，A正確；B項，F(xiàn)-與K+的最近距離為棱長的，F(xiàn)-與Ca2+的最近距離為棱長的，所以與F-距離最近的是Ca2+，B錯誤；C項，K+位于頂點(diǎn)，所以K+個數(shù)==1，F(xiàn)-位于面心，F(xiàn)-個數(shù)==3，Ca2+位于體心，所以Ca2+個數(shù)=1，綜上，該物質(zhì)的化學(xué)式為KCaF3，C正確；D項，F(xiàn)-與Cl-半徑不同，替換后晶胞棱長將改變，D正確；故選B。6．(2022?湖北省選擇性考試，7)C60在高溫高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽?dǎo)電性、高硬度的非晶態(tài)碳玻璃。下列關(guān)于該碳玻璃的說法錯誤的是()A．具有自范性 B．與C60互為同素異形體C．含有sp3雜化的碳原子 D．化學(xué)性質(zhì)與金剛石有差異【答案】A【解析】A項，自范性是晶體的性質(zhì)，碳玻璃為非晶態(tài)，所以沒有自范性，A錯誤；B項，碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的單質(zhì)，所以是同素異形體，B正確；C項，碳玻璃具有高硬度，與物理性質(zhì)金剛石類似，因而結(jié)構(gòu)具有一定的相似性，所以含有sp3雜化的碳原子形成化學(xué)鍵，C正確；D項，金剛石與碳玻璃屬于同素異形體，性質(zhì)差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上，化學(xué)性質(zhì)上也有著活性的差異，D正確；故選A。7．(2022?山東卷，15)Cu2-xSe是一種鈉離子電池正極材料，充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示，晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的0價Cu原子。下列說法正確的是()A．每個Cu2-xSe晶胞中Cu2+個數(shù)為xB．每個Na2Se晶胞完全轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe晶胞，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8C．每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數(shù)為1-xD．當(dāng)NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe時，每轉(zhuǎn)移電子，產(chǎn)生(1-x)mol原子【答案】D【解析】A項，由Cu2-xSe晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的硒離子個數(shù)為8×+6×=4，位于體內(nèi)的銅離子和亞銅離子的個數(shù)之和為8，設(shè)晶胞中的銅離子和亞銅離子的個數(shù)分別為a和b，則a+b=8-4x，由化合價代數(shù)和為0可得2a+b=4×2，解得a=4x，故A錯誤；B項，由Na2Se轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe的電極反應(yīng)式為Na2Se-e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+Na+，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的硒離子個數(shù)為8×+6×=4，則每個晶胞中含有4個Na2Se，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4，故B錯誤；C項，由NaCuSe晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的硒離子個數(shù)為8×+6×=4，則每個晶胞中含有4個NaCuSe，晶胞中0價銅而個數(shù)為(4-4x)，故C錯誤；D項，由題意可知，NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe的電極反應(yīng)式為NayCu2-xSe+(1-y)e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，所以每轉(zhuǎn)移(1-y)電子，產(chǎn)生(1-x)mol銅，故D正確；故選D。8．(2021?湖北選擇性考試，10)某立方晶系的銻鉀(Sb－K)合金可作為鉀離子電池的電極材料，圖a為該合金的晶胞結(jié)構(gòu)圖，圖b表示晶胞的一部分。下列說法正確的是()A．該晶胞的體積為B．K和Sb原子數(shù)之比為3:1C．與Sb最鄰近的K原子數(shù)為4D．K和Sb之間的最短距離為pm【答案】B【解析】該晶胞的邊長為a×1010cm，故晶胞的體積為(a×1010cm)3＝a3×1030cm3，A項錯誤；該晶胞中K的個數(shù)為12×EQ\f(1,4)＋9＝12，Sb的個數(shù)為8×EQ\f(1,8)＋6×EQ\f(1,2)＝4，故K和Sb原子個數(shù)之比為3:1，B項正確；以面心處Sb為研究對象，與Sb最鄰近的K原子數(shù)為8，C項錯誤；K和Sb的最短距離為晶胞體對角線長度的EQ\f(1,4)，即pm，D項錯誤。9．(2021?海南選擇性考試，5)SF6可用作高壓發(fā)電系統(tǒng)的絕緣氣體，分子呈正八面體結(jié)構(gòu)，如圖所示。有關(guān)SF6的說法正確的是()A．是非極性分子 B．鍵角都等于90°C．與之間共用電子對偏向S D．原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)【答案】A【解析】A項，結(jié)構(gòu)對稱、正負(fù)電荷重心重合的分子為非極性分子，SF6分子呈正八面體結(jié)構(gòu)，S

