内容正文:
2026届高三一轮复习-------物质结构重点题型分析(原卷版)
题型一、表格实例解释类
1、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
硫酸铜溶液中通入足量氨气,会生成硫酸四氨合铜
和与的配位能力:
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
碱金属中Li的熔点最高
碱金属中Li的半价最小,金属键最强
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
A.A B.B C.C D.D
2.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之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
C
CsCl晶体中与8个配位,而NaCl晶体中与6个配位
比的半径大
D
、、热稳定性逐渐减弱
、、键能依次减小
A.A B.B C.C D.D
3.从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列对事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间存在氢键
B
键角
成键电子对离P越远,成键电子对间的斥力一定越小
C
乙醛羟醛缩合反应的产物为而不是
碳碳双键和碳氧双键形成共轭体系,能量更低
D
不溶于浓硝酸而溶于王水
作为配体形成配合物,增强了的还原性
A.A B.B C.C D.D
4.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
不存在稳定的H3、HCl2、Cl3分子
共价键具有饱和性
B
BeCl2、CO2、均为直线形结构
三种微粒的中心原子均为sp杂化
C
乙酸的质谱图中出现质荷比为120的峰
两个乙酸分子通过氢键缔合形成二聚体
D
向溶液中加入乙醇时析出晶体
乙醇分子的极性小,降低了溶质的溶解度
A.A B.B C.C D.D
5.从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列陈述与相应的解释错误的是
选项
陈述
解释
A
键角:
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力
B
熔沸点:
水分子间存在氢键
C
碱性:
F的电负性大于H,中N难与结合
D
水溶性:
分子极性:顺式甘氨酸铜>反式甘氨酸铜
A.A B.B C.C D.D
6.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
键角:
、键长逐渐减小,成键电子对的斥力逐渐减小
B
活泼性:
碳碳键强度:键键
C
沸点:醋酸硝酸
醋酸可形成分子间氢键,硝酸可形成分子内氢键
D
第一电离能:磷硫
磷原子的轨道处于半充满状态,不易失去电子
A.A B.B C.C D.D
7.物质的结构决定其性质。下列事实与解释相符的是
选项
事实
解释
A
CF4是非极性分子
碳原子处在4个氟原子所组成的正方形中心,键的极性的向量和为零
B
利用“杯酚”可分离C60和C70
超分子具有自组装的特征
C
干冰的熔点低于
2个C=O键的键能之和小于4个Si—O键的键能之和
D
Ge原子间难以形成π键
Ge的原子半径较大,未杂化的p轨道很难重叠
A.A B.B C.C D.D
8.物质的结构决定其性质。下列事实与解释相符的是
选项
事实
解释
A
是非极性分子
C处在4个F原子所组成的正方形中心,键的极性向量和为零
B
原子间难以形成键
的原子半径较大,未杂化的p轨道很难重叠
C
干冰的熔点低于
2个键的键能之和小于4个键的键能之和
D
利用“杯酚”可分离和
超分子具有自组装的特征
A.A B.B C.C D.D
9.结构决定性质,性质反映结构。下列对物质性质的解释错误的是
选项
性质
解释
A
某些金属灼烧时有特征焰色
核外电子受热吸收能量跃迁至较高能级
B
易溶于
和均为非极性分子,相似相溶
C
冰的密度比水小
氢键具有方向性,冰中水分子的空间利用率小
D
晶体具有自范性
晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列
10.(24-25高三上·河北邢台·期末)物质结构决定物质性质。下列从微观视角对物质性质进行的解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
石墨能导电
未参与杂化的电子可在整个石墨中运动
B
易被氧化
的价电子排布式为,易失去1个电子,变成较稳定的半充满结构
C
常温下氮气比较稳定
氮氮三键的键能比较大,难以被破坏
D
三氯乙酸的酸性强于乙酸
氯的电负性较强,使得羧基中的羟基极性增大,更易电离出
A.A B.B C.C D.D
题型二、依托陌生物质,信息提取应用类
1.机械互锁分子是由一个或多个分子结构单元经互锁或互穿等方式相互缠结,而非通过化学键连接在一起所形成的分子。TY型质子化咪唑盐与冠醚形成的机械互锁分子,可形成对匹配的空腔环境,进而负载,进行穿梭运动,实现金属离子对分子穿梭运动行为的调控。
当取代基、不同时,TY型质子化咪唑盐与冠醚的结合常数如下表所示。
H
H
H
H
H
结合常数
1670
1180
5970
3720
下列说法错误的是
A.机械互锁分子对的负载,是冠醚与形成了配位键
B.TY型质子化咪唑盐上的取代基,吸电子效应越强,结合常数越大
C.加入后冠醚在机械互锁分子内的移动受、的推(吸)电子效应的影响
D.负载的机械互锁分子容易向阳离子浓度高的区域穿梭
2.(2024·安徽·二模)新型离子液体表现出特殊的溶解性,广泛用作纤维素溶解、蛋白质结晶、纳米制备等方向的溶剂,其结构如图所示.下列说法错误的是
A.基态氯原子核外电子空间运动状态有9种
B.中含有键的数目为(为阿伏伽德罗常数的值)
C.合成基础原料咪唑()为平面分子,形成的大π键可表示为
D.相较于传统液态有机溶剂,具有难挥发的优点
3.属于共价化合物,可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是
A.的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
B.单体分子的空间结构为直线形
C.二聚体分子中的杂化轨道类型为
D.多聚体分子中存在配位键
4.双缩脲在碱性条件下与生成紫色的配位化合物(阴离子结构如图所示),该原理可用于检验蛋白质。下列说法错误的是
A.的配位数为4
B.该阴离子中的键角:
C.该阴离子中所含非金属元素的电负性:
D.该阴离子中含有的化学键有配位键、极性键
5.一种镍磷化合物催化氨硼烷水解释氢的可能机理如图所示(已知:电负性),其中中间体Ⅱ中与B原子相连的氢原子被水中的羟基取代生成中间体Ⅲ。下列说法错误的是
A.水溶性:氨硼烷>乙烷;沸点:氨硼烷>乙烷
B.用代替作反应物,有生成
C.“中间体I”中上所连接的H不可能分别被P和吸附
D.氨硼烷分子中原子均采取杂化
6.磷与硫可以形成多种化合物,在这些化合物分子中磷的相对位置与白磷分子相似,某种火柴的成分之一是三硫化四磷,其分子结构如图所示。下列说法正确的是
A.分子的键角为
B.第一电离能:
C.分子中所有P的杂化方式都是
D.分子中极性键与非极性键的个数比为2:1
7.下列有关化学概念或性质的说法正确的是
A.因为中心原子的孤电子对数不同,所以的键角小于的键角
B.三氯乙酸的分子间作用力大于三氟乙酸,所以三氯乙酸的酸性大于三氟乙酸
C.乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂,所以乙醇能与氢氧化钠反应
D.离子液体是含有自由移动的离子的溶液,具有良好的导电性
题型三、晶胞类
(1) 、基础计算、坐标
1.下列说法中正确的是
A.从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B.元素Ge位于周期表第四周期IVA族,核外电子排布式为[Ar]4s24p2,属于P区
C.HF晶体沸点高于HCl,是因为HCl共价键键能小于HF
D.某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或FE
(2025·河北唐山·一模)阅读以下材料,完成下列问题。
北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素,具有高离子电导率,在给电池快速充电时,固态电解质表面的可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为和,原理简图如图:
