第1节 物质的聚集状态与晶体的常识-【回归课本】2025年高中化学基础知识训练

◀276 教材原型 真题再现 【RJ版·选择性必修2·P102·2】 下列有关晶体的叙述中,错误的是 ( ) A.干冰晶体中,每个CO2 周围紧邻 12个CO2 B.氯化钠晶体中,每个 Na+ 周围紧 邻且距离相等的Na+共有6个 C.氯化铯晶体中,每个Cs+ 周围紧 邻8个Cl- D.金刚石为三维骨架结构,由共价 键形成的碳原子环中,最小的环 上有6个碳原子 【2023·湖北·15】 镧La和 H可以形成一系列晶体材料LaHn,在储氢和超导等 领域具有重要应用。LaHn 属于立方晶系,晶胞结构和参数如 图所示。高压下,LaH2 中的每个 H 结合4个 H 形成类似 CH4 的结构,即得到晶体LaHx。下列说法错误的是( ) A.LaH2 晶体中La的配位数为8 B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaHx C.在LaHx 晶胞中,H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D.LaHx 单 位 体 积 中 含 氢 质 量 的 计 算 式 为 40 (4.84×10-8)3×6.02×1023g ·cm-3 考点提炼:考查配位数 教材原型:考查氯化铯晶体中Cs+的配位数 真题再现:考查LaH2 晶体中La的配位数 277 ▶ ◀278 279 ▶ ◀280 281 ▶ 知识点一 物质的聚集状态 1(物质聚集状态)下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是( ) A.等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子 B.气态是高度无序的体系存在状态 C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向异性 D.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱 知识点二 晶体与非晶体 2(晶体与非晶体判断)(双选)关于晶体和非晶体的叙述正确的是( ) A.晶体一定是固体,粉末状的固体肯定不是晶体 B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性 C.晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形 D.具有各向异性的固体可能是晶体 总结 晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 微观结构特征 粒子周期性有序排列 粒子排列相对无序 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 各向异性 有 无 鉴别方法 间接方法 看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性 科学方法 对固体进行X射线衍射实验,晶体有分立的斑点或者明锐的衍射峰 举例 NaCl、I2、SiO2、Fe晶体等 玻璃、橡胶等 获得晶体的途径: ①液态物质凝固;②气态物质冷却不经液态直接凝华;③溶质从溶液中析出。 知识点三 晶胞 3(晶胞常识)下列关于晶胞的叙述正确的是( ) A.晶体中任意一个正方体或者长方体都是一个晶胞 B.已知晶胞的组成可推知晶体的组成 C.晶胞中的任何一个粒子都只属于该晶胞 D.不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同 ◀282 总结 晶胞是能够完整反映晶体结构的基本单元。