2023-2025北京高三二?；瘜W(xué)匯編

金屬晶體與離子晶體

一、單選題

1.（2025北京東城高三二模）已知X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，其基態(tài)原子的結(jié)

構(gòu)信息如下。

元素XYZW

結(jié)構(gòu)價(jià)層電子排布2p能級(jí)有3有16個(gè)不同運(yùn)最外層有1個(gè)電子，內(nèi)層原

信息為I息1pn個(gè)單反子動(dòng)狀態(tài)的電子子軌道全部排滿電子

下列說法正確的是

A.電負(fù)性：X>YB.第一電離能：Y>Z

C.X和Z的所有單質(zhì)均為分子晶體D.W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)堿

2.（2025北京海淀高三二模）下列依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)作出的推斷中，正確的是

A.依據(jù)離子半徑：Br-<r，可推斷結(jié)構(gòu)相似的晶體的熔點(diǎn)：NaBr>NaI

B.依據(jù)元素的電負(fù)性：C<N<F,可推斷分子極性：CF.>NF.

C.依據(jù)分子中羥基的數(shù)目，可推斷HO（CH2）§CHO在水中的溶解度大于葡萄糖的

D.依據(jù)元素的第一電離能：Mg>AI,可推斷單質(zhì)的還原性：Mg>AI

3.（2025北京西城高三二模）中國科學(xué)家成功合成了一種非線性光學(xué)晶體氟硼鋁酸鈉（CsAlBQF）,其在

精密測(cè)量領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。下列說法不?正?確?的是

A.元素的電負(fù)性：B<O<F

B.基態(tài)氧原子的核外電子有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

C.Cs是第六周期中原子半徑最小的主族兀素

D.X射線衍射實(shí)驗(yàn)可測(cè)定氟硼鋁酸鈉晶體的結(jié)構(gòu)

4.（2024北京東城高三二模）一種由硼鎂元素組成的離子化合物具有超導(dǎo)性能。該化合物晶體中硼通過共

價(jià)鍵形成平面a層，鐵形成平面b層，a層和b層等距交錯(cuò)排列（abab……）,俯視圖（部分）如圖。

晶體俯視圖（部分）硼層（a層）鎂層（b層）

下列說法正確的是

A.硼層中硼的雜化類型為sp3B.該化合物的化學(xué)式為MgB2

C.鎂周圍最近且等距的硼有6個(gè)D.鎂層內(nèi)存在離子鍵

5.（2023北京海淀高三二模）下列生活中的現(xiàn)象與物質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)不由砸的是

I11

kWVI

,■

A.煙花的絢麗多彩與得失電子有關(guān)B.橡膠老化與碳碳雙鍵有關(guān)

電次01

C,鉆石的高硬度與其為共價(jià)晶體有D.金屬可加工成各種形狀與金屬鍵有

關(guān)關(guān)

A.AB.Bc.cD.D

6.（2023北京西城高三二模）下列比較不能用元素周期律解釋的是

熱穩(wěn)定性：還原性：「

A.H2O>H2SB.r>C

酸性：熔點(diǎn)：

c.CE,COOH>CCI3COOHD.SiO2>CO2

7.（2023北京豐臺(tái)高三二模）下列關(guān)于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的說法不正確的是

A.酸性：HC1O4>HBrO4

B.熔點(diǎn)：NaCl>NaBr

C.電負(fù)性：Cl>Br>Na>Mg

D.離子半徑:r（Br）>r（Cr）>r（Na+）>r（Mg2+）

二、解答題

8.（2025北京豐臺(tái)高三二模）氮元素及其化合物在各領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。

（1）基態(tài)N原子核外電子軌道表示式是。

（2）丁二酮后可用于檢驗(yàn)溶液中的Ni??，原理如圖。

丁二酮肘二（丁二酮胎）合鍥

①丁二酮后中N原子的雜化軌道類型是。

②二（J二酮狗）合銀為非極性分子，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，含有共價(jià)鍵、配位鍵、氫鍵等作用力，請(qǐng)?jiān)趫D中方框內(nèi)補(bǔ)

全其結(jié)構(gòu)o

（3）乙二胺（用“en”表示）可用于電鍍銀工藝。向NiSO,電解液中加入乙二胺，可將Ni?，轉(zhuǎn)化為〔Ni（en）」’，

使得電解時(shí)Ni"放電速率緩慢且平穩(wěn)，得到的鍍層更加致密、細(xì)膩，原因是。

（4）氮化鈦（TiN）是?種優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)材料，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，

?Ti

ON

①與每個(gè)Ti原子等距且緊鄰的Ti原子數(shù)目是。

②已知，晶體密度為pg-cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為N、。該晶胞邊長為cm（列出計(jì)算式）。

③碳化鈦（TiC）與TiN晶胞結(jié)構(gòu)類似，且均為過渡晶體，其中所含離子鍵百分?jǐn)?shù)更大的是（填“TiC”

或‘TiN"）.

9.（2025北京朝陽高三二模）氮及其化合物在能源領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

（1）也非常穩(wěn)定，通常只能與電離能小的Li、Mg等金屬元素形戊離子型化合物。

①基態(tài)N原子價(jià)層電子排布式為。

②Li"、MgjN?在水中均能產(chǎn)生N&。NH,分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，解釋原因：。

N，N\

（2）我國科學(xué)家成功合成五氮陰離子鹽：（N）6（HQ）；（NH4）4cl（N；可表示為、一N）,局部結(jié)構(gòu)示意圖如

下所示。

況

z，N，H

K一1…H*H

①HQ+中O和NH；中N均為sp3雜化，比較HQ"中H-O-H鍵角和NH：中H—N-H鍵角大小并解釋原

因：。

②NH；對(duì)于N1的穩(wěn)定存在有重要作用。NH：與N1的作用力類型有。

⑶通過Mg’N?、Mg。與Mg的循環(huán)轉(zhuǎn)化，可實(shí)現(xiàn)由N：、也0與CH4合成N%、CO與Hz。合成過程與

Mg、MgO的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下。

?氧原子

0硅原子

衣示氧原子和硅原子的前后相對(duì)位置

ii.云母易被從片間撕開，原因是。

11.(2023北京房山高三二模)短周期元素B、C、N等元素可以形成多種物質(zhì)，呈現(xiàn)山不同的性質(zhì)，請(qǐng)回

答以下問題：

(1)B、C、N三種元素中第一電離能最大的是。

(2)硅、金剛石和碳化硅晶體的熔點(diǎn)從高到低依次是

(3)NF,的結(jié)構(gòu)與N&類似、但是性質(zhì)差異較大。

①NF3的空間結(jié)構(gòu)為形。N原子的軌道雜化類型為

②NH,具有堿性(可與H+結(jié)合)而NF；不顯堿性，原因是

(4)立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其晶胞如圖所示。

①距離硼原子最近的氮原子有個(gè)，氮化硼晶體中含有的微粒間作用力為o

②已知：立方氮化硼晶體的摩爾質(zhì)量為ag,molL密度為pgcm-3,設(shè)義為阿佛加德羅常數(shù)的值，則該

晶體的晶胞邊長為.

參考答案

1.B

【分析】根據(jù)已知，X的價(jià)層電子排布為ns/p",滿足條件的n=2,則為C；Y的2P能級(jí)有3個(gè)單電子，即

核外電子排布為Is22s22P"則為N；Z有16個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，即核外有16個(gè)電子，則為S；根據(jù)

已知：W最外層有1個(gè)電子，內(nèi)層原子軌道全部排滿電子，則W為第四周期元素，電子數(shù)為

2+8+18+1=29,則為Cu。

【詳解】A.同周期元素，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越大，即電負(fù)性N>C,故A錯(cuò)誤；

B.同一周期，從左到右，第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素2P能級(jí)電子半滿更穩(wěn)定，第一旦離能大于相

鄰元素，故N〉0,同一主族，從上到下，第一電離能減小，所以O(shè)>S,因此第一電離能：N>S,故B正

確；

C.C單質(zhì)中金剛石為共價(jià)晶體，石墨屬于混合型晶體，S單質(zhì)為分子晶體，故c錯(cuò)誤；

D.W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為CU（0H）2,是弱堿，故D錯(cuò)誤；

故答案為B。

2.A

【詳解】A.8尸的離子半徑小于「，離子半徑越小，離子間靜電作用（庫侖力）越強(qiáng)，晶格能越大，熔

點(diǎn)越高。NaBr與Nai同為離子晶體且結(jié)構(gòu)相似，因此NaBr的熔點(diǎn)應(yīng)高于Nai；推斷正確，A正確；

B.CFa是正四面體結(jié)構(gòu)，極性鍵的矢量疊加后完全抵消，為非極性分子；NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，極性未完

全抵消，為極性分子。因此CF4的極性應(yīng)小于NF3,推斷錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；

C.葡萄糖分子含5個(gè)羥基，HCHCH/CHO僅含1個(gè)羥基。羥基數(shù)目越多，與水形成氫鍵的能力越強(qiáng)，

溶解度越高。因此HO（CH2）,CHO的溶解度應(yīng)小于葡萄糖，推斷錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；

D.第一電離能Mg>AL但金屬單質(zhì)的還原性Mg>AI（金屬活動(dòng)性順序）。Mg的第一電離能大于AI是

因?yàn)殒V的價(jià)電子排布式為3s2不易失去電子，而A1的價(jià)電子排布式為3s?3d，容易失去3P能級(jí)電子，因此

不能直接通過第一電離能推斷單質(zhì)還原性，推斷錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；

故選Ao

3.C

【詳解】A.同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，B、0、F位于同一周期，原子序數(shù)B<O〈F,所以電

負(fù)性B<O〈F,A正確；

B.基態(tài)氯原子的核外電子數(shù)為8,每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不同.所以核外電子有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),B正確：

C.同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，Cs是第六周期第IA族元素，是第六周期中原子半徑最

大的主族元素，C錯(cuò)誤；

D.X射線衍射實(shí)驗(yàn)可用于測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)，通過分析X射線比射圖譜能得到晶體中原子的排列等信息，

所以可測(cè)定氟硼鋁酸葩晶體的結(jié)構(gòu)，D正確；

故選C。

4.B

【詳解】A.由投影圖可知，硼層中硼原子連接3個(gè)。鍵，B原子價(jià)電子有3個(gè)，全部用于形成。鍵，無

孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+0=3,雜化類型為sp2,故A錯(cuò)誤；

B.由投影圖口1知，每個(gè)鎂原子上層距離具最近的硼原子有6個(gè)，卜層距離具最近的硼原子也有6個(gè)，共

12個(gè)，每個(gè)硼原子上層距離其最近的鎂原子有3個(gè)，下層距離其最近的鎂原子也有3個(gè)，共6個(gè)，則

Mg、B原子個(gè)數(shù)比為1：2,化學(xué)式為MgB2,故B正確；

C.由投影圖可知，每個(gè)鎂原子上層距離其最近的硼原子有6個(gè)，下層距離其最近的硼原子也有6個(gè)，共

12個(gè),故C錯(cuò)誤;

D.Mg層內(nèi)存在金屬鍵，不存在離子鍵，故D錯(cuò)誤：

故選B。

5.A

【詳解】A.形成煙花的過程中金屬原子由較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)，煙花的

絢爛多彩與電子躍遷有關(guān)，與得失電子無關(guān)，A錯(cuò)誤；

B.橡膠含有碳碳雙鍵，易被氧化，所以橡膠老化與碳碳雙鍵有關(guān)，B正確；

C.鉆石成分是金剛石，是通過共價(jià)鍵結(jié)合的共價(jià)晶體，具有很大硬度，C正確；

D.金屬晶體組成微粒為金屬離子和自由電子，存在金屬鍵，當(dāng)金屬受到外力作用時(shí)，晶體中的各原子層

就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但是金屬鍵未被破壞，所以金屬具有良好的延展性，可以加工成各種形狀與其金屬鍵

有關(guān)，D正確；

故答案為：Ao

6.D

【詳解】A.根據(jù)氧的非金屬性比硫強(qiáng)，故水的穩(wěn)定性比硫化氫強(qiáng)，A不符合題意；

B.氯和碘為同主族元素，從上到下元素非金屬性減弱，陰離子的還原性增強(qiáng)，B不符合題意；

C.氟的電負(fù)性比氯強(qiáng)，則碳氟鍵的極性比碳氯鍵的極性大，使三氟乙酸中的駿基的羥基極性變大，更容

易電離出氫離子，C不符合題意；

D.二氧化硅為共價(jià)晶體，二氧化碳形成分子晶體，共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體，與碳和硅的非金屬性

無關(guān)，D符合題意；

故選D。

7.C

【詳解】A.非金屬性Cl>Br,非金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物的水叱物酸性越強(qiáng)，則酸性：HCIO4>HBrO4,

故A正確；

B.NaCkNaBr均為離子晶體，氯離子半徑小于濱離子，氯化鈉中的離子鍵比澳化鈉強(qiáng)，因此熔點(diǎn)：

NaCl>NaBr,故B正確；

C.。和Br的電負(fù)性大于金屬Na和Mg,氯溟同主族，從上到下電負(fù)性減弱，Na和Mg同周期從左到右

電負(fù)性增強(qiáng)，則電負(fù)性：Cl>Br>Mg>Na,故C錯(cuò)誤；

D.澳離子核外電子層數(shù)為4,氯離子核外電子層數(shù)為3,鈉離子和鎂離子核外電子層數(shù)為2,鈉離子核電

荷數(shù)小于鎂離子，粒子核外電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)核電荷數(shù)越大半徑越小，則離子半

徑：r（Brj>r（aj>r（Na+）>r（Mg2*）,故D正確；

故選：Co

(3)通過反應(yīng)Ni2++3enu[Ni(en)J-+降低c(Ni2+),使得Ni?+放電速率減緩，同時(shí)通過平衡移動(dòng)補(bǔ)充放電消

耗的Ni2+,使其濃度保持穩(wěn)定，達(dá)到放電速率平穩(wěn)的作用。

14x(48+14)

(4)123-4-_LTiN

VPNA

【詳解】(1)

N為7號(hào)元素，基態(tài)N原子核外電子軌道表示式是向Is而2s

(2)①丁二酮胎中N原子的。鍵電子對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為1,則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,故N的雜化軌道

類型是sp」。

②丁二酮后中兩個(gè)羥基間形成氫鍵，故其結(jié)構(gòu)為

(3)通過反應(yīng)Ni2++3en=[Ni(en)3r降低c(Ni2，)，使得Ni?+放電速率減緩，同時(shí)通過平衡移動(dòng)補(bǔ)充放電

消耗的Ni?'使其濃度保持穩(wěn)定，達(dá)到放電速率平穩(wěn)的作用，得到的鍍層更加致密、細(xì)膩。

(4)①由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，與體心的Ti等距且緊鄰的Ti位于棱心，原子數(shù)目是12,故與每個(gè)Ti原子等

距且緊鄰的Ti原子數(shù)目是12。

②一個(gè)晶胞中Ti的個(gè)數(shù)為12X!+1=4,N的個(gè)數(shù)為8X』+6X!N,則晶胞的質(zhì)量為刎,故晶胞

482N代

的體積為史筆叫cm\則該晶胞邊長為卜(弋+14)5。

PN八VpNA

③N的電負(fù)性比C的電負(fù)性更大，與Ti的電負(fù)性差值更大，故所含離子鍵百分?jǐn)?shù)更大的是TiN。

9.(l)2s22PaNH，的VSEPR模型為四面體形，含一個(gè)孤電子對(duì)，略去孤電子對(duì)，NH；的空間結(jié)構(gòu)為

三角錐形(N&中N采取sp3雜化，其中一個(gè)sp3雜化軌道被一個(gè)孤電子對(duì)占據(jù))

(2)HQ+有孤電子對(duì)，NH；無孤電子對(duì)。孤電子對(duì)有較大斥力，使H-O-H鍵角小于H-N-H離子

鍵、氫鍵

(3)3V2:1Ov,3CH4+N2+3H2O=3CO+2NH3+6H2

【詳解】(1)①N是7號(hào)元素，基態(tài)N原子價(jià)層電子排布式為2s22p:

②NHq中N原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為3+2羅=4,VSEPR模型為四面體形，含一個(gè)孤電子對(duì)，所以NH、的空

間結(jié)構(gòu)為三角錐形。

(2)①HQ+中O原子有1個(gè)孤電子對(duì)，NH：中N原子無孤電子對(duì)。孤電子對(duì)有較大斥力，使H-O-H

鍵角小于H-N-H。

②NH；對(duì)于N；的穩(wěn)定存在有重要作用。NH；與N］存在離子間的靜電作用，即NH；與N：存在離子鍵，

NH：中存在N-H鍵，NH：與N：可以形成氫鍵，所以作用力類型有離子鍵、氫鍵。

(3)①根據(jù)Mg的晶胞結(jié)構(gòu)，鎂位于晶胞的頂角和體心，1個(gè)晶胞中含有2個(gè)Mg原子，根據(jù)MgO的晶

胞結(jié)構(gòu)，鎂位于晶胞的棱邊和體心，O位于晶胞的頂角和面心，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Mg、4個(gè)O,若Mg

2x244x40

和Mg。的晶胞體積分別為和v^n?,Mg的密度為常鏟不廠，Mg。的密度為文亍內(nèi)廠，

則Mg和MgO的密度之比為3y2：10vlo

②根據(jù)圖示，甲烷、氮?dú)?、水合成NH-CO與H-總反應(yīng)方程式是

3cH4+N,+3H,O=3CO+2NH3+6H20

0⑴回EHSi<S<P

3s3p

(2)晶體硅和金剛石都屬于共價(jià)晶體，原子半徑：C<Si,鍵長：C-C鍵<Si-Si鍵，鍵能：C-C鍵

>Si-Si鍵，鍵能越大，熔點(diǎn)越高、硬度越大8MVX")」b

ma

(3)sp3雜化2：5片內(nèi)的共價(jià)鍵的強(qiáng)度大于片間的離子犍等相互作用的強(qiáng)度

【詳解】(1)①基態(tài)硅原子的價(jià)層電子排布為3s23p』，價(jià)層電子磯道表示式是ItTt

3s3P

②同周期元素從左到右第?電離能增大，但由于P的3P軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，因此第一電離能大于

相鄰元素，則由小到大的順序?yàn)镾ivSvP。

(2)①晶體硅的熔點(diǎn)和硬度均低于金剛石，其原因是晶體硅和金剛石都屬于共價(jià)晶體，原子半徑：

C<Si,鍵長：C-C鍵vSi-Si鍵，鍵能：C-C鍵〉Si-Si鍵，鍵能越大，熔點(diǎn)越高、硬度越大；

②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，含有硅原子個(gè)數(shù)為(x8+gx6+lx4=8,根據(jù)密度公式

2

jng_=_____尸______________8MI，f,,SA/vxlO'-

pc〃3?/,__\33口J得：N、=---kmol=--------j----mol；

VCMNA"?。/x(axlO7)cmmax\021ma

③硅晶體中硅原子之間具有方向性和飽和性，金屬晶體中金屬鍵沒有方向性和飽和性，故a不選：金剛石

是共價(jià)晶體，若硅有導(dǎo)電性，且導(dǎo)電能力大于金剛石，則可說明硅的晶體類型略向金屬晶體過渡，故答案

為b。

(