2.下列关于新型玻璃相硫化物电解质全固态锂硫电池的叙述错误的是
A.放电时负极区反应为:
B.充电时,石墨电极接外电源负极
C.充电时从石墨电极向电极迁移
D.新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强的传导性能
3.的晶胞结构如图,晶胞参数为。下列说法错误的是
A.周围最近的个数为12个
B.位于构成的四面体空隙中
C.晶胞密度为
D.晶胞中m离子和n离子之间的距离为
3.A.由图可知,一个S2-周围最近的S2-有12个,A正确;
B.结合晶胞图可知,一个Li+周围有四个S2-离子,且位于S2-构成的四面体的空隙中,B正确;
C.晶胞中有8个Li+,8×+6×=4个S2-,晶胞的质量为,晶胞的体积为(a×10-30)3cm3=a3×10-30cm3,晶体的密度为,C错误;
D由图可知,设mn之间距离为x,则有x2=()2+()2+()2=,x=,D正确;
4.(23-24高三上·甘肃·期末)磷青铜是铜与锡、磷的合金,质地坚硬,主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示,晶胞参数为(表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法不正确的是
A.Sn的价电子排布式为
B.Cu在元素周期表中位于ds区,属于过渡元素
C.该晶体中,距离Sn最近的P有12个
D.该晶体密度的计算式为
4.某磷青铜晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.磷青铜化学式为Cu3SnP
B.晶体中距离Cu原子最近的P原子有6个
C.晶体中距离Sn原子最近的P原子可构成正方体
D.若晶体密度为a g/cm3,则最近的Cu原子核间距为×1010pm
5.黑辰砂大多数是黑色结晶状,其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为,晶体密度为。下列说法正确的是
A.位于元素周期表中p区
B.位于构成的正四面体中心
C.该晶胞中最近的之间的距离为
D.若c的原子坐标为,则b的原子坐标为
6.氮化硼是一种重要的无机非金属材料,在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图:
下列叙述错误的是
A.晶体中存在大键 B.晶体属于共价晶体
C.晶体中B的配位数为12 D.晶体的密度可表示为
7.氮化硼()晶体结构有四种(信息如表)。其中晶胞(设晶胞边长为)中各原子沿x、y、z轴方向投影的图像均如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
名称
晶体结构
层状结构
闪锌矿
纤锌矿
层状结构
已知:晶体、晶体结构分别与石墨、金刚石结构类似。
A.晶体中B、N的杂化类型均为杂化
B.晶体、晶体中层与层之间均存在范德华力
C.若1号B原子分数坐标为,则2号B原子分数坐标为
D.晶体的密度为
8.(23-24高二下·江西抚州·期末)晶胞是晶体结构的基本单元,几种常见离子晶体的晶胞如图所示。已知离子键强弱主要取决于离子半径的大小和离子带电荷的多少,则下列说法错误的是
A.熔沸点:
B.在晶胞中,阳离子配位数为6
C.在晶胞中,距离最近且等距的数目为8
D.若的晶胞边长为,则与之间最近距离为
9.铌(41Nb)和镍合金的用途非常广泛,、互化物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是
A.位于元素周期表第四周期ⅤB族
B.、互化物的化学式为
C.图中原子与原子的最短距离d为
D.、互化物晶体的密度为
10.和O形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该化合物的化学式为 B.该晶体的密度为
C.晶胞中与等距且最近的有4个 D.图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示
【答案】B
【详解】A.根据均摊原则,晶胞中Nb原子数为 、O原子数为,该化合物的化学式为,故A正确;
B.该晶体的密度为,故B错误;
C.根据图示,晶胞中与等距且最近的有4个,故C正确;
D.图乙是该晶体O原子在面心建立的晶胞结构,故D正确;
11.钛金合金可制作装甲,-钛金合金具有立方晶胞(如图所示),晶胞参数为。原子对在每个面的中心处,且平行于立方体的棱边,其间距为。立方体相邻两面上的原子对互相垂直。下列有关说法错误的是
A.这种钛金合金的化学式为
B.每个Ti原子周围最近的Au原子共有3个
C.最邻近的原子间距为 D.该合金可作装甲是因其硬度比成分金属的大
12.某晶体由镁、铝、氧三种元素组成,若将其晶胞按图1方式切成8个体积相同的小立方体,和在小立方体中的分布如图2、图3所示。已知之间的最小间距为。下列说法错误的是
A.晶体中的配位数为4 B.晶胞的体积为
C.晶体中三种元素的第一电离能: D.晶体的化学式为
13.(18-19高三·山东烟台·阶段练习)铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe,白球代表Mg)。则下列说法不正确的是
A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe
B.晶体中存在的化学键类型为共价键
C.晶格能:氧化镁>氧化钙
(2、 )投影、空位问题
1.(2025·河北石家庄·一模)替代MgO晶体中部分的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能,但由于二者的离子半径和化合价不同,会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示,密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.晶体中与最近且等距的有6个
B.晶胞的边长为
C.若a处被替代,替代后该物质的化学式为
D.若a、b处均被替代,则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位
2.(2024·江西景德镇·一模)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物,其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是
A.Ti位于O原子形成的正八面体空隙
B.若,与空位的个数不相等
C.立方晶胞在体对角线方向上的投影图为
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
3.(24-25高三上·河北衡水·阶段练习)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(),其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示,已知该氧化物中为+4价,为+3价。下列说法错误的是
A.导电时,和的价态不变
B.与体心最邻近的氧原子数为12
C.若,的数目是空位数目的3倍
D.导电时,空位移动方向与电流方向相同
4.(23-24高三上·山东滨州·期末)某和形成的金属化合物的立方晶胞结构如下。
下列说法正确的是
A.该晶体属于金属晶体
B.周围距离最近的原子个数为6
C.该晶胞沿x轴、z轴的投影图完全相同
D.该晶体在高温时导电能力更强
5.(24-25高三上·河北石家庄·阶段练习)几种常见离子晶体的晶胞类型如图所示,设晶胞边长均为anm,下列说法错误的是
A.在NaCl型晶胞中,每个Cl-周围有6个Na+
B.在ZnS型晶胞中阴阳离子的最短距离是anm
C.CaF2型晶胞沿体对角线的投影为
D.在CaF2型晶胞中,“小”离子填充了“大”离子形成的正四面体空隙
6.(24-25高三上·河北邢台·期末)可用于玻璃雕刻,作杀虫剂、催化剂等,其晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.位于形成的正八面体空隙中 B.晶体中与最近且等距离的有4个
C.点的截面如图乙所示 D.该晶体的密度为
7.(24-25高三上·山西·阶段练习)向溶液中滴入混合液,得到晶体M,其晶胞结构中键角为,每个晶胞由两个小立方体构成,位于小立方体的顶点,两个小立方体共用面中心的分子的中心原子位于小立方体的体心。小立方体的边长为。下列说法错误的是
A. 按照描述,晶胞结构为如图所示
B.
