专题2 选择题突破(2) 命题点4 晶体结构的分析应用(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考化学二轮专题辅导与训练

选择题突破(二) 命题点4　晶体结构的分析应用 专题二　物质结构与性质 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 核心整合 01 真题回放 02 模拟演练 03 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 2 核 心 整 合 栏目导航 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 真 题 回 放 栏目导航 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 模 拟 演 练 栏目导航 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 谢谢观看 栏目导航 板块一　专题二　物质结构与性质 1 一、晶体类型 1．四类晶体的构成微粒和微粒间作用力如下： 晶体类型 离子晶体 分子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 阴、阳离子 分子 金属阳离子和 自由电子 原子 作用力 离子键 分子间作用力 金属键 共价键 2．晶体类别的判断方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。 (2)依据物质的分类判断 ①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)、绝大多数的盐是离子晶体。 ②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。 ③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、GaAs等。 ④金属单质、合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点大小的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电。 ②共价晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，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 一般情况下，硬度：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有较好的延展性。 3．晶体熔、沸点的比较 (1)共价晶体 →→→ 如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。 (2)离子晶体 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>NaCl>CsCl。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常的高，如沸点：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，如熔、沸点：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，如熔、沸点：CO>N2。 ④在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如熔、沸点：正戊烷>异戊烷。 (4)金属晶体 金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。 二、晶体结构 1．常见共价晶体结构分析 (1)金刚石 ①每个C与相邻4个C以共价键结合， 形成正四面体结构； ②键角均为109°28′； ③最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内； ④每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2； ⑤密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (2)SiO2 ①每个Si与4个O以共价键结合， 形成正四面体结构； ②每个正四面体占有1个Si，4个“O”， 因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2； ③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si； ④密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 (3)SiC、BP、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(BP)＝；ρ(AlN)＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 2．常见分子晶体结构分析 (1)干冰 ①8个CO2位于立方体的顶角且在6 个面的面心各有1个CO2； ②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个； ③密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 2)白磷 ①面心立方最密堆积； ②密度ρ＝(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)。 3．典型离子晶体的空间结构 类型 NaCl型 CsCl型 立方ZnS型 CaF2型 图示 类型 NaCl型 CsCl型 立方ZnS型 CaF2型 结构 特点 1/8晶胞为简单立方结构 体心立方结构 间隔排列的4个小立方体的体心各有1个Zn2+ 8个小立方体的体心各有1个F－ 配位数 6 8 4 Ca2+：8 F－：4 4．石墨的结构 (1)结构特点 ①基本结构：层状结构。 ②层内构型：平面正六边形结构，键角为120°，杂化方式：sp2。 ③最小碳环：有6个碳原子，实际含2个碳原子。 (2)化学键 ①1 mol石墨中含有1.5 mol C—C键(σ键)。 ②层和层的自由电子构成1个大π键，沿层的平行方向可导电。 (3)微粒间作用力 ①层内部：共价键。 ②层之间：范德华力。 ③石墨的大π键具有金属键的性质。 (4)物理性质 ①熔点：比金刚石的高，C—C键的键长比金刚石的短。 ②质地：比较柔软，层与层间的距离比C—C键的键长长，作用力小。 (5)晶体类型：混合键型晶体。 晶格能 (1)定义：气态离子形成1 mol离子晶体释放的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据，可以用来衡量离子键的强弱，晶格能越大，离子键越强。 (2)影响因素：晶格能的大小与阴阳离子所带电荷数、阴阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大。 (3)对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。 1．(2025·安徽卷)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 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 解析　碘晶体中，分子间是“卤键”(类似氢键)，层与层间是范德华力，与石墨不同(石墨层内只存在共价键)，所以碘晶体是分子晶体，A错误；由图可知，题目中的“卤键”类似分子间作用力，只不过强度与氢键接近，则液态碘单质中也存在类似的分子间作用力，即“卤键”，B正确；由图可知，每个I2分子能形成4条“卤键”，每条“卤键”被2个碘分子共用，所以每个碘分子能形成2个“卤键”，127 g碘晶体物质的量是0.5 mol，“卤键”的个数是0.5 mol×2×NA mol-1＝NA，C正确；碘晶体为层状结构，所给区间内4个碘原子处于面心，则每个晶胞中碘原子的个数是8×＝4，晶胞的体积是abd×10-30cm3，密度是 g·cm-3，D正确。 答案　A 2．(2025·陕晋宁青卷)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶体密度为d g·cm-3。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　) A．沿晶胞体对角线方向的投影图为 B．Ag和B均为sp3杂化 C．晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个 D．Ag和B的最短距离为××1010 pm 解析　由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误；Ag位于体心，与周围4个N原子成键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为sp3杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原 子成键，即B原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，B正确；晶胞中Ag位于体心，晶体中Ag原子周围最近且距离相等的Ag原子在其相邻晶胞体心，该晶胞上、下、前、后、左、右各有1个相邻晶胞，故与Ag最近且距离相等的Ag有6个，C正确；B位于顶点，其个数为8×＝1，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，故晶体化学式为AgB(CN)4，根据ρ＝知，晶胞边长a＝ cm＝ ×1010 pm，Ag和B的最短距离是体对角线长的一半，为××1010 pm，D正确。 答案　A 3．(2025·河北卷)SmCok(k>1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a＝500 pm、c＝400 pm，M、N原子的分数坐标分别为、。设NA是阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(　　) A．该物质的化学式为SmCo5 B．体心原子的分数坐标为 C．晶体的密度为 g·cm-3 D．原子Q到体心的距离为100 pm 解析　由晶胞图知，白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶角、棱心、体内，晶胞中数目为8×＋8×＋2＝5，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为SmCo5，A正确；体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为，B正确；每个晶胞中含有1个 “SmCo5”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为a2c，则晶体密度为ρ＝＝ g·cm-3，C正确；原子Q的分数坐标为 ，由体心原子向上底面作垂线，垂足为上底面面心，连接该面 心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形，则原子Q到体心的距离＝ pm＝50 pm，D错误。 答案　D 4．(2025·云南卷)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，Ce4+取代部分La3+后产生空位，可提升Li＋传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是(　　) A．每个晶胞中O2-个数为12 B．该晶胞在yz平面的投影为 C．Ce4+取代后，该电解质的化学式为(Li0.45La0.85－yCey)ScO3 D．若只有Li＋发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li＋数目相等 解析　由晶胞结构可知，Sc原子分布在晶胞的8个棱心和4个面心，由均摊法算出其原子个数为8×＋4×＝4，由晶体的化学式(Li0.45La0.85)ScO3可知，O原子的个数是Sc的3倍，因此，每个晶胞中O2-个数为12，A正确；由晶胞结构可知，该晶胞在yz平面的投影就是其前视图，B正确；Ce4+取代La3+后，Li＋数目减小并产生 空位，因此，根据化合价的代数和为0可知，取代后该电解质的化学式为(Li0.45－yLa0.85－yCey)ScO3，C错误；Li＋与电子所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内电路和外电路通过的电量相等，因此，若只有Li＋发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li＋数目相等，D正确。 答案　C 5．(2025·湖北卷)SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．一个晶胞中含有4个O原子 B．晶胞中SO2分子的取向相同 C．1号和2号S原子间的核间距为 pm D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个 解析　由晶胞图可知，SO2分子位于长方体的棱心和体心，1个晶胞中含个SO2分子，含有8个O原子，A错误；由图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同，如1和2，B错误；1号和2号S原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即 pm，C错误；以体心的S原子为例，由于a≠b≠c，每个S原子周围与其等距且紧邻(距离最小)的S原子有4个，D正确。 答案　D 6．(2025·湖南卷)K＋掺杂的铋酸钡具有超导性。K＋替代部分Ba2+形成Ba0.6K0.4BiO3(摩尔质量为354.8 g·mol-1)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A．晶体中与铋离子最近且距离 相等的O2-有6个 B．晶胞中含有的铋离子个数为8 C．第一电离能：Ba>O D．晶体的密度为 g·cm-3 解析　铋离子位于顶点，与其最近且距离相等的O2-位于棱心，有6个，分别位于上下、前后、左右，A正确；晶胞中含有的铋离子个数为8×＝1个，B错误；Ba是碱土金属，金属性强于Ca，其易失电子，第一电离能小于O，C错误；晶胞中Ba或K位于体心，个数为1，O2-位于棱心，有12×＝3个，所以晶胞的质量是 g，晶胞体积是(a×10-7)3cm3，则晶体的密度是 g·cm-3，D错误。 答案　A 1．(2025·河南省名校高三模拟)Cu2O的立方晶胞如图，晶胞参数为a pm，m点的分数坐标为，设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　) A．O的配位数为4 B．Cu与O的最近距离为a pm C．n点的分数坐标为 D．晶体密度ρ＝ g·cm-3 解析　由图，晶胞体心O原子距离最近的Cu原子数有4个，O的配位数为4，A正确；Cu与O的最近距离为体对角线的，即a pm，B正确；由m点的分数坐标为可知，n点在xyz轴投影坐标分别为、、，分数坐标为，C正确；据“均摊法”，晶胞中含8×＋1＝2个O、4个Cu，则晶体密度为×1030 g·cm-3＝ g·cm-3，D错误。 答案　D 2．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，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(　　) 已知：在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移，若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 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，硫原子周围的Fe原子和Cu原子共有4个，硫原子的配位数为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位于顶点和面心，S位于体心，二者晶胞不相同，B错误；S原子位于晶胞的体心，S原子和Fe原子的最近距离为半个晶胞体对角线的，则的原子为S原子， 位于，C正确；该晶胞中S原子的个数为8，由化学式CuFeS2可知，Fe和Cu原子的个数均为4，设晶胞边长为a pm、 b pm，NA为阿伏加德罗常数的值，则黄铜矿晶体的密度为 g·cm-3，D正确。 答案　B 3．(2025·九江市高三模拟)As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入四个S而形成。As4、砷化镓的结构如图，下列说法不正确的是(　　) A．基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3 B．As4S4中只含有极性共价键 C．砷化镓晶胞中含有配位键 D．第一电离能：I1(Ge)<I1(Se)<I1(As) 解析　As是33号元素，根据构造原理可知基态As电子排布式为[Ar]3d104s24p3，A正确；As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入四个S而形成，则As4S4中砷原子和硫原子间存在极性共价键，砷原子间存在非极性共价键，B错误；砷原子最外层有5个电子，镓原子最外层有3个电子，砷化镓晶胞中砷原子和镓原子均形成4个共价键，则砷化镓晶胞中含有配位键，GaAs中Ga原子提供空轨道、As原子提供孤电子对，二者形成配位键，C正确；Ge、As、Se是同一周期元素，一般情况下原子序数越大，元素的第一电离能就越大，但当元素处于第ⅡA族、第ⅤA族时，原子核外电子处于轨道的全充满、半充满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素，As是第ⅤA族元素，故元素的第一电离能：I1(Ge)＜I1(Se)＜I1(As)，D正确。 答案　B $