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章末綜合提升
第三章 晶體結構與性質
一 、晶體類型與化學鍵的關系
1．離子晶體與化學鍵的關系：離子晶體中一定含有離子鍵，可能含有共價鍵。注意，可以再細化：離子晶體中一定含有離子鍵，可能含有極性共價鍵、非極性共價鍵、配位鍵；含有離子鍵的化合物一定是離子化合物；離子晶體一定是由陰、陽離子構成的，但晶體中可以含有分子。如，結晶水合物；離子晶體中一定含有陽離子，但含有陽離子的晶體不一定是離子晶體；非金屬元素也可以形成離子化合物。如NH4Cl、NH4NO3等都是離子化合物。
2．分子晶體與化學鍵的關系：分子晶體中一定含有分子間作用力；稀有氣體形成的晶體是分子晶體，而稀有氣體是單原子分子，其晶體中只含有分子間作用力；除稀有氣體外的其他分子晶體均含有分子間作用力和分子內共價鍵；分子晶體中的分子間作用力決定物質的物理性質(如熔、沸點，硬度，溶解性等)，而共價鍵決定分子的化學性質。
3．共價晶體與化學鍵的關系：共價晶體中一定有共價鍵，且只有共價鍵，無分子間作用力；共價晶體一定是由原子構成的，可以是同種元素的原子，也可以是不同種元素的原子；共價化合物形成的晶體可能是共價晶體，也可能是分子晶體；含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物；共價晶體可以由極性鍵構成，也可以由非極性鍵構成。
4．金屬晶體與化學鍵的關系：金屬晶體中一定有金屬
鍵，但有時也有不同程度的其他鍵。如，合金中可含有共價鍵；金屬鍵不一定就比分子間作用力強。如，汞常溫下為液態，就說明汞中的金屬鍵很弱；具有金屬光澤且能導電的單質不一定就是金屬，如石墨能導電，有金屬光澤，卻屬于非金屬。
金屬晶體和離子晶體是重要的晶體類型。關于它們的說法中正確的是
①金屬晶體導電，離子晶體在一定條件下也能導電
②CsCl晶體中每個Cs＋周圍有6個Cl－
③金屬晶體和離子晶體的熔、沸點都很高
④金屬晶體和離子晶體中分別存在金屬鍵和離子鍵等強烈的相互作用，很難斷裂因而都具有延展性
A．①② B．①
C．①③ D．①④
√
典例 1
①金屬晶體中含自由電子，能導電而離子晶體只有在溶于水或熔融狀態下才能導電，在固態時不導電，①正確；②CsCl晶體中，每個Cs＋周圍有8個Cl－，②錯誤；③鈉屬于金屬晶體，但其熔點很低，③錯誤；④離子鍵在受到錘打或鍛壓時會斷裂，因而離子晶體沒有延展性，④錯誤；故選B。
對點練1.下列說法中正確的是
①晶體中分子間作用力越大分子越穩定
②共價晶體中共價鍵越強，熔點越高
③干冰是CO2分子通過氫鍵和分子間作用力有規則排列成的分子晶體
④在Na2O和Na2O2晶體中，陰、陽離子數之比相等
⑤正四面體形的分子，其晶體類型可能是共價晶體或分子晶體
⑥分子晶體中都含有化學鍵
⑦含4.8 g碳元素的金剛石晶體中共價鍵的物質的量為0.8 mol
A．①②③④⑤ B．②④⑦
C．②④⑥⑦ D．③④⑤⑥⑦
√
①分子的穩定性取決于分子內共價鍵鍵能的大小，與分子間作用力無關，錯誤；②共價晶體中共價鍵越強，破壞它所需的能量越大，熔點越高，正確；③CO2分子間不能形成氫鍵，錯誤；④在Na2O和Na2O2晶體中陰離子分別為O2－、O ，陽離子都為Na＋，陰、陽離子數之比都為1∶2，正確；⑤正四面體形的分子，其晶體類型是分子晶體，錯誤；⑥稀有氣體形成的分子晶體中不含有化學鍵，錯誤；⑦4.8 g碳原子的物質的量為0.4 mol，金剛石晶體中平均每個碳原子形成2個共價鍵，所以共價鍵的物質的量為0.4 mol×2＝0.8 mol，正確。由上述分析可知說法正確的是②④⑦。
對點練2.下列關于分子晶體的說法不正確的是
A．分子晶體中含有分子 B．固態或熔融態時均能導電
C．分子間以分子間作用力相結合 D．熔、沸點一般比較低
A.分子晶體是由分子構成的，A正確；B.固態或熔融態時，分子晶體既不電離也沒有自由移動的電子，均不能導電，B錯誤；C.分子間以分子間作用力相結合，C正確；D.分子晶體的熔、沸點一般比較低，D正確。
√
二、晶體的結構
晶體 晶體結構 晶體詳解
共價晶體 金剛石 每個碳與相鄰4個碳以共價鍵結合，形成正四面體結構；鍵角均為109°28′；最小碳環由6個C原子組成且六個原子不在同一平面內；每個C參與4條C—C鍵的形成，C原子數與C—C鍵數之比為1∶2
SiO2 每個Si與4個O以共價鍵結合，形成正四面體結構；每個正四面體占有1個Si，4個“ O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2；最小環上有12個原子，即6個O，6個Si
晶體 晶體結構 晶體詳解
分子晶體 干冰 8個CO2分子構成立方體且在6個面心又各占據1
個CO2分子；每個CO2分子周圍等距且緊鄰的
CO2分子有12個
離子晶體 NaCl型
每個Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Na＋)有6
