2023-2025北京高三二模化学汇编：金属晶体与离子晶体

2023-2025北京高三二模化学汇编

金属晶体与离子晶体

一、单选题

1.（2025北京东城高三二模）已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素，其基态原子的结

构信息如下。

元素XYZW

结构价层电子排布2p能级有3有16个不同运最外层有1个电子，内层原

信息为I息1pn个单反子动状态的电子子轨道全部排满电子

下列说法正确的是

A.电负性：X>YB.第一电离能：Y>Z

C.X和Z的所有单质均为分子晶体D.W的最高价氧化物对应的水化物为强碱

2.（2025北京海淀高三二模）下列依据相关数据作出的推断中，正确的是

A.依据离子半径：Br-<r，可推断结构相似的晶体的熔点：NaBr>NaI

B.依据元素的电负性：C<N<F,可推断分子极性：CF.>NF.

C.依据分子中羟基的数目，可推断HO（CH2）§CHO在水中的溶解度大于葡萄糖的

D.依据元素的第一电离能：Mg>AI,可推断单质的还原性：Mg>AI

3.（2025北京西城高三二模）中国科学家成功合成了一种非线性光学晶体氟硼铝酸钠（CsAlBQF）,其在

精密测量领域有着重要的应用价值。下列说法不•正•确•的是

A.元素的电负性：B<O<F

B.基态氧原子的核外电子有8种运动状态

C.Cs是第六周期中原子半径最小的主族兀素

D.X射线衍射实验可测定氟硼铝酸钠晶体的结构

4.（2024北京东城高三二模）一种由硼镁元素组成的离子化合物具有超导性能。该化合物晶体中硼通过共

价键形成平面a层，铁形成平面b层，a层和b层等距交错排列（abab……）,俯视图（部分）如图。

晶体俯视图（部分）硼层（a层）镁层（b层）

下列说法正确的是

A.硼层中硼的杂化类型为sp3B.该化合物的化学式为MgB2

C.镁周围最近且等距的硼有6个D.镁层内存在离子键

5.（2023北京海淀高三二模）下列生活中的现象与物质结构关联不由砸的是

I11

kWVI

,■

A.烟花的绚丽多彩与得失电子有关B.橡胶老化与碳碳双键有关

电次01

C,钻石的高硬度与其为共价晶体有D.金属可加工成各种形状与金属键有

关关

A.AB.Bc.cD.D

6.（2023北京西城高三二模）下列比较不能用元素周期律解释的是

热稳定性：还原性：「

A.H2O>H2SB.r>C

酸性：熔点：

c.CE,COOH>CCI3COOHD.SiO2>CO2

7.（2023北京丰台高三二模）下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法不正确的是

A.酸性：HC1O4>HBrO4

B.熔点：NaCl>NaBr

C.电负性：Cl>Br>Na>Mg

D.离子半径:r（Br）>r（Cr）>r（Na+）>r（Mg2+）

二、解答题

8.（2025北京丰台高三二模）氮元素及其化合物在各领域中应用广泛。

（1）基态N原子核外电子轨道表示式是。

（2）丁二酮后可用于检验溶液中的Ni?・，原理如图。

丁二酮肘二（丁二酮胎）合锲

①丁二酮后中N原子的杂化轨道类型是。

②二（J二酮狗）合银为非极性分子，结构稳定，含有共价键、配位键、氢键等作用力，请在图中方框内补

全其结构o

（3）乙二胺（用“en”表示）可用于电镀银工艺。向NiSO,电解液中加入乙二胺，可将Ni?，转化为〔Ni（en）」’，

使得电解时Ni"放电速率缓慢且平稳，得到的镀层更加致密、细腻，原因是。

（4）氮化钛（TiN）是•种优良的高温结构材料，晶胞结构如图所示，

•Ti

ON

①与每个Ti原子等距且紧邻的Ti原子数目是。

②已知，晶体密度为pg-cm-3,阿伏加德罗常数为N、。该晶胞边长为cm（列出计算式）。

③碳化钛（TiC）与TiN晶胞结构类似，且均为过渡晶体，其中所含离子键百分数更大的是（填“TiC”

或‘TiN"）.

9.（2025北京朝阳高三二模）氮及其化合物在能源领域应用广泛。

（1）也非常稳定，通常只能与电离能小的Li、Mg等金属元素形戊离子型化合物。

①基态N原子价层电子排布式为。

②Li"、MgjN?在水中均能产生N&。NH,分子的空间结构为三角锥形，解释原因：。

N，N\

（2）我国科学家成功合成五氮阴离子盐：（N）6（HQ）；（NH4）4cl（N；可表示为、㊀N）,局部结构示意图如

下所示。

况

z，N，H

K㊀1…H*H

①HQ+中O和NH；中N均为sp3杂化，比较HQ"中H-O-H键角和NH：中H—N-H键角大小并解释原

因：。

②NH；对于N1的稳定存在有重要作用。NH：与N1的作用力类型有。

⑶通过Mg’N?、Mg。与Mg的循环转化，可实现由N：、也0与CH4合成N%、CO与Hz。合成过程与

Mg、MgO的晶胞结构示意图如下。

•氧原子

0硅原子

衣示氧原子和硅原子的前后相对位置

ii.云母易被从片间撕开，原因是。

11.(2023北京房山高三二模)短周期元素B、C、N等元素可以形成多种物质，呈现山不同的性质，请回

答以下问题：

(1)B、C、N三种元素中第一电离能最大的是。

(2)硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点从高到低依次是

(3)NF,的结构与N&类似、但是性质差异较大。

①NF3的空间结构为形。N原子的轨道杂化类型为

②NH,具有碱性(可与H+结合)而NF；不显碱性，原因是

(4)立方氮化硼晶体结构与金刚石相似，其晶胞如图所示。

①距离硼原子最近的氮原子有个，氮化硼晶体中含有的微粒间作用力为o

②已知：立方氮化硼晶体的摩尔质量为ag,molL密度为pgcm-3,设义为阿佛加德罗常数的值，则该

晶体的晶胞边长为.

参考答案

1.B

【分析】根据已知，X的价层电子排布为ns/p",满足条件的n=2,则为C；Y的2P能级有3个单电子，即

核外电子排布为Is22s22P"则为N；Z有16个不同运动状态的电子，即核外有16个电子，则为S；根据

已知：W最外层有1个电子，内层原子轨道全部排满电子，则W为第四周期元素，电子数为

2+8+18+1=29,则为Cu。

【详解】A.同周期元素，原子序数越大，电负性越大，即电负性N>C,故A错误；

B.同一周期，从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N元素2P能级电子半满更稳定，第一旦离能大于相

邻元素，故N〉0,同一主族，从上到下，第一电离能减小，所以O>S,因此第一电离能：N>S,故B正

确；

C.C单质中金刚石为共价晶体，石墨属于混合型晶体，S单质为分子晶体，故c错误；

D.W的最高价氧化物对应的水化物为CU（0H）2,是弱碱，故D错误；

故答案为B。

2.A

【详解】A.8尸的离子半径小于「，离子半径越小，离子间静电作用（库仑力）越强，晶格能越大，熔

点越高。NaBr与Nai同为离子晶体且结构相似，因此NaBr的熔点应高于Nai；推断正确，A正确；

B.CFa是正四面体结构，极性键的矢量叠加后完全抵消，为非极性分子；NF3为三角锥形结构，极性未完

全抵消，为极性分子。因此CF4的极性应小于NF3,推断错误，B错误；

C.葡萄糖分子含5个羟基，HCHCH/CHO仅含1个羟基。羟基数目越多，与水形成氢键的能力越强，

溶解度越高。因此HO（CH2）,CHO的溶解度应小于葡萄糖，推断错误，C错误；

D.第一电离能Mg>AL但金属单质的还原性Mg>AI（金属活动性顺序）。Mg的第一电离能大于AI是

因为镁的价电子排布式为3s2不易失去电子，而A1的价电子排布式为3s?3d，容易失去3P能级电子，因此

不能直接通过第一电离能推断单质还原性，推断错误，D错误；

故选Ao

3.C

【详解】A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大，B、0、F位于同一周期，原子序数B<O〈F,所以电

负性B<O〈F,A正确；

B.基态氯原子的核外电子数为8,每个电子的运动状态都不同.所以核外电子有8种运动状态,B正确：

C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，Cs是第六周期第IA族元素，是第六周期中原子半径最

大的主族元素，C错误；

D.X射线衍射实验可用于测定晶体的结构，通过分析X射线比射图谱能得到晶体中原子的排列等信息，

所以可测定氟硼铝酸葩晶体的结构，D正确；

故选C。

4.B

【详解】A.由投影图可知，硼层中硼原子连接3个。键，B原子价电子有3个，全部用于形成。键，无

孤电子对，价层电子对数为3+0=3,杂化类型为sp2,故A错误；

B.由投影图口1知，每个镁原子上层距离具最近的硼原子有6个，卜层距离具最近的硼原子也有6个，共

12个，每个硼原子上层距离其最近的镁原子有3个，下层距离其最近的镁原子也有3个，共6个，则

Mg、B原子个数比为1：2,化学式为MgB2,故B正确；

C.由投影图可知，每个镁原子上层距离其最近的硼原子有6个，下层距离其最近的硼原子也有6个，共

12个,故C错误;

D.Mg层内存在金属键，不存在离子键，故D错误：

故选B。

5.A

【详解】A.形成烟花的过程中金属原子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，烟花的

绚烂多彩与电子跃迁有关，与得失电子无关，A错误；

B.橡胶含有碳碳双键，易被氧化，所以橡胶老化与碳碳双键有关，B正确；

C.钻石成分是金刚石，是通过共价键结合的共价晶体，具有很大硬度，C正确；

D.金属晶体组成微粒为金属离子和自由电子，存在金属键，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层

就会发生相对滑动，但是金属键未被破坏，所以金属具有良好的延展性，可以加工成各种形状与其金属键

有关，D正确；

故答案为：Ao

6.D

【详解】A.根据氧的非金属性比硫强，故水的稳定性比硫化氢强，A不符合题意；

B.氯和碘为同主族元素，从上到下元素非金属性减弱，阴离子的还原性增强，B不符合题意；

C.氟的电负性比氯强，则碳氟键的极性比碳氯键的极性大，使三氟乙酸中的骏基的羟基极性变大，更容

易电离出氢离子，C不符合题意；

D.二氧化硅为共价晶体，二氧化碳形成分子晶体，共价晶体的熔点高于分子晶体，与碳和硅的非金属性

无关，D符合题意；

故选D。

7.C

【详解】A.非金属性Cl>Br,非金属性越强最高价氧化物的水叱物酸性越强，则酸性：HCIO4>HBrO4,

故A正确；

B.NaCkNaBr均为离子晶体，氯离子半径小于滨离子，氯化钠中的离子键比澳化钠强，因此熔点：

NaCl>NaBr,故B正确；

C.。和Br的电负性大于金属Na和Mg,氯溟同主族，从上到下电负性减弱，Na和Mg同周期从左到右

电负性增强，则电负性：Cl>Br>Mg>Na,故C错误；

D.澳离子核外电子层数为4,氯离子核外电子层数为3,钠离子和镁离子核外电子层数为2,钠离子核电

荷数小于镁离子，粒子核外电子层数越多半径越大，电子层数相同时核电荷数越大半径越小，则离子半

径：r（Brj>r（aj>r（Na+）>r（Mg2*）,故D正确；

故选：Co

(3)通过反应Ni2++3enu[Ni(en)J-+降低c(Ni2+),使得Ni?+放电速率减缓，同时通过平衡移动补充放电消

耗的Ni2+,使其浓度保持稳定，达到放电速率平稳的作用。

14x(48+14)

(4)123-4-_LTiN

VPNA

【详解】(1)

N为7号元素，基态N原子核外电子轨道表示式是向Is而2s

(2)①丁二酮胎中N原子的。键电子对数为2,孤电子对数为1,则价层电子对数为3,故N的杂化轨道

类型是sp」。

②丁二酮后中两个羟基间形成氢键，故其结构为

(3)通过反应Ni2++3en=[Ni(en)3r降低c(Ni2，)，使得Ni?+放电速率减缓，同时通过平衡移动补充放电

消耗的Ni?'使其浓度保持稳定，达到放电速率平稳的作用，得到的镀层更加致密、细腻。

(4)①由晶胞结构图可知，与体心的Ti等距且紧邻的Ti位于棱心，原子数目是12,故与每个Ti原子等

距且紧邻的Ti原子数目是12。

②一个晶胞中Ti的个数为12X!+1=4,N的个数为8X』+6X!N,则晶胞的质量为刎,故晶胞

482N代

的体积为史笔叫cm\则该晶胞边长为卜(弋+14)5。

PN八VpNA

③N的电负性比C的电负性更大，与Ti的电负性差值更大，故所含离子键百分数更大的是TiN。

9.(l)2s22PaNH，的VSEPR模型为四面体形，含一个孤电子对，略去孤电子对，NH；的空间结构为

三角锥形(N&中N采取sp3杂化，其中一个sp3杂化轨道被一个孤电子对占据)

(2)HQ+有孤电子对，NH；无孤电子对。孤电子对有较大斥力，使H-O-H键角小于H-N-H离子

键、氢键

(3)3V2:1Ov,3CH4+N2+3H2O=3CO+2NH3+6H2

【详解】(1)①N是7号元素，基态N原子价层电子排布式为2s22p:

②NHq中N原子价电子对数为3+2罗=4,VSEPR模型为四面体形，含一个孤电子对，所以NH、的空

间结构为三角锥形。

(2)①HQ+中O原子有1个孤电子对，NH：中N原子无孤电子对。孤电子对有较大斥力，使H-O-H

键角小于H-N-H。

②NH；对于N；的稳定存在有重要作用。NH；与N］存在离子间的静电作用，即NH；与N：存在离子键，

NH：中存在N-H键，NH：与N：可以形成氢键，所以作用力类型有离子键、氢键。

(3)①根据Mg的晶胞结构，镁位于晶胞的顶角和体心，1个晶胞中含有2个Mg原子，根据MgO的晶

胞结构，镁位于晶胞的棱边和体心，O位于晶胞的顶角和面心，1个晶胞中含有4个Mg、4个O,若Mg

2x244x40

和Mg。的晶胞体积分别为和v^n?,Mg的密度为常铲不厂，Mg。的密度为文亍内厂，

则Mg和MgO的密度之比为3y2：10vlo

②根据图示，甲烷、氮气、水合成NH-CO与H-总反应方程式是

3cH4+N,+3H,O=3CO+2NH3+6H20

0⑴回EHSi<S<P

3s3p

(2)晶体硅和金刚石都属于共价晶体，原子半径：C<Si,键长：C-C键<Si-Si键，键能：C-C键

>Si-Si键，键能越大，熔点越高、硬度越大8MVX")」b

ma

(3)sp3杂化2：5片内的共价键的强度大于片间的离子犍等相互作用的强度

【详解】(1)①基态硅原子的价层电子排布为3s23p』，价层电子矶道表示式是ItTt

3s3P

②同周期元素从左到右第•电离能增大，但由于P的3P轨道处于半充满稳定状态，因此第一电离能大于

相邻元素，则由小到大的顺序为SivSvP。

(2)①晶体硅的熔点和硬度均低于金刚石，其原因是晶体硅和金刚石都属于共价晶体，原子半径：

C<Si,键长：C-C键vSi-Si键，键能：C-C键〉Si-Si键，键能越大，熔点越高、硬度越大；

②根据晶胞结构，含有硅原子个数为(x8+gx6+lx4=8,根据密度公式

2

jng_=_____尸______________8MI，f,,SA/vxlO'-

pc〃3।/,__\33口J得：N、=---kmol=--------j----mol；

VCMNA"?。/x(axlO7)cmmax\021ma

③硅晶体中硅原子之间具有方向性和饱和性，金属晶体中金属键没有方向性和饱和性，故a不选：金刚石

是共价晶体，若硅有导电性，且导电能力大于金刚石，则可说明硅的晶体类型略向金属晶体过渡，故答案

为b。

(