2025届高三化学二轮复习 晶体结构与性质

晶体结构与性质 选择题只有1个选项符合题意 1.（2023·苏州一模）周期表中ⅢA族单质及其化合物应用广泛。 BF3极易水解生成HBF4（HBF4在水中完全电离为H＋和BF）和硼酸（H3BO3），硼酸是一元弱酸，能溶于水。硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成挥发性的硼酸甲酯[B（OCH3）3]，硼酸甲酯主要用作热稳定剂、木材防腐剂等。高温下Al2O3和焦炭在氯气的氛围中获得AlCl3。GaN的结构与晶体硅类似，是第三代半导体研究的热点。铊（Tl）位于元素周期表中第6周期，于1861年发现。下列说法正确的是（　　） A.BF中存在配位键 B.B（OCH3）3分子间能形成氢键 C.Tl原子基态外围电子排布式为6s26p3 D.GaN属于离子晶体 2.（2023·南京三模）在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。Be（OH）2和Al（OH）3均为两性氢氧化物，Be（OH）2溶于强碱形成[Be（OH）4]2－。BeO和Al2O3都具有难溶于水、高熔点等性质。BeCl2和AlCl3在气态时通常以二聚体的形式存在，（AlCl3）2的结构如图所示。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和氢气。工业上用焦炭和石英砂（主要成分为SiO2）在高温条件下反应制得粗硅。硼酸（H3BO3）和硅酸都是弱酸，硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构，常用作医用消毒剂、润滑剂等。下列说法正确的是（　　） A.（AlCl3）2中含有配位键 B.[Be（OH）4]2－的空间结构为平面正方形 C.SiO2中的O—Si—O键角为120° D.H3BO3晶体中存在的作用力只有共价键 3.（2023·南通通州区月考）离子液体是室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物，大多数离子液体有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子如AlCl、PF等。一种离子液体的结构如图所示，下列说法正确的是（　　） A.该离子液体中阴阳离子间的作用力弱于NaCl中阴阳离子间的作用力 B.该离子液体的阳离子间可能会形成氢键 C.BF内F－B－F之间的键角为90° D.1 mol 该离子液体的阳离子中所含σ键的数目为18 mol 4.（2023·南通海安高级中学模拟）下列有关物质结构与性质的说法不正确的是（　　） A.NH3BH3分子中存在配位键，N原子提供孤电子对 B.B3O（结构如图）中B原子、O原子均采用sp3杂化 C.NH3BH3中与氮原子相连的氢带部分正电荷，与硼原子相连的氢带部分负电荷 D.CH3CH3与NH3BH3的原子总数、电子总数均相等，熔点比NH3BH3低 5.（2022·扬州中学模拟）NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe（NO）（H2O）5] SO4。下列说法不正确的是（　　） A.该配合物中阴离子的空间结构为正四面体形 B.配离子为[Fe（NO）（H2O）5]2＋，配位数为6 C.Fe2＋被氧化为Fe3＋，失去的电子位于3d轨道 D.H2O是含有极性键的非极性分子 6.在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。 下列说法错误的是（　　） A.该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O B.该配离子中铜离子的配位数是4 C.基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1 D.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H 7.已知NixMg1－xO晶体属立方晶系，晶胞边长为a。将Li＋掺杂到该晶胞中，可得到一种高性能的p型太阳能电池材料，其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化，下列说法正确的是（　　） A.该结构单元中O原子数为13 B.Ni和Mg间的最短距离是a C.Ni的配位数为4 D.该物质的化学式为Li0.5Mg1.12Ni2.38O4 8.钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的，最初单指钛酸钙这种矿物[如图（a）]，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材料的结构如图（b）所示，其中A为CH3NH，另两种离子为I－和Pb2＋。下列说法错误的是（　　） A.钛酸钙的化学式为CaTiO3 B.图（b）中，X为Pb2＋ C.CH3NH中含有配位键 D.晶胞中与每个Ca2＋紧邻的O2－有12个 9.单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是（　　） A.S位于元素周期表p区 B.该物质的化学式为H3S C.S位于H构成的八面体空隙中 D.该晶体属于分子晶体 10.（1）（2022·苏州期末）CeO2的晶胞如图1所示，Ce原子周围距离最近且相等的O原子个数为________________________________________________________________________。 图1　　　　　　　　　　　图2 （2）（2021·镇江期中）把粉碎的软锰矿粉与BaS溶液反应生成一种锰的氧化物，其晶胞结构如图2所示，该氧化物化学式为__________________________________。 （3）（2021·苏州期中）LiFePO4的晶胞结构如图3所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，其余为Li＋。每个晶胞中含有Li＋的数目为　　　　。 （4）（2022·通泰扬淮徐宿二模）CuxFeyOz复合催化剂晶胞结构如图4所示（A、B分别为晶胞的的结构），其化学式为　　　　　　　　。 11.（2024·浙江七彩阳光联盟联考）钛及其合金因有比重轻、强度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能，广泛用于航天、航空、航海设施、医药等领域。请回答： （1）基态钛原子的价层电子排布式是__________________________。 （2）Ti－Fe合金、硼氮甲基环戊烷 （，间三氮三硼环在结构上与苯极为相似）都可作储氢材料。下列说法正确的是　　　　。 A.吸、放氢过程都发生了化学变化 B.铁元素位于第四周期、第ⅧB族 C.硼氮甲基环戊烷组成元素中的第一电离能：N>B D.硼氮甲基环戊烷组成元素中的C、N原子的杂化方式都是sp3 （3）TiCl4分子结构与CCl4相同。 ①TiCl4能形成[Ti（NH3）6]Cl4，则H－N－H的键角：[Ti（NH3）6]Cl4　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）NH3。 ②CCl4遇水难水解，而TiCl4极易水解，原因是___________________________________。 （4）某硅钛化合物具有非常理想的导电性，可作电极材料。其晶胞如图，则化学式为　　　　。 12.硫、钴及其化合物用途非常广泛。回答下列问题： （1）基态Co原子价电子排布图为___________________________________， 第四电离能I4（Co）<I4（Fe），其原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________； Co与Ca同周期且最外层电子数相同，单质钴的熔、沸点均比钙大，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）K和Na位于同主族，K2S的熔点为840 ℃，Na2S的熔点为950 ℃，前者熔点较低的原因是________________________________________________________________________。 （3）S与O、Se、Te位于同一主族，它们的氢化物的沸点如下图所示，沸点按图像所示变化的原因是_____________________________________________________________________。 （4）已知金刚石结构中C—C比石墨结构中C—C的键长长，则金刚石的熔点　　　　（填“高于”“低于”或“等于”）石墨的熔点，理由是___________________________________ ________________________________________________________________________。 （5）金属镓（Ga）位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，其卤化物的熔点如下表： GaF3 GaCl3 GaBr3 熔点/℃ ＞1 000 77.75 122.3 GaF3熔点比GaCl3熔点高很多的原因是_________________________________________。 13.石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。 （1）以Ni—Cr—Fe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Fe原子未成对电子数为　　　　。设石墨晶体中碳碳键的键长为a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为b m，则a　　　　b（填“>”“<”或“＝”），原因是__________________________________________。 （2）比较表中碳卤化物的熔点，分析其熔点变化的原因是___________________________ ________________________________________________________________________。 CCl4 CBr4（α型） CI4 熔点/℃ －22.92 48.4 168（分解） （3）金刚石的晶胞如图1所示。已知ZnS晶胞与金刚石晶胞排列方式相同，若图1中a与ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，则S2－在ZnS晶胞中的位置为______________________。 （4）石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。 ①在图3所示的氧化石墨烯中，采取sp3杂化形式的原子有　　　　（填元素符号）。 ②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间键能的变化是　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 （5）石墨烯具有很大的比表面积，有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为a m，12 g单层石墨烯单面的理论面积约为__________________ m2（列出计算式即可）。 晶体结构与性质 1.A　[A.硼原子与3个氟原子之间是共价键，第四个硼氟键是硼原子提供空轨道，氟离子提供共用电子对是配位键，A正确；B.B(OCH3)3中的氢原子没有与电负性较大的元素形成共价键，所以B(OCH3)3分子间不能形成氢键，B错误；C.Tl原子基态外围电子排布式为6s26p1，C错误；D.GaN的结构与晶体硅类似是共价晶体，D错误。] 2.A　[A.(AlCl3)2中Al原子提供空轨道、Cl原子提供孤电子对以此来形成配位键，所以(AlCl3)2中含有配位键，A正确；B.[Be(OH)4]2-中的中心原子为Be，Be原子和四个OH-形成共价键，Be原子采用sp3杂化，空间结构应为正四面体形，B错误；C.SiO2为共价晶体，每个O原子被两个Si原子共用，每个Si原子分别与4个O原子相连，故Si原子采用sp3杂化，形成的应为正四面体结构，键角不为120°，C错误；D.H3BO3晶体中存在的作用力除了共价键还存在分子间作用力，D错误。] 3.A　[A.该物质为离子液体，说明其熔点较低，而氯化钠常温下为固体，说明该离子液体中的阴阳离子间的作用力弱于氯化钠中阴、阳离子间的作用力，A正确；B.该离子液体中的氢原子没有直接连接在电负性大的原子上，不能形成氢键，B错误；C.BF中B原子的价电子对数为4＋＝4，空间结构为正四面体形，离子内F—B—F之间的键角为109°28′，C错误；D.单键为σ键，双键含有一个σ键和一个π键，故该阳离子中含有19个σ键和2个π键，则1 mol 该阳离子中键为19 mol，D错误。] 4.B　[A.NH3BH3分子中存在N→B配位键，N原子提供孤电子对，A正确；B.B3O中，B原子形成了3个σ键，B原子的最外层无孤对电子，所以B的价电子对数为3，B原子采用sp2杂化，而O原子形成2个σ键，O的最外层上有2对孤对电子，所以O的价电子对数为2＋2＝4，所以O采用sp3杂化，B错误；C.在NH3BH3中，电负性N＞H＞B，使与N相连的H常带部分正电荷，与B相连的H带部分负电荷，C正确；D.NH3BH3的极性强于CH3-CH3，分子的极性越强，分子间作用力越强，熔沸点越高，因此NH3BH3的熔点更高，D正确。] 5.D　[配合物中阴离子为SO，SO中硫原子的价电子对数为4，孤电子对数为0，SO的空间结构为正四面体形，A正确；[Fe(NO)(H2O)5]2＋中的Fe2＋为中心离子，NO和H2O为配位体，配位数为6，B正确；Fe2＋的价电子排布式为3d6，失去3d轨道上一个电子，被氧化为价电子排布式为3d5的Fe3＋，C正确；水分子的空间结构为V形，是含有极性键的极性分子，D错误。] 6.A　[A.根据其结构可知，该配离子中的N和O可与水分子中的H形成氢键，而水分子中的O也可与配离子中的H形成氢键，A错误；B.根据配离子的结构可知，铜离子的配位数为4，B正确；C.根据铜原子的电子排布式可知，基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1，C正确；D.根据同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐增大，同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小的趋势，非金属元素电负性大小排列顺序可知，该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H，D正确。] 7.B　[由均摊法可知该结构单元中O原子数＝1＋12×＝4，A错误；由图可知，Ni和Mg间的最短距离为晶胞面对角线的一半，即＝a，B正确；由晶胞可知Ni的配位数为6，C错误；1个晶胞中Li的个数＝1×＝0.5，Mg的个数＝2×＋1×＝1.125，Ni的个数＝7×＋3×＝2.375，O的个数＝4，因此该物质的化学式为Li0.5Mg1.125Ni2.375O4，D错误。] 8.B　[A.Ca2＋位于8个顶角，故为8×＝1个，Ti4＋位于体心，故为1个，O2-位于6个面心，故为6×＝3个，所以化学式为CaTiO3，故A正确；B.图(b)中，A、B、X分别位于晶胞的顶角、体心和面心，根据均摊法可以确定其中有1个A、1个B和3个X，根据晶体呈电中性确定，CH3NH和Pb2＋均为1个，有3个I-，故X为I-，故B错误；C.类比NH成键情况可知，CH3NH中含有H＋与—NH2形成的配位键，故C正确；D.Ca2＋位于顶角，与邻近的3个面的面心上的O2-紧邻，每个顶角参与形成8个晶胞，每个面参与形成2个晶胞，因此与每个Ca2＋紧邻的O2-有3×8÷2＝12个，故D正确。] 9.D　[A项，S是第ⅥA族元素，在元素周期表中位于p区，正确；B项，由均摊法可知晶胞中含S原子数为1＋×8＝2，含H原子数为×6＋×12＝6，故该物质的化学式为H3S，正确；C项，面心上的6个H原子围成正八面体，体心上的S位于该八面体空隙中，正确；D项，该物质为新型超导材料，具有导电性，而分子晶体不能导电，故该晶体不属于分子晶体，错误。] 10.(1)8　(2)MnO　(3)4　(4)CuFe2O4 11.(1)3d24s2　(2)AC　(3)①大于　②钛的原子半径比碳的大，Ti—Cl的键长比C—Cl的长，Ti—Cl的键能较小，易断裂　(4)TiSi2 解析　(1)Ti为22号元素，Ti原子的价层电子排布式为3d24s2；(2)因为间三氮三硼环在结构上与苯极为相似，故用苯环的结构来推导其结构性质；A.吸氢、放氢过程都是化学变化，选项A正确；B.铁为26号元素，位于第四周期、第Ⅷ族，选项B错误；C.根据电离能的递变规律曲线可知，电离能N>B，选项C正确；D.因为间三氮三硼环结构与苯极为相似，故由苯环结构推测其结构可知，N的杂化方式sp2，C的杂化方式sp3，选项D错误；(3)①[Ti(NH3)6]Cl4中N原子上的孤电子对已经与Ti形成配位键，对N—H的成键电子对的排斥作用下降，故[Ti(NH3)6]Cl4中的H—N—H的键角增大，答案为大于；②Ti原子半径比碳的大，Ti—Cl的键长比C—Cl的键长长，Ti—Cl键能较小，易断裂，故CCl4遇水难水解，而TiCl4极易水解；(4)根据均摊法可知，一个晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个Ti，含有8×＋8×＋10＝16个Si，故分子式为TiSi2。 12.(1) 　铁失去的是较稳定的3d5上的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子　钴的原子半径比钙小，价电子数比钙多，钴中金属键比钙中强　(2)K＋的半径比Na＋大，K2S的晶格能比Na2S小　(3)H2O分子间存在较强的氢键，其他三种分子间不含氢键，所以H2O沸点最高；H2S、H2Se及H2Te的结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，所以沸点逐渐升高　(4)低于　键长越长，键能越小，键越不稳定，熔点越低　(5)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体；离子键强于分子间作用力 解析　(1)基态Co原子价电子排布式为3d74s2，价电子排布图为。 13.(1)4　<　石墨晶体中的碳碳键除σ键外还有大π键，金刚石晶体中碳碳键只有σ键 (2)分子组成和结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故CCl4、CBr4、CI4熔点依次升高 (3)顶角、面心　(4)①C、O　②变小　(5)×NA×a2 解析　(1)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，在金刚石晶体中，C原子采用sp3杂化，碳原子之间只存在σ键，而石墨晶体中的C原子采用sp2杂化，碳原子之间除了σ键外还有大π键，使得石墨晶体中的碳碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长小。(2)碳卤化物都是分子晶体，分子间通过范德华力相结合，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其分子间范德华力越强，熔点越高，由于相对分子质量：CCl4<CBr4<CI4，则熔点：CCl4<CBr4<CI4。(3)若图1中a与ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，则ZnS晶胞中所含Zn2＋的个数为4，根据ZnS的化学式可知，只有S2-处于顶角和面心时，ZnS晶胞中S2-的个数为8×＋6×＝4。(4)①氧化石墨烯中所标的1号碳原子形成3个碳碳单键和一个碳氧单键，C原子为sp3杂化，氧化石墨烯中羟基上的氧原子形成一个碳氧单键和一个氧氢单键，还有2个孤电子对，所以羟基上的氧原子为sp3杂化。②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间的大π键被氧化破坏变成了单键，键能变小。(5)已知石墨烯中碳碳键的键长为a m，则其所在正六边形的面积为 m2，根据均摊法可以计算出每个正六边形所占有的碳原子数为6×＝2，所以12 g(1 mol)单层石墨烯实际占有的正六边形个数为×NA，则单层石墨烯单面的理论面积约为×NA×a2 m2。 学科网（北京）股份有限公司 $$