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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2NA，1 mol SiO2晶体中的Si—O 键数也是2NA
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(AlCl3沸点为260 ℃)，判断下列说法错误的是( )
晶体
NaCl
MgO
SiCl4
AlCl3
晶体硼
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．SiCl4晶体是分子晶体
C．AlCl3晶体是离子晶体 D．晶体硼是共价晶体
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CO2周围距离相等且最近的CO2有10 个
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．Na3[Ag(S2O3)2]晶体中所含的作用力只有离子键、配位键
B．S2O3
2-与SO4
2-是等电子体，结构相似，相当于SO4
2-中O 被一个S 原子替换
C．该过程中与Ag+结合能力：S2-＞S2O3
2-＞Br---
D．副产物SO2的键角小于
的原因：SO2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
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( )
1
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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(O2)2
D．可能存在[CrO(O2)5]2-离子，性质比五氧化铬更不稳定
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(CH3CH2)2AlCl 既能形成稳定
的二聚体，也能形成三聚体。(CH3CH2)2AlCl 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，
下列推测不合理的是( )
A．(CH3CH2)2AlCl 三聚体分子中含有3 个配位键，每个Al 的配位数是4
B．(CH3CH2)2AlCl 的三聚体为非极性分子
C．(CH3CH2)2AlCl 与O2完全反应生成二氧化碳，水，氧化铝和氯化氢
D．(CH3CH2)2AlCl 比(CH3CH2)2AlBr 更易水解
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NaBF4摩尔质量更大，具更高的熔沸点
2
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C．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。
3
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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NA，则在NaCl
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BaO2晶体，其阴阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的
化学键的类型为_______。
4
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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(26Fe)、镍(28Ni)的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。
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)FeCl3常用作净水剂、刻蚀剂等。
① FeCl3的熔点(306℃)显著低于FeF3的熔点(1000℃)的原因是_______。
② FeCl3水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子[Fe2(H2O)8(OH)2]4+，结构如下图，解释能够形成双核阳离
子的原因：_______。
5
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(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NA表示阿伏加德罗常数的值，在该条件下该晶体的摩尔体
积为_______ m3·mol-1(用含a， NA的代数式表示)。
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ClO3
-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
___________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________。
6
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(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___________。NA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)。
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)5]分解制铁晶体，反应过程中断裂和形成的化学键有_________ ( 填序号)；
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)5中各元素电负性的大小顺序是___________________。
(3)绿矾(FeSO4·7H2O)结构如图。
①H2O 分别与Fe2+、SO4
2-的相互作用分别为_______________、_____________。
②比较SO4
2-中的键角∠O−S−O________H2O 中的键角∠H−O−H。 (填“<” “>”或“=”)
(4)铁的化合物种类众多，其中FeF3 的熔点高于1000°C，而FeBr3 的熔点只有200°C，原因是
___________。
(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_____________________。
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(6)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂(LiFePO4) 的晶胞结构如上图(b)所示。其中Li+分别位于顶角、棱心、
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Vm=____________ cm3·mol−1 (已知阿伏加德
罗常数为NA，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
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(P4)在氯气中燃烧可生成PCl3和PCl5。
①形成PCl5 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
___________。
②研究表明，在加压条件下PCl5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，
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NCl5不存
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(LaNin)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
为9.0 ×10 -29 m3，若储氢后形成LaNinH5.5(氢进入晶胞空隙，晶胞体积不变)，则氢在合金中的密度为
___________g·cm-3(保留1 位小数)。
8
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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CO2 还原制备CH4，反应为
。
(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H2 新材料，晶胞结构如图所示。已知：图(a)边
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
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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)PH3、AsH3中沸点较高的是___________，其主要原因是___________。
(4)Mn 的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)]，该配合物中锰原子的配位数为___________。
(5)CH3CN 中C 原子的杂化类型为___________。
(6)等物质的量的CH3CN 和CO 中，π 键数目之比___________。
(7)NiAs 的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为ρ g/cm3，则该晶胞中
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___________。
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(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___________。HN3分子的空间结构如图2 所示(图中键长单位为10⁻10m)。
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HN3分子的两个极端电子式___________；
“
”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
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___________。
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)AlCl3 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
。
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___________。
③AlCl4
-的空间构型为___________。
(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(NA表示阿伏加德罗常数的值，
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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(NH3)2(OH)Cl 与DNA 结合，破坏DNA 的结构，阻止癌细胞增殖。如：
①基态Cu 原子价层电子排布式为_______。
②鸟嘌呤与Pt(NH3)2(OH)Cl 反应的产物中包含的化学键_______。
A 氢键 B．离子键 C．共价键 D．配位键
③在Pt(NH3)2Cl2，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl -_______(NH3填“>”或“＜”)。
(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(NH3)2Cl2的结构是_______(填“平面四边形”或“四面体形”)。
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_______。
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A．该晶胞中含有的铂原子数目为4
B．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)6]3-。形成该配合物时，基态
的价层电子发生重排提供两
个空轨道，则重排后的Co3+价电子排布图为___________；CO2的金属配合物也已经制备成功，但为数不多，
如[Ni(PH3)2CO2]，已知该配合物的配位数与[[Ni(CO)4]]的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键的键长，
一个为0.117mm，另一个为0.122nm。请画出[Ni(PH3)2CO2]的结构示意图：___________。
(2)NF3和NH3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)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：NH3＞PH3＞AsH3
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NH4F 晶胞结构如图2 所示，M 处的NH4
+ (其位于四个F-所构成的正四面体中心)有一定的朝向，
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NA为阿伏伽德罗常数的值，
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(NH3)2Cl2]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，
顺铂进入人体细胞发生水解，生成的Pt(NH3)2(OH)Cl 与DNA 结合，破坏DNA 的结构阻止癌细胞增殖，如
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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(NH3)2Cl2中配体与铂(II)的结合能力：Cl-_______NH3(填“>”或“<”)
(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(NH3)2Cl2中Pt 的杂化轨道类型不是sp3，依据是_______。
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
II
(CH
﹑
3NH3)PbI3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(CH3NH3)PbI3摩
尔质量为M g·molˉ1 ，晶胞边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的值。
(5)中心小黑球的配位数为_______。
(6)(CH3NH3)PbI3晶体的密度为_______ g· cm-3。
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