2026届高考化学一轮总复习提能训练练案26晶体结构与性质

这是一份2026届高考化学一轮总复习提能训练练案26晶体结构与性质，共11页。试卷主要包含了下列有关晶体的说法中正确的是，下列关于沸点的比较不正确的是，第三周期元素的单质熔点如图所示等内容，欢迎下载使用。
A．等离子体由电子、阳离子和电中性粒子构成，具有良好的导电性和流动性
B．大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子，呈液态，难挥发
C．液晶既具有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性
D．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性
[答案] D
[解析] 晶体的自范性就是晶体能自发呈现多面体外形的性质；圆形容器中结出的冰是圆形的，是外部容器的形状，不能体现晶体的自范性，D错误。
2．(2025·广东广州三校联考)下列有关晶体的说法中正确的是( )
A．分子晶体的分子内均存在共价键，可能存在氢键
B．通过晶体X射线衍射实验，可得出晶体的晶胞结构
C．分子晶体的结构为分子密堆积
D．Na和Cl在50～300 GPa的高压下反应生成晶体的一种晶胞如图，该晶体的化学式为NaCl3
[答案] B
[解析] 稀有气体分子内没有共价键，A错误；通过X射线衍射实验，可得出晶体的内部结构，B正确；分子间只存在范德华力的分子晶体才是分子密堆积，C错误；用均摊法推知，一个晶胞内含有3个Na、1个Cl，故该晶体化学式为Na3Cl，D错误。
3．(2025·广东六校联盟联考)四氯化锗(GeCl4)是光导纤维的常用掺杂剂，在常温下呈液态，锗与硅同族。下列说法不正确的是( )
A．基态Ge原子价层电子排布式为4s24p2
B．GeCl4的熔点比SiCl4低
C．GeCl4所属晶体类型是分子晶体
D．第一电离能大小：Cl>Si>Ge
[答案] B
[解析] 锗是32号元素，基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2，A正确；GeCl4与SiCl4晶体都属于分子晶体，GeCl4的相对分子质量大，GeCl4分子间作用力大，则GeCl4的熔点比SiCl4高，B错误；GeCl4在常温下呈液态，则其熔点较低，故属于分子晶体，C正确；元素非金属性越强，其第一电离能越大，非金属性大小为Cl>Si>Ge，则第一电离能：Cl>Si>Ge，D正确。
4．(2025·北京师大附中统考)下列关于沸点的比较不正确的是( )
A．Cl2碘单质
[答案] D
[解析] 熔点的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，冰为分子晶体，碘单质为分子晶体，室温下碘为固体、水为液体，MgO为离子晶体，金刚石是共价晶体，因此熔点：金刚石>MgO>碘单质>冰，D错误。
11．某立方晶系的锑钾(Sb－K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是( )
A．该晶胞的体积为a3×10－36 cm3
B．K和Sb原子数之比为1∶3
C．与Sb最邻近的K原子数为8
D．K和Sb之间的最短距离为eq \f(1,2)a pm
[答案] C
[解析] 该晶胞的边长为a×10－10 cm，故晶胞的体积为(a×10－10 cm)3＝a3×10－30 cm3，A项错误；该晶胞中K的个数为12×eq \f(1,4)＋9＝12，Sb的个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，故K和Sb原子数之比为3∶1，B项错误；以面心处Sb为研究对象，与Sb最邻近的K原子数为8，C项正确；K和Sb的最短距离为晶胞体对角线长度的eq \f(1,4)，即eq \f(\r(3),4)a pm，D项错误。
12．(2024·广东广州期末)杂化材料(CH3NH3)PbI3在太阳能电池领域具有重要价值，其立方晶胞结构如图所示。A的分数坐标为(0,0,0)，B的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。下列说法中错误的是( )
A．C的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))
B．CH3NHeq \\al(＋,3)与Pb2＋的最短距离为eq \f(\r(2),2)a nm
C．距离CH3NHeq \\al(＋,3)最近且等距离的I－有12个
D．一个该晶胞的体积为a3×10－21 cm3
[答案] B
[解析] 根据晶胞结构可知，C位于晶胞右侧的面心，A的分数坐标为(0,0,0)，B的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，则C的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))，A正确；根据晶胞结构可知，CH3NHeq \\al(＋,3)位于晶胞顶点，Pb2＋位于晶胞体心，CH3NHeq \\al(＋,3)与Pb2＋的最短距离为体对角线长的eq \f(1,2)，即为eq \f(\r(3),2)a nm，B错误；CH3NHeq \\al(＋,3)位于晶胞顶点，I－位于晶胞面心，则距离CH3NHeq \\al(＋,3)最近且等距离的I－有12个，C正确；该晶胞边长为a nm，则一个该晶胞的体积为a3×10－21 cm3，D正确。
13．(2025·湖北荆州中学模拟)已知图甲为金属钠的晶胞，晶胞边长为a pm，其晶胞截面如图乙所示。图丙为ZnS晶胞截面，已知ZnS属立方晶体，假设晶胞边长为d pm。下列关于ZnS晶胞的描述错误的是( )
A．每个晶胞中含有的S2－数目为4
B．与Zn2＋距离最近且相等的S2－有8个
C．该晶胞中距离最近的Zn2＋和S2－的核间距的计算表达式为eq \f(\r(3),4)d pm
D．ZnS晶体的密度为eq \f(388,d3NA)×1030 g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值)
[答案] B
[解析] 由晶胞截面图可知，S2－位于晶胞的顶角和面心，晶胞中S2－个数为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Zn2＋位于S2－构成的正四面体空隙内，每个晶胞中含有S2－的数目为4，A正确；Zn2＋位于S2－的正四面体空隙，与Zn2＋距离最近且相等的S2－有4个，B错误；与顶角S2－距离最近的Zn2＋位于体对角线的eq \f(1,4)处，距离最近的Zn2＋与S2－的核间距为eq \f(\r(3),4)d pm，C正确；ZnS晶体的密度为eq \f(4×32＋65,NA×d×10－103) g·cm－3＝eq \f(388,d3NA)×1030 g·cm－3，D正确。
14．(2025·聊城模拟)碳单质有广泛的应用，完成下列问题。
(1)碳有很多同素异形体，例如金刚石、石墨和C60，已知金刚石中C—C键的键长为0.154 nm，C60中C—C键的键长为0.140～0.145 nm。C60的熔点________金刚石(填“高于”或“低于”)，理由是__________________________________
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)石墨晶体由层状石墨按ABAB方式堆积而成，如图a所示，层与层之间靠_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________维系。图a中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。1个六方石墨晶胞中碳原子的个数为________，D处碳原子的分数坐标为(0,0,0)，则E处碳原子的分数坐标为________(以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标)。
(3)石墨可作锂离子电池的负极材料，锂离子电池充电时，Li＋嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li＋时，晶体部分结构的俯视示意图如图b，此时C与Li＋的个数比是________。
[答案] (1)低于 C60是分子晶体，熔化时不需要破坏化学键，金刚石是共价晶体，熔化时需要破坏共价键
(2)范德华力(或分子间作用力) 4 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)，\f(2,3)，\f(1,2)))
(3)6∶1
[解析] (1)比较晶体的熔点时，首先要确定晶体类型，然后弄清晶体熔化时是否需要破坏化学键。金刚石形成共价晶体，熔化时需要破坏共价键，而C60形成分子晶体，熔化时不需破坏共价键，所以C60的熔点低于金刚石。(2)石墨晶体的层与层之间，碳原子间不形成共价键，靠范德华力(或分子间作用力)维系。1个六方石墨晶胞中，顶点有8个C原子、棱心有4个C原子、面心有2个C原子、体心有1个C原子，则晶胞中含碳原子的个数为8×eq \f(1,8)＋4×eq \f(1,4)＋2×eq \f(1,2)＋1＝4，D处碳原子的分数坐标为(0,0,0)，将x轴、y轴平移至中间层，通过建立有关E点与x、y轴的平行四边形，可确定E点在x轴的eq \f(1,3)处，在y轴的eq \f(2,3)处，在z轴的中点，即占z轴的eq \f(1,2)，所以E处碳原子的分数坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)，\f(2,3)，\f(1,2)))。(3)从图b中可以看出，每个Li＋都位于1个平面正六边形的中心，即平均每6个C原子对应1个Li＋，所以此时C与Li＋的个数比是6∶1。
15．(2025·河北邯郸一中检测)中医药学认为，雄黄(As4S4)外用可以治疗疥癣恶疮、蛇虫咬伤等；微量内服，可治惊痫、疮毒等病症。雄黄遇热易被氧化为As2O3(俗称砒霜)，虽在古时常用作毒药，但科学家却发现用它治疗白血病有一定的疗效。砷的其他化合物也在研究和生产中有着许多重要用途。
(1)基态砷原子的价层电子排布图为________________________，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图形状为________。
(2)雄黄(As4S4)的结构如图甲所示，As原子的杂化形式为________。
(3)Na3AsO4常用作杀虫剂、防腐剂，它含有的化学键类型包括________________；AsOeq \\al(3－,4)的空间构型为________________。
(4)砷化镓是优良的半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似，两种晶体中熔点较高的是________；砷化镓密度为ρ g·cm－3，Ga和As原子半径分别为r1 pm和r2 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则砷化镓晶体的空间利用率为_____________________________________。
[答案] (1) 哑铃形 (2)sp3
(3)离子键和共价键 正四面体形
(4)氮化硼 eq \f(4πρNAr\\al(3,1)＋r\\al(3,2)×10－30,435)×100%
[解析] (1)As是33号元素，处于第四周期第ⅤA族，价层电子排布式为4s24p3，结合泡利原理、洪特规则，价层电子排布图为，核外电子占据的最高能级为4p，其电子云轮廓图形状为哑铃形。(2)S原子最外层电子数为6、As原子最外层电子数为5，S原子形成2个共价键、As原子形成3个共价键，故黑色球为S、白色球为As，As原子有1个孤电子对，杂化轨道数目为3＋1＝4，故As原子杂化方式为sp3杂化。(3)Na3AsO4中含有的化学键类型有Na＋和AsOeq \\al(3－,4)之间的离子键和AsOeq \\al(3－,4)内部的共价键，AsOeq \\al(3－,4)中心原子As的价层电子对数为4＋eq \f(1,2)×(5＋3－4×2)＝4，故其空间构型为正四面体形。(4)氮化硼晶体和砷化镓晶体均为共价晶体，N和B的原子半径均小于As和Ga的原子半径，故B—N键的键长短于As—Ga键的键长，B—N键的键能大，故氮化硼晶体的熔点高；砷化镓晶胞中As数目为8×eq \f(1,8)＋6×eq \f(1,2)＝4，Ga数目为4，晶胞中原子总体积为4×eq \f(4,3)π[(r1×10－10 cm)3＋(r2×10－10 cm)3]，晶胞质量为4×eq \f(70＋75,NA) g，则晶胞体积为eq \f(4×\f(70＋75,NA) g,ρ g·cm－3)，GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率即空间利用率为eq \f(4×\f(4,3)π[r1×10－10 cm3＋r2×10－10 cm3],\f(4×\f(70＋75,NA) g,ρ g·cm－3))×100%＝eq \f(4πρNAr\\al(3,1)＋r\\al(3,2)×10－30,435)×100%。