原子位于正八面體的中心，該分子結(jié)構(gòu)對稱、正負(fù)電荷重心重合，所以為非極性分子，A正確；B項，SF6是結(jié)構(gòu)對稱、正負(fù)電荷重心重合的分子，故鍵角不都等于90°，B錯誤；C項，由于F的電負(fù)性比S的大，S與F之間共用電子對偏向F，C錯誤；D項，中心元素價電子數(shù)+化合價的絕對值=8時該分子中所有原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但氫化物除外，該化合物中S元素化合價+價電子數(shù)=6+6=12，則S原子不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，D錯誤；故選A。10．(2023?全國乙卷，35節(jié)選)(3)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能，晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有_______個Mg；該物質(zhì)化學(xué)式為_______，B-B最近距離為_______。【答案】(3)1MgB2【解析】(3)由硼鎂化合物的晶體結(jié)構(gòu)可知Mg位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心，由均攤法可以求出正六棱柱中含有個Mg，由晶胞沿c軸的投影圖可知本題所給晶體結(jié)構(gòu)包含三個晶胞，則晶胞中Mg的個數(shù)為1；晶體結(jié)構(gòu)中B在正六棱柱體內(nèi)共6個，則該物質(zhì)的化學(xué)式為MgB2；由晶胞沿c軸的投影圖可知，B原子在圖中兩個正三角形的重心，該點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離是該點(diǎn)到對邊中點(diǎn)距離的2倍，頂點(diǎn)到對邊的垂線長度為，因此B-B最近距離為。11．(2023?全國甲卷，35)將酞菁—鈷鈦—三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為_______，其中屬于原子晶體的是_______，C60間的作用力是_______。(2)酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中軌道能提供一對電子的原子是_______(填圖2酞菁中原子的標(biāo)號)。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價為_______，氮原子提供孤對電子與鈷離子形成_______鍵。(3)氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示，二聚體中Al的軌道雜化類型為_______。AlF3的熔點(diǎn)為，遠(yuǎn)高于AlCl3的，由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為_______鍵。AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，F(xiàn)-的配位數(shù)為_______。若晶胞參數(shù)為，晶體密度ρ=_______·m-3(列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)?！敬鸢浮?1)同素異形體金剛石范德華力(2)③+2配位(3)sp3離子2【解析】(1)同一元素形成的不同單質(zhì)之間互為同素異形體。圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們的組成元素均為碳元素，因此，它們互為同素異形體；其中金剛石屬于原子晶體，石墨屬于混合型晶體，C60屬于分子晶體，碳納米管不屬于原子晶體；C60間的作用力是范德華力；(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，則其分子中所有的C原子和所有的N原子均為sp2雜化，且分子中存在大π鍵，其中標(biāo)號為①和②的N原子均有一對電子占據(jù)了一個sp2雜化軌道，其p軌道只能提供1個電子參與形成大π鍵，標(biāo)號為③的N原子的p軌道能提供一對電子參與形成大π鍵，因此標(biāo)號為③的N原子形成的N—H鍵易斷裂從而電離出H+；鈷酞菁分子中，失去了2個H+的酞菁離子與鈷離子通過配位鍵結(jié)合成分子，因此，鈷離子的化合價為+2，氮原子提供孤對電子與鈷離子形成配位鍵。(3)由Al2Cl6的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知，Al原子價層電子對數(shù)是4，其與其周圍的4個氯原子形成四面體結(jié)構(gòu)，因此，二聚體中A1的軌道雜化類型為sp3。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃，遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃，由于F的電負(fù)性最大，其吸引電子的能力最強(qiáng)，因此，可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為離子鍵。由AlF3的晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中含灰色球的個數(shù)為，紅色球的個數(shù)為，則灰色的球為F-，距F-最近且等距的Al3+有2個，則F-的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為apm，則晶胞的體積為，晶胞的質(zhì)量為，則其晶體密度。