专题6 化学键 分子和晶体的结构与性质(专题突破练)-【第一梯队】2026年高考化学二轮专题突破教用课件
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦化学键、分子与晶体结构等核心考点,依据新课标化学观念与科学思维素养,通过近三年高考真题系统梳理三大考点分布,明确杂化轨道判断、晶胞计算等高频题型权重,构建“考点-真题-模拟”三阶复习体系,对接高考评价要求。
课件亮点在于“真题精析+题型突破+素养落地”,如以2025年黑吉辽蒙卷晶胞题为例,详解均摊法与密度计算技巧,结合价层电子对理论突破分子极性判断难点,培养学生证据推理与模型认知能力,助力高效突破高考重点,为教师提供精准复习指导。
内容正文:
专题六 化学键
分子和晶体的结构与性质
化 学
新高考适用
目 录
高考真题
高考模拟
考点综合练
题型强化练
题型1 杂化轨道类型和分子极性判断
题型2 键参数大小及物质熔、沸点高低的比较
考点1 化学键
考点2 分子结构与性质
考点3 晶体结构与性质
题型1 杂化轨道类型和分子极性判断
题型2 键参数大小及物质熔、沸点高低的比较
微专题
微专题 晶胞结构分析与计算
目 录
考点1 化学键
高考真题
1.(2025黑、吉、辽、蒙,2,3分)侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的
发展,其主要反应为NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。下列有关化学用语
或说法正确的是 ( )
A.CO2的电子式:
B.H2O的空间结构:直线形
C.NH4Cl的晶体类型:离子晶体
D.溶解度:NaHCO3>NH4HCO3
C
目 录
解析 A项,CO2的电子式应为 ,错误。B项,H2O的中心O原子的σ键电子对
数为2,孤电子对数为 ×(6-2×1)=2,价层电子对数为2+2=4,采用sp3杂化,故H2O的空间结
构为V形,错误。C项,NH4Cl由N 和Cl-构成,属于离子晶体,正确。D项,由题给化学方
程式可知,反应过程中溶液中存在Na+、N 、HC 、Cl-,NaHCO3从溶液中析出,而
NH4HCO3未析出,说明溶解度:NaHCO3<NH4HCO3,错误。
目 录
2.(2025安徽,5,3分)氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2O HOF+HF,生成的
HOF遇水发生反应②HOF+H2O HF+H2O2。下列说法正确的是 ( )
A.HOF的电子式为
B.H2O2为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中HF为还原产物
A
目 录
解析 A项,HOF的结构式为H—O—F,故HOF的电子式为 ,正确。B项,H2O2具
有二面角结构,正、负电中心不重合,属于极性分子,错误。C项,反应①中有F—F非极性
键的断裂,但是生成物中只含极性键,故没有非极性键的形成,错误。D项,F的电负性大
于O的电负性,HOF中F呈-1价,故反应前后H和F的化合价均未发生变化,则HF既不是氧
化产物也不是还原产物,错误。
目 录
回归教材
人教版选择性必修2第二章复习与提高
H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。
H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子。
目 录
3.(2024湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是 ( )
A.NaOH的电子式:
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.Cl2分子中σ键的形成:
C
目 录
解析 NaOH是由Na+和OH-构成的离子化合物,A正确;水分子中H显正电性、O显负电
性,形成水合离子时,指向Na+的应为显负电性的O,指向Cl-的应为显正电性的H,且Na+的
半径小于Cl-,C错误;Cl2分子中2个Cl原子的3p轨道采取“头碰头”方式形成p-p σ键,D
正确。(提示:s-s σ键,s-p σ键的形成过程也要熟知)
目 录
4.(2024黑、吉、辽,2,3分)下列化学用语或表述正确的是 ( )
A.中子数为1的氦核素 He
B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p-p σ键
D.PCl3的空间结构:平面三角形
C
目 录
解析 A项,中子数为1的氦核素表示为 He,错误;B项,SiO2为共价晶体,错误;C项,F原子
的价层电子排布式为2s22p5,在形成F2时,两个F原子的2p轨道“头碰头”重叠形成p-p σ
键,正确;D项,PCl3中心原子P的价层电子对数为3+ =4,孤电子对数为1,空间结构为
三角锥形,错误。
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5.(双选)(2024海南,11,4分)某温控质子驱动反应如图所示。下列说法错误的是
( )
A.Ⅰ转化为Ⅱ后,N1—C2键长变短
BD
B.基态N+离子的核外电子排布式为1s22s22p3
C.Ⅰ具备在热敏指示剂方面的应用前景
D.加热时,Ⅰ的O1与H+结合,O1—C1键断开
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解析 Ⅰ转化为Ⅱ后,N1—C2键变为N1 C2,双键的键长小于单键的键长,A正确。基态
N+离子是基态N原子失去1个电子形成的,则核外电子排布式为1s22s22p2,B错误。在H+
和加热条件下Ⅰ转化为Ⅱ,颜色由无色变为黄色,则Ⅰ具备在热敏指示剂方面的应用前
景,C正确。观察题图可知,加热时Ⅰ中的O1与H+结合,O1—C2键断开,D错误。
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6.(2022天津,4,3分)利用反应2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O可制备N2H4。下列叙述
正确的是 ( )
A.NH3分子有孤电子对,可作配体
B.NaCl晶体可以导电
C.1个N2H4分子中有4个σ键
D.NaClO和NaCl均为离子化合物,它们所含的化学键类型相同
A
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解析 NH3中N原子上有1个孤电子对,可以作配体。NaCl晶体中没有自由移动的离子,
不能导电。N2H4的结构式为 ,1个N2H4分子中含有5个σ键。NaCl是仅含
离子键的离子化合物,但NaClO是含有共价键和离子键的离子化合物。综上所述可知
选A。
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7.(2025黑、吉、辽、蒙,3,3分)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O
2HClO。下列说法正确的是 ( )
A.反应中各分子的σ键均为p-p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
B
考点2 分子结构与性质
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解析 A项,Cl2O(结构式为Cl—O—Cl)、H2O和HClO(结构式为H—O—Cl)中的Cl—O
均为p-sp3 σ键,H—O均为s-sp3 σ键,错误。B项,Cl2O、H2O和HClO的中心O原子的价层
电子对数均为2+ ×(6-2×1)=4,VSEPR模型均为四面体形,正确。C项,原子半径:Cl>H,故
键长:Cl—O>H—O,错误。D项,HClO的电子式为H·· ·· ··,故Cl的价电子层有3个孤电
子对,错误。
目 录
8.(2025山东,7,2分)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 ( )
A.NaN3的水溶液显碱性
B. 的空间构型为V形
C.NaN3为含有共价键的离子化合物
D. 的中心N原子所有价电子均参与成键
B
目 录
解析 A项,HN3为弱酸, 水解使NaN3的水溶液显碱性,正确;B项, 的中心N原子的价
层电子对数为2+ =2,孤电子对数为0,故 的空间结构为直线形,错误;C项,NaN
3是由Na+、 构成的离子化合物, 中含有共价键,正确;D项, 的中心N原子的孤电子
对数为0,则 的中心N原子所有价电子均参与成键,正确。
一题多解
和CO2互为等电子体,故空间结构与CO2一致,为直线形。
目 录
9.(2025江苏,4,3分)在溶有15-冠-5( )的有机溶剂中,苄氯( )与NaF发
生反应:
+NaF+ +
下列说法正确的是 ( )
A.苄氯是非极性分子
C
B.电负性:χ(F)<χ(Cl)
C.离子半径:r(F-)>r(Na+) D.X中15-冠-5与Na+间存在离子键
目 录
解析 A项,苄氯分子中正、负电中心不重合,是极性分子,错误。B项,同主族元素从上
到下,电负性逐渐减小,故χ(F)>χ(Cl),错误。C项,Na+和F-核外电子排布相同,核电荷数越
小半径越大,故r(F-)>r(Na+),正确。D项,离子键只存在于阴、阳离子之间,15-冠-5由分子
构成,故15-冠-5和Na+间不存在离子键,错误。
目 录
知识再现
形成X的过程体现了超分子的“分子识别”功能,15-冠-5可识别Na+,18-冠-6可识
别K+、Rb+。
目 录
10.(2025河南,9,3分)自旋交叉化合物在分子开关、信息存储等方面具有潜在的应用价
值。某自旋交叉化合物的结构及在氦气气氛下的热重曲线分别如图1和图2所示。该
化合物的相对分子质量Mr=870+32x(x为整数)。
目 录
下列说法正确的是 ( )
A.x=1
B.第一电离能:C<N<O
A
C.该化合物中不存在离子键
D.该化合物中配位数与配体个数相等
目 录
解析 该化合物的相对分子质量Mr=870+32x,由该化合物的结构可知,刚开始减少的是
CH3OH的质量,结合热重曲线可知,CH3OH的质量占该化合物的3.5%,即 ×100%
=3.5%,解得x≈1,A正确。同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨
道半充满,较稳定,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:C<O<N,B错误。
该化合物中的N 与配离子之间存在离子键,C错误。由题图1可知,1个配体中有2个N
和1个O与Fe形成配位键,故该化合物中配位数为6、配体个数为2,二者不相等,D错误。
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11.(2024广西,5,3分)白磷(P4)是不溶于水的固体,在空气中易自燃。下列有关白磷的说
法错误的是 ( )
A.分子中每个P原子的孤电子对数均为1
B.常保存于水中,说明白磷密度大于1 g·cm-3
C.难溶于水,是因为水是极性分子,P4是非极性分子
D.熔点低,是因为P4分子内的P—P键弱
D
目 录
解析 白磷的分子式为P4,结构可表示为 ,则P4分子空间结构为正四面体,是非极
性分子,难溶于水(提示:根据“相似相溶”);分子中每个P原子的孤电子对数均为1,A、
C正确。白磷常保存于水中,则白磷的密度大于水的密度,即大于1 g·cm-3,B正确。白磷
属于分子晶体,熔点低,与分子内的P—P键强弱无关,D错误。
目 录
12.(2024河北,9,3分)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部
生成气态产物,如:NH4ClO4+2C NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述
正确的是 ( )
A.HCl的形成过程可表示为
B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式
D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
B
目 录
解析 HCl是共价化合物,其形成过程可表示为 ,A错误;NH4ClO4中
N 的中心原子N原子上的价层电子对数为4,孤电子对数为 ×(5-1-4×1)=0,Cl 的中
心原子Cl原子上的价层电子对数为4,孤电子对数为 ×(7+1-4×2)=0,则二者的VSEPR模
型和空间结构均为四面体形,B正确;C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、
sp2、sp3,共有两种杂化方式,C错误;NH3分子间作用力为氢键和范德华力,CO2分子间
仅存在范德华力,D错误。
目 录
13.(2024广东,13,4分)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是 ( )
B
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 酸性:CF3COOH<CCl3COOH 电负性:F>Cl
