内容正文:
专题十一
晶
考向一
物质的聚集状态与晶体的常识
1.(2025·甘肃卷,3分)我国
NH
科学家制备了具有优良双
H
折射性能的C3 Hg N6 I6·
3H2O材料。下列说法正
H2N
确的是
(
CaHaN I
T
A.电负性N<C<O
B.原子半径C<N<O
C.15中所有I的孤电子对数相同
D.C3HgN+中所有N一H极性相同
量
2.(2025·陕晋宁青卷,3分)一种负热膨胀材料
的立方晶胞结构如图,晶体密度为dg·
如
cm-3。
阿伏加德罗常数的值为NA。下列说
训
法错误的是
0
郑
O
A.沿晶胞体对角线方向的投影图为
量
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
223
超
1010pm
3.(2025·安徽卷,3分)碘晶体为层状结构,层
间作用为范德华力,层间距为dpm。如图给
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
m
“卤键”
体结构与性质
A.碘晶体是混合型晶体
B.液态碘单质中也存在“卤键”
C.127g碘晶体中有NA个“卤键”
D.碘晶体的密度为,2X254
abdX N1030g·'cm3
4.(2025·河北卷,3分)SmCo5(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。SmCo.的六方晶胞示
意图如下,晶胞参数a=500pm、c=400pm,
MN原子的分数坐标分别为(得,G,)、
(信,骨2)。设N是阿伏加德罗常数的值。
90°490°
xk120°
下列说法错误的是
A.该物质的化学式为SmCo
B体心原子的分数坐标为(合·安·】
C.晶体的密度为
890√3
VAX10-2g·cm3
D.原子Q到体心的距离为100√4Ipm
5.(2023·湖南卷,3分)科学家合成了一种高温
超导材料,其晶胞结构如图所示,该立方晶胞
参数为apm。阿伏加德罗常数的值为WA。
下列说法错误的是
()
o B
●C
⑩K
Ca
A.晶体最简化学式为KCaB C6
B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有
8个
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12
个面
D.晶体的密度为2.17×102
a3·NA8·cm3
6.(2023·辽宁卷,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
(
OCI或Br
●O
●O
。Mg或空位
。Li
图
图2
A.图1晶体密度为72.5/(NA×a3×1030)g·
cm 3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2 OClBr1-
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
7.(2023·湖北卷,3分)镧Ia和H可以形成一
系列晶体材料IaH,,在储氢和超导等领域具
有重要应用。LaH,属于立方晶系,晶胞结构
和参数如图所示。高压下,IaH2中的每个H
结合4个H形成类似CH4的结构,即得到晶
体IaHz。下列说法错误的是
(
oH
562.
LaH
LaH2沿c轴投影
484.0pm
g107.9pm
LaH
A.IaH2晶体中Ia的配位数为8
B.晶体中H和H的最短距离:IaH2>LaH,
C.在LaHx晶胞中,H形成一个顶点数为40
的闭合多面体笼
D.IaH,单位体积中含氢质量的计算式为
40
(4.84X108)3X6.02X102s8·cm3
11
8.(2022·山东卷)工业上以SrSO4(s)为原料生
产SCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有
含SrCO3(s)的0.1mol·L1、l.0mol·L1
Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1mol·L1
1.0mol·L1Na2SO4溶液。在一定pH范
围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/mol1·L-1]
随pH的变化关系如图所示。下列说法错误
的是
(6.2,-5.5)
(6.8,-5.5)
①
(7.7,a②
(6.9,a)
③
④
6.06.57.07.58.08.59.0
pH
A.反应SrSO4(s)+CO-SrCO3(s)+
S02-
的平衡常数K=
Ksp(SrSO)
Ksp(SrCO3)
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的1.0mol·L1
NaCO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始
浓度均为1.0mol·L1的混合溶液,pH≥
7.7时才发生沉淀转化
9.(2023·全国甲卷,15分)[化学—选修3:物
质结构与性质]
将酞菁一钴钛菁一三氯化铝复合嵌接在碳纳
米管上,制得一种高效催化还原二氧化碳的催
化剂。回答下列问题:
(1)图1所示的几种碳单质,它们互为
,其中属于原子晶体的是
,C6o间
的作用力是
金刚石
石墨
碳纳米管
图1
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁
钴钛菁
图2
酞菁分子中所有原子共平面,其中卫轨道能提
供一对电子的N原子是
(填图2酞菁
中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴离子的
化合价为
,氮原子提供孤对电子与钴
离子形成
键。
(3)气态A1C13通常以二聚体Al2C16的形式
存在,其空间结构如图3a所示,二聚体中A
的轨道杂化类型为
。AlF3的熔点
为1090℃,远高于A1CL3的192℃,由此可以
判断铝氟之间的化学键为
键。
AIF3结构属立方晶系,晶胞如图3b所示,F
的配位数为
。
若晶胞参数为apm,
晶体密度p三
g·cm3(列出计算
式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
图3aAlC1的分子结构
图3bA1F,的品体结构
10.(2022·全国甲节选)(5)萤石(CaF2)是自然
界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图所示,
X代表的离子是
;若该立方晶胞
参数为apm,正负离子的核间距最小为
pm
119
11.(2022·湖南节选)(4)钾、铁、硒可以形成一
种超导材料,其晶胞在x之、y之和xy平面投影
分别如图所示:
①该超导材料的最简化学式为
②Fe原子的配位数为
③该晶胞参数a=b=0.4nm、c=1.4nm.
阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为
g·cm3(列出计算式)。
OK
●Fe
○se
12.(2022·广东节选)(6)我国科学家发展了一
种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数
据预测其热电性能,该方法有助于加速新型
热电材料的研发进程。化合物X是通过该方
法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如
图1,沿x、y、之轴方向的投影均为图2。
O=K
Br
Br
BI
Br
图2
①X的化学式为
②设X的最简式的式量为M,晶体密度为
pg·cm一3,则X中相邻K之间的最短距离
为
nm(列出计算式,NA为阿伏加
德罗常数的值)。
考向二分子晶体与共价晶体
1.(2025·山东卷,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
(
选项
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:CI>Br
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:Si>C
离子电荷:Mg2+
D
熔点:MgO>NaF
Na,O>F
2.(2022·山东卷)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一Al键、N一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
3.(2021·全国甲卷,15分)我国科学家研发的
全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象
地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能
发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二
氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题:
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶
硅。S的价电子层的电子排布式为
单晶硅的晶体类型为
。SiCL4是生产
高纯硅的前驱体,其中S采取的杂化类型为
。
SCl4可发生水解反应,机理如下:
CI
CI
H.O
CI CIH
Cl-Si-0H
-HCI CL-Si.
OH
CI
ci
含s、p、d轨道的杂化
含sp、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、
③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化
类型为
(填标号)。
(2)CO2分子中存在
个。键和
个元键。
120
(3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲
硫醇(CH3SH,7.6℃)之间,其原因是
(4)我国科学家发明了高选择性
的二氧化碳加氢合成甲醇的催
化剂,其组成为ZnO/ZrO2固溶
体。四方ZrO2晶胞如右图所
示。Z4+离子在晶胞中的配位数是
晶胞参数为apm、apm、cpm,该晶体密度为
g·cm3。(写出表达式)。在ZrO2中
掺杂少量ZnO后形成的催化剂,化学式可表示为
ZnZ1-O,则y=
(用x表达)。
考向三金属晶体与离子晶体
1.(2025·黑吉辽蒙卷,3分)Na,WO3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
ONa或空位
D
图。设NA为
00
oW
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.x增大时,W的平均价态升高
C密度为243,5X10
a3.VAg·cm3时,x=0.5
D.空位数不同,吸收的可见光波长不同
2.(2024·吉林卷,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
0
●Co
oS
oLi
结构1
晶胞2
晶胞3
A.结构1钴硫化物的化学式为Cog Sg
B晶胞2中S与S的最短距离为。
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
3.(2024·河北卷,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MNPQ点的截
面图,晶胞的边长为apm,NA为阿伏加德罗
常数的值。下列说法错误的是
T
No
No
●Bi
T
oF
00
00
00
”
M
-a pm-
A.该铋氟化物的化学式为BFg
咖
B粒子S,T之间的距离为耳。m
C.该晶体的密度为、
1064
AXa3X1030g·cm
D.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有
6个
蟹
4.(2024·安徽卷,3分)研究人员制备了一种具
有锂离子通道的导电氧化物(Li,Lay TiO3),其
立方晶胞和导电时I+迁移过程如下图所示。
已知该氧化物中Ti为+4价,La为十3价。
下列说法错误的是
Ti
oLa或Li或空位
●Li
口空位
立方晶胞(Li,La,TiO)
L迁移过程示意图
A.导电时,Ti和Ia的价态不变
兴
B.若x=
1山计与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
尔
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
5.(2024·湖北卷,3分)黄金按质量分数分级,纯
金为24K。Au一Cu合金的三种晶胞结构如图,
问
Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是
(
12
●Au
OCu
A.I为18K金
B.Ⅱ中Au的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距Au一Cu<Au一Au
D.I、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为
1:1、1:3、3:1
6.(2025·山东卷,12分)Fe单质及其化合物应
用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中,Fe位于第
周期
族。基态Fe原子与基态Fe3+离子
未成对电子数之比为
(2)尿素分子(H2 NCONH2)与Fe3+形成配离
子的硝酸盐[Fe(H2 NCONH2)6](NO3)3俗
称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是
,电负性最大的是
②尿素分子中,C原子采取的轨道杂化方式为
③八面体配离子[Fe(H2 NCONH2)6]3+中
F3+的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则
与Fe3+配位的原子是
(填元素符
号)
(3)a-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apm)。
①a-Fe晶胞中Fe原子的半径为
pm
②研究发现,c-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·pm2。
7.(2023·全国乙卷,15分)[化学—选修3:物
质结构与性质]
中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。
探测发现火星上存在大量橄榄石矿物
(g Fe2-xSiO4)。回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价电子排布式为
橄榄石中,各元素电负性大小顺序为
,铁的化合价为
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质
熔点/℃
NaCl
800.7
SiCh
-68.8
GeCl
-51.5
SnCl
-34.1
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高
于SiCl4,原因是
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔
点变化趋势及其原因
SiCl4的空间结构为
,其中Si的轨道
杂化形式为
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构
属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投
影图如下所示,晶胞中含有
个Mg
该物质化学式为
,B—B最
近距离为
OMg·B
8.(2021·广东卷节选)(6)理论计算预测,由汞
(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X
为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为
Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被
Hg和Sb取代后形成。
12
oGe
-Hg
o-Sb
-xnm-
nm
6
①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb
取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单
元,理由是
0
②图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最
近的Sb的数目为
;该晶胞中粒
子个数比Hg:Ge:Sb=
③设X的最简式的式量为M,则X晶体的密
度为g·cm3(列出算式).
考向四配合物与超分子
1.(2025·甘肃卷,3分)我国化学家合成了一种
带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该
分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包
合物:(CH3)4N十被固定在空腔内部(结构示
意图见图b)。下列说法错误的是(
HOS
HO
OH
HO
C2Hs
C2Hs
HO S
OH
HO
SOH
C2Hs
OH
HO
C2Hs
OH
SO H
图a
CH3
CI
HC-N+-CH3
CHa
图b
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S一O键能比S一O小
D.(CH3)4N十和(CH3)3N中N均采用sp3
杂化
2.(2025·河南卷,3分)某同学设计以下实验,
探究简单配合物的形成和转化。
过量
过量浓
氨水
氨水
乙醇
过滤
盐酸
洗涤
CuSO
蓝色
深蓝色深蓝色
深蓝色
黄绿色
溶液
沉淀
溶液
沉淀
固体
溶液
①
②
③
④
⑤
⑥
下列说法错误的是
A.②中沉淀与④中沉淀不是同一种物质
B.③中现象说明配体与Cu2+的结合能力:
NH3>H2O
C.④中深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水
中小
D.若向⑤中加入稀硫酸,同样可以得到黄绿
色溶液
3.(2024·湖北卷,3分)科学家合成了一种如图
所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香
烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越
大越稳定)见表。下列说法错误的是
2.2nm
0.7nm
芳烃
芘
并四苯
蔻
结构
结合常数
385
3764
176000
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用
形成超分子
B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本
相同
12
C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2
个芘
D.芳烃元电子数越多越有利于和“分子客车”
的结合
4.(2023·浙江1月,3分)共价化合物Al2Cl。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:Al2Cls+2NH3一2A1(NH3)
CL3,下列说法不正确的是
CI
C
A.Al2Cls的结构式为
C
B.Al2Cl;为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl;更难与NH3发生反应
5.(2023·湖南卷,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
6.(2024·湖北卷,14分)学习小组为探究
Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性
质,室温下进行了实验I~N。
已知:[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+
为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3
为墨绿色。回答下列问题:
(1)配制1.00mol·L1的CoSO4溶液,需要
用到下列仪器中的
(填标号)。
3
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
1mL30%
实验I所得溶液,
H2O2
6 mL I mol.L
CoSO
16mL4mol·L-
6mL1mol·L
CsHCO
16mL4mol·L-
CoSO
CsHCO
溶液变为墨绿色,并
溶液变红色,伴
无明显变化
持续产生能使带火
有气泡产生
星木条复燃的气体
(2)实验I表明[Co(H2O)6]+
(填
“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中
HCO3大大过量的原因是
实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2
的分解,写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的
离子方程式
(3)实验I表明,反应2[Co(H2O)6]2++
H2O2十2H+一2[Co(H2O)6]3++2H20难
以正向进行,利用化学平衡移动原理分析
Co3+,C0+分别与CO号配位后,正向反应能
够进行的原因
实验W
慢慢加入
稀硫酸酸化
稍长时间放置
新制1mol·L1
A Csa[Co(COa)]B
C
(4)实验V中,A到B溶液变为蓝色,并产生气
体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A
到C所产生的气体的分子式分别为
124
7.(2023·全国甲卷,14分)钴配合物
[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,在冷水中微溶,可
通过如下反应制备:2CoCl2+2NH4Cl+
10NH3+H2O2
活性炭2[Co(NH3)6]CL,
+2H2O
具体步骤如下:
I.称取2.0gNH4Cl,用5ml水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0gCoC12·6H2O后,将溶液
温度降至10℃以下,加入1g活性炭、7ml
浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL6%的双
氧水。
Ⅲ.加热至55~60℃反应20min。冷却,
过滤。
IV.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL
沸水中,趁热过滤。
V.滤液转入烧杯,加入4mL浓盐酸,冷却、
过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤I中使用的部分仪器如下。
八
仪器a的名称是
加快
NH4CI溶解的操作有
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10℃以下以避免
;可选用
降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范
之处:
(4)步骤V中,趁热过滤,除掉的
不溶物主要为
(5)步骤V中加入浓盐酸的目的是该晶胞的体积为a2,则金属原子空间占有率=!
2X4
晶胞内微粒总体积×100%,即
+X青
-×100%。
晶胞体积
答案(1)AC
(2)N、O、C16
(3)sp3高NH3分子间存在氢键H2O、NH3分子中的O
原子、N原子均为$p杂化,其中心原子的孤电子对数分别为!
21,由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成!
键电子对的斥力,因此孤电子对数越多,键角越小
2X3r+4X3π
(4)铝
×100
专题十一晶体结构与性质
考向一
1.C[物质的结构与性质、锭的极性3中中心I原子的孤电!
子对数=号×(7十1-2×1)=3,两侧1原子各提供1个电子
形成σ键,剩余6个电子构成3个孤电子对,故5中每个I的
孤电子对数均为3,C正确。]
错误项分析同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,故:
电负性:C<N<O,A错误;电子层数相同的原子,核电荷数越
大,半径越小,故原子半径:C>N>O,B错误;N带正电,吸电
子能力更强,故H一N键极性大,与Cg Hg Na+中N一H键的
极性不同,D错误。
2.A[晶胞结构分析及计算由晶胞图可知,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原子成锭,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!
成健情况知,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原子周国
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往于顶点,其个数为8X令-1,Ag,CN
均位于晶胞内,个数分别为1、4、4,故晶体化学式为:
223
223×
AgB(CN4,根据p-罗知,晶胞边长a√m√N》
00pm,Ag和B的最短距离是体对角线长的一半,为号
/23×100pmD正确.]
NdN
易错警示
晶胞的12条棱不是B原子的成键,B原子在顶点位置,被8个:
立方晶胞共有,与其中4个晶胞中的C原子成键,形成4个
c镀。
3.A[晶体结构的分析与相关计算因为“卤键”的强度与氨键:
相近,所以“卤键”与氢键一样,本质上仍是分子间作用力而不:
是化学健,典晶体虽然呈层状排列,但分子之间仍以分子间作
用力(范德华力和“卤健”)相结合,所以碘晶体是分子晶体,A!
错误;类比水,在固态水和液态水分子之间都存在氢键,则液态!
碘单质中也存在“卤键”,B正确;层内,1个12分子形成4个“卤
键”,1个“卤铵”为2个12分子共用,由均摊法知,1个2分子
“占有”2个“卤饺”,127g碘晶体的物质的量为0.5mol,存在的
“卤健”数为NA,C正确;从相邻两层碘分子中选取晶胞进行分!
析,图中虚线所给结构为晶胞底面,两层间距离为晶胞的高,则:
晶胞体积为abdX100cm3,晶胞所含映分子数为8X日+2
2
:=2,晶胞质量为27X2X2g,晶体密度为
NA
254×2
NA Xabdx100g·cm3,D正确。]
21
易错警示
石墨是典型的混合型晶体,其层内原子通过共价键结合,层间
通过范德华力结合,同时晶体中还有可自由移动的电子,因此
同时具有共价晶体、分子晶体和金属晶体的性质。本题中提到
的碘晶体中存在碘分子,碘分子借助“卤键”形成层状结构,层
间为范德华力,只体现分子晶体的特点,所以碘晶体是分子晶
体而非混合型晶体。
风向速览物质结构的新概念解读
近年来,对于结构化学的考查,逐渐从基础概念(如氢键)的直
接分析转向新概念(如“卤键”)的间接考查,找到基础概念和新
概念之间的关联性,即可以借助基础知识来解题。在解此类题
时,一定要找准关键词,将原有知识迁移至新概念中,灵活
运用。
L.D[晶胞结构的分析及相关计算,涉及化学式、晶体密度等
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8X日十8X+2=5,站合题意知,白球为5m,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
合,,)B正璃:年个品跑中合有
1个“SmC6”,晶胞底面为支形,晶胞体积为d2c,则晶体密
1·(150十59×5)g
度
890√3
3NAX102距8·cm3,C正确;原
子Q的分数坐标为(0,是,1)由体心原子向上底面作套线,
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
号Q
直角三角形:
,则原子Q到体心的距离=
Me
√2502+2002pm=50√4Tpm,D错误.]
5.C[由图可知,品胞中K处于顶点,数目为号×8=1,Ca在品
胞的体心,数目为1,B在晶胞的面上,数目为
号×2×6=6,
C也在晶胞的面上,数目为2×2×6=6,故晶体的最简化学式
为KCaBe C。,A项正确;由晶胞图可知,与Ca2+最近且距离相
等的K+有8个,而晶胞中Ca2+、K+数目之比为1:1,故与
K+最近且距离相等的Ca2+有8个,B项正确:结合图示可知,
B、C原子围成的多面体,有6个面位于晶胞的六个面上,上半部分
和下半部分还各有4个面,故该多面体中共有14个面,C项错误:
该晶胞的摩尔质量为217g·mdl-1,晶胞体积为(a×1010)3
m,放品体害度为会0g·m,D项正司
6.C[图1晶胞中Li个数为8×
十+1=3,0个数为2x号-1.
C1个数为4×
-1,晶胞质量为7X3+16+35.5。_72.5
NA
g NA
g÷(aX
晶胞体积为(aX100cm)3,则晶体密度为g广
10-10cm)3=
NAXX100g·cm3,A项正确:图1中以下
72.5
底面面心处O为例,与O距离相等且最近的Li有6个,分别位
于下底面的4个棱心、上下两个晶胞的2个体心,即O原子的
配位数为6,B项正确:图2中,Mg或空位取代了棱心的L,根
据电荷守恒,8个棱心位置的Li只有4个被Mg取代,4个被空
位取代,则Li个数为1,Mg个数为1,C1和Br的总个数为1,故
图2表示的化学式为LiMgOCI,Br1-x,C项错误:铁离子取代
及卤素共掺杂后,获得高性能固体电解质材料,则Mg+取代
产生的空位有利于Li十传导,D项正确。]
.C[以上底面的La为研究对象,晶体中距离该La最远且相等
的H原子分别位于其上方和下方,共8个,故La的配位数为
8,A正确:由LaH2和LaHx的晶胞结构及题千知,H与H的
最短距离:LaH2大于LaHx,B正确:在LaHz晶胞中,共有5×
8=40个H原子,将LaHz分成8个小立方体,在每个小立方
体内,有5个H形成正四面体结构,则整个晶胞中40个H原
子不全在闭合多面体曲面上,C错误:每个LaH,晶胞中含40!
40
个H原子,H原子密度为(4.84X108)”×6.02X10丽g·
cm3,D正确。]
8.D[硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎
不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不!
变,H相同时,溶液中硫酸根离子越大,锶离子浓度越小,所以!
曲线①代表含硫酸锶固体的0.1ol/L硫酸钠溶液的变化曲!
线,曲线②代表含硫酸锶固体的1ol/L硫酸钠溶液的变化曲:
线:碳酸是弱酸,溶液pH减小,溶液中碳酸根离子离子浓度越!
小,锶离子浓度越大,pH相同时,1mol/L碳酸钠溶液中碳酸
根离子浓度大于0,1mlL碳酸钠溶液,则曲线③表示含碳酸!
锶固体的0.1ol/L碳酸钠溶液的变化曲线,曲线④表示含碳
酸锶固体的1mol/L碳酸钠溶液的变化曲线。A.反应SrSO4(s):
c(SO)
+CO
=SrCO3(s)十SO的平衡常数K=
c(CO)
c(SO)c(Sr2)Ksp(SrSO,)
c(CO号-)c(Sr2+)
Kp(SrCO,故A正确:B.由分析可知,曲
线①代表含硫酸锶固体的0.1mol/L硫酸钠溶液的变化曲线,!
则硫酸锶的溶度积Kp(SrSO4)=105.5X0.1=1065,温度}
不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为
10-6.5
mol元-1065,则a为-6.5;故B正确;C.由分析可知,曲线
④表示含碳酸锶固体的1ol/L碳酸钠溶液的变化曲线,故C正!
确:D,由分析可知,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子!
浓度儿乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度儿}
乎不变,所以硫酸锶的生成与溶液H无关,故D错误;故选D。]
9.解析(1)图1所示物质为碳元素形成的不同单质,互为同素:
异形体。金刚石是碳原子间通过共价键形成的立体网状结构,!
为原子晶体;石墨属于混合型晶体,C0为典型的分子晶体;碳
纳米管是纳米级石墨晶体,C60间的作用力是范德华力。(2)酞!
菁分子中所有原子共平面,由酞菁的结构可知,酞芳分子中间!
有一个空腔,由8个碳原子和8个氨原子围成,这个空腔存在!
一个18电子的大π键,其中两个一NH一基团各提供两个p电:
子,其他的氨和碳各提供一个p电子,故P轨道能提供一对电
子的N原子是③号N原子,钻酞菁分子中钻离子的化合价为
十2,氟原子提供孤对电子与钻离子形成配位键。(3)根据!
AlCl形成的二聚体结构,可知每个A1和4个C1成键,杂化轨
道类型为sp杂化。AlF3的熔,点远高于AlCl3,则AlF3为离:
子晶体,铝氟之间形成的是离子键。由AF3中的原子个数比,
可知该晶胞中顶点为A的+,棱心为F一,则与F距离最近的
A13+有2个,即F-的配位数为2。该晶胞中A13+数目为8X!
1
=1,F数目为12×=3,即1个晶胞中含1个A1F3,根
84
据晶脱的参数可知,晶体蜜度0一N4aX100)g·m3。
答案(1)同素异形体。金刚石范德华力(2)③十2配
84
位(3)sp离子2
NA(ax10-10)3
10.解析(5)根据萤石晶胞结构,X离子分布在晶胞的顶点和面1
心上,则1个品胞中X离子共有8×g+6×2=4个,Y离
子分布在晶胞内部,则1个晶胞中共有8个Y离子,因此该晶
胞的化学式应为XY2,结合萤石的化学式可知,X为C2+:根}
据晶胞,将晶胞分成8个相等的小正方体,仔细观察CaF?的
晶胞结构不难发现F一位于晶胞中8个小立方体中互不相邻!
的4个小立方体的体心,小立方体边长为2,体对角线为
3
a,Ca+与F之间距离就是小品胞体对角钱的一半,因此!
晶体中正负离子的核间距的最小距离为。pm
答案(5)Ca2+
11.解析(4)①由平面投影图可知,晶胞中位于顶点和体心的钾原·
子个效为8X。+1=2,均位于棱上和面上的铁原子和硒原子
个数为12×子+2X号-4,则起导材料最简化学式为KFes.
②由平面投影图可知,位于棱上的铁原子与位于面上的硒原子的
距离最近,所以铁原子的配位数为4。③设晶体的密度为dg·!
21
m3,由晶胞的质量公式可得.2X(39+56X2+79X2)=ac×
NA
10-21×d,解得d=2×(39+56×2+79X2)
NAabc×1021
答案(4)①KFe2Se②4③2X(39+56×2+79X2)
NAabcX10-21
12.解析(6)①根搭晶胞结构得到一个晶胞中K有8个,令有
8X合十6×是=1↑,则X的化学式为KseB。②设X的
最简式的式量为M,晶体密度为pg·cm3,设晶胞参数为
Mg·mol-
anm,得到p=V
NAmol 1X4
-(a×107)3cm3
=pg·cm3,解得a=
MX1o?nm,X中相尔K之间的最短距离为晶胞参数的
3 NAP
一半,即
/4M
×3NAp
×10nm。
答案(6)①K2SeBr6
4M×10
@×3
考向二
1.A[物质结构与性质H2O可形成分子间氢键,故沸,点H2O
>H,S,A错误;元素电负性:CI>Br,故HClO中O一H锭极性
大,更易断裂,故酸性:HCIO>HBrO,B正确;原子半径:Si>
C,则键长:Si一Si镀>C一C键,键能:Si一Si键<C一C键,根
据原子晶体中锭能越大,形成的晶体硬度越大可知,硬度:金刚
石>晶体硅,C正确:离子晶体的熔,点大小与离子键强弱有关,
离子所带电荷数越多、离子半径越小,离子锭越强,晶格能越
大,物质熔点越高,离子电荷:Mg2+>Na、O->F,故熔
,点:MgO>NaF,D正确。]
A[Al和Ga均为第ⅢA元素,N属于第VA元素,AlN、GaN
的成键结构与金刚石相似,则其为共价晶体,且其与金刚石互
为等电子体,等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GN晶
体中,N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位
锭。A,因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体,由于Al原子
的半径小于Ga,N一AI的键长小于N一Ga的,则N一Al的键
能较大,键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高,故GN的
熔,点低于AN,A说错误;B.不同种元素的原子之间形成的共
价镀为极性键,故两种晶体中所有化学键均为极性铍,B说法
正确:C,金刚石中每个C原子形成4个共价锭(即C原子的价
层电子对数为4),C原子无孤电子对,故C原子均采取sp3杂
化:由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体,则其晶体中所有原
子均采取sp°杂化,C说法正确:D.金刚石中每个C原子与其
周国4个C原子形成共价锭,即C原子的配位数是4,由于
A1N、GaN与金刚石互为等电子体,则其晶体中所有原子的配
位数也均为4,D说法正确。综上所述,本题选A。]
3.解析(1)基态硅原子M层有4个电子,分别填充于3s和3p
能级轨道中,则基态硅原子价电子排布式为3s23p。单质硅熔
沸,点高,硬度大,是原子晶体。SCl4的中心原子硅原子凋国有4
对成键电子对,则Si采取sp杂化。由中间体SiCl4(H2O)的结
构可知,Si原子周国有5对成键电子对,故该杂化轨道含1个s
杂化轨道、3个p杂化轨道和1个d杂化轨道,则Si采取的杂化
类型为spd。(2)CO2分子的结构为O一C一O,则1个CO2分
子中含2个。键和2个π键。(3)甲醇的结构简式是CH3OH
1个甲醇分子可形成1个分子间氢键,而1个H2O分子可形成
2个分子间氢键,水中氨键比例比甲醇高,故水的沸,点比甲醇
高,甲硫醇中不存在氢锭,其沸,点最低。(4)以ZO2晶胞结构
的上面面心的Z十为研究对象,将晶体结构向上由1个晶胞
延长为2个晶胞,可观察到与该Z4十距离最近的O2-有8个,
则Zr4+的配位数为8。该晶胞中含8个O2-,Z4+个数为8×
8十6X号-4(个),则1个晶胞的质量为4X91+8X16g,
NA
1个晶胞的体积为a2c×10一30cm3,则该晶体的密度为
NAa2c×100g·cm3。该晶体中,Z为+4价,Zn为十2
4×91+8×16
价,O为一2价,由化合物中各元素化合价代数和为0可得,2x
十4×(1一x)一2y=0,解得y=2x
答案(1)3s23p2原子晶体(或共价晶体)sp②
(2)22
(3)甲醇和水均能形成分子间氢键,而甲硫醇不能,且水比甲醇
的氢键多
(4)8
4×91+8×16
VAa2c×10-30
2-x
考向三
1.B[晶胞结构与计算由图可知,W位于顶,点,与W最近且等:
距的O位于棱心,共有6个,A正确:化合物呈电中性,各元素
的正、负化合价的代数和为0,则W的平均化合价为十(6一x),
故x增大时,W的平均价态降低,B错误;apm=aX1010cm,
品胞的体积为(a×1010)3cm3,则p=243,5X10
a·NA
8·cm3}
时,晶胞的质量为243,5g,Na,W0,的相对分子质量为213.5,
则x=243.5-16X3-184=0.5,C正确:可见光的波长不同,:
23
颜色不同,由题意可知NaWO3晶体因x变化形成空位而导致
颜色各异,故空位数不同,吸收可见光波长不同,D正确。]
2.B[晶胞的结构分析与计算由均摊法知,结构1中含C0数
目为日×4十4=4.5,含S数目为子×12+1=4.Co,S个数比
为9:8,则结构1钻硫化物的化学式为C0S8,A正确;由晶胞
1
2可知,S与S的最短距离为面对角线长度的7,即号,B错
误:晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构,故晶胞2中
距Li最近的S有4个,C正确:晶胞2中Li数目为8,S数目为1
X12+1=4,晶胞2含4个Li2S,晶胞3中Li数目为8,S数
1
1
目为g×8+2×6=4,晶胞3也合4个LS,故晶胞2和晶
胞3表示同一晶体,D正确。
3.D[晶胞结构分析、密度计算根据均摊法可知,该晶胞中Bi·
的个教为12x+1-4,F的个教为8×号+6×号+8-12,
故该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确;如图所示
G.Bi
CF,根据勾股定理可知,BC-BP2+PG
MaaQ
一apm
H
-子(2pm2=B0+0G,则∠B0G为直角,0A=十BH=
Ta pm.OG
2 a Pm:AG2-OA2+OG2-1642 pm2.ST
AG平行且相等,则粒子S、T之间的距离为厘。
4apm,B正确;
该晶体密度为4×209+12X19
1064
的Nax10g·em3=NXa108
·cm3,C正确;以题给晶胞体心处铋离子为研究对象,距离!
其最近的氟离子为位于该晶胞体内的8个氟离子,D错误。]
4,B[晶胞分析及计算,由题可知导电时L计发生迁移,没有发!
生化学变化,Ti和L的化合价不变,A项正确;由晶胞图可知,!
Li,La,TiO中Li、La3+和空位均位于晶胞体心,则x十y=1
一空位数目,根据化合物中正负化合价代数和为0可得工十3y!
=2,若x=
1
0
下3,则y。,空位数目为1二。一
与
3
空位的数目不相等,B项错误:与体心最邻近的O原子位于12!
条棱的棱心,共12个,C项正确;内电路中电流从负极流向正
极,阳离子(L计)也移向正极,空位移动方向与L十移动方向相
反,故空位移动方向与电流方向相反,D项正确。]
5.C[晶胞结构分析纯金为24K,则18K金中金的质量分数为
75%,1中Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8X令
197
=1,则Au的质量分数为197十6X100%≈75%,为18K金,A
正确:Ⅱ中Au位于顶点,个数为8X8-1,Cu位于面心,个数
为6X立=3,晶体化学式为CAu,1个Cu周国有1个Au,则
1个A山周国有12个Cu,Au的配位数是12,B正确;Ⅲ中Au一Cu!
和Au一Au的最小核间距均为面对角线长度的2,故最小核间!
距A山一Cu=Au一Au,C错误:结合上述分析可知,I中Au,Cu·
原子个数比为1:1,Ⅱ中Au、Cu原子个数比为1:3,Ⅲ中Au
位于面心,个教为6X号-3,Cu位于顶点,个数为8Xg-1,
Au、Cu原子个数比为3:1,D正确。]
21
6.解析元素周期表、第一电离能、电负性、杂化方式、配合物、晶
胞结构分析与计算(1)Fe为26号元素,基态Fe原子的价电
子排布式为3d4s2,故Fe位于第四周期Ⅷ族。基态Fe原子、
基态Fe3+的价电子排布式分别为3d4s2、3d,未成对电子数
之比为4:5。(2)①同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋
势,N由于2p能级为半充满状态,较稳定,其第一电离能大于
O,故元素C、N、O中,第一电离能最大的是N;同周期元素从左
到右电负性逐渐增大,故元素C、N、O中,电负性最大的是O。
②尿素分子中,C原子形成1个双锭、2个单锭,无孤电子对,故
C原子采取的轨道杂化方式为$p。③八面体配离子
[Fe(H2 NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,则形成6个配
位键,H2 NCONH2中O和N上有孤对电子,能与Fe+形成配
位镀,由碳氨锭的键长均相等,知配位原子不能是N,故与
Fe3十配位的原子是O,(3)①a一Fe晶胞为体心立方晶胞,体对
角线上3个Fe原子相切,设Fe原子半径为r,则4r=√3apm,
解役3。pm。②m裁面中Fe的个数为4X8=),面积
为apm2,则单位面积含有的Fe原子个数为2a:n我面中FC
3
的个数为4X8十1=立,面积为2a2pm2,则单位面积含有的
Fe原子个数为3三,故催化活性较低的是n。
4a
答案(1)四Ⅷ4:5
(2)①NO②sp2③O
(3)①。②m35
4a2
7.解析(1)Fe是26号元素,其核外电子排布式为
1s22s22p53s23p63d4s2,价电子排布式为3d4s2。一般来说
元素的非金属性越强,电负性越大,金属性越强,电负性越小,
故橄榄石中元素电负性大小顺序为O>Si>Fe>Mg:根据化合
物中各元素化合价代数和为零,可知Fe的化合价为十2。
(2)由表中数据可知,NaC1是离子晶体(熔化时离子键被破
坏),SCl4是分子晶体(熔化时分子间作用力被破坏),离子锭
强度远大于分子间作用力,故NaC1熔点明显高于SiCl4。分子
晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔,点越高。
SiCl4分子结构中,1个Si与周国的4个C1形成正四面体结构,
中心原子Si采用sp3杂化。(3)结合投影图可知,晶体结构图
中实线部分为1个晶胞,Mg位于晶胞顶点,数目为4X6十
4×2-1:有2个B位于品胞体内,B原子数目为2,故该物质
的化学式为MgB2:如
,B位于边长为a的正三
角形的中心,故B-B的最近距离为)QX3
34。
答案(1)3d4s2O>Si>Fe>Mg+2(2)NaC1是离子晶
体,SiCL,是分子晶体,NaCI中离子键强度远大于SiCl分子间
作用力SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高,因为三者均为
分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力逐
渐增强正四面体形sp3(3)1MgB2
3 a
解析(6)①对比图b和图c可得X晶体的晶胞中上下两个单
元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体的最小重复单
位要求,故答案为:由图c可知,图b中Sb、Hg原子取代位置除
图b外还有其它形式。②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg
原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,右侧
晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中
与Hg距离最近的Sb的数目为4;该晶胞中Sb原子均位于晶
胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子数为8,Ge原子位于晶胞顶
点,面心,体心,因此1个晶胞中含有Ge原子数为1十8×令十
4×2
=4,Hg原子位于棱边、面心,因此1个晶胞中含有Hg
原子教为6×号十4×日
=4,则该品胞中粒子个数比Hg:
Ge:Sb=4:4:8=1:1:2,故答案为:1:1:2。③1个晶胞
的质量m
6.02X10西g,1个晶胞的体积V=(xX107cm)2
4×M,
×(y×107cm)-2y×1021cm3,则X品体的密度为畏-
4×M.
6.02X10258
2×M.
2×M.
yx102cm301X/cm,故答案为:301X7
答案(6)①由图c可知,图b中Sb、Hg原子取代位置除图b
2×M.
外还有其它形式②41:1:2③
301×x2y
考向四
1.B[氢键、共价键、键能、原子杂化方式根据主体分子的结构
可知,其中含有的一SO3H和一OH可形成分子内氢键,A正
确:根据主客体分子之间形成的包合物结构可知,主客体分子
之间没有形成化学键,B错误:S一O中存在。锭和π键,S一O
中只含。键,故磺酸基中S一O键能比S一O小,C正确:
(CH3)4N+中N形成4个。锭,且N上无孤电子对,故N采取
sp3杂化,(CH3)3N中N形成3个G键,且N上含有1个孤电
子对,故N采取sp杂化,D正确。
2.实验剖析向CuSO4溶液中加入复水生成蓝色Cu(OH)2沉
淀,继续滴加过量氨水,Cu(OH)2沉淀转化为[Cu(NH3)4]
SO4深蓝色溶液,再加入乙醇,可以降低[Cu(NH3)4]SO4的
溶解度,使[Cu(NH3)4门SO4析出,过滤后洗涤可得到
[Cu(NH3)4]SO4深蓝色固体,向[Cu(NH3)4]SO4固体中加
入过量浓盐酸,[Cu(NH)4]SO4固体溶解,转化为[CuC14]2
黄绿色溶液。
QS0溶液蓝色沉淀深蓝色溶液深蓝色沉淀深益色闲体黄绿色溶液
2
含有:[Cu(HO4)4]SO4Cu(OH)2[Cu(NH3)4]SO4
LCu(NH)JSO [Cu(NHa)JSO4 [CuCl
D[化学实验方案的设计与评价由上述分析知,②中沉淀为
Cu(OH)2,④中沉淀为[Cu(NH)4]SO4,二者不是同一种物质,
A正确:③中现象说明向CuSO4溶液中(含有[Cu(HO)4]SO4)
加入过量氨水,[Cu(H2O)4]SO4可以转化为[Cu(NH)4]SO4,
说明配体与Cu2+的结合能力:NH3>H2O,B正确;向
[Cu(NH3)4]SO,深蓝色溶液中加入乙醇,可以降低
[Cu(NH3)4]SO的溶解度,使[Cu(NH3)4]SO析出,即④中
深蓝色物质在乙醇中的溶解度比在水中的小,C正确;向⑤中
深蓝色固体中加入过量浓盐酸,[Cu(NH3)4]SO4固体溶解,
转化为[CuCl]2一黄绿色溶液,若改为向⑤中加入稀硫酸,
[Cu(NH3)4]SO4中的NH3与H反应生成NH,其反应为
[Cu(NH3)4]2++4H+=
=Cu2++4NH,最后得到CuSO4
蓝色溶液,不能得到黄绿色溶液,D错误。]
3,B「“分子客车”、物质结构纳米“分子客车”能装载多种稠环
芳香泾,通过分子间相互作用结合成功能不同的分子聚集体,
符合超分子的定义,A正确;从长的方向看,“分子客车”中有与
并四苯相仿的结构,从高的方向看,无相仿结构,故平躺装载的
稳定性大于直立装载的稳定性,B错误:芘与“分子客车”中间
部分大小适配,故“分子客车”可装载2个芘,C正确:题目中所
有芳泾中的C原子均为s杂化,则芳烃中的碳原子数等于π
电子数,则芘、并四苯、蔻的π电子个数分别为16、18、24,结合
表中数据可知,芳泾π电子数越多,结合常数越大,故D正确。]
4.D[Al2CL中所有原子均满足8电子稳定结构,则A12C1的
CICI CI CI CI
结构式为
或AN
,→表示配位锭,也可用短
CICICICICI CI
线代替,A项正确;Al2Cl为对称结构,正负电荷中心重合,为
非极性分子,B项正确:该反应中NH3取代CI与A1形成配位
键,说明NH3的配位能力大于氟,C项正确;Al一B的稳定性
弱于A1一Cl,Al2Br6更易与NH3反应,D项错误。]
5,A[连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子,
手性分子是指与其镜像不相同,不能互相重合的具有一定构型
或构象的分子,含有手性碳原子的分子不一定为手性分子,如
OH
HOOC
COOH,A项错误:邻羟基苯甲醛存在分子内氢
OH
键,而对羟基苯甲醛存在分子间氨键,故邻羟基苯甲醛的沸点低于
对羟基苯甲醛,B项正确:酰胺中的酰胺基在酸或碱存在并加热时
可发生水解反应,C项正确:冠醚(18冠6)的空腔直径与K+尺寸
适配,二者可通过弱相互作用形成超分子,D项正确。]
2
6.解析探究Co2+、Co3+能否催化H2O2分解的相关实验探究
(1)配制1.00mol·L一1的CoSO,溶液需用到容量瓶,定容
时用到胶头滴管,无需用到圆底烧瓶和试管,b、c正确。(2)实
验I CoSO4溶液中Co2+以[Co(H2O)。]2+的形式存在,滴加
H2O2溶液,无明显现象,说明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2
的分解。实验Ⅱ中HCO与Co2+结合转化为[Co(CO3)2]2
和H十,过量的HCO能吸收转化过程中产生的H十,促使反
应正向进行;实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2作用下Co2+能
与HCO与反应生成[Co(CO3)3]3,然后[Co(CO3)3]3-催化
H2O2分解,因此H2O2在实验Ⅲ中所发生的反应为2Co2+十
10HCO+H2 02-
=2[Co(C03)3]3-+6H20+4C02↑、
[Co(CO3)3]
2H202
-2HO2十O2↑。(3)C02+与CC配位,
H十浓度增大,平衡正向移动,C03+与CO配位,[Co(HO)6]3+
浓度降低,平衡正向移动,因此反应都能正向进行。(4)实验V
中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体,则[Co(CO3)3]3-转化
为[Co(H2O)。]3十,C0元素的化合价不变,发生非氧化还原反
应,则产生气体为CO2:B到C溶液变为粉红色,并产生气体,
则[Co(H2O)6]3+转化为[Co(H2O)6]2+,C0元素化合价降
低,发生氧化还原反应,氧元素化合价升高,则产生气体为O2。
答案(1)bc(2)不能吸收转化过程中产生的H+,促使反
应正向进行2Co2++10HCO3+H2O2
=2[Co(CO3)3]3
[Co(CO3)3]
+6H20+4C02↑、2H202
=2H2O2+02↑
(3)Co2+与CO号配位,H+浓度增大,平衡正向移动,Co3+与
CO号一配位,「Co(H2O。)]3+浓度降低,平衡正向移动
(4)C0202
7.解析(1)仪器的名称为锥形瓶,根据题给步骤I中使用的部
分仪器可知,加快NH4CI溶解所采用的操作有用玻璃棒搅拌、
用酒精灯加热。(2)根据所加试剂的性质可分析将溶液温度降
至10℃以下的原因,可进用冰水浴降温。(4)该反应中活性炭
作催化剂(反应前后不变),[Co(NH3)6]Cl3在冷水中微溶,则
步骤Ⅲ过滤得到的固体为[Co(NH)6]CL和活性炭的混合
物,步骤V中[Co(NH3)6C13溶于含有少量盐酸的沸水中,趁
热过滤得到的固体为活性炭。(5)根据同离子效应可知,向滤
液中加入浓盐酸(提供CI),能抑制[Co(NH3)6]Cl3溶解,利
于析出橙黄色晶体。
答案(1)锥形瓶用玻璃棒搅拌、用酒精灯加热(2)H2O2
分解浓氨水挥发冰水浴(3)玻璃棒末端没有靠在3层滤
纸上、漏斗下端尖嘴部分没有紧贴烧杯内壁(4)活性炭
(5)促进[Co(NH3)6]C1结晶析出
专题十二有机化合物的结构特点与研究方法
考向
1.C1个碳酸丙烯酯分子中含有2个C一C键、4个C一0锭、1
个C=O键,6个C一H键,共13个g锭,故1mol碳酸丙烯酯
分子中含有c铵的数目为13NA。
2.B[有机物的结构与性质连接4个不同原子或原子团的饱
和碳原子为手性碳原子,故该分子中羟基所连碳原子为手性碳
原子,A正确:该分子中存在连接3个碳原子的饱和碳原子,所
有碳原子不可能共平面,B错误:该物质中羟基所连碳原子的
邻位碳原子上有H原子,能发生消去反应,C正确;该物质中含
有碳碳双锭,能与Br2发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,
D正确。
3.A[有机物结构与性质、反应类型根据多烯环配合物的结
构可知,该多烯环上的C一H锭为共价键,A正确。
错误项分析结合该配合物具有芳香性可知,该多烯环配合物
的结构类似苯环的结构,故其中碳碳双键数目不为8,B错误:
根据该配合物的结构可知,该多烯环上共有10个氢原子,C错
误:该多烯环配合物的结构类似苯环的结构,敌其能发生取代
反应,D错误。
4,B有机物的结构与性质,涉及加成反应、杀化类型、原子共面
等X中不饱和键均可以与H发生加成反应,除环外,X的不
饱和度为6,则1molX最多能和6molH2发生加成反应,A错
误:饱和碳原子采用p3杂化,碳碳双锭的碳原子采用sp2杂化,
1个Y分子中,采用sp杂化的碳原子有2个,采用sp2杂化的碳
=0
原子有4个,数目比为1:2,B正确:
214
中1号碳原子
03一
为饱和碳原子,与2、3、4号碳原子直接相连,这4个碳原子不
可能全部共面,C错误:Z分子中含有碳碳双锭,能使Br2的CC14
溶液褪色,D错误。」
5