晶胞和物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合-2025年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

（8）晶胞和物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合（A卷）一高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

1.物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)在科研中有重要的用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：

I.一種比率光聲探針M與Cu?+配位，可用于小鼠腦內(nèi)銅（II）的高時(shí)空分辨率動(dòng)態(tài)成像,

反應(yīng)如下所示：

（1）H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?M中鍵角F-B-F

（填“或BF3中鍵角F-B-F；基態(tài)CP的價(jià)電子中，兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為

（2）均為平面結(jié)構(gòu)的毗咯（）和此咤（《交）是合成該探針的原料，口比咯

和毗咤在鹽酸中溶解度較大的為（填化學(xué)名稱(chēng)），原因是。

II.錯(cuò)（Hf）的鹵化物八面體離子是構(gòu)建鹵化物鈣鈦礦的基本發(fā)光單元，其構(gòu)建的某晶胞結(jié)構(gòu)

如圖所示。

（3）該晶胞中K+的配位數(shù)為，陰離子形成的八面體空隙有個(gè)。

（4）該晶體的密度為Qg-cnr3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Hf-Hf最近距離為

（列出計(jì)算式，不必化簡(jiǎn)）nm。

2.硅材料在生活中占有重要地位。請(qǐng)回答：

（1）Si（NH2）4分子的空間結(jié)構(gòu)（以Si為中心）名稱(chēng)為,分子中氮原子的雜化軌道

類(lèi)型是。Si（NH2）4受熱分解生成中3電和NH3,其受熱不穩(wěn)定的原因是O

（2）由硅原子核形成的三種微粒，電子排布式分別為：①[Ne]3s23P2、②[Ne]3s?3p]、

③[Ne]3s23p2sL有關(guān)這些微粒的敘述，正確的是。

A.微粒半徑：③>①>②

B.電子排布屬于基態(tài)原子（或離子）的是：①②

C.電離一個(gè)電子所需最低能量：①，②〉③

D.得電子能力：①〉②

（3）Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類(lèi)型是,該化合物的化學(xué)式為

3.銅錫硫（Cu,Sn,S=）為P型直接帶隙半導(dǎo)體材料，光電學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，是薄膜太陽(yáng)能電池吸

S

收層較佳候選材料?？捎蒀uC}SnCl2-2H2O,硫月尿（A）等為原料制備。

H4/、NH?

（I）圖甲、乙、丙分別表示Si、P、S和Cl的逐級(jí)電離能/變化趨勢(shì)（縱坐標(biāo)的標(biāo)度不

同）。第二電離能的變化圖是（填“甲”“乙”或“丙”）。

電

電

電

離

離

離

能

能

能

SiPSClSiPSClSiPSCl

甲乙丙

（2）原子核外電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用攝取Na元素的原子光

譜。基態(tài)S原子中，核外存在_____對(duì)自旋相反的電子。

（3）冰和干冰同為分子晶體，但干冰中的配位數(shù)（一個(gè)分子周?chē)钹徑姆肿訑?shù)目）大于冰

中水分子的配位數(shù)，其原因是o

（4）硫胭（3）是一種有機(jī)化合物，分子中N的一個(gè)雜化軌道與H的1s

軌道形成N-H鍵。硫鼠酸（H-S-C三N）的沸點(diǎn)比異硫氟酸（H-N=C=S）低,

原因是。

（5）CuAnR是p型半導(dǎo)體材料，屬于立方晶體，如圖所示，其晶胞參數(shù)為543pm,心為

阿伏加德羅常數(shù)的值，x.yz=（最簡(jiǎn)整數(shù)比），該晶體的密度為g-cm-3

（列出計(jì)第式）。若圖中原于1的坐標(biāo)為（0,0,0）。2的坐標(biāo)為則原子3的坐標(biāo)為

4.基于生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)常見(jiàn)的化工原料是綠色化學(xué)的重要研究方向。常采用醋酸、醋酸鉆和

