第5章 第19讲 晶体结构与性质(Word练习)-【勤径学升】2026年高考化学一轮总复习课时检测训练（人教版2019）

课时检测训练19　晶体结构与性质 ➢ 对应学生用书P308 1.根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是 （　　） 选项 晶体的相关性质 A 由分子间作用力结合而成，熔点低 B 固态或熔融态时易导电，熔点在1000℃左右 C 由共价键结合成空间网状结构，熔点高 D 固体不导电，但溶于水或熔融后能导电 解析　A项，由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体，A错误；B项，金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在1000℃左右的晶体可能属于金属晶体，B正确；C项，相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体，C错误；D项，固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电微粒，则不可能为金属晶体，D错误。故选B。 答案　B 2.有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B.在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋ C.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构 D.该气态团簇分子的分子式为EF 解析　氟化钙晶胞中，Ca2＋位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，故B正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。故 选D。 答案　D 3．(2025·八省联考陕西·山西、宁夏、青海卷)物质结构决定性质。下列物质性质差异与结构因素没有关联的是(　　) 选项 性质差异 结构因素 A 极性：BF3＜PCl3 分子空间构型 B 酸性：二氯乙酸＜二氟乙酸 分子间氢键 C 熔点：NaCl＞S8 晶体类型 D 识别K＋的能力：18­冠­6＞12­冠­4 冠醚空腔直径 解析　A．BF3是平面三角形，PCl3是三角锥形，极性和分子空间构型有关联，故A不符合题意；B.由于F的电负性比Cl大，吸引电子的能力更强，二氟乙酸羧基中的O—H键的极性更大，更易电离出H＋，酸性更强，酸性和分子间氢键没有关联，故B符合题意；C.NaCl是离子晶体，S8是分子晶体，离子晶体一般来说比分子晶体熔点高，熔点和晶体类型有关联，故C不符合题意；D.18­冠­6空腔的直径与K＋的直径相当，12­冠­4空腔的直径小于K＋的直径，所以识别K＋的能力与冠醚空腔直径有关联，故D不符合题意。故选B。 答案　B 4．(2025·八省联考陕西、山西、宁夏、青海卷)科研人员在高温高压条件下合成了类金刚石结构的硼碳氮化合物，其晶胞结构如图所示，立方晶胞参数为a pm。NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　) A．该化合物为共价晶体，硬度大 B．晶体中与B原子距离最近且相等的B原子数为4 C．晶胞中C—C键与C—N键的数目比为2∶1 D．晶体的密度＝g·cm－3 解析　由图可知，体内右后上方的C原子连接2个C原子和2个N原子，C－C键与C－N键的数目比为11∶1，故C错误。 答案　C 5.(2023·辽宁协作校一模)冰晶石Na3AlF6晶胞结构如图甲所示，Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示。下列说法错误的是(　　) A.图甲中大立方体的体心处小三角“”所代表的应该是“小白球” B.Al晶胞中Al原子的配位数为12 C.若已知Al的原子半径为d cm，NA代表阿伏加德罗常数的值，Al的相对原子质量为M，则Al晶体的密度为[M÷(4d3×NA)] g·cm－3 D.Na3AlF6中含有离子键、配位键 解析　根据图甲，小白球个数为12×＋8＝11，小黑球个数为8×＋6×＝4，小白球表示Na＋，小黑球表示AlF，其个数之比应为3∶1，则图甲体心处的小三角应是“小白球”，A正确；Al为面心立方堆积，配位数为12，B正确；1个Al晶胞中含有4个Al原子，设Al晶胞棱长为a cm，由图丁可知晶胞棱长与Al原子半径的关系为a＝4d，则a＝2d，晶胞质量为 g，晶胞体积为a3 cm3＝16d3 cm3，则晶胞密度为 g·cm－3，C错误；Na3AlF6中Na＋与[AlF6]3－形成离子键、Al3＋与F－形成配位键，D正确。故选C。 答案　C 6．(2025·八省联考云南卷)硼砂的化学式可表示为Na2B4O5(OH)4·8H2O，其水解反应的离子方程式为：[B4O5(OH)4]2－＋5H2O===2H3BO3＋ 2[B(OH)4]－，三种含硼微粒结构示意图如下。下列说法错误的是(　　) A．可用X射线衍射仪测定硼砂晶体的结构 B．B—O配位键中B原子提供空轨道 C．硼砂可与HCl按物质的量之比1∶4恰好完全反应 D．调节pH可实现H3BO3和[B(OH)4]－的相互转化 解析　A．X射线衍射实验，可以确定晶体的原子排列，所以可用X射线衍射仪测定硼砂晶体的结构，故A正确；B.B—O配位键中B原子提供空轨道、O提供孤电子对，故B正确；C.根据[B4O5(OH)4]2－＋5H2O===2H3BO3＋2[B(OH)4]－，[B(OH)4]－＋H＋===H3BO3＋H2O，硼砂可与HCl按物质的量之比1∶2恰好完全反应，故C错误；D.[B(OH)4]－＋H＋===H3BO3＋H2O，调节pH可实现H3BO3和[B(OH)4]－的相互转化，故D正确。故选C。 答案　C 7．(2025·八省联考内蒙古卷)钾锰铁基普鲁士白[K2MnFe(CN)6]是一种钾离子电池正极材料，充电时随着K＋脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ⅲ转化为Ⅰ是非自发过程 B．充电过程中Fe或Mn的价态降低 C．晶体Ⅱ的化学式为KMnFe(CN)6 D．晶胞Ⅲ中π键数目为24 解析　钾锰铁基普鲁士白[K2MnFe(CN)6]是一种钾离子电池正极材料，充电时装置为电解池，其为阳极，失去电子发生氧化反应，充电随着K＋脱出，其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ，则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程。A.由分析，Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程，原电池中会发生自发的氧化还原反应，A错误；B.充电过程阳极发生氧化反应，则Fe或Mn的价态升高，B错误；C.据“均摊法”，晶胞Ⅱ中含12×＋1＝4个FeC6、8×＋6×＝4个MnN6、4个K，则化学式为KMnFe(CN)6，C正确；D.结合C分析，晶胞Ⅲ中24个CN－，CN－中含有碳氮三键，1个三键含有1个σ键和2个π键，则其中π键数目为48，D错误。故选C。 答案　C 8.(2025·黑龙江哈尔滨高三上学期六校联合考试)实验室制取HF的原理为CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑，氢氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，CaF2为立方晶胞如图所示。其晶胞参数为a nm，下列说法错误的是(　　) A．简单氢化物的稳定性：HF＞H2O B．SiF4、H2O、SO三者的VSEPR模型均为四面体形 C．SiO2晶体与Si晶体的晶体类型相同，二者均为良好的半导体 D．CaF2晶体中F－与Ca2＋之间的最近距离为a nm 解析　非金属性：F＞O，则简单氢化物的稳定性：HF＞H2O，A正确；SiF4、H2O和SO的中心原子的价层电子对数均为4，故VSEPR模型均为四面体形，B正确；二氧化硅晶体和硅晶体均为共价晶体，共同点为熔点高、硬度大，不同点是二氧化硅晶体不导电，硅晶体是良好的半导体材料，C错误；CaF2晶体中Ca2＋为面心立方最密堆积，F－位于Ca2＋围成的正四面体的空隙中，F－与Ca2＋之间的最近距离为立方晶胞体对角线长的，即为a nm，D项正确。 答案　C 9.(2023·山东淄博一模)LiCoO2、LiC6是重要的电极材料，回答下列问题： (1)基态Co原子的价层电子中，两种自旋状态的电子数之比为________。 (2)Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是________________________。 (3)Co(Ⅲ)可形成多种配合物。 ①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(Ⅲ)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，则该配合物可表示为________________。 ②[Co(NH3)6]3＋结构如图1所示，Co3＋位于正八面体中心，若其中两个NH3被Cl－取代，则[Co(NH3)4Cl2]－的空间结构有________种。 图1 (4)LiCH3、LiC(CH3)3在合成化学上应用广泛。(CH3)3C－的空间结构为________；(CH3)3C－、H3C－、 F3C－的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，其中稳定性最强的是________。 (5)负极材料LiC6晶胞结构如图2(a)，投影如图2(b)，Li插入石墨层中间，若该晶胞中碳碳键键长为m pm，石墨层间距为n pm，该晶体的密度为______________g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 图2 解析　(1)Co为27号元素，基态Co的价层电子排布式是3d74s2，轨道表示式是，价层电子中两种自旋状态的电子数之比为2∶1或1∶2。(2)锂为碱金属元素，金属性较强、电负性较小，Li、Co、O、C的电负性由大到小的顺序是O>C>Co>Li。(3)①已知Co(NH3)5BrSO4中Co(Ⅲ)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加BaCl2溶液，无明显现象，说明SO位于内界,该配合物可表示为[Co(NH3)5SO4]Br。②Co3＋位于正八面体中心，正八面体六个顶点的位置是对称等同的,其中两个NH3被Cl－取代,若第一个Cl－处于题图1号位，则第二个Cl－处于2、3、5、6等效位或4号位共2种情况。(4)(CH3)3C－的中心碳原子形成3个共价键且还有一对孤电子对,则空间结构为三角锥形;(CH3)3C－、 H3C－、F3C－的稳定性随中心C原子上电子云密度增大而减小，F吸引电子能力最强，导致F3C－中碳原子上电子云密度减小，故其中稳定性最强的是F3C－。(5)负极材料LiC6晶胞结构如图2(a)，根据“均摊法”，晶胞中含4×＋4×＝1个Li、8×＋2＝6个C；该晶胞中碳碳键键长为m pm，则底面边长为3m pm，底面积为 m2 pm2，石墨层间距为n pm，则晶胞高度为n pm，故晶体密度为×1030 g·cm－3＝×1030 g·cm－3。 答案　(1)2∶1(或1∶2)　(2)O>C>Co>Li (3)①[Co(NH3)5SO4]Br　　②2 (4)三角锥形　F3C－　(5)×1030 10．(2024·全国甲卷)ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题： (1)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：_____________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 －34 29 143 (2)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为______。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为________________g·cm－3(列出计算式)。 解析　(1)根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高； (2)由PbS晶胞结构图可知，该晶胞中有4个Pb和4个S，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此Pb的配位数为6。设NA为阿伏加德罗常数的值，则NA个晶胞的质量为4×(207＋32)g，NA个晶胞的体积为NA×(594×10－10cm)3，因此该晶体密度为g·cm－3或g·cm－3。 答案　(1)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高 (2)6　 11．(2025·八省联考云南卷)Bi4(TiO4)3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．Bi填充在Ti形成的六面体空隙中 B．该晶体的化学式为Bi2La2(TiO4)3 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 解析　A．由图可知，最左/右侧两端，La替代了Bi，Bi在正方体体心，是六面体结构，A正确；B.由均摊法可知，Ti的数目为8×＋8×＋3＝6，Bi的数目为8×＋2＝4，La的数目为8×＋2＝4，该晶体的化学式为Bi2La2(TiO4)3，B正确；C.该晶胞在xy平面的投影，棱上为Ti、Bi、La，投影在四个角，体内的La、Bi、Ti投影在面心，晶胞在xy平面的投影为，C正确；D.若p点La平移至晶胞体心，位置如图 ，则Ti位于晶胞棱上，D错误。故选D。 答案　D 12.冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 （1）Li＋的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W（如图）。 ①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为　　　　。 ②W中Li＋与孤电子对之间的作用属于　　　　（填字母）。 A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键 E.以上都不是 （2）冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。 ①水分子中键角　　　　（填“＞”“＜”或“＝”）109°28'。 ②已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　（1）①基态锂离子核外只有1s能级上有电子，为K层上的电子，所以其电子层符号为K；②Li＋提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键。 （2）冠醚Y空腔较大，Li＋半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。 （3）①水分子中氧原子的价电子对数是4，根据价层电子对互斥模型判断水分子价电子对空间结构为四面体，由于水分子中O原子含有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力较强，导致水分子中键角小于109°28'；②根据相似相溶原理知，冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚Z中的K＋因静电作用将Mn带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果。 答案　（1）①K　②C （2）Li＋半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构 （3）①＜　②冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚之中的K＋因静电作用将Mn带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果 学科网（北京）股份有限公司 $$