专题02 晶体结构与性质（期末培优讲义）高二化学下学期人教版

专题02 晶体结构与性质 重点一 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态 (1)物质的常见聚集状态：___________态、___________态、___________态。 (2)物质的特殊聚集状态：___________体、___________液体、晶态、非晶态以及介于二者之间的塑晶态、液晶态等。 2．等离子体 (1)概念：气态物质在___________或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生______________________等。这种由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈___________的物质___________称为等离子体。 (2)特点：等离子体中含有带电粒子且能够自由运动，使等离子体具有良好的___________性和___________性。 (3)应用：在应用方面，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等。 3．离子液体：是熔点不高的仅由离子组成的___________物质。 4．液晶 (1)概念：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为___________。 (2)特点：液晶是介于___________和___________之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、变形性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 (3)应用：液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图象。再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 ■方法点拨 非晶体(如玻璃、石蜡)属于固体，但无固定几何形状(粒子无序排列)；超临界流体(如超临界CO₂)既无固定形状也无固定体积，不属于传统三态。 重点二 晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 ___________ 原子在三维空间里呈______________________排列 非晶体 ___________ 原子排列相对___________ 2．获得晶体的三条途径 (1)___________物质凝固。 (2)___________物质冷却不经液态直接___________(凝华)。 (3)___________从溶液中析出。 3．晶体的特性 (1)自范性：晶体能自发地呈现___________外形的性质。 (2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的______________________。 (3)固定的熔点。 4．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 可靠方法 对固体进行______________________实验 ■方法点拨 (1)同一物质的固体可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 (2)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，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 (3)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。 (4)晶体不一定都有规则的几何外形，如天然的水晶球。 重点三 典型晶体模型结构分析 1．典型离子晶体的结构模型 NaCl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－ CsCl型 在晶体中，每个Cl－吸引_______个Cs＋，每个Cs＋吸引_______个Cl－，配位数为_______ CaF2型 在晶体中，F－的配位数为_______，Ca2＋的配位数为_______，晶胞中含_______个Ca2＋，含_______个F－。晶胞中F－在体对角线的_______处 2．典型共价晶体的结构模型 金刚石晶体 ①金刚石晶体中，每个C与另外_______个C形成共价键，碳原子采取_______杂化，C—C—C夹角是___________，最小的环是_______元环。每个C被_______个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C共价键有_______mol。 ②在金刚石的晶胞中，内部的C在晶胞的体对角线的_______处。每个晶胞含有_______个C 二氧化硅晶体 SiO2晶体中，每个Si原子与_______个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最小的环是_______元环，在“硅氧”四面体中，处于中心的是_______原子。1 mol SiO2晶体中含Si—O键数目为___________，在SiO2晶体中Si、O原子均采取_______杂化。低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有___________。 3．典型分子晶体的结构模型 干冰的晶体结构 干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有_______个，属于分子___________。每个晶胞中含有_______个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等 冰的晶体结构 冰的结构模型中，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。晶胞结构与金刚石相似，含有_______个H2O 4．典型混合型晶体的结构模型 (1)晶体模型 (2)结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取_______杂化，以共价键(σ键)结合，形成__________________________________________。 ②)层与层之间靠_____________________维系。 ③石墨的二维结构内，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。 (3)晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于______________。 (4)性质：熔点______________、质软、_______导电等。 ■方法点拨 共价晶体、离子晶体无“分子”，化学式仅表示微粒个数比。 重点四 晶体类型的比较 1．四种晶体的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定 2．晶体类型的判断方法 晶体类型 根据晶体的概念判断 根据物质的类别判断 根据晶体的特征性质判断 离子晶体 通过阴、阳离子相互作用形成的晶体 金属氧化物、强碱和绝大多数盐类 熔、沸点较高，且在熔融状态下导电的化合物 分子晶体 由分子通过分子间作用力形成的晶体 部分非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等外)、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物(除SiO2外)、稀有气体、几乎所有的酸和绝大多数有机物(除有机盐外) 熔、沸点较低且不导电的单质和化合物，溶解性符合“相似相溶”规律 共价晶体 由原子通过共价键形成的晶体 金刚石、晶体硅、晶体硼、SiC和SiO2等 熔、沸点很高，硬度很大，不导电，不溶于一般溶剂的物质 金属晶体 由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体 纯金属、合金 有延展性、导电性、导热性，熔、沸点一般较高 ■方法点拨 晶体结构的分析前提是明确类型，不同类型晶体的微粒和作用力不同，结构规律差异极大。 (1)不能仅凭“硬度大”判断原子晶体(如SiO₂硬度大，但Al₂O₃是离子晶体，硬度也大)。 (2)不能仅凭“熔沸点高”判断离子晶体(如原子晶体SiC熔沸点更高)。 重点五 晶胞计算 1．晶胞中粒子数目的计算 (1)晶胞是最小的平行六面体，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面。 (2)均摊法确定晶胞中粒子的个数 若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有属于这个晶胞。 ①长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 平面型 石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占 2．微粒间距离的计算 计算晶体中微粒间距离的方法 3．晶胞密度的有关计算 (1)晶胞参数与晶胞密度的关系 (2)晶胞中的几组几何公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③4r＝a(r为原子半径)。 ④4r＝a(r为原子半径)。 4．晶胞参数(边长)与半径的关系 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系 简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r 体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r 面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高 石墨 晶胞 设石墨晶胞的底边长为a cm，原子球直径为r，高为h cm，层间距d cm，则h＝2d，由图可知：a/2＝r×sin60°，得a＝r 金刚石晶胞 金刚石晶胞 G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球) CaF2型晶胞(与金刚石类似) 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4(r+ + r－)＝a 5．金属晶体空间利用率的计算方法 (1)空间利用率的定义及计算步骤 ①空间利用率(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比 ② (2)金属晶体空间利用率分类简析 ①简单立方堆积：如图所示，原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V球＝πr3，V晶胞＝(2r)3＝8r3 空间利用率＝×100%＝×100%＝≈52% ②体心立方堆积：如图所示，原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝ r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%＝≈68% ③面心立方最密堆积：如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74% ④六方最密堆积：如图所示，原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3，1个晶胞中有2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74% ⑤金刚石型堆积：设原子半径为R，由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出晶胞参数：a＝b＝c＝R，α＝β＝γ＝90°。每个晶胞中包含八个原子。 η＝×100%＝×100%≈34．01% 6．确定晶胞中原子坐标的方法 晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用3个分别≤1的数在立体坐标系中表示出来，如下图所示。 注意：在确定各原子的坐标时，要注意x、y、z轴的单位标准不一定相同。 ■方法点拨 晶胞不一定都是正方体。 重点六 配合物 1．配位键 (1)概念：______________________由一个原子单方面提供跟另一个原子共用的共价键，即“电子对给予－接受”键，是一类特殊的共价键。如在[Cu(H2O)4]2＋中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供___________给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 (2)形成条件：电子对给予体具有______________________，而接受体有___________。 2．配位化合物的结构 (1)定义：通常把金属离子或原子(称为__________________)与某些分子或离子(称为___________)以___________结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。 (2)组成 ①中心离子：一般是___________离子，常见的有Fe2＋、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋等，特别是过渡金属离子很容易形成配合物，这是因为多数过渡金属的离子含有___________。 ②配体：含有孤电子对的___________或___________，如NH3、CO、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－、CN－等。 ③配位数：直接同中心离子(或原子)配位的配体的数目为该中心离子(或原子)的___________数。一般来说，中心离子(或原子)的配位数是其化合价的___________倍，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 (3)结构：在配合物[Co(NH3)6]Cl3中，Co3＋为______________________，6个NH3分子为___________。中心离子与配体构成配合物的内界，通常把它们放在括号内，Cl－称为配合物的外界。内、外界之间以离子键结合，在水中全部电离。 3．配合物的形成对物质性质的影响 (1)对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以分别溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。难溶于水的金属化合物还可溶于过量氨水中，如银氨溶液的制备原理：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，AgOH＋2NH3·H2O===_________________________________。 (2)颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的配离子，形成的配离子的颜色是红色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===______________________(n＝1～6)。 (3)稳定性增强：配合物具有较强的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当配离子的中心原子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。如血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒。 ■方法点拨 (1)单核配体的确认要注意是否带有电荷，如F－、Cl－等，如配合物[CoCl(NH3)5]Cl2，中心离子为Co3＋，配体是Cl－和NH3，而不是氯原子。 (2)有关配合物的结构示意图，不考虑空间结构，但要注意配体中的配位原子一定要与中心原子或中心离子直接相连。如[Cu(NH3)4]2＋中NH3中N原子为配位原子，所以N原子必须要与铜离子直接相连。 重点六 超分子 1．超分子 (1)由两种或两种以上的分子通过______________________形成的分子聚集体。超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 (2)超分子的特性 超分子的重要特征是______________________和自组装。 2．超分子的应用 (1)分离C60和C70 将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶剂，甲苯将C70溶解，经过滤后分离出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。 (2)冠醚识别碱金属离子 冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 01 物质的聚集状态 【典例1】(2026·浙江省杭州二中高二期末)下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是( ) A．气态物质不一定由分子构成 B．晶胞是晶体结构的最小重复单元 C．晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D．液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态 【答案】C 【解析】A项，气态和液态物质不一定都是由分子构成，如等离子体是由电子、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，A正确；B．描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，即晶胞是晶体结构中最小的重复单元，B正确；C．有些晶体的颗粒很小，观察晶体需要借助放大镜，故C错误；D．液晶既不是晶态也不是非晶态，它是介于晶态和非晶态之间的物质聚集状态，D正确；故选C。 ■易错提醒 物质的聚集状态由温度、压力、粒子间作用力共同决定，除传统三态外，还有：等离子态、液晶态、超临界流体。 【即时检测1-1】下列关于物质的聚集状态的说法正确的是( ) A．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 B．气态和液态物质一定是由分子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，但不具有各向异性 D．等离子体具有良好的导电性和流动性 【即时检测1-2】(2026广东茂名高二期中)硝酸乙基铵盐(CH3CH2NH3+NO3-)是人类首个发现的离子液体，常温下呈液态，具有良好导电性。下列说法正确的是( ) A．离子液体不能与水混溶 B．硝酸乙基铵盐的阳离子中所有原子可能处于同一平面 C．硝酸乙基铵盐中，阴离子的空间结构为平面三角形 D．硝酸乙基铵盐由有机阳离子和无机阴离子构成，因此常温下为离子晶体 02 晶体与非晶体 【典例2】下列关于晶体的叙述不正确的是(　　) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【解析】A项，晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，故A正确；B项，水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故B错误；C项，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C正确；D项，由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，故D正确。答案选B。 ■易错提醒 (1)晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。 (2)鉴别晶体与非晶体的最科学可靠的方法：X－射线衍射法。 【即时检测2-1】下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　) A．粉末状的固体肯定不是晶体 B．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 C．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验 D．晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形 【即时检测2-2】下列说法中不正确的是(　　) A．晶体的X射线衍射实验中，单一波长的X射线通过晶体，记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰 B．分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、原子在晶胞里的数目和位置等信息 C．根据原子坐标可以计算原子间的距离 D．通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学键的信息 03 晶体类型的判断 【典例3】(2026·北京东城高二期中)下列各物质中化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) A．金刚石和C60 B．NaBr和HBr C．CH4和CCl4 D．Cl2和KCl 【答案】C 【解析】金刚石属于共价晶体，所含化学键为共价键，C60属于分子晶体，所含化学键为共价键，晶体类型不同，A错误；NaBr为离子晶体，含有离子键，HBr为分子晶体，含有共价键，晶体类型和化学键均不同，B错误；CH4和CCl4均属于分子晶体，均含共价键，C正确；Cl2为分子晶体，含有共价键，KCl为离子晶体，含有离子键，晶体类型和化学键均不同，D错误；答案选C。 ■易错提醒 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 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 【即时检测3-1】下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是( ) A．SO2和SiO2 B．NaCl和HCl C．CO2和H2O D．CCl4和KCl 【即时检测3-2】几种物质的沸点如图所示。下列推断正确的是( ) A．D可能为共价晶体，H为分子晶体 B．G可能为离子晶体，A可能为分子晶体 C．G、H一定是分子晶体，E、F一定是金属晶体 D．D可能为共价晶体，B一定是离子晶体 04 晶体类型的性质 【典例4】下列比较不正确的是( ) A．晶体熔点由低到高：F2 < Cl2 < Br2 < I2 B．晶体硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．晶体熔点由高到低：Rb>K>Na D．晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】C 【解析】A项，卤素单质的晶体都属于分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体熔点越高，则晶体熔点由低到高的顺序为F2 < Cl2 < Br2 < I2，A项正确；B项，共价键键长越短，键能越大，共价晶体的硬度越大，键长：C-C键<Si-C键<Si-Si键，故硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，B项正确；C项，Na、K、Rb均属于金属晶体，熔点与金属键的强弱有关，金属原子的价层电子数越多、半径越小，金属键越强，熔点越高，Na、K、Rb原子的价层电子数相同，原子半径由大到小的顺序为Rb>K>Na，故熔点由低到高的顺序为Rb<K<Na，C项错误；D项，离子晶体中离子所带电荷数越多，离子间距越小，离子键越强，熔点越高，晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI，D项正确。本题选C。 ■易错提醒 晶体熔、沸点的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 (2)相同类型晶体 ①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 ②离子晶体：A．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。B．阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 (3)离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。 【即时检测4-1】下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 D．生铁>纯铁>钠 【即时检测4-2】下表所列数据是对应晶体的熔点，据此判断下列选项正确的是( ) 晶体 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 熔点 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的最高价氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 05 晶体结构的计算 【典例5】10．(2026四川德阳二模)硒化锌作为一种半导体材料，可以用于制作光电子器件，其晶胞如图1，图2是该晶胞的俯视图。已知晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法不正确的是( ) A．该物质的化学式为ZnSe B．与B离子最近且等距离的Se2-有4个 C．晶胞中B点和C点离子的距离为pm D．硒化锌晶体密度为 【答案】D 【解析】A．Se2-位于晶胞顶点和面心，数目为；位于晶胞内部，数目为4，二者数目之比为1：1，化学式为ZnSe，A正确； B．B离子为Zn2+，以B离子为中心，最近且等距离的Se2-位于其周围四面体顶点，共有4个，B正确； C．B点和C点离子的距离为晶胞面对角线的一半，晶胞参数为apm，面对角线长度为，故二者距离为，C正确；  D．晶胞质量为，晶胞体积为，晶体密度为，D错误。 ■易错提醒 (1)混淆“边长、面对角线、体对角线”与粒子半径的关系(如体心立方中，误将边长a=2r ，实际应为体对角线)。 (2)数据单位不统一，密度单位为g/cm³，边长单位为pm，未统一换算为cm，导致计算结果偏差1030倍。先统一单位(边长pm→cm，体积pm³→cm³)，再代入公式。 【即时检测5-1】(2026·湖南长沙高二期中)金红石型晶体的晶胞是长方体(如图所示)。下列说法正确的是( ) A．该晶体的1个晶胞中含有6个O2- B．该晶胞中体心Ti4+和顶角Ti4+的核间距为 C．该晶胞中Ti4+周围的6个O2-所形成的空间结构为正八面体 D．该晶体的密度为 【即时检测5-2】(2026·河北保定一模)金属Li在氮气中燃烧可以生成一种紫红色晶体，其晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是( ) A．该晶体的化学式为Li3N B．N的配位数为8 C．该晶体的密度 D．该晶体遇水可能产生一种有刺激性气味的气体 06 配合物 【典例6】(2026·云南一模)铜离子具有很强的配位能力，其形成的配合物具有良好的催化性能。一种铜离子的配合物的结构如图所示，下列说法错误的是( ) A．基态Cu2+的未成对电子数为1 B．配合物中，Cu2+的配位数为4 C．形成配合物M的配体均能与盐酸反应 D．可与水形成分子间氢键，易溶于水 【答案】D 【解析】A项，Cu是29号元素，基态Cu原子核外电子排布为[Ar]3d104s1，失去2个电子形成Cu2+后，电子排布变为[Ar]3d9，3d轨道共5个轨道，填充9个电子后，仅存在1个未成对电子，A正确；B项，由结构图可知，图中虚线为配位键，中心Cu2+周围共有4个配位键，则Cu2+的配位数为4，B正确；C项，该配合物的两种配体都含氨基，均呈碱性，都可以与盐酸中的H+发生反应，C正确；D项，该结构含有氨基，可以和水分子形成分子间氢键，但x的值未知，其水溶性未知，D错误；故选D。 ■易错提醒 配合物中配离子、中心原子、配体和配位数的确定方法 (1)配合物的内界是以配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可以完全电离。因此可以根据配合物在溶液中的电离情况，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心原子和配体。 如在1 mol [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O形成的溶液中加入足量硝酸银，形成的淡黄色沉淀为1 mol，而不是3 mol，这是因为配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O由内界和外界组成，内界和外界通过离子键形成，在水溶液中自由电离，而内界中通过配位键(特殊共价键)形成，在水溶液中不能完全电离形成游离的溴离子，所以沉淀为1 mol，而不是3 mol。 (2)配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。要注意只含有一个配位原子的配体称为单基配体，中心离子(或原子)同单基配体结合的数目就是该中心离子的配位数，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个以上配位原子的配体叫多基配体，中心离子(或原子)同多基配体配合时，配位数等于同中心离子(或原子)配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在(en代表乙二胺分子)中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配体只有两个，依次类推。 【即时检测6-1】(2026重庆二模)丁二酮肟()常用于检验。在稀氨水介质中，丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀(配合物)，其结构如图。下列说法正确的是( ) A．丁二酮肟中不存在非极性共价键 B．基态核外电子的运动状态数为26 C．该配合物的配体数为4 D．形成该配合物时化合价变为价 【即时检测6-2】许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是( ) A．二乙二胺合铜配离子[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+的结构如图所示，可知Cu2+的价电子排布式为3d9，配位数为4，配体数也为4 B．1molFe(CO)5配合物中含有5mol配位键 C．配合物K4[ Fe(CN)6]中的配位原子是C D．配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中心离子为Ti3+，1mol该配合物与AgNO3溶液作用，生成3molAgCl 07超分子 【典例7】(2026福建宁德高二期中)某些冠醚分子可识别锂离子，实现卤水中锂离子的萃取。冠醚Z的识别过程如图，下列说法正确的是( ) A．超分子R可能形成分子间氢键 B．R中Li+与Z通过形成离子键相结合 C．冠醚Z的空腔尺寸需与锂离子直径匹配以实现“分子识别” D．若冠醚Z的部分氢原子被氟原子取代，与Li+形成的超分子稳定性将增强 【答案】C 【解析】A．超分子R中不具有形成氢键的结构，不可能形成分子间氢键，A错误；B．超分子R中Li+与Z通过形成分子间弱作用力相结合，B错误；C．冠醚Z的空腔尺寸需与锂离子直径匹配以实现“分子识别”，C正确；D．若冠醚Z的部分氢原子被氟原子取代，氟原子电负性大，所以吸引电子的能力大于O，导致O的电荷密度减小静电力减弱，与Li+形成的超分子稳定性将减弱，D错误。 ■易错提醒 混淆“超分子”与“大分子”。超分子是两个或多个分子通过非共价键(氢键、范德华力、π-π堆积、疏水作用等)自发组装形成的复杂体系，核心是“分子间的相互作用”；而大分子(如蛋白质、DNA)是通过共价键连接单体形成的高分子，核心是“分子内的共价键”。 【即时检测7-1】向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体，K+和MnO4-迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是( ) A．MnO4-进入甲苯层符合电荷守恒定律 B．加入18-冠-6晶体可以加快反应速率 C．18-冠-6晶体能溶于水主要取决于结构中的多个O原子 D．反应开始后18-冠-6与K+继续保留在上层溶液中 【即时检测7-2】(2026·浙江省杭州下沙区高二期末)冠醚能与阳离子作用，12-冠-4与Li+作用而不与作用；18-冠-6与作用，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是( ) A．冠醚适配碱金属离子，体现了超分子的自组装特征 B．超分子中O原子与K+间存在离子键 C．12-冠-4中C和O的杂化方式分别是sp3超分子和sp2 D．18-冠-6可增大KMnO4在甲苯中的溶解度 夯实基础 1．整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是(　　) A．相邻晶胞之间没有任何间隙 B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C．晶胞排列时，取向相同 D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 2．下列关于聚集状态的描述中，错误的是( ) A．物质只有气、液、固三种聚集状态 B．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景 C．液晶用于各种显示仪器上 D．液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性 3．(2026·北京二中高二期中)下列关于晶体性质的描述中，正确的是 A．晶体具有物理性质各向同性的特点 B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关 C．晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点 D．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件 4．下列有关离子晶体的说法中正确的是( ) A．不可能含有共价键 B．可能含有分子 C．一定含有阴、阳离子 D．离子晶体在固态时能导电 5．(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)下列物质中，不属于配合物的是( ) A．Na3AlF6 B．(NH4)2C2O4 C．[Cu(H2O)4]SO4·H2O D．[Ag(NH3)2]OH 6．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是(　　) A．熔点为2 700 ℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点为3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 7．下面的排序正确的是( ) A．熔点由高到低：Na>Mg>Al B．硬度由大到小：晶体硅>碳化硅>金刚石 C．晶体熔点由低到高：KCl＜CO2＜SiO2 D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI 8．(2026河南商丘·模拟预测)下列关于物质的结构与性质的叙述，正确的是( ) A．臭氧是极性分子，其在水中的溶解度比在四氯化碳中的溶解度大 B．水分子间共价键的方向性导致水结冰后空隙增大、密度减小 C．Al2O3的离子键百分数大于AlCl3，故电解法冶炼铝用Al2O3而不用AlCl3 D．与通常的晶体相比纳米晶体有新的特性，纳米铅的熔点随晶粒的增大而降低 9．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是               A．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3 10．(2026·北京第四十四中学高二期中)某晶体晶胞结构如图所示，其中含有A、B、C三种元素的粒子，则该晶体中A、B、C的粒子个数之比为( ) A．8∶6∶1 B．4∶3∶1 C．1∶6∶1 D．1∶1∶3 11．