2025年北京高考化学复习专练：物质结构与性质综合题（解析版）

重难点12物质结构与性质综合题

命题趋势◎

考点三年考情分析2025考向预测

核外电子排布、电

预计2025年高考考查核外电子排

离能、电负性、价

2024•北京卷T15；2023•北京卷T15；2022•北京卷布、电离能、电负性、价层电子

层电子对互斥理

T15；对互斥理论应用、杂化类型、晶

论应用、杂化类

体、晶胞等综合应用。

型、晶体、晶胞

重难诠释◎

【思维导图】

原子的核外电子排布

_主族元素第一电离、电负性周期性变化规律

物质结构与性质综合题

化学键与物质的性质

晶体类型与晶胞的计算

【高分技巧】

一、原子的核外电子排布

考点点击：考查1-36号元素的原子和离子的基态核外电子排布、外围电子排布式（价电子排布式）、轨道

表示式及由核外电子排布对元素进行推断。

备考提示：熟悉背诵1-36号元素，重点是第四周期的金属原子或金属阳离子，区分核外电子排布式、外围

电子排布式、轨道表示式（电子排布图）表示方式的不同，特别要关注Cu、Cr核外电子排布的特殊性，同

时注意电子排布式“原子实”的简写。

1.原子核外电子排布三原理

能量最低原子核外电子尽可能占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最

原理低的能量状态。

泡利原理1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。

电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同。

洪特规则

特例：若s、p、d轨道上全空（p。、d。、f0）、半满（p3、d\f7）或全满（p6、d10>f14）,则结构较稳定！

2.基态原子核核外电子排布式的表示方法

①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如

K：1S22s22P63S23P64sl

电子排布式

②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应

稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4sl

每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。

轨道表示式

如基态硫原子的轨道表示式为：E"可HItl

1s2s2p3s3p

以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语

表示方法FeFe2+Fe3+

(+2^2^13

原子（或离子）结构示意图[2628142G-26^2814

电子排布式[Ar]3d64s2[Ar]3d6[Ar]3d5

外围电子排布式（价电子排布式）3d64s2——

[Ariltilt|t|t|t

轨道表示式[Ar]|U|t|t|t|t口FAr]|f|f1f1t|t

3d4s3d3d

由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时是先排4s轨道再排3d轨道，而失电

特别提醒

子时，却先失4s轨道上的电子！

二、主族元素第一电离、电负性周期性变化规律

考点点击：主族元素之间的第一电离、电负性的大小比较

备考提示：IIA、VA元素最外层电子处于全充满和半充满的状态，第一电离能比相邻族的要大，同一周期从

左到右，元素的第一电离从小到大的顺序是：IA<IHA<IIA<IVA<VIA<VA<VHA,同一主族从上到下，元

素的第一电离能逐渐减小。

电离能递变性同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大

同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。

①判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱

应用②判断元素的化合价：如果某元素的则该元素的常见化合价为十",如钠元素

h»h,所以钠元素的化合价为+1

同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大

递变性

同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势

电负性①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于1.8

应用②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显负价

③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于1.7为离子键

三、杂化轨道与空间构型

考点点击：杂化轨道类型的判断、空间构型的判断、等电子体的书写与利用等电子原理书写电子式、结构

式、判断空间构型

备考提示：

1.原子的杂化轨道数=0键+孤对电子对数=（中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数X配位原子

个数）+2；

①当中心原子采用sp3杂化，有4个配位原子，则为四面体，若有3个配位原子，则有一杂化轨道被孤对

电子占据，略去孤对电子，就是分子的空间结构，故为三角锥形，有2个配位原子，为V形；

②当中心原子采用sp2杂化，有3个配位原子，为平面三角形，有2个配位原子，为V形；

③当中心原子采用sp杂化，则为直线形。

2.等电子体是指原子数目和价电子（主族元素即为最外层电子）总数都相等的分子或离子间的互称。

3.书写时可以通过在同主族元素中找替代元素、在同周期相邻元素通过得失电子替换元素（离子）、价电

子数分摊法（同时改变配位原子，中心原子）等技巧快速书写。

4.电子体具有相似的结构与性质，可推测其它微粒的结构与构型如：SCN\N20,和CO2互为等电子体,

故可以根据C02电子式推测电子式分别为：”：：c：：N］、N：：N：：O

5.判断分子中心原子的杂化类型方法

①根据杂化轨道的空间分布构型判断

a.若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。

b.若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。

C.若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。

②根据杂化轨道之间的夹角判断

若杂化轨道之间的夹角为109。28，，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120。，则分

子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180。，则分子的中心原子发生sp杂化。

③根据等电子原理进行判断

如CO2是直线形分子，CNS-、N?与CO?是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。

④根据中心原子的价层电子对数判断

如中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。

⑤根据分子或离子中有无兀键及兀键数目判断

如没有兀键为Sp3杂化，含一个兀键为Sp2杂化，含两个无键为Sp杂化。

6.价层电子对数计算

键数+中心原子上的孤电子对数说明：◎键电子对数=中心原子结合的原子数

价层电子对数（〃）

@a表示中心原子的价电子数

对于主族元素：。=原子的最外层电子数

对于阳离子：。=中心原子的价电子数一离子的电荷数

中心原子上的孤

f=^a-xb)对于阴离子：。=中心原子的价电子数+离子的电荷数（绝对值）

电子对数（/）

②X表示与中心原子结合的原子数。

③6表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数（氢为1,其他原子

=8—该原子的价电子数）

7.空间构型判断

价层电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型（理想几何构型）分子空间构型（实际几何械型）实例

