2024届高三新高考化学大一轮专题练习----晶体结构与性质
一、单选题
1．（2023·江苏·校联考模拟预测）下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．碳化硅熔点很高，可用于制作砂轮磨料 B．呈弱碱性，可用于治疗胃酸过多
C．生铁硬度大、抗压，可用于铸造机器底座 D．有还原性，可用于水处理中脱氯()
2．（2023春·河北保定·高三河北安国中学校联考阶段练习）Mg与Si两种元素形成的某化合物是一种n型半导体材料，在光电子器件、能源器件、激光、半导体制造、恒温控制通信等领域具有重要应用前景，该化合物晶胞结构示意图如图，设为阿伏加德罗常数的值，1号原子的坐标为，3号原子的坐标为，下列说法错误的是
A．该化合物的化学式为 B．2号原子的坐标为
C．晶体密度为 D．离Si最近且等距的Si有12个
3．（2023·湖南长沙·湖南师大附中校考二模）物质A因其受热分解(反应如下图所示)产生而受到新能源汽车行业的关注。已知元素X、Y形成的一种晶体的晶胞结构如图M所示，元素X基态原子的价电子排布式为，X、Y同周期，且Y的基态原子是同周期中单电子数目最多的。下列有关说法正确的是
A．A分子中含有配位键
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Y
C．T分子不可能所有原子共平面
D．晶体M中，X的配位数为12
4．（2023春·湖北·高三校联考阶段练习）钙钛矿太阳能电池是当前世界最有前途的薄膜光伏技术之一，(相对分子质量为620)是最主要的有机无机杂化钙钛矿材料，其晶胞结构如图所示，A为有机阳离子，其分数坐标为，B的分数坐标为，为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A．C的分数坐标为
B．每个A周围与它最近且等距离的B有8个
C．原子的简化电子排布式为
D．该晶体的密度为
5．（2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测）下列叙述I和II均正确并且有因果关系的是
叙述I 叙述II
A NH3能使酚酞溶液变红 NH3可用于设计喷泉实验
B 1-己醇的沸点比己烷的沸点高 1-己醇和己烷可通过蒸馏初步分离
C Al2O3熔点高，硬度大 实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH固体
D Na在Cl2中燃烧生成离子晶体 NaCl固体可导电
A．A B．B C．C D．D
6．（2023·福建龙岩·统考模拟预测）某补血剂有效成分M的结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X为原子半径最小的元素，Y和Z同主族，X、Y、Z原子序数之和为25，W为金属且W3+的价层电子为半充满结构。下列说法正确的是
A．M具有氧化性，能与KI发生反应
B．Z的氧化物的水化物可能有还原性
C．M中W的轨道杂化方式为sp3
D．该晶体熔化时，只需克服离子键的作用
7．（2023春·河南·高三统考期中）如图是金刚石晶体结构模型，下列关于金刚石的说法正确的是
A．金刚石晶体中碳碳键之间的夹角为120°
B．金刚石晶胞中六元环中的碳原子在同一平面内
C．每个碳原子与其他4个碳原子相连形成正四面体结构
D．金刚石晶体中碳原子与碳碳键数目之比为1:4
8．（2023·全国·高三专题练习）渗入石墨层间形成的插层化合物既可作乙烷脱氢的催化剂，又作储氢材料，其储氢量与肼相当。一种插层化合物的六方晶胞如图1所示，表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．中大于中 B．同条件下的沸点高于
C．插层化合物的密度为 D．图2可表示插层化合物沿z轴的局部投影图
9．（2023·全国·高三专题练习）某钒、镓合金的晶胞结构及其晶胞沿x轴投影图如下，已知：晶胞参数为a pm，为阿伏加德罗常数的值，其中原子坐标参数甲，乙。下列说法错误的是
A．该合金的化学式为 B．丙原子的坐标参数
C．与V距离最近且相等的Ga有4个 D．该合金的密度为
10．（2023春·福建南平·高三福建省政和第一中学校考阶段练习）氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示，下列说法错误的是
A．在NaCl晶体中，每个晶胞含有4个NaCl分子
B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键个数的比为1∶2
C．CO2晶胞中，1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个