配合物种类繁多，在分析化学、工业生产以及生物学中有广泛应用，已知某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，下列有关说法正确的是( ) A．参与形成配位键的Cl-和外围中的Cl-的数目比是2：1 B．中心离子是Ti4+，配离子是[TiCl(H2O)5]2+ C．该配合物中存在离子键、配位键和极性键 D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl元素均以沉淀形式存在 12．碳元素组成的晶体种类繁多，三种常见的单质结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．金刚石中碳原子的配位数为 B．石墨质软是因为层与层之间是范德华力 C．C60晶体属于分子晶体 D．三者互为同分异构体 13．许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列叙述正确的是( ) A．配离子[Cu(NH3)4]2+具有对称空间结构，其中2个NH3被2个Cl-替代能得到2种产物 B．在配合物[Cu(NH3)6]SO4中，Ni2+是中心离子，SO42-是配体 C．向含有1mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3溶液，生产3mol AgCl白色沉淀 D．将AgNO3溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象相同 14．(2026·浙江省强基联高三联考)氮、铝及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。氮化铝是耐热耐磨材料，其晶胞结构如图所示，结构类似于金刚石，回答下列问题： (1)元素的电负性大小为N Al (填“大于”“小于”或“等于”)；氮化铝的晶体类型是 。 (2)下列说法不正确的是___________。 A．第一电离能：O＞N＞Al B．氨化铝晶体中存在配位键 C．基态N原子核外有5种空间运动状态的电子 D．晶体中每个N原子均存在未成键的孤电子对 (3)晶体中与Al原子距离最近且相等的Al原子数目是 。 (4) AlCl3和NH3在一定条件下生成AlCl3·NH3，在1300℃下分解生成氮化铝，比较H-N-H的键角：NH3 AlCl3·NH3 (填“>”“<”或“=”)，原因是 。 (5)若晶体中Al原子与Al原子之间的最短距离为apm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g· cm-3 (列计算式)。 15．(2026福建宁德高二期中)铁及其配合物在科研、生产中有着重要的应用。回答以下问题： (1)写出Fe在元素周期表中的位置___________。 (2)Fe3+能与SCN-形成Fe(SCN)3，其中Fe、C、N电负性从大到小的顺序是___________，SCN-离子的空间构型为___________。 (3)呋喃()与四氢呋喃()作为配体也可与铁系元素形成配合物，呋喃分子中含有类似苯环的大π键。 ①呋喃与四氢呋喃分子结构中O的杂化方式分别为___________、___________。 ②呋喃在水中的溶解度比四氢呋喃小，其原因是___________。 (4)某铁的化合物的晶胞结构如图所示(形状为长方体)。 ①该化合物的化学式为___________。 ②该化合物的热稳定性比FeCl2___________(填“强”或“弱”)。 ③该晶体的密度为___________g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。 16．(2026山东济宁二模)铁单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)Fe在元素周期表中的位置___________；基态、中单电子数之比___________。 (2)有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。配体、在碱性条件下参与形成的配离子如图所示，铁元素的化合价为___________，1mol该配离子中通过螯合作用形成的配位键有___________mol，配离子中N的杂化方式为___________(为平面结构)，配体中第二周期元素的第三电离能由大到小的顺序___________。 (3)、、三种元素可形成一种超导材料，晶体结构如图所示。 晶体的化学式为___________，Fe的配位数为___________。 17．(2026云南昆明高二期中)铁元素是一种常见的过渡金属，铁及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。根据要求回答下列问题： (1)Fe位于元素周期表中的_____区，基态Fe原子共有_____种空间运动状态的电子。 (2)补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表，检验Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是：取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的[Fe(SCN)(H2O)5]2+生成。 ①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的杂化轨道类型为_____(填序号)。 A．dsp2     B．dsp3     C．sp3d2     D．sp3 ②比较配体SCN-和H2O的键角大小，SCN-的键角_____H2O的键角(填“<”“>”或“=”)。 (3)第二代口服补铁剂以乳酸亚铁、富马酸亚铁等为代表，富马酸()和马来酸()互为同分异构体。 ①富马酸分子中的σ键和π键个数比为_____。 ②富马酸熔点为，马来酸熔点为，解释熔点差异的原因_____。 (4)向FeCl2溶液中滴加 K3[Fe(CN)6] 溶液后，经提纯、结晶后可得到蓝色晶体 Fe3[Fe(CN)6]2，可溶性氰化物(如KSCN)有剧毒，但该蓝色晶体却无毒，请从结构的角度解释其无毒的原因_____。 综合运用 18．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是( ) A．熔点为2700℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点大于3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为801℃，熔化时能导电 D．沸点为-78℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 19．(2026·北京第八中学高二期末)碱金属氯化物是典型的离子化合物，和的晶胞结构如下图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。 下列说法不正确的是( ) A．NaCl晶胞中含4个a离子 B．CsCl晶体中Cs+周围紧邻8个Cl- C．碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子 D．不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别 20．(2026湖北省直辖县级单位高二期中) NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．9g冰中含有的氢键数目为2 NA，键的数目约为6.02×1023 B．128g环状S8(图1)分子中含有的键数目为4 NA C．720g C60晶体(图2)中含有 NA个晶胞结构单元 D．12g金刚石与石墨的混合物含有的键数目为3 NA 21．(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模) Mg2Fe是一种很有发展潜力的新型储氢材料，其晶胞为立方体，Fe位于顶点和面心，Mg位于顶点和相邻面心形成的四面体中心，储氢后形成化合物X，氢以正八面体构型分布在每个Fe周围。下列说法不正确的是( ) A．化合物X的化学式为Mg2FeH6 B．化合物X遇水产生H2、Mg和Fe C．化合物X减压和高温有利于释放H2 D．Mg2Fe的硬度高于纯铁和纯镁 22．冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关，二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示，下列说法不正确的是( ) A．部分冠醚可以用来识别碱金属离子 B．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 C．二苯并-18-冠-6也能适配Na+ D．K+通过配位键与二苯并-18-冠-6形成螯合离子 23．(2026·浙江省精诚联盟高三一模)乙酸晶胞如图所示，下列说法不正确的是( ) A．1个乙酸晶胞中有2个乙酸分子 B．晶体中存在极性键、非极性键和分子间作用力 C．1个乙酸分子中最多有6个原子共平面 D．相对分子质量：(接近乙酸的沸点的乙酸蒸气的测定值)＞M(C2H4O2) 24．(2026山西运城·二模)钾的氧化物有多种(如K2O、K2O2、KO2、KO3)，其中一种的立方晶胞如图所示，设晶胞边长为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( ) A．该晶体的化学式为K2O2 B．阴离子与8个阴离子相邻且最近 C．该晶体含两种化学键 D．晶体密度为 25．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 26．(2026安徽临泉高二期中)钛被视为继铁、铝之后的第三金属，钛和钛的化合物在航天、化工、建筑、医疗中都有着广泛的用途。回答下列问题： (1)基态Ti原子的简化电子排布式为[Ar]___________。 (2)TiO2与光气(COCl2)、氯化亚砜(SOCl2)等反应可以制得TiCl4．氯化亚砜的中心原子的杂化方式为___________，光气是___________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)钛与卤素形成的化合物TiX4的熔点如下表： TiX4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 -24 38.3 153 它们熔点差异的原因为___________。 (4)硫酸氧钛是一种优良的催化剂，其阳离子的链状聚合形式如图所示，当其中含有n个钛原子时，该阳离子的化学式为___________。S的空间结构为___________。 (5)超高硬度生物材料Ti3Au合金是理想的人工髋关节和膝关节材料，其晶体有α-Ti3Au(甲)、β-Ti3Au(乙)两种结构，如图所示。 ①α-Ti3Au晶胞中，Ti原子周围与它距离相等且最近的Ti原子有___________个。 ②β-Ti3Au的晶胞参数为509 pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，每个晶胞面上有两个Ti原子。β-Ti3Au晶体的密度是___________(列出计算式)g·cm-3。 27．(2026北京师大附中高二期中)钙钛矿(通式为ABX3)是一类与钛酸钙(CaTiO3)具有相似晶体结构的新型材料。 (1)CaTiO3的晶胞形状为立方体，如下图所示。 ①Ti的基态原子的价层电子排布式为______。 ②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的O有______个。 ③该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，则O处于______位置。 (2)有机-无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中的合成过程如下： ①物质a中C-N-C键角小于物质b中的C-N-C键角，解释原因______。 ②物质b熔点低，常温下是液态。从结构角度解释原因______。 (3)相较于钙钛矿，类钙钛矿结构材料具有高温稳定性等优点。一种类钙钛矿结构材料的化学式为Pr2NiO4，摩尔质量为g·molˉ1，晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、a nm、b nm，如图所示。阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为______g· cm-3 。(1 nm=10-7cm) 28．(2026山西运城高二期中)过渡元素的化合物在生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)基态锰原子的核外电子排布式为___________，锰有多种化合价，在+2、+3、+4、+5和+6中，最稳定的离子是___________(填离子符号)。 (2)Ni(CO)4是常温下呈液态的镍的重要配合物，其空间结构为正四面体，其易溶于CCl4、苯等有机溶剂的原因为___________，Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为___________。 (3)CrCl3·6H2O有三种异构体，在水中阳离子存在形式分别为[Cr(H2O)6]3+、[Cr(H2O)5Cl]2+、[Cr(H2O)4Cl2]+，等物质的量上述三种异构体分别与足量AgNO3溶液反应生成的沉淀的质量之比为___________。 (4)用邻二氮菲(phen，结构为)与琥珀酸亚铁生成稳定的橙色配合物，可测定Fe2+的浓度，发生反应：Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。 用邻二氮菲测定Fe2+浓度时应控制pH为2~9的适宜范围，请解释pH不能过大的原因：___________。 (5)Fe、Se化合物是一种超导材料，其立方晶胞结构如图所示，该晶体的密度为ρg· cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则Se位于Fe构成的___________空隙中；相邻的Fe和Se原子核之间的距离为___________ pm(用含ρ和NA的代数式表示即可)。 思维拔高 29．(2026安徽合肥二模)α-Li3N晶体具有良好的导电性，其晶体是由Li2N-平面层和非密置的Li+层交替叠加而成，Li2N-平面层结构如下图1所示，N3-处在Li+形成的六元环的中心。α-Li3N晶体结构如下图2所示。已知N3-和Li+的半径分别为和。下列说法错误的是( ) A．Li3N的电子式为 B．Li2N-层中Li-N间距为 C．α-Li3N晶胞中距离N3-最近的Li+数为8 D．α-Li3N晶体中，Li+可出入层间及层内空隙从而具有导电性 30．(2026·河南郑州一模) K3[ Fe(CN)6] (铁氰化钾)可用于检验，产生特征蓝色沉淀KFe[ Fe(CN)6] (滕氏蓝)，滕氏蓝可作蓝色颜料。滕氏蓝晶体的晶胞结构如图(正方体结构，省略了CN-)，晶胞边长为d nm，P原子坐标为(0，0，0)。已知：KFe[ Fe(CN)6]的摩尔质量为M g·molˉ1。下列说法错误的是( ) A．[ Fe(CN)6]3-中，配体为CN- B．Q处K+坐标为 C．Fe2+和K+的最近距离为0.25d nm D．滕氏蓝晶体的密度为 31．(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)α-Fe可用作合成氨催化剂、其立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。已知截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。下列说法不正确的是( ) A．铁的配位数是8 B．α-Fe晶胞中原子的半径为 C．截面单位面积含有的原子为(个/) D．m、n截面中，催化活性较低的是n 32．(2026湖北二模)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数，。阿伏加德罗常数为NA(单位：mol-1)，、和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量(单位：)。下列说法正确的是( ) A．距离Cs最近且等距的Br原子为12个 B．每个晶胞中Cs和Br构成的八面体空隙为6个 C．Cs与Pb之间的距离为 D．该晶体密度为 33．(2026·山东烟台一模)Co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)钴元素在元素周期表中的位置是________；下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。 A．[Ar]3d74s2     B．[Ar]3d74s1     C．[Ar]3d74s14p1    D．[Ar]3d74p1 (2)配合物K3[Co(NO2)6]的中心离子是________，配体的VSEPR模型为________。 (3)通过可制备[Co(NH3)6]Cl3。 ①1 mol [Co(NH3)6]3+中含有________mol σ键。 ②[Co(NH3)6]3+与NH3相比，H-N-H的键角前者________后者(填“>”“<”或“=”)。 (4)SmCok(k>1)是一种稀土永磁材料，其晶体由Sm-Co单层和Co单层两种结构单元层交替排列构成，其结构如图。 已知：Ⅰ.层间距为a pm，Sm-Co单层中Sm与Sm的最短距离为b pm； Ⅱ.核间距：dA-B<dA-C。 ①该物质的化学式为________，A原子周围最近且等距离的Co原子有________个。 ②已知A原子的分数坐标为(1，0，1)，则M原子的分数坐标为________，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该材料的密度为________g·cm-3(列计算式)。 34．(2026·山东淄博一模)Co及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，Co位于第___________周期___________族，基态Co与基态Mn原子中未成对电子数之比为___________。 (2)双核钴配离子结构如图甲所示。已知三氮唑环结构()存在大π键。 ①Co的化合价为___________，1 mol该配离子中通过螯合作用形成的配位键有___________mol。 ②a、b处N原子形成大π键时p轨道能提供1对电子的是___________(填标号)。该配离子中N的杂化方式有___________种。 ③三氮唑()的沸点显著高于吡啶()的主要原因是___________。 (3)钴钐化合物可用作稀土永磁材料，其六方晶胞如图乙所示，A、B点原子的分数坐标分别为，。则___________；截面MNQP单位面积含有的Co原子为___________个。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 晶体结构与性质 重点一 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态 (1)物质的常见聚集状态：气态、液态、固态。 (2)物质的特殊聚集状态：等离子体、离子液体、晶态、非晶态以及介于二者之间的塑晶态、液晶态等。 2．等离子体 (1)概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、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物质聚集体称为等离子体。 (2)特点：等离子体中含有带电粒子且能够自由运动，使等离子体具有良好的导电性和流动性。 (3)应用：在应用方面，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等。 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 (1)概念：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。 (2)特点：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、变形性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。 (3)应用：液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图象。再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。 ■方法点拨 非晶体(如玻璃、石蜡)属于固体，但无固定几何形状(粒子无序排列)；超临界流体(如超临界CO₂)既无固定形状也无固定体积，不属于传统三态。 重点二 晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 固体 自范性 微观结构 晶体 有 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 无 原子排列相对无序 2．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。 3．晶体的特性 (1)自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 (2)各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。 (3)固定的熔点。 4．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 可靠方法 对固体进行X射线衍射实验 ■方法点拨 (1)同一物质的固体可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。 (2)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，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。 (3)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。 (4)晶体不一定都有规则的几何外形，如天然的水晶球。 重点三 典型晶体模型结构分析 1．典型离子晶体的结构模型 NaCl型 在晶体中，每个Na＋同时吸引6个Cl－，每个Cl－同时吸引6个Na＋，配位数为6。每个晶胞含4个Na＋和4个Cl－ CsCl型 在晶体中，每个Cl－吸引8个Cs＋，每个Cs＋吸引8个Cl－，配位数为8 CaF2型 在晶体中，F－的配位数为4，Ca2＋的配位数为8，晶胞中含4个Ca2＋，含8个F－。晶胞中F－在体对角线的处 2．典型共价晶体的结构模型 金刚石晶体 ①金刚石晶体中，每个C与另外4个C形成共价键，碳原子采取sp3杂化，C—C—C夹角是109°28′，最小的环是6元环。每个C被12个六元环共用。含有1 mol C的金刚石中形成的C—C共价键有2 mol。 ②在金刚石的晶胞中，内部的C在晶胞的体对角线的处。每个晶胞含有8个C 二氧化硅晶体 SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，最小的环是12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Si—O键数目为4NA，在SiO2晶体中Si、O原子均采取sp3杂化。低温石英结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链，具有手性。 3．典型分子晶体的结构模型 干冰的晶体结构 干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积。每个晶胞中含有4个CO2分子。同类晶体还有晶体I2、晶体O2等 冰的晶体结构 冰的结构模型中，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。晶胞结构与金刚石相似，含有8个H2O 4．典型混合型晶体的结构模型 (1)晶体模型 (2)结构特点——层状结构 ①同层内碳原子采取sp2杂化，以共价键(σ键)结合，形成平面六元并环结构。 ②)层与层之间靠范德华力维系。 ③石墨的二维结构内，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。 (3)晶体类型：石墨晶体中，既有共价键，又有金属键和范德华力，属于混合晶体。 (4)性质：熔点很高、质软、易导电等。 ■方法点拨 共价晶体、离子晶体无“分子”，化学式仅表示微粒个数比。 重点四 晶体类型的比较 1．四种晶体的比较 晶体 分子晶体 离子晶体 金属晶体 共价晶体 构成微粒 分子 阴、阳离子 金属离子、自由电子 原子 微粒间作用力 范德华力(少数有氢键) 离子键 金属键 共价键 性质 熔、沸点 较低 较高 一般较高 很高 硬度 小 略硬而脆 一般较大 很大 溶解性 相似相溶 多数溶于水 不溶，有些与水反应 不溶 机械加工性能 不良 不良 良好 不良 导电性 固态、液态均不导电，部分溶于水时导电 固态时不导电，熔融时导电，能溶于水的溶于水时导电 固态、熔融态时导电 大部分固态、熔融时都不导电 作用力大小规律 组成和结构相似的分子，相对分子质量大的范德华力大 离子所带电荷数多、半径小的离子键强 金属原子的价电子数多、半径小的金属离子与自由电子间的作用力强 共价键键长短(电子云重叠多)、原子半径小的共价键稳定 2．晶体类型的判断方法 晶体类型 根据晶体的概念判断 根据物质的类别判断 根据晶体的特征性质判断 离子晶体 通过阴、阳离子相互作用形成的晶体 金属氧化物、强碱和绝大多数盐类 熔、沸点较高，且在熔融状态下导电的化合物 分子晶体 由分子通过分子间作用力形成的晶体 部分非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等外)、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物(除SiO2外)、稀有气体、几乎所有的酸和绝大多数有机物(除有机盐外) 熔、沸点较低且不导电的单质和化合物，溶解性符合“相似相溶”规律 共价晶体 由原子通过共价键形成的晶体 金刚石、晶体硅、晶体硼、SiC和SiO2等 熔、沸点很高，硬度很大，不导电，不溶于一般溶剂的物质 金属晶体 由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体 纯金属、合金 有延展性、导电性、导热性，熔、沸点一般较高 ■方法点拨 晶体结构的分析前提是明确类型，不同类型晶体的微粒和作用力不同，结构规律差异极大。 (1)不能仅凭“硬度大”判断原子晶体(如SiO₂硬度大，但Al₂O₃是离子晶体，硬度也大)。 (2)不能仅凭“熔沸点高”判断离子晶体(如原子晶体SiC熔沸点更高)。 重点五 晶胞计算 1．晶胞中粒子数目的计算 (1)晶胞是最小的平行六面体，它有8个顶角，三套各4根平行棱，三套各两个平行面。 (2)均摊法确定晶胞中粒子的个数 若晶胞中某个粒子为n个晶胞所共用，则该粒子有属于这个晶胞。 ①长方体形(正方体形)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 三棱柱 六棱柱 平面型 石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占 2．微粒间距离的计算 计算晶体中微粒间距离的方法 3．晶胞密度的有关计算 (1)晶胞参数与晶胞密度的关系 (2)晶胞中的几组几何公式(设棱长为a) ①面对角线长＝a。 ②体对角线长＝a。 ③4r＝a(r为原子半径)。 ④4r＝a(r为原子半径)。 4．晶胞参数(边长)与半径的关系 晶体 晶体结构 图示关系 晶胞参数与边长关系 简单立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有a=2r 体心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，体对角线长为c，则有c＝a＝4r 面心立方晶胞 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4r＝a 六方最密堆积晶胞 晶胞中原子球半径为r，六棱柱边长为a，高为h，则有a＝2r，h＝2倍四面体高 石墨 晶胞 设石墨晶胞的底边长为a cm，原子球直径为r，高为h cm，层间距d cm，则h＝2d，由图可知：a/2＝r×sin60°，得a＝r 金刚石晶胞 金刚石晶胞 G点是空的，没有球，是正立方体的体心，A球心到E球心，是2个半径，即一个直径；同样，E球心到G，是2个半径，即一个直径，所以AG是两个直径，体对角线是AG的两倍，所以体对角线是4个直径，即8r，则有8r＝a 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有8r＝a。(体对角线上五球相切，其中有两个假想球) CaF2型晶胞(与金刚石类似) 晶胞参数(边长)为a，原子球半径为r，则有4(r+ + r－)＝a 5．金属晶体空间利用率的计算方法 (1)空间利用率的定义及计算步骤 ①空间利用率(η)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比 ② (2)金属晶体空间利用率分类简析 ①简单立方堆积：如图所示，原子的半径为r，立方体的棱长为2r，则V球＝πr3，V晶胞＝(2r)3＝8r3 空间利用率＝×100%＝×100%＝≈52% ②体心立方堆积：如图所示，原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝ r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%＝≈68% ③面心立方最密堆积：如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3，1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74% ④六方最密堆积：如图所示，原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3，1个晶胞中有2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%＝≈74% ⑤金刚石型堆积：设原子半径为R，由于原子在晶胞体对角线方向上相切(相邻两个碳原子之间的距离为晶胞体对角线的四分之一)，可以计算出晶胞参数：a＝b＝c＝R，α＝β＝γ＝90°。每个晶胞中包含八个原子。 η＝×100%＝×100%≈34．01% 6．确定晶胞中原子坐标的方法 晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用3个分别≤1的数在立体坐标系中表示出来，如下图所示。 注意：在确定各原子的坐标时，要注意x、y、z轴的单位标准不一定相同。 ■方法点拨 晶胞不一定都是正方体。 重点六 配合物 1．配位键 (1)概念：共用电子对由一个原子单方面提供跟另一个原子共用的共价键，即“电子对给予－接受”键，是一类特殊的共价键。如在[Cu(H2O)4]2＋中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 (2)形成条件：电子对给予体具有孤电子对，而接受体有空轨道。 2．配位化合物的结构 (1)定义：通常把金属离子或原子(称为中心离子(原子))与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3等。 (2)组成 ①中心离子：一般是金属离子，常见的有Fe2＋、Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋等，特别是过渡金属离子很容易形成配合物，这是因为多数过渡金属的离子含有空轨道。 ②配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、CO、H2O、Cl－、Br－、I－、SCN－、CN－等。 ③配位数：直接同中心离子(或原子)配位的配体的数目为该中心离子(或原子)的配位数。一般来说，中心离子(或原子)的配位数是其化合价的2倍，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。 (3)结构：在配合物[Co(NH3)6]Cl3中，Co3＋为中心离子，6个NH3分子为配体。中心离子与配体构成配合物的内界，通常把它们放在括号内，Cl－称为配合物的外界。内、外界之间以离子键结合，在水中全部电离。 3．配合物的形成对物质性质的影响 (1)对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以分别溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。难溶于水的金属化合物还可溶于过量氨水中，如银氨溶液的制备原理：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O。 (2)颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的配离子，形成的配离子的颜色是红色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6)。 (3)稳定性增强：配合物具有较强的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当配离子的中心原子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。如血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒。 ■方法点拨 (1)单核配体的确认要注意是否带有电荷，如F－、Cl－等，如配合物[CoCl(NH3)5]Cl2，中心离子为Co3＋，配体是Cl－和NH3，而不是氯原子。 (2)有关配合物的结构示意图，不考虑空间结构，但要注意配体中的配位原子一定要与中心原子或中心离子直接相连。如[Cu(NH3)4]2＋中NH3中N原子为配位原子，所以N原子必须要与铜离子直接相连。 重点六 超分子 1．超分子 (1)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。超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 (2)超分子的特性 超分子的重要特征是分子识别和自组装。 2．超分子的应用 (1)分离C60和C70 将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶剂，甲苯将C70溶解，经过滤后分离出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。 (2)冠醚识别碱金属离子 冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 01 物质的聚集状态 【典例1】(2026·浙江省杭州二中高二期末)下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是( ) A．气态物质不一定由分子构成 B．晶胞是晶体结构的最小重复单元 C．晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D．液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态 【答案】C 【解析】A项，气态和液态物质不一定都是由分子构成，如等离子体是由电子、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，A正确；B．描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，即晶胞是晶体结构中最小的重复单元，B正确；C．有些晶体的颗粒很小，观察晶体需要借助放大镜，故C错误；D．液晶既不是晶态也不是非晶态，它是介于晶态和非晶态之间的物质聚集状态，D正确；故选C。 ■易错提醒 物质的聚集状态由温度、压力、粒子间作用力共同决定，除传统三态外，还有：等离子态、液晶态、超临界流体。 【即时检测1-1】下列关于物质的聚集状态的说法正确的是( ) A．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形 B．气态和液态物质一定是由分子构成 C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，但不具有各向异性 D．等离子体具有良好的导电性和流动性 【答案】D 【解析】A项，晶体与非晶体的根本区别在于粒子在微观空间是否呈周期性的有序排列，有规则的几何外形的物质不一定是晶体，比如：玻璃，故A错误；B项，常温下，金属汞为液态，由汞原子构成，故B错误；C项，液晶不像普通物质直接由固态晶体熔化成液体，而是经过一个既像晶体又似液体的中间状态，同时它还具有液体和晶体的某些性质。液晶的最大特点是：既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，故C错误；D项，等离子体是由电子、阳离子和电中性粒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，故D正确；故选D。 【即时检测1-2】(2026广东茂名高二期中)硝酸乙基铵盐(CH3CH2NH3+NO3-)是人类首个发现的离子液体，常温下呈液态，具有良好导电性。下列说法正确的是( ) A．离子液体不能与水混溶 B．硝酸乙基铵盐的阳离子中所有原子可能处于同一平面 C．硝酸乙基铵盐中，阴离子的空间结构为平面三角形 D．硝酸乙基铵盐由有机阳离子和无机阴离子构成，因此常温下为离子晶体 【答案】C 【解析】A．硝酸乙基铵盐属于离子化合物，含有亲水的极性基团，根据相似相溶原理可与水混溶，A错误；B．阳离子中乙基的碳原子均为sp3 杂化，N原子也为sp3 杂化，均为四面体空间构型，所有原子不可能共平面，B错误；C．阴离子为NO3-，中心N原子价层电子对数为，无孤电子对，空间结构为平面三角形，C正确；D．题干明确该物质常温下呈液态，不属于离子晶体，D错误。 02 晶体与非晶体 【典例2】下列关于晶体的叙述不正确的是(　　) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性有序排列的必然结果 D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性 【答案】B 【解析】A项，晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，故A正确；B项，水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故B错误；C项，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C正确；D项，由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，具有特定的方向性，故D正确。答案选B。 ■易错提醒 (1)晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。 (2)鉴别晶体与非晶体的最科学可靠的方法：X－射线衍射法。 【即时检测2-1】下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　) A．粉末状的固体肯定不是晶体 B．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞 C．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验 D．晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形 【答案】C 【解析】A项，晶体是由内部粒子按一定规律作周期性有序排列的固体，具有固定的熔点和规则的几何外形，与固体是否为粉末状无关，A错误；B项，处于晶胞内部的粒子完全属于该晶胞，处于顶点、面心和棱边上的微粒与其它晶胞共用，B错误；C项，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X−射线衍射图谱反映出来。因此，区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X−射线衍射实验，C正确；D项，晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，D错误；故选C。 【即时检测2-2】下列说法中不正确的是(　　) A．晶体的X射线衍射实验中，单一波长的X射线通过晶体，记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰 B．分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、原子在晶胞里的数目和位置等信息 C．根据原子坐标可以计算原子间的距离 D．通过晶体X射线衍射图不能获得键长、键角等有关化学键的信息 【答案】D 【解析】A项，单一波长的X射线通过晶体，X射线和晶体中的电子相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰；B项，分析X射线衍射图可获得晶胞形状和大小、分子或原子在三维空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的数目和位置等信息；C项，通过X射线衍射实验，测定晶胞中各个原子的位置(坐标)，根据原子坐标，可以计算原子间的距离；D项，根据X射线衍射图可以判断出晶体中哪些原子之间存在化学键，确定键长和键角，从而得出分子的空间结构。故选D。 03 晶体类型的判断 【典例3】(2026·北京东城高二期中)下列各物质中化学键类型相同，晶体类型也相同的是( ) A．金刚石和C60 B．NaBr和HBr C．CH4和CCl4 D．Cl2和KCl 【答案】C 【解析】金刚石属于共价晶体，所含化学键为共价键，C60属于分子晶体，所含化学键为共价键，晶体类型不同，A错误；NaBr为离子晶体，含有离子键，HBr为分子晶体，含有共价键，晶体类型和化学键均不同，B错误；CH4和CCl4均属于分子晶体，均含共价键，C正确；Cl2为分子晶体，含有共价键，KCl为离子晶体，含有离子键，晶体类型和化学键均不同，D错误；答案选C。 ■易错提醒 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 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 【即时检测3-1】下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是( ) A．SO2和SiO2 B．NaCl和HCl C．CO2和H2O D．CCl4和KCl 【答案】C 【解析】根据元素组成可判断都为极性共价键，但SO2为分子晶体而SiO2为共价晶体，A错误；NaCl含离子键为离子晶体，而HCl含极性共价键，为分子晶体，B错误；都含极性键且都是分子晶体，C正确；CCl4含极性共价键为分子晶体，KCl中含离子键为离子晶体，D错误；故选C。 【即时检测3-2】几种物质的沸点如图所示。下列推断正确的是( ) A．D可能为共价晶体，H为分子晶体 B．G可能为离子晶体，A可能为分子晶体 C．G、H一定是分子晶体，E、F一定是金属晶体 D．D可能为共价晶体，B一定是离子晶体 【答案】A 【解析】不同类型的晶体熔、沸点高低规律为：原子晶体(共价晶体)＞离子晶体＞分子晶体；金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨等，有的则很低，如汞等。A．由题图知，D的沸点最高，D晶体可能是共价晶体，G、H在常温下呈气态，一定是分子晶体，A正确；B．由题图知，G在常温下呈气态，一定是分子晶体，B错误；C．由题图知，E、F的沸点较低，可能为金属晶体或者离子晶体，C错误；D．由题图知，B的沸点较低，可能为金属晶体或者离子晶体，D错误；故选A。 04 晶体类型的性质 【典例4】下列比较不正确的是( ) A．晶体熔点由低到高：F2 < Cl2 < Br2 < I2 B．晶体硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅 C．晶体熔点由高到低：Rb>K>Na D．晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】C 【解析】A项，卤素单质的晶体都属于分子晶体，熔化时破坏的是范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体熔点越高，则晶体熔点由低到高的顺序为F2 < Cl2 < Br2 < I2，A项正确；B项，共价键键长越短，键能越大，共价晶体的硬度越大，键长：C-C键<Si-C键<Si-Si键，故硬度由大到小：金刚石>碳化硅>晶体硅，B项正确；C项，Na、K、Rb均属于金属晶体，熔点与金属键的强弱有关，金属原子的价层电子数越多、半径越小，金属键越强，熔点越高，Na、K、Rb原子的价层电子数相同，原子半径由大到小的顺序为Rb>K>Na，故熔点由低到高的顺序为Rb<K<Na，C项错误；D项，离子晶体中离子所带电荷数越多，离子间距越小，离子键越强，熔点越高，晶体熔点由高到低：NaF>NaCl>NaBr>NaI，D项正确。本题选C。 ■易错提醒 晶体熔、沸点的比较方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 (2)相同类型晶体 ①金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg<Al。 ②离子晶体：A．晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。B．阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。 ③原子晶体：原子半径越小，键长越短，熔沸点越高。 ④分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 (3)离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。 【即时检测4-1】下列关于物质的熔沸点高低顺序中，正确的是( ) A．金刚石>晶体硅>金刚砂 B．NaF>NaCl>NaBr C．邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 D．生铁>纯铁>钠 【答案】B 【解析】A项，同属于原子晶体，熔、沸点高低，主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅<碳化硅，A错误；B项，均为离子晶体，因离子半径F-<Cl-<Br-，离子晶体中离子键作用力逐渐减弱，熔、沸点高低顺序应为NaF<NaCl<NaBr，B错误；C项，邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键，使熔沸点偏低，而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键，使熔沸点偏高，故对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的高，C错误；D项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，D错误；故选B。 【即时检测4-2】下表所列数据是对应晶体的熔点，据此判断下列选项正确的是( ) 晶体 Na2O Na AlF3 AlCl3 Al2O3 BCl3 CO2 SiO2 熔点 920℃ 97.8℃ 1291℃ 190℃ 2073℃ -107℃ -57℃ 1723℃ A．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 B．铝的化合物的晶体均是离子晶体 C．同族元素的最高价氧化物不可能形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高 【答案】D 【解析】A项，金属晶体中含有金属阳离子和自由电子，所以含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，A错误；B项，由表中数据可知，AlCl3的熔点较低，形成的晶体为分子晶体，而AlF3、Al2O3的熔点较高，形成的晶体均为离子晶体，B错误；C项，C、Si在同一主族，二氧化碳为分子晶体，二氧化硅为共价晶体，C错误；D项，钠的熔点低于氯化铝的熔点，钠是金属晶体，氯化铝是分子晶体，所以金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，D正确； 故选D。 05 晶体结构的计算 【典例5】10．(2026四川德阳二模)硒化锌作为一种半导体材料，可以用于制作光电子器件，其晶胞如图1，图2是该晶胞的俯视图。已知晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法不正确的是( ) A．该物质的化学式为ZnSe B．与B离子最近且等距离的Se2-有4个 C．晶胞中B点和C点离子的距离为pm D．硒化锌晶体密度为 【答案】D 【解析】A．Se2-位于晶胞顶点和面心，数目为；位于晶胞内部，数目为4，二者数目之比为1：1，化学式为ZnSe，A正确； B．B离子为Zn2+，以B离子为中心，最近且等距离的Se2-位于其周围四面体顶点，共有4个，B正确； C．B点和C点离子的距离为晶胞面对角线的一半，晶胞参数为apm，面对角线长度为，故二者距离为，C正确；  D．晶胞质量为，晶胞体积为，晶体密度为，D错误。 ■易错提醒 (1)混淆“边长、面对角线、体对角线”与粒子半径的关系(如体心立方中，误将边长a=2r ，实际应为体对角线)。 (2)数据单位不统一，密度单位为g/cm³，边长单位为pm，未统一换算为cm，导致计算结果偏差1030倍。先统一单位(边长pm→cm，体积pm³→cm³)，再代入公式。 【即时检测5-1】(2026·湖南长沙高二期中)金红石型晶体的晶胞是长方体(如图所示)。下列说法正确的是( ) A．该晶体的1个晶胞中含有6个O2- B．该晶胞中体心Ti4+和顶角Ti4+的核间距为 C．该晶胞中Ti4+周围的6个O2-所形成的空间结构为正八面体 D．该晶体的密度为 【答案】B 【解析】A．1个晶胞中含有O2-的数目为，A错误；B．晶胞中体心到面心的距离为，面心到顶角的距离为，设体心到顶角的距离(直角三角形的斜边)为xpm，则，解得，B正确；C．该晶胞不是立方体，而是长方体，晶胞中Ti4+周围的6个O2-所形成的空间结构为八面体，但不是正八面体，C错误；D．1个晶胞中含有2个TiO2，TiO2摩尔质量为80 g·mol-1，，，代入，该晶体的密度为，D错误。 【即时检测5-2】(2026·河北保定一模)金属Li在氮气中燃烧可以生成一种紫红色晶体，其晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是( ) A．该晶体的化学式为Li3N B．N的配位数为8 C．该晶体的密度 D．该晶体遇水可能产生一种有刺激性气味的气体 【答案】C 【解析】A项，根据均摊法，该晶胞中含N数为，含Li数为，则该晶体的化学式为Li3N，A正确；B项，以晶胞底面120°角处的N为研究对象，N的上、下各有1个Li，同一水平面上有6个Li，所以N的配位数为8，B正确；C项，1个Li3N晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，所以该晶胞的密度，C错误；D项，Li3N遇水发生水解反应：Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑，NH3为刺激性气味气体，D正确；故选C。 06 配合物 【典例6】(2026·云南一模)铜离子具有很强的配位能力，其形成的配合物具有良好的催化性能。一种铜离子的配合物的结构如图所示，下列说法错误的是( ) A．基态Cu2+的未成对电子数为1 B．配合物中，Cu2+的配位数为4 C．形成配合物M的配体均能与盐酸反应 D．可与水形成分子间氢键，易溶于水 【答案】D 【解析】A项，Cu是29号元素，基态Cu原子核外电子排布为[Ar]3d104s1，失去2个电子形成Cu2+后，电子排布变为[Ar]3d9，3d轨道共5个轨道，填充9个电子后，仅存在1个未成对电子，A正确；B项，由结构图可知，图中虚线为配位键，中心Cu2+周围共有4个配位键，则Cu2+的配位数为4，B正确；C项，该配合物的两种配体都含氨基，均呈碱性，都可以与盐酸中的H+发生反应，C正确；D项，该结构含有氨基，可以和水分子形成分子间氢键，但x的值未知，其水溶性未知，D错误；故选D。 ■易错提醒 配合物中配离子、中心原子、配体和配位数的确定方法 (1)配合物的内界是以配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可以完全电离。因此可以根据配合物在溶液中的电离情况，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心原子和配体。 如在1 mol [Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O形成的溶液中加入足量硝酸银，形成的淡黄色沉淀为1 mol，而不是3 mol，这是因为配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O由内界和外界组成，内界和外界通过离子键形成，在水溶液中自由电离，而内界中通过配位键(特殊共价键)形成，在水溶液中不能完全电离形成游离的溴离子，所以沉淀为1 mol，而不是3 mol。 (2)配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。要注意只含有一个配位原子的配体称为单基配体，中心离子(或原子)同单基配体结合的数目就是该中心离子的配位数，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个以上配位原子的配体叫多基配体，中心离子(或原子)同多基配体配合时，配位数等于同中心离子(或原子)配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在(en代表乙二胺分子)中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配体只有两个，依次类推。 【即时检测6-1】(2026重庆二模)丁二酮肟()常用于检验。在稀氨水介质中，丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀(配合物)，其结构如图。下列说法正确的是( ) A．丁二酮肟中不存在非极性共价键 B．基态核外电子的运动状态数为26 C．该配合物的配体数为4 D．形成该配合物时化合价变为价 【答案】B 【解析】A．丁二酮肟结构中存在C-C键，属于同种原子形成的非极性共价键，A错误；B．Ni的原子序数为28，基态Ni原子核外有28个电子，失去2个电子形成Ni2+后，核外有26个电子；根据泡利不相容原理，每个核外电子的运动状态都不相同，因此Ni2+核外电子运动状态数为26，B正确；C．