直线形直线形

220BeCl2

三角形

30BF3

3平面正三角形

21V形SnBt2

正四面体形

40CH4

正四面体形三角锥形

431NH3

形

22VH2O

四、化学键与物质的性质

考点点击：◎键和7T键的数目判断、配位键与配合物、极性分子与非极性分子

范德华力与氢键对物质性质的影响

备考提示：

①共价键按轨道重叠方式分为：◎键（“头碰头”重叠）和兀键（“肩碰肩”重叠）；按两原子间成键的数目分

为单键（单键、配位键全是0键）、双键（一个是◎键，另一个是7T键）、三键（一个是0键，另两个是兀键）。

②由极性键构成的非极性分子在结构上要高度对称，如直线形、平面正三角形，正四面体这样才能使正负电

荷的中心重合，物理性质上相似相溶。

③氢键是当氢原子与电负性大（N、O、F）的原子以共价键结合时产生的特殊分子间作用力，使物质的熔沸

点升高，溶解性变大。

1.化学键的类型

分类形成共价键的形成共价键的原子间

依据原子轨道重叠方式电子对是否偏移共用电子对的数目

O键兀键极性键非极性键单键双键三键

电子云电子云“肩原子间有原子间有原子间有

类型共用电子对共用电子对

"头碰头''重叠并肩''重叠一对共用两对共用三对共用

发生偏移不发生偏移

S——ss—pp-pp-P电子对电子对电子对

实例12氏=

H2HC1Cl2N2HC1HC1(2CH=CH

CH2

。键和兀键判断：①。键稳定，兀键活泼；②共价单键是。键；③共价双键中有一个。键和一个兀

提醒

键；④共价三键中有一个o键和两个兀键。

。键和兀键的识别和计算

键线式呈现的结构，不能忽略省去的碳氢键

含有苯环的结构，不能忽略苯环中的碳氢键

O键和71键的识别

1mol苯分子中含有0键的物质的量为12molo乙烘分子中0键和兀键的数目之比是

3：2。HCOONa中◎键和兀键的数目之比是3：1

配合物中的。键和由内界与外界组成的配合物：内界和外界之间一般存在离子键，如[CU（NH3）4]SC>4中，

兀键（一般，配位键[Cu（NH3）4]2+与SO厂之间是离子键，内界与外界中均含有◎键。1mol[CU（NH3）4]SO4中

是0键）含有。键的物质的量为20mol

无外界的配合物，直接计算内界中的o键数目。1mol[Fe(CO)5]中含有o键的物质的量

为lOmol,兀键的物质的量为10mol

2.分子间作用力

(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。

(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。

(3)强弱：范德华力〈氢键〈化学键。

(4)范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬

度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。

(5)氢键

①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性

很强的原子之间的作用力，称为氢键。

G)表不方法：A—H...B

③特征：具有一定的方向性和饱和性。

④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。

⑤分子间氢键对物质性质的影响

主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。

3.分子的性质

(1)分子的极性

类型非极性分子极性分子

形成原因正电荷中心和负电荷中心重合的分子正电荷中心和负电荷中心不重合的分子

存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键

分子内原子排列对称不对称

①非极性分子与极性分子的判断

双原子分子单质正负电荷中心重合非极性分子结构对称多原子分子结构不对称正负电荷中心不重合

极性分子一化合物

②对于AB”型分子，一般情况下，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则该分子

为非极性分子，否则为极性分子。

③键的极性、分子空间构型与分子极性的关系

类型实例键的极性空间构型分子极性

非极性键直线形非极性分子

X2H2、N2

XYHCLNO极性键直线形极性分子

极性键直线形非极性分子

82、cs2

XY2

so2极性键V形极性分子

(X2Y)

H2O、H2S极性键V形极性分子

BF3极性键平面正三角形非极性分子

XY3

NH3极性键三角锥形极性分子

极性键正四面体形非极性分子

XY4CH4、CC14

（2）分子的溶解性

①“相似相溶''的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若能形成氢键,

则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。

②“相似相溶''还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶（C2H50H和H2O中的羟基相近），而戊醇在水中

的溶解度明显减小。

③“相似相溶''规律可用于解释一些物质溶解现象，如HC1（极性分子）易溶于前0（极性溶剂），可做喷泉实验;

苯（非极性溶剂）可萃取水（极性溶剂）中的溟（非极性分子）。

（3）分子的手性

①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里

不能重叠的现象。

②手性分子：具有手性异构体的分子。

③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，

OHO

如

CH—CH—C—OH

;i*

（4）无机含氧酸分子的酸性

对于同一种元素的无机含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如果把含氧酸的通式写

成（HO）MRO",R相同时，〃值越大，R的正电性越高，R—O—H中的氧原子的电子就会越向R偏移，在水

分子的作用下，就越容易电离出H+,酸性也就越强。如H2s。3可写成（HOLSO,力=1；H2s。4可写成（HO）2s。2,

„=2=所以酸性：H2so4>H2so3。同理，酸性：HNO3>HNO2,HCIO4>HCIO3>HCIO2>

HClOo

五、晶体类型与晶胞的计算

考点点击：原子晶体、金属晶体、离子晶体类型及性质、晶胞的计算确定化学式

备考提示：

①活泼金属氧化物、强碱和绝大多数盐类属于离子晶体(AlCb、BeCk例外，属于分子晶体)；

大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸和大多数有机物以及惰性气体均属于分子晶体；

金属单质(除汞外)和合金属于金属晶体；金刚石、晶体硅、晶体二氧化硅、碳化硅、硼等属于原子晶体。

熔沸点低的单质和化合物一般为分子晶体；

熔沸点较高的化合物一般为离子晶体；熔沸点很高的一般为原子晶体。

②正四面体晶胞计算：顶点贡献1/8、棱边1/4、面心1/2、体心1；正六面体晶胞计算顶点贡献1/6、侧棱

边1/3、其它棱边1/4、面心1/2、体心1。另外写化学式时一般写最简整数比。

1.晶胞结构的分析

(1)判断某种微粒周围等距且紧邻的微粒数目时，要注意运用三维想象法。如NaCl晶体中，Na+周围的Na+

数目(Na+用表示)：

每个面上有4个，共计12个。

(2)记住常见晶体如干冰、冰、金刚石、SiO2,石墨、CsChNaCl、K、Cu等的空间结构及结构特点。当题

中信息给出的某种晶胞空间结构与常见晶胞的空间结构相同时，可以直接套用该种结构。

2.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

(1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被〃个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额

就是L

n

(2)方法

A.长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算方法如图所示:

