第三章 晶体结构与性质-2024-2025学年高二化学期末复习系列（十年高考真题同步学与考）

一、物质的聚集状态 1．物质三态间的相互转化 2．不含分子的物质 （1）常见晶体：例如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等不含分子。 （2）等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质。 （3）离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 3．物质的聚集状态 物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介于晶态和非晶态的塑晶态、液晶态等。 聚集状态 组成与结构特征 主要性能 非晶体 内部微粒的排列呈现杂乱无章(长程无序，短程有序)的分布状态的固体。 某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大。 等离子体 由电子、阳离子和电中性粒子组成，整体上呈电中性，带电离子能自由移动。 具有良好的导电性和流动性。 液晶 内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的状态。 既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的导热性、光学性质等。 【特别提示】 （1）固态、液态和气态物质不一定都由分子构成，也可能由原子或离子等微粒构成；由分子构成的物质，其聚集状态也不一定只有固态、液态和气态，也可能为晶态，非晶态等。 （2）同种物质在不同条件下可形成不同的聚集状态，物质的聚集状态会影响物质的性质，如硬度、熔点等。 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的比较 比较 类别 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 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 2．晶体呈现自范性的条件 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是SiO2热液缓慢冷却形成的。 3．获得晶体的途径 （1）熔融态物质凝固。 （2）气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 （3）溶质从溶液中析出。 4．晶体的特点 （1）自范性。 ①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 ②形成条件：晶体生长的速率适当。 ③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。 （2）各向异性：晶体在不同方向上表现许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)的差异。 （3）有固定的熔点。 【特别提示】关于晶体与非晶体的认识误区 （1）同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 （2）有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 （3）具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 （4）晶体不一定都有规则的几何外形，如食盐。 三、晶胞 晶体结构的测定 1．晶胞的概念 晶胞是描述晶体结构的基本单元。 2．晶胞的结构 晶胞一般都是平行六面体，晶体是由无数晶胞无隙并置而成。 （1）无隙：相邻晶胞之间无任何间隙。 （2）并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 （3）所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 3．晶胞结构的测定 （1）测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 （2）由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、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。 四、晶胞组成的计算 均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子1/n属于该晶胞。 1．长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 2．正六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 位于顶角：同为6个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于水平棱上：同为4个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于垂直棱上：同为3个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于面上：同为2个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于内部：整个粒子属于该晶胞。 3．正三棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 位于顶角：同为12个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于水平棱上：同为4个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于垂直棱上：同为6个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于面上：同为2个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于内部：整个粒子属于该晶胞。 【特别提示】 （1）晶胞中粒子个数的计算，要正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。 （2）根据均摊法计算出1个晶胞中，各种原子个数的最简整数比可确定该物质的化学式。 五、晶体密度的计算 1．计算晶胞棱长 晶胞模型 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系 a＝2r a＝4r a＝4r a＝2r a＝8r 2．计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据晶胞质量m＝ρ×V，由公式×n＝ρ×a3进行计算，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞棱长。 【特别提示】有关立方晶胞的计算公式 （1）立方晶胞的棱长a与面对角线、体对角线的关系： ①面对角线长＝a；②体对角线长＝a。 （2）立方晶胞的密度ρ与棱长a、晶胞内微粒数n之间的关系：a3ρ＝·M(M为晶体的摩尔质量)。 六、分子晶体的结构特点 1．概念及微粒间的作用力 （1）概念：只含分子的晶体称为分子晶体。 （2）粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。 2．堆积方式 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间特点 每个分子周围一般有12个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实　例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．两种典型分子晶体的组成和结构 （1）冰 ①水分子之间的主要作用力是范德华力，也存在氢键。 ②氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子互相吸引。 （2）干冰 ①干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 ②结构特点 每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。 每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。 七、分子晶体的物理性质 1．分子晶体的物理特性 （1）分子晶体具有熔、沸点较低，硬度较小，固态不导电等物理特性。所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体。 （2）分子间作用力的大小决定分子晶体的物理性质。分子间作用力越大，分子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。 2．分子晶体熔沸点低的原因 分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发。 3．分子晶体的熔、沸点比较 （1）分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大，物质熔化或汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。 （2）比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(包括范德华力和氢键)的大小。 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。 ②相对分子质量相等或相近时，极性分子的范德华力大，熔、沸点高，如CO>N2。 ③能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 4．分子晶体的导电性 分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或易溶于水的非电解质自身不能导电。 【特别提示】 （1）分子晶体的物理性质由分子间作用力(氢键、范德华力)强弱决定。 （2）分子晶体的化学性质由分子内共价键的强弱(键长、键能)决定。 八、共价晶体的结构和性质 1．共价晶体的结构特点 （1）共价晶体的构成微粒是原子，微粒间作用力是共价键。 （2）空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。 2．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物 二氧化硅(SiO2)等 3．共价晶体的熔、沸点 （1）共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。 （2）结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 九、常见的共价晶体 1．金刚石 （1）在晶体中每个碳原子以4个共价键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。 （2）晶体中C—C键夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。 （3）最小环上有6个碳原子。 （4）晶体中碳原子个数与C—C键数之比为1∶(4×)＝1∶2。 2．二氧化硅 （1）二氧化硅 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(αSiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性。 （1）二氧化硅晶体的结构 ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个O原子和2个Si原子相结合。 ②1 mol SiO2中含4 mol Si—O键 ③最小环是由6个Si原子和6个O原子组成。 ④每个Si原子被12个12元环共用，每个O原子被6个12元环共用。 ⑤每个Si—O键被6个12元环共用。 （2）二氧化硅的用途 二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【特别提示】 （1）共价晶体都是空间网状结构。 （2）共价晶体中原子之间以共价键结合，键长越短、键能越大，共价键越强，共价晶体的熔沸点越高，硬度越大。 十、分子晶体与共价晶体的比较 1．分子晶体与共价晶体的比较 晶体类型 共价晶体 分子晶体 概念 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 只含分子的晶体 组成微粒 原子 分子 微粒间作用力 共价键 分子间作用力 熔、沸点 很高 较低 硬度 很大 较小 溶解性 一般不溶于各种溶剂 部分溶于水 导电性 不导电，个别为半导体 不导电，部分水溶液导电 熔化时破坏的作用力 共价键 分子间作用力 实例 金刚石 干冰 结构特点 其最小的碳原子环中有6个碳原子，碳碳键夹角为109°28′ CO2晶体中存在CO2分子 2．分子晶体与共价晶体的判断 （1）依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断。 构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 （2）依据晶体的熔点判断。 共价晶体的熔点高，常在1 000 ℃以上；而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。 （3）依据晶体的导电性判断。 分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。