B.中的键长为
C.1个晶胞中含有的质量为
D.晶体M的密度为
8.(2020高三·全国·专题练习)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如,某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,则该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为
A.6:85 B.6:91 C.5:91 D.5:85
9.(24-25高三下·湖南·阶段练习)锰氧化物具有较大应用价值,的某种氧化物的四方晶胞及其在平面的投影如图所示,当有氧原子脱出时,出现氧空位,设该四方晶胞参数为、、,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.该锰氧化物的化学式为
B.晶体密度为
C.位于距离最近的O构成的八面体中心
D.出现氧空位时,的化合价降低
自主练习
42.(2020高三·全国·专题练习)
(5)KCoF3的立方晶胞结构如图所示,其中采用简单立方堆积。
①与K+紧邻的F原子个数为 。
②若晶胞参数为anm,阿伏加 德罗常数的值为NA,则晶体密度为 (用含a、NA的代数式表示)。
【答案】
43.(24-25高三上·山西·阶段练习)
(5)砷化镓的晶胞结构如图I左图所示。将掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶胞结构如图II所示。
①图I中,若键的键长为,则晶胞边长为 。
②稀磁性半导体材料中,的原子个数比为 。
【答案】(5)
(5)①图I中,Ga和As的最短距离为立方体体对角线的,设晶胞的边长为xpm,体对角线为,则有,解得晶胞边长;
②由图II可知掺杂Mn后,由均摊法可知晶胞中含Mn原子个,含As原子4个,因此的原子个数比为。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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2026届高三一轮复习-------物质结构重点题型分析(解析版)
题型一、表格实例解释类
1、(24-25高三上·陕西宝鸡·阶段练习)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
硫酸铜溶液中通入足量氨气,会生成硫酸四氨合铜
和与的配位能力:
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
碱金属中Li的熔点最高
碱金属中Li的半价最小,金属键最强
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
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.硫酸铜溶液中通入足量氨气,会生成硫酸四氨合铜,转化为,说明和与的配位能力:,A正确;
B.中心C原子的杂化方式分别为sp、sp2、sp3,中心原子都没有孤电子对,键角差异实际由杂化方式不同导致,与孤电子对无关,B错误;
C.金属的熔点与金属键的强弱有关,碱金属中Li的熔点最高是因Li原子半径最小,金属键最强,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C-H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C-H键所处化学环境不同,每步所需能量不同,D正确;
故选B。
2.(2025·北京平谷·一模)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之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
C
CsCl晶体中与8个配位,而NaCl晶体中与6个配位
比的半径大
D
、、热稳定性逐渐减弱
、、键能依次减小
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】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,A正确;
B.的中心碳原子为sp杂化,键角为;的中心碳原子为杂化,键角大约为;的中心碳原子为杂化,键角为,三种物质的中心碳原子都没有孤电子对,三者键角大小与孤电子对无关,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,C正确;
D.热稳定性和键能有关,键能越大,分子越稳定,原子半径,则、、键能依次减小,、、热稳定性逐渐减弱,D正确;
故选B。
3.(24-25高三下·湖北·阶段练习)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列对事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间存在氢键
B
键角
成键电子对离P越远,成键电子对间的斥力一定越小
C
乙醛羟醛缩合反应的产物为而不是
碳碳双键和碳氧双键形成共轭体系,能量更低
D
不溶于浓硝酸而溶于王水
作为配体形成配合物,增强了的还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.甘油的分子间可以形成氢键,增加了其黏稠度,A正确;
B.、中心原子均为sp3杂化,且有一个孤电子对,氟原子的电负性较大,成键电子对更靠近氟原子,导致成键电子对间的斥力增大,键角变大,的键角大于,B错误;
C.碳碳双键和碳氧双键形成共轭体系,能量更低,所以乙醛羟缩合反应的产物为而不是,C正确;
D.王水中的氯离子可以与金和铂形成配合物,使其溶解,增强了Au、Pt的还原性,从而使溶于王水,D正确;
故选B。
4.(24-25高三上·河北邢台·开学考试)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
不存在稳定的H3、HCl2、Cl3分子
共价键具有饱和性
B
BeCl2、CO2、均为直线形结构
三种微粒的中心原子均为sp杂化
C
乙酸的质谱图中出现质荷比为120的峰
两个乙酸分子通过氢键缔合形成二聚体
D
向溶液中加入乙醇时析出晶体
乙醇分子的极性小,降低了溶质的溶解度
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.H原子的最外层有1个电子、Cl原子的最外层有7个电子,H、Cl原子都只能形成1对共用电子,因为共价键具有饱和性,所以不存在稳定的H3、HCl2、Cl3分子,A与解释相符;
B.BeCl2、CO2的中心原子杂化方式均为sp杂化,但是的中心原子的价层电子对数为5,其杂化方式不是sp杂化,B与解释不符;
C.利用质谱仪检测乙酸,谱图中出现质荷比为120的峰,是因为两个乙酸分子通过氢键缔合形成了二聚体,C与解释相符;
D.向溶液中加入乙醇析出晶体,原因是乙醇分子的极性小,加入乙醇后溶剂的极性减小,降低了溶质的溶解度,D与解释相符;
故选B。
5.(2025高三下·河南·专题练习)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列陈述与相应的解释错误的是