B.非长方体晶胞中粒子视具体情况而定:

a.三棱柱b.六棱柱

1/4底边顽点1/6

1/2侧面一-；

/』、---S棱1/3

—六、内部1

1/2底面

熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。当题中信息给出的某种晶胞空间结构与常见晶胞的空间

结构相同时，可以直接套用该种结构。

A.NaCl（含4个Na,4个Cl）

B.干冰（含4个CO2）

C.CaF2（含4个C个+,8个F-）

D.金刚石（含8个C）

E.体心立方（含2个原子）

F.面心立方（含4个原子）

3.“均摊法”在晶胞组成计算中的应用

（1）计算一个晶胞中微粒的数目

非平行六面体形晶胞中微粒数目的计算同样可用“均摊法”，其关键仍是确定一个微粒为几个晶胞所共有。例

每一层内碳原子排成六边形，其顶点（1个碳原子）对六边形的贡献为上那么一个六边形实际有6x1=2个碳

33

原子。

OMg

又如，六棱柱晶胞（MgB2晶胞）如图:no顶点上的原子为6个晶胞（同层3个，上层或下层3

个）共有，面上的原子为2个晶胞共有，因此镁原子个数为12x1+2x1=3个，硼原子个数为6。

62

（2）计算化学式

运用“均摊法”计算出求出不同粒

◎得出化学式

一个晶胞中的微粒数目,子的比值,

(3)①单位换算：lnm=10-7cm、1pm=10-10cm

②金属晶体中体心立方、面心立方堆积中的几组公式（设棱长为d）

a.面对角线长：gb.体对角线长：6ac.体心立方堆积：4r为原子半径）

d.面心立方堆积：4r=为原子半径）

4.晶胞中的配位数

（1）晶体中原子（或分子）的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子（或分子）的配位数指

的是该原子（或分子）最接近且等距离的原子（或分子）的数目。常见晶胞的配位数如下：

简单立方：配位数为6面心立方：配位数为12体心立方：配位数为8

0—V

（2）离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。

以NaCl晶体为例

①找一个与其离子连接情况最清晰的离子，如图中心的灰球（Cr）。

②数一下与该离子周围距离最近的异种电性离子数，如图标数字的面心白球（Na+）。NaCl晶胞

确定C「的配位数为6,同样方法可确定Na+的配位数也为6»

5.判断晶体类型的方法

（1）主要是根据各类晶体的特征性质判断

如低熔、沸点的化合物形成分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物形成离

子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的物质形成原子晶体；晶体能导电、传热、具有延展性

的为金属晶体。

（2）根据物质的类别判断

金属氧化物（如K2O、Naz。2等）、强碱（如NaOH、KOH等）和绝大多数的盐类是离子晶体；大多数非金属单

质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除

有机盐外)是分子晶体。常见的共价晶体中单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；常见的共价晶体中化合物有

碳化硅、二氧化硅等。金属单质(注：汞在常温为液体)与合金是金属晶体。

限时提升练

(建议用时：40分钟)

1.(2024•北京•高考真题)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。

(l)Sn位于元素周期表的第5周期第IVA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整：

5s5p

(2)SnCl2和SnCl,是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。

@SnCl2分子的VSEPR模型名称是.

@SnCl4的Sn-Cl键是由锡的轨道与氯的3P轨道重叠形成。键。

(3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石

结构。

①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有个。

②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为ynn?和v2nms,则白锡和灰锡晶体的密度之比是

(4)单质Sn的制备：将Sn。?与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至80(FC,由于固体之间反应慢，未明显

发生反应。若通入空气在80(FC下，SnO?能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是.

【答案】⑴

(2)平面三角形sp3杂化

(3)4/

4V1

(4)与焦炭在高温下反应生成CO,CO将SnO2还原为单质Sn

【详解】(1)

Sn位于元素周期表的第5周期IVA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25P2,Sn的基态原子最外层

(2)®SnCl2中Sn的价层电子对数为2+yx(4-2xl)=3,故SnCU分子的VSEPR模型名称是平面三角形；

②Sn。,中Sn的价层电子对数为4+yx(4-4xl)=4,有4个◎键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCl4

