資源簡介 綜合拔高練高考真題練考點1 晶體的類型及性質1.(2024山東,4)下列物質均為共價晶體且成鍵結構相似,其中熔點最低的是( ) A.金剛石(C)B.單晶硅(Si)C.金剛砂(SiC)D.氮化硼(BN,立方相)2.(高考組合)回答下列問題:(1)(2023浙江1月選考,17節選)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是 ,該化合物的化學式為 。 (2)(2023全國甲,35節選)如圖所示的幾種碳單質,它們互為 ,其中屬于原子晶體的是 ,C60間的作用力是 。 (3)(2023山東,16節選)鹵素可形成許多結構和性質特殊的化合物。-40 ℃時,F2與冰反應生成HOF和HF。常溫常壓下,HOF為無色氣體,固態HOF的晶體類型為 。 考點2 晶體的結構及相關計算3.(2024湖北,11)黃金按質量分數分級,純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結構如圖,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是( )A.Ⅰ為18K金B.Ⅱ中Au的配位數是12C.Ⅲ中最小核間距Au—CuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au與Cu原子個數比依次為1∶1、1∶3、3∶14.(2024安徽,14)研究人員制備了一種具有鋰離子通道的導電氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和導電時Li+遷移過程如圖所示。已知該氧化物中Ti為+4價,La為+3價。下列說法錯誤的是( )A.導電時,Ti和La的價態不變B.若x=,Li+與空位的數目相等C.與體心最鄰近的O原子數為12D.導電時,空位移動方向與電流方向相反5.(2024黑、吉、遼,14)某鋰離子電池電極材料結構如圖。結構1是鈷硫化物晶胞的一部分,可代表其組成和結構;晶胞2是充電后的晶胞結構;所有晶胞均為立方晶胞。下列說法錯誤的是( )A.結構1鈷硫化物的化學式為Co9S8B.晶胞2中S與S的最短距離為aC.晶胞2中距Li最近的S有4個D.晶胞2和晶胞3表示同一晶體6.(2023湖南,11)科學家合成了一種高溫超導材料,其晶胞結構如圖所示,該立方晶胞參數為a pm。阿伏加德羅常數的值為NA。下列說法錯誤的是 ( )A.晶體最簡化學式為KCaB6C6B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有8個C.晶胞中B和C原子構成的多面體有12個面D.晶體的密度為 g·cm-37.(2023遼寧,14)晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1),進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質材料(圖2)。下列說法錯誤的是( ) A.圖1晶體密度為72.5/(NA×a3×10-30) g·cm-3B.圖1中O原子的配位數為6C.圖2表示的化學式為LiMg2OClxBr1-xD.Mg2+取代產生的空位有利于Li+傳導8.(高考組合)按要求填空:(1)(2024全國甲,35節選)結晶型PbS可作為放射性探測器元件材料,其立方晶胞如圖所示。其中Pb的配位數為 。設NA為阿伏加德羅常數的值,則該晶體密度為 g·cm-3(列出計算式)。 (2)(2024黑、吉、遼,18節選)負載在TiO2上的RuO2催化活性高,穩定性強。TiO2和RuO2的晶體結構均可用如圖表示,二者晶胞體積近似相等,RuO2與TiO2的密度比為1.66,則Ru的相對原子質量為 (精確至1,已知:Ti的相對原子質量為48)。 9.(高考組合)回答下列問題:(1)(2023全國乙,35節選)一種硼鎂化合物具有超導性能,晶體結構屬于六方晶系,其晶體結構、晶胞沿c軸的投影圖如圖所示,晶胞中含有 個Mg。該物質化學式為 ,B-B最近距離為 。 (2)(2023新課標,29節選)合成氨催化劑前驅體(主要成分為Fe3O4)使用前經H2還原,生成α-Fe包裹的Fe3O4。已知α-Fe屬于立方晶系,晶胞參數a=287 pm,密度為7.8 g·cm-3。則α-Fe晶胞中含有Fe的原子數為 (列出計算式,阿伏加德羅常數的值為NA)。 (3)(2023全國甲,35節選)AlF3結構屬立方晶系,晶胞如圖所示,F-的配位數為 。若晶胞參數為a pm,晶體密度ρ= g·cm-3(列出計算式,阿伏加德羅常數的值為NA)。 (4)(2023山東,16節選)一定條件下,CuCl2、K和F2反應生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,晶胞結構如圖所示(晶胞參數a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合價為+2。上述反應的化學方程式為 。若阿伏加德羅常數的值為NA,化合物X的密度ρ= g·cm-3(用含NA的代數式表示)。 考點3 超分子10.(2024湖北,15)科學家合成了一種如圖所示的納米“分子客車”,能裝載多種稠環芳香烴。三種芳烴與“分子客車”的結合常數(值越大越穩定)見表。下列說法錯誤的是( )芳烴 芘 并四苯 蒄結構結合常數 385 3 764 176 000A.芳烴與“分子客車”可通過分子間相互作用形成超分子B.并四苯直立裝載與平躺裝載的穩定性基本相同C.從分子大小適配看“分子客車”可裝載2個芘D.芳烴π電子數越多越有利于和“分子客車”的結合11.(2024黑、吉、遼,9)環六糊精(D-吡喃葡萄糖縮合物)具有空腔結構,腔內極性較小,腔外極性較大,可包合某些分子形成超分子。圖1、圖2和圖3分別表示環六糊精結構、超分子示意圖及相關應用。下列說法錯誤的是( ) A.環六糊精屬于寡糖B.非極性分子均可被環六糊精包合形成超分子C.圖2中甲氧基對位暴露在反應環境中D.可用萃取法分離環六糊精和氯代苯甲醚高考模擬練應用實踐1.C3N4和Si3N4晶體結構相似,是新型的非金屬高溫陶瓷材料。下列說法正確的是( )A.C3N4和Si3N4晶體中N的化合價均為+3B.C3N4熔、沸點小于Si3N4C.C3N4晶體的硬度比Si3N4晶體的硬度大D.C3N4和Si3N4晶體均為分子晶體2.新型二維共價晶體材料在光電、催化、新能源以及生物醫學等領域中的應用具有重要意義,硒和釩形成的晶體就是其中的一種,晶體中硒原子和釩原子是分層排布的,如圖是該晶體微觀結構的透視圖。下列有關說法正確的是( )A.基態硒原子的價電子排布式為3d104s24p4B.該晶體應該具有較高的熔點C.假設俯視圖中菱形的面積為s m2,則該晶體單位面積質量為g/m2D.該晶體的化學式為VSe3.氧化鈰(CeO2)是一種重要的光催化材料,光催化過程中立方晶胞的組成變化如圖所示。假設CeO2晶胞邊長為a pm,下列說法不正確的是( )A.基態O原子的價電子排布式為2s22p4B.CeO2晶體結構中每個Ce4+周圍距離最近且相等的Ce4+有12個C.CeO2晶胞中Ce4+與距離最近的O2-的核間距為a pmD.每個CeO2-x晶胞中Ce4+個數為1-2x4.(不定項)氟化鎂的一種晶胞具有典型的四方晶系結構(如圖所示),已知以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數坐標,晶胞中B原子分數坐標為(0.81,0.19,0.5),晶胞有對稱中心。下列說法正確的是 ( )A.白球表示鎂原子B.與氟化鈣晶胞結構相同C.C原子分數坐標為(0.19,0.81,0.5)D.晶胞中B、C兩原子之間的核間距為0.62a pm5.現有幾組物質的熔點(℃)數據:A組 B組 C組 D組金剛石:3 550 Li:181 HF:-83 NaCl硅晶體:1 410 Na:98 HCl:-115 KCl硼晶體:2 300 K:64 HBr:-89 RbCl二氧化硅:1 732 Rb:39 HI:-51 CsCl(1)A組中硅晶體的熔點低于金剛石,原因是 。 (2)C組中HF相對分子質量小于HCl,但熔點卻高于HCl,是由于 。 (3)D組晶體中NaCl、KCl、RbCl、CsCl的熔點由高到低的順序為 。 (4)FeS2晶體的晶胞如圖1所示,與NaCl的晶胞結構相似。若將由頂點轉換成體心,則Fe2+的位置轉換為 。 CaF2的晶胞如圖2所示,密度為ρ g/cm3,相鄰的兩個Ca2+的最近核間距為a nm,則CaF2的摩爾質量為 g/mol(列出代數式,設NA為阿伏加德羅常數的值)。 遷移創新6.某水性鈉離子電池電極材料由Na+、Fe2+、Fe3+、CN-組成,隨著立方晶胞嵌入和嵌出Na+,Fe2+與Fe3+的含量發生變化,依次變為格林綠、普魯士藍、普魯士白三種物質,其過程如圖。下列說法不正確的是( )A.基態Fe原子的價電子排布式為3d64s2,失去4s電子轉化為Fe2+B.普魯士藍的導電能力小于普魯士白C.普魯士藍中Fe2+與Fe3+的個數比為1∶2D.普魯士白的化學式可表示為NaFe(CN)37.富勒烯是一類完全由碳組成的中空分子,在催化、光電等很多領域都有重要作用。Ⅰ.C60以其完美的球烯受到科學家重視,其結構如圖所示。60個碳原子是等同的,均為近似sp2雜化,但卻有兩種不同類型的碳碳鍵。其中一種為138 pm,另一種為145 pm。(1)C60在水中溶解度 (填“>”“<”或“≈”)C60在苯中溶解度。 (2)石墨、C60互為同素異形體,但相同條件下,石墨的熔點比C60高得多,原因是 。 Ⅱ.C60常態下是紫色固體,不導電,但給富勒烯摻雜金屬后(用金屬原子把富勒烯分子連起來或者把金屬原子放進富勒烯“籠子”里),其在一定條件下甚至可以成為超導體。(3)C60晶體結構中存在四面體空隙(如圖中1、3、6、7圍成的空隙)和八面體空隙(如圖中3、6、7、8、9、12圍成的空隙),所有空隙均填充一個金屬M原子,可獲得某條件下的超導材料,則該超導材料中,平均一個C60晶胞需摻雜 個M原子。 (4)C60、石墨、金剛石互為同素異形體。石墨晶體結構及晶胞如圖1、圖2所示。則石墨晶胞中含碳原子個數為 。已知石墨的密度為ρ g·cm-3,C—C鍵鍵長為r cm,阿伏加德羅常數的值為NA,計算石墨晶體的層間距d為 cm。 答案與分層梯度式解析綜合拔高練高考真題練1.B 一般結構相似的共價晶體,原子半徑越小,形成的共價鍵鍵長越短,鍵能越大,晶體熔點越高。原子半徑:Si>B>C>N,單晶硅(Si)中Si—Si鍵鍵長最長,鍵能最小,晶體熔點最低,故選B。2.答案 (1)共價晶體 SiP2 (2)同素異形體 金剛石 范德華力 (3)分子晶體解析 (1)由題中晶胞圖可知,該晶體為空間網狀結構,屬于共價晶體;從晶胞圖中原子的分布可知,Si在晶胞的頂點與面心,因此1個晶胞中Si的個數為8×+6×=4,P都在晶胞內部,共8個,所以Si、P原子個數比為1∶2,該化合物的化學式為SiP2。(2)題圖中的四種物質為碳元素的不同單質,它們互為同素異形體。這四種物質中金剛石屬于原子晶體(共價晶體),石墨屬于混合型晶體,碳納米管是一種管狀的納米級石墨晶體,C60屬于分子晶體。C60屬于分子晶體,故C60間的作用力是范德華力。(3)常溫常壓下 HOF為無色氣體,說明其沸點低,可推知固態HOF為分子晶體。C 24K金的質量分數為100%,則18K金的質量分數為×100%=75%;Ⅰ中,Au位于體心,個數為1,Cu位于頂點,個數為8×=1,Ⅰ中Au與Cu的個數比為1∶1,其中Au的質量分數為×100%≈75%,故Ⅰ為18K金,A正確。Ⅱ中,與Au距離最近且相等的Cu位于相鄰面心上,個數為3×8×=12,故Au的配位數為12,B正確。Ⅲ中Au—Cu的最小核間距為面對角線長度的,Au—Au的最小核間距也為面對角線長度的,故最小核間距Au—Cu=Au—Au,C錯誤。由A項分析可知,Ⅰ中Au與Cu的個數比為1∶1;Ⅱ中Au位于頂點,個數為8×=1,Cu位于面心,個數為6×=3,Au與Cu的個數比為1∶3;Ⅲ中Cu位于頂點,個數為8×=1,Au位于面心,個數為6×=3,Au與Cu的個數比為3∶1,D正確。B 導電時,Li+遷移至空位,Li+的價態不變,則Ti和La的價態也不變,A正確;該導電氧化物(LixLayTiO3)中Ti為+4價,La為+3價,若x=,依據化合物中各元素正、負化合價代數和為0,可得×(+1)+y×(+3)+4+3×(-2)=0,y=,由立方晶胞(LixLayTiO3)圖可知,晶胞中含O2-數為12×=3,Ti4+數為8×=1,La3+、Li+、空位共同占據體心,總數為1,則空位數=1--=,與Li+數目不相等,B錯誤;與體心最鄰近的O原子在晶胞的棱心上,數目為12,C正確;導電時,Li+遷移至空位,電流移動方向與Li+遷移方向相同,則與空位移動方向相反,D正確。B 根據“切割法”,結構1中S的個數為12×+1=4,Co的個數為4×+4=4.5,則結構1鈷硫化物的化學式為Co9S8,A正確;晶胞2中S與S的最短距離為面對角線長度的一半,為a,B錯誤;如圖:,以圖中圓圈圈起來的Li為例,與其最近的S共4個,C正確;如圖:,當2個晶胞2放在一起時,圖中藍框截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶體,D正確。6.C 1個晶胞中的K原子數為8×=1,Ca原子數為1,B原子數為12×=6,C原子數為12×=6,故晶體最簡化學式為KCaB6C6,A項正確;K+位于頂點,Ca2+位于體心,與K+最近且距離相等的Ca2+位于共用1個頂點的8個立方晶胞的體心,B項正確;晶胞中B和C原子構成的多面體有14個面,6個位于晶胞的面上,8個位于晶胞內部,垂直于體對角線,C項錯誤;由A項分析可知1個晶胞中有1個“KCaB6C6”,晶胞的體積為(a×10-10)3 cm3,質量為(×1)g,晶體密度為 g·cm-3,即 g·cm-3,D項正確。7.C 根據“切割法”計算,圖1晶胞中含有1個Cl,1個O,3個Li,密度ρ= g·cm-3= g·cm-3,A項正確;圖1中與氧原子距離最近( pm)的Li有6個,則O原子的配位數為6,B項正確;圖2晶胞中含有1個Li,Mg或空位共2個,1個O,Cl或Br共1個,根據化合物中各元素正、負化合價代數和為0,得Mg有1個,所以化學式為LiMgOClxBr1-x,C項錯誤;Mg2+取代Li+后,產生的空位可供Li+移動傳導電荷,增強導電性,D項正確。8.答案 (1)6 (2)101解析 (1)與Pb原子距離最近且距離相等的S原子的個數為6,則Pb的配位數為6;PbS晶胞中含有4個Pb和4個S,該晶體的密度為 g·cm-3。(2)TiO2和RuO2的晶體結構相同,晶胞體積近似相等,其密度之比等于相對分子質量之比,又TiO2的相對分子質量為80,則RuO2的相對分子質量=80×1.66≈133,Ru的相對原子質量為133-32=101。9.答案 (1)1 MgB2 a(2)(3)2 (4)CuCl2+4K+2F2 K2CuF4+2KCl 解析 (1)Mg原子占據晶胞8個頂點,故1個晶胞中含有Mg原子數目為4×+4×=1,根據c軸投影圖可知,1個晶胞內部有2個B原子,故Mg、B原子個數之比為1∶2,其化學式為MgB2;題給c軸投影圖中B原子占據等邊三角形的中心,如圖所示,B—B鍵鍵長為B原子中心到O點的距離的兩倍,易求得B原子中心到O點的距離為a,則兩個B原子間最近距離為a。(2)設晶胞中含Fe原子數為N,則密度ρ= g·cm-3=7.8 g·cm-3,得出N=。(3)由題圖可知,1個該晶胞中頂點處粒子的數目為8×=1,棱心處粒子的數目為12×=3,故頂點處粒子為Al3+,棱心處粒子為F-,距F-最近且等距離的Al3+的數目為2,故F-的配位數為2。晶胞質量為 g= g,晶胞體積為(a×10-10)3 cm3,晶體密度為 g·cm-3。(4)由題給晶胞結構可知,1個晶胞中,“”有8×+2×1=4個,“”有16×+2×1+4×=8個,“”有8×+1=2個,故化合物X中含有3種原子,且原子最簡整數比為2∶4∶1,根據原子守恒,化合物X中一定含有Cu和F,且Cu為+2價,故化合物X中還含有K,其化學式為K2CuF4,反應的化學方程式為CuCl2+4K+2F2K2CuF4+2KCl。依據ρ=,得ρ= g·cm-3= g·cm-3。B “分子客車”能裝載多種稠環芳香烴,芳烴與“分子客車”通過分子間相互作用形成超分子,A項正確;“分子客車”的長為2.2 nm、高為0.7 nm,平躺裝載時更穩定,B項錯誤;2個芘分子與“分子客車”長度大小適配,故“分子客車”可裝載2個芘,C項正確;芘、并四苯、蒄中π電子數逐漸增多,與“分子客車”的結合常數逐漸增大,而結合常數越大越穩定,故芳烴π電子數越多越有利于和“分子客車”結合,D項正確。11.B 1 mol糖水解后能產生2~10 mol單糖的稱為寡糖,由環六糊精結構可知,環六糊精屬于寡糖,A正確;非極性分子與環六糊精形成超分子時,分子直徑大小應與環六糊精空腔大小接近,B錯誤;根據題圖3可知,在環六糊精中,與HOCl反應主要生成,說明題圖2中甲氧基的對位暴露在反應環境中,C正確;環六糊精含多個羥基,可與水形成分子間氫鍵,故環六糊精能溶于水中,而氯代苯甲醚不溶于水,可用水作萃取劑分離環六糊精和氯代苯甲醚,D正確。高考模擬練1.C N元素的電負性大于C元素和Si元素,在C3N4和Si3N4中,N元素顯-3價,A錯誤;C3N4和Si3N4均為新型的非金屬高溫陶瓷材料,都是共價晶體,C原子半徑小于Si原子半徑,則鍵長C—NSi—N,故C3N4晶體的硬度以及熔、沸點均比Si3N4晶體的大,C正確,B、D錯誤。素養解讀 能從微觀層面判斷晶體的構成微粒以及微粒間的作用力,明確影響晶體性質的因素,能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題,體現了宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養。2.B 一般主族元素的價電子只包括最外層電子,硒在周期表中的位置是第4周期ⅥA族,基態Se原子的價電子排布式為4s24p4,A錯誤;該共價晶體中Se原子與V原子以共價鍵連在一起,熔化時需克服共價鍵,具有較高的熔點,B正確;菱形中Se原子個數為2,V原子個數為1,則該晶體單位面積質量為 g/m2= g/m2,C錯誤;根據C項分析,可知該晶體的化學式為VSe2,D錯誤。3.D 基態O原子的價電子排布式為2s22p4,故A正確;由晶胞結構可知,以任一頂點的Ce4+為研究對象,距離其最近的Ce4+位于該頂點所在的三個面的面心,一個頂點被8個晶胞共用,則每個Ce4+周圍距離最近且相等的Ce4+的個數為=12,故B正確;CeO2晶胞中Ce4+與距離最近的O2-的核間距為晶胞體對角線長度的,即a pm,故C正確;假設CeO2-x中的Ce4+和Ce3+的個數分別為m、n,m+n=1,由化合物中元素正、負化合價代數和為0可得4m+3n=4-2x,解得m=1-2x,由晶胞結構可知,位于頂點和面心的Ce4+、Ce3+共有8×+6×=4個,所以每個晶胞中Ce4+的個數為4-8x,故D不正確。4.CD 題給晶胞中白球的數目為2+4×=4,黑球的數目為1+8×=2,即黑球與白球的個數比為1∶2,由氟化鎂的化學式MgF2可知,白球表示氟原子,故A錯誤;氟化鈣的晶胞結構為,與氟化鎂的晶胞結構不同,故B錯誤;根據晶胞中B原子分數坐標為(0.81,0.19,0.5),晶胞含對稱中心,可知C原子分數坐標為(0.19,0.81,0.5),故C正確;由B、C原子分數坐標可知,B、C兩原子之間的核間距為a pm-×0.19a pm×2=0.62a pm,故D正確。5.答案 (1)二者均為共價晶體,原子半徑Si大于C,鍵長Si—Si鍵大于C—C鍵,故鍵能Si—Si鍵小于C—C鍵(2)HF分子間能形成氫鍵,其熔化時需要的能量更多(3)NaCl>KCl>RbCl>CsCl(4)頂點、面心(5)ρa3×10-21NA解析 (3)NaCl、KCl、RbCl、CsCl中金屬陽離子所帶電荷數相同,半徑逐漸增大,晶格能逐漸降低,因此熔點:NaCl>KCl>RbCl>CsCl。(4)由題圖可知,Fe2+位于晶胞的體心和棱心,位于晶胞的頂點和面心,若將由頂點轉換成體心,則Fe2+與位置互換,Fe2+的位置轉換為頂點、面心。(5)CaF2晶胞中相鄰的兩個Ca2+的最近核間距是面對角線長度的一半,晶胞面對角線長度為2a nm,則晶胞棱長是a nm,設CaF2的摩爾質量為M g/mol,則ρ=,M=ρa3×10-21NA。6.C 基態Fe原子的價電子排布式為3d64s2,失去2個電子后,轉化為Fe2+,故A正確;Na+嵌入越多,導電性越好,根據晶胞結構可知,1個普魯士藍晶胞中含有4個Na+,1個普魯士白晶胞中含有8個Na+,所以普魯士藍的導電能力小于普魯士白,故B正確;1個普魯士藍晶胞中含有CN-的個數為24×+24×+6=24,Fe2+和Fe3+的總個數為8×+6×+12×+1=8,Na+的個數為4,則化學式為NaFe2(CN)6,其中CN-的化合價為-1價,Na+的化合價為+1價,Fe元素的平均化合價為+2.5價,則Fe2+與Fe3+的個數比為1∶1,故C不正確;1個普魯士白晶胞中含有Na+的個數為8,Fe2+和Fe3+的總個數為8×+6×+12×+1=8,CN-的個數為24×+24×+6=24,則普魯士白的化學式可表示為NaFe(CN)3,故D正確。7.答案 (1)< (2)C60是分子晶體,熔化時只要克服分子間作用力,石墨是混合型晶體,熔化時除要克服很強的共價鍵之外,還要克服分子間作用力 (3)12(4)4 解析 (1)C60、苯是非極性分子,H2O是極性分子,則C60在水中溶解度小于C60在苯中溶解度。(3)由晶胞結構可知,晶體中正四面體空隙有8個,正八面體空隙有4個,則該超導材料中,平均一個C60晶胞需摻雜12個M原子。(4)根據“切割法”,石墨晶胞中碳原子分別位于頂點(8個)、棱心(4個)、面心(2個)和體內(1個),碳原子個數為4;石墨晶胞質量為 g,設晶胞底面邊長為a cm,晶胞底面如圖:,則有=r×sin 60°,可得a=r,底面菱形的高為a cm=r cm,底面積為r cm×r cm=r2 cm2,設晶胞的高為2b cm,所以晶胞體積為r2×2b cm3=3r2b cm3,晶體密度為ρ g·cm-3=,解得b=。5 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