该配合物中，1个丁二酮肟是1个配体，每个配体为双齿配体，共含有2个丁二酮肟配体，配位数为4，配体数为2，C错误；D．形成配合物时，中心离子Ni2+化合价不变，仍为+2价，D错误。 【即时检测6-2】许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是( ) A．二乙二胺合铜配离子[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+的结构如图所示，可知Cu2+的价电子排布式为3d9，配位数为4，配体数也为4 B．1molFe(CO)5配合物中含有5mol配位键 C．配合物K4[ Fe(CN)6]中的配位原子是C D．配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中心离子为Ti3+，1mol该配合物与AgNO3溶液作用，生成3molAgCl 【答案】C 【解析】A项，Cu2+的价电子排布式为3d9，如图，Cu2+与4个N原子形成配位键，Cu2+的配位数为4，乙二胺中有2个N原子，Cu2+与2个乙二胺配位，配体数为2，A错误；B项，Fe与CO形成5个配位键，CO分子中氧原子提供1对电子与C原子形成1个配位键，1个Fe(CO)5分子含有10个配位键，1molFe(CO)5分子含有10mol配位键，B错误；C项，配合物K4[ Fe(CN)6]中的配位体是CN-，其中得到的电子在C原子上，故碳原子上的1对孤对电子与亚铁离子形成配位键，C正确；D项，内界配体Cl-不与Ag+反应，外界配体Cl-与Ag+反应，在1mol该配合物中加入AgNO3溶液可以得到2molAgCl沉淀，D错误；故选C。 07超分子 【典例7】(2026福建宁德高二期中)某些冠醚分子可识别锂离子，实现卤水中锂离子的萃取。冠醚Z的识别过程如图，下列说法正确的是( ) A．超分子R可能形成分子间氢键 B．R中Li+与Z通过形成离子键相结合 C．冠醚Z的空腔尺寸需与锂离子直径匹配以实现“分子识别” D．若冠醚Z的部分氢原子被氟原子取代，与Li+形成的超分子稳定性将增强 【答案】C 【解析】A．超分子R中不具有形成氢键的结构，不可能形成分子间氢键，A错误；B．超分子R中Li+与Z通过形成分子间弱作用力相结合，B错误；C．冠醚Z的空腔尺寸需与锂离子直径匹配以实现“分子识别”，C正确；D．若冠醚Z的部分氢原子被氟原子取代，氟原子电负性大，所以吸引电子的能力大于O，导致O的电荷密度减小静电力减弱，与Li+形成的超分子稳定性将减弱，D错误。 ■易错提醒 混淆“超分子”与“大分子”。超分子是两个或多个分子通过非共价键(氢键、范德华力、π-π堆积、疏水作用等)自发组装形成的复杂体系，核心是“分子间的相互作用”；而大分子(如蛋白质、DNA)是通过共价键连接单体形成的高分子，核心是“分子内的共价键”。 【即时检测7-1】向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶体，K+和MnO4-迁移过程示意图如图所示。下列说法错误的是( ) A．MnO4-进入甲苯层符合电荷守恒定律 B．加入18-冠-6晶体可以加快反应速率 C．18-冠-6晶体能溶于水主要取决于结构中的多个O原子 D．反应开始后18-冠-6与K+继续保留在上层溶液中 【答案】D 【解析】A项，由题图可知，18-冠-6晶体对K+有识别作用，18-冠-6与K+进入甲苯层后，由于静电作用，MnO4-也会进入上层溶液，A正确；B项，由A可知，MnO4-进入上层溶液，促进MnO4-和甲苯接触反应，能加快反应速率，B正确；C项，18-冠-6晶体既可溶于水，也可溶于甲苯，18-冠-6晶体可溶于水是因为其结构中的多个O原子可与H2O形成分子间氢键，C正确；D项，甲苯和KMnO4发生氧化还原反应后，MnO4-被还原为Mn2+，上层溶液中的负电荷减少，迫使18-冠-6与K+回到下层溶液并将新的MnO4-迁移至上层溶液中，D错误；故选D。 【即时检测7-2】(2026·浙江省杭州下沙区高二期末)冠醚能与阳离子作用，12-冠-4与Li+作用而不与作用；18-冠-6与作用，但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是( ) A．冠醚适配碱金属离子，体现了超分子的自组装特征 B．超分子中O原子与K+间存在离子键 C．12-冠-4中C和O的杂化方式分别是sp3超分子和sp2 D．18-冠-6可增大KMnO4在甲苯中的溶解度 【答案】D 【解析】A项，冠醚能与半径大小相匹配的金属离子作用，因此18-冠-6与K+作用，不与Li+或Na+作用，这反映了超分子的“分子识别”的特征，A错误；B项，由图可知18-冠-6中O原子存在孤对电子，K+有空轨道，二者之间以配位键结合，不存在离子键，B错误；C项，18-冠-6中C和O的价层电子对数均为4，均采用sp3杂化，所以其杂化轨道类型相同，C错误；D项，KMnO4不溶于大多数有机物，冠醚通过与K+形成配合物，可以增加KMnO4在非极性溶剂(如甲苯)中的溶解度，D正确；故选D。 夯实基础 1．整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是(　　) A．相邻晶胞之间没有任何间隙 B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成 C．晶胞排列时，取向相同 D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的 【答案】B 【解析】晶体并不是晶胞简单、随意堆积而成，而是晶胞平行排列而成的，且相邻晶胞之间没有任何间隙。 2．下列关于聚集状态的描述中，错误的是( ) A．物质只有气、液、固三种聚集状态 B．等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景 C．液晶用于各种显示仪器上 D．液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性 【答案】A 【解析】A项，物质的聚集状态，除了气、液、固三态外，还有非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等聚集状态，故A错误；B项，等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景，故B正确；C项，液晶可用于制造显示器，故C正确；D项，液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性，故D正确；故选A。 3．(2026·北京二中高二期中)下列关于晶体性质的描述中，正确的是 A．晶体具有物理性质各向同性的特点 B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关 C．晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点 D．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件 【答案】C 【解析】A项，由于晶体内部质点排列的有序性，所以晶体的某些物理性质具有各向异性的特点，A错误；B项，晶体的形成都有一定的形成条件，如温度、结晶速率等，B错误；C项，晶体的熔点较固定，而非晶体则没有固定的熔点，C正确；D项，晶体的自范性指晶体能自发地呈现多面体外形的性质，所谓自发过程，即自动发生的过程，不过自发过程的实现仍需要一定的外界条件，D错误；故选C。 4．下列有关离子晶体的说法中正确的是( ) A．不可能含有共价键 B．可能含有分子 C．一定含有阴、阳离子 D．离子晶体在固态时能导电 【答案】C 【解析】A．NaOH是离子晶体，含有离子键和共价键，故A错误；B．离子晶体是由阴、阳离子构成的晶体，不含分子，故B错误，C．离子晶体是由阴、阳离子构成的晶体，故C正确；D．固态时，晶体中离子不能自由移动，所以不能导电，故D错误；选C。 5．(2026·浙江省永嘉市高三第一次联考)下列物质中，不属于配合物的是( ) A．Na3AlF6 B．(NH4)2C2O4 C．[Cu(H2O)4]SO4·H2O D．[Ag(NH3)2]OH 【答案】B 【解析】配合物的核心特征是存在中心金属离子或原子与配体通过配位键形成的配位结构。A项，Na3AlF6是离子化合物，外界离子是Na+，内界离子是[AlF6]3-。外界离子Na+与内界离子[AlF6]3-之间以离子键结合，[AlF6]3-中Al3+与6个F-之间以配位键结合，故Na3AlF6属于配位化合物，A不符合题意；B项，(NH4)2C2O4是盐，属于离子化合物。虽然阳离子NH4+中N原子和H离子之间存在配位键，但化学上通常将含有中心金属原子(或离子)与配体形成的配合单元的化合物称为配合物，(NH4)2C2O4不符合此定义，一般归为盐类，故不属于配合物，B符合题意；C项，[Cu(H2O)4]SO4·H2O是结晶水合物，属于离子化合物，阳离子[Cu(H2O)4]2+与阴离子SO42-之间以离子键结合，在阳离子[Cu(H2O)4]2+中，中心离子Cu2+与4个H2O之间以配位键结合，因此[Cu(H2O)4]SO4·H2O属于配合物，C不符合题意；D项，[Ag(NH3)2]OH是离子化合物，阳离子[Ag(NH3)2]+与阴离子OH-之间以离子键结合，在阳离子[Ag(NH3)2]+中，中心Ag+与2个NH3之间以配位键结合，属于配合物，D不符合题意；故选B。 6．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是(　　) A．熔点为2 700 ℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点为3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电 D．熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 【答案】B 【解析】共价晶体的熔点高，但不导电，因此熔点为2 700 ℃，导电性好，延展性强的应该是金属晶体，A不正确；无色晶体，熔点为3 500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合共价晶体的性质特点，B正确；无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为800 ℃，熔化时能导电，不符合共价晶体的性质，C不正确；熔点为－56.6 ℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，符合分子晶体的性质，属于分子晶体，D不正确。 7．下面的排序正确的是( ) A．熔点由高到低：Na>Mg>Al B．硬度由大到小：晶体硅>碳化硅>金刚石 C．晶体熔点由低到高：KCl＜CO2＜SiO2 D．晶格能由大到小：NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】D 【解析】A．以上晶体为金属晶体，金属离子的电荷越多、半径越小，其熔点越高，则熔点由高到低为Al＞Mg＞Na，A错误；B．各晶体为共价晶体，共价键的键长越短，共价键越强，硬度越大，键长：C—C＜C—Si＜Si—Si，则硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B错误；C．CO2、KCl、SiO2分别属于分子晶体、离子晶体、共价晶体；一般情况下，熔点：分子晶体＜离子晶体＜共价晶体，故熔点：CO2＜KCl＜SiO2，C错误；D．晶体为离子晶体，电荷相同的离子，离子半径越小，晶格能越大，F、Cl、Br、I的离子半径由小到大，则晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正确；故选D。 8．(2026河南商丘·模拟预测)下列关于物质的结构与性质的叙述，正确的是( ) A．臭氧是极性分子，其在水中的溶解度比在四氯化碳中的溶解度大 B．水分子间共价键的方向性导致水结冰后空隙增大、密度减小 C．Al2O3的离子键百分数大于AlCl3，故电解法冶炼铝用Al2O3而不用AlCl3 D．与通常的晶体相比纳米晶体有新的特性，纳米铅的熔点随晶粒的增大而降低 【答案】C 【解析】A．臭氧为V形结构，正负电荷中心不重合，属于极性分子；水是极性溶剂，四氯化碳是非极性溶剂，由于臭氧分子的极性非常弱，根据相似相溶原理，臭氧在水中的溶解度比在四氯化碳中小，A错误；B．水结冰后空隙增大、密度减小是水分子间氢键的方向性导致的，共价键是水分子内的化学键，与该现象无关，B错误；C．电解法冶炼铝不用AlCl3的根本原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不电离、不导电，无法电解，与离子键百分数存在因果关系，C正确；D．纳米晶体的熔点随晶粒尺寸减小而降低，因此纳米铅的熔点随晶粒增大而升高，D错误。 9．现有四种晶体的晶胞，其微粒质点排列方式如图所示，其中化学式正确的是               A．AB2 B．EF2 C．XY3Z D．AB3 【答案】C 【解析】内部1个算一个，六面体棱上每个算个，六面体顶点一个算个，面上一个算个，六棱柱顶点1个算个，棱上1个算个。A．原子个数，A=1，B=，故应为AB，A错误；B．原子个数，E=，F=，故应为EF，B错误；C．原子个数，X=1，Y=，Z=故应为XY3Z，C正确；D．原子个数，A=，B=6，故应为AB2，D错误；故选C。 10．(2026·北京第四十四中学高二期中)某晶体晶胞结构如图所示，其中含有A、B、C三种元素的粒子，则该晶体中A、B、C的粒子个数之比为( ) A．8∶6∶1 B．4∶3∶1 C．1∶6∶1 D．1∶1∶3 【答案】D 【解析】A原子在晶胞的8个顶点，根据均摊原则，A原子数为 ；B在晶胞的体心，B原子数为1；C在晶胞的6个面心，根据均摊原则，C原子数为，所以该晶体中A、B、C的粒子个数之比为1：1：3，故选D。 11．配合物种类繁多，在分析化学、工业生产以及生物学中有广泛应用，已知某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，下列有关说法正确的是( ) A．参与形成配位键的Cl-和外围中的Cl-的数目比是2：1 B．中心离子是Ti4+，配离子是[TiCl(H2O)5]2+ C．该配合物中存在离子键、配位键和极性键 D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl元素均以沉淀形式存在 【答案】C 【解析】A项，由题干配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O可知，內界中参与形成配位键的Cl-为1个，外界中的Cl-为2个，则二者的数目比是1：2，A错误；B项，由题干配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O可知，配离子是[TiCl(H2O)5]2+，Cl为-1价，H2O不带电，故中心离子是Ti3+，B错误；C项，由题干配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O可知，该配合物中存在[TiCl(H2O)5]2+与Cl-间的离子键，[TiCl(H2O)5]2+内Ti3+与Cl-、H2O间的配位键和H2O内的O-H极性键，C正确；D项，由A项分析可知，有部分Cl-位于内界，故加入足量AgNO3溶液，不可能所有Cl元素均以沉淀形式存在，D错误；故选C。 12．碳元素组成的晶体种类繁多，三种常见的单质结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．金刚石中碳原子的配位数为 B．石墨质软是因为层与层之间是范德华力 C．C60晶体属于分子晶体 D．三者互为同分异构体 【答案】D 【解析】A项，由金刚石的结构可知，每个碳原子周围与4个碳原子相连，因此其配位数为4，A正确；B项，石墨质软的原因是因为石墨内部的碳原子呈层状排列，层与层之间的作用力为范德华力，B正确；C项，C60晶体属于分子晶体，C正确；D项，金刚石、石墨、C60互为同素异形体，D错误。故选D。 13．许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力，能形成种类繁多的配合物。下列叙述正确的是( ) A．配离子[Cu(NH3)4]2+具有对称空间结构，其中2个NH3被2个Cl-替代能得到2种产物 B．在配合物[Cu(NH3)6]SO4中，Ni2+是中心离子，SO42-是配体 C．向含有1mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3溶液，生产3mol AgCl白色沉淀 D．将AgNO3溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象相同 【答案】A 【解析】A项，配离子[Cu(NH3)4]2+呈平面结构，其中2个NH3被2个Cl-替代后，两个Cl-可能在同一条边上，也可能在对角上，所以能得到2种产物，A正确；B项，在配合物[Cu(NH3)6]SO4中，Ni2+是中心离子，NH3是配体，SO42-是外界，B不正确；C项，向含有1mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量AgNO3溶液，只有外界中的2molCl-能与AgNO3反应，从而生成2mol AgCl白色沉淀，C不正确；D项，因为AgOH能与氨水继续反应，所以将AgNO3溶液和氨水相互滴加时，产生的实验现象不相同，D不正确；故选A。 14．(2026·浙江省强基联高三联考)氮、铝及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。氮化铝是耐热耐磨材料，其晶胞结构如图所示，结构类似于金刚石，回答下列问题： (1)元素的电负性大小为N Al (填“大于”“小于”或“等于”)；氮化铝的晶体类型是 。 (2)下列说法不正确的是___________。 A．第一电离能：O＞N＞Al B．氨化铝晶体中存在配位键 C．基态N原子核外有5种空间运动状态的电子 D．晶体中每个N原子均存在未成键的孤电子对 (3)晶体中与Al原子距离最近且相等的Al原子数目是 。 (4) AlCl3和NH3在一定条件下生成AlCl3·NH3，在1300℃下分解生成氮化铝，比较H-N-H的键角：NH3 AlCl3·NH3 (填“>”“<”或“=”)，原因是 。 (5)若晶体中Al原子与Al原子之间的最短距离为apm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g· cm-3 (列计算式)。 