個，每個Na＋周圍等距且緊鄰的Na＋有12個；
每個晶胞中含4個Na＋和4個Cl－
CsCl型
每個Cs＋周圍等距且緊鄰的Cl－有8個，每個
Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個；
如圖為8個晶胞，每個晶胞中含1個Cs＋、1個Cl－
晶體 晶體結構 晶體詳解
金屬
晶體 簡單立方堆積
典型代表Po，配位數為6，空間利用率為52%
體心立方堆積
典型代表Na、K、Fe，配位數為8，空間利用率為68%
面心立方最密堆積
典型代表Cu、Ag、Au，配位數為12，空間利用率為74%
六方最密堆積
典型代表Mg、Zn、Ti，配位數為12，空間利用率為74%
晶體 晶體結構 晶體詳解
混合型晶體 石墨 平面層狀結構；最小的環為六元環；由于每個碳原子為三個六元環所共用，即每個六元環擁有的碳原子數為6× ＝2；碳碳鍵數為二個六元環所共用，每個六元環擁有的碳碳鍵數為6× ＝3；鍵角為120°
元素X的某價態離子Xn＋中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3－形成的晶胞結構如圖所示。下列說法中錯誤的是
A．Xn＋的核外電子數為18
B．該晶體中陽離子與陰離子的個數比為3∶1
C．n＝1
D．晶體中每個Xn＋周圍有2個等距離且最近的N3－
√
典例 2
利用均攤法可知該晶胞中N3－的個數為8× ＝1，Xn＋的個數為12× ＝3，則該晶體的化學式為X3N；根據化合物中各元素正、負化合價代數和為0可以確定n＝1；由Xn＋中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，可知Xn＋為Cu＋，其核外電子數為28；晶體中與Cu＋等距離且最近的N3－有2個，答案為A。
對點練3.在高溫超導領域中，有一種化合物叫鈣鈦礦，其晶胞如圖所示，下列說法正確的是
A．鈦離子周圍最近相鄰且等距的鈦離子有8個
B．該晶胞中氧、鈣、鈦的粒子個數比為3∶1∶1
C．鈣離子與鈦離子之間的最短距離為晶胞邊長的1.732倍
D．該晶胞體積為氧離子與氧離子之間的最短距離的三次方
√
三、物質熔、沸點的比較
1．不同類型晶體：一般情況下，共價晶體>離子晶體>分子晶體；金屬晶體(除少數外)>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點有的很高，如鎢、鉑等，有的則很低，如汞、銫、鎵等。
2．同種類型晶體：構成晶體質點間的作用力大，則熔、沸點高，反之則低。
(1)離子晶體：離子所帶的電荷數越高，離子半徑越小，則其熔、沸點就越高。例如：NaCl>CsCl；MgO>MgCl2。
(2)分子晶體：組成和結構相似的分子晶體，一般相對分子質量越大，分子間作用力越強，則熔、沸點越高，如I2>Br2>Cl2>F2；組成和結構不相似的物質，分子的極性越大，熔、沸點越高，如CO>N2；同分異構體之間一般支鏈越多，熔、沸點越低，如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷；若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結構相似的同類晶體大，故熔、沸點較高，如沸點：HF>HI>HBr>HCl。
(3)共價晶體：一般半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，則熔、沸點越高。例如：金剛石>碳化硅>晶體硅。
(4)金屬晶體：金屬陽離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，則金屬鍵越強，熔、沸點越高。例如：Al>Mg>Na。
下列變化規律正確的是
A．KCl、MgCl2、MgO的熔點由低到高
B．H2O、H2S、H2Se的分解溫度及沸點都由高到低
C．O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔點由低到高
D．碳化硅、晶體硅、金剛石、石墨的熔點由低到高
√
典例 3
A.離子半徑越小，離子鍵越強，則離子晶體的熔點越高，Cl、O的離子半徑依次減小，K、Mg的離子半徑依次減小，則熔點由高到低的順序為MgO>MgCl2>KCl，A項正確；B.具有分子間氫鍵的分子晶體，與同族元素的氫化物相比，其熔、沸點較高，則晶體熔點由低到高的順序為H2S離子晶體>分子晶體，但在常溫下Hg為液體，I2是固體，則晶體的熔點：SiO2>NaCl>I2>Hg＞O2，C項錯誤；D.鍵長越短，共價鍵越強，熔點越高，鍵長：C—C鍵金剛石>碳化硅＞晶體硅，D項錯誤。
對點練4.下列說法正確的是
A．金剛石、SiC、HI、HBr晶體的熔點依次降低
B．活潑金屬與活潑非金屬組成的化合物形成的晶體一定為離子晶體
C．金屬晶體中，金屬陽離子所帶電荷越多，離子半徑越大，熔、沸點越高
D．石墨晶體模型中C原子與六元環的個數比為3∶1
√
A.金剛石、SiC形成共價晶體，C—C鍵長小于Si—C鍵長，所以前者鍵能大，熔點高，HI、HBr形成分子晶體，前者相對分子質量大于后者，則前者的分子間作用力大，熔點高，所以金剛石、SiC、HI、HBr晶體的熔點依次降低，A正確；B.活潑金屬Al與活潑非金屬Cl組成的化合物Al2Cl6形成的晶體為分子晶體，B錯誤；C.金屬晶體中，一般情況下，金屬陽離子所帶電荷越多，離子半徑越小，形成金屬鍵的鍵能越大，熔、沸點越高，C錯誤；D.石墨晶體模型中，每個C原子形成3個六元環，則C原子與六元環的個數比為2∶1，D錯誤；故選A。
對點練5.下列說法正確的是
A．NaOH在熔融狀態下離子鍵被削弱，形成自由移動的離子，具有導電性
B．足球烯(C60)的沸點可達500 ℃左右，故足球烯為共價晶體
C．干冰和NaCl晶體轉變為液態時，所克服的作用力相同
D．NH3的熔、沸點較PH3高，主要是因為N—H間共價鍵較強
NaOH在熔融狀態下離子鍵被削弱，形成自由移動的離子，具有導電性，A項正確；足球烯為分子晶體，B項錯誤；干冰為固態二氧化碳，轉化為液態時需要克服范德華力，而NaCl晶體變為液態，需要克服離子鍵，C項錯誤；NH3和PH3均為分子晶體，NH3的熔、沸點較PH3高的原因是NH3分子間可以形成氫鍵，D項錯誤。
√
返回
教考銜接 明考向
1．(2023·湖南卷)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a pm。阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法錯誤的是
A．晶體最簡化學式為KCaB6C6
B．晶體中與K＋最近且距離相等的Ca2＋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 g·cm－3
√
由題圖可知，晶胞中K處于頂點，數目為 ×8＝1，Ca在晶胞的體心，數目為1，B在晶胞的面上，數目為 ×12 ＝6，C也在晶胞的面上，數目為 ×12＝6，故晶體的最簡化學式為KCaB6C6 ，A項正確；由晶胞圖可知，與
Ca 2＋最近且距離相等的K ＋有8個，而晶胞中Ca 2＋ 、K ＋數目之比為1∶1，故與K ＋最近且距離相等的Ca 2＋有8個，B項正確；結合題圖可知，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
217 g·mol －1，晶胞體積為(a×10 －10) 3 cm 3，故晶體密度為
g·cm －3 ，D項正確。
2．(2023·遼寧卷)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材料(圖2)。下列說法錯誤的是
√
題圖2中，Mg或空位取代了棱心的Li，根據電荷守恒，8個棱心位置的Li只有4個被Mg取代，4個被空位取代，則Li個數為1，Mg個數為1，Cl和Br的總個數為1，故題圖2表示的化學式為LiMgOClxBr1－x，C項錯誤；鎂離子取代及鹵素共摻雜后，獲得高性能固體電解質材料，則Mg 2＋取代產生的空位有利于Li ＋傳導，D項正確。
3．(2023·浙江6月選考)氮的化合物種類繁多，應用廣泛。
請回答：
(1)基態N原子的價層電子排布式是　　　　　。
2s22p3
N核電荷數為7，核外有7個電子，基態N原子電子排布式為1s22s22p3，則基態N原子的價層電子排布式是2s22p3
(2)與碳氫化合物類似，N、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。
①下列說法不正確的是 　 (填字母)。
A．能量最低的激發態N原子的電子排布式：1s22s12p33s1
B．化學鍵中離子鍵成分的百分數：Ca3N2＞Mg3N2
C．最簡單的氮烯分子式：N2H2
D．氮烷中N原子的雜化方式都是sp3
A
①A項，能量最低的激發態N原子應該是2p能級上一個電子躍遷到3s能級，其電子排布式：1s22s22p23s1，故A錯誤；B項，鈣的金屬性比鎂的金屬性強，則化學鍵中離子鍵成分的百分數：Ca3N2＞Mg3N2，故B正確；C項，氮有三個價鍵，最簡單的氮烯即含一個氮氮雙鍵，另一個價鍵與氫結合，則其分子式：N2H2，故C正確；D項，氮烷中N原子有一個孤電子對，有三個價鍵，則氮原子的雜化方式都是sp3，故D正確；故選A。
②氮和氫形成的無環氨多烯，設分子中氮原子數為n，雙鍵數為m，其分
子式通式為　　　　　　　　　　　　　　。
氮和氫形成的無環氨多烯，一個氮的氮烷為NH3，兩個氮的氮烷為N2H4，三個氮的氮烷為N3H5，四個氮的氮烷為N4H6，設分子中氮原子數為n，其氮烷分子式通式為NnHn＋2，根據有一個氮氮雙鍵，則少2個氫原
子，因此當雙鍵數為m，其分子式通式為NnHn＋2－2m 。
③給出H＋的能力：NH3 　　 [ CuNH3]2＋ (填“>”或“<”)，理由是
