2024届高三新高考化学大一轮专题练习----晶体结构与性质

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习----晶体结构与性质，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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·高三校联考期中）2023年春节前夕，有关放开“禁鞭”的呼声很高。鞭炮中的黑火药在发生爆炸时发生反应：，在火药中添加某些金属化合物时，会看到烟花发放出独特的焰色。下列有关说法正确的是
A．和发生焰色反应时的焰色不相同
B．分子的结构式：
C．碳单质的两种同素异形体：金刚石、都是共价晶体
D．烟花燃放时呈现出独特的焰色是发射光谱
2．（2023·广东深圳·高三深圳外国语学校校考阶段练习）和均位于元素周期表第四周期，砷化镓()是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等，其晶胞结构如图所示，其中原子1的坐标为，原子2的坐标为。下列说法错误的是

A．原子3的坐标为
B．根据元素周期律，原子半径：
C．的熔点为1238℃，硬度大，晶体类型为共价晶体
D．若晶胞边长为，则晶胞中和之间的最短距离为
3．（2023春·山东青岛·高三统考期中）硒化锌(摩尔质量)是一种重要的半导体材料，其立方晶胞结构及沿z轴投影如图。已知晶胞参数为，O点原子分数坐标为．下列说法错误的是
  
A．与最近且距离相等的有12个 B．间距离为
C．Q点原子分数坐标为 D．晶体密度为
4．（2023春·河北邢台·高三校联考阶段练习）已知晶体晶胞边长为a cm。将掺杂到该晶胞中，可得到一种高性能的p型太阳能电池材料，其结构单元如图所示。假定掺杂后的晶胞参数不发生变化，下列说法正确的是
  

A．Li和Mg间最短距离是 cm
B．该物质的化学式为
C．若M点坐标为，则Li的坐标为
D．若O原子的半径为b cm，则O原子的空间利用率为
5．（2023春·安徽池州·高三统考期中）A、B、C、D是原子序数依次增大的前四周期的主族元素，A是宇宙中含量最多的元素；基态B原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等，但第一电离能高于同周期相邻元素；C是制芯片的主要元素；D与A元素在周期表中处于同一主族。下列说法错误的是
A．A元素和第VIA族元素形成的简单化合物的沸点从上至下依次升高
B．B单质在空气中燃烧产物不止一种
C．C的氧化物可以形成共价晶体
D．D元素原子核外共有19种不同运动状态的电子
6．（2023春·浙江杭州·高三校联考期中）砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料，其结构如图所示，若晶胞参数为anm，下列说法正确的是

A．砷化硼的化学式为
B．与顶点B原子距离最近且等距的B原子有6个
C．B、As原子之间的最短距离为
D．该晶体密度为
7．（2023春·福建·高三校联考期中）几种物质的熔点和沸点的数据如表，下列有关判断错误的是

NaCl



单质M
熔点/℃
801
712
190
-70
2300
沸点/℃
1465
1412
178
57.6
2500
注：的熔点在条件下测定。
A．的晶体类型为分子晶体
B．单质M可能是共价晶体
C．熔沸点：MgO＜NaCl
D．离子键强度：
8．（2023春·黑龙江双鸭山·高三双鸭山一中校考阶段练习）Al-Mn-Cu合金的晶胞如图所示，该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置。下列说法正确的是

A．Cu原子周围等距且最近的Cu原子有12个
B．若A原子的分数坐标为(0，0，0)，则B原子的分数坐标为(，，)
C．Al-Mn-Cu合金化学式可表示为AlMnCu4
D．沿晶胞对角面的切面图为
9．（2023·辽宁·朝阳市第一高级中学校联考二模）双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示，真实的晶体中存在5%的O原子缺陷，能让在其中传导，可用作固体电解质材料。已知La为＋3价，Ba为＋2价。以下说法错误的是

A．该晶体的一个完整晶胞中含有1个Co原子
B．晶体中与La距离最近的Ba的数目为6
C．＋3价Co与＋4价Co的原子个数比为4：1
D．忽略氧原子缺陷，每个La或Ba原子都处于氧原子正八面体空隙的中心
10．（2023春·山西太原·高三统考期中）氯化钠是一种重要的化工原料，其晶胞结构如图所示。下列说法正确的是

A．NaCl和CsCl的晶胞结构相同
B．离子晶体均具有较高的熔点和沸点
C．NaCl晶体中，每个周围紧邻且距离相等的共有6个
D．若NaCl晶胞中与最近的核间距为a cm，则其晶体密度为
11．（2023春·河北沧州·高三统考期中）氮化碳是一种特殊的材料。甲和乙是两种结构的氮化碳，其中前者为立体网状结构，后者平面二维片层结构。下列说法错误的是

A．甲、乙两种氮化碳的化学式均为
B．甲结构的氮化碳的硬度、熔点均比金刚石的小
C．乙结构的氮化碳中的C为杂化
D．甲结构的氮化碳是只含共价键的共价晶体
12．（2023·安徽黄山·统考二模）X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素。已知X是形成化合物种类最多的元素，Y和W的最外层电子数相同，但不同族，W的次外层电子数是最外层的8倍，Z是主族元素，其盐可以用于净水。某科研团队研究发现，X、Y、W形成的晶体有超导性，该新型超导晶体的一个晶胞如图所示，晶胞参数为a pm。下列说法正确的是

A．X的氢化物可以与水形成氢键 B．电负性：Y>Z
C．晶胞中与Y最近的X原子有6个 D．晶体密度为g/cm3
13．（2023春·湖南·高三校联考阶段练习）钇钡铜氧是一种新型节能高温超导体，该晶体属四方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，其晶胞结构如图所示。研究发现，此高温超导体中的Cu元素有＋2和＋3两种价态，Y元素的化合价为＋3，Ba元素的化合价为＋2.下列说法错误的是

A．Cu位于元素周期表ds区
B．元素的电负性：
C．该物质中与的个数比为1：2
D．该晶体的密度可表示为

二、多选题
14．（2023春·江西吉安·高三江西省安福中学校考期中）碳化钙(CaC2)是电石的主要成分，主要用于生产乙快。其晶胞如图所示，已知晶胞参数a=39nm，c=64nm，晶胞中A原子的分数坐标为(0，0，0.406)。下列说法错误的是
  
A．碳化钙晶体中含有离子键、σ键、π键
B．B原子的分数坐标为(0，0.5，0.906)
C．C中两个碳原子中心距离约为7.3nm
D．与Ca2+距离最近的C有6个

三、非选择题
15．（2023春·广东江门·高三台山市第一中学校考阶段练习）ZnGeP2和KTiOPO4都是非线性光学晶体材料，在激光技术方面有广泛用途。请回答下列问题：
(1)O、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为___________。
(2)H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为___________，熔点差异的原因：___________。
(3)以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。

①Zn的配位数为___________。
②以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于___________。
③原子A、C的坐标参数分别为(0，，)、(0，0，0)，则原子B的坐标参数为___________。
16．（2023春·广东清远·高三阳山县南阳中学校考阶段练习）回答下列问题：
(1)下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子___________。

(2)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“＞”、“＜”或“=”)：H2SO4___________H2SO3；HClO3___________HClO4；
(3)NaBrO、NaBrO2、NaBrO3、NaBrO4四种钠盐中，Br的杂化方式均为___________；
(4)H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高，这是由于___________；H2O比H2S更稳定，这是由于___________。
(5)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为___________，该功能陶瓷的化学式为___________。

17．（2023春·福建·高三校联考期中）按要求填空。
(1)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为___________，原子之间的作用力为___________。
(2)铁有、、三种同素异形体，晶体原子堆积方式为___________；晶胞参数为acm，则铁原子半径为___________(假设原子为刚性球体)；、两种晶胞中铁原子的配位数之比为___________。晶体的空间利用率___________。(写出计算式即可)

(3)奥氏体是碳溶解在中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞如图所示，则该物质的化学式为___________，若晶体密度为，则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________pm(阿伏加德罗常数的值用表示，写出计算式即可)。

18．（2023春·安徽池州·高三池州市第一中学校联考期中）第二周期元素与日常生活密切相关，许多科学家因研究这些元素的相关生化内容而荣获诺贝尔奖。请回答下列问题：
(1)下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_______、_______(填选项字母)。
A． B．
C． D．
(2)硼酸(H3BO3)为一元弱酸，靠结合水中的OH－使水电离而显酸性，写出硼酸电离方程式：_______。
(3)氮化铝为一种新型无机非金属材料，因耐磨、耐热、硬度大等优点而被广泛应用。它所属晶体类型为_______。
(4)①C、N、O的第一电离能由小到大的顺序是_______；
②N2F2 (二氟氮烯)分子中的氮原子采用sp2杂化，则N2F2的结构式为_______；
③氟和氧可形成O3F2，试写出O3F2的电子式：_______。

参考答案：
1．D
【详解】A．钾元素的焰色是紫色，和的焰色相同，A项不正确；
B．碳原子的半径比氧原子大，B项不正确；
C．是分子晶体，C项不正确；
D．焰色反应是发射光谱，D项正确；
故答案选D。
2．D
【详解】A．由图可知，原子3在x、y、z轴上的投影分别为，坐标为，A正确；
B．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；原子半径，B正确；
C．GaAs的熔点为1238℃，硬度大，熔点高硬度大，故晶体类型为共价晶体，C正确；
D．根据晶胞结构可知晶胞中和之间的最短距离为体对角线的，若晶胞边长为，则晶胞中和之间的最短距离为，D错误；
故选D。
3．C
【详解】A．以顶点Se原子为对象，面心的Se原子与最近且距离相等的有12个，故A正确；
B．根据晶体结构图可知，间距离为对角线的距离，为；故B正确；
C．以O原子为原点时，由右图可知，Q点在X轴和Y轴的四分之三处，结合该晶胞的三维结构，Q点是在Z轴四分之三处，Q点原子分数坐标为；故C错误；
D．该晶胞中含有4个硒化锌，所以晶体密度为；故D正确；
故答案选C。
4．D
【详解】A．由图可知，Li原子和Mg原子间的最短距离为晶胞面对角线的一半，即 cm，A错误；
B．根据均摊法，1个晶胞中Li原子的个数为，Mg原子的个数为，Ni原子的个数为，O原子的个数为4，因此该物质的化学式为，B错误；
C．若M点坐标为，则Li的坐标为，C错误；
D．O原子的体积为 cm，晶胞体积为 cm，则O原子的空间利用率为，D正确；
故答案选D。
5．A
【分析】A、B、C、D是原子序数依次增大的前四周期的主族元素，A是宇宙中含量最多的元素，则A为H；基态B原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等，但第一电离能高于同周期相邻元素，则B为Mg；C是制芯片的主要元素，则C为Si；D与A元素在周期表中处于同一主族，则D为K。
【详解】A．水存在分子间氢键，A元素和第VIA族元素形成的简单化合物中水的沸点最高，故A错误；
B．B单质在空气中燃烧产物为氧化镁、二氮化三镁，产物不止一种，故B正确；
C．C的氧化物二氧化硅形成共价晶体，故C正确；
D．一个电子是一种运动状态的电子，则D元素(K)原子核外共有19种不同运动状态的电子，故D正确。
综上所述，答案为A。
6．D
【详解】A．根据“均摊法”，晶胞中含个B、4个As，则砷化硼的化学式为BAs，故A错误；
B．与顶点B原子距离最近且等距的B原子为面心位置的B，同层、上层、下层各4个，共12个，故B错误；
C．B、As原子之间的最短距离为体对角线的四分之一，为，故C错误；
D．结合A分析，晶体密度为，故D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．的熔点190℃，沸点178℃，熔沸点较低，晶体类型为分子晶体，故A正确；
B．单质M的熔沸点很高，可能是共价晶体，故B正确；
C．氧化镁中镁离子半径小于钠离子半径，氧离子半径小于氯离子半径，且镁离子、氧离子所带电荷数多，氧化镁的晶格能比氯化钠的晶格能大，则熔沸点：NaCl＜MgO，故C错误；
D．镁离子半径小于钠离子半径，离子键键长越短，键能越大，则离子键强度：，故D正确。
综上所述，答案为C。
8．D
【详解】A．Cu位于 面心、顶点、棱心和体心，以体心Cu为观察对象，与其距离最近且等距的Cu位于面心，共有6个，A错误；
B．由于B的x、y、z坐标均大于晶胞中心坐标(，，)，且B位于Cu形成的立体体心，所以+×=，B的坐标为(，，)，B错误；
C．由于4个Mn和4个Al均在晶胞内，所以整个晶胞共包括4个Mn和4个Al，由于Cu 8个在顶点，12个在棱上，6个在面上，1个在晶胞内部，所以晶胞共分摊Cu8×+12×+6×+1×1=8个，Cu:Al:Mn=8:4:4=2:1:1，化学式为AlMnCu2，C错误；
D．沿穿过A、C的对角面切开晶胞，刚好经过上面的2个Al和下面的2个Mn，所以切面图如图所示，D正确；
故选：D。
9．A
【详解】A．Co原子位于结构单元的体心，每个结构单元含有1个Co原子，由图可知，若该结构单元重复排列，则其相邻结构单元的La、Ba原子会与该结构单元中的Ba、La 原子重叠，所以该结构单元不是该晶体的晶胞，该晶体的晶胞应是由8个如图所示结构单元组成的，所以一个完整晶胞中含有8个Co原子，故A错误；
B．由晶胞结构可知，晶体中与La距离最近的Ba的数目为6个，故B正确；
C．该结构中Ba原子个数=La原子个数=，Co原子个数是1，O原子个数=，其化学式为Ba0.5La0.5CoO2.85，设+3价的Co为xg，则+4价的Co为（1-x）g个，根据化合价的代数和为0得，=0，x=0.8，所以+3价、+4价的Co原子个数之比=0.8:0.2=4:1，故C正确；
D．由晶胞结构可知，6个氧原子构成正八面体，每个La或Ba原子都处于氧原子正八面体空隙的中心，故D正确；
故选A。
10．D
【详解】A．NaCl晶胞和CsCl晶胞结构不相同，NaCl晶胞配位数为6，CsCl晶胞配位数为8，故A错误；
B．一般来说，离子晶体具有较高的熔点和沸点，但也有较低熔沸点的离子晶体，故B错误；
C．NaCl晶体中，以提心的钠离子分析，每个周围紧邻且距离相等的共有12个，故C错误；
D．若NaCl晶胞中与最近的核间距为a cm，则晶胞参数为2acm，一个晶胞中含有钠离子个数为，氯化钠化学式为NaCl，则其晶体密度为；故D正确。
综上所述，答案为D。
11．B
【详解】A．根据均摊法，甲中含C为=3，含N为4个；乙中每三个六元环为一个单元，含C为6个，含N为个；两种氮化碳的化学式均为，A正确；
B．晶体均为共价晶体，rNZn>K
(2) KH>H2O>PH3 KH是离子晶体，H2O、PH3都是分子晶体，而H2O分子间存在氢键
(3) 4 面心、棱心 (，，)

【详解】（1）非金属性越强，电负性越大，非金属性O＞P＞Zn＞K，则电负性O＞P＞Zn＞K；
（2）固态KH为离子晶体，固态H2O、PH3为分子晶体，故熔点：KH大于H2O、PH3，由于水分子间能形成氢键，所以其熔点比PH3高，则三者熔点由高到底为：KH＞H2O＞PH3；熔点差异的原因为：KH是离子晶体，H2O、PH3都是分子晶体，而H2O分子间存在氢键；
（3）①以体心的Zn为例，距离其最近且距离相等的原子有4个，所以配位数为4；
②结合晶胞结构示意图可知，在以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于面心、棱心；
③原子A、C的坐标参数分别为(0，，)、(0，0，0)，晶胞边长为1，则位于体对角线的处，面对角线处的B原子的分数坐标为(，，)。
16．(1)
(2) ＞ ＜
(3)sp3杂化
(4) 水分子之间存在氢键 O的半径小于S，O-H键的键长短，键能大
(5) 2 BN

【详解】（1）手性碳原子是连接4共个不同的原子或原子团的C原子。在上述物质中含有手性碳原子的用“※”标注为： ；
（2）同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，对应的含氧酸的酸性越强，故酸性：H2SO4＞H2SO3；HClO3＜HClO4；
（3）Br原子最外层有7个电子，与其它元素的原子形成1个共用电子对，就达到最外层8个电子的稳定结构，使其最外层有4个电子对，故上述物质中Br原子均采用sp3杂化类型；
（4）O、S是同一主族元素，二者形成的化合物H2O、H2S结构相似，都是由分子通过分子间作用力结合形成晶体，但由于水分子之间存在氢键，导致物质分子之间的吸引力增强，破坏作用力使物质气化需要消耗的能量高，因而H2O的沸点比H2S的高；
由于原子半径：O＜S，导致键长：H—O＜H—S，键能：H—O＞H—S，所以物质的稳定性：H2O＞H2S；
（5）B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，B原子个数=1+8×=2；N原子个数=1+4×=2；该晶胞中N、原子和B原子个数之比=2 ：2=1：1，所以其化学式为BN。
17．(1) 3：1 金属键
(2) 体心立方堆积 2：1
(3) FeC

【详解】（1）Cu处于面心，则Cu原子共6×=3个，Au处于顶点，则Au原子共8×=1个，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3：1；原子之间的作用力为金属键。
（2）根据图可知，晶体原子堆积方式为体心立方堆积；晶胞中体对角线为铁原子半径的4倍，即(4r)2=3a2，铁原子的半径为；晶胞中铁原子配位数为12，-Fe晶胞中铁原子的配位数为6，则、两种晶胞中铁原子的配位数之比为2：1；晶胞中共有铁原子6×+8×=4个，晶胞的面对角线是铁原子半径的4倍，即(4r)2=2a2，a=r，空间利用率为。
（3）根据晶胞图可知，C原子有12×+1=4个，Fe原子有6×+8×=4个，故其化学式为FeC；设晶胞边长为a，由图可知最近的碳原子的距离为面对角线的一半，即，根据，可得，则最近的碳原子的距离为pm。
18．(1) B D
(2)H3BO3+H2OB(OH)+H+
(3)共价(或原子)晶体
(4) C