D．石墨是混合型晶体，层间是范德华力，层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键
11．（2023春·江西·高三校联考阶段练习）江西有很多重要的非物质文化遗产，如贵溪錾铜雕刻、庐山云雾茶制作技艺、夏布织造技艺、萍乡烟花制作技艺等。下列说法正确的是
A．金属铜熔化时断裂离子键
B．泡茶时涉及溶解、过滤、萃取、蒸馏等操作
C．生产“夏布”使用的原料为苎麻，其灼烧时有烧焦羽毛的气味
D．烟花绽放时呈现的绚丽色彩与电子跃迁释放能量有关
12．（2023·江苏南通·统考三模）黄铁矿是自然界中常见的金属矿物，主要成分为。工业上常煅烧其生成含铁矿渣和含硫气体。含硫气体可用来提取硫和制造硫酸，制硫酸时的尾气常用氨水吸收；含铁矿渣与硫酸反应后再加入溶液，可制备。常温下可用铁质容器贮存浓硫酸。的晶胞如下图所示。
下列化学反应表示正确的是
A．煅烧黄铁矿：
B．气体与气体混合：
C．氨水吸收过量：
D．溶液与溶液混合的离子方程式：
13．（2023春·广东广州·高三广东实验中学校考期中）1—乙基—3—甲基咪唑四氟硼酸盐被广泛应用于有机合成和聚合反应、分离提纯以及电化学研究中，下列关于1—乙基—3—甲基咪唑四氟硼酸盐说法错误的是
A．熔点比低
B．五元环处于同一平面，则两个氮原子的杂化方式分别为
C．所含元素的电负性：
D．阳离子中含有σ键数目为
二、多选题
14．（2023秋·江苏·高三统考竞赛）每年10月23日上午的6：02到晚上的6：02被誉为“摩尔日”(MoleDay)，这个时间的美式写法为6：020/23，外观与阿伏加德罗常数相似。通常用表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．273℃、101.3kPa时，1L苯蒸气完全燃烧所生成的气态物质的总分子数约为
B．5g和的混合物发生热核聚变反应：，净产生的中子数为
C．12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为
D．反应中，生成28g时，转移的电子数目为
三、非选择题
15．（2023春·河南周口·高三校联考阶段练习）人类文明的发展历程，也是化学物质的认识和发现历程。
(1)基态O原子中能量最高的电子所占据的原子轨道形状为___________，高温下比更稳定，试从核外电子排布的角度解释其原因：___________。
(2)分子中C元素的化合价为___________。类卤素对应的酸有两种，理论上硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点，其原因是___________。
(3)中的键角比的键角小，其原因为___________。
(4)在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞结构如图所示。
①钙钛矿的化学式为___________，距每个钛离子最近的氧离子的数目有___________个。
②设阿伏加德罗常数的值为，晶胞的边长为，则该晶胞的密度为___________。
16．（2023春·北京海淀·高三101中学校考期中）晶体具有周期性的微观结构，现出许多独特的性质，用于制造各种材料。
(1)干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。
①1个分子周围等距且最近的分子有__________个。
②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为、面心为，则铜金合金晶体中与原子数之比是__________。
(2)在材料学，医学等领域有广泛用途。世界上第一辆单分子“纳米小车”的四个轮子是，小车运行情况如图所示，从a处化学键的特点说明其能运动的原因：____________。
(3)晶体与晶体结构相似。
①熔点远高于，结合下表说明理由：______________________。
晶体 阴阳离子间距/ 熔点/℃
276 801
212 1960
②设阿伏加德罗常数的值为，晶胞边长为()，的摩尔质量为M，则晶体的密度是__________(列出计算式)。
③晶体普遍存在各种缺陷。某种晶体中存在如图所示的缺陷：当一个空缺，会有两个被两个所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中与的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为，则__________。
17．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)分别用○、 表示和，晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是、在晶胞面、面上的位置：
①若晶胞底边的边长均为、高为，阿伏伽德罗常数的值为，晶体的密度为_______(写出表达式)。
②晶胞在轴方向的投影图为_______(填标号)。
A、 B、 C、 D、
(2)硼化钙可用于新型半导体材料，一种硼化钙的晶胞结构及沿z轴方向的投影图如图所示，硼原子形成的正八面体占据顶角位置。若阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶体密度ρ=_______g·cm-3。
(3)过渡金属Q与镧形成的合金是一种储氢材料，其中基态Q原子的价电子排布式为，该合金的晶胞结构和z轴方向的投影图如图所示。
若阿伏伽德罗常数的值为，则该合金的密度_______(用含a、c、的代数式表示，列出计算式即可；Q的相对原子质量用M元素符号表示)。
(4)的晶胞结构如图所示：
已知的摩尔质量为，为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为_______。该晶胞沿体对角线方向的投影图_______(填标号)。
a． b． c． d．
18．（2023春·广东江门·高三台山市第一中学校考阶段练习）ZnGeP2和KTiOPO4都是非线性光学晶体材料，在激光技术方面有广泛用途。请回答下列问题：
(1)O、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为___________。
(2)H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为___________，熔点差异的原因：___________。
(3)以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。
①Zn的配位数为___________。
②以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于___________。
③原子A、C的坐标参数分别为(0，，)、(0，0，0)，则原子B的坐标参数为___________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．碳化硅是共价晶体，用于制作砂轮磨料利用了其硬度大、耐磨的性质，与熔点高不存在对应关系，故A符合题意；
B．能与胃酸(盐酸)反应，碱性弱对人体伤害小，性质与用途存在对应关系，故B不符合题意；
C．生铁是铁碳合金，硬度大、抗压，用于铸造机器底座利用了这一性质，性质与用途存在对应关系，故C不符合题意；
D．有还原性，能将还原成无毒的，水处理中脱氯()利用了这一性质，性质与用途存在对应关系，故D不符合题意；
故选：A。
2．C
【详解】A．由晶胞图可知，Si原子位于顶点和面心，个数为8×+6×=4，8个Mg原子位于体内，Mg：Si=8：4=2：1，该化合物的化学式为Mg2Si，故A正确；
B．将晶胞分成8个小立方体，2号原子位于右后下方的小立方体的体心，1号原子的坐标为（0，0，0），3号原子的坐标为（1，1，1），则2号原子的坐标为，故B正确；
C．晶胞质量为g，晶胞体积为a3×10-21cm3，晶胞密度ρ= =g cm-3=g cm-3，故C错误；
D．由晶胞图可知，距顶点的Si原子最近的Si原子位于相邻的面心，离Si最近且等距的Si有=12个，故D正确；
故选：C。
3．A
【分析】元素X基态原子的价电子排布式为，则n=2，元素X基态原子的价电子排布式为2s22p1，X为B，X、Y同周期，都为第二周期元素，且Y的基态原子是第二周期中单电子数目最多的，Y为N，W只连接1个共价键，且A受热分解产生，W为H元素，以此解答。
【详解】A．A分子中B原子含有空轨道，N原子含有1个孤电子对，B原子和N原子之间形成了1个配位键，故A正确；
B．非金属性：N>B，元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：HNO3>H3BO3，故B错误；
C．T分子中B原子和N原子都形成双键，二者都是sp2杂化，T分子是平面的结构，所有原子共平面，故C错误；
D．由晶胞结构可知，以晶胞内一个B原子为中心，周围有4个N原子，则B的配位数为4，故D错误；
故选A。
4．C
【详解】A．根据晶胞结构可知，C位于晶胞的面心，A分数坐标为，B的分数坐标为，则C的分数坐标为，A正确；
B．根据晶胞结构可知，A位于晶胞顶点，B位于晶胞体心，则每个A周围与它最近且等距离的B有8个，B正确；
C．Pb为82号元素，则原子的简化电子排布式为，C错误；
D．根据晶胞结构可知，该晶胞边长为apm，则其体积为(a×10-10)cm3，该晶体的分子式为：，其摩尔质量为：620g/mol，该晶体的密度为，D正确；
故选C。
5．B
【详解】A．氨气可用于设计喷泉实验是因为氨气极易溶于水，与能使酚酞溶液变红无关，故A错误；