B 某冠醚与Li+能形成超分子,与K+则不能 Li+与K+的离子半径不同
C 由氨制硝酸:NH3→NO→NO2→HNO3 NH3和NO2均具有氧化性
D 苯酚与甲醛反应,可合成酚醛树脂 合成酚醛树脂的反应是加聚反应
目 录
解析 F的电负性大于Cl的电负性,则F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大
于Cl3C—的极性,导致CF3COOH的羧基中的羟基更容易电离出H+,应是CF3COOH的酸
性大于CCl3COOH的酸性,A错误;不同的冠醚分子有不同大小的空穴适配不同大小的
碱金属离子,由于Li+和K+的离子半径不同,则能与Li+形成超分子的冠醚不能与K+形成
超分子,B正确;由氨制硝酸的流程中,NH3中N元素的化合价升高,体现的是还原性,C错
误;酚醛树脂是酚(如苯酚或甲苯酚等)与醛(如甲醛)在酸或碱的催化下发生缩聚反应得
到的高分子,同时有小分子H2O生成,D错误。
目 录
14.(2024湖北,8,3分)结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是 ( )
B
事实 解释
A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强
B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
目 录
解析 A项,1个甘油分子中含有3个羟基,分子间可形成较多的氢键,且O元素的电负性
较大,故其分子间形成的氢键较强,因此甘油是黏稠液体,正确。B项,王水可溶解铂,是
因为浓盐酸提供的Cl-能与被硝酸氧化产生的铂离子形成稳定的配合物,从而促进铂的
溶解,在这个过程中浓盐酸没有增强浓硝酸的氧化性,不正确。C项,冰晶体中每个水分
子周围只有4个紧邻的水分子,由于氢键具有方向性,即氢键的存在迫使在四面体中心
的每个水分子与四面体顶角的4个相邻水分子相互吸引。这使得冰晶体中水分子的空
间利用率不高;干冰晶体中的CO2之间只存在范德华力,1个CO2分子周围紧邻12个CO2
分子,故冰的密度小于干冰,正确。
目 录
15.(2024湖南,4,3分)下列有关化学概念或性质的判断错误的是 ( )
A.CH4分子是正四面体结构,则CH2Cl2没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中C—H键的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由R4N+与P 组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
B
目 录
解析 CH4分子是正四面体结构,则CH2Cl2只有一种结构,A正确。环己烷中的C—H键
是碳原子的sp3杂化轨道与氢原子的s轨道重叠形成的,而苯分子中的C—H键是碳原子
的sp2杂化轨道与氢原子的s轨道重叠形成的,二者键能不相等,B错误。甲苯的相对分子
质量为92,则质荷比为92的峰归属于 ,C正确。R4N+与P 的体积较大,离
子间的作用力很弱,二者组成的离子液体常温下呈液态,D正确。
目 录
16.(2024黑、吉、辽,9,3分)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较
小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结
构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是 ( )
B
目 录
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
目 录
解析 A项,根据题图1环六糊精的结构可知,1个环六糊精分子水解后可以得到6个葡萄
糖分子,则环六糊精属于寡糖,正确;B项,环六糊精的内腔直径是固定的,只有大小合适
的非极性分子才能被包合形成超分子,错误;C项,由题图3中信息可知,加入环六糊精后,
对氯苯甲醚的生成量大幅增大,邻氯苯甲醚的生成量减小,说明图2中甲氧基对位暴露
在反应环境中,只有这样才有利于生成对氯苯甲醚,正确。环六糊精含有大量亲水基团,
易溶于水,而氯代苯甲醚难溶于水,则可用萃取法分离二者,正确。
目 录
17.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是 ( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
A
目 录
解析 A项,含有手性碳原子的分子不一定具有手性异构体,所以不一定是手性分子,错
误;B项,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲
醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,正确。C项,酰胺中含有酰胺基,在酸性和碱性条件
下都可发生水解反应,正确。D项,冠醚是皇冠状分子,可有不同大小的空穴适配不同大
小的碱金属离子,正确。
目 录
18.(2025山东,8,2分)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的
是 ( )
A
考点3 晶体结构与性质
性质差异 主要原因
A 沸点:H2O>H2S 电离能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 电负性:Cl>Br
C 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:Si>C
D 熔点:MgO>NaF 离子电荷:Mg2+>Na+,O2->F-
目 录
解析 A项,H2O能形成分子间氢键而H2S不能形成分子间氢键,故沸点:H2O>H2S,错误。
B项,电负性:Cl>Br,羟基极性:H—O—Cl>H—O—Br,则酸性:HClO>HBrO,正确。C项,金
刚石和晶体硅均为共价晶体,原子半径:Si>C,键长:Si—Si>C—C,键能:Si—Si<C—C,则
硬度:金刚石>晶体硅,正确。D项,MgO、NaF均为离子晶体,离子电荷:Mg2+>Na+、O2->F
-,则离子键键能:MgO>NaF,故熔点:MgO>NaF,正确。
目 录
19.(2025安徽,12,3分)碘晶体为层状结构,层间作用为范德华力,层间距为d pm。下图给
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)。NA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
A
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D.碘晶体的密度为 g·cm-3
目 录
解析 A项,碘晶体为层状结构,层间作用力为范德华力,层内碘分子间存在“卤键”(强
度与氢键相近),而“卤键”和范德华力都属于分子间的作用力,故碘晶体是分子晶体,
错误。B项,液态碘单质中,碘分子间距离不大,仍存在“卤键”,气态的碘分子间的距离
较大,不存在“卤键”,正确。C项,由题图可知,层内1个碘分子形成4个“卤键”,每个
“卤键”被2个碘分子共用,则相当于1个碘分子形成2个“卤键”,127 g碘晶体为
0.5 mol,含0.5 mol碘分子,则含有NA个“卤键”,正确。D项,同一层内,虚线框标注的四边
形的面积为(a×10-10 cm)×(b×10-10cm)=ab×10-20 cm2,因为层间距为d pm=d×10-10 cm,则由虚
目 录
线框标注的四边形与紧邻的下层所构成的结构单元(不是晶胞,部分碘分子未画出或未
画完整)如图所示,1个结构单元的体积为abd×10-30 cm3,1个结构单元中上、下底面各
有4个碘原子,故含有碘原子的个数为8× =4,1个结构单元的质量为 g,所以碘
晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3,正确。
目 录
20.(2024天津,4,3分)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨
烯。下列说法正确的是 ( )
A.SiC是离子化合物
B.SiC晶体的熔点高、硬度大
C.核素14C的质子数为8
D.石墨烯属于烯烃
B
目 录
解析 SiC为共价化合物,熔点高、硬度大,A错误,B正确。14C的中子数为8,质子数为6,
C错误。石墨烯是碳单质,D错误。
目 录
21.(2024贵州,8,3分)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴
离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。 下
列说法错误的是 ( )
A.富勒烯C60是分子晶体
C
B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子
价层电子排布式是5s25p3
目 录
解析 A项,富勒烯C60由C60分子构成,属于分子晶体,正确;B项,由题图可知,中心K+的周
围有12个Au(注意题图中有1个Au被Sb遮挡),12个Au形成二十面体笼(每个面均为三角
形,上、中、下层分别有5、10、5个面),正确;C项,全金属富勒烯不属于碳单质,与富勒
烯C60不互为同素异形体,错误。
目 录
22.(2023北京,1,3分)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大
进步。
金刚石
石墨
石墨炔
目 录
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 ( )
A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键
B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化
C.三种物质的晶体类型相同
D.三种物质均能导电
A
目 录
解析 金刚石、石墨和石墨炔中均有碳碳原子间的σ键,A正确;石墨中的碳原子采用
sp2杂化,石墨炔中的碳原子采用sp2和sp杂化,B错误;金刚石为共价晶体,石墨为混合型晶
体,C错误;金刚石不能导电,D错误。
目 录
23.(2022天津,12,3分)一定条件下,石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚
石的说法正确的是 ( )
A.金刚石比石墨稳定
B.两物质的碳碳σ键的键角相同
C.等质量的石墨和金刚石中,碳碳σ键数目之比为4∶3
D.可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
D
目 录
解析 石墨转化为金刚石要吸收能量,则石墨比金刚石稳定。金刚石中碳原子采用sp3
杂化,石墨中碳原子采用sp2杂化,碳碳σ键的键角不同。1 mol石墨中含有的碳碳σ键为
1.5 mol,1 mol金刚石中含有的碳碳σ键为2 mol,则等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目
之比为3∶4。X射线衍射实验是鉴别晶体最好的方式。综上所述可知选D。
目 录
24.(2024重庆,3,3分)下列各分子既含有sp2杂化的原子又能与H2O形成氢键的是
( )
A.CH3CH3 B.CH2 CHBr
C.CH3COOH D.CH3CH2NH2
C
题型1 杂化轨道类型和分子极性判断
目 录
解析 符合条件的分子需要满足:①含有sp2杂化的原子;②与水可以形成氢键。根据①
可排除A、D,根据②可排除B,故选C。
目 录
25.(2024江苏,7,3分)下列有关反应描述正确的是 ( )
A.CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
B
目 录
解析 A项,CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO时, ,虚线处为断键处,错误;B
项,催化剂能够改变反应历程,正确;C项,丁烷为饱和烷烃,分子中不存在π键,错误;D项,
石墨中碳原子为sp2杂化,金刚石中碳原子为sp3杂化,错误。
目 录
26.(2024安徽,8,3分)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
目 录
解析 A项,该物质中含有2个Ni—Cl极性键和2个P→Ni配位键,形成配位键时孤电子对
均由P原子提供,则该物质中Ni为+2价,正确。B项,同周期主族元素从左到右,元素的第
一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Cl>P,正确。C项,该物质中的C原子均采用sp2杂
化;而P原子形成4个σ键,采用sp3杂化,错误。D项,Ni为第28号元素,其基态原子价电子排
布式为3d84s2,正确。
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27.(2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环