Rn-Sn-B等為催化劑，以木質(zhì)纖維素為起始原料合成聚碳酸對(duì)二甲苯酯

（1）基態(tài)鉆原子的價(jià)電子排布式為。

（2）聚碳酸對(duì)二甲苯酯中，各元素電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椤?/p>

（3）醋酸分子中碳原子的軌道雜化類(lèi)型有,醋酸和HNO3的相對(duì)分子質(zhì)量接近，而

醋酸的熔點(diǎn)卻比HNC>3的熔點(diǎn)高許多，原因是。

（4）鉆元素可以形成多種配合物，將Cod2溶于濃氨水和NH4cl的混合液并暴露于空氣中發(fā)

生反應(yīng)，可生成配合物[CO（NH3）6]CL寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：,1

mol[Co（NH3）]Cl3中含有mol0鍵。

（5）Sn可與Nb形成金屬互化物SnNbs，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞在面對(duì)角線(xiàn)方向的投影

為（填標(biāo)號(hào)）；若晶胞密度為夕g<nr3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，則該金屬互

化物的摩爾質(zhì)量為g-moL（列出計(jì)算式）。

5.高純電子級(jí)氫氟酸主要用于高端晶圓刻蝕，是半導(dǎo)體生產(chǎn)的關(guān)鍵材料之一。由螢石生產(chǎn)的

氫氟酸需經(jīng)除碑、脫水、蒸儲(chǔ)等多步凈化提純技術(shù)。請(qǐng)回答：

（1）基態(tài)F原子的價(jià)層電子排布圖（軌道表達(dá)式）為o

（2）AsF,是氫氟酸中的主要雜質(zhì)之一，可用。耳、N耳等氧化脫除。AsE,分子的空間結(jié)構(gòu)為

;NF,分子中鍵角比AsE,分子中的大，其原因是o

（3）氫氟酸分子間以氫鍵締合，畫(huà)出（HF%的氫鍵圖示結(jié)構(gòu)。

CaF2

（4）CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)。=0.5462nm。F與Ca?+間的最近距離為

pm（列出計(jì)算式即可，下同），設(shè)義為阿伏加德羅常數(shù)的值，CaF2的密度為

_________g-cm_3o

答案以及解析

1.答案：（1）F>N>C>H<5：4（或4：5）

（2）毗咤；毗咤分子中氮原子的孤對(duì)電子與氫離子配位，使其溶解度增大

（3）44

、018x39+4x178.5+24x80

（4）——X3--------------------X101o7

2VNAp

解析：（I）根據(jù)同一周期元素從左往右電負(fù)性逐漸增大可知，電負(fù)性F>N>C,又因?yàn)?/p>

CH4中C呈負(fù)價(jià)，H呈正價(jià)，則電負(fù)性C>H,故H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的

順序?yàn)镕>N>C>H；由題圖可知，M中B形成了4個(gè)共價(jià)鍵，即B采取sp3雜化，而B(niǎo)F3中

B采取sp?雜化，故M中鍵角F-B-F<BF3中鍵角F-B-F；Cu是29號(hào)元素，故基態(tài)Ci?+

的價(jià)電子排布式為3d3其中兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為5：4或4：5。

（2）此咤分子中氮原子上的孤對(duì)電子不參與雜化，而參與形成大兀鍵，毗咤分子中氮原子上

的孤對(duì)電子參與雜化，氮原子上的孤對(duì)電子與氫離子配位，使其溶解度增大。

（3）由題給晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，該晶胞中K+位于體內(nèi)，陰離子位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，K+

位于由頂點(diǎn)和面心的陰離子形成的正四面體的體心上，故K+的配位數(shù)為4；由題圖可知，陰

離子形成的八面體空隙有4個(gè)。

（4）由題給晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，1個(gè)晶胞中含有8個(gè)K+，含有［HfBq廣的個(gè)數(shù)為

8>4+6X〈=4,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則一個(gè)晶胞的質(zhì)量為

o2

8x39+4x178.5+24x80/、3

---------N----------g,設(shè)晶胞參數(shù)為anm,則一個(gè)晶胞的體積V=（“xHT，,該晶

m8x39+4x178.5+24x80_3

體的密度為夕g<m-3,則有夕=歹=NgCm，解得

a=J8x39x4x：：&5+24x至xio7nm,及一段最近距離為面對(duì)角線(xiàn)的一半，即為

y/2V2/8x39+4xl78.5+24x80

—tznm=—x3-------------------x1i0n7nm

22V2o

2.答案：（1）四面體；sp3；Si周?chē)腘W?基團(tuán)體積較大，受熱時(shí)斥力較強(qiáng)Si（NH2）4中

Si-N鍵能相對(duì)較??；產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多（牖增）

（2）AB

（3）共價(jià)晶體；SiP2

解析：（1）Si（NHz）4分子可視為SiH4分子中的4個(gè)氫原子被一NH2（氨基）取代形成的，

所以Si（NH2）4分子中Si原子軌道的雜化類(lèi)型是sp3,分子的空間結(jié)構(gòu)（以Si為中心）名稱(chēng)為

四面體；

氨基（-NH2）氮原子形成3個(gè)。鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，N原子雜化軌道數(shù)目為4,N原子軌

道的雜化類(lèi)型是sp3；

Si周?chē)腘W?基團(tuán)體積較大，受熱時(shí)斥力較強(qiáng)Si（NH2）4中Si-N鍵能相對(duì)較小];產(chǎn)物中氣態(tài)

分子數(shù)顯著增多（牖增），故Si（NH2）4受熱不穩(wěn)定，容易分解生成83此和NH3；

（2）電子排布式分別為：①[Ne]3s23P2、②[Ne]3s?3p]、③[Ne]3s23p2si,可推知分別為基

態(tài)Si原子、Si+離子、激發(fā)態(tài)Si原子；

A.激發(fā)態(tài)Si原子有四層電子，Si+離子失去了一個(gè)電子，根據(jù)微粒電子層數(shù)及各層電子數(shù)多

少可推知，微粒半徑：③，①〉②，選項(xiàng)A正確；

B.根據(jù)上述分析可知，電子排布屬于基態(tài)原子（或離子）的是：①②，選項(xiàng)B正確；

C.激發(fā)態(tài)Si原子不穩(wěn)定，容易失去電子；基態(tài)Si原子失去一個(gè)電子是硅的第一電離能，Si+

離子失去一個(gè)電子是硅的第二電離能，由于12>L，可以得出電離一個(gè)電子所需最低能量：

②,①〉③，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.由C可知②比①更難失電子，則②比①更容易得電子，即得電子能力：②>①，選項(xiàng)D錯(cuò)

誤；

答案選AB；

（3）Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖可知，原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，

形成共價(jià)晶體；根據(jù)均攤法可知，一個(gè)晶胞中含有8義：+6義：=4個(gè)Si,8個(gè)P,故該化合物

的化學(xué)式為SiP?。

3.答案：（1）丙

（2）光譜儀;7

（3）冰晶體中存在氫鍵，氫鍵具有方向性，氫鍵的存在迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四

面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子形成氫鍵，其配位數(shù)為4。而在干冰晶體中分子間只存在范

德華力，其分子是密堆積的，配位數(shù)為12

（4）sp3；0；異硫氟酸分子間可形成氫鍵

4

-x343

(5)2:1:3；____3_________

7Vx(543xlO10)35沖

A

解析：（1）失去1個(gè)電子之后各元素原子的價(jià)電子排布式如下：Si為3s23p;P為3s23P2、S

為3s23P3、Cl為3s23P%再失去第2個(gè)電子時(shí)，S需要破壞半充滿(mǎn)的3P軌道結(jié)構(gòu)，第二電離

能最大，故第二電離能的變化圖為丙。

（2）不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原

子的吸收光譜或發(fā)射光譜。基態(tài)S原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P,根據(jù)洪特規(guī)

則，3P能級(jí)有1對(duì)自旋相反的電子，故基態(tài)S原子中，核外存在7對(duì)自旋相反的電子。

（3）冰晶體中存在氫鍵，氫鍵具有方向性，這迫使在四面體中心的每個(gè)水分子與四面體頂角

方向的4個(gè)相鄰水分子形成氫鍵，其配位數(shù)為4.而在干冰晶體中，CO?之間沒(méi)有氫鍵，只有

范德華力，其分子是密堆的，配位數(shù)為12。

S

（4）]分子中N原子采取sp3雜化，因此N原子一個(gè)sp3雜化軌道與H的1s軌道

H,NX

形成1個(gè)N-H。鍵。異硫氧酸分子中N原子上連接有H原子，分子間可形成氫鍵，硫氟酸分

子間不能形成氫鍵。

（5）1個(gè)晶胞中含有的Cu原子為|■x（8x3+6xm=?1,Sn原子為：x（8x：+6x;[=：,原

J\o27JJ\o27J

4

子為4x1=4,故x：y：z=2:1:3。，每個(gè)晶胞中有1個(gè)CU2S11S3該晶體的密度為：

4

—x343f11、

---------------------g.em7。結(jié)合圖中原子1的坐標(biāo)為（0,0,0）及2的坐標(biāo)為彳，彳原子3

刈x（543x10m丫7（22J

的坐標(biāo)為j。

4.答案：（1）3d74s2

（2）H<C<0

（3）sp\sp3；醋酸較硝酸更易形成分子間氫鍵，熔點(diǎn)升高

(4)4COC12+4NH4C1+20NH3-H2O+O24[Co(NH3)6]Cl3+22H2O；24

(5)A；優(yōu)NA.義10-3。

2

解析：(1)鉆為第27號(hào)元素，基態(tài)鉆原子的電子排布式為[Ar]3d74s2,則基態(tài)鉆原子的價(jià)電

子排布式為3d74s之。

(2)一般情況下，同周期主族元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性：C<0,由CH《中

C顯負(fù)價(jià)，H顯正價(jià)可知，電負(fù)性：H<C,故電負(fù)性：H<C<Oo

(3)醋酸(CHsCOOH)分子中含有竣基，竣基中碳原子采取sp2雜化，甲基中碳原子采取

sp3雜化；醋酸和HNO3的相對(duì)分子質(zhì)量接近，但醋酸主要形成分子間氫鍵，硝酸主要形成分

子內(nèi)氫鍵，故熔點(diǎn)：醋酸〉HNO3。

(4)由“暴露于空氣中”可知，CoCl2,NH4CI、濃氨水和空氣中的O2反應(yīng)生成

[CO(NH3)6]C13,由元素守恒可推知，還有H?。生成，根據(jù)守恒原則即可寫(xiě)出化學(xué)方程式；

[CO(NH3)6]C13,分子中每個(gè)C03+與C「、NH3分別形成3個(gè)離子鍵和6個(gè)配位鍵，NH3中

氮原子和氫原子形成N—H。鍵，結(jié)合配位鍵是。鍵可知，每個(gè)[CO(NH3)6]CL，分子中含有

3x6+6=24個(gè)o鍵，即1mol[Co(NH3)6]C13,中含有24nlolo鍵。

(5)由圖中原子半徑：Sn>Nb可知，SnNbs晶胞任一方向的投影圖中，Nb原子均無(wú)法完全

遮住Sn原子，則Snr?,晶胞的投影圖不可能為C或D,若從面對(duì)角線(xiàn)方向投影，該投影方向

上的面對(duì)角線(xiàn)兩端的Sn原子會(huì)彼此完全重疊，投影圖只能看到7個(gè)Sn原子且為長(zhǎng)方形，故

沿面對(duì)角線(xiàn)的投影為A項(xiàng)所示，故選A；根據(jù)均攤法可知，該晶胞中含有8x：+l=2個(gè)Sn原