2024版步步高新高考化学考前三个月专项练习第11题　物质结构与性质综合题.pdf

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1、第第 11 题物质结构与性质综合题题物质结构与性质综合题复习建议：4 课时(题型突破 2 课时习题 2 课时)1.(2022全国甲卷)2008 年北京奥运会的“水立方”，在 2022 年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：(1)基态 F 原子的价电子排布图(轨道表示式)为_。(2)图 a、b、c 分别表示 C、N、O 和 F 的逐级电离能 I 变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是_(填标号)，判断的根据是_；第三电离能的变化图是_(填标号)。(3)固态

2、氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构_。(4)CF2=CF2和 ETFE 分子中 C 的杂化轨道类型分别为_和_；聚 四 氟 乙 烯 的 化 学 稳 定 性 高 于 聚 乙 烯，从 化 学 键 的 角 度 解 释 原 因_。(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X 代表的离子是 _；若 该 立 方 晶 胞 参 数 为 a pm，正 负 离 子 的 核 间 距 最 小 为_pm。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-12024版步步高新高考化学考前三个月专项练习第11题物质结

3、构与性质综合题答案(1)(2)图 a同一周期第一电离能有增大的趋势，但由于N 元素的 2p 能级为半充满状态，因此 N 元素的第一电离能较 C、O 两种元素高图 b(3)(4)sp2sp3CF 的键能大于聚乙烯中 CH 的键能，键能越大，化学性质越稳定(5)Ca234a 解析(1)F 为第 9 号元素，其电子排布为 1s22s22p5，则其价电子排布图为。(2)C、N、O、F 四种元素在同一周期，同一周期第一电离能有增大的趋势，但由于 N 元素的 2p 能级为半充满状态，因此 N 元素的第一电离能较 C、O 两种元素高，因此 C、N、O、F 四种元素的第一电离能从小到大的顺序为 CON一氯乙烯

4、一氯乙炔Cl 参与形成的一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1大 键越多，形成的 CCl 键的键长越短(3)CsCl CsCl为 离 子 晶 体，ICl为 分 子 晶 体 (4)电 解 质 NA（504 1012）32解析(1)F 的原子序数为 9，其基态原子电子排布式为 1s22s22p5，1s22s22p43s1为基态氟原子 2p 能级上的 1 个电子跃迁到 3s 能级上，属于氟原子的激发态，a 正确；1s22s22p43d2，核外共 10 个电子，不是氟原子，b 错误；1s22s12p5，核外共 8个电子，不是

5、氟原子，c 错误；1s22s22p33p2为基态氟原子 2p 能级上的 2 个电子跃迁到 3p 能级上，属于氟原子的激发态，d 正确；而同一原子 3p 能级的能量比 3s能级的能量高，因此能量较高的是 1s22s22p33p2。(2)一氯乙烯的结构式为，碳原子采取 sp2杂化，因此 C 的一个 sp2杂化轨道与 Cl 的 3px轨道形成 CCl 键。C 的杂化轨道中 s 成分越多，形成的 CCl 键越强，CCl键的键长越短，一氯乙烷中碳采取 sp3杂化，一氯乙烯中碳采取 sp2杂化，一氯乙炔中碳采取 sp 杂化，sp 杂化时 s 成分多，sp3杂化时 s 成分少，同时 Cl 参与形成的大 键越

6、多，形成的 CCl 的键长越短，一氯乙烯中 Cl 的 3p 轨道与 C 的 2p轨道形成 3 中心 4 电子的大 键(43)，一氯乙炔中 Cl 的 3p 轨道与 C 的 2p 轨道形成 2 个 3 中心 4 电子的大 键(43)，因此三种物质中 CCl 键长的顺序为一氯乙烷一氯乙烯一氯乙炔。(3)CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为 CsCl，红棕色液体为 ICl，而 CsCl 为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl 为分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力，因此 CsCl 的熔点比 ICl 高。(4)由题意可知，在电场作用下，Ag不需要克服