B．1－己醇和己烷是互溶的液体，由1－己醇的沸点比己烷的沸点高可知，1－己醇和己烷可通过蒸馏初步分离，故B正确；
C．Al2O3为两性氧化物，能与NaOH反应，因此实验室不可用氧化铝坩埚熔化NaOH固体，故C错误；
D．氯化钠是含有离子键的离子化合物，化合物中含有不能自由移动的离子，不能导电，故D错误；
故选B。
6．B
【分析】X为原子半径最小的元素，X为H。W为金属且W3+的价层电子为半充满结构，则W为Fe。Y和Z同主族，X、Y、Z原子序数之和为25，再结合其结构，Y为O，Z为S。
【详解】A．结合图看，M的化学式为[Fe(H2O)6]SO4·H2O，Fe的化合价为+2，+2的铁弱氧化性不能KI反应，A项错误；
B．Z的氧化物的水化物可能H2SO3，其中S为+4价均有强还原性，B项正确；
C．M中W的杂化为d2sp3，C项错误；
D．该分子中存在分子间氢键，所以晶体熔化克服离子键和氢键，D项错误；
故选B。
7．C
【详解】A．金刚石晶体中每个碳和周围四个碳原子形成共价键，形成立体网状结构，碳碳键之间的夹角为109°28，A错误；
B．金刚石晶胞中最小的环为六元环，每个环中有4个碳原子在同一平面内，B错误；
C．每个碳原子与其他4个碳原子相连，形成正四面体结构，C正确；
D．金刚石晶体中每个碳原子和周围4个碳形成碳碳键，碳与碳碳键数目之比为1:(4)=1:2，D错误；
故答案选C。
8．A
【详解】A．N2H4中N存在一对孤电子对，C2H6中C没有孤电子对，孤电子对对成键电子的排斥力比成键电子对之间的排斥力更强，因此H-N-H键角小于H-C-H，A错误；
B．N2H4可形成分子间氢键，而C2H6无法形成分子间氢键，故同条件下N2H4沸点高于C2H6，B正确；
C．根据该晶胞的结构可知，晶胞中含有K个数为=1，含有C个数为8，该晶胞的体积为a××c×10-21cm3，该插层化合物的密度为=，C正确；
D．根据图1晶胞的结构可知，图2可表示插层化合物沿z轴的局部投影图，D正确；
故答案选A。
9．B
【详解】A．Ga位于顶点和体心，V位于面心，结合晶胞均摊计算知该晶胞中含2个Ga、6个V，所以该合金的化学式为，A正确；
B．由信息可知丙原子的坐标参数，B错误；
C．晶胞中距离Ga最近且相等的V有12个，距离V最近且相等的Ga有4个，C正确；
D．根据晶胞体积和晶胞质量可知该合金的密度为，D正确；
故选B。
10．A
【详解】A．NaCl是离子晶体，故在NaCl晶体中不存在NaCl分子，只存在Na+和Cl-，A错误；
B．在金刚石晶体中，每个碳原子与周围的4个碳原子形成碳碳键，而每个碳碳键又同时被两个碳原子共用，故碳原子与碳碳键个数的比为1∶=1∶2，B正确；
C．CO2晶胞即干冰晶体结构为分子密堆积，二氧化碳分子处于晶胞的顶点与面心位置，以顶点二氧化碳研究，与它距离最近且相等的CO2分子处于面心位置，而每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，则一个CO2分子周围与它距离最近且相等的CO2分子有=12个，C正确；
D．由题干图示可知，石墨是混合型晶体，层间是范德华力，层内每个碳原子与其他3个碳原子形成共价键，D正确；
故选A。
11．D
【详解】A．金属铜熔化时断裂金属键，故A错误；
B．泡茶时涉及溶解、过滤操作，不涉及萃取、蒸馏操作，故B错误；
C．生产“夏布”使用的原料为苎麻，苎麻主要成分是纤维素，蛋白质灼烧时才有烧焦羽毛的气味，故C错误；
D．烟花绽放时呈现的绚丽色彩与电子跃迁释放能量有关，主要是高能态跃迁到低能态，故D正确。
综上所述，答案为D。
12．B
【详解】A．黄铁矿“煅烧”时反应的化学方程式为，不是生成三氧化硫，故A错误；
B．气体与气体混合发生的反应为，故B正确；
C．用氨水吸收少量SO2生成亚硫酸铵，离子方程式为：2NH3·H2O+SO2=2NH+SO+H2O，亚硫酸铵要拆开，故C错误；
D．属于弱酸的酸式酸根离子，部分发生电离，不能将其拆开，故D错误；
故答案选B。
13．B
【详解】A．1—乙基—3—甲基咪唑四氟硼酸盐是离子液体，常温下为液体，而四氟硼酸钠是离子晶体，常温下为固态，则1—乙基—3—甲基咪唑四氟硼酸盐的熔点低于四氟硼酸钠，故A正确；
B．五元环处于同一平面说明环中存在大π键，碳原子和氮原子的杂化方式都为sp2杂化，故B错误；
C．元素的非金属性越强，电负性越大，离子液体中所含元素的非金属性强弱顺序为F>N>C>H，则电负性的大小顺序为F>N>C>H，故C正确；
D．由化学式可知，阳离子的σ键数目为19，则1mol阳离子中含有σ键数目为19NA，故D正确；
故选B。
14．BC
【解析】略
15．(1) 哑铃形 最外层电子排布式为，处于稳定的全满状态
(2) 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能
(3)中N原子上含有1个孤电子对，中N原子上没有，成键电子对与孤电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
(4) 6
【详解】（1）基态O原子中能量最高的电子所占据为p能级，其原子轨道形状为哑铃形。高温下比更稳定，是因为最外层电子排布式为，处于稳定的全满状态。
（2）分子结构为，且所含元素的电负性，则C元素的化合价为价；硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点的原因是异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能。
（3）中的键角比的键角小，是因为中N原子上含有1个孤电子对，中N原子上没有，成键电子对与孤电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力。
（4）①晶胞中钛离子位于晶胞的定点，个数为，氧原子在晶胞的棱上，个数为，钙原子个数为1，则钙钛矿的化学式为，距每个钛离子最近的氧离子在一个晶胞中有3个，钛原子位于晶胞的定点，每个顶点为8个晶胞共用，但每个棱为4个晶胞共用，故距离钛离子最近的氧原子的数目个。②该晶胞的质量为，体积为，则该晶胞的密度为。
16．(1) 12 1∶3
(2)a处通过单键相连，可以绕键轴旋转
(3) 和晶体类型相同；和所带电荷数多于和；和间距比和间距更小，晶体中离子键更强 0.97
【详解】（1）①以顶点的二氧化碳分子研究，与之最近的二氧化碳分子位于面心上，将晶胞补全可知，有3层每各有4个二氧化碳分子与之最近，故与之最近的二氧化碳分子有4×3=12个；
②若顶点为、面心为，晶胞中含有原子数目为，晶胞中含有原子数目为，则铜金合金晶体中与原子数之比是1:3；
（2）a处通过单键相连，可以绕键轴旋转，故可以运动；
（3）①和都是离子晶体，晶体中离子的电荷数大于，又由阴阳离子间距可知晶体中离子半径小，的晶格能越大，其离子键的键能更大，熔点更高；
②由图可知，晶体中存在4个Na+和4个Cl-，则晶体中存在4个Ni2+和4个O2-，则晶胞质量为，晶胞边长为，则晶胞体积为，故晶体的密度=；
③该氧化镍样品中与的离子数之比为6∶91，则为，为，根据晶体呈电中性可得，×2+×3=2×1，解得x=0.97。
17．(1) B
(2)
(3)
(4) a
【详解】（1）①○、 表示和，由图可知，数目为，的数目为 ，即晶胞中含有4个和4个，则晶胞的质量为，晶胞的体积为V=a2cpm3=a2c×10 30cm3，则晶胞密度为，故答案为：；
②晶胞图上，xz面为侧面、yz面为正面，晶胞在x轴方向的z y投影图应符合图(c)，和图(b)中的、的相对位置，x轴方向的投影图的正面上应为小黑球在上，2个白球在下，投影图应为B，故答案为：B；
（2）硼原子形成的正八面体占据顶角位置，根据均摊法可知，晶胞中B原子数目为，Ca原子数目为1，则晶胞的质量为，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞密度，故答案为：；
（3）基态Q原子的价电子排布式为nd2n+2(n+1)sn-1知，s能级最多容纳的电子数为2，n-1=2，可得n=3，即价电子排布式为3d84s2，则Q原子为Ni，根据均摊法，晶胞中La的数目为，Ni的数目为，则晶胞质量为，晶胞底面积为，则晶胞体积为，则该合金的密度，故答案为：；
（4）该晶胞的体积为a3×10-30cm3，则其密度；该晶胞沿体对角线方向的投影图中，中心位置是体对角线两端点的A和体心位置B投影在一起，其余的6个A投影在外围形成大的正六边形，6个面心位置的C原子在六边形内部形成一个小正六边形，则该晶胞沿体对角线方向的投影图为，故答案为：；a。
18．(1)O>P>Zn>K
(2) KH>H2O>PH3 KH是离子晶体，H2O、PH3都是分子晶体，而H2O分子间存在氢键
(3) 4 面心、棱心 (，，)
【详解】（1）非金属性越强，电负性越大，非金属性O＞P＞Zn＞K，则电负性O＞P＞Zn＞K；
（2）固态KH为离子晶体，固态H2O、PH3为分子晶体，故熔点：KH大于H2O、PH3，由于水分子间能形成氢键，所以其熔点比PH3高，则三者熔点由高到底为：KH＞H2O＞PH3；熔点差异的原因为：KH是离子晶体，H2O、PH3都是分子晶体，而H2O分子间存在氢键；
（3）①以体心的Zn为例，距离其最近且距离相等的原子有4个，所以配位数为4；
②结合晶胞结构示意图可知，在以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于面心、棱心；
③原子A、C的坐标参数分别为(0，，)、(0，0，0)，晶胞边长为1，则位于体对角线的处，面对角线处的B原子的分数坐标为(，，)
