2026届高三化学高考一轮复习：晶体结构 导学案

晶体结构 考法01 晶体与晶胞 1．物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 (2)等离子体和液晶 ①等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性。 ②液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的导热性、光学性质等。 物质聚集状态 2．晶体与非晶体 晶体 非晶体 结构特征 结构微粒周期性有序排列 结构微粒无序排列 性质特征 自范性 有 无 熔点 固定 不固定 异同表现 各向异性 各向同性 二者区别方法 间接方法 看是否有固定的熔点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 3.获得晶体的三条途径 (1)熔融态物质凝固。 (2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 (3)溶质从溶液中析出。 【练习】 1.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，下列有关玻璃态水的叙述正确的是(　　) A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰 2.晶体是一类非常重要的材料，在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是(　　) A.形成晶体硅的速率越大越好 B.晶体硅没有固定的熔、沸点 C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃 D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关，而与各向异性无关 4．晶胞 (1)晶胞：晶胞是描述晶体结构的基本单元。 (2)晶体中晶胞的排列——无隙并置 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。 5． 常见的晶胞模型 （试判断以下晶胞原子个数，配位数） 体心立方 面心立方 金刚石结构 1 学科网（北京）股份有限公司 3.有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体 B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋ C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构 D．该气态团簇分子的分子式为EF 考法02 晶体的类型、结构与性质 1．四类晶体的比较 　　类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 分子间作用力 共价键 金属键 离子键 硬度 较小 很大 有的很大，有的很小 较大 熔、沸点 较低 很高 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 难溶于常见溶剂 大多易溶于水等极 性溶剂中 导电、传热性 一般不导电，溶于水后有的导电 一般不具有导电性 电和热的良导体 晶体不导电，水溶 液或熔融态导电 2.常见晶体结构模型 (1)共价晶体 ①金刚石晶体中，每个C与相邻4个C形成共价键，C—C—C夹角是109°28′，最小的环是六元环。含有1 mol C的金刚石中，形成的共价键是 mol。 ②SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个硅原子形成共价键，最小的环是十二元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是Si原子，1 mol SiO2晶体中含有 mol Si—O键。 (2)分子晶体 ①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有 个。 ②冰晶体中，每个水分子与相邻的 个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O 的冰中，最多可形成 mol氢键。 (3)离子晶体 ①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引 个Cl－，每个Cl－同时吸引 个Na＋，配位数为 。每个晶胞含 个Na＋和 个 Cl－。 ②CsCl型：在晶体中，每个Cl－吸引 个 Cs＋，每个Cs＋吸引 个Cl－，配位数为 。 (4)混合型晶体 石墨层状晶体中，层与层之间的作用是 ，平均每个正六边形拥有 个碳原子，C原子采取 杂化方式。 3．过渡晶体 大多数晶体是这四种晶体类型之间的过渡晶体，以离子晶体和共价晶体之间的过渡为例，如 Na2O、Al2O3中既有离子键成分，也有共价键成分。 【练习】1.下列有关晶体结构的叙述中错误的是(　　) A.金刚石的网状结构中，最小的环上有6个碳原子 B.分子晶体熔化时，不破坏共价键；共价晶体熔化时，破坏共价键 C.在金属铜的晶体中，由于存在自由电子，因此铜能导电 D.在氯化铯晶体中，每个氯离子周围最近且距离相等的氯离子有8个 2.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 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 考法03 配合物与超分子 1．配位键 (1)孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 (2)配位键 ①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 ②配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。 2.配合物 （1）配合物的组成。如[Cu(NH3)4]SO4 （2）配合物的形成条件。 【练习】 Zn(OH)2溶于氨水可生成可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2，下列说法正确的是(　　) A．根据上述信息可推导出氢氧化锌为两性氢氧化物 B．该配合物中只有离子键和配位键 C．形成该配合物的离子方程式为：Zn(OH)2＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－ D．该配合离子中由NH3提供空轨道，Zn2＋提供电子对 3．超分子 (1)概念 若两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质，可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子，称为超分子。 (2)超分子内分子间的作用力 超分子内部分子之间通过非共价键相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 (3)超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。 (4)超分子的应用 在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。 【练习】 利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是(　　) A.第一电离能：C<O B.杯酚分子中存在大π键 C.杯酚与C60形成氢键 D.C60与金刚石晶体类型不同 【综合训练】 一、单选题 1．（2024·浙江·高考真题）物质微观结构决定宏观性质，进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是 选项 结构或性质 用途 A 石墨呈层状结构，层间以范德华力结合 石墨可用作润滑剂 B 具有氧化性 可用作漂白剂 C 聚丙烯酸钠()中含有亲水基团 聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂 D 冠醚18-冠-6空腔直径()与直径()接近 冠醚18-冠-6可识别，能增大在有机溶剂中的溶解度 A．A B．B C．C D．D 2．（2022·浙江·高考真题）X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是 A．X与Z形成的10电子微粒有2种 B．Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒 C．与的晶体类型不同 D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性 3．（2025·浙江台州·二模）化合物是一种第四周期金属元素M的氧化物，其晶胞类型I在1000℃高温下煅烧时会转换成类型II(晶胞棱夹角均为)，两种晶胞的体积比。下列说法正确的是（ ） A．化合物W的类型I与类型II化学式不相同 B．类型I与类型II均为分子晶体 C．类型I与类型II的晶体密度之比为 D．两种类型中的所有原子均有轨道参与成键 二、填空题 4．（2022·浙江·高考真题）回答下列问题： (1)乙醇的挥发性比水的强，原因是 。 (2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强，原因是 。 三、解答题 5．（2023·浙江·高考真题）硅材料在生活中占有重要地位。请回答： (1)分子的空间结构(以为中心)名称为 ，分子中氮原子的杂化轨道类型是 。受热分解生成和，其受热不稳定的原因是 。 (2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①、②、③，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。 A．微粒半径：③>①>② B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D．得电子能力：①>② (3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是 ，该化合物的化学式为 。 6．（2024·浙江·高考真题）氧是构建化合物的重要元素。请回答： (1)某化合物的晶胞如图1，的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，写出该化合物与足量溶液反应的化学方程式 。 (2)下列有关单核微粒的描述正确的是_______。 A．的基态原子电子排布方式只有一种 B．的第二电离能的第一电离能 C．的基态原子简化电子排布式为 D．原子变成，优先失去轨道上的电子 (3)化合物和的结构如图2。 ①和中羟基与水均可形成氢键()，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说明理由 。 ②已知、钠盐的碱性，请从结构角度说明理由 。 7．（2025·浙江温州·二模）氟元素在医疗、生活和工业等多个领域发挥着重要作用。请回答： (1)ⅦA族元素又称为卤族元素，下列关于卤族元素的表达中正确的是_______。 A．F、Cl、Br、I第一电离能逐渐减小 B．基态溴原子核外电子排布式： C．微粒半径比较： D．的VSEPR模型为平面三角形 (2)是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可用以下方法制备：。 ①比较键角的大小： (填“>”、“<”或“=”) ②比较配位键的强弱： (填“>”、“<”或“=”) (3)一般来说，晶体结构中阴、阳离子的配位数由结构中阴、阳离子半径的比值来决定。的半径与的半径非常接近。两种物质的晶胞结构如图所示： ①晶胞中，的配位数为 。 ②晶胞中的阴、阳配位数与KF不同的原因是 。 14 学科网（北京）股份有限公司 8．（2025·浙江杭州·二模）硫及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用，请回答。 (1)关于VIA族元素有关微粒的描述，下列说法正确的是_______。 A．第二电离能：基态氧原子高于基态氮原子 B．的电子排布为 C．酸性： D．价电子排布图为的S原子处于激发态 (2)某化合物的晶胞如图： 化学式是 ；距离晶胞顶点Au原子距离最近的S原子有 个。 (3)焦亚硫酸钠(可视为)溶于水所得溶液呈 (填“酸”或“碱”)性，结合数据说明原因 。(常温下，的，) (4)某兴趣小组将载金硫化矿粉(细小的Au颗粒被、FeAsS包裹)通入空气焙烧，得到烟气和烧渣(含有和Au)，以烧渣为原料，制备单质Au和，流程如下： ①操作A是 ，试剂B是 。 ②写出Zn和生成Au的化学方程式(Zn元素以四配位离子存在) 。 ③在碱性条件下，FeAsS与足量高压反应，可得和两种空间构型相同的酸根离子，写出反应的离子方程式 。 参考答案 考法1 C C D 考法2 D D 考法3 C C 综合训练 1．B 2．B 3．C 4．(1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少，分子间作用力小 (2)K原子半径比钠大，与氢形成的键键长更长，且K与H电负性差更大，键的极性更强，因此更易断裂。 5．(1) 四面体 周围的基团体积较大，受热时斥力较强，中键能相对较小；产物中气态分子数显著增多(熵增) (2)AB (3) 共价晶体 6．(1) 12 K3ClO K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O (2)AB (3) HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键长大于O—H键，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水解能力大于D-，碱性NaC＞NaD 7．(1)AC (2) > > (3) 4 晶胞中，每个中有四个H原子与周围四个形成氢键，N、H、F原子在一条直线上，形成一个正四面体结构 8．(1)AC (2) 4 (3) 酸性 焦亚硫酸钠与水发生反应：，水解常数 (4) 过滤 过量铁粉 $