第3章 晶体结构与性质 综合拔高练（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修2（人教版）

综合拔高练 高考真题练 考点1　关于晶胞的相关计算 1.(2025黑吉辽蒙,9)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①。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.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② ①看图说“化”该晶胞与CaTiO3的晶胞相似,W和O交替排列,结合各原子所处的位置,利用均摊法可确定其化学式;以任意1个W为研究对象,其前后左右上下共6个O与其最近且等距离 ②关键点拨可结合题干信息“因x变化形成空位导致颜色各异”分析 2.(2025陕晋青宁,8)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为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 3.(2024江西,12)NbO的立方晶胞如图,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 C.晶体密度ρ= g/cm3 D.M的分数坐标为(,,) 4.(高考组合)按要求填空: (1)(2024全国甲,35节选)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料, 其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为　　　　。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为　　　　g·cm-3(列出计算式)。  (2)(2024广东,18节选)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心,形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中,粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni=　　　　,其立方晶胞的体积为　　　　nm3。  (3)(2024黑吉辽,18节选)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强。TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为　　　　(精确至1)。  5.(高考组合)按要求填空: (1)(2023全国甲,35节选)AlF3结构属立方晶系,晶胞如图所示,F-的配位数为　　　　。若晶胞参数为a pm,晶体密度ρ=　　g·cm-3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。  (2)(2023山东,16节选)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度ρ=　　　　g·cm-3(用含NA的代数式表示)。  (3)(2023新课标,29节选)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287 pm,密度为7.8 g·cm-3。则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为　　　　(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。  6.(高考组合)按要求填空: (1)(2023北京,15节选)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,结构如图所示。 晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为　　　　。  (2)(2023全国乙,35节选)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轴的投影图如图所示,晶胞中含有　　个Mg。该物质化学式为　　　　。  (3)(2021天津,13节选)用X射线衍射测定,得到Fe的两种晶胞A、B,其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为　　。每个晶胞B中含Fe原子数为　　　　。  考点2　分子晶体与共价晶体 7.(2025湖北,9)SO2晶胞是长方体,晶胞参数a pm≠b pm≠c pm,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 8.(2023江苏,4)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是(　　) A.原子半径:r(C)>r(Si)>r(Ge) B.第一电离能:I1(C)<I1(Si)<I1(Ge) C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料 9.(高考组合)(1)(2024浙江1月选考,17节选)氮和氧是构建化合物的常见元素。某化合物的晶胞如图,其化学式是　　　　,晶体类型是　　　　　　。  (2)(2021山东,16节选)XeF2晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示, 晶胞棱边夹角均为90°,该晶胞中有　　　　个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A点原子的分数坐标为(,,)。已知Xe—F键长为r pm,则B点原子的分数坐标为　　　　。  考点3　金属晶体的结构 10.(2025河北,11)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 11.(2024湖北,11)黄金按质量分数分级,纯金为24K①。Au-Cu合金的三种晶胞结构如图②,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是　　(　　) A.Ⅰ为18K金 B.Ⅱ中Au的配位数是12 C.Ⅲ中最小核间距Au—Cu<Au—Au D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 ①关键点拨黄金是按质量分数确定等级,纯金为24K,注意不要受晶胞中原子数目影响,误认为是Au原子数目所占的百分数 ②看图说“化”根据三种晶胞中Au、Cu原子的位置,利用均摊法可计算出晶胞中Au、Cu原子的数目,进而可计算出Au的质量分数,确定黄金的等级 12.(2023湖北,15)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn,在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构,即得到晶体LaHx。下列说法错误的是(　　) A.LaH2晶体中La的配位数为8 B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaHx C.在LaHx晶胞中,H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼 D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3 13.(2021全国乙,35节选)在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构, 如图所示。处于顶角位置的是　　　原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl,则金属原子空间占有率为　　　　%(列出计算表达式)。  考点4　离子晶体的结构 14.(2024黑吉辽,14)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a① 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② ①关键点拨观察晶胞2上底面,S原子在棱心,其最短距离为面对角线长度的 ②关键点拨将晶胞2的体心位置上提至面心位置,再与晶胞3对比,可知它们表示同一晶体,晶胞2和晶胞3表面看似是不同晶胞,实际只是截取的位置不同,但晶胞中各粒子数目均相同 15.(2023湖南,11)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a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　) A.晶体最简化学式为KCaB6C6 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 g·cm-3 16.(2025江苏,14节选)如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。 区域A“”中的离子为　　　　(填离子符号),区域B带　　　　(填“正电”或“负电”)。  考点5　配合物与超分子 17.(2025北京,12)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。 已知:[FeCl4]-为黄色,[Fe(SCN)]2+为红色,[FeF6]3-为无色。 下列说法不正确的是(　　) A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl- [FeCl4]-平衡正向移动 B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]- C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③ D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、 淀粉溶液,溶液也无明显变化 18.(2025江苏,4)在溶有15-冠-5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生反应: 下列说法正确的是(　　) A.苄氯是非极性分子 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 19.(2024黑吉辽,9)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1①、图2和图3②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(　　) 　 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 ①看图说“化”结合环六糊精的结构可知,1分子环六糊精水解应生成6分子葡萄糖,即环六糊精属于寡糖 ②看图说“化”说明与HOCl反应在环六糊精作用下以生成为主 20.(高考组合)按要求填空: (1)(2024湖北,16节选)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物,4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点,且每个Be的配位环境相同,Be与Be间通过CH3COO-相连,其化学式为　　　　　。  (2)(2024安徽,17节选)通过Cu+修饰的Y分子筛的吸附—脱附,可实现C2H4和C2H6混合气的分离。Cu+的　　　　与C2H4分子的π键电子形成配位键,这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  高考模拟练 应用实践 1.(2024湖南长沙二模)氮化铬有优异的化学稳定性和耐磨性,被广泛用作材料的涂层,某氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同,已知N原子在晶胞中的位置如图所示,下列说法不正确的是　　(　　) A.Cr原子位于体心和12条棱上 B.距离Cr原子最近的N原子有12个 C.Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中 D.晶胞中Cr原子沿x轴方向的投影为 2.(2025河南名校二模)Cu2O的立方晶胞如图,晶胞参数为a pm,m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 3.(2024广西名校联考)新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。某种新型储氢材料的晶胞如图,八面体中心为Fe2+,顶点均为NH3配体;四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。下列说法错误的是(　　) A.材料中硼原子采用sp3杂化 B.化学式为[Fe(NH3)6]4(BH4)8 C.Fe2+的价层电子排布式为3d6 D.该化合物中存在离子键、极性键和配位键 4.(2025湖北鄂东南期中)部分物质的晶体结构如图所示,下列说法正确的是(　　) A.FeSO4·6H2O结构中,H2O与Fe2+、H2O与S之间的作用力相同 B.CO2晶胞中,CO2分子的配位数为6 C.钙镁矿晶胞中,1号硫原子的分数坐标为(,,) D.金刚石结构中,其键长及键角均小于晶体硅中的键长及键角 5.(2025广东东莞期末)黑磷—石墨复合负极材料的单层结构俯视图如图1所示。黑磷的晶体结构(如图2所示)是与石墨类似的层状结构。下列有关说法不正确的是(　　) 　 A.黑磷属于混合型晶体 B.黑磷区中P—P键的键能不完全相同 C.石墨区中C原子的杂化方式为sp2 D.复合材料单层中,P原子和C原子之间的作用力是范德华力 6.(2025陕西汉中期中)氧化锂的用途主要包括做玻璃和陶瓷的添加剂、电池材料、光谱纯试剂等。氧化锂(Li2O)晶胞如图所示。已知:晶胞为立方晶系,面对角线上的原子紧邻,其晶胞参数为d nm,NA为阿伏加德罗常数的值。a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)和(,,0)。下列叙述错误的是(　　) A.该晶胞中氧离子的配位数为8 B.该晶胞中,c原子的分数坐标为(,,) C.该晶体密度ρ= g·cm-3 D.该晶胞中,O2-的半径为d nm 7.(2025安徽皖江名校联盟三模)葫芦脲是一类由甘脲与甲醛通过简单反应制备的大环化合物。葫芦脲结构的刚性很强,很难改变自身形状去适应客体分子。图1为葫芦[6]脲结构及其简化模型,图2为对甲基苯甲酸与葫芦[6]脲作用示意图。下列说法错误的是(　　) 　 A.葫芦脲与客体分子的识别和组装过程具有高度的专一性 B.超分子是分子聚集体,包括离子 C.对甲基苯甲酸与葫芦[6]脲之间的作用力是配位键 D.葫芦[6]脲空腔的内壁具有疏水性 8.(2025山东日照二模)氮元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题: (1)一种含氮配合物结构如图,其中C的杂化方式为　　　　,镍的配体数为　　　　。  (2)氮化锂具有高离子电导率可用作固体电解质,其晶体结构如图所示(晶胞参数a pm、a pm、高b pm,b>2a)。 ①氮化锂晶胞中有　　　　种不同化学环境的Li+,N3-的配位数为　　　　。  ②若A点的原子分数坐标为(0,0,0),则B点的原子分数坐标为　　　　;NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度为　　　　g·cm-3。  9.(2025山东师大附中期中)光电材料(KBe2BO3F2、CaTiO3等)是目前科学家特别关注的材料,在光、电、热等领域有着独特的性质特征。回答下列问题: (1)KBe2BO3F2的组成元素中,非金属元素的电负性由强到弱的顺序为　　　　(填元素符号)。  (2)CaTiO3的晶胞结构如图(a)所示,与Ti最邻近的O构成的几何图形为　　　　。  (3)一种立方钙钛矿型结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子CH3N,其晶胞如图(b)所示,其中Pb2+与图(a)中　　　　(填元素符号)的空间位置相同。CH3N中存在的化学键有　　　　(填字母)。  A.共价键　　　　B.离子键 C.金属键　　　　D.配位键 E.氢键 　　 (4)反型钙钛矿电池无需使用具有光催化活性的TiO2,通过氮掺杂生成TiO2-aNb,以及掺杂的空穴传输层,光照下的输出稳定性更好,更具发展潜力,反应如图所示。 已知在如图所示的TiO2的四方晶胞中,氧原子位于棱上、面上和体内,原子1、2的分数坐标为(0,0,)和(1,0,0),则原子3的分数坐 标为　　　　,设阿伏加德罗常数的值为NA,TiO2的密度为　　　　g·cm-3,TiO2-aNb晶体中a=　　　　。  迁移创新 10.(创新题·新情境)(2025河南信阳高级中学月考)锂电池正极材料NCA(Al2O3@Mg/NCA),极大地改善了锂电池的性能(已知:NCA指LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)。请回答下列问题: (1)氧化锂(Li2O)的熔点为1 567 ℃,氧化镁(MgO)的熔点为2 853 ℃。Li+、Mg2+的离子半径依次为0.076 nm、0.072 nm。它们的熔点差异除离子半径因素外,还有　　　　　　　　　　　　　　。  (2)某含钴配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O,该配合物中钴离子的配位数是6,1 mol该配合物可以与足量的硝酸银反应生成3 mol AgCl沉淀,则该配合物的配体是　　　　　　　,试判断NH3分子与钴离子形成配合物后,H—N—H键角会　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  (3)NiO晶胞与NaCl晶胞相似,如图所示: ①连接面心上的6个O2-构成　　　(填字母)。  A.正四面体　　　　B.正八面体 C.立方体　　　　D.正四边形 ②已知NiO晶胞参数为a pm,NA代表阿伏加德罗常数的值,则NiO晶体的密度为　　　　g·cm-3(只列出计算式)。  答案与分层梯度式解析 综合拔高练 高考真题练 1.B　 真题降维 　　本题给出的晶胞由于涉及空位显得较陌生,但我们可联想教材P77练习与应用的第8题,看这个晶胞相对熟悉,同样结合均摊法可计算晶胞中粒子数目,完成相关计算。 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=243.5,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。 2.A　A项,该晶胞沿体对角线方向投影时,6个顶点处的B原子投影在正六边形顶点上,另外2个顶点处的B原子、体心处的Ag原子以及1条体对角线上的C、N原子投影在正六边形的中心,另外3条体对角线上的C、N原子投影在正六边形的3个顶点与中心的连线上,如图所示:,错误;B项,晶胞中与Ag连接的4个N原子构成正四面体,Ag原子位于正四面体的中心,与B连接的4个C原子构成正四面体,B原子位于正四面体的中心,故Ag和B均为sp3杂化,正确;C项,Ag位于该立方晶胞的体心,与该晶胞紧邻的晶胞有6个,故晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个,正确;D项,设晶胞的边长为a pm,由题图可知B位于晶胞顶点,Ag位于晶胞体心,C、N位于晶胞体内,故该晶胞中B有8×=1个、Ag有1个、C有4个、N有4个,1 mol该晶胞的质量为(a×10-10 cm)3×d g·cm-3×NA=(11+108+12×4+14×4) g=223 g,解得a=×1010,Ag和B的最短距离为晶胞体对角线长度的一半,即××1010 pm,正确。 高考风向 　　从最近两年有关晶胞的试题来看,考查的晶胞都相对较陌生,但只要仔细观察晶胞结构,确定各粒子的位置,利用均摊法均可确定其化学组成;试题主要从最近且等距离的粒子数、最短距离、晶体密度的计算等角度设置选项,综合考查考生灵活运用所学知识解答实际问题的思维能力。 3.D　NbO晶胞中,Nb位于晶胞的面心位置,O位于晶胞的棱心位置,Nb周围等距且最近的O原子数为4,因此Nb的配位数为4,A错误;Nb与O的最短距离为a nm,B错误;利用均摊法计算,该晶胞中Nb的数目为6×=3,O的数目为12×=3,因此晶体密度ρ= g/cm3,C错误;P点的分数坐标为(0,0,0),则M点的分数坐标为(,,),D正确。 4.答案　(1)6　　(2)2∶1∶1　8a3　(3)101 解析　(1)由题给晶胞图可知,晶胞中含有Pb、S的个数均为4,晶体的密度为 g·cm-3。 (2)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心,形成如题图所示的结构单元,则该记忆合金晶体的晶胞如图: Co的个数为8×+12×+6×+1=8,Ga的个数为4,Ni的个数为4。该晶胞中,粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni=2∶1∶1,其立方晶胞的体积=(2a nm)3=8a3 nm3。 (3)TiO2和RuO2的晶体结构相同,晶胞体积近似相等,根据密度之比等于相对分子质量之比,TiO2的相对分子质量为80,则RuO2的相对分子质量=80×1.66≈133,Ru的相对原子质量为133-32=101。 5.答案　(1)2　×1030 (2)CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4　 (3) 解析　(1)由题图可知,1个该晶胞中位于顶点的粒子的数目为8×=1,位于棱心的粒子的数目为12×=3,故顶点处粒子为Al3+,棱心处粒子为F-,与F-最邻近的Al3+的数目为2,故F-的配位数为2。晶胞质量m= g,晶胞体积V=(a×10-10)3 cm3,晶体密度ρ== g·cm-3=×1030 g·cm-3。 (2)CuCl2+K+F2 KCl+X,由原子守恒可知化合物X中一定含有Cu和F,根据晶胞结构,利用均摊法可知,1个晶胞中白球(A)的个数为16×+4×+2=8,灰球(B)的个数为8×+1=2,黑球(C)的个数为8×+2=4,其最简式为C2BA4,又因为Cu为+2价,K为+1价,F为-1价,故X为K2CuF4,则反应的化学方程式为CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4。1个晶胞中含有4个K、2个Cu和8个F,则晶胞质量m= g= g,晶胞体积V=(a×10-10 cm)2×c×10-10 cm=a2c×10-30 cm3,故化合物X的密度ρ== g·cm-3。 (3)设晶胞中含Fe原子数为N,则晶胞密度ρ=g·cm-3=7.8 g·cm-3,解得N=。 6.答案　(1)4　(2)1　MgB2　(3)8　4 解析　(1)[Mg(H2O)6]2+在晶胞的8个顶点、4个棱心、2个面心和体心,则1个晶胞中[Mg(H2O)6]2+的个数为8×+4×+2×+1=4。 (2)由题图知,Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法求出正六棱柱中含12×+2×=3个Mg,B在正六棱柱体内,共6个,正六棱柱晶体结构中含有3个晶胞,则1个晶胞中含有1个Mg,2个B,该物质的化学式为MgB2。 (3)由题图可知,晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为8。根据均摊法,每个晶胞B中含Fe原子数为8×+6×=4。 归纳总结 　　在解答关于晶胞的计算题时,要注意观察粒子在晶胞中的位置,便于用均摊法确定各粒子数目,也可和熟悉的晶胞对比,便于计算对应的粒子数目,确定晶胞中各粒子数目是完成其他计算的基础。 7.D　A项,由题图可知,SO2分子位于长方体的棱心和体心,根据均摊法可得1个晶胞中含12×+1=4个SO2分子,则含有8个O原子,错误。B项,由题图可知晶胞中SO2分子的取向不完全相同,错误。C项,1号和2号S原子间的核间距为上底面对角线长度的一半,即 pm,错误。D项,以体心的S原子为例,由于a≠b≠c,则每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个,正确。 8.D　C、Si、Ge位于同主族,同主族元素原子半径从上到下依次增大,应为r(Ge)>r(Si)>r(C),A错误;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐变小,应为I1(C)>I1(Si)>I1(Ge),B错误;碳单质有多种,如C60、金刚石、石墨等,它们不都是共价晶体,C错误;Si位于金属和非金属元素的分界处,可在其附近寻找新半导体材料,D正确。 易错分析 　　碳元素有多种单质,因其结构不同,所属的晶体类型也不同。如金刚石为共价晶体,C60为分子晶体,石墨为混合型晶体。 9.答案　(1)Cr(H2O)4Cl2(或CrCl2·4H2O)　分子晶体　(2)2　(0,0,) 解析　(1)由晶胞图知,每个Cr周围有4个H2O和2个Cl,故该化合物的化学式为Cr(H2O)4Cl2或CrCl2·4H2O;该物质由分子构成,为分子晶体。(2)图中大球的个数为8×+1=2,小球的个数为8×+2=4,根据XeF2的原子个数比知大球是Xe原子,小球是F原子,该晶胞中有2个XeF2分子;由题给图示可知B点原子位于z轴上,高度为r pm,则B点原子的分数坐标为(0,0,)。 10.D　根据晶胞示意图以及M、N原子的分数坐标可知,白球位于晶胞体心,黑球位于晶胞顶点、棱心、体内,根据均摊法可知,晶胞中黑球的数目为4×+4×+8×+2=5,白球的数目为1,结合题意:SmCok(k>1),可知白球代表Sm、黑球代表Co,该物质的化学式为SmCo5,A正确;体心原子位于晶胞的中心,其分数坐标为(,,),B正确;根据A项分析可知,1个晶胞中含有1个“SmCo5”,晶胞底面为菱形,故1个晶胞的体积为a2c,则该晶体密度ρ== g·cm-3,C正确;原子Q的分数坐标为(0,,1),则原子Q到体心的距离等于侧面对角线长度的一半,即= pm=50 pm,D错误。 11.C　 考教衔接 　　三种晶胞都可以通过替换教材上晶胞的部分粒子得到,图Ⅰ与CsCl晶胞相似,图Ⅱ、图Ⅲ的晶胞可以分别通过替换铜晶胞的顶点、面心粒子得到。 24K金的质量分数为100%,则18K金的质量分数为×100%=75%;Ⅰ中,Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8×=1,Ⅰ中Au与Cu的个数比为1∶1,其中Au的质量分数为×100%≈75%,故Ⅰ为18K金,A正确。Ⅱ中,与Au距离最近且相等的Cu位于相邻面心上,个数为3×8×=12,故Au的配位数为12,B正确。Ⅲ中Au—Cu的最小核间距为面对角线长度的,Au—Au的最小核间距也为面对角线长度的,故最小核间距Au—Cu=Au—Au,C错误。由A项分析可知,Ⅰ中Au与Cu的个数比为1∶1;Ⅱ中Au位于顶点,个数为8×=1,Cu位于面心,个数为6×=3,Au与Cu的个数比为1∶3;Ⅲ中Cu位于顶点,个数为8×=1,Au位于面心,个数为6×=3,Au与Cu的个数比为3∶1,D正确。 12.C　根据LaH2的晶胞和沿c轴的投影图可知,每个La周围等距且最近的H个数为8,则La的配位数为8,A项正确;由题图可知,LaH2的晶胞参数大于LaHx的晶胞参数,且LaHx中H数目增多,故在LaHx中H和H的最短距离小于LaH2中H和H的最短距离,B项正确;LaHx晶体中,H的数目为4×8+8=40,每个H结合4个H形成类似甲烷的结构,所以H形成的多面体笼的顶点数不可能为40,C项错误;1个LaHx晶胞中含有40个H,晶胞的体积为(4.84×10-8)3 cm3,所以单位体积中含氢质量为 g·cm-3,D项正确。 归纳总结 晶胞投影 　　(1)常见晶胞沿z轴的投影图 注意:微粒重叠时半径大的投影圆圈大。 (2)常见晶胞沿体对角线的投影图 13.答案　Al　×100 解析　根据均摊法,该晶胞中黑球的个数为8×+1=2,灰球的个数为8×+2=4,个数之比为1∶2,根据化学式AlCr2可知,黑球代表Al,灰球代表Cr,故处于顶角位置的为Al原子。晶胞的体积为a2×c,晶胞所含原子的体积为π(4+2),则金属原子的空间占有率为×100%=×100%。 方法点津 　　解答与晶体结构有关的计算题时,要掌握“均摊法”的应用,对于立方晶胞: (1)位于晶胞顶点的原子为8个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为; (2)位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为; (3)位于晶胞棱心的原子为4个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为; (4)位于晶胞体内的原子为1个晶胞独用,对一个晶胞的贡献为1。 14.B　 考教衔接 　　本题以陌生晶胞为载体考查均摊法的实际应用,均摊法是确定晶胞中粒子数目的重要方法,在教材中有具体介绍,计算时注意粒子在晶胞中的位置和对晶胞的贡献,即可确定晶胞中粒子数目比,进而确定化学式。同样结合各粒子在晶胞中的位置,可进行最短距离的相关计算。 根据均摊法,结构1中S的个数为12×+1=4,Co的个数为4×+4=4.5,则结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,A正确;晶胞2中S与S的最短距离为面对角线长度的一半,为a,B错误;晶胞2中Li的个数为8,S的个数为12×+1=4,化学式为Li2S,距S最近的Li的个数为8,则距Li最近的S的个数为4,C正确;将晶胞2的体心放置在面心可以得到晶胞3,故晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确。 15.C　由晶胞结构图可知,在1个晶胞中,K原子位于顶点,其个数为8×=1;Ca原子位于体心,其个数为1;B原子和C原子均位于面上,其个数均为12×=6,则该晶体最简化学式为KCaB6C6,A正确。以顶点的K+为研究对象,与K+最近且距离相等的Ca2+位于体心,每个K+被8个晶胞所共用,则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个,B正确。B和C构成的多面体中,四边形共有6个,六边形共有8个,共有14个面,C错误。该晶胞的质量为 g= g,晶胞的体积为a3×10-30 cm3,则晶体的密度为 g·cm-3= g·cm-3,D正确。 16.答案　Cl-　负电 解析　区域A中掺入离子替代了S2-的位置,则掺入离子为阴离子(Cl-);区域B中掺入离子替代了Zn2+的位置,则掺入离子为阳离子(Cu+)。按照均摊法,区域B中含Zn2+数目为3、Cu+数目为1、S2-数目为8×+6×=4,则(+2)×3+(+1)×1+(-2)×4=-1,即区域B带负电。 17.D　A项,①中溶液黄色加深,是因为滴加浓盐酸后溶液中c(Cl-)增大,使Fe3++4Cl- [FeCl4]-平衡正向移动,正确。B项,②中溶液变为红色,发生反应[FeCl4]-+SCN- [Fe(SCN)]2++4Cl-,正确。C项,②、③溶液中均存在平衡Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+,②中溶液变为红色而③中溶液红色褪去变为无色,说明③中加入NaF固体后,F-与Fe3+结合生成无色的[FeF6]3-,使c(Fe3+)减小,导致Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+平衡逆向移动,故c(Fe3+):②>③,正确。D项,与C项分析类似,由②中溶液颜色变化可知c(Fe3+):①>②,则c(Fe3+):①>②>③;③中c(Fe3+)很小,故滴加KI溶液后2Fe3++2I- 2Fe2++I2正向进行的程度很小,c(I2)很小,无色溶液未见明显变化;若向①中深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,由于c(Fe3+):①>③,①中2Fe3++2I- 2Fe2++I2正向进行的程度大于③,①中c(I2)较大,可能出现溶液变蓝的现象,错误。 关键点拨 　　④中滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。 18.C　A项,苄氯分子中正、负电中心不重合,是极性分子,错误。B项,一般,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。 19.B　 考教衔接 　　本题中环六糊精具有空腔结构,可包合某些分子形成超分子,与教材P98冠醚识别碱金属离子的例子类似,冠醚是皇冠状的分子,有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。题中环六糊精相当于冠醚,而相当于碱金属离子。仔细体会考查的知识仍源于教材,只是以不同形式呈现。 1 mol糖水解后能产生2~10 mol单糖的称为寡糖,由环六糊精结构可知,环六糊精属于寡糖,A正确;非极性分子与环六糊精形成超分子时,分子直径大小应与环六糊精空腔大小接近,B错误;根据题图3可知,在环六糊精中,与HOCl反应主要生成,说明题图2中甲氧基的对位暴露在反应环境中,C正确;环六糊精含多个羟基,可与水形成分子间氢键,故环六糊精能溶于水中,而氯代苯甲醚不溶于水,可用水作萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚,D正确。 20.答案　(1)Be4O(CH3COO)6　(2)4s空轨道　具有选择性吸附,可实现对C2H4和C2H6混合气的有效分离 解析　(1)由题意可知,四面体的4个顶点是Be,四面体中心为O,Be与Be间通过CH3COO-相连,且每个Be的配位环境相同,则CH3COO-的个数为6,该配合物的化学式为Be4O(CH3COO)6。 (2)Cu的价层电子排布式为3d104s1,Cu失去1个电子得到Cu+,则Cu+的4s空轨道与C2H4分子的π键电子形成配位键;C2H4可以和Cu+形成配位键吸附在Y分子筛上,C2H6不含π键电子,不能与Cu+形成配位键,该分子筛具有选择性吸附,可以实现对C2H4和C2H6混合气的有效分离。 高考模拟练 1.B　氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同,N原子在8个顶点和6个面心,则Cr原子位于体心和12条棱上,Cr原子周围紧邻的N原子有6个,A正确、B错误;Cr原子位于N原子构成的八面体空隙中,C正确;Cr原子沿x轴方向的投影位于正方形的顶点、边的中心、正方形中心,D正确。 2.D　据题图可知,晶胞体心O在周围4个Cu围成的正四面体中心,即O的配位数为4,A正确;Cu与O的最近距离为体对角线长度的,即a pm,B正确;由m的分数坐标为(,,)可知,n在x、y、z轴投影坐标分别为、、,则n的分数坐标为(,,),C正确;根据均摊法,晶胞中含8×+1=2个O、4个Cu,则晶体密度ρ= g·cm-3,D错误。 素养解读 　　本题结合Cu2O晶胞的结构,考查利用均摊法计算的实际应用,以及晶胞中原子之间的最近距离和密度的计算等,体现了证据推理与模型认知的化学学科素养。 3.B　四面体中心为B原子,顶点均为H原子,一个四面体表示一个B,硼原子的价层电子对数是4+0=4,杂化方式为sp3,A正确;八面体中心为Fe2+,顶点为NH3配体,一个八面体表示一个[Fe(NH3)6]2+,黑球个数为8×+6×=4,白球个数为8,该物质的化学式为[Fe(NH3)6](BH4)2,B错误;Fe的电子排布式为[Ar]3d64s2,Fe2+的价层电子排布式为3d6,C正确;化合物中[Fe(NH3)6]2+与B之间形成离子键,NH3内存在极性键,Fe2+和NH3形成配位键,D正确。 4.C　由题图可知,具有空轨道的Fe2+与水分子中具有孤电子对的O形成配位键,而水分子中的H与S中的O形成氢键,A错误;由CO2晶胞可知,以顶点CO2为研究对象,与其等距离最近的CO2分子有12个,即CO2分子的配位数为12,B错误;A的分数坐标为(1,0,0),则1号S原子分数坐标为(,,),C正确;金刚石中C—C键的键长小于晶体硅中的Si—Si键的键长,但键角相等,D错误。 素养解读 　　本题结合4种物质的结构,考查了粒子间的相互作用、粒子的配位数、晶胞中原子分数坐标的确定和键参数等,体现了证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的化学学科素养。 5.D　 6.C　由均摊法可知晶胞中灰球和白球数目分别为8和4,即灰球表示Li+,白球表示O2-。以底面面心O2-为研究对象,与其等距离的Li+有8个,即O2-的配位数为8,A正确;由a、b原子的分数坐标,可推知c原子的分数坐标为(,,),B正确;该晶胞中含4个“Li2O”,即密度ρ== g·cm-3,C错误;由已知信息可知,面对角线上3个O2-相切,面对角线为d nm,则O2-半径为d nm,D正确。 7.C　由“葫芦脲结构的刚性很强,很难改变自身形状去适应客体分子”,可知葫芦脲与客体分子的识别和组装过程具有高度的专一性,A正确;超分子是由两种或两种以上的分子相互作用形成的分子聚集体,分子是广义的,包括离子,B正确;对甲基苯甲酸与葫芦[6]脲间的作用力是分子间作用力,不是配位键,C错误;对甲基苯甲酸在水中溶解度很小,但可进入葫芦[6]脲的空腔,是因为葫芦[6]脲空腔的内壁具有疏水性,D正确。 8.答案　(1)sp2、sp3　3　(2)①2　6　②(,,0)　×1030 解析　(1)据题图可知,配合物中单键C原子为sp3杂化,双键C原子为sp2杂化;配合物中具有空轨道的Ni为中心原子,Ni与3个N、2个Cl形成配位键,但3个N原子来自同一个配体,则Ni的配体数为3。(2)①由晶胞结构可知,位于棱上和面上的Li+的化学环境不同,共有2种;由可知,距离N3-最近的Li+个数为6,即N3-的配位数为6。②A点原子分数坐标为(0,0,0),则位于面对角线上的B点原子分数坐标为(,,0);由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的N3-个数为1,位于棱上和面上的Li+个数为3,设晶体密度为d g·cm-3,则=(10-10a××10-10a×10-10b)d,解得d=×1030。 9.答案　(1)F>O>B　(2)正八面体　(3)Ti　AD　(4)(1,1,)　　 解析　(1)KBe2BO3F2的组成元素中,非金属元素有B、O、F,第二周期主族元素从左到右电负性依次增大,即电负性强弱顺序为F>O>B。(2)根据CaTiO3的晶胞结构图,与Ti最邻近的O构成的几何图形为正八面体。(3)图(b)中Pb2+位于I-形成的正八面体的体心,图(a)中Ti位于O形成的正八面体的体心,与Pb2+的空间位置相同的是Ti。CH3N中,C—H、C—N、N—H是共价键,有1个H+与N形成配位键,存在的化学键有共价键和配位键,故选AD。(4)根据原子1、2的分数坐标,可知原子3的分数坐标为(1,1,);TiO2的四方晶胞中,O原子位于棱上、面上和体内,根据均摊法可知TiO2晶胞中,Ti原子数为8×+4×+1=4,O原子数为8×+8×+2=8,TiO2的密度ρ= g·cm-3= g·cm-3;TiO2-aNb晶体中Ti原子数为8×+4×+1=4,O原子数为6×+6×+1=,则4(2-a)=,解得a=。 10.答案　(1)Li+所带的电荷比Mg2+少 (2)NH3和H2O　变大 (3)①B　②×1030 解析　(1)Li2O、MgO均为离子晶体,通常,晶体中阴、阳离子所带的电荷越多,离子半径越小,离子键强度越大,熔点越高,故Li2O的熔点低于MgO的熔点。它们的熔点差异除离子半径因素外,还有Li+所带的电荷比Mg2+少。(2)配合物CoCl3·5NH3·H2O中钴离子的配位数是6,1 mol该配合物与足量AgNO3反应生成3 mol AgCl,即Cl-为配合物的外界,Co3+为配合物的中心离子,NH3和H2O为配体。NH3中N原子的孤电子对数为1,与Co3+形成配合物后N原子的孤电子对数为0,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小(破题关键),则NH3与Co3+形成配合物后,H—N—H键角会变大。(3)①由题中晶胞可知,连接面心上的6个O2-构成正八面体。②晶胞的体积为(a×10-10)3 cm3,每个晶胞中含有Ni2+的数目为12×+1=4,O2-的数目为8×+6×=4,则晶胞的质量为 g= g,NiO晶体的密度ρ==×1030 g·cm-3。 试题剖析 　　本题以新情境为载体考查晶体结构与性质知识的综合应用,解答这类试题需能根据晶胞中粒子的位置,利用均摊法确定晶体的化学式,能根据晶体的类型分析晶体的性质,并能根据性质解释相关的问题;能结合密度=质量÷体积,计算晶胞的密度或晶胞参数等。虽然情境很新颖,但考查的知识源于教材,用常规的方法解答即可。 学科网（北京）股份有限公司 $