第04讲 晶体结构与性质（复习讲义）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 晶体结构与性质 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 知识点2晶体与非晶体 知识点3晶胞组成的计算——均摊法 知识点4晶体中原子坐标 考向1 考查晶体与非晶体 【思维建模】鉴别晶体与非晶体的方法 考向2 晶体化学式确定 【思维建模】确定晶体的化学式技法——“均摊法” 考向3 根据有关晶胞的计算 【思维建模】晶胞结构的相关计算方法 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1分子晶体 知识点2共价晶体 知识点3金属晶体 知识点4离子晶体 知识点5混合型晶体——石墨的结构特点 知识点6过渡晶体 知识点7四种晶体的性质与判断 考向1常见晶体结构与性质 考向2晶体熔沸点高低的比较 【思维建模】晶体熔、沸点的比较方法 考点三 配位键、配合物、超分子 知识点1配位键的形成及配合物的性质 知识点2超分子 考向1 配位键、配合物性质 【思维建模】判断配体及配位原子的方法 考向2 超分子的结构、性质及其应用 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 物质的聚集状态与晶体常识 选择题 非选择题 浙江1月卷T13，3分 浙江1月卷T17(2) 浙江6月卷T17，10分 浙江6月卷T17，10分 常见晶体的结构与性质 选择题 非选择题 浙江1月卷T4，3分 —— —— 配位键、配合物、超分子 选择题 非选择题 —— —— —— 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，高考命题大都数以非选择题呈现，若为选择题则往往难度较大，提高卷子区分度。考查所涉及内容主要有：(1)晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断；(2)晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置(原子坐标)判断；(5)考查配位键的特点及其对物质性质的影响；(6)考查超分子的结构、性质及其应用。其中晶胞的计算重现率可达100%。 2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体化学式确定、晶体的密度、晶胞参数计算、晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断。随着科技发展，新型化合物叠出，将会考查利用微粒之间的作用力等解释配合物、超分子的性质。 复习目标： 1．了解物质的常见聚集状态及特点。 2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。 3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。 4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。 5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。 6．了解配合物、超分子的结构和性质。 ( ) 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态的存在形式 (1)通常物质有三态：____态、____态和____态。 (2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多，如________、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的________态、________态等。 (3)物质三态的相互转化 2．等离子体 (1)定义。由大量________微粒(离子、电子)和________微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。 (2)特点。等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈________性。 (3)产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使________变成等离子体。 (4)存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等 (5)性质。等离子体中的微粒带有电荷且能________，使等离子体具有很好的________，很高的温度和流动性。 (6)应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 (7)使气体转变为等离子体的方法：高温加热气体或用________、________和________照射气体。 3．离子液体 (1)定义：在室温或室温附近温度下呈________的由________构成的物质，称为室温________，也称为低温熔融盐。 (2)组成：(低温熔融盐)一般由有机________和无机或有机________构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4．介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态 (1)塑晶：在一定温度条件下，能保持________典型特征但具有一定塑性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。 (2)液晶：在一定的温度范围内既具有液体的________性，又具有晶体的________性的物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向________流体状态。 得分速记 (1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 (2)物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 知识点2 晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈________有序排列 非晶体 无(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对________ 2.获得晶体的三条途径 (1) ________物质凝固。 (2) ________物质冷却不经液态直接________ (凝华)。 (3) ________从溶液中析出。 3．晶体的特性 (1)自范性：晶体能自发地呈现________外形的性质。 (2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的________。 (3)固定的熔点。 4．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 可靠方法 对固体进行________________实验 5．非晶体、等离子体和液晶的比较 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________ 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______性，带电离子能自由移动 具有良好的________性和流动性 液晶 内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出________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 6．晶体的分类 (1)分类标准：根据晶体内部________的种类和微粒间________的不同。 (2)分类 晶体类型 构成微粒 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 ________ ________ NaCl 金属晶体 ________、________ ________ 铜 原子晶体 ________ ________ 金刚石 分子晶体 ________ _______________ 冰 得分速记 (1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 (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(非晶体)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，如玛瑙。 知识点3 晶胞组成的计算——均摊法 1．晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的________，晶胞是晶体中________的重复结构单元。 2．晶胞与晶体的关系：晶胞(微观)一般都是______________，晶体(宏观)是由无数晶胞_____________而成。 (1)无隙：相邻晶胞之间______________。两个晶胞共用同一个平面：上面晶胞的下底面，就是下面晶胞的上底面。 (2)并置：所有晶胞都是________排列的，取向________。即：将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。 (3)所有晶胞的________及其内部的________、________及________排列是完全相同的。 3．晶胞组成的计算方法 (1)如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 A．正三棱柱晶胞中： B．六棱柱晶胞中： C．石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。 (2)类比三种类型 晶胞 正或长方体 正六棱柱 正三棱柱 示意图 顶点上微粒 ______ ______ ______ 侧棱上微粒 ______ ______ ______ 上下棱微粒 ______ ______ ______ 面点上微粒 ______ ______ ______ 内部的微粒 ______ ______ ______ 4．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围________的粒子的数目称为配位数 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子) ________________的原子(或分子)的数目。 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围________________的________电性离子的数目。 得分速记 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有4个，共计12个。 (2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 5．晶胞计算公式(立方晶胞) (1)晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 (2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 (3)空间利用率＝×100%。 6．晶胞密度的计算 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算公式：ρ＝＝ (3)晶胞的体积：V＝Sh(S为底面积，h为高) ①立方体晶胞：V＝a3 ②长方体晶胞：V＝abc ③正三棱柱晶胞：V＝a2hsin60°＝ ④正六棱柱晶胞：V＝6×a2hsin60°＝ ⑤六方最密堆积晶胞：V＝a2sin60°×2h＝2××a2sin60°＝a3 得分速记 (1)以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，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为晶胞参数。 (2)对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 7．原子空间利用率的计算 (1)已知晶体密度(ρ)求空间利用率 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。 晶胞体积V＝________，晶胞含粒子体积V0________。故空间利用率＝×100%＝________＝________。 (2)已知晶胞结构求空间利用率 ①简单立方结构 空间利用率＝×100%≈________ ②体心立方结构 空间利用率＝×100%≈________ ③面心立方结构 如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈________。 得分速记 (1)1pm＝10－12m＝10－10cm (2)1nm＝10－9m＝10－7cm (3)1μm＝10－6m＝10－4cm 知识点4 晶体中原子坐标 1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是________的，因此可以________________为坐标原点。以立方体的________________构建坐标轴，以晶________为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是________或________。 2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：原子2为________________，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为________________。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：1～8的分数坐标为________________， 9的分数坐标为________________。 (2)x、y平面上的投影图如图所示________________。 4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2______________，3和4______________，5和6______________。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为________________、________________、________________、________________。 (2)x、y平面上的投影图为________________。 (3)沿体对角线的投影图为________________。 (4)沿体对角线切开的剖面图为________________________。 考向1 考查晶体与非晶体 例1下列关于晶体的叙述不正确的是( ) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 思维建模 鉴别晶体与非晶体的方法 (1)观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 (2)测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 (3)测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 (4)X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线)，而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。 【变式训练1·变考法】下列有关说法正确的是( ) A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 B．石英玻璃和水晶的衍射图谱相同 C．通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构 D．晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角 【变式训练2·变题型】下列关于晶体的说法，不正确的是( ) ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键弱，所以其熔点比较低；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 A．①②③ B．②③⑦ C．④⑤⑥ D．②③④ 【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】(2025·浙江师大附中高三模拟)一种新型离子液体溶剂结构简式如图所示。下列说法正确的是( ) A．电负性：N>O>C B．该化合物中不存在离子键 C．的空间构型为平面四边形 D．该物质中N有1种杂化轨道类型 考向2 考查晶体化学式确定[ 例2(2025·浙江省绍兴市三模，17)(3)已知某晶体晶胞中阴离子做面心立方堆积，阴离子的位置(隐去阳离子)如图1所示，其晶胞中的阳离子在xy、xz、yz平面投影(隐去阴离子)均如图2所示，晶胞参数为apm。 该物质的化学式为 ，K+的配位数(紧邻的阴离子数)为 。 思维建模 确定晶体的化学式技法——“均摊法” “均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 (1)立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (2)六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (3)三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省杭州市高三二模，17)(2)某化合物的晶胞如图： 化学式是 ；距离晶胞顶点Au原子距离最近的S原子有 个。 【变式训练2·变题型】 (2025·浙江省桐乡市三模，17)(2)某钴氧化物的晶胞结构如图所示： ①该氧化物的化学式为 。 ②已知三价钴有强氧化性，将少量该氧化物粉末加入浓盐酸中加热，生成气体的化学式为 。 (3) Co2+与NH3形成的配合物[Co(NH3)6]2+的稳定性高于[Co(H2O)6]2+，从配位键强度分析原因 。 【宏观辨识与微观探析】【变式训练3】(2025·浙江省精诚联盟高三适应性联考)(3)常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。 ①图1为镧镍合金(LaNix)，则x= 。 ②图2为铝镁合金(AlMg2)，则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为 。 ③图3为铜金合金(Cu3Au)，储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞中紧邻两个Au原子间的距离为apm，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL·mol-l ，阿伏加德罗常数的值为NA，则该材料的储氢能力为 (储氢能力)。 考向3 根据有关晶胞的计算 例3(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法正确的是( ) A．晶胞中Sn和Cu原子之间最短距离为 B．该晶胞密度为x C．晶胞中部分原子的坐标为则晶胞中Sn的坐标可以表示为 D．晶体中Sn的价层成键电子对数与孤电子对数之比为2∶1 思维建模 晶胞结构的相关计算方法 (1)计算晶体密度的方法 如立方晶胞密度的计算： (其中①M为微粒的相对“分子”质量；②另外关于晶胞参数单位换算也需注意：1 m=10 dm=102 cm=103 mm=106 μm=109 nm=1012 pm；③密度公式中共有四个未知量：密度、微粒摩尔质量、晶胞体积、NA，知道3个可求另一个，因此可以围绕密度出现4种题型) (2)计算晶体中微粒间距离的方法 晶胞的体积=(M为微粒的相对“分子”质量) 【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】 (2025·浙江省Flawless线上联考三模)12000年前，地球上发生过一次大的灾变，气温骤降，导致猛犸灭绝，北美Clovis文化消亡。有一种假说认为，灾变缘起一颗碳质彗星撞击地球。2010年，几个研究小组发现，在北美和格陵兰该地质年代的地层中存在超乎寻常浓度的纳米六方金刚石，这被认为是该假说的证据。立方和六方金刚石的晶胞结构分别如下左图和下右图所示。近似认为两种晶胞中碳碳键键长相等且均为，每一个碳原子周围的四个碳原子均排布为正四面体。则下列说法正确的是( ) A．立方金刚石的晶胞参数 B．六方金刚石的晶胞参数 C．六方金刚石的晶胞参数 D．六方金刚石的密度比立方金刚石更大 【变式训练2·变载体】 (2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考，17)(3)某金属硼化物在特定条件下能形成如下图所示的晶体结构，其密度为。则该金属原子最近等距的金属原子有 个。金属硼化物金属元素的相对原子质量等于 。(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含的计算式表示)。 17．【宏观辨识与微观探析】【变式训练1】 (2025·浙江省诸暨市三模，17)(2)某配位化合物的晶胞及其在xy平面的投影如图所示。晶体中存在独立的阴阳离子，晶胞参数分别为apm，apm，cpm，a=β=γ=90°。 ①该化合物中配离子为 。 ②计算该晶体的密度 g/cm3(列出计算表达式)。 ( ) 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1常见分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 ①每_____个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，每个晶胞中有_____个CO2分子 ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有_____个 ③密度＝_____________g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝_____________ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 (1)每个水分子与相邻的_____个水分子以氢键相连接 (2)每个水分子实际拥有_____个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 知识点2常见共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金 刚 石 硅 晶 体 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r ①每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成________体结构，键角均为________ ②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为_____杂化 ③每个碳原子被_____个六元环共用，每个共价键被_____个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 ④C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 ⑤密度＝_____________g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiO2 ①SiO2晶体中最小的环为_____元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si ②每个Si与_____个O以共价键结合，形成_________体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 ③每个Si原子被_____个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 ④每个SiO2晶胞中含有_____个Si原子，含有_____个O原子 ⑤硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol SiO2晶体中有4mol共价键 ⑥密度＝_____________(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiC BN AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成_________体结构 ②密度：ρ(SiC)＝；ρ(BN)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ③若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=_____ 得分速记 (1)共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。 (2)共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。 (3)由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 知识点3常见金属晶体结构分析 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积 (铜型) 六方最密堆积 (镁型) 晶胞 或 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 _________ _________ _________ _________ 晶胞内原子数目 _________ _________ _________ _________ 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 _________ _________ _________ 原子空间利用率 _________ _________ _________ _________ 知识点1常见离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl ①一个NaCl晶胞中，有_____个Na+，有_____个Cl－ ②在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引_____个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引_____个Na+ ③在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 ④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有_____个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有_____个 ⑤密度＝_____________(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CsCl ①一个CsCl晶胞中，有_____个Cs+，有_____个Cl－ ②在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引_____个Cl－，即：Cs+的配位数为_____， 每个Cl－ 同时强烈吸引_____个Cs+，即：Cl－的配位数为_____ ③在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有_____个，形成_________体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有_____个 ④密度＝_____________ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ZnS ①1个ZnS晶胞中，有_____个S2－，有_____个Zn2＋ ②Zn2＋的配位数为_____，S2－的配位数为_____ ③密度＝_____________ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CaF2 ①1个CaF2的晶胞中，有_____个Ca2＋，有_____个F－ ②CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是_____，F－的配位数是_____ ③密度＝________________(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 得分速记 (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。 (5)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。 知识点5混合型晶体——石墨的结构特点 1．晶体模型 2．结构特点——层状结构 (1)同层内碳原子采取________杂化，以共价键(σ键)结合，形成________________。 (2)层与层之间靠________________维系。 (3)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，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。 3．晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于________________。 4．性质：熔点________、质软、______导电等。 知识点6过渡晶体 ________的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的________晶体。 (1)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由表中数据可知，以上4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的________晶体。 (2)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________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________、________等。 (3)像第三周期后几种元素的氧化物如P2O5、SO3、Cl2O7等都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小了，而且共价键也不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。 知识点7四种晶体的性质与判断 1．四种晶体类型比较 类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 ________ ________ 金属________和________ ____________ 粒子间的相互作用力 ___________ ________ ________ ________ 硬度 ________ ________ 有的很______，有的很______ ________ 熔、沸点 ________ ________ 有的很______，有的很______ ________ 溶解性 ________ 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等________溶剂 导电、传热性 一般不导电，溶于水后有的________ 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态________ 2．晶体熔、沸点的比较 1)不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体______离子晶体______分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点________，如钨、铂等熔、沸点很______，汞、铯等熔、沸点 很______。 2)同种晶体类型熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点：金刚石______碳化硅______硅。 (2)离子晶体 ①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO______NaCl______CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是________。晶格能越______，形成的离子晶体越________，熔、沸点越______，硬度越______。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越______，物质的熔、沸点越______；具有________的分子晶体熔、沸点反常得高，如H2O______H2Te>H2Se______H2S。 ②组成和结构________的分子晶体，相对分子质量越______，熔、沸点越______，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越______，其熔、沸点越______，如CO______N2、CH3OH______CH3CH3。 ④同分异构体支链越______，熔、沸点越______。如CH3CH2CH2CH2CH3______CH3CH(CH3)CH2CH3______CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越______，离子电荷数越______，其金属键越______，金属熔、沸点就越______，如熔、沸点：Na____Mg____Al。 3．晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是________________，粒子间的相互作用是________键。 ②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是________，粒子间的相互作用是________键。 ③分子晶体的构成粒子是________，粒子间的相互作用为________________。 ④金属晶体的构成粒子是________________________，粒子间的相互作用是______键。 (2)依据物质的类别判断 ①________金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、 碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的________是离子晶体。 ②________非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、________氢化物、________氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较_____，常在数百至一千摄氏度以上。 ②共价晶体熔点_____，常在一千至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点_____，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点_____，但也有相当低的，如汞。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液或熔融态时能________。 ②共价晶体一般为________。 ③分子晶体为________，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能________。 ④金属晶体是电的________。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体的硬度较_____或略硬而脆。 ②共价晶体的硬度_____。 ③分子晶体的硬度_____且较脆。 ④金属晶体多数硬度_____，但也有硬度较小的，且具有________。 考向1常见晶体的结构与性质 例1(2025·浙江省金华市高三二模)冰晶石(Na3AlF6)的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是( ) A．Na3AlF6晶体属于混合型晶体 B．与浓硫酸共热，可产生HF气体 C．Cl原子的3p能级给出电子对能力比F原子的2p能级弱，故不存在Na3AlCl6 D．Na3AlCl6晶体中，Al原子中的2d、3s、3p等轨道进行杂化形成6个杂化轨道 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省第一届NBchem三模)某合金的结构如图所示，其中b是有序的结构，a是无序的分布。 下面说法正确的是( ) A．a→b的过程需要进行加热 B．(a)中每个小球可以表示为：Cu3/4Au1/4 C．该合金可以溶于浓硝酸 D．该合金的熔沸点和硬度均高于原金属 【变式训练2·变载体】(2025·浙江省温州市高三二模)Li、N形成的一种化合物的结构如图1所示为，下列说法不正确的是( ) A．该化合物的化学式为Li3N B．冶炼金属锂的时，不能用氮气作为保护气 C．将该物质投入热的浓NaOH溶液中能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 D．图2为该化合物的一个晶胞 【变式训练3·变考法】(2025·浙江省宁波市高三二模)CuFeS2中嵌入后形成的化合物X可以用作二次电池正极材料。X的晶胞投影图如图1、图2所示。已知X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，下列说法不正确的是( ) A．X的晶胞可表示为上图3 B．该晶胞中与硫离子距离最近且等距离的钠离子有6个 C．充电时，从X晶体中脱嵌，X发生氧化反应 D．X在空气中加热可能生成Cu2O和Fe3O4 考向2晶体熔沸点高低的比较 例2下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 D．生铁>纯铁>钠 思维建模 晶体熔、沸点的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 (2)相同类型晶体 ①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 ②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 (3)离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高 【变式训练1·变载体】下列各组物质中，按沸点由低到高的顺序排列正确的是( ) A．H2O、H2S、H2Se、H2Te B．CH4、CCl4、CBr4、CI4 C．金刚石、P4、O2 D．碳化硅、二氧化硅、晶体硅 【变式训练2·变题型】下面的排序不正确的是( ) A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4 B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D．熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 【变式训练3·变考法】 (2025·浙江省金华十校高三模拟)根据以下三种物质的结构，下列说法正确的是( ) A．三种物质的沸点：Z＞Y＞X B．水中的溶解性：Y＞Z C．与金属Na反应的剧烈程度：Y＞X D．键角：Y中的C-S-H＞X中的C-O-H ( ) 考点三 配位键、配合物、超分子 知识点1 配位键的形成及配合物的性质 1．孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子________的电子对称孤电子对。 2．配位键 (1)配位键定义：属于“电子对给予－接受”键，由一个原子提供________与另一个________________的原子形成的共价键。配位键属于___键。 (2)配位键的形成：成键原子一方提供________，另一方提供________形成共价键。 (3)成键的性质：________________对两个原子的电性作用。 (4)配位键的表示：常用“__________”来表示配位键，箭头指向________________的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程________，但是一旦形成之后，4个共价键就________________。 (5)配位键的形成条件： ①配体有________，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 ②中心原子有________，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 3．配合物 如[Cu(NH3)4]SO4： (1)中心原子：提供________接受________________的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又叫中心离子)，过渡元素最常见，如：Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋。 (2)配位体：含有并________________的分子或离子，即电子对的________。常见的配位体：H2O、NH3、SCN－、CO、N2、X－、OH－、CN－。 (3)配位原子：配体中________________的原子叫配位原子，如：H2O中的O原子，NH3中的N原子。 (4)配离子：由________________________组成的离子叫做配离子，如：[Cu(NH3)4]2＋、[Ag(NH3)2]＋。 (5)配位数：作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的________，即________________称为配位数。如：[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]＋的配位数为2。 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的________。 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中________称为内界，与内界发生电性匹配的________ ________称为外界，如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2＋，外界是SO，配合物在水溶液中电离成________和________两部分。 即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2＋＋SO，而内界很难________，其电离程度________，[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3。 得分速记 (1)单核配体的确认要注意是否带有电荷，如F－、Cl－等，如配合物[CoCl(NH3)5]Cl2，中心离子为Co3＋，配体是Cl－和NH3，而不是氯原子。 (2)有关配合物的结构示意图，不考虑空间结构，但要注意配体中的配位原子一定要与中心原子或中心离子直接相连。如[Cu(NH3)4]2＋中NH3中N原子为配位原子，所以N原子必须要与铜离子直接相连。 (3)有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 (4)配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 (5)含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 4．螯合物 螯合物是配合物的一种，具有________的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合，螯合物中配体数目少，形成环状结构较简单配合物稳定，而且形成的环越________越________，其中以________环或________环最为稳定。在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。 例：乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物： 乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。 氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物： 其中Cu2+离子的配位数仍旧是4，氧提供孤电子对与中心离子配位，又有负电荷可以中和中心离子的正电荷，生成中性分子的“内配盐”。 5．配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成________的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- (2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。________发生变化就是一种常见的现象，根据________的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显_____色。 (3)稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越_____，配合物越________。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的________有关。例如，血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键_____，因此血红素中的Fe2+与_____分子结合后，就很难再与_____分子结合，血红素失去输送________的功能，从而导致人体________中毒。 6．配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 (3)在医药中的应用——抗癌药物、。 知识点2 超分子 1．定义：由________________的分子通过________相互作用形成的________________。 2．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括________。 3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过________结合，主要是________、________和________、________以及一些分子与金属离子之间形成的________。 4．分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是__________的，有的是________的。 5．超分子特征： (1)分子识别：通过________匹配实现________识别。 (2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生______________的过程。 6．应用实例 (1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”，再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 (4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。 7．超分子的未来发展 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。 考向1 配位键、配合物性质类 例1(2025·浙江省嘉兴市高三三模)[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品。实验室可利用CoCl2制取该配合物：2CoCl2+2HCl+12NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。已知[Co(NH3)6]3+正八面体的空间结构如图，下列说法不正确的是( ) A．[Co(NH3)6]3+中含有极性键、配位键和氢键 B．[Co(NH3)6]3+中∠N-Co-N有两种不同大小的键角 C．NH3、H2O与Co3+形成配离子的稳定性：NH3＞H2O D．若[Co(NH3)6]3+中两个被替代，得到的[Co(NH3)4Cl2]+有2种结构 思维建模 判断配体及配位原子的方法 (1)分析配合物的内界，提供孤电子对的离子或分子为配体，可以是中性分子或阴离子，如H2O、NH3、Cl-、OH-等。 (2)分析配体的组成元素，一般是电负性较小的原子提供孤电子对。配位原子必须是含有孤对电子的原子，通常是第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子，如NH3中的N原子、H2O中的O原子等。 【变式训练1·变载体】配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物，如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2= 2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。下列说法正确的是( ) A．该配位化合物的配位数为5 B．提供孤电子对的成键原子是N和Cl C．[Co(NH3)5Cl]2+中存在配位键、共价键和离子键 D．氧化剂H2O2是非极性分子 【变式训练2·变题型】W可与Cu2+形成化合物Q，Q的结构如图所示，下列说法错误的是( ) A．C、N、O均能与H形成既含极性键又含非极性键的分子 B．W与结合前后，N原子的杂化方式未发生变化 C．与Cu原子未成对电子数相同的同周期元素有3种 D．Q中的作用力有配位键、共价键、氢键 【多步骤反应流程与配合物融合】【变式训练3】(2025·浙江省诸暨市三模，17)(3)以生产感光材料的过程中生产中产生的含AgBr的废液为原料，制备单质银的一种工艺流程如下图所示： 已知：Ag+可与S2O32-结合生成稳定的[Ag(S2O3)2]3-。 ①已知NH2OH与NH3类似，具有碱性，请写出其水溶液中主要存在的阳离子 。 ②步骤1中，有无毒无害的气体单质，请写出步骤1中AgBr与NH2OH反应的化学方程式是 。 ③操作1、操作2均为 ，步骤2中，加入稍过量的Na2S2O3溶液的目的是 ，若省去操作1，直接加入Na2S2O3溶液，缺点是 。 (4)(CN)2、(SCN)2等物质具有与卤素单质类似的性质，称为拟卤素，其对应的CN-、SCN-称之为拟卤离子，已知氧化性：I2>(CN)2. ①(SCN)2为链状结构，分子中每个原子均满足8e-，请写出(SCN)2的电子式 。 ②CN-能与Ag+形成稳定的无色离子[Ag(CN)2]-，但在CuSO4溶液中加入NaCN溶液，却生成气体和白色难溶盐沉淀，请写出相应的离子方程式 。 考向2 超分子的结构、性质及其应用 例2(2025·浙江省宁波市镇海中学高三首考模拟测试)法国科学家Jean-Marie  Lehn是1987年的诺贝尔化学奖获得者，他首次提出了“超分子化学”这一概念，他指出：“基于共价键存在着分子化学领域，基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学”。“18-冠-6”是一种常见的冠醚，具体合成方式如下，下列有关叙述不正确的是( ) A．此反应为取代反应 B．相同条件下用代替，产率大于 C．冠醚有较大的内部空腔，可以与某些碱金属离子络合 D．冠醚属于醚类物质，与甲醚的性质有相似之处，不与活泼金属反应 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)实验室将KF溶入18-冠-6 (结构如图1)的乙腈(CH3CN)溶液中可轻松实现氯的取代，反应过程如图2所示： 下列说法不正确的是( ) A．18-冠-6可循环使用 B．KF与18-冠-6形成的化合物熔点比KF低 C．KF与18-冠-6形成化合物的过程体现超分子自组装的特征 D．相同条件下，比更快被取代生成相应的氟化物 【逻辑思维与科学建模】【变式训练2】(2025·陕西省渭南市高三一模)某种超分子的结构如图所示(已知：-Me为甲基)。下列说法正确的是( ) A．电负性：F>O>N>H>C B．该超分子中涉及的元素均为元素周期表p区元素 C．超分子具有分子识别和自组装的特征 D．该超分子形成的B—N配位键中，B原子提供孤电子对 【变式训练3·变考法】 (2025·浙江省兰溪一中选考模拟)冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中加入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。 下列说法错误的是( ) A．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 B．冠醚与结合后将MnO4 -带入烯烃中，MnO4 -与烯烃充分接触而迅速反应 C．烯烃在冠醚中的溶解度大于在水中的溶解度 D．通过配位键与冠醚相结合 1．(2025·浙江1月卷，4，3分)根据元素周期律，下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：N＞O＞S B．化合物中键的极性：SiCl4＞PCl3 C．碱性：LiOH＞KOH D．化合物中离子键百分数：MgO＞Al2O3 2．(2025·浙江1月卷，13，3分)某化合物Fe(NH3)2Cl2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．NH3与二价铁形成配位健 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FeCl2高 3．(2025·浙江1月卷，17)(2)某化合物的晶胞如图。 ①化学式是 ； ②将0.01mol该化合物加入到含少量石蕊的10mLH2O中，实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推测)。 (3)两分子H3PO4(Ka3=4.8×10-13)脱水聚合得到一分子H4P2O7(Ka3=2.0×10-7)，从PO43-、HP2O73-的结构角度分析Ka3差异的原因 。 4．(2024·浙江省6月卷，17，10分)氧是构建化合物的重要元素。请回答： (1)某化合物的晶胞如图1，的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式 。 (2)下列有关单核微粒的描述正确的是_______。 A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种 B．Na的第二电离能的第一电离能 C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2 D．Fe原子变成Fe+，优先失去轨道上的电子 (3)化合物和的结构如图2。 ①和中羟基与水均可形成氢键()，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说明理由 。 ②已知、钠盐的碱性NaC＞NaD，请从结构角度说明理由 。 5．(2022·浙江省1月卷，26，4分)回答下列问题： (1)两种有机物的相关数据如表： 物质 HCON(CH3)2 HCONH2 相对分子质量 73 45 沸点/℃ 153 220 HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是____________________________________。 (2)四种晶体的熔点数据如表： 物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点/℃ -183 -90 -127 ＞1000 CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是________________。 31 / 33 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 晶体结构与性质 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 知识点2晶体与非晶体 知识点3晶胞组成的计算——均摊法 知识点4晶体中原子坐标 考向1 考查晶体与非晶体 【思维建模】鉴别晶体与非晶体的方法 考向2 晶体化学式确定 【思维建模】确定晶体的化学式技法——“均摊法” 考向3 根据有关晶胞的计算 【思维建模】晶胞结构的相关计算方法 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1分子晶体 知识点2共价晶体 知识点3金属晶体 知识点4离子晶体 知识点5混合型晶体——石墨的结构特点 知识点6过渡晶体 知识点7四种晶体的性质与判断 考向1常见晶体结构与性质 考向2晶体熔沸点高低的比较 【思维建模】晶体熔、沸点的比较方法 考点三 配位键、配合物、超分子 知识点1配位键的形成及配合物的性质 知识点2超分子 考向1 配位键、配合物性质 【思维建模】判断配体及配位原子的方法 考向2 超分子的结构、性质及其应用 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 物质的聚集状态与晶体常识 选择题 非选择题 浙江1月卷T13，3分 浙江1月卷T17(2) 浙江6月卷T17，10分 浙江6月卷T17，10分 常见晶体的结构与性质 选择题 非选择题 浙江1月卷T4，3分 —— —— 配位键、配合物、超分子 选择题 非选择题 —— —— —— 考情分析： 1．从考查题型和内容上看，高考命题大都数以非选择题呈现，若为选择题则往往难度较大，提高卷子区分度。考查所涉及内容主要有：(1)晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断；(2)晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置(原子坐标)判断；(5)考查配位键的特点及其对物质性质的影响；(6)考查超分子的结构、性质及其应用。其中晶胞的计算重现率可达100%。 2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体化学式确定、晶体的密度、晶胞参数计算、晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断。随着科技发展，新型化合物叠出，将会考查利用微粒之间的作用力等解释配合物、超分子的性质。 复习目标： 1．了解物质的常见聚集状态及特点。 2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。 3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。 4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。 5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。 6．了解配合物、超分子的结构和性质。 ( ) 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识点1 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态的存在形式 (1)通常物质有三态：固态、液态和气态。 (2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多，如等电子体、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 (3)物质三态的相互转化 2．等离子体 (1)定义。由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。 (2)特点。等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈准电中性。 (3)产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等离子体。 (4)存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等 (5)性质。等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体具有很好的导电性，很高的温度和流动性。 (6)应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 (7)使气体转变为等离子体的方法：高温加热气体或用紫外线、X射线和γ射线照射气体。 3．离子液体 (1)定义：在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 (2)组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4．介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态 (1)塑晶：在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。 (2)液晶：在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。 得分速记 (1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 (2)物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 知识点2 晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 无(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序 2.获得晶体的三条途径 (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。 3．晶体的特性 (1)自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 (2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。 (3)固定的熔点。 4．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 5．非晶体、等离子体和液晶的比较 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 6．晶体的分类 (1)分类标准：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同。 (2)分类 晶体类型 构成微粒 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 铜 原子晶体 原子 共价键 金刚石 分子晶体 分子 分子间作用力 冰 得分速记 (1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 (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(非晶体)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，如玛瑙。 知识点3 晶胞组成的计算——均摊法 1．晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，晶胞是晶体中最小的重复结构单元。 2．晶胞与晶体的关系：晶胞(微观)一般都是平行六面体，晶体(宏观)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。两个晶胞共用同一个平面：上面晶胞的下底面，就是下面晶胞的上底面。 (2)并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。即：将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。 (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．晶胞组成的计算方法 (1)如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 A．正三棱柱晶胞中： B．六棱柱晶胞中： C．石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。 (2)类比三种类型 晶胞 正或长方体 正六棱柱 正三棱柱 示意图 顶点上微粒 侧棱上微粒 上下棱微粒 面点上微粒 内部的微粒 1 1 1 4．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 得分速记 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有4个，共计12个。 (2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 5．晶胞计算公式(立方晶胞) (1)晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 (2)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 (3)空间利用率＝×100%。 6．晶胞密度的计算 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算公式：ρ＝＝ (3)晶胞的体积：V＝Sh(S为底面积，h为高) ①立方体晶胞：V＝a3 ②长方体晶胞：V＝abc ③正三棱柱晶胞：V＝a2hsin60°＝ ④正六棱柱晶胞：V＝6×a2hsin60°＝ ⑤六方最密堆积晶胞：V＝a2sin60°×2h＝2××a2sin60°＝a3 得分速记 (1)以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，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为晶胞参数。 (2)对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 7．原子空间利用率的计算 (1)已知晶体密度(ρ)求空间利用率 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。 晶胞体积V＝，晶胞含粒子体积V0＝x×πr3。故空间利用率＝×100%＝＝。 (2)已知晶胞结构求空间利用率 ①简单立方结构 空间利用率＝×100%≈52% ②体心立方结构 空间利用率＝×100%≈68% ③面心立方结构 如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。 得分速记 (1)1pm＝10－12m＝10－10cm (2)1nm＝10－9m＝10－7cm (3)1μm＝10－6m＝10－4cm 知识点4 晶体中原子坐标 1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是120°或60°。 2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：原子2为(0，0，0)，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为(0，0，0)。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：1～8的分数坐标为(0，0，0)， 9的分数坐标为。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2，3和4，5和6。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为、、、。 (2)x、y平面上的投影图为。 (3)沿体对角线的投影图为。 (4)沿体对角线切开的剖面图为。 考向1 考查晶体与非晶体 例1下列关于晶体的叙述不正确的是( ) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【解析】A项，晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，故A正确；B项，水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故B错误；C项，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C正确；D项，由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，故D正确。故选B。 思维建模 鉴别晶体与非晶体的方法 (1)观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 (2)测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 (3)测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 (4)X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线)，而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。 【变式训练1·变考法】下列有关说法正确的是( ) A．测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪 B．石英玻璃和水晶的衍射图谱相同 C．通过乙酸晶体的X射线衍射实验，只能测定晶胞中含有的乙酸分子数，不能推出乙酸分子的空间结构 D．晶体的X射线衍射实验不能判断晶体中存在哪些化学键，也不能确定键长和键角 【答案】A 【解析】测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪，A正确；石英玻璃是非晶态二氧化硅，水晶是晶态二氧化硅，则水晶的衍射图谱中会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，而石英玻璃的衍射图谱中不会出现分立的斑点或明锐的衍射峰，两者的衍射图谱不同，B错误；通过晶体的X射线衍射实验，可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键，确定键长和键角，从而得出物质的空间结构，C、D错误。 【变式训练2·变题型】下列关于晶体的说法，不正确的是( ) ①晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中粒子排列相对无序，无自范性；②含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体；③共价键可决定分子晶体的熔、沸点；④MgO和NaCl两种晶体中，MgO的离子键弱，所以其熔点比较低；⑤晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列；⑥晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得比较稳定；⑦干冰晶体中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻 A．①②③ B．②③⑦ C．④⑤⑥ D．②③④ 【答案】D 【解析】晶体的自范性是粒子微观上周期性排列的宏观表现，因此非晶体排列无序，无自范性，①正确；金属晶体中含有金属阳离子，不属于离子晶体，②错误；分子晶体熔沸点取决于分子间作用力，而非共价键，③错误；MgO中离子所带电荷多，半径小，离子键强，因此熔点比NaCl高，④错误；晶体中微粒周期性排列，晶胞是晶体结构的基本单元，⑤正确；晶体微粒间的作用力使其尽可能紧密堆积，⑥正确；干冰采用分子密堆积的排列方式，1个分子紧邻12个CO2分子，⑦正确；故故选D。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】(2025·浙江师大附中高三模拟)一种新型离子液体溶剂结构简式如图所示。下列说法正确的是( ) A．电负性：N>O>C B．该化合物中不存在离子键 C．的空间构型为平面四边形 D．该物质中N有1种杂化轨道类型 【答案】D 【解析】A项，C、N、O为同周期元素，随核电荷数的递增，电负性增强，则电负性：O＞N＞C，A错误；B项，该化合物为离子液体，是离子化合物，其阴离子为BF4-，阳离子为右侧的部分，一定含有离子键，B错误；C项，BF4-的中心B原子的价层电子对数为：，无孤电子对，为正四面体结构，而不是平面正方形，C错误；D项，N与C存在连接成类似苯环的平面结构，故环上的N原子均采取sp2杂化，故N有1种杂化轨道类型，D正确；故选D。 考向2 考查晶体化学式确定[ 例2(2025·浙江省绍兴市三模，17)(3)已知某晶体晶胞中阴离子做面心立方堆积，阴离子的位置(隐去阳离子)如图1所示，其晶胞中的阳离子在xy、xz、yz平面投影(隐去阴离子)均如图2所示，晶胞参数为apm。 该物质的化学式为 ，K+的配位数(紧邻的阴离子数)为 。 【答案】(3) K2NaAlF6 12 【解析】(3)按均摊法计算，顶点属于晶胞的八分之一，面上属于二分之一，体心属于1，晶胞中含8×+6×=4个AlF63-，则晶胞中钾离子、钠离子共有12个，结合图2可知，钠离子处于棱心和体心、钾离子处于晶胞平分8个小立方体的体心，则晶胞中含12+1=4个Na+、8个K+，其化学式为K2NaAlF6；K+处于顶点和面心AlF63-构成的正四面体中，结合AlF63-空间结构可知，每个AlF63-中的3个F-距离K+最近，则每个K+的配位数为12。 思维建模 确定晶体的化学式技法——“均摊法” “均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 (1)立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (2)六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (3)三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 【变式训练1·变考法】(2025·浙江省杭州市高三二模，17)(2)某化合物的晶胞如图： 化学式是 ；距离晶胞顶点Au原子距离最近的S原子有 个。 【答案】(2)AuPS4 4 【解析】(2)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的金原子个数为8×+1=2，位于体内的磷原子个数为2，位于面上的硫原子个数为16×=8，则晶胞的化学式为AuPS4；晶胞中距离晶胞顶点金原子距离最近的硫原子位于面上，共有4个。 【变式训练2·变题型】 (2025·浙江省桐乡市三模，17)(2)某钴氧化物的晶胞结构如图所示： ①该氧化物的化学式为 。 ②已知三价钴有强氧化性，将少量该氧化物粉末加入浓盐酸中加热，生成气体的化学式为 。 (3) Co2+与NH3形成的配合物[Co(NH3)6]2+的稳定性高于[Co(H2O)6]2+，从配位键强度分析原因 。 【答案】(2)Co3O4 Cl2 【解析】(2)①一个A中含Co2+：个，含O2-4个；一个B中含Co2+：个，含O2-4个、含Co3+4个；图中一个晶胞由4个A、4个B构成，则一个晶胞可视为含2个、4个Co3+、8个O2-，该氧化物的化学式为Co3O4。 ②三价钴有强氧化性，则Co3O4能与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应，浓盐酸被氧化为氯气，化学方程式为，所以生成气体的化学式为Cl2。 (3)一个NH3中N的孤电子对数为，一个H2O中O的孤电子对数为，N、O均能提供孤电子对与Co2+形成配位键，由于电负性：N＜O，NH3更容易给出孤电子对，配位能力强于H2O，所以[Co(NH3)6]2+的稳定性高于[Co(H2O)6]2+。 【宏观辨识与微观探析】【变式训练3】(2025·浙江省精诚联盟高三适应性联考)(3)常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。 ①图1为镧镍合金(LaNix)，则x= 。 ②图2为铝镁合金(AlMg2)，则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为 。 ③图3为铜金合金(Cu3Au)，储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞中紧邻两个Au原子间的距离为apm，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL·mol-l ，阿伏加德罗常数的值为NA，则该材料的储氢能力为 (储氢能力)。 【答案】(3) 5 4 【解析】(3)①根据均摊法可知，该合金中La个数为=1，Ni个数为=5，则x=5。②以右下顶点的Mg为例，与其紧邻的Al位于面心，且只有竖直面4个面心上有Al，因此Mg的配位数为4。③储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中，根据图示可知，Au位于顶点，顶点上的8个Au均可与紧邻的三个Cu形成四面体，则储氢时晶胞可填入8个氢原子，储氢后氢的密度为，标况下氢气的密度为，则该材料的储氢能力为。 考向3 根据有关晶胞的计算 例3(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶胞棱边夹角均为90°，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图，A中Fe、Sn位置互换即为B，立方体A、B棱长均为a pm。下列说法正确的是( ) A．晶胞中Sn和Cu原子之间最短距离为 B．该晶胞密度为x C．晶胞中部分原子的坐标为则晶胞中Sn的坐标可以表示为 D．晶体中Sn的价层成键电子对数与孤电子对数之比为2∶1 【答案】A 【解析】A项，该晶胞中，S原子位于晶胞的顶点和面心，Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上，Sn和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长度的一半，为apm，A正确；B项，该晶胞中，S原子位于晶胞的顶点和面心，Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上，根据均摊法可知，S个数为=4，Cu个数为2，Fe个数为1，Sn个数为1，因此该晶胞的密度为，B错误；C项，晶胞中部分原子的坐标S(，0，0)、Fe(，，)，将立方体A、B都切割成8个小立方体，则Fe原子位于下层右下前小立方体体心，则下层的Sn位于左后下小立方体的体心，Sn的坐标可以为(，，)，C错误；D项，晶体中距离Sn最近的S个数为4个，Sn与S形成4条单键，Sn价层没有孤电子对，D错误；故选A。 思维建模 晶胞结构的相关计算方法 (1)计算晶体密度的方法 如立方晶胞密度的计算： (其中①M为微粒的相对“分子”质量；②另外关于晶胞参数单位换算也需注意：1 m=10 dm=102 cm=103 mm=106 μm=109 nm=1012 pm；③密度公式中共有四个未知量：密度、微粒摩尔质量、晶胞体积、NA，知道3个可求另一个，因此可以围绕密度出现4种题型) (2)计算晶体中微粒间距离的方法 晶胞的体积=(M为微粒的相对“分子”质量) 【逻辑思维与科学建模】【变式训练1】 (2025·浙江省Flawless线上联考三模)12000年前，地球上发生过一次大的灾变，气温骤降，导致猛犸灭绝，北美Clovis文化消亡。有一种假说认为，灾变缘起一颗碳质彗星撞击地球。2010年，几个研究小组发现，在北美和格陵兰该地质年代的地层中存在超乎寻常浓度的纳米六方金刚石，这被认为是该假说的证据。立方和六方金刚石的晶胞结构分别如下左图和下右图所示。近似认为两种晶胞中碳碳键键长相等且均为，每一个碳原子周围的四个碳原子均排布为正四面体。则下列说法正确的是( ) A．立方金刚石的晶胞参数 B．六方金刚石的晶胞参数 C．六方金刚石的晶胞参数 D．六方金刚石的密度比立方金刚石更大 【答案】B 【解析】由图可知，利用数学公式，正四面体外接圆半径R=，h=。A项，由分析可知，，A错误；B项，由分析可知，，B正确；C项，由分析可知，，C错误；D项，立方金刚石中，晶胞参数=，所含碳原子个数为，晶胞质量为，体积为，；金刚石中，晶胞参数：，c=，所含碳原子个数为，晶胞质量为，体积为，，小于，D错误；故选B。 【变式训练2·变载体】 (2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考，17)(3)某金属硼化物在特定条件下能形成如下图所示的晶体结构，其密度为。则该金属原子最近等距的金属原子有 个。金属硼化物金属元素的相对原子质量等于 。(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含的计算式表示)。 【答案】(3) 12 【解析】(3)由该晶体结构可知，金属原子同层的金属原子为6个，然后它的上一层最近等距的金属原子3个，下一层最近等距的金属原子也为3个，共计12个。该晶胞的体积为，则该晶胞的摩尔质量为，该晶胞中B原子的个数为，金属原子的个数为，则该金属元素的相对原子量等于。 17．【宏观辨识与微观探析】【变式训练1】 (2025·浙江省诸暨市三模，17)(2)某配位化合物的晶胞及其在xy平面的投影如图所示。晶体中存在独立的阴阳离子，晶胞参数分别为apm，apm，cpm，a=β=γ=90°。 ①该化合物中配离子为 。 ②计算该晶体的密度 g/cm3(列出计算表达式)。 【答案】(2)[TiF6]2- 或 【解析】(2)①配离子是由中心离子和配位原子构成的，由图可知，该晶胞中Ti周围有6个F，其中钛为+4价，氟为-1价，则配离子是：[TiF6]2-；②结合晶胞可知，该晶胞中Ti：8×+1=2；Li：8×+2=4；F：4×+10=12；体积为：，则其密度为：g/cm3或者g/cm3。 ( ) 考点二 常见晶体的结构与性质 知识点1常见分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 ①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子 ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有个 ③密度＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接 (2)每个水分子实际拥有2个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键 知识点2常见共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金 刚 石 硅 晶 体 原子半径(r)与边长(a)的关系：a=8r ①每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109°28′ ②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化 ③每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子 ④C原子数与C—C键数之比为1∶2，12g金刚石中有2 mol共价键 ⑤密度＝ g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiO2 ①SiO2晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个O，6个Si ②每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2 ③每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用 ④每个SiO2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子 ⑤硅原子与Si—O共价键之比为1：4，1mol SiO2晶体中有4mol共价键 ⑥密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) SiC BN AlN ①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构 ②密度：ρ(SiC)＝；ρ(BN)＝； ρ(AlN)＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ③若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a=4d 得分速记 (1)共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。 (2)共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。 (3)由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 知识点3常见金属晶体结构分析 堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积 (钾型) 面心立方最密堆积 (铜型) 六方最密堆积 (镁型) 晶胞 或 代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞内原子数目 1 2 4 2 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 r＝ r＝ r＝ 原子空间利用率 52% 68% 74% 74% 知识点1常见离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl ①一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ ②在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个Cl－，形成正八面体形； 每 个Cl－同时强烈吸引6个Na+ ③在NaCl晶体中，Na+ 和Cl－的配位数分别为6、6 ④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个， 每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个 ⑤密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CsCl ①一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－ ②在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8， 每个Cl－ 同时强烈吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8 ③在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个 ④密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) ZnS ①1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋ ②Zn2＋的配位数为4，S2－的配位数为4 ③密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) CaF2 ①1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－ ②CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同，Ca2＋配位数是8，F－的配位数是4 ③密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值) 得分速记 (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。 (5)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。 知识点5混合型晶体——石墨的结构特点 1．晶体模型 2．结构特点——层状结构 (1)同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 (2)层与层之间靠范德华力维系。 (3)石墨的二维结构内，每个碳原子的配位数为3，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。 3．晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 4．性质：熔点很高、质软、易导电等。 知识点6过渡晶体 纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 (1)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由表中数据可知，以上4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 (2)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。 (3)像第三周期后几种元素的氧化物如P2O5、SO3、Cl2O7等都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小了，而且共价键也不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。 知识点7四种晶体的性质与判断 1．四种晶体类型比较 类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子和自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂 导电、传热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 2．晶体熔、沸点的比较 1)不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点 很低。 2)同种晶体类型熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>NaCl>CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔、沸点越高，硬度越大。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。 3．晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。 ②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。 (2)依据物质的类别判断 ①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。 ②共价晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。 ②共价晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。 ②共价晶体的硬度大。 ③分子晶体的硬度小且较脆。 ④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 考向1常见晶体的结构与性质 例1(2025·浙江省金华市高三二模)冰晶石(Na3AlF6)的晶胞结构如下图所示。下列说法正确的是( ) A．Na3AlF6晶体属于混合型晶体 B．与浓硫酸共热，可产生HF气体 C．Cl原子的3p能级给出电子对能力比F原子的2p能级弱，故不存在Na3AlCl6 D．Na3AlCl6晶体中，Al原子中的2d、3s、3p等轨道进行杂化形成6个杂化轨道 【答案】B 【解析】A项，冰晶石(Na3AlF6)是由Na+和AlF63-离子构成的离子晶体，A错误；B项，冰晶石(Na3AlF6)与浓硫酸(难挥发性酸)共热时，发生反应2Na3AlF6+3H2SO4(浓)Al2(SO4)3+6NaF+6HF↑，可以产生HF气体，这是利用了难挥发性酸制取易挥发性酸的原理，B正确；C项，不存在Na3AlCl6主要是因为Al3+与Cl-形成的配位键稳定性相对较弱，且Cl-半径较大，空间位阻较大等原因，C错误；D项，Al是13号元素，其电子排布式为1s²2s²2p63s²3p1，不存在2d轨道，D错误；故选B。 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省第一届NBchem三模)某合金的结构如图所示，其中b是有序的结构，a是无序的分布。 下面说法正确的是( ) A．a→b的过程需要进行加热 B．(a)中每个小球可以表示为：Cu3/4Au1/4 C．该合金可以溶于浓硝酸 D．该合金的熔沸点和硬度均高于原金属 【答案】B 【解析】A项，当物质从有序(分子间紧密)状态转为无序(分子间松散)状态时，需吸收热量破坏原有结构，故a→b的过程为放热过程，A错误；B项，根据均摊法可知，晶胞中Cu的个数为，晶胞中Au的个数为，晶体化学式为Cu3Au，(a)中每个小球可以表示为：Cu3/4Au1/4，B正确；C项，该合金中Au不与浓硝酸反应，C错误；D项，该合金的熔沸点低于原金属，硬度均高于原金属，D错误；故选B。 【变式训练2·变载体】(2025·浙江省温州市高三二模)Li、N形成的一种化合物的结构如图1所示为，下列说法不正确的是( ) A．该化合物的化学式为Li3N B．冶炼金属锂的时，不能用氮气作为保护气 C．将该物质投入热的浓NaOH溶液中能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 D．图2为该化合物的一个晶胞 【答案】D 【解析】A项，根据均摊原则，晶胞中Li原子数 、N原子数为，该化合物的化学式为Li3N，故A正确；B项，Li、N能形成的化合物Li3N，冶炼金属锂时，不能用氮气作为保护气，故B正确；C项，Li3N在热的浓NaOH溶液中发生水解反应生成氢氧化锂和氨气，故C正确；D项，晶胞是晶体结构的最小重复单元，图2无法在三维空间中堆叠，所以图2不是该化合物的一个晶胞，故D错误；故选D。 【变式训练3·变考法】(2025·浙江省宁波市高三二模)CuFeS2中嵌入后形成的化合物X可以用作二次电池正极材料。X的晶胞投影图如图1、图2所示。已知X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，下列说法不正确的是( ) A．X的晶胞可表示为上图3 B．该晶胞中与硫离子距离最近且等距离的钠离子有6个 C．充电时，从X晶体中脱嵌，X发生氧化反应 D．X在空气中加热可能生成Cu2O和Fe3O4 【答案】B 【解析】CuFeS2中嵌入Na+后形成的化合物X，X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，在CuFeS2晶体中，S为-2价，Cu为+2价，Fe为+2价，嵌入Na+后形成的化合物X，X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，则S化合价和Fe的化合价不变，Cu由+2价变化为+1价，同时嵌入的Na+让化合物呈现电中性，X的化学式为NaCuFeS2。A项，X的化学式为NaCuFeS2，上图3晶胞中有S原子2个，Fe与Cu各1个，Na为1个，化学式符合NaCuFeS2，A正确；B项，由图可知，该晶胞中与硫离子距离最近且等距离的钠离子有3个，B错误；C项，充电时，Na+从X(NaCuFeS2)晶体中脱嵌生成CuFeS2，Cu的化合价升高，X发生氧化反应，C正确；D项，X为NaCuFeS2，在空气中加热可能生成稳定的氧化物Cu2O和Fe3O4，D正确；故选B。 考向2晶体熔沸点高低的比较 例2下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 D．生铁>纯铁>钠 【答案】B 【解析】A项，同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅<碳化硅，A错误；B项，均为离子晶体，因离子半径F-<Cl-<Br-，离子晶体中离子键作用力逐渐减弱，熔、沸点高低顺序应为NaF<NaCl<NaBr，B错误；C项，邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键，使熔沸点偏低，而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键，使熔沸点偏高，故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高，C错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，D错误；故选B。 思维建模 晶体熔、沸点的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 (2)相同类型晶体 ①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 ②离子晶体：a.晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。b.阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 (3)离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高 【变式训练1·变载体】下列各组物质中，按沸点由低到高的顺序排列正确的是( ) A．H2O、H2S、H2Se、H2Te B．CH4、CCl4、CBr4、CI4 C．金刚石、P4、O2 D．碳化硅、二氧化硅、晶体硅 【答案】B 【解析】A项，H2O、H2S、H2Se、H2Te均为分子晶体，H2O分子间存在氢键，熔沸点较高，H2S、H2Se、H2Te分子间为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，因此H2O的沸点最高，A错误；B项，CH4、CCl4、CBr4、CI4均为分子晶体，分子间作用力为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，因此沸点依次升高，B正确；C项，金刚石为共价晶体，P4、O2为分子晶体，共价晶体的沸点高于分子晶体，因此金刚石的沸点最高，C错误；D项，碳化硅、二氧化硅、晶体硅均为共价晶体，原子半径越小，共价键键能越大，共价晶体的沸点越高，由于半径C＜Si，Si-C的键长＜Si-Si的键长，因此Si-C的键能＞Si-Si的键能，故沸点SiC＞Si，D错误；故选B。 【变式训练2·变题型】下面的排序不正确的是( ) A．晶体熔点由低到高：CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4 B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 C．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al D．熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI 【答案】C 【解析】分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高，则晶体熔点由低到高的顺序为CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4，故A正确；键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C－C＜C－Si＜Si－Si，则硬度由大到小为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故B正确；金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越大，则熔点由高到低为Al＞Mg＞Na，故C错误；离子半径越小、离子键越强，F、Cl、Br、I的离子半径在增大，则熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，故D正确。 【变式训练3·变考法】 (2025·浙江省金华十校高三模拟)根据以下三种物质的结构，下列说法正确的是( ) A．三种物质的沸点：Z＞Y＞X B．水中的溶解性：Y＞Z C．与金属Na反应的剧烈程度：Y＞X D．键角：Y中的C-S-H＞X中的C-O-H 【答案】C 【解析】A项，X中含有三个羟基，可以形成分子间氢键，沸点比Y大，Z属于盐，沸点最大，则三种物质的沸点：Z＞Y＞X，A错误；B项，Z属于钠盐，易溶于水，则水中的溶解性：Z＞Y，B错误；C项，S的非金属性较弱，则S—H键更容易断裂，更容易和钠反应，C正确；D项，两个分子中，S和O的价层电子对相同，孤电子对也相同，但O的电负性比S大，则X中电子对之间的斥力更大，键角更大，D错误；故选C。 ( ) 考点三 配位键、配合物、超分子 知识点1 配位键的形成及配合物的性质 1．孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 2．配位键 (1)配位键定义：属于“电子对给予－接受”键，由一个原子提供孤电子对与另一个接受孤电子对的原子形成的共价键。配位键属于σ键。 (2)配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 (3)成键的性质：共用电子对对两个原子的电性作用。 (4)配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。 (5)配位键的形成条件： ①配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 ②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 3．配合物 如[Cu(NH3)4]SO4： (1)中心原子：提供轨道接受孤对电子的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又叫中心离子)，过渡元素最常见，如：Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋。 (2)配位体：含有并提供孤电子对的分子或离子，即电子对的给予体。常见的配位体：H2O、NH3、SCN－、CO、N2、X－、OH－、CN－。 (3)配位原子：配体中提供孤对电子的原子叫配位原子，如：H2O中的O原子，NH3中的N原子。 (4)配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子，如：[Cu(NH3)4]2＋、[Ag(NH3)2]＋。 (5)配位数：作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目，即形成的配位键的数目称为配位数。如：[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]＋的配位数为2。 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和。 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的阳离子(或阴离子)称为外界，如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2＋，外界是SO，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。 即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2＋＋SO，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3。 得分速记 (1)单核配体的确认要注意是否带有电荷，如F－、Cl－等，如配合物[CoCl(NH3)5]Cl2，中心离子为Co3＋，配体是Cl－和NH3，而不是氯原子。 (2)有关配合物的结构示意图，不考虑空间结构，但要注意配体中的配位原子一定要与中心原子或中心离子直接相连。如[Cu(NH3)4]2＋中NH3中N原子为配位原子，所以N原子必须要与铜离子直接相连。 (3)有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 (4)配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 (5)含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 4．螯合物 螯合物是配合物的一种，具有环状结构的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合，螯合物中配体数目少，形成环状结构较简单配合物稳定，而且形成的环越多越稳定，其中以五元环或六元环最为稳定。在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。 例：乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物： 乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。 氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物： 其中Cu2+离子的配位数仍旧是4，氧提供孤电子对与中心离子配位，又有负电荷可以中和中心离子的正电荷，生成中性分子的“内配盐”。 5．配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- (2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显红色。 (3)稳定性增强。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。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 6．配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 (1)在生命体中的应用 (2)在生产生活中的应用 (3)在医药中的应用——抗癌药物、。 知识点2 超分子 1．定义：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．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。 4．分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 5．超分子特征： (1)分子识别：通过尺寸匹配实现分子识别。 (2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。 6．应用实例 (1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”，再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 (4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。 7．超分子的未来发展 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。 考向1 配位键、配合物性质类 例1(2025·浙江省嘉兴市高三三模)[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品。实验室可利用CoCl2制取该配合物：2CoCl2+2HCl+12NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。已知[Co(NH3)6]3+正八面体的空间结构如图，下列说法不正确的是( ) A．[Co(NH3)6]3+中含有极性键、配位键和氢键 B．[Co(NH3)6]3+中∠N-Co-N有两种不同大小的键角 C．NH3、H2O与Co3+形成配离子的稳定性：NH3＞H2O D．若[Co(NH3)6]3+中两个被替代，得到的[Co(NH3)4Cl2]+有2种结构 【答案】A 【解析】[Co(NH3)6]Cl3是配合物，中心离子为Co3+，NH3为配体，N为配位原子，配位数为6。A项，[Co(NH3)6]3+中NH3的N-H键为极性键，NH3与Co3+间为配位键，没有氢键，A错误；B项，由图可知，NH3与中心离子Co3+的空间构型为正八面体形，∠N-Co-N在正方形平面内键角为90°，竖直与平面键角为90°，竖直方向键角为180°，B正确；C项，O的电负性比N强，原子核对外层电子的吸引能力强，因此O不易提供孤电子对形成配位键，故NH3形成配离子的稳定性强于H2O，C正确；D项，正八面体的6个顶点完全相同，[Co(NH3)4Cl2]+的空间结构有2种，、，D正确；故选A。 思维建模 判断配体及配位原子的方法 (1)分析配合物的内界，提供孤电子对的离子或分子为配体，可以是中性分子或阴离子，如H2O、NH3、Cl-、OH-等。 (2)分析配体的组成元素，一般是电负性较小的原子提供孤电子对。配位原子必须是含有孤对电子的原子，通常是第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子，如NH3中的N原子、H2O中的O原子等。 【变式训练1·变载体】配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物，如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2= 2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。下列说法正确的是( ) A．该配位化合物的配位数为5 B．提供孤电子对的成键原子是N和Cl C．[Co(NH3)5Cl]2+中存在配位键、共价键和离子键 D．氧化剂H2O2是非极性分子 【答案】B 【解析】配位化合物[Co(NH3)5Cl]Cl2的内界为[Co(NH3)5Cl]2+，中心离子为Co3+，5个NH3和1个Cl-是配体，该配位化合物的配位数为6，A错误；[Co(NH3)5Cl]2+中，中心离子Co3+提供空轨道，N和Cl提供孤电子对，B正确；[Co(NH3)5Cl]2+中氨气分子内存在N—H共价键，Co3+与氨分子之间形成配位键，Co3+与Cl-之间也形成配位键，则[Co(NH3)5Cl]2+中有配位键、共价键，C错误；H2O2分子结构不对称，正电中心与负电中心不重合，为极性分子，D错误。 【变式训练2·变题型】W可与Cu2+形成化合物Q，Q的结构如图所示，下列说法错误的是( ) A．C、N、O均能与H形成既含极性键又含非极性键的分子 B．W与结合前后，N原子的杂化方式未发生变化 C．与Cu原子未成对电子数相同的同周期元素有3种 D．Q中的作用力有配位键、共价键、氢键 【答案】C 【解析】A项，C、N、O与H分别可以形成CH3CH3、N2H4、H2O2三种分子，既含极性键又含非极性键，A正确；B项，W与Cu2+结合前，N原子为sp2杂化，含有孤电子对，Cu2+中含有空轨道，与W中N原子形成配位键，N原子仍为sp2杂化，杂化方式没有发生变化，B正确；C项，Cu的价电子排布式为3d104s1，未成对电子数为1，同周期元素中未成对电子数为1的元素分别为K、Sc、Ga、Br，共4种元素，C错误；D项，Q中含有C-C、C-H、C-O、N-O等共价键，Cu原子和N、O原子之间为配位键，O氧原子和H原子之间形成分子内氢键，D正确；故选C。 【多步骤反应流程与配合物融合】【变式训练3】(2025·浙江省诸暨市三模，17)(3)以生产感光材料的过程中生产中产生的含AgBr的废液为原料，制备单质银的一种工艺流程如下图所示： 已知：Ag+可与S2O32-结合生成稳定的[Ag(S2O3)2]3-。 ①已知NH2OH与NH3类似，具有碱性，请写出其水溶液中主要存在的阳离子 。 ②步骤1中，有无毒无害的气体单质，请写出步骤1中AgBr与NH2OH反应的化学方程式是 。 ③操作1、操作2均为 ，步骤2中，加入稍过量的Na2S2O3溶液的目的是 ，若省去操作1，直接加入Na2S2O3溶液，缺点是 。 (4)(CN)2、(SCN)2等物质具有与卤素单质类似的性质，称为拟卤素，其对应的CN-、SCN-称之为拟卤离子，已知氧化性：I2>(CN)2. ①(SCN)2为链状结构，分子中每个原子均满足8e-，请写出(SCN)2的电子式 。 ②CN-能与Ag+形成稳定的无色离子[Ag(CN)2]-，但在CuSO4溶液中加入NaCN溶液，却生成气体和白色难溶盐沉淀，请写出相应的离子方程式 。 【答案】(3)NH3OH+ 2AgBr+2NH2OH=N2↑+2Ag+2HBr+2H2O 过滤 将AgBr完全/充分转化为[Ag(S2O3)2]3-溶于水而除去，提高产品Ag的纯度 步骤1中有HBr生成，Na2S2O3在酸性条件下不稳定易分解，造成损失 (4) 2Cu2++4CN- =2CuCN↓+(CN)2↑ 【解析】(3)①根据题意NH2OH可发生类似氨气的电离，电离方程式为NH2OH+H2O NH3OH++OH-，则其水溶液中主要存在的阳离子NH3OH+；②无毒无害的气体单质是氮气，该反应中氯化银是氧化剂，NH2OH是还原剂，则方程式为：2AgBr+2NH2OH=N2↑+2Ag+2HBr+2H2O；③根据流程可知，操作1、操作2都是分离固体和液体，则操作1、操作2均为过滤；根据题意Ag+可与S2O32-结合生成稳定的[Ag(S2O3)2]3-，则步骤2中，加入稍过量的Na2S2O3溶液的目的是：将AgBr完全/充分转化为[Ag(S2O3)2]3-溶于水而除去，提高产品Ag的纯度；结合①可知，操作1会生成HBr，且HBr可以和Na2S2O3反应，则若省去操作1，直接加入Na2S2O3溶液，缺点是：步骤1中有HBr生成，Na2S2O3在酸性条件下不稳定易分解，造成损失； (4)①(SCN)2分子中每个原子均满足8e-，则(SCN)2的电子式；②(CN)2具有与卤素单质类似的性质，其对应的CN-，在CuSO4溶液中加入NaCN溶液，却生成气体和白色难溶盐沉淀，说明铜离子和CN-发生氧化还原反应生成CuCN和(CN)2，方程式为：2Cu2++4CN- =2CuCN↓+(CN)2↑。 考向2 超分子的结构、性质及其应用 例2(2025·浙江省宁波市镇海中学高三首考模拟测试)法国科学家Jean-Marie  Lehn是1987年的诺贝尔化学奖获得者，他首次提出了“超分子化学”这一概念，他指出：“基于共价键存在着分子化学领域，基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学”。“18-冠-6”是一种常见的冠醚，具体合成方式如下，下列有关叙述不正确的是( ) A．此反应为取代反应 B．相同条件下用代替，产率大于 C．冠醚有较大的内部空腔，可以与某些碱金属离子络合 D．冠醚属于醚类物质，与甲醚的性质有相似之处，不与活泼金属反应 【答案】B 【解析】通过观察反应式，可知反应物脱去2分子HCl，生成“18-冠-6”。A项，取代反应的概念原子或原子团取代分子上的原子或原子团，观察反应式，符合概念，故A正确；B项，如果用T2代替KOH，观察反应式知道反应生成T2，反应难以正向进行，所以产率不会大于40%，故B错误；C项，冠醚有较大的内部空腔，分子具有识别和自组装的功能，可以与某些碱金属离子络合，故C正确；D项，冠醚含有醚键，所以属于醚类物质，与甲醚的性质有相似之处，不与活泼金属反应，故D正确；故选B。 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)实验室将KF溶入18-冠-6 (结构如图1)的乙腈(CH3CN)溶液中可轻松实现氯的取代，反应过程如图2所示： 下列说法不正确的是( ) A．18-冠-6可循环使用 B．KF与18-冠-6形成的化合物熔点比KF低 C．KF与18-冠-6形成化合物的过程体现超分子自组装的特征 D．相同条件下，比更快被取代生成相应的氟化物 【答案】C 【解析】A项，18-冠-6是一种可以循环使用的化学物质，A正确；B项，KF与18-冠-6形成的化合物中阳离子半径更大，离子晶体熔点由离子所带电荷量及离子半径决定，电荷量越多，离子半径越小，熔点越高，B正确；C项，KF与18-冠-6形成化合物的过程体现超分子的分子识别特征，C错误；D项，中C-Br键较中C-Cl键更容易断裂，则相同条件下，用代替 参与上述反应，反应速率会加快，D正确； 故选C。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练2】(2025·陕西省渭南市高三一模)某种超分子的结构如图所示(已知：-Me为甲基)。下列说法正确的是( ) A．电负性：F>O>N>H>C B．该超分子中涉及的元素均为元素周期表p区元素 C．超分子具有分子识别和自组装的特征 D．该超分子形成的B—N配位键中，B原子提供孤电子对 【答案】C 【解析】A项，电负性：F>O>N >C>H，A项错误；B项，H元素属于元素周期表区元素，B项错误；C项，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，具有分子识别和自组装的特征，C项正确；D项，该超分子形成的B-N配位键中，N原子提供孤电子对，B提供空轨道，D项错误；故选C。 【变式训练3·变考法】 (2025·浙江省兰溪一中选考模拟)冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中加入冠醚，可使氧化反应迅速发生，原理如图。 下列说法错误的是( ) A．冠醚由于相对分子质量较大，可以看成是一类超分子 B．冠醚与结合后将MnO4 -带入烯烃中，MnO4 -与烯烃充分接触而迅速反应 C．烯烃在冠醚中的溶解度大于在水中的溶解度 D．通过配位键与冠醚相结合 【答案】A 【解析】A项，超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，冠醚是单独的一个分子结构，不是超分子，A错误；B项，冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，冠醚与K+结合后将MnO4 -带入烯烃中，MnO4 -与烯烃充分接触而迅速反应，B正确；C项，烯烃和冠醚的极性都很小，根据相似相溶原理知，烯烃可溶于冠醚，而水分子的极性较大，烯烃难溶于水，C正确；D项，冠醚中氧原子提供孤电子对，K+提供空轨道，两者通过配位键形成超分子，D正确；故选A。 1．(2025·浙江1月卷，4，3分)根据元素周期律，下列说法不正确的是( ) A．第一电离能：N＞O＞S B．化合物中键的极性：SiCl4＞PCl3 C．碱性：LiOH＞KOH D．化合物中离子键百分数：MgO＞Al2O3 【答案】C 【解析】A项，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：N＞O＞S，A正确；B项，已知同一周期从左往右元素的电负性依次增大，电负性Si＜P＜Cl，电负性差值越大，键的极性越大，故化合物中键的极性：SiCl4＞PCl3，B正确；C项，同一主族从上往下元素的金属性依次增大，金属性Li＜K，故碱性：LiOH＜KOH，C错误；D项，已知同一周期从左往右元素的电负性依次增大，即电负性Mg＜Al，故Mg与O的电负性差值＞Al与O的电负性差值，电负性差值越大离子键百分数越大，故化合物中离子键百分数：MgO＞Al2O3，D正确；故选C。 2．(2025·浙江1月卷，13，3分)某化合物Fe(NH3)2Cl2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．NH3与二价铁形成配位健 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FeCl2高 【答案】D 【解析】A项，由图可知，Fe(NH3)2Cl2晶体中存在离子键、配位键、分子间作用力，具有分子晶体和离子晶体的特性，属于混合晶体，A正确；B项，NH3与二价铁通过配位健形成[Fe(NH3)2]2+，B正确；C项，Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀，方程式为Fe(NH3)2Cl2+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl，C正确；D项，Fe(NH3)2Cl2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，Fe(NH3)2Cl2热稳定性小于FeCl2，D错误；故选D。 3．(2025·浙江1月卷，17)(2)某化合物的晶胞如图。 ①化学式是 ； ②将0.01mol该化合物加入到含少量石蕊的10mLH2O中，实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推测)。 (3)两分子H3PO4(Ka3=4.8×10-13)脱水聚合得到一分子H4P2O7(Ka3=2.0×10-7)，从PO43-、HP2O73-的结构角度分析Ka3差异的原因 。 【答案】(2) Ca3PCl3 溶液变蓝，有气体放出 (3) H3PO4中含有1个非羟基氧，H4P2O7含有2个非羟基氧，非羟基氧越多越易电离出氢离子 【解析】(2)①根据均摊原则，晶胞中Cl原子数、P原子数、Ca原子数，所以化学式是Ca3PCl3；②Ca3PCl3中P显-3价，将0.01mol该化合物加入到含少量石蕊的10mLH2O中，反应生成氯化钙、氢氧化钙、PH3气体，溶液呈碱性，实验现象是溶液变蓝，有气体放出。(3)H3PO4中含有1个非羟基氧，H4P2O7含有2个非羟基氧，非羟基氧越多越易电离出氢离子，所以H4P2O7的Ka3大于H3PO4的Ka3。 4．(2024·浙江省6月卷，17，10分)氧是构建化合物的重要元素。请回答： (1)某化合物的晶胞如图1，的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式 。 (2)下列有关单核微粒的描述正确的是_______。 A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种 B．Na的第二电离能的第一电离能 C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2 D．Fe原子变成Fe+，优先失去轨道上的电子 (3)化合物和的结构如图2。 ①和中羟基与水均可形成氢键()，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说明理由 。 ②已知、钠盐的碱性NaC＞NaD，请从结构角度说明理由 。 【答案】(1)12 K3ClO K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O (2)AB (3)HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键长大于O—H键，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水解能力大于D-，碱性NaC＞NaD 【解析】(1)由晶胞结构知，Cl位于8个顶点，O位于体心，K位于面心，1个晶胞中含Cl：8×=1个、含O：1个、含K：6×=3个，该化合物的化学式为K3ClO；由图可知，Cl-的配位数为=12；该化合物可看成KCl∙K2O，故该化合物与足量NH4Cl溶液反应生成KCl和NH3∙H2O，反应的化学方程式为K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O。(2)A项，根据原子核外电子排布规律，基态Ar原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种，A项正确；B项，Na的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量，Na+和Ne具有相同的电子层结构，Na+的核电荷数大于Ne，Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne的，故Na的第二电离能＞Ne的第一电离能，B项正确；C项，Ge的原子序数为32，基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C项错误；D项，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，Fe原子变成Fe+，优先失去4s轨道上的电子，D项错误；故选AB。(3)①O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA；②HC、HD钠盐的碱性NaC＞NaD，说明酸性HC＜HD，原因是：S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键长大于O—H键，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水解能力大于D-，钠盐的碱性NaC＞NaD。 5．(2022·浙江省1月卷，26，4分)回答下列问题： (1)两种有机物的相关数据如表： 物质 HCON(CH3)2 HCONH2 相对分子质量 73 45 沸点/℃ 153 220 HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是____________________________________。 (2)四种晶体的熔点数据如表： 物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点/℃ -183 -90 -127 ＞1000 CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是________________。 【答案】(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低。 (2)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。 【解析】(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低；(2)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。 38 / 42 学科网（北京）股份有限公司 $$