一个晶胞与它的相邻晶胞是完全共顶角、共面、共棱的,取向一致, 无间隙,从一个晶胞到另一个晶胞只需平移,不需转动。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。 总结 常见晶胞类型 类型 简单立方晶胞 体心立方晶胞 面心立方晶胞 六方晶胞 图示 → 结构 特点 仅在立方体的8个 顶角上有粒子 除8个顶角上有粒子 外,立方体的体心上 还有1个粒子 除8个顶角 上 有 粒 子 外,立方体的6个面的 面心上均有1个粒子 六方晶胞的名称来自左侧图 示,但实际晶胞为右侧图示 晶胞参数:高中阶段可简单理解为晶胞的各棱长和各棱夹角。 立方晶系的晶胞为立方体,晶胞参数即棱长,上表格中左侧三图皆为立方晶系的晶胞;四方晶系的晶胞是底面 为正方形、高和底面边长不相等、各棱垂直的长方体晶胞;正交晶系的晶胞是各棱垂直、各边可不相等的长方体 晶胞;六方晶系的晶胞是正六棱柱的1 3 ,底面为锐角60°的菱形、高垂直底面构成的平行六面体(高中阶段见到 的晶胞通常高与底面垂直)。题目中一般会给出图示,能看图理解即可。 4(均摊法确认晶胞组成)(1)根据图示确认晶胞中的原子个数: (2)根据图示确认物质化学式: B A B

A B
A B
A A B C
B C A M Cu Mg B C D A B




283 ▶ 总结 均摊法的应用:晶胞任意位置上的一个原子如果被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个原子分得的份额是 1 n 。 立方晶胞            8 
 4 
 2 
 1 8 1 4 1 2 六方类晶胞              6 
 4 
 3 
 2 
 1 8 1 6 1 3 1 2 1 60°120° 1 6 1 12 位于60°顶角———同为12个晶胞所共有, 1 12 粒子属 于该晶胞;位于120°顶角———同为6个晶胞所共 有,1 6 粒子属于该晶胞;位于内部———整个粒子都 属于该晶胞。顶角8个粒子总和仍为“1” 5(强化———等距且最近微粒个数)某晶胞如图所示,按要求填空: (1)A周围等距且最近的A有 个,等距且最近的B有 个,等 距且最近的C有 个; (2)B周围等距且最近的A有 个,等距且最近的B有 个,等 距且最近的C有 个; (3)C周围等距且最近的A有 个,等距且最近的B有 个,等 距且最近的C有 个。 ◀284 总结 常见晶胞类型及等距且最近原子个数(不要背,见到图看得懂即可) 类型 简单立方堆积 体心立方堆积 NaCl型 CsCl型 晶胞 原子 数量 1 2 4Na+、4Cl- 1Cs+、1Cl- 等距最 近数量 6 8 Na+周围等距且最近的Cl-:6 Cl-周围等距且最近的Na+:6 Na+周围等距且最近的Na+:12 Cl-周围等距且最近的Cl-:12 Cs+周围等距且最近的Cl-:8 Cl-周围等距且最近的Cs+:8 Cs+周围等距且最近的Cs+:6 Cl-周围等距且最近的Cl-:6 核间距 与棱长 关系 最小核间距=棱 长, r= 1 2 棱长 最小核间距= 1 2 体对角线, r= 1 4 体对角线 Na+—Cl-间距= 1 2 棱长, Na+—Na+间距= 1 2 面对角线, Cl-—Cl-间距= 1 2 面对角线 Cs+—Cl-间距= 1 2 体对角线, Cs+—Cs+间距=棱长, Cl-—Cl-间距=棱长 类型 六方最密堆积 面心立方堆积 ZnS型 CaF2 型 晶胞 原子 数量 2 4 4Zn2+、4S2- 4Ca2+、8F- 等距最 近数量 12 12 Zn2+周围等距且最近的S2-:4 S2-周围等距且最近的Zn2+:4 Zn2+周围等距且最近的Zn2+:12 S2-周围等距且最近的S2-:12 Ca2+周围等距且最近的F-:8 F-周围等距且最近的Ca2+:4 