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第04 讲 晶体结构与性质
目录
01 课标达标练
题型01 晶体常识
题型02 晶胞分析与计算
题型03 晶体熔沸点的比较
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 晶体常识
1.下列叙述中正确的是
A.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
B.晶体具有的物理性质是各向异性
C.晶体、非晶体均具有固定的熔点
D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
2.钠在氯气中燃烧生成氯化钠。下列说法不正确的是
A.金属钠中含有Na+和自由电子
B.Cl2分子中的共价键是p
pσ
﹣
键
C.氯化钠晶胞中含有14 个Cl﹣和13 个Na+
D.熔点:NaCl>Na>Cl2
02 晶胞分析与计算
3.
是三种典型的晶体,晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A.通过晶体的X 射线衍射实验可以区分
晶体与
晶体
B.
晶体中,
的配位数相等
C.两种晶体的熔点高低关系为:
D.
晶胞中,a 点坐标参数为
,则b 点F-坐标为
4.(24-25·福建泉州·期末)某三元化合物的晶胞沿
或
轴方向的投影为图I,沿轴方向的投影为图
II(投影时视线先到达的原子遮挡住后到达的原子),晶胞参数
,
。设
表示阿伏加德
罗常数的值,下列说法正确的是
A.该晶胞中含有3 个Ca 原子
B.与
原子配位的
原子有3 个
C.
和
之间的最近距离为
D.该晶体的密度为
5.一定温度下,向
溶液中加入氨水,同时通入空气,可制得某种锰的氧化物,其立方晶胞结构及
小立方体A、B 的结构如下图所示,则该氧化物的化学式为 。若晶胞密度为
,
为
阿伏加德罗常数的值,则晶胞边长为 nm(列出计算式即可)。
6.(2025·福建·一模节选)工业上一般利用闪锌矿(主要成分是ZnS)为原料制备Zn。ZnS 晶胞结构如图,
该晶胞若沿体对角线投影,则
的投影图为___________(填标号)。
A.
B.
C.
D.
7.氧化铈
,常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂
,
占据原来
的位置,可以得
到更稳定的结构,如图所示。(已知:
的空缺率
)
①已知M 点原子的分数坐标为
,则N 点原子的分数坐标为 。
②
晶胞中与
最近的
的个数为 。
③若掺杂
后得到
的晶体,则此晶体中
的空缺率为 。
8.(2025·福州市部分学校适应性练习)(6)钨的碳化物常用于硬质合金生产,其微观结构如图所示,根
据图中信息写出碳化钨的化学式 ,每个钨原子周围距离最近的碳原子有 个。
9.(2025·福州适应性练习)(2)汽车三元催化剂中含有铂(
)、钯(
)、铑(
)等贵金属元素。其中
形成的晶体,其晶胞结构如图所示。设
为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为
。
①该晶体Rh 的配位数为 。
②距离最近的两个
原子的核间距为
(列出计算式)。
03 晶体熔沸点的比较
10.下列比较正确的是
A.沸点:
B.钠、钾熔点:
C.熔点:金刚石>硅>NaCl
D.酸性强弱:三氟乙酸<三氯乙酸<乙酸
11.“粗钛”中含有
,熔、沸点如下表所示。
熔点/℃
648.8
714
1667
沸点/℃
136.4
1090
1412
3287
①
的熔、沸点高于
的原因是 。
②可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti.需加热的温度略高于 ℃即可。
1.(2025·厦门四模)
可用于制备正极材料
。已知
属于六方晶系,晶
胞结构如图2(晶胞参数a=b≠c,
=
=90°,
=120°)。
①晶体中与一个O 紧邻的Ni 有 个。
②一个Ni 与所有紧邻O 形成的空间结构为 。
③已知:
ρ=3.97g·cm-3 ρ=4.68g·cm-3。
充电过程,晶胞参数c 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
2.中国科学技术大学吴长征教授团队通过四烷基铵阳离子的插层及随后对合适氧化还原电位的选择,成
功剥离制备出二维非范德华
纳米片。
(1)
与铜元素同族,其基态原子价电子轨道表达式为 。
(2)N、O、S 的第一电离能由小到大的顺序为, ,
的空间结构为 ,
中碲的杂化轨道类型是 。
(3)高氧化态
的过氧化物大多不稳定,容易分解,但
却是稳定的。这种配
合物仍保持
的过氧化物的结构特点,具体如图所示,
该配合物含有
配位键;该结
构中
键角
中的
键角(填“大于”、“小于”或“等
于”)。
(4)
晶胞与
晶胞相似(如图),
晶胞中部分原子的分数坐标为:A 点
,从该晶胞
中找出距离B 点
最远的
的位置 (用分数坐标表示),晶胞中距离最近的两个
的距离
为
,请计算
晶胞的密度
。
3.第ⅤA 族元素在科研、化工生产等领域中具有重要的意义,回答下列相关问题:
(1)第ⅤA 族元素价电子的排布通式为 。
(2)
、LiCl 和苯胺等可用于制备锂离子电池正极材料的原料。
①与
互为等电子体的分子的化学式为 。
②苯胺(
)中碳、氮原子杂化方式分别为 ,苯胺的熔沸点高于甲苯的原因是
。
(3)肼 (N2H4)可用作火箭燃料。
①肼燃烧时发生的反应是
,该反应中有
键断裂,则形成的π 键有 mol。
②肼能与硫酸反应生成
,
晶体类型与硫酸铵相同,则
的晶体内不存在
(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力
(4)砷化镓(GaAs)是当前主流的化合物半导体材料,其晶胞结构如图所示,若晶胞参数为apm,Ga 与As
的最近距离为 。
4.氮形成的一系列化合物广泛应用于科研、医疗、化工等领域。回答下列问题:
(1)基态N 原子核外电子的空间运动状态有 种;N、O、F 第一电离能由大到小的顺序为
(填元素符号)。
(2)甲胺(
)和肼(
)都可用作制药原料。
①两者的碱性随N 原子电子云密度增大而增强,则其中碱性较强的是 (填化学式),原因为
。
②肼与硫酸反应生成
,其晶体内存在 (填标号)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.金属键
(3)含氮有机物邻二氮菲(
,简称为phen)是平面分子,能与
生成稳定的螯合物,其反
应原理如下:
。
phen
①
中N 原子的价层孤电子对占据 (填标号)。
A.2s 轨道 B.2p 轨道 C.
杂化轨道 D.
杂化轨道
②
中
的配位数为 。
(4)活性氮物质
能用于合成多种高附加值含氮化合物,其晶胞形状为长方体,结构如图。
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,称作原子分数坐标。图中m 处
的
分数坐标为
(
为m 处
到底面的垂直距离),则n 处
的分数坐标为 ;该晶体的
密度
(
表示阿伏加德罗常数的值,用含a、b、
的代数式表示)。
5.第VA 族元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)与基态As 原子具有相同未成对电子数的同周期元素有 (填元素符号)。
(2)一种含氮配合物结构如图,其中N 的杂化方式为 ,与镍配位的配体数为 。
(3)液氨存在类似于水的电离,2NH3
+
,反应涉及的三种微粒中键角最小的是 (填化
学式),金属钠与液氨的反应的化学方程式为 。
(4)氮化锂具有高离子电导率可用作固体电解质,其晶体结构如图所示。
①氮化锂晶胞中有 种不同化学环境的 Li+,N3-的配位数为(晶胞参数apm、apm、高bpm,b>2a)
。
②若A 点的原子分数坐标为(0,0,0),则B 点的坐标为 ;晶胞参数为a pm、apm、bpm,NA为阿
伏加德罗常数,则晶体的密度为 g·cm-3。
1.(2024·广西卷)一定条件下,存在
缺陷位的LiH 晶体能吸附
使其分解为N,随后N 占据缺陷位
(如图)。下列说法错误的是
A.
B.半径:
C.
D.LiH 晶体为离子晶体
2.(2025·河北卷)
是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要
应用。
的六方晶胞示意图如下,晶胞参数
、
,M、N 原子的分数坐标分别为
、
。设
是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A.该物质的化学式为
B.体心原子的分数坐标为
C.晶体的密度为
D.原子Q 到体心的距离为
3.(2025·黑吉辽蒙卷)
晶体因x 变化形成空位而导致颜色各异,当
时,其立方晶
胞结构如图。设
为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.与W 最近且等距的O 有6 个
B.x 增大时,W 的平均价态升高
C.密度为
时,
D.空位数不同,吸收的可见光波长不同
4.(2024·福建卷)
的晶胞结构如图所示。
①晶体中与一个O 紧邻的
有 个。
②一个
与所有紧邻O 形成的空间结构为 。
③晶体中微粒间作用力有 。(填标号)
a.氢键 b.离子键 c.金属键 d.范德华力 e.极性共价键 f.非极性共价键
5.(2023·福建卷)铜的硫化物结构多样。天然硫化铜俗称铜蓝,其晶胞结构如图。
(1)基态
的价电子排布式为 。
(2)晶胞中含有 个
。晶体中微粒间作用力有 (填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.共价键 d.金属键
6.(2022·福建卷)1962 年首个稀有气体化合物
问世,目前已知的稀有气体化合物中,含氙(54Xe)
的最多,氪 (36Kr)次之,氩(18Ar)化合物极少。
是
与
分子形成的
加合物,其晶胞如下图所示。
回答下列问题:
(1)基态
原子的价电子排布式为 。
(2)
原子的活泼性依序增强,原因是 。
(3)晶体熔点:
(填“>”“<”或“=”),判断依据是 。
(4)
的中心原子
的杂化轨道类型为 。
(5)
加合物中
,晶体中的微粒间作用力有 (填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.极性共价键 d.非极性共价键