7、太大阻力即可发生迁移，因此 AgI 晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为 81812 个，依据化学式 AgI 可知，银离子个数也为 2 个，晶胞的物质的量 nNNAmol2NA mol，晶胞体积 Va3 pm3一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(5041012)3 m3，则 AgI 晶体的摩尔体积 VmVn（504 1012）3 m32NA molNA（504 1012）32 m3mol1。3.(2021全国甲卷)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态

8、阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排布式为_；单晶硅的晶体类型为_。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si 采取的杂化类型为_。SiCl4可发生水解反应，机理如下：含 s、p、d 轨道的杂化类型有：dsp2、sp3d、sp3d2，中间体 SiCl4(H2O)中Si 采取的杂化类型为_(填标号)。(2)CO2分子中存在_个 键和_个键。(3)甲醇的沸点(64.7)介于水(100)和甲硫醇(CH3SH，7.6)之间，其原因是_。(4)我国科学家发明了高选择性的二氧

9、化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方 ZrO2晶胞如图所示。Zr4离子在晶胞中的配位数是_，晶胞参数为 a pm、a pm、c pm，该晶体密度为_gcm3(写出表达式)。在 ZrO2中掺杂少量 ZnO 后形成的催化剂，化学式可表示为 ZnxZr1xOy，则 y_(用 x 表达)。答案(1)3s23p2原子晶体(或共价晶体)sp3(2)22(3)甲醇和水均能形一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1成分子间氢键，而甲硫醇不能，且水比甲醇的氢键多(4)84 918 16NAa2c 10302x解

10、析(1)基态硅原子 M 层有 4 个电子，分别填充于 3s 和 3p 能级轨道中，则基态硅原子价电子排布式为 3s23p2。单质硅熔、沸点高，硬度大，是原子(共价)晶体。SiCl4的中心原子硅原子周围有 4 对成键电子对，则 Si 采取 sp3杂化。由中间体SiCl4(H2O)的结构可知，Si 原子周围有 5 对成键电子对，故该杂化轨道含 1 个 s杂化轨道、3个p杂化轨道和1个d杂化轨道，则Si采取的杂化类型为sp3d。(2)CO2分子的结构为 O=C=O，则 1 个 CO2分子中含 2 个 键和 2 个 键。(3)甲醇的结构简式是 CH3OH，1 个甲醇分子可形成 1 个分子间氢键，而 1

11、 个 H2O 分子可形成 2 个分子间氢键，水中氢键比例比甲醇高，故水的沸点比甲醇高，甲硫醇中不存在氢键，其沸点最低。(4)以 ZrO2晶胞结构的上面面心的 Zr4为研究对象，将晶体结构向上由 1 个晶胞延长为 2 个晶胞，可观察到与该 Zr4距离最近的 O2有 8 个，则 Zr4的配位数为 8。该晶胞中含 8 个 O2，Zr4个数为 8186124(个)，则 1 个晶胞的质量为4 918 16NA g，1 个晶胞的体积为 a2c1030 cm3，则该晶体的密度为4 918 16NAa2c 1030 gcm3。该晶体中，Zr 为4 价，Zn为2 价，O 为2 价，由化合物中各元素化合价代数和为

12、 0 可得，2x4(1x)2y0，解得 y2x。4.(2021全国乙卷)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：(1)对于基态 Cr 原子，下列叙述正确的是_(填标号)。A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为Ar3d54s1B.4s 电子能量较高，总是在比 3s 电子离核更远的地方运动C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。Cr(NH3)3(H2O)2Cl2中提供电子对形成配位键的原子是_，中心离子的配位数为_。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教

