重难点08 原子、分子、晶体结构与性质-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练(黑吉辽蒙专用)
2025-01-13
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内容正文:
重难点08 原子、分子、晶体结构与性质
考点
三年考情分析
2025考向预测
原子结构与性质
2024·广西卷;2024·福建卷;2024·重庆卷;2024·广东卷;2024·甘肃卷;2024·湖南卷;2024·河北卷;2024·湖北卷;2023·重庆卷;2023·广东卷;2023·北京卷;2023·湖南卷;2022·河北卷;2022·海南卷;2022·全国卷;
预计2025年高考仍会借助新科技、新能源为背景,围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算,特别是对空间想象能力和计算能力的考查。
分子结构与性质
2024·广西卷;2024·福建卷;2024·甘肃卷;2024·湖北卷;2023·天津卷;2023·海南卷;2023·辽宁卷;2022·福建卷;2022·河北卷;2022·北京卷;2022·海南卷;2022·全国卷;
晶体结构与性质
2024·浙江卷;2023·天津卷;2023·海南卷;2023·北京卷;2023·辽宁卷;2022·福建卷;2022·河北卷;2022·北京卷;2022·海南卷;2022·山东卷;2022·广东卷;2022·全国卷;
【思维导图】
【高分技巧】
一、原子结构与性质
1.原子结构
(1)原子结构——核素的表示方法
(2)微粒中“各数”间的定量关系
①原子或离子:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)②原子:核电荷数=质子数=原子序数=核外电子数
③阴离子:核外电子数=质子数+离子电荷数④阳离子:核外电子数=质子数-离子电荷数
2.核外电子排布
(1)牢记基态原子核外电子排布的三规律
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道,即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…
泡利原理
每个原子轨道上最多只容纳2个自旋状态相反的电子
洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同
(2)明确表示基态原子核外电子排布的四方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe:3d64s2
电子排布图(或轨道表示式)
Na:
3.常见微粒的电子式
(1)离子
钠离子
镁离子
Cl-
O2-
S2-
N3-
Na+
Mg2+
NH4+
H3O+
OH-
O22-
S22-
C22-
(2)离子化合物的电子式
CaO
K2O
CaF2
NaOH
NaH
CaC2
Na2O2
FeS2
NH4Cl
NH5
Mg3N2
Na3N
Al2S3
(3)共价化合物(共价分子)的电子式及结构式
分子
Cl2
O2
N2
H2O
电子式
结构式
分子
CH4
CO2
H2O2
HClO
电子式
结构式
分子
CCl4
BF3
PCl3
PCl5
电子式
结构式
二、分子结构与分子的性质
1.分子构型与价层电子对互斥理论
(1)中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数
(2)价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路
由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构
价层电子对数
电子对的
排列方式
VSEPR模型
及名称
孤电子对数
略去孤电子对的空间结构
分子(或离子)的空间结构名称
2
直线形
0
直线形
1
直线形
3
平面三角形
0
平面三角形
1
V形
2
直线形
4
四面体形
0
正四面体形
1
三角锥形
2
V形
3
直线形
2.判断中心原子杂化轨道类型的方法
(1)根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断:杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数+孤电子对数
价层电子对数
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间结构
实例
4
sp3杂化
4
109°28′
正四面体形
CH4
3
sp2杂化
3
120°
平面三角形
BF3
2
sp杂化
2
180°
直线形
BeCl2
(2)有多个中心原子时,则根据:“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数+孤电子对数”来判断
如:三聚氰胺分子的结构简式如图所示,分析氮原子、碳原子的杂化类型
杂化
类型
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电
子对数
孤电子对数确定方法
①号氮原子
sp3
4
3
1
氮原子最外层有5个电子,形成了3对共用电子对,则有一对孤对电子
②号氮原子
sp2
3
2
1
③号碳原子
sp2
3
3
0
碳原子最外层4个电子,形成了4对共用电子对,所以碳上无孤对电子
(3)有机物分子中碳原子杂化类型的判断方法
饱和碳原子均采取sp3杂化;连接双键的碳原子均采取sp2杂化;连接三键的碳原子均采取sp杂化
3.键角大小的判断方法
(1)中心原子的杂化方式不同且中心原子无孤对电子——看中心原子杂化方式:sp(1800)>sp2(1200)>sp3(109028')
分子
CO2、CS2
BF3、SO3
CH4、NH4+
杂化方式
sp
sp2
sp3
分子构型
直线型
平面三角形
正四面体
键角
1800
1200
109028'
(2)中心原子杂化方式相同且中心原子有孤对电子——看中心原子的孤电子对数
排斥力大小顺序:孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对,中心原子孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小
分子
CH4
NH3
H2O
杂化方式
sp3
sp3
sp3
孤电子对数
0
1
2
键角
109028'
107018'
104030'
分子构型
正四面体
三角锥形
V形
(3)中心原子不同,配位原子及中心原子孤电子对数相同且结构相似——看中心原子的电负性:中心原子的电负性越大,成键电子对越靠近中心原子,成键电子对排斥力增大,键角增大
键角:NH3>PH3>AsH3;H2O>H2S>H2Se
(4)中心原子及孤电子对数相同,配位原子不同且结构相似——看配位原子的电负性:配位原子电负性越大,成键电子对越偏离中心原子,成键电子对排斥力减小,键角越小
键角:NF3<NCl3<NBr3;NF3<NH3;OF2<H2O
(5)单键、双键、三键的影响
三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序:三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键
乙烯分子中键角①(121.3°)>键角②(117.4°)
原因是斥力大小:双键—单键>单键—单键
(6)配体体积对键角的影响:配体体积越大,电子云占据空间增大,对成键电子斥力增强,导致键角减小
键角:NH3>NH2OH>NH2(CH3)
3.分子的性质
(1)分子构型与分子极性的关系
分子构型与分子极性的关系
判断分子极性的常见方法
①An型(单质):非极性分子(O3除外)
②AB型:极性分子
③ABn型:
A上无孤对电子:非极性分子
A上有孤对电子:极性分子
(2)溶解性
①“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂,若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小
(3)范德华力对物质性质的影响
①一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:F2<Cl2<Br2<I2
②相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力也越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:N2<CO
③分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,物质的熔沸点也就越低
如沸点:对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
(4)氢键及其对物质性质的影响
①氢键的表示方法:X—H…Y—表示,式中X和Y表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键
②氢键的特征:具有一定的饱和性和方向性
③氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
④氢键对物质性质的影响
a.当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高:分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间作用力外,还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高,如:HF、H2O、NH3沸点反常
b.当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使使物质的熔、沸点降低,如:邻羟基苯甲醛(熔点:2℃,沸点:196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点:115℃,沸点:250℃)