共价晶体多数为非导体，但晶体Si、晶体Ge为半导体。 （4）依据晶体的硬度和机械性能判断。 共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。 （5）依据物质的分类判断。 ①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ②常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的化合物类共价晶体有碳化硅、二氧化硅等。 【特别提示】晶体熔沸点比较方法 ①判断晶体类型―→分析作用力强弱―→得出熔沸点高低。 ②不同晶体熔沸点：共价晶体＞分子晶体；③分子晶体熔沸点影响的三要素：氢键、范德华力、极性。④共价晶体的作用力为共价键：键长短、键能大，熔沸点高。 十一、金属键 金属晶体 1．金属键 （1）金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键。 （2）本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。 （3）成键粒子：金属阳离子和自由电子。 （4）金属键存在与金属单质或合金中。 2．金属键的特点 金属键无方向性和饱和性。 晶体中的电子不专属于某一个或几个特定的金属阳离子，而几乎是均匀地分布在整块晶体中，因此晶体中存在所有金属阳离子与所有自由电子之间“弥漫”的电性作用。 3．金属键的强弱及其对金属性质的影响 （1）金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强；反之，金属键越弱。 （2）金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 4．金属晶体 原子间以金属键结合形成的晶体。 5．金属晶体的性质 （1）金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。 （2）熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。 ①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 ②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。 ③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。 ④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。 （3）硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。 6．金属晶体物理特性分析 （1）良好的延展性 金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键，金属发生形变但不会断裂，故金属晶体具有良好的延展性。 （2）金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动。 （3）金属的导热性是自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。 【特别提示】金属的物理性质和化学性质 金属的物理性质用晶体结构和电子气理论解析和分析；金属的化学性质由原子结构和金属活动性决定。 十二、离子晶体的结构 1．离子晶体的结构特点 （1）离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 （2）离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于静电作用没有方向性，故离子键没有方向性。只要条件允许，阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子，同样，阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子，故离子键也没有饱和性。根据静电作用大小的影响因素可知，在离子晶体中阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强。 （3）离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。 2．常见离子晶体的结构类型 （1）NaCl晶体 ①在NaCl晶体中， Na＋的配位数为6，Cl－的配位数为6 ②与Na＋ (Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③每个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－ ④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体图形 （2）CsCl晶体 ①在CsCl晶体中， Cs＋的配位数为8，Cl－的配位数为8 ②每个Cs＋与6个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻 3．离子晶体的判断 （1）利用物质的分类 金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。 （2）利用元素的性质和种类 如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。 （3）利用物质的性质 离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。 【特别提示】离子晶体组成的认识误区 （1）离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体。 （2）离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。 （3）由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。 （4）含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。 十三、离子晶体的性质 1．熔沸点 离子晶体中有较强的离子键，熔化或升华时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。 2．硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。 3．导电性 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力， 成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电。 4．溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。 5．延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性。 十四、过渡晶体与混合型晶体 1．过渡晶体 （1）四种典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2．混合型晶体(石墨晶体) （1）晶体模型 （2）结构特点 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。 ②层与层之间以范德华力相结合。 （3）晶体类型 石墨晶体中，既有共价键，又有范德华力，属于混合型晶体。 十五、配位键 1．配位键的概念 配位键是一种特殊的共价键。提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键。 2．配位键的形成条件 （1）成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 （2）成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。 （3）配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。 3．配位键的表示方法 用箭头“―→”来表示孤电子对的共用情况，其中箭头由提供孤电子对的配位体指向提供空轨道的中心离子。 A —→ B 电子对给与体 电子对接受体 例如：H3O+的结构式：；NH4+的结构式：。 4．配位键的稳定性 （1）电子对给予体形成配位键的能力：NH3 > H2O。 （2）接受体形成配位键的能力：H＋＞过渡金属＞主族金属。 （3）配位键越强，配合物越稳定。如Cu2+←OH-<Cu2+←NH3<H+←NH3 十六、配合物 1．配合物的概念 把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。 2．配合物的组成 配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示为 （1）中心原子或离子：配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。 （2）配体：配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。 （3）配位原子：是指配体中直接同中心离子配合的原子，如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。 （4）配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4。 3．配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。 4．配合物形成时性质的改变 （1）颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成； （2）溶解度的改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。 【特别提示】配合物的组成 （1）有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。 （2）有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2] SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。 十七、超分子 1．超分子 超分子是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。 2．超分子的应用 （1）分离C60和C70 将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶剂，甲苯将C70溶解，经过滤后分离出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。 （2）冠醚识别碱金属离子 冠醚分子中有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子，而形成冠醚—碱金属离子超分子。 3．超分子的重要特征：分子识别和自组装。 1．（2024·天津·高考真题）我国学者在碳化硅表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 【答案】B 【解析】A．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，A错误；B．SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点高、硬度大，B正确；C．C元素为6号元素，故核素的质子数为6，C错误；D．石墨烯是碳元素构成的单质，不属于烯烃，D错误； 故选B。 2．（2014·上海·高考真题）BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2 A．熔融态不导电 B．水溶液呈中性 C．熔点比BeBr2高 D．不与氢氧化钠溶液反应 【答案】A 【解析】A．BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，说明该化合物形成的晶体是分子晶体，熔融态不导电，A正确；B．该化合物的化学性质与AlCl3相似，而氯化铝溶液显酸性，因此其水溶液也呈酸性，B不正确；C．BeCl2与BeBr2形成的晶体均是分子晶体，后者的相对分子质量大，熔点高于BeCl2，C不正确；D．氯化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，则该化合物也与氢氧化钠溶液反应，D不正确；答案选A。 3．（2024·浙江·高考真题）中的原子均通过杂化轨道成键，与溶液反应元素均转化成。下列说法不正确的是 A．分子结构可能是 B．与水反应可生成一种强酸 C．与溶液反应会产生 D．沸点低于相同结构的 【答案】A 【解析】A．该结构中，如图所示的两个Cl，Cl最外层有7个电子，形成了两个共价键，因此其中1个应为配位键，而Si不具备空轨道来接受孤电子对，因此结构是错误的，故A错误；B．与水反应可生成HCl，HCl是一种强酸，故B正确；C．与溶液反应元素均转化成，Si的化合价升高，根据得失电子守恒可知，H元素的化合价降低，会有H2生成，故C正确；D．的相对分子质量大于，因此的范德华力更大，沸点更高，故D正确；故选A。 4．（2024·甘肃·高考真题）兴趣小组设计了从中提取的实验方案，下列说法正确的是 A．还原性： B．按上述方案消耗可回收 C．反应①的离子方程式是 D．溶液①中的金属离子是 【答案】C 【解析】从实验方案可知，氨水溶解了氯化银，然后用铜置换出银，滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液，向其中加入铁、铁置换出铜，过滤分铜可以循环利用，并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。