核心素养突破3 物质结构中常见简答题&热点强化课9 晶胞多数、坐标参数的分析与应用-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义

核心素养突破3 物质结构 1.黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的 第一电离能分别为1cw=746kJ·mol, I12=906kJ·mol1,l1cw<I1a的原因是 2.单质铜及镍都是由 键形成的晶 体；元素铜与镍的第二电离能分别为12（心 =1958k·mol1、L2w=1753kJ·mol, I2Gw>I2(N的原因是 3Y(义a与W(ue)互为同分异 构体，但Y的沸点比W的沸点高，其主要原 因是 4.O的简单氢化物的氢键的键能小于HF氢 键的键能，但氧元素的简单氢化物常温下为 液态而HF常温下为气态的原因是 5.氨(NH3)和膦(PH3)均为三角锥形分子， 其中，H一N一H的键角为107°，H一P一H 的键角为93.6°，试分析PH的键角小于NH 的原因 。氨的沸点 (填 “高于”或“低于”)膦，请解释原因 6.试从分子的空间结构和原子的电负性、中心 原子上的孤电子对等角度解释与O的简单 氢化物结构十分相似的OF。的极性很小的 原因： 7.GaN、GaP、GaAs的熔点如下表，它们的晶 体类型与硅类似，都是良好的半导体材料。 解释它们熔点变化的原因 晶体 GaN GaP GaAs 熔点/℃ 1700 1480 1238 8.与O同族的元素还有S、Se、Te,它们氢化物 的沸点大小为HO>H2Te>H,Se>H,S, 其原因是 9.GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为 77.9℃，其原因是 o 第六章物质结构元素周期律 中常见简答题 10.已知MgO与NiO的晶体结构相同，其中 Mg2+和N+的离子半径分别为66pm和 69pm。则熔点：MgO （填“>” “=”或“<”)NiO,理由是 11.CH、SiH4、GeH4的熔、沸点依次 （填“增大”或“减小”)，其原因是 12.已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如 下表所示： 离子 Sc3+ Cr3+ Fe2+ Zn2+ 水合离子的颜色无色 绿色 浅绿色 无色 请根据原子结构推测Sc3+、Zn+的水合离 子为无色的原因为 d 13.砷酸的酸性弱于硒酸，从分子结构的角度 解释原因 d 14.高温下CuO容易转化为Cu2O,试从原子 结构角度解释其原因： 15.现代工业冶金中，2Au(CN)2+Zn= 2Au+Zn(CN)。CN是常见的配体，提 供孤电子对是C不是N,其主要原因是 16.莫氏硬度是衡量矿物硬度的一种标准，其 值越大则硬度越大。已知NaF和MgF 的莫氏硬度值分别为3.2和6.0，引起这 种差异的主要原因是 17.已知：r(Fe2+)为61pm,r(Co2+)为65pm。 在隔绝空气条件下分别加热FeCO,和 CoCO,,实验测得FeCO的分解温度低于 CoCO3,原因是 18.NH能与众多过渡元素离子形成配合物，向 CuSO溶液中加入过量氨水，得到深蓝色溶 液，向其中加入乙醇析出深蓝色晶体，加入 乙醇的作用 19.铜可以形成一种离子化合物[Cu(NH3) (HO)2]SO,该化合物加热时首先失去的 组分是HO,原因是 高考总复习化学 20.HO中H一O一H的键角比HO中H O一H的键角大，原因为 21.A1CL的相对分子质量为133.5,183℃开 始升华，易溶于水、乙醚等，其二聚物 (AlCl)的结构如图所示，图中1键键长为 206pm,2键键长为221pm,从键的形成角 度分析1键和2键的区别： CI C1、2 热点强化课9 晶胞参数、坐 热点突破 一、原子分数坐标参数 1.概念 原子分数坐标参数表示晶胞内部各原子的 相对位置。 2.原子分数坐标的确定方法 (1)依据已知原子的分数坐标确定坐标系 取向。 (2)一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个 单位。 (3)从原子所在位置分别向x、y、之轴作垂线， 所得坐标轴上的截距即为该原子的分数 坐标。 [例1](2025·河北卷)SmCo(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,M、N原子的分数坐标分别为 511)(151 6’6’2小6'62 。设NA是阿伏加 德罗常数的值。 N 90690 x120° 下列说法错误的是 A.该物质的化学式为SmCos B.体心原子的分数坐标为222 111 C.晶体的密度为 890√3 3VAX10zg·cm3 D.原子Q到体心的距离为100√41pm ·19 22.Co2+在水溶液中以[Co(H2O)。]+形式存 在。向含C。+的溶液中加入过量氨水可 生成更稳定的[Co(NH)]+,其原因是 23.(2024·山东卷)MnO,可作HMF转化为 FDCA的催化剂（如图）。FDCA的熔点远 大于HMF,除相对分子质量存在差异外， 另一重要原因是 0 0 MnO, HO 0 HO HMF FDCA 标参数的分析与应用 二、宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 一个晶胞所含 的粒子数目N 一个晶胞 的质量为 摩尔质量M 阿伏加德 m= 晶胞密度 N P- NM 罗常数NA aNa 立方晶胞 晶胞的体 的边长a积V=a3 [例2] TaO,和KHF2按计量比混合，一定条 件下，获得晶体产物的晶胞结构如图所示，晶 胞参数a=b≠cnm,a=B=y=90°，Ta一O键键 长为xnm。下列说法错误的是 () K沿x轴投影图 A.制备晶体的化学方程式：TaO十6KHF 一定条件 2K.TaO,F,+H2O+4HF B.0原子分数坐标可能为00，。) /11c-2x 222c C.与棱心K+等距且紧邻的K+有8个 D.该晶体密度为4.06X103 VAa'cg·cm3 对点集训 1.近年来，研究人员发现含钒的锑化物 CsV,Sb,在超导方面表现出潜在的应用前 景。CsV.Sb晶胞如图1所示，晶体中包含 由V和Sb组成的二维平面（见图2）。 OCs OSb o V 图1 图2 (1)晶胞中有4个面的面心由钒原子占据， 这些钒原子各自周围紧邻的锑原子数为 (2)晶体中少部分钒原子被其他元素（包括 Ti、Nb、Cr、Sn)原子取代，可得到改性材料。 下列有关替代原子说法正确的是 (填标号)。 a.有+4或+5价态形式 b.均属于第四周期元素 c.均属于过渡元素 d.替代原子与原离子的离子半径相近 2.分别用。、·表示H2PO4和K,KH2PO 晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c) 分别显示的是H,PO4、K+在晶胞x之面、y之 面上的位置： 大题专攻2 物质结构与 解法指导 1.物质结构常见考点剖析 (1)以原子或离子结构为主线的考查角度 出现概率电形状一s(球形) 一p(哑铃形) 考查 原子核外电子 云 一d(花瓣形) (离子)运动特征 能量高低 离核远近 能层→原子轨道 电负性 ①电子排布式 大小 ②轨道表示式 考查 结构决定性质 电离能 ③电子的成对情况 大小 一④洪特规则特例 (2)以分子结构为主线的考查角度 电负性差通常形成常考查离子键的 大于1.？离子键 强弱比较 孤电子对 配位键 键 及空轨道 共用电子极性键与 共价 一键的 对偏移非极性键 通 分类 原子间共用单键、双 电负性差形 电子对数 键、三键 小于1.7 原子轨道 共 σ键与π键 重叠方式 键 原子杂 化轨道常考查 spsp、)分子 sp3 ↓空间 类型 孤电子对)结构 第六章 物质结构元素周期律 :日 ①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm, 阿伏加德罗常数的值为VA,晶体的密度为 g·cm3(写出表达式)。 ②晶胞在x轴方向的投影图为 (填 标号) 2 3.XeF,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XeF,分子。以 a pm 晶胞参数为单位长度 n 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 111 22 已知Xe一F键长为rpm,则B 点原子的分数坐标为 ;晶胞中A、 B间距离d= pm. 性质综合题 (3)以晶体结构为主线的考查角度 分子 分子晶体 分子间作用力及性质 计厂晶胞参数、密度 粒子间的距离 阴、阳离子 离子晶体 算一空间利用率 离子键 及性质 考查 原子 共价晶品体 热点 共价键 及性质 晶胞中粒子 →原子坐标 金属原子 金属晶体 空间位置 →透视图 金属键 →空隙问题 及性质 2.性质比较及解释类问题模型构建 (1)“原因解释”类试题的解题流程 提取要解 联系与该性质 释的性质 相关的因素 解答 ↓ 熔、沸点 晶体类型、氢键、相对分子 质量、共价键强弱等 分析关 键因素 溶解度 分子极性、氢键、化学反应 所造成 电离能 对应原子或离子的最外层电 的影响 子排布（全空、半充满、全充满） (2)模板构建 叙述结构→阐述原理→回扣结论 (3)模板应用示例 比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其 变化规律及原因： 195晶胞的质量为4×(207十32)g,Va个晶胞的体积为NA (594×10°cm),因此该晶体密度为、4XC207+32) VA×(594X1010)F8 956 ·cm3(或 NAX(594X10)g·cm3)。 答案：10②n (20N②4X10 a a'N 4×(207+32) 956 (3)6 NX(694×10y(或 4X(594X100y） 情境试题·专练 4.解析：(1)B为5号元素，基态硼原子电子排布式为1s2s22p; ls 2s 为s轨道全充满的较稳定结构，故其失去一个电子需 1s 2s 2p 1s 2s 2 要吸收能量最多网内□因■ 中电子处于激发态，电子跃迁回低能量态时会释放能量形成发 射光谱，故选CD; (2)KNi(CN)]中镍可以提供空轨道，碳可以提供孤电子对，故 配位原子是C:K[Ni(CN)1]的熔点高于Ni(CO),的原因是 K[N(CN),]为离子晶体、而Ni(CO),为分子晶体，离子晶体 熔，点一般高于分子晶体； (3)六方氨化硼的晶体结构类似石墨晶体，为混合型晶 体；立方氨化硼晶胞中，根据“均摊法”，晶胞中含8×8 十6×】=4个B、4个N,则晶体密度为pg·cm3= NAag·cm3,则Na=4X25 4×25 mol1。 答案：(1)ACD(2)CK,[Ni(CN),J为离子晶体、而 Ni(CO,)为分子晶体 (3)混合型晶体4X25, pamol-1 5.解析：(1)①氰酸根离子中含有碳氨三键，三键中含有1 个6键和2个π键，所以氰化钠中6键和π键的个数比 为1：2： ②由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的氰酸根离子与位 于面心的钠离子的距离最近，则距离氰酸根离子最近的 钠离子的个数为6，由化学式可知，距离钠离子最近的氰 酸根离子的个数也为6； ③由晶胞结构可知，晶胞中位于顶角和面心的钠离子个 数为8X日十6区之=4，位于棱上和体心的氟酸根离子 的个数为12×十1=4，设品体的密度为dg/cm,由 晶胞的质量公式可得：4X4型=10？a)山，解 NA 得d=1.96×102 a N (2)①由未配平的化学方程式可知，浸金反应为金与氧 气和溶液中的氰酸根离子反应生成二氰合金离子和氢 氧根离子，反应的离子方程式为4Au十8CN十O,十 2H,O-4Au(CN),+40H; ②铜离子和锌离子均能提供空轨道，可与具有孤电子对 氰酸根离子形成配位键，导致溶液中的氰酸根离子浓度 减小，使得浸金效果降低，所以浸金时，要除去矿浆中的 铜离子和锌离子； (3)①由结构简式可知，硫氰酸根离子中碳原子上已没 有孤电子对，无法提供孤电子对形成配位键； ②由结构式可知，在两种配位方式中，碳原子的价层电 子对数都为2，原子的杂化方式相同，都为sD杂化： (4)由题意可知，NSCN是强酸强碱盐，在溶液中不能水 解生成具有挥发性的HSCN,NaCN是强碱弱酸盐，在溶 液中水解生成具有挥发性的HCN,且HSCN的相对分 子质量大于HCN,分子间作用力大于HCN,沸点高于 HCN,所以相同条件下，使用NaSCN作为浸金试剂比 NaCN更安全，逸出的有毒酸雾更少，故选ab。 ·48 参考答案 答案：(1)①1：2②6③1.96X10 a"N (2)①4Au+8CN+O,+2H,O—4Au(CN),+ 4OH②Cu+、Zn2+均能提供空轨道，可与提供孤电 子对的CN形成配位键，消耗CN导致浸金效果降低 (3)①C上已没有孤电子对，无法形成配位键 ②相同(4)ab 核心素养突破3物质结构中常见简答题 1.锌失去的是全充满的4s电子，铜失去的是4s上的 电子 2.金属铜失去的是全充满的3d°电子，镍失去的是4s 电子 3.Y分子间可以形成氢键，而W分子间不能形成氢键 4.每个H,O分子平均形成的氢键数目比每个HF分子平 均形成的氢键数目多 5.N的电负性较大，N一H的键长较小，3个N一H之间排 斥力较大（从P角度分析亦可） 高于NH分子之 间形成氢键 6.OF,与H,O的空间结构相似，同为V形分子，但水分子 的极性很强，而OF,的极性却很小，这是因为：①从电负性 上看，氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差；②OF2中 氧原子上有两个孤电子对，抵消了F一。中共用电子对偏向 F而产生的极性 7.原子半径NPAs,键长Ga-N<Ga-PGa-As,键 能Ga一N>Ga一P>Ga一As,所以GaN、GaP、GaAs熔 点逐渐降低 8.H,Te、H,Se、H,S均是分子晶体，相对分子质量逐渐减 小，范德华力减小，所以沸点减小，而水分子中存在氢 键，所以沸点最高 9.GaF,是离子晶体，GaCl是分子晶体，所以离子晶体 GaF,的熔、沸点较高 10.> Mg2+半径比N2+的小，MgO的晶格能比NiO 的大 11.增大三种物质均为分子晶体，结构与组成相似，相对 分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高 12.3d轨道上没有未成对电子(3d轨道上电子为全空或 全充满) 13.H,SeO,的非羟基氧原子多，Se的正电性更高，羟基中 O原子上的电子向Se偏移的程度大，更容易电离 出H 14.Cu,O中Cu的价层电子排布处于稳定的全充满状态 15.C的电负性比N小，吸引孤电子对的能力比N弱 l6.NaF与MgF,均为离子晶体，Mg+的半径比Na的半 径小，Mg+带2个单位正电荷数比Na的多，故MgF, 的晶格能大于NaF 17.Fe2+的半径小于Co2+,FeO的晶格能大于CoO,FeCO 比CoCO3易分解 18.减小溶剂极性，降低晶体溶解度 19.O的电负性大于N,吸引孤电子对的能力O>N,H,O 与Cu+的配位键比NH2与Cu+的配位键弱 20.HO中中心原子0上有一个孤电子对，而HO中中心原 子。上有两个孤电子对，排斥作用大 21.1键为铝原子、氯原子各提供一个电子形成的共价键，2 键为氯原子提供孤电子对、铝原子提供空轨道形成的 配位键 22.N电负性比。电负性小，N原子提供孤电子对的倾向 更大，与Co+形成的配位键更强 23.FDCA形成的分子间氢键更多 热点强化课9晶胞参数、坐标参数的分析与应用 热点突破 [例1]D[白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶 角、棱心，晶胞内，晶胞中教目为8×日十8×号十2=5， 结合题意知，白球为Sm、黑球为Co,该物质化学式为 SmC0,A正确；体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标 为（合日）B正确：年个品地中含有1个 39 高考总复习化学 “SmC0”,晶胞底面为菱形，晶胞体积为a2cpm,则晶体 1 -·(150+59×5)g 密度p= 890√3 32 3VaX102g·cm3,C正 2ac pm 确：原子Q的分数坐标为(0,21）由体心原子向上底面 作垂线，垂足为上底面面心，连接孩面心与原子Q、体心与 a ● c 原子Q可得直角三角形； 2 ●N 则 M● 原子Q到体心的距离=√250十200pm=50√4Tpm, D错误。] [例2]D[A.晶体中K位于面心和棱上，数目：8X 2 +2X号十4X子=6，T位于体心和顶角，数目：8X令 1 十1=2，O与Ta连接，每个Ta上有2个O原子，则0原 子数目：8×日×2+2=4，F与Ta连接，每个Ta上有4 个F原于，则F原子数目：8X日×4十4=8，则晶体化学 式为K,TaO2F1,制备晶体的化学方程式：Ta,O,十 6KHF,一定条件2K,TaO,F,+H,O十4HF,A正确； B.Ta-O键长为xnm,O原子位于 棱上和体心，如图所示，若A点原子0 分数坐标为(0,0,0)，则O原子1号 K 分纸坐标为(00，）0原子2：3明 号分款坐标为（位）B 正确；C.与棱心K+等距且紧邻的K+(面心上的K)有 8个，C正确；D.该晶体密度为 39×6+181×2+16×4+19X8×1021g·cm3= Naa'c 8.12×1023 VAa'cg·cm,D错误。] 对点集训 1.解析：(1)晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒 原子填充在锦原子构成的八面体空隙中，周围紧邻的锑 原子数为6：(2)a.CsV,Sb中V带的总的正电荷数为 十9，当替代原子为Sn时，化合价可能为十4或+5价态 形式，故a正确；b.Ti、Cr、Sn属于第四周期元素，Nb属 于第五周期，故b错误；c.Sn是WA族元素，不属于过渡 元素，故c错误；d.钒原子填充在锑原子形成的八面体空 隙中，替代原子与原离子的离子半径相近，才能填充进 去，故d正确；答案为：ad。 答案：(1)6(2)ad 2.解析：①由晶胞结构可知，H,PO,位于晶胞的顶角、面 上和体心，顶角上有8个、面上有4个，体心有1个，故晶 胞中HP0,的数目为8×日十4×合十1=4：K位于 面上和棱上，面上有6个，棱上4个，故晶胞中K的数 日为6×号十4X子=4。因此，平均每个晶跑中占有的 HPO,和K的数目均为4，若晶胞底边的边长均为apm、 高为cpm,则晶胞的体积为10a'ccm,阿伏加德罗常数 的值为心，品你的密度为号D股8m ·49 ②由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为 0 ,选B。 0 答案：①100Nac 4×136 ②B 3.解析：国中大球的个教为8×令十1=2，小球的个数为8 ×十2=4，根据XP,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A点 坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长 度都记为1，B点在棱的处，其坐标为(（0,0，) 图中y是底面对角线的一半，y=。 2 a pm, x=（2-r）pm, 所以d=+可合+(-r）m 答案：2 (00,) √+(- 大题专攻2物质结构与性质综合题 解法指导 2.[答案]GeCl1、GeBr1、GeL,的熔、沸点依次增大。原 因：分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互 作用力逐渐增强 典例剖析 [例]解析：(1)根据同种位置原子相同，相邻原子间的最 近距离之比dC。:d-v=√2：1，设晶胞边长为Q,由 几何关系可知，面心的原子与项点的原子距离为竖，面 心的原子与体心的原子距离为之a,则可以确定，晶胞中 面心原子为Ni,有6X号-3个，顶点原子为Cu,有8X 8=1个，体心的原子为N,有1个，则x:y:=3:1:1: 1 根据分析，C原子处于顶点，距离最近且等距离的原子为 面心上N原子，数目为3X8X号=12。 (2)某含Pb化合物室温下晶胞如题图所示，Cs位于体 心，个数为1，Pb位于预点，个数为8X日=1，B位于棱 心，个教为12X=3,该化合物的化学式为CsPbBr,, 4 Cs位于体心，Pb位于顶，点，Cs与Pb之间的距离为体对 角线的一半，由于晶胞参数a≠b≠c,a=B=Y=90°，Cs 与Pb之间的距离为√a+6+C pm,该晶体密度计算 2 式为M十M十3M. N4 XabeX10wg/cm。 答案：(103：1：112(2)√公于6+C 2 CsPbBra Me,+M,十3M NAXabcX10-40 跟踪训练 1.解析：(1)Mn的原子序数为25，位于元素周期表第四周 期IB族；基态Mn的电子排布式为[Ar]3d4s,未成对 电子数为5，同周期中，基态原子未成对电子数比M多的 元素是Cr,基态Cr的电子排布式为[Ar3d4s,有6个未成 对电子； 0