12．(2023?浙江省1月選考，17節(jié)選)(10分)(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是___________，該化合物的化學(xué)式為___________。【答案】(3)共價晶體SiP2【解析】(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖可知，原子間通過共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成共價晶體；根據(jù)均攤法可知，一個晶胞中含有個Si，8個P，故該化合物的化學(xué)式為SiP2。13．(2023?山東卷，16節(jié)選)鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}：(1)-405℃時，F(xiàn)2與冰反應(yīng)生成HOF利HF。常溫常壓下，HOF為無色氣體，固態(tài)HOF的晶體類型為_____，HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為_____(填化學(xué)式)。(3)一定條件下，Cu、K和F2反應(yīng)生成和化合物。已知屬于四方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù))，其中化合價為。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。若阿伏加德羅常數(shù)的值為，化合物的密度_____(用含的代數(shù)式表示)?！敬鸢浮?1)分子晶體HF、H2O2和O2(3)CuF2=K2CuF4+2K【解析】(1)常溫常壓下，HOF為無色氣體，則HOF的沸點(diǎn)較低，因此，固態(tài)HOF的晶體類型為分子晶體。HOF分子中F顯-1價，其水解時結(jié)合H2O電離的H+生成HF，則OH+結(jié)合H2O電離的OH-，兩者反應(yīng)生成H2O2，H2O2不穩(wěn)定，其分解生成O2，因此，HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為HF、H2O2和O2。(3)一定條件下，Cu、K和F2反應(yīng)生成K和化合物X。已知X屬于四方晶系，其中Cu化合價為+2。由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，該晶胞中含有黑球的個數(shù)為、白球的個數(shù)為、灰色球的個數(shù)為，則X中含有3種元素，其個數(shù)比為1:2:4,由于其中Cu化合價為+2、F的化合價為-1、K的化合價為+1，根據(jù)化合價代數(shù)和為0，可以推斷X為K2CuF4，上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuF2=K2CuF4+2K。若阿伏加德羅富數(shù)的值為NA，晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為，化合物X的密度。14．(10分)(2023?北京卷，15節(jié)選)(5)MgS2O3·6H2O的晶胞形狀為長方體，邊長分別為，結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中的[Mg(H2O)6]2+個數(shù)為。已知MgS2O3·6H2O的摩爾質(zhì)量是M·mol-1，阿伏加德羅常數(shù)為NA，該晶體的密度為·m-3。(6)浸金時，S2O32-作為配體可提供孤電子對與A形成[AS2O3]3-。分別判斷S2O32-中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由：?！敬鸢浮?5)4(6)S2O32-中的中心原子S的價層電子對數(shù)為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子【解析】(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個晶胞中含有個[Mg(H2O)6]2+，含有4個S2O32-；該晶體的密度；(6)具有孤電子對的原子就可以給個中心原子提供電子配位。S2O32-中的中心原子S的價層電子對數(shù)為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子。15．(2023?浙江省6月選考，17節(jié)選)(3)某含氮化合物晶胞如圖，其化學(xué)式為___________，每個陰離子團(tuán)的配位數(shù)(緊鄰的陽離子數(shù))為___________?！窘馕觥?3)鈣個數(shù)為，CN22-個數(shù)為，則其化學(xué)式為CaCN2；根據(jù)六方最密堆積圖，以上面的面心分析下面紅色的有3個，同理上面也應(yīng)該有3個，本體中分析得到，以這個CN22-進(jìn)行分析，其俯視圖為，因此距離最近的鈣離子個數(shù)為6，其配位數(shù)為6。16．(15分)(2022?全國甲卷，35節(jié)選)(5)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是_______；若該立方晶胞參數(shù)為apm，正負(fù)離子的核間距最小為_______pm?！敬鸢浮?5)Ca2+

apm【解析】(5)根據(jù)螢石晶胞結(jié)構(gòu)，淺色X離子分布在晶胞的頂點(diǎn)和面心上，則1個晶胞中淺色X離子共有8×+6×=4個，深色Y離子分布在晶胞內(nèi)部，則1個晶胞中共有8個深色Y離子，因此該晶胞的化學(xué)式應(yīng)為XY2，結(jié)合螢石的化學(xué)式可知，X為Ca2+；根據(jù)晶胞，將晶胞分成8個相等的小正方體，仔細(xì)觀察CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)F-位于晶胞中8個小立方體的體心，小立方體邊長為，體對角線為，Ca2+與F-之間距離就是小晶胞體對角線的一半，因此晶體中正負(fù)的核間距的最小的距離為apm。17．(15分)(2022?全國乙卷，35節(jié)選)(3)鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為_______。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因_______。(4)α-AgI晶體中離子作體心立方堆積(如圖所示)，Ag+主要分布在由I-構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α-AgI晶體在電池中可作為_______。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm=_______m3/mol(列出算式)?！敬鸢浮?3)

CsCl

CsCl為離子晶體，ICl為分子晶體(4)電解質(zhì)

(3)CsICl2發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，各元素化合價不變，生成無色晶體和紅棕色液體，則無色晶體為CsCl，紅棕色液體為ICl，而CsCl為離子晶體，熔化時，克服的是離子鍵，ICl為分子晶體，熔化時，克服的是分子間作用力，因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl高?！窘馕觥?4)由題意可知，在電場作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可發(fā)生遷移，因此α-AgI晶體是優(yōu)良的離子導(dǎo)體，在電池中可作為電解質(zhì)；每個晶胞中含碘離子的個數(shù)為8+1=2個，依據(jù)化學(xué)式AgI可知，銀離子個數(shù)也為2個，晶胞的物質(zhì)的量n=mol=mol，晶胞體積V=a3pm3=(50410-12)3m3，則α-AgI晶體的摩爾體積Vm===m3/mol。18．(2022?重慶卷，18節(jié)選)(15分)(3)X晶體內(nèi)部空腔可吸附小分子，要增強(qiáng)X與H2O的吸附作用，可在L2-上引入______。(假設(shè)X晶胞形狀不變)。A．－Cl B．－OH C．－NH2 D．－CH3(4)X晶體具有面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞由8個結(jié)構(gòu)相似的組成單元(如圖)構(gòu)成。①晶胞中與同一配體相連的兩個[Zn4O]6+的不同之處在于______。②X晶體中Zn2+的配位數(shù)為______。③已知ZnO鍵長為dnm，理論上圖中A、B兩個Zn2+之間的最短距離的計算式為_____nm。④已知晶胞參數(shù)為2anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，L2-與[Zn4O]6+的相對分子質(zhì)量分別為M1和M2，則X的晶體密度為_____g?cm-3(列出化簡的計算式)?！敬鸢浮?3)BC(4)

與Zn2+相連的雙鍵氧原子不在對稱軸的同側(cè)

