2026届高三化学一轮复习——晶体结构与性质专题测试

晶体结构与性质测试 (时间：75分钟，分值：100分) 可能用到的相对原子质量：H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 K-39 Ni-59 Cu-64 Zn-65 Ge-73 Zr-91 Nb-93 Ag-108 In-115 I-127 Te-128 La-139 W-184 一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键的强弱与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关，由此判断下列说法正确的是( ) A.金属镁的熔点高于金属铝 B.碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs逐渐升高 C.金属铝的硬度大于金属钠 D.金属镁的硬度小于金属钙 2.已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数分别为( ) A.14、6 B.14、8 C.4、8 D.4、12 3.如图所示为某晶体的一个晶胞。该晶体由A、B、C三种基本粒子组成。试根据图示判断，该晶体的化学式是( ) A. B. C. D. 4.下列物质的晶体，按其熔点由高到低的顺序排列正确的是( )。 A. B. C. D. 5.下列晶体中，化学键种类相同，晶体类型也相同的是( ) A.与 B.与 C.与 D.与 6.下图是金属晶体内部的电子气理论示意图。电子气理论可以用来解释金属的性质，其中正确的是( ) A.金属能导电是因为金属阳离子在外加电场作用下定向移动 B.金属能导热是因为自由电子在热的作用下相互碰撞，从而发生热的传导 C.金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，但自由电子可以起到润滑剂的作用，使金属不会断裂 D.合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，使电子数目增多，所以合金的延展性比纯金属强，硬度比纯金属小 7.铋合金可用于自动喷水器的安全塞，一旦发生火灾，安全塞会“自动”熔化，喷出水来灭火。铋的晶胞结构如图乙所示，下列有关铋的说法错误的是( ) A.金属铋的原子堆积方式为体心立方堆积 B.铋与氮同主族，Bi的第一电离能小于N C.配合物中Bi的化合价为+3价，内界为 D.已知铋位于第六周期第VA族，其基态原子的价电子排布式为 8.分析下列各物质的性质，判断其固态属于共价晶体的是( ) A.固态时或熔融后易导电，熔点在1000℃左右 B.黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电 C.选择性良好的氟化试剂，在室温下易升华 D.无色晶体，沸点2980℃，固态不导电，熔融态能导电 9.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；晶胞3中P的分数坐标为(0，0，0)，所有晶胞均为立方晶胞。下列说法正确的是( ) A.晶胞2中Li的配位数是4 B.晶胞2和晶胞3是两种不同构型的 C.结构1钴硫化物的化学式为 D.晶胞3中M的分数坐标为 10.一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶胞密度为，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是( ) A.沿晶胞体对角线方向的投影图为 B.和B均为杂化 C.晶体中与最近且距离相等的有6个 D.和B的最短距离为 11.碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。如图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”（强度与氢键相近）。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( ) A.碘晶体是混合型晶体 B.液态碘单质中也存在“卤键” C.127 g碘晶体中有个“卤键” D.碘晶体的密度为 12.氮和氧是构建化合物的常见元素，某的晶胞如图。 下列说法不正确的是( ) A.该氮氧化物中N都呈价 B.该晶体中氮原子的杂化方式有两种 C.与足量红棕色气体反应生成的化学方程式为： D.晶体类型是分子晶体 13.晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当时，其立方晶胞结构如图。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( ) A.与W最近且等距的O有6个 B.x增大时，W的平均价态升高 C.密度为时， D.空位数不同，吸收的可见光波长不同 14.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.晶胞中与O的配位数分别为8和4 C.该氧化物的密度为 D.若p处坐标为，则q处的坐标参数为 二、填空题：本大题共4小题，15题12分，16题14分，17题14分，18题16分，共58分。 15.被认为是良好的光学基质材料，可由制备。回答下列问题： （1）基态Zn原子的价电子轨道表达式为_________；基态N原子中未成对电子数为_________。 （2）O的第一电离能小于N的第一电离能的原因为_________；的组成元素的电负性由大到小的顺序为_________（用元素符号表示）。 （3）中阴离子的立体构型为_________；其中C原子的杂化方式为_________；HF的沸点远大于HCl的原因是_________。 （4）具有金红石型四方结构，具有钙钛矿型立方结构，两种晶体的晶胞结构如图所示： ①和晶体（晶胞顶点为）中，Zn的配位数之比为_________。 ②若表示阿伏加德罗常数的值，则晶体的密度为_________（用含的代数式表示）。 ③晶胞中原子坐标参数A为（0，0，0），B为（1，0，0），C为（0，1，0），则D的原子坐标参数为_________。 16.Fe、Co、Ni、Cu均为第四周期元素，它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。 （1）基态Fe原子的核外电子中，两种自旋状态的电子数之比为__________。在空气中FeO稳定性小于，从电子排布的角度分析，其主要原因是__________。 （2）可形成，其中en代表。该化合物分子中，VSEPR模型为四面体的非金属原子共有__________个；C、N、B的电负性由小到大的顺序为__________。 （3）基态的核外电子排布式为__________；常温下为无色液体，写出两种与CO互为等电子体离子的化学式__________、__________。 （4）一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为__________；该晶体的化学式为__________。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，称为原子的分数坐标，如A点、B点原子的分数坐标分别为、，则c点原子的分数坐标为__________；晶胞中C、D间距离d=__________pm。 17.回答下列问题。 (1)化合物X晶胞结构如图，据此可知X的化学式为__________。 (2)键角比较：__________(填“>”、“<”或“=”)并解释其原因__________。 (3)乙烯酮在室温下可聚合成二聚乙烯酮(结构简式为)，二聚乙烯酮分子中含有的π键与σ键的数目之比为__________。 (4)的三种结构： ①；②；③ 下列说法正确的是__________。 A.①②③中Cr的配位数都是6 B.②中存在的化学键有离子键、共价键、配位键和氢键 C.等物质的量的①②③分别与足量溶液反应，生成AgCl的质量相同 (5)NaCl晶体如图1，我们把阴、阳离子看成不等径的圆球，并彼此相切(已知a为常数)。 ①NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为__________(用a表示)。 ②NaCl晶体为“巨分子”，在高温下(≥1413℃时)晶体转变成气态团簇分子。现有1molNaCl晶体，加强热使其变为气态团簇分子，测得气体体积为2.8L(已折算为标准状况)。则此时氯化钠气体的分子式为__________。 18.按要求回答下列问题。 (1)在下列各种晶体： ①晶体硅； ②硝酸钾； ③金刚石； ④碳化硅； ⑤干冰； ⑥冰。 它们的熔点由高到低的顺序是________(填序号)。 (2)某种氧化物MO的电子总数与SiC的相等，MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是________。 (3)硼晶体熔点为2076℃。可与反应生成，乙硼烷()具有还原性，易水解生成(一元弱酸)；乙硼烷可与反应生成氨硼烷()，其在一定条件下可以脱氢，最终得到氮化硼；乙硼烷也可与NaH反应生成。 ①下列说法正确的是________(填字母)。 A.元素的电负性大小顺序是O>N>B>H B.乙硼烷水解方程式为 C.氨硼烷分子中N提供孤电子对，B提供空轨道形成配位键 D.晶体中存在的相互作用有离子键、共价键、氢键 ②F-B-F键角比较：________(填写“>”“<”) ③氮化硼(BN)晶体有多种相结构。一种立方BN晶体与金刚石结构相似，其晶胞结构如下图(左)。左图中表示N原子的投影位置，在下图(右)中用标出B原子的投影位置________。 (4)晶胞有两个基本要素： a.原子坐标参数，b.晶胞参数。 ①下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。 ②已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm，其密度为________(列出计算式即可)。 ③金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，如下图是一种镍镧合金储氢后的晶胞结构示意图，该合金储氢后，含1molLa的合金可吸附的数目为________。 (5)已知的熔点高于1000℃，的熔点为77.9℃，其原因是________。 答案以及解析 1.答案：C 解析：镁离子比铝离子的半径大而所带的电荷数比铝离子少，所以金属镁中的金属键比金属铝中的金属键弱，金属镁的熔点低于金属铝，A项错误；碱金属中从Li到Cs，离子的半径逐渐增大，离子所带电荷数相同，金属键强度逐渐减弱，熔、沸点逐渐降低，B项错误；铝离子的半径比钠离子小，且铝离子所带电荷数较多，故金属铝的金属键比金属钠强，所以金属铝的硬度比金属钠大，C项正确；镁离子的半径比钙离子小，故金属镁的金属键比金属钙强，所以金属镁的硬度比金属钙大，D项错误。 2.答案：D 解析：晶胞顶点上的原子占，面上的原子占，根据铜晶胞的结构可知，金属铜的一个晶胞的原子数为；金属晶体中金属原子的配位数即距离该原子最近的金属原子的数目，在Cu的晶胞中，与每个顶点的Cu原子距离相等且最近的铜原子共有12个，因此其配位数为12。 3.答案：C 解析：由均摊法可知，每个晶胞中，A的个数，B的个数，C的个数为1，则该晶体的化学式为。故选C。 4.答案：D 解析：物质的熔、沸点高低顺序一般是共价晶体>离子晶体>分子晶体，二氧化硅是共价晶体、氯化钠是离子晶体、二氧化碳是分子晶体，故熔点高低顺序是，D正确。 5.答案：C 解析：A.和中都只存在共价键，但是共价晶体、是分子晶体，A错误； B.NaCl中存在离子键，是离子晶体，而HCl只存在共价键，是分子晶体，B错误； C.CO与NO均只存在共价键，均为分子晶体，C正确； D.中存在共价键，由分子构成的，为分子晶体，KCl中只存在离子键，为离子晶体，D错误； 故选C。 6.答案：C 解析：A.金属能导电是因为自由电子在外加电场作用下定向移动，故A错误； B.金属能导热是因为自由电子在热的作用下与金属阳离子发生碰撞，从而发生热的传导，故B错误； C.金属具有延展性是因为在外力的作用下，金属中各原子层间会出现相对滑动，而自由电子起到润滑剂的作用，使得金属不会断裂，故C正确； D.合金与纯金属相比，由于增加了不同的金属或非金属，相当于填补了金属阳离子之间的空隙，所以一般情况下合金的延展性比纯金属弱，硬度比纯金属大，故D错误； 综上所述，答案为C。 7.答案：A 解析：根据图乙可知金属铋的原子堆积方式是六方最密堆积，A错误；元素周期表中铋和氮同属第VA族元素，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以铋的第一电离能小于氮，B正确；在配合物中，由于的化合价为+1价且有3个，因此内界中Bi的化合价应为+3价，C正确；铋位于第六周期第VA族，其基态原子的价电子排布式为，D正确。 8.答案：B 解析：A.固态时或熔融后易导电，熔点在1000℃左右，应该为金属晶体，故A不选； B.黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电，应为共价晶体，故B选； C.在室温下易升华，应为分子晶体，故C不选； D.固态不导电，熔融态能导电，应为离子晶体，故D不选； 答案选B。 9.答案：A 解析：A.由晶胞结构可知，以位于体心的Li为研究对象，周围距离最近且相等的O原子有4个，Li的配位数是4，A正确； B.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，Li的个数为8，则晶胞2表示的化学式为，在晶胞3中，S的个数为，Li的个数为8，则晶胞3表示的化学式为，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，构型是相同的，B错误； C.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，C错误； D.晶胞3中P的分数坐标为(0，0，0)，晶胞结构可知，晶胞3中M的分数坐标为，D错误； 故选A。 10.答案：A 解析：沿晶胞体对角线方向投影得到的投影图为，A错误；由题图可知，与Ag直接相连的原子有4个，晶胞中B位于顶点，个数为，与B直接相连的原子有4个，故Ag与B均为杂化，B正确；晶体中与Ag最近且距离相等的Ag分别位于该晶胞上、下、前、后、左、右相邻6个晶胞的体心，C正确；Ag和B的最短距离为晶胞体对角线长的，由题目信息知，该晶胞的密度为，设晶胞参数为，由均摊法知，B位于晶胞的顶点，个数为，C、N、Ag均位于晶胞体内，个数分别为4、4、1，则该晶胞的密度，解得，故Ag和B的最短距离为，D正确。 11.答案：A 解析：碘晶体为分子晶体，A错误；“卤键”是分子间作用力，液态碘分子间距离较近，也存在“卤键”（可类比冰和水进行分析，冰和水中都存在氢键），故B正确；127 g碘晶体的物质的量为0.5 mol，根据题图可知，1个形成4个“卤键”，1个“卤键”被2个共有，故127 g碘晶体中含有“卤键”的数目为，C正确；题图方框条件下形成的重复单元的体积为，且上、下层中各含2个，故碘晶体的密度为，D正确。 12.答案：D 解析：根据晶胞中N原子和O原子的结合可知，晶胞中存在2种微粒，一种为：；一种为：，则晶体类型为：离子晶体，据此分析解答。 A.晶体中，O元素的化合价为价，根据化合物中正负化合价代数和为0原则，得到N元素化合价为价，A正确； B.根据分析，在中的孤对电子为，则微粒VSEPR模型为直线形，中心N原子杂化类型为：；在中的孤对电子为，则微粒VSEPR模型为平面三角形，中心N原子杂化类型为：，B正确； C.具有强氧化性，在将氧化为时，还有生成，反应的化学方程式为：，C正确； D.根据分析，晶体类型为：离子晶体，D错误； 故答案为：D。 13.答案：B 解析：由图可知，W位于O形成的八面体空隙中，故与W最近且等距的O有6个，A正确；中Na为+1价，O为-2价，由化合物中各元素化合价代数和为零可知，x增大，W的平均价态降低，B错误；由均摊法可知，W位于晶胞顶点，个数为，O位于晶胞棱心，个数为，当x=0.5时，晶胞中Na的个数为0.5，则晶体密度为，C正确；由题目信息知，晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，空位能够捕获自由电子或空穴而对可见光产生选择性吸收，光的颜色与波长有关，故空位数不同，吸收的可见光波长不同，D正确。 14.答案：C 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，A项正确； B.根据体心的氧原子可知晶胞中O的配位数分别为4，因此依据化学式可知的配位数为8，B项正确； C.晶胞中含4个Zr、8个O，则晶体密度为，C项错误； D.根据晶胞的位置可知，p处坐标为，则q处的坐标参数为，D项正确； 答案选C。 15.答案：（1）；3 （2）N原子价电子排布为半满结构，较O原子更稳定，因此N原子更难失去第一个电子，第一电离能更大；F>N>H （3）平面正三角形；；HF分子间能形成氢键 （4）1∶1；；（0，，） 解析：（1）基态Zn原子的价电子轨道表达式为；基态N原子电子排布式为：，未成对电子数为3。 （2）O原子电子排布式为：，N原子电子排布式为：，O的第一电离能失去的电子，N的第一电离能失去的电子，是半充满稳定状态，因此N原子更难失去第一个电子，第一电离能更大。元素的电负性同周期从左到右逐渐增大，的组成元素的电负性由大到小的顺序为F>N>H。 （3）的中心原子C原子孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，微粒立体构型与VSEPR模型相同为平面三角形，所以中阴离子的立体构型为平面正三角形；其中C原子的杂化方式为；HF的沸点远大于HCl的原因是HF分子间能形成氢键。 （4）①晶胞中，白色球数目为，黑色球数目，故白色球为Zn、黑色球为F，可知Zn的配位数为6，而晶体（晶胞顶点为）中，体心白色球为Zn，Zn的配位数为6，故二者配位数之比为6∶6=1∶1。 ②晶胞相当于含有2个“”，晶胞质量，晶体密度。 ③D原子处于晶胞左侧面面心位置，由A、B、C的坐标参数可知，D的参数x=0，y=z=，故D的坐标参数为（0，，）。 16.答案：（1）11∶15；价层电子排布式为3，为3，根据洪特规则的补充规则，能量相同的轨道全充满、半满或全空的状态比较稳定，因此易被氧化为 （2）11个；F>N>C （3）；； （4）50%；；（）； 解析：（4）根据晶胞结构可知，在一个晶胞中，Cu、In围成的四面体空隙共有16个，晶体中Te原子有8个，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为50%；该晶胞中Cu位于8个顶点、4个位于面心、1个位于体心，共有Cu：8+4+1=4个；In位于面心和棱心，位于面心的有6个，位于棱心的有4个，共有6+4=4个，Te有8个，所以该晶体的化学式为；C点原子位于下面的二分之一晶胞分成的8个小晶胞其中之一的体心，根据A和B的原子坐标，可知C点原子的坐标为（）；晶胞中C、D间的距离是一个边长为、长方形的面对角线，距离为； 17.答案：(1)CuCl (2)>；因为氮原子的半径比磷原子小，而N的电负性比P大，导致N-Cl键之间的斥力大于P-Cl键 (3)1:5 (4)A (5)； 解析：（1）由均摊法可知Cu：，Cl：4，故X的化学式为CuCl； （2）和中心原子杂化方式均为，且均有1对孤对电子、形成3个σ键，N的电负性大于P则导致N-Cl键之间的斥力大于P-Cl键，前者键角更大； （3）单键为σ键，双键为1个σ键和1个π键，由二聚乙烯酮结构可知，其π键与σ键的数目之比为2:10=1:5； （4）①②③中Cr的配位数分别为4+2=6、5+1=6、6，都是6，A正确；②中存在的化学键有离子键、共价键、配位键，B错误；只有外界的才能与溶液反应生成AgCl，因此等物质的量的①②③分别与足量溶液反应，生成AgCl的质量不相同，C错误； （5）根据图2知，NaCl晶体中阴、阳离子的最短距离为a的一半即；1molNaCl的质量为，标准状况下，气体体积为2.8L的氯化钠的物质的量为2.8L÷22.4L/mol=0.125mol，则此“巨分子”，所以氯化钠气体的分子式为。 18.答案：(1)③④①②⑥⑤ (2)同为离子晶体，离子所带电荷数相同，半径比小，MgO离子键作用强，所以熔点比CaO高 (3)BC；>； (4)(，，)；； (5)由于是离子晶体，是分子晶体，所以离子晶体的熔沸点高 解析：(1)各种晶体属于原子晶体的有①③④、离子晶体的有②、分子晶体的有⑤⑥，一般来说，原子晶体的熔点>离子晶体的熔点>分子晶体的熔点；对于原子晶体，原子半径越大，键长越长，键能越小，熔点越低，键长Si-Si>Si-C>C-C，相应键能Si-Si<Si-C<C-C，故它们的熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅；分子晶体中有分子间氢键的熔点较高，所以熔点：冰>干冰，所以它们的熔点由高到低的顺序是③④①②⑥⑤； (2)SiC电子总数是20个，则氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，半径比小，MgO晶格能大，熔点高； (3)①A.非金属性越强，该元素的电负性就越大，O元素的非金属性大于N、H，所以元素的电负性：O>N>H，根据N、H共用电子对的偏向，可知非金属性：H>B，所以上述四种元素的电负性大小顺序是：O>N>H>B，A错误； B.乙硼烷水解产生，反应的化学方程式为：，B正确； C.氨硼烷分子中N原子上有孤对电子，可以提供孤电子对，B原子上有空轨道，B原子提供空轨道，与N原子的孤电子对形成配位键，C正确； D.晶体是离子晶体，阳离子与阴离子之间存在离子键，在阴离子中存在共价键、配位键，但由于B元素的电负性不大，不能形成氢键，D错误； 故选BC。 ②中B原子价层电子数目是3，分子结构是平面三角形，F-B-F的键角是120°；在中N与B原子形成配位键，从而使该物质分子中B原子价层电子数目是4，分子的构型变为四面体，分子中F-B-F的键角约为109°28′，故F-B-F的键角：； ③根据晶胞结构分析：立方氮化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与N重合，外侧大正六边形均由N原子构成，而内部小正六边形由3个B原子、3个N原子相间构成，所以画图为或； (4)①对照晶胞图示及A、B、C点坐标，选A点为参照点，可知D在体对角线的处，运用比例关系可得D的坐标参数为(，，)； ②其晶胞类似金刚石晶胞，故其晶胞内含8个Ge原子，； ③由题图2可知，晶胞中La位于顶点，1个晶胞中含有个La，Ni位于面上和体心，共含有个，H2位于棱上和面心，共含有个，根据微粒个数比可知，含1molLa的合金可吸附的数目为； (5)根据晶体类型比较熔点，一般来说，离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点。根据的熔点高于的熔点，原因是是离子晶体，是分子晶体，所以离子晶体的熔沸点高。 学科网（北京）股份有限公司 $$