2025屆高三化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)講義（07）-專題二第三講 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

2025屆高三化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)講義（07）專題二物質(zhì)結(jié)構(gòu)2-3晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（1課時(shí)）【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1．能運(yùn)用離子鍵、配位鍵、金屬鍵等模型，解釋離子化合物、配合物、金屬等物質(zhì)的某些典型性質(zhì)。2．能說出晶體與非晶體的區(qū)別；能結(jié)合實(shí)例描述晶體中微粒排列的周期性規(guī)律ce借助于分子晶體、共價(jià)晶體、離子晶體、金屬晶體等的微粒及其微粒間的相互作用力。3．能從微粒的空間排布及其相互作用的角度對(duì)生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究中的簡(jiǎn)單安全進(jìn)行分析，舉例說明物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的應(yīng)用價(jià)值?！局攸c(diǎn)突破】1．常見晶體的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的分析?！菊骖}再現(xiàn)】例1．（1）（2023·江蘇卷）釩酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式可表示為。（2）（2022·江蘇卷）FeS2具有良好半導(dǎo)體性能。FeS2的一種晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似，該晶體的一個(gè)晶胞中Seq\o\al(2-,2)的數(shù)目為_______，在FeS2晶體中，每個(gè)S原子與三個(gè)Fe2+緊鄰，且Fe—S間距相等，如圖給出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞體心的Seq\o\al(2-,2)（Seq\o\al(2-,2)中的S—S鍵位于晶胞體對(duì)角線上，晶胞中的其他Seq\o\al(2-,2)已省略)。如圖中用“—”將其中一個(gè)S原子與緊鄰的Fe2+連接起來_______。（3）（2019·江蘇卷）某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為________。eq\a\vs4\al(圖1FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖)eq\a\vs4\al(圖2轉(zhuǎn)化過程的能量變化)解析：（1）因?yàn)镠4V4O12具有八元環(huán)結(jié)構(gòu)，只能是V和O形成八元環(huán)，V連有五根共價(jià)鍵，故結(jié)構(gòu)式為：；（2）因?yàn)镕eS2的晶體與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似，由NaCl晶體結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)NaCl晶胞含有4個(gè)Na+和4個(gè)Cl-，則該FeS2晶體的一個(gè)晶胞中Seq\o\al(2-,2)的數(shù)目也為4；FeS2晶體中，每個(gè)S原子與三個(gè)Fe2+緊鄰，且Fe—S間距相等，根據(jù)FeS2晶胞中的Fe2+和Seq\o\al(2-,2)的位置（Seq\o\al(2-,2)中的S—S鍵位于晶胞體對(duì)角線上）可知，每個(gè)S原子與S—S鍵所在體對(duì)角線上距離最近的頂點(diǎn)相鄰的三個(gè)面的三個(gè)面心位置的Fe2+緊鄰且間距相等，其中一個(gè)S原子與緊鄰的Fe2+連接圖如下：。（3）能量越低越穩(wěn)定，Cu代替a位置的Fe(頂點(diǎn)上的Fe)，晶胞中Cu個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，F(xiàn)e個(gè)數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，N位于體心，個(gè)數(shù)為1，化學(xué)式為Fe3CuN。答案：（1）（2）（3）Fe3CuN例2．（1）（2023·湖南卷）科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，該立方晶胞參數(shù)（邊長(zhǎng)）為appm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯(cuò)誤的是A．晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6B．晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)C．晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有12個(gè)面D．