的Sn-Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成o键；

(3)①灰锡具有立方金刚石结构，金刚石中每个碳原子以单键与其他4个碳原子相连，此5碳原子在空间

构成正四面体，且该碳原子在正四面体的体心，所以灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原

子有4个；

②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn原子数为8x：+l=2,灰锡晶胞中含Sn原子数为8x：+6x；+4=8,所以白

OO2

一»2M8Mv,

锡与灰锡的密度之比为一=广；

NA%NAV24Vl

(4)将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800。。由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若

通入空气在800。(3下，SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO,

CO将SnCh还原为单质Sn,有关反应的化学方程式为2c+O2垦地2cO、2CO+SnO2Sn+2CO20

2.(2023・北京・高考真题)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是SOj

中的一个O原子被S原子取代的产物。

(1)基态S原子价层电子排布式是。

(2)比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：o

(3)S2O^的空间结构是o

(4)同位素示踪实验可证实S?。；-中两个S原子的化学环境不同，实验过程为

SO；--SQjTfAgzS+SO：。过程ii中，s2。：断裂的只有硫硫键，若过程i所用试剂是Na-SO,和

35S,过程ii含硫产物是。

(5)MgS2O3,6Hq的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm,结构如图所示。

・4

［小。

42+

O［Mg(H2O)6］

j9s3

晶胞中的［Mg(HQ)6『个数为o已知MgSq3-6Hq的摩尔质量是Mg-mol-,阿伏加德罗常数为

5，该晶体的密度为g-cm-3„(lnm=10-7cm)

(6)浸金时，$2。；一作为配体可提供孤电子对与Au+形成［Au(SQj］。分别判断当。；一中的中心S原子和端

基S原子能否做配位原子并说明理由：o

【答案】(l)3s23P4

(2)L(O)>L(S),氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子

(3)四面体形

(4)Na232so4和Ag235s

4M,.

⑸4…1°21

(6用2。；一中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对,

能做配位原子

【详解】(1)S是第三周期VIA族元素，基态S原子价层电子排布式为3s23P:答案为3s23P。

(2)S和O为同主族元素，O原子核外有2个电子层，S原子核外有3个电子层，O原子半径小，原子核

对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子，即。的第一电离能大于S的第一电离能。答案为

I1(O)>I1(S),氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；

(3)so；-的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对，空间构型为四面体形，sq；-可看作是SOj中

1个0原子被S原子取代，则S2。；一的空间构型为四面体形。答案为四面体形;

(4)过程n中s。。；-断裂的只有硫硫键，根据反应机理可知，整个过程中so；-最终转化为s。：-，S最终转

化为Ag?S。若过程i所用的试剂为Na232so3和35S,过程II的含硫产物是Najso,和Ag/s。答案为Na232so4

35

WAg2S；

(5)由晶胞结构可知，1个晶胞中含有8x1+4q+2xg+l=4个［\18(应0)6『含有4个"O；-；该晶体

NM4M答案为4；券xl吟

的密度P=----=----------2^1-g-cm

/V7VAabcxlO_

(6)具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电子配位。S?。；-中的中心原子S的价层电子对数为4,

无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对，能做配位原子。

3.(2022•北京・高考真题)FeSO「7H2。失水后可转为FeSO「HQ,与FeS2可联合制备铁粉精(Fe,Oy)和

H2SO4。

I.FeSO4H20结构如图所示。

⑴Fe?+价层电子排布式为.

(2)比较SOt和H2O分子中的键角大小并给出相应解释：.

⑶与Fe"SO；和H2O的作用分别为

II.FeS?晶胞为立方体，边长为anm,如图所示。

(4)①与Fe?+紧邻的阴离子个数为。

②晶胞的密度为「=g-cm-3o(lnm=10-9m)

⑸以FeS2为燃料，配合FeSO4.H2O可以制备铁粉精(FexOy)和H2SO4结合图示解释可充分实现能源和资

源有效利用的原因为

【答案】(l)3d6

(2)SO：的键角大于H2O,SO：中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四

面体形，抵0分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形

(3)配位键、氢键

(5)由图可知，FeS2与。2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO/%。分解生成FexOy的反应为吸热反应，放

