第15讲 晶体结构与性质-13-2024版高考完全解读 化学

第四章物质结构与性质元素周期律

第15讲晶体结构与性质

1.（2022•湖北卷・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.Ca*的配位数为6

B.与F距离最近的是K-

C.该物质的化学式为KCaE,

D.若F换为C1,则晶胞棱长将改变

答案：B

解析：C/配位数为与其距离最近且等距离的F的个数，由题图可知,C1位于体

心,F位于面心，所以C1配位数为6ZA正确;F与K的最近距离为棱长的弓F与Cd

的最近距离为棱长的;,所以与F距离最近的是Ca^B错误;K位于顶点，所以K个数

4义8二1,F位于面心,F个数4X6二3心2’位于体心，所以CH?个数二1,综上，该物质的

O/

化学式为KCaF:1/C正确;F与C1半径不同，替换后晶胞棱长将改变,D正确。

2.（2022•山东卷・15）双选）Cu-Se是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正

极材料立方晶胞（示意图）的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价

Cu原子。下列说法正确的是（）。

Cu2.,SeNa,Cu2TseNaCuSeNa；Se

oSe!-ONa\Cu\Ci产可能占据的位置oNa

A.每个Cu2rse晶胞中CiT个数为x

B.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu.,Se晶胞,转移电子数为8

C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为l-x

D.当Na,Cu2Ase转化为NaCuSe时,每转移(l-y)mol电子，产生(l-x)niolCu原子

答案：BD

解析：由Cu2..tSe晶胞结构可知，位于顶点和面心的硒离子个数为8X；+6X结

合化学式Cu2,Se可知,Cu「和Cu'的个数之和为8-4%设晶胞中的Cd和Cu的个数

分别为a和力厕/炉8-4%由化合价代数和为0可得2广炉4X2,解得炉4片故A项

错误;N&Se晶胞完全转化为Cu2rse晶胞，则0价的Cu最终失电子形成个Cu"

和Cu嵌入晶体结构中得到电子总数为8户(8-8止8个，即转移电子数为8,B项正

确;由Cu-Se晶体结构推知，一个Cu2.ASe晶胞中C心和Cu'总数是(8-40个,放电后

形成NaCuSe,一个NaCuSe晶胞中有4个Cu,因此0价Cu原子个数为8-8尸4=(4-4力

个,C项错误;Na’CjSe转化为NaCuSe的电极反应式为Na£u*e+(l-y)e+(l-aNa，

=NaCuSe+(l-x)Cu,所以每转移(l-y)mol电子，产生(lr)molCu,D项正确。

3.(1)[2022•浙江1月选考・26⑵]四种晶体的熔点数据如表：

物质CF.,SiF.BI-3A1F3

熔点/℃-183-90-127>1000

CF」和Si%熔点相差较小,BF：和All%熔点相差较大，原因是。

答案：CF环口SiK都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小,所以熔点相差

较小;通过分子间作用力形成分子晶体,AlF,通过离子键形成离子晶体,破坏离

子键需要的能量多得多，所以熔点相差较大

⑵[2022•辽宁卷•网6)]某种新型储氢材料的晶胞如图,八面体中心为M金属离

子，顶点均为NH,配体;四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188

g•mol喇M元素为(填元素符号);在该化合物中川离子的价电子排布式

为O

答案：Fe3d6

解析：由题图可知，"•"代表M（NH：M"。"代表EH〃面心立方最密堆积的晶胞中,

处于8个顶角和6个面心贝）每个晶胞中含的个数为8X96X}4,8

个〃。〃均处于晶胞内部，则〃•〃和"。〃的个数之比为4：8=1：2,故该晶体的

化学式为M（NH3%・（BHR又知该化合物的摩尔质量为188g・mol：则有

K（M）+17X6+15X2=1略解得叔（V）=56,故M元素为碎。化合物IS（NH：<印。「中,NH,

整体为0价,BH4中B为+3价,H为T价，则I'e为+2价，基态Fe原子核外电子排布式

为[Ar]3dZs：失去4s轨道上的2个电子得到Fe：故F"的价电子排布式为3dl

4.（2022•全国乙卷・35节选）⑴卤化物CsICL受热发生非氧化还原反应,生成无

色晶体X和红棕色液体Y。X为。解释X的熔点比Y高的原因:

