作业验收评价(17) 物质的聚集状态 常见晶体类型及性质(Word练习)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习（江苏专版）

**基本信息** 聚焦晶体结构与性质，通过概念辨析与晶胞分析，构建"类型判断-性质比较-结构解析"的递进式训练体系，强化结构决定性质的化学观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |晶体类型判断|3题（2、6、11）|正误辨析+表格选择|从构成微粒到作用力，建立晶体分类标准| |性质比较|4题（1、3、7、11）|熔沸点/硬度比较|键能/晶格能与性质的定量关系推理| |晶胞结构分析|6题（5、7、8、9、10、12）|坐标分析+配位数计算|均摊法应用与空间想象力培养| |综合应用|2题（14、15）|结合新情境的简答|晶体结构与物质性质的综合论证|

作业验收评价(十七)　物质的聚集状态　常见晶体类型及性质 一、选择题 1.下列关于晶体性质描述正确的是 (　　) A.SiO2、NaCl、干冰的熔、沸点依次降低 B.自然界中的玻璃、炭黑、蜡状的白磷(P4)等属于非晶体 C.CO2、H2O、C60等分子晶体中,一个分子周围有12个紧邻的分子,该特征称为分子密堆积 D.冰晶体具有空间网状结构,属于共价晶体 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 Ar SO2 B H2SO4 石墨 S C CH3COONa 水晶 D Ba(OH)2 金刚石 玻璃 3.(2024·山东卷)下列物质均为共价晶体且成键结构相似,其中熔点最低的是 (　　) A.金刚石(C)　　　　 B.单晶硅(Si) C.金刚砂(SiC) D.氮化硼(BN,立方相) 4.我国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 (　　) A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C.三种物质的晶体类型相同 D.三种物质均能导电 5.(2026·南通如皋模拟)某太阳能光伏电池的有机半导材料晶胞结构如图所示,其中A为CH3N,另两种离子为I-和Pb2+。下列说法正确的是 (　　) A.CH3N中C和N的轨道杂化方式相同 B.X为Pb2+ C.晶胞中距离A最近的X有6个 D.该晶胞中含有8个A 6.铝的卤化物AlX3(X=Cl、Br、I)气态时以Al2X6双聚形态存在,下列说法错误的是 (　　) 性质 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 熔点/℃ 1 290 192.4 97.8 189.4 沸点/℃ 1 272 180 256 382 A.AlF3晶体类型与其他三种不同 B.1 mol Al2Cl6中所含配位键数目为4NA C.Al2X6中Al、X原子价电子层均满足8e-结构 D.AlCl3熔点高于AlBr3的原因是Cl的电负性大于Br,具有一定离子晶体特征 7.锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断正确的是 (　　) A.该晶体属于共价晶体 B.该晶胞中Z和S2-数目不相等 C.阳离子的配位数为6 D.氧化锌的熔点大于硫化锌 8.(2026·东莞市期末)晶胞是物质世界精巧的积木。下列说法正确的是 (　　) A.每个氯化钠晶胞中含有1个NaCl分子 B.熔点:NaCl>金刚石>干冰 C.12 g金刚石晶体中含有8 mol碳原子 D.干冰晶胞中每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子 9.(2026·南通如皋期中)甲烷晶体的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.甲烷晶胞中的球只代表1个C原子 B.晶体中1个CH4分子周围有12个紧邻的CH4分子 C.甲烷晶体熔化时需克服共价键 D.1个CH4晶胞中含有8个CH4分子 10.(2026·凉山州期末)某富锂超离子导体可用于制备高性能固体电解质材料,其立方晶胞如图。下列说法不正确的是 (　　) A.电负性:O>Cl>Li B.化学式为Li3OCl C.氧原子的配位数为8 D.若以部分Mg2+取代部分Li+,晶胞中会产生一定数量的空位,有利于Li+传导 11.(2026·广州市第五中学段考)如图为几种物质晶体或晶胞结构示意图。 下列说法不正确的是 (　　) A.1 mol冰晶体中可含有2 mol氢键 B.金刚石、MgO、碘单质熔点:MgO>金刚石>碘单质 C.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1∶2 D.碘单质是分子晶体,碘单质在CCl4中比水中溶解度更大 12.(2026·大庆东风中学模拟)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的晶胞结构相似(如图所示),但CaC2晶体中含有哑铃形的,使晶胞沿一个方向拉长,下列关于CaC2晶体的说法正确的是 (　　) A.每个Ca2+周围距离最近且相等的的数目为6 B.CaC2晶体,每个晶胞中含有4个Ca2+和4个 C.6.4 g CaC2晶体中含有0.2 mol阴离子 D.每个Ca2+周围距离最近且相等的Ca2+有12个 13.(2026·泰州中学模拟)元素X、Y、Z、W均属前4周期,基态X原子的2p轨道中成对电子与未成对电子相等;Y是地壳含量最多的金属元素;Z的单质常温下是黄绿色气体;基态W3+的3d轨道为半充满。下列说法正确的是 (　　) A.简单离子半径:Y>Z>X B.简单氢化物沸点:Z>X C.Y与Z形成的化合物是电解质,熔融状态能导电 D.W3X4晶胞的结构如图所示,W3+已标出,W2+应位于c处 二、非选择题 14.(12分)氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构,六方氮化硼的结构与石墨类似,可作润滑剂;立方氮化硼(BN)是莫氏硬度高的超硬材料之一,在工业上有广泛应用。 (1)立方金刚石、碳化硅(SiC)结构均与立方氮化硼相似,三者晶体中键长数据如表。 晶体 键长/pm 立方氮化硼(BN) 157 立方金刚石 154 碳化硅(SiC) 184 依据相关数据,比较上述三种晶体的莫氏硬度,并说明原因:　　　　　　　　　 　　。  (2)立方氮化硼(BN)晶胞中含有　　　个硼原子。在该晶胞中,硼原子填充在由　　　个氮原子构成的　　　　　　空隙中。  (3)若要区分某BN样品是六方氮化硼(BN)还是立方氮化硼(BN),下列方法可行的是　　　　(不定项)。  A.晶体X射线衍射 B.原子发射光谱 C.质谱 D.测定晶体的莫氏硬度 (4)石墨能导电的主要原因是电子能在由电负性相同的碳原子所形成的大π键中流动。但六方氮化硼晶体不导电,可能的原因是　　　(不定项)。  A.N的电负性大于B B.电子被约束在N原子周围不能形成有效的流动 C.N的电负性小于B D.电子被约束在B原子周围不能形成有效的流动 15.(14分)铁的化合物在生产生活中具有广泛的应用。回答下列问题: (1)铁在元素周期表中位于第　　　　周期第　　　　族;同周期中,基态原子未成对电子数比铁多的元素是　　　　(填元素符号)。  (2)某铁、铜、氧组成的复合催化剂晶胞结构如图所示(A、B分别为晶胞的的结构,在晶胞中交替排列),铜在晶胞中的位置为体内、顶角和　　　　,其化学式为　　　　。  (3)血红素(结构如图)是铁卟啉化合物,是血红蛋白的辅基,也是肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶等的辅基。 ①分子中,碳、氮、氧的第一电离能由大到小的顺序为　　　　。  ②分子中氮元素形成的五元环均存在对应的大π键(所有原子共平面),则N原子轨道杂化方式为　　　　。  (4)氯化铁的熔点为282 ℃、氧化铁的熔点为1 565 ℃,二者差别很大,可能的原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)CaF2常用作钢铁冶炼的助溶剂,CaF2晶胞结构如图1所示(晶胞边长为a pm),γ⁃Fe的面心立方晶胞结构如图2所示(晶胞边长为b pm)。 ①小黑球表示　　　　(填离子符号),F-填充在Ca2+围成的　　　　形空隙中,Ca2+的配位数为　　　　。  ②阴影所示截面单位面积含有的Fe原子为　　　个。  答案 评价(十七)　物质的聚集状态　常见晶体类型及性质 1.选A　SiO2、NaCl、干冰分别为共价晶体、离子晶体、分子晶体,其熔、沸点依次降低,A正确;白磷(P4)属于分子晶体,B错误;分子晶体的结构特征不都是分子密堆积,如冰中存在氢键,氢键有方向性,冰不是分子密堆积,C错误;冰晶体是分子晶体,D错误。 2.选C　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。 3.选B　金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN),都为共价晶体,结构相似,则原子半径越大,键长越长,键能越小,熔点越低,在这几种晶体中,键长Si—Si>Si—C>B—N>C—C,所以熔点最低的为单晶硅。 4.选A　原子间优先形成σ键,三种物质中均存在σ键,A项正确;金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B项错误;金刚石为共价晶体,石墨为混合型晶体,C项错误;金刚石中没有自由移动的电子,不能导电,D项错误。 5.选A　 CH3N中C和N均采取sp3杂化,A正确;晶胞中A个数为8×=1,B个数为1,X个数为6×=3,根据化合物各元素化合价代数和为0可知,X为I-,B、D错误;晶胞中距离A最近的X有12个,C错误。 6.选B　AlF3为离子晶体,其他三种为分子晶体,A正确;每个Al与周围的三个Cl共用一对电子,与另一个Cl形成配位键,故1 mol Al2Cl6中所含配位键数目为2NA,B错误;Al2X6(X不为F)中,每个Al与周围的三个X共用一对电子,与另一个X形成配位键,均满足8电子结构,C正确。 7.选D　锌与硫形成的化合物为硫化锌(ZnS),锌为金属元素、硫为非金属元素,硫化锌属于离子化合物,二者通过离子键结合形成离子晶体,故A错误。根据均摊原则,黑球(Zn2+)位于顶点和面心,顶点8×=1个,面心6×=3个,共1+3=4个;白球(S2-)位于晶胞内部,共4个,Zn2+和S2-数目均为4,故B错误。ZnS晶体中Zn2+填充在S2-构成的四面体空隙中,配位数为4,故C错误。ZnO和ZnS均为离子晶体,O2-半径小于S2-半径,ZnO中离子键更强,晶格能更大,熔点更高,故D正确。 8.选D　NaCl是离子晶体,由图可知,1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,不存在NaCl分子,A错误;NaCl是离子晶体,干冰是分子晶体,金刚石是共价晶体,所以熔点由高到低的顺序是金刚石>NaCl>干冰,B错误;12 g金刚石晶体中含有1 mol碳原子,C错误;CO2晶胞为面心立方晶胞,配位数为12,1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个,D正确。 9.选B　题图所示的甲烷晶胞中的球代表的是1个甲烷分子,并不是1个C原子,A项错误。由甲烷晶胞分析,与位于晶胞顶点的某一个甲烷分子距离最近的甲烷分子有3个,而这3个甲烷分子在晶胞的面上,因此每个都被2个晶胞共用,故与1个甲烷分子紧邻的甲烷分子数目为3×8×=12,B项正确。甲烷晶体是分子晶体,熔化时克服范德华力,C项错误。甲烷晶胞属于面心立方晶胞,该晶胞中甲烷分子的个数为8×+6×=4,D项错误。 10.选C　已知金属元素的电负性比非金属元素的小,Cl与O形成的化合物中O显负价,Cl显正价,即电负性:O>Cl,故电负性:O>Cl>Li,A正确;根据均摊法可知,晶体含有Li:8×+1=3,Cl:4×=1,O:2×=1,则该晶体的化学式为Li3OCl,B正确;由图可知,与O原子距离最近且相等的Li原子的个数为6,即O配位数为6,C错误;根据电荷守恒,一个Mg2+可以取代二个Li+,产生的空位更多,有利于内部的Li+传导,D正确。 11.选B　由图可知,1个水分子能形成4个氢键,每个氢键为2个水分子所共有,每个水分子含有4×=2个氢键,所以1 mol冰晶体中含有氢键的物质的量为2 mol,故A正确;金刚石是共价晶体,氧化镁是离子晶体,碘单质是分子晶体,则熔点:金刚石>MgO>碘单质,故B错误;由晶胞结构可知,在金刚石晶体中,每个碳原子与4个碳原子形成共价键,每个共价键为2个碳原子所共有,每个碳原子形成的共价键为4×=2个,则碳原子与碳碳键个数的比为1∶2,故C正确;碘单质是非极性分子形成的分子晶体,在非极性有机溶剂中(如CCl4)的溶解度大于在极性溶剂(H2O)中的溶解度,故D正确。 12.选B　根据题意可知,存在使晶胞沿一个方向拉长,根据晶胞图可知,每个Ca2+周围距离最近且相等的的数目为4,故A错误;CaC2晶体中,每个晶胞中含有Ca2+数目为12×+1=4个,的数目为8×+6×=4,故B正确;6.4 g CaC2物质的量为0.1 mol,CaC2中的阴离子为,则含阴离子物质的量为0.1 mol,故C错误;该晶胞沿一个方向拉长,导致晶胞的一个平面的长与宽不等,与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4个,故D错误。 13.选D　元素X、Y、Z、W均属前4周期,基态原子X的2p轨道未成对电子数和成对电子数相等,则该元素为O元素,Y是地壳含量最多的金属元素,则Y为Al元素,Z的单质常温下是黄绿色气体,为Cl2,则Z为Cl元素,基态W3+的3d轨道为半充满,其电子排布为 1s22s22p63s23p63d5,共23个电子,再加上3个电子一共26个电子,因此W为Fe元素,由此可知X、Y、Z、W分别为O、Al、Cl、Fe元素。简单离子O2-、Al3+、Cl-电子层数越多,半径越大,电子结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,故离子半径:Cl->O2->Al3+,故A项错误;X的简单氢化物是H2O,Z的简单氢化物是HCl, H2O分子间有氢键, HCl分子间没有氢键,故简单氢化物的沸点:H2O>HCl,故B项错误;Y与Z形成的化合物为AlCl3,为共价化合物,是电解质,在水溶液中导电,在熔融状态下不能导电,故C项错误;该晶胞的结构中含有12×+1=4个O2-,根据化学式还应该含有2个Fe3+和1个Fe2+,图中Fe3+有4×+3×=2个,Fe2+差一个,则c点为Fe2+,故D项正确。 14.解析:(2)由均摊法知晶胞中B原子的个数为8×+6×=4;B原子填充在4个氮原子构成的正四面体空隙中。(3)六方BN与立方BN晶胞结构不同,其X射线衍射图谱不同,A可选;原子发射光谱用于元素分析,而两者构成元素相同,无法区分,B不可选;质谱用于测量分子量,而两者没有单独的BN分子,均为B—N网络构成,无法区分,C不可选;立方BN为三维共价网络结构,硬度与金刚石接近,而六方BN为层状结构,硬度与石墨接近,从硬度上非常好区分,D可选。(4)N的电负性大于B,导致电子被约束在N周围不能形成有效的流动,故选AB。 答案:(1)共价键键长越短,键强度越大,要破坏键并使原子发生相对位移所需的能量越高,材料越硬,故硬度大小关系为立方金刚石>立方氮化硼>碳化硅　(2)4　4　正四面体 　(3)AD　(4)AB 15.解析:(1)铁的原子序数为26,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族;根据构造原理可知基态铁的价电子排布式为3d64s2,其中未成对电子数有4个,同周期元素中,基态原子核外未成对电子数比铁多的元素是Mn(5个未成对电子)和Cr(6个未成对电子)。(2)根据两个正方体交替出现,图像如,结合铜位于体内和顶角,可知Cu原子的另一个位置是在晶胞的面心;根据均摊法可知,晶胞中含有Cu原子的数目为8×+6×+4=8个;含有的Fe原子数目为4×4=16个;含有的O原子数目为4×4+4×4=32个,n(Cu)∶n(Fe)∶n(O)=8∶16∶32=1∶2∶4,故其化学式为CuFe2O4。(3)①一般情况下,同一周期元素的原子序数越大,元素的第一电离能就越大。C、N、O是同一周期元素,由于氮的2p能级上电子为半充满的稳定结构,其第一电离能比同周期相邻元素的大,故元素的第一电离能:N>O>C。②根据题意可知该物质分子中的氮元素形成的五元环中存在大π键,使五元环为平面结构,N原子形成3个σ键,可知N原子的杂化方式为sp2杂化。(4)根据已知信息可知氯化铁的熔点低,其在固态时为分子晶体;而氧化铁的熔点高,其在固态时为离子晶体。二者熔点差别较大,原因就是由于二者的晶体类型不同,熔化时破坏的作用力类型不同。(5)①由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的小黑球个数为4,位于顶点、面心、体心、棱上的小白球个数为8×+6×+1+12×=8,由氟化钙的化学式可知,小黑球表示钙离子、小白球表示氟离子;晶胞中位于体内的氟离子填充在钙离子围成的正四面体形空隙中;晶胞中钙离子位于由8个氟离子构成的正方体的体心,则钙离子的配位数为8。②阴影所示截面的面积为b pm×b pm=b2 pm2,由均摊法可知,阴影所示截面中铁原子个数为4×+2×=2,则阴影所示截面单位面积含有的铁原子为个=个。 答案:(1)四　Ⅷ　Mn、Cr　(2)面心　CuFe2O4　(3)①N>O>C　②sp2　(4)氯化铁为分子晶体,熔点低,氧化铁为离子晶体,熔点高 (5)①Ca2+　正四面体　8　② 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $