2024届高三新高考化学大一轮专题练习---晶体结构与性质

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习---晶体结构与性质
一、单选题
1．（2023春·湖北荆州·高三沙市中学校联考期中）常压下羰基化法精炼镍的原理为 230℃时，该反应的平衡常数，已知：的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。下列判断不正确的是
A．1mol 中含有8个配位键(表示阿伏加德罗常数的值)
B．属于分子晶体
C．使用更高效的催化剂，可以提高生产效率，也能提高高纯镍的产率
D．时，该反应达到平衡状态
2．（2023春·湖北荆州·高三沙市中学校联考期中）硼氢化钠是一种常用的强还原剂，其晶胞结构如图所示，密度为。硼氢化钠和三氟化硼反应可以制得乙硼烷：。

下列有关说法不正确的是
A．键角：
B．熔点：
C．硼氢化钠在酸性溶液中不稳定放出氢气：
D．(表示阿伏加德罗常数的值)
3．（2023春·吉林长春·高三长春市第十七中学校考阶段练习）下列说法正确的是
A．SO2与CO2的分子立体构型均为直线形
B． SiO2的键长大于CO2的键长，所以SiO2的熔点比CO2高
C．H2O和NH3中的分子的极性和共价键的极性均相同
D．分子晶体中一定存在共价键
4．（2023春·湖北十堰·高三统考期中）自然界中的铼(75Re)常以ReS2或Re2S7的形式伴生于铜矿中，所以铼通常随铜矿进入铜冶炼工艺流程中。已知：Re2O7比较稳定，易升华，溶于水生成HReO4(高铼酸)溶液；HReO4的性质与HClO4的性质相似。下列说法正确的是

A．Re2O7属于离子晶体
B．Re位于第六周期ⅦB族
C．烟气中的成分主要是Re2O7和SO3
D．“高温焙烧”、“重力收尘”和“净化制酸”中均发生了氧化还原反应
5．（2023春·天津和平·高三天津二十中校考期中）下列关于晶体的说法正确的组合是
①分子晶体中都存在共价键
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、、晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合
⑥共价键的极性由强到弱：
A．①②⑥ B．①②④ C．③⑤⑥ D．③⑤
6．（2023·重庆·统考三模）氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示，该晶胞中N、N之间的最近距离为a pm，以晶胞边长为单位长度建立坐标系，原子A的坐标参数为(0，0，0)，下列说法错误的是
  
A．原子B的坐标参数为 B．晶胞边长是pm
C．该物质的化学式为TiN D．Ti的配位数为6
7．（2023春·河南·高三洛宁县第一高级中学校联考期中）氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应得到BF3和BN，如图所示。下列叙述正确的是
  
A．硼酸具有片层状结构，层与层之间、H3BO3单元间都仅以范德华力连接
B． NH3与BF3都是由极性键构成的极性分子
C．与HF反应后再用氨气中和得到，1 mol含有配位键的数目为
D．立方氮化硼结构与金刚石相似，立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子
8．（2023·河北唐山·统考三模）侯德榜联合制碱法的原理之一是。下列关于该原理涉及到的物质说法正确的是
A．NH4Cl的电子式为
B．CO2、、H2O中心原子均为sp3杂化
C．键角的大小顺序为
D．NaCl晶胞中的配位数是12
9．（2023·山东青岛·统考模拟预测）氧化铈(CeO2)是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示。下列说法错误的是

A．氧元素位于元素周期表中的p区
B．CeO2晶体中与Ce4+相邻且最近的Ce4+有12个
C．O2-占据所有四面体空隙
D．每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为1-2x
10．（2023春·山西大同·高三统考期中）我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时可发生反应：2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑，生成物K2S的晶胞结构如图。下列有关说法不正确的是

A．S和C均有多种同素异形体 B．N2中含有的σ键和π键数目之比为1∶2
C．K2S晶胞无隙并置后的晶体具有各向异性 D．K2S晶体中，每个S2－周围紧邻4个K+
11．（2023春·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考阶段练习）Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的室温下易升华。下列关于的说法错误的是

A．中心原子的价层电子对数为5
B．与空间构型不相同
C．是分子晶体
D．晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，则该晶胞中有2个分子
12．（2023·辽宁·模拟预测）中科院福建物质结构研究所陈学元团队将掺杂(晶胞结构为a)获得空位有序型双钙钛矿纳米晶体(晶胞结构为b)，过程如图所示。若a和b的晶胞参数均为x nm，下列说法错误的是

A．a中的配位数为8
B．a中两个最近的的距离为
C．掺杂后的晶体的化学式为
D．和的中心原子的价层电子对数不相同

二、多选题
13．（2023秋·河北唐山·高三统考期末）来海化物立方晶胞如图所示，以原子1为原点的坐标系中Ca的坐标参数为(，，)。下列说法正确的是

A．K+的配位数为12
B．原子2的坐标参数为(，1，)
C．若以Ca为顶点建立晶胞，则F位于棱心位置
D．若晶胞参数为a pm，晶胞密度为
14．（2023春·山东青岛·高三统考期中）部分晶体及分子结构如图所示，下列说法错误的是
  
A．晶胞中有8个，配位数是4
B．金刚石晶体中每个碳原子被6个六元环共用，每个六元环最多有4个碳原子共面
C．该气态团簇分子的分子式为或
D．三种物质对应的晶体熔沸点最高的是

三、非选择题
15．（2023春·山东青岛·高三山东省青岛第一中学校考期中）碳的多种同素异形体及一系列化合物广泛应用于科研、医疗、工农业生产等领域。钴单质及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题：
  
(1)写出基态C原子核外电子排布的轨道表示式___________。
(2)C原子在形成化合物时，可采取多种杂化方式。杂化轨道中s轨道成分越多，C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中，最有可能在碱性体系中形成阴离子的是___________(填编号)。
A． B． C． D．苯
(3)与光气反应可用于制取四氯化钛。中键和健的数目比为___________，其空间构型为___________。
(4)基态Co原子的价层电子排布式为___________。
(5)以甲醇为溶剂，可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)，色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)的电负性由大到小的顺序为___________(填元素符号)，色胺酮分子中N原子的杂化类型有___________，X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子，通过___________作用与色胺酮钴配合物相结合。
(6)金属钴晶体的晶胞呈六棱柱形，其结构如图所示，每个晶胞中含Co原子数为___________；晶胞底面呈正六边形，边长为apm，设为阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度，则该晶胞的高b为___________pm(列出计算式)。
  
16．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)分别用○、•表示和，晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是、在晶胞面、面上的位置：

①若晶胞底边的边长均为、高为，阿伏伽德罗常数的值为，晶体的密度为_______(写出表达式)。
②晶胞在轴方向的投影图为_______(填标号)。
A、 B、 C、 D、
(2)硼化钙可用于新型半导体材料，一种硼化钙的晶胞结构及沿z轴方向的投影图如图所示，硼原子形成的正八面体占据顶角位置。若阿伏伽德罗常数的值为NA，则晶体密度ρ=_______g·cm-3。

(3)过渡金属Q与镧形成的合金是一种储氢材料，其中基态Q原子的价电子排布式为，该合金的晶胞结构和z轴方向的投影图如图所示。

若阿伏伽德罗常数的值为，则该合金的密度_______(用含a、c、的代数式表示，列出计算式即可；Q的相对原子质量用M元素符号表示)。
(4)的晶胞结构如图所示：

已知的摩尔质量为，为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为_______。该晶胞沿体对角线方向的投影图_______(填标号)。
a． b． c． d．
17．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题：
(1)“沉钴”产物可用于制备CoO，CoO的晶胞结构如图所示，与距离最近且相等的有_______个；设与的最近的核间距为r nm，CoO晶体的密度为_______(列出计算式，为阿伏伽德罗常数的值)；该晶胞若沿体对角线投影，则的投影图为_______(填字母选项)。


(2)我国科学家在新型二维半导体芯片材料——硒氧化铋的研究中取得突破性进展。硒氧化铋的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞参数为a pm，a pm，b pm。

①该晶胞沿z轴方向的投影图为_______ (填标号)。
A．    B．    C．    D．
②该晶体中，每个周围紧邻的共有_______个。
③该晶体的密度为_______(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
(3)(CH3NH3)PbI3晶胞结构如图所示，其中A代表Pb2+。

①已知(CH3NH3)PbI3的摩尔质量为Mg/mol，该晶胞的密度为bg•cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)，则晶胞参数a=_______pm。
②该晶胞沿体对角线方向的投影图为_______(填序号)。
A．     B．      C． D．
18．（2023·全国·高三专题练习）KZnF3具有钙钛矿型立方结构，晶胞结构如图所示，KZnF3晶胞中A离子的坐标参数为(0，0，0)，B离子的坐标参数为(1，0，0)，C离子的坐标参数为(0，1，0)，则D离子的坐标参数为________


参考答案：
1．C
【详解】A．配合物中配位体为CO，中心原子为Ni，该配合物的配位数为4；CO分子中C和O之间存在1个σ键， 1个π键和1个配位键，因此1molNi(CO)4中含有8mol配位键，数目为8，故A正确；
B．的沸点为42.2℃，沸点较低，属于分子晶体，故B正确；
C．催化剂可以加快反应速率，提高生产效率，但不能使平衡发生移动，提高高纯镍的产率，故C错误；
D．当时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故D正确；
故选C。
2．A
【详解】A．中心原子B的价层电子对数为3+=3，没有孤电子对，空间构型为正三角形，键角为120°，中心原子B的价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，空间构型为正四面体形，键角为109°28′，键角：，故A错误；
B．相对分子质量：，则分子间作用力：，分子间作用力越强，熔沸点越高，则熔点：，故B正确；
C．硼氢化钠在酸性溶液中不稳定放出氢气，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，故C正确；
D．由晶胞结构可知，的个数为8=4，Na+的个数为=4，硼氢化钠密度为，，故D正确；
故选A。
3．C
【详解】A．CO2的分子立体构型为直线形，而SO2的分子构型为V形，A不正确；
B．虽然SiO2的键长大于CO2的键长，但SiO2为共价晶体，熔化时需要破坏共价键，而CO2为分子晶体，熔化时只破坏分子间的作用力，所以SiO2的熔点比CO2高，B不正确；
C．H2O和NH3都是极性分子，H-O键和H-N键都是极性共价键，C正确；
D．稀有气体形成的分子晶体中不存在共价键，D不正确；
故选C。
4．B
【详解】A．Re2O7易升华，说明Re2O7沸点很低，不符合离子晶体的特点，Re2O7属于分子晶体，故A错误；
B．Re位于第六周期ⅦB族，故B正确；
C．铜矿中含有ReS2或Re2S7，高温焙烧后得到的气体主要是Re2O7和SO2，故C错误；
D．“重力收尘”是物理变化的过程，没有发生氧化还原反应，故D错误；
故选B。
5．D
【详解】①稀有气体形成的分子晶体，不存在共价键，①错误；
②金属晶体中有阳离子，但没有阴离子，②错误；
③金刚石、SiC为原子晶体，C的原子半径小于硅，共价键能前者大于后者，熔点前者大于后者；NaF、NaCl为离子晶体，离子带电荷相同，F-半径小于Cl-，前者晶格能大于后者；H2O、H2S为分子晶体，前者能形成分子间的氢键，分子间作用力前者大于后者。总的来说，熔点依原子晶体、离子晶体、分子晶体依次降低，③正确；
④离子晶体中一定有离子键可能有共价键，分子晶体中肯定没有离子键，④错误；
⑤SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合，⑤正确；
⑥非金属性I 综合以上分析，只有③⑤正确。故选D。
6．A
【详解】A．原子B在x、y、z轴上坐标分别为1、1、，则坐标参数为，A错误；
B．晶胞中N、N之间的最近距离为面对角线的二分之一，为apm，则N与Ti的最近距离是pm，则晶胞边长为pm，B正确；
C．该晶胞中，Ti(黑球)的个数为，N(白球)的个数为，则Ti和N的个数比为1∶1，该物质的化学式为TiN，C正确；
D．如图所示，以体心钛为例，与Ti距离相等且最近的N有6个，则Ti的配位数为6，D正确；
答案选A。
7．D
【详解】A．硼酸具有片层状结构，层与层之间、H3BO3单元间不仅以范德华力连接，还有氢键，A错误；
B．NH3为三角锥形结构，正负电荷重心不重合，NH3是由极性键构成的极性分子，BF3为平面三角形结构，正负电荷重心重合，BF3是由极性键构成的非极性分子，B错误；
C．NH4BF4中N-H键有一个配位键，然后N-B之间一个配位键，故1molNH4BF4中含有配位键的数目为2NA，C错误；
D．结构与金刚石相似，金刚石每个碳原子周围有4个碳原子，则立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子，D正确；
故答案为：D。
8．C
【详解】A．的电子式为：，A错误；
B．为直线型，C原子的杂化方式为，为正四面体结构、为V形，中心原子均为杂化，B错误；
C．没有孤电子对，形成直线型分子，键角为，为正四面体结构，键角为，为三角锥形，有一对孤电子对，为V形，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以的键角最小，综合，键角的大小顺序：，C正确；
D．晶胞中的配位数是6，D错误；
故选C。
9．D
【详解】A．O是第二周期第ⅥA族元素，其核外电子排布式为1s22s22p4，属于p区元素，A正确；
B．由CeO2晶胞图可知，以任一顶点的Ce4+为例，距离其最近的Ce4+位于该顶点所在的三个面的面心，一个顶点被8个晶胞共用，则距离最近的Ce4+的个数为，B正确；
C．晶胞中位于顶点和面心Ce4+个数为，由化学式CeO2可知，晶胞中O2-个数为，即晶胞内部8个四面体空隙全部被O2-占据，C正确；
D．假设CeO2-x中的Ce4+和Ce3+的个数分别为m和n，则m+n= 1，由化合价代数和为0可得4m+3n=2(2-x)，解得m=1-2x，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的Ce4+或Ce3+个数为，所以每个晶胞中Ce4+的个数为4-8x，D错误；
故选D。
10．D
【详解】A．S和C均有多种同素异形体，如单斜硫和斜方硫、石墨和金刚石，故A正确；
B．N2的结构式为N≡N，氮氮三键中含有1个σ键和2个π键，σ键和π键数目之比为1∶2，故B正确；
C．K2S固体属于晶体，晶体具有各向异性，故C正确；
D．由K2S晶胞结构可知，K2S晶体中，每个S2－周围紧邻8个K+，故D错误；
故选D。
11．B
【详解】A．中心原子的价层电子对数为，故A正确；
B．根据图中信息得到空间构型为直线形，空间构型也是直线形，两者空间构型相同，故B错误；
C．室温下易升华，说明是分子晶体，故C正确；
D．晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，则该晶胞中有个Xe，有个F，则晶胞中有2个分子，故D正确。
综上所述，答案为B。
12．D
【详解】A．由图可知，a中的配位数为8，A正确；
B．a中两个最近的的距离为面对角线长的一半，故为，B正确；
C．根据晶胞结构b可知，每个晶胞中含有个、8个、个，则掺杂后的晶体的化学式为，C正确；
D．和的中心原子的价层电子对数均为6，D错误；
故选D。
13．AC
【详解】A．由坐标参数可知Ca在晶胞体心，则K+在顶点，其周围最近的F-均在面心有个，故K+的配位数为12，故A正确；
B．来海化物为立方晶胞，原子2与Ca的y、x相同，Ca的坐标参数为(，，)则晶胞的棱长为1，原子2在面心上则x轴坐标为1，原子2的坐标参数为(，，)，故B错误；
C．晶胞中Ca2+位于体心，离子个数为1个，F-位于面心，离子个数为个，若以Ca为顶点建立晶胞，晶胞中Ca2+的离子个数为个，则F-位于棱心位置，离子个数为个，Ca2+与F-的个数比没有变，所以若以Ca为顶点建立晶胞，则F位于棱心位置正确，故C正确；
D．晶胞中K+的个数为个，晶胞的化学式为KCaF3，晶胞的质量，若晶胞参数为a pm，体积，密度，故D错误；
故选：AC。
14．BD
【详解】A．晶胞中钙离子数目为，结合晶胞内部的氟离子可知，对应配位数为4，故A正确；
B．在金刚石晶体中，每个碳原子被12个六元环共同占有，由于C采取sp3杂化，故每个六元环最多有4个碳原子共面，故B错误；
C．该团簇分子，含有F和E的数目均为4，故化学式为或，故C正确；
D．金刚石为共价晶体，三种物质对应的晶体熔沸点最高的是金刚石；故D错误；
故答案选BD。
15．(1)
(2)C
(3) 3:1 平面三角形
(4)[Ar]3d74s2
(5) O>N>C>H sp3、sp2 氢键
(6) 6

【详解】（1）基态C原子核外电子排布的轨道表示式  ；
故答案为：  。
（2）甲烷中碳原子是sp3杂化，乙烯中碳原子是sp2杂化，乙炔中碳原子是sp杂化，苯中碳原子是sp2杂化，故乙炔中C杂化轨道中s轨道成最多，C元素的电负性越强，连接在该C原子上的H原子越容易电离，形成阴离子，综上所述C正确；
故答案为：C。
（3）COCl2中σ键和π键的数目分别为3个和1个，故为3:1；碳原子有3个σ键，没有孤对电子，sp2杂化，空间构型为平面三角形；
故答案为：3:1；平面三角形。
（4）基态Co原子的电子排布式为[Ar]3d74s2；价层电子排布式为[Ar]3d74s2；
故答案为3d74s2。
（5）同周期元素电负性随核电荷数增大而增大，H、C、N、O四种元素中，氢原子容易失去电子，故电负性最小，故电负性由大到小的顺序为O>N>C>H；色胺酮分子中有2个N原子，一个N有3个σ键和1对孤对电子，另一个N有2个σ键和1对孤对电子，故N原子的杂化类型有sp3、sp2；甲醇中有羟基，容易形成氢键，根据图片可知甲醇通过氢键与色胺酮配合物相结合；
故答案为：O>N>C>H；sp3、sp2；氢键。
（6）每个晶胞中含Co原子数为×12+×2+3=6；Co的摩尔质量为59g/mol，每个晶胞6个钴原子，则每个晶胞的质量为g，每个晶胞的体积为cm3，g/cm3，则高度pm；
故答案为：6；。
16．(1) B
(2)
(3)
(4) a

【详解】（1）①○、•表示和，由图可知，数目为，的数目为 ，即晶胞中含有4个和4个，则晶胞的质量为，晶胞的体积为V=a2cpm3=a2c×10−30cm3，则晶胞密度为，故答案为：；
②晶胞图上，xz面为侧面、yz面为正面，晶胞在x轴方向的z−y投影图应符合图(c)，和图(b)中的、的相对位置，x轴方向的投影图的正面上应为小黑球在上，2个白球在下，投影图应为B，故答案为：B；
（2）硼原子形成的正八面体占据顶角位置，根据均摊法可知，晶胞中B原子数目为，Ca原子数目为1，则晶胞的质量为，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞密度，故答案为：；
（3）基态Q原子的价电子排布式为nd2n+2(n+1)sn-1知，s能级最多容纳的电子数为2，n-1=2，可得n=3，即价电子排布式为3d84s2，则Q原子为Ni，根据均摊法，晶胞中La的数目为，Ni的数目为，则晶胞质量为，晶胞底面积为，则晶胞体积为，则该合金的密度，故答案为：；
（4）该晶胞的体积为a3×10-30cm3，则其密度；该晶胞沿体对角线方向的投影图中，中心位置是体对角线两端点的A和体心位置B投影在一起，其余的6个A投影在外围形成大的正六边形，6个面心位置的C原子在六边形内部形成一个小正六边形，则该晶胞沿体对角线方向的投影图为，故答案为：；a。
17．(1) 12 B
(2) B 4
(3) C

【详解】（1）以体心为例，与距离最近且相等的同层、上下层各有4个，故有12个；设与的最近的核间距为rnm，则晶胞边长为2rnm，根据均摊法可知，晶胞中含有个、个，则CoO晶体的密度为=；该晶胞若沿体对角线投影，则的投影位置为正六边形的中心、顶点和中心与顶点连线的中心，故图为B；
（2）①由晶胞结构可知，该晶胞沿z轴方向的投影图为，故选B；
②由晶胞结构可知，该晶体中，每个周围紧邻的共有4个；
③由晶胞结构可知，该晶胞中个数为个，个数为个，个数为个，则该晶体的密度为；
（3）①已知Pb2+位于A点，则每个晶胞中均摊1个(CH3NH3)PbI3，晶胞密度为得出；
②该晶胞沿体对角线方向的投影，体对角线方向的2个顶点和体心投到1个点，另外6个原子在六边形内部形成1个小六边形，因此投影图为，故选C。
18．(0，，)
【详解】由A、B、C离子的坐标参数，建立坐标系，A在坐标原点，D离子处于晶胞左侧面的面心位置，D离子的坐标参数为(0，，)。