第04讲 晶体结构与性质（复习讲义）（广东专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 晶体结构与性质 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识解构 知识点1 物质的聚集状态 知识点2 晶体与非晶体 知识点3 晶胞组成的计算--均摊法 知识点4 晶体中原子坐标 考向破译 考向1 考查晶体与非晶体 解题妙招1 思维建模 鉴别晶体与非晶体的方法 考向2 根据有关晶胞的计算 解题妙招2 思维建模 确定晶体的化学式技法--“均摊法” 考点二 常见晶体的结构与性质 知识解构 知识点1 分子晶体 知识点2 共价晶体 知识点3 金属晶体 知识点4 离子晶体 知识点5 混合型晶体--石墨的结构特点 知识点6 过渡晶体 知识点7 四种晶体的性质与判断 考向破译 考向 考查常见晶体的比较与晶体类型判断 考点三 配位键、配合物、超分子 知识解构 知识点1 配位键的形成及配合物的性质 知识点2 超分子 考向破译 考向1 配位键、配合物性质类 考向2 超分子的结构、性质及其应用 知识点3金属晶体 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 物质的聚集状态与晶体常识 T5，2分 T18，4分 T5，2分 T18，4分 T18，4分 常见晶体的结构与性质 T4，2分 T13，4分 配位键、配合物、超分子 T18，2分 T12，4分 T18，2分 T13，4分 T18，4分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，高考命题大都数以非选择题呈现，若为选择题则往往难度较大，提高卷子区分度。考查所涉及内容主要有：(1)晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断；(2)晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置(原子坐标)判断；(5)考查配位键的特点及其对物质性质的影响；(6)考查超分子的结构、性质及其应用。其中晶胞的计算重现率可达100%。 2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体化学式确定、晶体的密度、晶胞参数计算、晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断。随着科技发展，新型化合物叠出，将会考查利用微粒之间的作用力等解释配合物、超分子的性质。 ►复习目标： 1．了解物质的常见聚集状态及特点。 2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。 3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。 4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。 5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。 6．了解配合物、超分子的结构和性质。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知●识●解●构 知识点1 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态的存在形式 (1)通常物质有三态： 态、 态和 态。 (2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多，如 、 、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的 态、 态等。 (3)物质三态的相互转化 2．等离子体 (1)定义。由大量 微粒(离子、电子)和 微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。 (2)特点。等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈 性。 (3)产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使 变成等离子体。 (4)存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等 (5)性质。等离子体中的微粒带有电荷且能 ，使等离子体具有很好的 ，很高的温度和流动性。 (6)应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 (7)使气体转变为等离子体的方法：高温加热气体或用 、 和 照射气体。 3．离子液体 (1)定义：在室温或室温附近温度下呈 的由 构成的物质，称为室温 ，也称为低温熔融盐。 (2)组成：(低温熔融盐)一般由有机 和无机或有机 构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4．介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态 (1)塑晶：在一定温度条件下，能保持 典型特征但具有一定塑性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。 (2)液晶：在一定的温度范围内既具有液体的 性，又具有晶体的 性的物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向 流体状态。 得分速记 (1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 (2)物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 知识点2 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(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈 有序排列 非晶体 无(不能自发呈现多面体外形) 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．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 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 实验 5．非晶体、等离子体和液晶的比较 聚集状态 组成与结构特征 主要性能 非晶体 内部微粒的排列呈现杂乱无章(长程无序，短程有序)的分布状态的 某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大 等离子体 由电子、阳离子和电中性粒子组成，整体上呈 性，带电离子能自由移动 具有良好的 性和流动性 液晶 内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出 的状态 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 6．晶体的分类 (1)分类标准：根据晶体内部 的种类和微粒间 的不同。 (2)分类 晶体类型 构成微粒 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 、 NaCl 金属晶体 、 铜 原子晶体 金刚石 分子晶体 冰 得分速记 (1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 (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(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。 (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，如玛瑙。 知识点3 晶胞组成的计算——均摊法 1．晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的 ，晶胞是晶体中 的重复结构单元。 2．晶胞与晶体的关系：晶胞(微观)一般都是 ，晶体(宏观)是由无数晶胞 而成。 (1)无隙：相邻晶胞之间 。两个晶胞共用同一个平面：上面晶胞的下底面，就是下面晶胞的上底面。 (2)并置：所有晶胞都是 排列的，取向 。即：将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。 (3)所有晶胞的 及其内部的 、 及 排列是完全相同的。 3．晶胞组成的计算方法 (1)如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 A．正三棱柱晶胞中： B．六棱柱晶胞中： C．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。 (2)类比三种类型 晶胞 正或长方体 正六棱柱 正三棱柱 示意图 顶点上微粒 侧棱上微粒 上下棱微粒 面点上微粒 内部的微粒 4．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围 的粒子的数目称为配位数 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子) 的原子(或分子)的数目。 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围 的 电性离子的数目。 得分速记 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有4个，共计12个。 (2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 5．晶胞计算公式(立方晶胞) (1)晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 (2)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)。 (3)空间利用率＝×100%。 6．晶胞密度的计算 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算公式：ρ＝＝ (3)晶胞的体积：V＝Sh(S为底面积，h为高) ①立方体晶胞：V＝a3 ②长方体晶胞：V＝abc ③正三棱柱晶胞：V＝a2hsin60°＝ ④正六棱柱晶胞：V＝6×a2hsin60°＝ ⑤六方最密堆积晶胞：V＝a2sin60°×2h＝2××a2sin60°＝a3 得分速记 (1)以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 (2)对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 7．原子空间利用率的计算 (1)已知晶体密度(ρ)求空间利用率 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。 晶胞体积V＝ ，晶胞含粒子体积V0＝ 。故空间利用率＝×100%＝ 。 (2)已知晶胞结构求空间利用率 ①简单立方结构 空间利用率＝×100%≈ ②体心立方结构 空间利用率＝×100%≈ ③面心立方结构 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%≈ 。 得分速记 (1)1pm＝10－12m＝10－10cm (2)1nm＝10－9m＝10－7cm (3)1μm＝10－6m＝10－4cm 知识点4 晶体中原子坐标 1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是 的，因此可以 为坐标原点。以立方体的 构建坐标轴，以晶 为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是 或 。 2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：原子2为 ，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为 。 (2)x、y平面上的投影图如图所示 。 3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：1～8的分数坐标为 ， 9的分数坐标为 。 (2)x、y平面上的投影图如图所示 。 4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2 ，3和4 ，5和6 。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为 、 、 、 。 (2)x、y平面上的投影图为 。 (3)沿体对角线的投影图为 。 (4)沿体对角线切开的剖面图为 、 。 考●向●破●译 考向1 考查晶体与非晶体 例1（2026·广东梅州·模拟预测）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 药物研发员：研发抗酸药复方氢氧化铝片 能与酸反应 B 桥梁工程师：用牺牲阳极法对跨海大桥钢管桩进行防护 作电解池阴极被保护 C 铁路工人：利用铝热反应焊接铁轨 铝热反应为放热反应 D 材料分析员：通过X射线衍射实验区分玻璃和水晶 玻璃是非晶体，水晶是晶体 解题妙招 鉴别晶体与非晶体的方法 (1)观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 (2)测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 (3)测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 (4)X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线)，而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。 【变式1】【变载体】（2025·广东湛江·模拟预测）劳动创造幸福。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 分析员用X射线衍射仪区分普通玻璃和水晶 普通玻璃属于非晶体，水晶属于晶体 B 玻璃厂工人以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产普通玻璃 酸性： C 实验员用加热法分离和 易升华 D 考古研究员通过测定文物年代 死亡生物体中不断衰变 【变式2】【变载体】（2025·广东深圳·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 酚醛树脂可用作宇宙飞船返回舱外壳 酚醛树脂均属于线型高分子 B 硫酸铅沉淀中滴加醋酸，沉淀逐渐溶解 醋酸铅是弱电解质 C 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液 中慢慢变为完美的立方体块 晶体具有各向异性 D 向溶液中加入乙醇，析出蓝色晶体 C2H5OH的配位能力强于NH3 考向2 根据有关晶胞的计算 例1（2026·广东广州·三模）钪(Sc)是一种在国防、航空航天、核能等领域具有重要作用的稀土元素。以钛白酸性废水(主要含TiO2+、Fe3+、Sc3+)为原料制备Sc及TiO2的工艺流程如图所示。 已知：①时，，。 ②氢氧化钪Sc(OH)3是白色固体，不溶于水，其化学性质与Al(OH)3相似；Sc3+易形成配位数为6的配离子。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，如，的萃取率 (1)基态Fe3+的价层电子排布图为__________。 (2)某工厂取总浓度为50mg/L的废酸，加入500L某萃取剂，若单次D=10，则单次萃取率为__________%(保留一位小数)。若要提高萃取率，可采取的措施有：增加有机萃取剂体积、__________(写出一条)。 (3)“洗涤”时，加入H2O2的目的是__________。 (4)“反萃取”时若加入过量氢氧化钠溶液，造成的影响是(通过化学方程式说明)：__________。 (5)常温时，用“10%盐酸调pH”，调节至pH=3，过滤，滤液中Fe3+的浓度为__________mol/L。 (6)写出“沉钛”过程中离子反应方程式__________。 (7)某种TiO2的晶胞结构如图。该结构中，一个氧原子周围紧邻的钛原子的个数是__________，若晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为__________(列出计算式)。 解题妙招 确定晶体的化学式技法——“均摊法” “均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 (1)立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (2)六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (3)三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 【变式1】【变载体】（2026·广东深圳·一模）金(Au)是一种战略性金属。从褐铁矿型金银矿(含、、、、、等)中提取Au并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知时，相关沉淀的溶度积常数为： 氢氧化物 回答下列问题： (1)褐铁矿型金银矿研磨成粉是为了______________，提高浸取速率。 (2)“浸金银”时，溶解涉及的主要反应如下： ① ②__________________________________+______+___ 在上述过程中起催化剂的作用，写出反应②中缺项并配平方程式______________________。 (3)使用和浸取液可从含金银粉体进一步提取Au。一定条件下，、浸取率随溶液中的变化如下图所示，为尽可能提高的提取率和纯度，浸取液中浓度应控制在_____。 (4)“沉铁”时，溶液中，为确保无析出，理论上应控制溶液中不大于__________； (5)“沉锰”中，生成同时生成一种无色无味的气体，该反应的离子方程式为________________________________________。 (6)Cu、Au形成一种组成固定的合金，其晶胞是立方体结构，如下图所示。 ①a的分数坐标为_________，该晶体中，每个Au周围与它最近且相等距离的有_____个。 ②为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为，则晶体的密度为_________(列出计算式)。 【变式2】【变载体】（2026·广东深圳·一模）和Co在催化、材料等领域有不可替代的作用。以黄铁矿（主要成分为，还含有NiS、CoS、CuS及少量Au）为原料制备同时回收Co的工艺流程如下图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、CuO、NiO、和Au，可看作 ②氧化性：， ③常温下，部分氢氧化物的溶度积如下表： 氢氧化物 ④一般情况下，离子浓度小于可认为该离子沉淀完全。 (1)“焙烧”时，把黄铁矿粉碎的原因是________。 (2)“焙烧”时，CoS发生反应的化学方程式为________。 (3)“酸浸”时，溶解反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为________，此过程可用浓盐酸代替硫酸和双氧水，缺点除因其挥发性导致利用率低外，还有________（写一条）。 (4)“调pH”时，当、的浓度均为时，pH最高可调至________（忽略溶液体积变化），浸渣的主要成分为________。 (5)“沉钴”时，若只加入碳酸氢铵，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是________。 (6)“萃取”时，可用萃取剂P204或P507，已知其结构如图所示（R是烃基），两物质中P=O上的氧原子均可与配位形成配位化合物。已知-OR是吸电子基团，请结合物质结构知识分析两者配位能力大小：O（P204）________O（P507）（填“”“”或“”）。 (7)Co的一种氧化物的立方晶胞如图所示，该晶体中的配位数是________；该晶胞的棱长为a nm，则该晶体的密度为________。 考点二 常见晶体的结构与性质 知●识●解●构 知识点1分子晶体 1．概念及粒子间作用力 分子晶体 构成微粒 粒子间的相互作用力 (某些含氢键) 硬度 较小 熔、沸点 较低 溶解性 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 物质类别及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 2．堆积方式 项目 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有 ，无 有分子间 ，它具有 空间特点 每个分子周围一般有 个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有 H2O、NH3、CH4等 部分 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．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 知识点2共价晶体 1．共价晶体的结构特点 共价晶体 构成微粒 粒子间的相互作用力 硬度 很大 熔、沸点 很高 溶解性 难溶于任何溶剂 导电、导热性 一般不具有导电性 物质类别及举例 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼、晶体锗)、部分非金属化合物(如SiC、Si3N4、SiO2)，氮化硼(BN) 2．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 。 得分速记 (1)共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。 (2)共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。 (3)由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 知识点3金属晶体 1．金属晶体 金属晶体 构成微粒 金属阳离子、自由电子 粒子间的相互作用力 金属键的强弱比较 原子半径越 ，价电子数越 ，金属键越 。 金属键特征 方向性和 饱和性。 硬度 有的很大，有的很小 熔、沸点 有的很高，有的很低 溶解性 难溶于常见溶剂 导电、导热性 电和热的良导体 物质类别及举例 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 2．用电子气理论解释金属的性质 延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生 ，但 不变，金属晶体中的化学键没有被破坏，所以金属有良好的延展性。 导电性 在外加电场的作用下，金属晶体中的“ ”做 而形成电流，呈现良好的导电性。 导热性 “自由电子”在运动时会与金属离子不断发生碰撞，从而引起两者能量的交换 3．结构模型 晶胞结构 举例 配位数 每个晶胞包含原子数 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 原子空间利用率 Ca、Al、Cu、Ag、Pt、Au 12 4 2r＝ 74% Li、Na、K、 Ba 8 2 2r＝ 68% Mg、Zn、Ti 12 6(2) 74% Po 6 1 2r＝a 52% 知识点4离子晶体 1．离子晶体 离子晶体 构成微粒 、 粒子间的相互作用力 方向性和饱和性 方向性， 饱和性 离子键强弱 阴、阳离子半径越 ，所带电荷数越 ，离子键越强。 硬度 熔、沸点 较高 溶解性 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 不导电， 导电 物质类别及举例 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 2．离子晶体的性质 性质 原因 熔沸点 离子晶体中有较强的离子键，熔化或升华时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越 ，熔、沸点越 硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的 。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎 导电性 不导电，但熔融或溶于水后能 。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力， 成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而 。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而 溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子 延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无 性 3．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 得分速记 (1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体。 (2)离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。 (3)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。 (4)含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。 (5)离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。 知识点5混合型晶体——石墨的结构特点 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。 知识点6过渡晶体 的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的 晶体。 (1)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由表中数据可知，以上4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的 晶体。 (2)偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如 等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如 、 等。 (3)像第三周期后几种元素的氧化物如P2O5、SO3、Cl2O7等都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小了，而且共价键也不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。 知识点7四种晶体的性质与判断 1．四种晶体类型比较 类型 比较　　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成粒子 金属 和 、 粒子间的相互作用力 硬度 有的很 ，有的很 熔、沸点 有的很 ，有的很 溶解性 难溶于任何溶剂 常见溶剂难溶 大多易溶于水等 溶剂 导电、传热性 一般不导电，溶于水后有的 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 2．晶体熔、沸点的比较 1)不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体 离子晶体 分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点 ，如钨、铂等熔、沸点很 ，汞、铯等熔、沸点 很 。 2)同种晶体类型熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO NaCl CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是 。晶格能越 ，形成的离子晶体越 ，熔、沸点越 ，硬度越 。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越 ，物质的熔、沸点越 ；具有 的分子晶体熔、沸点反常得高，如 H2O H2Te H2Se H2S。 ②组成和结构 的分子晶体，相对分子质量越 ，熔、沸点越 ，如SnH4 GeH4 SiH4 CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越 ，其熔、沸点越 ，如CO N2、CH3OH CH3CH3。 ④同分异构体支链越 ，熔、沸点越 。如CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH2CH3 CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越 ，离子电荷数越 ，其金属键越 ，金属熔、沸点就越 ，如熔、沸点：Na Mg Al。 3．晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是 、 ，粒子间的相互作用是 键。 ②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是 ，粒子间的相互作用是 键。 ③分子晶体的构成粒子是 ，粒子间的相互作用为 。 ④金属晶体的构成粒子是 ，粒子间的相互作用是 键。 (2)依据物质的类别判断 ① 金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、 碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的 是离子晶体。 ② 非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、 氢化物、 氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较 ，常在数百至一千摄氏度以上。 ②共价晶体熔点 ，常在一千至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点 ，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点 ，但也有相当低的，如汞。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液或熔融态时能 。 ②共价晶体一般为 。 ③分子晶体为 ，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能 。 ④金属晶体是电的 。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体的硬度较 或略硬而脆。 ②共价晶体的硬度 。 ③分子晶体的硬度 且较脆。 ④金属晶体多数硬度 ，但也有硬度较小的，且具有 。 考●向●破●译 考向 考查常见晶体的比较与晶体类型判断 例1（2026·广东深圳·一模）化学强国，筑梦未来。下列涉及的化学知识说法不正确的是 A．“雪豹”6×6轮式载具使用硫化橡胶，橡胶硫化的过程发生了化学变化 B．“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板，属无机非金属材料 C．“天舟七号”飞船所用石英加速度计，石英主要成分是二氧化硅 D．“深地一号”制造钻头用的金刚石为共价晶体 【变式1】【变载体】（2026·广东广州·模拟预测）化学创新支撑新质生产力发展，服务国家重大战略需求。下列说法正确的是 A．“嫦娥七号”月球车采用砷化镓(GaAs)太阳能电池，GaAs属于离子晶体 B．“液态阳光”项目利用可再生能源将和合成甲醇，该过程将化学能转化为电能 C．国产大飞机机身使用碳纤维增强树脂基复合材料，其中碳纤维属于有机高分子材料 D．月球科研站建设发现月壤富含钛铁矿，Ti位于元素周期表的d区 【变式2】（2026·广东广州·二模）下列有关我国传统文化和现代科技的说法正确的是 A．神舟系列飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，属于共价晶体 B．《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”，“硫”指的是硫酸 C．航空航天领域使用的碳纤维材料是一种新型有机高分子材料 D．《本草纲目》记载“盖此矾色绿味酸，烧之则赤”，“矾”指的是 考点三 配位键、配合物、超分子 知●识●解●构 知识点1 配位键的形成及配合物的性质 1．孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子 的电子对称孤电子对。 2．配位键 (1)配位键定义：属于“电子对给予－接受”键，由一个原子提供 与另一个 的原子形成的共价键。配位键属于 键。 (2)配位键的形成：成键原子一方提供 ，另一方提供 形成共价键。 (3)成键的性质： 对两个原子的电性作用。 (4)配位键的表示：常用“ ”来表示配位键，箭头指向 的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程 ，但是一旦形成之后，4个共价键就 。 (5)配位键的形成条件： ①配体有 ，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 ②中心原子有 ，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 3．配合物 如[Cu(NH3)4]SO4： (1)中心原子：提供 接受 的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又叫中心离子)，过渡元素最常见，如：Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋。 (2)配位体：含有并 的分子或离子，即电子对的 。常见的配位体：H2O、NH3、SCN－、CO、N2、X－、OH－、CN－。 (3)配位原子：配体中 的原子叫配位原子，如：H2O中的O原子，NH3中的N原子。 (4)配离子：由 组成的离子叫做配离子，如：[Cu(NH3)4]2＋、[Ag(NH3)2]＋。 (5)配位数：作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的 ，即 称为配位数。如：[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]＋的配位数为2。 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的 。 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中 称为内界，与内界发生电性匹配的 称为外界，如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2＋，外界是SO，配合物在水溶液中电离成 和 两部分。 即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2＋＋SO，而内界很难 ，其电离程度 ，[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3。 得分速记 (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。 (3)有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 (4)配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 (5)含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 4．螯合物 螯合物是配合物的一种，具有 的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合，螯合物中配体数目少，形成环状结构较简单配合物稳定，而且形成的环越 越 ，其中以 环或 环最为稳定。在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。 例：乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物： 乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。 氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物： 其中Cu2+离子的配位数仍旧是4，氧提供孤电子对与中心离子配位，又有负电荷可以中和中心离子的正电荷，生成中性分子的“内配盐”。 5．多齿配体、二茂铁、羰基化合物 如果一个配位体中有几个配位原子能直接和同一个金属离子配位，这种配体称为多齿配体，形成具有环状结构的配合物称为螯合物，如：乙二胺配体中有两个配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6个配位原子。还有其他特殊配体：CO、环戊二烯基(C5)等含有π键的配位体形成的配合物，如二茂铁、金属羰基化合物。 　　　　　　　　　　　　　　　　 金属EDTA(乙二胺四乙酸)螯合物 Fe(C5H5)2二环戊二烯合铁(二茂铁) Ni(CO)4四羰基镍(楔形式) 6．配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成 的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- (2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。 发生变化就是一种常见的现象，根据 的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显 色。 (3)稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越 ，配合物越 。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的 有关。例如，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 ，因此血红素中的Fe2+与 分子结合后，就很难再与 分子结合，血红素失去输送 的功能，从而导致人体 中毒。 7．配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 (1)在生命体中的应用 (2)在生产生活中的应用 (3)在医药中的应用——抗癌药物、。 知识点2 超分子 1．定义：由 的分子通过 相互作用形成的 。 2．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括 。 3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过 结合，主要是 、 和 、 以及一些分子与金属离子之间形成的 。 4．分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是 的，有的是 的。 5．超分子特征： (1)分子识别：通过 匹配实现 识别。 (2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生 的过程。 6．应用实例 (1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (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。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 (4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。 7．超分子的未来发展 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。 考●向●破●译 考向1 配位键、配合物性质类 例1（2026·广东深圳·三模）甘氨酸铜是一种优质的有机铜源，其结构有顺式和反式两种。在甘氨酸铜中，铜和与其配位的四个原子共平面。下列说法正确的是 A．甘氨酸铜中铜的配体数为4 B．甘氨酸铜中键和键的数目之比为 C．该配合物中，碳原子的都是以sp3杂化 D．该配合物中含有极性键、非极性键和配位键 【变式1】【变载体】（2025·广东深圳·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 酚醛树脂可用作宇宙飞船返回舱外壳 酚醛树脂均属于线型高分子 B 硫酸铅沉淀中滴加醋酸，沉淀逐渐溶解 醋酸铅是弱电解质 C 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液 中慢慢变为完美的立方体块 晶体具有各向异性 D 向溶液中加入乙醇，析出蓝色晶体 C2H5OH的配位能力强于NH3 A．A B．B C．C D．D 【变式2】【变载体】（2025·广东·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 粗苯甲酸(含NaCl和泥沙)可用重结晶法提纯 苯甲酸难溶于热水 B K2CO3溶液不能鉴别CaCl2溶液和AlCl3溶液 CaCO3、Al2(CO3)3均为白色难溶物 C Na2CO3溶液可以使苯酚浊液变澄清 酸性：苯酚＞ D [Cu(NH3)4]SO4溶液与乙醇混合后析出深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]2+中的配体是NH3 A．A B．B C．C D．D 考向2 超分子的结构、性质及其应用 例2（2025·广东深圳·模拟预测）劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 农民喷洒波尔多液防治农作物病害 重金属离子可使蛋白质变性 B 酿酒师用糯米酿制米酒 淀粉水解成葡萄糖，葡萄糖转变为乙醇 C 技术人员加入铬、镍元素制成不锈钢 利用牺牲阳极法进行防腐 D 科技人员用杯酚超分子分离C60和C70 超分子具有分子识别的特征 A．A B．B C．C D．D 【变式1】【变载体】（2025·广东佛山·一模）下列选项中物质结构与性质关系对应不正确的是 选项 结构 性质 A 晶体有自范性 圆形容器中结出的冰是圆形的 B 的空间结构为V形，是极性分子 在水中的溶解度： C 电负性： 酸性： D 冠醚有大小不同的空穴 冠醚能识别不同碱金属离子 A．A B．B C．C D．D 【变式2】（2026·广东深圳·三模）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，但不具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 肥皂能去除油污 肥皂中含有烷基磺酸根离子等表面活性剂 B 较稳定，常温下不易发生反应 N的电负性较大 C 萘和碘在水中的溶解度不大，但易溶于四氯化碳 萘、碘、四氯化碳为非极性分子，水是极性分子 D 酸性溶液氧化甲苯，加入冠醚(18-冠-6)，氧化速率加快 冠醚与形成超分子，促进进入有机相 A．A B．B C．C D．D 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广东·高考真题）光影岁月流转，科技定格万象。下列说法正确的是 A．烛焰小孔成像。蜡烛燃烧时化学能全部转化为光能 B．凸透镜聚光成像。石英玻璃凸透镜的主要成分为硅酸钙 C．卤化银胶片感光成像。属于化合反应 D．硅基器件数字成像。单晶硅应用非常广泛，属于共价晶体 2．（2026·广东·高考真题）化学之美在于发现。陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但两者间没有关联的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 光束通过胶体，产生明亮通路 胶体粒子对光线有散射作用 B 天然水晶呈现规则外形 晶体中原子呈周期性有序排列 C 烟花绽放，焰色五彩缤纷 碱金属原子容易失去最外层电子 D 铜丝浸入溶液中可形成美丽银树 的还原性比的强 A．A B．B C．C D．D 3．（2025·广东·高考真题）在法拉第发现苯200周年之际，我国科学家首次制备了以金属M为中心的多烯环配合物。该配合物具有芳香性，其多烯环结构(如图)形似梅花。下列关于该多烯环配合物说法正确的是 A．键是共价键 B．有8个碳碳双键 C．共有16个氢原子 D．不能发生取代反应 4．（2024·广东·高考真题）下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 酸性： 电负性： B 某冠醚与能形成超分子，与则不能 与的离子半径不同 C 由氨制硝酸： 和均具有氧化性 D 苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂 合成酚醛树脂的反应是加聚反应 A．A B．B C．C D．D 5．（2026·广东·高考真题）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 (1)金精矿研磨成粉是为了___________，提高浸取速率。 (2)“沉锑”的反应中，还原剂为___________。 (3)“电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为___________。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于___________(列算式)。 (4)“X”包含多个步骤，需同时用到和溶液。一定条件下，Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2，在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度，“X”包括的步骤为___________。 (5)“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行，生成的离子方程式为___________。 _________________。 (6)某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子，其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且___________。 (7)①Sb与N同族，AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是___________。 ②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4，其原子占据A、B、C三种位置，每种位置上只有一种原子，则Al占据___________位置，Sb占据___________位置。(填编号) 6．（2025·广东·高考真题）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 (1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)。 (2)“高压加热”时，生成的离子方程式为：_______。 (3)“沉铝”时，pH最高可调至_______(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 (4)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A．镍与N、O形成配位键 B．配位时被还原 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．烷基链具有疏水性 (5)晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则_______；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为_______。 (6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为_______和_______。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注_______。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是_______(写一条)。 7．（2024·广东·高考真题）镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 (1)“电解”中，反应的化学方程式为_______。 (2)“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。 (3)“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。 (4)“提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高的提取率。 (5)“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。 (6)一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 晶体结构与性质 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知识解构 知识点1 物质的聚集状态 知识点2 晶体与非晶体 知识点3 晶胞组成的计算--均摊法 知识点4 晶体中原子坐标 考向破译 考向1 考查晶体与非晶体 解题妙招1 思维建模 鉴别晶体与非晶体的方法 考向2 根据有关晶胞的计算 解题妙招2 思维建模 确定晶体的化学式技法--“均摊法” 考点二 常见晶体的结构与性质 知识解构 知识点1 分子晶体 知识点2 共价晶体 知识点3 金属晶体 知识点4 离子晶体 知识点5 混合型晶体--石墨的结构特点 知识点6 过渡晶体 知识点7 四种晶体的性质与判断 考向破译 考向 考查常见晶体的比较与晶体类型判断 考点三 配位键、配合物、超分子 知识解构 知识点1 配位键的形成及配合物的性质 知识点2 超分子 考向破译 考向1 配位键、配合物性质类 考向2 超分子的结构、性质及其应用 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--三年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 物质的聚集状态与晶体常识 T5，2分 T18，4分 T5，2分 T18，4分 T18，4分 常见晶体的结构与性质 T4，2分 T13，4分 配位键、配合物、超分子 T18，2分 T12，4分 T18，2分 T13，4分 T18，4分 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码： 1．从考查题型和内容上看，高考命题大都数以非选择题呈现，若为选择题则往往难度较大，提高卷子区分度。考查所涉及内容主要有：(1)晶体类型的判断，晶体熔沸点大小的判断；(2)晶体的密度、晶胞参数、核间距计算、晶体中原子的空间位置(原子坐标)判断；(5)考查配位键的特点及其对物质性质的影响；(6)考查超分子的结构、性质及其应用。其中晶胞的计算重现率可达100%。 2．从命题思路上看，侧重以陌生物质的晶胞结构为情境载体考查晶体化学式确定、晶体的密度、晶胞参数计算、晶胞中配位数、微粒间距离及原子分数坐标判断。随着科技发展，新型化合物叠出，将会考查利用微粒之间的作用力等解释配合物、超分子的性质。 ►复习目标： 1．了解物质的常见聚集状态及特点。 2．了解晶体与非晶体的区别和鉴别。 3．了解晶胞的特征和晶体结构的测定方法。 4．了解常见晶体类型的构成粒子、粒子间作用及其物理性质(溶解性、导电性和熔沸点等)。 5．会分析晶体结构，并能进行晶胞的有关计算。 6．了解配合物、超分子的结构和性质。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 物质的聚集状态与晶体常识 知●识●解●构 知识点1 物质的聚集状态 1．物质的聚集状态的存在形式 (1)通常物质有三态：固态、液态和气态。 (2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多，如等电子体、离子液体、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。 (3)物质三态的相互转化 2．等离子体 (1)定义。由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。 (2)特点。等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈准电中性。 (3)产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等离子体。 (4)存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等 (5)性质。等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体具有很好的导电性，很高的温度和流动性。 (6)应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。 (7)使气体转变为等离子体的方法：高温加热气体或用紫外线、X射线和γ射线照射气体。 3．离子液体 (1)定义：在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，也称为低温熔融盐。 (2)组成：(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。 4．介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态 (1)塑晶：在一定温度条件下，能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。 (2)液晶：在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。 得分速记 (1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。 (2)物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 知识点2 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(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 无(不能自发呈现多面体外形) 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．晶体与非晶体的区分方法 区分方法 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 5．非晶体、等离子体和液晶的比较 聚集状态 组成与结构特征 主要性能 非晶体 内部微粒的排列呈现杂乱无章(长程无序，短程有序)的分布状态的固体 某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶态硅对光的吸收系数大 等离子体 由电子、阳离子和电中性粒子组成，整体上呈电中性，带电离子能自由移动 具有良好的导电性和流动性 液晶 内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的状态 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 6．晶体的分类 (1)分类标准：根据晶体内部微粒的种类和微粒间相互作用的不同。 (2)分类 晶体类型 构成微粒 微粒间的相互作用 实例 离子晶体 阴、阳离子 离子键 NaCl 金属晶体 金属阳离子、自由电子 金属键 铜 原子晶体 原子 共价键 金刚石 分子晶体 分子 分子间作用力 冰 得分速记 (1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如水晶和石英玻璃。 (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(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。 (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，如玛瑙。 知识点3 晶胞组成的计算——均摊法 1．晶胞的概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，晶胞是晶体中最小的重复结构单元。 2．晶胞与晶体的关系：晶胞(微观)一般都是平行六面体，晶体(宏观)是由无数晶胞无隙并置而成。 (1)无隙：相邻晶胞之间无任何间隙。两个晶胞共用同一个平面：上面晶胞的下底面，就是下面晶胞的上底面。 (2)并置：所有晶胞都是平行排列的，取向相同。即：将任意晶胞沿着晶胞的周期性排列方向移动到相邻或其他晶胞时，能够完全重合，过程中无须转动或改变方向。 (3)所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 3．晶胞组成的计算方法 (1)如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。 ①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。 ②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定 A．正三棱柱晶胞中： B．六棱柱晶胞中： C．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。 (2)类比三种类型 晶胞 正或长方体 正六棱柱 正三棱柱 示意图 顶点上微粒 侧棱上微粒 上下棱微粒 面点上微粒 内部的微粒 1 1 1 4．晶胞中粒子配位数的计算 一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数 (1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。 (2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。 得分速记 (1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na＋周围的Na＋数目(Na＋用“○”表示)： 每个面上有4个，共计12个。 (2)常考的几种晶体主要有干冰、冰、金刚石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空间结构。当题中信息给出与某种晶体空间结构相同时，可以直接套用某种结构。 5．晶胞计算公式(立方晶胞) (1)晶体密度：a3ρNA＝NM (a：棱长；ρ：密度；NA：阿伏加德罗常数的值；N：1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数；M：基本粒子或特定组合的摩尔质量)。 (2)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)。 (3)空间利用率＝×100%。 6．晶胞密度的计算 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算公式：ρ＝＝ (3)晶胞的体积：V＝Sh(S为底面积，h为高) ①立方体晶胞：V＝a3 ②长方体晶胞：V＝abc ③正三棱柱晶胞：V＝a2hsin60°＝ ④正六棱柱晶胞：V＝6×a2hsin60°＝ ⑤六方最密堆积晶胞：V＝a2sin60°×2h＝2××a2sin60°＝a3 得分速记 (1)以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 (2)对非立方体晶胞计算晶胞体积时可以根据具体晶胞计算如长方体的体积＝长×宽×高＝底面积×高。 7．原子空间利用率的计算 (1)已知晶体密度(ρ)求空间利用率 若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVNA g，因此有xM＝ρVNA。 晶胞体积V＝，晶胞含粒子体积V0＝x×πr3。故空间利用率＝×100%＝＝。 (2)已知晶胞结构求空间利用率 ①简单立方结构 空间利用率＝×100%≈52% ②体心立方结构 空间利用率＝×100%≈68% ③面心立方结构 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%。 得分速记 (1)1pm＝10－12m＝10－10cm (2)1nm＝10－9m＝10－7cm (3)1μm＝10－6m＝10－4cm 知识点4 晶体中原子坐标 1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型 从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。 简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。 其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是120°或60°。 2．简单立方体模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：原子2为(0，0，0)，因为其他顶点与2完全相同，所以其他顶点的分数坐标都为(0，0，0)。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 3．体心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：1～8的分数坐标为(0，0，0)， 9的分数坐标为。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 4．面心立方晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)原子分数坐标：0(0，0，0)，1和2，3和4，5和6。 (2)x、y平面上的投影图如图所示。 5．金刚石晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图 (1)若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1，则原子1、2、3、4的分数坐标分别为、、、。 (2)x、y平面上的投影图为。 (3)沿体对角线的投影图为。 (4)沿体对角线切开的剖面图为。 考●向●破●译 考向1 考查晶体与非晶体 例1（2026·广东梅州·模拟预测）劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 药物研发员：研发抗酸药复方氢氧化铝片 能与酸反应 B 桥梁工程师：用牺牲阳极法对跨海大桥钢管桩进行防护 作电解池阴极被保护 C 铁路工人：利用铝热反应焊接铁轨 铝热反应为放热反应 D 材料分析员：通过X射线衍射实验区分玻璃和水晶 玻璃是非晶体，水晶是晶体 【答案】B 【详解】A．研发抗酸药复方氢氧化铝片利用了能与酸发生中和反应的性质，二者有关联，A正确； B．牺牲阳极法为原电池防护原理，被保护的作原电池正极被保护，并非作电解池阴极，二者无关联，B错误； C．铝热反应为放热反应，反应释放的大量热量可将生成的铁熔融，用于焊接铁轨，二者有关联，C正确； D．晶体具有特征X射线衍射图谱，非晶体没有，玻璃是非晶体，水晶是晶体，可通过X射线衍射实验区分，二者有关联，D正确； 故选 B。 解题妙招 鉴别晶体与非晶体的方法 (1)观察外观：晶体有规则的几何外形，而非晶体没有。 (2)测定熔点是否固定：晶体有固定熔点，而非晶体没有。 (3)测定是否具有各向异性：晶体有各向异性，而非晶体没有。 (4)X－射线衍射法(最科学可靠的方法)：晶体能使X－射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线)，而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。 【变式1】【变载体】2．（2025·广东湛江·模拟预测）劳动创造幸福。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 分析员用X射线衍射仪区分普通玻璃和水晶 普通玻璃属于非晶体，水晶属于晶体 B 玻璃厂工人以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产普通玻璃 酸性： C 实验员用加热法分离和 易升华 D 考古研究员通过测定文物年代 死亡生物体中不断衰变 【答案】B 【详解】A．X射线衍射实验可区分晶体与非晶体，普通玻璃属于非晶体、水晶属于晶体，二者衍射图谱存在差异，劳动项目与化学知识有关联，A不符合题意； B．生产普通玻璃时，纯碱和石英在高温下反应生成硅酸钠和，该反应能发生是因为高温下作为气体逸出推动反应正向进行，与酸性无关（该酸性比较仅适用于水溶液中的复分解反应），二者没有关联，B符合题意； C．易升华，NaCl热稳定性强，加热时变为气态可与NaCl固体分离，劳动项目与化学知识有关联，C不符合题意； D．具有放射性，死亡生物体内会不断衰变、含量逐渐降低，可通过测定其含量推算文物年代，劳动项目与化学知识有关联，D不符合题意； 故选B。 【变式2】【变载体】（2025·广东深圳·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 酚醛树脂可用作宇宙飞船返回舱外壳 酚醛树脂均属于线型高分子 B 硫酸铅沉淀中滴加醋酸，沉淀逐渐溶解 醋酸铅是弱电解质 C 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液 中慢慢变为完美的立方体块 晶体具有各向异性 D 向溶液中加入乙醇，析出蓝色晶体 C2H5OH的配位能力强于NH3 【答案】B 【详解】A．酚醛树脂既有线型结构也有体型结构，用作耐高温航天材料的是体型酚醛树脂，陈述Ⅱ错误，且二者无因果关系，A错误； B．硫酸铅存在溶解平衡，加入醋酸后生成弱电解质醋酸铅，使溶液中浓度降低，溶解平衡正向移动，沉淀逐渐溶解，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且存在因果关系，B正确； C．缺角氯化钠晶体在饱和溶液中变为完美立方体，这是晶体的自范性，与晶体的各向异性无关，二者无因果关系，C错误； D．加入乙醇析出蓝色晶体是因为乙醇降低了溶剂极性，使溶解度减小析出，与乙醇的配位能力无关，二者无因果关系，D错误； 答案选B。 考向2 根据有关晶胞的计算 例1（2026·广东广州·三模）钪(Sc)是一种在国防、航空航天、核能等领域具有重要作用的稀土元素。以钛白酸性废水(主要含TiO2+、Fe3+、Sc3+)为原料制备Sc及TiO2的工艺流程如图所示。 已知：①时，，。 ②氢氧化钪Sc(OH)3是白色固体，不溶于水，其化学性质与Al(OH)3相似；Sc3+易形成配位数为6的配离子。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，如，的萃取率 (1)基态Fe3+的价层电子排布图为__________。 (2)某工厂取总浓度为50mg/L的废酸，加入500L某萃取剂，若单次D=10，则单次萃取率为__________%(保留一位小数)。若要提高萃取率，可采取的措施有：增加有机萃取剂体积、__________(写出一条)。 (3)“洗涤”时，加入H2O2的目的是__________。 (4)“反萃取”时若加入过量氢氧化钠溶液，造成的影响是(通过化学方程式说明)：__________。 (5)常温时，用“10%盐酸调pH”，调节至pH=3，过滤，滤液中Fe3+的浓度为__________mol/L。 (6)写出“沉钛”过程中离子反应方程式__________。 (7)某种TiO2的晶胞结构如图。该结构中，一个氧原子周围紧邻的钛原子的个数是__________，若晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为__________(列出计算式)。 【答案】(1) (2) 83.3 反复多次萃取（增加萃取次数）、提高分配比D（如更换萃取剂或调节pH） (3)提供配体，生成稳定的配离子进入水层，便于分离出钛 (4) (5) (6) (7) 3 或 【分析】有机萃取剂将钛白酸性废水中的TiO2+、Fe3+、Sc3+萃取到有机相中。加稀硫酸和过氧化氢溶液洗涤，TiO2+被转化为进入水层溶液。向该水层溶液加入Na2SO3溶液，被还原，加入热水沉钛，得到二氧化钛的含水结晶，灼烧去除结晶水，得到高纯度TiO2。向含有Fe3+、Sc3+的有机相加入NaOH溶液进行反萃取，Fe3+被转化为Fe(OH)3沉淀，Sc3+被转化为Sc(OH)3沉淀。用稀盐酸调pH，使Sc(OH)3溶解在溶液中，得到富集的ScCl3。用Mg单质热还原，置换出单质Sc。 【详解】（1） Fe3+的价层电子排布式为3d5，其轨道表示式为； （2）单次D=10，即Sc3+在有机相中的浓度为水相中浓度的10倍，有机相的体积为水相的，则有机相与水相中Sc3+的物质的量之比为，故Sc3+的萃取率为；提高萃取率的方法还有：反复多次萃取（增加萃取次数）、提高分配比D（如更换萃取剂或调节pH）； （3）根据流程图可知，H2O2能作配体与TiO2+结合，故H2O2的作用是提供配体，生成稳定的配离子进入水层，便于分离出钛； （4）Sc(OH)3为两性氢氧化物，能溶解在氢氧化钠溶液中，根据“已知”中的信息，Sc3+易形成配位数为6的配离子，故Sc(OH)3与NaOH反应的产物为Na3[Sc(OH)6]，该反应的化学方程式为：； （5）当pH=3时，c(H+)=10-3 mol/L，c(OH-)=10-11 mol/L，已知，故溶液中的c(Fe3+)=2.8×10-6mol/L； （6）沉钛步骤，TiO2+在热水中转化为含结晶水的TiO2沉淀，离子方程式为：； （7）Ti原子与O原子的个数比为1:2，故配位数之比为2:1，由图像可知一个Ti原子周围紧邻的O原子个数为6个，则1个O原子周围紧邻的Ti原子数为3个；晶胞中8个Ti原子位于顶点，1个Ti原子位于体心，故一个晶胞含有的Ti原子数为，单个晶胞的质量为，晶胞的体积为a2c×10-21 cm3，故晶胞的密度为。 解题妙招 确定晶体的化学式技法——“均摊法” “均摊法”的基本思想是晶胞中任意位置上的一个粒子被n个晶胞共用，那么每个晶胞对这个原子分得份额就是(1/n)。常见考题里涉及的晶胞有立方晶胞、六方晶胞、三棱晶胞，以立方晶胞最为常见。 (1)立方晶胞：每个顶点上的粒子被8个晶胞共用，每个粒子只有(1/8)属于该晶胞；每条棱上的粒子被4个晶胞共用，每个粒子只有(1/4)属于该晶胞；每个面心上的粒子被2个晶胞共用，每个粒子只有(1/2)属于该晶胞；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (2)六方晶胞：每个顶点上的粒子被6个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被3个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 (3)三棱晶胞：每个顶点上的粒子被12个晶胞共用；每条横棱上的粒子被4个晶胞共用；每条纵棱上的粒子被6个晶胞共用；每个面心上的粒子被2个晶胞共用；晶胞内的粒子完全属于该晶胞。 【变式1】【变载体】（2026·广东深圳·一模）金(Au)是一种战略性金属。从褐铁矿型金银矿(含、、、、、等)中提取Au并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知时，相关沉淀的溶度积常数为： 氢氧化物 回答下列问题： (1)褐铁矿型金银矿研磨成粉是为了______________，提高浸取速率。 (2)“浸金银”时，溶解涉及的主要反应如下： ① ②__________________________________+______+___ 在上述过程中起催化剂的作用，写出反应②中缺项并配平方程式______________________。 (3)使用和浸取液可从含金银粉体进一步提取Au。一定条件下，、浸取率随溶液中的变化如下图所示，为尽可能提高的提取率和纯度，浸取液中浓度应控制在_____。 (4)“沉铁”时，溶液中，为确保无析出，理论上应控制溶液中不大于__________； (5)“沉锰”中，生成同时生成一种无色无味的气体，该反应的离子方程式为________________________________________。 (6)Cu、Au形成一种组成固定的合金，其晶胞是立方体结构，如下图所示。 ①a的分数坐标为_________，该晶体中，每个Au周围与它最近且相等距离的有_____个。 ②为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为，则晶体的密度为_________(列出计算式)。 【答案】(1)增大固体与液体的接触面积 (2) (3) (4)8 (5) (6) 12 【分析】由流程可知，矿石经“还原酸浸”，、被还原为Fe2+和Mn2+，CuO被溶解为Cu2+，Au、Ag、不溶进入“滤渣1”；“沉铜”时，铜离子被铁粉还原为Cu；“氧化时” Fe2+被氧化为Fe3+；“沉铁”时，加入氢氧化钠调节pH使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，“沉锰”时加入NH4HCO3使锰离子沉淀为碳酸锰。“浸金银”时，Au、Ag被铜-氨-硫代硫酸盐溶液浸出，进入滤液中，后续提炼出Au、Ag。滤渣2为二氧化硅。 【详解】（1）将褐铁矿型金银矿研磨成粉，可以有效增大固体矿物与浸取液的接触面积，从而加快反应速率，提高浸取效率。 （2）题干指出 为催化剂，反应①中其被消耗转化为，则反应②必须使其再生。反应中，Cu元素的化合价由+1价升高到+2价， 中O元素由0价降低到-2价（在氨水环境中生成 ）。根据得失电子守恒，1个 转移4个电子，需要4个。再结合原子守恒和电荷守恒，缺项为 和 ，配平后方程式为。 （3）提取Au并要求高纯度，可以通过选择性溶解来实现分离。由图可知，当 浓度控制在时，Ag的浸取率达到100%（完全溶解进入溶液），而Au的浸取率为0%（完全留在固体残渣中）。此时进行过滤，即可将Ag与Au彻底分离，固体粉末即为高纯度的Au。 （4）为确保无 析出，溶液中的离子浓度积必须满足 。 即。 代入，解得，即， 此时，则。故理论上应控制溶液不大于8。 （5）“沉锰”过程中，与加入的反应，生成沉淀，同时产生的无色无味气体为。根据元素守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为：。 （6）① 结合原点 和顶面Cu原子坐标 可知，晶胞的边长单位为1。原子a位于右侧面的面心，其在y轴上的投影为1，在x轴和z轴上的投影均为0.5，故其分数坐标为 。该晶体为面心立方结构，Au原子位于顶点，距离其最近的Cu原子位于面心。每个顶点被8个晶胞共用，每个面被2个晶胞共用，故每个Au周围最近的Cu原子数为 个。 ② 晶胞中Au原子个数为 ，Cu原子个数为 。 一个晶胞的质量。 晶胞的体积。 则晶体密度。 【变式2】【变载体】（2026·广东深圳·一模）和Co在催化、材料等领域有不可替代的作用。以黄铁矿（主要成分为，还含有NiS、CoS、CuS及少量Au）为原料制备同时回收Co的工艺流程如下图： 已知：①“焙烧”后烧渣的主要成分是、CuO、NiO、和Au，可看作 ②氧化性：， ③常温下，部分氢氧化物的溶度积如下表： 氢氧化物 ④一般情况下，离子浓度小于可认为该离子沉淀完全。 (1)“焙烧”时，把黄铁矿粉碎的原因是________。 (2)“焙烧”时，CoS发生反应的化学方程式为________。 (3)“酸浸”时，溶解反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为________，此过程可用浓盐酸代替硫酸和双氧水，缺点除因其挥发性导致利用率低外，还有________（写一条）。 (4)“调pH”时，当、的浓度均为时，pH最高可调至________（忽略溶液体积变化），浸渣的主要成分为________。 (5)“沉钴”时，若只加入碳酸氢铵，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是________。 (6)“萃取”时，可用萃取剂P204或P507，已知其结构如图所示（R是烃基），两物质中P=O上的氧原子均可与配位形成配位化合物。已知-OR是吸电子基团，请结合物质结构知识分析两者配位能力大小：O（P204）________O（P507）（填“”“”或“”）。 (7)Co的一种氧化物的立方晶胞如图所示，该晶体中的配位数是________；该晶胞的棱长为a nm，则该晶体的密度为________。 【答案】(1)增大反应物接触面积，使焙烧更充分 (2) (3) 会产生有毒气体，污染环境 (4) 7.1 、 (5)只加入碳酸氢铵沉钴过程会生成大量气体 (6) (7) 6 【分析】该流程以混有NiS、CoS、CuS和Au杂质的黄铁矿为原料，制备硫酸镍并回收钴，实现矿物资源的综合利用。首先粉碎黄铁矿增大焙烧接触面积，通入空气焙烧，将硫化物氧化为金属氧化物，同时得到副产物，可用于工业制硫酸，避免废气污染；焙烧后烧渣经硫酸、双氧水酸浸，不溶性Au被过滤分离；双氧水可将+3价钴还原为，便于后续分离。再加氨水调pH除去、杂质，可通过加入氨水、碳酸氢铵沉钴得到碳酸钴，或经萃取反萃取分离镍钴，最终得到硫酸镍与硫酸钴产品。 【详解】（1）化工流程中将固体粉碎的常规作用是增大反应物接触面积，既可以提升反应速率，也能让原料反应更完全。 （2）焙烧时CoS被氧化，生成和，化学方程式为； （3）酸浸时+3价钴被还原为，作为还原剂被氧化为，1 mol含2 mol +3价Co，共得2 mol电子，1 mol失2mol电子，因此氧化剂和还原剂物质的量之比为1：1；根据已知氧化性，浓盐酸中的会被氧化为有毒的，污染环境、腐蚀设备。 （4）调pH的上限是保证、均不沉淀，二者浓度均为时，比较，更易沉淀：，代入得，，即；调pH的目的是沉淀、，因此浸渣为、。 （5）仅加碳酸氢铵时，发生反应，生成的从沉淀体系中逸出，使沉淀内部出现空隙，导致颗粒疏松。 （6）P204含有2个吸电子的基团，P507仅含1个、1个推电子的烃基；吸电子基团会降低中O原子的电子云密度，使其配位给金属离子的能力减弱，因此P204的氧原子配位能力小于P507。 （7）该晶胞为的岩盐型立方晶胞，的配位数为6；晶胞中含4个和4个，总质量为，棱长，体积为，因此密度为。 考点二 常见晶体的结构与性质 知●识●解●构 知识点1分子晶体 1．概念及粒子间作用力 分子晶体 构成微粒 _分子__ 粒子间的相互作用力 _范德华力__(某些含氢键) 硬度 较小 熔、沸点 较低 溶解性 相似相溶 导电、导热性 一般不导电，溶于水后有的导电 物质类别及举例 大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外) 2．堆积方式 项目 分子密堆积 分子非密堆积 作用力 只有分子间作用力，无氢键 有分子间氢键，它具有方向性 空间特点 每个分子周围一般有12个紧邻的分子 空间利用率不高，留有相当大的空隙 举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰 3．常见分子晶体及物质类别 物质种类 实例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等 部分非金属氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 绝大多数有机物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等 4．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 知识点2共价晶体 1．共价晶体的结构特点 共价晶体 构成微粒 原子 粒子间的相互作用力 共价键 硬度 很大 熔、沸点 很高 溶解性 难溶于任何溶剂 导电、导热性 一般不具有导电性 物质类别及举例 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼、晶体锗)、部分非金属化合物(如SiC、Si3N4、SiO2)，氮化硼(BN) 2．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。 得分速记 (1)共价晶体是一个三维的共价键网状结构，是一个“巨分子”，没有小分子存在；而分子晶体中存在真实的分子。 (2)共价晶体的化学式不表示实际组成，只表示组成原子的个数比，如SiO2只是表示晶体中Si与O的原子个数比为1∶2。而分子晶体的化学式表示真实的组成。 (3)由原子构成的晶体不一定是共价晶体，如稀有气体组成的晶体属于分子晶体。 知识点3金属晶体 1．金属晶体 金属晶体 构成微粒 金属阳离子、自由电子 粒子间的相互作用力 金属键 金属键的强弱比较 原子半径越小，价电子数越多，金属键越强。 金属键特征 无方向性和无饱和性。 硬度 有的很大，有的很小 熔、沸点 有的很高，有的很低 溶解性 难溶于常见溶剂 导电、导热性 电和热的良导体 物质类别及举例 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 2．用电子气理论解释金属的性质 延展性 当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但排列方式不变，金属晶体中的化学键没有被破坏，所以金属有良好的延展性。 导电性 在外加电场的作用下，金属晶体中的“自由电子”做定向移动而形成电流，呈现良好的导电性。 导热性 “自由电子”在运动时会与金属离子不断发生碰撞，从而引起两者能量的交换 3．结构模型 晶胞结构 举例 配位数 每个晶胞包含原子数 原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 原子空间利用率 Ca、Al、Cu、Ag、Pt、Au 12 4 2r＝ 74% Li、Na、K、 Ba 8 2 2r＝ 68% Mg、Zn、Ti 12 6(2) 74% Po 6 1 2r＝a 52% 知识点4离子晶体 1．离子晶体 离子晶体 构成微粒 阴、阳离子 粒子间的相互作用力 离子键 方向性和饱和性 没有方向性，没有饱和性 离子键强弱 阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强。 硬度 较大 熔、沸点 较高 溶解性 大多易溶于水等极性溶剂 导电、导热性 晶体不导电，水溶液或熔融态导电 物质类别及举例 金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl) 2．离子晶体的性质 性质 原因 熔沸点 离子晶体中有较强的离子键，熔化或升华时需消耗较多的能量。所以离子晶体有较高的熔、沸点和难挥发性。通常情况下，同种类型的离子晶体，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高 硬度 硬而脆。离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎 导电性 不导电，但熔融或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，阴、阳离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，因此离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够的能量克服了离子间的相互作用力， 成为自由移动的离子，在外加电场的作用下，离子定向移动而导电。离子晶体溶于水时，阴、阳离子受到水分子的作用成了自由移动的离子(或水合离子)，在外加电场的作用下，阴、阳离子定向移动而导电 溶解性 大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)，难溶于非极性溶剂(如汽油、苯、CCl4)。当把离子晶体放入水中时，水分子对离子晶体中的离子产生吸引，使离子晶体中的离子克服离子间的相互作用力而离开晶体，变成在水中自由移动的离子 延展性 离子晶体中阴、阳离子交替出现，层与层之间如果滑动，同性离子相邻而使斥力增大导致不稳定，所以离子晶体无延展性 3．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 得分速记 (1)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体。 (2)离子晶体中除离子键外不一定不含其他化学键，如NaOH晶体中还含有极性共价键，Na2O2晶体中还含有非极性共价键。 (3)由金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是由金属元素Al和非金属元素Cl组成的分子晶体。 (4)含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。 (5)离子晶体的化学式只表示晶体中阴、阳离子的个数比，而不是表示其分子组成。 知识点5混合型晶体——石墨的结构特点 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。 知识点6过渡晶体 纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的过渡晶体。 (1)几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表。 氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 离子键的百分数/% 62 50 41 33 由表中数据可知，以上4种氧化物晶体中的化学键既不是纯粹的离子键，也不是纯粹的共价键，这些晶体既不是纯粹的离子晶体也不是纯粹的共价晶体，只是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体。 (2)偏向离子晶体的过渡晶体在许多性质上与纯粹的离子晶体接近，因而通常当作离子晶体来处理，如 Na2O等。同样，偏向共价晶体的过渡晶体则当作共价晶体来处理，如Al2O3、SiO2等。 (3)像第三周期后几种元素的氧化物如P2O5、SO3、Cl2O7等都是分子晶体，表明离子键成分的百分数更小了，而且共价键也不再贯穿整个晶体，而是局限于晶体微观空间的一个个分子中了。 知识点7四种晶体的性质与判断 1．四种晶体类型比较 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、沸点的比较 1)不同类型晶体熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点 很低。 2)同种晶体类型熔、沸点的比较 (1)共价晶体 原子半径越小→键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如熔点：金刚石>碳化硅>硅。 (2)离子晶体 ①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>NaCl>CsCl。 ②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔、沸点越高，硬度越大。 (3)分子晶体 ①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 ②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，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。 ④同分异构体支链越多，熔、沸点越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。 (4)金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al。 3．晶体类型的判断——依据性质判断晶体类型的方法 (1)依据构成晶体的粒子和粒子间的作用判断 ①离子晶体的构成粒子是阴、阳离子，粒子间的相互作用是离子键。 ②共价晶体(共价晶体)的构成粒子是原子，粒子间的相互作用是共价键。 ③分子晶体的构成粒子是分子，粒子间的相互作用为分子间作用力。 ④金属晶体的构成粒子是金属阳离子和自由电子，粒子间的相互作用是金属键。 (2)依据物质的类别判断 ①活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 ②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。 ③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的共价晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 ④金属单质与合金是金属晶体。 (3)依据晶体的熔点判断 ①离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。 ②共价晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度。 ③分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 ④金属晶体多数熔点高，但也有相当低的，如汞。 (4)依据导电性判断 ①离子晶体水溶液或熔融态时能导电。 ②共价晶体一般为非导体。 ③分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子也能导电。 ④金属晶体是电的良导体。 (5)依据硬度和机械性能判断 ①离子晶体的硬度较大或略硬而脆。 ②共价晶体的硬度大。 ③分子晶体的硬度小且较脆。 ④金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。 考●向●破●译 考向1 考查常见晶体的比较与晶体类型判断 例1（2026·广东深圳·一模）化学强国，筑梦未来。下列涉及的化学知识说法不正确的是 A．“雪豹”6×6轮式载具使用硫化橡胶，橡胶硫化的过程发生了化学变化 B．“北脑一号”脑机系统植入手术所用钛板，属无机非金属材料 C．“天舟七号”飞船所用石英加速度计，石英主要成分是二氧化硅 D．“深地一号”制造钻头用的金刚石为共价晶体 【答案】B 【详解】A．橡胶硫化过程中，线性橡胶分子通过硫原子形成交联的网状结构，有新物质生成，属于化学变化，A正确； B．钛板为钛合金，属于金属材料，不属于无机非金属材料，B错误； C．石英的主要成分为（二氧化硅），C正确； D．金刚石中碳原子间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，D正确； 故选B。 【变式1】【变载体】（2026·广东广州·模拟预测）化学创新支撑新质生产力发展，服务国家重大战略需求。下列说法正确的是 A．“嫦娥七号”月球车采用砷化镓(GaAs)太阳能电池，GaAs属于离子晶体 B．“液态阳光”项目利用可再生能源将和合成甲醇，该过程将化学能转化为电能 C．国产大飞机机身使用碳纤维增强树脂基复合材料，其中碳纤维属于有机高分子材料 D．月球科研站建设发现月壤富含钛铁矿，Ti位于元素周期表的d区 【答案】D 【详解】A．GaAs是半导体材料，属于共价晶体，不是离子晶体，A错误； B．“液态阳光”是利用可再生能源（光能）驱动反应，将CO2和H2O合成为甲醇，是把光能转化为化学能储存起来，不是将化学能转化为电能，B错误； C．碳纤维的主要成分是碳单质，属于无机非金属材料，不是有机高分子材料，C错误； D．Ti的原子序数为22，价层电子排布式为，位于周期表第四周期、第ⅣB族，属于d区元素，D正确； 故选D。 【变式2】（2026·广东广州·二模）下列有关我国传统文化和现代科技的说法正确的是 A．神舟系列飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料，属于共价晶体 B．《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”，“硫”指的是硫酸 C．航空航天领域使用的碳纤维材料是一种新型有机高分子材料 D．《本草纲目》记载“盖此矾色绿味酸，烧之则赤”，“矾”指的是 【答案】A 【详解】A．氮化硅中硅原子和氮原子以共价键结合，属于共价晶体，熔点高、耐高温，可作为飞船返回舱的结构材料，A正确； B．传统火药的成分是硫黄、硝石、木炭，记载中的“硫”指的是硫单质，不是硫酸，B错误； C．碳纤维的主要成分为碳单质，属于无机非金属材料，不属于有机高分子材料，C错误； D．“色绿味酸，烧之则赤”的矾是绿矾，成分为，是蓝矾，为蓝色晶体，D错误； 故选A。 考点三 配位键、配合物、超分子 知●识●解●构 知识点1 配位键的形成及配合物的性质 1．孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。 2．配位键 (1)配位键定义：属于“电子对给予－接受”键，由一个原子提供孤电子对与另一个接受孤电子对的原子形成的共价键。配位键属于σ键。 (2)配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。 (3)成键的性质：共用电子对对两个原子的电性作用。 (4)配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。 (5)配位键的形成条件： ①配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。 ②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 3．配合物 如[Cu(NH3)4]SO4： (1)中心原子：提供轨道接受孤对电子的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的金属离子(此时又叫中心离子)，过渡元素最常见，如：Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋。 (2)配位体：含有并提供孤电子对的分子或离子，即电子对的给予体。常见的配位体：H2O、NH3、SCN－、CO、N2、X－、OH－、CN－。 (3)配位原子：配体中提供孤对电子的原子叫配位原子，如：H2O中的O原子，NH3中的N原子。 (4)配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子，如：[Cu(NH3)4]2＋、[Ag(NH3)2]＋。 (5)配位数：作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目，即形成的配位键的数目称为配位数。如：[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]＋的配位数为2。 (6)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和。 (7)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的阳离子(或阴离子)称为外界，如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2＋，外界是SO，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分。 即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2＋＋SO，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2＋Cu2＋＋4NH3。 得分速记 (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。 (3)有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。 (4)配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。 (5)含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。 4．螯合物 螯合物是配合物的一种，具有环状结构的配合物叫螯合物或内配合物。一种配位体有两个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合，螯合物中配体数目少，形成环状结构较简单配合物稳定，而且形成的环越多越稳定，其中以五元环或六元环最为稳定。在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。这种提供螯合物配体的试剂被称为螯合剂。 例：乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与Cu2+形成如下的螯合物： 乙二胺分子中的氨基氮原子只提供孤电子对以满足中心离子的配位数。 氨基乙酸的酸根氧离子(H2N-CH2-COO—)与Cu2+形成如下的螯合物： 其中Cu2+离子的配位数仍旧是4，氧提供孤电子对与中心离子配位，又有负电荷可以中和中心离子的正电荷，生成中性分子的“内配盐”。 5．多齿配体、二茂铁、羰基化合物 如果一个配位体中有几个配位原子能直接和同一个金属离子配位，这种配体称为多齿配体，形成具有环状结构的配合物称为螯合物，如：乙二胺配体中有两个配位原子、乙二胺四乙酸(EDTA)配体中有6个配位原子。还有其他特殊配体：CO、环戊二烯基(C5)等含有π键的配位体形成的配合物，如二茂铁、金属羰基化合物。 　　　　　　　　　　　　　　　　 金属EDTA(乙二胺四乙酸)螯合物 Fe(C5H5)2二环戊二烯合铁(二茂铁) Ni(CO)4四羰基镍(楔形式) 6．配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- (2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显红色。 (3)稳定性增强。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。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 7．配合物的应用 超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。 (1)在生命体中的应用 (2)在生产生活中的应用 (3)在医药中的应用——抗癌药物、。 知识点2 超分子 1．定义：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．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。 4．分子聚集体的大小：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。 5．超分子特征： (1)分子识别：通过尺寸匹配实现分子识别。 (2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecular self-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。 6．应用实例 (1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (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。冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 (3)细胞和细胞器的双分子膜：细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 (4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。 7．超分子的未来发展 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。 考●向●破●译 考向1 配位键、配合物性质类 例1（2026·广东深圳·三模）甘氨酸铜是一种优质的有机铜源，其结构有顺式和反式两种。在甘氨酸铜中，铜和与其配位的四个原子共平面。下列说法正确的是 A．甘氨酸铜中铜的配体数为4 B．甘氨酸铜中键和键的数目之比为 C．该配合物中，碳原子的都是以sp3杂化 D．该配合物中含有极性键、非极性键和配位键 【答案】D 【详解】A．甘氨酸根为双齿配体，每个甘氨酸根可提供一个N和一个O与Cu2+配位，因此甘氨酸铜中铜的配位数为4，配体数为2，A错误； B．甘氨酸铜结构中，每个甘氨酸根中含有10个键（其中含2个配位键）、1个键；因此甘氨酸铜中共20个键，2个键，比例应为10:1，B错误； C．甘氨酸铜中形成碳氧双键的碳原子为sp2杂化，并未所有碳原子的都是sp3杂化，C错误； D．甘氨酸铜中C-C键为非极性键，C-H、C-N、N-H、C-O等均为极性键，Cu2+与O、N 原子间形成了配位键，D正确； 故答案为D。 【变式1】【变载体】（2025·广东深圳·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 酚醛树脂可用作宇宙飞船返回舱外壳 酚醛树脂均属于线型高分子 B 硫酸铅沉淀中滴加醋酸，沉淀逐渐溶解 醋酸铅是弱电解质 C 缺角的氯化钠晶体在饱和溶液 中慢慢变为完美的立方体块 晶体具有各向异性 D 向溶液中加入乙醇，析出蓝色晶体 C2H5OH的配位能力强于NH3 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．酚醛树脂既有线型结构也有体型结构，用作耐高温航天材料的是体型酚醛树脂，陈述Ⅱ错误，且二者无因果关系，A错误； B．硫酸铅存在溶解平衡，加入醋酸后生成弱电解质醋酸铅，使溶液中浓度降低，溶解平衡正向移动，沉淀逐渐溶解，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且存在因果关系，B正确； C．缺角氯化钠晶体在饱和溶液中变为完美立方体，这是晶体的自范性，与晶体的各向异性无关，二者无因果关系，C错误； D．加入乙醇析出蓝色晶体是因为乙醇降低了溶剂极性，使溶解度减小析出，与乙醇的配位能力无关，二者无因果关系，D错误； 答案选B。 【变式2】【变载体】（2025·广东·模拟预测）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 粗苯甲酸(含NaCl和泥沙)可用重结晶法提纯 苯甲酸难溶于热水 B K2CO3溶液不能鉴别CaCl2溶液和AlCl3溶液 CaCO3、Al2(CO3)3均为白色难溶物 C Na2CO3溶液可以使苯酚浊液变澄清 酸性：苯酚＞ D [Cu(NH3)4]SO4溶液与乙醇混合后析出深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]2+中的配体是NH3 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．粗苯甲酸(含NaCl和泥沙)可用重结晶法提纯，利用的原理是苯甲酸溶解度随温度变化较大，苯甲酸易溶于热水，陈述Ⅱ错误，A项不符合题意； B．K2CO3溶液可以鉴别CaCl2溶液和AlCl3溶液，前者会产生白色沉淀，后者会产生白色沉淀和气体，陈述Ⅰ错误，B项不符合题意； C．Na2CO3溶液与苯酚反应生成NaHCO3，陈述Ⅰ和陈述Ⅱ都正确且有因果关系，C项符合题意； D．[Cu(NH3)4]SO4溶液与乙醇混合后析出深蓝色晶体是因为溶解度的变化，陈述Ⅰ和陈述Ⅱ没有因果关系，D项不符合题意。 考向2 超分子的结构、性质及其应用 例2（2025·广东深圳·模拟预测）劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 农民喷洒波尔多液防治农作物病害 重金属离子可使蛋白质变性 B 酿酒师用糯米酿制米酒 淀粉水解成葡萄糖，葡萄糖转变为乙醇 C 技术人员加入铬、镍元素制成不锈钢 利用牺牲阳极法进行防腐 D 科技人员用杯酚超分子分离C60和C70 超分子具有分子识别的特征 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．波尔多液含有铜离子（重金属离子），可使病菌的蛋白质变性从而达到防治病害的效果，二者有关联，A不符合题意； B．糯米的主要成分是淀粉，淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶作用下转化为乙醇，是酿制米酒的反应原理，二者有关联，B不符合题意； C．加入铬、镍制成不锈钢是通过改变金属的内部结构实现防腐，牺牲阳极法是利用原电池原理、用更活泼的金属作负极被腐蚀，来保护目标金属，二者原理不相关，C符合题意； D．杯酚超分子具有分子识别的特征，可选择性结合，从而实现和的分离，二者有关联，D不符合题意； 故选C。 【变式1】【变载体】（2025·广东佛山·一模）下列选项中物质结构与性质关系对应不正确的是 选项 结构 性质 A 晶体有自范性 圆形容器中结出的冰是圆形的 B 的空间结构为V形，是极性分子 在水中的溶解度： C 电负性： 酸性： D 冠醚有大小不同的空穴 冠醚能识别不同碱金属离子 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．晶体的自范性是指晶体能自发呈现多面体外形的性质，圆形容器中冰为圆形是受容器形状限制，并非自范性的体现，二者对应关系错误，A符合题意； B．水是极性溶剂，根据相似相溶原理，极性分子在水中的溶解度大于非极性分子，对应关系正确，B不符合题意； C．电负性，的吸电子效应强于，使中羧基的键极性更强、更易电离出，酸性更强，对应关系正确，C不符合题意； D．不同碱金属离子半径不同，冠醚可通过大小匹配的空穴结合对应半径的碱金属离子，实现对不同碱金属离子的识别，对应关系正确，D不符合题意； 故答案选A。 【变式2】（2026·广东深圳·三模）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，但不具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 肥皂能去除油污 肥皂中含有烷基磺酸根离子等表面活性剂 B 较稳定，常温下不易发生反应 N的电负性较大 C 萘和碘在水中的溶解度不大，但易溶于四氯化碳 萘、碘、四氯化碳为非极性分子，水是极性分子 D 酸性溶液氧化甲苯，加入冠醚(18-冠-6)，氧化速率加快 冠醚与形成超分子，促进进入有机相 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．肥皂是高级脂肪酸盐，其有效成分为高级脂肪酸根离子()，而烷基磺酸根离子()是合成洗涤剂的有效成分，故陈述Ⅱ错误，A不符合题意； B．常温下稳定是因为分子内三键键能极大，断裂困难；N的电负性较大是N原子的属性，二者均正确，但无因果关系，B符合题意； C．根据相似相溶原理，非极性溶质易溶于非极性溶剂、难溶于极性溶剂，萘、碘、均为非极性分子，为极性分子，因此萘和碘在水中溶解度小、易溶于，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系，C不符合题意； D．18-冠-6可与配位形成超分子，将带入有机相，增大反应物接触面积，因此氧化速率加快，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系，D不符合题意。 故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广东·高考真题）光影岁月流转，科技定格万象。下列说法正确的是 A．烛焰小孔成像。蜡烛燃烧时化学能全部转化为光能 B．凸透镜聚光成像。石英玻璃凸透镜的主要成分为硅酸钙 C．卤化银胶片感光成像。属于化合反应 D．硅基器件数字成像。单晶硅应用非常广泛，属于共价晶体 【答案】D 【详解】A．蜡烛燃烧时化学能除转化为光能外，大部分转化为热能，并非全部转化为光能，A错误； B．石英玻璃的主要成分为，不是硅酸钙，B错误； C．该反应是一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，不属于化合反应，C错误； D．单晶硅中硅原子之间以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，D正确； 故选D。 2．（2026·广东·高考真题）化学之美在于发现。陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确但两者间没有关联的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 光束通过胶体，产生明亮通路 胶体粒子对光线有散射作用 B 天然水晶呈现规则外形 晶体中原子呈周期性有序排列 C 烟花绽放，焰色五彩缤纷 碱金属原子容易失去最外层电子 D 铜丝浸入溶液中可形成美丽银树 的还原性比的强 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．丁达尔效应的本质是胶体粒子对光线的散射作用，两个陈述存在因果关联，A不符合题意； B．晶体具有规则几何外形的本质原因是晶体中原子呈周期性有序排列，两个陈述存在因果关联，B不符合题意； C．焰色反应是金属元素的电子受到激发后跃迁释放特定波长的光产生的，属于物理变化，和碱金属易失最外层电子的化学性质无关，两个陈述均正确但无关联，C符合题意； D．Cu能置换出中的Ag，依据氧化还原反应规律，还原剂的还原性强于还原产物，说明Cu还原性比Ag强，两个陈述存在因果关联，D不符合题意； 故选C。 3．（2025·广东·高考真题）在法拉第发现苯200周年之际，我国科学家首次制备了以金属M为中心的多烯环配合物。该配合物具有芳香性，其多烯环结构(如图)形似梅花。下列关于该多烯环配合物说法正确的是 A．键是共价键 B．有8个碳碳双键 C．共有16个氢原子 D．不能发生取代反应 【答案】A 【详解】A．C和H原子间通过共用电子对形成的是共价键，A正确； B．该配合物具有芳香性，存在的是共轭大π键，不存在碳碳双键，B错误； C．根据价键理论分析，该物质有10个H原子，C错误； D．大π键环上可以发生取代反应，D错误； 答案选A。 4．（2024·广东·高考真题）下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 酸性： 电负性： B 某冠醚与能形成超分子，与则不能 与的离子半径不同 C 由氨制硝酸： 和均具有氧化性 D 苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂 合成酚醛树脂的反应是加聚反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．电负性F＞Cl，F的吸电子能力大于Cl，导致CF3COOH中O-H键的极性大于CCl3COOH中O-H键的极性，故酸性：CF3COOH＞CCl3COOH，故陈述I不正确，A不符合题意； B． 冠醚最大的特点就是能与正离子，尤其是与碱金属离子形成超分子，并且随环的大小不同而与不同的金属离子形成超分子，某冠醚与Li+能形成超分子，与K+则不能，则说明Li+与K+的离子半径不同，陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系，B符合题意； C．由氨制硝酸过程中，NH3做还原剂，体现了的还原性，故陈述Ⅱ不正确，C不符合题意； D．苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂，该反应是缩聚反应，故陈述Ⅱ不正确，D不符合题意； 故选B。 5．（2026·广东·高考真题）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 (1)金精矿研磨成粉是为了___________，提高浸取速率。 (2)“沉锑”的反应中，还原剂为___________。 (3)“电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为___________。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于___________(列算式)。 (4)“X”包含多个步骤，需同时用到和溶液。一定条件下，Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2，在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度，“X”包括的步骤为___________。 (5)“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行，生成的离子方程式为___________。 _________________。 (6)某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子，其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且___________。 (7)①Sb与N同族，AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是___________。 ②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4，其原子占据A、B、C三种位置，每种位置上只有一种原子，则Al占据___________位置，Sb占据___________位置。(填编号) 【答案】(1)增大反应物接触面积 (2) （或铁粉） (3) 或 (4)先控制浓度在，与HCl溶液浸出后过滤除去，再控制浓度在与HCl溶液浸出 (5) (6)杂冠醚的空腔大小与的直径（大小）相匹配 (7) GaN A、B或C C或A、B 【分析】先通过盐酸+氧化剂体系，将硫化锑转化为可溶性配离子，过滤后滤泥含有Au、Ag、、S等；滤液主要含，还会存在、等，再用铁粉还原沉锑得到单质锑，同时也将还原为，滤液1含有、，通过电解实现沉锑试剂的回收循环，降低原料成本。滤泥除硫后得到含金银粉体，通过控制浓度在酸性条件下实现金、银的选择性浸出，最后用亚硫酸钠还原沉金得到单质金，回收的锑可进一步加工制备光电材料AlSb，实现副产物高值化利用。 【详解】（1）固体研磨成粉，可增大反应物接触面积，加快反应浸取速率。 （2）沉锑过程中，将中+3价还原为单质，被氧化，作还原剂。 （3）①电解回收沉锑试剂（铁粉），阴极得电子生成单质，故阴极反应为。 ②阳极室要防止产生沉淀，由数据可知，和两种沉淀中，先沉淀，但考虑到阳极失电子生成，最终，，计算得不产生沉淀时，该值远小于沉淀的临界，因此按计算。 （4）由图可知，在时浸取率接近，浸取率很低，先过滤除去；再将调至，浸取率接近，可提高金的提取率和纯度。 （5）从价降为，个共得；中从价升为价（生成），每个失，因此系数为3，再结合原子守恒、电荷守恒配平可得方程式。 （6）超分子选择性识别的原理，除了配位作用，还需要空腔尺寸与离子大小匹配。 （7）①离子键成分百分数随元素电负性差增大而增大，电负性远大于，和电负性相近，因此中电负性差更大，离子键成分更大。 ②为型化合物，晶胞中：（顶点）数目为，（面心）数目为，共4个；（晶胞内部）共4个，满足。由此可知，顶点和面心是一种原子，晶胞内部是另一种原子，因此Al和Sb分别占据顶点（A）+面心（B）和体内四面体空隙（C）；二者可互换顺序。 6．（2025·广东·高考真题）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 (1)“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)。 (2)“高压加热”时，生成的离子方程式为：_______。 (3)“沉铝”时，pH最高可调至_______(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 (4)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A．镍与N、O形成配位键 B．配位时被还原 C．配合物与水能形成分子间氢键 D．烷基链具有疏水性 (5)晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则_______；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为_______。 (6)①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为_______和_______。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注_______。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是_______(写一条)。 【答案】(1)搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等 (2)4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+ (3)5 (4)AD (5) 3：1：1 12 (6) 2NH3N2+3H2 Fe2O3+3H22Fe+3H2O 没有污染物产生 【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，通入空气加热得到Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe单质，也可以用电解得到Fe单质，滤液1在常温下沉铝，滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物，最终得到产品NixCuyNz。 【详解】（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等； （2）由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧化为，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+； （3）“沉铝”时，保证Cu2+和Ni2+不沉淀，Cu(OH)2的溶度积更小，，根据Ksp=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20，得出c(OH-)=10-9mol/L，pH=5； （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有： A、镍与N、O形成配位键，可以使镍进入有机相，A正确； B、配体中提供孤对电子的O原子带一个单位负电，可以视作是得到一个电子的阴离子，其余配体不带电，整个配合物不显电性，形成配合物后，中心离子还是Ni2+，Ni2+化合价不变，B错误； C、配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C错误； D、烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D正确； 答案选AD； （5）根据同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，设晶胞边长为a，由几何关系可知，面心的原子与顶点的原子距离为，面心的原子与体心的原子距离为，则可以确定，晶胞中面心原子为Ni，有6×个，顶点原子为Cu，有8×个，体心的原子为N，有1个，则x：y：z=3：1：1； 根据分析，Cu原子处于顶角，距离最近且等距离的原子为面心上Ni原子，数目为； （6）①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe单质和水，化学方程式为：2NH3N2+3H2、Fe2O3+3H22Fe+3H2O； ②电解Fe2O3颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨做阳极，电解液为NaOH溶液和颗粒，装置图如下： ； ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO气体产生。 7．（2024·广东·高考真题）镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 (1)“电解”中，反应的化学方程式为_______。 (2)“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。 (3)“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。 (4)“提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高的提取率。 (5)“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。 (6)一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。 【答案】(1)2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ (2)Ga3++4Cl-=[GaCl4]- (3) 铁 [FeCl4]- (4) 高 NaCl (5) 3.2 4.0×10-7 (6) 2:1:1 8a3 【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM提取，[GaCl4]-通过交换膜进入II室并转化为Ga3+，II室溶液进一步处理得到镓，I室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝； 【详解】（1）“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑； （2）“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3++4Cl-=[GaCl4]-； （3）由已知，浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区，为了避免铁元素以[FeCl4]-的微粒形式通过LAEM，故要加入铝片还原Fe3+，从而有利于Ga的分离； （4）“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越高，更有利于生成[GaCl4]-的反应正向移动，更有利于Ga的提取，在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高Cl-浓度，进一步提高Ga的提取率； （5）由pKa(HF)=3.2，Ka(HF)==10-3.2，为了使溶液中c(F-)>c(HF)，c(H+)=×10-3.2<10-3.2mol/L，故pH至少应大于3.2，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成，若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol⋅L-1，根据Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10，[AlF6]3-浓度为=4.0×10-7mol⋅L-1； （6）合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，顶点、面心、棱心、体心为Co，8个小正方体体心交替为Ga与Ni，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=2:1:1，晶胞棱长为2a nm，故晶胞的体积为8a3nm3。 2 / 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $