专题02 晶体结构与性质（期中复习讲义）高二化学下学期人教版

专题02 晶体结构与性质（期中复习讲义） 内 容 导 航 明·期中考情 把握命题趋势，明确备考路径 理·要点归纳 梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型 题型分类突破，方法技巧精讲 题型01 晶胞的化学式及配位数的计算 题型02 晶体类型的判断 题型03 晶体性质比较 题型04 常见晶体的结构 题型05 晶胞参数及晶体的计算 题型06 配合物的形成 过·分层验收 阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 考情规律 物质的聚集状态与晶体常识 1. 能判断晶体和非晶体的异同及晶体的测定方法； 2. 能运用均摊法计算晶体的化学式，熟悉常见的晶胞的结构特点，能根据晶胞的结构计算晶体的配位数、晶胞棱长与半径的关系。 多以选择题、填空题形式考查，侧重利用均摊法计算晶体的化学式，根据晶胞结构计算晶胞棱长与半径、确定晶胞中原子的配位数。 常见晶体的结构与性质 1. 熟悉四种典型晶体的结构特点，掌握常见晶体的结构特征，掌握石墨晶体的结构特征； 2. 能根据晶体结构和性质判断晶体的类型，熟悉不同类型晶体的性质差异，比较不同类型的晶体的熔、沸点等物理性质； 3. 能根据晶胞的结构分析晶胞的特点，能根据晶胞的结构进行晶胞的计算和确定晶胞中原子的坐标参数。 高频考点，多以选择题和解答题形式出现，侧重晶体性质的比较、晶体的有关计算。 配合物和超分子 1. 熟悉配合物的组成，能判断中心原子的化合价、配体、配位数等； 2. 知道配合物的性质和配合物的性质对物质性质产生的影响； 3. 了解超分子的含义和重要特征。 多以选择题出现，侧重配合物的结构的考查，如中心原子的化合价、化学键数目、配体和配位数等。 要点01 物质的聚集状态与晶体常识 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______、______以及介乎______和______之间的塑晶态、液晶态等。 (2)等离子体是由______、______和______ ______ (分子或原子)组成的整体上呈______性的气态物质，具有良好的导电性和流动性。 (3)离子液体是熔点不高的仅由______组成的液体物质。 (4)液晶是介于______和______之间的物质状态。既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的导热性、光学性质等。 2．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 原子在三维空间里呈____ ________排列 原子排列____________ 性质特征 自范性 熔点 异同表现 (2)得到晶体的途径 ①______物质凝固； ②______物质冷却不经液态直接凝固(凝华)； ③______从溶液中析出。 (3)晶体与非晶体的测定方法 测定方法 测熔点 晶体______固定的熔点，非晶体______固定的熔点 最可靠方法 对固体进行____________实验 特｜别｜提｜醒 (1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。 (2)晶体与非晶体的本质区别是晶体有自范性，非晶体无自范性。 (3)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 (4)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。 (5)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 (6)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 要点02 晶胞及晶体组成的计算 1．晶胞 (1)定义：晶胞是描述晶体结构的____________，是从晶体中“截取”出来的具有代表性的最小重复单位。 (2)晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“____________”构成晶体。 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何______。 ②并置：所有晶胞都是____________、取向相同。 (3)形状：一般而言晶胞都是平行六面体。 2．晶胞组成的计算——均摊法。 (1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是______。 (2)方法： ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算，如图： ②“三棱柱”晶胞和“六棱柱”晶胞中不同位置粒子数的计算 ③石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占______。 3．确定晶胞中粒子配位数的方法 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的粒子是同种原子(或分子)，则某个原子(或分子)的配位数是指与该原子(或分子)等距离且最近的原子(或分子)的数目。 (2)离子晶体的配位数：是指某个离子周围等距离且最近的带异种电荷离子的数目。 归｜纳｜小｜结 几种典型晶胞结构 晶胞模型 配位数 晶胞中 粒子个数 晶胞棱长(a)与 粒子半径(r)关系 6 1 a＝2r 8 2 a＝4r 12 4 a＝4r 12 2 a＝2r 4 8 a＝8r 要点03 常见晶体的结构 1．典型的分子晶体——干冰和冰 (1)干冰 ①干冰中的CO2分子间只存在______________，不存在_______。 ②每个晶胞有____个CO2分子，____个原子。每个CO2分子周围有____个紧邻分子，密度比冰的_____。 (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。 2．典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅 (1)金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较 结构模型 晶胞 金刚石 二氧化硅 (2)金刚石和二氧化硅结构特点分析比较 金刚石 a．碳原子采取_______杂化，键角为_______ b．每个碳原子与周围紧邻的___个碳原子以共价键结合成_________结构，向空间伸展形成空间网状结构 c．最小碳环由___个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 d．每个金刚石晶胞中含有____个C原子 二氧化硅 a．Si原子采取_____杂化，正四面体内O—Si—O键角为_______ b．每个Si原子与____个O原子形成____个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被____个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为_______ c．最小环上有_____个原子，包括____个O原子和____个Si原子 d．1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为_______ e．每个SiO2晶胞中含有____个Si原子和_____个O原子 3．典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2 (1)NaCl型： ①Na＋的配位数为___，Cl－的配位数为____ ②与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有____个 ③每个晶胞中有____个Na＋和____个Cl－ ④每个Cl－周围的Na＋构成______________结构 (2)CsCl型： ①在CsCl晶体中，Cs＋的配位数为____，Cl－的配位数为____ ②每个Cs＋与____个Cs＋等距离且最近，每个Cs＋与____个Cl－等距离且最近 (3)CaF2型： ①Ca2＋的配位数为____，F－配位数为____ ②每个晶胞含____个Ca2＋，____个F－ 4．过渡晶体与混合型晶体 (1)过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。 (2)混合型晶体——石墨晶体 ①同层内，碳原子采用_______杂化，以_______相结合形成______________结构。所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中电子可在整个平面中运动。 ②层与层之间以______________相结合。 ③石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为____，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 ④石墨晶体中C原子数与C—C数之比为_______，即12 g石墨晶体中含_______个C—C共价键。 ⑤石墨的典型物理性质是导电性、润滑性和高熔、沸点，其熔点比金刚石的还高。 要点04 晶体的性质 1．四种晶体类型的比较 　　 类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 粒子间的相互作用力 硬度 有的很大，有的很小 熔、沸点 有的很高，有的很低 溶解性 相似相溶 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂 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_______，水溶液或熔融态_______ 2．晶体熔、沸点高低的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点 一般共价晶体的熔、沸点_______，分子晶体的熔、沸点_______。离子晶体和金属晶体要根据物质构成粒子间的作用力大小判断，但一般介于上述两者之间。如SiO2_____NaCl_____干冰。 有的离子晶体熔点很高，如MgO。 有的金属晶体的熔点很高，如W、Cr等，有的金属晶体的熔点很低，如汞、Na、K等。 (2)同类晶体的熔沸点比较方法 ①离子晶体： 一般地，化学组成、结构相似的晶体，离子所带电荷越多、半径越小，离子键_______，熔、沸点_______。如KF_____KCl_____KI；CaCl2_____KCl。 ②共价晶体： 共价晶体结构相似时，原子半径越小，键长越短，键能_______，熔、沸点_______。如金刚石_____碳化硅_____晶体硅。 ③金属晶体： 金属晶体的核电荷数越多，原子半径越小，价电子数越多，则金属键______，熔、沸点______。如Al_____Mg_____Na_____K。 一般合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点______。 ④分子晶体： a．比较分子晶体的熔、沸点，要先看是否有氢键形成，若形成分子间氢键，熔、沸点_______，若形成分子内氢键，则熔、沸点_______。 b．对于分子晶体，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力_______，晶体的熔、沸点_______。如CI4_____CBr4_____CCl4_____CF4。 c．组成相似且相对分子质量相近的物质，分子的电荷分布越不均匀，范德华力_______，其熔、沸点就_______，如熔、沸点：CO_____N2。 d．