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考点 43 晶体结构与性质
【基础过关】
1．下列说法正确的是( )
A．区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X－射线衍射
B．1 mol金刚石中的C—C键数是2N 1 mol SiO 晶体中的Si—O键数也是2N
A， 2 A
C．水晶和干冰在熔化时，晶体中的共价键都会断裂
D．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
2．根据表中给出物质的熔点数据(AlCl 沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是( )
3
晶体 NaCl MgO SiCl AlCl 晶体硼
4 3
熔点/℃ 801 2 852 －70 180 2 500
A．MgO中的离子键比NaCl中的离子键强 B．SiCl 晶体是分子晶体
4
C．AlCl 晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体
3
3．下列关于冰晶体、干冰晶体、金刚石晶体的说法正确的是( )
A．冰晶体中只存在范德华力和氢键两种作用力
B．沸点：金刚石>干冰>冰
C．冰晶体中的氧原子和金刚石中的碳原子均可形成四面体结构
D．干冰晶体中每个CO 周围距离相等且最近的CO 有10个
2 2
4．(2023·浙江省绍兴市高三二模)照相底片定影并回收定影液硫代硫酸钠和银，经历如下过程，下列
说法不正确的是( )
A．Na[Ag(S O)]晶体中所含的作用力只有离子键、配位键
3 2 3 2
B．SO2-与SO 2-是等电子体，结构相似，相当于SO 2-中O被一个S原子替换
2 3 4 4
C．该过程中与Ag+结合能力：S2-＞SO2-＞Br---
2 3
D．副产物SO 的键角小于 的原因：SO 分子中S的孤电子对对成键电子对的排斥作用使键角变小
2 2
5．(2023·浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估)有机化学中常用的强氧化剂五氧化铬中的 Cr
可以提供杂化空轨道与吡啶( )形成配合物，结构如图所示，下列说法不正确的是( )A．该配合物中只存在一种杂化方式
B．吡啶中的N是配位原子
C．该配合物中铬为 价，五氧化铬化学式可写作CrO(O )
2 2
D．可能存在[CrO(O )]2-离子，性质比五氧化铬更不稳定
2 5
6．(2023·浙江省临海、新昌两地高三适应性考试 5月模考)氯化二乙基铝(CHCH)AlCl既能形成稳定
3 2 2
的二聚体，也能形成三聚体。(CHCH)AlCl三聚体所有原子最外层电子均达到稳定结构，结构如图所示，
3 2 2
下列推测不合理的是( )
A．(CHCH)AlCl三聚体分子中含有3个配位键，每个Al的配位数是4
3 2 2
B．(CHCH)AlCl的三聚体为非极性分子
3 2 2
C．(CHCH)AlCl与O 完全反应生成二氧化碳，水，氧化铝和氯化氢
3 2 2 2
D．(CHCH)AlCl比(CHCH)AlBr更易水解
3 2 2 3 2 2
7．(2023·浙江省稽阳联谊学校高三联考)下列说法正确的是( )
A．图A中，18-冠-6中O原子电负性大，带负电荷，通过离子键与 作用，体现了超分子“分子识
别”的特征
B．图B物质相较NaBF 摩尔质量更大，具更高的熔沸点
4C．图B中，1mol该物质含有20mol σ键
D．图C中， 表示硅氧四面体，则该硅酸盐结构的通式为
8．(2023·浙江省浙南名校联盟高三第二次联考)冠醚是一类具有特殊性质的有机化合物最大的特点就
是能与正离子，尤其是与碱金属离子络合，二苯并—18—冠醚—6与 或 作用可表示为
下列说法不正确的( )
A．冠醚与碱金属离子间的作用力可能为非共价键作用力
B．冠醚与碱金属离子络合后形成化合物得到的晶体是离子晶体
C．冠醚络合哪种阳离子取决于O与阳离子的配位能力
D．通过冠醚将阳离子溶入有机溶剂是根据相似相溶的原理
9．(2023·辽宁省抚顺市普通高中高三模拟)砷化镓(GaAs)作为第二代半导体材料的代表，是目前研究
最成熟、生产量最大的半导体材料。GaAs晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm，下列说法正确的是( )
A．GaAs属于离子晶体
B．基态砷原子价电子排布图为
C．As的配位数为4
D．该晶体密度为
【能力提升】
10．(2023·湖州、衢州、丽水三地市高三4月教学质量检测)氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，我
们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如下图1所示。图1
(1)下列关于氯化钠的说法正确的是_______。
A．基态 的电子有5种空间运动状态
B．钠是第一电离能最大的碱金属元素
C．氯原子的价电子排布式可写成 [Ne]3s23p5
