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晶体的结构与性质
【复习目标】
1．能说出晶体与非晶体的区别；了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞
2．知道晶体的类型，认识不同类型晶体中微粒结构、微粒间作用力的区别
3．能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用
4．知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的；知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同；知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料
考点一 物质的聚集状态　晶体与非晶体
【核心知识梳理】
1．物质的聚集状态
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等
(2)等离子体和液晶
①等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体。具有良好的导电性和流动性
②液晶：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、形变性等，又具有晶体的导热性、光学性质等
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的比较
晶体 非晶体
结构特征 组成微粒周期性有序排列 组成微粒相对无序排列
性质特征 自范性 有 无
熔点 固定 不固定
异同表现 各向异性 各向同性
二者区别方法 间接方法 看是否有固定的熔点，晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
科学方法 对固体进行X射线衍射实验
实例 冰、NaCl、Fe 玻璃、石蜡
(2)晶体的特点：自范性、固定的熔点、物理性质的各向异性、外形和内部质点排列的高度有序性
(3)获得晶体的途径
①熔融态物质凝固，如：从熔融态结晶出来的硫晶体
②气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)，如：凝华得到的碘晶体
③溶质从溶液中析出，如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体
2．晶胞
(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元，是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元
(2)形状：一般而言晶胞都是平行六面体，晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成
①无隙：相邻晶胞之间没有任何间隙
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同
(3)特点：一种晶体所有晶胞形状及内部的粒子种类、个数及粒子所处的空间位置是完全相同的
3．晶体结构的测定：测定晶体结构最常用的仪器是X射线衍射仪
(1)晶体结构的测定原理：在晶体的X射线衍射实验中，当单一波长的X射线通过晶体时，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者明锐的衍射峰
(2)经过计算可以从衍射图形获得晶胞的形状和大小，分子或原子在微观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，以及结合晶体化学组成的信息推出原子之间的相互关系等晶体结构的有关信息
4．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
(1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是
(2)方法：
①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算
a．处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
b．处于棱边上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
c．处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞
d．处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞
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
【精准训练1】
1．下列关于物质的聚集状态的叙述，不正确的是(　　)
A．固态物质由离子构成，气态和液态物质都由分子构成
B．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物质聚集体
C．等离子体具有良好的导电性和流动性，与其含有带电且能自由移动的粒子有关
D．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，表现出类似晶体的各向异性
2．纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末，颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强。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
3．下列有关晶体的特征及结构的叙述中不正确的是(　　)
A．晶体一般都有各向异性 B．晶体有固定的熔点
C．固态物质不一定是晶体 D．粉末状的固体肯定不是晶体
4．某晶体的晶胞结构如图所示，一个该晶胞中A、B、C三种微粒数之比是(　　)
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2 C．2∶9∶4 D．3∶8∶5
考点二 四种常见晶体类型的比较及晶体熔沸点的比较
【核心知识梳理】
1．晶体的分类
(1)分类依据：根据晶体的构成粒子和粒子间的相互作用力的不同
(2)物质类别与四类晶体的关系
2．几种常见的晶体类型比较
　 　类型比较　 　 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
概念 分子间以分子间作用力相结合的晶体(只含分子的晶体) 相邻原子间以共价键结合而形成的具有空间网立体状结构的晶体 金属原子通过金属键形成的晶体 阳离子和阴离子通过离子键结合而形成的晶体
晶体微粒 分子 原子 金属阳离子、自由电子 阴、阳离子
粒子间的相互作用力 范德华力(某些含氢键) 共价键 金属键 离子键
物理性质 熔、沸点 较低 很高 有的高(如钨)、有的低(如汞) 较高
硬度 较小 很大 有的大(如铬)、有的小(如钠) 较大
溶解性 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂 难溶于一般的溶剂 一般不溶于常见溶剂，钠等活泼金属可与水、醇、酸反应 大多数易溶于极性溶剂(如水)，难溶于大多数有机溶剂
导电性 本身不导电，溶于水时发生电离后可导电 绝缘体(或半导体) 优良 晶体不导电，水溶液或熔融态导电
物质类别及举例 部分非金属单质、部分非金属氧化物、非金属氢化物、几乎所有的酸和大多数有机物 部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)、部分非金属化合物(如SiC、SiO2、BN、Si3N4) 金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜) 活泼金属氧化物、金属过氧化物、强碱、大多数盐
3．晶体类别的判断方法
(1)依据物质的分类判断
①由非金属元素组成的物质(铵盐、金刚石、石墨、晶体硅、SiO2、碳化硅、晶体硼等除外)是分子晶体
②常见的共价晶体：硼(B)、硅(Si)、金刚石、金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)
③金属单质或合金是金属晶体
④活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐等离子化合物都是离子晶体
(2)依据晶体的熔点判断
①离子晶体的熔点多数较高
②共价晶体熔点很高
③分子晶体熔点低。常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)
④金属晶体多数熔点高，但也有少数熔点较低(如汞、铯)
(3)依据导电性判断
①熔融状态时能导电的化合物为离子晶体
②共价晶体一般为非导体
③分子晶体为非导体
④金属晶体是电的良导体
(4)依据硬度和机械性能判断
①离子晶体硬度较大、硬而脆
②共价晶体硬度大
③分子晶体硬度小且较脆
④金属晶体多数硬度大，但也有较低的(如钠、钾等)，且具有延展性
(5)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断
由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体
4．晶体熔、沸点高低的比较方法
(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——比较晶体内微粒之间相互作用力的大小
①共价晶体：看共价键的强弱，取决于键长，即：原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高
如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
②离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带的电荷数越多(主要因素)，离子半径越小，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl
③分子晶体：看分子间作用力 (一般先氢键后范德华力最后分子的极性)
a．先看分子晶体中是否含有氢键，若能形成分子间氢键则熔、沸点比一般的分子晶体的熔、沸点高
如含有H－F、H－O、H－N等共价键的分子间可以形成氢键，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物质的熔、沸点相对较高，熔、沸点：H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S
b．组成和结构相似，分子之间不含氢键而利用范德华力形成的分子晶体，随着相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高。如熔、沸点：I2＞Br2＞Cl2＞F2；HI＞HBr＞HCl；CS2＞CO2
c．组成和结构不相似但相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO＞N2
d．有机物中组成和结构相似且不存在氢键的同分异构体，相对分子质量相同，一般是支链越多，沸点越低。结构越对称，沸点越低。如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷
④金属晶体：熔、沸点的高低取决于金属键的强弱，离子半径越小，阳离子所带的电荷越多，金属键越强，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al
【精准训练2】
1．下列物质所属晶体类型分类正确的是(　　)
选项 A B C D
共价晶体 石墨 生石灰 碳化硅 金刚石
分子晶体 冰 固态氨 氯化铯 干冰
离子晶体 氮化铝 食盐 明矾 胆矾
金属晶体 铜 汞 铝 铁
2．下列有关晶体类型的判断正确的是(　　)
A SiI4：熔点120.5 ℃，沸点271.5 ℃ 共价晶体
B B：熔点2 300 ℃，沸点2 550 ℃，硬度大 金属晶体
C Sb：熔点630.74 ℃，沸点1 750 ℃，晶体导电 共价晶体
D FeCl3：熔点282 ℃，易溶于水，也易溶于有机溶剂 分子晶体
3．下列性质适合于分子晶体的是(　　)
A．熔点为1070 ℃，易溶于水，水溶液导电
B．熔点为3500 ℃，不导电，质硬，难溶于水和有机溶剂
C．能溶于CS2，熔点为112.8 ℃，沸点为444.6 ℃
D．熔点为97.82 ℃，质软，导电，密度为0.97 g·cm－3
4．下列比较正确的是(　　)
A．熔沸点：单晶硅＞碳化硅＞金刚石 B．熔沸点：MgO＞NaCl＞KCl
C．熔沸点：Na＞Mg＞Al D．熔沸点：O2＞I2＞Hg
5．下列关于物质沸点高低的比较正确的是(　　)
A．CH4＞SiH4＞GeH4 B．NH3＞AsH3＞PH3
C．Cl2＞Br2＞I2 D．C(CH3)4＞(CH3)2CHCH2CH3＞CH3CH2CH2CH2CH3
6．在下列物质中：NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石、晶体氩
(1)其中只含有离子键的离子晶体是___________
(2)其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是___________
(3)其中既含有离子键又含有极性共价键和配位键的离子晶体是___________
(4)其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是___________
(5)其中形成的晶体是分子晶体的是_________________________________
(6)其中含有极性共价键的共价晶体是___________
7．按要求填空
(1)羰基镍粉熔点为－25 ℃，沸点为43 ℃。羰基镍在固态时的晶体类型是分子晶体，判断依据是_________
(2)SeO2可用于去头皮屑，常温下为白色晶体，熔点为340 ℃～350 ℃，则SeO2的晶体类型为__________
(3) 如图所示为Zn的四种卤化物的熔点，据此判断ZnF2的晶体类型为__________，ZnCl2微粒之间的作用力为__________
(4)立方氮化硼硬度大，熔点为3000 ℃，其晶体类型为__________。
(5)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，沸点为57.6 ℃，可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则SiCl4的晶体类型为__________， 熔化时克服的作用力是__________
考点三 常见晶体的结构模型
【核心知识梳理】
1．常见分子晶体结构分析
(1)干冰、白磷、冰的比较
晶体 晶体结构 结构分析
干冰 ①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，每个晶胞中有4个CO2分子②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个，属于分子密堆积③密度＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
白磷 ①面心立方最密堆积②密度＝ (a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)
冰 ①每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接②含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol氢键③冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围四个水分子形成氢键
(2)分子晶体的常见堆积方式
分子密堆积 分子非密堆积
微粒间作用力 只有范德华力，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 每个分子周围紧邻的分子少于12个，空间利用率不高，留有相当大的空隙
堆积方式 分子采用密堆积 分子不采用密堆积
举例 C60、干冰、I2、O2 HF、NH3、冰
2．常见共价晶体结构分析
(1)金刚石和Si
结构模型 晶胞
①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′②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，内部的C在晶胞的体对角线的处，每个金刚石晶胞中含有8×＋6×＋4＝8个碳原子，最小的碳环为6元环，并且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为sp3杂化③每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元环实际拥有个碳原子④C原子数与C－C键数之比为1∶2，12 g金刚石中有2 mol共价键⑤密度ρ＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)⑥原子半径(r)与边长(a)的关系：a＝8r
(2)二氧化硅
结构模型 晶胞
①SiO2晶胞中最小的环为12元环，每个12元环上有6个O，6个Si②Si原子采取sp3杂化，正四面体内O－Si－O键角为109°28′③每个Si原子与4个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被2个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为1∶2④每个Si原子被12个十二元环共用，每个O原子被 6个十二元环共用⑤硅原子与Si－O共价键之比为1∶4，1 mol SiO2晶体中有4 mol共价键⑥SiO2晶胞中有8个Si原子位于立方晶胞的顶点，有6个Si原子位于立方晶胞的面心，还有4个Si原子与16个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有8个Si原子和16个O原子⑦密度ρ＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)
(3)SiC、BN、AlN
①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构②1 mol SiC晶体中有4 mol C－Si共价键③密度：ρ(SiC)＝g·cm－3；ρ(BN)＝g·cm－3；ρ(AlN)＝g·cm－3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)④若Si与C最近距离为d，则边长(a)与最近距离(d)的关系：a＝4d
3．常见金属晶体结构分析——金属晶体的四种堆积模型分析
堆积模型 简单立方堆积 体心立方堆积(钾型) 面心立方最密堆积(铜型) 六方最密堆积(镁型)
晶胞
代表金属 Po Na K Fe Cu Ag Au Mg Zn Ti
配位数 6 8 12 12
晶胞内原子数目 1 2 4 2
原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系 r＝ r＝ r＝
4．典型离子晶体模型
(1)NaCl型
①一个NaCl晶胞中，有4个Na+，有4个Cl－ ②在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl－，形成正八面体形；每个Cl－同时吸引6个Na+③在NaCl晶体中，Na+和Cl－的配位数分别为6、6④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有12个
(2)CsCl型
①一个CsCl晶胞中，有1个Cs+，有1个Cl－②在CsCl晶体中，每个Cs+同时吸引8个Cl－，即：Cs+的配位数为8；每个Cl－ 同时吸引8个Cs+，即：Cl－的配位数为8③在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个Cl－周围与它最接近且距离相等的Cl－共有6个
(3)ZnS型
①1个ZnS晶胞中，有4个S2－，有4个Zn2＋②在ZnS晶体中，每个Zn2＋同时吸引4个S2－，即：Zn2＋的配位数为4；每个S2－同时吸引4个Zn2＋，即：S2－的配位数为4
(4)CaF2型
①1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2＋，有8个F－②CaF2晶体中，每个Ca2＋吸引8个F－，即：Ca2＋的配位数为8；每个F－吸引4个Ca2＋，即：F－的配位数为4③CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同
5．过渡晶体与混合型晶体
(1)过渡晶体：由于粒子间的作用存在键型过渡，即使组成简单的晶体，也可能介于离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体之间的过渡状态，形成过渡晶体。事实上，纯粹的典型晶体是不多的，大多数晶体是四类典型晶体之间的过渡晶体
几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数
氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2
离子键的百分数/% 62 50 41 33
①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②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，而且共价键也不再贯穿整个晶体③四类典型晶体都有过渡晶体存在
(2)混合型晶体——石墨
①结构特点——层状结构
石墨晶体中的二维平面结构 石墨的层状结构 石墨结构中未参与杂化的p轨道
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石墨层状晶体中，层与层之间的作用是范德华力③石墨晶体的二维平面结构内，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。所有碳原子未参与杂化的p轨道平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，但不能从一个平面跳跃到另一个平面。故在电场中，p电子只能沿石墨平面方向定向移动。石墨有类似金属晶体的导电性④石墨的C－C的键长比金刚石的C－C的键长短，熔点比金刚石的高⑤硬度不大、有滑腻感、能导电
②石墨与金刚石的比较
金刚石 石墨
晶体类型 共价晶体 混合晶体
晶体结构特征 正四面体空间网状结构 平面正六边形层状结构
微粒间作用力 共价键 共价键、范德华力
构成微粒 碳原子 碳原子
最小环形状和碳原子数 6个碳原子不共面 6个碳原子共平面
碳原子的杂化方式 sp3杂化 sp2杂化
碳原子成键数 4 3
碳原子有无剩余价电子 无 有一个2p电子
键角 109°28′ 120°
每个环上碳原子数 6×＝ 6×＝2
每个环上共价键数 6×＝1 6×＝3
碳原子个数与C－C键数之比 6×：6×＝1：2 6×：6×＝2：3
键长 金刚石中C－C＞石墨中C－C
键能 金刚石＜石墨
稳定性 金刚石＜石墨
熔、沸点 金刚石＜石墨
两者关系 同素异形体
6．晶胞中微粒配位数的计算：一个粒子周围最邻近的粒子数称为配位数，它反映了晶体中粒子排列的紧密程度
(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)的配位数指的是与该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目，常见晶胞的配位数如下：
晶胞类型 简单立方 面心立方 体心立方
图示
配位数 6 12 8
(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
①以NaCl晶体为例
①如图中心的黑球(Cl－)，周围最近的Na＋有6个，则Cl－的配位数为6②右上顶点的Na＋周围最近的Cl－有6个，则Na＋的配位数为6
②影响离子晶体配位数的因素
a．正、负离子半径比：AB型离子晶体中，阴、阳离子的配位数相等，但正、负离子半径比越大，离子的配位数越大。如：ZnS、NaCl、CsCl
b．正、负离子的电荷比。如：CaF2晶体中，Ca2＋和F－的配位数不同
【精准训练3】
1．如图所示为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是（　A　）
A．冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体结构
B．冰晶体具有空间网状结构，是共价晶体
C．水分子间通过H－O键形成冰晶体
D．冰融化后，水分子之间的空隙增大
2．观察下列模型，判断下列说法错误的是(　　)
金刚石 碳化硅 二氧化硅 石墨烯 C60
A．原子数相同的金刚石和碳化硅，共价键个数之比为1∶2
B．SiO2晶体中Si和Si－O个数比为1∶4
C．石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1
D．C60晶体堆积属于分子密堆积
3．云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，也可用于制造仿银饰品。镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．晶胞中铜原子与镍原子的个数比为3∶1 B．镍白铜是含有金属键的化合物
C．Ni原子核外有2个未成对电子 D．镍白铜具有较大的硬度
4．有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．在NaCl晶体中，距Cl－最近的Na＋形成正八面体
B．在CaF2晶体中，每个晶胞平均含有4个Ca2＋
C．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体结构
D．该气态团簇分子的分子式为EF
5．已知Cu2S晶胞中S2－的位置如图所示，Cu＋位于S2－所构成的正四面体中心。S2－的配位数为________。
6．某种钙钛矿晶胞如图所示，则钙原子的配位数是________
【高考真题演练】
1．(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au－Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是( )
A．I为18 K金
B．Ⅱ中Au的配位数是12
C．Ⅲ中最小核间距Au－Cu＜Au－Au
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1
2．(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A．结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B．晶胞2中S与S的最短距离为eq \f(,2)a
C．晶胞2中距Li最近的S有4个 D．晶胞2和晶胞3表示同一晶体
3．(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li＋迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为＋4价，La为＋3价。下列说法错误的是( )
A．导电时，Ti和La的价态不变 B．若x＝，Li＋与空位的数目相等
C．与体心最邻近的O原子数为12 D．导电时、空位移动方向与电流方向相反
4．(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，晶胞的边长为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．该铋氟化物的化学式为BiF3 B．粒子S、T之间的距离为a pm
C．该晶体的密度为 g·cm－3 D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个
5．(2024·江西卷)NbO的立方晶胞如图，晶胞参数为a nm，P的分数坐标为(0，0，0)，阿伏加德罗常数的值M为NA，下列说法正确的是( )
A．Nb的配位数是6 B．Nb和O最短距离为eq \f(,2)a nm
C．晶体密度ρ＝16),NA×a3×10－21)g·cm－3 D．M的分数坐标为(，，)
6．(2024·甘肃卷)β－MgCl2晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为图乙，下列说法错误的是( )
A．电负性：Mg＜Cl B．单质Mg是金属晶体
C．晶体中存在范德华力 D．Mg2＋离子的配位数为3
7．(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为LiH＋C＋N2Li2CN2＋H2，晶胞如图所示，下列说法错误的是( )
A．合成反应中，还原剂是LiH和C B．晶胞中含有的Li+个数为4
C．每个CN周围与它最近且距离相等的Li+有8个 D．CN为V型结构
8．(2024·重庆卷)储氢材料MgH2的晶胞结构如图所示，MgH2的摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A．H－的配位数为2 B．晶胞中含有2个Mg2+
C．晶体密度的计算式为g/cm3 D．Mg2+(i)和Mg2+(ii)之间的距离为eq \f(,2)nm
【课时精练】
1．下列有关物质特殊聚集状态与结构的说法不正确的是(　　)
A．液晶中分子的长轴取向一致，表现出类似晶体的各向异性
B．等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成
C．纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化
D．超分子内部的分子间一般通过非共价键或分子间作用力结合成聚集体
2．关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　)
A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体
B．缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C．圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性
D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
3．某晶体结构最小的重复单元如图。A为阴离子，在立方体内，B为阳离子，分别在顶点和面心，则该晶体的化学式为(　　)
A．B2A B．BA2 C．B7A4 D．B4A7
4．下列物质性质的差异与分子间作用力有关的是(　　)
A．硬度：晶体硅＜金刚石 B．热稳定性：HF＞HCl
C．沸点：Cl2＜I2 D．熔点：MgO＞NaCl
5．根据下表中给出的有关数据，判断下列说法错误的是(　　)
AlCl3 SiCl4 晶体硼 金刚石 晶体硅
熔点/℃ 190 －68 2 300 ＞3 550 1 415
沸点/℃ 178 57 2 550 4 827 2 355
A．SiCl4是分子晶体 B．晶体硼是共价晶体
C．AlCl3是分子晶体，加热能升华 D．金刚石中的C－C比晶体硅中的Si－Si弱
6．下列各组晶体物质中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是(　　)
A．SiO2与SO3 B．C3N4(硬度大，熔点高)与SiC
C．CO2与Al D．晶体氖与晶体氮
7．下列排序不正确的是(　　)
A．熔点由高到低：Na＞Mg＞Al B．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
C．晶体熔点由低到高：CO＜KCl＜SiO2 D．熔点由高到低：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI
8．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体的晶胞在不同温度下转化的示意图。下列有关说法不正确的是(　　)
A．每个δ－Fe晶胞中有2个铁原子
B．γ－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个
C．每个γ－Fe晶胞中含有14个铁原子
D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同
9．我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体，晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　)
A．11BN和10BN的性质无差异 B．该晶体具有良好的导电性
C．该晶胞中含有14个B原子，4个N原子 D．N原子周围等距且最近的N原子数为12
10．第二代半导体材料的代表物质GaAs，其晶胞结构如图所示，阿伏加德罗常数的值为NA，晶胞边长为a pm。下列说法正确的是(　　)
A．As的配位数为8 B．GaAs晶体熔点很低
C．该晶体密度为 g/cm3 D．核电荷数为31的Ga的基态原子价电子排布图为
11．硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影，已知晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误的是(　　)
A．Zn位于元素周期表的ds区
B．基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子
C．A点原子的坐标为(0，0，0)，则B点原子的坐标为(，，)
D．该晶体密度为 g·cm－3
12．如图为高温超导领域里的一种化合物(钙钛矿)结构中的最小重复单元。该化合物中，每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有a个，元素氧、钛、钙的原子个数比为b。则a、b是(　　)
A．6，3∶1∶1 B．24，10∶8∶1
C．12，5∶4∶1 D．3，3∶2∶1
13．萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Ca位于元素周期表s区 B．每个Ca2＋周围距离最近且等距的F－有4个
C．F－位于Ca2＋构成的四面体空隙 D．基态氟原子核外电子的原子轨道有4种伸展方向
14．铅磷青铜具有很高的耐腐蚀性和耐磨性，常用于制作耐磨零件和滑动轴承。如图为铅磷青铜的一种晶胞结构，已知A点原子的分数坐标为(0,0,0)，B点原子的分数坐标为(1,1,0)。下列说法不正确的是(　　)
A．该晶胞的化学式为PbCu3P
B．C点原子的分数坐标为(0.5，0.5，1)
C．晶胞中，Pb位于第六周期第ⅣA族，Cu属于第ⅠB族位于d区
D．晶体中基态磷原子的核外电子共有9种空间运动状态
15．锂电池负极材料为Li嵌入两层石墨层中，形成如图所示的晶胞结构。下列说法中正确的是(　　)
A．该负极材料的摩尔质量为79 B．碳原子的杂化方式为sp3杂化
C．Li的配位数为8 D．晶胞中Li与C原子个数比为1∶6
16．F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Ni位于元素周期表d区 B．该物质的化学式为K2NiF4
C．Ni的配位数为6 D．该晶体属于分子晶体
17．钙是构成人体骨骼和牙齿的主要元素之一，下列说法不正确的是(　　)
A．工业上通过电解法制备Ca
B．CaCO3可用于海水提镁，其阴离子空间结构为平面三角形
C．钙钛矿晶体中钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子个数为8
D．钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3∶1∶1
18．某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子，其摩尔质量为188 g·mol－1，下列说法正确的是(　　)
A．金属离子M与硼原子的配位数之比为2∶1
B．金属离子的价层电子排布式为3d5
C．化学式为[Fe(NH3)6](BH4)2
D．该化合物中存在金属键、离子键、极性键和配位键
19．PCl5晶体的晶胞结构如图。下列说法正确的是(　　)
A．该晶体为分子晶体 B．晶胞体心上微粒为PCl4
C．晶胞顶点上微粒的空间结构为正八面体形 D．存在的化学键类型仅有极性共价键
20．五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的黄色黏稠状液体，结构如图所示，已知其熔点为－20 ℃，沸点为103 ℃。下列推测不合理的是(　　)
A．属于分子晶体 B．不溶于水，易溶于苯
C．隔绝空气受热分解生成Fe和CO D．每个Fe(CO)5粒子中含20个σ键
21．氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，我们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如图1所示
(1)下列关于氯化钠的说法正确的是________
A．基态Na＋的电子有5种空间运动状态
B．钠是第一电离能最大的碱金属元素
C．氯原子的价电子排布式可写成[Ne]3s23p5
D．每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个
(2)已知NaCl的密度为ρ g·cm－3，NaCl的摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在NaCl晶体里Na＋和Cl－的最短距离为________pm
(3)温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，如图2所示，当图中方格内填入Na＋时，恰好构成氯化钠晶胞的1/8。NaCl晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是__________________________________________________
(4)NiO、FeO的晶体类型与氯化钠相同，Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点：NiO________FeO(填“>”“<”或“＝”)。
(5)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物BaO2晶体，其阴、阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的化学键的类型为_________________________________
22．碳材料在生活中占有重要地位。请回答：
(1)下列说法正确的是__________
A．石墨烯碳采用sp2杂化，金刚石VSEPR模型为正四面体形
B．多层石墨烯和金刚石均为共价型晶体
C．1 mol石墨烯与金刚石中，σ键键数之比为 3∶4
D．石墨烯中C－C键键能较金刚石大，故石墨烯的内能更高
(2)图1中C－C键键长为a pm，则石墨烯的密度ρ＝__________g/cm2 (用含a式子表示，阿伏加德罗常数为NA)
(3)尿素[(NH2)2CO]可以与正烷烃(CmH2m＋2，m≥8)形成超分子包合物。尿素中各种元素的电负性由大到小的顺序为________________，尿素分子通过____________氢键(写出具体形式)有序地组合成具有蜂窝状六角形通道结构的接受体，如图(a)所示。正烷烃分子作为底物填入到通道之中，图(b)示出垂直于通道截面的结构。该超分子包合物能稳定存在的原因是________________________________
22．山西大学晶态材料研究所张献明教授、李欢副教授通过使用炔、有机膦和硝酸根(醋酸根)作为保护配体，合成出一系列室温下稳定的零价铜纳米团簇，包括Cu53(C≡CPhPh)9(dppp)6Cl3(NO3)9，Cu53(C≡CPh)9(dppp)6Cl3(NO3)9，Cu53(4 FPhC≡C)9(dppp)6Cl6(OAc)6等，这是首次在团簇层面上观察到了非面心立方结构的铜
(1)基态氯原子的价层电子排布式为________，其能量最高的原子轨道呈________形
(2)N、P、As都属于氮族元素，N2的化学性质非常稳定，而As与As间难以形成三键。从原子结构角度分析，原因是___________________________________________________________
(3)KCuCl3中存在离散的平面Cu2Cl二聚体，画出Cu2Cl的结构________________，其中铜的配位数为______
(4)有机膦(dppp)的结构简式为，该有机物中P的杂化方式为________
(5)一种具有氨基酸识别功能的铜配合物的制备过程为Cu2O＋2HBF4＋8CH3CN===2[Cu(CH3CN)4]BF4＋H2O
①BF的空间结构为________
②1 mol [Cu(CH3CN)4]BF4中σ键为________(NA表示阿伏加德罗常数的值)
(6)Cu2O的晶胞结构如图所示，设晶胞密度为ρ g·cm－3，则相邻两个Cu、O的距离为____________ cm(NA表示阿伏加德罗常数的值)
23．向CoCl2溶液中滴加过量的氨水得到含有[Co(NH3)6]Cl2的溶液
(1)基态Co2＋的价层电子排布式为________
(2)基态Cl－占据的最高能级的电子云轮廓图的形状是________
(3)O、N、H的电负性由大到小的顺序是________
(4)下列状态的氮中，电离最外层一个电子所需能量最小的是________(填序号)
(5)[Co(NH3)6]Cl2的晶胞结构示意图如下
①在下图虚线框内画出[Co(NH3)6]2＋中一个NH3的结构式
②比较H－N－H键角：NH3______[Co(NH3)6]2＋(填“＞”“＜”或“＝”)，原因是_____________________
③该立方晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，[CO(NH3)6]Cl2的摩尔质量为M g·mol－1，则该晶体的密度为________g·cm－3
24．按要求填空
(1)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图1所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为________ g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有________个
(2)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图2所示(“”表示V，“”表示S)，该晶胞的化学式为VS。图3为该晶胞的俯视图
①请在图2中用标出V原子的位置。
②已知晶胞的密度为d g·cm－3，计算晶胞参数h＝____________(列出计算式即可)。
(3)钴蓝晶体结构如图4，该立方晶胞由如图5所示的4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为________，晶体中Al3＋占据O2－形成的________________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为________________g·cm－3(列计算式)。
【晶体的结构与性质】答案
【精准训练1】
1．A
2．D。解析：纳米SiO2为无定形态，不属于晶体，不具有对光的各向异性，A项错误；晶体二氧化硅为共价晶体，纳米二氧化硅不属于晶体，二者熔点不同，B项错误；同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物，晶体二氧化硅(SiO2)中没有分子，C项错误；纳米SiO2不是晶体，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，D项正确。
3．D
4．B
【精准训练2】
1．D。解析：石墨为混合型晶体，氮化铝为共价晶体，A项错误；生石灰的主要成分为CaO，CaO为离子晶体，B项错误；氯化铯为离子晶体，C项错误；金刚石为共价晶体，干冰为分子晶体，胆矾为离子晶体，铁为金属晶体，D项正确。
2．D
3．C。解析：熔点高、易溶于水，水溶液能导电的晶体是离子晶体；熔点高、硬度大、不导电，难溶于水和有机溶剂的晶体是共价晶体；熔沸点低，能溶于有机溶剂的晶体是分子晶体；熔点低、质软、能导电的晶体是金属晶体。
4．B
5．B
6．(1)NaCl、Na2S
(2)NaOH、(NH4)2S
(3)(NH4)2S
(4)Na2S2
(5)H2O2、CO2、CCl4、C2H2、晶体氩
(6)SiO2、SiC
7．(1)熔、沸点低　
(2)分子晶体　
(3)离子晶体　范德华力　
(4)共价晶体　
(5)分子晶体　范德华力(或分子间作用力)
解析：(2)SeO2的熔点较低，为分子晶体。(3)由题图可以看出，ZnF2的熔点远高于其他三种物质的熔点，且ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的熔点随相对分子质量的增大逐渐升高，据此判断ZnF2为离子晶体，ZnCl2为分子晶体，分子晶体微粒间的作用力为范德华力。(5)SiCl4的沸点低，可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则其为分子晶体，熔化时克服分子间作用力。
【精准训练3】
1．A
2．A。解析：金刚石和碳化硅都是共价晶体，在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键，每个共价键为2个原子所共有，因此若晶体中含有1 mol原子，则物质含有共价键的数目是2NA，故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1，A错误；在SiO2晶体中，每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si—O，故Si原子与Si－O个数比为1∶4，B正确；在石墨烯中，每个C原子为相邻的3个六元环所共有，则在六元环中含有的C原子数为6×＝2，因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1，C正确；C60 分子之间只有范德华力，所以晶体是分子密堆积，D正确。
3．B。解析：合金是两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合而成的混合物，不是化合物，B错误。
4．D。解析：氟化钙晶胞中，Ca2＋位于顶点和面心，数目为8×＋6×＝4，故B正确；气态团簇分子不同于晶胞，气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子，则分子式为E4F4或F4E4，故D错误。
5．8。解析：在Cu2S晶胞中，正四面体中心共有8个，每个正四面体中心均分布着一个Cu＋，每个S2－周围有8个Cu＋，故S2－的配位数为8。
6．12
【高考真题演练】
1．C。解析：A．由24K金的质量分数为100%，则18K金的质量分数为：×100%＝75%，I中Au和Cu原子个数比值为1∶1，则Au的质量分数为：×100%≈75%，A正确；B．Ⅱ中Au处于立方体的八个顶点，Au的配位数指距离最近的Cu，Cu处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的二氧化碳有12个，则Au的配位数为12，B正确；C．设Ⅲ的晶胞参数为a，Au－Au的核间距为eq \f(,2)a，Au－Au
的最小核间距也为 eq \f(,2)a，最小核间距Au－Cu＝Au－Au，C错误；D．I中，Au处于内部，Cu处于晶胞的八个顶点，其原子个数比为1∶1；Ⅱ中，Au处于立方体的八个顶点，Cu处于面心，其原子个数比为：8×∶6×＝1∶3；Ⅲ中，Au处于立方体的面心，Cu处于顶点，其原子个数比为6×∶8×＝3∶1；D正确；故选C。
2．B。解析：A．由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4×＋4＝4.5，含有S的数目为1＋12×＝4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，故A正确；B．由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为：eq \f(,2)a，故B错误；C．如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确；D．如图，当2个晶胞2放在一起时，图中红框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确；故选B。
3．B。解析：A．根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；
B．由晶胞图可知，LixLayTiO3中Li＋、La3＋和空位均位于晶胞体心，则x＋y＝1－空位数目，根据化合物中正负化合价代数和为0可得z＋3y＝2，若x＝，则y＝，空位数目为1－－＝，Li＋与空位的数目不相等，B项错误；C．由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确；D．内电路中电流从负极流向正极，阳离子(Li＋)也移向正极，空位移动方向与Li＋移动方向相反，故空位移动方向与电流方向相反，D项正确；答案选B。
4．D。解析：根据均摊法可知，该晶胞中Bi的个数为12×＋1＝4，F的个数为8×＋6×＋8＝12，故该铋氟化物的化学式为BiF3，A正确；如图所示，根据勾股定理可知，BG2＝BP2＋PG2＝a2 pm2＝BO2＋OG2，则∠BOG为直角，OA＝BH＝a pm，OG＝a pm，AG2＝OA2＋OG2＝a2 pm2，ST与AG平行且相等，则粒子S、T之间的距离为a pm，B正确；该晶体密度为 g·cm－3＝ g·cm－3，C正确；以题给晶胞体心处铋离子为研究对象，距离其最近且等距的氟离子为8个，D错误。
5．D。解析：A．由图可知，NbO的立方晶胞中距离Nb原子最近且距离相等的O原子有4个，Nb的配位数是4，故A错误；B．由图可知，Nb和O最短距离为边长的，晶胞参数为a nm，Nb和O最短距离为a nm，故B错误；C．根据均摊法计算可知，Nb的个数为6×＝3，O的个数为12×＝3，即晶胞中含有3个NbO，晶胞密度为ρ＝＝eq \f(g,(a×10－7cm)3)＝×1021，故C错误；D．P的分数坐标为(0，0，0)，M位于正方体的面心，M的分数坐标为(，，)，故D正确；故选：D。
6．D。解析：电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg的电负性小于 Cl，A正确；金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg是金属晶体，B正确；由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C正确；由图乙中结构可知，每 个Mg2＋与周围有6个Cl－最近且距离相等，因此 ，Mg2＋的配位数为6，D错误；综上所述，本题选D。
7．D。解析：A．LiH中H元素为－1价，由图中CN化合价可知， N元素为－3价，C元素为+4价，根据反应LiH＋C＋N2Li2CN2＋H2可知，H元素由－1价升高到0价，C元素由0价升高到＋4价，N元素由0价降低到－3价，由此可知还原剂是LiH和C，故A正确；B．根据均摊法可知，Li+位于晶胞中的面上，则含有的Li+个数为8×＝4，故B正确；C．观察位于体心的CN可知，与它最近且距离相等的Li+有8个，故C正确；D．CN的中心原子C原子的价层电子对数为2＋×(4＋2－3×2)＝2，且CN与CO2互为等电子体，可知CN为直线型分子，故D错误；故答案选D。
8．B。解析：A．由图可知，与H－距离最近且等距离的Mg2+的个数是3，则H－的配位数为3，A项错误；B．Mg2+位于晶胞的顶点和体心上，该晶胞中Mg2+的个数为8×＋1＝2 ，B项正确；C．该晶胞体积为
(a×10－7×a×10－7×c×10－7)cm3＝a2c×10－21cm3，该晶胞中Mg2+的个数为8×＋1＝2，H－的个数为4×＋2＝4，相当于晶胞中含有2个，晶体密度为＝g·cm－3 ，C项错误；D．Mg2+(i)和Mg2+(ii)之间的距离等于晶胞体对角线长度的一半，为eq \f(,2)，D项错误；答案选B。
【课时精练】
1．B。解析：等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，故B错误；纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化，熔点可能下降，故C正确。
2．B。解析：A项，晶体在固态时不具有自范性，不能形成新的晶体，错误；B项，溶质在饱和溶液中存在溶解结晶平衡，故含有B项描述的现象，正确；C项，不是自发形成的，错误；D项，玻璃属于非晶体，不具有自范性，其描述的过程不是自发进行的，错误。
3．B。解析：根据均摊法，该结构单元中含A的个数为8×1＝8，含B的个数为×8＋×6＝4，B与A的个数之比为4∶8＝1∶2，即该晶体的化学式为BA2，故答案为B项。
4．C
5．D。解析：SiCl4、AlCl3的熔、沸点低，都是分子晶体，AlCl3的沸点低于其熔点，即在低于熔化的温度下就能气化，故AlCl3加热能升华，A、C正确；晶体硼的熔、沸点很高，所以晶体硼是共价晶体，B正确；由金刚石与晶体硅的熔、沸点相对高低可知，金刚石中的C－C比晶体硅中的Si－Si强，D错误。
6．B
7．A。解析：金属离子的电荷数越多，半径越小，金属键越强，其熔点越高，则熔点由高到低的顺序为Al＞Mg＞Na，A错误；键长越短，共价键越强，硬度越大，键长C－C＜C－Si＜Si－Si，则硬度由大到小的顺序为金刚石＞碳化硅＞晶体硅，B正确；一般情况下，晶体熔点的高低顺序为分子晶体＜离子晶体＜共价晶体，故熔点CO(分子晶体)＜KCl(离子晶体)＜SiO2(共价晶体)，C正确；电荷相同的离子，离子半径越小，熔点越高，F、Cl、Br、I的离子半径由小到大，则熔点由高到低的顺序为NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI，D正确。
8．C。解析：根据均摊法，一个δ-Fe晶胞中含有铁原子个数为×8＋1＝2，A正确；γ-Fe位于顶角的Fe原子，被晶胞的三个平面共有，每个平面上有四个铁原子与顶角处铁原子距离最短，则共有3×4＝12个，B正确；根据均摊法，一个γ-Fe晶胞含有铁原子个数为×8＋×6＝4，C错误；依据得到晶体的条件可知，在急速冷却时(立即降温到912 ℃)得到α-Fe，缓慢冷却时(缓慢冷却到1 394 ℃)得到γ-Fe，两种晶体类型不同，D正确。
9．D。解析：11B和10B互为同位素，形成的化合物在化学性质上无差异，但其物理性质不同，A错误；该晶体结构中无自由移动的电子，不具有导电性，B错误；由图可知，该晶胞含4个N原子，B原子位于晶胞的顶角和面心，故B原子的数目为8×＋6×＝4，C错误；由晶胞示意图，1个N原子与4个B原子成键，1个B原子可以和4个N原子成键，除去该N原子本身，则每个B原子周围有3个N原子与该N原子等距且最近，这些N原子距中心N原子等距离且最近，总数为12，D正确。
10．C。解析：与砷原子距离最近的镓原子的个数为4，所以砷原子的配位数为4，A错误；砷化镓是镓和砷以共价键结合的共价晶体，所以砷化镓熔沸点高，B错误；根据均摊法可知，一个晶胞中砷原子的个数为4，含镓原子个数为8×＋6×＝4，晶体的密度ρ＝＝ g/cm3＝ g/cm3，C正确；Ga的基态原子价电子排布图为，D错误。
11．C。解析：A点原子坐标为(0，0，0)，由图乙可知，B点原子的坐标为(，，)，C错误；该晶胞中，位于晶胞内部的Zn原子个数为4，位于顶点和面心的Se原子个数为8×＋6×＝4，则ρ＝＝
g·cm－3，D正确。
12．A。解析：由晶胞结构可知，晶胞顶角上相邻的钛离子相距最近，则钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子有6个，a＝6；晶胞中钛原子个数为8×＝1，氧原子个数为12×＝3，钙原子个数为1，则氧、钛、钙的原子个数比为 3∶1∶1，故选A。
13．B。解析：Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A正确；由面心的Ca2＋可知，每个Ca2＋周围距离最近且等距的F－有8个，B错误；由晶胞结构图可知，F－距离最近且等距的Ca2＋为4个，所以F－位于Ca2＋构成的四面体空隙，C正确；基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，其中s能级原子轨道有1种伸展方向，p能级原子轨道有3种伸展方向，共4种，D正确。
14．C。解析：由晶胞图可知，1个晶胞中含有1个P，含有Cu的个数为6×＝3，含有Pb的个数为8×＝1，故该晶胞的化学式为PbCu3P，A正确；已知A点原子的分数坐标为(0,0,0)，B点原子的分数坐标为(1,1,0)，结合晶胞图可知C点原子的分数坐标为(0.5,0.5,1)，B正确；Cu是29号元素，其价层电子排布式为3d104s1，属于第ⅠB族位于ds区，C错误；P是15号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，故P原子核外占据9个不同的原子轨道，即晶体中基态磷原子的核外电子共有9种空间运动状态，D正确。
15．D
16．D。解析：Ni是28号元素，位于元素周期表d区，A正确；晶胞中K的个数为8×＋2＝4，F的个数为16×＋4×＋2＝8，Ni的个数为8×＋1＝2，所以该物质的化学式为K2NiF4，B正确；由图像可知，每个Ni周围距离最近的F有6个，故Ni的配位数为6，C正确；该晶体由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体，D错误。
17．C。解析：钙钛矿晶体中钛离子处于顶角位置，周围与它最近且距离相等的钛离子个数为6，C错误。
18．C。解析：八面体位于晶胞的顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，四面体位于晶胞的内部，个数为8，晶胞中八面体和四面体个数比为1∶2，则该晶体的化学式可表示为[M(NH3)6](BH4)2，该化合物的摩尔质量为188 g·mol－1，则Mr(M)＋17×6＋15×2＝188，解得Mr(M)＝56，即M为Fe元素，其化学式为[Fe(NH3)6](BH4)2。金属离子M与6个NH3形成八面体，则金属离子M的配位数为6，硼原子与4个氢原子形成四面体，则硼原子的配位数为4，因此金属离子M与硼原子的配位数之比为3∶2，A错误；根据分析可知金属离子M为Fe2＋，其价层电子排布式为3d6，B错误；该化合物中没有金属键，D错误。
19．C
20．D 。解析：五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中，故B正确；五羰基铁不稳定，在隔绝空气条件下受热分解，生成铁和一氧化碳，故C正确；分子中铁和碳原子形成5个σ键，每个碳氧三键中含一个σ键，则每个Fe(CO)5粒子中含10个σ键，故D错误。
21．(1)AD　
(2) ×1010
(3)该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流
(4)＞　
(5)离子键、非极性共价键
解析：(2)由晶胞结构可知钠离子位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，氯离子位于体心和棱心，个数为1＋12×＝4，则晶胞的质量为 g，NaCl的密度为ρ g/cm3，则晶胞的体积为 cm3，晶胞的边长为 cm，则在NaCl晶体里Na＋和Cl－的最短距离为边长的一半，即 cm＝ ×1010 pm。
22．(1)AC　
(2)
(3)O＞N＞C＞H　N－H…O　彼此通过范德华力结合使能量降低、熵减小
解析：(1) 石墨烯碳原子形成3个σ键、采用sp2杂化，金刚石中C形成4个σ键、采用sp3杂化，VSEPR模型为正四面体形，A正确； 多层石墨烯层间为范德华力，故为混合型晶体，金刚石为共价晶体，B错误； 结合选项A可知，1 mol 石墨烯与金刚石中，σ键键数之比为3∶4，C正确；石墨烯中C－C键键能较金刚石大，则石墨烯更稳定，故石墨烯的内能更低，D错误；(2)按均摊法可知，每个平面正六边形中含×6＝2个碳原子，图1中C－C键键长为a pm，平面正六边形面积为(a×10－10cm)2，则石墨烯的密度ρ＝＝ g/cm2。(3)同周期从左向右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减弱，尿素中各种元素的电负性由大到小的顺序：O＞N＞C＞H，由图知，尿素分子通过N—H…O氢键有序地组合成具有蜂窝状六角形通道结构的接受体。该超分子包合物能稳定存在的原因是彼此通过范德华力结合使能量降低、熵减小。
22．(1)3s23p5　哑铃
(2)As原子半径大，原子间形成的σ键较长，p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键
(3) 　4　
(4)sp3　
(5)①正四面体　②28NA
(6)×
解析：(6)设晶胞边长为a cm，晶胞中含有2个Cu2O，ρ＝，a＝，则体对角线为a cm，相邻两个Cu、O的距离为体对角线的，即× cm。
23．(1)3d7　
(2)哑铃形　
(3)O＞N＞H　
(4)c
(5)①　
②＜　配合物[Co(NH3)6]2＋中，NH3的孤电子对与Co2＋形成配位键，成键电子对与成键电子对之间的斥力小于孤电子对与成键电子对之间的斥力，故[Co(NH3)6]2＋中H－N－H键角大　
③
解析：(5)③该晶胞中，位于顶点和面心的[Co(NH3)6]2＋个数为8×＋6×＝4，位于晶胞内部的Cl－个数为8，故晶胞的密度为 g/cm3。
24．(1)　12　
(2)①如图
②　
(3)CoAl2O4　 八面体空隙　
解析：(1)根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为6×＋8×＝4，Ti原子个数为1＋12×＝4，所以晶胞的质量m＝ g，晶胞参数为N、Ti之间最短距离的2倍，为2a pm，则晶胞的体积V＝(2a×10－10)3 cm3，所以晶体的密度ρ＝ g·cm－3。以晶胞顶点N原子为研究对象，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子数目为＝12。
(2)①该晶胞的化学式为VS，结合该晶胞的俯视图和晶胞结构可知，一个晶胞中含有2个V原子、2个S原子，因此V原子的位置是晶胞中8个顶点各一个，4条棱上各一个。②因为一个该晶胞中有2个VS，所以晶胞质量为2×(32＋51)× g，根据图3得到晶胞底面积为a×a nm2，所以晶胞的体积为a×ah nm3＝a2h×10－21 cm3，根据ρ＝可得，d＝，所以h＝。
(3)根据钴蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的Co、Al、O个数分别为4×＝8、4×4＝16、8×4＝32，所以化学式为CoAl2O4；根据结构观察，与Al3＋距离最近且相等的O2－有6个，故晶体中Al3＋占据O2－形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×10－7)3 cm3，该晶胞的质量为 g，所以密度为 g·cm－3。
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