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第三章 晶體結構與性質—高二化學人教版（2019）期末復習知識大盤點
第一部分：學習目標整合
1.了解分子晶體和共價晶體的特征，能以典型的物質為例，描述分子晶體和共價晶體的結構與性質的關系
知道金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質
3.能說明離子鍵的形成，能根據離子化合物的結構特征解釋其物理性質
4.了解離子晶體的特征
5.知道分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體、過渡晶體與混合晶體的結構粒子間作用力的區別和聯系
6.認識常見的配合物、超分子的例子
第二部分：教材習題變式
1.鉆石的魅力在于它經過大自然千百萬年的孕育，再經打磨，能放射出閃爍的光芒，鉆石就是經過打磨的金剛石。已知金剛石的結構如圖所示，由此可看出在含有共價鍵形成的碳原子環中，其中形成最小的環所需碳原子數及任意兩個C—C鍵間的夾角是( )
A.6個 120° B.5個 108°
C.4個 109°28＇ D.6個 109°28＇
2.下列有關晶體的說法中一定正確的是( )
①共價晶體中只存在非極性共價鍵
②稀有氣體形成的晶體屬于共價晶體
③干冰晶體升華時，分子內共價鍵會發生斷裂
④金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物
⑤分子晶體的堆積均為分子密堆積
⑥離子晶體和金屬晶體中均存在陽離子，但金屬晶體中卻不存在離子鍵
⑦金屬晶體和離子晶體都能導電
A.①③⑦
B.只有⑥
C.②④⑤⑦
D.⑤⑥
3.已知有如下性質：①晶體熔點較低；②熔融狀態下不導電；③在水溶液中可發生微弱電離。下列關于的敘述正確的是( )
A.晶體屬于分子晶體 B.屬于離子化合物
C.屬于電解質，且屬于強電解質 D.屬于非電解質
4.某物質的結構如圖所示，對該物質的分析判斷正確的是( )
A.該物質是一個離子化合物
B.該物質的分子中只含有共價鍵、配位鍵兩種作用力
C.該物質是一種配合物，其中Ni原子為中心原子
D.該物質中C、N、O原子均存在孤對電子
5.磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料。如圖為其晶體結構中最小的重復單元，其中每個原子最外層均滿足8電子穩定結構。下列有關說法正確的是( )
A.磷化硼的化學式為BP，屬于分子晶體
B.磷化硼晶體的熔點高，且熔融狀態下能導電
C.磷化硼晶體中每個原子均參與形成4個共價鍵
D.磷化硼晶體在熔化時需克服范德華力
6.具有反螢石結構，晶胞結構如圖所示，其晶胞參數為0.635nm。下列敘述錯誤的是( )
A.Si的配位數為8
B.緊鄰的兩個Mg原子的距離為nm
C.緊鄰的兩個Si原子間的距離為nm
D.的密度為
7.國外有人用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松，與此同時再用射頻電火花噴射，此時碳氮原子結合成碳氮化合物薄膜。據稱，這種化合物可能比金剛石更堅硬，其原因可能是( )
A.碳、氮原子構成網狀結構的晶體
B.碳氮鍵比金剛石中的碳碳鍵更長
C.氮原子最外層電子數比碳原子最外層電子數多
D.碳、氮的單質化學性質均不活潑
8.GaAs晶體被業內稱為“半導體貴族”，2001年7月31日，我國科學家宣布掌握其生產技術，中國成為繼日本和德國之后第三個擁有此項技術的國家。它的熔點很高，硬度很大，其原子間以共價鍵（配位鍵）相連，密度為，Ga和As的摩爾質量分別為和，原子半徑分別為和，阿伏加德羅常數的值為，其晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.該晶體為離子晶體
B.在該晶體中Ga和As的配位數均為4
C.所有原子均滿足8電子穩定結構
D.原子的體積占晶胞體積的百分比為
9.制造光導纖維的材料是一種很純的硅氧化物，它是具有立體網狀結構的晶體，如圖是簡化了的平面示意圖，關于這種制造光導纖維的材料，下列說法正確的是( )
A.它的晶體中硅原子與氧原子數目之比是1：4
B.它的晶體中硅原子與氧原子數目之比是1：6
C.這種氧化物是共價晶體
D.這種氧化物是分子晶體
10.根據下面圖示回答問題：
（1）圖甲是某離子化合物的晶胞，陽離子位于體心，陰離子位于8個頂點，該化合物中陽、陰離子的個數比是_________。
（2）若Ca、Ti、O形成的某鈣鈦礦型晶體的晶胞結構如圖乙所示，其化學式為_________。
（3）共價晶體硼的基本結構單元是由硼原子組成的正二十面體，如圖丙。其中含有20個等邊三角形和一定數目的頂角，每個頂角上各有1個原子。觀察該晶胞，推斷這個基本結構單元所含硼原子的個數、鍵角、B—B鍵的個數依次為_________、_________、_________。
（4）如圖丁所示的物質結構中最外層已達8電子穩定結構的原子是_________（填元素符號），晶體中B原子與極性鍵的個數比為_________。
（5）金屬銅具有很好的延展性、導熱性以及導電性，解釋此現象最簡單的理論是_________。
11.磷是人體含量較多的元素之一，磷的化合物在藥物生產和農藥制造等方面用途非常廣泛。
回答下列問題：
（1）基態磷原子的核外電子排布式為_________。
（2）可用于制造火柴，其分子結構如圖甲所示。
①第一電離能：磷_________硫；電負性：磷_________硫（填“>”或“<”，上同）。
②分子中硫原子的雜化軌道類型為_________。
③每個分子中孤電子對的數目為_________。
（3）N、P、As、Sb均是第ⅤA族的元素。
①上述元素的簡單氫化物的沸點關系如圖乙所示，沸點：，原因是_________；沸點：，原因是_________。
②某種磁性氮化鐵的晶胞結構如圖丙所示，該化合物的化學式為_________。
（4）磷化鋁的熔點為2000℃，它與晶體硅的結構類似，磷化鋁的晶胞結構如圖丁所示。
①磷化鋁晶體中磷與鋁微粒間的作用力為_________。
②圖中A點和B點的原子坐標參數如圖丁所示，則C點的原子坐標參數為_________。
③磷化鋁晶體的密度為，用表示阿伏加德羅常數的值，則該晶胞中距離最近的兩個鋁原子之間的距離為_________cm。
第三部分：重難知識易混易錯
物質的聚集狀態
（1）物質三態間的相互轉化
物質的聚集狀態除了氣態、液態、固態外，還有更多的聚集狀態如晶態、非晶態以及介乎二者之間的塑晶態、液晶態等。
等離子體：等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態物質，等離子體具有良好的導電性和流動性。
液晶： 介于液態和晶態之間的物質狀態。既具有液體的流動性、黏度、形變性等，又具有的某些物理性質，如導熱性、光學性質等，表現出類似晶體的各向異性。
晶體與非晶體
（1）晶體與非晶體的本質差異
自范性 微觀結構
晶體 有 原子在三維空間里呈周期性有序排列
非晶體 沒有 原子排列相對無序
（2）晶體的特性
①自范性：在適宜條件下，晶體能自發地呈現多面體外形的性質稱之為自范性。晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里呈現周期性有序排列的宏觀表象。晶體呈現自范性的條件之一是晶體生長的速率適當。
②各向異性：晶體在不同的方向上具有不同的物理性質。包括晶體的強度、光學性質、導電性、導熱性等。
③有固定的熔點：常利用固體是否有固定的熔點間接確定某固體是否屬于晶體。非晶體沒有固定的熔點。
（3）獲得晶體的三條途徑
①熔融態物質凝固。
②氣態物質冷卻不經液態直接凝固(凝華)。
③溶質從溶液中析出。
晶胞
（1）概念：晶胞是描述晶體結構的基本單元。
（2）結構：常規的晶胞都是平行六面體，晶體可以看作是數量巨大的晶胞無隙并置而成。
晶胞中粒子數目的計算
(1)平行六面體(立方體形)晶胞中粒子數目的計算。
①晶胞的頂角原子是8個晶胞共用；
②晶胞棱上的原子是4晶胞共用；
③晶胞面上的原子是2個晶胞共用。
如金屬銅的一個晶胞(如圖所示)均攤到的原子數為8×(1/8)＋6×(1/2)＝4。
【拓展】“均攤法”是計算每個晶胞平均擁有的粒子數目的常用方法。其基本理念是每個粒子被n個晶胞所共用，則該粒子有1/n屬于這個晶胞。
(1)長方體形(正方體形)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻。
(2)六方晶胞中不同位置粒子對晶胞的貢獻。
晶體結構的測定
（1）測定儀器：X射線衍射儀
（2）原理：單一波長的X射線通過晶體時，X射線和晶體中的電子相互作用，會在記錄儀上產生分立的斑點或明銳的衍射峰。
（3）晶體的X射線衍射實驗圖經過計算，可以獲得包括晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現的對稱類型、原子在晶胞里的數目和位置等，以及結合晶體化學組成的信息推出原子之間的相互關系。
分子晶體：只含分子的晶體叫做分子晶體。如：I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固態時都是分子晶體。
常見分子晶體及物質類別
物質種類 實例
所有非金屬氫化物 H2O、NH3、CH4等
部分非金屬單質 鹵素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)等
部分非金屬氧化物 CO2、P4O10、SO2、SO3等
幾乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等
絕大多數有機物 苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等
分子晶體的物理特性
（1）分子晶體具有較低的熔、沸點和較小的硬度。
分子晶體熔化時需破壞分子間作用力，由于分子間作用力很弱，所以分子晶體的熔、沸點一般較低。
（2）分子晶體不導電。
分子晶體在固態和熔融狀態下均不存在自由離子或自由電子，因而分子晶體在固態和熔融狀態下都不導電。
分子晶體的溶解性一般符合“相似相溶”規律，即極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑。
分子晶體熔、沸點比較規律
①少數主要以氫鍵作用形成的分子晶體，比一般的分子晶體的熔、沸點高，如含有H—F、H—O、H—N等共價鍵的分子間可以形成氫鍵，所以HF、H2O、NH3、醇、羧酸等物質的熔、沸點相對較高。
②組成與結構相似，分子之間不含氫鍵而只利用范德華力形成的分子晶體，隨著相對分子質量的增大，物質的熔、沸點逐漸升高。例如，常溫下Cl2呈氣態，Br2呈液態，而I2呈固態；CO2呈氣態，CS2呈液態。
③相對分子質量相等或相近的極性分子構成的分子晶體，其熔、沸點一般比非極性分子構成的分子晶體的熔、沸點高，如CO的熔、沸點比N2的熔、沸點高。
④有機物中組成和結構相似且不存在氫鍵的同分異構體，相對分子質量相同，一般支鏈越多，分子間的相互作用力越弱，熔、沸點越低，如熔、沸點：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。
分子晶體的常見堆積方式
分子間作用力 堆積方式 實例
范德華力 分子采用密堆積，每個分子周圍有12　個緊鄰的分子 如C60、干冰、I2、O2
范德華力、氫鍵 分子不采用密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子少于12個 如HF、NH3、冰
兩種典型的分子晶體的組成和結構
（1）冰
①水分子之間的主要作用力是氫鍵，當然也存在范德華力。
②氫鍵有方向性，它的存在迫使在四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子互相吸引。
干冰
①干冰中的CO2分子間只存在范德華力，不存在氫鍵。
②每個晶胞中有4個CO2分子，12個原子。
③每個CO2分子周圍等距離緊鄰的CO2分子數為12個。
共價晶體：所有原子都以共價鍵相互結合形成三維的立體網狀結構的晶體叫共價晶體。
常見的共價晶體
（1）某些單質：如硼（B）、硅（Si）、鍺（Ge）和錫（Sn）等
（2）某些非金屬化合物：如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)等
（3）極少數金屬氧化物，如剛玉(α-Al2O3)
共價晶體的物理性質
（1）熔點很高。共價晶體中，原子間以較強的共價鍵相結合，要使物質熔化就要克服共價鍵，需要很高的能量
（2）硬度很大。
（3）一般不導電，但晶體硅是半導體。
（4）難溶于一般溶劑。
典型的共價晶體
金剛石
①碳原子采取sp3雜化，C—C—C夾角為109°28′ 。
②每個碳原子與周圍緊鄰的4個碳原子以共價鍵結合成正四面體結構，向空間伸展形成空間網狀結構。
③最小碳環由6個碳原子組成，且最小環上有4個碳原子在同一平面內；每個碳原子被12個六元環共用。
（2）二氧化硅晶體
二氧化硅是自然界含量最高的固態二元氧化物，有多種結構，最常見的是低溫石英(α-SiO2)。低溫石英的結構中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環狀結構，這一結構決定了它具有手性。
石英晶體中的硅氧四面體 石英的左、右型晶體
相連構成的螺旋鏈
①Si原子采取sp3雜化，正四面體內O—Si—O鍵角為109°28′。
②每個Si原子與4個O原子形成4個共價鍵，Si原子位于正四面體的中心，O原子位于正四面體的頂點，同時每個O原子被2個硅氧正四面體共用；每個O原子和2個Si原子形成2個共價鍵，晶體中Si原子與O原子個數比為1∶2。
③最小環上有12個原子，包括6個O原子和6個Si原子。
判斷共價晶體和分子晶體的方法
(1)依據組成晶體的粒子和粒子間的作用力判斷
組成共價晶體的粒子是原子，粒子間的作用力是共價鍵；組成分子晶體的粒子是分子，粒子間的的作用力是分子間作用力。
(2)依據晶體的熔點判斷
共價晶體的熔沸點高，常在1000℃以上；分子晶體的熔、沸點低，常在數百攝氏度以下。
(3)依據物質的狀態判斷
一般常溫常壓下，呈氣態或液態的單質與化合物，在固態時屬于分子晶體。
(4)依據物質的揮發性判斷
一般易揮發的物質呈固態時都屬于分子晶體。
分子晶體、共價晶體的熔、沸點比較
一、不同類型的晶體熔、沸點：原子晶體>分子晶體。
二、同一類型的晶體
（1）分子晶體
①分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高；非金屬氫化物分子間含有氫鍵的分子晶體，熔、沸點比同族元素的氫化物反常得高。如H2O>H2Te>H2Se> H2S。
②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，熔、沸點越高。如SnH4>GeH4> SiH4> CH4。
③組成和結構不相似的物質（相對分子質量接近），分子的極性越大，其熔、沸點越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
④同分異構體的支鏈越多，熔、沸點越低。如
⑤烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子里碳原子的增加，熔、沸點升高。如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。
（2）共價晶體
①晶體的熔、沸點高低取決于共價鍵的鍵長和鍵能。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，物質的熔、沸點越高。
②若沒有告知鍵長或鍵能數據時，可比較原子半徑的大小。一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點就越高。如比較金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點高低：原子半徑：C碳化硅>晶體硅。
金屬鍵
(1)定義：在金屬單質晶體中原子之間金屬陽離子與自由電子之間強烈的相互作用。
(2)成鍵微粒：金屬陽離子和自由電子。
(3)成鍵條件：金屬單質或合金。
(4)成鍵本質——電子氣理論：金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起，形成像共價晶體一樣的“巨分子”。
金屬晶體
(1)金屬晶體是原子間通過金屬鍵形成的一類晶體。金屬晶體常溫下除汞外都是固體。
(2)性質：優良的導電性、導熱性和延展性。
用電子氣理論解釋金屬材料的有關性質
(1)延展性：大多數金屬具有較好的延展性，這與金屬陽離子和自由電子之間的較強作用有關。當金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，而且彌漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用，所以金屬有良好的延展性。
(2)導熱性：自由電子在運動時與金屬陽離子碰撞，引起兩者能量的交換。當金屬某部分受熱時，那個區域里的自由電子能量增加，運動速度加快，通過碰撞，把能量傳遞給金屬陽離子。自由電子與金屬陽離子頻繁碰撞，把能量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分，從而使整塊金屬達到相同的溫度。
(3)導電性：在金屬晶體中，存在許多自由電子，這些電子移動是沒有方向的，但是在外加電場的作用下，自由電子就會發生定向移動，形成電流，使金屬表現出導電性。
離子鍵：陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵。離子鍵沒有方向性和飽和性。因此，以離子鍵結合的微粒傾向于形成緊密堆積，使每個離子周圍盡可能多的排列帶異性電荷的離子，從而達到穩定結構。
離子晶體：由陰離子和陽離子相互作用而形成的晶體。
常見的離子晶體：強堿、活潑金屬的氧化物和過氧化物、大多數鹽。
離子晶體的物理性質
(1)具有較高的熔、沸點，難揮發
離子晶體中，陰、陽離子間有強烈的相互作用（離子鍵），要克服離子間的相互作用使物質熔化和沸騰，就需要較多的能量。因此，離子晶體具有較高的熔、沸點和難揮發的性質。一般說來，陰、陽離子的電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，離子晶體的熔、沸點越高。
(2)硬度
離子晶體的硬度較大，難于壓縮。陰陽離子間有較強的離子鍵，使離子晶體的硬度較大，當晶體受到沖擊力作用時，部分離子鍵發生斷裂，導致晶體破碎。
(3)導電性
離子晶體中，離子鍵較強，離子不能自由移動，即晶體中無自由移動的離子，因此，離子晶體不導電。當升高溫度時，陰、陽離子獲得足夠能量克服離子間的相互作用，成為自由移動的離子，在外界電場作用下，離子定向移動而形成電流。離子化合物溶于水時，陰、陽離子受到水分子作用變成了自由移動的離子（實質上是水合離子），在外界電場作用下，陰、陽離子定向移動而導電。
(4)溶解性
大多數離子晶體易溶于極性溶劑（如水），難溶于非極性溶劑（如汽油、苯等），遵循“相似相溶”規律。當把離子晶體放入水中時，極性水分子對離子晶體中的離子產生吸引作用，使晶體中的離子克服了離子間的作用而電離，變成在水中自由移動的離子。
過渡晶體：離子鍵、共價鍵、金屬鍵等都是化學鍵的典型模型，但是，原子間形成的化學鍵往往是介于典型模型之間的過渡狀態，由于微粒間的作用存在鍵型過渡，即使組成簡單的的晶體，也可能介于離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態，形成過渡晶體。
純粹的典型晶體不多，大多數晶體是它們之間的過渡晶體。一般偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質上與純粹的離子晶體接近，通常當作離子晶體來處理，如Na2O。偏向共價晶體的過渡晶體則當作共價晶體來處理，如Al2O3、SiO2等。P2O5、SO3、Cl2O7等則視為分子晶體。
混合型晶體：既有共價鍵又有范德華力，同時還存在類似金屬鍵的作用力，兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體。
石墨的結構模型
石墨不同于金剛石，石墨中的碳原子呈sp2雜化，形成平面六元并環結構。因此，石墨晶體是層狀結構的，層內的碳原子的核間距為142 pm，層間距離為335 pm，說明層間沒有化學鍵相連，是靠范德華力維系的。
由于所有的p軌道相互平行而且相互重疊，使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。因此，石墨有類似金屬晶體的導電性。
配位鍵
(1)定義：成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對而形成的，這類“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。提供空軌道的原子或離子稱為中心原子或離子，提供孤電子的原子對應的分子或離子稱為配體或配位體。
(2)表示方法：配位鍵可以用A→B表示，其中A是給予孤電子對的原子，B是接受孤電子對的原子。例如[Cu(NH3)4]2＋可表示為。
配合物：通常把金屬離子或原子（稱為中心離子或原子）與某些分子或離子（稱為配體或配位體）以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。
配合物的形成
實驗操作 實驗現象 有關離子方程式
滴加氨水后，試管中首先出現藍色沉淀，氨水過量后沉淀逐漸溶解，滴加乙醇后析出深藍色晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2++2OH—
溶液變血紅色 Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3
白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的無色溶液 AgCl＋2NH3==[Ag(NH3) 2]Cl
實驗證明，無論在得到的深藍色透明溶液中，還是在析出的深藍色的晶體中，深藍色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+，它是Cu2+的另一種常見配離子，中心離子仍然是Cu2+，而配體是NH3，配位數為4。
配合物的形成對性質的影響
（1）對溶解性的影響：一些難溶于水的金屬氫氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含過量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中，形成可溶性的配合物。
（2）顏色的改變：當簡單離子形成配離子時，其性質往往有很大差異。顏色發生變化就是一種常見的現象，根據顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成。
（3）穩定性增強：配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩定。
超分子：由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體稱為超分子。
超分子特性
（1）分子間相互作用：通過非共價鍵結合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。
（2）分子聚集體大?。悍肿泳奂w有的是有限的，有的是無限伸展的。
超分子的實例
（1）分離C60和C70
（2）分冠醚識別堿金屬離子
冠醚是皇冠狀的分子，可有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子。
冠醚 適合的粒子（直徑/pm）
12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+
第四部分：核心素養對接高考
1．[2023年湖南高考真題]科學家合成了一種高溫超導材料，其晶胞結構如圖所示，該立方晶胞參數為。阿伏伽德羅常數的值為。下列說法錯誤的是( )
A.晶體最簡化學式為
B.晶體中與最近且距離相等的有8個
C.晶胞中B和C原子構成的多面體有12個面
D.晶體的密度為
2．[2022年湖北高考真題]某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結構如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.的配位數為6 B.與距離最近的是
C.該物質的化學式為 D.若換為，則晶胞棱長將改變
3．[2022年山東高考真題]、屬于第三代半導體材料，二者成鍵結構與金剛石相似，晶體中只存在鍵、鍵。下列說法錯誤的是( )
A.的熔點高于 B.晶體中所有化學鍵均為極性鍵
C.晶體中所有原子均采取雜化 D.晶體中所有原子的配位數均相同
4．[2023年湖北高考真題]物質結構決定物質性質。下列性質差異與結構因素匹配錯誤的是( )
性質差異 結構因素
A 沸點：正戊烷（36.1 ℃）高于新戊烷（9.5 ℃） 分子間作用力
B 熔點：（1040 ℃）遠高于（178 ℃升華） 晶體類型
C 酸性：（）遠強于（） 羥基極性
D 溶解度（20 ℃）：（29 g）大于（8 g） 陰離子電荷
5．[2023年湖南高考真題]下列有關物質結構和性質的說法錯誤的是( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛的沸點
C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發生水解反應
D.冠醚（18-冠-6）的空穴與尺寸適配，兩者能通過弱相互作用形成超分子
6．[2023年河北高考真題]物質的結構決定其性質。下列實例與解釋不相符的是( )
選項 實例 解釋
A 用替代填充探空氣球更安全 的電子構型穩定，不易得失電子
B 與形成配合物 中的B有空軌道接受中N的孤電子對
C 堿金屬中的熔點最高 堿金屬中的價電子數最少，金屬鍵最強
D 不存在穩定的分子 N原子價層只有4個原子軌道，不能形成5個鍵
7．[2022年江蘇高考真題]少量與反應生成和。下列說法正確的是( )
A.的電子式為 B.的空間構型為直線形
C.中O元素的化合價為-1 D.僅含離子鍵
8．[2022年天津高考真題]利用反應可制備。下列敘述正確的是( )
A.分子有孤電子對，可做配體
B.NaCl晶體可以導電
C.一個分子中有4個σ鍵
D.NaClO和NaCl均為離子化合物，他們所含的化學鍵類型相同
9．[2022年湖南高考真題]下列說法錯誤的是( )
A.氫鍵、離子鍵和共價鍵都屬于化學鍵
B.化學家門捷列夫編制了第一張元素周期表
C.藥劑師和營養師必須具備化學相關專業知識
D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
10．[2022年浙江高考真題]（1）兩種有機物的相關數據如下表：
物質
相對分子質量 73 45
沸點/℃ 153 220
的相對分子質量比的大，但其沸點反而比的低，主要原因是_____________。
（2）四種晶體的熔點數據如下表：
物質
熔點/℃ -183 -99 -127 >1000
和熔點相差較小，和熔點相差較大，原因是_____________。
參考答案
第二部分：教材習題變式
1.答案：D
解析：根據金剛石的晶體結構特點可知，最小環上碳原子數為6個，每個碳原子與相連的4個碳原子形成正四面體結構，因而任意兩個C—C鍵的夾角為109°28＇。
2.答案：B
解析：共價晶體中也可能存在極性鍵，為共價晶體，晶體中存在極性共價鍵，不存在非極性共價鍵，①錯誤；稀有氣體屬于單原子分子，形成的晶體屬于分子晶體，②錯誤；干冰屬于分子晶體，升華時破壞的是分子間作用力，不是共價鍵，③錯誤；金屬元素與非金屬元素形成的化合物不一定是離子化合物，如氯化鋁是共價化合物，④錯誤；分子晶體的堆積方式不一定均為分子密堆積，如冰融化變成水時體積變小，冰晶體中水分子未采取密堆積方式，⑤錯誤；離子晶體是由陰、陽離子相互作用而形成的晶體，金屬晶體是金屬原子之間通過金屬鍵結合而成的晶體，金屬鍵為金屬陽離子和“自由電子”之間存在的強烈的相互作用，所以兩者均含有陽離子，但金屬晶體中不存在離子鍵，⑥正確；離子晶體中沒有自由移動的離子，不能導電，金屬晶體中存在自由移動的電子，能導電，⑦錯誤。答案選B。
3.答案：A
解析：由信息①可知晶體屬于分子晶體，A正確；由信息②③可知屬于共價化合物，且為弱電解質，B、C、D錯誤。
4.答案：C
解析：由物質結構示意圖可知，該物質中沒有離子鍵，屬于共價化合物，不屬于離子化合物，A錯誤；在該物質分子中存在共價鍵、配位鍵、氫鍵三種作用力，B錯誤；該物質是一種配合物，其中Ni原子為中心原子，提供空軌道，配位數是4，C正確；分子中的C原子的4個價電子都形成共價鍵，無孤對電子，而N、O原子上均存在孤對電子，D錯誤。
5.答案：C
解析：由磷化硼的晶胞結構可知，P位于頂點和面心，數目為，B位于晶胞內，數目為4，故磷化硼的化學式為BP，磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，所以磷化硼晶體屬于共價晶體，A錯誤；磷化硼屬于共價化合物，熔融狀態下不能導電，B錯誤；由磷化硼晶胞結構可知，磷化硼晶體中每個原子均參與形成4個共價鍵，C正確；磷化硼晶體為共價晶體，熔化時需克服共價鍵，D錯誤。
6.答案：D
解析：A.大球表示鐵原子，小球表示硅原子，該晶胞中含鐵原子數為8，硅原子數為。一個硅原子周圍距離最近且相等的鎂原子有8個，硅原子的配位數為8，故A正確；
B.緊鄰的兩個鎂原子的距離是晶胞參數的一半，該距離為nm，故B正確；
C.緊鄰的兩個硅原子間的距離是面對角線的一半，該距離為nm，故C正確；
D.該晶胞含有4個Si原子、8個Mg原子，總質量為，則該晶體的密度為，故D錯誤。
7.答案：A
解析：由晶體的性質可知該晶體是共價晶體，C—N鍵的鍵長比金剛石中的C—C鍵的鍵長要短，且形成網狀結構，所以這種化合物比金剛石更堅硬，A正確，B錯誤；氮原子最外層電子數比碳原子最外層電子數多，不是比金剛石更堅硬的原因，C錯誤；碳、氮單質的化學性質均不活潑，與最外層電子數有關，不是比金剛石更堅硬的原因，D錯誤。
8.答案：AD
解析：GaAs的熔點很高，硬度很大，原子間以共價鍵相連，該晶體為共價晶體，故A錯誤；由圖可知，在該晶體中Ga和As的配位數均為4，故B正確；每個Ga、As都形成4個共價鍵，均沒有孤電子對，所有原子均滿足8電子穩定結構，故C正確；晶胞中Ga原子數目為4，As原子數目為，晶胞中原子總體積為，晶胞質量為，晶胞體積為，原子的體積占晶胞體積的百分比為，故D錯誤。
9.答案：C
解析：由硅氧化物的平面示意圖可知，每個硅原子周圍連有4個氧原子，每個氧原子周圍連有2個硅原子，Si、O原子個數比為1：2，故A、B錯誤；該晶體具有立體網狀結構，是共價晶體，故C正確，D錯誤。
10.答案：（1）1:1
（2）
（3）12；60°；30
（4）O；1:6
（5）電子氣理論
解析：（1）根據均攤法可知，圖甲晶胞中陽離子的個數為1，陰離子的個數為，即陽、陰離子個數比為1:1。
（2）根據圖乙晶胞結構可知，一個晶胞中Ca的個數為1，O的個數為，Ti的個數為，所以該鈣鈦礦型晶體的化學式為。
（3）根據共價晶體硼的基本結構可知，每個等邊三角形中有3個B原子，每個B原子被5個等邊三角形共用，每個等邊三角形有3個B—B鍵，每個B—B鍵被2個等邊三角形共用，故B原子的個數為，鍵角為60°，B—B鍵的個數為。
（4）中B原子形成3個共用電子對，最外層共6個電子，未達到8電子穩定結構，H原子最外層達到2電子穩定結構，氧原子形成2個共用電子對，還有2個孤電子對，最外層達到8電子穩定結構；晶體是分子晶體，每個B原子形成3個B—O鍵，每個O原子形成1個O—H鍵，故每個分子包含6個極性鍵，則B原子與極性鍵的個數比為1:6。
（5）電子氣理論把金屬鍵描述為金屬原子脫落下來的價電子形成遍布整塊晶體的“電子氣”，被所有原子所共用，從而把所有的金屬原子維系在一起，該理論可以用來解釋金屬的延展性、導電性以及導熱性。
11.答案：（1）（或）
（2）①；；②；③10
（3）①分子間存在氫鍵；分子結構相似，隨著相對分子質量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強；②
（4）①（極性）共價鍵；②；③
解析：（1）磷是15號元素，基態磷原子的核外電子排布式為或。
（2）①基態磷原子的3p軌道為半充滿狀態，較穩定，第一電離能：磷>硫；硫元素的非金屬性比磷元素強，電負性：磷<硫。②分子中每個硫原子與2個P原子相連，并含有2個孤電子對，采取雜化。③每個P原子有1個孤電子對，每個S原子有2個孤電子對，故每個分子中孤電子對的數目為14+2×3=10。
（3）①氨分子間存在氫鍵，導致沸點：均為分子晶體，結構相似，隨著相對分子質量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強，因此沸點：。②N原子位于晶胞內部，數目為2；Fe原子位于晶胞頂點、面心和體內，數目為，故該化合物的化學式為。
（4）①磷化鋁的熔點為2000℃，熔點較高，且與晶體硅結構類似，屬于共價晶體，磷化鋁晶體中磷與鋁微粒間的作用力為極性共價鍵。②根據A點的原子坐標參數（0,0,0）和B點的原子坐標參數，可知C點軸坐標為，軸坐標為，軸坐標為，故C點的原子坐標參數為。③磷原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個P原子，鋁原子處于頂點和面心，晶胞中含有Al原子的數目為，故磷化鋁的化學式為AlP，晶胞質量為，假設該晶胞的邊長為，則，則，距離最近的鋁原子之間的距離為面對角線長的，故該晶胞中距離最近的兩個鋁原子之間的距離為。
第四部分：核心素養對接高考
1．答案：C
解析：由圖可知，晶胞中K處于頂點，數目為，Ca在晶胞的體心，數目為1，B在晶胞的面上，數目為，C也在晶胞的面上，數目為，故晶體的最簡化學式為，A項正確；由晶胞圖可知，與最近且距離相等的有8個，而晶胞中、數目之比為1:1，故與最近且距離相等的有8個，B項正確；結合圖示可知，B、C原子圍成的多面體，有6個面位于晶胞的六個面上，上半部分和下半部分還各有4個面，故該多面體中共有14個面，C項錯誤；該晶胞的摩爾質量為，晶胞體積為，故晶體密度為，D項正確。
2．答案：B
解析：在晶胞體心，與其距離相等且最近的為在面心處的，故A項正確；與的最近距離是棱長的一半，與的最近距離是面對角線長度的一半，則與距離最近的是，B項錯誤；在體心，個數為1，在面心，個數為，在頂角，個數為，故C項正確；若換為半徑大，故晶胞棱長將改變，D項正確。
3．答案：A
解析：GaN和AlN均為共價晶體，N—Ga鍵比N—Al鍵的鍵長長，鍵能小，因此GaN的熔點低于AlN，A項錯誤；晶體中只存在N—Ga鍵、N—Al鍵，均為極性鍵，B項正確；二者成鍵結構與金剛石相似，則1個Al（或Ga）周圍有4個N，1個N周圍有4個Al（或Ga），N、Al、Ca均無孤電子對，雜化軌道數均為4，雜化類型均為，C項正確，D項正確。
4．答案：D
解析：正戊烷中不含支鏈，新戊烷中含支鏈，分子間作用力：正戊烷>新戊烷，所以正戊烷沸點高于新戊烷，A正確；為離子晶體，為分子晶體，離子晶體的熔點一般高于分子晶體，B正確；F原子電負性大于H，為吸電子基團，導致中羥基極性比中羥基極性大，更易電離出，C正確；溶解度小于，是因為晶體結構中的—與另一個—通過氫鍵形成雙聚或多聚離子，導致其不易溶于水，D錯誤。
5．答案：A
解析：連有4個不同原子或原子團的飽和碳原子為手性碳原子，手性分子是指與其鏡像不相同，不能互相重合的具有一定構型或構象的分子，含有手性碳原子的分子不一定為手性分子，如，A項錯誤；鄰羥基苯甲醛存在分子內氫鍵，而對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵，故鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛，B項正確；酰胺中的酰胺基在酸或堿存在并加熱時可發生水解反應，C項正確；冠醚（18-冠-6）的空腔直徑與尺寸適配，二者可通過弱相互作用形成超分子，D項正確。
6．答案：C
解析：A.氦氣是一種惰性氣體，不易燃燒或爆炸，因此使用電子構型穩定，不易得失電子的氦氣填充氣球更加安全可靠，而氫氣具有可燃性，使用氫氣填充氣球存在一定的安全隱患，故A正確；
B.三氟化硼分子中硼原子具有空軌道，能與氨分子中具有孤對電子的氮原子形成配位鍵，所以三氟化硼能與氨分子形成配合物，故B正確；
C.堿金屬元素的價電子數相等，都為1，鋰離子的離子半徑在堿金屬中最小，形成的金屬鍵最強，所以堿金屬中鋰的熔點最高，故C錯誤；
D.氮原子價層只有4個原子軌道，3個不成對電子，由共價鍵的飽和性可知，氮原子不能形成5個氮氟鍵，所以不存在穩定的五氟化氮分子，故D正確；
故選：C。
7．答案：C
解析：A項，的電子式為，錯誤；B項，為V形分子，錯誤；D項，NaOH中與之間為離子鍵，中O與H之間為共價鍵，錯誤。
8．答案：A
解析：分子中氮原子含有一個孤電子對，可作配體，A項正確；NaCl晶體中含有、，但和不能自由移動，因此NaCl晶體不導電，B項錯誤；的結構式為，1個含有4個N—H σ鍵、1個N—N σ鍵，C項錯誤；NaClO含有離子鍵和共價鍵，NaCl只含離子鍵，D項錯誤。
9．答案：A
解析：氫鍵是一種特殊的分子間作用力，不屬于化學鍵，A項錯誤。
10．答案：（1）分子間只有一般的分子間作用力，分子間存在氫鍵，破壞一般的分子間作用力更容易，所以的沸點低。
（2）和都是分子晶體，結構相似，分子間作用力相差較小，所以熔點相差較?。和ㄟ^分子間作用力形成分子晶體，通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量多得多，所以熔點相差較大。
解析：本題考查物質的結構與性質，涉及氫鍵、晶體的熔點等。（1）分子間只有一般的分子間作用力，分子間存在氫鍵，破壞一般的分子間作用力更容易，所以的沸點低。
（2）和都是分子晶體，結構相似，分子間作用力相差較小，所以熔點相差較小：通過分子間作用力形成分子晶體，通過離子鍵形成離子晶體，破壞離子鍵需要能量多得多，所以熔點相差較大。

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