1.25

a—2d

【解析】(3)若在L2-上引入能與水分子形成氫鍵的羥基和氨基，有利于增強(qiáng)X與水分子的吸附作用，若在L2-上引入不能與水分子形成氫鍵的氯原子、甲基，不能增強(qiáng)X與水分子的吸附作用，故選BC；(4)①由X晶胞的組成單元的對角面可知，晶胞中與同一配體相連的兩個[Zn4O]6+的不同之處在于與Zn2+相連的雙鍵氧原子不在對稱軸的同側(cè)；②由X晶胞的組成單元的對角面可知，每個鋅離子與2個氧離子相連，其中1個氧離子為4個鋅離子所共有，則每個鋅離子實(shí)際上與1+0.25=1.25個氧離子相連，所以X晶體中鋅離子的配位數(shù)為1.25；③由X晶胞的組成單元結(jié)構(gòu)可知，[Zn4O]6+中兩個處于體對角線的氧離子距離、邊長和面對角線構(gòu)成直角三角形，氧離子距離為單元結(jié)構(gòu)的體對角線，設(shè)A、B兩個鋅離子之間的最短距離為xnm，由體對角線的長度可得：x+2d=，解得x=a—2d；④由X晶胞的組成單元結(jié)構(gòu)可知，單元結(jié)構(gòu)中位于頂點(diǎn)的[Zn4O]6+的個數(shù)為8×=1，位于棱上的L2-的個數(shù)為12×=3，設(shè)晶體的密度為dg/cm3，由X晶體具有面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞由8個結(jié)構(gòu)相似的組成單元構(gòu)成可得：=(2a×10—10)3d，解得d=。19．(2022?北京卷，15節(jié)選)II．FeS2晶胞為立方體，邊長為，如圖所示。(4)①與Fe2+緊鄰的陰離子個數(shù)為___________。②晶胞的密度為___________。(5)以FeS2為燃料，配合FeSO4·H2O可以制備鐵粉精(FexOy)和H2SO4。結(jié)合圖示解釋可充分實(shí)現(xiàn)能源和資源有效利用的原因為___________?！敬鸢浮?1)3d6(2)SO42-的鍵角大于H2O，SO42-中S原子的價層電子對數(shù)為4、孤對電子對數(shù)為0，離子的空間構(gòu)型為正四面體形，H2O分子中O原子的價層電子對數(shù)為4、孤對電子對數(shù)為2，分子的空間構(gòu)型為V形(3)配位鍵、氫鍵【答案】(4)

6

×1021【解析】(4)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)的亞鐵離子與位于棱上的陰離子S離子間的距離最近，則亞鐵離子緊鄰的陰離子個數(shù)為6；②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和面心的亞鐵離子個數(shù)為8×+6×=4，位于棱上和體心的S離子個數(shù)為12×+1=4，設(shè)晶體的密度為dg/cm3，由晶胞的質(zhì)量公式可得：==10—21a3d，解得d=×1021；(5)由圖可知，F(xiàn)eS2與O2生成FexOy的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，F(xiàn)eSO4·H2O分解生成FexOy的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)放出的熱量有利于吸熱反應(yīng)的進(jìn)行，有利于反應(yīng)生成的SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4，所以以FeS2為燃料，配合FeSO4·H2O可以制備鐵粉精和H2SO4可充分實(shí)現(xiàn)能源和資源有效利用。20．(2022?海南省選擇性考試，19節(jié)選)(4)金屬Zn能溶于氨水，生成以氨為配體，配位數(shù)為4的配離子，Zn與氨水反應(yīng)的離子方程式為_______。(5)ZnO晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導(dǎo)體的性能，Zn-N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn-O鍵，原因是_______。(6)下圖為某ZnO晶胞示意圖，下圖是若干晶胞無隙并置而成的底面O原子排列局部平面圖。為所取晶胞的下底面，為銳角等于60°的菱形，以此為參考，用給出的字母表示出與所取晶胞相鄰的兩個晶胞的底面_______、_______?！敬鸢浮?4)Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑(5)電負(fù)性O(shè)＞N，O對電子的吸引能力更強(qiáng)，Zn和O更易形成離子鍵(6)

