2026版高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》第三章章末知识整合

章末知识整合【网络构建】【体验真题】考向一晶体和晶胞1.(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是()A.导电时,Ti和La的价态不变B.若x=13,Li+C.与体心最邻近的O原子数为12D.导电时,空位移动方向与电流方向相反答案B解析由题可知导电时Li+发生迁移,没有发生化学变化,Ti和La的化合价不变,A项正确;由晶胞图可知,LixLayTiO3中Li+、La3+和空位均位于晶胞体心,则x+y=1-空位数目,根据化合物中正负化合价代数和为0可得x+3y=2,若x=13,则y=59,空位数目为1-59-13=19,Li+与空位的数目不相等,B项错误;与体心最邻近的O原子位于12条棱的棱心,共12个,C项正确;内电路中电流从负极流向正极,阳离子(Li+)也移向正极,空位移动方向与Li+2.(2024·黑吉辽卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是()A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8B.晶胞2中S与S的最短距离为32C.晶胞2中距Li最近的S有4个D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体答案B解析由均摊法知,结构1中含Co数目为18×4+4=4.5,含S数目为14×12+1=4,Co、S个数比为9∶8,则结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,A正确;由晶胞2可知,S与S的最短距离为面对角线长度的12,即22a,B错误;晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构,故晶胞2中距Li最近的S有4个,C正确;晶胞2中Li数目为8,S数目为14×12+1=4,晶胞2含4个Li2S,晶胞3中Li数目为8,S数目为18×8+12×6=4,晶胞3也含4个Li2S,3.(2024·湖北卷)黄金按质量分数分级,纯金为24K。Au—Cu合金的三种晶胞结构如图,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是()A.Ⅰ为18K金B.Ⅱ中Au的配位数是12C.Ⅲ中最小核间距Au—Cu<Au—AuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1答案C解析纯金为24K,则18K金中金的质量分数为1824×100%=75%,Ⅰ中Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8×18=1,则Au的质量分数为197197+64×100%≈75%,为18K金,A正确;Ⅱ中Au位于顶点,个数为8×18=1,Cu位于面心,个数为6×12=3,晶体化学式为Cu3Au,1个Cu周围有4个Au,则1个Au周围有12个Cu,Au的配位数是12,B正确;Ⅲ中Au—Cu和Au—Au的最小核间距均为面对角线长度的12,故最小核间距Au—Cu=Au—Au,C错误;结合上述分析可知,Ⅰ中Au、Cu原子个数比为1∶1,Ⅱ中Au、Cu原子个数比为1∶3,Ⅲ中Au位于面心,个数为6×12=3,Cu位于顶点,个数为8×184.(2024·河北卷)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图,晶胞的边长为apm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A.该铋氟化物的化学式为BiF3B.粒子S、T之间的距离为114aC.该晶体的密度为1064NAD.晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个答案D解析根据均摊法可知,该晶胞中Bi的个数为12×14+1=4,F的个数为8×18+6×12+8=12,故该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确;如图所示,根据勾股定理可知,BG2=BP2+PG2=54a2pm2=BO2+OG2,则∠BOG为直角,OA=14BH=34apm,OG=22apm,AG2=OA2+OG2=1116a2pm2,ST与AG平行且相等,则粒子S、T之间的距离为114apm,B正确;该晶体密度为4×209+12×19NA×a3×10-30g·cm-3=5.(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是()A.合成反应中,还原剂是LiH和CB.晶胞中含有的Li+个数为4C.每个CN22-周围与它最近且距离相等的Li+有D.CN22-为答案D解析A.LiH中H元素为-1价,由图中CN22-化学式可知,N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2可知,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C,故A正确;B.根据均摊法可知,Li+位于晶胞中的面上,则含有的Li+个数为8×12=4,故B正确;C.观察位于体心的CN22-可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,故C正确;D.CN22-的中心原子C原子的价层电子对数为2+12×(4+2-3×2)=2,且CN22-与CO2互为等电子体6.(2024·甘肃卷)β-MgCl2晶体中,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中部分结构显示为图乙,下列说法错误的是()A.电负性:Mg<ClB.单质Mg是金属晶体C.晶体中存在范德华力D.Mg2+离子的配位数为3答案D解析同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,故电负性Mg<Cl,A项正确;镁为金属元素,故单质Mg为金属晶体,B项正确;由图甲可知,该晶体中存在层状结构,则层与层之间存在范德华力,C项正确;由图乙中结构可知,与Mg2+距离最近且相等的Cl-有6个,故Mg2+的配位数为6,D项错误。考向二配合物与超分子7.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是()A.W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高B.在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3C.Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于NH4Cl溶液D.Y3[Z(WX)6]2中WX-提供电子对与Z3+形成配位键答案A解析W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,则W为C元素;每个周期的ⅡA族和ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高,由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界,Y可形成简单阳离子,则Y属于金属元素,故X和Y分别为N和Mg;Z的M层未成对电子数为4,则其3d轨道上有4个未成对电子,其价电子排布式为3d64s2,Z为Fe元素,Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。A.W、X、Y、Z四种元素的单质中,N元素的单质形成分子晶体,Mg和Fe均形成金属晶体,C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔点最高,A不正确;B.X的简单氢化物是NH3,其中N原子轨道杂化类型为sp3,B正确;C.Y的氢氧化物是Mg(OH)2,其属于中强碱,难溶于水,难溶于NaCl溶液,但是由于NH4Cl电离产生的NH4+可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液,C正确;D.Mg3[Fe(CN)6]2中CN-提供电子对与Fe3+形成配位键8.(2024·黑吉辽卷)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是()A.环六糊精属于寡糖B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚答案B解析1mol糖水解后能产生2~10mol单糖的称为寡糖,由图1环六糊精的结构可知,1mol环六糊精水解产生6molD-吡喃葡萄糖,故环六糊精属于寡糖,A正确;只有分子的尺寸大小适配环六糊精的空腔大小时才能被环六糊精包合形成超分子,B错误;由图3加入环六糊精后生成96%的对氯苯甲醚知,图2中甲氧基对位暴露在反应环境中,C正确;环六糊精腔外极性较大,腔内极性较小,由“相似相溶”及环六糊精含较多羟基,可与水形成氢键而易溶于水知,可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚,D正确。9.(2024·湖北卷)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”,能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是()芳烃芘并四苯蒄结构结合常数3853764176000A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子B.并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同C.从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘D.芳烃π电子数越多越有利于和“分子客车”的结合答案B解析纳米“分子客车”能装载多种稠环芳香烃,通过分子间相互作用结合成功能不同的分子聚集体,符