答案：CsClCsCl为离子晶体,IC1为分子晶体,离子键强于范德华力

解析：CslCh中，电负性:Cl〉l>Cs,即Cs、1均显+1价,C1显T价;CsICL的分解反

应属于非氧化还原反应，且无色晶体X的熔点比红棕色液体Y高,可推知，无色晶体

X为CsCl,红棕色液体Y为ICleCs是第IA族元素，类比NaCl为离子晶体可判断

CsCl属于离子晶体，熔化时破坏离子键;I和C1为同主族元素，电负性相差较小/C1

为分子晶体,熔化时破坏范德华力，破坏离子键需要的能量高于破坏范德华力需要

的能量，所以CsCl的熔点高于1C1O

⑵«-AgI晶体中I离子作体心立方堆积（如图所示）,Ag主要分布在由I构成的四

面体、八面体等空隙中,在电场作用下,Ag不需要克服太大的阻力即可发生迁移。

因此a-Agl晶体在电池中可作为_______。已知阿伏加德罗常数为『％则a-Agl

晶体的摩尔体积匕二_______m-mo「（列出算式）。

a=504pm

答案：固态电解质(504x10

2

②已知该晶胞的晶胞参数分别为arun、bnmxcnm,Q=B=/二90。，则该晶体的

密度P=g・cif3（设阿伏加德罗常数的值为从用含a、b、c、A；的代数式

表ZF）o

答案：①。Mg^GeO.本乎

abcN^

解析：①由题中晶胞结构图可知」个晶胞中，对于X原子,8个位于顶点、4个位于

棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X的数目为

8x打X1+6X$3=8（个）;对于Y原子,4个Y原子均位于晶胞内;对于Z原子,16个Z

原子均位于晶胞内。其中Ge和0的原子个数比为1：4,则X为Mg,Y为Ge,Z为0。

由上述分析可知,该化合物的化学式为Mg2G2。②1个晶胞的质量-24X8+73：+I6XI6

NA

740

g个g,l个晶胞的体积二加ex10“cn。则晶体的密度”―受，3

NAabcx10''cm，abcNA

g•cm0

6.（2022•河北二轮复习联考）第IVA族元素又叫碳族元素，包括C、Si、Ge.Sn、

Pb等，请回答下列相关问题：

⑴基态褚原子的价电子排布图为，同周期主族元素中与其未成对电子数

相同的是（填元素符号）。

4s4p

答案：回过口Se

解析:基态Ge原子未成对电子数为2,主族中基态原子未成对电子数为2的除IVA

族外只有VIA族，同周期的VIA族元素是Se。

⑵超分子是由两个或多个分子通过非共价键作用力结合形成的聚集体，某种超分

子的结构如图所示，其中氮原子的杂化形式是，该超分子中不存在的作用

力有（填字母），

A.离子键B.非极性键C.氢键D.配位键E.八键

答案：sp\sp3AD

解析:该超分子中氮原子有饱和和不饱?口两种，胡口氮原子杂化形式是sp：不饱和

氮原子杂化形式是sp\该超分子中存在非极性键一碳碳键;两个分子是通过氢

键结合成超分子的;双键中存在冗键。不存在的是离子键和配位键。

⑶金刚石、碳化诸、碳化硅的晶体结构类似，其中熔点最低的是，原因

是。

答案：碳化诸三者是组成和结构相似的原子晶体，碳化褚的键长最大，键能最小,

因此熔点最低

⑷铀(Ce)、钉(Ru)、锡(Sn)可形成一种半金属材料其晶胞结构如图所示，晶胞上下

两个面为正方形,该半金属的化学式是o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，称作原子分数坐标，例如下图中原子a的坐

标为白；，),则原子b和c的坐标依次为。

答案：CcRu(Sn6(1,0,1)、