A．金属活动性越强，金属的还原性越强，而且由题中的实验方案能得到证明，还原性从强到弱的顺序为 Fe > Cu > Ag，A不正确；B．由电子转移守恒可知，1 mol Fe可以置换1 mol Cu，而1 mol Cu可以置换2 mol Ag，因此，根据上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag，B不正确；C．反应①中，氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵，该反应的离子方程式是，C正确；D．向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁，铁置换出铜后生成，然后被通入的氧气氧化为，氯化铵水解使溶液呈酸性，在这个过程中，溶液中的氢离子参与反应，因此氢离子浓度减少促进了铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁存在沉淀溶解平衡，因此，溶液①中的金属离子是，D不正确；综上所述，本题选C。 5．（2024·海南·高考真题）根据下列实验及现象，所得结论错误的是 选项 实验及现象 结论 A 将通入溴水至过量，溶液的橙色褪去 有漂白性 B 自热米饭附带的热源包(主要成分CaO，少许、Al粉)加水后，未产生气体 Al粉已经变质 C 浓溶液呈黄绿色，加水稀释后溶液呈蓝色 配体与间存在配位平衡移动 D 淀粉-KI试纸遇的混合液不变色 配离子氧化能力弱 【答案】A 【解析】A．二氧化硫与溴水发生氧化还原反应，二氧化硫表现还原性，故A错误；B．热源包(主要成分CaO，少许、Al粉)加水后，未产生气体，可能是Al粉被氧化为氧化铝，故B正确；C．浓溶液中存在平衡：[CuCl4]2-(黄色)+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2-+4Cl-，加水稀释后溶液呈蓝色，是因为上述平衡向右发生移动，故C正确；D．的混合液会形成配离子，的氧化能力小于Fe3+，故遇淀粉-KI试纸不变蓝色，故D正确；答案选A。 6．（2024·新课标卷·高考真题）我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是 A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为 C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于溶液 D．中提供电子对与形成配位键 【答案】A 【解析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为，Z为Fe元素，为。A．W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A不正确；B．X的简单氢化物是，其中心N原子价层电子对数为3+，N原子轨道杂化类型为，B正确；C．Y的氢氧化物是，其属于中强碱，其难溶于水，难溶于溶液，但是，由于电离产生的可以破坏的沉淀溶解平衡，因此可以溶于溶液，C正确；D．中的C原子提供孤电子对与形成配位键，D正确；综上所述，本题选A。 7．（2024·吉林·高考真题）如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是 A．单质沸点： B．简单氢化物键角： C．反应过程中有蓝色沉淀产生 D．是配合物，配位原子是Y 【答案】D 【解析】Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；空间运动状态数是指电子占据的轨道数，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X为第2周期元素，满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z为原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第2周期元素，则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第3周期元素，则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可与Cu形成CuZY4，而O、Si、S中只有O和S形成的才能形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S元素，则X只能为N；W能与X形成WX3，则W为IA族或VIIA族元素，但W原子序数小于N，所以W为H元素，综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。A．W、Y、Z分别为H、O、S，S单质常温下呈固态，其沸点高于氧气和氢气，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，O2的范德华力大于 H2，所以沸点O2＞H2，即沸点S＞O2＞H2，故A正确；B．Y、X的 简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4、孤电子对数为2，空间构型为V形，键角约105º，NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4、孤电子对数为1，空间构型为三角锥形，键角约107º18´，所以键角：，故B正确；C．硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，故C正确；D．为Cu(NH3)4SO4，其中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为N，故D错误；故答案为：D。 8．（2024·河北·高考真题）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 选项 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B 键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 晶体中与8个配位，而晶体中与6个配位 比的半径大 D 逐个断开中的键，每步所需能量不同 各步中的键所处化学环境不同 【答案】B 【解析】A．原子光谱是不连续的线状谱线，说明原子的能级是不连续的，即原子能级是量子化的，故A正确；B．中中心C原子为杂化，键角为，中中心C原子为杂化，键角大约为，中中心C原子为杂化，键角为，三种物质中心C原子都没有孤电子对，三者键角大小与孤电子对无关，故B错误；C．离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小，离子半径比越大，配位数越大，周围最多能排布8个，周围最多能排布6个，说明比半径大，故C正确；D．断开第一个键时，碳原子周围的共用电子对多，原子核对共用电子对的吸引力较弱，需要能量较小，断开键越多，碳原子周围共用电子对越少，原子核对共用电子对的吸引力越大，需要的能量变大，所以各步中的键所处化学环境不同，每步所需能量不同，故D正确；故选B。 9．（2021·辽宁·高考真题）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 C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体 【答案】D 【解析】A．S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；B．由该物质形成晶体的晶胞可知：S个数为，H个数为：，故H、S原子个数比为3:1，故该物质的化学式为，B正确；C．S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，C正确；D．由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误；故答案为：D。 10．（2024·湖北·高考真题）科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是 芳烃 芘 并四苯 蒄 结构 结合常数 385 3764 176000 A．芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子 B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同 C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘 D．芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合 【答案】B 【解析】A．“分子客车”能装载多种稠环芳香烃，故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚集体——超分子，A项正确；B．“分子客车”的长为2.2nm、高为0.7nm，从长的方向观察，有与并四苯分子适配的结构，从高的方向观察则缺少合适结构，故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性，B项错误；C．芘与“分子客车”中中间部分结构大小适配，故从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘，C项正确；D．芘、并四苯、蒄中碳原子都采取sp2杂化，π电子数依次为16、18、24，π电子数逐渐增多，与“分子客车”的结合常数逐渐增大，而结合常数越大越稳定，故芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”结合，D项正确；答案选B。 11．（2024·广西·高考真题）如图所示的铼配合物离子能电催化还原。短周期元素的原子序数依次增大。标准状况下，WY和是等密度的无色气体，是黄绿色气体。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．图中X原子的杂化方式为 C．元素以原子的形态与配位 D．Y的电负性大于中的化学键是极性键 【答案】C 【解析】短周期元素的原子序数依次增大。是黄绿色气体，Z为氯；X形成3个共用电子对，X与Re2+之间为配位键，推测X为氮，标准状况下，WY和是等密度的无色气体，则WY为一氧化碳、为氮气，故W为碳、X为氮、Y为氧、Z为氯；A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小：N>O，A正确；B．图中X原子处于环中，且存在平面大π键，则其杂化方式为，B正确；C．由图可知，整个离子带1个单位正电荷，而其中带2个单位正电荷，则氯元素以Cl-的形态与配位，C错误； D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；O的电负性大于C，则CO中的化学键是极性键，D正确；故选C。 12．（2023·湖南·高考真题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．晶体最简化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有8个 C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D．晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×=6，其中C个数：12×=6，故其最简化学式为，A正确；B．根据晶胞结构可知，位于晶胞顶点，Ca2+位于体心，每个为8个晶胞共用，则晶体中与最近且距离相等的有8个，B正确；C．根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；D．根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确；故选C。 13．（2024·河北·高考真题）金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该铋氟化物的化学式为 B．粒子S、T之间的距离为 C．该晶体的密度为 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 【答案】D 【解析】A．根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有个，含有个F-，故该铋氟化物的化学式为，故A正确；B．将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中MNPQ点的截面图可知，晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，令N的原子分数坐标为，与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为，则T的原子分数坐标为， S的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为，故B正确；C．由A项分析可知，每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-，晶胞体积为，则晶体密度为=，故C正确；D．以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，为将晶胞均分为8个小立方体后，每个小立方体的体心的F-，即有8个，故D错误；故答案为：D。 14．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P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．