13、辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(3)Cr(NH3)3(H2O)2Cl2中配体分子 NH3、H2O 以及分子 PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。PH3中 P 的杂化类型是_。NH3的沸点比 PH3的_，原因是_。H2O 的键角小于 NH3的，分析原因：_。(4)在金属材料中添加 AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是_原子。设 Cr 和Al 原子半径分别为 rCr和 rAl，则金属原子空间占有率为_%(列出计算表达式)。答案(1)AC(2)N、O、Cl6(3)sp3高NH3分子间存在氢键H2O、NH3分子中

14、的 O 原子、N 原子均为 sp3杂化，其中心原子的孤电子对数分别为 2、1，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小(4)铝2 43r3Al4 43r3Cra2c100解析(1)轨道处于半充满状态时体系总能量低，基态 Cr 原子核外电子排布式为Ar3d54s1，A 正确；由量子力学的基本理论可知，4s 轨道的电子也会出现在离核较近的位置，B 错误；铬的电负性比钾的大，对键合电子的吸引力比钾的大，C正确。(2)当共价键中共用的电子对是由其中一个原子(离子)独自提供，另一个原子(离子)提供空轨道时，就形成配位键，观察该物质的化学式可知，该配合物

15、中提供电子对形成配位键的原子为 N、O、Cl，中心离子的配位数为 6。(3)由题图可知，PH3的中心原子 P 形成 3 个 键电子对和 1 个孤电子对，则其杂化方式为一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1sp3。NH3、PH3均为分子晶体，但 NH3分子间存在氢键，故 NH3沸点更高。H2O、NH3分子中的 O 原子、N 原子均为 sp3杂化，其中心原子的孤电子对数分别为 2、1，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小。(4)由题图可知，1 个晶胞中所含灰球的个数

16、为 81812(个)，白球的个数为 81424(个)，已知该物质的化学式为 AlCr2，故灰球代表铝原子，位于顶角和体心，白球代表铬原子，位于棱上和晶胞内。由题给晶胞图可知，该晶胞的体积为 a2 c，则金属原子空间占有率晶胞内微粒总体积晶胞体积100%，即2 43r3Al4 43r3Cra2c100%。考情预测：预计 2023 年高考仍会借助新科技、新能源为背景，考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、键、键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查

17、重点，复习时加以重视！智能点一基态原子的核外电子排布表示方法举例电子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1简化表示式Cu：Ar3d104s1价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图(或轨道表示式)O：微练 1高考题组合练。(1)(2020全国卷)基态 Ti 原子的核外电子排布式为_。(2)(2021湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为_。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(3)(2021海南卷)基态锰原子的价层电子排布式为_。(4)(2021天津卷)基态 Fe 原子的价层电子排布式为_。(5)(

18、2021广东卷)基态硫原子价电子排布式为_。答案(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)(3)3d54s2(4)3d64s2(5)3s23p4智能点二电离能、电负性及其应用1.电离能的应用判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱判断元素的化合价如果某元素的 In1In，则该元素的常见化合价为n，如钠元素 I2I1，所以钠元素的化合价为12.电负性的应用微练 2高考题组合练。(1)(2020全国卷)CaTiO3组成元素的电负性大小顺序是_。(2)(2020全国卷)NH3BH3分子中，与 N 原子相连的 H 呈正电性(H)，与 B 原子相连的 H 呈负

19、电性(H)，电负性大小顺序是_。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(3)(2021海南卷)第一电离能的大小：C_O(填“大于”或“小于”)。(4)(2021湖南卷)H、C、N 的电负性由大到小的顺序为_。(5)(2021山东卷)O、F、Cl 电负性由大到小的顺序为_。答案(1)OTiCa(2)NHB(3)小于(4)NCH(5)FOCl智能点三中心原子杂化类型和分子空间构型的判断分子(A 为中心原子)中心原子孤电子对数中心原子杂化方式分子构型示例0sp直线形BeCl2、CO2、HCN1sp2V 形SO2、O3AB2