晶體的密度為（2）（2022·湖南卷）鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖：①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為_______；②Fe原子的配位數(shù)為_______；解析：（1）A項(xiàng)，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中K個(gè)數(shù)：8×=1，其中Ca個(gè)數(shù)：1，其中B個(gè)數(shù)：12×=6，其中C個(gè)數(shù)：12×=6，故其最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6，正確；B項(xiàng)，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K+位于晶胞頂點(diǎn)，Ca2+位于體心，每個(gè)K+為8個(gè)晶胞共用，則晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個(gè)，正確；C項(xiàng)，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中B和C原子構(gòu)成的多面體有14個(gè)面，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)選項(xiàng)A分析可知，該晶胞最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6C6，則1個(gè)晶胞質(zhì)量為：，晶胞體積為a3×10-30cm3，則其密度為，正確。（2）①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和體心的鉀原子個(gè)數(shù)為8×+1=2，鐵原子位于面心，原子個(gè)數(shù)為8×=4，位于棱上和體心的硒原子的個(gè)數(shù)為8×+2=4，則超導(dǎo)材料最簡(jiǎn)化學(xué)式為KFe2Se2；②由平面投影圖可知，位于棱上的鐵原子與位于面上的硒原子的距離最近，所以鐵原子的配位數(shù)為4。答案：（1）C（2）①KFe2Se2②4【知能整合】1．明確晶體類型的兩種判斷方法（1）據(jù)各類晶體的概念判斷，即根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的作用力類別進(jìn)行判斷。如由分子通過分子間作用力(范德華力、氫鍵)形成的晶體屬于分子晶體；由原子通過共價(jià)鍵形成的晶體屬于原子晶體；由陰、陽離子通過離子鍵形成的晶體屬于離子晶體；由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的晶體屬于金屬晶體。（2）據(jù)各類晶體的特征性質(zhì)判斷。如低熔、沸點(diǎn)的晶體屬于分子晶體；熔、沸點(diǎn)較高，且在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的晶體屬于離子晶體；熔、沸點(diǎn)很高、不導(dǎo)電、不溶于一般溶劑的晶體屬于原子晶體；能導(dǎo)電、傳熱、具有延展性的晶體屬于金屬晶體。2．突破晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較3．晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算方法——均攤法熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目A．NaCl(含4個(gè)Na＋，4個(gè)Cl－)B．干冰(含4個(gè)CO2)C．CaF2(含4個(gè)Ca2＋，8個(gè)F－)D．金剛石(含8個(gè)C)E．體心立方(含2個(gè)原子)F．面心立方(含4個(gè)原子)【體系再構(gòu)】【隨堂反饋】基礎(chǔ)訓(xùn)練1．（2023·南京一中期中）1771年化學(xué)家舍勒用曲頸瓶加熱螢石和濃硫酸的混合物，發(fā)現(xiàn)玻璃瓶?jī)?nèi)壁被腐蝕，首次制得了氫氟酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaF2＋H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CaSO4＋2HF↑。下列說法正確的是A．HF分子間可形成氫鍵，沸點(diǎn)高于HClB．CaF2的電子式是C．CaSO4晶體是離子晶體，僅含離子鍵D．H2SO4晶體屬于共價(jià)晶體2．（2023·遼寧卷）某種鎂鹽具有良好的電化學(xué)性能，其陰離子結(jié)構(gòu)如下圖所示。W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素，W、Y原子序數(shù)之和等于Z，Y原子價(jià)電子數(shù)是Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍。下列說法錯(cuò)誤的是A．W與X的化合物為極性分子 B．第一電離能C．Q的氧化物是兩性氧化物 D．該陰離子中含有配位鍵3．（2023·通州模擬）海水中資源的綜合利用有著重要意義。下列說法正確的是A．基態(tài)溴原子(35Br)電子排布式為[Ar]4s24p5B．NaCl晶胞(如圖所示)中含有14個(gè)Na＋C．在空氣中灼燒MgCl2·6H2O可得到無水氯化鎂D．電解熔融氯化鎂時(shí)，金屬鎂在陰極析出4．