c.氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大,如:NH3极易溶于水,因NH3与H2O之间能形成氢键(),且都是极性分子
d.对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大
e.氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
(5)分子的手性——手性分子的判断:判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团,即有机物分子中是否存在手性碳原子,如:,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性
(6)无机含氧酸分子的酸性
①对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,如:HNO2<HNO3;H2SO3<H2SO4
②含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大,即:(HO)mROn中,n值越大,酸性越强,如:H3PO4<H2SO4<HClO4,H3PO4可写成(HO)3PO,H2SO4可写成(HO)2SO2,HClO4可写成(HO)ClO3,非羟基氧越多,酸性越强
5.配位化合物
(1)配位键
①概念:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的共价键。即:共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键
②配位键的形成:成键原子一方能提供孤电子对,另一方能提供空轨道
③表示方法:配位键可以用AB来表示,其中A是提供孤电子对的原子,B是接受孤电子对的原子
(2)配位化合物
①概念:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。如:[Cu(NH3)4]SO4
②形成条件
a.体有孤电子对,中性分子如H2O、NH3和CO等;离子如F-、Cl-、CN-等,对于配体中两端均有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如配体CO、CN-中的C为配位原子
b.中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等
③组成结构——以“[Cu(NH3)4]SO4”为例
三、晶体结构与性质
1.熟知典型的晶体结构模型
(1)常见分子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子,每个晶胞中有4个CO2分子
②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有个
③密度= g·cm-3(a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
白磷
(1)面心立方最密堆积
(2)密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数)
冰
(1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接
(2)每个水分子实际拥有2个“氢键”
(3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因:每个水分子与周围四个水分子形成氢键
(2)常见共价晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
金
刚
石
硅
晶
体
原子半径(r)与边长(a)的关系:a=8r
①每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构,键角均为109°28′
②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子,晶胞内部有4个C原子,每个金刚石晶胞中含有8×+6×+4=8个碳原子,最小的碳环为6元环,并且不在同一平面(实际为椅式结构),碳原子为sp3杂化
③每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用,一个六元环实际拥有个碳原子
④C原子数与C—C键数之比为1∶2,12g金刚石中有2 mol共价键
⑤密度= g·cm-3(a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
SiO2
①SiO2晶体中最小的环为12元环,即:每个12元环上有6个O,6个Si
②每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构,每个正四面体占有1个Si,4个“O”,n(Si)∶n(O)=1∶2
③每个Si原子被12个十二元环共用,每个O原子被 6个十二元环共用
④每个SiO2晶胞中含有8个Si原子,含有16个O原子
⑤硅原子与Si—O共价键之比为1:4,1mol Si O2晶体中有4mol共价键
⑥密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
SiC
BN
AlN
①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构
②密度:ρ(SiC)=;ρ(BN)=;
ρ(AlN)= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
③若Si与C最近距离为d,则边长(a)与最近距离(d)的关系:a=4d
(3)常见金属晶体结构分析——金属晶体的四种堆积模型分析
堆积模型
简单立方堆积
体心立方堆积
(钾型)
面心立方最密堆积
(铜型)
六方最密堆积
(镁型)
晶胞
或
代表金属
Po
Na K Fe
Cu Ag Au
Mg Zn Ti
配位数
6
8
12
12
晶胞内原子数目
1
2
4
2
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系
r=
r=
r=
(4)典型离子晶体模型
晶体
晶体结构
结构分析
NaCl
①一个NaCl晶胞中,有4个Na+,有4个Cl-
②在NaCl晶体中,每个Na+同时强烈吸引6个Cl-,形成正八面体形; 每
个Cl-同时强烈吸引6个Na+
③在NaCl晶体中,Na+ 和Cl-的配位数分别为6、6
④在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个,
每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有12个
⑤密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
CsCl
①一个CsCl晶胞中,有1个Cs+,有1个Cl-
②在CsCl晶体中,每个Cs+同时强烈吸引8个Cl-,即:Cs+的配位数为8, 每个Cl- 同时强烈吸引8个Cs+,即:Cl-的配位数为8
③在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个,形成正八面体形,在CsCl晶体中,每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有6个
④密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
ZnS
①1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+
②Zn2+的配位数为4,S2-的配位数为4
③密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
CaF2
①1个CaF2的晶胞中,有4个Ca2+,有8个F-
②CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数不同,Ca2+配位数是8,F-的配位数是4
③密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
2.晶体结构的计算方法
(1)“均摊法”计算复杂型晶体中晶胞粒子数目及化学式
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
a.处于顶点上的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞
b.处于棱边上的粒子,同时为4个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞
c.处于晶面上的粒子,同时为2个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞
d.处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占
(2)晶体密度及微粒间距离的计算
晶体密度的计算公式推导过程
若1个晶胞中含有x个微粒,则晶胞的物质的量为:n==mol
晶胞的质量为:m=n·M=g,则密度为:ρ=
右图为CsCl晶体的晶胞
假设相邻的两个Cs+的核间距为a cm,NA为阿伏加德罗常数,CsCl的摩尔质量用M g·mol-1表示,则CsCl晶体的密度为ρ=g·cm-3
(3)金属晶体空间利用率的计算方法
①空间利用率(η):指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比
②
(建议用时:40分钟)
考向01 原子结构与性质
1.(2024·重庆·高考真题)某合金含和等元素。下列说法正确的是
A.的电负性大于 B.和均为d区元素
C.的第一电离能小于 D.基态时,原子和原子的单电子数相等
2.(2024·河北·高考真题)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.单质沸点: D.电负性:
3.(2024·上海·高考真题)下列关于氟元素的性质说法正确的是
A.原子半径最小 B.原子第一电离能最大
C.元素的电负性最强 D.最高正化合价为+7
4.(2025·东北三省·联考)放射性同位素被广泛应用于医学影像诊断中,下列关于的说法错误的是
A.中子数为82 B.价电子排布式为
C.常温下为银白色固体 D.和互为同位素
5.(2025·辽宁·二模)下列化学用语使用正确的是
A.、、的分子空间结构相同
B.四氯化碳的电子式
C.邻羟基苯甲醛分子内氢键
D.基态B原子价电子轨道表示式
6.(2025·吉林长春)下列化学用语表示正确的是
A.丁烯的顺式结构:
B.基态Ga原子的简化电子排布式为
C.羟基()的电子式:
D.名称:甲基乙二醇
7.(2025·吉林通化)下列有关说法正确的是
A.不同原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相等
B.同周期元素,从左到右,第一电离能依次增大
C.、、的能量不相等
D.排布图违反了泡利原理
考向02 分子结构与性质
8.(2025·辽宁沈阳·期中)下列事实不能用键能的数据解释的是
A.的沸点低于的沸点
B.的化学性质很稳定
C.HI、HBr、HCl、HF的稳定性逐渐增强
D.金刚石的熔点大于晶体硅的熔点
9.(2025·辽宁点石联考·期中)下列关于物质结构的叙述中,错误的个数为
①中碳原子的杂化类型有和两种
②元素Ge位于周期表第四周期ⅣA族,核外电子排布式为,属于p区元素
③非极性分子往往具有高度对称性,如这样的分子
④中阴、阳离子个数比不同
⑤氨水中大部分与以氢键(用“∙∙∙”表示)结合成,根据氨水的性质可知的结构式可写为
⑥HF晶体沸点高于HCl,是因为HCl共价键键能小于HF
A.3 B.4 C.5 D.6
10.(2025·辽宁·期中)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是
A.P、Q均为非极性分子 B.电负性:
C.P和Q分子中,C、B和N杂化方式相同 D.1molP和1molQ所含电子数目不相等
11.(2025·吉林长春·一模)一种药物的重要中间体的合成方法如图。下列说法正确的是
A.X和氢气完全加成后的分子中有3个手性碳
B.X与稀硫酸反应只有一个官能团发生变化
C.Y分子中所有原子可能共面
D.Y分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
12.(2025·东北师大附中·三模)下列说法正确的是
A.和中键角相等
B.的中心原子S采用杂化
C.原子基态核外电子排布式为
D.晶胞中,每个周围紧邻且距离相等的构成正八面体结构
13.(2025·东北三省联考·12月)根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
向中分别滴加浓盐酸,只有前者产生黄绿色气体
氧化性:
B
在中分别加入同浓度的氨水、溶液,只有前者固体溶解
碱性:
C
向饱和溶液中加入乙醇,析出晶体
极性:
D
相同条件下,向酸性溶液中分别通入乙烯、乙炔,前者先褪色
活泼性:乙炔>乙烯
14.(2025·黑龙江牡丹江市·期中)元素有多种化合价,可形成等离子。下列说法错误的是
A.基态Cl-核外电子的空间运动状态有9种
B.键角:<<
C.ClO-的中心原子是Cl,价层电子对数为4
D.的空间结构为三角锥形
15.(2025·东北三省联考·12月)类比是学习化学的重要方法。下列类比错误的是
A.由键角,类比推理:键角
B.由空间结构为平面三角形,类比推理:空间结构为平面三角形
C.由是非极性分子,类比推理:是非极性分子
D.由酸性:,类比推理:酸性
16.(2025·黑龙江哈尔滨市)下列关系错误的是
A.熔点:
B.在不同溶剂中的溶解性:乙醇>水
C.酸性:
D.基态原子核外未成对电子数:
17.(2025·哈尔滨九中)下列化学用语或图示表达错误的是
A.分子的球棍模型: B.的空间结构:三角锥形
C.中共价键的电子云图形: D.的电子式:
18.(2025·辽宁沈阳·期中)下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
常温下I2在CCl4中的溶解度强于在CCl4中的溶解度
分子的极性
B
CH3NH2的碱性强于NH3的碱性
推电子基团
C
H2O的沸点高于HF
氢键数目
D
用杯酚分离C60和C70
超分子具有自组装特征
考向03 晶体结构与性质
19.(2025·辽宁沈阳·期中)超分子@18-冠-6的合成过程如图所示。
已知:18-冠-6的空腔直径为260-320pm,的直径为276pm。
下列说法正确的是
A.水中溶解性:化合物Ⅰ<化合物Ⅱ
B.18-冠-6的空穴与钾离子尺寸适配,二者通过弱作用力形成超分子
C.18-冠-6亦可与、形成稳定的超分子
D.超分子只可以是分子,不可以是离子
20.(2025·辽宁点石联考·期中)下列关于配合物和超分子的说法正确的是
A.冠醚有不同大小的空穴,可识别直径不同的碱金属离子
B.在中,给出孤电子对,提供空轨道
C.利用“杯酚”可分离和是因为超分子具有“自组装”的特征
D.中存在的化学键有离子键、配位键、极性键和氢键
21.(2025·东北三省联考·11月)硫化钠,又称臭碱,易溶于水,露置在空气中时,会放出有臭鸡蛋气味的有毒硫化氢气体。晶胞结构如图所示(晶胞边长为),设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A.分子中的键角为 B.晶体中存在范德华力
C.每个周围最近且距离相等的有6个 D.晶体密度为
22.(2025·东北师大附中·三模)钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值,其晶胞结构如图1所示,B代表。设为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为。下列说法错误的是
A.N、I、Pb均属于p区元素
B.与之间能形成配位键
C.该晶胞参数a为
D.若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示
23.(2025·大庆实验中学·期中)砷化镓(GaAs)的晶胞结构如左图所示。将Mn参杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶胞结构如右图所示。下列说法错误的是
A.左图中,与Ga原子直接连接的As原子构成的几何形状为正四面体形
B.1 molGaAs晶体中的配位键数目为NA
C.左图中,若Ga-As键的键长为a pm,则晶胞边长为
D.稀磁性半导体材料中,Mn、As的原子个数比为1:2
24.(2025·吉林·高考真题)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A.结构1钴硫化物的化学式为 B.晶胞2中S与S的最短距离为
C.晶胞2中距最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
25.(2025·辽宁名校联盟·12月)如图为铜的一种硫化物晶胞(已知,单位均为),晶体中阴离子有硫离子和过硫离子,阳离子有和。下列说法正确的是
A.所有周围紧邻的S都是4个
B.该晶胞含有键
C.该晶体中与的物质的量之比
D.设为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为
26.(2025·辽宁沈阳·期中)FeS2的立方晶胞如图所示,位于与其距离最近的Fe2+形成的正八面体的中心,晶胞参数为apm。下列说法错误的是
A.紧邻等距的Fe2+围成的正八面体空隙填充率为100%
B.FeS2的立方晶胞的密度为
C.FeS2的立方晶胞中,与Fe2+紧邻的Fe2+个数为12
D.构成FeS2晶体的作用力既有方向性又有饱和性
27.(2025·辽宁实验中学·期中)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是
A.结构1的化学式可表示为
B.晶胞2中与的最短距离为
C.充电前后与距离最近的金属原子数目相同
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
28.(2025·吉林省“BEST”·联考)如果你经常需要外出旅行或希望提高充电效率,氮化镓充电器是一个很好的选择。镓与氮的某种化合物的晶胞结构如下图所示,晶胞的参数为。下列说法错误的是
A.氮原子周围最紧邻的氮原子有12个 B.镓元素位于周期表的d区
C.该物质的化学式为 D.该晶体的密度为
29.(2025·辽宁精准教学联考·12月)某种杯芳烃分子(如图甲)具有空腔结构,可包合分子形成超分子;它同时还可以识别对甲基苯乙烯分子中的乙烯基,引导对甲基苯乙烯分子进入其空腔内(如图乙),进而将对甲基苯乙烯氧化为(4-甲基苯基)环氧乙烷(如图丙)。下列说法错误的是
A.该杯芳烃分子腔外具有疏水性,而腔内具有亲水性
B.对该杯芳烃分子腔内羟基进行成酯修饰,可改变其分子识别能力
C.该杯芳烃分子可以防止将对甲基苯乙烯分子中的甲基氧化
D.(4-甲基苯基)环氧乙烷分子中的氧原子来自该杯芳烃分子
30.(2025·吉林长春·一模)朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现,其立方晶系β型晶胞如下图所示,晶胞参数为anm,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A.S原子的配位数是8 B.晶胞中B原子分数坐标为
C.该晶体的密度是ρ= D.相邻两个Hg的最短距离为anm
31.(2025·东北三省联考·12月)晶胞如图所示。已知:为阿伏加德罗常数的值,晶胞体积为。下列叙述正确的是
A.晶体中只含1种化学键 B.在晶胞中,与相邻的个数为4
C.中碳原子采用杂化 D.晶体密度
32.(2025·哈尔滨师大附中·期中)GaN是新型半导体材料,该晶体的一种晶胞结构可看作金刚石晶胞(图1)内部的碳原子被N原子替代,顶点和面心的碳原子被Ga原子替代,晶胞参数为anm,沿z轴从上往下俯视的晶胞投影图如图2所示,设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A.若图2中原子1的分数坐标是则原子4的分数坐标是
B.N的配位数为6
C.晶胞中原子2、5之间的距离为
D.Ga原子位于N原子形成的八面体空隙中
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重难点08 原子、分子、晶体结构与性质
考点
三年考情分析
2025考向预测
原子结构与性质
2024·广西卷;2024·福建卷;2024·重庆卷;2024·广东卷;2024·甘肃卷;2024·湖南卷;2024·河北卷;2024·湖北卷;2023·重庆卷;2023·广东卷;2023·北京卷;2023·湖南卷;2022·河北卷;2022·海南卷;2022·全国卷;
预计2025年高考仍会借助新科技、新能源为背景,围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算,特别是对空间想象能力和计算能力的考查。
分子结构与性质
2024·广西卷;2024·福建卷;2024·甘肃卷;2024·湖北卷;2023·天津卷;2023·海南卷;2023·辽宁卷;2022·福建卷;2022·河北卷;2022·北京卷;2022·海南卷;2022·全国卷;
晶体结构与性质
2024·浙江卷;2023·天津卷;2023·海南卷;2023·北京卷;2023·辽宁卷;2022·福建卷;2022·河北卷;2022·北京卷;2022·海南卷;2022·山东卷;2022·广东卷;2022·全国卷;
【思维导图】
【高分技巧】
一、原子结构与性质
1.原子结构
(1)原子结构——核素的表示方法
(2)微粒中“各数”间的定量关系
①原子或离子:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)②原子:核电荷数=质子数=原子序数=核外电子数
③阴离子:核外电子数=质子数+离子电荷数④阳离子:核外电子数=质子数-离子电荷数
2.核外电子排布
(1)牢记基态原子核外电子排布的三规律
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道,即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…
泡利原理
每个原子轨道上最多只容纳2个自旋状态相反的电子
洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同
(2)明确表示基态原子核外电子排布的四方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe:3d64s2
电子排布图(或轨道表示式)
Na:
3.常见微粒的电子式
(1)离子
钠离子
镁离子
Cl-
O2-
S2-
N3-
Na+
Mg2+
NH4+
H3O+
OH-
O22-
S22-
C22-
(2)离子化合物的电子式
CaO
K2O
CaF2
NaOH
NaH
CaC2
Na2O2
FeS2
NH4Cl
NH5
Mg3N2
Na3N
Al2S3
(3)共价化合物(共价分子)的电子式及结构式
分子
Cl2
O2
N2
H2O
电子式
结构式
分子
CH4
CO2
H2O2
HClO
电子式
结构式
分子
CCl4
BF3
PCl3
PCl5
电子式
结构式
二、分子结构与分子的性质
1.分子构型与价层电子对互斥理论
(1)中心原子价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数
(2)价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路
由电子的排列方式VSEPR模型分子或离子的空间结构
价层电子对数
电子对的
排列方式
VSEPR模型
及名称
孤电子对数
略去孤电子对的空间结构
分子(或离子)的空间结构名称
2
直线形
0
直线形
1
直线形
3
平面三角形
0
平面三角形
1
V形
2
直线形
4
四面体形
0
正四面体形
1
三角锥形
2
V形
3
直线形
2.判断中心原子杂化轨道类型的方法
(1)根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断:杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数+孤电子对数
价层电子对数
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间结构
实例
4
sp3杂化
4
109°28′
正四面体形
CH4
3
sp2杂化
3
120°
平面三角形
BF3
2
sp杂化
2
180°
直线形
BeCl2
(2)有多个中心原子时,则根据:“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数+孤电子对数”来判断
如:三聚氰胺分子的结构简式如图所示,分析氮原子、碳原子的杂化类型
杂化
类型
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电
子对数
孤电子对数确定方法
①号氮原子
sp3
4
3
1
氮原子最外层有5个电子,形成了3对共用电子对,则有一对孤对电子
②号氮原子
sp2
3
2
1
③号碳原子
sp2
3
3
0
碳原子最外层4个电子,形成了4对共用电子对,所以碳上无孤对电子
(3)有机物分子中碳原子杂化类型的判断方法
饱和碳原子均采取sp3杂化;连接双键的碳原子均采取sp2杂化;连接三键的碳原子均采取sp杂化
3.键角大小的判断方法
(1)中心原子的杂化方式不同且中心原子无孤对电子——看中心原子杂化方式:sp(1800)>sp2(1200)>sp3(109028')
分子
CO2、CS2
BF3、SO3
CH4、NH4+
杂化方式
sp
sp2
sp3
分子构型
直线型
平面三角形
正四面体
键角
1800
1200
109028'
(2)中心原子杂化方式相同且中心原子有孤对电子——看中心原子的孤电子对数
排斥力大小顺序:孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对,中心原子孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小
分子
CH4
NH3
H2O
杂化方式
sp3
sp3
sp3
孤电子对数
0
1
2
键角
109028'
107018'
104030'
分子构型
正四面体
三角锥形
V形
(3)中心原子不同,配位原子及中心原子孤电子对数相同且结构相似——看中心原子的电负性:中心原子的电负性越大,成键电子对越靠近中心原子,成键电子对排斥力增大,键角增大
键角:NH3>PH3>AsH3;H2O>H2S>H2Se
(4)中心原子及孤电子对数相同,配位原子不同且结构相似——看配位原子的电负性:配位原子电负性越大,成键电子对越偏离中心原子,成键电子对排斥力减小,键角越小
键角:NF3<NCl3<NBr3;NF3<NH3;OF2<H2O
(5)单键、双键、三键的影响
三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序:三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键
乙烯分子中键角①(121.3°)>键角②(117.4°)
原因是斥力大小:双键—单键>单键—单键
(6)配体体积对键角的影响:配体体积越大,电子云占据空间增大,对成键电子斥力增强,导致键角减小
键角:NH3>NH2OH>NH2(CH3)
3.分子的性质
(1)分子构型与分子极性的关系
分子构型与分子极性的关系
判断分子极性的常见方法
①An型(单质):非极性分子(O3除外)
②AB型:极性分子
③ABn型:
A上无孤对电子:非极性分子
A上有孤对电子:极性分子
(2)溶解性
①“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂,若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小
(3)范德华力对物质性质的影响
①一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:F2<Cl2<Br2<I2
②相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力也越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:N2<CO
③分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,物质的熔沸点也就越低
如沸点:对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
(4)氢键及其对物质性质的影响
①氢键的表示方法:X—H…Y—表示,式中X和Y表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键
②氢键的特征:具有一定的饱和性和方向性
③氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
④氢键对物质性质的影响
a.当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高:分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间作用力外,还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高,如:HF、H2O、NH3沸点反常
b.当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使使物质的熔、沸点降低,如:邻羟基苯甲醛(熔点:2℃,沸点:196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点:115℃,沸点:250℃)
c.氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大,如:NH3极易溶于水,因NH3与H2O之间能形成氢键(),且都是极性分子
d.对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大
e.氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
(5)分子的手性——手性分子的判断:判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团,即有机物分子中是否存在手性碳原子,如:,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性
(6)无机含氧酸分子的酸性
①对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,如:HNO2<HNO3;H2SO3<H2SO4
②含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大,即:(HO)mROn中,n值越大,酸性越强,如:H3PO4<H2SO4<HClO4,H3PO4可写成(HO)3PO,H2SO4可写成(HO)2SO2,HClO4可写成(HO)ClO3,非羟基氧越多,酸性越强
5.配位化合物
(1)配位键
①概念:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的共价键。即:共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键
②配位键的形成:成键原子一方能提供孤电子对,另一方能提供空轨道
③表示方法:配位键可以用AB来表示,其中A是提供孤电子对的原子,B是接受孤电子对的原子
(2)配位化合物
①概念:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。如:[Cu(NH3)4]SO4
②形成条件
a.体有孤电子对,中性分子如H2O、NH3和CO等;离子如F-、Cl-、CN-等,对于配体中两端均有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如配体CO、CN-中的C为配位原子
b.中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等
③组成结构——以“[Cu(NH3)4]SO4”为例
三、晶体结构与性质
1.熟知典型的晶体结构模型
(1)常见分子晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
干冰
①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子,每个晶胞中有4个CO2分子
②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有个
③密度= g·cm-3(a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
白磷
(1)面心立方最密堆积
(2)密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数)
冰
(1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接
(2)每个水分子实际拥有2个“氢键”
(3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因:每个水分子与周围四个水分子形成氢键
(2)常见共价晶体结构分析
晶体
晶体结构
结构分析
金
刚
石
硅
晶
体
原子半径(r)与边长(a)的关系:a=8r
①每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构,键角均为109°28′
②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子,晶胞内部有4个C原子,每个金刚石晶胞中含有8×+6×+4=8个碳原子,最小的碳环为6元环,并且不在同一平面(实际为椅式结构),碳原子为sp3杂化
③每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用,一个六元环实际拥有个碳原子
④C原子数与C—C键数之比为1∶2,12g金刚石中有2 mol共价键
⑤密度= g·cm-3(a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
SiO2
①SiO2晶体中最小的环为12元环,即:每个12元环上有6个O,6个Si
②每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构,每个正四面体占有1个Si,4个“O”,n(Si)∶n(O)=1∶2
③每个Si原子被12个十二元环共用,每个O原子被 6个十二元环共用
④每个SiO2晶胞中含有8个Si原子,含有16个O原子
⑤硅原子与Si—O共价键之比为1:4,1mol Si O2晶体中有4mol共价键
⑥密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
SiC
BN
AlN
①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构
②密度:ρ(SiC)=;ρ(BN)=;
ρ(AlN)= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
③若Si与C最近距离为d,则边长(a)与最近距离(d)的关系:a=4d
(3)常见金属晶体结构分析——金属晶体的四种堆积模型分析
堆积模型
简单立方堆积
体心立方堆积
(钾型)
面心立方最密堆积
(铜型)
六方最密堆积
(镁型)
晶胞
或
代表金属
Po
Na K Fe
Cu Ag Au
Mg Zn Ti
配位数
6
8
12
12
晶胞内原子数目
1
2
4
2
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系
r=
r=
r=
(4)典型离子晶体模型
晶体
晶体结构
结构分析
NaCl
①一个NaCl晶胞中,有4个Na+,有4个Cl-
②在NaCl晶体中,每个Na+同时强烈吸引6个Cl-,形成正八面体形; 每
个Cl-同时强烈吸引6个Na+
③在NaCl晶体中,Na+ 和Cl-的配位数分别为6、6
④在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个,
每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有12个
⑤密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
CsCl
①一个CsCl晶胞中,有1个Cs+,有1个Cl-
②在CsCl晶体中,每个Cs+同时强烈吸引8个Cl-,即:Cs+的配位数为8, 每个Cl- 同时强烈吸引8个Cs+,即:Cl-的配位数为8
③在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个,形成正八面体形,在CsCl晶体中,每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有6个
④密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
ZnS
①1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+
②Zn2+的配位数为4,S2-的配位数为4
③密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
CaF2
①1个CaF2的晶胞中,有4个Ca2+,有8个F-
②CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数不同,Ca2+配位数是8,F-的配位数是4
③密度= (a为晶胞边长,NA为阿伏加德罗常数的值)
2.晶体结构的计算方法
(1)“均摊法”计算复杂型晶体中晶胞粒子数目及化学式
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
a.处于顶点上的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞
b.处于棱边上的粒子,同时为4个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞
c.处于晶面上的粒子,同时为2个晶胞所共有,每个粒子有属于该晶胞
d.处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞
②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定
三棱柱
六棱柱
平面型
石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占
(2)晶体密度及微粒间距离的计算
晶体密度的计算公式推导过程
若1个晶胞中含有x个微粒,则晶胞的物质的量为:n==mol
晶胞的质量为:m=n·M=g,则密度为:ρ=
右图为CsCl晶体的晶胞
假设相邻的两个Cs+的核间距为a cm,NA为阿伏加德罗常数,CsCl的摩尔质量用M g·mol-1表示,则CsCl晶体的密度为ρ=g·cm-3
(3)金属晶体空间利用率的计算方法
①空间利用率(η):指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比
②
(建议用时:40分钟)
考向01 原子结构与性质
1.(2024·重庆·高考真题)某合金含和等元素。下列说法正确的是
A.的电负性大于 B.和均为d区元素
C.的第一电离能小于 D.基态时,原子和原子的单电子数相等
【答案】A
【解析】A.同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,Si电负性大于Al,A正确;
B.基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,为d区;基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,为ds区,B错误;
C.基态Mg原子的价电子排布式为3s2,基态Al原子的价电子排布式为3s23p1,镁原子最外层3s轨道达到全充满结构,铝的3p轨道未达到半充满结构,故镁的第一电离能大于铝的第一电离能,C错误;
D.基态Mg原子的价电子排布式为3s2,没有单电子,基态Mn价电子排布式为3d54s2,有5个单电子,单电子数不相等,D错误;
故选A。
2.(2024·河北·高考真题)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.单质沸点: D.电负性:
【答案】C
【来源】2024年高考真题河北卷化学试题
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【解析】A.一般原子的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,则原子半径:,故A错误;
B.同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:,故B错误;
C.、为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者在常温下均为气体,在常温下为固体,则沸点:,故C正确;
D.同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,同族元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:,故D错误;
故选C。
3.(2024·上海·高考真题)下列关于氟元素的性质说法正确的是
A.原子半径最小 B.原子第一电离能最大
C.元素的电负性最强 D.最高正化合价为+7
【答案】C
【解析】A.同一周期主族元素从左至右,原子序数递增、原子半径递减,氟原子在本周期主族元素中半径最小,但氢原子半径小于氟原子半径,故A错误;
B.同一周期主族元素从左至右,第一电离能有增大的趋势,氟原子在本周期主族元素中第一电离能最大,但氦原子的第一电离能大于氟原子,故B错误;
C.据同一周期主族元素从左至右电负性增强、同一主族从上至下电负性减弱可知,氟元素的电负性最强,故C正确;
D.氟元素无正化合价,故D错误;
故答案为:C。
4.(2025·东北三省·联考)放射性同位素被广泛应用于医学影像诊断中,下列关于的说法错误的是
A.中子数为82 B.价电子排布式为
C.常温下为银白色固体 D.和互为同位素
【答案】C
【解析】A.的质量数为137,质子数为55,中子数=137-55=82,A正确;
B.Cs属于第六周期第IA族元素,价电子排布式为,B正确;
C.Cs常温下是淡金色金属,C错误;
D.质子数相同,中子数不同的同种元素的不同原子互称同位素,和互为同位素,D正确;
答案选C。
5.(2025·辽宁·二模)下列化学用语使用正确的是
A.、、的分子空间结构相同
B.四氯化碳的电子式
C.邻羟基苯甲醛分子内氢键
D.基态B原子价电子轨道表示式
【答案】D
【解析】A.CO2的分子空间结构为直线形,SO2、NO2的分子空间结构为V形,故A错误;
B.四氯化碳的电子式中氯原子周围的也符合8电子稳定结构,其电子式为:,故B错误;
C.邻羟基苯甲醛分子内氢键在羟基氢与羰基氧之间,故C错误;
D.B原子最外层3个电子,分别位于1个2s轨道和1个2p轨道中,故D正确;
故选:D。
6.(2025·吉林长春)下列化学用语表示正确的是
A.丁烯的顺式结构:
B.基态Ga原子的简化电子排布式为
C.羟基()的电子式:
D.名称:甲基乙二醇
【答案】A
【解析】A.两个甲基在碳碳双键的同一侧,为丁烯的顺式结构,A正确;
B.Ga为31号元素,基态Ga原子的简化电子排布式为,B错误;
C.羟基中含有1个未成对电子,电子式为,C错误;
D.名称为1,2-丙二醇,D错误;
故选A。
7.(2025·吉林通化)下列有关说法正确的是
A.不同原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相等
B.同周期元素,从左到右,第一电离能依次增大
C.、、的能量不相等
D.排布图违反了泡利原理
【答案】A
【解析】A.不同原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相等,都只有3个轨道,故A正确;
B.同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族大于第ⅢA族,第VA族大于第ⅥA族,故B错误;
C.、、的能量相等,只是伸展方向不同,故C错误;
D.排布图违反了洪特规则,故D错误。
综上所述,答案为A。
考向02 分子结构与性质
8.(2025·辽宁沈阳·期中)下列事实不能用键能的数据解释的是
A.的沸点低于的沸点
B.的化学性质很稳定
C.HI、HBr、HCl、HF的稳定性逐渐增强
D.金刚石的熔点大于晶体硅的熔点
【答案】A
【解析】A.CH4和SiH4都属于分子晶体,分子间均不存在氢键,CH4的相对分子质量较小,则CH4分子间的范德华力较小,故CH4的沸点低于SiH4的沸点,沸点高低与分子内部的键能大小无关,A符合题意;
B.N2分子中 键能很大,断开该化学键需要较多的能量,所以 N2的化学性质很稳定,B不符合题意;
C.HI、HBr、HCl、HF的键长逐渐变小,键能逐渐增大,所以 HI、HBr、HCl、HF 的稳定性逐渐增强,C不符合题意;
D.金刚石和晶体硅都属于共价晶体,键长:C-C<Si-Si,则C-C键能大于 Si-Si键能,所以金刚石的熔点大于晶体硅的熔点,D不符合题意;
故选A。
9.(2025·辽宁点石联考·期中)下列关于物质结构的叙述中,错误的个数为
①中碳原子的杂化类型有和两种
②元素Ge位于周期表第四周期ⅣA族,核外电子排布式为,属于p区元素
③非极性分子往往具有高度对称性,如这样的分子
④中阴、阳离子个数比不同
⑤氨水中大部分与以氢键(用“∙∙∙”表示)结合成,根据氨水的性质可知的结构式可写为
⑥HF晶体沸点高于HCl,是因为HCl共价键键能小于HF
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【解析】① 碳原子没有孤电子对,CH3COOH中前面的碳原子形成四个单键,均为σ键,是sp3杂化,后面的碳原子形成2个单键,一个双键 ,共计3个σ键,是sp2杂化,正确;
②元素Ge位于周期表第四周期ⅣA族,核外电子排布式为,最后一个电子填充在p能级轨道,属于p区元素 ,错误;
③ BF3是平面三角形,高度对称,是非极性分子、CH4是正四面体形,高度对称,是非极性分子、CO2是直线形,高度对称,是非极性分子,H2O2是半开书页形,是极性分子,错误;
④ 氧化钠和过氧化钠中阴阳离子的个数比均为1:2,错误;
⑤氨水中大部分与以氢键(用“∙∙∙”表示)结合成,根据氨水电离方程式的性质可知的结构式可写为 ,正确;
⑥HF晶体沸点高于HCl,原因是HF分子间存在氢键,错误;
符合题意的为②③④⑥,故答案选B。
10.(2025·辽宁·期中)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是
A.P、Q均为非极性分子 B.电负性:
C.P和Q分子中,C、B和N杂化方式相同 D.1molP和1molQ所含电子数目不相等
【答案】D
【解析】A.由图可知,P和Q分子都为对称结构,正负电荷重心都重合,都是非极性分子,故A错误;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N,故B正确;
C.由图可知,P和Q分子中C、B和N均与其它三个原子成键,P和Q分子呈平面结构,则分子中C、B和N三种原子的杂化方式都为sp2杂化,故C正确;
D.由图可知,P的分子式为C24H12,Q的分子式为B12N12H12,P、Q分子分子中都含有156个电子,所以1molP和1molQ所含电子数目相等,故D错误;
故选D。
11.(2025·吉林长春·一模)一种药物的重要中间体的合成方法如图。下列说法正确的是
A.X和氢气完全加成后的分子中有3个手性碳
B.X与稀硫酸反应只有一个官能团发生变化
C.Y分子中所有原子可能共面
D.Y分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
【答案】A
【解析】A.X和氢气完全加成后苯环变成环己烷环,三个支链位置的碳都是手性碳,故分子中有3个手性碳,A正确;
B.X与稀硫酸,氨基为碱性基团与氢离子结合生成盐,-CN在酸性条件下发生水解,B错误;
C.Y上有一个N连接三个单键,为sp3杂化,所有原子不可能共面,C错误;
D.Y中苯环上碳为sp2杂化,-CN中碳为sp杂化,甲基上的碳为sp3杂化,D错误;
答案选A。
12.(2025·东北师大附中·三模)下列说法正确的是
A.和中键角相等
B.的中心原子S采用杂化
C.原子基态核外电子排布式为
D.晶胞中,每个周围紧邻且距离相等的构成正八面体结构
【答案】D
【解析】A.中心原子氯的价层电子对数是,中心原子Cl为sp3杂化,含有1对孤对电子,空间构型为三角锥形,键角小于109°28′,中心原子氯的价层电子对数是,中心原子Cl为sp3杂化,无孤对电子,空间构型为正四面体形,键角等于109°28′,即键角>,A错误;
B.的中心原子S的价层电子对数为,则中心原子S采用杂化,B错误;
C.原子与Cl原子位于同一主族(ⅦA族),Br比Cl多了一个电子层,基态Br原子核外电子排布式为,C错误;
D.由NaCl晶胞结构可知,体心的周围紧邻且距离相等的6个位于6个面的面心,即围成正八面体结构,D正确;
故选D。
13.(2025·东北三省联考·12月)根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
向中分别滴加浓盐酸,只有前者产生黄绿色气体
氧化性:
B
在中分别加入同浓度的氨水、溶液,只有前者固体溶解
碱性:
C
向饱和溶液中加入乙醇,析出晶体
极性:
D
相同条件下,向酸性溶液中分别通入乙烯、乙炔,前者先褪色
活泼性:乙炔>乙烯
【答案】A
【解析】A.中可将浓盐酸氧化为黄绿色气体(氯气),而不能将氧化成,产生黄绿色气体,证明氧化性:,A正确;
B.与氨水发生反应,,不能判断碱性:,B错误;
C.乙醇的极性小,加入乙醇后溶剂的极性减小,硫酸四氨合锌是离子化合物,在极性弱的溶剂中溶解度减小,降低了溶质的溶解性,极性:,C错误;
D.根据实验现象可知,乙烯比乙炔更容易被氧化,不能判断活泼性,D错误;
故选A。
14.(2025·黑龙江牡丹江市·期中)元素有多种化合价,可形成等离子。下列说法错误的是
A.基态Cl-核外电子的空间运动状态有9种
B.键角:<<
C.ClO-的中心原子是Cl,价层电子对数为4
D.的空间结构为三角锥形
【答案】C
【解析】A.Cl离子核外电子排布式是1s22s22p63s23p6,离子核外电子运动的轨道数是1+1+3+1+3=9个,因此基态Cl-核外电子的空间运动状态有9种,A正确;
B.的价层电子对数是:2+=4;的价层电子对数是:3+=4,的价层电子对数是:4+=4;中心原子上含有的孤电子对数越多,其对成键电子对的排斥作用就越大,键角就越小,故键角大小为:<<,B正确;
C.ClO-是HClO电离产生的,其中心原子是O,价层电子对数为4,C错误;
D.的价层电子对数是:3+=4,有1对孤电子对,使的空间结构为三角锥形,D正确;
故合理选项是C。
15.(2025·东北三省联考·12月)类比是学习化学的重要方法。下列类比错误的是
A.由键角,类比推理:键角
B.由空间结构为平面三角形,类比推理:空间结构为平面三角形
C.由是非极性分子,类比推理:是非极性分子
D.由酸性:,类比推理:酸性
【答案】C
【解析】A.N的电负性大于P,成键电子离N近,N-H键斥力大,键角,类比推理:S的电负性大于Se,S-H键斥力大,键角,A正确;
B.和中心原子都是B,价层电子对为3+,空间结构为平面三角形,B正确;
C.SiCl4的中心原子价层电子对数为4+,没有孤电子对,而SF4中心原子价层电子对为4+,有1个孤电子对,SF4是极性分子,C错误;
D.电负性F>Cl,使CF3COOH中的O-H键极性大,酸性:,同样电负性Cl>Br,得出酸性,D正确;
答案选C。
16.(2025·黑龙江哈尔滨市)下列关系错误的是
A.熔点:
B.在不同溶剂中的溶解性:乙醇>水
C.酸性:
D.基态原子核外未成对电子数:
【答案】B
【来源】黑龙江省哈尔滨市双城区兆麟中学2024-2025学年高三上学期8月模拟考试化学试卷
【解析】A.SiO2为原子晶体,NH4NO3为离子晶体,NH3为分子晶体,熔点:SiO2>NH4NO3>NH3,故A项正确;
B.[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中形成配合物,溶解度较大,故B项错误;
C.F的电负性大于Cl,F吸引电子的能力大于Cl,使羧基中的羟基更易电离出H+,酸性:CF3COOH>ClCH2COOH>CH3COOH,故C项正确;
D.N原子的电子排布式为:1s22s22p3,未成对电子数为3,C原子的电子排布式为:1s22s22p2,未成对电子数为2,F原子的电子排布式为:1s22s22p5,未成对电子数为1,故D项正确;
故本题选B。
17.(2025·哈尔滨九中)下列化学用语或图示表达错误的是
A.分子的球棍模型: B.的空间结构:三角锥形
C.中共价键的电子云图形: D.的电子式:
【答案】D
【来源】黑龙江省哈尔滨市第九中学校2024-2025学年高三上学期8月开学考试化学试卷
【解析】A.甲烷为正四面体形,A正确;
B.的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化,存在1对孤电子对,空间构型为三角锥形,B正确;
C.中存在氯氯共价键,共价键的电子云图形:,C正确;
D.过氧化氢为共价化合物,电子式为,D错误;
故选D。
18.(2025·辽宁沈阳·期中)下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
常温下I2在CCl4中的溶解度强于在CCl4中的溶解度
分子的极性
B
CH3NH2的碱性强于NH3的碱性
推电子基团
C
H2O的沸点高于HF
氢键数目
D
用杯酚分离C60和C70
超分子具有自组装特征
【答案】D
【解析】A.非极性分子易溶于非极性溶剂,I2是非极性分子,CCl4是非极性溶剂,是阴离子,不易溶于非极性溶剂,故A正确;
B.CH3NH2的碱性强于NH3的碱性,甲基属于推电子基团,使得N上电子云密度增大,更容易结合氢离子,故B正确;
C.每个H2O周围能够形成2个氢键,而HF周围只能形成1个氢键,形成氢键数目越大熔沸点越高,故H2O的沸点高HF,故C正确;
D.杯酚和C60通过范德华力结合,体现了超分子的分子识别的重要特性,故D错误;
故选D。
考向03 晶体结构与性质
19.(2025·辽宁沈阳·期中)超分子@18-冠-6的合成过程如图所示。
已知:18-冠-6的空腔直径为260-320pm,的直径为276pm。
下列说法正确的是
A.水中溶解性:化合物Ⅰ<化合物Ⅱ
B.18-冠-6的空穴与钾离子尺寸适配,二者通过弱作用力形成超分子
C.18-冠-6亦可与、形成稳定的超分子
D.超分子只可以是分子,不可以是离子
【答案】B
【解析】A.化合物I中存在羟基,在水溶液中能形成氢键,能增大其在水中的溶解度,因此水中溶解性:化合物Ⅰ>化合物Ⅱ,A错误;
B.K+的粒子直径在18-冠-6空腔直径范围内,因此18-冠-6可以识别钾离子,K+与氧原子之间通过弱相互作用形成超分子,B正确;
C.电子层数越多,离子半径越大,Li+、Na+的半径均小于钾离子的半径,导致Li+、Na+的直径不在18-冠-6空腔直径范围内,因此18-冠-6不能识别Li+、Na+而形成稳定的超分子,C错误;
D.超分子是指由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,超分子的定义是广义的,包括离子,D错误;
故选B。
20.(2025·辽宁点石联考·期中)下列关于配合物和超分子的说法正确的是
A.冠醚有不同大小的空穴,可识别直径不同的碱金属离子
B.在中,给出孤电子对,提供空轨道
C.利用“杯酚”可分离和是因为超分子具有“自组装”的特征
D.中存在的化学键有离子键、配位键、极性键和氢键
【答案】A
【来源】辽宁省部分学校点石联考2024-2025学年高三上学期期中联考 化学试题
【解析】A.冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,故A正确;
B.在中,给出孤电子对,提供空轨道,故B错误;
C.“杯酚”与不能形成超分子,“杯酚”能与和形成超分子,反映出超分子具有“分子识别”的特征,故C错误;
D.氢键是分子间作用力,不是化学键,故D错误;
故选A。
21.(2025·东北三省联考·11月)硫化钠,又称臭碱,易溶于水,露置在空气中时,会放出有臭鸡蛋气味的有毒硫化氢气体。晶胞结构如图所示(晶胞边长为),设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是
A.分子中的键角为 B.晶体中存在范德华力
C.每个周围最近且距离相等的有6个 D.晶体密度为
【答案】C
【分析】Na2S晶胞中黑球个数为8×+6=4,白球个数为8个,因此白球为Na+,黑球为S2-;
【解析】A.分子中的S原子价层电子对数为2+=4,S的杂化方式为sp3,分子构型为V形,键角小于109°28′,A错误;
B.晶体是离子晶体,粒子间作用力是离子键,不存在范德华力,B错误;
C.由晶胞图可知,一个周围最近且距离相等的有6个,C正确;
D.晶胞的密度等于晶胞的质量除以体积,晶胞质量为=g,晶胞的体积为v==a3×10-30cm3,则晶胞的密度为:,D错误;
答案选C。
22.(2025·东北师大附中·三模)钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值,其晶胞结构如图1所示,B代表。设为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为。下列说法错误的是
A.N、I、Pb均属于p区元素
B.与之间能形成配位键
C.该晶胞参数a为
D.若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示
【答案】B
【分析】A有8个在顶点,个数为:;B位于体心个数为1;C位于面心,个数为:;结合化学式可知C代表碘离子,A为(CH3NH3)+,据此作答。
【解析】A.元素周期表中第Ⅲ A族到0族属于p区元素,N、I、Pb分别为VA、ⅦA、ⅣA族元素,因此N、I、Pb均属于p区元素,故A正确;
B.中含配位键,N原子提供孤电子对,提供空轨道,形成配位键,而与之间形成离子键,故B错误;
C.的摩尔质量为,根据分析可知,1个晶胞中含有1个,晶胞的体积为,该晶胞参数a为,C正确;
D.若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如题图2所示,中心为面心、体心的投影重叠,D正确;
故答案选B。
