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章末综合提升
第三章 晶体结构与性质
一 、晶体类型与化学键的关系
1．离子晶体与化学键的关系：离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键。注意，可以再细化：离子晶体中一定含有离子键，可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键；含有离子键的化合物一定是离子化合物；离子晶体一定是由阴、阳离子构成的，但晶体中可以含有分子。如，结晶水合物；离子晶体中一定含有阳离子，但含有阳离子的晶体不一定是离子晶体；非金属元素也可以形成离子化合物。如NH4Cl、NH4NO3等都是离子化合物。
2．分子晶体与化学键的关系：分子晶体中一定含有分子间作用力；稀有气体形成的晶体是分子晶体，而稀有气体是单原子分子，其晶体中只含有分子间作用力；除稀有气体外的其他分子晶体均含有分子间作用力和分子内共价键；分子晶体中的分子间作用力决定物质的物理性质(如熔、沸点，硬度，溶解性等)，而共价键决定分子的化学性质。
3．共价晶体与化学键的关系：共价晶体中一定有共价键，且只有共价键，无分子间作用力；共价晶体一定是由原子构成的，可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子；共价化合物形成的晶体可能是共价晶体，也可能是分子晶体；含有共价键的化合物不一定是共价化合物；共价晶体可以由极性键构成，也可以由非极性键构成。
4．金属晶体与化学键的关系：金属晶体中一定有金属
键，但有时也有不同程度的其他键。如，合金中可含有共价键；金属键不一定就比分子间作用力强。如，汞常温下为液态，就说明汞中的金属键很弱；具有金属光泽且能导电的单质不一定就是金属，如石墨能导电，有金属光泽，却属于非金属。
金属晶体和离子晶体是重要的晶体类型。关于它们的说法中正确的是
①金属晶体导电，离子晶体在一定条件下也能导电
②CsCl晶体中每个Cs＋周围有6个Cl－
③金属晶体和离子晶体的熔、沸点都很高
④金属晶体和离子晶体中分别存在金属键和离子键等强烈的相互作用，很难断裂因而都具有延展性
A．①② B．①
C．①③ D．①④
√
典例 1
①金属晶体中含自由电子，能导电而离子晶体只有在溶于水或熔融状态下才能导电，在固态时不导电，①正确；②CsCl晶体中，每个Cs＋周围有8个Cl－，②错误；③钠属于金属晶体，但其熔点很低，③错误；④离子键在受到锤打或锻压时会断裂，因而离子晶体没有延展性，④错误；故选B。
对点练1.下列说法中正确的是
①晶体中分子间作用力越大分子越稳定
②共价晶体中共价键越强，熔点越高
③干冰是CO2分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体
④在Na2O和Na2O2晶体中，阴、阳离子数之比相等
⑤正四面体形的分子，其晶体类型可能是共价晶体或分子晶体
⑥分子晶体中都含有化学键
⑦含4.8 g碳元素的金刚石晶体中共价键的物质的量为0.8 mol
A．①②③④⑤ B．②④⑦
C．②④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦
√
①分子的稳定性取决于分子内共价键键能的大小，与分子间作用力无关，错误；②共价晶体中共价键越强，破坏它所需的能量越大，熔点越高，正确；③CO2分子间不能形成氢键，错误；④在Na2O和Na2O2晶体中阴离子分别为O2－、O ，阳离子都为Na＋，阴、阳离子数之比都为1∶2，正确；⑤正四面体形的分子，其晶体类型是分子晶体，错误；⑥稀有气体形成的分子晶体中不含有化学键，错误；⑦4.8 g碳原子的物质的量为0.4 mol，金刚石晶体中平均每个碳原子形成2个共价键，所以共价键的物质的量为0.4 mol×2＝0.8 mol，正确。由上述分析可知说法正确的是②④⑦。
对点练2.下列关于分子晶体的说法不正确的是
A．分子晶体中含有分子 B．固态或熔融态时均能导电
C．分子间以分子间作用力相结合 D．熔、沸点一般比较低
A.分子晶体是由分子构成的，A正确；B.固态或熔融态时，分子晶体既不电离也没有自由移动的电子，均不能导电，B错误；C.分子间以分子间作用力相结合，C正确；D.分子晶体的熔、沸点一般比较低，D正确。
√
二、晶体的结构
晶体 晶体结构 晶体详解
共价晶体 金刚石 每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构；键角均为109°28′；最小碳环由6个C原子组成且六个原子不在同一平面内；每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2
SiO2 每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构；每个正四面体占有1个Si，4个“ O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2；最小环上有12个原子，即6个O，6个Si
晶体 晶体结构 晶体详解
分子晶体 干冰 8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1
个CO2分子；每个CO2分子周围等距且紧邻的
CO2分子有12个
离子晶体 NaCl型
每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6
个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个；
每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－
CsCl型
每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个
Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；
如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
晶体 晶体结构 晶体详解
金属
晶体 简单立方堆积
典型代表Po，配位数为6，空间利用率为52%
体心立方堆积
典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率为68%
面心立方最密堆积
典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率为74%
六方最密堆积
典型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率为74%
晶体 晶体结构 晶体详解
混合型晶体 石墨 平面层状结构；最小的环为六元环；由于每个碳原子为三个六元环所共用，即每个六元环拥有的碳原子数为6× ＝2；碳碳键数为二个六元环所共用，每个六元环拥有的碳碳键数为6× ＝3；键角为120°
元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶胞结构如图所示。下列说法中错误的是
A．Xn＋的核外电子数为18
B．该晶体中阳离子与阴离子的个数比为3∶1
C．n＝1
D．晶体中每个Xn＋周围有2个等距离且最近的N3－
√
典例 2
利用均摊法可知该晶胞中N3－的个数为8× ＝1，Xn＋的个数为12× ＝3，则该晶体的化学式为X3N；根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可以确定n＝1；由Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，可知Xn＋为Cu＋，其核外电子数为28；晶体中与Cu＋等距离且最近的N3－有2个，答案为A。
对点练3.在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图所示，下列说法正确的是
A．钛离子周围最近相邻且等距的钛离子有8个
B．该晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3∶1∶1
C．钙离子与钛离子之间的最短距离为晶胞边长的1.732倍
D．该晶胞体积为氧离子与氧离子之间的最短距离的三次方
√
三、物质熔、沸点的比较
1．不同类型晶体：一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体；金属晶体(除少数外)>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞、铯、镓等。
2．同种类型晶体：构成晶体质点间的作用力大，则熔、沸点高，反之则低。
(1)离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点就越高。例如：NaCl>CsCl；MgO>MgCl2。
(2)分子晶体：组成和结构相似的分子晶体，一般相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔、沸点越高，如I2>Br2>Cl2>F2；组成和结构不相似的物质，分子的极性越大，熔、沸点越高，如CO>N2；同分异构体之间一般支链越多，熔、沸点越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷；若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同类晶体大，故熔、沸点较高，如沸点：HF>HI>HBr>HCl。
(3)共价晶体：一般半径越小，键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。例如：金刚石>碳化硅>晶体硅。
(4)金属晶体：金属阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则金属键越强，熔、沸点越高。例如：Al>Mg>Na。
下列变化规律正确的是
A．KCl、MgCl2、MgO的熔点由低到高
B．H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低
C．O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔点由低到高
D．碳化硅、晶体硅、金刚石、石墨的熔点由低到高
√
典例 3
A.离子半径越小，离子键越强，则离子晶体的熔点越高，Cl、O的离子半径依次减小，K、Mg的离子半径依次减小，则熔点由高到低的顺序为MgO>MgCl2>KCl，A项正确；B.具有分子间氢键的分子晶体，与同族元素的氢化物相比，其熔、沸点较高，则晶体熔点由低到高的顺序为H2S离子晶体>分子晶体，但在常温下Hg为液体，I2是固体，则晶体的熔点：SiO2>NaCl>I2>Hg＞O2，C项错误；D.键长越短，共价键越强，熔点越高，键长：C—C键金刚石>碳化硅＞晶体硅，D项错误。