D．每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个
(2)已知NaCl的密度为ρg· cm-3，NaCl的摩尔质量为 ，阿伏加德罗常数的值为N ，则在NaCl
A
晶体里 和 的最短距离为_______ 。
(3)温度升高时， 晶体出现缺陷，如图2所示，当图中方格内填入 时，恰好构成氯化钠晶胞的
1/8。 晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是_______。
(4) NiO、FeO的晶体类型与氯化钠相同， 和 的离子半径分别为 和 ，则熔点：
NiO_______FeO (填“>”“<”或“=”)
(5)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物BaO 晶体，其阴阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的
2
化学键的类型为_______。11．(2023·广西三模)锌是动物必需的微量元素之一，参与机体的各种代谢活动。
(1)Zn位于元素周期表的___________区，基态Zn原子的价电子排布图为___________。
(2)第二电离能：Cu___________Zn(填“>”、“<”或“=”)，判断依据是___________。
(3)含有多个配位原子的配体与同一个中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物，
一种Zn2+配合物的结构如图1所示(-OTs为含氧、硫的有机基团)：
①1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有___________mol，该螯合物中N原子的杂化类型为
___________。
②该配合物所涉及非金属元素电负性最小的是___________(填元素符号)。
(4)硫化锌精矿是冶炼金属锌的主要原料，六方硫化锌(纤锌矿型)的平行六面体晶胞如图2所示，晶体
中正负离子的配位数之比为___________。
(5)已知每个Zn2+与其周围最近的S2-之间的距离都相等，以晶胞参数为单位长度建立坐标系，若A点
坐标为(0，0，0)，B点坐标为( ， ， )，C点坐标为(0，0，u)，则D点坐标为___________。
12．(2023·北京市高三统考)铁( Fe)、镍( Ni)的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。
26 28
回答下列问题：
(1)基态Fe原子核外电子排布式为_______，Ni位于元素周期表的_______区。
(2)乳酸亚铁口服液是缺铁人群补铁保健品，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成
Fe3+，从结构角度分析，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。
(3)FeCl 常用作净水剂、刻蚀剂等。
3
① FeCl 的熔点(306℃)显著低于FeF 的熔点(1000℃)的原因是_______。
3 3
② FeCl 水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子[Fe (H O) (OH) ]4+，结构如下图，解释能够形成双核阳离
3 2 2 8 2
子的原因：_______。(4)镍白铜(铜镍合金)常用作海洋工程应用材料。某镍白铜合金的晶胞结构如图所示。
① 晶胞中铜原子与镍原子的原子个数比为_______ 。
②已知一定条件下晶胞的棱长为a cm，用N 表示阿伏加德罗常数的值，在该条件下该晶体的摩尔体
A
积为_______ m3·mol-1(用含a， N 的代数式表示)。
A
13．(2023·山东省枣庄市二模)Co元素的某些化合物在电池、光电材料、催化剂等方面有广泛应用。回
答下列问题：
(1)一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示：
①与Co同周期，基态原子有1个未成对电子的元素有___________种。
②配离子ClO -的空间构型为___________，钴元素价态为___________，通过整合作用形成的配位键有
3
___________个。
③配合物A无顺磁性，则中心离子的杂化方式为___________(填标号)。(若中心离子具有单电子，则
配合物为顺磁性物质。)
A． B． C． D．
④咪唑( )具有类似苯环的芳香性，①号N比②号N更易与钴形成配位键的原因是________。(2)Co的一种化合物为六方晶系晶体，晶胞结构如图所。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，称作原子分数体标。
已知晶胞含对称中心，其中1号氧原子的分数坐标为(0.6667，0.6667，0.6077)，则2号氧原子的分数
坐标为___________。N 为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为___________ρg· cm-3 (用计算式表示)。
A
14．(2023·陕西省“高考研究831重点课题项目“联盟学校第二次大联考)铁在史前就为人们所用。在
人类文明发展过程中，铁所起的作用是其他任何元素都不能比拟的。请回答下列问题：
(1)基态铁原子中，价电子电子云的伸展方向有_______ 种。
(2)五羰基合铁[Fe(CO) ]分解制铁晶体，反应过程中断裂和形成的化学键有_________ ( 填序号)；
5
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键 E．金属键
F．范德华力
Fe(CO) 中各元素电负性的大小顺序是___________________。
5
(3)绿矾(FeSO ·7H O)结构如图。
4 2
①HO分别与Fe2+、SO 2-的相互作用分别为_______________、_____________。
2 4
②比较SO 2-中的键角∠O−S−O________H O中的键角∠H−O−H。 (填“<” “>”或“=”)
4 2
(4)铁的化合物种类众多，其中 FeF 的熔点高于 1000°C，而 FeBr 的熔点只有 200°C，原因是
3 3
___________。
(5)铁的一种配位化合物(普鲁士蓝)中铁氰骨架结构如图(a)所所示，骨架为正六面体，K+位于骨架的正
六面体的空穴中，以平衡铁氰骨架的负电荷，则该钾盐的化学式为_____________________。(6)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂(LiFePO ) 的晶胞结构如上图(b)所示。其中Li+分别位于顶角、棱心、
4
面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶
体的晶胞参数分别为anm、bnm，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积V =____________ cm3·mol−1 (已知阿伏加德
m
罗常数为N ，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
A
15．(2023·河南省普通高中高三适应性考试)磷、碳、氢等非金属及其化合物用途广泛。试回答下列问
题。
(1)白磷(P )在氯气中燃烧可生成PCl 和PCl 。
4 3 5
①形成 PCl 时，P 原子的一个 3s 电子激发入 3d 轨道后参与成键，该激发态的价电子排布式为
5
___________。
②研究表明，在加压条件下PCl 于148℃液化时能发生与水类似的自耦电离，形成一种能导电的熔体，
5
其电离方程式为 ___________ ，产生的阳离子的空间结构为___________；N和P都有+5价，但NCl 不存
5
在，从原子结构的角度分析其原因：___________。
(2)分子中的大π键可用符号 表示，其中m代表参与形成大π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π键可表示为 )。一种观点认为，苯酚羟基中的O原子是sp2杂化则苯酚中的大π
键可表示为___________ ，一定在同一平面上的原子有___________个；乙醇显中性而苯酚显酸性的原因
是：在大π键中氧的p电子云向苯环转移，___________。
(3)镍镧合金(LaNi )具有很强的储氢能力，其晶胞结构如图所示，其中n=___________。 已知晶胞体积
n
为9.0 ×10 -29 m3，若储氢后形成LaNiH (氢进入晶胞空隙，晶胞体积不变)，则氢在合金中的密度为
n 5.5
___________g·cm-3(保留1位小数)。16．(2023·山东省聊城市部分学校高三第三次学业质量联合检测)铜及其化合物在生产、生活中有广泛
应用。最近科学家开发出石墨炔调控 Cu 单原子电催化剂 实现 CO 还原制备 CH ，反应为
2 4
。
(1)铜元素的焰色试验呈绿色，下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长，则绿色对应的波长为
___________(填标号)。
A．577~492nm B．597~577nm C．622~597nm
基态Cu原子的未成对电子占据原子轨道的形状为___________。
(2)①上述反应涉及的物质中，既含 键又含 键的非极性分子是___________(填分子式)。
②VSEPR模型和空间结构相同的分子有___________(填分子式)。
③在周期表中铜和锌相邻，第二电离能与第一电离能相差较大的是___________(填元素符号)。
(3) 催化剂如图所示。铜的配位数未为___________。N原子与直接连接的原子构成的空间结构是
___________。
(4)铜可形成多种配合物，如 、 等。 分子中 键角为
107°，在 中的 键角为109.5°，键角变大的原因是___________。
(5)最近我国科学家开发出一种高效储存、分离、提纯H 新材料，晶胞结构如图所示。已知：图(a)边
2
长为xpm，图(c)中高为ypm，Ca、Cu的原子半径分别为 、 ，设 为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中原子空间利用率为___________(注：晶胞中原子空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之
比)。
17．(2023·河南省郑州市高三第二次质量预测)2023年1月30日，中国科学院朱庆山团队研究六方相
砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变，实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题：
(1)Li、P、S三种元素中，电负性最小的是___________。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有
___________种。
(2)基态S原子核外有___________个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为___________。
(3)PH 、AsH 中沸点较高的是___________，其主要原因是___________。
3 3
(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO) (CHCN)]，该配合物中锰原子的配位数为___________。
5 3
(5)CH CN中C原子的杂化类型为___________。
3
(6)等物质的量的CHCN和CO中，π键数目之比___________。
3
(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为N ，晶体的密度为ρ g/cm3，则该晶胞中
A
最近的砷原子之间的距离为 ___________pm。
18．(2023·河南省三模)2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳·贝尔托齐、卡尔·巴里·沙普利斯和
丹麦科学家莫滕·梅尔达尔，以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。点击化学的代表反应
为Cu催化的叠氮一炔基Husigen环加成反应，NaN₃、SO₂F₂、FSO₂N₂等均是点击化学中常用的无机试剂。
回答下列问题：
(1)氮原子激发态的电子排布式有___________，其中能量最高的是_______(填标号)。
a．1s²2s²2p²3p¹ b．1s²2s²2p4 c．1s²2s²2p²3s¹ d．1s²2s²2p³
(2)N、O、F的第一电离能最小的是___________，SO₂F₂分子结构如图1所示，已知键角α为124°，β
为96°，则α>β的原因主要是___________。(3)叠氮化物能与Fe³⁺、Cu²⁺及Co³⁺等形成配合物，如：[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄，该配合物中Co³⁺的配位数
为___________。HN 分子的空间结构如图2所示(图中键长单位为10⁻10m)。
3
已知：①典型N-N、N=N和N≡N的键长分别为1.40×10⁻10m、1.20×10⁻10m和1.09×10⁻10m；②甲酸根的
两个碳氧键键长相同，处于典型碳氧单键键长和碳氧双键键长之间，其结构可以用两个极端电子式(
)的平均杂化体来表示。试画出HN 分子的两个极端电子式___________；
3
“ ”中N原子的杂化方式为___________。
(4)图3是MgCu₂的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以
四面体方式排列的Cu。距离Mg原子最近的Mg原子有___________个。
(5)图4是沿立方格子对角面取得的截面，Mg原子的半径为___________pm，该晶胞的空间利用率为___________。
19．(2023·江西省鹰潭市一模)Co、Al、 Si形成的合金是一种高性能的热电材料，备受研究人员关注。
回答下列问题：
(1)基态Co原子的核外电子排布式为___________，它处于元素周期表的___________区。
(2)下列各状态的铝中，再电离出一个电子所需能量最小的是___________ (填序号)。
A． B．
C． D．
(3)AlCl 是某些有机反应的催化剂，如苯酚( )与乙酰氯( )反应的部分历程为
3
。
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为___________。
②乙酰氯分子中C-C键与C-Cl键的夹角___________ 120°(填“大于“等于”或“小于”)， 判断理由
是___________。
③AlCl -的空间构型为___________。
4
(4)金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅的熔点由低到高的顺序为___________。
(5)Co、Al、Si形成的一种合金的晶胞结构如图所示(若不看 ， 该晶胞具有萤石结构)，1号原子、2
号原、Al原子的分数坐标分别为(0， 1， 0)、( ， ， )、( ， ， )，则3号原子的分数坐标为
___________ ； 若晶胞参数为anm，，则该合金的密度为___________g·cm-3(N 表示阿伏加德罗常数的值，
A只需列出式子)。
20．(2023·浙江省稽阳联谊学校高三联考)铂及其配合物在生活中有重要应用。
(1)顺铂有抗癌作用。机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的
Pt(NH )(OH)Cl与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。如：
3 2
①基态Cu原子价层电子排布式为_______。
②鸟嘌呤与Pt(NH )(OH)Cl反应的产物中包含的化学键_______。
3 2
A氢键 B．离子键 C．共价键 D．配位键
③在Pt(NH )Cl，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl -_______(NH 填“>”或“＜”)。
3 2 2 3
(2)顺铂和反铂互为同分异构体，两者的结构和性质如下。
顺铂 反铂
空间结构
25℃时溶解度/g 0.2577 0.0366
①推测Pt(NH )Cl 的结构是_______(填“平面四边形”或“四面体形”)。
3 2 2
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
(3)铂晶胞为立方体，边长为a pm，结构如图：
下列说法正确的是_______。
A．该晶胞中含有的铂原子数目为4B．该晶体中，每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有8个
C．该晶体的密度为
D．该晶体中铂原子之间的最近距离为 pm
21．(2023·浙江省诸暨市高三适应性考试)含氮化合物在生活中占有重要地位。请回答：
(1)CN-可通过配位键与Co3+形成[Co(CN) ]3-。形成该配合物时，基态 的价层电子发生重排提供两
6
个空轨道，则重排后的Co3+价电子排布图为___________；CO 的金属配合物也已经制备成功，但为数不多，
2
如[Ni(PH )CO]，已知该配合物的配位数与[[Ni(CO) ]]的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键的键长，
3 2 2 4
一个为0.117mm，另一个为0.122nm。请画出[Ni(PH )CO]的结构示意图：___________。
3 2 2
(2)NF 和NH 是常见含氮化合物，其VSEPR构型均为___________，其中二者相比较，键角更大的是
3 3
___________。
(3)N、P、As同属于ⅤA族，下列说法正确的是___________。
A．原子半径：r(N) ＞r(P) ＞r(As)且电负性：N＞P＞As
B．N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性依次减弱
C．简单氢化物的还原性：NH ＞PH ＞AsH
3 3 3
D．黑砷和黑磷的结构相似(如图1)，每个砷原子最外层均形成8电子结构。其晶体单层中，As原子与
As—As键的个数比为2∶3
(4)已知NH F晶胞结构如图2所示，M处的NH + (其位于四个F-所构成的正四面体中心)有一定的朝向，
4 4
不能随意转动，请解释其原因___________，该晶胞的晶胞参数如图所示，设N 为阿伏伽德罗常数的值，
A
该晶体的密度ρ=___________ g· cm-3 (列出计算式即可)
22．(2023·浙江省Z20名校联盟高三第三次联考)氮及其化合物在医药化工领域应用十分厂泛。
I、配合物顺铂[Pt(NH )Cl]是临床使用的第一代铂类抗癌药物，其抗癌机理是在 转运蛋白的作用下，
3 2 2
顺铂进入人体细胞发生水解，生成的Pt(NH )(OH)Cl与DNA结合，破坏DNA的结构阻止癌细胞增殖，如
3 2
图所示：请回答：
(1)基态N原子价层电子排布式为_______。
(2)鸟嘌呤分子中N原子杂化方式为_______。
(3) Pt(NH )Cl 中配体与铂(II)的结合能力：Cl-_______NH (填“>”或“<”)
3 2 2 3
(4)已知顺铂和反铂互为同分异构体，两者的结构和性质如下表。
顺铂 反铂
结构
25℃时溶解度/g 0.2577 0.0366
①推测Pt(NH )Cl 中Pt的杂化轨道类型不是sp3，依据是_______。
3 2 2
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
II﹑(CH NH )PbI 是钙钛矿型太阳能电池的重要吸光材料，其晶胞结构如图所示，已知(CHNH )PbI 摩
3 3 3 3 3 3
尔质量为M g·molˉ1 ，晶胞边长为anm，N 为阿伏加德罗常数的值。
A
(5)中心小黑球的配位数为_______。
(6)(CH NH )PbI 晶体的密度为_______ g· cm-3。
3 3 3