20、2sp3V 形H2O、H2S0sp2平面三角形BF3、CH2O、SO3AB31sp3三角锥形NH3、H3O、PCl3AB40sp3正四面体形CH4、NH4、SO24微练 3高考题组合练。(1)(2020全国卷)有机碱 CH3NH3中，N 原子的杂化轨道类型是_。(2)(2020全国卷)NH3BH3分子中，NB 化学键称为_键，其电子对由_提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH36H2O=3NH4B3O369H2，B3O36的结构如图所示：一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1在该反应中，B 原子的杂化轨

21、道类型由_变为_。(3)(2021海南卷)CO23中碳原子的杂化轨道类型是_，写出一种 CO23与具有相同空间结构的1 价无机酸根离子的化学式_。(4)(2021河北卷)已知 KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_，其中 P 采取_杂化方式，与 PO34电子总数相同的等电子体的分子式为_。(5)(2021山东卷)Xe 是第五周期的稀有气体元素，与 F 形成的 XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为_，下列对 XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_(填标号)。A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d答案(1)sp3(2)配位Nsp3sp2(3)sp2NO3(4)

22、sp3SiF4、SO2F2等(5)5D智能点四大 键的判断1.含义在一个具有平面(或直线)结构的多原子分子中，如果彼此相邻的 3 个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心 键。这种不局限在两个原子之间的 键称为离域 键，或共轭大 键，简称大 键。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-12.大 键的形成条件这些原子多数处于同一平面上这些原子有相互平行的 p 轨道形成大 键的条件p 轨道上的电子总数小于 p 轨道数的 2 倍3.大 键表示符号nm，m 表示相

23、互平行的 p 轨道的数目，n 表示相互平行的 p 轨道里的电子数。理论计算证明 n2m 时可形成大 键，解题时可作为验证大 键书写正误的方法。4.实例1，3丁二烯(H2C=CHCH=CH2)4 个碳原子均采用 sp2杂化。这些杂化轨道相互重叠，形成 键分子骨架，故所有原子处于同一平面。每个碳原子还有一个未参与杂化的 p 轨道，垂直于分子平面，每个 p 轨道里面有一个电子，故丁二烯分子中存在一个“4 轨道 4 电子”的 pp 大 键。表示符号为 44。5.常见的大 键分子(离子)C6H6(苯)CO2O3N3大 键6643(2 个)4343(2 个)分子(离子)NO3CO23大 键646465示例

24、 1SO2分子中的大键表示为_。答案43解析(1)计算大 键中的电子数，思维流程为：一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(2)再书写大 键的表示符号，SO2分子中形成大 键 p 轨道数为 3，则表示符号为 43。微练 4经 X 射线衍射测得化合物 R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，五氮阴离子盐的晶体结构，其局部结构如图所示。R 中阴离子 N5中的 键总数为_个。分子中的大 键可用符号 nm表示，其中 m 代表参与形成大 键的原子数，n 代表参与形成大 键的电子数(如苯分子中的大 键可表示为 66)，则 N5

25、中的大 键应表示为_。答案565解析由题图可知，R 中阴离子 N5中有 5 个 NN，所以 N5中的 键总数为 5个；N5中的大 键中含有 5 个 N 原子，所以参与形成大 键的原子数为 5，每个N 原子形成 2 个 键，还有一对孤电子对，每个 N 原子提供 1 个电子形成大 键，一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1从外界得到的 1 个电子也参与形成大 键，故参与形成大 键的电子数为 6，则N5中的大 键应表示为 65。智能点五结构决定性质解释原因类简答题1.孤电子对对键角的影响(BP成键电子对，LP孤电子对)分子

26、杂化轨道角度排斥力分析实际键角H2O10928LPLPLPBPBPBP105NH310928LPBPBPBP107COCl2120C=O 对 CCl 的排斥力大于 CCl 对 CCl 的排斥力形成两种键角分别为12418、111242.范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响作用力类型范德华力氢键共价键作用微粒分子H 与 N、O、F原子强度比较共价键氢键范德华力影响因素组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大形成氢键元素的电负性原子半径对性质的影响影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大键能越大，稳定性越强3.晶体熔、沸点高低的比较共价晶体原子半径越

27、小、键长越短，则键能越大，其熔、沸点就越高，如：金刚石晶体硅。离子晶体阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点就越高，如：MgOMgCl2，NaClCsCl。金属晶体金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如 AlMgNa。分子存在分子其熔、沸点较高，如：H2OH2S一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1间氢键晶体组成和结构相似相对分子质量越大，其熔、沸点就越高，如：HIHBr微练 5高考题组合练。(1)(2020全国卷)Ti的四卤化物熔点如下表所示，T

28、iF4熔点高于其他三种卤化物，自 TiCl4至 TiI4熔点依次升高，原因是_。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/37724.1238.3155(2)(2021河北卷)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJmol1)如下表：NNNNPPPP193946197489从能量角度看，氮以 N2、而白磷以 P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_。(3)(2021海南卷)MnS 晶胞与 NaCl 晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是_。(4)(2021湖南卷)硅和卤素单质反应可以得到 SiX4。SiX4的熔、沸点SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K18

29、3.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.70 时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是_(填化学式)，沸点依次升高一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1的原因是_。答案(1)TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高(2)在原子数目相同的条件下，N2比 N4具有更低的能量，而 P4比 P2具有更低的能量，能量越低越稳定(3)MnS 中阴阳离子所带电荷数比 NaCl 的多，离子键强度更大(4)SiCl

30、4SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大智能点六原子分数坐标的确定(1)概念以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。(2)原子分数坐标的表示方法晶胞中的任意一个原子的中心位置均可用 3 个分别小于 1 的数在立体坐标系中表示出来，如图 1 中位于晶胞原点 A(顶点)的原子的坐标为(0，0，0)；B 点原子分数坐标为(12，12，12)；C 点原子分数坐标为(12，0，12)；D 点原子分数坐标为(12，0，0)。示例 2一种四方结构的超导化合物的晶胞如图所示，图中原子 1 的坐标为(12，12，12)，则原子 2 和 3

31、 的坐标分别为_、_。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1答案(12，12，0)(0，0，12)微练 6(1)(2022广东六校三次联考)NiO 的晶胞结构如图甲所示，其中原子坐标参数 A 为(0，0，0)，B 为(1，1，1)，则 C 的原子坐标参数_。(2)(2022长沙适应性考试)原子坐标参数表示晶胞内部各离子或原子的相对位置。F 的化合物种类很多，如图乙为 D 与 F 形成化合物的立方晶胞，其中部分离子坐标参数为 a(0，0，0)、b(1，0，1)、c(1，1，2)、d(2，1，1)。则 e 点的 D 离子

32、的坐标参数为_。(3)(2021海南卷)MnS 晶胞与 NaCl 晶胞属于同种类型，如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a 点硫原子坐标为(1，12，12)，b 点锰原子坐标为(0，12，0)，一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1则 c 点锰原子坐标为_。答案(1)(1，12，12)(2)(32，12，32)(3)(0，1，12)智能点七晶胞及组成微粒计算1.晶胞中微粒数目的计算方法均摊法2.四种离子晶体模型类别NaCl 型CsCl 型晶胞配位数68晶

33、胞中所含离子数Cl：4；Na：4Cs：1；Cl：1阴、阳离子间最短距离(b)和晶胞参数(a)之间的关系b12ab32a类别ZnS 型CaF2型晶胞配位数4F：4；一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1Ca2：8晶胞中所含离子数Zn2：4；S2：4Ca2：4；F：8阴、阳离子间最短距离(b)和晶胞参数(a)之间的关系34a34a3.有关晶胞的三大类计算(1)计算晶体密度的方法 根据晶胞结构确定各种粒子的数目 求 晶胞质量 m根据晶胞的边长或微粒间距离 求 晶胞体积 V晶胞密度(2)计算晶体中微粒间距离的方法(3)晶体微

