2025届高三化学一轮复习 热点训练——典型晶体模型

2025届高考化学一轮复习热点训练——典型晶体模型 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．单质Li在N2中燃烧生成某化合物，其晶胞结构如下图： 已知：晶胞底面是边长为a pm的菱形；2号和3号Li+均处于正三角形的中心。下列说法中错误的是 A．该化合物的化学式为Li3N B．底面上的Li+之间的最小距离为 C．底面上的Li+中，与1号N3-最近的有6个 D．底面上Li+的配位数为3，棱上Li+的配位数为2 2．有关晶体的结构如图所示，下列说法正确的是 A．冰中的每个水分子均摊4个氢键 B．每个硅原子被4个最小环所共有 C．金刚石晶胞中碳原子的配位数是12 D．在CO2晶胞中，1个分子周围有12个紧邻分子 3．是三种典型的晶体，晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．通过晶体的X射线衍射实验可以区分晶体与晶体 B．晶体中，的配位数相等 C．两种晶体的熔点高低关系为： D．晶胞中，a点坐标参数为，则b点F-坐标为 4．我国科学家合成首例可控单分子电子开关器件。该分子在紫外光照射下关环(电路接通)，在可见光照射下开环(电路断开)，其微观示意图如下。下列说法错误的是 A．石墨烯可以导电 B．单分子开关经紫外光照射发生了物理变化 C．水解反应可使单分子开关与石墨烯片断分离 D．紫外光照射后，单分子开关体系内的电子具有流动性，故可以导电 5．镁铝合金具有优异的性能，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A．镁铝合金的化学式为MgAl2 B．熔点：氯化铝 > 氯化镁 C．晶体中存在的化学键类型为金属键 D．该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 6．下列有关离子晶体的数据大小比较错误的是 A．硬度： B．晶格能： C．阴离子的配位数： D．熔点： 7．CuCl常作催化剂、杀菌剂、媒染剂、脱色剂等，其晶胞如图所示(将Cu+看成是填充在Cl-构成的正四面体“空穴”中)。已知：晶胞参数为anm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．在Cl-构成的正四面体“空穴”中，Cu+的填充率为100% B．该晶胞中阴、阳离子的配位数都是4 C．Cu+和Cl-的最近距离为 D．CuCl晶体密度为 8．一种锌铁矿的四方晶胞结构如图所示。已知1号S原子的坐标为()，则2号S原子的坐标为 A．() B．() C．() D．() 9．是一种铁电材料，掺杂La可提高其光电转化性能，La取代部分Bi后的晶胞结构示意图(氧原子未画出)如下。下列说法错误的是 A．La填充在Ti形成的六面体空隙中 B．该晶体的化学式为 C．该晶胞在xy平面的投影为 D．若p点La平移至晶胞体心，则Ti位于晶胞顶点 10．已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞中最近的相邻两个分子间距为，阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是 A．晶胞中一个分子的配位数是6 B．晶胞的密度表达式是 C．一个晶胞中平均含6个分子 D．分子的空间结构是直线形，中心C原子的杂化类型是杂化 11．由Pb、S两种元素组成的结晶型化合物X可作为放射性探测器元件材料，化合物X的立方晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值，a的原子坐标为。 下列说法正确的是 A．b的原子坐标为 B．a表示的原子间的最近距离为297pm C．S的配位数为4 D．该晶体密度为 12．下列有关金刚石晶体和二氧化硅晶体(如图所示)的叙述正确的是 A．金刚石晶体和二氧化硅晶体均属于共价晶体 B．金刚石晶胞中含有6个碳原子 C．晶体中所含共价键数目为(是阿伏加德罗常数的值) D．金刚石晶体熔化时破坏共价键，二氧化硅晶体熔化时破坏分子间作用力 二、填空题 13．下图是ZnS、CsCl、NaCl晶体的结构模型，根据图示回答下列问题： (1)分别写出三种晶体结构模型对应物质的化学式：甲 、乙 、丙 。在这三种晶体中，与阳离子最近且等距离的阴离子在空间围成的几何构型分别为 。 (2)在NaCl、CsCl晶体中，每个Cl-的周围和它等距离且最近的Cl-分别有 个、 个。 14．完成下列问题。 (1)如图为干冰的晶胞结构示意图。 通过观察分析，每个CO2分子周围紧邻且等距离的CO2分子有 个，属于分子 (填密堆积或非密堆积)， 有 种取向不同的CO2分子。 (2)在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是 ，还有 ，由于该主要作用力与共价键一样具有 性，故1个水分子周围只有 个紧邻的水分子。 三、解答题 15．金属钛被誉为“二十一世纪金属”，有“生物金属，海洋金属，太空金属”的美称，具有广泛的应用前景。