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 【答案】D 【解析】A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故A错误；B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为anm，Nb和O最短距离为anm，故B错误；C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为6×=3，O的个数为12×=3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ=，故C错误；D．P的分数坐标为（0，0，0），M位于正方体的面心，M的分数坐标为（，，），故D正确；故选：D。 15．（2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 【答案】B 【解析】A．由图可知，与距离最近且等距离的的个数是3，则的配位数为3，A项错误；B．位于晶胞的顶点和体心上，该晶胞中的个数为，B项正确；C．该晶胞体积为，该晶胞中的个数为，的个数为，相当于晶胞中含有2个，晶体密度为，C项错误；D．(i)和(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为，D项错误；答案选B。 16．（2023·河北·高考真题）锆是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该氧化物的化学式为 B．该氧化物的密度为 C．原子之间的最短距离为 D．若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则q点原子位于晶胞面的面心 【答案】B 【解析】A．根据“均摊法”，晶胞中含4个Zr、个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A正确；B．结合A分析可知，晶体密度为，B错误；C．原子之间的最短距离为面对角线的一半，即，C正确；D．根据晶胞的位置可知，若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则垂直向下，q点原子位于晶胞面的面心，D正确；答案选B。 一、单选题（每题只有一个正确答案，每题3分，共54分） 1．（2021·天津·高考真题）下列各组物质的晶体类型相同的是 A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO 【答案】C 【解析】A．SiO2为原子晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；B．I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B错误；C．Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；D．SiC为原子晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误；故选C。 2．（2024·山东·高考真题）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 【答案】B 【解析】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si>Si-C>B-N>C-C，所以熔点最低的为单晶硅。故选B。 3．（2023·浙江·高考真题）共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：，下列说法不正确的是 A．的结构式为 B．为非极性分子 C．该反应中的配位能力大于氯 D．比更难与发生反应 【答案】D 【解析】A．由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，故A正确；B．由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子，故B正确；C．由反应方程式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键，配位能力大于氯原子，故C正确；D．溴元素的电负性小于氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝溴键弱于铝氯键，所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂，比双聚氯化铝更易与氨气反应，故D错误；故选D。 4．（2023·重庆·高考真题）配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是 A．中心原子的配位数是4 B．晶胞中配合物分子的数目为2 C．晶体中相邻分子间存在范德华力 D．该晶体属于混合型晶体 【答案】D 【解析】A．由题干配合物[MA2L2]的分子结构示意图可知，中心原子M周围形成了4个配位键，故中心原子M的配位数是4，A正确；B．由题干图示晶胞结构可知，晶胞中配合物分子的数目为=2，B正确；C．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，故晶体中相邻分子间存在范德华力，C正确；D．由题干信息可知，该晶体为由分子组成的分子晶体，D错误；故答案为：D。 5．（2025·浙江·高考真题）某化合物的晶胞如图所示，下列说法不正确的是 A．晶体类型为混合晶体 B．与二价铁形成配位键 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比高 【答案】D 【解析】A．由图可知该化合物中存在离子键、配位键和分子间作用力，故晶体类型为混合晶体，A正确；B．与二价铁通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+，B正确；C．与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀，方程式为+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl，C正确；D．中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+，[Fe(NH3)2]2+与Cl-之间的键能小于Fe2+与Cl-之间的键能，热稳定性小于FeCl2，D错误；答案选D。 6．（2022·湖北·高考真题）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 A．具有自范性 B．与互为同素异形体 C．含有杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 【答案】A 【解析】A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；B．碳玻璃和均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确；C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有杂化的碳原子形成化学键，C正确；D．金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确；故选A。 7．（2023·河北·高考真题）物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是 选项 实例 解释 A 用替代填充探空气球更安全 的电子构型稳定，不易得失电子 B 与形成配合物 中的B有空轨道接受中N的孤电子对 C 碱金属中的熔点最高 碱金属中的价电子数最少，金属键最强 D 不存在稳定的分子 N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个键 【答案】C 【解析】A．氢气具有可燃性，使用氢气填充气球存在一定的安全隐患，而相比之下,氦气是一种惰性气体,不易燃烧或爆炸，因此使用电子构型稳定，不易得失电子的氦气填充气球更加安全可靠，故A正确；B．三氟化硼分子中硼原子具有空轨道，能与氨分子中具有孤对电子的氮原子形成配位键，所以三氟化硼能与氨分子形成配合物，故B正确；C．碱金属元素的价电子数相等，都为1，锂离子的离子半径在碱金属中最小，形成的金属键最强，所以碱金属中锂的熔点最高，故C错误；D．氮原子价层只有4个原子轨道，3个不成对电子，由共价键的饱和性可知，氮原子不能形成5个氮氟键， 所以不存在稳定的五氟化氮分子，故D正确；故选C。 8．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 【答案】C 【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A正确；B．由题图可知，中心K+周围有12个Au形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有5、10、5个面)，B正确；C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C错误；D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排布式是5s25p3，D正确；故合理选项是C。 9．（2021·辽宁·高考真题）某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是 A．氢化物沸点： B．原子半径： C．第一电离能： D．阴、阳离子中均有配位键 【答案】D 【解析】由题干信息可知，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，故Z为C或者O，根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键，再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，故Y为N，故Z为O，M只形成一个单键，M为H，X为C，则W为B，据此分析解题。A．由分析可知，X、Y的氢化物分别为：CH4和NH3，由于NH3存在分子间氢键，故氢化物沸点：，A错误；B．根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小，同一主族从上往下依次增大，故原子半径：，B错误；C．根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA，VA与VIA反常，故第一电离能：，C错误；D．由于阳离子中的Y原子是N原子，形成了类似于铵根离子的阳离子，故存在配位键，阴离子中的W为B，最外层上只有3个电子，能形成3个共价键，现在形成了4个共价键，故还有一个配位键，D正确；故答案为：D。 10．（2023·湖南·高考真题）下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．含有手性碳原子的分子叫做手性分子 B．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点 C．酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应 D．冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配，两者能通过弱相互作用形成超分子 【答案】A 【解析】A．有手性异构体的分子被称为手性分子，当分子中存在两个或两个以上的手性碳原子时，会出现内消旋体，这种含有内消旋体的分子不是手性分子，A错误；B．邻羟基苯甲醛中含有分子内氢键，分子内氢键可以降低物质的熔沸点，因此邻羟基苯甲醛的熔沸点低于对羟基苯甲醛的熔沸点，B正确；C．酰胺在酸性条件下反应生成羧酸和胺，在碱性条件下反应生成羧酸盐和氨气，二者均为水解反应，C正确；D．超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体，分子间作用力是弱相互作用，冠醚(18-冠-6)的空穴大小为260~320pm，可以适配K+(276pm)、Rb+(304pm)，冠醚与离子之间形成配位键，通过弱相互作用形成超分子，D正确；故答案选A。 11．（2020·天津·高考真题）已知呈粉红色，呈蓝色，为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下： 以下结论和解释正确的是 A．等物质的量的和中σ键数之比为3:2 B．由实验①可推知△H<0 C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动 D．由实验③可知配离子的稳定性： 【答案】D 【解析】A．1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键，1个[CoCl4]2-中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-所含σ键数之比为18:4=9:2，A错误；B． 实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，∆H>0，B错误；C． 实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-浓度都减小，[Co(H2O)6]2+、Cl-的化学计量数之和大于[CoCl4]2-的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，平衡逆向移动，C错误；D． 实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl-结合成更稳定的[ZnCl4]2-，导致溶液中c（Cl-）减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2->[CoCl4]2-，D正确；答案选D。 12．（2024·福建·高考真题）用探究性质，实验步骤及观察到的现象如下： 该过程中可能涉及的反应有： ① ② ③ ④ 下列说法错误的是 A．与的配位能力： B．无色 C．氧化性： D．探究过程未发生反应② 【答案】A 【解析】加入过量氨水生成无色溶液，过程中发生反应，其中为无色，无色溶液在空气中被氧气氧化为蓝色溶液，发生反应，其中为蓝色，加入铜粉发生反应，放置在空气中又发生反应，溶液又变为蓝色，据此解答。A．中由N原子提供孤对电子用于形成配位键，中由O原子提供孤对电子用于形成配位键，电负性O＞N，则O给电子能力弱，则与的配位能力：，故A错误；B．由分析可知，无色，故B正确；C．氧化剂的氧化性大于氧化产物，由方程式可知，氧化性：，故C正确；D．由分析可知，探究整个过程未发生反应②，故D正确；故选A。 13．（2021·湖北·高考真题）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3 B．K和Sb原子数之比为3∶1 C．与Sb最邻近的K原子数为4 D．K和Sb之间的最短距离为apm 【答案】B 【解析】A．该晶胞的边长为，故晶胞的体积为，A项错误；B．该晶胞中K的个数为，Sb的个数为，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项正确；C．以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项错误；D．K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的，即，D项错误。故选B。 14．（2022·湖北·高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．的配位数为6 B．与距离最近的是 C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变 【答案】B 【解析】A．配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，位于体心，F-位于面心，所以配位数为6，A正确；B．与的最近距离为棱长的，与的最近距离为棱长的，所以与距离最近的是，B错误；C．位于顶点，所以个数==1，F-位于面心，F-个数==3，位于体心，所以个数=1，综上，该物质的化学式为，C正确；D．与半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确；故选B。 15．（2023·辽宁·高考真题）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是 A．图1晶体密度为g∙cm-3 B．图1中O原子的配位数为6 C．图2表示的化学式为 D．取代产生的空位有利于传导 【答案】C 【解析】A．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为g=g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为g÷(a3×10-30cm3)=g/cm3，A项正确；B．图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确；答案选C。 16．（2023·湖北·高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是 A．晶体中La的配位数为8 B．晶体中H和H的最短距离： C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D．单位体积中含氢质量的计算式为 【答案】C 【解析】A．由的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；B．由晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；C．由题干信息可知，在晶胞中，每个H结合4个H形成类似的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，且不是闭合的结构，故C错误；D．1个晶胞中含有58=40个H原子，含H质量为g，晶胞的体积为(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，则单位体积中含氢质量的计算式为，故D正确；答案选C。 17．（2024·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。 18．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是 A．I为金 B．Ⅱ中的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距 D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 【答案】C 【解析】A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：   ，I中Au和Cu原子个数比值为1:1，则Au的质量分数为：   ，A正确；B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确；C． 设Ⅲ的晶胞参数为a，的核间距为，的最小核间距也为 ，最小核间距，C错误；D． I中，处于内部，处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1:1；Ⅱ中，处于立方体的八个顶点， 处于面心，其原子个数比为：；Ⅲ中，处于立方体的面心，处于顶点，其原子个数比为；D正确；故选C。 二、解答题（共46分） 19．（2021·浙江·高考真题）（6分）（1）已知3种原子晶体的熔点数据如下表： 金刚石 碳化硅 晶体硅 熔点/℃ ＞3550 2600 1415 金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是 。 （2）提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品：将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是 。 【答案】 金刚石和晶体硅均为原子晶体，原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si 当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小 【解析】（1）金刚石和晶体硅均为原子晶体，原子半径的大小决定键长大小，键长越短键能越大，此时物质的熔、沸点越高，在C和Si组成的物质中原子半径C＜Si（或键长C-C＜Si-Si），键能C-C＞Si-Si，故金刚石的熔点高于晶体硅的熔点； （2） 当调节溶液pH至甘氨酸主要以两性离子的形态存在时（即等电点，此时两性离子间相互吸引力最大），溶解度最小，此时析出的固体为甘氨酸，可以实现甘氨酸的提纯。 20．（2024·上海·高考真题）（8分）已知可二聚为下图的二聚体： （1）该二聚体中存在的化学键类型为_______。 A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．金属键 （2）将该二聚体溶于生成(结构如图所示)，已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为 ，其中配体是 ，该配合物中有键 。 【答案】（1）A （2） sp3 CH3CN、Br- 14 【解析】（1）从图中可知，该二聚体中Br和Al之间以极性键相连，该二聚体中存在的化学键类型为极性键，答案选A。 （2）该配离子中，中心原子Al形成4条单键，杂化方式为sp3杂化，其中N原子提供一对孤电子对，Br-提供一对孤电子对，配体为CH3CN和Br-，1个该配合物中含有12条单键，2条碳氮三键，其中碳氮三键中有1条σ键，因此1mol该配合物中σ键数量为14mol。 21．（2020·海南·高考真题）（6分）氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为：利用CH3OH和H2O在某Cu/Zn-Al催化剂存在下生产H2, H2与Mg在一定条件下制得储氢物质X。 回答问题： . （4） X的晶胞结构如图所示(晶胞参数：α =β =γ=90º，a=b=450.25 pm)，密度为1.4g cm-3， H-的配位数为 ， X的储氢质量分数是 ，c= pm (列出计算式即可)。 【答案】 3 7.7% 【解析】（4）由晶胞结构可知，晶胞内的H-周围等距离的Mg2+有3个，即H-的配位数为3；晶胞中的H-数目为2+4=4，Mg2+数目为1+8=2，该晶胞的化学式为MgH2，则X的储氢质量分数是=7.7%；由X的晶胞结构可知，一个晶胞的质量为：，密度为1.4g cm-3，则晶胞的体积为：cm3=（a×b×c×10-30），则c=pm，故答案为：3；7.7%；。 22．（2016·海南·高考真题）（8分）M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题： （3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的密度为 g·cm–3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA） ②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。 【答案】 （3） CuCl Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子） Cu(NH3)4]2+ 【解析】M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，M为铜元素。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同，Y为氯元素。 （3）①根据晶胞结构利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为8×1/8+6×1/2=4，氯原子个数为4，该化合物的化学式为CuCl ，1mol晶胞中含有4mol CuCl，1mol晶胞的质量为4×99.5g，又晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的密度为g·cm–3。 ②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu(Ⅰ)被氧化为Cu(Ⅱ)，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+ 。 23．（2020·山东·高考真题）（18分）CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题： （1）Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为 ，其固体的晶体类型为 。 （2）NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为 ，键角由大到小的顺序为 。 （3）含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol，该螯合物中N的杂化方式有 种。 （4）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。 坐标 原子 x y z Cd 0 0 0 Sn 0 0 0.5 As 0.25 0.25 0.125 一个晶胞中有 个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn (用分数坐标表示)。CdSnAs2 晶体中与单个Sn键合的As有 个。 【答案】 正四面体形； 分子晶体 NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3 6 1 4 (，0，)、(，，0) 4 【解析】（1）利用价层电子对数确定SnCl4的分子构型；由于常温下SnCl4为液体，故SnCl4为分子晶体； （2）结构相似的分子，相对分子质量越大物质的熔沸点越高，另外分子间能形成氢键的物质，熔沸点则较高，键角的大小取决于中心原子的杂化类型、孤电子对数、成键电子对与成键电子对之间的斥力大小； （3）由该物质的结构简式可知，螯合作用配位成环，故1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个，Cd—NO2那个不算；该螯合物中N原子的杂化方式为sp2杂化； （4）结合部分原子的分数坐标，结合晶胞结构图，确定各原子在晶胞中位置，找出相应原子。 【解析】（1）Sn为第ⅣA族元素，由于常温下SnCl4为液体，故SnCl4为分子晶体；SnCl4分子中中心原子的孤电子对数==0，键电子对数为4，价层电子对数为4，故SnCl4分子的空间构型为正四面体形； （2）NH3、PH3、AsH3的结构相似，结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，物质的沸点越高，但是NH3分子间能形成氢键，故这三种物质的沸点NH3＞AsH3＞PH3；N、P、As这三种元素位于元素周期表中第ⅤA族，原子序数依次增大，同一主族从上到下，随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，氢化物的还原性逐渐增强，故这三种物质的还原性由强到弱的顺序为AsH3＞PH3＞NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种物质 键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3； （3）由该物质的结构简式和分析，根据题意“含有多个配位原子的配体与同一中心离子或原子通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物”，故该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6mol，Cd—NO2那个不算；该螯合物中N原子的杂化方式都是sp2杂化，故该物质中N的杂化方式有1种； （4）由部分Cd原子的分数坐标为(0，0，0)，可知8个Cd在晶胞的顶点，4个Cd在晶胞的面心，1个在晶胞的体心；部分Sn原子的分数坐标为（0，0，），4个Sn在晶胞的棱上，6个Sn在晶胞的面心；部分As原子的分数坐标为（，，），8个As在晶胞的体心；所以1个晶胞中Sn的个数为 ；距离Cd(0，0，0)最近的Sn是(，0，)、(，，0)；由晶胞结构图可知，CdSnAs2晶体中与单个Sn结合的As有4个。 37 / 39 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 一、物质的聚集状态 1．物质三态间的相互转化 2．不含分子的物质 （1）常见晶体：例如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等不含分子。 （2）等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质。 （3）离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 3．物质的聚集状态 物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介于晶态和非晶态的塑晶态、液晶态等。 聚集状态 组成与结构特征 主要性能 非晶体 内部微粒的排列呈现杂乱无章(长程无序，短程有序)的分布状态的固体。 某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大。 等离子体 由电子、阳离子和电中性粒子组成，整体上呈电中性，带电离子能自由移动。 具有良好的导电性和流动性。 液晶 内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的状态。 既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的导热性、光学性质等。 【特别提示】 （1）固态、液态和气态物质不一定都由分子构成，也可能由原子或离子等微粒构成；由分子构成的物质，其聚集状态也不一定只有固态、液态和气态，也可能为晶态，非晶态等。 （2）同种物质在不同条件下可形成不同的聚集状态，物质的聚集状态会影响物质的性质，如硬度、熔点等。 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的比较 比较 类别 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 举例 NaCl、I2、SiO2、Na晶体等 玻璃、橡胶等 2．晶体呈现自范性的条件 晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快时，常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶是SiO2热液缓慢冷却形成的。 3．获得晶体的途径 （1）熔融态物质凝固。 （2）气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 （3）溶质从溶液中析出。 4．晶体的特点 （1）自范性。 ①定义：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 ②形成条件：晶体生长的速率适当。 ③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列。 （2）各向异性：晶体在不同方向上表现许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)的差异。 （3）有固定的熔点。 【特别提示】关于晶体与非晶体的认识误区 （1）同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 （2）有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 （3）具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 （4）晶体不一定都有规则的几何外形，如食盐。 三、晶胞 晶体结构的测定 1．晶胞的概念 晶胞是描述晶体结构的基本单元。 2．晶胞的结构 晶胞一般都是平行六面体，晶体是由无数晶胞无隙并置而成。 （1）无隙：相邻晶胞之间无任何间隙。 （2）并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。 （3）所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 3．晶胞结构的测定 （1）测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰。 （2）由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞形状和大小、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。 四、晶胞组成的计算 均摊法：若某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子1/n属于该晶胞。 1．长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算 2．正六棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 位于顶角：同为6个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于水平棱上：同为4个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于垂直棱上：同为3个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于面上：同为2个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于内部：整个粒子属于该晶胞。 3．正三棱柱晶胞中不同位置的粒子数的计算 位于顶角：同为12个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于水平棱上：同为4个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于垂直棱上：同为6个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于面上：同为2个晶胞共有，粒子属于该晶胞； 位于内部：整个粒子属于该晶胞。 【特别提示】 （1）晶胞中粒子个数的计算，要正确分析晶胞中任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用。 （2）根据均摊法计算出1个晶胞中，各种原子个数的最简整数比可确定该物质的化学式。 五、晶体密度的计算 1．计算晶胞棱长 晶胞模型 晶胞棱长(a)与粒子半径(r)关系 a＝2r a＝4r a＝4r a＝2r a＝8r 2．计算晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据晶胞质量m＝ρ×V，由公式×n＝ρ×a3进行计算，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞棱长。 【特别提示】有关立方晶胞的计算公式 （1）立方晶胞的棱长a与面对角线、体对角线的关系： ①面对角线长＝a；②体对角线长＝a。 （2）立方晶胞的密度ρ与棱长a、晶胞内微粒数n之间的关系：a3ρ＝·M(M为晶体的摩尔质量)。 六、分子晶体的结构特点 1．概念及微粒间的作用力 （1）概念：只含分子的晶体称为分子晶体。 （2）粒子间的相互作用力：分子晶体内相邻分子间以分子间作用力相互吸引，分子内原子之间以共价键结合。 2．堆积方式 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间特点 每个分子周围一般有12个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实　例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．两种典型分子晶体的组成和结构 （1）冰 ①水分子之间的主要作用力是范德华力，也存在氢键。 ②氢键有方向性，它的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子互相吸引。 （2）干冰 ①干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 ②结构特点 每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。 每个CO2分子周围等距离紧邻的CO2分子数为12个。 七、分子晶体的物理性质 1．分子晶体的物理特性 （1）分子晶体具有熔、沸点较低，硬度较小，固态不导电等物理特性。所有在常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易升华的固体物质都属于分子晶体。 （2）分子间作用力的大小决定分子晶体的物理性质。分子间作用力越大，分子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。 2．分子晶体熔沸点低的原因 分子晶体中粒子间是以范德华力或范德华力和氢键而形成的晶体，因此，分子晶体的熔、沸点较低，密度较小，硬度较小，较易熔化和挥发。 3．分子晶体的熔、沸点比较 （1）分子晶体熔化或汽化都是克服分子间作用力。分子间作用力越大，物质熔化或汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。 （2）比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力(包括范德华力和氢键)的大小。 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。如O2>N2，HI>HBr>HCl。 ②相对分子质量相等或相近时，极性分子的范德华力大，熔、沸点高，如CO>N2。 ③能形成氢键的物质，熔、沸点较高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 4．分子晶体的导电性 分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由离子，因而不能导电，易溶于水的电解质在水中全部或部分电离而能够导电，不溶于水的物质或易溶于水的非电解质自身不能导电。 【特别提示】 （1）分子晶体的物理性质由分子间作用力(氢键、范德华力)强弱决定。 （2）分子晶体的化学性质由分子内共价键的强弱(键长、键能)决定。 八、共价晶体的结构和性质 1．共价晶体的结构特点 （1）共价晶体的构成微粒是原子，微粒间作用力是共价键。 （2）空间结构：整块晶体是一个三维的共价键网状结构，不存在单个的小分子，是一个“巨分子”。 2．共价晶体与物质的类别 物质种类 实例 某些非金属单质 晶体硼、晶体硅、晶体锗、金刚石等 某些非金属化合物 碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等 某些氧化物 二氧化硅(SiO2)等 3．共价晶体的熔、沸点 （1）共价晶体由于原子间以较强的共价键相结合，熔化时必须破坏共价键，而破坏它们需要很高的温度，所以共价晶体具有很高的熔点。 （2）结构相似的共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔点越高。 九、常见的共价晶体 1．金刚石 （1）在晶体中每个碳原子以4个共价键与相邻的4个碳原子相结合，成为正四面体。 （2）晶体中C—C键夹角为109°28′，碳原子采取了sp3杂化。 （3）最小环上有6个碳原子。 （4）晶体中碳原子个数与C—C键数之比为1∶(4×)＝1∶2。 2．二氧化硅 （1）二氧化硅 二氧化硅是自然界含量最高的固态二元氧化物，有多种结构，最常见的是低温石英(αSiO2)。低温石英的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，这一结构决定了它具有手性。 （1）二氧化硅晶体的结构 ①1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，每个O原子和2个Si原子相结合。 ②1 mol SiO2中含4 mol Si—O键 ③最小环是由6个Si原子和6个O原子组成。 ④每个Si原子被12个12元环共用，每个O原子被6个12元环共用。 ⑤每个Si—O键被6个12元环共用。 （2）二氧化硅的用途 二氧化硅是制造水泥、玻璃、单晶硅、硅光电池、芯片和光导纤维的原料。 【特别提示】 （1）共价晶体都是空间网状结构。 （2）共价晶体中原子之间以共价键结合，键长越短、键能越大，共价键越强，共价晶体的熔沸点越高，硬度越大。 十、分子晶体与共价晶体的比较 1．