_________________________________________________________________________________________________________。
[CuNH3]2＋形成配位鍵后，由于Cu對電子的吸引，使得電子云向銅偏移，
＜
進一步使氮氫鍵的極性變大，故其更易斷裂
[CuNH3]2＋形成配位鍵后，由于Cu對電子的吸引，使得電子云向銅偏移，進一步使氮氫鍵的極性變大，故其更易斷裂，因此給出H＋的能力：NH3＜[CuNH3]2＋
(3)某含氮化合物晶胞如圖，其化學式為　　　　　，每個陰離子團的配位數(緊鄰的陽離子數)為　　。
CaCN2　
6
4．(2023·全國甲卷)將酞菁—鈷酞菁—三氯化鋁復合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑。回答下列問題：
(1)圖1所示的幾種碳單質，它們互為　　　　　　，其中屬于原子晶體的是　　　　，C60間的作用力是　　　　　　。
范德華力
同素異形體
金剛石
圖1所示物質為碳元素形成的不同單質，互為同素異形體。金剛石是碳原子間通過共價鍵形成的立體網狀結構，為原子晶體；石墨屬于混合型晶體，C60為典型的分子晶體；碳納米管是納米級石墨晶體，C60間的作用力是范德華力。
(2)酞菁和鈷酞菁的分子結構如圖2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p軌道能提供一對電子的N原子是_____　　　　(填圖2酞菁中N原子的標號)。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價為______，氮原子提供孤電子對與鈷離子形成_______鍵。
配位
③
＋2價
由題目信息可知，酞菁分子中所有原子共平
面，則酞菁分子中的三種N原子的雜化方式均
為sp 2雜化，其中③號N原子分別與2個碳原子
和1個氫原子形成σ鍵，剩下一對電子未參與
p軌道的雜化，參與形成了大π鍵，而①②號N原子的雜化方式均為sp 2雜化，孤電子對參與雜化，孤電子對為sp 2雜化軌道的電子，剩余一個單電子參與形成大π鍵，故③號N原子的p軌道能提供一對電子。根據題圖2可知，由酞菁分子形成配合物鈷酞菁時，酞菁分子中失去了兩個帶正電荷的H原子，使③號N原子各帶一個單位負電荷，為保證鈷酞菁整體呈現電中性，則應該是＋2價鈷離子與之配合形成鈷酞菁分子；在鈷酞菁分子中氮原子作為配位原子提供孤電子對與鈷離子形成配位鍵。
(3)氣態AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在，其空間結構如圖3a所示，二聚體中Al的軌道雜化類型為　　　　。AlF3的熔點為1 090 ℃，遠高于AlCl3的192 ℃，由此可以判斷鋁氟之間的化學鍵為　　　　鍵。AlF3結構屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，F－的配位數為　。若晶胞參數為a pm，
晶體密度ρ ＝　　　　　　　　 g ·cm－3 (列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA)。
離子　
sp3雜化
2
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單元檢測卷
1．下列關于晶體的說法錯誤的是
A．晶體中粒子呈周期性有序排列，有自范性，而玻璃體中原子排列相對無序，無自范性
B．含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體
C．晶胞是晶體結構的基本單元，晶體內部的微粒按一定規律作周期性重復排列
D．晶體盡可能采取緊密堆積方式，以使其變得較穩定
√
晶體中粒子在三維空間里呈周期性有序排列，有自范性，而非晶體中原子排列相對無序，無自范性，A正確；含有金屬陽離子的晶體不一定是離子晶體，也可能是金屬晶體，B錯誤；構成晶體的最基本的幾何單元稱為晶胞，晶胞是描述晶體結構的基本單元，晶體內部的微粒按一定規律作周期性重復排列，C正確；晶體多采用緊密堆積方式，可以使晶體變得比較穩定，D正確。
2．下列結構示意圖中，表示晶胞的是
√
能夠表現晶體結構特征的基本單位稱為晶胞。整塊晶體是由完全等同的晶胞“無隙并置”地堆積起來。“無隙并置”即一個晶胞與它相鄰的晶胞是完全共頂角、共面、共棱的，取向一致，無間隙，從一個晶胞到另一個晶胞只需平移，不需轉動。表示A晶體結構單元的平行六面體具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱，故A結構可以表示晶胞；表示B、C、D晶體結構單元的平行六面體不具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱，故B、C、D結構不可以表示晶胞；故選A。
3．下列說法錯誤的是
A．凡是含有離子鍵的晶體一定是離子晶體
B．離子晶體中可能含有共價鍵
C．分子晶體的本質特征是熔、沸點較低
D．共價化合物形成的晶體不一定是分子晶體
√
含離子鍵的晶體或化合物一定是離子晶體或離子化合物，故A正確；離子晶體中的復雜陽離子或復雜陰離子中含共價鍵，如NaOH中的OH－、NH4Cl中的NH 都含有共價鍵，故B正確；各類晶體的本質特征是晶體的構成微粒，不同的構成微粒之間有相應的作用力形式及空間結構，這就決定了各類晶體的性質，物理性質如熔、沸點只是晶體結構的外在表現，不是本質特征，故C錯誤；共價化合物只是表明在化合物中原子間存在共價鍵，并不能說明晶體中微粒間的作用力形式，多數共價化合物分子間以分子間作用力結合形成分子晶體，也有共價化合物原子間以共價鍵結合形成具有空間網狀結構的共價晶體，如石英晶體等，故D正確。
4．科學研究表示，物質有多種聚集狀態。下列描述錯誤的是
A．冠醚可以作為高錳酸鉀氧化烯烴的催化劑
B．液晶顯示功能與液晶材料內部分子的排列密切相關
C．X射線衍射實驗不能測定晶體的原子坐標
D．納米材料之一石墨烯可作為新型電源的電極材料
√
A.冠醚是分子中含有多個—OCH2CH2—結構單元的大環多醚，與高錳酸鉀不反應，可作為高錳酸鉀氧化烯烴的催化劑，A正確；B.液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，液晶顯示功能與液晶材料內部分子的排列密切相關，B正確；C.晶體X射線衍射實驗可以用于鍵長、鍵角和晶體結構的測定，能測定晶體的原子坐標，C錯誤；D.石墨烯是由碳元素形成的單質，具有良好的導電性，可作為新型電源的電極材料，D正確；故選C。
5．下列說法不正確的是
A．熔點：NaF>MgF2>AlF3 B．沸點：PH3C．硬度：金剛石>碳化硅>晶體硅 D．熔點：CF4√
A.NaF、MgF2、AlF3均為離子晶體，離子所帶電荷數：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋，且離子半徑：Al3＋＜Mg2＋＜Na＋，所以離子鍵的鍵能：NaF＜MgF2＜AlF3，則熔點：NaF＜MgF2＜AlF3，A錯誤；B.常溫下水為液體，NH3為氣體，所以沸點：NH3＜H2O，NH3分子間存在氫鍵，所以沸點：PH3＜NH3，B正確；C.金剛石、碳化硅、晶體硅均為共價晶體，原子半徑：Si＞C，則鍵長：C—C＜C—Si＜Si—Si，所以鍵能：C—C＞C—Si＞Si—Si，硬度：金剛石＞碳化硅＞晶體硅，C正確；D.CF4、CCl4、CBr4、CI4均形成分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔點越高，由于CF4、CCl4、CBr4、CI4的相對分子質量增大，故熔點：CF46．設NA為阿伏加德羅常數的值，下列有關晶體的敘述中正確的是
A．在SiO2晶體中，最小的環是由6個硅原子組成的六元環
B．在124 g白磷(P4)晶體中，含P—P共價鍵個數為4NA
C．28 g晶體硅中含有Si—Si的個數為4NA
D．12 g金剛石中含C原子與C—C個數之比為1∶2
√
A.在SiO2晶體中，最小的環是由6個硅原子和6個氧原子所組成的12元環，A錯誤；B.白磷分子中有6個共價鍵，124 g白磷(P4)的物質的量為1 mol，因此，在124 g白磷(P4)晶體中，含P—P共價鍵個數為6NA，B錯誤；C.硅晶體中，每個硅原子與周圍4個硅原子形成4個共價鍵，每個共價鍵被2個硅原子共用，所以28 g硅晶體中含有2NA個Si—Si鍵，C錯誤；D.12 g金剛石的物質的量為1 mol，其中每個碳原子形成共價鍵，兩個碳原子之間只能形成一個共價鍵，故其中含1 mol C原子和2 mol C—C鍵，因此，C原子與C—C鍵之比為1∶2，D正確；故選D。
7．利用分子間作用力形成超分子進行“分子識別”，實現分子分離，是超分子化學的重要研究和應用領域。如圖表示用“杯酚”對C60和C70進行分離的過程，下列對該過程的說法錯誤的是
A．C70能溶于甲苯，C60不溶于甲苯
B．C60能與“杯酚”形成超分子
C．C70不能與“杯酚”形成超分子
D．“杯酚”能夠循環使用
√
由題圖可知，C60能夠與“杯酚”通過分子間作用力形成超分子，而C70不能，C60與“杯酚”形成的超分子不能溶于甲苯，但不能證明C60是否能溶于甲苯，A錯誤；C60能夠與“杯酚”通過分子間作用力形成超分子，B正確；C70不能夠與“杯酚”通過分子間作用力形成超分子，C正確；通過溶劑氯仿的作用，可實現將C60與“杯酚”分離，“杯酚”能夠循環使用，D正確。
8．Zn(OH)2溶于氨水可生成可溶性配合物[Zn(NH3)4](OH)2，下列說法正確的是
A．根據上述信息可推導出氫氧化鋅為兩性氫氧化物
B．該配合物中只有離子鍵和配位鍵
C．形成該配合物的離子方程式為Zn(OH)2＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－
D．該配合離子中由NH3提供空軌道，Zn2＋提供電子對
√
A.氫氧化鋅雖然溶于氨水這個堿，但僅是一個特例，無法確定其為兩性氧化物，A項錯誤；B.NH3與Zn2＋之間形成配位鍵，而OH－與[Zn(NH3)4]2＋之間為離子鍵，NH3中有共價鍵，B項錯誤；C.NH3與Zn2＋形成配位鍵，離子方程式為Zn(OH)2＋4NH3===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－，C項正確；D.NH3中N無空軌道，提供空軌道的是Zn2＋，D項錯誤；故選C。
9．下列物質不是配合物的是
A．NaCl B．[Fe(SCN)2]Cl
C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Ag(NH3)2]OH
√
含有配位鍵的化合物是配合物(一般銨鹽除外)，NaCl中只含有離子鍵，故不是配合物。故選A。
10. 氧化鋅晶體常用于液晶顯示器中，該晶體可用醋酸鋅[(CH3COO)2Zn]為原料在高溫下分解制得。下列說法正確的是
A．ZnO中Zn2＋的配位數為6
B．ZnO、ZnS均為離子晶體，ZnO的熔點低于ZnS
C．(CH3COO)2Zn中非金屬元素電負性：O>C>H
D．若氧化鋅晶胞參數為a，則兩個O2－的最近距離為 a
√
11．下列有關晶體結構的敘述正確的是
A．SiO2晶體中最小環上的原子個數為6
B．在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子
C．12 g 石墨烯中含有六元環的個數為0.5×6.02×1023
D．晶體熔點：金剛石>食鹽>干冰>冰
√
SiO2晶體中最小環上有12個原子，其中包括6個Si原子，6個O原子，故A錯誤；金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，所以在晶體中有陽離子，不一定有陰離子，故B錯誤；石墨烯中每個碳原子被3個環共用，對一個環的貢獻是 ，則平均每個六元環含碳原子為6× ＝2個，12 g石墨烯的物質的量為1 mol，1 mol 碳原子含有六元環的物質的量為0.5 mol，即0.5×6.02×1023個，故C正確；熔、沸點：共價晶體>離子晶體>分子晶體，分子晶體熔、沸點與相對分子質量成正比，含有氫鍵的物質熔、沸點較高，冰中含有氫鍵，所以晶體熔點：金剛石>食鹽>冰>干冰，故D錯誤。
12．含Fe3＋的配合物呈現不同的顏色，如[Fe(H2O)6]3＋呈淡紫色(稀溶液時為無色)，[FeCl4]－、[Fe(H2O)5(OH)]2＋呈黃色。在黃色Fe(NO3)3溶液中，加入稀HNO3至溶液接近無色，用該無色溶液做實驗，現象如下：
下列說法錯誤的是
A．[Fe(H2O)6]3＋中Fe3＋提供空軌道，O提供孤電子對
B．黃色Fe(NO3)2溶液中存在[Fe(H2O)5(OH)]2＋
C．實驗②反應的離子方程式為[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－ [FeCl4]－＋6H2O
D．實驗①現象說明H2O比OH－更易結合Fe3＋
√
根據[Fe(H2O)6]3＋呈淡紫色(稀溶液時為無色)，在黃色硝酸鐵溶液中加入稀硝酸至溶液接近無色，該溶液中存在[Fe(H2O)6]3＋，該溶液分為兩份，其中一份加入3滴1 mol/L NaOH溶液，溶液變為黃色溶液，即該溶液中含有[Fe(H2O)5(OH)]2＋；另一份中加入3滴1 mol/L NaCl溶液，得到黃色溶液，該溶液中含有[FeCl4]－。A.[Fe(H2O)6]3＋中，中心離子是Fe3＋，提供空軌道，H2O為配體，O提供孤電子對，故A說法正確；B.黃色Fe(NO3)3溶液中存在H2O和OH－，因此該溶液中也存在少量的[Fe(H2O)5(OH)]2＋，故B說法正確；C.在黃色硝酸鐵溶液中加入稀硝酸至溶液接近無色，該溶液中存在[Fe(H2O)6]3＋，加入3滴1mol/L NaCl溶液，
得到黃色溶液，該溶液中含有[FeCl4]－，因此發生的反應是[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－ [FeCl4]－＋6H2O，故C說法正確；D.在黃色硝酸鐵溶液中加入稀硝酸至溶液接近無色，該溶液中存在[Fe(H2O)6]3＋，加入3滴1 mol/L NaOH溶液，溶液變為黃色溶液，即該溶液中含有[Fe(H2O)5(OH)]2＋，OH－替代水的位置，說明OH－比H2O更易結合Fe3＋，故D說法錯誤；答案為D。
13．某種鈷鹽晶體的立方晶胞結構如圖所示，已知晶胞參數為a nm，A點
的原子坐標參數為(0，0，0)，C點的原子坐標參數為 。下列說法錯誤的是
√
14．鈣鈦礦是以俄羅斯礦物學家Perovski的名字命名的，最初單指鈦酸鈣這種礦物[如圖(a)]，此后，把結構與之類似的晶體(化學式形式與鈦酸鈣相同)統稱為鈣鈦礦物質。某鈣鈦礦型太陽能光伏電池的有機半導材料的結構如圖(b)所示，其中A為CH3NH，另兩種離子為I－和Pb2＋。
下列說法錯誤的是
A．鈦酸鈣的化學式為CaTiO3
B．圖(b)中，X為I－
C．CH3NH 中含有配位鍵
D．晶胞中與每個Ca2＋緊鄰的O2－有6個
√
由圖(a)可知，鈦酸鈣的晶胞中Ca2＋位于8個頂
點、O2－位于6個面心、Ti4＋位于體心，根據均
攤法可以確定Ca2＋、O2－、Ti4＋的數目分別為
1、3、1，因此其化學式為CaTiO3，A說法正確；由圖(b)可知，A、B、X分別位于晶胞的頂點、體心、面心，根據均攤法可以確定其中有1個A、1個B和3個X，根據晶體呈電中性可以確定，CH3NH 和Pb2＋均為1個，有3個I－，故X為I－，B說法正確；類比NH 的成鍵情況可知，CH3NH 中含有H＋與—NH2形成的配位鍵，C說法正確；圖(a)的晶胞中，Ca2＋位于頂點，其與鄰近的3個面的面心上的O2－緊鄰，每個頂點參與形成8個晶胞，每個面參與形成2個晶胞，因此，與每個Ca2＋緊鄰的O2－有3×8÷2＝12個，D說法錯誤。
15．(18分)氮、磷、砷等元素及其化合物在現代農業、科技、國防建設中有著許多獨特的用途。
(1)基態砷原子中能量最高的能級為　　，下列有關表示基態氮原子的排布圖中，僅違背洪特規則的是　　(填字母)。
　B
4p
基態砷原子中能量最高的能級為4p；只有B僅違背洪特規則。
(2)肼是一種良好的火箭發射燃料，傳統制備肼的方法是NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O，又知肼的熔點、沸點分別為1.4 ℃、113.5 ℃，氨氣的熔點、沸點分別為－77.7 ℃、－33.5 ℃。
①氮、氧、鈉三種元素的第一電離能由大到小的順序為________________　　　　　　　　(填元素符號)。
N>O>Na
根據第一電離能的規律可以得出，第一電離能：N>O>Na。
②N2H4中氮原子的雜化軌道類型為　　，H2O的分子結構為　　　　。
sp3 　
V形
N2H4分子中N原子除形成3個單鍵外還有一個孤電子對，故雜化方式為sp3；H2O的分子中有兩個孤電子對，故分子結構是V形。
③NH3、H2O兩分子中心原子雜化類型相同，但水分子中鍵角比NH3中的鍵角小，其原因是_______________________________________________
_____________________________，導致肼與氨氣熔點、沸點差異最主要的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　N2H4分子間氫鍵數目多于NH3分子間氫鍵數目
水分子中有2個孤電子對，而NH3中只有一個孤電子對，
前者對成鍵電子對排斥能力較強
水分子中鍵角比NH3中的鍵角小，其原因是水分子中有2個孤電子對，而NH3中只有一個孤電子對，前者對成鍵電子對排斥能力較強；導致肼與氨氣熔點、沸點差異最主要的原因是N2H4分子間氫鍵數目多于NH3分子間氫鍵數目。
(3)有“半導體貴族”之稱的砷化鎵晶體中，As、Ga原子最外電子層均達到8電子穩定結構，則該晶體中的化學鍵的類型有　　　　(填字母)。
A．離子鍵 B．極性鍵
C．配位鍵 D．π鍵
BC
Ga原子最外層有3個電子，As有5個電子，要形成8電子穩定結構，必須形成配位鍵，故選BC。
(4)由氮、鉑(Pt)兩元素形成的某種二元化合物的晶胞如圖所示，則該化合物的化學式為　　　　　　，若該晶胞的邊長為d pm，則該晶體的密度
為　　　　　　 g·cm－3。
PtN2
16．(12分)(1)某磷青銅的晶胞結構如圖1所示。
①其化學式為　　　　　。
SnCu3P
②該晶胞中與Cu原子距離相等且最近的Sn原子有　　個，這些Sn原子所呈現的空間結構為　　　　　。
由題圖1可知，該晶胞中與Cu原子距離相等且最近的Sn原子有4個，這些Sn原子所呈現的空間結構為正方形。
4　
正方形
③若該晶體的密度為8.82 g·cm－3，則兩個Cu原子間的最短距離為
_________________________pm(用含NA的代數式表示)。
(2)NaCl晶體在50～300 GPa的高壓下和Cl2反應，可以形成一種新晶體，其晶胞結構如圖2所示(大球為Cl，小球為Na，晶胞的每個面上均含有2個Cl原子)。
①若A原子的坐標為(0，0，0)，B原子的坐標為 ，則C原子的坐
標為　　　　　　。
②該晶胞中與Cl緊鄰的Na的個數為　　。
由題圖2可知，該晶胞中與Cl緊鄰的Na有4個。
4
③已知晶胞參數為a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為
　　　　　　g·cm－3(列出計算式即可)。
17．(14分)(1)下列關于晶體的說法正確的組合是　　 (填字母)。
①分子晶體中都存在共價鍵
②在晶體中只要有陽離子就一定有陰離子
③金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點依次降低
④離子晶體中只有離子鍵沒有共價鍵，分子晶體中肯定沒有離子鍵
⑤SiO2晶體中每個硅原子與四個氧原子以共價鍵相結合
⑥晶體中分子間作用力越大，分子越穩定
A．①②③⑤ B．③
C．③⑤ D．①②④
C
①稀有氣體形成的分子晶體中不存在共價鍵，故①錯誤；②在金屬晶體中有金屬陽離子沒有陰離子，帶負電荷的是自由電子，故②錯誤；③金剛石、SiC是共價晶體，共價鍵強度隨著成鍵原子半徑減小而增大，原子半徑：CC—Si，所以熔點：金剛石>SiC。離子晶體的鍵能隨著離子半徑增大而減小，離子半徑：F－NaCl，所以熔點：NaF>NaCl，水分子之間存在氫鍵，所以熔點：H2O>H2S，總之，金剛石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶體的熔點依次降低，故③正確；④離子晶體中可能存在共價鍵，故④錯誤；⑤SiO2晶體中每個硅原子與四個氧原子以共價鍵相結合，故⑤正確；⑥晶體中分子間作用力大小與分子穩定性之間沒有關系，故⑥錯誤。故選C。
(2)金屬原子與CO形成的配合物稱為金屬羰基配合物(如羰基鐵)。形成配合物時，每個CO提供一對電子與金屬原子形成配位鍵，且金屬原子的價層電子和CO提供的電子總和等于18。
①寫出Fe3＋的價層電子的電子排布圖為　　　　　　　　。
Fe3＋的價層電子的電子排布圖為 。
②金屬羰基配合物中，微粒間作用力有　　　　(填字母)。
a．配位鍵 b．共價鍵
c．離子鍵 d．金屬鍵
ab
金屬羰基配合物中，微粒間作用力有配位鍵和共價鍵，故選ab。
(3)用光氣(COCl2)與甲胺(CH3NH2)可以制取CH3NCO。
①1 mol COCl2含有　　 mol σ鍵和　　mol π鍵。
1
3
COCl2分子的成鍵情況與甲醛相似，1 mol COCl2含有3 mol σ鍵和1 mol π鍵。
②與COCl2互為等電子體的一種陰離子為　　　　　　　，中心原子的雜化方式是　　，離子的空間結構為　　　　　　　。
sp2
平面三角形
與COCl2互為等電子體的一種陰離子為CO或NO，中心原子的雜化方式是sp2，離子的空間結構為平面三角形。
③甲胺極易溶于水，除因為它們都是極性分子外，還因為_____________
________________。
甲胺能與水形
成分子間氫鍵
甲胺極易溶于水，除因為它們都是極性分子外，還因為甲胺能與水形成分子間氫鍵。
18．(14分)磷及其化合物在電池、催化等領域有重要應用。黑磷與石墨類似，也具有層狀結構(圖1)。 為大幅度提高鋰電池的充電速率，科學家最近研發了黑磷—石墨復合負極材料，其單層結構俯視圖如圖2所示。
回答下列問題：
(1)Li、C、P三種元素中，電負性最小的是　　　　(填元素符號)。
Li　
非金屬性越強電負性越大，三種元素中Li為金屬元素，非金屬性最弱，所以電負性最小
(2)基態磷原子價層電子排布式為　　　　。
3s23p3
P為15號元素，核外電子排布為[Ne]3s23p3，價層電子排布式為3s23p3
(3)圖2黑磷區中P原子的雜化方式為　　　　，石墨區中C原子的雜化方式為　　　　。
　sp2
sp3
根據圖1可知黑磷區中六元環不是平面結構，P原子形成3個P—P鍵，有1個孤電子對，價層電子對數為4，P原子采取sp3雜化；石墨區中C原子的雜化方式為sp2雜化
(4)氫化物PH3、CH4、NH3的沸點由高到低順序為　　　　　　　　　。
NH3＞PH3＞CH4
NH3分子間存在氫鍵沸點最高，PH3的相對分子質量大于CH4，所以PH3的沸點較高，所以沸點由高到低順序為NH3>PH3>CH4
(5)根據圖1和圖2的信息，下列說法正確的有　　　　 (填字母)。
A．黑磷區中P—P鍵的鍵能不完全相同
B．黑磷與石墨都屬于混合型晶體
C．由石墨與黑磷制備該復合材料的過程，發生了化學反應
D．石墨與黑磷的交界結合區域中，P原子與C原子共平面
E．復合材料單層中，P原子與C原子之間的作用力屬范德華力
ABCD　
A.據題圖可知黑磷區中P—P鍵的鍵長不完全相等，所以鍵能不完全相同，A正確；B.黑磷與石墨，每一層原子之間由共價鍵組成六元環結構，層與層之間由范德華力互相吸引，所以為混合型晶體，B正確；C.由石墨與黑磷制備該復合材料的過程中，P—P和C—C鍵斷裂，形成P—C鍵，發生了化學反應，C正確；D.石墨中C原子為sp2雜化，所以與六元環中C原子相連的原子與六元環共面，則石墨與黑磷的交界結合區域中，P原子與C原子共平面，D正確；E.復合材料單層中，P原子與C原子之間的作用力為共價鍵，E錯誤；綜上所述正確的有ABCD
(6)貴金屬磷化物Rh2P (相對分子質量為237)可用作電解水的高效催化劑，其立方晶胞如圖3所示。已知晶胞參數為a nm，晶體中與P距離最近的Rh
的數目為　　，晶體的密度為　　　　　　　　g·cm－3(列出計算式)。
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