回答下列问题： (1)基态钛原子的电子排布式 。 (2)Ti的四卤化物熔点如表所示，熔点高于其他三种卤化物，则可判断可能为 晶体(填“离子”或“分子”；、、熔点依次升高的原因是 。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (3)磷酸钛铝锂可用作锂离子电池的正极材料，的空间构型是 ，中心原子P的杂化方式为 杂化，写出第一电离能介于Al，P之间的位于第三周期的所有元素 (填元素符号)。 (4)的晶胞如图所示，三种组成元素的电负性由大到小顺序的是 ；该晶体中每个周围与它最近且相等距离的数目是 。 (5)1mol中含有键的数目为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B B D B C D B 题号 11 12 答案 D A 1．B 【分析】在晶胞中，N3-位于晶胞的顶点，则晶胞中含有N3-的数目为=1；Li+位于棱心和面心，则晶胞中含有Li+的数目为=3，则N3-、Li+的个数比为1:3。 【详解】A．由分析可知，晶胞中N3-、Li+的个数比为1:3，则该化合物的化学式为Li3N，A正确； B．2号和3号Li+均处于底面正三角形的中心，则底面上的Li+之间的最小距离是从一个正三角形中心到另一个正三角形中心的距离，由于底面是边长为apm的棱形，且内角为60°，底面上Li+之间的最小距离为，而不是，B错误； C．底面上1号N3-被6个晶胞共用，也被3个底面共用，每个底面有3个Li+与N3-的距离相等，则与1号N3-最近的Li+有6个，C正确； D．2号和3号Li+均处于正三角形的中心，所以底面上Li+的配位数为3，棱上Li+与同一条棱上的2个N3-距离最近且相等，所以Li+配位数为2，D正确； 故选B。 2．D 【详解】A．冰晶胞中，中心水分子与顶点上的4个水分子共形成4个氢键，则平均每个水分子均摊2个氢键，A不正确； B．在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有4条边，每条边又被6个环共用，同时由于每个环上有两条边是同一个硅原子周围的，所以每个硅原子被=12个最小环所共有，B不正确； C．金刚石晶胞中，体内每个碳原子与4个等距离的碳原子相连，则碳原子的配位数是4，C不正确； D．在CO2晶胞中，1个分子周围距离最近且相等的二氧化碳分子有=12，D正确； 故选D。 3．B 【详解】A．区分不同晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；通过晶体的X射线衍射实验可以区分晶体与晶体，A正确； B．、晶体中，的配位数分别为6、8，B错误； C．CaF2、均为离子晶体，离子半径大于、Cl-大于F-，离子电荷数小于，则CaF2晶体中晶格能更大，CaF2熔点更高，C正确； D．晶胞中，a点坐标参数为，由图，b点F-在xyz轴上投影坐标分别为、、，坐标为，D正确； 故选B。 4．B 【详解】A．在石墨烯中C原子采用sp2杂化，每个碳原子的成键数为3，每个C原子上有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。由于所有的p轨道相互平行而且相互重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动。因此石墨烯具有导电性，A正确； B．单分子开关经紫外光照射形成了碳碳单键，这样的C原子再与其他原子或原子团结合形成化学键，产生了新的物质，因此发生了化学变化，B错误； C．由图可知：单分子开关与石墨烯片断之间通过酰胺键相连，则水解反应可使单分子开关与石墨烯片断分离，C正确； D．紫外线照射后，单分子开关体系内有共轭结构，体系内的电子具有流动性，因此可以导电，D正确； 故合理选项是B。 5．B 【详解】A．根据晶胞示意图，Mg在顶点及面心，则晶胞中Mg原子个数为，Al原子在体心，则晶胞中Al原子个数为8个，故镁铝合金的化学式为，故A正确； B．是分子晶体，是离子晶体，的熔点(约192℃)明显低于(约714℃)，故B错误； C．镁铝合金是金属与金属形成的合金，存在的化学键类型为金属键，故C正确； D．晶胞内含有4个，摩尔质量为4×(24+2×27)=312 g/mol，所以晶胞的质量为，故D正确； 故选B。 6．D 【详解】A．，故MgO、CaO的晶格能依次减小，硬度依次减小，A正确； B．，故NaF的晶格能大于NaCl，B正确； C．结合物质晶胞可知CsCl、NaCl中阴离子的配位数分别为8、6，C正确； D．，、且所带电荷数依次增大，离子半径减小，所以NaF、的离子键依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高，D错误； 答案选D。 7．B 【分析】在晶胞中，Cl-位于面心和顶点；1个晶胞分为8个小立方体，有4个小立方体的体心填充1个Cu+。1个晶胞中所含的Cu+数目为4，Cl-数目为=4。 【详解】A．晶胞中有8个由Cl-构成的正四面体“空穴”(小立方体)，Cu+填充在其中4个正四面体的体心，填充率为50%，A项错误； B．观察图示可知，晶胞中Cl-周围距离最近且相等的Cu+有4个，Cu+周围距离最近且相等的Cl-有4个， 阴、阳离子的配位数都是4，B项正确； C．观察图示，阴、阳离子的最近距离等于体对角线长度的四分之一，即Cu+和Cl-的最近距离为，C项错误； D．1个晶胞含4个“CuCl”，晶体，D项错误； 故选B。 8．C 【详解】由坐标系及1号原子的坐标可得，2号原子的坐标为()，故C正确。 9．D 【详解】A．由图可知，最左/右侧两端，La填充在Ti原子形成的正方体体心，是六面体结构的空隙中，A正确； B．由均摊法可知，Ti的数目为，Bi的数目为，La的数目为，该晶体的化学式为，B正确； C．该晶胞在xy平面的投影，棱上为Ti、Bi、La，投在四个角，La、Bi、Ti，投在面心，，C正确； D．若p点平移至晶胞体心，平移后Ti位于晶胞棱上和体内，D错误； 答案选D。 10．B 【分析】 已知干冰晶胞结构属于面心立方最密堆积，晶胞为：。 【详解】A．在干冰的晶胞中，每个二氧化碳分子周围等距离紧邻的二氧化碳分子有12个，一个分子的配位数为12，A错误； B．该晶胞中相邻最近的两个分子间距为，即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上顶点上的二氧化碳之间的距离为，则晶胞棱长，晶胞体积，该晶胞中二氧化碳分子个数，晶胞密度，B正确； C．该晶胞中二氧化碳分子个数，C错误； D．二氧化碳分子是直线形分子，C原子价层电子对数是2，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型为，D错误； 故选B。 11．D 【详解】A．a的原子坐标为，再结合各坐标轴方向可知，b的原子坐标为，A错误； B．a原子间的最近距离为面对角线长的一半，即，B错误； C．由PbS晶胞结构图可知，该晶胞中有4个Pb和4个S，每个原子周围距离最近的原子数均为6，因此S的配位数为6，C错误； D．由PbS晶胞结构图可知，该晶胞中有4个Pb和4个S，所以该晶体的密度，D正确； 故选D。 12．A 【详解】A．依据晶胞结构可知，金刚石晶体和二氧化硅晶体都是由原子通过共价键结合而成的空间网状结构，都是共价晶体，故A正确； B．根据均摊法可计算出晶胞中碳原子数为，故B错误； C．晶体的物质的量为，原子与原子形成硅氧键，所含共价键数目为，故C错误； D．金刚石和二氧化硅都是共价晶体，熔化时都破坏共价键，故D错误； 答案选A。 13．(1) CsCl NaCl ZnS 立方体、正八面体、正四面体 (2) 12 6 【详解】（1）在晶体中，阴、阳离子的配位数都是4，故丙表示该晶体结构，与等距离且最近的构成正四面体结构；在晶体中阴、阳离子的配位数都是6，故乙表示该晶体结构，与等距离且最近的6个构成正八面体；在CsCl晶体中，阴、阳离子的配位数都是8，故甲表示该晶体结构，与等距离且最近的8个构成立方体。 故答案为：；；；立方体、正八面体、正四面体。 （2）在晶体中采用型最密堆积，故每个的周围和它等距离且最近的有12个；在CsCl晶体中，假设中心离子为，则每个的周围和它等距离且最近的位于该立方体周围的6个立方体的体心位置，个数为6个。 故答案为：12；6。 14．(1) 12 密堆积 4 (2) 氢键 范德华力 方向 4 【详解】（1）干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上；属于分子密堆积，在干冰晶胞中，位于顶角的CO2分子为一种取向，位于三对平行面的CO2分于分别为三种不同取向，所以有4种取向不同的CO2分子； （2）在冰晶体中，水分子之间的主要作用力是氢键，还有范德华力，由于该主要作用力与共价键一样具有方向性性，故1个水分子周围只有4个紧邻的水分子。 15．(1) (2) 离子 、、均为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高 (3) 正四面体 、、 (4) 12 (5)16 【详解】（1）钛为22号元素，核外有22个电子，基态原子的电子排布式为：； （2）TiF4沸点较高，F的电负性较大，化合物TiF4为离子晶体；、、均为分子晶体，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高； （3）离子中心原子为P，价层电子对为4+，孤电子对为0，空间构型为正四面体形；P的杂化方式为sp3杂化；同周期第一电离能从左到右逐渐增大，IIA族ns能级处于全充满状态更稳定，第一电离能高于同周期相邻主族，VA元素2p轨道半充满稳定，第一电离能大于VIA族元素，第一电离能介于Al，P之间的位于第三周期的元素有：Mg、Si、S； （4）电负性与非金属性一致，非金属性越强，电负性越大，电负性O>Ti>Ca； 由图可知，晶体中每个周围与它最近且相等距离的数目是12个； （5）共价键、配位键都是σ键，1个含有16个σ键，1mol含有16NAσ键。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$