对点练4.下列说法正确的是
A．金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低
B．活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体一定为离子晶体
C．金属晶体中，金属阳离子所带电荷越多，离子半径越大，熔、沸点越高
D．石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为3∶1
√
A.金刚石、SiC形成共价晶体，C—C键长小于Si—C键长，所以前者键能大，熔点高，HI、HBr形成分子晶体，前者相对分子质量大于后者，则前者的分子间作用力大，熔点高，所以金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低，A正确；B.活泼金属Al与活泼非金属Cl组成的化合物Al2Cl6形成的晶体为分子晶体，B错误；C.金属晶体中，一般情况下，金属阳离子所带电荷越多，离子半径越小，形成金属键的键能越大，熔、沸点越高，C错误；D.石墨晶体模型中，每个C原子形成3个六元环，则C原子与六元环的个数比为2∶1，D错误；故选A。
对点练5.下列说法正确的是
A．NaOH在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性
B．足球烯(C60)的沸点可达500 ℃左右，故足球烯为共价晶体
C．干冰和NaCl晶体转变为液态时，所克服的作用力相同
D．NH3的熔、沸点较PH3高，主要是因为N—H间共价键较强
NaOH在熔融状态下离子键被削弱，形成自由移动的离子，具有导电性，A项正确；足球烯为分子晶体，B项错误；干冰为固态二氧化碳，转化为液态时需要克服范德华力，而NaCl晶体变为液态，需要克服离子键，C项错误；NH3和PH3均为分子晶体，NH3的熔、沸点较PH3高的原因是NH3分子间可以形成氢键，D项错误。
√
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教考衔接 明考向
1．(2023·湖南卷)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为KCaB6C6
B．晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为 g·cm－3
√
由题图可知，晶胞中K处于顶点，数目为 ×8＝1，Ca在晶胞的体心，数目为1，B在晶胞的面上，数目为 ×12 ＝6，C也在晶胞的面上，数目为 ×12＝6，故晶体的最简化学式为KCaB6C6 ，A项正确；由晶胞图可知，与
Ca 2＋最近且距离相等的K ＋有8个，而晶胞中Ca 2＋ 、K ＋数目之比为1∶1，故与K ＋最近且距离相等的Ca 2＋有8个，B项正确；结合题图可知，B、C原子围成的多面体，有6个面位于晶胞的六个面上，上半部分和下半部分还各有4个面，故该多面体中共有14个面，C项错误；该晶胞的摩尔质量为
217 g·mol －1，晶胞体积为(a×10 －10) 3 cm 3，故晶体密度为
g·cm －3 ，D项正确。
2．(2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
√
题图2中，Mg或空位取代了棱心的Li，根据电荷守恒，8个棱心位置的Li只有4个被Mg取代，4个被空位取代，则Li个数为1，Mg个数为1，Cl和Br的总个数为1，故题图2表示的化学式为LiMgOClxBr1－x，C项错误；镁离子取代及卤素共掺杂后，获得高性能固体电解质材料，则Mg 2＋取代产生的空位有利于Li ＋传导，D项正确。
3．(2023·浙江6月选考)氮的化合物种类繁多，应用广泛。
请回答：
(1)基态N原子的价层电子排布式是　　　　　。
2s22p3
N核电荷数为7，核外有7个电子，基态N原子电子排布式为1s22s22p3，则基态N原子的价层电子排布式是2s22p3
(2)与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是 　 (填字母)。
A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：1s22s12p33s1
B．化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2＞Mg3N2
C．最简单的氮烯分子式：N2H2
D．氮烷中N原子的杂化方式都是sp3
A
①A项，能量最低的激发态N原子应该是2p能级上一个电子跃迁到3s能级，其电子排布式：1s22s22p23s1，故A错误；B项，钙的金属性比镁的金属性强，则化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2＞Mg3N2，故B正确；C项，氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，则其分子式：N2H2，故C正确；D项，氮烷中N原子有一个孤电子对，有三个价键，则氮原子的杂化方式都是sp3，故D正确；故选A。
②氮和氢形成的无环氨多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分
子式通式为　　　　　　　　　　　　　　。
氮和氢形成的无环氨多烯，一个氮的氮烷为NH3，两个氮的氮烷为N2H4，三个氮的氮烷为N3H5，四个氮的氮烷为N4H6，设分子中氮原子数为n，其氮烷分子式通式为NnHn＋2，根据有一个氮氮双键，则少2个氢原
子，因此当双键数为m，其分子式通式为NnHn＋2－2m 。
③给出H＋的能力：NH3 　　 [ CuNH3]2＋ (填“>”或“<”)，理由是
_________________________________________________________________________________________________________。
[CuNH3]2＋形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，
＜
进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
[CuNH3]2＋形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，因此给出H＋的能力：NH3＜[CuNH3]2＋
(3)某含氮化合物晶胞如图，其化学式为　　　　　，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为　　。
CaCN2　
6
4．(2023·全国甲卷)将酞菁—钴酞菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
(1)图1所示的几种碳单质，它们互为　　　　　　，其中属于原子晶体的是　　　　，C60间的作用力是　　　　　　。
范德华力
同素异形体
金刚石
图1所示物质为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体。金刚石是碳原子间通过共价键形成的立体网状结构，为原子晶体；石墨属于混合型晶体，C60为典型的分子晶体；碳纳米管是纳米级石墨晶体，C60间的作用力是范德华力。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是_____　　　　(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为______，氮原子提供孤电子对与钴离子形成_______键。
配位
③
＋2价
由题目信息可知，酞菁分子中所有原子共平
面，则酞菁分子中的三种N原子的杂化方式均
为sp 2杂化，其中③号N原子分别与2个碳原子
和1个氢原子形成σ键，剩下一对电子未参与
p轨道的杂化，参与形成了大π键，而①②号N原子的杂化方式均为sp 2杂化，孤电子对参与杂化，孤电子对为sp 2杂化轨道的电子，剩余一个单电子参与形成大π键，故③号N原子的p轨道能提供一对电子。根据题图2可知，由酞菁分子形成配合物钴酞菁时，酞菁分子中失去了两个带正电荷的H原子，使③号N原子各带一个单位负电荷，为保证钴酞菁整体呈现电中性，则应该是＋2价钴离子与之配合形成钴酞菁分子；在钴酞菁分子中氮原子作为配位原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。
(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为　　　　。AlF3的熔点为1 090 ℃，远高于AlCl3的192 ℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为　　　　键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F－的配位数为　。若晶胞参数为a pm，
晶体密度ρ ＝　　　　　　　　 g ·cm－3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
离子　
sp3杂化
2
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单元检测卷
1．下列关于晶体的说法错误的是
A．晶体中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而玻璃体中原子排列相对无序，无自范性
B．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
C．晶胞是晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列
D．晶体尽可能采取紧密堆积方式，以使其变得较稳定
√
晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，A正确；含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体，也可能是金属晶体，B错误；构成晶体的最基本的几何单元称为晶胞，晶胞是描述晶体结构的基本单元，晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列，C正确；晶体多采用紧密堆积方式，可以使晶体变得比较稳定，D正确。
2．下列结构示意图中，表示晶胞的是
√
能够表现晶体结构特征的基本单位称为晶胞。整块晶体是由完全等同的晶胞“无隙并置”地堆积起来。“无隙并置”即一个晶胞与它相邻的晶胞是完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动。表示A晶体结构单元的平行六面体具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故A结构可以表示晶胞；表示B、C、D晶体结构单元的平行六面体不具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱，故B、C、D结构不可以表示晶胞；故选A。
3．下列说法错误的是
A．凡是含有离子键的晶体一定是离子晶体
B．离子晶体中可能含有共价键
C．分子晶体的本质特征是熔、沸点较低
D．共价化合物形成的晶体不一定是分子晶体
√
含离子键的晶体或化合物一定是离子晶体或离子化合物，故A正确；离子晶体中的复杂阳离子或复杂阴离子中含共价键，如NaOH中的OH－、NH4Cl中的NH 都含有共价键，故B正确；各类晶体的本质特征是晶体的构成微粒，不同的构成微粒之间有相应的作用力形式及空间结构，这就决定了各类晶体的性质，物理性质如熔、沸点只是晶体结构的外在表现，不是本质特征，故C错误；共价化合物只是表明在化合物中原子间存在共价键，并不能说明晶体中微粒间的作用力形式，多数共价化合物分子间以分子间作用力结合形成分子晶体，也有共价化合物原子间以共价键结合形成具有空间网状结构的共价晶体，如石英晶体等，故D正确。
4．科学研究表示，物质有多种聚集状态。下列描述错误的是
A．冠醚可以作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂
B．液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关
C．X射线衍射实验不能测定晶体的原子坐标
D．纳米材料之一石墨烯可作为新型电源的电极材料
√
A.冠醚是分子中含有多个—OCH2CH2—结构单元的大环多醚，与高锰酸钾不反应，可作为高锰酸钾氧化烯烃的催化剂，A正确；B.液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，液晶显示功能与液晶材料内部分子的排列密切相关，B正确；C.晶体X射线衍射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定，能测定晶体的原子坐标，C错误；D.石墨烯是由碳元素形成的单质，具有良好的导电性，可作为新型电源的电极材料，D正确；故选C。
5．下列说法不正确的是
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．沸点：PH3C．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 D．熔点：CF4√
A.NaF、MgF2、AlF3均为离子晶体，离子所带电荷数：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋，且离子半径：Al3＋＜Mg2＋＜Na＋，所以离子键的键能：NaF＜MgF2＜AlF3，则熔点：NaF＜MgF2＜AlF3，A错误；B.常温下水为液体，NH3为气体，所以沸点：NH3＜H2O，NH3分子间存在氢键，所以沸点：PH3＜NH3，B正确；C.金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，原子半径：Si＞C，则键长：C—C＜C—Si＜Si—Si，所以键能：C—C＞C—Si＞Si—Si，硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，C正确；D.CF4、CCl4、CBr4、CI4均形成分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高，由于CF4、CCl4、CBr4、CI4的相对分子质量增大，故熔点：CF46．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关晶体的叙述中正确的是
A．在SiO2晶体中，最小的环是由6个硅原子组成的六元环
B．在124 g白磷(P4)晶体中，含P—P共价键个数为4NA
C．28 g晶体硅中含有Si—Si的个数为4NA
D．12 g金刚石中含C原子与C—C个数之比为1∶2
√
A.在SiO2晶体中，最小的环是由6个硅原子和6个氧原子所组成的12元环，A错误；B.白磷分子中有6个共价键，124 g白磷(P4)的物质的量为1 mol，因此，在124 g白磷(P4)晶体中，含P—P共价键个数为6NA，B错误；C.硅晶体中，每个硅原子与周围4个硅原子形成4个共价键，每个共价键被2个硅原子共用，所以28 g硅晶体中含有2NA个Si—Si键，C错误；D.12 g金刚石的物质的量为1 mol，其中每个碳原子形成共价键，两个碳原子之间只能形成一个共价键，故其中含1 mol C原子和2 mol C—C键，因此，C原子与C—C键之比为1∶2，D正确；故选D。
7．利用分子间作用力形成超分子进行“分子识别”，实现分子分离，是超分子化学的重要研究和应用领域。如图表示用“杯酚”对C60和C70进行分离的过程，下列对该过程的说法错误的是
A．C70能溶于甲苯，C60不溶于甲苯
B．C60能与“杯酚”形成超分子
C．C70不能与“杯酚”形成超分子
D．“杯酚”能够循环使用
√
由题图可知，C60能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，而C70不能，C60与“杯酚”形成的超分子不能溶于甲苯，但不能证明C60是否能溶于甲苯，A错误；C60能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，B正确；C70不能够与“杯酚”通过分子间作用力形成超分子，C正确；通过溶剂氯仿的作用，可实现将C60与“杯酚”分离，“杯酚”能够循环使用，D正确。
8．Zn(OH)2溶于氨水可生成可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2，下列说法正确的是
A．根据上述信息可推导出氢氧化锌为两性氢氧化物
B．该配合物中只有离子键和配位键
C．形成该配合物的离子方程式为Zn(OH)2＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－
D．该配合离子中由NH3提供空轨道，Zn2＋提供电子对
√
A.氢氧化锌虽然溶于氨水这个碱，但仅是一个特例，无法确定其为两性氧化物，A项错误；B.NH3与Zn2＋之间形成配位键，而OH－与[Zn(NH3)4]2＋之间为离子键，NH3中有共价键，B项错误；C.NH3与Zn2＋形成配位键，离子方程式为Zn(OH)2＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－，C项正确；D.NH3中N无空轨道，提供空轨道的是Zn2＋，D项错误；故选C。
9．下列物质不是配合物的是
A．NaCl B．[Fe(SCN)2]Cl
C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Ag(NH3)2]OH
√
含有配位键的化合物是配合物(一般铵盐除外)，NaCl中只含有离子键，故不是配合物。故选A。
10. 氧化锌晶体常用于液晶显示器中，该晶体可用醋酸锌[(CH3COO)2Zn]为原料在高温下分解制得。下列说法正确的是
A．ZnO中Zn2＋的配位数为6
B．ZnO、ZnS均为离子晶体，ZnO的熔点低于ZnS
C．(CH3COO)2Zn中非金属元素电负性：O>C>H
D．若氧化锌晶胞参数为a，则两个O2－的最近距离为 a
√
11．下列有关晶体结构的叙述正确的是
A．SiO2晶体中最小环上的原子个数为6
B．在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C．12 g 石墨烯中含有六元环的个数为0.5×6.02×1023
D．晶体熔点：金刚石>食盐>干冰>冰
√
SiO2晶体中最小环上有12个原子，其中包括6个Si原子，6个O原子，故A错误；金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，所以在晶体中有阳离子，不一定有阴离子，故B错误；石墨烯中每个碳原子被3个环共用，对一个环的贡献是 ，则平均每个六元环含碳原子为6× ＝2个，12 g石墨烯的物质的量为1 mol，1 mol 碳原子含有六元环的物质的量为0.5 mol，即0.5×6.02×1023个，故C正确；熔、沸点：共价晶体>离子晶体>分子晶体，分子晶体熔、沸点与相对分子质量成正比，含有氢键的物质熔、沸点较高，冰中含有氢键，所以晶体熔点：金刚石>食盐>冰>干冰，故D错误。
12．含Fe3＋的配合物呈现不同的颜色，如[Fe(H2O)6]3＋呈淡紫色(稀溶液时为无色)，[FeCl4]－、[Fe(H2O)5(OH)]2＋呈黄色。在黄色Fe(NO3)3溶液中，加入稀HNO3至溶液接近无色，用该无色溶液做实验，现象如下：
下列说法错误的是
A．[Fe(H2O)6]3＋中Fe3＋提供空轨道，O提供孤电子对
B．黄色Fe(NO3)2溶液中存在[Fe(H2O)5(OH)]2＋
C．实验②反应的离子方程式为[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－ [FeCl4]－＋6H2O
D．实验①现象说明H2O比OH－更易结合Fe3＋
√
根据[Fe(H2O)6]3＋呈淡紫色(稀溶液时为无色)，在黄色硝酸铁溶液中加入稀硝酸至溶液接近无色，该溶液中存在[Fe(H2O)6]3＋，该溶液分为两份，其中一份加入3滴1 mol/L NaOH溶液，溶液变为黄色溶液，即该溶液中含有[Fe(H2O)5(OH)]2＋；另一份中加入3滴1 mol/L NaCl溶液，得到黄色溶液，该溶液中含有[FeCl4]－。A.[Fe(H2O)6]3＋中，中心离子是Fe3＋，提供空轨道，H2O为配体，O提供孤电子对，故A说法正确；B.黄色Fe(NO3)3溶液中存在H2O和OH－，因此该溶液中也存在少量的[Fe(H2O)5(OH)]2＋，故B说法正确；C.在黄色硝酸铁溶液中加入稀硝酸至溶液接近无色，该溶液中存在[Fe(H2O)6]3＋，加入3滴1mol/L NaCl溶液，
得到黄色溶液，该溶液中含有[FeCl4]－，因此发生的反应是[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－ [FeCl4]－＋6H2O，故C说法正确；D.在黄色硝酸铁溶液中加入稀硝酸至溶液接近无色，该溶液中存在[Fe(H2O)6]3＋，加入3滴1 mol/L NaOH溶液，溶液变为黄色溶液，即该溶液中含有[Fe(H2O)5(OH)]2＋，OH－替代水的位置，说明OH－比H2O更易结合Fe3＋，故D说法错误；答案为D。
13．某种钴盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，A点
的原子坐标参数为(0，0，0)，C点的原子坐标参数为 。下列说法错误的是
√
14．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(化学式形式与钛酸钙相同)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材料的结构如图(b)所示，其中A为CH3NH，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I－
C．CH3NH 中含有配位键
D．晶胞中与每个Ca2＋紧邻的O2－有6个
√
由图(a)可知，钛酸钙的晶胞中Ca2＋位于8个顶
点、O2－位于6个面心、Ti4＋位于体心，根据均
摊法可以确定Ca2＋、O2－、Ti4＋的数目分别为
1、3、1，因此其化学式为CaTiO3，A说法正确；由图(b)可知，A、B、X分别位于晶胞的顶点、体心、面心，根据均摊法可以确定其中有1个A、1个B和3个X，根据晶体呈电中性可以确定，CH3NH 和Pb2＋均为1个，有3个I－，故X为I－，B说法正确；类比NH 的成键情况可知，CH3NH 中含有H＋与—NH2形成的配位键，C说法正确；图(a)的晶胞中，Ca2＋位于顶点，其与邻近的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，D说法错误。
15．(18分)氮、磷、砷等元素及其化合物在现代农业、科技、国防建设中有着许多独特的用途。
(1)基态砷原子中能量最高的能级为　　，下列有关表示基态氮原子的排布图中，仅违背洪特规则的是　　(填字母)。
　B
4p
基态砷原子中能量最高的能级为4p；只有B仅违背洪特规则。
(2)肼是一种良好的火箭发射燃料，传统制备肼的方法是NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O，又知肼的熔点、沸点分别为1.4 ℃、113.5 ℃，氨气的熔点、沸点分别为－77.7 ℃、－33.5 ℃。
①氮、氧、钠三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________　　　　　　　　(填元素符号)。
N>O>Na
根据第一电离能的规律可以得出，第一电离能：N>O>Na。
②N2H4中氮原子的杂化轨道类型为　　，H2O的分子结构为　　　　。
sp3 　
V形
N2H4分子中N原子除形成3个单键外还有一个孤电子对，故杂化方式为sp3；H2O的分子中有两个孤电子对，故分子结构是V形。
③NH3、H2O两分子中心原子杂化类型相同，但水分子中键角比NH3中的键角小，其原因是_______________________________________________
_____________________________，导致肼与氨气熔点、沸点差异最主要的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　N2H4分子间氢键数目多于NH3分子间氢键数目
水分子中有2个孤电子对，而NH3中只有一个孤电子对，
前者对成键电子对排斥能力较强
水分子中键角比NH3中的键角小，其原因是水分子中有2个孤电子对，而NH3中只有一个孤电子对，前者对成键电子对排斥能力较强；导致肼与氨气熔点、沸点差异最主要的原因是N2H4分子间氢键数目多于NH3分子间氢键数目。
(3)有“半导体贵族”之称的砷化镓晶体中，As、Ga原子最外电子层均达到8电子稳定结构，则该晶体中的化学键的类型有　　　　(填字母)。
A．离子键 B．极性键
C．配位键 D．π键
BC
Ga原子最外层有3个电子，As有5个电子，要形成8电子稳定结构，必须形成配位键，故选BC。
(4)由氮、铂(Pt)两元素形成的某种二元化合物的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为　　　　　　，若该晶胞的边长为d pm，则该晶体的密度
为　　　　　　 g·cm－3。
PtN2
16．(12分)(1)某磷青铜的晶胞结构如图1所示。
①其化学式为　　　　　。
SnCu3P
②该晶胞中与Cu原子距离相等且最近的Sn原子有　　个，这些Sn原子所呈现的空间结构为　　　　　。
由题图1可知，该晶胞中与Cu原子距离相等且最近的Sn原子有4个，这些Sn原子所呈现的空间结构为正方形。
4　
正方形
③若该晶体的密度为8.82 g·cm－3，则两个Cu原子间的最短距离为
_________________________pm(用含NA的代数式表示)。
(2)NaCl晶体在50～300 GPa的高压下和Cl2反应，可以形成一种新晶体，其晶胞结构如图2所示(大球为Cl，小球为Na，晶胞的每个面上均含有2个Cl原子)。
①若A原子的坐标为(0，0，0)，B原子的坐标为 ，则C原子的坐
标为　　　　　　。
②该晶胞中与Cl紧邻的Na的个数为　　。
由题图2可知，该晶胞中与Cl紧邻的Na有4个。
4
③已知晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为
　　　　　　g·cm－3(列出计算式即可)。
17．(14分)(1)下列关于晶体的说法正确的组合是　　 (填字母)。
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合
⑥晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
A．①②③⑤ B．③
C．③⑤ D．①②④
C
①稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键，故①错误；②在金属晶体中有金属阳离子没有阴离子，带负电荷的是自由电子，故②错误；③金刚石、SiC是共价晶体，共价键强度随着成键原子半径减小而增大，原子半径：CC—Si，所以熔点：金刚石>SiC。离子晶体的键能随着离子半径增大而减小，离子半径：F－NaCl，所以熔点：NaF>NaCl，水分子之间存在氢键，所以熔点：H2O>H2S，总之，金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低，故③正确；④离子晶体中可能存在共价键，故④错误；⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合，故⑤正确；⑥晶体中分子间作用力大小与分子稳定性之间没有关系，故⑥错误。故选C。
(2)金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物(如羰基铁)。形成配合物时，每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键，且金属原子的价层电子和CO提供的电子总和等于18。
①写出Fe3＋的价层电子的电子排布图为　　　　　　　　。
Fe3＋的价层电子的电子排布图为 。
②金属羰基配合物中，微粒间作用力有　　　　(填字母)。
a．配位键 b．共价键
c．离子键 d．金属键
ab
金属羰基配合物中，微粒间作用力有配位键和共价键，故选ab。
(3)用光气(COCl2)与甲胺(CH3NH2)可以制取CH3NCO。
①1 mol COCl2含有　　 mol σ键和　　mol π键。
1
3
COCl2分子的成键情况与甲醛相似，1 mol COCl2含有3 mol σ键和1 mol π键。
②与COCl2互为等电子体的一种阴离子为　　　　　　　，中心原子的杂化方式是　　，离子的空间结构为　　　　　　　。
sp2
平面三角形
与COCl2互为等电子体的一种阴离子为CO或NO，中心原子的杂化方式是sp2，离子的空间结构为平面三角形。
③甲胺极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为_____________
________________。
甲胺能与水形
成分子间氢键
甲胺极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为甲胺能与水形成分子间氢键。
18．(14分)磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨类似，也具有层状结构(图1)。 为大幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了黑磷—石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。
回答下列问题：
(1)Li、C、P三种元素中，电负性最小的是　　　　(填元素符号)。
Li　
非金属性越强电负性越大，三种元素中Li为金属元素，非金属性最弱，所以电负性最小
(2)基态磷原子价层电子排布式为　　　　。
3s23p3
P为15号元素，核外电子排布为[Ne]3s23p3，价层电子排布式为3s23p3
(3)图2黑磷区中P原子的杂化方式为　　　　，石墨区中C原子的杂化方式为　　　　。
　sp2
sp3
根据图1可知黑磷区中六元环不是平面结构，P原子形成3个P—P键，有1个孤电子对，价层电子对数为4，P原子采取sp3杂化；石墨区中C原子的杂化方式为sp2杂化
(4)氢化物PH3、CH4、NH3的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　　。
NH3＞PH3＞CH4
NH3分子间存在氢键沸点最高，PH3的相对分子质量大于CH4，所以PH3的沸点较高，所以沸点由高到低顺序为NH3>PH3>CH4
(5)根据图1和图2的信息，下列说法正确的有　　　　 (填字母)。
A．黑磷区中P—P键的键能不完全相同
B．黑磷与石墨都属于混合型晶体
C．由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应
D．石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面
E．复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属范德华力
ABCD　
A.据题图可知黑磷区中P—P键的键长不完全相等，所以键能不完全相同，A正确；B.黑磷与石墨，每一层原子之间由共价键组成六元环结构，层与层之间由范德华力互相吸引，所以为混合型晶体，B正确；C.由石墨与黑磷制备该复合材料的过程中，P—P和C—C键断裂，形成P—C键，发生了化学反应，C正确；D.石墨中C原子为sp2杂化，所以与六元环中C原子相连的原子与六元环共面，则石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面，D正确；E.复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力为共价键，E错误；综上所述正确的有ABCD
(6)贵金属磷化物Rh2P (相对分子质量为237)可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图3所示。已知晶胞参数为a nm，晶体中与P距离最近的Rh
的数目为　　，晶体的密度为　　　　　　　　g·cm－3(列出计算式)。
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