第三单元 晶体结构与性质【单元卷·考点卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（沪科版2020选择性必修2）

第三单元 晶体结构与性质 考点概览 考点1 金属晶体 考点2 离子晶体 考点3 共价晶体和分子晶体 考点1 金属晶体 1．一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。对于该合金叙述正确的是 A．粒子个数最简比Ga、Ni、Co=1：1：1 B．其立方晶胞的体积为8a3nm3 C．与Co距离最近且相等的Co有3个 D．Ga、Ni、Co均位于元素周期表的d区 2．硅材料在生活中占有重要地位。 (1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。硅原子核外未成对电子数为 。单晶硅的晶体类型为 。 A．离子晶体            B．分子晶体            C．共价晶体            D．金属晶体 (2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。 A．得电子能力：①>② B．微粒半径：③>①>② C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② (3)硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表： 熔点/℃ -90.0 -69.8 5.6 120.7 沸点/℃ -85.8 57.8 154.2 287.7 ①气态分子的空间构型是 。 A．正四面体形    B．三角锥形        C．角形            D．直线形 ②0℃时，、、、呈液态的是 。 A．            B．            C．            D． ③比较上述的熔沸点，分析其变化规律及原因 。 (4)与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如下图所示： N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 。 (5)硅合金具有良好的性能。 ①下列关于合金的说法错误的是 。 A．熔点高于组成金属        B．可能含有非金属 C．硬度通常比组成金属大        D．一般比单一金属用途更广 ②白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示(Cu位于面心)，该晶胞含有的Cu原子和Ni原子个数分别为 、 。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Ni和Ni之间的最短距离为 nm。 考点2 离子晶体 3．金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应(金刚石)工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为a cm，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素 B．、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高 C．若NaCl晶体密度为，则 D．等质量的石墨和金刚石(结构如图2)中，碳碳键数目之比为4∶3 4．单质氟常温下能腐蚀Fe、Ag等金属，但工业上却可用Cu制容器储存。PtF6是极强的氧化剂，用Xe和PtF6制备六氟合铂氙[XeF]+[Pt2F11]-的历程如图所示，下列叙述错误的是 A．[XeF]+[Pt2F11]-固体为离子晶体 B．上述反应中的催化剂为F- C．上述过程中属于氧化还原反应的是②③ D．氟单质可用Cu制容器储存的原因是两者不反应 5．我国科学家在表面自组装单原子层纳米团簇构筑双催化剂实现到OH的稳定持续活化。的晶胞结构如图所示。已知：晶胞边长为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．和中都含有非极性键 B．中的配位数为12 C．和之间的最短距离为 D．晶体的密度为 6．金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为： ，其基态原子核外有 种能量不同的电子。 (2)Na2O2中含有的化学键有 。 (3)Na2O晶体中微粒半径：r (Na+) r ()。(填“>”“=”“<”) (4)钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为： 。 考点3 共价晶体和分子晶体 7．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．石墨晶体属于混合晶体 8．设为阿伏加德罗常数的值。氮化硅常用于制备高温结构陶瓷，可由如下反应制备：。下列说法正确的是 A．是分子晶体 B．石墨含有的共价键数为 C．中含有键的数目为 D．每生成转移电子数为 9．氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料，研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构、晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，。氨硼烷的超晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是 A．氨硼烷中N和B的杂化方式均为 B．氨硼烷能溶于水 C．氨硼烷分子内存在配位键 D．氨硼烷晶体的密度为 10．以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的简要过程如图所示，的立方晶胞如图所示。代表阿伏加德罗常数，晶胞参数为。下列说法错误的是 A．的空间结构为平面三角形 B．的立方晶胞的密度为 C．的立方晶胞中，紧邻的阴离子个数为8 D．完全反应生成和，有电子发生转移 11．GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 (1)氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。 (2)GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 GaN晶体的密度为 g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三单元 晶体结构与性质 考点概览 考点1 金属晶体 考点2 离子晶体 考点3 共价晶体和分子晶体 考点1 金属晶体 1．一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。对于该合金叙述正确的是 A．粒子个数最简比Ga、Ni、Co=1：1：1 B．其立方晶胞的体积为8a3nm3 C．与Co距离最近且相等的Co有3个 D．Ga、Ni、Co均位于元素周期表的d区 【答案】B 【解析】A．Co构成立方体，Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，根据均摊原则，该合金的晶胞中，粒子个数最简比Ga∶Ni∶Co=1∶1∶2，故A错误； B．Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，晶胞的边长为距离最近的2个Ni原子的距离，为2anm，该合金的立方晶胞的体积为8a3 nm3，故B正确； C．根据晶胞结构，与Co距离最近且相等的Co有6个，故C错误； D．Ni、Co位于元素周期表的d区，Ga位于元素周期表的p区，故D错误； 选B。 2．硅材料在生活中占有重要地位。 (1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。硅原子核外未成对电子数为 。单晶硅的晶体类型为 。 A．离子晶体            B．分子晶体            C．共价晶体            D．金属晶体 (2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。 A．得电子能力：①>② B．微粒半径：③>①>② C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② (3)硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表： 熔点/℃ -90.0 -69.8 5.6 120.7 沸点/℃ -85.8 57.8 154.2 287.7 ①气态分子的空间构型是 。 A．正四面体形    B．三角锥形        C．角形            D．直线形 ②0℃时，、、、呈液态的是 。 A．            B．            C．            D． ③比较上述的熔沸点，分析其变化规律及原因 。 (4)与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如下图所示： N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 。 (5)硅合金具有良好的性能。 ①下列关于合金的说法错误的是 。 A．熔点高于组成金属        B．可能含有非金属 C．硬度通常比组成金属大        D．一般比单一金属用途更广 ②白铜是我国使用最早的合金之一，白铜晶胞结构如图所示(Cu位于面心)，该晶胞含有的Cu原子和Ni原子个数分别为 、 。已知晶体密度为dg·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值。Ni和Ni之间的最短距离为 nm。 【答案】(1) 2 C (2)BD (3) A B 变化规律：SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4熔沸点逐渐升高，原因：SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大 (4)sp2、sp3 (5) A 3 1 【解析】（1）硅原子最外层电子排布式为3s23p2，根据洪特规则其未成对电子数未2；单晶硅的结构类似金刚石，为共价晶体。 （2）硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①为基态Si原子、②为基态Si+、③为激发态Si原子； A．②为基态Si+，容易得到1个电子，故得电子能力：①<②，错误； B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；则微粒半径：③>①>②，正确； C．②为基态Si+，再电离1个电离1个电子所需能量最大；③为激发态Si原子，电离1个电子所需能量最小；故电离一个电子所需最低能量：②>①>③，错误； D．由分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，正确； （3）SiX4，中心原子为sp3杂化，无孤对电子，分子空间构型为正四面体形；根据表格中熔沸点数据可知在0℃呈现液态的是SiCl4；SiX4的结构相似，均为分子晶体，熔沸点主要由分子间作用力决定，因此随着相对分子量的增大，分子间作用力逐渐增大，熔沸点呈现增大的趋势； （4）根据N-甲基咪唑的结构可知，环上碳为sp2杂化，甲基碳为sp3杂化； （5）合金熔沸点低于其组分金属，硬度、强度都比组分金属大，用途也更广泛，而合金可以由金属元素和非金属元素组成，也可以由金属元素和金属元素组成；根据晶胞结构可知，则该晶胞的摩尔质量为（59+64×3）g/mol=251g/mol，则晶体密度为，而Ni和Ni之间的最短距离即为该晶胞的边长。 考点2 离子晶体 3．金刚石硬度大，熔点高，用途非常广泛。工业上利用反应(金刚石)工合成金刚石。已知：氯化钠晶胞结构如图1所示，相邻的与的距离为a cm，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素 B．、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高 C．若NaCl晶体密度为，则 D．等质量的石墨和金刚石(结构如图2)中，碳碳键数目之比为4∶3 【答案】D 【解析】A．Ni、Co属于Ⅷ族元素，位于元素周期表中的d区，故A正确； B．是分子晶体、NaCl是离子晶体、金刚石是共价晶体，三种物质的熔点依次升高，故B正确； C．相邻的与的距离为a cm，晶胞边长为2a cm，根据均摊原则，晶胞Na+数为 、Cl-数为，若NaCl晶体密度为，，则，故C正确； D．含1molC原子的石墨中含1.5mol键，含1molC原子的金刚石中含2mol键，等质量的石墨和金刚石(结构如图2)中，碳碳键数目之比为3∶4，故D错误； 选D。 4．单质氟常温下能腐蚀Fe、Ag等金属，但工业上却可用Cu制容器储存。PtF6是极强的氧化剂，用Xe和PtF6制备六氟合铂氙[XeF]+[Pt2F11]-的历程如图所示，下列叙述错误的是 A．[XeF]+[Pt2F11]-固体为离子晶体 B．上述反应中的催化剂为F- C．上述过程中属于氧化还原反应的是②③ D．氟单质可用Cu制容器储存的原因是两者不反应 【答案】D 【分析】由图中信息可知，反应①为，反应②的化学方程式为，反应③的化学方程式为，反应④的化学方程式为，反应⑤的化学方程式为。 【解析】A．[XeF]+[Pt2F11]-含有阴、阳离子，因此[XeF]+[Pt2F11]-是离子化合物，其晶体为离子晶体，故A正确； B．根据图示，F-参与了反应过程，但最后又生成了F-，因此上述反应中的催化剂为F-，故B正确； C．由分析中的离子反应可知，上述过程中属于氧化还原反应的是②③，故C正确； D．氟单质可用Cu制容器储存的原因是氟单质与铜制容器表面的铜反应形成一层保护性的氟化铜薄膜，可阻止氟与铜进一步反应，故D错误； 故选D。 5．我国科学家在表面自组装单原子层纳米团簇构筑双催化剂实现到OH的稳定持续活化。的晶胞结构如图所示。已知：晶胞边长为apm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．和中都含有非极性键 B．中的配位数为12 C．和之间的最短距离为 D．晶体的密度为 【答案】B 【分析】该晶胞中，首先要分析黑球和白球分别代表何种原子。根据均摊法，黑球数目为：，白球数目为：，结合化学式可知，黑球代表铁，白球代表硫。据此分析作答。 【解析】A．的结构式为：，既含有极性键又含有非极性键；根据均摊法，结合化学式可知，黑球代表铁，白球代表硫，晶胞中存在，其中含有非极性键，A正确； B．在配离子中，分子中的原子含有孤电子对，能够与形成配位键。因此，与个原子形成了配位键，所以其配位数为，B错误； C．与之间的最短距离为晶胞面对角线的一半，晶胞边长为，则与之间最短距离为，C正确； D．一个晶胞相当于含有四个“”，晶胞质量为：，晶胞边长为，则密度为：，D正确； 故选B。 6．金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为： ，其基态原子核外有 种能量不同的电子。 (2)Na2O2中含有的化学键有 。 (3)Na2O晶体中微粒半径：r (Na+) r ()。(填“>”“=”“<”) (4)钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。 由晶胞图判断该氧化物的化学式为： 。 【答案】(1) 或 4 (2)离子键、(非极性)共价键 (3)< (4)Na2O 【解析】（1） 基态Na原子的价电子排布式为3s1，则价层电子轨道表示式为(或)，Na占据1s、2s、2p、3s四个轨道，具有四种不同能量电子；故答案为：(或)，4； （2） 含有钠离子和过氧根离子，其电子式为，存在离子键和非极性共价键；故答案为：离子键和非极性共价键； （3）Na+和具有相同的和外地电子排布，核电荷越多半径越小，r (Na+)<r ()；答案：<； （4）钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内，则晶胞中有8个钠，氧有个，钠氧个数比为2：1，则该氧化物的化学式为；故答案为：。 考点3 共价晶体和分子晶体 7．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 A．液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性 B．氧化镁晶体中离子键的百分数为50%，氧化镁晶体是一种过渡晶体 C．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 D．石墨晶体属于混合晶体 【答案】C 【解析】A．液晶像液体一样具有流动性，也具有晶体的各向异性，A正确； B．氧化镁晶体中离子键、共价键的成分各占50%，所以氧化镁晶体是一种过渡晶体，B正确； C．金属本身就有自由电子，不是在外加电场作用下产生的，金属导电的原因是在外加电场的作用下自由电子定向运动，C错误； D．石墨晶体结构是层状的，每一层原子之间由共价键组成正六边形结构，层与层之间由范德华力互相吸引，石墨晶体属于混合晶体，D正确； 故选C。 8．设为阿伏加德罗常数的值。氮化硅常用于制备高温结构陶瓷，可由如下反应制备：。下列说法正确的是 A．是分子晶体 B．石墨含有的共价键数为 C．中含有键的数目为 D．每生成转移电子数为 【答案】B 【解析】A．Si3N4是通过共价键形成的晶体，为共价晶体，A错误； B．石墨为六边形结构，每个C周围有三个C—C，每个C—C被两个碳原子均分，故占有1.5个，石墨为1mol，含有的共价键数为，B正确； C．1个硅原子形成4个Si−O键，则1molSiO2中含有4molSi−O键，Si−O键数目为4NA，C错误； D．高温时，摩尔体积不是22.4L/mol，故不确定CO的物质的量，D错误； 答案选B。 9．氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料，研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构、晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，。氨硼烷的超晶胞结构如图所示。下列叙述错误的是 A．氨硼烷中N和B的杂化方式均为 B．氨硼烷能溶于水 C．氨硼烷分子内存在配位键 D．氨硼烷晶体的密度为 【答案】D 【解析】A．由晶胞结构可知，N和B的杂化方式均为sp3，A正确； B．氨硼烷与水分子能形成氢键，所以氨硼烷能溶于水，B正确； C．氨硼烧N有孤电子对，B有空轨道，因此氨硼烷分子能形成BN配位键，C正确； D．lmolNH3BH3的2×2×2超晶胞中含有16molNH3BH3，质量为g，体积为 2a×2b×2c×10-30cm-3，故氨硼烷晶体的密度为，D错误； 故答案选D。 10．以黄铁矿(主要成分为)为原料生产硫酸的简要过程如图所示，的立方晶胞如图所示。代表阿伏加德罗常数，晶胞参数为。下列说法错误的是 A．的空间结构为平面三角形 B．的立方晶胞的密度为 C．的立方晶胞中，紧邻的阴离子个数为8 D．完全反应生成和，有电子发生转移 【答案】C 【解析】A．中心原子形成3个键，孤电子对数为0，所以原子属于杂化，空间结构为平面三角形，故A正确； B．根据晶胞图可知亚铁离子数目为、阴离子数目，由密度公式可算得，故B正确； C．根据晶胞图，可以看出紧邻的阴离子个数为6，故C错误； D．中为+2价，为价；完全反应生成和后，为+3价，为+4价，有和发生电子转移，所以有完全反应生成和，有电子发生转移，故D正确； 故答案选C。 11．GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 (1)氮化镓中氮原子与镓原子之间以 键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为 。 (2)GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 GaN晶体的密度为 g·cm⁻³(只要求列算式，不必计算出结果， 【答案】(1) 共价键 正四面体 (2) 【解析】（1）金刚石是共价晶体，氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合。由晶胞结构可知，一个镓原子周围所有距离最近且相等的N原子有4个，4个N原子形成正四面体，Ga处于正四面体中心。 （2）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中Ga数目=8×+6×=4，N原子数目为4，相当于有4个“GaN”，故晶胞质量=4×g，则晶胞密度=4×g÷(a×10-10cm)3= g•cm-3。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$