整理与提升 一、体系构建 1.晶体结构与性质 2.配位键和配合物 3.超分子的重要特征 二、真题导向 考向一　物质结构与性质选择题 1.(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是 (　　) A.与石墨相比，(CF)x导电性增强 B.与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强 C.(CF)x中C—C的键长比C—F短 D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 答案　B 解析　石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C的键长比C—F的长，C错误；由题给结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。 2.(2024·安徽，14)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为+4价，La为+3价。下列说法错误的是 (　　) A.导电时，Ti和La的价态不变 B.若x=，Li+与空位的数目相等 C.与体心最邻近的O原子数为12 D.导电时，空位移动方向与电流方向相反 答案　B 解析　根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确；根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×=1个，含O：12×=3个，含La或Li或空位共1个，若x=，则La和空位共，n（La）+n（空位）=，结合正负化合价代数和为0，（+1）×+（+3）×n（La）+（+4）×1+（-2）×3=0，解得n（La）=、n（空位）=，Li+与空位数目不相等，B项错误；由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确；导电时Li+向阴极方向移动，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D项正确。 3.(2024·吉林，14)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 (　　) A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 答案　B 解析　由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5，含有S的数目为1+12×=4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，故A正确；由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为a，故B错误；如图：，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确；如图，当两个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的部分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确。 4.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 (　　) A.晶体最简化学式为KCaB6C6 B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个 C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D.晶体的密度为 g·cm-3 答案　C 解析　根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，Ca个数：1，B个数：12×=6，C个数：12×=6，故其最简化学式为KCaB6C6，A正确；K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则其密度为g·cm-3，D正确。 考向二　物质结构与性质填空题 Ⅰ.晶体类型及晶体熔、沸点的比较 5.［2022·海南，19(3)节选］邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是　　　  　　　　。  答案　两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 6.［2022·全国乙卷，35(3)］卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。卤化物CsICl2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　CsCl　CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体 解析　CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高。 Ⅱ.晶胞的相关计算 7.［2023·浙江1月选考，17(3)］Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是　　　　，该化合物的化学式为　　　　　。  答案　共价晶体　SiP2 8.［2022·江苏，14(2)］FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，该FeS2晶体的一个晶胞中的数目为　　　　，在FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2+紧邻，且Fe—S间距相等，如图给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的中的S—S键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。 答案　4　 解析　因为FeS2的晶体与NaCl晶体的结构相似，由NaCl晶体的结构可知，一个NaCl晶胞含有4个Na和4个Cl，则该FeS2晶体的一个晶胞中的数目也为4；FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2+紧邻，且Fe—S间距相等，根据FeS2晶胞中的Fe2+和的位置(中的S—S键位于晶胞体对角线上)可知，每个S原子与S—S键所在体对角线上距离最近的三个面心位置的Fe2+紧邻且间距相等，其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接图为。 9.［2022·辽宁，17(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NH3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-1，则M元素为　　　　　(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价层电子排布式为　　　　　　　。  答案　Fe　3d6 解析　由图可知，“”代表M(NH3)6，“”代表BH4，“”处于8个顶角和6个面心，则每个晶胞中含“”的个数为8×+6×=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)6·；又知该化合物的摩尔质量为188 g·mol-1，则有Mr(M)+17×6+15×2=188，解得Mr(M)=56，故M元素为Fe。化合物Fe(NH3)6·中，NH3整体为0价，B中B为+3价，H为-1价，则Fe为+2价，Fe2+的价层电子排布式为3d6。 10.［2023·浙江6月选考，17(3)］某含氮化合物晶胞如图，其化学式为　　　　　，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为　　　　　。  答案　CaCN2　6 解析　Ca2+个数为2+4×+4×=3，个数为2+2×+2×=3，则其化学式为CaCN2。本题中分析得到，以这个进行分析，其俯视图为，因此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6。 Ⅲ.配位键与配合物 11.［2023·海南，19(1)(3)］我国科学家发现一种钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。 ( 代表单键、双键或三键) 回答问题： (1)配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是　　　　　。  (3)配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是　　　　　。  答案　(1)C、O、P、Cl　(3)N 12.［2021·全国乙卷，35(2)］三价铬离子能形成多种配位化合物。［Cr(NH3)3(H2O)2Cl］2+ 中提供电子对形成配位键的原子是　　　　　　　　，中心离子的配位数为　　　　。  答案　N、O、Cl　6 解析　［Cr(NH3)3(H2O)2Cl］2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和，即3+2+1=6。 学科网（北京）股份有限公司 $ 整理与提升 第三章 <<< 一、体系构建 二、真题导向 内容索引 2 体系构建 > < 一 一、体系构建 返回 真题导向 > < 二 考向一　物质结构与性质选择题 1.(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是 A.与石墨相比，(CF)x导电性增强 B.与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强 C.(CF)x中C—C的键长比C—F短 D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键 二、真题导向 √ 石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误； 石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确； 已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C的键长比C—F的长，C错误； 由题给结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个 C—C被2个碳原子共用，即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。 2.(2024·安徽，14)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为+4价，La为+3价。下列说法错误的是 A.导电时，Ti和La的价态不变 B.若x=，Li+与空位的数目相等 C.与体心最邻近的O原子数为12 D.导电时，空位移动方向与电流方向相反 √ 根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti和La的价态不变，A项正确； 根据“均摊法”，1个晶胞中含Ti：8×=1个，含O：12×=3个，含La或Li或空位共1个，若x=，则La和空位共，n(La)+n(空位)=，结合正负化合 价代数和为0，(+1)×+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，解得n(La)=、n(空位)=，Li+与空位数目不相等，B项错误； 由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O原子数为12，即位于棱心的12个O原子，C项正确； 导电时Li+向阴极方向移动，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D项正确。 3.(2024·吉林，14)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组成和结构；晶胞2是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 √ 由均摊法得，结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5，含有S的数目为1+12×=4，Co与S的原子个数比为9∶8，因此结构1的化学式为Co9S8，故A正确； 由图可知，晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的，晶胞边长为a，即S与S的最短距离为a，故B错误； 如图： ，以图中的Li为例，与其最近的S共4个，故C正确； 如图 ，当两个晶胞2放在一起时，图中灰框截取的部 分就是晶胞3，晶胞2和晶胞3表示同一晶体，故D正确。 4.(2023·湖南，11)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为a pm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 A.晶体最简化学式为KCaB6C6 B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个 C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面 D.晶体的密度为 g·cm-3 √ 根据晶胞结构可知，其中K个数：8×=1，Ca个数：1，B个数：12×=6，C个数：12×=6，故其最简化学式为KCaB6C6，A正确； K+位于晶胞顶角，Ca2+位于体心，则晶体中与 K+最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确； 根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误； 该晶胞含1个KCaB6C6，则晶胞质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3，则其密度为g·cm-3，D正确。 考向二　物质结构与性质填空题 Ⅰ.晶体类型及晶体熔、沸点的比较 5.[2022·海南，19(3)节选]邻苯二甲酸酐(　　　　)和邻苯二甲酰亚胺 (　　　　)都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因 是___________________________________________________________ _________。  　两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 6.[2022·全国乙卷，35(3)]卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。卤化物CsICl2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__________ ____________________。  CsCl CsCl为离子 晶体，ICl为分子晶体 CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高。 Ⅱ.晶胞的相关计算 7.[2023·浙江1月选考，17(3)]Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是　　　 　，该化合物的化学式为　 　。  共价晶体 SiP2 8.[2022·江苏，14(2)]FeS2具有良好半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似，该FeS2晶体的一个晶胞中的数目为　　，在FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2+紧邻，且Fe—S间距相等，如图给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的中的S—S键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。 4 答案 　 因为FeS2的晶体与NaCl晶体的结构相似，由NaCl晶体的结构可知，一个NaCl晶胞含有4个Na和4个Cl，则该FeS2晶体的一个晶胞中的数目也为4；FeS2晶体中，每个S原子与三个Fe2+紧邻，且Fe—S间距相等，根据FeS2晶胞中的Fe2+和的位置(中的S—S键位于晶胞体对角线上)可知，每个S原子与S—S键所在体对角线上距离最近的三个面心位置的Fe2+紧邻且间距相等， 其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接图为 。 9.[2022·辽宁，17(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NH3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-1，则M元素为　　　(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价层电子排布式为　　。  Fe 3d6 由图可知，“ ”代表M(NH3)6，“ ”代表BH4，“ ”处于8个顶角和6个面心，则每个晶胞中含“ ”的个数为8×+6×=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)6·； 又知该化合物的摩尔质量为188 g·mol-1，则有Mr(M)+17×6+15× 2=188，解得Mr(M)=56，故M元素为Fe。化合物Fe(NH3)6· 中，NH3整体为0价，B中B为+3价，H为-1价，则Fe为+2价，Fe2+的价层电子排布式为3d6。 10.[2023·浙江6月选考，17(3)]某含氮化合物晶胞如图，其化学式为　　 　，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为　　。  CaCN2 6 Ca2+个数为2+4×+4×=3，个数为2+2×+2×=3，则其化学 式为CaCN2。本题中分析得到 ，以这个进行分析，其俯视 图为 ，因此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6。 Ⅲ.配位键与配合物 11.[2023·海南，19(1)(3)]我国科学家发现一种 钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应 过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。 ( 代表单键、双键或三键) 回答问题： (1)配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是　　 　　　。  (3)配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是　　。  C、O、P、Cl N 12.[2021·全国乙卷，35(2)]三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中提供电子对形成配位键的原子是　　　　　　，中心离子的配位数为　　。  N、O、Cl 6 [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和，即3+2+1=6。 返回 $