【答案】(1)大于(1分) 共价晶体(1分) (2)AD(2分) (3)12(1分) (4)< (1分) N原子价层电子互斥模型均为四面体形，NH3中孤电子对对N-H键的排斥力大于AlCl3·NH3中N→Al键电子对对N-H键的排斥力，故NH3键角小于AlCl3·NH3(2分) (5) (2分) 【解析】(1)电负性N大于Al；氮化铝的晶体中N原子与Al原子之间均以共价键结合，属于共价晶体；(2)A项，基态N原子核外电子排布中2p轨道为半充满状态，较稳定，第一电离能：N＞O＞Al，A错误；B项，N原子有孤电子对，Al原子有空轨道，可形成配位键，B正确；C项，基态N电子排布式为1s22s22p3，原子核外电子占据了5个原子轨道，有5种空间运动状态的电子，C正确；D项，N原子孤电子对提供给Al原子形成配位键，D错误；故选AD；(3)以顶点Al原子为基准，每个晶胞相邻3个面心的Al最近，均摊为，紧邻有8个晶胞，；(4)N原子价层电子互斥模型均为四面体形，NH3中孤电子对对N-H键的排斥力大于AlCl3·NH3中N→Al键电子对对N-H键的排斥力，故NH3键角小于AlCl3·NH3；(5)晶体中Al原子与Al原子之间的最短距离为apm，晶胞边长为晶胞含，晶体密度等于晶胞密度为。 15．(2026福建宁德高二期中)铁及其配合物在科研、生产中有着重要的应用。回答以下问题： (1)写出Fe在元素周期表中的位置___________。 (2)Fe3+能与SCN-形成Fe(SCN)3，其中Fe、C、N电负性从大到小的顺序是___________，SCN-离子的空间构型为___________。 (3)呋喃()与四氢呋喃()作为配体也可与铁系元素形成配合物，呋喃分子中含有类似苯环的大π键。 ①呋喃与四氢呋喃分子结构中O的杂化方式分别为___________、___________。 ②呋喃在水中的溶解度比四氢呋喃小，其原因是___________。 (4)某铁的化合物的晶胞结构如图所示(形状为长方体)。 ①该化合物的化学式为___________。 ②该化合物的热稳定性比FeCl2___________(填“强”或“弱”)。 ③该晶体的密度为___________g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。 【答案】(1)第四周期Ⅷ族 (2) N＞C＞Fe 直线形 (3)sp2 sp3 呋喃分子中O原子上的一对孤电子对参与形成大π键，导致氧原子的给电子能力弱、氢键形成能力差；四氢呋喃中O原子为sp3 杂化，有两对孤对电子，更易与水形成氢键 (4)Fe(NH3)2Cl2 弱 【解析】(1)Fe是26号元素，位于第四周期Ⅷ族。 (2)元素非金属性越大电负性越强，Fe、C、N电负性从大到小的顺序是N＞C＞Fe。 SCN-离子的中心原子C与S和N连有两条σ键，没有孤对电子，空间构型为直线形。 (3)①呋喃()分子中含有类似苯环的大π键，故分子为平面结构，O上有1对孤对电子，两条σ键，故O的杂化方式为sp2； 四氢呋喃()分子结构中O上有2对孤对电子，两条σ键，故O的杂化方式为sp3； ②呋喃在水中的溶解度比四氢呋喃小，其原因是呋喃分子中O原子上的一对孤电子对参与形成大π键，导致氧原子的给电子能力弱、氢键形成能力差；四氢呋喃中O原子为sp3杂化，有两对孤对电子，更易与水形成氢键。 (4)①某铁的化合物的晶胞结构图中Fe位于棱心，均摊后晶胞中含有的Fe的个数；Cl位于晶胞内部，个数=4；NH3位于晶胞棱上和面上，个数；该化合物的化学式为Fe(NH3)2Cl2。②配合物Fe(NH3)2Cl2 中有氨气作为配体，根据熵增原理加热易分解，故稳定性比FeCl2 差。 ③该晶体的密度为。 16．(2026山东济宁二模)铁单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)Fe在元素周期表中的位置___________；基态、中单电子数之比___________。 (2)有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。配体、在碱性条件下参与形成的配离子如图所示，铁元素的化合价为___________，1mol该配离子中通过螯合作用形成的配位键有___________mol，配离子中N的杂化方式为___________(为平面结构)，配体中第二周期元素的第三电离能由大到小的顺序___________。 (3)、、三种元素可形成一种超导材料，晶体结构如图所示。 晶体的化学式为___________，Fe的配位数为___________。 【答案】(1) 第四周期第VIII族 4：5 (2) +2 4 sp2、sp3 C>N (3)KFe2S2 4 【解析】(1)Fe原子序数为26，核外电子排布为[Ar]3d64s2，因此在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族；Fe2+核外电子排布为[Ar]3d6，3d轨道含4个单电子；Fe3+核外电子排布为[Ar]3d5，3d轨道含5个单电子，因此单电子数之比为4：5； (2)配离子整体带2个单位负电荷，配体三乙醇胺在碱性条件下3个羟基脱质子，共带3个单位负电荷，咪唑脱氢带1个单位负电荷，设Fe化合价为x，则，解得x=+2； 螯合的定义为同一配体多个配位原子与同一中心离子配位成环，三乙醇胺提供1个N和3个O共4个配位原子，形成4个螯合配位键；咪唑仅提供1个配位原子，不成环，因此不算螯合配位键，故1 mol配离子含4 mol螯合配位键； 咪唑环为平面结构，咪唑中的N原子为sp2杂化；三乙醇胺中N原子形成4个σ键，为sp3杂化，因此配离子中N的杂化方式为sp2和sp3；配体 中第二周期元素为C、N，第三电离能对应原子失去2个电子后再失1个电子的能量：失去2个电子后，N2+再失1个电子可得到全满稳定结构 [He]2s2，易失第三个电子，C2+价电子排布2s2，全满稳定，不易失第三个电子，因此第三电离能顺序为C＞N； (3)均摊法计算晶胞原子数：K位于顶点(8个，每个占)和体心(1个)，总个数：；Fe位于面上，个数为：个；S有8个位于棱上，2个位于晶胞内，个数为：；原子数比，因此晶体化学式为KFe2S2；Fe周围结合4个S，因此Fe的配位数为4。 17．(2026云南昆明高二期中)铁元素是一种常见的过渡金属，铁及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。根据要求回答下列问题： (1)Fe位于元素周期表中的_____区，基态Fe原子共有_____种空间运动状态的电子。 (2)补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表，检验Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是：取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的[Fe(SCN)(H2O)5]2+生成。 ①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的杂化轨道类型为_____(填序号)。 A．dsp2     B．dsp3     C．sp3d2     D．sp3 ②比较配体SCN-和H2O的键角大小，SCN-的键角_____H2O的键角(填“<”“>”或“=”)。 (3)第二代口服补铁剂以乳酸亚铁、富马酸亚铁等为代表，富马酸()和马来酸()互为同分异构体。 ①富马酸分子中的σ键和π键个数比为_____。 ②富马酸熔点为，马来酸熔点为，解释熔点差异的原因_____。 (4)向FeCl2溶液中滴加 K3[Fe(CN)6] 溶液后，经提纯、结晶后可得到蓝色晶体 Fe3[Fe(CN)6]2，可溶性氰化物(如KSCN)有剧毒，但该蓝色晶体却无毒，请从结构的角度解释其无毒的原因_____。 【答案】(1) d 15 (2) C > (3) 11：3 富马酸可以形成分子间氢键，马来酸可以形成分子内氢键，导致富马酸的熔点远高于马来酸 (4)该蓝色晶体中铁与氰基以配位键结合，剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来 【解析】(1)空间运动状态的电子等于电子占据的轨道数，基态Fe原子电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，其占据的原子轨道为1s(1个)、2s(1个)、2p(3个)、3s(1个)、3p(3个)、4s(1个)、3d(5个)，故电子占据的轨道总数为1+1+3+1+3+1+5=15。 (2)①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配位数为6，则杂化轨道数为6，故选C。②SCN-中的C没有孤电子对，σ键电子对为2，则其价层电子对为2，根据价层电子对互斥理论，则SCN-的空间构型为直线形，而水的空间构型为V形，则键角大小：SCN-＞H2O。 (3)①单键均为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则富马酸分子中，σ键与π键的个数比为11：3。②富马酸可以形成分子间氢键，马来酸可以形成分子内氢键，导致富马酸的熔点远高于马来酸。 (4)蓝色晶体中铁与氰基以配位键结合，剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来。 综合运用 18．根据下列性质判断，属于共价晶体的物质是( ) A．熔点为2700℃，导电性好，延展性强 B．无色晶体，熔点大于3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂 C．无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点为801℃，熔化时能导电 D．沸点为-78℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电 【答案】B 【解析】A项，原子晶体的熔点高，但不能导电，因此熔点2700℃，导电性好，延展性强应该是金属晶体，A错误；B项，无色晶体，熔点3500℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂，符合原子晶体的性质特点，B正确；C项，无色晶体，能溶于水，质硬而脆，熔点800℃，熔化时能导电，符合离子晶体的性质，属于离子晶体，C错误；D项，熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电，符合分子晶体的性质，属于分子晶体，D错误。故选B。 19．(2026·北京第八中学高二期末)碱金属氯化物是典型的离子化合物，和的晶胞结构如下图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。 下列说法不正确的是( ) A．NaCl晶胞中含4个a离子 B．CsCl晶体中Cs+周围紧邻8个Cl- C．碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子 D．不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别 【答案】C 【解析】A项，a离子位于正方体棱上和体心，一个NaCl晶胞中有个a离子，A正确；B项，CsCl晶体属于体心立方，Cs+周围紧邻8个Cl-，故B正确；C项，冠醚与碱金属离子络合形成超分子，碱金属离子与冠醚之间不是离子键，故C错误；D项，由于不同碱金属离子的半径不同，不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别，故D正确；故选C。 20．(2026湖北省直辖县级单位高二期中) NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A．9g冰中含有的氢键数目为2 NA，键的数目约为6.02×1023 B．128g环状S8(图1)分子中含有的键数目为4 NA C．720g C60晶体(图2)中含有 NA个晶胞结构单元 D．12g金刚石与石墨的混合物含有的键数目为3 NA 【答案】B 【解析】A．9 g冰的物质的量为n==0.5 mol，每个水分子平均含2个氢键、2个σ键，因此氢键数目为NA，σ键数目约为6.02×1023，氢键数目描述错误，A错误；B．128 g S8的物质的量为n==0.5 mol，1个S8分子含8个S−S键，因此S−S键数目为0.5×8×NA=4 NA，B正确；C．720 g C60的物质的量为1 mol，C60为面心立方晶胞，1个晶胞含4个C60，因此晶胞结构单元数目为0.25 NA，C错误；D．12 g混合物中C的物质的量为1 mol，金刚石中1mol C含2 NA个C−Cσ键，石墨中1 mol C含1．5 NA个C−Cσ键，二者比例未知无法确定键数，且最大值小于3 NA，D错误。 21．(2026·江省台州市椒江区等5地高三一模) Mg2Fe是一种很有发展潜力的新型储氢材料，其晶胞为立方体，Fe位于顶点和面心，Mg位于顶点和相邻面心形成的四面体中心，储氢后形成化合物X，氢以正八面体构型分布在每个Fe周围。下列说法不正确的是( ) A．化合物X的化学式为Mg2FeH6 B．化合物X遇水产生H2、Mg和Fe C．化合物X减压和高温有利于释放H2 D．Mg2Fe的硬度高于纯铁和纯镁 【答案】B 【解析】A项，Mg2Fe中Mg与Fe的个数比为2：1，储氢后H以正八面体构型分布在每个Fe周围，即Fe与H的个数比为1：6，因此化合物X的化学式为Mg2FeH6，A正确；B项，化合物Mg2FeH6中Mg、Fe的化合价均为+2价，H为-1价，则遇水发生反应Mg2FeH6+6H2O=2Mg(OH)2+Fe(OH)2+6H2↑，并不生成Mg和Fe，B错误；C项，化合物Mg2FeH6释放H2发生分解反应Mg2FeH6=Mg2Fe+3H2↑，该反应ΔH＞0，ΔS＞0，因此减压和高温有利于反应正向进行，C正确； D项，一般合金的硬度高于其组元金属本身，Mg2Fe为镁铁合金，其硬度比纯铁和纯镁的硬度更高，D正确；故选B。 22．冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关，二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示，下列说法不正确的是( ) A．部分冠醚可以用来识别碱金属离子 B．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种 C．二苯并-18-冠-6也能适配Na+ D．K+通过配位键与二苯并-18-冠-6形成螯合离子 【答案】C 【解析】A项，冠醚能识别直径与其空腔直径适配得碱金属离子，所以部分冠醚可以用来识别碱金属离子，故A正确；B项，该冠醚分子中，苯环上的碳原子采用sp2杂化，其余单键碳原子杂化方式为sp3，杂化方式有有2种，故B正确；C项，Na+半径小于K+，二苯并-18-冠-6不能适配Na+，故C错误；D项，K+含有空轨道、O原子含有孤电子对，K+通过配位键与二苯并-18-冠-6形成螯合离子，故D正确；故选C。 23．(2026·浙江省精诚联盟高三一模)乙酸晶胞如图所示，下列说法不正确的是( ) A．1个乙酸晶胞中有2个乙酸分子 B．晶体中存在极性键、非极性键和分子间作用力 C．1个乙酸分子中最多有6个原子共平面 D．相对分子质量：(接近乙酸的沸点的乙酸蒸气的测定值)＞M(C2H4O2) 【答案】A 【解析】A项，根据乙酸晶胞图结合均摊法可知1个乙酸晶胞中有4个乙酸分子，A错误；B项，乙酸晶体中存在C-H、C-O等极性键、C-C非极性键和分子间作用力，B正确；C项，以羧基上的C为中心，2个C和2个O因sp2杂化的C使4个原子一定共平面，结合单键的旋转，羟基上的H 和甲基上的1个H也可以固定在平面上，综上1个乙酸分子中最多有6个原子共平面，C正确；D项，接近乙酸的沸点的乙酸蒸气中存在因氢键而缔合的分子使相对分子质量增大，D正确；故选A。 24．(2026山西运城·二模)钾的氧化物有多种(如K2O、K2O2、KO2、KO3)，其中一种的立方晶胞如图所示，设晶胞边长为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是( ) A．该晶体的化学式为K2O2 B．阴离子与8个阴离子相邻且最近 C．该晶体含两种化学键 D．晶体密度为 【答案】A 【解析】A．K+位于晶胞的棱心和面心，晶胞中K+数目为，阴离子位于晶胞的顶点和体心，因此晶胞中阴离子数目为，与阴离子个数比为2：2=1：1，阴离子有2个原子，因此该晶体化学式为KO2，Ａ错误；B．阴离子位于顶点和体心，以顶点阴离子为例，距离最近的阴离子位于相邻晶胞的体心，每个顶点阴离子被8个晶胞共用，因此阴离子与8个阴离子相邻并最近，B正确；C．KO2中，K+与O22-之间存在离子键，O22-两个原子之间存在非极性共价键，因此该晶体含有两种化学键，C正确；D．由A分析可知，晶胞中含有2个KO2，晶胞质量，晶胞边长，晶胞体积，晶体密度，D正确。 25．因生产金属铁的工艺和温度不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，铁的晶体中铁原子有三种堆积方式，其中两种立方晶胞结构如图所示。下列关于铁或其晶胞的说法中正确的是 A．铁在周期表中位于第四周期第VIIIB族，是过渡元素也是副族元素 B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围均有8个与之距离相等且最近的Fe原子 C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，则Fe原子半径r=bpm D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是 【答案】D 【解析】A．铁在周期表中位于第四周期第VIII族，不是第VIIIB族，故A错误；B．在两种晶胞中，每个Fe原子周围与之距离相等且最近的Fe原子个数分别为8、12，故B错误；C．若ɑ-Fe晶胞边长为bpm，ɑ-Fe晶胞是体心立方堆积，体对角线是4个半径，因此Fe原子半径r=bpm，故C错误；D．若β-Fe晶胞中最近的两个Fe原子核间距为apm，β-Fe是面心立方最密堆积，面对角线是4个半径，即为2apm，则晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，晶胞的密度表达式是，故D正确。 26．(2026安徽临泉高二期中)钛被视为继铁、铝之后的第三金属，钛和钛的化合物在航天、化工、建筑、医疗中都有着广泛的用途。回答下列问题： (1)基态Ti原子的简化电子排布式为[Ar]___________。 (2)TiO2与光气(COCl2)、氯化亚砜(SOCl2)等反应可以制得TiCl4．