第十二章物质结构与性质第三节晶体结构与性质

1、第十二章物质结构与性质(选修三)第十二章物质结构与性质(选修三)第三节晶体结构与性质考点一 晶体和晶胞教材知识层面1晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较：比较晶体非晶体结构特征结构粒子周期性有序排列结构粒子无序排列性质特征自范性有无熔点固定不固定异同表现各向异性各向同性二者区别方法间接方法：测定其是否有固定的熔点科学方法：对固体进行X射线衍射实验 (2)获得晶体的三条途径：熔融态物质凝固。气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。溶质从溶液中析出。2晶胞(1)概念：晶胞是描述晶体结构的基本单元。(2)晶体与晶胞的关系：数量巨大的晶胞“无隙并置”构成晶体。高考考查层面命题点1考查晶胞中粒子个数的计算

2、“分割法”突破晶胞组成的计算典题示例1.(2013·江苏高考)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。在1个晶胞中，Zn离子的数目为_。该化合物的化学式为_。解析：从晶胞图分析，含有Zn离子为8×1/86×1/24。S为4个，所以化合物中Zn与S数目之比为11，则化学式为ZnS。答案：4ZnS2.利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为_，该功能陶瓷的化学式为_。解析：B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，利用晶胞结构可计算出含有2个B和2个N，化学式为BN。答案：2BN命题点2考查晶

3、体密度与微粒距离间的关系计算晶体微粒与M(摩尔质量，g/mol)、(晶体密度，g/cm3)之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g；又1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，单位为cm3)，则1 mol晶胞的质量为a3NA g，因此有xMa3NA。典题示例1.(2013·全国卷节选)F、K和Ni三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。(1)该化合物的化学式为_；Ni的配位数为_；(2)列式计算该晶体的密度_g·cm3。解析：(1)在该化合物中F原子位于棱、面心以及体内，故F原子个数为×16×428个，

4、K原子位于棱和体内，故K原子个数为×824个，Ni原子位于8个顶点上和体内，故Ni原子个数为×812个，K、Ni、F原子的个数比为428214，所以化学式为K2NiF4；由图示可看出在每个Ni原子的周围有6个F原子，故配位数为6。(2)结合解析(1)，根据密度公式可知 g·cm33.4 g·cm3。答案：(1)K2NiF46(2)3.42(2012·海南高考节选)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm3，则铜晶胞的体积是 _c

5、m3，晶胞的质量是_g，阿伏加德罗常数为_(列式计算，已知Ar(Cu)63.6)。解析：体积是a3；mV×，一个体心晶胞含4个原子，则M×m晶胞×NA，可求NA。答案：4.70×10234.23×1022NA6.01×1023mol1考点达标层面某离子晶体晶胞的结构如图所示。X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。试分析：(1)晶体的化学式为_。(2)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角XYX是_。(3)设该晶体的摩尔质量为M g/mol，晶体的密度为 g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为

6、_cm。解析：(1)晶胞中，X的个数4×1/81/2，Y在体内，个数是1个，则X与Y的个数比是12。(2)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联系CH4的键角，知XYX109°28。(3)摩尔质量是指单位物质的量的物质的质量，数值上等于该物质的相对分子(或原子)质量。由题意知，该晶胞中含有个XY2或Y2X，设晶胞的边长为a cm，则有a3NAM，a ，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为 cm。答案：(1)XY2或Y2X(2)109°28(3) 考点二 常见晶体类型的结构和性质教材知识层面1四种晶体类型的比较 晶体类型比较项目分子晶体原子晶体

7、金属晶体离子晶体构成粒子分子原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间的相互作用力范德华力(某些含氢键)共价键金属键离子键硬度较小很大有的很大，有的很小较大熔、沸点较低很高有的很高，有的很低较高溶解性相似相溶难溶于任何溶剂常见溶剂难溶大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电，溶于水后有的导电一般不具有导电性电和热的良导体晶体不导电，水溶液或熔融态导电物质类别及举例大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)部分非金属单质(如金刚石、硅、晶体硼)，部分非金属化合物(如SiC、SiO2)金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)金属氧化物(如K2O

8、、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)2典型晶体模型晶体晶体结构晶体详解原子晶体金刚石(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109°28(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条CC键的形成，C原子数与CC键数之比为12SiO2(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构(2)每个正四面体占有1个Si,4个“O”，n(Si)n(O)12(3)最小环上有12个原子，即6个O,6个Si分子晶体干冰(1)8个CO2分子构成立方体且在6个面心又各占据1个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO

9、2分子有12个离子晶体NaCl (型)(1)每个Na(Cl)周围等距且紧邻的Cl(Na)有6个。每个Na周围等距且紧邻的Na有12个(2)每个晶胞中含4个Na和4个ClCsCl (型)(1)每个Cs周围等距且紧邻的Cl有8个，每个Cs(Cl)周围等距且紧邻的Cs(Cl)有8个(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs、1个Cl金属晶体简单立方堆积典型代表Po，配位数为6，空间利用率52%面心立方最密堆积又称为A1型或铜型，典型代表Cu、Ag、Au，配位数为12，空间利用率74%体心立方堆积又称为A2型或钾型，典型代表Na、K、Fe，配位数为8，空间利用率68%六方最密堆积又称为A3型或镁型，典

10、型代表Mg、Zn、Ti，配位数为12，空间利用率74%高考考查层面命题点1晶体类型的判断1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为范德华力或氢键。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2依据物质的类别判断(1)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝

11、大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合类原子晶体有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质、合金是金属晶体。3依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高。(2)原子晶体熔点高。(3)分子晶体熔点低。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断(1)离子晶体溶于水及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。(4)金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断(1)离子晶体硬度较大或硬而脆。

12、(2)原子晶体硬度大。(3)分子晶体硬度小且较脆。(4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。典题示例1(2013·福建高考节选)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH33F2NF33NH4F。上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_(填序号)。a离子晶体b分子晶体c原子晶体 d金属晶体解析：在反应4NH33F2NF33NH4F中，NH3、F2、NF3的晶体类型为分子晶体，Cu为金属晶体，NH4F为离子晶体。答案：abd2有A、B、C三种晶体，分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这三种晶体进行实验，结果如表：熔点/硬度水溶性导电性

13、水溶液与Ag反应A811较大易溶水溶液或熔融导电白色沉淀B3 500很大不溶不导电不反应C114.2很小易溶液态不导电白色沉淀(1)晶体的化学式分别为A_、B_、C_。(2)晶体的类型分别是A_、B_、C_。(3)晶体中微粒间作用力分别是A_、B_、C_。解析：根据A、B、C所述晶体的性质可知，A为离子晶体，只能为NaCl，微粒间的作用力为离子键；B应为原子晶体，只能为金刚石，微粒间的作用力为共价键；C应为分子晶体，且易溶，只能为HCl，微粒间的作用力为范德华力。答案：(1)NaClCHCl(2)离子晶体原子晶体分子晶体(3)离子键共价键范德华力命题点2考查常见的晶体结构1下面有关晶体的叙述中

14、，不正确的是()A金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子B氯化钠晶体中，每个Na周围距离相等的Na共有6个C氯化铯晶体中，每个Cs周围紧邻8个ClD干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子解析：选B氯化钠晶体中，每个Na周围距离相等的Na共12个。每个Na周围距离相等且最近的Cl共有6个。2(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图1所示的半径相等的圆球的排列中，A属于_层，配位数是_；B属于_层，配位数是_。(2)将非密置层一层一层的在三维空间里堆积，得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积，在这种晶体中，金属原子

15、的配位数是_，平均每个晶胞所占有的原子数目是_。(3)有资料表明，只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式。钋位于元素周期表的第_周期第_族，元素符号是_，最外电子层的电子排布式是_。答案：(1)非密置4密置6(2)61(3)六APo6s26p4命题点3晶体熔、沸点高低的比较1不同类型晶体熔、沸点的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。(2)金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 2同种类型晶体熔、沸点的比较(1)原子晶体：如熔点：金刚石碳化硅硅。 (2)离子晶体： 一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子

16、间的作用力越强，其晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgOMgCl2，NaClCsCl。衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。(3)分子晶体：分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如H2OH2TeH2SeH2S。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点越高，如CON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。(4)金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，

17、金属晶体的熔、沸点越高，如熔、沸点：NaMgAl。典题示例1(2013·重庆高考节选)BN、MgBr2、SiCl4的熔点由高到低的顺序为_。解析：BN为原子晶体，MgBr2为离子晶体，SiCl4 为分子晶体，因而熔点：BNMgBr2SiCl4。答案：BNMgBr2SiCl42(2013·浙江高考节选) NaF的熔点_(填“>”“”或“<”)BF的熔点，其原因是_。答案：>两者均为离子化合物，且电荷数均为1，但后者离子半径大，离子键较弱，因此熔点较低考点达标层面1下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是()AF2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐

18、渐升高BHF、HCl、HBr、HI的熔、沸点顺序为HF>HI>HBr>HClC金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅DNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低解析：选CA项、B项中分子晶体熔、沸点高低与分子间的作用力有关，含有氢键时会出现反常现象，与分子内共价键无关。D项离子晶体内存在的是离子键。2(2015·威海质检)碳元素在生产生活中具有非常重要的作用，在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。(1)与碳同周期，且基态原子的核外未成对电子数相等的元素是_(写出元素符号)。(2)石墨烯是目前人们制造的新物质，该物质是由单层碳原子六边形平铺而成的，像一张纸一样(

19、如图甲)，石墨烯中碳原子的杂化方式为_；常温条件下丙烯是气态，而相对分子质量比丙烯小的甲醇，常温条件下却呈液态，出现这种现象的原因是_。(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O形成的最小环上O原子数目是_。(4)图丙是C60的晶胞模型(一个小黑点代表一个C60分子)，图中显示出的C60分子数为14个。实际上一个C60晶胞中含有_个C60分子。解析：(1)C元素和O元素基态原子的核外未成对电子数都是2。(3)金刚石空间结构中数目最少的环中有6个原子，即六元环，共有6

20、个CC键，而二氧化硅中的硅原子相当于金刚石中的碳原子，氧原子在硅硅键之间，故二氧化硅中氧原子的数目与金刚石中CC键的数目相同。(4)晶胞中粒子个数的计算公式体内数目×1面上数目×1/2棱上数目×1/4顶角数目×1/8。C60晶胞模型中显示出的14个C60分子，8个在晶胞顶角上，6个在面上，故一个晶胞中含有的C60分子数目为8×1/86×1/24。答案：(1)O(2)sp2甲醇分子间存在氢键，而丙烯分子间只有范德华力(3)6(4)41下列说法中，正确的是()A冰融化时，分子中HO键发生断裂B原子晶体中，共价键越强，熔点越高C分子晶体中，

21、共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点一定越高D分子晶体中，分子间作用力越大，该物质越稳定解析：选BA项，冰为分子晶体，融化时破坏的是分子间作用力，错误。B项，原子晶体熔点的高低取决于共价键的强弱，共价键越强，熔点越高，正确，分子晶体熔沸点高低取决于分子间作用力的大小，而共价键的强弱决定了分子的稳定性大小，C、D项错误。2(2013·上海高考)下列变化需克服相同类型作用力的是()A碘和干冰的升华B硅和C60的熔化C氯化氢和氯化钾的溶解 D溴和汞的汽化解析：选AA项变化克服的都是范德华力，正确；硅和C60的熔化分别克服的是共价键、范德华力， B项错误；氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键

22、、离子键，C项错误；溴和汞的汽化分别克服的是范德华力、金属键，D项错误。3(2012·上海高考)氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是()AAlON和石英的化学键类型相同BAlON和石英晶体类型相同CAlON和Al2O3的化学键类型不同DAlON和Al2O3晶体类型相同解析：选DAlON与石英(SiO2)均为原子晶体，所含化学键均为共价键，A、B项正确；Al2O3是离子晶体，晶体中含离子键，不含共价键，C项正确，D项错误。4下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是()ACH4>SiH4>GeH4>SnH4BKCl>NaCl&

23、gt;MgCl2>MgOCRb>K>Na>LiD金刚石>Si>钠解析：选D晶体熔点的高低取决于构成该晶体的结构粒子间作用力的大小。A项物质均为结构相似的分子晶体，其熔点取决于分子间作用力的大小，一般来说，结构相似的分子晶体，相对分子质量越大者分子间作用力也越大，故A项各物质熔点应为逐渐升高的顺序；B项物质均为离子晶体，离子晶体熔点高低取决于离子键键能的大小，一般来说，离子的半径越小，电荷越多，离子键的键能就越强，故B项各物质熔点也应为升高顺序；C项物质均为同主族的金属晶体，其熔点高低取决于金属键的强弱，而金属键键能与金属原子半径成反比，与价电子数成正比，碱金

24、属原子半径依LiCs的顺序增大，价电子数相同，故熔点应是Li最高，Cs最低；D项，原子晶体的熔点取决于共价键的键能，后者则与键长成反比，金刚石CC键的键长更短些，所以金刚石的熔点比硅高。原子晶体的熔点一般比金属晶体的熔点高。5高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是()A超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有4个K和4个OB晶体中每个K周围有8个O，每个O周围有8个KC晶体中与每个K距离最近的K有8个D晶体中与每个K距离最近的K有6个解析：选A由题中的晶胞结构知：有8个K位于顶点，6个K位于面心，则晶胞中含有