分子晶体与共价晶体的比较 晶体类型 共价晶体 分子晶体 概念 相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体 只含分子的晶体 组成微粒 原子 分子 微粒间作用力 共价键 分子间作用力 熔、沸点 很高 较低 硬度 很大 较小 溶解性 一般不溶于各种溶剂 部分溶于水 导电性 不导电，个别为半导体 不导电，部分水溶液导电 熔化时破坏的作用力 共价键 分子间作用力 实例 金刚石 干冰 结构特点 其最小的碳原子环中有6个碳原子，碳碳键夹角为109°28′ CO2晶体中存在CO2分子 2．分子晶体与共价晶体的判断 （1）依据构成晶体的微粒种类和微粒间的作用力判断。 构成共价晶体的微粒是原子，微粒间的作用力是共价键；构成分子晶体的微粒是分子，微粒间的作用力是分子间作用力。 （2）依据晶体的熔点判断。 共价晶体的熔点高，常在1 000 ℃以上；而分子晶体熔点低，常在数百度以下甚至更低温度。 （3）依据晶体的导电性判断。 分子晶体为非导体，但部分分子晶体溶于水后能导电，如HCl。共价晶体多数为非导体，但晶体Si、晶体Ge为半导体。 （4）依据晶体的硬度和机械性能判断。 共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆。 （5）依据物质的分类判断。 ①大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ②常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的化合物类共价晶体有碳化硅、二氧化硅等。 【特别提示】晶体熔沸点比较方法 ①判断晶体类型―→分析作用力强弱―→得出熔沸点高低。 ②不同晶体熔沸点：共价晶体＞分子晶体；③分子晶体熔沸点影响的三要素：氢键、范德华力、极性。④共价晶体的作用力为共价键：键长短、键能大，熔沸点高。 十一、金属键 金属晶体 1．金属键 （1）金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用称为金属键。 （2）本质：金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。这一理论称为“电子气理论”。 （3）成键粒子：金属阳离子和自由电子。 （4）金属键存在与金属单质或合金中。 2．金属键的特点 金属键无方向性和饱和性。 晶体中的电子不专属于某一个或几个特定的金属阳离子，而几乎是均匀地分布在整块晶体中，因此晶体中存在所有金属阳离子与所有自由电子之间“弥漫”的电性作用。 3．金属键的强弱及其对金属性质的影响 （1）金属键的强弱主要取决于金属元素的原子半径和价电子数，原子半径越小，价电子数越多，金属键越强；反之，金属键越弱。 （2）金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。 4．金属晶体 原子间以金属键结合形成的晶体。 5．金属晶体的性质 （1）金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性。 （2）熔、沸点：金属键越强，熔、沸点越高。 ①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高。 ②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点降低。 ③合金的熔、沸点一般比其各成分金属的熔、沸点低。 ④金属晶体熔点差别很大，如汞常温下为液体，熔点很低；而铁常温下为固体，熔点很高。 （3）硬度：金属键越强，晶体的硬度越大。 6．金属晶体物理特性分析 （1）良好的延展性 金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动而不会破坏金属键，金属发生形变但不会断裂，故金属晶体具有良好的延展性。 （2）金属材料有良好的导电性是由于金属晶体中的自由电子可以在外加电场作用下发生定向移动。 （3）金属的导热性是自由电子在运动时与金属离子碰撞而引起能量的交换，从而使能量从温度高的部分传到温度低的部分，使整块金属达到相同的温度。 【特别提示】金属的物理性质和化学性质 金属的物理性质用晶体结构和电子气理论解析和分析；金属的化学性质由原子结构和金属活动性决定。 十二、离子晶体的结构 1．离子晶体的结构特点 （1）离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。 （2）离子晶体微粒之间的作用力是离子键。由于静电作用没有方向性，故离子键没有方向性。只要条件允许，阳离子周围可以尽可能多地吸引阴离子，同样，阴离子周围可以尽可能多地吸引阳离子，故离子键也没有饱和性。根据静电作用大小的影响因素可知，在离子晶体中阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强。 （3）离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。 2．常见离子晶体的结构类型 （1）NaCl晶体 ①在NaCl晶体中， Na＋的配位数为6，Cl－的配位数为6 ②与Na＋ (Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③每个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－ ④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体图形 （2）CsCl晶体 ①在CsCl晶体中， Cs＋的配位数为8，Cl－的配位数为8 ②每个Cs＋与6个Cs＋等距离相邻，每个Cs＋与8个Cl－等距离相邻 3．离子晶体的判断 （1）利用物质的分类 金属离子和酸根离子、OH－形成的大多数盐、强碱，活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O和Na2O2)，活泼金属的氢化物(如NaH)，活泼金属的硫化物等都是离子晶体。 （2）利用元素的性质和种类 如成键元素的电负性差值大于1.7的物质，金属元素(特别是活泼的金属元素，ⅠA、ⅡA族元素)与非金属元素(特别是活泼的非金属元素，ⅥA、ⅦA族元素)组成的化合物。 （3）利用物质的性质 离子晶体一般具有较高的熔、沸点，难挥发，硬而脆；固体不导电，但熔融或溶于水时能导电，大多数离子晶体易溶于极性溶剂而难溶于非极性溶剂。 【特别提示】离子晶体组成的认识误区 （1）离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体。 （2）离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。 （3）由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。 （4）含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。 十三、离子晶体的性质 1．熔沸点 离子晶体中有较强的离子键，熔化或升华时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔点、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。 2．硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。 3．导电性 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力， 成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电。 4．溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)中。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。 5．延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性。 十四、过渡晶体与混合型晶体 1．过渡晶体 （1）四种典型的晶体是指分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体。 （2）过渡晶体：介于典型晶体之间的晶体。 偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 2．混合型晶体(石墨晶体) （1）晶体模型 （2）结构特点 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成正六边形平面网状结构。所有碳原子的p轨道平行且相互重叠，p电子可在整个平面中运动。 ②层与层之间以范德华力相结合。 （3）晶体类型 石墨晶体中，既有共价键，又有范德华力，属于混合型晶体。 十五、配位键 1．配位键的概念 配位键是一种特殊的共价键。提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键。 2．配位键的形成条件 （1）成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 （2）成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。 （3）配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。 3．配位键的表示方法 用箭头“―→”来表示孤电子对的共用情况，其中箭头由提供孤电子对的配位体指向提供空轨道的中心离子。 A —→ B 电子对给与体 电子对接受体 例如：H3O+的结构式：；NH4+的结构式：。 4．配位键的稳定性 （1）电子对给予体形成配位键的能力：NH3 > H2O。 （2）接受体形成配位键的能力：H＋＞过渡金属＞主族金属。 （3）配位键越强，配合物越稳定。如Cu2+←OH-<Cu2+←NH3<H+←NH3 十六、配合物 1．配合物的概念 把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。 2．配合物的组成 配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示为 （1）中心原子或离子：配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。 （2）配体：配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。 （3）配位原子：是指配体中直接同中心离子配合的原子，如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。 （4）配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4。 3．配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。 4．配合物形成时性质的改变 （1）颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成； （2）溶解度的改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。 【特别提示】配合物的组成 （1）有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。 （2）有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2] SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。 十七、超分子 1．超分子 超分子是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。 2．超分子的应用 （1）分离C60和C70 将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶剂，甲苯将C70溶解，经过滤后分离出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。 （2）冠醚识别碱金属离子 冠醚分子中有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子，而形成冠醚—碱金属离子超分子。 3．超分子的重要特征：分子识别和自组装。 1．（2024·天津·高考真题）我国学者在碳化硅表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 2．（2014·上海·高考真题）BeCl2熔点较低，易升华，溶于醇和醚，其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2 A．熔融态不导电 B．水溶液呈中性 C．熔点比BeBr2高 D．不与氢氧化钠溶液反应 3．（2024·浙江·高考真题）中的原子均通过杂化轨道成键，与溶液反应元素均转化成。下列说法不正确的是 A．分子结构可能是 B．与水反应可生成一种强酸 C．与溶液反应会产生 D．沸点低于相同结构的 4．（2024·甘肃·高考真题）兴趣小组设计了从中提取的实验方案，下列说法正确的是 A．还原性： B．按上述方案消耗可回收 C．反应①的离子方程式是 D．溶液①中的金属离子是 5．（2024·海南·高考真题）根据下列实验及现象，所得结论错误的是 选项 实验及现象 结论 A 将通入溴水至过量，溶液的橙色褪去 有漂白性 B 自热米饭附带的热源包(主要成分CaO，少许、Al粉)加水后，未产生气体 Al粉已经变质 C 浓溶液呈黄绿色，加水稀释后溶液呈蓝色 配体与间存在配位平衡移动 D 淀粉-KI试纸遇的混合液不变色 配离子氧化能力弱 6．（2024·新课标卷·高考真题）我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是 A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为 C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于溶液 D．