34、粒与 M、之间的关系若 1 个晶胞中含有 x 个微粒，则 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒，其质量为 xM g(M为微粒的相对原子质量)；又 1 个晶胞的质量为 a3 g(a3为晶胞的体积，a 为晶胞边长或微粒间距离)，则 1 mol 晶胞的质量为 a3NA g，因此有 xMa3NA。微练 7高考题组合练。(1)(2020全国卷)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为 Pb2、I和有机碱离子 CH3NH3，其晶胞如图(b)所示。其中 Pb2与图(a)中_的空间位置相同，若晶胞参数为 a nm，则晶体密度为_ gcm3(列出计算式)。一手网课和试

35、卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(2)(2020全国卷)研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为 a pm、b pm、c pm，90。氨硼烷的 222 超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度 _ gcm3(列出计算式，设 NA为阿伏加德罗常数的值)。(3)(2021广东卷)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质 X为潜在的拓扑绝缘体材料。X 的晶体可视为 Ge 晶体(晶胞如图 a 所示)中部分 Ge 原子被 Hg 和 Sb 取代后形成。图 b 为 Ge 晶胞中部分 Ge 原子

36、被 Hg 和 Sb 取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是_。图 c 为 X 的晶胞，X 的晶体中与 Hg 距离最近的 Sb 的数目为_；该晶胞中粒子个数比 HgGeSb_。设 X 的最简式的式量为 Mr，则 X 晶体的密度为_ gcm3(列出算式)。答案(1)Ti4620NAa31021一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(2)31 2 gNAabc 1030 cm362NAabc 1030(3)图 b 中上、下两个面的原子不同，不符合晶胞平移后重合的特性41124MrNAx2y 1021解析(1)比较

37、晶胞(a)(b)可知，将图(b)中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离子连接起来，就能变为图(a)所示晶胞结构，图(b)中体心上的 Pb2就变为了八个顶点，即相当于图(a)中的 Ti4；图(b)中顶点上的 I就变成了体心，即相当于图(a)中的Ca2；图(b)面心上中的 CH3NH3就变成了棱心，即相当于图(a)中的 O2；故图(b)中的 Pb2与图(a)中的 Ti4的空间位置相同；从图(b)可知，一个晶胞中含有 Pb2的数目为 111 个，CH3NH3的数目为 8181 个，I的数目为 6123 个，故晶胞的密度为 mV1 mol （2073 12712146 1）g/molNA（a 107）362

38、0NAa31021 g/cm3。(2)在氨硼烷的 222 的超晶胞结构中，共有 16 个氨硼烷分子，晶胞的长、宽、高分别为 2a pm、2b pm、2c pm，若将其平均分为 8 份可以得到 8 个小长方体，则平均每个小长方体中占有 2 个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分别为 a pm、b pm、c pm，则小长方体的质量为31 2 gNA，小长方体的体积为 abc1030 cm3，因此，氨硼烷晶体的密度为31 2 gNAabc 1030 cm362NAabc 1030 gcm3。(3)题图 b 中上、下两个面的面心原子分别为 Hg 和 Ge，晶胞结构不对称，不符合晶胞平移后重合的特性，因此

39、不是晶胞单元。由题图 c 可知，X 的晶体中与Hg 距离最近的 Sb 的数目为 4；该晶胞中 Hg 原子数4146124(个)，Ge 原子数81841214(个)，Sb 原子数为 8，故 Hg、Ge、Sb 粒子个数比为一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1448112。该晶胞的组成为 Hg4Ge4Sb8，由于最简式的式量为 Mr，则晶胞的质量为4MrNA g，晶胞的体积为 x2y1021 cm3，则晶体的密度为4MrNAx2y 1021 gcm34MrNAx2y 1021 gcm3。【题型建模】典例(2022江西重点

40、中学联考)Fe、Ni 元素性质非常相似，属于铁系元素，得到广泛应用，请回答下列问题：(1)Fe 元素位于元素周期表的_区(填分区)。(2)基态 Ni3核外电子排布式为_。(3)鉴定Ni2的特征反应是将丁二酮肟加入Ni2盐溶液中，生成鲜红色的螯合物M，M 结构如图 1 所示：组成 M 的五种元素中，除 H 元素外，另外四种元素第一电离能由大到小的顺序为_(填元素符号)，其中 C 原子的杂化类型为_。图中各微粒间不存在的作用力有_(填标号)。a.配位键 b.极性键c.非极性键 d.键e.离子键 f.氢键(4)一种铁氮化合物具有高磁导率，可用于制电子元件，其晶胞结构如图 2 所示。该铁氮化合物的化学

41、式为_。一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1在该晶胞结构的另一种表示中，N 处于顶点位置，则铁处于_位置。若该化合物密度为 gcm3，用 NA表示阿伏加德罗常数，则由 Fe()构成的正八面体的体积为_ cm3。思维提示(1)铁位于元素周期表的第四周期第族，位于 d 区。(2)Ni 的原子序数为 28，其基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，则 Ni3的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d7。(3)另外四种元素为 N、O、C、Ni，同一周期从左向右第一电离能呈增大趋势，第A

42、 族因最外层处于半满结构，使得其第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，而同一族从上向下第一电离能逐渐减小，因此 N、O、C、Ni 第一电离能由大到小的顺序为：NOCNi；由 M 的结构可知，既有饱和碳原子、又有形成双键的碳原子，因此碳原子采取 sp3、sp2杂化。由 M 结构可知，M 中存在 NNi 配位键，CC 非极性键，CN、CH、OH 极性键，C=N 双键中含有 键，还有 2 个氢键，不存在离子键，答案选 e。(4)依据晶胞结构，Fe 原子个数为：8186124，其中 Fe()占 3 个、Fe()占 1 个，N原子位于体心，原子数目为1，因此铁氮化合物的化学式为：Fe4N或Fe3()F

43、e()N。依据晶胞结构图知，若 N 处于顶点位置，则 Fe 处于体心和棱心位置。氮化铁的化学式为 Fe4N，则晶胞质量 m238NA g，若晶胞边长为 a cm，则晶胞质量 mVa3 g238NA g，a3238NA，Fe()围成的八面体相当于两个正四棱锥，底面为正方形，对角线长为晶胞边长、并且两对角线相互垂直、S底12a2 cm2，正四棱锥的高等于12a cm，根据V锥13S底h1312a212aa312 cm3，八面体体积V2V锥a36 cm31193NA cm3。答案(1)d(2)1s22s22p63s23p63d7一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷

44、教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1(3)NOCNisp3、sp2e(4)Fe4N 或 Fe3()Fe()N体心和棱心1193NA解题建模1.根据所确定的元素的位置，完成电子排布式(图)的书写，注意第四周期元素，并根据所处位置完成电负性和电离能的大小比较，注意特殊情况。2.根据所组成的物质结构特点，确定对物质的分子极性、空间构型、中心原子杂化及微粒间的作用力对性质的影响，注意氢键和配位键这两种特殊作用力。3.根据所组成物质的晶体类型，及所掌握的计算模型，完成晶体结构的计算(如晶体密度的计算、晶胞原子个数的计算等)。【分点突破】微题型 1以指定元素或物质为背景的多角度立体考查(主)精练

45、1(2022湖南卷)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：基态 Se 原子的核外电子排布式为Ar_。该新药分子中有_种不同化学环境的 C 原子。比较键角大小：气态 SeO3分子_SeO23离子(填“”“”或“MgAl(2)正四面体sp2sp265(3)cs2c43（2r3Mg2r3Cu4r3Al）a2c100解析(1)已知 Al 为 13 号元素，其基态 Al 原子核外价电子排布图为：，根据同一周期元素的第一电离从左往右呈增大趋势，A 与A、A 与A 反常，故 Mg、Al 及