氯化亚砜的中心原子的杂化方式为___________，光气是___________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)钛与卤素形成的化合物TiX4的熔点如下表： TiX4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 -24 38.3 153 它们熔点差异的原因为___________。 (4)硫酸氧钛是一种优良的催化剂，其阳离子的链状聚合形式如图所示，当其中含有n个钛原子时，该阳离子的化学式为___________。S的空间结构为___________。 (5)超高硬度生物材料Ti3Au合金是理想的人工髋关节和膝关节材料，其晶体有α-Ti3Au(甲)、β-Ti3Au(乙)两种结构，如图所示。 ①α-Ti3Au晶胞中，Ti原子周围与它距离相等且最近的Ti原子有___________个。 ②β-Ti3Au的晶胞参数为509 pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，每个晶胞面上有两个Ti原子。β-Ti3Au晶体的密度是___________(列出计算式)g·cm-3。 【答案】(1)3d24s2 (2) sp3 极性 (3)TiF4为离子晶体，其他均为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点依次升高 (4) (TiO)n2n+ 正四面体形 (5) 8 【解析】(1)Ti是22号元素，简化电子排布式为[Ar]3d24s2； (2)氯化亚砜中心S原子价层电子对=，含一对孤电子对，杂化方式为sp3杂化；光气中心C原子为sp2杂化，分子为平面三角形，但结构不对称，分子的正负电荷中心不重合，属于极性分子； (3)由表格数据可知，TiF4的熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点依次升高，它们熔点差异的原因是TiF4为离子晶体，其余均为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大，分子间作用力越大，熔点越高； (4)根据均摊法可知，平均1个Ti结合1个O，Ti的化合价为+4，O的化合价为-2，则当其中含有n个钛原子时，阳离子的化学式为 (TiO)n2n+ ；SO42-的中心S原子形成4个σ键，孤电子对数为，价层电子对数为4，故其空间构型为正四面体形。 (5)Ti原子在面心，以最上面的面心的Ti原子为例，其与下方四个侧面面心的Ti原子距离相等且最近，与上方四个侧面面心的Ti原子同样距离相等且最近，故Ti原子周围与它距离相等且最近的Ti原子共8个；在β-Ti3Au晶胞中，根据均摊法，Au位于顶点和体心，Au的个数为2，Ti位于面心，Ti的个数为，晶胞的质量为，晶胞的体积为，所以晶体的密度。 27．(2026北京师大附中高二期中)钙钛矿(通式为ABX3)是一类与钛酸钙(CaTiO3)具有相似晶体结构的新型材料。 (1)CaTiO3的晶胞形状为立方体，如下图所示。 ①Ti的基态原子的价层电子排布式为______。 ②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的O有______个。 ③该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，则O处于______位置。 (2)有机-无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中的合成过程如下： ①物质a中C-N-C键角小于物质b中的C-N-C键角，解释原因______。 ②物质b熔点低，常温下是液态。从结构角度解释原因______。 (3)相较于钙钛矿，类钙钛矿结构材料具有高温稳定性等优点。一种类钙钛矿结构材料的化学式为Pr2NiO4，摩尔质量为g·molˉ1，晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、a nm、b nm，如图所示。阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为______g· cm-3 。(1 nm=10-7cm) 【答案】(1)3d24s2 12 棱心 (2) 孤电子对有较大的斥力，使中的C-N-C键角更小 是离子晶体，但阴、阳离子体积较大，使得二者之间的作用力相对较弱 (3) 【解析】(1)①Ti的原子序数为22，基态原子的价层电子排布式为3d24s2；②Ca位于晶胞顶点，O原子位于以Ca原子为中心的12个面的面心上，所以有12个；③将体心的Ti原子平移到顶角，则氧原子按同样的路径平移到棱心上，因此O原子位于棱心位置； (2)①两个物质中N原子都是sp3杂化，但中N原子有一对孤电子对，对成键电子有排斥力，键角更小； ②是离子晶体，熔点受离子键强弱的影响，但该化合物阴阳离子体积较大，离子键较弱，熔点较低； (3)该晶胞中含有2个Pr2NiO4单元，，，因此晶胞的密度为 。 28．(2026山西运城高二期中)过渡元素的化合物在生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)基态锰原子的核外电子排布式为___________，锰有多种化合价，在+2、+3、+4、+5和+6中，最稳定的离子是___________(填离子符号)。 (2)Ni(CO)4是常温下呈液态的镍的重要配合物，其空间结构为正四面体，其易溶于CCl4、苯等有机溶剂的原因为___________，Ni(CO)4中含有的σ键与π键的数目之比为___________。 (3)CrCl3·6H2O有三种异构体，在水中阳离子存在形式分别为[Cr(H2O)6]3+、[Cr(H2O)5Cl]2+、[Cr(H2O)4Cl2]+，等物质的量上述三种异构体分别与足量AgNO3溶液反应生成的沉淀的质量之比为___________。 (4)用邻二氮菲(phen，结构为)与琥珀酸亚铁生成稳定的橙色配合物，可测定Fe2+的浓度，发生反应：Fe2++3phen=[Fe(phen)3]2+。 用邻二氮菲测定Fe2+浓度时应控制pH为2~9的适宜范围，请解释pH不能过大的原因：___________。 (5)Fe、Se化合物是一种超导材料，其立方晶胞结构如图所示，该晶体的密度为ρg· cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则Se位于Fe构成的___________空隙中；相邻的Fe和Se原子核之间的距离为___________ pm(用含ρ和NA的代数式表示即可)。 【答案】(1) [Ar]3d54s2 Mn2+ (2)Ni(CO)4 是非极性分子，CCl4、苯为非极性溶剂，根据相似相溶原理，Ni(CO)4 易溶于其中 1：1 (3)3：2：1 (4)pH过大时，Fe2+会水解生成Fe(OH)2沉淀，降低Fe2+浓度，影响配合物生成，干扰测定 (5)正四面体 【解析】(1)Mn为25号元素，根据核外电子排布规则，基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，可简化为[Ar]3d54s2 ；Mn2+的价电子排布为3d5，符合洪特规则的半充满稳定结构，因此最稳定； (2)Ni(CO)4空间构型为正四面体，正负电荷中心重合，属于非极性分子，CCl4、苯均为非极性溶剂，根据相似相溶原理，Ni(CO)4易溶于二者；Ni(CO)4中，Ni与4个CO形成4个配位σ键，每个CO中含1个σ键、2个π键，总σ键数为4+4=8，总π键数为，故σ键与π键数目比为1：1； (3)配合物中只有外界电离出的Cl-能与AgNO3反应生成AgCl沉淀，1 mol三种异构体中，外界Cl-的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol，因此生成AgCl沉淀的质量比为3：2：1； (4)pH过大时，OH-浓度较高，Fe2+会与OH-结合生成Fe(OH)2沉淀，无法和邻二氮菲形成目标配合物，影响测定，因此pH不能过大； (5)晶胞中Fe位于顶点和面心，原子数：，Se原子全部在晶胞内，共8个；Fe为面心立方堆积，晶胞共有8个正四面体空隙，Se恰好填充在正四面体空隙中；晶胞质量，由得晶胞边长，相邻Fe和Se的核间距为晶胞体对角线的，转换单位1pm=10-10cm后，得到距离为。 思维拔高 29．(2026安徽合肥二模)α-Li3N晶体具有良好的导电性，其晶体是由Li2N-平面层和非密置的Li+层交替叠加而成，Li2N-平面层结构如下图1所示，N3-处在Li+形成的六元环的中心。α-Li3N晶体结构如下图2所示。已知N3-和Li+的半径分别为和。下列说法错误的是( ) A．Li3N的电子式为 B．Li2N-层中Li-N间距为 C．α-Li3N晶胞中距离N3-最近的Li+数为8 D．α-Li3N晶体中，Li+可出入层间及层内空隙从而具有导电性 【答案】C 【解析】A．Li3N为离子化合物，N3-最外层满足8电子稳定结构，与Li+形成离子键，给出的电子式书写正确，A正确； B．Li2N-层中N位于Li构成的正六元环中心，N3-之间距离为364．8pm，转化为数学模型：，，，可求Li-N间距(AB)为，B正确；C．根据晶体结构，一个周围有6个同平面的Li+和2个轴向的Li+。同平面Li+与N3-的距离约为210.6 pm。轴向的2个Li+与N3-的距离更近，约为193．75 pm。因此，距离N3-最近的Li+数为2，C错误；D．晶体中存在非密置Li+层，Li+可在层间及层内空隙移动，使晶体具有良好导电性，D正确。 30．(2026·河南郑州一模) K3[ Fe(CN)6] (铁氰化钾)可用于检验，产生特征蓝色沉淀KFe[ Fe(CN)6] (滕氏蓝)，滕氏蓝可作蓝色颜料。滕氏蓝晶体的晶胞结构如图(正方体结构，省略了CN-)，晶胞边长为d nm，P原子坐标为(0，0，0)。已知：KFe[ Fe(CN)6]的摩尔质量为M g·molˉ1。下列说法错误的是( ) A．[ Fe(CN)6]3-中，配体为CN- B．Q处K+坐标为 C．Fe2+和K+的最近距离为0.25d nm D．滕氏蓝晶体的密度为 【答案】C 【解析】A项，[ Fe(CN)6]3-是配位离子，中心离子为Fe3+，提供空轨道，配体为CN-，提供孤电子对，A正确；项，P原子坐标为(0，0，0)，设晶胞边长为1个单位，Q处K+在晶胞内的位置对应，因此坐标为，B正确；C项，Fe2+与最近K+的分数坐标差为，根据空间距离公式，最近距离为 ，C错误；D项，该晶胞中含4个KFe[ Fe(CN)6]，晶胞质量；晶胞边长，晶胞体积，因此密度： ，D正确；故选C。 31．(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)α-Fe可用作合成氨催化剂、其立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。已知截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低。下列说法不正确的是( ) A．铁的配位数是8 B．α-Fe晶胞中原子的半径为 C．截面单位面积含有的原子为(个/) D．m、n截面中，催化活性较低的是n 13．C 【解析】A项，铁原子位于体心和顶点，以体心为例最近且等距的铁原子为8个，故铁的配位数是8，A正确；B项，3个铁原子沿体对角线相切，故α-Fe晶胞中Fe原子的半径为，B正确；C项，n截面面积为，每个顶点被8个相邻晶胞共享，该截面上的4个顶点原子，每个对该平面的贡献为，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，故n截面单位面积含有的Fe原子为，C错误；D项，m截面面积，每个顶点被8个相邻晶胞共用​​，每个晶胞的面被两个晶胞共用，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积原子数为，n截面单位面积含有的Fe原子为，截面单位面积含有原子个数越多，催化活性越低，故催化活性较低是n，D正确；故选C。 32．(2026湖北二模)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料，室温下该化合物晶胞如图所示，晶胞参数，。阿伏加德罗常数为NA(单位：mol-1)，、和分别表示Cs、Pb和Br的摩尔质量(单位：)。下列说法正确的是( ) A．距离Cs最近且等距的Br原子为12个 B．每个晶胞中Cs和Br构成的八面体空隙为6个 C．Cs与Pb之间的距离为 D．该晶体密度为 【答案】C 【解析】A．a≠b≠c，所以距离Cs最近且等距的Br原子为4个，A错误；B．每个晶胞中Cs和Br构成的八面体空隙的中心为正好为6个面心，均摊后为3个，B错误；C．Cs与Pb之间的距离为体对角线的一半，为，C正确；D．单位换算错误，，一个晶胞中Cs位于体心，1个；，，，D错误。 33．(2026·山东烟台一模)Co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)钴元素在元素周期表中的位置是________；下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。 A．[Ar]3d74s2     B．[Ar]3d74s1     C．[Ar]3d74s14p1    D．[Ar]3d74p1 (2)配合物K3[Co(NO2)6]的中心离子是________，配体的VSEPR模型为________。 (3)通过可制备[Co(NH3)6]Cl3。 ①1 mol [Co(NH3)6]3+中含有________mol σ键。 ②[Co(NH3)6]3+与NH3相比，H-N-H的键角前者________后者(填“>”“<”或“=”)。 (4)SmCok(k>1)是一种稀土永磁材料，其晶体由Sm-Co单层和Co单层两种结构单元层交替排列构成，其结构如图。 已知：Ⅰ.层间距为a pm，Sm-Co单层中Sm与Sm的最短距离为b pm； Ⅱ.核间距：dA-B<dA-C。 ①该物质的化学式为________，A原子周围最近且等距离的Co原子有________个。 ②已知A原子的分数坐标为(1，0，1)，则M原子的分数坐标为________，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该材料的密度为________g·cm-3(列计算式)。 【答案】(1) 第4周期Ⅷ族 B (2) Co3+ 平面三角形 (3) 24 > (4) SmCo5 6 【解析】(1) Co原子序数为27，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。 电离能规律：同一元素，阳离子电离最外层电子所需能量大于中性原子；同一价态，基态能量低于激发态，电离最外层电子需要的能量更大。 A是基态Co原子，电离对应第一电离能，能量最小； B是基态Co+，电离对应第二电离能，能量大于A； C是激发态Co原子，能量高于基态，电离能小于A； D是激发态Co+，能量高于基态Co+，电离能小于B； 因此所需能量最大的是B。 (2)配合物K3[Co(NO2)6]中，配离子整体带3个负电荷，每个NO2-带1个负电荷，因此中心离子为Co3+。 配体NO2-中中心N的价层电子对数，因此VSEPR模型为平面三角形。 (3)①[Co(NH3)6]3+中，每个NH3含3个N-Hσ键，6个NH3共个σ键；Co3+与6个NH3形成6个配位σ键，总σ键为。 ② 游离NH3中N原子有一对孤对电子，形成配位键后，孤对电子转化为成键电子对，对N-H键的排斥力减小，因此H-N-H键角更大，填。 (4)①该晶胞为直六棱柱，角度分别为、、， 利用均摊法求晶胞中的微粒数目：Sm原子数为，Co 原子数为，该晶体的化学式为SmCo5；根据，A(Sm)所在上底面角度为，其周围最近的Co与AB在同一平面，如Sm-Co单层图所示，共6个； ② A的分数坐标为(1，0，1)，说明晶胞坐标范围，M位于底面，在z轴的坐标分数为0，根据单层投影图可知，M位于晶胞面对角线的处。如图：，因此M的分数坐标为。 晶胞质量；底面为边长bpm的菱形(夹角)，底面积，晶胞高度为2apm，因此体积，密度。 34．(2026·山东淄博一模)Co及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，Co位于第___________周期___________族，基态Co与基态Mn原子中未成对电子数之比为___________。 (2)双核钴配离子结构如图甲所示。已知三氮唑环结构()存在大π键。 ①Co的化合价为___________，1 mol该配离子中通过螯合作用形成的配位键有___________mol。 ②a、b处N原子形成大π键时p轨道能提供1对电子的是___________(填标号)。该配离子中N的杂化方式有___________种。 ③三氮唑()的沸点显著高于吡啶()的主要原因是___________。 (3)钴钐化合物可用作稀土永磁材料，其六方晶胞如图乙所示，A、B点原子的分数坐标分别为，。则___________；截面MNQP单位面积含有的Co原子为___________个。 【答案】(1)四 第Ⅷ 3：5 (2) +2 8 a 2 三氮唑分子间可以形成氢键，吡啶无法形成分子间氢键 (3) 5 【解析】(1)Co(钴)原子序数为27，核外电子排布为[Ar]3d74s2，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族； Mn(锰)核外电子排布为[Ar]3d54s2，根据洪特规则，Co的3d轨道有3个未成对电子，Mn的3d轨道有5个未成对电子，故未成对电子数之比为3：5； (2)①Co化合价与螯合配位键数目配离子总电荷为+2，配体中仅2个硝酸根为-1价，其余配体均为中性。设Co化合价为x，则，解得x=+2；该配离子含2个多齿配体，每个配体分别与2个Co共形成4个螯合配位键，因此1mol该配离子中螯合配位键共8mol；②大π键与杂化方式a处N原子形成3个σ键，价层剩余1对电子填充在p轨道，可提供1对电子参与大π键；b处N原子形成3个σ键(其中一个是配位键)，仅能提供5-2-2=1个电子参与大π键，故填a；配离子中，环上参与大π键的N为sp2杂化，氨基(-NH2)中的N为sp3杂化，硝酸根的N原子价层电子对数，N为sp2杂化，共2种杂化方式；③三氮唑结构中存在N-H键，分子间可以形成氢键，分子间作用力显著增强；吡啶中N原子不直接连H，无法形成分子间氢键，分子间作用力更弱，因此三氮唑沸点显著高于吡啶； (3)①用均摊法计算晶胞原子数：Sm完全位于晶胞内，数目为1； Co：；晶胞中间还有2个Co完全属于晶胞，总Co数目为1+3+2=5，因此SmCox中x=5； ② 截面MNOP是平行四边形，面积； 截面上Co数目：4个顶点Co共均摊得，中间2个Co完全属于截面，总Co数目为3，因此单位面积Co原子数。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $