資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
1．晶體與非晶體
晶體 非晶體
結構特征 結構微粒周期性有序排列 結構微粒無序排列
性質(zhì) 特征 自范性 有 無
熔點 固定 不固定
異同表現(xiàn) 各向異性 各向同性
二者區(qū) 別方法 間接方法 看是否有固定的熔點
科學方法 對固體進行X 射線衍射實驗
2.得到晶體的途徑
(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。
(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。
(3)溶質(zhì)從溶液中析出。
3．晶胞
(1)概念：描述晶體結構的基本單元。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置
①無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中粒子數(shù)目的計算方法——均攤法。
如某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子有屬于這個晶胞。
①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。
②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定
A．正三棱柱晶胞中：
B．六棱柱晶胞中：
C．石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂角(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占。
1.晶胞計算的思維方法
(1)晶胞計算是晶體考查的重要知識點之一，也是考查學生分析問題、解決問題能力的較好素材。晶體結構的計算常常涉及如下數(shù)據(jù)：晶體密度、NA、M、晶體體積、微粒間距離、微粒半徑、夾角等，密度的表達式往往是列等式的依據(jù)。解決這類題，一是要掌握晶體“均攤法”的原理，二是要有扎實的立體幾何知識，三是要熟悉常見晶體的結構特征，并能融會貫通，舉一反三。
(2)“均攤法”原理
特別提醒　①在使用均攤法計算晶胞中微粒個數(shù)時，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應先分析任意位置上的一個粒子被幾個晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，頂點、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個晶胞所共有。
②在計算晶胞中粒子個數(shù)的過程中，不是任何晶胞都可用均攤法。
(3)晶體微粒與M、ρ之間的關系
若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對“分子”質(zhì)量)；1個晶胞的質(zhì)量為ρa3 g(a3為晶胞的體積，ρ為晶胞的密度)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
2.晶體與非晶體的幾點理解
同一物質(zhì)可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2和非晶體SiO2。
有著規(guī)則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體。例如，玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾何外形，也可以具有美觀對稱的外觀。
具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。
晶體不一定都有規(guī)則的幾何外形，如瑪瑙。
考向1　認識各類晶胞
【典例1】（2024·山東·高三開學考試）硅、二氧化硅是現(xiàn)代信息技術的基礎材料，α－SiO2和晶體硅晶胞結構如圖所示，下列敘述正確的是

A．基態(tài)Si原子的原子核外的電子有14種空間運動狀態(tài)
B．α－SiO2中Si－O的鍵長比晶體硅中Si－Si的長
C．1molα－SiO2中和1mol晶體硅中均含有2mol共價鍵
D．α－SiO2晶胞中A為O原子，每個晶胞擁有6個O原子
【變式練1】（2024·河北·高三統(tǒng)考開學考試）由鐵及其化合物可制得、、等化工產(chǎn)品，它們在生產(chǎn)、生活中具有廣泛應用。已知能被溶液吸收生成配合物。下列有關說法不正確的是
A．如圖所示的晶胞中，鐵原子的配位數(shù)為12
B．該配合物中陰離子空間構型為正四面體形
C．基態(tài)的價電子排布式為
D．配離子中，配位原子只有氧原子
【變式練2】（2024·安徽·高三開學考試）鈣鈦礦類雜化材料在太陽能電池領域具有重要的應用價值，其晶胞結構如圖1所示，代表的原子分數(shù)坐標為(0，0，0)，B的為。設為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶體的密度為。下列說法中錯誤的是

A．該晶胞含有3個 B．A與之間最近的距離為
C．該晶胞參數(shù)為 D．若沿軸向平面投影，則其投影圖如圖2所示
考向2　晶胞的密度及微粒間距離的計算
【典例2】（2024·河北·高三統(tǒng)考階段練習）晶胞中原子的位置通常用原子分數(shù)坐標(將原子位置的坐標表示為晶胞棱長的分數(shù))表示。復雜結構的三維圖表示往往難以在二維圖上繪制和解釋，可以從晶胞的一個軸的方向往下看，例如面心立方晶胞的投影圖如圖1所示。已知某硅的硫化物晶體的晶胞結構的投影圖如圖2所示，其晶胞參數(shù)為，為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A．三種元素的第一電離能大小為
B．該硅的硫化物含有共價鍵
C．晶胞中原子的配位數(shù)為2
D．該硅的硫化物的密度為
【變式練3】（2024·湖南·高三校聯(lián)考階段練習）實驗室制取HF的原理為，氫氟酸可用來刻蝕玻璃，發(fā)生反應：。的立方晶胞如圖所示，其晶胞參數(shù)為a pm。下列說法錯誤的是

A．氫化物的穩(wěn)定性：
B．、、三者的中心原子價層電子對數(shù)相等
C．的晶體密度為(為阿伏加德羅常數(shù)的值)
D．晶體中與之間的最近距離為
【變式練4】（2024·黑龍江·模擬預測）CaC2晶體的晶胞結構與 NaCl 晶體的晶胞結構相似(如圖所示)，但CaC2晶體中含有啞鈴形的，使晶胞沿一個方向拉長，下列關于CaC2晶體的說法正確的是

A．每個 Ca2+ 周圍距離最近且相等的的數(shù)目為 6
B．CaC2晶體，每個晶胞中含有 4 個 Ca2+ 和 4 個
C．6.4 gCaC2晶體中含有 0.2 mol 陰離子
D．每個 Ca2+周圍距離最近且相等的 Ca2+有 12 個
1．（2024·湖南·高考真題）是一種高活性的人工固氮產(chǎn)物，其合成反應為，晶胞如圖所示，下列說法錯誤的是
A．合成反應中，還原劑是和C
B．晶胞中含有的個數(shù)為4
C．每個周圍與它最近且距離相等的有8個
D．為V型結構
2．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）石墨與F2在450℃反應，石墨層間插入F得到層狀結構化合物(CF)x，該物質(zhì)仍具潤滑性，其單層局部結構如圖所示。下列關于該化合物的說法正確的是

A．與石墨相比，(CF)x導電性增強
B．與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強
C．(CF)x中的鍵長比短
D．1mol(CF)x中含有2xmol共價單鍵
3．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）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(shù)為。阿伏加德羅常數(shù)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
4．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）鑭La和H可以形成一系列晶體材料，在儲氫和超導等領域具有重要應用。屬于立方晶系，晶胞結構和參數(shù)如圖所示。高壓下，中的每個H結合4個H形成類似的結構，即得到晶體。下列說法錯誤的是

A．晶體中La的配位數(shù)為8
B．晶體中H和H的最短距離：
C．在晶胞中，H形成一個頂點數(shù)為40的閉合多面體籠
D．單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為
5．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯誤的是

A．圖1晶體密度為g cm-3 B．圖1中O原子的配位數(shù)為6
C．圖2表示的化學式為 D．取代產(chǎn)生的空位有利于傳導
6．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）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(shù)為6 B．與距離最近的是
C．該物質(zhì)的化學式為 D．若換為，則晶胞棱長將改變
1．四類晶體的比較
類型 比較　 分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成粒子 分子 原子 金屬陽離子、自由電子 陰、陽離子
粒子間的相互作用力 分子間作用力 共價鍵 金屬鍵 離子鍵
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 常見溶劑難溶 大多數(shù)易溶于水等極性溶劑
導電、導熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態(tài)導電
物質(zhì)類別及舉例 所有非金屬氫化物(如水、硫化氫)、部分非金屬單質(zhì)(如鹵素X2)、部分非金屬氧化物(如CO2、SO2)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(有機鹽除外) 部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2) 金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅) 金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．離子晶體的晶格能
(1)定義
氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。
(2)影響因素
①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。
②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。
(3)與離子晶體性質(zhì)的關系
晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越大。
1.晶體類型的5種判斷方法
(1)依據(jù)構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷
①離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。
②原子晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。
③分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力。
④金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。
(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷
①金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。
②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。
③常見的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的化合類原子晶體有碳化硅、二氧化硅等。
④金屬單質(zhì)是金屬晶體。
(3)依據(jù)晶體的熔點判斷
①離子晶體的熔點較高。
②原子晶體的熔點很高。
③分子晶體的熔點低。
④金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有少數(shù)熔點相當?shù)汀?br/>(4)依據(jù)導電性判斷
①離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時能導電。
②原子晶體一般為非導體。
③分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電。
④金屬晶體是電的良導體。
(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷
①離子晶體硬度較大、硬而脆。
②原子晶體硬度大。
③分子晶體硬度小且較脆。
④金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。
2.易混易錯點
(1)常溫下為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應屬于分子晶體(Hg除外)。
(2)石墨屬于混合型晶體，但因?qū)觾?nèi)原子之間碳碳共價鍵的鍵長為1.42×10－10 m，比金剛石中碳碳共價鍵的鍵長(鍵長為1.54×10－10 m)短，所以熔、沸點高于金剛石。
(3)AlCl3晶體中雖含有金屬元素，但屬于分子晶體，熔、沸點低(熔點190 ℃)。
(4)合金的硬度比其成分金屬大，熔、沸點比其成分金屬低。
3.分類比較晶體的熔、沸點
(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律
原子晶體>離子晶體>分子晶體。
金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，如汞、鎵、銫等熔、沸點很低，金屬晶體一般不參與比較。
(2)原子晶體
由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如熔點：金剛石>石英>碳化硅>硅。
(3)離子晶體
一般地說，陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)分子晶體
①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F(xiàn)2＜Cl2＜Br2＜I2。
③組成和結構不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)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，支鏈越多，熔、沸點越低。
如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3。
考向1　晶體類型的判斷
【典例1】（2024·江蘇·高三校聯(lián)考開學考試）VA族元素及其化合物應用廣泛。以合成氨為基礎的化肥工業(yè)對糧食增產(chǎn)的貢獻率占40%左右；肼(N2H4)的燃燒熱為624kJ/mol，是常用的火箭燃料；白磷是制備含磷農(nóng)藥中間體的原料，用磷生產(chǎn)的一種化合物次磷酸(H3PO2)是一種一元酸；砷本身森性并不強，而砷的化合物、鹽、有機化合物普遍毒性較強，比的毒性更強；Bi5+具有強氧化性，其堿性溶液能氧化得到BiAsO4沉淀而降低廢水中的砷污染；我國探明的銻(Sb)儲量據(jù)世界首位，銻與錫、鋁、銅的合金強度高，極耐磨損，是制造軸承、軸襯及齒輪的絕好材料。下列說法不正確的是
A．As的基態(tài)電子排布式為[Ar]4s24p3
B． 和AsO的雜化類型相同
C．VA族元素單質(zhì)的晶體類型不完全相同
D．P4的空間結構為正四面體，其鍵角為60°
【變式練1】（2024·北京·高三統(tǒng)考開學考試）有關下列晶體的說法正確的是

A．某晶體溶于水后可以導電，該晶體一定是離子晶體
B．含共價鍵，因此冰是共價晶體
C．一種化合物只能形成一種晶體結構
D．如圖所示晶胞對應的化學式為
【變式練2】（2024·北京·高三開學考試）類比推理是化學中常用的思維方法。下列推理不正確的是
A．為共價晶體，推測也是共價晶體
B．是直線型分子，推測也是直線型分子
C．的沸點高于，推測的沸點高于
D．甲苯能使酸性高錳酸鉀褪色，推測乙苯也能使酸性高錳酸鉀褪色
考向2　　晶體熔、沸點的比較
【典例2】（2024·全國·高三專題練習）在20世紀90年代末，科學家發(fā)現(xiàn)碳有新的單質(zhì)形態(tài)C60存在。后來人們又相繼得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世紀初，科學家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子，大大豐富了碳元素單質(zhì)的家族。下列有關碳元素單質(zhì)的說法錯誤的是

A．金剛石和石墨的熔點肯定比C60高
B．熔點：C60C．球碳分子、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子都不能與O2發(fā)生反應
D．金剛石以非分子形式的粒子存在，屬于共價晶體；C60、C70、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子以分子形式的粒子存在，屬于分子晶體；這些碳單質(zhì)互為同素異形體
【變式練3】（2024·四川·高三階段練習）下列物質(zhì)的有關說法正確的是
A．HCl極易溶于水，是因為它是極性分子
B．H2O比H2S穩(wěn)定，是因為水分之間有氫鍵
C．SiO2和CO2都是共價化合物，所以晶體類型相同
D．Na+的半徑大于Mg2+，所以熔點Na2O>MgO
【變式練4】（2024·天津·統(tǒng)考一模）下列表述不正確的是
A．干冰和石英晶體類型不同
B．簡單氫化物的沸點：
C．、HCN中碳原子的雜化方式相同
D．HCl比易溶于水可用“相似相溶”規(guī)律解釋
1．（2024·江西·高考真題）NbO的立方晶胞如圖，晶胞參數(shù)為anm，P的分數(shù)坐標為(0，0，0)，阿伏加德羅常數(shù)的值M為NA，下列說法正確的是
A．Nb的配位數(shù)是6
B．Nb和O最短距離為anm
C．晶體密度
D．M的分數(shù)坐標為
2．（2024·貴州·高考真題）我國科學家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其陰離子[K@Au12Sb20]5-為全金屬富勒烯(結構如圖)，具有與富勒烯C60相似的高對稱性。下列說法錯誤的是
A．富勒烯C60是分子晶體
B．圖示中的K+位于Au形成的二十面體籠內(nèi)
C．全金屬富勒烯和富勒烯C60互為同素異形體
D．銻(Sb)位于第五周期第ⅤA族，則其基態(tài)原子價層電子排布式是5s25p3
3．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導材料，其晶胞如圖。下列說法錯誤的是
A．S位于元素周期表p區(qū) B．該物質(zhì)的化學式為
C．S位于H構成的八面體空隙中 D．該晶體屬于分子晶體
4．（2022·天津·統(tǒng)考高考真題）一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量。下列關于石墨和金剛石的說法正確的是
A．金剛石比石墨穩(wěn)定
B．兩物質(zhì)的碳碳鍵的鍵角相同
C．等質(zhì)量的石墨和金剛石中，碳碳鍵數(shù)目之比為4∶3
D．可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨
5．（2022·天津·統(tǒng)考高考真題）利用反應可制備N2H4。下列敘述正確的是
A．NH3分子有孤電子對，可做配體
B．NaCl晶體可以導電
C．一個N2H4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
6．（2022·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(shù)均相同
7．（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
1．共價晶體(金剛石和二氧化硅)
(1)金剛石晶體中，每個C與另外4個C形成共價鍵，C—C 鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵有2 mol。
(2)SiO2晶體中，每個Si原子與4個O成鍵，每個O原子與2個硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O鍵。
2．分子晶體
(1)干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。
(2)冰的結構模型中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol“氫鍵”。
3．離子晶體
(1)NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引6個Cl－，每個Cl－同時吸引6個Na＋，配位數(shù)為6。每個晶胞含4個Na＋和4個Cl－。
(2)CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引8個Cs＋，每個Cs＋吸引8個Cl－，配位數(shù)為8。
4．石墨晶體
石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。
5．常見金屬晶體的原子堆積模型
結構型式 常見金屬 配位數(shù) 晶胞
面心立方最密堆積 Cu、Ag、Au 12
體心立方堆積 Na、K、Fe 8
六方最 密堆積 Mg、Zn、Ti 12
特別提醒　(1)判斷某種微粒周圍等距且緊鄰的微粒數(shù)目時，要注意運用三維想象法。如NaCl晶體中，Na＋周圍的Na＋數(shù)目(Na＋用“○”表示)：
每個面上有4個，共計12個。
(2)常考的幾種晶體主要有干冰、冰、金剛石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空間結構。當題中信息給出與某種晶體空間結構相同時，可以直接套用某種結構。
晶體結構的相關計算
(1)晶胞質(zhì)量＝晶胞占有的微粒的質(zhì)量＝晶胞占有的微粒數(shù)×。
(2)空間利用率＝。
(3)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設棱長為a，原子半徑為r)
①面對角線長＝a。
②體對角線長＝a。
③體心立方堆積4r＝a
④面心立方堆積4r＝a。
考向1　強化記憶晶體結構
【典例1】（2024·河南·高三開學考試）下列有關晶體的說法不正確的是

A．上圖所示的四種物質(zhì)中，熔點最低的是冰
B．每個Cu晶胞中平均含有4個銅原子
C．在NaH晶體中，距離Na+最近且等距的Na+的個數(shù)為12
D．鈦酸鋇晶體中，Ba2+的配位數(shù)為4
【變式練1】已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構成該晶體的微粒間只以單鍵結合。關于C3N4晶體的說法錯誤的是：
A．該晶體屬于原子晶體，其化學鍵比金剛石中的更牢固
B．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結構
C．該晶體中每個碳原子連接4個氮原子，每個氮原子連接3個碳原子
D．該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性共價鍵形成空間網(wǎng)狀結構
【變式練2】有關晶體的下列說法中正確的是（ ）
A．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定
B．離子晶體中肯定不含非極性共價鍵
C．離子晶體在熔化時，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時，化學鍵不被破壞
D．兩種元素組成的分子晶體中一定只有極性共價鍵
考向2　　晶胞中原子半徑及空間利用率的計算
【典例2】（2024·全國·高三專題練習）某種合金的晶胞結構如圖所示，已知金屬原子半徑r(Na)和r(K)，計算晶體的空間利用率： (假設原子是剛性球體)。(用代數(shù)式表示)
【變式練3】（2024·全國·高三專題練習）Ni的晶胞結構如圖所示，晶體中鎳原子的配位數(shù)是 ；若Ni的原子半徑為d pm，Ni的密度計算表達式是 g cm 3；Ni原子空間利用率的計算表達式是 。(Ni的相對原子量用Mr表示)
【變式練4】SiC有兩種晶態(tài)變體：α—SiC和β—SiC。其中β—SiC為立方晶胞，結構與金剛石相似，晶胞參數(shù)為434pm。針對β—SiC回答下列問題：
⑴C的配位數(shù)為 。
⑵C和Si的最短距離為 pm。
⑶假設C的原子半徑為r，列式并計算金剛石晶體中原子的空間利用率 。（ π =3.14）
1．（2024·湖北·高考真題）黃金按質(zhì)量分數(shù)分級，純金為。合金的三種晶胞結構如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是
A．I為金
B．Ⅱ中的配位數(shù)是12
C．Ⅲ中最小核間距
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，與原子個數(shù)比依次為、、
2．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）工業(yè)制備高純硅的主要過程如下：
石英砂粗硅高純硅
下列說法錯誤的是
A．制備粗硅的反應方程式為
B．1molSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為
C．原料氣HCl和應充分去除水和氧氣
D．生成的反應為熵減過程
3．（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
4．（2024·福建·統(tǒng)考期末）2022年4月16日神舟13號載人飛行任務取得圓滿成功，高性能金屬材料鋁合金、鈦合金、鎂合金、超強度鋼等作用功不可沒。回答下列問題：
(1)鐵元素在周期表中的位置是 ，基態(tài)的價電于排布式為 。
(2)鎂與同周期相鄰的兩種元素的第一電離能由大到小排列順序為 。
(3)常溫下，是無色液體，其熔點為250K，沸點為409K。通過與銨鹽反應可生成。
①的熔點低于的原因是 。
②中，的空間構型是 。
(4)是金紅石的主要成分，其晶胞結構如圖所示，設Ti和O原子半徑分別為和(單位：pm)，晶胞的長寬高分別為a、b、c(單位：cm)，則晶胞中原子的空間利用率為 (列出計算表達式)。(空間利用率指構成晶體的原子、離子或分子在整個晶體空間中所占有的體積百分比)
5．（2024·新疆·校考期中）I．下圖是金屬鎢晶體中一個晶胞的結構示意圖。實驗測得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3，鎢的相對原子質(zhì)量是183.9。假設金屬鎢原子為等徑剛性球，試完成下列問題：
(1)鎢的晶胞堆積方式為 ，每一個晶胞中均攤到 個鎢原子，空間利用率為
(2)列式表達晶胞的邊長a 。
(3)計算鎢的原子半徑r 。(用含a的代數(shù)式表達)
II．一種離子晶體的晶胞如圖其中陽離子以A表示，陰離子以B表示。
(4)每個晶胞中含A離子的數(shù)目為 ，含B離子數(shù)目為 。
(5)若A的核外電子排布與Ar相同，B的電子排布與Ne相同，則該離子化合物的化學式是 ；
(6)陽離子周圍距離最近的陰離子數(shù)為 ，陰離子周圍距離最近的陽離子數(shù) 。
(7)已知A的離子半徑為rcm，則該晶胞的體積是 cm3。
6．（2024·山東·統(tǒng)考期末）超導材料有非常良好的應用前景，科學家合成了由、、為組成元素的超導材料。回答下列問題：
(1)將金屬鋰直接溶于液氨，得到具有很高反應活性的金屬電子溶液，金屬鋰溶于液氨時發(fā)生反應：，X的化學式為 。
(2)、P、N三種元素對應的簡單氫化物的沸點由高到低的順序為 ，原因是 。
(3)該超導體的立方晶胞結構如圖所示。若晶胞參數(shù)為apm，Li、、As原子半徑分別為、、，其中Li和As分別位于晶胞體對角線上距離最近頂點處。
①該超導體的化學式為 。晶胞內(nèi)形成的空間構型為 。沿x軸方向的投影圖與沿z軸方向的投影圖 (填“相同”或“不同”)。
②晶胞中金屬元素的空間利用率為 (列出計算表達式)。
7．（2024·河南·統(tǒng)考模擬預測）一種新型碳單晶一單層聚合C60。它是典型的半導體，預示其在光、電半導體器件中具有潛在應用。回答下列問題：
(1)基態(tài)碳原子的價電子軌道表示式為 。
(2)下列有關單層聚合C60(準六方聚合C60的結構如圖)的說法正確的是 (填字母)。
A．與金剛石、石墨烯互為同素異形體
B．與C60是同一種物質(zhì)
C．所有的碳原子均為sp2雜化
D．它是一種共價化合物，不導電
E.它是由多個C60通過碳碳單鍵連接起來的
(3)石墨烯如圖，分子中碳原子的雜化方式為 ，它具有很強的導電性，原因是 。

(4)C60的結構如圖所示，它能與氯氣反應形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳雙鍵的數(shù)目為 。

(5)金剛石晶胞的截面圖如圖所示(假設晶胞邊長為dcm)，原子1的分數(shù)坐標為 ，金剛石晶胞的密度為 (列出計算式，已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

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1．晶體與非晶體
晶體 非晶體
結構特征 結構微粒周期性有序排列 結構微粒無序排列
性質(zhì) 特征 自范性 有 無
熔點 固定 不固定
異同表現(xiàn) 各向異性 各向同性
二者區(qū) 別方法 間接方法 看是否有固定的熔點
科學方法 對固體進行X 射線衍射實驗
2.得到晶體的途徑
(1)熔融態(tài)物質(zhì)凝固。
(2)氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)。
(3)溶質(zhì)從溶液中析出。
3．晶胞
(1)概念：描述晶體結構的基本單元。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置
①無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。
(3)晶胞中粒子數(shù)目的計算方法——均攤法。
如某個粒子為n個晶胞所共有，則該粒子有屬于這個晶胞。
①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算。
②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定
A．正三棱柱晶胞中：
B．六棱柱晶胞中：
C．石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂角(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占。
1.晶胞計算的思維方法
(1)晶胞計算是晶體考查的重要知識點之一，也是考查學生分析問題、解決問題能力的較好素材。晶體結構的計算常常涉及如下數(shù)據(jù)：晶體密度、NA、M、晶體體積、微粒間距離、微粒半徑、夾角等，密度的表達式往往是列等式的依據(jù)。解決這類題，一是要掌握晶體“均攤法”的原理，二是要有扎實的立體幾何知識，三是要熟悉常見晶體的結構特征，并能融會貫通，舉一反三。
(2)“均攤法”原理
特別提醒　①在使用均攤法計算晶胞中微粒個數(shù)時，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應先分析任意位置上的一個粒子被幾個晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，頂點、側(cè)棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個晶胞所共有。
②在計算晶胞中粒子個數(shù)的過程中，不是任何晶胞都可用均攤法。
(3)晶體微粒與M、ρ之間的關系
若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol 微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對“分子”質(zhì)量)；1個晶胞的質(zhì)量為ρa3 g(a3為晶胞的體積，ρ為晶胞的密度)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
2.晶體與非晶體的幾點理解
同一物質(zhì)可以是晶體，也可以是非晶體，如晶體SiO2和非晶體SiO2。
有著規(guī)則幾何外形或者美觀、對稱外形的固體，不一定是晶體。例如，玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾何外形，也可以具有美觀對稱的外觀。
具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體，如某些無定形體也有固定的組成。
晶體不一定都有規(guī)則的幾何外形，如瑪瑙。
考向1　認識各類晶胞
【典例1】（2024·山東·高三開學考試）硅、二氧化硅是現(xiàn)代信息技術的基礎材料，α－SiO2和晶體硅晶胞結構如圖所示，下列敘述正確的是

A．基態(tài)Si原子的原子核外的電子有14種空間運動狀態(tài)
B．α－SiO2中Si－O的鍵長比晶體硅中Si－Si的長
C．1molα－SiO2中和1mol晶體硅中均含有2mol共價鍵
D．α－SiO2晶胞中A為O原子，每個晶胞擁有6個O原子
【答案】D
【解析】A．基態(tài)Si原子的原子核外的電子排布式為1s22s22p63s23p2，電子占據(jù)8個原子軌道，有8種空間運動狀態(tài)，故A錯誤；
B．O的原子半徑小于Si，所以α－SiO2中Si－O的鍵長比晶體硅中Si－Si的短，故B錯誤；
C．1molα－SiO2中含有4mol共價鍵，1mol晶體硅中均含有2mol共價鍵，故C錯誤；
D．Si形成4個共價鍵、O原子形成2個共價鍵，α－SiO2晶胞中A為O原子；根據(jù)均攤原則，每個晶胞中有Si原子數(shù) ，所以擁有6個O原子，故D正確；
選D。
【變式練1】（2024·河北·高三統(tǒng)考開學考試）由鐵及其化合物可制得、、等化工產(chǎn)品，它們在生產(chǎn)、生活中具有廣泛應用。已知能被溶液吸收生成配合物。下列有關說法不正確的是
A．如圖所示的晶胞中，鐵原子的配位數(shù)為12
B．該配合物中陰離子空間構型為正四面體形
C．基態(tài)的價電子排布式為
D．配離子中，配位原子只有氧原子
【答案】D
【解析】A．如圖所示的晶胞中，鐵位于面心和頂點，以頂點鐵原子分析，每個橫截面上距離該鐵原子最近的有4個面心鐵原子，三個橫截面共12個，因此鐵原子的配位數(shù)為12，故A正確；
B．該配合物中陰離子為硫酸根離子，其中心原子孤電子對數(shù)為，價層電子對數(shù)為，其空間構型為正四面體形，故B正確；
C．基態(tài)的價電子排布式為，故C正確；
D．配離子為，配體為和，氮的電負性小于氧，配位原子分別是N、O，故D錯誤。
綜上所述，答案為D。
【變式練2】（2024·安徽·高三開學考試）鈣鈦礦類雜化材料在太陽能電池領域具有重要的應用價值，其晶胞結構如圖1所示，代表的原子分數(shù)坐標為(0，0，0)，B的為。設為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶體的密度為。下列說法中錯誤的是

A．該晶胞含有3個 B．A與之間最近的距離為
C．該晶胞參數(shù)為 D．若沿軸向平面投影，則其投影圖如圖2所示
【答案】C
【解析】A．B代表Pb2+、C代表I-，中Pb2+、I-的個數(shù)比為1:3，Pb2+離子數(shù)為1，所以該晶胞含有3個，故A正確；
B．A位于頂點，C位于面心， A與之間最近的距離為面對角線的一半，為，故B正確；
C．的摩爾質(zhì)量為620g/mol，根據(jù)均攤原則，1個晶胞中含有1個，晶胞的體積為 ，該晶胞參數(shù)為，故C錯誤；
D．若沿軸向平面投影，則其投影圖如圖2所示，中心為面心、體心的投影重疊，故D正確；
選C。
考向2　晶胞的密度及微粒間距離的計算
【典例2】（2024·河北·高三統(tǒng)考階段練習）晶胞中原子的位置通常用原子分數(shù)坐標(將原子位置的坐標表示為晶胞棱長的分數(shù))表示。復雜結構的三維圖表示往往難以在二維圖上繪制和解釋，可以從晶胞的一個軸的方向往下看，例如面心立方晶胞的投影圖如圖1所示。已知某硅的硫化物晶體的晶胞結構的投影圖如圖2所示，其晶胞參數(shù)為，為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A．三種元素的第一電離能大小為
B．該硅的硫化物含有共價鍵
C．晶胞中原子的配位數(shù)為2
D．該硅的硫化物的密度為
【答案】C
【解析】A．已知同一周期從左往右元素第一電離能呈增大趨勢，ⅡA與ⅢA、ⅤA與ⅥA反常，故三種元素的第一電離能大小為，A錯誤；
B．如圖1為面心立方晶胞的投影，說明S元素位于晶胞面心和頂點上，該晶胞中S原子個數(shù)=8×+6×=4，該晶胞中Si原子位于晶胞體對角線上，該晶胞中含有2個Si原子，所以Si、S原子個數(shù)之比為2：4=1：2，化學式為SiS2，1mol該硅的硫化物含有=4mol共價鍵，B錯誤；
C．由題干信息可知，與Si緊鄰的4個S原子距離相等，根據(jù)陰陽離子的配位數(shù)之比等于離子所帶的電荷數(shù)之比，則與S緊鄰的2個Si原子距離相等，即晶胞中S原子的配位數(shù)為2，C正確；
D．已知該晶胞的體積=（a×10-7cm）3，該晶胞中相當于含有2個SiS2，晶胞密度ρ===，D錯誤；
故答案為：C。
【變式練3】（2024·湖南·高三校聯(lián)考階段練習）實驗室制取HF的原理為，氫氟酸可用來刻蝕玻璃，發(fā)生反應：。的立方晶胞如圖所示，其晶胞參數(shù)為a pm。下列說法錯誤的是

A．氫化物的穩(wěn)定性：
B．、、三者的中心原子價層電子對數(shù)相等
C．的晶體密度為(為阿伏加德羅常數(shù)的值)
D．晶體中與之間的最近距離為
【答案】D
【解析】A．非金屬性：F>O，則氫化物的穩(wěn)定性：，故A正確；
B．、和的中心原子的價層電子時數(shù)均為4，故B正確；
C．由氟化鈣晶胞可知每個晶胞中含有4個，8個，由晶胞結構可知其密度為故C正確；
D．晶體中為面心立方最密堆積，位于圍成的正四面體的空隙中，與之間的最近距離為立方晶胞體對角線長的，即為，故D錯誤；
答案選D。
【變式練4】（2024·黑龍江·模擬預測）CaC2晶體的晶胞結構與 NaCl 晶體的晶胞結構相似(如圖所示)，但CaC2晶體中含有啞鈴形的，使晶胞沿一個方向拉長，下列關于CaC2晶體的說法正確的是

A．每個 Ca2+ 周圍距離最近且相等的的數(shù)目為 6
B．CaC2晶體，每個晶胞中含有 4 個 Ca2+ 和 4 個
C．6.4 gCaC2晶體中含有 0.2 mol 陰離子
D．每個 Ca2+周圍距離最近且相等的 Ca2+有 12 個
【答案】B
【解析】A．根據(jù)題意可知，存在C使沿一個方向拉長，根據(jù)晶胞圖可知，每個Ca2+周圍距離最近且相等的C的數(shù)目為4，故A錯誤；
B．CaC2晶體中，每個晶胞中含有Ca2+數(shù)目為=4個，C的數(shù)目為=4，故B正確；
C．6.4gCaC2物質(zhì)的量為0.1mol，CaC2中的陰離子為C，則含陰離子物質(zhì)的量為0.1mol，故C錯誤；
D．該晶胞中沿一個方向拉長，導致晶胞的一個平面的長與寬不等，與每個Ca2+距離相等且最近的Ca2+應為4個，故D錯誤；
答案為B。
1．（2024·湖南·高考真題）是一種高活性的人工固氮產(chǎn)物，其合成反應為，晶胞如圖所示，下列說法錯誤的是
A．合成反應中，還原劑是和C
B．晶胞中含有的個數(shù)為4
C．每個周圍與它最近且距離相等的有8個
D．為V型結構
【答案】D
【解析】A．LiH中H元素為-1價，由圖中化合價可知， N元素為-3價，C元素為+4價，根據(jù)反應可知，H元素由-1價升高到0價，C元素由0價升高到+4價，N元素由0價降低到-3價，由此可知還原劑是和C，故A正確；
B．根據(jù)均攤法可知，位于晶胞中的面上，則含有的個數(shù)為，故B正確；
C．觀察位于體心的可知，與它最近且距離相等的有8個，故C正確；
D．的中心原子C原子的價層電子對數(shù)為，且與CO2互為等電子體，可知為直線型分子，故D錯誤；
故答案選D。
2．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）石墨與F2在450℃反應，石墨層間插入F得到層狀結構化合物(CF)x，該物質(zhì)仍具潤滑性，其單層局部結構如圖所示。下列關于該化合物的說法正確的是

A．與石墨相比，(CF)x導電性增強
B．與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強
C．(CF)x中的鍵長比短
D．1mol(CF)x中含有2xmol共價單鍵
【答案】B
【解析】A．石墨晶體中每個碳原子上未參與雜化的1個2p軌道上電子在層內(nèi)離域運動，故石墨晶體能導電，而(CF)x中沒有未參與雜化的2p軌道上的電子，故與石墨相比，(CF)x導電性減弱，A錯誤；
B．(CF)x中C原子的所有價鍵均參與成鍵，未有未參與成鍵的孤電子或者不飽和鍵，故與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強，B正確；
C．已知C的原子半徑比F的大，故可知(CF)x中的鍵長比長，C錯誤；
D．由題干結構示意圖可知，在(CF)x 中C與周圍的3個碳原子形成共價鍵，每個C-C鍵被2個碳原子共用，和1個F原子形成共價鍵，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共價單鍵，D錯誤；
故答案為：B。
3．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）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(shù)為。阿伏加德羅常數(shù)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
【答案】C
【解析】A．根據(jù)晶胞結構可知，其中K個數(shù)：8×=1，其中Ca個數(shù)：1，其中B個數(shù)：12×=6，其中C個數(shù)：12×=6，故其最簡化學式為，A正確；
B．根據(jù)晶胞結構可知，位于晶胞頂點，Ca2+位于體心，每個為8個晶胞共用，則晶體中與最近且距離相等的有8個，B正確；
C．根據(jù)晶胞結構可知，晶胞中B和C原子構成的多面體有14個面，C錯誤；
D．根據(jù)選項A分析可知，該晶胞最簡化學式為，則1個晶胞質(zhì)量為：，晶胞體積為a3×10-30cm3，則其密度為，D正確；
故選C。
4．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）鑭La和H可以形成一系列晶體材料，在儲氫和超導等領域具有重要應用。屬于立方晶系，晶胞結構和參數(shù)如圖所示。高壓下，中的每個H結合4個H形成類似的結構，即得到晶體。下列說法錯誤的是

A．晶體中La的配位數(shù)為8
B．晶體中H和H的最短距離：
C．在晶胞中，H形成一個頂點數(shù)為40的閉合多面體籠
D．單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為
【答案】C
【解析】A．由的晶胞結構可知，La位于頂點和面心，晶胞內(nèi)8個小立方體的中心各有1個H原子，若以頂點La研究，與之最近的H原子有8個，則La的配位數(shù)為8，故A正確；
B．由晶胞結構可知，每個H結合4個H形成類似的結構，H和H之間的最短距離變小，則晶體中H和H的最短距離：，故B正確；
C．由題干信息可知，在晶胞中，每個H結合4個H形成類似的結構，這樣的結構有8個，頂點數(shù)為48=32，且不是閉合的結構，故C錯誤；
D．1個晶胞中含有58=40個H原子，含H質(zhì)量為g，晶胞的體積為(484.010-10cm)3=(4.8410-8)3cm3，則單位體積中含氫質(zhì)量的計算式為，故D正確；
答案選C。
5．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯誤的是

A．圖1晶體密度為g cm-3 B．圖1中O原子的配位數(shù)為6
C．圖2表示的化學式為 D．取代產(chǎn)生的空位有利于傳導
【答案】C
【解析】A．根據(jù)均攤法，圖1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1個晶胞的質(zhì)量為g=g，晶胞的體積為(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，則晶體的密度為g÷(a3×10-30cm3)=g/cm3，A項正確；
B．圖1晶胞中，O位于面心，與O等距離最近的Li有6個，O原子的配位數(shù)為6，B項正確；
C．根據(jù)均攤法，圖2中Li：1，Mg或空位為8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的個數(shù)小于2，根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0，圖2的化學式為LiMgOClxBr1-x，C項錯誤；
D．進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料，說明Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+的傳導，D項正確；
答案選C。
6．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）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(shù)為6 B．與距離最近的是
C．該物質(zhì)的化學式為 D．若換為，則晶胞棱長將改變
【答案】B
【解析】A．配位數(shù)為與其距離最近且等距離的F-的個數(shù)，如圖所示，位于體心，F(xiàn)-位于面心，所以配位數(shù)為6，A正確；
B．與的最近距離為棱長的，與的最近距離為棱長的，所以與距離最近的是，B錯誤；
C．位于頂點，所以個數(shù)==1，F(xiàn)-位于面心，F(xiàn)-個數(shù)==3，位于體心，所以個數(shù)=1，綜上，該物質(zhì)的化學式為，C正確；
D．與半徑不同，替換后晶胞棱長將改變，D正確；
故選B。
1．四類晶體的比較
類型 比較　 分子晶體 共價晶體 金屬晶體 離子晶體
構成粒子 分子 原子 金屬陽離子、自由電子 陰、陽離子
粒子間的相互作用力 分子間作用力 共價鍵 金屬鍵 離子鍵
硬度 較小 很大 有的很大，有的很小 較大
熔、沸點 較低 很高 有的很高，有的很低 較高
溶解性 相似相溶 難溶于任何溶劑 常見溶劑難溶 大多數(shù)易溶于水等極性溶劑
導電、導熱性 一般不導電，溶于水后有的導電 一般不具有導電性，個別為半導體 電和熱的良導體 晶體不導電，水溶液或熔融態(tài)導電
物質(zhì)類別及舉例 所有非金屬氫化物(如水、硫化氫)、部分非金屬單質(zhì)(如鹵素X2)、部分非金屬氧化物(如CO2、SO2)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(有機鹽除外) 部分非金屬單質(zhì)(如金剛石、硅、晶體硼)，部分非金屬化合物(如SiC、SiO2) 金屬單質(zhì)與合金(如Na、Al、Fe、青銅) 金屬氧化物(如K2O、Na2O)、強堿(如KOH、NaOH)、絕大部分鹽(如NaCl)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．離子晶體的晶格能
(1)定義
氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體釋放的能量，通常取正值，單位：kJ·mol－1。
(2)影響因素
①離子所帶電荷數(shù)：離子所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大。
②離子的半徑：離子的半徑越小，晶格能越大。
(3)與離子晶體性質(zhì)的關系
晶格能越大，形成的離子晶體越穩(wěn)定，且熔點越高，硬度越大。
1.晶體類型的5種判斷方法
(1)依據(jù)構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷
①離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。
②原子晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。
③分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力。
④金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。
(2)依據(jù)物質(zhì)的分類判斷
①金屬氧化物(如K2O、Na2O2等)、強堿(NaOH、KOH等)和絕大多數(shù)的鹽類是離子晶體。
②大多數(shù)非金屬單質(zhì)(除金剛石、石墨、晶體硅等)、非金屬氫化物、非金屬氧化物(除SiO2外)、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機物(除有機鹽外)是分子晶體。
③常見的單質(zhì)類原子晶體有金剛石、晶體硅、晶體硼等，常見的化合類原子晶體有碳化硅、二氧化硅等。
④金屬單質(zhì)是金屬晶體。
(3)依據(jù)晶體的熔點判斷
①離子晶體的熔點較高。
②原子晶體的熔點很高。
③分子晶體的熔點低。
④金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有少數(shù)熔點相當?shù)汀?br/>(4)依據(jù)導電性判斷
①離子晶體溶于水及熔融狀態(tài)時能導電。
②原子晶體一般為非導體。
③分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電。
④金屬晶體是電的良導體。
(5)依據(jù)硬度和機械性能判斷
①離子晶體硬度較大、硬而脆。
②原子晶體硬度大。
③分子晶體硬度小且較脆。
④金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。
2.易混易錯點
(1)常溫下為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，其晶體應屬于分子晶體(Hg除外)。
(2)石墨屬于混合型晶體，但因?qū)觾?nèi)原子之間碳碳共價鍵的鍵長為1.42×10－10 m，比金剛石中碳碳共價鍵的鍵長(鍵長為1.54×10－10 m)短，所以熔、沸點高于金剛石。
(3)AlCl3晶體中雖含有金屬元素，但屬于分子晶體，熔、沸點低(熔點190 ℃)。
(4)合金的硬度比其成分金屬大，熔、沸點比其成分金屬低。
3.分類比較晶體的熔、沸點
(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律
原子晶體>離子晶體>分子晶體。
金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等熔、沸點很高，如汞、鎵、銫等熔、沸點很低，金屬晶體一般不參與比較。
(2)原子晶體
由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如熔點：金剛石>石英>碳化硅>硅。
(3)離子晶體
一般地說，陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)分子晶體
①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
②組成和結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F(xiàn)2＜Cl2＜Br2＜I2。
③組成和結構不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)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，支鏈越多，熔、沸點越低。
如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>
CHCH3CH3CH2CH3>CCH3CH3CH3CH3。
考向1　晶體類型的判斷
【典例1】（2024·江蘇·高三校聯(lián)考開學考試）VA族元素及其化合物應用廣泛。以合成氨為基礎的化肥工業(yè)對糧食增產(chǎn)的貢獻率占40%左右；肼(N2H4)的燃燒熱為624kJ/mol，是常用的火箭燃料；白磷是制備含磷農(nóng)藥中間體的原料，用磷生產(chǎn)的一種化合物次磷酸(H3PO2)是一種一元酸；砷本身森性并不強，而砷的化合物、鹽、有機化合物普遍毒性較強，比的毒性更強；Bi5+具有強氧化性，其堿性溶液能氧化得到BiAsO4沉淀而降低廢水中的砷污染；我國探明的銻(Sb)儲量據(jù)世界首位，銻與錫、鋁、銅的合金強度高，極耐磨損，是制造軸承、軸襯及齒輪的絕好材料。下列說法不正確的是
A．As的基態(tài)電子排布式為[Ar]4s24p3
B． 和AsO的雜化類型相同
C．VA族元素單質(zhì)的晶體類型不完全相同
D．P4的空間結構為正四面體，其鍵角為60°
【答案】A
【解析】A．As的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d104s24p3，選項A錯誤；
B．的As的價層電子對數(shù)為，的As的價層電子對數(shù)為，則和均為sp3雜化，選項B正確；
C．第VA族元素單質(zhì)的晶體類型不相同，氮、磷、砷的單質(zhì)為分子晶體，銻(Sb)、鉍(Bi)的單質(zhì)為金屬晶體，選項C正確；
D．P4的空間結構為正四面體，其鍵角為60°，選項D正確；
答案選A。
【變式練1】（2024·北京·高三統(tǒng)考開學考試）有關下列晶體的說法正確的是

A．某晶體溶于水后可以導電，該晶體一定是離子晶體
B．含共價鍵，因此冰是共價晶體
C．一種化合物只能形成一種晶體結構
D．如圖所示晶胞對應的化學式為
【答案】D
【解析】A．某晶體溶于水后可以導電，該晶體可能是離子晶體，也可能是分子晶體，故A錯誤；
B．含共價鍵，但是冰是分子晶體，故B錯誤；
C．一種化合物可能由于原子排列方式不同而成為不同的晶體，故C錯誤；
D．如圖所示晶胞結構，計算可得：A：；B：1；X：，所以物質(zhì)對應化學式：，故D正確；
答案選D。
【變式練2】（2024·北京·高三開學考試）類比推理是化學中常用的思維方法。下列推理不正確的是
A．為共價晶體，推測也是共價晶體
B．是直線型分子，推測也是直線型分子
C．的沸點高于，推測的沸點高于
D．甲苯能使酸性高錳酸鉀褪色，推測乙苯也能使酸性高錳酸鉀褪色
【答案】A
【解析】A． 空間網(wǎng)狀結構，屬于共價晶體；為面心立方體，屬于分子晶體，故A錯誤；
B．O和S是同族元素，故形成的CO2和CS2都是直線形分子，故B正確；
C．C和Si、Se和S均為同族元素，所形成的氫化物都為分子晶體，沸點取決于分子間相互作用力大小，在無氫鍵形成時，分子間相互作用力可根據(jù)相對分子質(zhì)量判斷，故C正確；
D．甲苯和乙苯都屬于苯的同系物，都能被酸性高錳酸鉀氧化而使其褪色，故D正確；
答案選A。
考向2　　晶體熔、沸點的比較
【典例2】（2024·全國·高三專題練習）在20世紀90年代末，科學家發(fā)現(xiàn)碳有新的單質(zhì)形態(tài)C60存在。后來人們又相繼得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世紀初，科學家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子，大大豐富了碳元素單質(zhì)的家族。下列有關碳元素單質(zhì)的說法錯誤的是

A．金剛石和石墨的熔點肯定比C60高
B．熔點：C60C．球碳分子、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子都不能與O2發(fā)生反應
D．金剛石以非分子形式的粒子存在，屬于共價晶體；C60、C70、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子以分子形式的粒子存在，屬于分子晶體；這些碳單質(zhì)互為同素異形體
【答案】C
【解析】A．金剛石屬于共價晶體，石墨屬于混合型晶體，C60屬于分子晶體，因此金剛石和石墨的熔點肯定比C60高，A正確；
B．分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，熔點越高，因此熔點：C60C．球碳分子、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子都能在中燃燒生成，C錯誤；
D．金剛石屬于共價晶體；C60、C70、管狀碳分子和洋蔥狀碳分子分子晶體，這些碳單質(zhì)互為同素異形體，D正確；
故選C。
【變式練3】（2024·四川·高三階段練習）下列物質(zhì)的有關說法正確的是
A．HCl極易溶于水，是因為它是極性分子
B．H2O比H2S穩(wěn)定，是因為水分之間有氫鍵
C．SiO2和CO2都是共價化合物，所以晶體類型相同
D．Na+的半徑大于Mg2+，所以熔點Na2O>MgO
【答案】A
【解析】A．水為極性分析，相似相溶，HCl極易溶于水，說明HCl為極性分子，A正確；
B．分子的穩(wěn)定性與共價鍵有關，共價鍵鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，分子越穩(wěn)定，所以H2O比H2S穩(wěn)定，是因為水分子中H-O的鍵能大于H2S中H-S的鍵能，與氫鍵無關，B錯誤；
C．SiO2和CO2都是共價化合物，SiO2屬于共價晶體，而CO2是分子晶體，二者晶體類型不相同，C錯誤；
D．Na2O和MgO均為離子晶體，Na+的半徑大于Mg2+，且Na+所帶正電荷比Mg2+少，電荷數(shù)多、核間距越小的晶格能大，所以熔點Na2O＜MgO，D錯誤；
故答案為：A。
【變式練4】（2024·天津·統(tǒng)考一模）下列表述不正確的是
A．干冰和石英晶體類型不同
B．簡單氫化物的沸點：
C．、HCN中碳原子的雜化方式相同
D．HCl比易溶于水可用“相似相溶”規(guī)律解釋
【答案】C
【解析】A．干冰是分子晶體，石英晶體是共價或原子晶體，兩者晶體類型不同，故A正確；
B．水分子間能形成氫鍵，而CH4和SiH4不能形成氫鍵，水的沸點最高，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大其沸點越高，則沸點：，故B正確；
C．、HCN中碳原子的價層電子對個數(shù)前者是3、后者是2，根據(jù)價層電子對互斥理論知，前者C原子采用sp2雜化，后者C原子都采用sp雜化，所以雜化類型不相同，故C錯誤；
D．Cl2是非極性分子，HCl、H2O都是極性分子，HCl易溶于水可以用相似相溶原理解釋，故D正確；
故選：C。
1．（2024·江西·高考真題）NbO的立方晶胞如圖，晶胞參數(shù)為anm，P的分數(shù)坐標為(0，0，0)，阿伏加德羅常數(shù)的值M為NA，下列說法正確的是
A．Nb的配位數(shù)是6
B．Nb和O最短距離為anm
C．晶體密度
D．M的分數(shù)坐標為
【答案】D
【解析】A．由圖可知，NbO的立方晶胞中距離Nb原子最近且距離相等的O原子有4個，Nb的配位數(shù)是4，故A錯誤；
B．由圖可知，Nb和O最短距離為邊長的，晶胞參數(shù)為anm，Nb和O最短距離為anm，故B錯誤；
C．根據(jù)均攤法計算可知，Nb的個數(shù)為6×=3，O的個數(shù)為12×=3，即晶胞中含有3個NbO，晶胞密度為ρ=，故C錯誤；
D．P的分數(shù)坐標為（0，0，0），M位于正方體的面心，M的分數(shù)坐標為（，，），故D正確；
故選：D。
2．（2024·貴州·高考真題）我國科學家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其陰離子[K@Au12Sb20]5-為全金屬富勒烯(結構如圖)，具有與富勒烯C60相似的高對稱性。下列說法錯誤的是
A．富勒烯C60是分子晶體
B．圖示中的K+位于Au形成的二十面體籠內(nèi)
C．全金屬富勒烯和富勒烯C60互為同素異形體
D．銻(Sb)位于第五周期第ⅤA族，則其基態(tài)原子價層電子排布式是5s25p3
【答案】C
【解析】A．富勒烯C60是由C60分子通過范德華力結合形成的分子晶體，A正確；
B．由題圖可知，中心K+周圍有12個Au形成二十面體籠(每個面為三角形，上、中、下層分別有5、10、5個面)，B正確；
C．全金屬富勒烯不是碳元素的單質(zhì)，因此其與富勒烯C60不能互為同素異形體，C錯誤；
D．銻(Sb)位于第五周期第ⅤA族，則根據(jù)元素位置與原子結構關系可知：其基態(tài)原子價層電子排布式是5s25p3，D正確；
故合理選項是C。
3．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）單質(zhì)硫和氫氣在低溫高壓下可形成一種新型超導材料，其晶胞如圖。下列說法錯誤的是
A．S位于元素周期表p區(qū) B．該物質(zhì)的化學式為
C．S位于H構成的八面體空隙中 D．該晶體屬于分子晶體
【答案】D
【解析】A．S的價電子排布式為：3s23p4，故S位于元素周期表p區(qū)，A正確；
B．由該物質(zhì)形成晶體的晶胞可知：S個數(shù)為，H個數(shù)為：，故H、S原子個數(shù)比為3:1，故該物質(zhì)的化學式為，B正確；
C．S位于H構成的八面體空隙中，如圖所示，C正確；
D．由于該晶體是一種新型超導材料，說明其是由陰、陽離子構成的，故該晶體屬于離子晶體，D錯誤；
故答案為：D。
4．（2022·天津·統(tǒng)考高考真題）一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量。下列關于石墨和金剛石的說法正確的是
A．金剛石比石墨穩(wěn)定
B．兩物質(zhì)的碳碳鍵的鍵角相同
C．等質(zhì)量的石墨和金剛石中，碳碳鍵數(shù)目之比為4∶3
D．可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨
【答案】D
【解析】A．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收能量，則石墨能量低，根據(jù)能量越低越穩(wěn)定，因此石墨比金剛石穩(wěn)定，故A錯誤；
B．金剛石是空間網(wǎng)狀正四面體形，鍵角為109°28′，石墨是層內(nèi)正六邊形，鍵角為120°，因此碳碳鍵的鍵角不相同，故B錯誤；
C．金剛石是空間網(wǎng)狀正四面體形，石墨是層內(nèi)正六邊形，層與層之間通過范德華力連接，1mol金剛石有2mol碳碳鍵，1mol石墨有1.5mol碳碳鍵，因此等質(zhì)量的石墨和金剛石中，碳碳鍵數(shù)目之比為3∶4，故C錯誤；
D．金剛石和石墨是兩種不同的晶體類型，因此可用X射線衍射儀鑒別，故D正確。
綜上所述，答案為D。
5．（2022·天津·統(tǒng)考高考真題）利用反應可制備N2H4。下列敘述正確的是
A．NH3分子有孤電子對，可做配體
B．NaCl晶體可以導電
C．一個N2H4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
【答案】A
【解析】A．NH3中N原子的孤電子對數(shù)＝＝1，可以提供1對孤電子對，可以做配體，A正確；
B．導電需要物質(zhì)中有可自由移動的離子或電子，NaCl晶體中沒有自由移動的電子或者離子，故不能導電，B錯誤；
C．單鍵屬于σ鍵，雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵；N2H4的結構式為 ，分子中含有5個σ鍵，C錯誤；
D．NaClO含有離子鍵和共價鍵，NaCl只含有離子鍵，都是離子化合物，但所含的化學鍵類型不同，D錯誤；
故選A。
6．（2022·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(shù)均相同
【答案】A
【分析】Al和Ga均為第ⅢA元素，N屬于第ⅤA元素，AlN、GaN的成鍵結構與金剛石相似，則其為共價晶體，且其與金剛石互為等電子體，等電子體之間的結構和性質(zhì)相似。AlN、GaN晶體中，N原子與其相鄰的原子形成3個普通共價鍵和1個配位鍵。
【解析】A．因為AlN、GaN為結構相似的共價晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長小于N—Ga的，則N—Al的鍵能較大，鍵能越大則其對應的共價晶體的熔點越高，故GaN的熔點低于AlN，A說錯誤；
B．不同種元素的原子之間形成的共價鍵為極性鍵，故兩種晶體中所有化學鍵均為極性鍵，B說法正確；
C．金剛石中每個C原子形成4個共價鍵（即C原子的價層電子對數(shù)為4），C原子無孤電子對，故C原子均采取sp３雜化；由于AlN、GaN與金剛石互為等電子體，則其晶體中所有原子均采取sp3雜化，C說法正確；
D．金剛石中每個C原子與其周圍4個C原子形成共價鍵，即C原子的配位數(shù)是4，由于AlN、GaN與金剛石互為等電子體，則其晶體中所有原子的配位數(shù)也均為4，D說法正確。
綜上所述，本題選A。
7．（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
【答案】C
【解析】A．SiO2為原子晶體，SO3為分子晶體，晶體類型不同，故A錯誤；
B．I2為分子晶體，NaCl為離子晶體，晶體類型不同，故B錯誤；
C．Cu和Ag都為金屬晶體，晶體類型相同，故C正確；
D．SiC為原子晶體，MgO為離子晶體，晶體類型不同，故D錯誤；
故選C。
1．共價晶體(金剛石和二氧化硅)
(1)金剛石晶體中，每個C與另外4個C形成共價鍵，C—C 鍵之間的夾角是109°28′，最小的環(huán)是六元環(huán)。含有1 mol C的金剛石中，形成的共價鍵有2 mol。
(2)SiO2晶體中，每個Si原子與4個O成鍵，每個O原子與2個硅原子成鍵，最小的環(huán)是十二元環(huán)，在“硅氧”四面體中，處于中心的是Si原子，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O鍵。
2．分子晶體
(1)干冰晶體中，每個CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個。
(2)冰的結構模型中，每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成2 mol“氫鍵”。
3．離子晶體
(1)NaCl型：在晶體中，每個Na＋同時吸引6個Cl－，每個Cl－同時吸引6個Na＋，配位數(shù)為6。每個晶胞含4個Na＋和4個Cl－。
(2)CsCl型：在晶體中，每個Cl－吸引8個Cs＋，每個Cs＋吸引8個Cl－，配位數(shù)為8。
4．石墨晶體
石墨層狀晶體中，層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數(shù)是2，C原子采取的雜化方式是sp2。
5．常見金屬晶體的原子堆積模型
結構型式 常見金屬 配位數(shù) 晶胞
面心立方最密堆積 Cu、Ag、Au 12
體心立方堆積 Na、K、Fe 8
六方最 密堆積 Mg、Zn、Ti 12
特別提醒　(1)判斷某種微粒周圍等距且緊鄰的微粒數(shù)目時，要注意運用三維想象法。如NaCl晶體中，Na＋周圍的Na＋數(shù)目(Na＋用“○”表示)：
每個面上有4個，共計12個。
(2)常考的幾種晶體主要有干冰、冰、金剛石、SiO2、石墨、CsCl、NaCl、K、Cu等，要熟悉以上代表物的空間結構。當題中信息給出與某種晶體空間結構相同時，可以直接套用某種結構。
晶體結構的相關計算
(1)晶胞質(zhì)量＝晶胞占有的微粒的質(zhì)量＝晶胞占有的微粒數(shù)×。
(2)空間利用率＝。
(3)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設棱長為a，原子半徑為r)
①面對角線長＝a。
②體對角線長＝a。
③體心立方堆積4r＝a
④面心立方堆積4r＝a。
考向1　強化記憶晶體結構
【典例1】（2024·河南·高三開學考試）下列有關晶體的說法不正確的是

A．上圖所示的四種物質(zhì)中，熔點最低的是冰
B．每個Cu晶胞中平均含有4個銅原子
C．在NaH晶體中，距離Na+最近且等距的Na+的個數(shù)為12
D．鈦酸鋇晶體中，Ba2+的配位數(shù)為4
【答案】D
【解析】A．上圖所示的四種物質(zhì)中只有冰是分子晶體，熔點最低的是冰，A正確；
B．每個Cu晶胞中平均含有銅原子個數(shù)為，B正確；
C．在NaH晶體中，距離Na+最近且等距的Na+位于面心處，其個數(shù)為12個，C正確；
D．根據(jù)晶胞結構可知，晶體中與每個Ba2+緊鄰且等距離的O2－有12個，D錯誤。
答案選D。
【變式練1】已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構成該晶體的微粒間只以單鍵結合。關于C3N4晶體的說法錯誤的是：
A．該晶體屬于原子晶體，其化學鍵比金剛石中的更牢固
B．該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結構
C．該晶體中每個碳原子連接4個氮原子，每個氮原子連接3個碳原子
D．該晶體與金剛石相似，都是原子間以非極性共價鍵形成空間網(wǎng)狀結構
【答案】D
【解析】A．C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度，且構成該晶體的微粒間只以單鍵結合，這說明該晶體屬于原子晶體。由于碳原子半徑大于氮原子半徑，則其化學鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固，A正確；
B．構成該晶體的微粒間只以單鍵結合，每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子，晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結構，B正確；
C．碳最外層有4個電子，氮最外層有5個電子，則該晶體中每個碳原子連接4個氮原子、每個氮原子連接3個碳原子，C正確；
D．金剛石中只存在C-C鍵，屬于非極性共價鍵，C3N4晶體中C、N之間以極性共價鍵結合，原子間以極性鍵形成空間網(wǎng)狀結構，D錯誤；
答案選D。
【變式練2】有關晶體的下列說法中正確的是（ ）
A．分子晶體中分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定
B．離子晶體中肯定不含非極性共價鍵
C．離子晶體在熔化時，離子鍵被破壞，而分子晶體熔化時，化學鍵不被破壞
D．兩種元素組成的分子晶體中一定只有極性共價鍵
【答案】C
【解析】A.分子晶體中分子間作用力只影響分子晶體的物理性質(zhì)如熔沸點，不影響分子的穩(wěn)定性，故A不選；
B.離子晶體中可能含有非極性共價鍵，如Na2O2，故B不選；
C.離子晶體熔化時，破壞的是離子鍵，分子晶體熔化時，破壞的是分子間作用力，故C選；
D.分子晶體H2O2中含有非極性共價鍵，故D不選。
故選C。
考向2　　晶胞中原子半徑及空間利用率的計算
【典例2】（2024·全國·高三專題練習）某種合金的晶胞結構如圖所示，已知金屬原子半徑r(Na)和r(K)，計算晶體的空間利用率： (假設原子是剛性球體)。(用代數(shù)式表示)
【答案】
【解析】根據(jù)圖知，該晶胞棱長=2[r(Na)+r(K)]，晶胞體積=[2r(Na)+2r(K)]]3，該晶胞中Na原子個數(shù)=12× =3、K原子個數(shù)=×8=1，原子總體積=3×π[r(Na)]3+1×π[r(K)]3，晶體的空間利用率=×100%=故答案為：。
【變式練3】（2024·全國·高三專題練習）Ni的晶胞結構如圖所示，晶體中鎳原子的配位數(shù)是 ；若Ni的原子半徑為d pm，Ni的密度計算表達式是 g cm 3；Ni原子空間利用率的計算表達式是 。(Ni的相對原子量用Mr表示)
【答案】 12
【解析】鎳晶體的晶胞為面心立方，配位數(shù)目是12；Ni的密度應由晶胞內(nèi)Ni的質(zhì)量除以晶胞體積計算，晶胞中Ni的個數(shù)有個，已知Ni原子的半徑為d pm，晶胞棱長為pm，故晶胞密度為，空間利用率的計算表達式為；故答案為：12；；。
【變式練4】SiC有兩種晶態(tài)變體：α—SiC和β—SiC。其中β—SiC為立方晶胞，結構與金剛石相似，晶胞參數(shù)為434pm。針對β—SiC回答下列問題：
⑴C的配位數(shù)為 。
⑵C和Si的最短距離為 pm。
⑶假設C的原子半徑為r，列式并計算金剛石晶體中原子的空間利用率 。（ π =3.14）
【答案】 4 188 34%
【分析】
每個C周圍有4個硅，C和Si的最短距離為體對角線的四分之一，先計算金剛石晶胞中碳的個數(shù)，再根據(jù)公式計算空間利用率。
【解析】
⑴每個C周圍有4個硅，因此C的配位數(shù)為4；故答案為：4。
⑵C和Si的最短距離為體對角線的四分之一，因此；故答案為：188。
⑶金剛石晶胞中有個碳，假設C的原子半徑為r，則金剛石晶胞參數(shù)為，金剛石晶體中原子的空間利用率；故答案為：34%。
1．（2024·湖北·高考真題）黃金按質(zhì)量分數(shù)分級，純金為。合金的三種晶胞結構如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是
A．I為金
B．Ⅱ中的配位數(shù)是12
C．Ⅲ中最小核間距
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，與原子個數(shù)比依次為、、
【答案】C
【解析】A．由24K金的質(zhì)量分數(shù)為100%，則18K金的質(zhì)量分數(shù)為： ，I中Au和Cu原子個數(shù)比值為1:1，則Au的質(zhì)量分數(shù)為： ，A正確；
B．Ⅱ中Au處于立方體的八個頂點，Au的配位數(shù)指距離最近的Cu，Cu處于面心處，類似于二氧化碳晶胞結構，二氧化碳分子周圍距離最近的二氧化碳有12個，則Au的配位數(shù)為12，B正確；
C． 設Ⅲ的晶胞參數(shù)為a，的核間距為，的最小核間距也為 ，最小核間距，C錯誤；
D． I中，處于內(nèi)部，處于晶胞的八個頂點，其原子個數(shù)比為1:1；Ⅱ中，處于立方體的八個頂點， 處于面心，其原子個數(shù)比為：；Ⅲ中，處于立方體的面心，處于頂點，其原子個數(shù)比為；D正確；
故選C。
2．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）工業(yè)制備高純硅的主要過程如下：
石英砂粗硅高純硅
下列說法錯誤的是
A．制備粗硅的反應方程式為
B．1molSi含Si-Si鍵的數(shù)目約為
C．原料氣HCl和應充分去除水和氧氣
D．生成的反應為熵減過程
【答案】B
【解析】A. 和在高溫下發(fā)生反應生成和，因此，制備粗硅的反應方程式為，A說法正確；
B. 在晶體硅中，每個Si與其周圍的4個Si形成共價鍵并形成立體空間網(wǎng)狀結構，因此，平均每個Si形成2個共價鍵， 1mol Si含Si-Si鍵的數(shù)目約為，B說法錯誤；
C. HCl易與水形成鹽酸，在一定的條件下氧氣可以將HCl氧化；在高溫下遇到氧氣能發(fā)生反應生成水，且其易燃易爆，其與在高溫下反應生成硅和HCl，因此，原料氣HCl和應充分去除水和氧氣 ，C說法正確；
D. ，該反應是氣體分子數(shù)減少的反應，因此，生成的反應為熵減過程，D說法正確；
綜上所述，本題選B。
3．（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）下列各組物質(zhì)的晶體類型相同的是
A．SiO2和SO3 B．I2和NaCl C．Cu和Ag D．SiC和MgO
【答案】C
【解析】A．SiO2為原子晶體，SO3為分子晶體，晶體類型不同，故A錯誤；
B．I2為分子晶體，NaCl為離子晶體，晶體類型不同，故B錯誤；
C．Cu和Ag都為金屬晶體，晶體類型相同，故C正確；
D．SiC為原子晶體，MgO為離子晶體，晶體類型不同，故D錯誤；
故選C。
4．（2024·福建·統(tǒng)考期末）2022年4月16日神舟13號載人飛行任務取得圓滿成功，高性能金屬材料鋁合金、鈦合金、鎂合金、超強度鋼等作用功不可沒。回答下列問題：
(1)鐵元素在周期表中的位置是 ，基態(tài)的價電于排布式為 。
(2)鎂與同周期相鄰的兩種元素的第一電離能由大到小排列順序為 。
(3)常溫下，是無色液體，其熔點為250K，沸點為409K。通過與銨鹽反應可生成。
①的熔點低于的原因是 。
②中，的空間構型是 。
(4)是金紅石的主要成分，其晶胞結構如圖所示，設Ti和O原子半徑分別為和(單位：pm)，晶胞的長寬高分別為a、b、c(單位：cm)，則晶胞中原子的空間利用率為 (列出計算表達式)。(空間利用率指構成晶體的原子、離子或分子在整個晶體空間中所占有的體積百分比)
【答案】(1) 第四周期Ⅷ族 3d5
(2)Mg>Al>Na
(3) CaCl2是離子晶體，TiCl4是分子晶體，離子晶體熔點高于分子晶體 正四面體
(4)×100%
【解析】（1）Fe是26號元素，價電子電子排布式為3d64s2，處于周期表中第四周期Ⅷ族，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe3+，基態(tài)Fe3+的價電子排布式為3d5，故答案為：第四周期Ⅷ族；3d5；
（2）同主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，但Mg元素原子2s能級為全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能Mg＞Al＞Na，故答案為：Mg＞Al＞Na；
（3）①常溫下，TiCl4是無色液體，其熔點為250K，沸點為409K，可知TiCl4屬于分子晶體，而CaCl2屬于離子晶體，離子晶體熔點高于分子晶體，TiCl4的熔點低于CaCl2，故答案為：CaCl2是離子晶體，TiCl4是分子晶體，離子晶體熔點高于分子晶體；
②銨根中N原子孤電子對為=0，價層電子對數(shù)為0+4=0，銨根的空間構型是正四面體形，故答案為：正四面體形；
（4）晶胞中，黑色球數(shù)目為1+8×=2，白色球數(shù)目為2+4×=4，結合化學式TiO2可知，黑色球為Ti、白色球為O，分子中原子總體積為4×π（rO×10-10cm）3+2×π（rTi×10-10cm）3，晶胞體積為abc cm3，晶胞中原子的空間利用率=×100＝×100%，故答案為：×100%。
5．（2024·新疆·校考期中）I．下圖是金屬鎢晶體中一個晶胞的結構示意圖。實驗測得金屬鎢的密度為19.30g·cm-3，鎢的相對原子質(zhì)量是183.9。假設金屬鎢原子為等徑剛性球，試完成下列問題：
(1)鎢的晶胞堆積方式為 ，每一個晶胞中均攤到 個鎢原子，空間利用率為
(2)列式表達晶胞的邊長a 。
(3)計算鎢的原子半徑r 。(用含a的代數(shù)式表達)
II．一種離子晶體的晶胞如圖其中陽離子以A表示，陰離子以B表示。
(4)每個晶胞中含A離子的數(shù)目為 ，含B離子數(shù)目為 。
(5)若A的核外電子排布與Ar相同，B的電子排布與Ne相同，則該離子化合物的化學式是 ；
(6)陽離子周圍距離最近的陰離子數(shù)為 ，陰離子周圍距離最近的陽離子數(shù) 。
(7)已知A的離子半徑為rcm，則該晶胞的體積是 cm3。
【答案】(1) 體心立方 2 68%
(2)cm
(3)cm
(4) 4 8
(5)CaF2
(6) 8 4
(7)
【解析】（1）
由題干晶胞示意圖可知，鎢的晶胞堆積方式為體心立方，每一個晶胞中均攤到=2個鎢原子，體心立方晶胞的空間利用率為68%，故答案為：體心立方；2；68%；
（2）
已知晶胞的密度為：19.30g·cm-3，鎢的相對原子質(zhì)量是183.9，由(1)分析可知，一個晶胞含有鎢原子的個數(shù)為2，則一個晶胞的質(zhì)量為：，晶胞的邊長為a，則有：19.30a3=，解得a=cm，故答案為：cm；
（3）
體心立方晶胞中有4r=，結合(2)分析可知，鎢的原子半徑r=cm，故答案為：cm；
（4）
由題干晶胞示意圖可知，A離子位于晶胞的8個頂點和6個面心，則每個晶胞中含A離子的數(shù)目為=4，B離子均在體內(nèi)，即含B離子數(shù)目為8×1=8，故答案為：4；8；
（5）
由(4)分析可知，該晶胞中陽離子A和陰離子B的個數(shù)比為1:2，若A的核外電子排布與Ar相同則A為Ca2+，B的電子排布與Ne相同則B為F-，則該離子化合物的化學式是CaF2，故答案為：CaF2；
（6）
由題干晶胞示意圖可知，以A為例，離它最近的B離子有8個，即陽離子周圍距離最近的陰離子數(shù)為8，同理以B為例，離它最近的A離子有4個，即陰離子周圍距離最近的陽離子數(shù)為4，故答案為：8；4；
（7）
已知A的離子半徑為rcm，由題干晶胞示意圖可知，該晶胞中面對角線等于A原子半徑的4倍，即=4r，即a=，則該晶胞的體積是()3= cm3，故答案為：。
6．（2024·山東·統(tǒng)考期末）超導材料有非常良好的應用前景，科學家合成了由、、為組成元素的超導材料。回答下列問題：
(1)將金屬鋰直接溶于液氨，得到具有很高反應活性的金屬電子溶液，金屬鋰溶于液氨時發(fā)生反應：，X的化學式為 。
(2)、P、N三種元素對應的簡單氫化物的沸點由高到低的順序為 ，原因是 。
(3)該超導體的立方晶胞結構如圖所示。若晶胞參數(shù)為apm，Li、、As原子半徑分別為、、，其中Li和As分別位于晶胞體對角線上距離最近頂點處。
①該超導體的化學式為 。晶胞內(nèi)形成的空間構型為 。沿x軸方向的投影圖與沿z軸方向的投影圖 (填“相同”或“不同”)。
②晶胞中金屬元素的空間利用率為 (列出計算表達式)。
【答案】(1)
(2) 分子間可形成氫鍵，沸點最高 的相對分子質(zhì)量比的大，范德華力大，沸點高
(3) 正四面體 不同
【解析】（1）
由，根據(jù)質(zhì)量守恒定律：X的化學式為。故答案為：；
（2）
、P、N三種元素對應的簡單氫化物的沸點由高到低的順序為分子間可形成氫鍵，沸點最高，原因是的相對分子質(zhì)量比的大，范德華力大，沸點高。故答案為：分子間可形成氫鍵，沸點最高；的相對分子質(zhì)量比的大，范德華力大，沸點高；
（3）
①晶胞中有4個Li，4個As，F(xiàn)e為8×+8×+2×=4，該超導體的化學式為。晶胞內(nèi)形成的空間構型為正四面體。 從z軸方向投影圖中可以看出鐵原子的位置在方形的正中心，沿x軸方向時，鐵原子不出現(xiàn)在方形的正中心，只出現(xiàn)在兩條邊上，沿x軸方向的投影圖與沿z軸方向的投影圖不同(填“相同”或“不同”)。故答案為：；正四面體；不同；
②晶胞中有4個Li，4個Fe，體積分別為：×4、×4，晶胞體積為a3，晶胞中金屬元素的空間利用率為(列出計算表達式)。故答案為：。
7．（2024·河南·統(tǒng)考模擬預測）一種新型碳單晶一單層聚合C60。它是典型的半導體，預示其在光、電半導體器件中具有潛在應用。回答下列問題：
(1)基態(tài)碳原子的價電子軌道表示式為 。
(2)下列有關單層聚合C60(準六方聚合C60的結構如圖)的說法正確的是 (填字母)。
A．與金剛石、石墨烯互為同素異形體
B．與C60是同一種物質(zhì)
C．所有的碳原子均為sp2雜化
D．它是一種共價化合物，不導電
E.它是由多個C60通過碳碳單鍵連接起來的
(3)石墨烯如圖，分子中碳原子的雜化方式為 ，它具有很強的導電性，原因是 。

(4)C60的結構如圖所示，它能與氯氣反應形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳雙鍵的數(shù)目為 。

(5)金剛石晶胞的截面圖如圖所示(假設晶胞邊長為dcm)，原子1的分數(shù)坐標為 ，金剛石晶胞的密度為 (列出計算式，已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

【答案】(1)
(2)AE
(3) sp2 石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子，都參與形成了貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導電性
(4)25NA
(5) (，，) g cm-3
【解析】（1）碳元素的原子序數(shù)為6，價電子排布式為2s22p2，價電子軌道表示式為 ，故答案為： ；
（2）A．單層聚合C60與金剛石、石墨烯都是碳元素形成的不同種單質(zhì)，互為同素異形體，故正確；
B．由圖可知，單層聚合C60是由多個C60通過碳碳單鍵連接起來的，與C60的結構不同，是不同種物質(zhì)，故錯誤；
C．由圖可知，單層聚合C60是由多個C60通過碳碳單鍵連接起來的，則C60中碳原子的雜化方式為sp2雜化，單鍵碳原子的雜化方式為sp3雜化，故錯誤；
D．由題意可知，單層聚合C60是一種介于導體和絕緣體之間的半導體，一定條件下能導電，故錯誤；
E．由圖可知，單層聚合C60是由多個C60通過碳碳單鍵連接起來的，故正確；
故選AE；
（3）由圖可知，石墨烯分子中雙鍵碳原子的雜化方式為sp2雜化，石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子，都參與形成了貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導電性，故答案為：sp2；石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子，都參與形成了貫穿全層的多原子的大π鍵，因而具有優(yōu)良的導電性；
（4）C60分子中含有60個碳碳單鍵和30個碳碳雙鍵，由分子式可知，與氯氣發(fā)生加成反應時，有5個碳碳雙鍵變成碳碳單鍵，則C60Cl10分子中的雙鍵數(shù)目為30—5=25個，所以1molC60Cl10分子中含有碳碳雙鍵的數(shù)目為1mol×25×NAmol—1=25NA，故答案為：25NA；
（5）由金剛石晶胞的截面圖可知，原子1位于晶胞體對角線的處，原子的分數(shù)坐標為(，，)，晶胞中位于頂點、面心和體內(nèi)的碳原子個數(shù)為8×+6×+4=8，設晶體的密度為ρg/cm3，由晶胞的質(zhì)量公式可得：=d3ρ，解得ρ=，故答案為：(，，)； g cm-3。
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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