内容正文:
化学 选择性必修2 物质结构与性质 RJ 新题型版
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第三章素养检测
刷速度
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主讲老师
1.[山东青岛2025期中]下列有关说法不正确的是( )
C
A.新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展,可实现100万安培等离子体电流下的高
约束模式运行,等离子体是一种特殊的气体,含有带电粒子,整体呈电中性
B.中国科研团队宣布成功构架光量子计算机原型机“九章三号”,其中扮演重要角色的半导体材
料硅和氮化硅属于共价晶体
C.光量子计算机原型机“九章三号”用的超导材料铝、铜均属于金属晶体,存在离子键
D.长二丁一箭41星发射成功,刷新了我国一次发射卫星数量最多的纪录,其使用的推进剂四氧化
二氮和偏二甲肼均属于分子晶体
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解析 等离子体是一种特殊的气体,含有电子、阳离子和电中性粒子,整体呈电中性,A正确;
和都是由原子以共价键相互结合形成三维骨架结构的晶体,属于共价晶体,B正确;、
是由金属阳离子与自由电子构成的金属晶体,存在金属键,不存在离子键,C错误;四氧化二氮
和偏二甲肼沸点较低,均属于分子晶体,D正确。
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2.[河南周口2024开学考]下列有关晶体的说法中一定正确的是( )
B
①共价晶体中只存在非极性共价键
②稀有气体形成的晶体属于共价晶体
③干冰晶体升华时,分子内共价键会发生断裂
④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
⑤分子晶体的堆积方式均为分子密堆积
⑥离子晶体和金属晶体中均存在阳离子,但金属晶体中却不存在离子键
⑦金属晶体和离子晶体都能导电
A.①③⑦ B.只有⑥ C.②④⑤⑦ D.⑤⑥
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解析 共价晶体中也可能存在极性键,如 为共价晶体,晶体中存在极性共价键,①错误;稀
有气体分子属于单原子分子,形成的晶体属于分子晶体,②错误;干冰属于分子晶体,升华时破
坏的是分子间作用力,不是共价键,③错误;金属元素与非金属元素形成的化合物不一定是离子
化合物,如氯化铝是共价化合物,④错误;分子晶体的堆积方式不一定为分子密堆积,如冰融化
变成水时体积变小,冰晶体中水分子未采取密堆积方式,⑤错误;离子晶体是由阴、阳离子相互
作用而形成的晶体,金属晶体是金属原子之间通过金属键结合而形成的晶体,金属键为金属阳离
子和自由电子之间存在的相互作用,所以离子晶体和金属晶体中均含有阳离子,但金属晶体中不
存在离子键,⑥正确;固态离子晶体中没有自由移动的离子,不能导电,熔融状态下离子键被破
坏,有自由移动的离子,能导电,金属晶体中存在自由移动的电子,能导电,⑦错误。选B。
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3.有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
D
A.在晶体中,周围最近且等距的 有6个
B.在晶体中,每个晶胞平均占有4个
C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数比为
D.该气态团簇分子的分子式为或
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解析 以位于晶胞顶角的为例,在晶体中,顶角周围最近且等距的 位于相连的6条
棱的棱心,有6个,即周围最近且等距的有6个,A正确;在晶体中, 位于晶胞的
顶角和面心,晶胞中含有的个数为 ,B正确;在金刚石晶体中,每个碳原子
形成4个共价键,每两个碳原子形成一个共价键,则平均每个碳原子形成的共价键个数为
,所以在金刚石晶体中,碳原子数与碳碳键数之比为 ,C正确;由题图可知,1个气
态团簇分子中含有4个原子、4个原子,分子式为或 ,D错误。
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4.[黑龙江大庆2025质量检测] 晶体的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是( )
C
A.阴、阳离子个数比为
B.晶体中周围最近且等距的 的数目为12
C.若晶胞棱长均为,则和之间的最短距离为
D.阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中
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解析 在晶胞中,位于顶点和面心,个数为, 位于棱心和体心,个数为
,阴、阳离子个数比为,A正确;1个晶胞中,以体心 为例,12个棱心
上距离其最近且等距,则晶体中周围最近且等距的的数目为12,B正确;与
之间的最短距离等于晶胞面对角线长的一半,即 ,C错误;由晶胞结构可知,晶胞体心的
阳离子位于由阴离子构成的正八面体空隙中,D正确。
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5.[湖南常德2025月考]有一种蓝色晶体可表示为
呈价,研究表明其结构特性是、 分别占据立方体的顶点
且自身互不相邻,而 位于立方体的棱上,其晶体中的阴离子结构如图
所示,下列说法错误的是( )
D
A.该晶体是离子晶体
B.图示结构不是一个晶胞
C.晶体中与个数比为
D.若离子位于上述立方体的体心,立方体的棱长为, 的相对原子
质量为,则晶体密度为
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解析 根据题意,该晶体由阴、阳离子构成,属于离子晶体,A正确;晶胞是构成晶体的基本单
元,可以由晶胞前后、左右、上下平移得到相同结构并能无隙并置,该结构中与 在顶点
上间隔排列,不能无隙并置,故不是一个晶胞,B正确;由题图可知,与 均分布于立方
体顶点位置且个数相等,可得晶体中与个数比为 ,C正确;根据题图结构可知,
、、的个数比,又由题给的化合价为 价,
得晶体的化学式可表示为,则每个立方体平均含有0.5个 ,晶体密度为
,D错误。
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6.[陕西咸阳实验中学2024高二月考]磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石
墨类似,也具有层状结构,单层黑磷叫黑磷烯,其结构如图甲所示。为大幅度提高锂电池的充电
速率,科学家研发了黑磷-石墨复合负极材料,其单层结构俯视图如图乙所示。下列说法错误的
是( )
C
A.黑磷与石墨都属于混合型晶体
B.黑磷区中 键能不完全相同
C.复合材料单层结构中, 原子与C原子之间的作用力为范德华力
D.黑磷烯中最小的环为六元环,每个环平均含有2个 原子
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解析 由题意知黑磷与石墨类似,同层 原子之间以共价键相结合,层与层之间以范德华力相结合,
故黑磷属于混合型晶体,A正确;由题图甲知黑磷烯中 键长不完全相同,键长越大,键能越
小,则黑磷区中键能不完全相同,B正确;由题图乙可知,复合材料单层结构中, 原子与C
原子之间的作用力为共价键,C错误;由题图甲可知,黑磷烯中最小的环为六元环,每个 原子被
三个六元环共用,每个环平均含有原子的个数为 ,D正确。
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7.[江苏无锡一中2025高二月考]现有三种组成均为 的配合物,甲为亮绿色,乙为暗
绿色,丙为紫色。取相等物质的量的甲、乙、丙分别完全溶于适量蒸馏水中,再分别加入足量的
溶液,析出的的物质的量之比为。已知 的配位数为6,下列说法正确的是
( )
D
A.相关元素的原子半径:,第一电离能:
B.三种配合物互为同素异形体,铬元素都显 价
C.甲中含阳离子,该阳离子中含有 键
D.乙中配位原子有和,两者物质的量之比为
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思路导引
由题知向等物质的量的甲、乙、丙配成的溶液中滴入足量的 溶液,产生白色沉淀的物质的
量之比为,则可推知甲、乙、丙3种配合物的外界数目之比为,又知 的配位
数为6,故得甲(亮绿色)、乙(暗绿色)、丙(紫色)的化学式分别为 、
、 。
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解析 同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则
原子半径:;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但最外层 轨道半充满,
的第一电离能大于相邻元素 ,A错误。同种元素形成的不同单质互为同素异形体,而三种配合
物是化合物,B错误。由思路导引知甲的化学式为 ,所含阳离子为
,1个水分子中含有2个 键,配位键也属于 键,则 该阳离子中含有
键,C错误。乙的化学式为,配位原子有4个
和2个,两者物质的量之比为 ,D正确。
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8.[山东百校2025联考]冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,例
如能增大酸性 溶液与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大,两者结合能力越强。
碱金属离子
结合常数
冠醚 (直径: ) (直径: )
冠醚A(空腔直径: ) 199 1 183
冠醚B(空腔直径: ) 371 312
下列说法正确的是( )
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A.冠醚通过与结合将带入有机相,从而增大 与环己烯的反应速率
B.结合常数的大小与碱金属离子直径有关,与冠醚空腔直径无关
C.如图所示的实验中
D.为增大酸性 溶液与环己烯的反应速率,选择冠醚B比冠醚A更合适
√
√
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解析 冠醚通过与结合将带入有机相,增大 与环己烯的接触面积,从而增大反应速
率,A正确;从题表中数据可以看出,冠醚的空腔直径与或 直径接近时,结合常数大,由
此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径均有关,B错误;①中加入冠醚A后,
部分与冠醚A结合,,由题表数据可知,冠醚A与 的结合常数大,结合能
力强,因此加入固体后,与冠醚A结合的 几乎被完全释放,冠醚与碱金属离子结合的反应
是可逆的,仍有部分与冠醚A结合,②中 最小,则如题图所示的实验中
②,C正确;由表格数据可知, 与冠醚A的结合常数更大,结合能力更强,
则选择冠醚A比冠醚B更合适,D错误。
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9.如图为晶胞截面,已知属于立方晶体,假设晶胞棱长为。下列关于 晶胞的描述
错误的是( )
B
A.每个晶胞中含有的 数目为4
B.与距离最近且相等的 有8个
C.该晶胞中两个距离最近的和的核间距为
D.晶体的密度为表示阿伏加德罗常数的值
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解析 由题图可知,硫离子位于晶胞的顶角和面心,每个晶胞中个数为 ,A正
确;位于构成的正四面体空隙中,每个晶胞中个数为4,与 距离最近且相等的
有4个,B错误;与顶角距离最近的位于晶胞体对角线的 处,则二者的核间距为
,C正确;晶体密度 ,D正确。
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10.[江西宜春2025高二月考改编]Ⅰ.铜的硫化物结构多样。某种铜的硫化物含有过硫键,其晶
胞结构如图甲,“ ”表示 。
甲
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(1)基态 的价层电子排布式为_____。
解析 是29号元素,基态原子的电子排布式为,则基态 的价层电子排布式
为 。
(2)图甲晶胞中 _____;图甲晶体中粒子间作用力有____(填序号)。
.氢键.离子键.共价键 .金属键
解析 由题图甲中晶胞结构图可知晶胞中有4个位于棱上,8个位于顶点,则 个数为
,再根据俯视图可知晶胞中有2个位于体内,6个 位于体内,
设个数为,个数为,则 ,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0,
可得,解得,,故 ;题图甲所示晶体
中存在阴、阳离子,故有离子键,中2个原子间存在共价键,、 正确。
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Ⅱ.镍能形成多种不同的化合物。
(3)图乙是镍的一种配合物结构,图丙是镍的一种氧化物的结构,下列说法中不正确的是____
(填序号)。
BC
A.图乙中,电负性:
B.图乙分子中存在的化学键有共价键、配位键、氢键
C.图丙是氧化镍 的一个晶胞
D.氧化镍中、 的配位数都是6
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解析 元素非金属性越强,电负性越大,故电负性: ,A正确;氢键不是化学键,
B错误;晶胞是构成晶体的基本单元,可以前后、左右、上下平移得到相同结构并能无隙并置,
题图丙所示结构中与 在顶点上间隔排列,不能平移后无隙并置,故不是一个晶胞,C错误;根
据题图丙所示结构,周围最近且等距的有6个,如图: ,同理 周围最近
且等距的也有6个,、 的配位数都是6,D正确。
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Ⅲ.(4)一定温度下,蒸气中存在双聚分子,其结构如图丁所示, 双聚分子中
含___ 配位键,标“*”的氯原子采取_____杂化。
2
丁
解析 双聚分子中,每个铁原子与三个氯原子形成共价单键,铁原子可提供空轨道,另一个
氯原子可以提供孤电子对,二者可以形成配位键,结构如图所示: ,其中箭头表示配
位键,则双聚分子中含有 配位键,标“*”的氯原子有2个孤电子对,价层电子对数为
,则采取 杂化。
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(5)B和 形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高纪录,该化合
物的晶体结构单元如图戊所示,该结构为正六棱柱,6个B原子分别位于6
个三棱柱体心。则B原子与原子间的最短距离为_ ________
(用含、 的代数式表示)。
解析 由晶胞结构可知B原子到顶面的垂直距离为 ,构建三角形,如图: ,
,,则 。
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11.太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位。
(1)我国科学家制备了一种太阳能电池,其结构如图甲,其中 是光电转换
层, 玻璃为导电玻璃。
甲
40
①基态 的价层电子排布式为______。
解析 基态的价层电子排布式为,则基态的价层电子排布式为 。
②C、、、 的第一电离能从大到小的顺序为______________。
解析 同周期主族元素从左往右,第一电离能呈增大趋势,由于的 轨道为半满结构,较稳定,
其第一电离能大于,则第一电离能: 。
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(2)钙钛矿材料是与钛酸钙 具备相同晶体结构的一类“陶瓷氧化物”的统称,在太阳
能电池中应用广泛。其化学式一般为,A代表“大半径阳离子”,B代表“金属阳离子”,
代表“阴离子”。常见的A有( )、( )、,等,中 原子的
杂化轨道类型是_____,中存在_____个 键(设 表示阿伏加德罗常数的值)。
解析 是 ,其中 原子失去一个电子,与一个碳原子和三个氢原子形成四个共价键,成
为类似于的形式,因此氮原子的杂化轨道类型为。观察 的结构 ,除碳氮之间存
在双键,其余的均是单键,故1个中含有7个 键,中存在个 键。
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(3)一种立方钙钛矿型晶体 有两种晶胞结构,两种晶胞的三视图分别如图乙、丙
(重叠处仅画出大的粒子), 的配位数均是12。
乙
丙
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①图乙表示晶胞中 的位置为______(填“体心”“顶点”“面心”或“棱心”,下同);图丙
表示晶胞中的位置为______。图乙表示晶胞的晶胞参数为,则与 的最小核间距为
_______ (保留1位小数)。
棱心
面心
278.5
解析 题图乙表示的晶胞中,在体心,在顶点,只有的位置在棱心, 的配位数才能是12,
题图丙表示晶胞中在顶点,在体心,只有的位置在面心, 的配位数才能是12;题图乙表
示晶胞中与的最小核间距为晶胞面对角线长度的一半,即 。
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②晶胞经掺杂后能提高红外辐射效率。若图乙表示晶胞的超晶胞中一个被 代替,则
掺杂后晶体化学式为___________________________________;掺杂后与 的最小核间距略有
减小,其可能的原因是__________________。
(或)
原子半径小于
解析 题图乙表示晶胞的超晶胞中含有8个图乙表示的晶胞,则共8个, 也为8个,
位于面心和棱心,共24个,其中一个被代替,则掺杂后晶体化学式为 ,也可以
写为;掺杂后与的最小核间距略有减小,其可能的原因是 原子半径小于
。
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归纳总结
常见的晶胞投影
(1)用一组光线将物体的形状投射到一个平面上,在该平面上得到的图像称为“投影”。
(2)分类:投影可分为正投影和斜投影。正投影的平行投射线垂直于投影面,平行投射线不垂
直于投影面的称为斜投影。目前我们遇到的题目中所涉及的投影都是正投影。
(3)下列是常见晶胞从上往下的投影图:
【注意】粒子重叠时半径大的投影圈大。
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(4)下列是常见晶胞沿体对角线的投影图:
47
$$