23.(2025·大庆实验中学·期中)砷化镓(GaAs)的晶胞结构如左图所示。将Mn参杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶胞结构如右图所示。下列说法错误的是
A.左图中,与Ga原子直接连接的As原子构成的几何形状为正四面体形
B.1 molGaAs晶体中的配位键数目为NA
C.左图中,若Ga-As键的键长为a pm,则晶胞边长为
D.稀磁性半导体材料中,Mn、As的原子个数比为1:2
【答案】D
【来源】黑龙江省大庆市实验中学实验二部2024-2025学年高三上学期期中考试化学试卷
【解析】A.与Ga原子直接连接的As原子有4个,这四个As原子构成的几何形状为正四面体形,A正确;
B.在GaAs晶体中,砷原子提供孤对电子,镓原子提供空轨道,两者形成配位键,1个GaAs中配位键数目为l,则1 molGaAs中配位键的数目是NA,B正确;
C.由砷化镓晶胞结构可知:Ga和As的最近距离为晶胞体对角线长度的,假设晶胞边长为L,则晶胞体对角线为L,若Ga-As键的键长为a pm,则=a pm,所以晶胞边长为L=,C正确;
D.由图乙可知:掺杂Mn之后,1个晶胞中Mn的数目为:l×+l×=,含有的As的数目是4个,故稀磁性半导体材料中,Mn、As的原子个数比为:4=5:32。D错误;
故合理选项是D。
24.(2025·吉林·高考真题)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A.结构1钴硫化物的化学式为 B.晶胞2中S与S的最短距离为
C.晶胞2中距最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
【答案】B
【解析】A.由均摊法得,结构1中含有Co的数目为,含有S的数目为,Co与S的原子个数比为9:8,因此结构1的化学式为Co9S8,故A正确;
B.由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的,晶胞边长为a,即S与S的最短距离为:,故B错误;
C.如图:,以图中的Li为例,与其最近的S共4个,故C正确;
D.如图,当2个晶胞2放在一起时,图中红框截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,故D正确;
故选B。
25.(2025·辽宁名校联盟·12月)如图为铜的一种硫化物晶胞(已知,单位均为),晶体中阴离子有硫离子和过硫离子,阳离子有和。下列说法正确的是
A.所有周围紧邻的S都是4个
B.该晶胞含有键
C.该晶体中与的物质的量之比
D.设为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为
【答案】C
【解析】A.由晶胞可知,该晶体中有的是4配位,有的是2配位,A项错误;
B.由晶胞可知,该晶胞8个顶点上的S也是,根据均摊法,该晶胞含有键,B项错误;
C.一个晶胞有2个,2个,与总数为6个,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0,故,C项正确;
D.晶胞的密度为,D项错误;
答案选C。
26.(2025·辽宁沈阳·期中)FeS2的立方晶胞如图所示,位于与其距离最近的Fe2+形成的正八面体的中心,晶胞参数为apm。下列说法错误的是
A.紧邻等距的Fe2+围成的正八面体空隙填充率为100%
B.FeS2的立方晶胞的密度为
C.FeS2的立方晶胞中,与Fe2+紧邻的Fe2+个数为12
D.构成FeS2晶体的作用力既有方向性又有饱和性
【答案】D
【解析】A.由晶胞结构可知,紧邻等距的Fe2+围成的正八面体空隙都填有一个,填充率为100%,A正确;
B.该晶胞中含有Fe2+个数为8×+6×=4,个数为1+12×=4,则每个晶胞含有4个FeS2,晶胞质量为,晶胞的边长为a×10―10 cm,体积为(a×10―10 )3cm3,则ρ=g/cm3,因此FeS2的立方晶胞的密度为,B正确;
C.FeS2的立方晶胞中,Fe2+分别位于顶点和面心,与Fe2+距离最近且相等的Fe2+有12个,C正确;
D. FeS2晶体由Fe2+与通过离子键构成,离子键没有方向性和饱和性,D错误;
答案选D。
27.(2025·辽宁实验中学·期中)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是
A.结构1的化学式可表示为
B.晶胞2中与的最短距离为
C.充电前后与距离最近的金属原子数目相同
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
【答案】D
【解析】A.由均摊法得,结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5,含有S的数目为1+12×=4,Co与S的原子个数比为9:8,因此结构1的化学式为Co9S8,A错误;
B.由图可知,晶胞2中与的最短距离为晶胞边长的,晶胞边长为a,即与的最短距离为,B错误;
C.结构1中,与S最近的Co是4个,晶胞2中与S最近的Li有8个,C错误;
D.当2个晶胞2放在一起时,截取第1个晶胞的右一半和第2个晶胞的左一半合并后就是晶胞3;根据晶胞2的结构可知,S的个数为1+12×=4,Li的个数为8,则晶胞2表示的化学式为Li2S,在晶胞3中,S的个数为8×+6×=4,Li的个数为8,则晶胞3表示的化学式为Li2S,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确;
故选D。
28.(2025·吉林省“BEST”·联考)如果你经常需要外出旅行或希望提高充电效率,氮化镓充电器是一个很好的选择。镓与氮的某种化合物的晶胞结构如下图所示,晶胞的参数为。下列说法错误的是
A.氮原子周围最紧邻的氮原子有12个 B.镓元素位于周期表的d区
C.该物质的化学式为 D.该晶体的密度为
【答案】B
【解析】A.晶胞中含有镓原子个数为,N原子位于晶胞内部,所含N原子个数为4,因此该物质的化学式为,以面心上的镓原子为例,周围最紧邻的镓原子为相邻面心上的镓原子,共12个,所以氮原子周围紧邻的氮原子为12个,A正确;
B.镓元素与同主族,位于第四周期族,属于p区元素,B错误;
C.晶胞中含有镓原子个数为,N原子位于晶胞内部,所含N原子个数为4,因此该物质的化学式为,C正确;
D.该晶胞密度,D正确;
答案选B。
29.(2025·辽宁精准教学联考·12月)某种杯芳烃分子(如图甲)具有空腔结构,可包合分子形成超分子;它同时还可以识别对甲基苯乙烯分子中的乙烯基,引导对甲基苯乙烯分子进入其空腔内(如图乙),进而将对甲基苯乙烯氧化为(4-甲基苯基)环氧乙烷(如图丙)。下列说法错误的是
A.该杯芳烃分子腔外具有疏水性,而腔内具有亲水性
B.对该杯芳烃分子腔内羟基进行成酯修饰,可改变其分子识别能力
C.该杯芳烃分子可以防止将对甲基苯乙烯分子中的甲基氧化
D.(4-甲基苯基)环氧乙烷分子中的氧原子来自该杯芳烃分子
【答案】D
【解析】A.该杯芳烃分子腔外为苯环和烷基,具有疏水性,腔内有4个羟基,具有亲水性,A正确;
B.对该杯芳烃分子腔内羟基进行成酯修饰,可改变其分子腔的大小和亲水性,从而改变其分子识别能力,B正确;
C.该杯芳烃可以包合形成超分子,同时使对甲基苯乙烯的乙烯基进入腔内被氧化,因此能使只氧化乙烯基而不会氧化甲基,C正确;
D.反应产物中的氧原子来自该杯芳烃包合的,D错误;
答案选D。
30.(2025·吉林长春·一模)朱砂(硫化汞)在众多先秦考古遗址中均有发现,其立方晶系β型晶胞如下图所示,晶胞参数为anm,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A.S原子的配位数是8 B.晶胞中B原子分数坐标为
C.该晶体的密度是ρ= D.相邻两个Hg的最短距离为anm
【答案】C
【解析】A.由晶胞图知,S原子周围距离最近的Hg原子有4个,S的配位数是4,故A错误;
B.由A原子的分数坐标为(0,0,0),结合投影图知,晶胞中B原子位于“左上前”的小四面体体心,其分数坐标为(,,),故B错误;
C.由晶胞图可知,S原子位于体内,含S原子=4×1=4个,Hg原子位于8个顶角和6个面心,共含Hg原子数=6×+8×=4,故该晶体的密度是,故C正确;
D.相邻两个Hg的最短距离为面对角线的一半,为anm,故D错误;
故选:C。
31.(2025·东北三省联考·12月)晶胞如图所示。已知:为阿伏加德罗常数的值,晶胞体积为。下列叙述正确的是
A.晶体中只含1种化学键 B.在晶胞中,与相邻的个数为4
C.中碳原子采用杂化 D.晶体密度
【答案】C
【来源】东北三省2024-2025学年高三上学期12月份联考调研测试 化学试卷
【解析】A.由图可知,碳化钙中存在碳碳三键(非极性键)和离子键,故A错误;
B.晶胞中1个周围有6个,大灰球四周有4个,上下各有一个,故B错误;
C.由图可知,碳化钙中碳和碳为直线型,所以采用杂化,故C正确;
D.晶胞中含位于顶点和体内,位于棱上和面上,所以1个晶胞中含有2个,,故D错误;
答案选C。
32.(2025·哈尔滨师大附中·期中)GaN是新型半导体材料,该晶体的一种晶胞结构可看作金刚石晶胞(图1)内部的碳原子被N原子替代,顶点和面心的碳原子被Ga原子替代,晶胞参数为anm,沿z轴从上往下俯视的晶胞投影图如图2所示,设阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A.若图2中原子1的分数坐标是则原子4的分数坐标是
B.N的配位数为6
C.晶胞中原子2、5之间的距离为
D.Ga原子位于N原子形成的八面体空隙中
【答案】C
【解析】A.原子1的分数坐标是,原子4则位于晶胞的右前上方的体内,分数坐标为,故A错误;
B.由图1可知,体内的为N,N周围相连的Ga原子有4个,配位数为4,故B错误;
C.原子2分数坐标为,原子5的分数坐标为,即2和5原子的距离为体对角线的,故两者的距离为,故C正确;
D.Ga位于N原子形成的四面体空隙中,故D错误。
答案选C。
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