选项
陈述
解释
A
键角:
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力
B
熔沸点:
水分子间存在氢键
C
碱性:
F的电负性大于H,中N难与结合
D
水溶性:
分子极性:顺式甘氨酸铜>反式甘氨酸铜
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.中氮原子存在1个孤电子对,中氮原子与形成配位键,不存在孤电子对,电子对之间的斥力减小,使键角增大,故A正确;
B.水分子间存在氢键,使的熔沸点高于的,故B正确;
C.由于电负性:,与相比,中的氮原子结合能力较弱,导致碱性减弱,故C错误;
D.顺式甘氨酸铜的极性强,易溶于水,故D正确;
故答案为C。
6.(2025·河北唐山·一模)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
键角:
、键长逐渐减小,成键电子对的斥力逐渐减小
B
活泼性:
碳碳键强度:键键
C
沸点:醋酸硝酸
醋酸可形成分子间氢键,硝酸可形成分子内氢键
D
第一电离能:磷硫
磷原子的轨道处于半充满状态,不易失去电子
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.NH3和H2O中心原子均为sp3杂化,N原子上有1对孤电子,O原子有2对孤电子,孤电子对对成键电子对斥力大,键角:,解释错误,A错误;
B.C2H6中碳与碳之间是单键,是键,C2H4中有碳碳双键,一个为键,一个为π键,碳碳键强度:键键,因此乙烯活泼性强,B正确;
C.醋酸可形成分子间氢键,沸点高,硝酸可形成分子内氢键,沸点变低,沸点:醋酸硝酸,C正确;
D.磷原子的价电子排布式为3s23p3,轨道处于半充满状态,不易失去电子,硫原子的价电子排布式为3s23p4,失去一个电子后是半充满状态,第一电离能:磷硫,D正确;
答案选A。
7.(23-24高二下·山东临沂·期中)物质的结构决定其性质。下列事实与解释相符的是
选项
事实
解释
A
CF4是非极性分子
碳原子处在4个氟原子所组成的正方形中心,键的极性的向量和为零
B
利用“杯酚”可分离C60和C70
超分子具有自组装的特征
C
干冰的熔点低于
2个C=O键的键能之和小于4个Si—O键的键能之和
D
Ge原子间难以形成π键
Ge的原子半径较大,未杂化的p轨道很难重叠
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.CF4可看作是CH4分子中的H原子被F取代的产物,是正四面体结构,不是正方形结构,碳原子处在4个氟原子所组成的正四面体中心,键的极性的向量和为零,属于非极性分子,故A错误;
B.杯酚能盛装C60,而不能盛装C70,可用杯酚识别并分离C60和C70,体现了超分子的分子识别的特征,不是自组装特征,故B错误;
C.干冰是分子晶体、分子间靠范德华力维系,SiO2是共价晶体、熔融时需要破坏共价键,由于范德华力小于共价键,所以干冰的熔点低于SiO2,与C=O键的键能无关,故C错误;
D.Ge与C是同族元素,C原子之间可“肩并肩”形成双键、三键,但Ge的原子半径大,原子间形成的σ单键长,未杂化的p轨道“肩并肩”的重叠程度小,难以形成π键,故D正确;
故选:D。
8.(2024·河北·一模)物质的结构决定其性质。下列事实与解释相符的是
选项
事实
解释
A
是非极性分子
C处在4个F原子所组成的正方形中心,键的极性向量和为零
B
原子间难以形成键
的原子半径较大,未杂化的p轨道很难重叠
C
干冰的熔点低于
2个键的键能之和小于4个键的键能之和
D
利用“杯酚”可分离和
超分子具有自组装的特征
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.CF4为正四面体不是正方形,C、F元素之间形成极性键,结构对称,正负电中心重合,属于非极性分子,解释错误,A不符合题意;
B.的原子半径较大,未杂化的p轨道很难有效肩并肩重叠形成键,事实与解释相符,B符合题意;
C.干冰二氧化碳为分子晶体、二氧化硅为共价晶体,共价晶体熔沸点高于分子晶体,解释错误,C不符合题意;
D.杯酚与形成超分子,而杯酚与不能形成超分子,反映了超分子具有“分子识别”的特性,解释错误,D不符合题意;
故选B。
9.(2024·河北石家庄·模拟预测)结构决定性质,性质反映结构。下列对物质性质的解释错误的是
选项
性质
解释
A
某些金属灼烧时有特征焰色
核外电子受热吸收能量跃迁至较高能级
B
易溶于
和均为非极性分子,相似相溶
C
冰的密度比水小
氢键具有方向性,冰中水分子的空间利用率小
D
晶体具有自范性
晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.焰色试验是电子从高能到低能释放能量所发出的光波,不是从低能级跃迁至较高能级时吸收光,故A错误;
B.I2和CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理可知碘易溶于四氯化碳,故B正确;
C.冰中氢键具有方向性和饱和性,每个水分子能与4个水分子形成4个氢键,降低了水分子的空间利用率,导致冰的密度小于水,故C正确;
D.晶体的自范性是指:在适宜的条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质,晶体的自范性是晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象,故D正确;
故选:A。
10.(24-25高三上·河北邢台·期末)物质结构决定物质性质。下列从微观视角对物质性质进行的解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
石墨能导电
未参与杂化的电子可在整个石墨中运动
B
易被氧化
的价电子排布式为,易失去1个电子,变成较稳定的半充满结构
C
常温下氮气比较稳定
氮氮三键的键能比较大,难以被破坏
D
三氯乙酸的酸性强于乙酸
氯的电负性较强,使得羧基中的羟基极性增大,更易电离出
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.石墨中同层内的碳原子为sp2杂化,每个碳原子形成3个σ键,每个碳原子剩余的1个电子形成大π键,未参与杂化的2p电子可在同层内运动,而不是可在整个石墨中运动,A错误;
B.Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,亚铁离子失去电子被氧化,B正确;
C.氮气分子内存在氮氮叁键,键能比较大,难以被破坏,故常温下氮气比较稳定,C正确;
D.氯的电负性大于H,电负性越大吸电子能力越强,导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,使得其酸性大于乙酸,D正确;
故选A 。
题型二、依托陌生物质,信息提取应用类
1.(2025·河北唐山·一模)机械互锁分子是由一个或多个分子结构单元经互锁或互穿等方式相互缠结,而非通过化学键连接在一起所形成的分子。TY型质子化咪唑盐与冠醚形成的机械互锁分子,可形成对匹配的空腔环境,进而负载,进行穿梭运动,实现金属离子对分子穿梭运动行为的调控。
当取代基、不同时,TY型质子化咪唑盐与冠醚的结合常数如下表所示。
H
H
H
H
H
结合常数
1670
1180
5970
3720
下列说法错误的是
A.机械互锁分子对的负载,是冠醚与形成了配位键
B.TY型质子化咪唑盐上的取代基,吸电子效应越强,结合常数越大
C.加入后冠醚在机械互锁分子内的移动受、的推(吸)电子效应的影响
D.负载的机械互锁分子容易向阳离子浓度高的区域穿梭
【答案】D
【详解】A.冠醚分子中氧提供孤电子对、锂离子提供空轨道,两者形成配位键,A正确;
B.由表,为时,TY型质子化咪唑盐与冠醚的结合常数最大,为吸电子基团,为时,TY型质子化咪唑盐与冠醚的结合常数最小,为供电子基团,说明TY型质子化咪唑盐上的取代基,吸电子效应越强,结合常数越大,B正确;
C.、的推(吸)电子效应会导致电荷分布的不均匀,由图,在加入或脱离后,冠醚在机械互锁分子内的移动,其移动受、的推(吸)电子效应的影响,C正确;
D.本身带正电荷,则负载的机械互锁分子容易向阴离子浓度高的区域穿梭,D错误;
故选D。
2.(2024·安徽·二模)新型离子液体表现出特殊的溶解性,广泛用作纤维素溶解、蛋白质结晶、纳米制备等方向的溶剂,其结构如图所示.下列说法错误的是
A.基态氯原子核外电子空间运动状态有9种
B.中含有键的数目为(为阿伏伽德罗常数的值)
C.合成基础原料咪唑()为平面分子,形成的大π键可表示为
D.相较于传统液态有机溶剂,具有难挥发的优点
【答案】B
【详解】A.氯元素的原子序数为17,电子排布式为1s22s22p63s23p5,核外有9种原子轨道,故基态原子的核外电子的空间运动状态有9种,A正确;
B.根据题目所给结构,1mol[BMIm]Cl中含有σ键的数目为25NA,B错误;
C.咪唑()为平面分子,形成的大π键可表示为,C正确;
D.相较于传统液态有机溶剂,由于离子液体内离子对之间的吸引力较强,[BMIm]Cl具有难挥发的优点,D正确;
故选B。
3.(2024·河北石家庄·模拟预测)属于共价化合物,可以单体分子、二聚体分子(图a)和多聚体分子(图b)等形式存在。下列说法错误的是
A.的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能
B.单体分子的空间结构为直线形
C.二聚体分子中的杂化轨道类型为
D.多聚体分子中存在配位键
【答案】C
【详解】A.Be的价电子为2s2,为全满状态,故的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,A正确;
B.的成键电子对为2,孤对电子对为0,故分子的空间结构为直线形,B正确;
C.二聚体分子中,Be周围有三个成键电子对,孤对电子对为0,为平面三角形,的杂化轨道类型为,C错误;
D.多聚体分子中氯提供孤对电子,Be提供空轨道,形成配位键,D正确;
答案选C。
4.(24-25高三上·河北邢台·期末)双缩脲在碱性条件下与生成紫色的配位化合物(阴离子结构如图所示),该原理可用于检验蛋白质。下列说法错误的是
A.的配位数为4
B.该阴离子中的键角:
C.该阴离子中所含非金属元素的电负性:
D.该阴离子中含有的化学键有配位键、极性键
【答案】B
【详解】A.由所给结构可知1个Cu形成4个配位键,则该-2价的配位阴离子中Cu的配位数为4,A正确;
B.缩二脲分子中C以C=O形式存在,价层电子对数为3,所以为sp2杂化;N均为单键形式存在,价层电子对数为4,所以N为sp3杂化,故,B错误;
C.该离子中的非金属元素有H、C、N、O元素,元素吸引键合电子的能力:O>N>C>H,则电负性:O>N>C>H,C正确;
D.该阴离子中含有的化学键有配位键、极性键(C-H、N-C、N-H键),D正确;
故选B。
5.(24-25高三上·山西·阶段练习)一种镍磷化合物催化氨硼烷水解释氢的可能机理如图所示(已知:电负性),其中中间体Ⅱ中与B原子相连的氢原子被水中的羟基取代生成中间体Ⅲ。下列说法错误的是
A.水溶性:氨硼烷>乙烷;沸点:氨硼烷>乙烷
B.用代替作反应物,有生成
C.“中间体I”中上所连接的H不可能分别被P和吸附
D.氨硼烷分子中原子均采取杂化
【答案】B
【详解】A.氨硼烷是极性分子,且氨硼烷分子能与水分子形成氢键,乙烷是非极性分子,且乙烷分子不能与水分子形成氢键,水溶性:氨硼烷>乙烷;氨硼烷分子间可以形成氢键,乙烷不能,沸点:氨硼烷>乙烷,A正确;
B.根据示意图,水解过程中B原子所连的H原子被取代,用代替作反应物,有生成,B错误;
C.电负性:,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、带正电性,因为不同电性间的原子相互吸引,所以上所连H只能分别吸附在和P上,C正确;
D.氨硼烷分子中原子之间通过配位键连接,原子均形成4个共价键,均采取杂化,D正确;
故选B。
6.(24-25高三下·湖南·阶段练习)磷与硫可以形成多种化合物,在这些化合物分子中磷的相对位置与白磷分子相似,某种火柴的成分之一是三硫化四磷,其分子结构如图所示。下列说法正确的是
A.分子的键角为
B.第一电离能:
C.分子中所有P的杂化方式都是
D.分子中极性键与非极性键的个数比为2:1
【答案】D
【详解】A.分子的键角为60°,A错误;
B.同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,故P的第一电离能大于S的第一电离能,B错误;
C.根据分子结构图,分子中每个P均形成3个σ键,还有一个孤对电子,故杂化方式为,C错误;
D.分子中为极性键,共6个,为非极性键,共3个,极性键与非极性键的个数比为2:1,D正确;
故选D;
7.(24-25高三下·湖南·阶段练习)下列有关化学概念或性质的说法正确的是
A.因为中心原子的孤电子对数不同,所以的键角小于的键角
B.三氯乙酸的分子间作用力大于三氟乙酸,所以三氯乙酸的酸性大于三氟乙酸
C.乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂,所以乙醇能与氢氧化钠反应
D.离子液体是含有自由移动的离子的溶液,具有良好的导电性
【答案】A
【详解】A.氨分子中心原子的价层电子对数为:,甲烷分子中心原子的价层电子对数为:,与的模型均为四面体形,有一个孤对电子,对成键电子有较大斥力,所以的键角小于的键角,A正确;
B.F的电负性较大,C—F的极性较强,三氟甲基的吸电子效应更强,三氟乙酸的羧基中的O—H极性更大,所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸,B错误;
C.乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂,乙醇能与钠反应,但乙醇不显酸性,不能与反应,C错误;
D.离子液体是熔融液态的离子化合物,无溶剂,不是溶液,D错误;
故选A。
题型三、晶胞类
(1) 、基础计算、坐标
1.(19-20高二上·山东济南·阶段练习)下列说法中正确的是
A.从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B.元素Ge位于周期表第四周期IVA族,核外电子排布式为[Ar]4s24p2,属于P区
C.HF晶体沸点高于HCl,是因为HCl共价键键能小于HF
D.某气态团簇分子结构如图所示,该气态团簇分子的分子式为EF或FE
【答案】A
(2025·河北唐山·一模)阅读以下材料,完成下列问题。
北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。LBPSI电解质本身含有氧化还原活性的I元素,具有高离子电导率,在给电池快速充电时,固态电解质表面的可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为和,原理简图如图:
2.下列关于新型玻璃相硫化物电解质全固态锂硫电池的叙述错误的是
A.放电时负极区反应为:
B.充电时,石墨电极接外电源负极
C.充电时从石墨电极向电极迁移
D.新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强的传导性能
3.的晶胞结构如图,晶胞参数为。下列说法错误的是
A.周围最近的个数为12个
B.位于构成的四面体空隙中
C.晶胞密度为
D.晶胞中m离子和n离子之间的距离为
【答案】2.B 3.C
3.A.由图可知,一个S2-周围最近的S2-有12个,A正确;
B.结合晶胞图可知,一个Li+周围有四个S2-离子,且位于S2-构成的四面体的空隙中,B正确;
C.晶胞中有8个Li+,8×+6×=4个S2-,晶胞的质量为,晶胞的体积为(a×10-30)3cm3=a3×10-30cm3,晶体的密度为,C错误;
D由图可知,设mn之间距离为x,则有x2=()2+()2+()2=,x=,D正确;
4.(23-24高三上·甘肃·期末)磷青铜是铜与锡、磷的合金,质地坚硬,主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示,晶胞参数为(表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法不正确的是
A.Sn的价电子排布式为
B.Cu在元素周期表中位于ds区,属于过渡元素
C.该晶体中,距离Sn最近的P有12个
D.该晶体密度的计算式为
【答案】C
【详解】A.Sn为第五周期第Ⅳ主族元素,故价电子排布式为,A正确;
B.Cu在元素周期表中位于ds区,属于过渡元素,B正确;
C.该晶体中,距离Sn最近的P有8个,C错误;
D.由均摊法可知,每个晶胞中含有个Sn、个Cu、1个P,因此该晶体的密度为,D正确;
故选C。
4.(18-19高二下·福建莆田·期中)某磷青铜晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.磷青铜化学式为Cu3SnP
B.晶体中距离Cu原子最近的P原子有6个
C.晶体中距离Sn原子最近的P原子可构成正方体
D.若晶体密度为a g/cm3,则最近的Cu原子核间距为×1010pm
【答案】B
【详解】A.用均摊法计算,Sn:8×=1;P:1;Cu:6×=3,所以磷青铜化学式为Cu3SnP,A正确;
B.以上底面Cu原子为研究对象,通过该平面可形成两个晶胞,在该晶胞中有1个P原子,在上面的晶胞中含有1个P原子,因此晶体中距离Cu原子最近的P原子有2个,B错误;
C.晶体中Sn原子位于晶胞的顶点,通过一个顶点可形成8个晶胞,P原子位于晶胞中心,距离Sn原子最近的P原子在8个晶胞的体心,这8个P可构成正方体结构,C正确;
D.根据选项A可知:在1个晶胞中含有3个Cu,1个Sn,1个P,所以晶胞的质量为m=g,晶胞的体积为V=cm3,晶胞参数为L==×1010pm,根据立体几何知识可知,最近的两个Cu原子核间距为面对角线的一半,所以最近的Cu原子核间距为×1010pm,D正确;
故合理选项是B。
5.(2025·山西·一模)黑辰砂大多数是黑色结晶状,其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为,晶体密度为。下列说法正确的是
A.位于元素周期表中p区
B.位于构成的正四面体中心
C.该晶胞中最近的之间的距离为
D.若c的原子坐标为,则b的原子坐标为
【答案】B
【详解】A.在元素周期表中位于第六周期第族,属于区,A错误;
B.由图可知,位于构成的正四面体中心,B正确;
C.在1个晶胞中,含有4个和4个,则该晶胞的边长,而在该晶胞中之间的最短距离是顶点到面心的距离,故距离为,C错误;
D.若c的原子坐标为,说明a为坐标原点,则b的原子坐标为,D错误;
6.(2024·江西·一模)氮化硼是一种重要的无机非金属材料,在工业生产中有着重要的作用。常见的三种氮化硼晶体结构如下图:
下列叙述错误的是
A.晶体中存在大键
B.晶体属于共价晶体
C.晶体中B的配位数为12
D.晶体的密度可表示为
【答案】C
【详解】A.由结构图可知,晶体结构类似于石墨晶体,故晶体中层内存在大π键,A项正确;
B.由结构图可知,晶体类似于金刚石晶体,熔点高,故晶体属于共价晶体,B项正确;
C.以晶体结构中上面面心的B为中心,周围有6个距离相等且最近的N,故B的配位数为6,C项错误;
D.由题干信息可知,一个晶胞中含有N个数为3,B的个数为,则一个晶胞的质量为,根据晶胞参数可知,一个晶胞的体积为,故晶体的密度可表示为,D项正确;
故选C。
7.(2025·江西·二模)氮化硼()晶体结构有四种(信息如表)。其中晶胞(设晶胞边长为)中各原子沿x、y、z轴方向投影的图像均如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
名称
晶体结构
层状结构
闪锌矿
纤锌矿
层状结构
已知:晶体、晶体结构分别与石墨、金刚石结构类似。
A.晶体中B、N的杂化类型均为杂化
B.晶体、晶体中层与层之间均存在范德华力
C.若1号B原子分数坐标为,则2号B原子分数坐标为
D.晶体的密度为
【答案】C
【详解】A.晶体结构与石墨结构类似,B、N形成平面六元环的层状结构,B、N的杂化类型均为杂化,A正确;
B.晶体、晶体均为层状结构,层与层之间均存在范德华力,B正确;
C.若1号B原子分数坐标为,根据BN晶胞沿z轴方向的投影,1原子和2原子的z轴位置相同,同时x轴和y轴分别处于0.75和0.25的位置,故原子2的分数坐标为,C错误;
D.晶体结构与金刚石结构类似,1个晶胞中含有4个B,4个N,晶体的密度为,D正确;
故选C。
8.(23-24高二下·江西抚州·期末)晶胞是晶体结构的基本单元,几种常见离子晶体的晶胞如图所示。已知离子键强弱主要取决于离子半径的大小和离子带电荷的多少,则下列说法错误的是
A.熔沸点:
B.在晶胞中,阳离子配位数为6
C.在晶胞中,距离最近且等距的数目为8
D.若的晶胞边长为,则与之间最近距离为
【答案】D
【详解】A.NaCl 和CsCl均为离子晶体,半径小于半径,则氯化钠内离子键较强,因此熔沸点:NaCl>CsCl,A正确;
B.根据NaCl的晶胞结构可知,在NaCl晶胞中,距离最近且等距的为6个,则配位数为6,B正确;
C.在晶胞中,位于顶点且被8个晶胞共用,为体心,则距离最近且等距的数目为8,C正确;
D.根据的晶胞结构可知,与之间最近距离为体对角线的,若晶胞边长为,则与之间最近距离为,D错误;
答案选D。
9.(21-22高三上·湖北十堰·期末)铌(41Nb)和镍合金的用途非常广泛,、互化物的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是
A.位于元素周期表第四周期ⅤB族
B.、互化物的化学式为
C.图中原子与原子的最短距离d为
D.、互化物晶体的密度为
【答案】C
【详解】A.铌的原子序数为41,位于元素周期表第五周期ⅤB族,故A错误;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和体心的铌的原子个数为8×+1=2,位于棱上和面心的镍原子个数为4×+10×=6,则互化物的化学式为NbNi3,故B错误;
C.由晶胞结构可知,原子与原子的最短距离d为底面对角线的一半,则d==,故C正确;
D.由晶胞的质量公式可得:g=(0.362×10—7cm)2×0.74110—7cm×ρ,解得密度ρ=,故D错误;
故选C。
10.(2024·河北石家庄·模拟预测)和O形成的一种化合物的晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.该化合物的化学式为 B.该晶体的密度为
C.晶胞中与等距且最近的有4个 D.图乙是该晶体晶胞结构的另一种表示
【答案】B
【详解】A.根据均摊原则,晶胞中Nb原子数为 、O原子数为,该化合物的化学式为,故A正确;
B.该晶体的密度为,故B错误;
C.根据图示,晶胞中与等距且最近的有4个,故C正确;
D.图乙是该晶体O原子在面心建立的晶胞结构,故D正确;
11.(2025·四川成都·二模)钛金合金可制作装甲,-钛金合金具有立方晶胞(如图所示),晶胞参数为。原子对在每个面的中心处,且平行于立方体的棱边,其间距为。立方体相邻两面上的原子对互相垂直。下列有关说法错误的是
A.这种钛金合金的化学式为
B.每个Ti原子周围最近的Au原子共有3个
C.最邻近的原子间距为 D.该合金可作装甲是因其硬度比成分金属的大
【答案】B
【分析】-钛金合金具有立方晶胞,Au原子位于晶胞顶点及体心,Ti原子位平面上,晶胞中的Au原子有,Ti原子位于每个平面上,有个,据此分析;
【详解】A.据分析可知,钛金合金的化学式为,A正确;
B.在任一面上的Ti为例,该晶胞Au原子,最近棱上两个Au,加上平行并置晶胞中心的Au,共4个,故Ti原子周围最近的Au原子共有4个,B错误;
C.最邻近的原子间距为Ti与最近顶点的Au距离,,计算为=,C正确;
D.合金硬度比成分金属的大,故该合金可作装甲,D正确;
12.(2024·河北·一模)某晶体由镁、铝、氧三种元素组成,若将其晶胞按图1方式切成8个体积相同的小立方体,和在小立方体中的分布如图2、图3所示。已知之间的最小间距为。下列说法错误的是
A.晶体中的配位数为4 B.晶胞的体积为
C.晶体中三种元素的第一电离能: D.晶体的化学式为
【答案】B
【详解】A.由A型小晶格结构可知,每个与4个紧邻,则配位数为4,A项正确;
B.设晶胞变成为2L,,,晶胞体积为,B项错误;
C.主族元素第一电离能同周期自左向右逐渐增大,但两处反常:第IIA族大于第IIIA主族,第VA主族大于第VIA主族,而自上而下则逐渐减小,则晶体中三种元素的第一电离能:O>Mg>Al,C项正确;
D.A块中,个数 = 1+4/8=3/2,个数 = 0,个数 = 4,B块中,个数 = 4/8=1/2,个数 = 4,个数 =4,图1由4个A,4个B构成。所以:数 = 2×4 = 8,数 = 4×4 = 16,数 =8×4 = 32,所以 化学式, D项正确;
答案选B。
13.(18-19高三·山东烟台·阶段练习)铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe,白球代表Mg)。则下列说法不正确的是
A.铁镁合金的化学式为Mg2Fe
B.晶体中存在的化学键类型为共价键
C.晶格能:氧化镁>氧化钙
D.该晶胞的质量是g(NA表示阿伏加 德罗常数的值)
【答案】B
【详解】A、依据均摊规则,晶胞中含有的铁原子个数为8×+6×=4,含有8个镁原子,故化学式为Mg2Fe,故A正确
B、铁镁合金的晶体中存在的化学键类型为金属键,故B错误;
C、在元素周期表中,镁元素在钙元素的上一周期,故Mg2+半径比Ca2+半径小,氧化镁的晶格能大,故C正确;
D、一个晶胞中含有4个“Mg2Fe”,其质量为×104g/mol=g,故D正确。
答案选B。
(2、 )投影、空位问题
1.(2025·河北石家庄·一模)替代MgO晶体中部分的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能,但由于二者的离子半径和化合价不同,会导致部分脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示,密度为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.晶体中与最近且等距的有6个
B.晶胞的边长为
C.若a处被替代,替代后该物质的化学式为
D.若a、b处均被替代,则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位
【答案】D
【详解】A.如图所示,1个晶胞中周围有6个,距离均为正方体边长的一半,故A正确;
B.1个晶胞中个数为,个数为,晶体体积为,则晶胞的边长为,故B正确;
C.a处被替代后,晶胞中个数为,个数为,总的正电荷为,由于晶体的电中性,负电荷也为7.75,则个数为,因此替代后该物质的化学式为,故C正确;
D.a、b处均被替代后,晶胞中个数为,个数为,总的正电荷为,由于晶体的电中性,负电荷也为6.75,则个数为;假设失去2个面心形成氧空位,则此时个数为,假设不成立;假设失去2个顶点的形成氧空位,则此时个数为,假设不成立;假设失去1个顶点的和1个面心形成氧空位,则此时个数为,假设成立;因此每个晶胞失去1个顶点的和1个面心形成氧空位,故D错误;
故答案为D。
2.(2024·江西景德镇·一模)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物,其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是
A.Ti位于O原子形成的正八面体空隙
B.若,与空位的个数不相等
C.立方晶胞在体对角线方向上的投影图为
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
【答案】B
【详解】A.一个Ti周围有6个O原子,Ti位于O原子形成的正八面体空隙,A正确;
B.根据均摊法,一个晶胞中有Ti:8×,O:12×;含有La或Li或空位共1个,若x=0.2,La和空位共0.8,n(La)+n(空位)=0.8,结合正负化合价代数和为0,(+1)×0.2+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0,解得n(La)=0.6,n(空位)=0.8-0.6=0.2,则与空位的个数相等,B错误;
C.Ti位于顶点,O位于棱心,La或Li或空位位于体心,投影图为,C正确;
D.导电时Li+移动方向与电流方向相同,则空位移动方向与电流方向相反,D正确;
答案选B。
3.(24-25高三上·河北衡水·阶段练习)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(),其立方晶胞和导电时迁移过程如下图所示,已知该氧化物中为+4价,为+3价。下列说法错误的是
A.导电时,和的价态不变