热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2s。4

【详解】(1)铁元素的原子序数为26,基态亚铁离子的价电子排布式为3d6,故答案为：3d6；

(2)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形，水分

子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V形，所以硫酸根离子的键角大于

水分子，故答案为：SO：的键角大于H2O,SO：中S原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的

空间构型为正四面体形，H2O分子中O原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型为V

形；

(3)由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子与水分

子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键;

(4)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的亚铁离子与位于棱上的阴离子S；离子间的距离最近，则亚铁

离子紧邻的阴离子个数为6,故答案为：6；

②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的亚铁离子个数为8x：+6x；=4,位于棱上和体心的S；离子个

OZ

14x(56+32x2)480

数为12x；+l=4,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得：一------==10-21a3d,解得d=^

480

xlO21,故答案为：m'1021；

(5)由图可知，FeS2与。2生成FexOy的反应为放热反应，FeSCVH2。分解生成FexOy的反应为吸热反应,

放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2s。4,所以以FeS2

为燃料，配合FeSO#%。可以制备铁粉精和H2s。4可充分实现能源和资源有效利用，故答案为：由图可知,

FeS2与。2生成FexOy的反应为放热反应，FeSCVH2。分解生成FexOy的反应为吸热反应，放热反应放出的

热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O反应生成H2s04。

4.(2025•北京•模拟预测)金属元素在人类生活中有着重大作用，请回答：

(1)某合金的结构如图所示，其中b是有序的结构，a是无序的分布，其中每个小球代表Cu,Au的统计出现

概率，用CllxAUy表示。

①该合金的化学式是：O

②判断从a-b在________»(选填“高温”，“低温”)

③写出a中每个小球代表。

(2)下列有关物质结构与性质的说法正确的是o

A.15-冠-5可以与Na+形成超分子，其作用力为分子内作用力

B.SCN-的S和N均可以作为配位原子

C.SiC是一种共价晶体，质脆，其莫氏硬度小

D.。3是一种极性分子，因此在水中溶解度大于。2

+967

(3)配位取代反应：Ni(NH3)J+2en(en为乙二胺)=Ni(enk(N^)；+4NWK=10

①乙二胺和NH3均为含N配体，但上述反应平衡常数确极大，解释原因(可从反应原理入手)：

②比较NH2OH和NH3和N2H4的碱性大小o并解释原因_________o

【答案】(1)CU3A11低温Cuo.75Auo.25或CU3/4AU1/4

(2)BD

(3)其中en为双齿螯合配体，发生配体取代反应后生成了更多的小分子，从热力学上讲燧是更有利的,

en和N%均为含N中性配体,因此焰变较小嫡变占主导,故平衡常数较大碱性大小:NH3>N2H4>NH20H

N2H4和NH2OH可分别看成NH2_NH2-^NH2_OH,其中吸电子能力-OHANH2,故N上的电荷密度分别为

NH3>N2H4>NH2OH,所以碱性大小NH3>N2H4>NH2OHO

【详解】⑴①根据均摊法可知，晶胞中Cu的个数为6xg=3,晶胞中Au的个数为8x)=1,晶体化学

式为CU3AU；

②温度是影响晶体有序态与无序态转变的重要因素；高温可以破坏晶体结构的有序性，使其转变为无序态,

而降低温度则可以促使无序态恢复为有序态，故从a—b需要低温；

③根据均摊法可知，A晶胞中一共含有4个原子，晶胞的化学式为CsAu,则每个小球代表1个CU3/4AU1/4

或Cuo.75Auo.25;