在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就_______，如沸点：正戊烷_____异戊烷_____新戊烷。 要点05 晶胞参数及晶体的有关计算 1．晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 2．原子分数坐标 (1)定义：以单位长度建立的坐标系来表示晶胞中各原子的位置。 (2)原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的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、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 说明：这里的“原子”是泛指，即形成晶体的微粒、还包括阴、阳离子等。例如，图中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为______________、______________。 3．空间利用率 空间利用率=×100%。 将原子（离子）设想为一个球，依据1个晶胞内所含原子（离子）数目计算原子（离子）的体积，再确定晶胞的体积，即可计算晶胞的空间利用率。 4．宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 假设某晶体的晶胞如右图所示： 以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞中所含的微粒数，a表示晶胞的棱长，ρ表示晶体的密度，计算如下： 要点06 配合物和超分子 1．配位键 (1)定义：由一个原子单方面提供______________，而另一个原子提供_______而形成的共价键，即“电子对给予—接受”键，是一类特殊的共价键。 (2)表示方法： 如NH4+中配位键表示为： 2．配位化合物 (1)概念： 金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以_______结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 在[Cu(H2O)4]2+中，H2O的O提供______________，Cu2+接受_______，以_______键形成了[Cu(H2O)4]2+。 (2)配合物的组成 配合物由中心原子或离子(提供_______)和配体(提供____________)组成，分成内界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示为 ①中心原子或离子：提供_______接受孤电子对的原子或离子。一般都是带正电荷的阳离子或原子，最常见的有过渡金属离子：Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。 ②配体：提供__________的阴离子或分子。配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。 ③配位原子：指配体中直接同中心原子配合的原子，如NH3中的____原子、H2O分子中的____原子。 ④配位数：直接同中心原子(或离子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如[Cu(NH3)4]2＋的配位数为____。 特｜别｜提｜醒 (1)配合物的组成 ①有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。 ②有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。 (2)配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。 3．超分子 (1)概念：超分子是由两种或两种以上的分子通过______________形成的分子聚集体。 (2)超分子内分子间的作用力 多数人认为，超分子内部分子之间通过__________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__________和_________。 (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。 题型01 晶胞的化学式及配位数的计算 【典例1】某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。 (1)晶体中每个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着_____个Y，该晶体的化学式为_________。 (2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有______个。 (3)晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角∠XYX为_________(填角的度数)。 【变式1】如图所示为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本粒子构成，该晶体的化学式为(　　) A．A6B8C B．A2B4C C．A3BC D．A3B4C 【变式2】(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________。 (2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。 (3)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是____________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。 (4)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为________(填字母)。 A．Ti14C13　　　 B．TiC C．Ti14C4　　　　 D．Ti4C3 解｜题｜技｜巧 确定晶体的化学式的解题步骤 在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2个晶胞所共有。 题型02 晶体类型的判断 【典例1】下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) ①SiO2和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和I2 A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤ 【变式1】下表给出几种化合物的熔点和沸点： 物质 NaCl MgCl2 AlCl3 CCl4 熔点/℃ 801 714 190 －22.9 沸点/℃ 1 465 1 412 178 76.8 关于表中4种化合物有下列说法，其中正确的是(　　) ①AlCl3在加热时可升华 ②CCl4属于分子晶体 ③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子 ④AlCl3是典型的离子晶体 A．①②④　　 B．③④ C．①②③ D．①②③④ 【变式2】下列晶体分类中正确的一组是( ) 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 A NaOH 固态Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金刚石 玻璃 解｜题｜技｜巧 判断晶体类型的两种常用方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。 (2)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。 题型03 晶体性质的比较 【典例1】(1)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。 ①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。 ②SiO2的晶体类型为________________。 (2)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是________(填字母)。 A．SiX4难水解 B．SiX4是共价化合物 C．NaX都易水解 D．NaX的熔点一般高于SiX4 【变式1】下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述正确的是( ) A．Cl2>I2 B．SiCl4<CCl4 C．NH3>PH3 D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3 【变式2】(1) 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—Al键、N—Ga键。则GaN的熔点_______(填“高于”或“低于”)AlN。 (2)晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______ (填化学式)；硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表： 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是_______ (填化学式)，沸点依次升高的原因是______________ _______________________________________________________________。 (3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________。 解｜题｜技｜巧 晶体熔、沸点比较的解题思维流程 注意：不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为共价晶体>离子晶体>分子晶体，但不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅的。 题型04 常见晶体的结构 【典例1】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。 有关说法不正确的是(　　) A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为Ba2O2 C．该晶体晶胞结构与NaCl相似 D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个 【变式1】石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3 B．石墨烯中每个六元碳环平均占有3个碳原子 C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 D．石墨烯具有导电性 【变式2】碳化硅(SiC)晶体具有多种结构，其中一种晶体的晶胞(如图所示)与金刚石的类似。下列判断正确的是(　　) A．该晶体属于分子晶体 B．该晶体中存在极性键和非极性键 C．该晶体中Si的化合价为－4 D．该晶体中C的杂化类型为sp3 题型05 晶胞参数及晶体的计算 【典例1】Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。 (1)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，称作原子分数坐标。