结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
A
B.第一电离能:B<C<N
C.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
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解析 由题图可知,P和Q结构对称,正、负电中心重合,均为非极性分子,A错误;同周期
主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:B<C<N,B正确;1个P、Q分
子中的H原子数相等,1个P分子中的C原子数与1个Q分子中的B原子数和N原子数的和
相等,而Q分子中的B原子和N原子数目相等,故1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等,C
正确;已知P和Q呈平面六元并环结构,故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D正确。
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28.(2024北京,9,3分)氘代氨(ND3)可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到ND3:
①Mg3N2与D2O的水解反应;②NH3与D2O反应。下列说法不正确的是 ( )
A.NH3和ND3可用质谱法区分
B.NH3和ND3均为极性分子
C.方法①的化学方程式是Mg3N2+6D2O 3Mg(OD)2+2ND3↑
D.方法②得到的产品纯度比方法①的高
D
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解析 A项,NH3和ND3的相对分子质量不同,故可用质谱法区分,正确。B项,NH3和ND3
的空间结构均为三角锥形,正、负电中心不重合,为极性分子,正确。C项,Mg3N2与D2O
反应生成Mg(OD)2和ND3,正确。D项,方法②中NH3中的H原子被D2O的D原子取代,会得
到NH2D、NHD2和ND3,故所得产品的纯度比方法①的低,错误。
解题技巧
当分子中的原子替换为其同位素原子时,分子的空间结构不变,例如ND3的空间结
构与NH3相同,均为三角锥形。
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29.(2023浙江1月选考,12,3分)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定
条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3 2Al(NH3)Cl3。下列说法不正确的是 ( )
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
D
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解析 A项,由题干信息“Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构”可知,Al2Cl6的结构
式为 ,其中含2个Cl→Al配位键,正确;B项,由Al2Cl6的结构可知,其为
非极性分子,正确;C项,由反应Al2Cl6+2NH3 2Al(NH3)Cl3知,NH3的配位能力强于Cl,
正确;D项,原子半径:Br>Cl,则键长:Al—Br>Al—Cl,Al—Br键键能低于Al—Cl键键能,故
Al2Br6更易与NH3发生反应,错误。
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30.(2022辽宁,7,3分)理论化学模拟得到一种 离子,结构如图。下列关于该离子的说
法错误的是 ( )
A.所有原子均满足8电子结构
B.N原子的杂化方式有2种
C.空间结构为四面体形
D.常温下不稳定
B
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解析 由 的结构及单键代表1对电子,双键代表2对电子,可得 中所有N原子均满足
8电子稳定结构,A正确。N原子的杂化方式有3种,如图所示
,B错误。中心N原子的价层电子对数为4,无孤电子对,其空
间结构为四面体形,C正确。因为含有叠氮结构,该物质不稳定,D正确。
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31.(2024海南,19节选)锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电
解质材料之一,Li-bfsi(阴离子bfsi-结构见下图A)深受关注。
回答问题:
(1)Li-bfsi的制备前体H-bfsi(B),可由C的氟化反应得到,C中第三周期元素有______(填元
素符号)。
(2)C分子中,两个H—N—S键角均为117°,S—N—S的键角为126°,N的原子轨道杂化类
Cl、S
型为___。
sp2
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解析 (1)由C的结构可知,C中第三周期元素有Cl、S。(2)已知C分子中,两个H—N—S
键角均为117°,S—N—S的键角为126°,则C分子中以N原子为中心的结构为平面三角形
结构,故N的原子轨道杂化类型为sp2。
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32.(2025安徽,7,3分)氨是其他含氮化合物的生产原料。氨可在氧气中燃烧生成N2。金
属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。
Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色
[Cu(H2O)4]SO4溶液。氨可以发生类似于水解反应的氨解反应,浓氨水与HgCl2溶液反应
生成Hg(NH2)Cl沉淀。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是 ( )
A.与H+结合的能力:OH->N B.与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+
C.H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H
B
题型2 键参数大小及物质熔、沸点高低的比较
D.微粒所含电子数:N >N
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解析 A项,根据题给信息,NaNH2遇水转化为NaOH,即发生反应NaNH2+H2O
NaOH+NH3↑,N 与H2O反应转化为NH3和OH-,说明与H+结合的能力:N >OH-,错误。
B项,根据题给信息,加入稀硫酸后,[Cu(NH3)4](OH)2转化为[Cu(H2O)4]SO4,同时应有
(NH4)2SO4生成,即[Cu(NH3)4]2+中的配位键断裂,H+与NH3形成配位键得到N ,说明与
NH3形成配位键的能力:H+>Cu2+,正确。C项,原子半径:O<N,故键长:O—H<N—H,错误。
D项,1个N 所含电子数为7+1×4-1=10,1个N 所含电子数为7+1×2+1=10,两者所含电
子数相等,错误。
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33.(2024安徽,7,3分)常温常压下羟胺(NH2OH)的水溶液呈碱性,与盐酸反应生成盐酸羟
胺[NH3OH]Cl。Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)。下列有关物质结构或性质的比较中,正确的
是 ( )
A.键角:NH3>N
B.熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
D
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链接讲解册 键角大小比较,物质溶、沸点高低的比较方法
解析 A项,NH3的中心原子N原子采用sp3杂化,N 的中心原子N原子采用sp2杂化,则键
角:NH3<N ,错误;B项,NH2OH属于分子晶体,[NH3OH]Cl属于离子晶体,则熔点:NH2OH
<[NH3OH]Cl,错误;C项,[NH3OH]Cl和NH4Cl均属于强酸弱碱盐,常温下同浓度的水溶液
都显酸性,因Kb(NH2OH)<Kb(NH3·H2O),则[NH3OH]+的水解程度大于N 的水解程度,酸
性:[NH3OH]Cl>NH4Cl,pH:[NH3OH]Cl<NH4Cl,错误;D项,电负性:O>N,使得O—H键的极
性强于N—H键,则氢键的强弱:O—H…O>N—H…N,正确。
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34.(2024河北,8,3分)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 ( )
B
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 CO2、CH2O、CCl4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 CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位 Cs+比Na+的半径大
D 逐个断开CH4中的C—H键,每步所需能量不同 各步中的C—H键所处化学环境不同
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解析 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。CO2中心C原子的价层电子对数为2,为sp杂化;CH2O中心C原子的价层电
子对数为3,为sp2杂化;CCl4中心C原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,则键角:CO2>CH
2O>CCl4,而CO2、CH2O、CCl4的中心C原子上均不含孤电子对,故三者键角大小与孤电
子对无关,B错误;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,Cs+与8个Cl-配位,Na+与6个Cl-配位,说明Cs+比Na+的半径大,C正确;CH4中
的四个键逐一断开之前的粒子(CH4、·CH3、·CH2·、··CH·)中,CH4为分子,后三种为自由
基,相同条件下对应的稳定性是不同的,即各步中的C—H键所处化学环境不同,每步所
需能量不同,D正确。
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35.(双选)(2022海南,10,4分)已知CH3COOH+Cl2 ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的
酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是 ( )
A.HCl的电子式为H+[·· ··]-
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
BD
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解析 HCl为共价化合物,A不正确;氯原子半径小于碘原子半径,则键长:Cl—Cl<I—I,B
正确;CH3COOH分子中含有碳氧双键,双键中含有π键,C不正确;Cl的电负性大于H,由题
中信息可知ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强,而Cl的电负性也大于I,则ClCH2COOH
的酸性比ICH2COOH强,D正确。
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36.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶
体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是 ( )
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
A
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链接讲解册 物质熔、沸点高低的比较方法中同类型晶体。
解析 AlN、GaN均为共价晶体,原子半径:Al<Ga,则N—Al键键长短,键能大,故GaN的
熔点低于AlN,A错误;晶体中只存在N—Al键、N—Ga键,故两种晶体中所有化学键均
为极性键,B正确;金刚石中C原子采取sp3杂化,AlN、GaN与金刚石成键结构相似,故晶
体中每个原子周围形成4个共价键,配位数是4,所有原子均采取sp3杂化,C、D正确。