中提供电子对与形成配位键 7．（2024·吉林·高考真题）如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是 A．单质沸点： B．简单氢化物键角： C．反应过程中有蓝色沉淀产生 D．是配合物，配位原子是Y 8．（2024·河北·高考真题）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 选项 实例 解释 A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的 B 键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 晶体中与8个配位，而晶体中与6个配位 比的半径大 D 逐个断开中的键，每步所需能量不同 各步中的键所处化学环境不同 9．（2021·辽宁·高考真题）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 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．（2024·湖北·高考真题）科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是 芳烃 芘 并四苯 蒄 结构 结合常数 385 3764 176000 A．芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子 B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同 C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘 D．芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合 11．（2024·广西·高考真题）如图所示的铼配合物离子能电催化还原。短周期元素的原子序数依次增大。标准状况下，WY和是等密度的无色气体，是黄绿色气体。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．图中X原子的杂化方式为 C．元素以原子的形态与配位 D．Y的电负性大于中的化学键是极性键 12．（2023·湖南·高考真题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．晶体最简化学式为 B．晶体中与最近且距离相等的有8个 C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D．晶体的密度为 13．（2024·河北·高考真题）金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该铋氟化物的化学式为 B．粒子S、T之间的距离为 C．该晶体的密度为 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 14．（2024·江西·高考真题）NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为anm，P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．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为anm C．晶体密度 D．M的分数坐标为 15．（2024·重庆·高考真题）储氢材料的晶胞结构如图所示，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是 A．的配位数为2 B．晶胞中含有2个 C．晶体密度的计算式为 D．(i)和(ii)之间的距离为 16．（2023·河北·高考真题）锆是重要的战略金属，可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．该氧化物的化学式为 B．该氧化物的密度为 C．原子之间的最短距离为 D．若坐标取向不变，将p点原子平移至原点，则q点原子位于晶胞面的面心 一、单选题（每题只有一个正确答案，每题3分，共54分） 1．（2021·天津·高考真题）下列各组物质的晶体类型相同的是 A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO 2．（2024·山东·高考真题）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是 A．金刚石(C) B．单晶硅() C．金刚砂() D．氮化硼(，立方相) 3．（2023·浙江·高考真题）共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：，下列说法不正确的是 A．的结构式为 B．为非极性分子 C．该反应中的配位能力大于氯 D．比更难与发生反应 4．（2023·重庆·高考真题）配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是 A．中心原子的配位数是4 B．晶胞中配合物分子的数目为2 C．晶体中相邻分子间存在范德华力 D．该晶体属于混合型晶体 5．（2025·浙江·高考真题）某化合物的晶胞如图所示，下列说法不正确的是 A．晶体类型为混合晶体 B．与二价铁形成配位键 C．该化合物与水反应有难溶物生成 D．该化合物热稳定性比高 6．（2022·湖北·高考真题）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是 A．具有自范性 B．与互为同素异形体 C．含有杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异 7．（2023·河北·高考真题）物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是 选项 实例 解释 A 用替代填充探空气球更安全 的电子构型稳定，不易得失电子 B 与形成配合物 中的B有空轨道接受中N的孤电子对 C 碱金属中的熔点最高 碱金属中的价电子数最少，金属键最强 D 不存在稳定的分子 N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个键 8．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的是 A．富勒烯C60是分子晶体 B．图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内 C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体 D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 9．（2021·辽宁·高考真题）某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是 A．氢化物沸点： B．原子半径： C．第一电离能： D．阴、阳离子中均有配位键 10．（2023·湖南·高考真题）下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．含有手性碳原子的分子叫做手性分子 B．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点 C．酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应 D．冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配，两者能通过弱相互作用形成超分子 11．（2020·天津·高考真题）已知呈粉红色，呈蓝色，为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下： 以下结论和解释正确的是 A．等物质的量的和中σ键数之比为3:2 B．由实验①可推知△H<0 C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动 D．由实验③可知配离子的稳定性： 12．（2024·福建·高考真题）用探究性质，实验步骤及观察到的现象如下： 该过程中可能涉及的反应有： ① ② ③ ④ 下列说法错误的是 A．与的配位能力： B．无色 C．氧化性： D．探究过程未发生反应② 13．（2021·湖北·高考真题）某立方晶系的锑钾(Sb—K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 A．该晶胞的体积为a3×10-36cm-3 B．K和Sb原子数之比为3∶1 C．与Sb最邻近的K原子数为4 D．K和Sb之间的最短距离为apm 14．（2022·湖北·高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．的配位数为6 B．与距离最近的是 C．该物质的化学式为 D．若换为，则晶胞棱长将改变 15．（2023·辽宁·高考真题）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是 A．图1晶体密度为g∙cm-3 B．图1中O原子的配位数为6 C．图2表示的化学式为 D．取代产生的空位有利于传导 16．（2023·湖北·高考真题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是 A．晶体中La的配位数为8 B．晶体中H和H的最短距离： C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D．单位体积中含氢质量的计算式为 17．（2024·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 18．（2024·湖北·高考真题）黄金按质量分数分级，纯金为。合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是 A．I为金 B．Ⅱ中的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距 D．I、Ⅱ、Ⅲ中，与原子个数比依次为、、 二、解答题（共46分） 19．（2021·浙江·高考真题）（6分）（1）已知3种原子晶体的熔点数据如下表： 金刚石 碳化硅 晶体硅 熔点/℃ ＞3550 2600 1415 金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是 。 （2）提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品：将样品溶于水，调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出，可实现甘氨酸的提纯。其理由是 。 20．（2024·上海·高考真题）（8分）已知可二聚为下图的二聚体： （1）该二聚体中存在的化学键类型为_______。 A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．金属键 （2）将该二聚体溶于生成(结构如图所示)，已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为 ，其中配体是 ，该配合物中有键 。 21．（2020·海南·高考真题）（6分）氢气的生产、存储是氢能应用的核心。目前较成熟的生产、存储路线之一为：利用CH3OH和H2O在某Cu/Zn-Al催化剂存在下生产H2, H2与Mg在一定条件下制得储氢物质X。 回答问题： . （4） X的晶胞结构如图所示(晶胞参数：α =β =γ=90º，a=b=450.25 pm)，密度为1.4g cm-3， H-的配位数为 ， X的储氢质量分数是 ，c= pm (列出计算式即可)。 22．（2016·海南·高考真题）（8分）M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题： （3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的密度为 g·cm–3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA） ②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。 23．（2020·山东·高考真题）（18分）CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题： （1）Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为 ，其固体的晶体类型为 。 （2）NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为 ，键角由大到小的顺序为 。 （3）含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol，该螯合物中N的杂化方式有 种。 （4）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。 坐标 原子 x y z Cd 0 0 0 Sn 0 0 0.5 As 0.25 0.25 0.125 一个晶胞中有 个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn (用分数坐标表示)。CdSnAs2 晶体中与单个Sn键合的As有 个。 24 / 27 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$