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专题二 物质结构与性质 选择题专攻 3.晶体结构课件-2024年高考化学二轮复习
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这是一份专题二 物质结构与性质 选择题专攻 3.晶体结构课件-2024年高考化学二轮复习，共38页。PPT课件主要包含了核心精讲，真题演练，考向预测等内容，欢迎下载使用。
1.常见共价晶体结构分析
(1)金刚石①每个C与相邻4个C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6个C不在同一平面内；④每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2。
(2)SiO2①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”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2；③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si。(3)SiC、BP、AlN每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构。
2.常见分子晶体结构分析
(1)干冰①8个CO2位于立方体的顶角且在6个面的面心各有1个CO2；②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个。(2)白磷面心立方最密堆积。
3.常见离子晶体结构分析
典型离子晶体模型的配位数
[知识拓展] 晶格能(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据，可以用来衡量离子键的强弱，晶格能越大，离子键越强。(2)影响因素：晶格能的大小与阴阳离子所带电荷数、阴阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大。(3)对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。
1.(2023·新课标卷，9)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]＋为平面结构。下列说法正确的是A.该晶体中存在N—H…O氢键B.基态原子的第一电离能：C
金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，石墨炔为分子晶体，C项错误；金刚石不能导电，D项错误。
3.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是A.晶体最简化学式为KCaB6C6B.晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
K＋位于晶胞顶角，Ca2＋位于体心，则晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；
4.(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是A.与石墨相比，(CF)x导电性增强B.与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强C.(CF)x中C—C的键长比C—F短D.1 ml (CF)x中含有2x ml共价单键
石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；
已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C的键长比C—F的长，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1 ml (CF)x中含有2.5x ml共价单键，D错误。
5.(2022·湖北，9)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是A.Ca2＋的配位数为6B.与F－距离最近的是K＋C.该物质的化学式为KCaF3D.若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
Ca2＋的配位数为与其距离最近且等距离的F－的个数，如图所示，Ca2＋位于体心，F－位于面心，所以Ca2＋的配位数为6，A正确；
F－与Cl－半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。
1.根据量子力学计算，氮化碳结构有五种，其中一种氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是A.氮化碳属于共价晶体B.氮化碳的化学式为C3N4C.该晶体的熔点比金刚石的熔点低D.每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连
根据晶体硬度超过金刚石，具有网状结构这些特点确定该物质为共价晶体，A项正确；
该晶体与金刚石晶体均为共价晶体，r(N)
3.砷化镓(GaAs)作为第二代半导体材料的代表，是目前研究最成熟、生产量最大的半导体材料。GaAs晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，下列说法正确的是A.GaAs属于离子晶体B.基态砷原子价层电子轨道表示式为C.As的配位数为4
由GaAs晶胞结构图可知，该晶胞含有Ga原子和As原子，微粒间的作用力是共价键，属于共价晶体，A错误；基态砷原子价层电子轨道表示式为 ，B错误；与砷原子距离最近的镓原子的个数为4，则As的配位数为4，C正确；
4.作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆，某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关表述不正确的是A.Z表示的微粒为H2B.每个X周围最近且等距离的X有6个C.若A的原子分数坐标为(0,0.5,0.5)，B的原子分数 坐标为(0.75,0.75,0)，则C的原子分数坐标为(1,0.5,1) D.若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则晶体的化学式为LaNi5H7
从图中可以看出，每个X周围最近且等距离的X在顶角，数目为6，B正确；若A的原子分数坐标为(0,0.5,0.5)，B的原子分数坐标为(0.75,0.75,0)，则坐标原点为底面左下角的X，晶胞参数为1，所以C的原子分数坐标为(1,0.5,1)，C正确；
5.几种常见的晶胞或结构(CaF2、NH4Cl、AlCl3)如图，下列说法错误的是A.图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4B.熔点：图2所示物质<图1所示物质C.图3所示晶胞中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个D.NH4Cl可与H－反应生成NH4H，NH4Cl和NH4H均是共价化合物
由题意判断图1为CaF2的晶胞，图2为AlCl3的结构，图3为NH4Cl的晶胞。图1中顶角和面心是Ca2＋，体内较大的小球表示F－，距离Ca2＋最近且等距离的F－有8个，则Ca2＋的配位数为8，距离F－最近且等距离的Ca2＋有4个，则F－的配位数为4，故A正确；
图1为CaF2的晶胞，CaF2是离子化合物，图2为AlCl3的结构，AlCl3是共价化合物，离子化合物的熔点一般高于共价化合物，则CaF2的熔点高于AlCl3，故B正确；由图3可看出，与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个，故C正确；NH4H、NH4Cl均为离子化合物，故D错误。
6.有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是A.在NaCl晶体(图甲)中，距Na＋最近的Cl－ 围成正八面体B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或 FEC.在CO2晶体(图丙)中，一个CO2分子周围 有12个CO2分子紧邻D.在碘晶体(图丁)中，存在的作用力有非 极性键和范德华力
在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，分别位于Na＋的上、下、左、右、前、后，围成正八面体，A正确；乙是一个分子，不是晶胞，所以分子式为E4F4或F4E4，B错误；碘晶体中，有碘分子内部的碘原子间的非极性共价键，还有碘分子间的范德华力，D正确。
1.常见共价晶体结构分析
(1)金刚石①每个C与相邻4个C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6个C不在同一平面内；④每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2。
(2)SiO2①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”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数之比为1∶2；③最小环上有12个原子，即6个O、6个Si。(3)SiC、BP、AlN每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构。
2.常见分子晶体结构分析
(1)干冰①8个CO2位于立方体的顶角且在6个面的面心各有1个CO2；②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个。(2)白磷面心立方最密堆积。
3.常见离子晶体结构分析
典型离子晶体模型的配位数
[知识拓展] 晶格能(1)定义：气态离子形成1摩离子晶体释放的能量。晶格能是反映离子晶体稳定性的数据，可以用来衡量离子键的强弱，晶格能越大，离子键越强。(2)影响因素：晶格能的大小与阴阳离子所带电荷数、阴阳离子间的距离、离子晶体的结构类型有关。离子所带电荷数越多，半径越小，晶格能越大。(3)对离子晶体性质的影响：晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。
1.(2023·新课标卷，9)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]＋为平面结构。下列说法正确的是A.该晶体中存在N—H…O氢键B.基态原子的第一电离能：C
金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨为混合型晶体，石墨炔为分子晶体，C项错误；金刚石不能导电，D项错误。
3.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是A.晶体最简化学式为KCaB6C6B.晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
K＋位于晶胞顶角，Ca2＋位于体心，则晶体中与K＋最近且距离相等的Ca2＋有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；
4.(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是A.与石墨相比，(CF)x导电性增强B.与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强C.(CF)x中C—C的键长比C—F短D.1 ml (CF)x中含有2x ml共价单键
石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；
已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C的键长比C—F的长，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1 ml (CF)x中含有2.5x ml共价单键，D错误。
5.(2022·湖北，9)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是A.Ca2＋的配位数为6B.与F－距离最近的是K＋C.该物质的化学式为KCaF3D.若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变
Ca2＋的配位数为与其距离最近且等距离的F－的个数，如图所示，Ca2＋位于体心，F－位于面心，所以Ca2＋的配位数为6，A正确；
F－与Cl－半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。
1.根据量子力学计算，氮化碳结构有五种，其中一种氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，已知该氮化碳的二维晶体结构如图所示，下列有关氮化碳的说法不正确的是A.氮化碳属于共价晶体B.氮化碳的化学式为C3N4C.该晶体的熔点比金刚石的熔点低D.每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连
根据晶体硬度超过金刚石，具有网状结构这些特点确定该物质为共价晶体，A项正确；
该晶体与金刚石晶体均为共价晶体，r(N)
3.砷化镓(GaAs)作为第二代半导体材料的代表，是目前研究最成熟、生产量最大的半导体材料。GaAs晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，下列说法正确的是A.GaAs属于离子晶体B.基态砷原子价层电子轨道表示式为C.As的配位数为4
由GaAs晶胞结构图可知，该晶胞含有Ga原子和As原子，微粒间的作用力是共价键，属于共价晶体，A错误；基态砷原子价层电子轨道表示式为 ，B错误；与砷原子距离最近的镓原子的个数为4，则As的配位数为4，C正确；
4.作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆，某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关表述不正确的是A.Z表示的微粒为H2B.每个X周围最近且等距离的X有6个C.若A的原子分数坐标为(0,0.5,0.5)，B的原子分数 坐标为(0.75,0.75,0)，则C的原子分数坐标为(1,0.5,1) D.若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则晶体的化学式为LaNi5H7
从图中可以看出，每个X周围最近且等距离的X在顶角，数目为6，B正确；若A的原子分数坐标为(0,0.5,0.5)，B的原子分数坐标为(0.75,0.75,0)，则坐标原点为底面左下角的X，晶胞参数为1，所以C的原子分数坐标为(1,0.5,1)，C正确；
5.几种常见的晶胞或结构(CaF2、NH4Cl、AlCl3)如图，下列说法错误的是A.图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4B.熔点：图2所示物质<图1所示物质C.图3所示晶胞中与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个D.NH4Cl可与H－反应生成NH4H，NH4Cl和NH4H均是共价化合物
由题意判断图1为CaF2的晶胞，图2为AlCl3的结构，图3为NH4Cl的晶胞。图1中顶角和面心是Ca2＋，体内较大的小球表示F－，距离Ca2＋最近且等距离的F－有8个，则Ca2＋的配位数为8，距离F－最近且等距离的Ca2＋有4个，则F－的配位数为4，故A正确；
图1为CaF2的晶胞，CaF2是离子化合物，图2为AlCl3的结构，AlCl3是共价化合物，离子化合物的熔点一般高于共价化合物，则CaF2的熔点高于AlCl3，故B正确；由图3可看出，与体心原子等距离且最近的顶点原子有8个，故C正确；NH4H、NH4Cl均为离子化合物，故D错误。
6.有关晶体的结构如图所示，下列说法不正确的是A.在NaCl晶体(图甲)中，距Na＋最近的Cl－ 围成正八面体B.该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或 FEC.在CO2晶体(图丙)中，一个CO2分子周围 有12个CO2分子紧邻D.在碘晶体(图丁)中，存在的作用力有非 极性键和范德华力
在NaCl晶体中，距Na＋最近的Cl－有6个，分别位于Na＋的上、下、左、右、前、后，围成正八面体，A正确；乙是一个分子，不是晶胞，所以分子式为E4F4或F4E4，B错误；碘晶体中，有碘分子内部的碘原子间的非极性共价键，还有碘分子间的范德华力，D正确。
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