46、 Si 的第一电离能从大到小的顺序为：SiMgAl；(2)已知 AlCl4中心原子上的价层电子对数为：412(3141)4，故其空间构型为正四面体，Al2Cl7中各原子最外层均达到 8 电子结构，即每 个Al周 围 形 成4对 共 用 电 子 对，则 其 结 构 式 为一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1；EMIM中 环 上 所 有 原 子 共 面，由可知，与乙基相连的 N 原子若有孤电子对，则不可能为平面结构，则无孤电子对，其价层电子对数为 3，即为 sp2杂化，与甲基相连的 N 则无孤电子对，价层电子对数为 3

47、，杂化方式为 sp2，中环上由 5 个原子参与成键，与乙基相连的 N 原子提供 2 个电子，每个碳原子提供 1 个电子，与甲基相连的 N 原子提供 1 个电子，故该大 键应表示为 65；EMIMF(HF)3也是一种常见的离子液体，根据 H 和 F 的最外层电子数可知，H 和 F 只能形成一个共价键，HF中 存 在 分 子 间 氢 键，故 F(HF)3的 结 构 式 为：；(3)由题干图示晶胞图可知，C 点原子离坐标原点在 z 轴方向上的距离为：（cs）pm2，故 C 点在 z 轴方向上的分数坐标 z（cs）pm2c pmcs2c；设 Mg、Cu 和 Al 原子半径分别为 rMg pm、rCu

48、pm、rAl pm，由题干图示晶胞可知，一个晶胞中含有 Al 原子个数为：8124 个，含有 Cu 原子个数为：8182122 个，含有 Mg 原子个数为：41412 个，则金属原子的空间占有率为43（2r3Mg2r3Cu4r3Al）a2c100%。微题型 2无具体元素或以推导为背景的“拼盘式”考查(次)精练 4(2022牡丹江联考)已知 A、B、C、D、E、F 为前四周期元素且原子序一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1一手网课和试卷教辅关注公众号网课来了，微信MM2026-1数依次增大，其中 A 无中子；B 含有 3 个能级，且每个能级所含的电子数相同；D 原子基态核外

49、电子运动状态共 8 种；E 为族元素，基态 E 原子中有 4 个未成对电子且全在同一能级；E、F 原子序数相差 3。(1)写出阳离子 E2的核外电子排布式_。(2)B、C、D 简单气态氢化物的稳定性由小到大的顺序是_(用化学式书写)。(3)由 A、B、C 构成的物质(ABC)的结构式是_，其中 B 原子的杂化方式是_，CA3空间构型是_，BA4的 VSEPR 模型为_，是由_键构成的_分子(填“极性”或“非极性”)。(4)E 元素与 D 元素形成的 ED 晶体与 NaCl 晶体晶胞结构相似，则 ED 晶体中 E离子的配位数为_。(5)F 单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞结构如图乙所示

50、，原子之间相互位置关系的平面图如丙所示。若 F 原子半径为 a cm，则 F 单质晶体的密度为_ gcm3(只列出计算式，阿伏加德罗常数的值为 NA)。答案(1)1s22s22p63s23p63d6或者Ar3d6(2)CH4NH3H2O(3)HCNsp三角锥形正四面体极性非极性(4)6(5)64 4(4a2)3 NA或64 4（2 2a）3 NA解析已知 A、B、C、D、E、F 为前四周期元素且原子序数依次增大，其中 A无中子，为氢元素；B 含有 3 个能级，且每个能级所含的电子数相同，则电子排布为 1s22s22p2，为碳元素；D 原子基态核外电子运动状态共 8 种，D 为氧元素，则 C 为