Ca2+周围等距且最近的Ca2+:12 F-周围等距且最近的F-:6 核间距 与棱长 关系 最小核间距= 底面棱长, r= 1 2 底面棱长 最小核间距= 1 2 面对角线, r= 1 4 面对角线 Zn2+—S2-间距= 1 4 体对角线, Zn2+—Zn2+间距= 1 2 面对角线, S2-—S2-间距= 1 2 面对角线 Ca2+—F-间距= 1 4 体对角线, Ca2+—Ca2+间距= 1 2 面对角线, F-—F-间距= 1 2 棱长 285 ▶ 二元化合物晶胞中,A周围等距且最近的B的数量也称为A的配位数,同理B周围等距且最近A的数量称为 B的配位数。 AB型化合物中,A周围等距且最近的B的数量=B周围等距且最近的A的数量,A周围等距且最近的A的 数量=B周围等距且最近的B的数量。 AB2 型化合物中,A周围等距且最近的B的数量=2×B周围等距且最近的A的数量,A周围等距且最近的A 的数量=2×B周围等距且最近的B的数量。 6(强化———晶体密度)已知NA 为阿伏加德罗常数的值,计算各晶体密度(列出计算式即可): ① ② ③ (1)S与Zn形成的某化合物晶体的晶胞(黑球表示Zn,白球表示S)如图①所示,已知该晶胞的晶胞 参数为anm,则该晶胞的密度为 g·cm-3(列出计算式即可,已知S-32,Zn-65)。 (2)金属 铬 的 晶 胞(体 心 立 方 堆 积)如 图②所 示,铬 原 子 的 半 径 为anm,该 晶 胞 的 密 度 为 g·cm-3(列出计算式即可,已知Cr-52)。 (3)铁镁合金是目前储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图③所示,晶体中Fe原子和 Mg 原子之间的最近距离为anm。储氢时,H2 分子在晶胞的体心和棱的中点位置。该晶胞中Fe的配 位数是 。该合金储满氢后所得晶体的化学式是 (写作FexMgyHz 的顺序), 该晶胞的密度为 g·cm-3(列出计算式即可,已知Fe-56,Mg-24,H-1)。 总结 密度计算公式:ρ= m V ,只不过在晶胞计算中是用一个晶胞的质量除以一个晶胞的体积。 一个晶胞的质量=一个“分子”的质量ד分子”个数,一个“分子”的质量= 分子的摩尔质量 NA 。晶胞的体积= 底面积×高。 单位换算:1m=102cm=103mm=106μm=109nm=1012pm,即1nm=10-7cm,1pm=10-10cm。 7(晶体结构的测定)在1914年,诺贝尔物理学奖颁发给了劳厄,以表彰他研究关于X射线衍 射的杰出工作。该方法以惊人的准确性,揭示了晶体结构的秘密。下列说法错误的是( ) A.可通过X射线衍射获取分子内键长和键角的信息 B.可通过X射线衍射测定青蒿素的晶体结构和分子的空间结构 C.可通过X射线衍射区分晶体和非晶体,非晶体的X射线衍射图有分立的斑点或者明锐的衍射峰 D.由晶体X射线衍射图经过计算可以获得晶胞的形状、大小以及微粒在晶胞里的位置 ◀060 ⑧氢键具有饱和性和方向性,正确。 ⑨分子内氢键使物质熔、沸点降低,分子间氢键使物质熔、沸 点升高,错误。 ⑩标准状况下 HF为液体,22.4LHF中原子数目一定大于 2NA,错误。 典例6 C 【解析】A.O3 与水均是极性分子,O2 是非极性 分子,根据相似相溶原理,极性分子更易溶于极性溶剂,正 确。B.SO2 中心原子S上有1个孤电子对,SO2 是极性分 子,CCl4 是非极性分子,因此SO2 不易溶于CCl4,不会导致 SO2 气压降低引起倒吸,可用题图装置防倒吸,正确。C.纯 碱溶液呈碱性,促进油脂的水解,而非直接溶解油脂,所以不 能用“相似相溶”原理解释,用汽油洗去手上沾有的机油利用 了相似相溶原理,错误。D.CCl4 和溴都是非极性分子,所以 用CCl4 将溴水中的溴萃取出来是利用了“相似相溶”原理, 正确。 