25、的K数为4(个)；有12个O位于棱上，1个O处于中心，则晶胞中含有O数为12×14(个)，所以超氧化钾的化学式为KO2；晶体中每个K周围有6个O，每个O周围有6个K，晶体中与每个K距离最近的K有12个。6MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能。(1)写出基态Mn原子的核外电子排布式_。 (2)CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为_个、_个。(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂， 常用于污

26、水处理。O2在其催化作用下，可将CN氧化成CNO，进而得到N2。与CNO 互为等电子体的分子、离子化学式分别为_、_(各写一种)。 (4)三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是_，1 mol三聚氰胺分子中 键的数目为_。 解析：(1)基态Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。 (2)采用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定个数，所以分别是6和12。(3) CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)和 N。(4) 根据价层电子对数判断杂化类型，环上的N原子含有2个 键，氨基含有3个 键和一个孤电子对，所以sp2、sp3杂化；

27、一个分子中含有15个 键，所以1 mol三聚氰胺中含有数目为15NA。答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s2(2)612 (3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)N(4)sp2、sp315NA7.有A、B、C、D、E、F六种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有三个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。请回答下列问题。(1)E元素原子基态时的电子排布式为_。(2)A2F分子中F原子的杂

28、化类型是_，F的氧化物FO3分子空间构型为_。(3)CA3极易溶于水，其原因主要是_，试判断CA3溶于水后，形成CA3·H2O的合理结构：_(填字母代号)，推理依据是_。(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为_；该离子化合物晶体的密度为a g·cm3，则晶胞的体积是_(写出表达式即可)。解析：由题意可知A、B、C分别为H、F、N，故推出F是S，由题意推出E是Cu，由晶胞的结构用均摊法计算出一个晶胞中含有8个F，同时含有4个D离子，故可判断D是第四周期2价的金属元素，故D是钙元素。NH3极易溶于水的原因是能与水分子间形成氢键，根据氢键的表示方法可知(b)是合理

29、的；根据密度m/V进行计算，应注意一个晶胞中含有4个CaF2。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或3d104s1(2)sp3平面正三角形(3)与水分子间形成氢键(b)一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根离子(4)CaF28(2014·海南高考).对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是_。ASiX4难水解BSiX4是共价化合物CNaX易水解DNaX的熔点一般高于SiX4.碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题：(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。(2)金刚石、石墨烯

30、(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。(3)C60属于_晶体，石墨属于_晶体。(4)石墨晶体中，层内CC键的键长为142 pm，而金刚石中CC键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在CC间的_共价键，而石墨层内的CC间不仅存在_共价键，还有_键。(5)金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r_a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_(不要求计算结果)。解析：.A项SiX4容易发生水解反应，错误。B项卤素与硅都是非金属元素，所以二者结合的化合物SiX4是共价化合物，正确。C项NaX是强酸强碱盐，不发生水解反应，错误。D项NaX是离子化

31、合物，微粒间通过离子键结合，而SiX4则是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合。因此NaX的熔点一般高于SiX4，正确。.(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质，性质不同，它们互称同素异形体。(2)在金刚石中碳原子的四个价电子与四个C原子形成四个共价键，C的杂化形式是sp3；在石墨烯(指单层石墨)中碳原子与相邻的三个C原子形成三个共价键，C的杂化形式是sp2。(3)C60是由60个C原子形成的分子，属于分子晶体。而石墨在层内原子间以共价键结合，在层间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体。(4)在金刚石中只存在CC间的共价键，在石墨层内的CC间不仅存在共价键，还存在键。(5

32、)金刚石的立体网状结构金刚石晶胞，顶点8个，相当于1个C原子，然后面心上6个，相当于3个C原子，而在其8个小正方体空隙中有一半也是C原子，且在晶胞内，故还有4个C原子，加在一起，可得一个金刚石晶胞中有8个C原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则正方体对角线的1/4就是CC键的键长，即a2r，所以ra，碳原子在晶胞中的空间占有率w。答案：.BD.(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)分子混合(4)(或大键或p­p键)(5)89(2013·海南高考)图A所示的转化关系中(具体反应条件略)，a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的

33、化合物，i的溶液为常见的酸。a的一种同素异形体的晶胞如图B所示。图A回答下列问题：(1)图B对应的物质名称是_，其晶胞中的原子数为_，晶体的类型为_。(2)d中元素的原子核外电子排布式为_。(3)图A中由两种元素组成的物质中，沸点最高的是_，原因是_，该物质的分子构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)图A中的双原子分子中，极性最大的分子是_。(5)k的分子式为_，中心原子的杂化轨道类型为_，属于_分子(填“极性”或“非极性”)。解析：(1)每个原子周围有4个键，判断为金刚石。(2)a为C，则b为H2、c为O2，因i是常见的酸，只由b、d形成可判断为盐酸，则d为Cl2。(3)除a、b、c、

34、d外，f为CO，g为CO2，i为HCl，而k与水反应生成CO2与盐酸，该反应没在教材中出现过，且由f、d反应得到，应含C、O、Cl三种元素，只能判断为COCl2。所有两元素形成的物质中，只有水是液态，其他都是气体。(4)所有双原子分子中，只有H、Cl电负性差值最大，因而极性最大。(5)COCl2中羰基的平面结构显示其为sp2杂化。答案：(1)金刚石8原子晶体(2)1s22s22p63s23p5(3)H2O分子间形成氢键V形(或角形)sp3(4)HCl(5)COCl2sp2极性10(2014·福建高考)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状

35、结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。(1)基态硼原子的电子排布式为_。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是_(填序号)。a立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大b六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c两种晶体中的BN键均为共价键d两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_，其结构与石墨相似却不导电，原因是_。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为_。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_。(5

36、)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_mol配位键。解析：(1)硼元素位于元素周期表第二周期第A族，所以基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。(2)立方相氮化硼只含有键，a错误；六方相氮化硼质地软，是由于其层间作用力为范德华力，作用力小，b正确；B、N均为非金属元素，两者形成的化学键为共价键，c正确；六方相氮化硼属于分子晶体，立方相氮化硼属于原子晶体，d错误。(3)观察六方相氮化硼的晶体结构可知，每个硼原子与相邻3个氮原子构成平面三角形。由于B最外层有3个电子，都参与成键，没有自由移动的电子，故不导电。(4)立方相氮化硼晶体中，每个硼原子形

37、成4个共价单键，所以为sp3杂化；地下约300 km的环境应为高温、高压。(5)NH中存在一个由氮原子提供孤电子对、H提供空轨道而形成的配位键；在BF中，存在一个由F提供孤电子对、B提供空轨道而形成的配位键，所以1 mol氟硼酸铵中含有2 mol配位键。答案：(1)1s22s22p1(2)b、c(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温、高压(5)2第十二章高频考点真题验收全通关把握本章在高考中考什么、怎么考，练通此卷、平步高考！1(15分)(2014·江苏高考)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。(1)Cu基态核

38、外电子排布式为_。(2)与OH互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是_；1 mol乙醛分子中含有键的数目为_。(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为_。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_。解析：(1)Cu为29号元素，Cu基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(2)OH为10电子粒子，HF为与OH互为等电子体的分子。(3)醛基的空间构型是平面三角形，所以醛基中碳原子的轨道杂化类型为sp2。由乙醛的结构式可以得出，1个乙

39、醛分子中含6个键，所以1 mol乙醛分子中含键6 mol即6×6.02×1023个。(4)乙醛在碱性条件下可以被氢氧化铜氧化生成乙酸，反应的化学方程式为2Cu(OH)2CH3CHONaOHCH3COONaCu2O3H2O。(5)根据铜晶胞结构示意图可以看出，在每个铜原子周围与其距离最近的铜原子每层有4个，共有3层，所以铜晶体内每个铜原子周围与其距离最近的铜原子共有12个。答案：(1)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp26×6.02×1023个(4)2Cu(OH)2CH3CHONaOHCH3COONaCu2O3H2O(

40、5)122(12分)(2014·山东高考)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。(1)图甲中，1号C与相邻C形成键的个数为_。(2)图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“>”“<”或“”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_(填元素符号)。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子

41、的个数为_，该材料的化学式为_。解析：(1)图甲中，1号C与相邻的3个C以共价键相连，即形成3个键。(2)图乙中，1号C除与3个C形成化学键外，还与羟基氧原子形成化学键，故该C采取sp3杂化。其与相邻碳原子形成键角小于120°，即小于图甲中形成键角。(3)氧化石墨烯中含有羟基，羟基氧原子可与水分子中的氢原子形成氢键，羟基氢原子可与水分子中的氧原子形成氢键。(4)通过晶胞结构可知，有12个M原子在晶胞的12条棱上，由分摊法可知这12个M原子属于该晶胞的只有12×1/43(个)；还有9个M原子在晶胞内部，故该晶胞中M原子为12个。该晶胞中含有的C60为8×1/86&#

42、215;1/24(个)，即一个晶胞可表示为M12(C60)4，即化学式为M3C60。答案：(1)3(2)sp3(3)O、H(4)12M3C603(14分)(2014·全国卷)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有_个未成对电子，Fe3的电子排布式为_。可用硫氰化钾检验Fe3，形成的配合物的颜色为_。 (3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_，1

43、mol乙醛分子中含有的键的数目为_。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度_ g·cm3(不必计算出结果)。解析：(1)区分晶体、准晶体和非晶体可运用X射线衍射的方法。(2)基态铁原子的3d能级上有4个未成对电子，Fe3的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe(SCN)3呈血红色。(3)由乙醛的结构式()知，CH3、CHO上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。由

44、于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CCS键、1个CO键，共有6个键，故1 mol乙醛分子中含有6NA个键。乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键，故乙酸的沸点明显高于乙醛。根据均摊原理，一个晶胞中含有的氧原子为46×8×8(个)，再结合化学式Cu2O知一个晶胞中含有16个铜原子。(4)面心立方晶胞中粒子的配位数是12。一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×6×4(个)，一个晶胞的质量为×27 g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1 nm107 cm。答案：(1)X射线衍射(2)41s22s22p63s23p63

45、d5血红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)124(14分)(2011·江苏高考)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为_，1 mol Y2X2含有键的数目为_。(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_。(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如

46、图所示，该氯化物的化学式是_，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为_。解析：X是形成化合物种类最多的元素C元素或H元素；Y原子基态最外层是内层电子总数的2倍，则Y是C元素，其原子结构示意图为，则X一定为H元素。Z原子电子排布式为1s22s22p3，则Z为N元素；W的原子序数为29，则为Cu元素。(1)Y2X2的分子式为C2H2。结构式为HCCH，C原子杂化类型为sp杂化。每分子C2H2中键为3个，则1 mol C2H2分子中含键为3NA个。(2)NH3分子间存在氢键，而CH4分子间只有范德华力，所以NH3分子沸点高于CH4。(3)CO2与N2O互为等电子体

47、。(4)该氯化物中，Cu原子数为1×44个；氯原子数为×8×64个，故其分子式为CuCl。CuCl与浓盐酸反应的化学方程式为CuCl2HCl=H2CuCl3。答案：(1)sp杂化3×6.02×1023个(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl2HCl=H2CuCl3或CuCl2HCl=H2CuCl35(11分)(2014·四川高考)X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：(1)Y基

48、态原子的电子排布式是_；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_。(2)XY离子的立体构型是_；R2的水合离子中，提供孤电子对的原子是_。(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是_。(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是_。解析：分子式为XY2的红棕色气体为NO2，故X为N元素，Y为O元素，M层与K层电子数相等的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，则Z为Mg元素，2价离子的3d轨道上有9个电子的原子的外围电子排布式为3d104s1，则R为Cu元素。(1)O元素基态原子的电子排布式为1s22

49、s22p4；第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为Cl元素。(2)NO与O3为等电子体，两者结构相似，为V形；在Cu2的水合离子中，O原子提供孤电子对，Cu2提供空轨道。(3)由晶胞结构可看出，阳离子位于顶点和体心，故阳离子个数×812个，阴离子位于面心和体内，故阴离子个数×424个，故阴离子与阳离子个数比为21。(4)深蓝色溶液中含有的离子为Cu(NH3)42，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可写出离子方程式。答案：(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)21(4)2Cu8NH3·H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O6(8分)(2013&

50、#183;福建高考)(1)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。a离子键b共价键c配位键d金属键e氢键f范德华力R中阳离子的空间构型为_，阴离子的中心原子轨道采用_杂化。(2)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka1.1 ×1010；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_。解析：(1)晶体Q()中含有共价键、配位键、氢键、范德华力，不存在离子键和金属键。R中阳离子的空间构型为三角锥形，阴离子的中心原子轨道采用sp3杂化。(2)因为能形成分子内氢键，更难电离出H，所以 Ka2(水杨酸)Ka(苯酚)。答案：(1)a、d三角锥形sp3(2)中形成分子内氢键，使其更难电离出H7(11分)(2013·