(2)A.15-冠-5可以与Na+形成超分子，其作用力为配位键，故A错误；

B.硫鼠根离子中的硫原子和氮原子都具有孤对电子，这些孤对电子可以作为电子对给予体，参与配位，故

B正确；

C.SiC是一种共价晶体，其是一种具有极高硬度的材料，其硬度仅次于一些超硬材料，硬度越大，脆性越

大，其莫氏硬度在9.5左右，其数值较大，故C错误；

D.。3中心原子O的价电子对数为2+*0=3,含有1对孤对电子，是一种极性分子，。3在水中溶解度大

于。2主要原因是相似相溶原理，。3是极性分子，。2是非极性分子，水是极性分子，故。3在水中溶解度大

于。2，故D正确；

故选BD；

(3)①其中en为双齿螯合配体(即乙二胺中两端的N均参与配位螯合成环)，发生配体取代反应后生成了

更多的小分子，从热力学上讲蜡是更有利的，en和NH3均为含N中性配体，因此焰变较小牖变占主导，故

平衡常数较大；

②碱性大小：NH3>N2H4>NH2OH；

③N2H4和NH20H可分别看成NH2-NH2与NH2-OH,其中吸电子能力-OHANH2,故N上的电荷密度分别

为NH3>N2H4>NH2OH,所以碱性大小NH3>N2H4>NH2OH。

5.(2024•北京•三模)硼及其化合物在科研、工业等方面用途广泛。

(1)基态B原子价层电子排布式是。

(2)硼原子与氮原子结合可以形成多种晶体。其中六方氮化硼与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。

立方相氮化硼是超硬材料，耐磨性高。它们的晶体结构如图1所示。下列关于这两种晶体的说法正确的是一

(填序号)。

六方相氮化硼立方相氮化硼

。氮原子•硼原子

图1

a.六方氮化硼晶体层间不存在化学键

b.六方氮化硼结构与石墨相似却不导电

c.两种晶体中的B和N之间的作用力均为共价键

d.立方氮化硼含有。键和兀键，属于共价晶体，所以硬度大

(3)NaBH,是一种重要的储氢材料，其晶胞结构由I、II两部分组成，如图2所示。

①I不是晶胞，从结构角度说明原因.

②已知阿伏加德罗常数为以，该晶体的密度为g-cm-3»(lnm=10-7cm)

(4)氨硼烷(NHs-B-)可由NaBH4制备，方法如下：

已知：i.元素的电负性：H-2.1、B-2.0；ii.卤化物水解，需先与水分子配位。

①CF4不能水解，但BF,能水解。原因是。

②在水中的溶解性：THF()＞环戊烷，原因是

O

此法生成的NH3卫也会继续与THF-BH3反应生成副产物[NH3BH2NH3]+[BHj。过程如下:

H、：

B—THF

/

H

③第2步反应_____能量(填“吸收”或“放出”)。

④可用和（二甲胺）代替（

NH3DMACHs-NH-CH?THF进行氨硼烷的制备，NH3,DMA和

THF分别与B原子的结合能力由大到小的顺序为.

【答案】⑴2s22Pl

(2)abc

(3)I中8个顶点的原子不相同，上下两个面上的原子也不相同，无法进行无隙并置，因此不是晶胞

76

NAX/XIO-21

(4)卤化物的水解需要与水配位，CF,不能水解是因为CF’中心碳原子没有空轨道，不能与水形成配位

键，而BF,有一个空轨道可以结合一个水分子提供的孤对电子形成配位键。THF中的氧原子可以和水

分子形成分子间氢键增大其在水溶液中的溶解性：同时由于THF和水分子都是极性分子，而环戊烷是非极

性分子，根据相似相溶原理，THF更易溶于水。吸收DMA>NH3>THF

【详解】(1)基态B原子价层电子为2s、2P能级上的电子，其价电子排布式为2s22p、

(2)a.六方氮化硼结构与石墨相似，层间存在分子间作用力，不存在化学键，故a正确；

b.六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电，原因是六方相氮化硼中氮的电负性大，兀电子很大程度上被定

域在氮原子周围，不能自由移动，不可以导电，故b正确；

c.由结构可知，两种晶体中的B和N之间的作用力均为共价键，故c正确；

d.立方相氮化硼中没有7T键，故d错误；

答案为abc；

(3)①晶胞是晶体中最小的重复结构单元，可以无隙并置，而结构I中8个顶点的原子不相同，上下两个

面上的原子也不相同，无法进行无隙并置，因此不是晶胞；

114x38

②由图2可知，晶胞中含有Na+个数=4X]+6><5=4,即含有4个NaBH「晶胞的质量为工1g,晶胞的

r/A

4x38

m-------M76

体积为(2a3xlO⑵)cn?晶体的密度为+NA'g-cm-3；