典例7 (1) (2) (3) (4) (5) 【解析】优先排除不饱和碳、甲基( CH3)和亚甲基( CH2 ), 之后再确认碳原子上连接4个不同化学环境的原子或原子团。 第三章 晶体结构与性质 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 一、物质的聚集状态 ①分子间距离 ②气态 二、晶体与非晶体 ①分子 ②共价 ③离子 ④金属 ⑤玻璃 ⑥炭黑 ⑦多面体外形 ⑧周期性有序排列 ⑨生长的速率适当 ⑩差异 􀃊􀁉􀁓质点排列的有序性 􀃊􀁉􀁔没有 􀃊􀁉􀁕X射线衍射实验 􀃊􀁉􀁖键长 􀃊􀁉􀁗键角 三、晶胞 ①平行六面体 典例1 A 【解析】A.由电子、阳离子和电中性粒子组成的 整体上呈电中性的气态物质聚集体称为等离子体,除了带电 的离子和电子,等离子体也含有电中性粒子,错误。B.物质 三态中气态的熵最大,是高度无序的体系存在状态,正确。 C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列,使液晶具有各向 异性,正确。D.固体很难被压缩,说明固态中的原子或者分 子结合得较紧凑,粒子间相对运动较弱,正确。 典例2 BD 【解析】A.晶体一定是固体,但不能通过颗粒 大小判断是不是晶体,粉末状的物质也可以是晶体,只是宏 观上体积比较小,例如碳酸氢钠粉末,错误。B.晶体的规则 几何外形是自发形成的,缺角的 NaCl晶体在饱和 NaCl溶 液中存在v溶解=v析出 的溶解平衡,因为自范性而逐渐修复成 完美的立方体块,正确。C.晶体与非晶体的根本区别在于晶 体有自范性,非晶体也可以有规则的几何外形,如玻璃,错 误。D.晶体具有各向异性和自范性,具有各向异性的固体可 能是晶体,正确。 典例3 B 【解析】A.晶胞是能完整反映晶体内部原子或 离子在三维空间分布和化学结构特征的最小单元,晶胞具有 “无隙并置”的特性,具有平移性,将晶胞向上、下、左、右、前 或后平移一个单位时能够重合,但任意一个正方体或长方体 不一定是最小重复单元,也不一定是一个完整的晶胞,还可 能是多个晶胞,错误。B.晶胞是从晶体的点阵中取出一个具 有代表性的基本单元(通常是最小的平行六面体),已知晶胞 的组成能推知晶体的组成,正确。C.由于晶胞可“无隙并 置”,因此一个晶胞与相邻晶胞是共顶角、共面、共棱的,晶胞 中的粒子不一定只属于该晶胞,可用“均摊法”计算一个晶胞 中实际拥有的微粒数,错误。D.不同的晶体,晶胞大小不一 定相同,形状也可能不同,错误。 典例4 (1)①1 ②2 ③4 ④2 ⑤8 (2)①AB2 ②AB ③AB ④AB2 ⑤AB4C2 ⑥AB3C ⑦CuM ⑧MgB2 ⑨CD ⑩A2B3 【解析】注意(2)中①和③不具有平移性,不是晶胞。 (1)①8× 1 8=1 ②8× 1 8+1=2 ③8× 1 8+6× 1 2=4 ④4× 1 6+4× 1 12+1=2 (平行六面体无论各棱是否垂直,8 个顶角均摊后都是1个原子) ⑤1+6× 1 2+4=8 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 061 ▶ (2)①A:4× 1 8= 1 2 ,B:1,AB2 ②A:8× 1 8=1 ,B:1,AB ③A:4× 1 8= 1 2 ,B:4× 1 8= 1 2 ,AB ④A:8× 1 8+1=2 ,B:4× 1 2+2=4 ,AB2 ⑤A:6× 1 12= 1 2 ,B:6× 1 4+3× 1 6=2 ,C:1,AB4C2 ⑥A:8× 1 8=1 ,B:6× 1 2=3 ,C:1,AB3C ⑦Cu:4,M:8× 1 8+6× 1 2=4 ,CuM ⑧Mg:2× 1 2+12× 1 6=3 ,B:6,MgB2 ⑨C:12× 1 4+1=4 ,D:8× 1 8+6× 1 2=4 ,CD ⑩A:6× 1 3=2 ,B:2× 1 2+12× 1 6=3 ,A2B3 典例5 (1)6 8 12 (2)8 6 6 (3)4 2 8 【解析】(1)A周围等距且最近的A有6个,即上下左右前后 各一个;等距且最近的B有8个,即以A为中心建立空间直 角坐标系,8个卦限内各一个,或反过来看B周围等距且最 近A的个数,二者相等;等距且最近的C有12个,即以A为 中心建立空间直角坐标系,3个互相垂直的轴面内各4个, 或反过来看C周围等距且最近的A有4个,A与C在晶胞 内个数比为1∶3,A周围等距且最近的C是C周围等距且 最近的A的3倍。 (2)B周围等距且最近的A有8个,即晶胞8个顶角;等距且 最近的B有6个,即上下左右前后;等距且最近的C有6个, 即上下左右前后。 (3)C周围等距且最近的A有4个,即正方形四角;等距且最 近的B有2个,即右面面心的C左右各一个;等距且最近的 C有8个,如上面面心的C在现有晶胞内有4个等距且最近 的C,在上方补充一个晶胞后还有4个,共8个。 典例6 (1) 4×(65+32) NA·a3·10-21 (2) 2×52 NA· 4 3 aæ è ç ö ø ÷ 3 ·10-21 (3)8 FeMg2H2 4×106 NA· 4 3 aæ è ç ö ø ÷ 3 ·10-21 【解析】(1)一个晶胞中Zn2+ 的个数为8× 1 8+6× 1 2=4 , S2-的个数为4,则一个晶胞的质量为 4×(65+32) NA g ,已知该 晶胞的 晶 胞 参 数 为 a nm,则 一 个 晶 胞 的 体 积 为 (a× 10-7)3cm3,则 该 晶 胞 的 密 度 为 ρ = m V = 4M NA·V = 4×(65+32) NA·(a×10-7)3g ·cm-3= 4×(65+32) NA·a3·10-21g ·cm-3。 (2)金属铬晶胞为体心立方堆积,晶胞中铬原子个数为8× 1 8+1=2 ,铬原子的半径为anm,晶胞体对角线=4倍半 径,则晶胞棱长为 4 3 anm= 4 3 a·10-7cm,该晶胞的密度 为ρ= m V= 2M NA·V = 2×52 NA· 4 3 aæ è ç ö ø ÷ 3 ·10-21 g·cm-3。 (3)以上底面面心的Fe在题图晶胞内有4个,在上方晶胞内还 有4个,共8个。合金储满氢的晶胞中位于顶角和面心的铁原 子个数为8× 1 8+6× 1 2=4 ,位于体内的镁原子个数为8,位于 体心和棱上的氢分子个数为12× 1 4+1=4 ,则所得晶体的化学 式FeMg2H2。晶体中Fe原子和 Mg原子之间的最近距离 为anm,则体对角线为4anm,该晶胞的棱长为 4 3 anm,晶 胞的密度ρ= m V= 4M NA·V = 4×106 NA· 4 3 aæ è ç ö ø ÷ 3 ·10-21 g·cm-3。 典例7 C 【解析】A.通过X射线衍射实验可以测定分子 结构中的键长和键角的信息,正确。B.通过X射线衍射,可 以测定青蒿素的晶体结构和分子的空间结构,正确。C.可通 过X射线衍射区分晶体和非晶体,晶体的X射线衍射图谱 有分立的斑点或者明锐的衍射峰,错误。D.X射线衍射实验 图经过计算可以获得晶胞形状和大小,分子或原子在微观空 间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置 等,正确。 第二节 分子晶体与共价晶体 一、分子晶体 ①分子间作用力 ②12 ③高 二、共价晶体 ①正四面体 ②109°28' ③12 ④1∶2 ⑤1∶2 ⑥1∶4 ⑦109°28' ⑧8 ⑨16 典例1 D 【解析】A.在分子晶体中存在分子间作用力,相 邻分子通过分子间作用力相互吸引,正确。B.组成和结构相 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