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37.(2024浙江1月选考,17节选)(3)①H2N—NH2+H+ H2N—N ,其中—NH2的N原子
杂化方式为___;比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2_H2N—N 中的—N (填“>”
“<”或“=”),请说明理由__________________________________________________
__________________________________________________________________________
________________________。
于成键电子对之间的斥力
1个孤电子对,而—N 中N原子上没有孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大
—NH2和— 中N原子均采取sp3杂化,—NH2中N原子上有
<
sp3
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解析 (3)①根据H2N—NH2的分子结构可知,N原子上的σ键电子对数为3,孤电子对数为
1,价层电子对数为4,则N原子的杂化方式为sp3(H+与—NH2中N原子形成配位键后得到
—N ,故—N 中N原子上的σ键电子对数为4,孤电子对数为0,价层电子对数为4,则
—N 中N原子的杂化方式也为sp3)。
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38.(2023山东,16节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)-40 ℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体
类型为_________,HOF水解反应的产物为____________(填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键( )。
ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为___;O—Cl—O键角_Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或
“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因___________________________
___________________________________________。
在Cl—O σ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短
ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存
>
sp2
HF和H2O2
分子晶体
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解析 (1)常温常压下,HOF为无色气体,说明其沸点低,可推知固态HOF为分子晶体;F的
电负性大于O,HOF水解时H+与显负电性的F结合,OH-与显正电性的HO结合,生成HF和
H2O2。(2)由于ClO2中存在大π键,故Cl原子必须有垂直于分子所在平面的未杂化的p轨
道以参与形成大π键,因此Cl原子的轨道杂化方式为sp2;ClO2 中Cl原子为sp2杂化,Cl2O中
O原子为sp3杂化,因此O—Cl—O键角更大。
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高考模拟
考点综合练
1.(2025北京海淀一模,2)下列化学用语或图示表达正确的是 ( )
A.基态F原子的核外电子轨道表示式:
B.顺丁烯二酸的结构简式:
C.H2O2的电子式:H+[·· ·· ··]2-H+
D.CO2分子的球棍模型:
B
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解析 A项,F原子的核外有9个电子,图示错误。B项,两个—COOH在碳碳双键的同侧,
两个—H在碳碳双键的另一侧,是顺式结构,正确。C项,H2O2是共价化合物,错误。D项,
CO2分子呈直线形,错误。
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2.(2025河北邯郸二模,2改编)钴的一种配合物Na3[Co(NO2)6]在分析化学中常用来检验
K+,原理为2K++Na++[Co(NO2)6]3- K2Na[Co(NO2)6]↓(亮黄色)。下列化学用语
表述正确的是 ( )
A.中子数为33的钴原子 Co
B.Na3[Co(NO2)6]中钴元素的化合价为+3,配位数为3
C.N 中N原子的杂化轨道类型为sp2,其空间结构为V形
D.基态钾原子最外层电子的电子云图为
C
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解析 Co的原子序数为27,中子数为33的钴原子表示为 Co,A错误。Na3[Co(NO2)6]中
配体为N ,配位数为6,B错误。N 中N原子的价层电子对数为2+ =3,采用sp2
杂化;含有1个孤电子对,其空间结构为V形,C正确。基态钾原子最外层电子的排布式为
4s1,电子云图呈球形,D错误。
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3.(2025河北石家庄二模,7)BF3可与H2O发生反应:BF3+3H2O H3BO3+3HF。下列说
法错误的是 ( )
A.与BF3类似,若分子的空间结构为平面三角形,则中心原子采用sp2杂化
B.根据H3BO3+H2O H++[B(OH)4]-,可推知H3BO3为一元弱酸
C.H2O中O原子的杂化轨道只用于形成共价键
D.H—F键的键长小于H和F原子的半径之和
C
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解析 若分子的空间结构为平面三角形,说明中心原子上有3个成键电子对,无孤电子
对,则中心原子必然采用sp2杂化,A正确。根据题给方程式可知,H3BO3~H+,再结合
“ ”可推知H3BO3为一元弱酸,B正确。H2O中O原子采用sp3杂化形成4个sp3杂化轨
道,其中2个杂化轨道用于形成O—H键,剩余2个杂化轨道容纳O原子上的2个孤电子对,
C错误。H原子和F原子化合时,原子轨道重叠,则H—F键的键长小于H和F原子的半径
之和,D正确。
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4.(2025湖北武汉四月调研,3)高活性人工固氮产物Li2CN2的合成原理为2LiH+N2+C(石
墨) Li2CN2+H2。下列有关化学用语表述错误的是 ( )
A.LiH的电子式为Li+[∶H]-
B.石墨中碳原子的杂化轨道示意图为
C.C 的VSEPR模型为
D.基态氮原子的核外电子排布图为
C
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解析 A项,LiH为离子化合物,电子式书写正确。B项,石墨中的碳原子采用sp2杂化,sp2
杂化轨道为平面三角形,正确。C项,C 与CO2互为等电子体,则C 的VSEPR模型为
直线形,错误。D项,基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3,电子排布图正确。
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5.(2025河南许昌三模,10)由金属钛、铝形成的Tebbe试剂常用作有机反应的烯化试剂,
其结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.Al3+与Cl-具有相同的电子层结构
B.该结构中不存在配位键
C.Tebbe试剂中的Al原子轨道杂化类型为sp3
C
D.该结构中Al的化合价为+4
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解析 Al3+核外有10个电子,有2个电子层;而Cl-的核外电子数为18,有3个电子层,A错
误。存在Cl→Al配位键,B错误。Al原子形成4条共价键,其轨道杂化类型为sp3,C正确。
该结构中Al的化合价为+3,D错误。
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6.(2025河北石家庄二模,8)结构决定性质是基本的化学学科思想。下列事实与解释不
相符的是 ( )
B
选项 事实 解释
A 第二电离能:Na>Mg 基态Mg+失去的是能量较高的3s能级的电子
B 基态氮原子的轨道表示式为 ,
而不是 电子填入简并轨道时遵循泡利原理
C 为离子化合物,常温下呈液态 阴、阳离子的体积大,离子键弱,熔点低
D 18-冠-6能够识别K+,而不能识别Na+ 18-冠-6的空穴适配K+的大小
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解析 A项,Na、Mg原子分别失去1个电子后的核外电子排布式分别为1s22s22p6、1s22s
22p63s1,3s 能级上的电子能量较高不稳定,则第二电离能Na>Mg,正确。B项,基态原子中,
填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,遵循的是洪特规则,错误。C项,题给
物质中阴、阳离子的体积大,则离子键的强度弱,熔点低,正确。D项,不同的冠醚的空腔
直径不同,则适合的碱金属离子不同,正确。
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7.(2025山东济南部分学校2月摸底,4)PCl3发生水解反应的机理如下图所示。下列说法
错误的是 ( )
A.H3PO3为三元弱酸 B.第一电离能:Cl>P>S
A
C.沸点:H3PO3>HPOCl2 D.图中物质均为极性分子
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解析 H3PO3的结构中含有2个—OH,则H3PO3为二元弱酸,A错误。比较第一电离能时
注意第ⅤA族元素的特殊性,第一电离能:Cl>P>S,B正确。H3PO3可形成分子间氢键,但
HPOCl2分子间不能形成氢键,则沸点H3PO3>HPOCl2,C正确。可根据“中心原子上有孤
电子对的为极性分子”判断,则PCl3、H2O为极性分子;剩余物质的分子中正、负电中
心不重合,为极性分子,D正确。
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8.(2025江苏南通二调,5)下列有关说法正确的是 ( )
A.基态Cu+的电子排布式为[Ar]3d94s1
B.NH3中所含键角大于H2O中所含键角
C.[CuCl2]-中的配位键:[Cl←Cu→Cl]-
D.CuCl晶胞(如图所示)中距离每个Cl-最近的Cu+有2个
B
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解析 基态Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1,则基态Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10,
A错误。NH3和H2O的中心原子的杂化类型相同,但是N原子上有1个孤电子对,O原子上
有2个孤电子对,孤电子对数越多,键角越小,则键角:NH3>H2O,B正确。[CuCl2]-中Cl-提供
孤电子对,Cu+提供空轨道,则配位键表示为[Cl→Cu←Cl]-,C错误。根据晶胞结构,以上
底面上的Cl-为参照,可知距离每个Cl-最近的Cu+有4个,D错误。
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9.(2025河南郑州外国语学校调研,8)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因
素匹配错误的是 ( )
D
选项 性质差异 结构因素
A 沸点:乙醇(78.3 ℃)高于二甲醚(-29.5 ℃) 氢键作用
B 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型
C 键角:PF3(94°)小于 PCl3(109.5°) 电负性差异
D 分解温度:HBr(500 ℃)高于HI(300 ℃) 范德华力作用
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解析 乙醇和二甲醚的相对分子质量相同,但乙醇分子间存在氢键,而二甲醚分子间没
有氢键,导致二者的沸点差异较大,A正确。AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,所以AlF3
的沸点更高,B正确。PF3与PCl3属于组成和结构相似的物质,中心原子相同,中心原子上
的孤电子对数相同,但电负性F>Cl,电负性越大,成键电子对间的距离越远,斥力越小,键
角越小,则键角:PF3<PCl3,C正确。热分解温度高,说明物质稳定性强,则其中的化学键
强,与范德华力无关,D错误。
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10.(2025江西赣州一模,5改编)结构决定性质,性质反映结构。下列事实的解释或说明
错误的是 ( )
B
选项 事实 解释或说明
A O3和H2O均为极性分子,CCl4为非极性分子,但O3在CCl4中的溶解度比在H2O中更大 O3分子的极性很弱
B 单中心分子XY2Z2(X、Y、Z表示不同原子,X为中心原子)是非极性分子 该分子空间结构为四面体结构
C 标准状况下,S8是固体,O2是气体 分子间范德华力:S8>O2
D NaHSO4晶体受热转化为Na2S2O7和H2O 该过程涉及σ键的断裂与生成
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解析 O3与H2O相比,极性很小,则更易溶于CCl4,A正确。若单中心分子XY2Z2是非极性
分子,说明正、负电中心重合,但四面体结构( )不能达到正、负电中心重合,则应
为平面四边形结构( ),B错误。S8和O2均是分子晶体,相对分子质量大的范德
华力大,范德华力S8>O2,C正确。NaHSO4转化为Na2S2O7和H2O的过程中,
+ +H2O,涉及S—O σ
键的断裂和形成,D正确。
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11.(2025重庆南开中学质量检测七,9)化合物M是一种新型超分子晶体材料,以CH3
COCH3为溶剂,由X、Y、HClO4反应制得。下列叙述不正确的是 ( )
A.X的名称为对溴苯胺
D
B.Y分子中碳原子和氧原子的杂化方式相同
C.M中阴离子的空间结构为正四面体
D.M中阳离子通过共价键结合体现了超分子
的自组装
目 录
解析 X的名称为对溴苯胺,A正确。Y分子中碳原子和氧原子均采用sp3杂化,B正确。
M中阴离子为Cl ,中心Cl原子的价层电子对数为4,不含孤电子对,则其空间结构为正
四面体,C正确。观察题给反应,Y中的氧原子与X中—N 上的氢原子形成了氢键,则M
中阳离子通过氢键结合体现了超分子的自组装,D错误。
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12.创新点 有新信息及其应用的考查(2025山东名校联盟一模,9改编)乙硼烷(B2H6)是
一种典型的缺电子化合物,其分子结构如图所示,两个硼原子通过B—H—B桥键连接,标
记为化学键②。下列说法错误的是 ( )
已知:化学键①(B—H键)为“二中心二电子键”,可表示为“2c-2e”。
C
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A.四元环内键角:∠BHB>∠HBH
B.硼原子的杂化方式为sp3
C.化学键②可表示为“3c-4e”
D.氢原子可形成桥键的原因可能是1s轨道为球形,成键无方向性
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解析 由于化学键②只有2个电子维持3个原子之间的作用力,加上B原子半径大于H原
子,使得四元环内B、B之间的距离大于H、H之间的距离,则键角:∠BHB>∠HBH,A正
确。由B2H6分子结构可知每个硼原子形成4个共价单键,则B原子采用sp3杂化,B正确。
2个B原子分别各与2个H原子形成2个B—H σ键,这4个σ键在同一平面上,共用去8个价
电子,剩余的4个价电子在2个B原子和另2个H原子间形成了2个垂直于题图中水平平面
的三中心二电子键(1个在平面上,1个在平面下),结合化学键①的“二中心二电子键”,
记作“2c-2e”,则化学键②记作3c-2e,C错误。H原子的1s轨道为球形,成键无方向性,可
能是形成桥键的原因,D正确。
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13.创新点 有新信息及其应用的考查(2025上海松江二模,一)氨硼烷(H3NBH3)是一种
高性能化学储氢材料,其结构如下图所示(图中仅标出部分氢原子带电荷情况)。H3
NBH3晶体中,分子间存在不寻常的强烈相互作用,为解释这种作用,科学家提出了二氢
键的观点,二氢键可以表示为X— … —Y。
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(1)根据上图判断H3NBH3中N、B、H三种元素的电负性由大到小的顺序为______ _ (用
元素符号表示)。
(2)如要检测H3NBH3的晶体结构,可采用的仪器分析方法为___(填标号)。
A.X射线衍射 B.原子发射光谱
C.原子吸收光谱 D.核磁共振波谱
(3)H3NBH3中N、B原子的杂化方式分别为___ 。
A.sp2、sp2 B.sp2、sp3
C.sp3、sp2 D.sp3、sp3
(4)H3NBH3中H—N—H的键角__ NH3中H—N—H的键角(填“>”或“<”),理由是__
>
D
A
N>H>B
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____________________________________________________________________________
___________________________________。
(5)等电子体是指原子总数相同、价电子总数相同的微观粒子,一般具有相同的结构特
征。CH3CH3与H3NBH3是等电子体,但常温下CH3CH3呈气态,H3NBH3呈固态,原因是__
_______________________________________________________。
(6)已知H3NBH3在催化剂作用下可发生释氢反应。研究发现,升高温度,H3NBH3释氢反
应的速率加快,但平衡产率降低。从化学平衡角度解释产率降低的原因_________
___________________________________________________________________。
剂作用下发生的释氢反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,产率降低
H3NBH3在催化
H3NBH3分子间存在二氢键,CH3CH3分子间不存在氢键
对的斥力大于成键电子对之间的斥力
H3 NBH3中N原子上无孤电子对,NH3中的N原子上有1个孤电子对,孤电子对对成键电子
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解析 (1)由图得,N—H键中H显正电性,则电负性:N>H;H—B键中H显负电性,则电负
性:H>B,得出电负性: N>H>B。(3)由H3NBH3分子结构知,其中N、B原子的价层电子对
数都为4,则杂化方式都是sp3。(4)中心原子的杂化方式相同时,孤电子对数越多,键角越
小。(5)根据题给信息H3NBH3分子间可以形成二氢键,使得分子间作用力变大,熔沸点
升高。
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题型1 杂化轨道类型和分子极性判断
题型强化练
1.(2025安徽合肥二模,8)某含Cr催化剂(—Ph为苯基)可用于CO2光催化还原,结构简式如
右图所示。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:P<O<N
B.基态Cr原子的价电子排布式为4s1
C.1 mol BP 含有28 mol σ键
D.该催化剂中B和P均采用sp3杂化
D
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链接讲解册 判断杂化轨道类型的方法。
解析 O的电负性大于N,A错误。Cr位于元素周期表第四周期第ⅥB族,基态Cr原子的
价电子排布式为3d54s1,B错误。BP 的结构为 ,则1 mol BP 含有(12×
4) mol=48 mol σ键,C错误。由题给结构可知P形成了4个共价键(有1个配位键),由C中
分析可知B也形成了4个共价键,则都采用sp3杂化,D正确。
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2.创新点 同一配体的不同原子配位(2025湖南湘潭模拟预测,7改编)配合物a分子(如下
图所示)可形成超分子结构。下列说法错误的是( )
A.配合物a中含4种配体
A
B.配合物a中的配体为极性分子
C.配合物a中配位原子的杂化方式相同
D.配合物a形成超分子结构可借助氢键作用
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链接讲解册 杂化轨道类型和分子极性判断。
解析 配合物a中只含1种配体,即 ,A错误。根据配体的结构可知其为极性分
子,B正确。配位原子N、S的价层电子对数都是4,均采用sp3杂化,C正确。配合物a中N
的电负性大,—NH2间可形成氢键,则配合物a形成超分子,可借助氢键作用,D正确。
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3.(2025河南名校学术联盟一模,10改编)丙氨酸是一种重要的氨基酸,其Strecker合成过
程如下。下列说法正确的是 ( )
A.①②反应的原子利用率均为100%
B.②反应中N原子的杂化方式不发生改变
C.上述过程中的四种有机物均能与水分子形成氢键
D.丙氨酸的酸性较H2N-CH2COOH强
C
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解析 ①中CH3CHO与NH3先加成后消去,生成亚胺中间体,则①的原子利用率小于10
0%,A错误。②反应中亚胺中间体中的N C双键变为—NH2,N原子的杂化方式发生了
改变,B错误。乙醛、亚胺中间体、2-氨基丙腈、丙氨酸分子中含有电负性大、原子半
径小的N、O原子,则均能与水分子形成分子间氢键,C正确。丙氨酸( )
比H2N—CH2COOH多一个推电子基团—CH3,使得—COOH中O—H的极性减弱,则酸性
更弱,D错误。
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4.(2025山东潍坊一模,9改编)Cu-H团簇(LnCuH)可以催化甲醛生成甲酸甲酯,其机理如
图所示。下列说法错误的是 ( )
A.反应过程中既有σ键的断裂也有π键的断裂
B
B.甲醛分子有较强的对称性,则为非极性分子
C.反应过程中,碳原子的杂化方式发生改变
D.该反应原子利用率为100%,符合绿色化学理念
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链接讲解册 判断杂化轨道类型的方法、分子极性判断方法。
解析 过程③中有O—Cu σ键断裂,过程①中有C O π键断裂,A正确。甲醛的中心C
原子采用sp2杂化,其空间结构为平面三角形,正、负电中心不重合,为极性分子,B错误。
题给机理的总反应为2HCHO HCOOCH3,过程中有C原子由sp2杂化转化为sp3杂
化;该反应相当于化合反应,原子利用率为100%,符合绿色化学理念,C、D正确。
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5.(2025山东青岛一模,5)非金属卤化物中心原子具有δ+和价层空轨道时可发生亲核水
解;中心原子有孤电子对时,孤电子对进攻H2O中的H+可发生亲电水解。SiCl4亲核水解
机理如下图所示。下列说法错误的是 ( )
C
A.图示过程只有极性键的断裂与生成
B.图示过程中Si有2种杂化方式
C.CCl4和PCl3均能发生亲核水解
D.NCl3水解产物可能为NH3和HClO
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链接讲解册 杂化轨道类型和分子极性判断。
解析 图示反应机理中有H—O、Si—Cl极性键断裂,有Si—O、H—Cl极性键生成,A正
确。SiCl4中Si采用sp3杂化,第一步与水分子中的O原子成键后,形成5个共价单键,则杂
化方式变为sp3d,B正确。C的核外电子最外层为L层,没有d轨道接受水中的孤电子对;
PCl3的中心原子P上有孤电子对,可发生亲电水解,则二者均不能发生亲核水解,C错误。
NCl3的中心原子N上有孤电子对,孤电子对进攻H2O的H+发生亲电水解,得到NH3和
HClO,D正确。
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题型2 键参数大小及物质熔、沸点高低的比较
6.(2025湖南湘潭模拟预测,4改编)下列关于物质结构与性质的说法错误的是 ( )
A.常压下H2O的沸点高于H2S
B.NF3和BF3分子的键角:BF3>NF3
C.SiO2和CO2均含有σ键和π键
D.相同条件下,CCl4稳定性比SiCl4强
C
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链接讲解册 物质熔、沸点高低的比较方法——2.同类型晶体。
解析 H2O和H2S同为分子晶体,因H2O分子间存在氢键,其沸点高于相对分子质量相对
较大的H2S,A正确。NF3中中心原子的价层电子对数为3+ ×(5-3×1)=4,采用sp3杂化;而
BF3中中心原子的价层电子对数为3+ ×(3-3×1)=3,采用sp2杂化,则键角:BF3>NF3,B正
确。SiO2为共价晶体,只存在Si—O σ键;CO2为分子晶体,分子中存在碳氧双键,既含σ键也
含π键,C错误。原子半径:C<Si,则键长:C—Cl<Si—Cl,键能:C—Cl>Si—Cl,使得C—Cl键
更难断裂,则相同条件下,CCl4稳定性比SiCl4的强,D正确。
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7.(2025江西教研共同体一模,2)我国科学家研发出了氨基功能化金属有机框架材料负
载银纳米颗粒(Ag/PEI@UiO-66-NH2,Ag与Cu同族且相邻),可用于CO2与环氧化物的环
加成反应。下列说法错误的是 ( )
A.CO2是非极性分子
B.键的极性:N—H<C—H
C.基态Ag原子的价层电子排布式为4d105s1
D.键角:CO2>—NH2
B
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链接讲解册 键参数大小的比较方法——2.键角大小的比较。
解析 CO2分子呈直线形(O C O),结构对称,正、负电中心重合,属于非极性分子,A
正确。元素的电负性越大,与H原子形成的共价键的极性越强,电负性:N>C ,则键的极
性:N—H>C—H,B错误。基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,Ag与Cu同族且相邻,
则基态Ag原子的价层电子排布式为4d105s1,C正确。CO2分子呈直线形,键角为180°,而
—NH2中的N与NH3中的N一样采用sp3杂化,则键角:CO2>—NH2,D正确。
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8.(2025四川成都二诊,12)羟胺(NH2OH)与亚硝酸(HNO2)可发生反应生成N2O。该反应
可能经历如下历程:
下列说法正确的是 ( )
A.该反应经历了两次脱水,均属非氧化还原反应
B.键角:∠ONH(NH2OH)>∠NNO(N2O)
C.酸性:NH2OH>HNO2
D
D.用15N标记的H15NO2与未标记的NH2OH反应,可得到15NNO和N15NO
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链接讲解册 判断杂化轨道类型的方法——应用取代法判断、根据等电子原理判断;
键角大小的比较。
解析 结合题给反应历程可知第一次脱水时,反应物NH2OH、HNO2中N元素的化合价
分别为-1、+3,生成物 中N元素的化合价为+1,发生了氧化还原反
应,A错误。NH2OH中中心N原子采用sp3杂化(可类比NH3判断,相当于—OH取代了NH3
中的1个—H),根据 的结构或等电子原理(N2O与CO2互为等电子体,则中心
原子杂化类型相同)可知其中心N原子的杂化类型为sp,则键角∠ONH(NH2OH)<
∠NNO(N2O),B错误。NH2OH的性质类似于NH3,HNO2是一种弱酸,则酸性NH2OH<HNO2,
C错误。结合 可知 H15NO2参与反应可得到
15NNO和N15NO,D正确。
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9.(2025湖北黄石3月七校联考,5)由H、C、N、O四种元素组成的化合物的成键结构如
图所示,分子中五元环上的原子共平面。下列说法错误的是 ( )
A.图中 代表N原子
B.五元环中存在的大π键为
C.该化合物中所有的碳氧键键长相等
D.五元环上 原子的孤电子对位于sp2杂化轨道内
C
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解析 根据题给结构中各原子的成键情况,可知 代表N原子, 代表O原子, 代表C原子,
A正确。根据电子式法(见讲解册P243)判断大π键:五元环中每个C原子形成σ键后还剩
余1个单电子,该电子参与形成大π键;O原子形成σ键后还剩下2个孤电子对,则其中1个
孤电子对参与形成大π键,则五元环中的大π键为 ,B正确。该化合物中的碳氧键都是
单键,但是所处的化学环境不同,则键长不相等,C错误。分子中五元环上的原子共平面,
则环上的原子均采用sp2杂化,则O原子的1个孤电子对位于sp2杂化轨道内,D正确。
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10.(2025四川南充二模,11)下列有关物质结构或性质的解释不合理的是 ( )
B
选项 实例 解释
A N 中的键角比NH3的键角大 N 和NH3中N均是sp3杂化,但NH3中
N上有1个孤电子对
B H2O的沸点高于HF O—H…O的键能大于F—H…F的键能
C 锗、锡、铅的氯化物的熔点依次升高 它们均为分子晶体,随着相对分子质
量增大,范德华力增大
D 酸性:CF3COOH(pKa=0.23)远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性:CF3COOH>CH3COOH
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链接讲解册 键角大小的比较,物质熔、沸点高低的比较方法——2.同类型晶体
解析 NH3和N 中N均为sp3杂化,N 中N原子上没有孤电子对,NH3中N原子上有1个
孤电子对,孤电子对数越多,键角越小,则键角:NH3<N ,A正确。因F的电负性大于O,理
论上O—H…O的键能小于F—H…F的键能,但H2O分子间形成的氢键数目多于HF分子
间形成的氢键数目,才使得H2O的沸点高于HF的沸点,B错误。锗、锡、铅的氯化物的
结构和组成相似,均为分子晶体,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强,则熔点依
次升高,C正确。CF3COOH的酸性比CH3COOH强,主要是因为F原子的强吸电子能力使
得羧基中的O—H键的极性增强,从而增强了电离出H+的能力,D正确。
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11.(2025安徽蚌埠二模,8)由10个或14个碳原子组成的芳香性环形纯碳分子材料的合成
方法如下图所示。下列说法错误的是( )
B
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A.环形C10的熔点低于金刚石
B.C10Cl8分子属于极性分子
C.C14Cl10分子中含有的σ键类型为p-sp2 σ 键和 sp2-sp2 σ键
D.基态Cl原子核外电子的空间运动状态有9种
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解析 环形 C10为分子晶体,而金刚石为共价晶体,则环形C10的熔点低于金刚石,A正
确。C10Cl8分子中含有蒽环,所有原子共平面,分子中正、负电中心重合,为非极性分子,
B错误。C14Cl10分子中C原子采用sp2杂化形成3个sp2杂化轨道,其中1个sp2杂化轨道与Cl
的3p轨道形成p-sp2 σ 键,剩余2个sp2杂化轨道与相邻C原子的sp2杂化轨道形成sp2-sp2σ
键,C正确。基态 Cl原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,共占据9个原子轨道,则电子
的空间运动状态有9种,D正确。
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高考风向练
微专题
1.(2025黑、吉、辽、蒙,9,3分)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当0.44≤
x≤0.95时,其立方晶胞结构如图。设NA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
B.x增大时,W的平均价态升高
C.密度为 g·cm-3时,x=0.5
D.空位数不同,吸收的可见光波长不同
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解析 A项,结合晶胞图,W位于立方体的顶点,与其最近且等距的O有6个,正确。B项,化
合物中各元素的正、负化合价代数和为0,可知x增大时,NaxWO3中W的平均价态会降
低,错误。C项,根据均摊法,该晶胞中含有W的个数为8× =1、含有O的个数为12× =3,
根据化学式可知,含有Na的个数为x,晶体的密度为 g·cm-3时,184+3×16+23x=2
43.5,解得x=0.5,正确。D项,晶胞空位数不同,x不同,显示的颜色不同,则吸收的可见光波
长不同,正确。
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2.(2025浙江1月选考,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与二价铁形成配位键
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
D
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解析 由题图可知,Fe与Cl之间通过共价键相互连接(每个Cl形成的2个共价键中有1个
是Cl→Fe配位键),形成无限延伸的长链,长链之间存在范德华力,故该化合物的晶体类
型为混合晶体,A正确;NH3中的N原子提供孤电子对,Fe2+提供空轨道,两者形成N→Fe配
位键,B正确;该化合物与水反应时有Fe(OH)2沉淀和NH4Cl生成,C正确;该化合物受热时
易分解产生NH3,故热稳定性低于FeCl2,D错误。
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3.(2024重庆,10,3分)储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示,MgH2的摩尔质量为M g/mol,
阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是 ( )
A.H-的配位数为2
B
B.晶胞中含有2个Mg2+
C.晶胞密度的计算式为 g/cm3
D.Mg2+(ⅰ)和Mg2+(ⅱ)之间的距离为 nm
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解析 由题图可知,与H-距离最近且等距离的Mg2+的个数是3,则H-的配位数为3,A错误;
由题图可知,Mg2+位于晶胞的顶点和体心,1个该晶胞中含有Mg2+的个数为8× +1=2,B正
确;由题图可知,1个该晶胞的体积为(a×10-7×a×10-7×c×10-7)cm3=a2c×10-21 cm3,1个该晶胞
中含有Mg2+的个数为2,含有H-的个数为4× +2=4,相当于1个该晶胞中含有2个Mg H2,故
晶体密度为 g/cm3,C错误;Mg2+(ⅰ)和Mg2+(ⅱ)之间的距离等于晶胞体对角线
长度的一半,为 nm,D错误。
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4.(2024江西,12,3分)NbO的立方晶胞如图所示,晶胞参数为a nm,P的分数坐标为(0,0,0),
阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是 ( )
A.Nb的配位数是6
B.Nb和O最短距离为 a nm
D
C.晶体密度ρ= g/cm3
D.M的分数坐标为
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解析 根据晶胞结构可知,与Nb距离最近且相等的O有4个(提示:同面上的),则Nb的配
位数为4,A错误;Nb和O之间的最短距离为晶胞参数的一半,则Nb和O之间的最短距离
为 nm,B错误;根据均摊法,题给晶胞中O的个数为12× =3,Nb的个数为6× =3,则晶体
密度ρ= g/cm3,C错误;由P的分数坐标可知,M的分数坐标为( , , ),D正确。
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5.(2024河北,12,3分)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋
的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中M、N、P、Q点的截面图,晶胞的边长为a pm,NA为
阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
D
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A.该铋氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为 a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
链接讲解册 原子间距的计算方法、晶体密度的计算。
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解析 根据题给晶胞结构及M、N、P、Q点截面图可得体内有8个F原子位于8个小立
方体的体心,由均摊法可知,每个晶胞中含有1+12× =4个Bi,含有8+8× +6× =12个F,故
该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确;以M为原点建立坐标系,令M点水平向右的方向为x
轴的方向,M点竖直向上的方向为z轴的方向,则T的原子分数坐标为(1, , ),S的原子分
数坐标为( , , ),所以粒子S、T之间的距离为 ×a pm= a
pm,B正确;由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi、12个F,晶胞体积为(a pm)3=a3×10-30 cm3,
则晶体密度ρ= = g·cm-3= g·cm-3,C正确;以晶胞体心处铋离
子为分析对象,距离其最近且等距的氟离子为晶胞内部的8个氟离子,即有8个,D错误。
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6.(2024黑、吉、辽,14,3分)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;所有晶胞均为立方晶胞。
下列说法错误的是 ( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为 a
B
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
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链接讲解册 原子间距的计算方法。
解析 根据均摊法,结构1中,4个Co位于顶点、4个Co位于体内,即Co的个数为4.5;12个
S位于棱心,1个S位于体心,S的个数为4,则化学式为Co9S8,A正确;晶胞2中S与S的最短距
离是面对角线长度的一半,即 a,B错误;晶胞2中Li位于体心上的S与棱心上的3个S构
成的正四面体内,则距Li最近的S有4个,C正确;晶胞2若以体心S为面心截取晶胞,则为面
心立方晶胞3的形式,D正确。
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7.(2024广西,11,3分)一定条件下,存在H-缺陷位的LiH晶体吸附N2,使其分解为N,随后N
占据缺陷位(如图所示)。下列说法错误的是 ( )
A.c>0.5a B.半径:r(H-)>r(H)
C
C.b=d D.LiH晶体为离子晶体
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解析 由LiH立方晶胞可知,c为该晶胞面对角线长度的一半,则c= a>0.5a,A正确;H和
H-的电子层数均为1,但H-比H多一个电子,故半径:r(H-)>r(H),B正确;由LiH立方晶胞可
知,b为该晶胞面对角线长度的一半,当N占据了缺陷位后,由于N和H-的半径不同,故b≠
d,C错误;LiH晶体中含有Li+和H-,相互间作用是离子键,因此LiH晶体为离子晶体,D正
确。
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8.(2024安徽,14,3分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其
立方晶胞和导电时Li+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.导电时,Ti和La的价态不变 B.若x= ,Li+与空位的数目相等
B
C.与体心最邻近的O原子数为12 D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
目 录
解析 A项,导电时,Li+和空位发生迁移,Ti和La的价态不变,正确;B项,根据均摊法,1个
LixLayTiO3晶胞中含Ti原子的个数为8× =1,含O原子的个数为12× =3,含La或Li或空位
的个数为1,则1个晶胞中含1个LixLayTiO3,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和
为0,x+3y+4=6,x= 时,y= ,则空位数为1- - = ,Li+与空位的数目不相等,错误;C项,由
LixLayTiO3的晶胞图可知,12条棱心的O原子离体心位置最近且距离相等,即与体心最邻
近的O原子数为12,正确;D项,导电时,Li+的迁移方向与空位移动方向相反,阳离子(Li+)移
动方向为电流方向,即空位移动方向与电流方向相反,正确。
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9.(2023重庆,9,3分)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列
说法错误的是 ( )
A.中心原子的配位数是4
B.晶胞中配合物分子的数目为2
D
C.晶体中相邻分子间存在范德华力
D.该晶体属于混合型晶体
目 录
解析 由题图中分子结构可知M周围有4条共价键,则其配位数为4。根据均摊法,晶胞
中配合物的分子数目为8× +2× =2。配合物[MA2L2]由分子构成,则其晶体是分子晶
体,相邻分子间存在范德华力。综上可知选D。
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10.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的
晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料
(图2)。下列说法错误的是 ( )
A.图1晶体密度为 g·cm-3 B.图1中O原子的配位数为6
C
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
目 录
解析 A项,利用均摊法可得,图1晶胞中有1个Cl,1个O,3个Li,则晶体密度为
g·cm-3= g·cm-3,正确;B项,图1中与氧原子距离最近( pm)的Li
有6个,则O原子的配位数为6,正确;C项,利用均摊法,图2晶胞中含有1个Li,Mg和空位共2
个,1个O,Cl和Br共1个,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,得Mg有1个,化学式
为LiMgOClxBr1-x,错误;D项,Mg2+取代Li+后,产生的空位可供Li+移动传导电荷,增强导电
性,正确。
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11.(2023河北,11,3分)锆(Zr)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,NA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ZrO2
B
B.该氧化物的密度为 g·cm-3
C.Zr原子之间的最短距离为 a pm
D.若坐标取向不变,将p点Zr原子平移至
原点,则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心
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解析 由题图可知,晶胞中4个Zr原子均位于晶胞内部,N(Zr)=4;O原子有8个位于顶点、
6个位于面心、12个位于棱心、1个位于体心,利用均摊法可知N(O)=8× +6× +12× +
1=8,晶胞中N(Zr)∶N(O)=4∶8=1∶2,则该氧化物的化学式为ZrO2,A正确。由A项分析
可知,每个晶胞中含有4个ZrO2单元,则该氧化物的密度= g·cm-3,B错误。由题
图可知,将晶胞中p、q两点的Zr原子连线可得Zr原子之间的最短距离,该线段平行于xy
面,将该线段投影至xy面上(如图 ),可知其长度为晶胞底面对角线长度的一半,
即 a pm,C正确。根据题图中所示坐标系,p点坐标为( , , ),q点坐标为( , , ),若将
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p点Zr原子平移至原点,晶胞中各点坐标均由(x,y,z)变为(x- ,y- ,z- ),则q点坐标变为( ,
,0),即q点Zr原子位于晶胞xy面的面心,D正确。
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12.(2022湖北,9,3分)某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说
法错误的是 ( )
A.Ca2+的配位数为6
B.与F-距离最近的是K+
B
C.该物质的化学式为KCaF3
D.若F-换为Cl-,则晶胞棱长将改变
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解析 A项,由题图可知,Ca2+位于体心,F-位于面心,所以Ca2+的配位数为6,正确;B项,F-与
K+的最近距离为棱长的 ,F-与Ca2+的最近距离为棱长的 ,则与F-距离最近的是Ca2+,错
误;C项,1个该晶胞中含K+个数为 ×8=1,F-个数为 ×6=3,Ca2+个数为1,故该物质的化学
式为KCaF3,正确;D项,F-的半径小于Cl-,Cl-替换F-后晶胞棱长发生改变,正确。
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13.(2021辽宁,7,3分)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如
图。下列说法错误的是 ( )
A.S位于元素周期表p区
B.该物质的化学式为H3S
C.S位于H构成的八面体空隙中
D
D.该晶体属于分子晶体
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解析 A项,S的价电子排布式为3s23p4,位于元素周期表p区,正确;B项,由题图得,该晶胞
中S原子数目为8× +1=2,H原子数目为12× +6× =6,该物质的化学式为H3S,正确;C项,
S原子位于H原子构成的八面体空隙中,如图所示: ,正确;D项,题中给出信息,
该晶体是一种新型超导材料,而分子晶体通常不导电,故该晶体不属于分子晶体,错误。
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14.(2025山东,16节选)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(3)α-Fe可用作合成氨催化剂,其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。
①α-Fe晶胞中Fe原子的半径为_ _ _ _ _ pm。
a
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②研究发现,α-Fe晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe
原子个数越多,催化活性越低。m、n截面中,催化活性较低的是__,该截面单位面积含有
的Fe原子为_ 个·pm-2。
n
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解析 (3)①α-Fe为体心立方晶胞,晶胞中位于体对角线上的Fe原子相切,即体对角线长
度( a pm)等于Fe原子半径的4倍,故Fe原子半径为 a pm。②根据均摊法,位于截面
顶点的Fe原子被周围4个共面的截面所共用,则1个m截面含有Fe原子的个数为4× =1,1
个n截面含有Fe原子的个数为4× +1=2,m截面单位面积含有的Fe原子为 个·pm-2,n截
面单位面积含有的Fe原子为 个·pm-2= 个·pm-2> 个·pm-2,故n截面的催化活
性更低。
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15.(2025浙江1月选考,17节选)磷是生命活动中不可或缺的元素。
请回答:
(1)关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是____。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.As3+的最外层电子数为18
C.P3+的半径小于P5+的半径
D.电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图。
AD
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①化学式是_________;
②将0.01 mol该化合物加入含少量石蕊的10 mL H2O中,实验现象是_________________
___________________(从酸碱性和溶解性角度推测)。
泡,生成悬浊液
溶液变蓝,产生气
Ca3PCl3
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解析 (1)基态P原子价层电子排布式为3s23p3,即3p轨道上的3个电子分占3个原子轨道,
且自旋方向相同,A正确;基态As原子最外层有5个电子,则As3+的最外层有2个电子,B错
误;P3+核外电子数比P5+核外电子数多,即离子半径:P3+>P5+,C错误;电子排布为[Ne]3s13p4
的P原子是基态P原子3s轨道上的1个电子跃迁到3p轨道上,即该P原子处于激发态,D正
确。(2)①由各原子在晶胞中所处的位置和均摊法可知,晶胞中含Ca原子12× =3个,含P
原子8× =1个,含Cl原子6× =3个,即晶胞中Ca、P、Cl原子个数比为3∶1∶3,则该化合
物的化学式为Ca3PCl3。②根据原子守恒可知,0.01 mol该物质水解,生成0.015 mol
Ca(OH)2、0.01 mol PH3气体和0.015 mol CaCl2,即反应后溶液呈碱性,可使石蕊溶液变成蓝
色,且生成的Ca(OH)2无法完全溶解。
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模拟强化练
16.创新点 非典型晶胞(2025江西教研共同体一模,11)二氧化铱(化学式为IrO2,铱和钴
位于同族)可用于制造高硬度的铱铂合金,这种合金常用来制造陀螺仪导电环、笔尖、
钟表、仪器轴承等精密部件。二氧化铱的晶胞结构如图所示。已知:NA为阿伏加德罗
常数的值,晶胞棱长分别为a nm、a nm、b nm。下列叙述正确的是 ( )
A.铱位于元素周期表ds区
D
B.氧离子的配位数为6
C.铱离子位于面心和体内
D.晶体密度为 g·cm-3
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解析 在元素周期表中,同族元素位于同一分区,钴位于d区,则铱位于d区,A错误。浅灰
球位于顶点和体内,深灰球位于面上和体内,由均摊法得,1个晶胞含2个浅灰球、4个深
灰球,对比化学式IrO2得浅灰球代表铱离子、深灰球代表氧离子,氧离子的配位数为3,
铱离子的配位数为6,B、C错误。1个晶胞含2个“IrO2”,则晶体密度ρ= = g·
cm-3,D正确。
关键点拨
非典型晶胞中同样可用均摊法。
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17.(2025安徽皖北协作区一模,9)黄铜矿(CuFeS2,摩尔质量为M g·mol-1)是重要的铜矿,黄
铜矿的晶胞结构如图所示,x、y、z轴的夹角均为90°,设晶胞边长为a pm、b pm,NA为阿
伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
B
已知:在高温下,黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移,若亚铁离子与铜离子发生完全
无序的置换,则可将它们视作等同的金属离子。
A.硫原子的配位数为4
B.无序的高温型结构的黄铜矿晶体的晶胞与NaCl的晶胞相同
C.原子分数坐标为( , , )的原子为S原子
D.黄铜矿晶体的密度为 g·cm-3
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链接讲解册 晶胞中微粒配位数的计算、晶体密度的计算、判断原子分数坐标。
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解析 由晶胞结构可知,以位于晶胞内部的S原子为研究对象,S原子周围等距的Fe原子
和Cu原子共有4个,则S原子的配位数为4,A正确。NaCl的晶胞中Na+位于顶点和面心,Cl
-位于体心和棱心,无序的高温型结构的黄铜矿晶体中Fe和Cu等同,相当于S原子位于体
内,金属原子位于顶点和面心,则二者晶胞不相同,B错误。S原子位于晶胞的内部,S原子
和Fe原子的最近距离为半个晶胞体对角线长度的 ,则( , , )的原子为S原子,即箭头
所指位置 ,C正确。该晶胞中S原子的个数为8,由均摊法得,晶胞中
Fe和Cu原子的个数均为4,则黄铜矿晶体的密度为 g·cm-3,D正确。
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18.(2025江西南昌一模,13)KFex(CN)y是一种新型钠离子电池的正极材料,其相对分子质
量为Mr,下图所示立方体是其晶胞的 (K+未画出)。下列说法错误的是 ( )
A.该晶体的化学式为KFe2(CN)6
B.晶体中与每个Fe3+距离最近且等距离的CN-有6个
D
C.晶体密度表达式是 g/cm3
D.K+可能在每一个立方体中心位置
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链接讲解册 均摊法计算晶胞中粒子数目、晶胞中微粒配位数的计算、晶体密度的
计算。
解析 由题给 晶胞结构,利用均摊法得Fe3+有4× = 个,Fe2+有4× = 个,CN-有12× =3
个,再结合化合物中各元素的化合价代数和为0,可知K+有 个,则化学式可表示为KFe
(Ⅱ)Fe(Ⅲ)(CN)6即KFe2(CN)6,A正确。以位于顶点的Fe3+为研究对象,与Fe3+距离最近且
等距离的CN-有6个,分别位于Fe3+的上、下、左、右、前、后,B正确。结合A项中得出
的粒子个数得,晶体密度表达式是 g/cm3= g/cm3,C正确。若
K+位于每一个立方体的中心位置,则K+数目为1,与A中分析得出晶胞中K+数目为 不相
符,D错误。
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19.(2025浙江温州二模,13)Li、N形成的一种化合物的结构如图1所示,下列说法不正确
的是( )
图1 图2
A.该化合物的化学式为Li3N
B.冶炼金属锂时,不能用氮气作保护气
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
D.图2为该化合物的一个晶胞
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链接讲解册 均摊法计算晶胞中粒子数目——非长方体结构单元。
解析 根据均摊法可知题给结构中N数目为6× =1,Li数目为6× +2× +3× =3,则该化
合物的化学式为Li3N,A正确。根据对角线规则,高温下,金属锂和N2反应,则不能用N2作
保护气,B正确。在热的浓NaOH溶液中Li3N水解生成LiOH和NH3,NH3可使湿润的红色
石蕊试纸变蓝,C正确。题图2所示结构水平平移后,顶点原子不能重复,则不是晶胞,D
不正确。
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20.(2025湖北七市州3月调研,11)硼化钙晶胞结构如图所示,每六个硼原子构成一个正
八面体,各个顶点通过B—B键相互连接,正八面体中B—B键的键长为d nm,Ca位于立方
体体心,原子分数坐标为( , , )。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
( )
C
A.距离Ca最近的B有8个
B.Ca与B个数比为1∶24
C.M点的原子分数坐标为(0,1, )
D.该晶体的密度为 g·cm-3
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解析 结合题给晶胞可知每个晶胞中棱上的24个B原子距离Ca最近(注意正八面体中
的硼原子的位置),则距离Ca最近的B有24个,A错误。根据均摊法,每个晶胞中有1个Ca,
24× =6个B,则Ca与B个数比为1∶6,B错误。结合题中所示坐标轴及晶胞结构和z轴方
向上的投影,可知M点在z轴上的截距为 ,则M点的原子分数坐标为(0,1, ),C正
确。根据B中分析可知1个该晶胞中含有1个“CaB6”,晶体的密度为 g·cm-
3(务必注意单位的换算),D错误
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21.(2025T8联考,9)金属钼(Mo)的一种晶胞为体心立方堆积(图1),晶胞参数为a pm。以
晶胞参数为单位长度建立如图所示坐标系(图2),该晶胞沿其体对角线方向上的投影如
图3所示。下列说法错误的是 ( )
图1 图2 图3
A
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A.金属钼的密度为 g/m3
B.图3中原子3和原子4的连线长度为 a pm
C.若图1中原子1的分数坐标为(0,0,0),则原子2的分数坐标为( , , )
D.钼原子的空间利用率为
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链接讲解册 判断原子分数坐标、原子间距的计算方法、常见晶胞结构模型图的坐
标轴方向(俯视图)和体对角线方向投影图。
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解析 根据均摊法,可知1个晶胞中含有2个Mo,可以得出1个晶胞的质量为 g;已知
晶胞参数为a pm,可求得晶胞的体积为(a×10-12)3 m3,则晶体的密度为 g/m3(注
意密度的单位,切勿思维定式),A错误。根据晶胞沿体对角线方向上的投影,结合晶胞图
可知图3中原子3和原子4在晶胞中位置为 ,则二者连线的长度为面对角线的长
度,即 a pm,B正确。原子2位于体心,根据原子1的分数坐标,结合截距法可知其分数
坐标为( , , ),C正确。在体心立方晶胞中,原子半径等于体对角线长度的 ,则钼原子
半径为 a pm,钼原子的空间利用率为 = ,D正确。
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知识归纳
晶胞中原子的利用率等于原子的体积之和÷晶胞体积。
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22.创新点 利用晶胞的异同创设考点(2025东北三省三校二模,14)CaF2、PbO、PtS、
ZnS晶胞结构之间的关系如下图所示。在CaF2晶胞结构中所有四面体空隙(用□表示)
都被占据,PbO、PtS、ZnS晶胞看作占据的四面体空隙的数量减半,下列说法正确的是
( )
C
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A.PbO晶胞中Pb与Pb的最短距离和CaF2中Ca与Ca的最短距离相等
B.PbO、PtS、ZnS晶体密度相同
C.PbO、PtS、ZnS晶胞中阳离子的配位数都是4
D.PtS晶胞中Pt与Pt的最短距离为 a
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链接讲解册 原子间距的计算方法。
解析 PbO晶胞可看作CaF2晶胞中占据的四面体空隙数量减半,则晶胞的高度降低,
CaF2中Ca与Ca的最短距离为晶胞面对角线长度的 ,则PbO晶体中Pb与Pb的最短距离
小于CaF2晶体中Ca与Ca的最短距离,A错误。PbO、PtS、ZnS晶胞中分别含有4个
“PbO”、4个“”PtS”、4个“ZnS”,三个晶胞的体积相等,但PbO、PtS、ZnS的摩
尔质量不同,则晶体密度不同,B错误。PbO、PtS、ZnS晶胞中阳离子和阴离子的个数
均相等,各自晶胞中距离阳离子最近且相等的阴离子个数均为4,则阳离子的配位数都
是4,C正确。由PtS晶胞得,Pt与Pt的最短距离为面对角线长度的 ,即 a,D错误。
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23.(2025湖南长沙一中月考七,13)NiAs的晶体结构如图甲所示,沿线MN所在对角面取
得的截面如图乙所示,晶胞中含有两个As且其中一个的坐标为 。下列说法错误
的是( )
图甲 图乙
D
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A.As的配位数为6
B.另一个As的坐标为( , , )
C.已知NA为阿伏加德罗常数的值,晶体密度为ρ g·cm-3,则NA可表示为
D.Ni、As原子间的最短距离为 pm
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解析 根据化学式NiAs及晶胞中含有两个As可知,该晶胞中含有两个Ni,再结合题图乙
得出晶胞的结构如图所示: ,则As原子的配位数为6,另一个As的坐标
为( , , ),A、B正确。每个晶胞中含有2个NiAs,则1个晶胞的质量为 g,1个晶胞的
体积为 a2b×10-30 cm3,题中给出晶体的密度,得出NA可表示为 ,C正确。结合
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题中信息可得 ,则Ni、As原子间的最短距离为
pm,D错误。
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