（2023·山東卷）石墨與F2在450℃反應(yīng)，石墨層間插入F得到層狀結(jié)構(gòu)化合物(CF)x，該物質(zhì)仍具潤滑性，其單層局部結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該化合物的說法正確的是A．與石墨相比，(CF)x導(dǎo)電性增強(qiáng)B．與石墨相比，(CF)x抗氧化性增強(qiáng)C．(CF)x中C—C的鍵長(zhǎng)比C—F短D．1mol(CF)x中含有2xmol共價(jià)單鍵5．（2023·蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào)）硫及其化合物有著廣泛的作用。硫元素具有多種化合價(jià)，在一定條件下能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。不同溫度下硫單質(zhì)的狀態(tài)和分子結(jié)構(gòu)不同，S8環(huán)狀分子的結(jié)構(gòu)為。合理應(yīng)用和處理含硫的化合物，在生產(chǎn)、生活中有重要意義。下列有關(guān)說法正確的是()A．SOeq\o\al(2－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形B．S8是共價(jià)晶體C．SO2和SO3中的鍵角相等D．H2S的沸點(diǎn)高于H2O拓展訓(xùn)練6．（2023·蘇北七市一模）金紅石型TiO2的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。在下圖中用“○”圈出所有位于晶胞體內(nèi)的原子。7．（2023·鹽城三模）氧化鋅晶體的一種晶胞是如圖3所示的立方晶胞，其中與Zn原子距離最近的Zn原子的數(shù)目為________，請(qǐng)?jiān)趫D4中畫出該晶胞沿z軸方向的平面投影圖。8．（2023·浙江卷）氮的化合物種類繁多，應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答：（1）基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布式是___________。（2）與碳?xì)浠衔镱愃?，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___________。A．能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式：1s22s12p33s1B．化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)：Mg3N2＞Ca3N2C．最簡(jiǎn)單的氮烯分子式：N2H2D．氮烷中N原子的雜化方式都是sp3②氮和氫形成的無環(huán)氮多烯，設(shè)分子中氮原子數(shù)為n，雙鍵數(shù)為m，其分子式通式為______。③給出H+的能力：NH3_______[CuNH3]2+（填“＞”或“＜”），理由是___________。（3）某含氮化合物晶胞如圖，其化學(xué)式為___________，每個(gè)陰離子團(tuán)的配位數(shù)（緊鄰的陽離子數(shù)）為___________。9．金屬羰基配位化合物在催化反應(yīng)中有著重要應(yīng)用。HMn(CO)5是錳的一種簡(jiǎn)單羰基配位化合物，其結(jié)構(gòu)示意圖如下?；卮饐栴}：（1）基態(tài)錳原子的核外電子排布式為。（2）配位化合物中的中心原子配位數(shù)是指和中心原子直接成鍵的原子的數(shù)目。HMn(CO)5中錳原子的配位數(shù)為，配位原子是。（3）CO32–中碳原子的雜化軌道類型是，寫出一種與具有相同空間結(jié)構(gòu)的–1價(jià)無機(jī)酸根離子的化學(xué)式。（4）MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型，如圖所示。MnS晶胞中與一個(gè)S2-相緊鄰的Mn2+有個(gè)，與S2-最近的且等距的S2-有個(gè)?！倦S堂反饋】答案：1．A2．A3．D4．B5．A6．7．12A8．（1）2s22p3（2）①A②NnHn+2?2m(m≤n/2，m為正整數(shù))③＜[CuNH3]2+形成配位鍵后，由于Cu對(duì)電子的吸引，使得電子云向銅偏移，進(jìn)一步使氮?dú)滏I的極性變大，故其更易斷裂（3）CaCN269．（1）[Ar]3d54s2（2）6C、O（3）sp2NO3-（4）612【課后作業(yè)】1．（2023·遼寧卷）在光照下，螺呲喃發(fā)生開、閉環(huán)轉(zhuǎn)換而變色，過程如下。下列關(guān)于開、閉環(huán)螺呲喃說法正確的是A．均有手性 B．互為同分異構(gòu)體C．N原子雜化方式相同 D．閉環(huán)螺吡喃親水性更好2．下列有關(guān)SO2、SO3、SOeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)的說法正確的是A．SOeq\o\al(2－,3)中S原子的雜化方式為sp3B．SOeq\o\al(2－,4)的空間構(gòu)型為平面正方形C．SO2晶體熔點(diǎn)高、硬度大D．SO3分子是極性分子3．關(guān)于用輝銅礦制備粗銅反應(yīng)（）的相關(guān)說法正確的是A．Cu+轉(zhuǎn)化為基態(tài)Cu，得到的電子填充在3d軌道上B．O2和SO2都是非極性分子C．Cu2S晶胞中S2-位置如圖：，則一個(gè)晶胞中含有8個(gè)Cu+D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每有22.4LO2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子4mol4．用NaBH4進(jìn)行“化學(xué)鍍”鎳，可以得到堅(jiān)硬、耐腐蝕的保護(hù)層(3Ni3B+Ni)，反應(yīng)的離子方程式為：20Ni2++16BH4-+34OH-+6H2O===2(3Ni3B+Ni)+10B(OH)4-+35H2↑，下列說法不正確的是A．1molB(OH)4-含有σ鍵的數(shù)目為4NAB．BH4—的立體構(gòu)型是正四面體形C．B原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和能量均相同D．Ni的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：，鎳原子的配位數(shù)為125．（1）把粉碎的軟錳礦粉與BaS溶液反應(yīng)生成一種錳的氧化物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，該氧化物化學(xué)式為________。（2）2LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，其余為L(zhǎng)i＋。每個(gè)晶胞中含有Li＋的數(shù)目為________。6．鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能的特種鋼，這類特種鋼中含有碳、硅、氧、氮、磷等元素。（1）基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子排布式為____________。（2）第二周期中第一電離能介于B與N之間的元素有________種。（3）CNO－的空間結(jié)構(gòu)為__________，C的雜化方式為____________。（4）NH3分子在獨(dú)立存在時(shí)H—N—H鍵角為107°。下圖是[Zn(NH3)6]2＋的部分結(jié)構(gòu)以及H—N—H鍵角的測(cè)量值。解釋NH3形成如圖配合物后H—N—H鍵角變大的原因：__________________。（5）有機(jī)鐵肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中不存在的化學(xué)鍵有________(填字母)。A．離子鍵B．金屬鍵C．配位鍵 D．σ鍵E．氫鍵（6）和兩種物質(zhì)中，沸點(diǎn)更高的是______________。（7）向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液，溶液變成紅色，該反應(yīng)中有時(shí)用Fe(SCN)3表示形成的配合物，經(jīng)研究表明Fe3＋與SCN－不僅能以1∶3的個(gè)數(shù)比配合，還能以其他個(gè)數(shù)比配合。①Fe3＋與SCN－反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e3＋提供__________，SCN－提供___________，二者通過配位鍵結(jié)合。②所得Fe3＋與SCN－的配合物中，主要是Fe3＋與SCN－以個(gè)數(shù)之比1∶1配合，所得離子顯紅色，含該離子的配合物化學(xué)式是__________________。7．金屬元素Fe、Ni、Pt均為周期表中同族元素，該族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。（1）Fe是常見的金屬，生活中用途廣泛。請(qǐng)回答下列問題：①Fe在元素周期表中的位置為____________。②已知：FeO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，與O2－距離最近且等距離的亞鐵離子圍成的立體構(gòu)型為________。（2）鉑可與不同的配體形成多種配合物，分子式為[Pt(NH3)2Cl4]的配合物的配體是________；該配合物有兩種不同的顏色，其中橙黃色比較不穩(wěn)定，在水中的溶解度大；呈亮黃色的物質(zhì)在水中的溶解度小，如下圖所示的結(jié)構(gòu)示意圖中呈亮黃色的是______(填“A”或“B”)，理由是_____________________________________。（3）金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖。儲(chǔ)氫原理為：鑭鎳合金吸附H2，H2解離為原子，H原子儲(chǔ)存在其中形成化合物。若儲(chǔ)氫后，氫原子占據(jù)晶胞中上下底面的棱和面心，則形成的儲(chǔ)氫化合物的化學(xué)式為_______。（4）已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道，則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)，形成“離域π鍵”(或大π鍵)。大π鍵可用πeq\o\al(m,n)表示，其中m、n分別代表參與形成大π鍵的電子數(shù)和原子個(gè)數(shù)，如苯分子中大π鍵表示為πeq\o\al(6,6)。下列微粒中存在“離域π鍵”的是________。a．O3b．SOeq\o\al(2－,4)c．H2Sd．NOeq\o\al(－,3)8．Ni、Co均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液（含Ni2+、Co2+、Al3+、Mg2+）中，利用氨浸工藝可提取N