B.与体心最邻近的氧原子数为12
C.若,的数目是空位数目的3倍
D.导电时,空位移动方向与电流方向相同
【答案】D
【详解】A.由图可知,导电时,锂离子发生迁移,不涉及得失电子,元素的化合价不变,则由氧元素的化合价不变可知,钛元素和镧元素的化合价不变,故A正确;
B.由晶胞结构可知,晶胞中12个氧原子原子位于棱心,与体心距离相等,均为面对角线的一半,所以与体心最邻近的氧原子原子数为12,故B正确;
C.设晶胞中含有的空位个数为z,由分析可知,位于体心锂原子或镧原子或空位的个数为1,则x+y+z=1,由化合价代数和为0可得:x+3y+4+(—2)×3=0,若,解联立方程可得y=、z=,则锂离子的数目是空位数目的3倍,故C正确;
D.导电时,锂离子向阴极移动,移动方向与电流方向相同,则空位移动方向与电流方向相反,故D错误;
故选D。
4.(23-24高三上·山东滨州·期末)某和形成的金属化合物的立方晶胞结构如下。
下列说法正确的是
A.该晶体属于金属晶体
B.周围距离最近的原子个数为6
C.该晶胞沿x轴、z轴的投影图完全相同
D.该晶体在高温时导电能力更强
【答案】A
【详解】A.和为金属元素,形成的化合物为金属晶体,A正确;
B.Sn原子位于晶胞的8个顶点,1个体心,体心周围距离最近且相等的Sn原子个数是8个顶点的Sn,故Sn周围距离最近的Sn原子个数为8,B错误;
C.晶胞沿y轴、z轴的投影图完全相同,投影图为,与晶胞沿x轴投影图不同,C错误;
D.高温时,金属的电阻增加,导电能力减弱,D错误;
故答案为:A。
5.(24-25高三上·河北石家庄·阶段练习)几种常见离子晶体的晶胞类型如图所示,设晶胞边长均为anm,下列说法错误的是
A.在NaCl型晶胞中,每个Cl-周围有6个Na+
B.在ZnS型晶胞中阴阳离子的最短距离是anm
C.CaF2型晶胞沿体对角线的投影为
D.在CaF2型晶胞中,“小”离子填充了“大”离子形成的正四面体空隙
【答案】C
【详解】A.从NaCl型晶胞结构图可看出,体心Na+周围有6个Cl-(上下左右前后6个面面心),则每个Cl-周围也有6个Na+,A项正确;
B.从ZnS型晶胞结构图可看出,阴阳离子的最短距离是晶胞体对角线的,即anm,B项正确;
C.CaF2型晶胞沿体对角线的投影为,C项错误;
D.从CaF2型晶胞结构图看出中,“小”离子有8个均匀分布在晶胞体内,“大”离子在顶点及面心,每个顶点的“大”离子与其所在的3个平面面心的“大”离子形成1个正四面体,则正四面体空隙填充了“小”离子,D项正确;
答案选C。
6.(24-25高三上·河北邢台·期末)可用于玻璃雕刻,作杀虫剂、催化剂等,其晶胞结构如图甲所示。晶胞边长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.位于形成的正八面体空隙中 B.晶体中与最近且等距离的有4个
C.点的截面如图乙所示 D.该晶体的密度为
【答案】B
【详解】A.由图甲可知,该晶胞中位于6个面心的K+形成正八面体结构,F-位于正八面空隙中,A正确,不符合题意;
B.由图甲可知,晶体中K+与F-的最近距离为,与K+最近且等距离的F−有6个,B错误,符合题意;
C.由图甲可知,MNQP切面即晶胞的对角线切面,该切面还有9个离子,分别是4个顶点和2个面心的K+,2个棱心和1个体心的F-,图乙正确,C正确,不符合题意;
D.由图甲可知,该晶胞中,K+个数为:,F-个数为:,故单个晶胞质量m=,密度为,D正确,不符合题意;
本题选B。
7.(24-25高三上·山西·阶段练习)向溶液中滴入混合液,得到晶体M,其晶胞结构中键角为,每个晶胞由两个小立方体构成,位于小立方体的顶点,两个小立方体共用面中心的分子的中心原子位于小立方体的体心。小立方体的边长为。下列说法错误的是
A. 按照描述,晶胞结构为如图所示
B.
B.中的键长为
C.1个晶胞中含有的质量为
D.晶体M的密度为
【答案】D
【详解】A.晶胞结构中键角为,每个晶胞由两个小立方体构成,位于小立方体的顶点,两个小立方体共用面中心的,分子的中心原子位于小立方体的体心,图示正确,故A正确;
B.小立方体的边长为apm,分子的中心原子位于小立方体的体心,根据晶胞结构图,中的键长为,故B正确;
C.1个晶胞中含有个数为,其质量应为,故C正确;
D.晶胞的体积为,每个晶胞中有1个,质量为,晶体M的密度为,故D错误;
故选D。
8.(2020高三·全国·专题练习)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如,某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,则该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为
A.6:85 B.6:91 C.5:91 D.5:85
【答案】B
【解析】根据物质中阴阳离子电荷总数相等计算Ni3+与Ni2+离子的个数比。
【详解】设1mol Ni0.97O中含Ni3+xmol,Ni2+为(0.97-x)mol,根据晶体仍呈电中性可知3x+2×(0.97-x)=2×1,解得x=0.06mol,则Ni2+为(0.97-x)mol=0.91mol,因此Ni3+与Ni2+的离子数之比n(Ni3+):n(Ni2+)=0.06:0.91=6:91,故合理选项是B。
【点睛】本题考查了晶胞的计算,计算时明确晶胞中阴阳离子所带电荷相等是解本题的关键。
9.(24-25高三下·湖南·阶段练习)锰氧化物具有较大应用价值,的某种氧化物的四方晶胞及其在平面的投影如图所示,当有氧原子脱出时,出现氧空位,设该四方晶胞参数为、、,阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.该锰氧化物的化学式为
B.晶体密度为
C.位于距离最近的O构成的八面体中心
D.出现氧空位时,的化合价降低
【答案】B
【详解】A.根据均摊法可知,该晶胞中的个数为,O的个数为,该锰氧化物的化学式为,A正确;
B.,晶体密度,B错误;
C.从图中可以看出,体内的周围有6个等距离的O,位于距离最近的O构成的八面体中心,C正确;
D.当晶体中有氧原子脱出时,出现氧空位,O的化合价由-2价升为0价,失去电子,由电子守恒,(Ⅳ)得到电子化合价降低,D正确;
故选B。
自主练习
42.(2020高三·全国·专题练习)
(5)KCoF3的立方晶胞结构如图所示,其中采用简单立方堆积。
①与K+紧邻的F原子个数为 。
②若晶胞参数为anm,阿伏加 德罗常数的值为NA,则晶体密度为 (用含a、NA的代数式表示)。
【答案】
43.(24-25高三上·山西·阶段练习)
(5)砷化镓的晶胞结构如图I左图所示。将掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料,其晶胞结构如图II所示。
①图I中,若键的键长为,则晶胞边长为 。
②稀磁性半导体材料中,的原子个数比为 。
【答案】(5)
(5)①图I中,Ga和As的最短距离为立方体体对角线的,设晶胞的边长为xpm,体对角线为,则有,解得晶胞边长;
②由图II可知掺杂Mn后,由均摊法可知晶胞中含Mn原子个,含As原子4个,因此的原子个数比为。
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