例如图中原子1的坐标为(0，0，0)，则原子2的坐标为_____________。 (2)已知晶体密度为d g·cm－3，S2－半径为a pm，若要使S2－、Zn2＋相切，则Zn2＋半径为________pm(写计算表达式)。 【变式1】氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．氮化钼的化学式为MoN2 B．相邻两个最近的N原子的距离为a nm C．晶体的密度ρ＝ g·cm－3 D．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有12个 【变式2】(1)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。Zn2＋的配位数是________，S2－填充在Zn2＋形成的正四面体空隙中。若该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞参数a＝ ________ nm。 (2)如图是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为d g·cm－3，铁原子的半径为________ nm(用含有d、NA的代数式表示)。 (3)立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞结构如图所示。立方氮化硼属于________晶体，其中硼原子的配位数为________。 解｜题｜技｜巧 (1)计算晶体的密度 (2)计算晶体中微粒间距离的方法 (3)晶胞计算公式(立方晶胞)。 a3ρNA＝nM(a为棱长；ρ为密度；NA为阿伏加德罗常数的数值；n为1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量；M为该粒子或特定组合的摩尔质量)。 (4)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)。 ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 (5)空间利用率＝×100%。 题型06 配合物的形成 【典例1】下列关于配合物(NH4)2[PtCl6]、[Cd(NH3)4](OH)2的说法正确的是( ) A．两种配合物均含有两种配位体 B．两种配合物中的中心离子的配位数均为6 C．1 mol [Cd(NH3)4]2＋含有4 mol配位键 D．向(NH4)2[PtCl6]的水溶液中加入硝酸银稀溶液，立即生成大量白色沉淀 【变式1】复兴号高铁车体用到Mn、Co等元素。Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，下列说法正确的是( ) A．Mn原子的配位数为3 B．CH3CN与Mn原子配位时，提供孤电子对的是N原子 C．CH3CN中C原子的杂化类型为sp2、sp3 D．CH3CN中σ键和π键数目之比为3∶2 【变式2】Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( ) A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4 B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区 C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 mol沉淀 D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构 解｜题｜技｜巧 1．判断中心原子(或离子)的配位数 (1)配位数就是配位体中与中心原子(或离子)成键的配位原子的总数。 (2)若是由单齿配体(1个配体提供1个配位原子)形成的配合物，中心原子(或离子)的配位数＝配位体的数目。 (3)若是由双齿配体(1个配体提供2个配位原子)形成的配合物，中心原子(或离子)的配位数＝配位体的数目×2。 2．比较配位键的稳定性 一般情况下，与同种金属原子(或离子)形成配位键时，配位原子的电负性越小，形成配位键就越稳定。例如，电负性：N<O，则配离子的稳定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．白磷和 B．硫黄和晶体硅 C．二氧化硅和 D．和CsCl 2．下列排序不正确的是 A．晶体的熔点：SiO2>CaCl2>H2O>CO2 B．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．熔点：Na>Mg>Al D．熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI 3．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体晶胞结构分别如图所示，下列关于这些晶体晶胞结构和性质的叙述错误的是 A．同主族元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构 B．每个周围紧邻且等距的有8个 C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键 D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si形成4个Si-O共价单键 4．某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔点，记录如下： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 -68 782 根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是 A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．全部 5．下列关于晶体性质的说法正确的是 A．共价晶体的熔点一定比金属晶体的高 B．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 C．某晶体不导电，但其水溶液可导电，该晶体不一定为离子晶体 D．离子晶体由离子构成，其在固态、熔融态和水溶液中均可导电 6．Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，[Fe(SCN)6]3-为红色，[FeF6]3-为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验。下列有关说法不正确的是 A．Fe3+的价层电子轨道处于半满状态，较稳定 B．SCN-中存在π键，和Fe3+配位的是C原子 C．与Fe3+形成配位键的稳定性强弱：SCN-<F- D．向溶液Ⅰ中加入适量硝酸有利于观察到[Fe(H2O)6]3+的紫色 7．向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至过量，先产生蓝色沉淀后溶解，得到透明的深蓝色溶液：再加入乙醇，并用玻璃棒摩擦试管内壁，析出深蓝色的晶体，其组成为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数为12 NA B．实验中用玻璃棒摩擦试管壁是为了引入晶核 C．将乙醇换成丙醇也能析出深蓝色晶体 D．[Cu(NH3)4]2+中H-N-H的键角比NH3中要大 8．下列实例与解释不相符的是 选项 实例 解释 A 等离子体具有良好的导电性 等离子体中含有带电粒子且能自由运动 B 天然水晶球的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层是呈现晶体外形的水晶 熔融态的冷却速率不同 C 石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 石墨层间不存在作用力 D 某穴醚空腔直径大约为260 - 320 pm，可识别Rb+(直径为304 pm) 该穴醚可与Rb+通过弱配位键形成超分子，对Rb+进行识别 9．下列关于物质的性质差异与结构因素中有错误的是 性质差异 结构因素 A 熔点：远高于 晶体类型 B 键能：F2高于Cl2 键长越短，键能越高 C 沸点：新戊烷小于异戊烷 范德华力 D 酸性：甲酸(HCOOH)>乙酸() 烃基的推电子效应 10．铝及其化合物是生活中常用的材料。 (1)原子核外共有_______种不同能量的电子。 (2)配平下列由氧化铝法制取无水三氯化铝的反应。 ____________________________ (3)上式中时，为什么是固体，是气体___________。 (4)在水溶液中通常以形式存在，铝的配位数是_____，此配合物的空间构型是_______。 a．正四面体    b．正六面体    c．正八面体 (5)下图是金属铝的晶胞结构，一个晶胞中有______个铝原子；金属铝晶胞棱长为，铝原子的半径是_________。 期中重难突破练（测试时间：15分钟） 11．砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，若晶胞边长为c pm，下列说法错误的是 A．Ga周围距离最近的Ga的数目为12 B．砷化镓与硫化锌所属晶体类型相同 C．As和Ga之间的化学键为共价键和配位键 D．a位置As原子与b位置As原子之间的距离为 pm 12．CuI常用于有机合成催化剂、人工降雨剂和加碘盐的碘来源。它的一种制备原理为，CuI的晶胞如图所示。下列叙述错误的是 A．等数目的β-CuI、γ-CuI晶胞的质量之比为5：4 B．KI3中阴离子()的中心原子价层电子对数为5 C．α-CuI中1个Cu+与12个Cu+等距离且最近 D．上述反应中，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为3：2 13．对下列现象或事实的解释不合理的是 选项 现象或事实 解释 A DNA中碱基A与T、G与C的互补配对 分子间氢键作用实现了超分子的分子识别 B 酸性： 原子半径：，键长：，键能： C 稳定性： 金属性：，中离子键强于中离子键 D 四氯化碳液流遇到毛皮摩擦过的橡胶棒，液流方向不改变 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，四氯化碳是非极性分子，不受其影响 14．观察下列模型，判断下列说法错误的是 氮化石墨 六方氮化硼BN 气态团簇分子 氧化镁 A．已知氮化石墨为平面结构，则氮化石墨中两种原子的杂化方式均为杂化 B．六方氮化硼属于混合晶体，1 mol六方氮化硼含有3 mol 键 C．已知由E、F构成的气态团簇分子模型，该气态团簇分子的分子式为EF或FE D．MgO晶体中，每个周围距离相等且最近的有12个 15．21世纪在物质结构领域研究十分广泛，请结合相关知识回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中位于第___________周期___________族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是___________(填元素符号)。 (2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示。 该氧化物化学式为___________，当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远高于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是___________。 (4)某超导单晶结构如图所示。该超导体的化学式为___________该晶胞密度为___________。 16．钙钛矿太阳能电池在柔性可穿戴电子设备等方面具有独特的优势和巨大的应用潜力。钛酸钙晶胞俯视投影图如下： 已知：晶胞中只含有一个钙原子，钙原子与钛原子之间的最近距离为x nm。 回答下列问题： (1)Ti的四卤化物熔点如下表所示，的熔点高于其他三种卤化物，自至熔点依次升高，原因是___________。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (2)如图晶胞结构的化学式为___________；的配位数为___________。 (3)的熔点是190℃，该物质在熔融状态下___________导电。(填“能”或“不能”) 气态常以二聚体形式存在，其结构如下图所示。 二聚体形式中___________所有原子共面(填“是”或“不是”)。 (4)铝离子电池的其中一种正极材料为，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。 ①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。 ②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，各原子的位置称作原子的分数坐标。如上图，设原子A的坐标为，原子1的坐标为，原子2的坐标为_______。 ③已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(列出计算式)。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 晶体结构与性质（期中复习讲义） 内 容 导 航 明·期中考情 把握命题趋势，明确备考路径 理·要点归纳 梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型 题型分类突破，方法技巧精讲 题型01 晶胞的化学式及配位数的计算 题型02 晶体类型的判断 题型03 晶体性质比较 题型04 常见晶体的结构 题型05 晶胞参数及晶体的计算 题型06 配合物的形成 过·分层验收 阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 考情规律 物质的聚集状态与晶体常识 1. 能判断晶体和非晶体的异同及晶体的测定方法； 2. 能运用均摊法计算晶体的化学式，熟悉常见的晶胞的结构特点，能根据晶胞的结构计算晶体的配位数、晶胞棱长与半径的关系。 多以选择题、填空题形式考查，侧重利用均摊法计算晶体的化学式，根据晶胞结构计算晶胞棱长与半径、确定晶胞中原子的配位数。 常见晶体的结构与性质 1. 熟悉四种典型晶体的结构特点，掌握常见晶体的结构特征，掌握石墨晶体的结构特征； 2. 能根据晶体结构和性质判断晶体的类型，熟悉不同类型晶体的性质差异，比较不同类型的晶体的熔、沸点等物理性质； 3. 能根据晶胞的结构分析晶胞的特点，能根据晶胞的结构进行晶胞的计算和确定晶胞中原子的坐标参数。 高频考点，多以选择题和解答题形式出现，侧重晶体性质的比较、晶体的有关计算。 配合物和超分子 1. 熟悉配合物的组成，能判断中心原子的化合价、配体、配位数等； 2. 知道配合物的性质和配合物的性质对物质性质产生的影响； 3. 了解超分子的含义和重要特征。 多以选择题出现，侧重配合物的结构的考查，如中心原子的化合价、化学键数目、配体和配位数等。 要点01 物质的聚集状态与晶体常识 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)等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质，具有良好的导电性和流动性。 (3)离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 (4)液晶是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，又具有晶体的导热性、光学性质等。 2．晶体与非晶体 (1)晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 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 (2)得到晶体的途径 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。 (3)晶体与非晶体的测定方法 测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 最可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 特｜别｜提｜醒 (1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。 (2)晶体与非晶体的本质区别是晶体有自范性，非晶体无自范性。 (3)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 (4)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如，玻璃制品(非晶体)可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观、对称的外观。 (5)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。 (6)晶体不一定都有规则的几何外形，如玛瑙。 要点02 晶胞及晶体组成的计算 1．晶胞 (1)定义：晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来的具有代表性的最小重复单位。 (2)晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。 ①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙。 ②并置：所有晶胞都是平行排列、取向相同。 (3)形状：一般而言晶胞都是平行六面体。 2．晶胞组成的计算——均摊法。 (1)原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)方法： ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算，如图： ②“三棱柱”晶胞和“六棱柱”晶胞中不同位置粒子数的计算 ③石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占。 3．确定晶胞中粒子配位数的方法 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的粒子是同种原子(或分子)，则某个原子(或分子)的配位数是指与该原子(或分子)等距离且最近的原子(或分子)的数目。 (2)离子晶体的配位数：是指某个离子周围等距离且最近的带异种电荷离子的数目。 归｜纳｜小｜结 几种典型晶胞结构 晶胞模型 配位数 晶胞中 粒子个数 晶胞棱长(a)与 粒子半径(r)关系 6 1 a＝2r 8 2 a＝4r 12 4 a＝4r 12 2 a＝2r 4 8 a＝8r 要点03 常见晶体的结构 1．典型的分子晶体——干冰和冰 (1)干冰 ①干冰中的CO2分子间只存在范德华力，不存在氢键。 ②每个晶胞有4个CO2分子，12个原子。每个CO2分子周围有12个紧邻分子，密度比冰的高。 (2)冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键。 2．典型的共价晶体——金刚石、二氧化硅 (1)金刚石和二氧化硅晶体结构模型比较 结构模型 晶胞 金刚石 二氧化硅 (2)金刚石和二氧化硅结构特点分析比较 金刚石 a．碳原子采取sp3杂化，键角为109°28′ b．每个碳原子与周围紧邻的4个碳原子以共价键结合成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构 c．最小碳环由6个碳原子组成，每个碳原子被12个六元环共用 d．每个金刚石晶胞中含有8个C原子 二氧化硅 a．Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b．每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2 c．最小环上有12个原子，包括6个O原子和6个Si原子 d．1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为4NA e．每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子 3．典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2 (1)NaCl型： ①Na＋的配位数为6，Cl－的配位数为6 ②与Na＋(Cl－)等距离且最近的Na＋(Cl－)有12个 ③每个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－ ④每个Cl－周围的Na＋构成正八面体形结构 (2)CsCl型： ①在CsCl晶体中，Cs＋的配位数为8，Cl－的配位数为8 ②每个Cs＋与6个Cs＋等距离且最近，每个Cs＋与8个Cl－等距离且最近 (3)CaF2型： ①Ca2＋的配位数为8，F－配位数为4 ②每个晶胞含4个Ca2＋，8个F－ 4．过渡晶体与混合型晶体 (1)过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。 (2)混合型晶体——石墨晶体 ①同层内，碳原子采用sp2杂化，以共价键相结合形成平面六元并环结构。所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠，使p轨道中电子可在整个平面中运动。 ②层与层之间以范德华力相结合。 ③石墨的二维平面结构内，每个碳原子的配位数为3，有一个未参与杂化的2p电子，它的原子轨道垂直于碳原子平面。 ④石墨晶体中C原子数与C—C数之比为2∶3，即12 g石墨晶体中含1.5NA个C—C共价键。 ⑤石墨的典型物理性质是导电性、润滑性和高熔、沸点，其熔点比金刚石的还高。 要点04 晶体的性质 1．四种晶体类型的比较 　　 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 金属阳离子和自由电子 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 常见溶剂难溶 大多易溶于水等极性溶剂 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．晶体熔、沸点高低的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点 一般共价晶体的熔、沸点最高，分子晶体的熔、沸点最低。离子晶体和金属晶体要根据物质构成粒子间的作用力大小判断，但一般介于上述两者之间。如SiO2>NaCl>干冰。 有的离子晶体熔点很高，如MgO。 有的金属晶体的熔点很高，如W、Cr等，有的金属晶体的熔点很低，如汞、Na、K等。 (2)同类晶体的熔沸点比较方法 ①离子晶体： 一般地，化学组成、结构相似的晶体，离子所带电荷越多、半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。如KF>KCl>KI；CaCl2>KCl。 ②共价晶体： 共价晶体结构相似时，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。如金刚石>碳化硅>晶体硅。 ③金属晶体： 金属晶体的核电荷数越多，原子半径越小，价电子数越多，则金属键越强，熔、沸点越高。如Al>Mg>Na>K。 一般合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。 ④分子晶体： a．比较分子晶体的熔、沸点，要先看是否有氢键形成，若形成分子间氢键，熔、沸点升高，若形成分子内氢键，则熔、沸点降低。 b．对于分子晶体，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，晶体的熔、沸点越高。如CI4>CBr4>CCl4>CF4。 c．组成相似且相对分子质量相近的物质，分子的电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2。 d．在同分异构体中，一般来说，支链越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 要点05 晶胞参数及晶体的有关计算 1．晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。 2．原子分数坐标 (1)定义：以单位长度建立的坐标系来表示晶胞中各原子的位置。 (2)原子分数坐标的确定方法 ①依据已知原子的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、z轴作垂线，所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。 说明：这里的“原子”是泛指，即形成晶体的微粒、还包括阴、阳离子等。例如，图中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为、。 3．空间利用率 空间利用率=×100%。 将原子（离子）设想为一个球，依据1个晶胞内所含原子（离子）数目计算原子（离子）的体积，再确定晶胞的体积，即可计算晶胞的空间利用率。 4．宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系 假设某晶体的晶胞如右图所示： 以M表示该晶体的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，N表示一个晶胞中所含的微粒数，a表示晶胞的棱长，ρ表示晶体的密度，计算如下： 要点06 配合物和超分子 1．配位键 (1)定义：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的共价键，即“电子对给予—接受”键，是一类特殊的共价键。 (2)表示方法： 如NH4+中配位键表示为： 2．配位化合物 (1)概念： 金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 在[Cu(H2O)4]2+中，H2O的O提供孤电子对，Cu2+接受电子对，以配位键形成了[Cu(H2O)4]2+。 (2)配合物的组成 配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示为 ①中心原子或离子：提供空轨道接受孤电子对的原子或离子。一般都是带正电荷的阳离子或原子，最常见的有过渡金属离子：Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。 ②配体：提供孤电子对的阴离子或分子。配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。 ③配位原子：指配体中直接同中心原子配合的原子，如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。 ④配位数：直接同中心原子(或离子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4。 特｜别｜提｜醒 (1)配合物的组成 ①有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。 ②有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。 (2)配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。 3．超分子 (1)概念：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。 (2)超分子内分子间的作用力 多数人认为，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。 题型01 晶胞的化学式及配位数的计算 【典例1】某离子晶体的晶胞结构如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心。 (1)晶体中每个Y同时吸引着______个X，每个X同时吸引着_____个Y，该晶体的化学式为_________。 (2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有______个。 (3)晶体中距离最近的两个X与一个Y形成的夹角∠XYX为_________(填角的度数)。 【答案】(1)4 8 Y2X或XY2　(2)12 (3) 109°28′　 【解析】晶胞中的微粒分为4种：①体心上的微粒完全属于该晶胞；②面心上的微粒属于该晶胞；③棱上的微粒属于该晶胞；④顶点上的微粒属于该晶胞。本题微粒Y位于体心，微粒X位于顶点，所以该晶体的化学式为Y2X(或XY2)。观察图，4个X和1个Y构成了一个正四面体，故∠XYX＝109°28′。 【变式1】如图所示为某晶体的一个晶胞，该晶体由A、B、C三种基本粒子构成，该晶体的化学式为(　　) A．A6B8C B．A2B4C C．A3BC D．A3B4C 【答案】C 【解析】分析晶胞结构可知，A位于晶胞面上，B位于晶胞的顶角，C位于晶胞内部；由“均摊法”可知，一个晶胞中含有A粒子个数为6×＝3，含有B粒子个数为8×＝1，含有C粒子个数为1，故A、B、C粒子的个数之比为3∶1∶1，则该晶体的化学式为A3BC。 【变式2】(1)元素铜的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________。 (2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。 (3)某晶体结构模型如图所示。该晶体的化学式是____________，在晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。 (4)有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为________(填字母)。 A．Ti14C13　　　 B．TiC C．Ti14C4　　　　 D．Ti4C3 【答案】(1)CuCl　(2)2　BN　(3)CoTiO3　6　12　　(4)A 【解析】(1)晶胞中灰球代表的粒子数4个，白球代表的粒子数的6×＋8×＝4个，所以化学式为CuCl。 (2)每个氮化硼晶胞中含有白球表示的原子个数为8×＋1＝2，灰球表示的原子个数为1＋4×＝2，所以每个晶胞中含有N原子和B原子各2个；N的电负性大于B，所以该陶瓷的化学式为BN。 (3)晶胞中含有O：6×＝3个，含Co：8×＝1个，含Ti：1个，故化学式为CoTiO3。Ti原子位于晶胞的中心，其周围距离最近的O原子位于6个面的中心，所以周围距离最近的O原子数目为6个；Co原子位于晶胞的顶点，O原子位于晶胞的面心，所以Co原子周围距离最近的O原子数目为12个。 (4)由题意知该物质是气态团簇分子，故题目中图示应是该物质的一个完整的分子，由14个Ti原子和13个C原子构成。选项A正确。 解｜题｜技｜巧 确定晶体的化学式的解题步骤 在使用均摊法计算晶胞中的微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心的微粒依次被6、3、4、2个晶胞所共有。 题型02 晶体类型的判断 【典例1】下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) ①SiO2和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和I2 A．①②③ B．④⑤⑥ C．③④⑥ D．①③⑤ 【答案】C 【解析】SiO2是共价晶体，SO3是分子晶体，化学键均为共价键，故①不符合题意；晶体硼是共价晶体，化学键为共价键，HCl是分子晶体，化学键为共价键，故②不符合题意；CO2和SO2是分子晶体，所含化学键均为共价键，故③符合题意；晶体硅和金刚石均为共价晶体，所含化学键均为共价键，故④符合题意；晶体氖和晶体氮均是分子晶体，但晶体氖是由单原子分子构成的，分子中不存在化学键，晶体氮中含有共价键，故⑤不符合题意；硫黄和I2均是分子晶体，所含化学键均为共价键，故⑥符合题意。综上，C项正确。 【变式1】下表给出几种化合物的熔点和沸点： 物质 NaCl MgCl2 AlCl3 CCl4 熔点/℃ 801 714 190 －22.9 沸点/℃ 1 465 1 412 178 76.8 关于表中4种化合物有下列说法，其中正确的是(　　) ①AlCl3在加热时可升华 ②CCl4属于分子晶体 ③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子 ④AlCl3是典型的离子晶体 A．①②④　　 B．③④ C．①②③ D．①②③④ 【答案】C 【解析】根据各物质的熔、沸点判断，AlCl3和CCl4为分子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，所以可升华；NaCl为离子晶体，但1 500 ℃高于其沸点，故1 500 ℃时以分子形式存在 【变式2】下列晶体分类中正确的一组是( ) 选项 离子晶体 共价晶体 分子晶体 A NaOH 固态Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金刚石 玻璃 【答案】C 【解析】A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。 解｜题｜技｜巧 判断晶体类型的两种常用方法 (1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断 由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。 (2)依据晶体的熔点判断 不同类型晶体熔点的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。 题型03 晶体性质的比较 【典例1】(1)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。 ①MgO的熔点比BaO的熔点________(填“高”或“低”)。 ②SiO2的晶体类型为________________。 (2)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是________(填字母)。 A．SiX4难水解 B．SiX4是共价化合物 C．NaX都易水解 D．NaX的熔点一般高于SiX4 【答案】(1)①高　②共价晶体 (2)BD 【解析】(1)①Mg、Ba同主族，Mg2＋的半径小于Ba2＋，MgO的离子键比BaO强，故MgO的熔点比BaO高。 ②SiO2为空间立体网状结构，其熔、沸点很高，属于共价晶体。 (2)A项，硅的卤化物(SiX4)的水解比较强烈，如SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl、SiF4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HF，错误；B项，硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成，属于共价化合物，正确；C项，钠的卤化物(NaX)除NaF外均属于强酸强碱盐，不发生水解，错误；D项，钠的卤化物(NaX)是由离子键构成的，属于离子晶体，SiX4属于分子晶体，所以NaX的熔点一般高于SiX4，正确。 【变式1】下列分子晶体中，关于熔、沸点高低的叙述正确的是( ) A．Cl2>I2 B．SiCl4<CCl4 C．NH3>PH3 D．C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3 【答案】C 【解析】A、B项属于无氢键存在的分子结构相似的情况，相对分子质量大的熔、沸点高；C项属于分子结构相似的情况，但分子间存在氢键的熔、沸点高；D项属于分子式相同，但分子结构不同的情况，支链少的熔、沸点高。 【变式2】(1) 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—Al键、N—Ga键。则GaN的熔点_______(填“高于”或“低于”)AlN。 (2)晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______ (填化学式)；硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表： 物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是_______ (填化学式)，沸点依次升高的原因是______________ _______________________________________________________________。 (3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________。 【答案】(1) 低于 (2)SiC SiCl4　 SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大　 (3) CsC CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体 【解析】(1)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—Al的键长小于N—Ga的，则N—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GaN的熔点低于AlN的。 (2)共价晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，碳元素非金属性强于硅元素，碳硅键的键长小于硅硅键的键长、键能大于硅硅键的，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅；由题给熔沸点数据可知，0 ℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高。 (3)CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl的高。 解｜题｜技｜巧 晶体熔、沸点比较的解题思维流程 注意：不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律为共价晶体>离子晶体>分子晶体，但不是绝对的，如氧化铝的熔点大于晶体硅的。 题型04 常见晶体的结构 【典例1】钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，结构如图所示。 有关说法不正确的是(　　) A．该晶体属于离子晶体 B．晶体的化学式为Ba2O2 C．该晶体晶胞结构与NaCl相似 D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个 【答案】B 【解析】由晶胞结构及“均摊法”计算，一个晶胞中含Ba2＋：8×＋6×＝4个，含O∶12×＋1＝4个，故晶体化学式是BaO2。 【变式1】石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．石墨烯中碳原子的杂化方式为sp3 B．石墨烯中每个六元碳环平均占有3个碳原子 C．从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键 D．石墨烯具有导电性 【答案】D 【解析】石墨烯是平面结构，碳原子的杂化方式为sp2，故A错误；石墨烯中每个六元碳环平均占有2个碳原子，故B错误；从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力，故C错误；石墨烯中每个碳原子有1个与破坏平面垂直的未参与杂化的2p轨道，并含有1个未成对电子，形成遍及整个平面的大π键，这些电子可以在整个网状平面上运动，该大π键具有金属键的性质，所以石墨烯具有导电性，故D正确。 【变式2】碳化硅(SiC)晶体具有多种结构，其中一种晶体的晶胞(如图所示)与金刚石的类似。下列判断正确的是(　　) A．该晶体属于分子晶体 B．该晶体中存在极性键和非极性键 C．该晶体中Si的化合价为－4 D．该晶体中C的杂化类型为sp3 【答案】D 【解析】与金刚石类似，该晶体属于共价晶体，A错误；根据该晶体的晶胞结构图可知，该晶体只存在Si—C极性共价键，B错误；Si—C中，C的电负性更强，共用电子对偏向C原子，所以Si的化合价为＋4，C错误；每个C原子与4个Si原子形成4个σ键，C原子没有孤电子对，所以C的杂化类型为sp3，D正确。 题型05 晶胞参数及晶体的计算 【典例1】Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。 (1)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，称作原子分数坐标。例如图中原子1的坐标为(0，0，0)，则原子2的坐标为_____________。 (2)已知晶体密度为d g·cm－3，S2－半径为a pm，若要使S2－、Zn2＋相切，则Zn2＋半径为________pm(写计算表达式)。 【答案】(1)　(2)× ×1010－a 【解析】(1)原子1的坐标为(0，0，0)，原子2在左侧的面心上，则原子2的坐标为。(2)已知晶体密度为d g·cm－3，锌离子的个数为8×＋6×＝4，硫离子位于晶胞内部，个数为4，则晶胞参数＝×1010 pm＝×1010 pm＝×1010 pm，若要使S2－、Zn2＋相切，则其体对角线长度为2个锌离子直径与2个硫离子直径之和，其体对角线长度＝××1010 pm，S2－半径为a pm，Zn2＋半径为＝pm。 【变式1】氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参数为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．氮化钼的化学式为MoN2 B．相邻两个最近的N原子的距离为a nm C．晶体的密度ρ＝ g·cm－3 D．每个钼原子周围与其距离最近的钼原子有12个 【答案】D 【解析】根据物质结构可知该晶胞中含有Mo原子数目为8×＋6×＝4，含有的N原子数目为1＋4×＝2，Mo原子与N原子的个数比为2∶1，则氮化钼的化学式为Mo2N，A错误；根据晶胞结构可知：在该晶体中2个最近的N原子位于面对角线的一半，则其距离是L＝a nm，B错误；该晶胞的密度ρ＝＝ g·cm－3＝ g·cm－3，C错误；以顶点的Mo原子为研究对象，通过该顶点能够形成8个晶胞，在一个晶胞中与该Mo原子等距离的Mo原子有3个，分别位于通过该Mo原子三个平面的面心上，每个Mo原子被重复计算2次，则每个Mo原子周围与其距离最近的Mo原子有＝12个，D正确。 【变式2】(1)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。Zn2＋的配位数是________，S2－填充在Zn2＋形成的正四面体空隙中。若该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞参数a＝ ________ nm。 (2)如图是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为d g·cm－3，铁原子的半径为________ nm(用含有d、NA的代数式表示)。 (3)立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞结构如图所示。立方氮化硼属于________晶体，其中硼原子的配位数为________。 【答案】(1)4　×107 (2)××107 (3)共价　4 【解析】(1)根据晶胞结构可知晶胞中含有Zn2＋个数为8×＋6×＝4，S2－全部在晶胞内，共4个，其化学式是ZnS。根据晶胞结构可知S2－位于4个Zn2＋形成的正四面体空隙中，S2－的配位数是4，根据化学式可判断Zn2＋的配位数也是4。若该晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则d＝，因此该晶胞参数a＝ cm＝×107 nm。 (2)由Fe单质的晶胞图可知，晶胞中含铁原子个数为2，晶胞的质量为 g，晶胞体积为 cm3，则晶胞边长为 cm，设Fe原子的半径为r，则4r＝× cm，r＝××107 nm。 (3)立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，晶体类型类似于金刚石，是共价晶体；晶胞中每个N原子连接4个B原子，氮化硼的化学式为BN，所以晶胞中每个B原子也连接4个N原子，即硼原子的配位数为4。 解｜题｜技｜巧 (1)计算晶体的密度 (2)计算晶体中微粒间距离的方法 (3)晶胞计算公式(立方晶胞)。 a3ρNA＝nM(a为棱长；ρ为密度；NA为阿伏加德罗常数的数值；n为1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量；M为该粒子或特定组合的摩尔质量)。 (4)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a)。 ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③体心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 ④面心立方堆积4r＝a(r为原子半径)。 (5)空间利用率＝×100%。 题型06 配合物的形成 【典例1】下列关于配合物(NH4)2[PtCl6]、[Cd(NH3)4](OH)2的说法正确的是( ) A．两种配合物均含有两种配位体 B．两种配合物中的中心离子的配位数均为6 C．1 mol [Cd(NH3)4]2＋含有4 mol配位键 D．向(NH4)2[PtCl6]的水溶液中加入硝酸银稀溶液，立即生成大量白色沉淀 【答案】C 【解析】(NH4)2[PtCl6]、[Cd(NH3)4](OH)2的配位体分别为Cl－、NH3，A错误；Pt4＋的配位数为6，Cd2＋的配位数为4，B错误；Cd2＋与NH3之间形成配位键(Cd—NH3)，则1 mol [Cd(NH3)4]2＋含有4 mol配位键，C正确；(NH4)2[PtCl6]在水中电离生成NH和[PtCl6]2－，而[PtCl6]2－很难电离，故加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀，D错误。 【变式1】复兴号高铁车体用到Mn、Co等元素。Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，下列说法正确的是( ) A．Mn原子的配位数为3 B．CH3CN与Mn原子配位时，提供孤电子对的是N原子 C．CH3CN中C原子的杂化类型为sp2、sp3 D．CH3CN中σ键和π键数目之比为3∶2 【答案】B 【解析】由化学式可知，配合物中锰原子为中心原子，一氧化碳和CH3CN为配体，配位数为6，故A错误；CH3CN的结构简式为CH3C≡N，与锰原子配位时，提供孤电子对的是形成碳氮三键的氮原子，故B正确；CH3CN的结构简式为CH3C≡N，分子中单键碳原子为sp3杂化、三键碳原子为sp杂化，故C错误；CH3CN的结构简式为CH3C≡N，分子中单键为σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，σ键和π键数目之比为5∶2，故D错误。 【变式2】Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是( ) A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4 B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区 C．1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应可生成2 mol沉淀 D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构 【答案】A 【解析】配合物[Fe(NO)(H2O)n]SO4的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26，因为中心离子Fe2＋的最外层有14个电子(3s23p63d6)，配体为NO和H2O，每个配体只提供一对电子，因此，14＋2＋2n＝26，所以n＝5。由分析可知，n＝5，故该配合物的化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4，A正确；该配合物所含的非金属元素中，H位于元素周期表s区，N、O、S均位于p区，B不正确；[Fe(NO)(H2O)5]SO4属于配合物，其内界[Fe(NO)(H2O)5]2＋较稳定，不与Ba(OH)2发生反应，但是其外界中的硫酸根离子可以与Ba(OH)2反应，因此，1 mol该配合物与足量Ba(OH)2溶液反应只能生成1 mol硫酸钡沉淀，C不正确；该配合物中阳离子为[Fe(NO)(H2O)5]2＋，中心离子的配位数为6，但是，由于有两种不同的配体，因此其空间结构不可能是正八面体结构，D不正确。 解｜题｜技｜巧 1．判断中心原子(或离子)的配位数 (1)配位数就是配位体中与中心原子(或离子)成键的配位原子的总数。 (2)若是由单齿配体(1个配体提供1个配位原子)形成的配合物，中心原子(或离子)的配位数＝配位体的数目。 (3)若是由双齿配体(1个配体提供2个配位原子)形成的配合物，中心原子(或离子)的配位数＝配位体的数目×2。 2．比较配位键的稳定性 一般情况下，与同种金属原子(或离子)形成配位键时，配位原子的电负性越小，形成配位键就越稳定。例如，电负性：N<O，则配离子的稳定性：[Cu(NH3)4]2＋>[Cu(H2O)4]2＋。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．下列各物质的晶体中，晶体类型相同的是 A．白磷和 B．硫黄和晶体硅 C．二氧化硅和 D．和CsCl 【答案】A 【解析】A．白磷（P4）是由分子通过范德华力形成的分子晶体，CS2（二硫化碳）也是由分子通过范德华力形成的分子晶体，两者晶体类型相同，A符合题意； B．硫黄（通常为S8分子）是分子晶体，晶体硅是由硅原子通过共价键形成的原子晶体，两者晶体类型不同，B不符合题意； C．二氧化硅（SiO2）是由硅氧共价键形成的原子晶体，Al2O3（氧化铝）主要由离子键形成的离子晶体，两者晶体类型不同，C不符合题意； D．CCl4（四氯化碳）是由分子通过范德华力形成的分子晶体，CsCl（氯化铯）是由离子键形成的离子晶体，两者晶体类型不同，D不符合题意； 故选A。 2．下列排序不正确的是 A．晶体的熔点：SiO2>CaCl2>H2O>CO2 B．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．熔点：Na>Mg>Al D．熔点：NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】C 【解析】A．为共价晶体，为离子晶体，和为分子晶体，且分子间存在氢键；晶体熔点一般为：共价晶体>离子晶体>分子晶体（含氢键>不含氢键）；故熔点，A不符合题意； B．金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，键长，键能与键长成反比；键能越大，晶体硬度越大；故硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅，B不符合题意； C．、、均为金属晶体，金属阳离子半径依次减小、所带电荷依次增多，金属键依次增强；金属键越强，熔点越高；故熔点：，C符合题意； D．、、、均为离子晶体，阴离子半径，离子键强度与离子半径成反比；离子键越强，熔点越高；故熔点：，D不符合题意； 故选C。 3．通常情况下，氯化钠、氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体晶胞结构分别如图所示，下列关于这些晶体晶胞结构和性质的叙述错误的是 A．同主族元素与另一相同元素所形成的化学式相似的物质不一定具有相同的晶体结构 B．每个周围紧邻且等距的有8个 C．二氧化碳晶体是分子晶体，其中不仅存在分子间作用力，而且也存在共价键 D．在二氧化硅晶体中，平均每个Si形成4个Si-O共价单键 【答案】B 【解析】A．Si与C是同主族元素，二者与O形成的化合物和晶体结构不同，是共价晶体，是分子晶体，A正确； B．从图像可以看出，体心周围紧邻且等距的（棱心）有12个，B错误； C．是分子晶体，分子间存在分子间作用力，分子内C原子和O原子以共价键连接，C正确； D．从图像可以看出，在晶体中，每个Si与4个O相连，形成4个Si-O共价单键，D正确； 故答案选B。 4．某化学兴趣小组在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔点，记录如下： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4 CaCl2 熔点/℃ 801 712 190 -68 782 根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是 A．NaCl、MgCl2、CaCl2 B．AlCl3、SiCl4 C．NaCl、CaCl2 D．全部 【答案】B 【解析】NaCl、MgCl2、CaCl2的熔沸点高是离子晶体，而AlCl3、SiCl4的熔沸点较低，是分子晶体； 故选：B。 5．下列关于晶体性质的说法正确的是 A．共价晶体的熔点一定比金属晶体的高 B．分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 C．某晶体不导电，但其水溶液可导电，该晶体不一定为离子晶体 D．离子晶体由离子构成，其在固态、熔融态和水溶液中均可导电 【答案】C 【解析】A．共价晶体的熔点不一定比金属晶体高，如钨(金属晶体)的熔点高于石英晶体(共价晶体)，A错误； B．分子晶体的熔点不一定比金属晶体低，如碘(分子晶体)的熔点高于汞(金属晶体)，B错误； C．某晶体不导电，但其水溶液可导电，该晶体不一定为离子晶体，可能为分子晶体，如干冰等，C正确； D．离子晶体在固态时不存在自由移动的离子，不能导电；在熔融态和水溶液中存在自由移动的离子，能导电，D错误； 故选C。 6．Fe3+的配合物呈现不同的颜色。如[Fe(H2O)6]3+为浅紫色，[Fe(SCN)6]3-为红色，[FeF6]3-为无色。某同学为探究Fe3+配合物的性质进行如下实验。下列有关说法不正确的是 A．Fe3+的价层电子轨道处于半满状态，较稳定 B．SCN-中存在π键，和Fe3+配位的是C原子 C．与Fe3+形成配位键的稳定性强弱：SCN-<F- D．向溶液Ⅰ中加入适量硝酸有利于观察到[Fe(H2O)6]3+的紫色 【答案】B 【分析】Fe(NO3)3·9H2O(s)加水得Fe(NO3)3溶液，为黄色，滴加KSCN溶液，SCN-与Fe3+形成[Fe(SCN)6]3-配离子而显红色，再滴加NaF溶液，[Fe(SCN)6]3-转化为[FeF6]3-而显无色。 【解析】A．Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，价电子分布在5个d轨道上，处于半满稳定状态，A正确； B．C和N之间以三键结合，存在π键，S和N有孤电子对，N的电负性大于S，不易给出孤电子对，因此和Fe3+配位的是S原子，B错误； C．由三者之间的转化可知，与形成配位键的稳定性强弱：H2O<SCN-<F-，C正确； D．向溶液I中加入适量硝酸可以抑制Fe3+的水解，从而使溶液的紫色更容易观察，D正确； 故答案为B。 7．向CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水至过量，先产生蓝色沉淀后溶解，得到透明的深蓝色溶液：再加入乙醇，并用玻璃棒摩擦试管内壁，析出深蓝色的晶体，其组成为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数为12 NA B．实验中用玻璃棒摩擦试管壁是为了引入晶核 C．将乙醇换成丙醇也能析出深蓝色晶体 D．[Cu(NH3)4]2+中H-N-H的键角比NH3中要大 【答案】A 【解析】A．每个NH3分子含有3个N-H σ键，4个NH3分子提供12个σ键；同时每个NH3与Cu2+形成1个配位键（也属于σ键），共4个，则1个[Cu(NH3)4]2+中总σ键数为12+4=16，因此1 mol该离子含16 NA个σ键，A错误； B．用玻璃棒摩擦试管壁可提供结晶所需的晶核，促进晶体析出，B正确； C．丙醇与乙醇类似，能降低溶液极性，减小晶体溶解度，故能析出晶体，C正确； D．NH3中N的孤对电子参与配位后，电子对之间的排斥力减小，键角增大，D正确； 故选A。 8．下列实例与解释不相符的是 选项 实例 解释 A 等离子体具有良好的导电性 等离子体中含有带电粒子且能自由运动 B 天然水晶球的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层是呈现晶体外形的水晶 熔融态的冷却速率不同 C 石墨的导电性只能沿石墨平面的方向 石墨层间不存在作用力 D 某穴醚空腔直径大约为260 - 320 pm，可识别Rb+(直径为304 pm) 该穴醚可与Rb+通过弱配位键形成超分子，对Rb+进行识别 【答案】C 【解析】A．等离子体含有自由移动的带电粒子，因此导电性良好，A正确； B．玛瑙（非晶体）和水晶（晶体）的形成与熔融态SiO2的冷却速率有关，快速冷却形成非晶体，缓慢冷却形成晶体，B正确； C．石墨导电性沿平面方向是因为层内存在离域大π键，而层间虽存在范德华力，但作用力较弱，C错误； D．穴醚空腔尺寸与Rb⁺直径匹配，通过弱配位键形成超分子，解释合理，D正确； 故选C。 9．下列关于物质的性质差异与结构因素中有错误的是 性质差异 结构因素 A 熔点：远高于 晶体类型 B 键能：F2高于Cl2 键长越短，键能越高 C 沸点：新戊烷小于异戊烷 范德华力 D 酸性：甲酸(HCOOH)>乙酸() 烃基的推电子效应 【答案】B 【解析】A．AlF3为离子化合物，形成的晶体为离子晶体，熔点较高，AlCl3为共价化合物，形成的晶体为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，A正确； B．F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，键不稳定，因此F-F键的键能小于Cl-Cl键的键能(F-F键能约157 kJ/mol，Cl-Cl约242.7 kJ/mol)，性质差异描述错误，B错误； C．异戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，对称性好，范德华力小，所以沸点较低，C正确； D．烷基属于推电子基团，烷基越长，推电子效应越强，羧基中羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱，因此甲酸酸性强于乙酸，D正确； 故选B。 10．铝及其化合物是生活中常用的材料。 (1)原子核外共有_______种不同能量的电子。 (2)配平下列由氧化铝法制取无水三氯化铝的反应。 ____________________________ (3)上式中时，为什么是固体，是气体___________。 (4)在水溶液中通常以形式存在，铝的配位数是_____，此配合物的空间构型是_______。 a．正四面体    b．正六面体    c．正八面体 (5)下图是金属铝的晶胞结构，一个晶胞中有______个铝原子；金属铝晶胞棱长为，铝原子的半径是_________。 【答案】(1)5 (2)1、3、3、2、3 (3)是离子晶体，气化需要破坏离子键，离子键键能大；是分子晶体，气化只需要破坏分子间作用力，分子间作用力较小(远远小于离子键键能)，易于断开。因此，时，是固体，是气体 (4)6 c (5)4 【解析】（1）基态Al原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p1，电子占据5个能级，有5种不同能量的电子； （2）根据原子守恒和电子守恒可得3323； （3）是离子晶体，气化需要破坏离子键，离子键键能大；是分子晶体，气化只需要破坏分子间作用力，分子间作用力较小(远远小于离子键键能)，易于断开。因此，时，是固体，是气体； （4）在水溶液中通常以形式存在，Al3+提供空轨道，H2O提供孤对电子，则铝的配位数为6；配体分子有6个，杂化类型为sp3d2，空间构型为正八面体，选c； （5）铝原子位于顶点和面心。其个数为；由图a可知，金属铝晶胞棱长为0.405nm，面对角线等于4个铝原子半径，则个铝原子半径为≈。 期中重难突破练（测试时间：15分钟） 11．砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，若晶胞边长为c pm，下列说法错误的是 A．Ga周围距离最近的Ga的数目为12 B．砷化镓与硫化锌所属晶体类型相同 C．As和Ga之间的化学键为共价键和配位键 D．a位置As原子与b位置As原子之间的距离为 pm 【答案】B 【解析】A．Ga原子位于晶胞的顶点和面心，Ga周围距离最近的Ga的数目为12，A正确； B．砷化镓是共价晶体，硫化锌是离子晶体，两者晶体类型不同，B错误； C．Ga价电子数为3，形成4个Ga-As共价键，As原子价电子数为5，As原子也形成4个As-Ga键，As原子提供1对孤电子对给Ga原子形成配位键，C正确； D．a位置As原子与b位置As原子之间的距离为晶胞立方体面对角线的一半，则两原子之间的距离为 pm，D正确； 故答案选B。 12．CuI常用于有机合成催化剂、人工降雨剂和加碘盐的碘来源。它的一种制备原理为，CuI的晶胞如图所示。下列叙述错误的是 A．等数目的β-CuI、γ-CuI晶胞的质量之比为5：4 B．KI3中阴离子()的中心原子价层电子对数为5 C．α-CuI中1个Cu+与12个Cu+等距离且最近 D．上述反应中，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为3：2 【答案】A 【解析】A．根据离子半径可确定黑球为I-，根据均摊法，图中β-CuI结构中含有的I-数为，即该结构图中含的CuI为2个；γ-CuI晶胞中含有4个(白球)，则一个晶胞含4个CuI，因此等数目的β-CuI、γ-CuI晶胞的质量之比为2：4=1：2，A错误； B．的中心原子价层电子对数为，B正确； C．以体心的Cu+为例，α-CuI中1个Cu+与12个Cu+等距离且最近，C正确； D．中，有3molKI被氧化为KI3，有2molCuSO4被还原为CuI，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为3：2，D正确； 故答案为A。 13．对下列现象或事实的解释不合理的是 选项 现象或事实 解释 A DNA中碱基A与T、G与C的互补配对 分子间氢键作用实现了超分子的分子识别 B 酸性： 原子半径：，键长：，键能： C 稳定性： 金属性：，中离子键强于中离子键 D 四氯化碳液流遇到毛皮摩擦过的橡胶棒，液流方向不改变 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，四氯化碳是非极性分子，不受其影响 【答案】C 【解析】A．DNA中互补碱基之间通过分子间氢键实现配对，是超分子分子识别的典型体现，解释合理，A不符合题意； B．原子半径，故键长更短、键能更大，更难断裂电离出，因此CH3CH2OH酸性弱于CH3CH2SH，解释合理，B不符合题意； C．碳酸盐的分解是晶体中阳离子结合碳酸根离子中的氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳，Mg2+半径小于Ca2+，Mg2+与O2-形成的离子键的强度更大，因此更易分解、稳定性更差，解释不合理，C符合题意； D．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，四氯化碳是正四面体结构的非极性分子，不会受电场影响发生偏转，因此液流方向不变，解释合理，D不符合题意； 故选C。 14．观察下列模型，判断下列说法错误的是 氮化石墨 六方氮化硼BN 气态团簇分子 氧化镁 A．已知氮化石墨为平面结构，则氮化石墨中两种原子的杂化方式均为杂化 B．六方氮化硼属于混合晶体，1 mol六方氮化硼含有3 mol 键 C．已知由E、F构成的气态团簇分子模型，该气态团簇分子的分子式为EF或FE D．MgO晶体中，每个周围距离相等且最近的有12个 【答案】C 【解析】A．根据题干“氮化石墨为平面结构”可知，所有骨架原子均为杂化。其中C原子形成3个σ键，无孤电子对；N原子均有孤电子对，为满足平面结构的要求，也采取杂化，A正确； B．六方氮化硼结构与石墨类似，层内为共价键，层间为范德华力，属于混合晶体；1mol BN中，每个B原子结合3个N原子，每个B-Nσ键为B、N共有，故1 mol六方氮化硼含有3 mol 键，B正确； C．该物质是气态团簇分子，不是晶胞，不能用均摊法计算，需直接数分子中原子个数：由图可知，该分子中含4个E原子、4个F原子，因此分子式为，C错误； D．MgO为型晶体，类比结构，每个周围距离相等且最近的数目为12，D正确； 故选C。 15．21世纪在物质结构领域研究十分广泛，请结合相关知识回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中位于第___________周期___________族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是___________(填元素符号)。 (2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示。 该氧化物化学式为___________，当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远高于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是___________。 (4)某超导单晶结构如图所示。该超导体的化学式为___________该晶胞密度为___________。 【答案】(1) 四 VIIB Cr (2) MnO2 降低 (3)FDCA形成的分子间氢键更多 (4) 【解析】（1）Mn原子序数25，基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2，位于第四周期VIIB族；基态Mn的3d轨道有5个未成对电子，同周期（第四周期）中，Cr（原子序数24）的电子排布为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子（3d轨道有5个、4s轨道有1个），多于Mn的5个。 （2）该晶胞中，Mn位于顶点和体内，含有Mn原子数为，O原子(体内和面上)个数为，因此该氧化物的化学式为MnO2；当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，负化合价总数降低，因此Mn的化合价降低。 （3）羧基、羟基之间能形成分子间氢键，则HMF、FDCA均能形成分子间氢键，由于醛基上的H不能生成氢键，FDCA形成的分子间氢键比HMF多，使得FDCA的熔点远高于HMF。 （4）晶胞中含有的Cs个数为，含有Ti个数为，Bi个数为，则晶胞的化学式为；1个晶胞中含有1个，晶胞质量为，1个晶胞的体积为，因此晶胞密度为=。 16．钙钛矿太阳能电池在柔性可穿戴电子设备等方面具有独特的优势和巨大的应用潜力。钛酸钙晶胞俯视投影图如下： 已知：晶胞中只含有一个钙原子，钙原子与钛原子之间的最近距离为x nm。 回答下列问题： (1)Ti的四卤化物熔点如下表所示，的熔点高于其他三种卤化物，自至熔点依次升高，原因是___________。 化合物 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 (2)如图晶胞结构的化学式为___________；的配位数为___________。 (3)的熔点是190℃，该物质在熔融状态下___________导电。(填“能”或“不能”) 气态常以二聚体形式存在，其结构如下图所示。 二聚体形式中___________所有原子共面(填“是”或“不是”)。 (4)铝离子电池的其中一种正极材料为，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。 ①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。 ②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，各原子的位置称作原子的分数坐标。如上图，设原子A的坐标为，原子1的坐标为，原子2的坐标为_______。 ③已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________(列出计算式)。 【答案】(1)为离子晶体，熔点高，、、为分子晶体，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，熔点依次升高 (2) CaTiO3 6 (3) 不能 不是 (4) 4 【解析】（1）由于F的非金属性强，Ti与F之间的电负性差值较大，形成的化合物为离子晶体，而、、为分子晶体，离子晶体的熔沸点高于分子晶体，、、分子组成与结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。 （2）由钛酸钙晶胞俯视投影图可知，Ca位于体心，有1个，Ti位于顶点，有个，O位于棱心，有个，根据题意，晶胞中只含有1个钙原子，则晶胞结构的化学式为CaTiO3。以顶点为例，距离最近且等距离的O2-位于前、后、左、右、上、下共六个方位的棱心，故的配位数为6。 （3） 的熔点是190℃，为分子晶体，分子晶体在熔融状态下不导电。气态常以二聚体形式存在，其结构为，分子内1个 Al周围有4个Cl原子，类似于CH4的结构，所有原子不可能在同一平面内。 （4）①以左下角的Al为例，距离其最近的Al为①号Al，故晶体中与Al距离最近的Al的个数为4。 ②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，各原子的位置称作原子的分数坐标。题图中原子A的坐标为，原子1的坐标为，则原子2的坐标为。 ③由晶胞中铝原子的骨架图可知，Al有个，该晶胞的化学式为，则Mn有个，O有个，已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $