大单元3 专题9 第29讲 物质的聚集状态 常见晶体结构模型（课时作业）-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版）

该高中化学高考复习课件聚焦晶体结构、化学键、物质性质比较等核心考点，依据高考评价体系梳理了晶体类型判断、杂化方式分析、晶胞计算等考查要求，通过近五年真题及2026年模拟题分析，明确晶体结构与性质占35%、化学键与杂化占30%的高频考点分布，归纳选择、填空等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题精析+技巧建模+素养提升”策略，如以第10题晶胞计算为例，用“均摊法”推导M₃C₆₀化学式，培养科学思维中的模型建构能力，针对晶体类型判断总结“微粒-作用力-类型”三步法，帮助学生掌握得分技巧。教师可依托课件精准定位学情，助力学生高效冲刺高考。

一、选择题(每小题3分) 1.C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。 下列关于该碳玻璃的说法错误的是(　　) A.具有自范性 B.与C60互为同素异形体 C.含有sp3杂化的碳原子 D.化学性质与金刚石有差异 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 A 1 解析：A.自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性， A错误；B.碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以二者互为同素异形体，B正确；C.碳玻璃具有高硬度，结构与金刚石类似，所以含有sp3杂化的碳原子，C正确；D.金刚石与碳玻璃互为同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异， D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 2.(2026·湖北武汉联考)纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末，具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于 纳米SiO2的说法正确的是(　　) A.对光有各向异性 B.熔点与晶体SiO2相同 C.与晶体SiO2互为同分异构体 D.可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 D 3 解析：A.纳米SiO2为非晶态，没有各向异性，故A错误；B.纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，因此熔点不相同，故B错误；C.具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体，SiO2只是化学式，晶体SiO2中没有分子，故C错误；D.纳米SiO2不是晶体，SiO2是共价晶体，可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4 3.下列各组物质的晶体类型相同的是(　　) A.SiO2和SO3　　　　　 B.I2和NaCl C.Cu和Ag D.SiC和MgO 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C 解析：A.SiO2为共价晶体，SO3为分子晶体，晶体类型不同，故A错误；B.I2为分子晶体，NaCl为离子晶体，晶体类型不同，故B错误；C.Cu和Ag都为金属晶体，晶体类型相同，故C正确；D.SiC为共价晶体，MgO为离子晶体，晶体类型不同，故D错误。 5 4.(2026·河北唐山模拟)下列各组物质性质的比较，结论正确的是(　　) A.分子的极性：BCl3＞PCl3 B.沸点：邻羟基苯甲酸＜对羟基苯甲酸 C.熔点：MgCl2＜AlCl3　 D.硬度：C(金刚石)＜SiC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 B 6 解析：A.BCl3中心原子价电子对数==3、孤电子对数=3－3=0，故为sp2杂化，分子的空间结构为平面正三角形，为非极性分子；PCl3的中心原子价电子对数==4、孤电子对数=4－3=1，故为sp3杂化，分子的空间结构为三角锥形，为极性分子，A错误；B.邻羟基苯甲酸存在分子内氢键、对羟基苯甲酸分子间能形成氢键，沸点：邻羟基苯甲酸＜对羟基苯甲酸，B正确；C.氯化镁属于离子晶体、 氯化铝属于分子晶体，离子键大于分子间作用力，则熔点：MgCl2＞AlCl3，C错误；D.金刚石与碳化硅均属于共价晶体，碳原子半径小于硅原子半径，碳碳键比碳硅键更牢固，硬度：C(金刚石)＞SiC，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 7 5.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、N—Ga。下列说法错误的是(　　) A.GaN的熔点高于AlN B.晶体中所有化学键均为极性键 C.晶体中所有原子均采取sp3杂化 D.晶体中所有原子的配位数均相同 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 A 8 解析：A.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的键长，N—Al的键能较大，键能越大其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；C.金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4)且无孤电子对，C原子均采取sp3杂化，由于AlN、GaN成键结构与金刚石相似，故两种晶体中所有原子也均采取sp3杂化，C说法正确；D.金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN成键结构与金刚石相似，故两种晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9 6.黑砷在催化电解水方面受到关注，其 晶体结构如图所示，与石墨类似。下列 说法正确的是(　　) A.黑砷中As—As的强度均相同 B.黑砷与C60都属于混合型晶体 C.黑砷与石墨均可作为电的良导体 D.黑砷单层中As原子与As—As的个数比为1∶3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C 10 解析：A.根据图知，黑砷中存在的As—As的键 长不同，则键能不同，故A错误；B.C60属于分 子晶体，黑砷晶体结构类似于石墨，石墨为混 合型晶体，所以黑砷属于混合型晶体，故B错 误；C.黑砷晶体结构与石墨类似，石墨是电的 良导体，则黑砷也是电的良导体，故C正确； D.根据图知，黑砷晶体每层原子之间组成六元 环结构，一个正六边形有6个As，每个As与相邻的3个As以As—As相结合，即每个As属于3个正六边形，实际属于这个正六边形的As原子数为6×=2，同理，一个正六边形六条边，但每个As—As属于相邻两个正六边形，则实际属于这个正六边形的As—As个数为6×=3，故黑砷单层中As原子与As—As个数比为2∶3，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11 7.(2026·江苏徐州模拟)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(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 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 B 12 解析：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分别共用一对电子，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；每个Al与周围的三个Cl分别共用一对电子，与另一个Cl形成配位键，均满足8电子结构，C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 性质 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 熔点/℃ 1 290 192.4 97.8 189.4 沸点/℃ 1 272 180 256 382 13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 B 8.(2026·湖北襄阳模拟)钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名 的，最初单指钛酸钙这种矿物[如图(a)]，此后，把结构与之类似的晶体 (化学式与钛酸钙相同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池 的有机半导体材料的结构如图(b)所示，其中A为CH3N，另两种离子 为I－和Pb2＋。下列说法错误的是(　　) A.钛酸钙的化学式为CaTiO3 B.图(b)中，X为Pb2＋ C.CH3N中含有配位键 D.晶胞中与每个Ca2＋紧邻的 O2－有12个 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析：A.Ca2＋位于8个顶点，故为8×=1个，Ti4＋位于体心，故为1个，O2－位于6个面心，故为6×=3个，钛酸钙的化学式为CaTiO3，故A正确；B.图(b)中，A、B、X分别位于晶胞的顶点、体心和面心，根据“均摊法”可以确定其中有1个A、1个B和3个X，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可知，CH3N和Pb2＋均有1个，I－有3个，故X为I－，故B错误； 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C.类比N成键情况可知，CH3N中含有H＋与—NH2形成的配位键，故C正确；D.Ca2＋位于顶点，与邻近的3个面的面心上的O2－紧邻，每个顶点参与形成8个晶胞，每个面参与形成2个晶胞，因此与每个Ca2＋紧邻的O2－有3×8÷2=12个，故D正确。 16 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9.(2026·北京海淀模拟)硅酸盐是地壳岩石的主要成分，在硅酸盐中， 四面体(如图甲为俯视投影图)通过共用顶角氧原子可形成六元环 (图乙)、无限单链状(图丙)、无限双链状(图丁)等多种结构。石棉是由钙、 镁离子以离子数1∶3的比例与单链状硅酸根离子形成的一种硅酸盐。 17 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 下列说法不正确的是(　　) A.大多数硅酸盐材料硬度高与硅氧四面体结构有关 B.六元环的硅酸盐阴离子化学式为(SiO3 C.石棉的化学式为CaMg3Si4O12 D.双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2∶5 D 18 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析：A.硅氧四面体结构是指由一个硅原子和四个氧原子组成的四面体结构。这种结构因其内部化学键的结构和特性而具有稳定性。硅氧四面体结构中的硅原子与四个氧原子形成了共价键，共享电子对使每个原子都充满了电子。这种共价键结构使得硅氧四面体结构比单纯的硅或氧分子更加稳定，所以硅氧四面体结构决定了大多数硅酸盐材料硬度高，故A正确；B.六元环的硅酸盐阴离子中Si元素显＋4 价，O元素显－2价，所以六元环的硅酸盐阴离子化学式为(SiO3，故B正确； 19 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 C.石棉中钙、镁离子个数之比为1∶3，其中Mg元素、Ca元素显＋2价，Si元素显＋4价，O元素显－2价，所以，石棉的化学式可表示为CaMg3Si4O12，故C正确；D.由图丁可知，双链状硅酸盐中有两种硅氧四面体，且数目之比为1∶1，一种与单链硅酸盐中硅氧原子个数比相同，其中硅原子个数为1，氧原子个数为2＋2×=3，个数比为1∶3；另一种，硅原子个数为1，O原子个数为1＋3×=2.5，个数比为1∶2.5，所以双链状硅酸盐中硅氧原子数之比为2∶5.5，故D错误。 20 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 二、非选择题 10.(16分)石墨烯液冷散热技术所使用的材料石墨烯是一种二维碳纳米材料。 Ⅰ.C60、金刚石、石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)： 21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)金刚石、石墨和C60三者互为______(填字母)。  A.同分异构体 B.同素异形体 C.同系物 D.同位素 解析：金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的不同单质，三者互为同素异形体，答案选B。 B 22 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)C60晶体的晶体类型为_____________。  解析：C60属于分子晶体。 分子晶体 23 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (3)晶体硅的结构跟金刚石相似，1 mol晶体硅中所含有硅硅单键的数目是________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。  解析：晶体硅的结构与金刚石相似，金刚石中1个C—C 由两个C共用，一个C形成4个碳碳键，1 mol金刚石中有2 mol碳碳键，则1 mol晶体硅中所含有硅硅单键的数目为2 mol。 2NA 24 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (4)石墨二维网状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________。  解析：石墨二维网状结构中，六边形上每个C原子被三个六边形共用，则平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2。 2 25 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Ⅱ.石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。 26 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (5)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。  解析：从图甲中可知，1号碳与相邻的3个C都形成碳碳单键，形成σ键的个数为3。 3 27 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (6)图乙中，1号C的杂化方式是________。  解析：从图乙中可知，1号C形成4个单键，1号C的杂化方式为sp3。 sp3 28 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (7)若将图乙中所示的氧化石墨烯分散在 H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢 键的原子有________(填元素符号)。  解析：只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键，氧化石墨烯中的O能与水分子中的H形成氢键，氧化石墨烯中的H也可与水分子中的O形成氢键，能与H2O形成氢键的原子有H、O。 O、H 29 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (8)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与 C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所 示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该材料 的化学式为________。  解析：根据均摊法，该晶胞中M原子的个数为×12＋9=12，C60个数为8×＋6×=4，则该材料的化学式为M3C60。 M3C60 30 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11.(12分)类石墨相氮化碳(g－C3N4)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。g－C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。 31 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)g－C3N4晶体中存在的粒子 间作用力有______(填字母)。  a.非极性键 b.金属键 c.π键 d.范德华力 解析：根据题意，g－C3N4晶体具有和石墨相似的二维网状结构，结合二维平面结构图，判断其存在的粒子间作用力有极性键、π键和范德华力。 cd 32 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)g－C3N4中，C原子的杂化轨道类型为___________，N原子的配位数为________。  解析：g－C3N4中，结合二维平面结构图可知，C原子与N原子形成三个σ键，层内存在大π键，不存在孤电子对，故C原子的杂化轨道类型为sp2杂化；根据二维平面结构图可知，N原子的成键有两种情况：连两个C原子和连三个C原子，故N原子的配位数为2、3两种。 sp2杂化　 2、3　 33 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (3)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的g－C3N4(OPCN)。OPCN的化学式为___________。  C3N3O 34 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 解析：从基本结构单元分析可知，N原 子的成键有两种情况：连两个C原子和 连三个C原子，连两个C原子的N原子 完全属于该基本结构单元，连三个C原 子的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C原子和7＋×3=8个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子、2个O原子，形成O掺杂的g－C3N4(OPCN)的化学式为C3N3O。 35 $