第3章 晶体结构与性质 真题演练-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（人教版）

第三章 真题演练 黑题真题体验 限时：35min 1.(2024·甘肃，12,3分)B-MgC2晶体中，多个 。Ti 00 晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中 La或Li或 部分结构显示为图乙，下列说法错误的是 oLi 口空位 ( 立方晶胞(i,La,TO,)Li迁移过程示意图 O Mg ●C A.导电时，Ti和La的价态不变 B.若x=3L与空位的数目相等 C.与体心最邻近的0原子数为12 象 D.导电时空位移动方向与电流方向相反 A.电负性：Mg<Cl 4.（2024·黑吉辽，14,3分)某锂离 B.单质Mg是金属晶体 子电池电极材料结构如图。结构 C.晶体中存在范德华力 1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和 D.Mg2+的配位数为3 2.(2024·江西，12,3分)Nb0的立方晶胞如图， 结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞 晶胞参数为anm,P的分数坐标为(0,0,0)， 均为立方晶胞。下列说法错误的是 ) 阿伏加德罗常数的值为N,下列说法正确 的是 ( 晶胞2 0 oNb A.Nb的配位数是6 ●d ● B.b和0最短距离为 2 a nm 晶胞3 C.晶体密度p= 6×(93+16) A.结构1钴硫化物的化学式为CogSs Vxa3x10-2ig·cm3 DM的分数坐标为(322》 B.品胞2中S与S的最短距离为3 C.晶胞2中距Li最近的S有4个 3.（2024·安徽，14,3分)研究人员 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 制备了一种具有锂离子通道的导 电氧化物(Li,La,T0),其立方晶胞和导电时 5.（2024·甘肃，15节选)某含钙化合物的晶胞 L迁移过程如下图所示。已知该氧化物中T 结构如图甲所示，沿x轴方向的投影为图乙， 为+4价，La为+3价。下列说法错误的是 晶胞底面显示为图丙，晶胞参数a≠c,a=B= y=90°。 选择性必修第二册·RJ黑白题86 在，其空间结构如图3a所示，二聚体中A1的 OCa ⊕B 轨道杂化类型为 AIF3的熔点为 1090℃，远高于A1CL,的192℃，由此可以判 断铝氟之间的化学键为 键。AIF,结 构属于立方晶系，晶胞如图3b所示，F的配 -a pm- 丙 位数为 0 若晶胞参数为apm,晶体 图丙中Ca与N的距离为 pm;化合物 密度p= g·cm3(列出计算式，阿伏 的化学式是 ,其摩尔质量为 加德罗常数的值为Na)。 Mg·mol',阿伏加德罗常数的值是NA,则晶 体的密度为 g·cm3(列出计算表达 式)。 6.(2023·全国甲，35,15分)将酞菁-钴钛-三 图3aAl,Cl,的 氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高 分子结构 图3AF,的晶体结构 效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列 7.（2023·全国乙，35节选)中国第 问题： 辆火星车“祝融号”成功登陆火 (1)图1所示的几种碳单质，它们互 星。探测发现火星上存在大量橄 为 其中属于共价晶体的 榄石矿物(MgFe2-,SiO4)。回答下列问题： 是 C0间的作用力是 (1)已知一些物质的熔点数据如下表： 0 物质 NaCl SiCla GeCl, SnCla 689 988o 熔点/℃ 800.7 -68.8 -51.5 34.1 战欲。 金刚石 石墨 碳纳米管 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高 图1 于SiC14,原因是 (2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCL4、SnCl4熔 点变化趋势及其原因 SiCl,的空间结构为 其中Si的轨道 杂化形式为 (2)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构 钻酞菁 属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投 图2 影图如下所示，晶胞中含有 个Mg。 酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能 该物质化学式为 B一B键最近距 提供一对电子的N原子是 （填图2 离为 酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离 子的化合价为 ,氮原子提供孤电子 120°● 对与钴离子形成 键。 (3)气态A1CL3通常以二聚体AL,CL。的形式存 第三章黑白题871s 2s 四四11☐(2)甲烷中碳原子是p杂化，乙烯中碳原 2p 子是s即2杂化，乙炔中碳原子是s即杂化，苯中碳原子是s即2杂化，故 乙炔中C杂化轨道中s轨道成分最多，C元素的电负性越强，连接 在该C原子上的H原子越容易电离，形成阴离子，综上所述C正 确。(3)C0CL2中σ键和r键的数目分别为3个和1个，故个数比 为3：1；碳原子有3个σ键，没有孤电子对，即2杂化，空间结构为 平面三角形。(4)基态C0原子的价层电子排布式为3d?4s2。 (5)色胺酮分子中有2个N原子，一个N原子有3个σ键和1对孤 电子对，另一个N原子有2个σ键和1对孤电子对，故N原子的杂 化类型有即3、即2；甲醇中有羟基，容易形成氢键，根据图片可知甲 醇通过氢键与色胺酮钴配合物相结合。(6)每个晶胞中含C0原子 数为石×12+7×2+3=6；每个晶胞含6个钻原子，则每个晶胞的质 量为 兴8，每个晶离的体积为V=6x宁×(ax100)x(令a× 6M 10-m)x(6x10-0)om.35a2x100em2,p NA 2 33a2b×10-0 2 45M×100,则高度6=45M 1030cm= 2363 3a2bNA ×1040pmg 3a pN a'pN 20.(1)6强于碳比氧的电负性小，更易提供孤电子对 (2)①Cu2FeSnS4 @(片）冬m 解析：(1)如图可知，铁的配位数是6：碳比氧的电负性小，更易提供 孤电子对，故C0与血红蛋白的结合能力强于02，因此C0可使人 体缺氧。(2)①该品胞是一个面心立方品胞，S原子位于品胞的顶 点和面心，Cu、Fc、Sn分别位于体对角线上，因此用均摊法算出：S: 4,Cu:2,Fe:1,Sn:l,因此该硫化物的化学式为Cu2 FeSnS4;②由 3 晶胞结构可知，晶胞中部分原子的分数坐标为S(0,0,0)、Fe(4, 子，日)，则品重中如原子的分数坠标可以为（冬子，日）：品 11 胞中S和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半，为 √ 2apm。 第三章真题演练 黑题真题体验 题号1234 答案DDBB 1.D解析：电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负 性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于Cl,A正确；金属晶品体包 括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确：由晶体结构可知， 该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确：由图乙 中结构可知，每个Mg2+与周围有6个C最近且距离相等，因 此，Mg2+的配位数为6，D错误。 2.D解析：由图可知，Nb0的立方晶胞中距离N原子最近且距离相 等的0原子有4个，Nb的配位数是4，A错误；由图可知，Nb和0最 短距离为晶胞参数的？，晶胞参数为anm,b和0最短距离为 之0m,B结误：根据均排法计算可知，b的个数为6x=3,0的 个数为12×4=3，即晶胞中含有3个Nb0,晶胞密度为p=V 3×(93+16) NA (a×10-7cm)3 3x(93+16)×102g·cm3,C错误；P的分数坐标 Naa 为(0,0,0)，M位于正方体的面心，M的分数坐标为(2,2,2)， 111 D正确。 选择性必修第二册·RJ 3.B解析：根据题意，导电时Li发生迁移，化合价不变，则Ti和La的 价态不变，A正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含：8×名=1个，含 0:12×4-3个，含La或山或空位共1个，若x=了，则La和空位共 ,n(La)+n(空位)=2 2 ，结合正负化合价代数和为0，(+1)×3+ (+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0,解得n(La)=。、n(空位)= ,山*与空位数目不相等，B错误；由立方晶胞的结构可知，与体心 1 最邻近的0原子数为12，即位于棱心的12个0原子，C正确：导电 时L向阴极方向移动，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流 方向相反，D正确。 4.B解析：由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4× 8=4.5,含 1 有s的数目为1+12× =4,Co与S的原子个数比为9：8，因此结构 1的化学式为C0,Sg,A正确；由图可知，晶胞2中S与S的最短距离 为面对角线的 ,晶胞边长为a,即S与S的最短距离为 1 a,B错 误；如图：Q ,以图中的Li为例，与其最近的S 0 ● 晶胞2 共4个，C正确：如图 0.当2个 ●1 晶胞2放在一起时，图中截取中间的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞 3表示同一晶体，D正确。 2 M 5.2a CagBN3 Naa2cx10-30 解析：根据题图丙可知，Ca与N的距离为晶胞底面面对角线长的 半，即 apm;每个晶胞中有2个Ca原子位于体内，8个Ca原子位 于限点，则Q原子的个数为2+令×8=3，每个品胞中有2个N原子 位于面心，8个N原子位于棱上则N原子的个数为)×2+4×8 3,每个晶胞中有4个B原子位于棱上，则B原子的个数为4 ×4=1, 故该化合物的化学式为Ca3BN3;晶胞的体积为a2c×10-30cm3,晶胞 M 的质量为从昌，故该晶体的密度为 Vaa2cx10-0g·cm3。 6.(1)同素异形体金刚石范德华力(2)③+2配位 (3)p2离子284×100 Na·a3 解析：(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原 子和所有的N原子均为即2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为 ①和②的N原子均有一对电子占据了一个即2杂化轨道，其p轨道 只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能 提供一对电子参与形成大π键：钴酞菁分子中，失去了2个H*的酞 菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价 为+2，氨原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。(3)由A1,Cl。的 空间结构结合相关元素的原子结构可知，A1原子价层电子对数是4， 其与周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道 杂化类型为sp3。A1F3的熔点为1090℃，远高于A1Cl3的192℃，由 于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之 黑白题30 间的化学键为离子键。由A1F3的晶胞结构可知，其中体积较大的球 的个数为12x=3,体积较小的球的个数为8x号=1，则体积较大 的表示F,距F最近且等距的A3+有2个，则F的配位数为2。若 晶胞参数为apm,则晶胞的体积为(apm)3=a3×10-30cm3,晶胞的 84×1030 质量为总4，则其晶体密度马 N4·a8·cm3。 7.(1)钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体 随着同族元素电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是SiC GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决 定，分子间作用力越大则其熔点越高：随着其相对分子质量增大，其 分子间作用力依次增大正四面体p(2)1MgB,5。 解析：(1)Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4,其 原因是钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高：而SiCl4 为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔 点变化趋势为：随着同族元素电子层数的增多，其熔点依次升高，其 原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子 间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高：随着其相对分子质 量增大，其分子间作用力依次增大。SiCl。的空间结构为正四面体. 其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨道杂化形式为sp3。(2)由 硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊 法可以求出正六棱柱中含有12x石+2x?=3个Mg,由晶跑沿c轴的 投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为 1;晶体结构中B在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为MgB2; 由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的中心，该点 到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度 为 20,因此B一B键最近距离为3 3a。 全书综合检测 题号12345 6 78 答案D C D A A B 题号910111213 1415 答案CBDD DDA 1.D解析：基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4,能量最高的电子 位于2p能级，该能级电子云的形状为( ),A正确：K 为19号元素，K原子核外有19个电子，有19种不同运动状态的电 子，B正确：基态氧原子核外电子的轨道表示式为 什田H十十C正确：碘为53号元素，位于元素周期表第 Is 2s 2p 五周期WA族，基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5,D错误。 2.C 3.D解析：水汽化破坏的是氢键和范德华力，水分解则需要破坏共价 键，A错误；若将基态15P原子的核外电子排布式写成 1s22s22p63s23p23p,,违背了洪特规则，B错误；基态碳原子的核外电 子排布式为1s22s22p2,占据三个能级，所以有三种能量不同的电子 C错误；H2 NCONH2分子与Fe3+形成配位键，中心离子为铁离子，配 位数为6，D正确。 4.A解析：C分子内存在碳碳单键和碳碳双键，碳碳单键为sp3杂 化，石墨烯-C0中连接石墨烯和C和的碳原子会形成4个共价键， 为p3杂化，A错误：C0晶体为分子晶体，熔点最低，B正确；石墨烯 的层中存在自由移动的电子，其导电性最好，C正确：三者均为碳元 素形成的不同单质，故互为同素异形体，D正确。 5.C解析：戊的最高价氧化物对应水化物为强酸，戊可能是S,也可能 为Cl,如果戊是S,则乙为0，丁为P,丙为Si,甲为C,如果戊是C1,则 乙为F,丁为S,丙为P,甲为N。同主族从上到下，原子半径依次增 大，同周期从左向右原子半径依次减小（稀有气体除外），原子半径 大小顺序有：丙>甲>乙，A正确：同周期元素从左到右，电负性逐渐增 大，故元素电负性强弱有：戊>丁>丙，B正确；同周期元素从左到右， 元素第一电离能逐渐增大，但P的3印轨道上的电子为半充满状态 正本参考答案 比较稳定，故P的第一电离能比S大，故元素的第一电离能大小为 Cl>P>S或P>S>Si,C错误；若丙为Si,最高价氧化物对应水化物 是H2Si03,能与碱反应，若丙为P,最高价氧化物对应水化物是 H3PO4,也能与碱反应，D正确。 6.D解析：粉色和蓝色物质转化时反应条件不同，不是可逆反应， D错误。 7.A解析：因为(a)(b)中0原子价层电子对数为4，即均为sp3杂 化，A正确；(a)结构中，1个水合氢离子通过氢键和3个水分子作 用，(b)结构中，1个氢离子通过氢键和2个水分子作用，不可表示 为H30*,B错误：(a)中水分子中含有共价键，氧原子上的孤电子对 与氢离子通过配位键形成水合氢离子，水合氢离子通过氢键和3个 水分子作用，但氢键不属于化学键，C错误：共价晶体中全部原子间 只靠共价键结合形成空间网状结构，水合氢离子组装形成的二维冰 相和千冰均属于分子晶体，D错误。 8.B解析：HNO3分子中正、负电中心不重合，为极性分子，A错 误；HNO3分子中，N原子提供1个孤电子对，每个非羟基0提供1个 电子，则N与两个非羟基0间形成的大π键可表示为Π，B正确：根 据题图中数据可知，三个N一0键的键长不相同，则键能不完全相 同，C错误：HNO,可以形成分子内氢键，导致H电离程度减小，故其 酸性弱于H,S04,D错误。 9.C解析：根据结构分析Y有两个价键，X有四个价键，Z有一个价 键，该阴离子得到一个电子，则只可能是W得到一个电子，又根据Y 的最外层电子数等于X的核外电子总数，则Y为0，X为C,Z为F, W为B。同周期元素第一电离能小于Y(O)的有Li、Be、B、C共 4种，A错误：同一周期元素原子从左向右，非金属性逐渐增强，简单 氢化物的还原性逐渐减弱，故简单氢化物的还原性：X(CH4)> Y(H,0),B错误；W、Z形成的化合物分子(BF3)含有极性键，BF3是 平面三角形，则为非极性分子，C正确；四种元素形成的简单氢化物 中Z(HF)最稳定，D错误。 10.B解析：晶胞中Fe的原子个数为1+4x4=2,A错误；根据晶胞结 构得到Sm个数为2，Fe个数为2，As个数为2,0或F个数为2，它 们个数之比为1：1：1：1，图中F和02共同占据晶胞的上下底面 位置，若两者的比例依次用x和1-x表示，则该化合物化学式 为SmFeAs(01-F,B正确：若图1中原子1的坐标为(0.5,0.5,0.5)， 则原子2的坐标为(0.5,0.5,0)，C错误：同周期从左到右电负性逐 渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则F、O、As的电负性大 小顺序为F>0>As,D错误。 11.D解析：Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质中，Na、Cu为金属晶体，均 是热和电的良导体，C、Si的单质为共价晶体，且C单质的熔点大 于S晶体的熔点，H、N对应的单质为分子晶体，其中氢气的熔点最 低，由题图熔点的高低顺序可知a为H,b为N,c为Na,d为Cu,e 为Si,f为C。d为Cu,单质d能与稀HNO,反应产生NO,可以作为 乙醇催化氧化的催化剂，故D错误。 12.D解析：由锗晶胞图可知，每个锗均形成了4个σ键，为sp3杂化 键角为109°28'，A正确；由均摊法得，硅储合金晶胞中含有Si原子 个数为2×)=1，Ce原子个数为4+4× 2+8×8=7,晶胞体积为 00acm2,10@9=(28+7x73),M=7423 mol-1,B正 10-30a3p 331 确：原子①位于右后方，分数坐标为（子，4,4），C正确；硅、储形 成的晶体均为共价晶体，键长Si一Si<Ge一Ge,键长越长键能越小， 熔点越低，D错误。 13.D解析：由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的Li原子与位于面心 的Z原子紧邻且距离相等，则该晶体中，每个Li原子周围紧邻且 距离相等的Z原子共有6个，A错误：根据a点原子的分数坐标可 333 推断出b点原子的分数坐标为(4,4,4 ),B错误；由晶胞结构 0 可知，品胞x轴方向的投影图为： ◆，C错误：由品 ● 胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的锌原子个数为8 ,1+6× 8 3 =4(个)，位于体内的砷原子个数为4个，位于棱上和体心的锂 黑白题31