?cdhi

?bcek【解析】(4)金屬Zn與氨水反應(yīng)可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2，反應(yīng)的離子方程式為Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2↑；(5)由于電負(fù)性O(shè)＞N，O對電子的吸引能力更強(qiáng)，Zn和O更易形成離子鍵，因此Zn—N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn—O鍵；(6)根據(jù)晶胞示意圖，一個晶胞中8個O原子位于晶胞的頂點(diǎn)，1個O原子位于晶胞體內(nèi)，4個Zn原子位于晶胞的棱上，1個Zn原子位于晶胞體內(nèi)，棱上的3個Zn原子和體內(nèi)的Zn原子、O原子形成四面體結(jié)構(gòu)，則于其相鄰的晶胞與該晶胞共用bc和cd，則相鄰的兩個晶胞的底面為?cdhi和?bcek。21．(2022?廣東選擇性考試，20節(jié)選)(6)我國科學(xué)家發(fā)展了一種理論計算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程?；衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學(xué)式為_______。②設(shè)X的最簡式的式量為，晶體密度為，則X中相鄰K之間的最短距離為_______(列出計算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)?！敬鸢浮?6)K2SeBr6

【解析】(6)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到K有8個，有，則X的化學(xué)式為K2SeBr6；②設(shè)X的最簡式的式量為，晶體密度為，設(shè)晶胞參數(shù)為anm，得到，解得，X中相鄰K之間的最短距離為晶胞參數(shù)的一半即。22．(共17分)(2022?江蘇卷，17節(jié)選)(2)FeS2具有良好半導(dǎo)體性能。FeS2的一種晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似，該FeS2晶體的一個晶胞中S22-的數(shù)目為_______，在FeS2晶體中，每個S原子與三個緊鄰，且Fe-S間距相等，如圖給出了FeS2晶胞中的和位于晶胞體心的(中的鍵位于晶胞體對角線上，晶胞中的其他已省略)。如圖中用“-”將其中一個S原子與緊鄰的連接起來_______。【答案】4

【解析】因為FeS2的晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似，由NaCl晶體結(jié)構(gòu)可知，一個NaCl晶胞含有4個Na和4個Cl，則該FeS2晶體的一個晶胞中S22-的數(shù)目也為4；FeS2晶體中，每個S原子與三個Fe2+緊鄰，且Fe-S間距相等，根據(jù)FeS2晶胞中的Fe2+和S22-的位置(S22-中的S-S鍵位于晶胞體對角線上)可知，每個S原子與S-S鍵所在體對角線上距離最近的頂點(diǎn)相鄰的三個面的三個面心位置的Fe2+緊鄰且間距相等，其中一個S原子與緊鄰的Fe2+連接圖如下：。23．(2021?全國甲卷，35節(jié)選)(4)我國科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4+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·cm-3(寫出表達(dá)式)。在ZrO2中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1-xOy，則y=________(用x表達(dá))?！敬鸢浮?4)82-x【解析】(4)以晶胞中右側(cè)面心的Zr4+為例，同一晶胞中與Zr4+連接最近且等距的O2-數(shù)為4，同理可知右側(cè)晶胞中有4個O2-與Zr4+相連，因此Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是4+4=8；1個晶胞中含有4個ZrO2微粒，1個晶胞的質(zhì)量m=，1個晶胞的體積為(a×10-10cm)×(a×10-10cm)×(c×10-10cm)=a2c×10-30cm3，因此該晶體密度===g·cm-3；在ZrO2中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr1-xOy，其中Zn元素為+2價，Zr為+4價，O元素為-2價，根據(jù)化合物化合價為0可知2x+4×(1-x)=2y，解得y=2-x。24．(2021?全國乙卷，35節(jié)選)(4)在金屬材料中添加AlCr2顆粒，可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，處于頂角位置的是_______原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子空間占有率為_______%(列出計算表達(dá)式)。

【答案】(4)Al【解析】(4)已知AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，黑球個數(shù)為，白球個數(shù)為，結(jié)合化學(xué)式AlCr2可知，白球為Cr，黑球為Al，即處于頂角位置的是Al原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子的體積為，故金屬原子空間占有率=%。25．(2021?湖南選擇性考試，18節(jié)選)(3)如圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化