2025年高考化学复习突破训练：大题05 物质结构与性质综合题（分类过关）原卷版

大题05物质结构与性质综合题

:内容底版

:类型一原子结构与元素性质

i类型二分子结构与分子的性质

1类型三晶体结构与晶体的性质

:类型四有关晶胞的计算

I

类型一原子结构与元素性质

1.（24-25高三上•安徽阜阳•阶段练习）根据所学知识，回答下列问题：

（1）氟原子激发态的电子排布式有（填字母，下同），其中能量较高的是

a.Is22s22P43slb.Is22s22P43d2c.Is22sl2P$d.Is22s22P33P2

⑵图a、b、c分别表示C、N、。和F的逐级电离能I的变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化图

⑶短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。

元素XYZW

最高价氧化物对应的水化物

H3ZO4

0.1mol-L-1的溶液对应的

1.0013.001.570.70

pH（25团）

①元素的电负性：Z（填">"、"<"或下同）W。

②简单离子半径：W丫。

③最简单氢化物的稳定性：XZo

⑷ZnS、CdSe均为重要的半导体材料，可应用于生物标记和荧光显示领域，并在光电器件、生物传感和激光

材料等方面也得到了广泛的应用。电化学沉积法可用于制备CdSe,其装置示意图如图所示。电解过程中阳

极有无色气泡产生，CdSe在阴极生成，纯度及颗粒大小会影响CdSe的性能，沉积速率过快容易团聚。

Pt氧化锢锡(ITO)导电玻璃

挂省至,电解液

(CdS04,H,SeOa、H,S()4的混合物)

①已知HzSeQ是弱酸。控制合适的电压,可以使CcP+转化为纯净的CdSe,写出阴极的电极反应:

O

II

②研究表明，为得到更致密均匀的CdSe薄膜，可用二甲基甲酰胺(HC—TJC%)作溶剂降低Cd2+的浓度,

CH3

从结构的角度分析原因：O

2.(24-25高三上•山东济南•阶段练习)配合物和超分子广泛应用于新材料合成、物质的鉴别和分离。如丁

二酮后(如图1)可用于鉴别N，+,嚏咤衍生物(如图2)是形成高韧性超分子的单体，冠醛(如图3)是皇冠状分

子，可有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子。

OCo)

CH3C=N-OH

I

CHjC=N—OH

15-冠-S

甲乙

图I图3

回答下列问题：

⑴基态Ni2+核外未成对电子的数目为

(2)T二酮月亏与Ni2+生成血红色配合物的结构为,相同压强下，该配合物

的沸点低于丁二酮月亏的原因为

⑶Ni在一定条件下可与CO形成Ni(CO)x,分子中每个Ni原子的价电子数及其周围CO提供的成键电子数

之和为18,则x=o

⑷图2所示分子所含元素电负性由小到大的顺序为0

⑸冠酸是状如皇冠的一类酸，分子中存在空穴，图3中甲、乙两种冠酸可分别识别Na+、K+,其主要原因

为;乙的名称为。

3.(2025・上海金山•一模)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为原料，经过一系列反应可

以得到BN,如图所示:

(1)硼元素原子的电子排布式为，这些电子有种不同的能量。与硼元素在同一周期，其

基态原子的最外层有2个未成对电子的元素有o(填元素符号)

⑵写出上述由B2O3制备BN的化学方程式o

(3)BN的两种晶型：六方晶型(类似于石墨)及立方晶型(类似于金刚石)，结构如下图。下列说法正确的

六方相氮化硼立方相氮化硼

O氮原子•硼原子

A.六方氮化硼晶体层间存在化学键

B.六方氮化硼结构与石墨相似，能导电

C.两种晶体中的B和N之间的化学键均为极性共价键

D.立方氮化硼含有。键和H键，属于共价晶体，所以硬度大

立方相氮化硼晶体中，氮的配位数是,其晶胞参数为apm,则用含a的代数式表示硼和氮的最短

是巨离d=pm。

常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状，其二维平面结构如图所示。

⑷硼酸晶体中存在的作用力有»

A.离子键B.共价键C.配位键D.范德华力

1mol该晶体中含有mol氢键。解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原

因

（5）硼酸可由三卤化硼（BX3）水解而成，机理如下图。从结构的角度解释CCI4水解反应很难进行的原因

X

IX

+HO

B2I

/一

XXX-BCOH

[XH]

4.（24-25高三上•山东•阶段练习）近年来，锂离子电池工业飞速发展。锂离子电池中常见的正极材料有钻

酸锂（LiCoO?）、磷酸亚铁锂（LiFePOj、锦酸锂（LiM%Oj等。回答下列问题：

⑴下列Li原子电子排布图中，能量最低和最高的分别为（填标号）。

,口四区口口

A.fflMDDDB

Is2s2Px2py2p.Is2s2Px2pv2pz

C.口区卫□口D.BBH□□口

'Is2s2p2p2Pz

xyIs2s2Px2%2pz

(2)基态Fe?+价层电子排布式为一PO：的空间构型为

⑶以Li2c。3和MnO?为原料，充分混合并在600-750℃范围内煨烧，冷却后得到LiMnq.LMO）,反应方

程式为;结晶度高的LiMn?C）4材料具有更高的比容量和首次充放电效率，原料煨烧后所得固体宜

采用的降温方式为o

⑷LiFePO,的晶胞结构示意图如⑻所示。其中。围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶

点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有；

(a)LiFcPO4(b)Li,.xFcPO4(c)FcPO4

电池充电时，脱出部分IT，形成Li-FePO-结构示意图如（b）所示，贝拉=（填最简分

数），n（Fe2+）:»（Fe3+）=。

5.（24-25高三上•北京•阶段练习）NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，N%的合成及应用一

直是科学研究的重要课题。

⑴以H?、电合成NH、,Fe是常用的催化剂。

①基态Fe原子的电子排布式为o

②实际生产中采用铁的氧化物FezOs、FeO,使用前用凡和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。

铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下：

1。。：0。0

Q^°&°O-

图1图2

图1晶胞的棱长为apm(lpm=lxlOT%m),图2晶胞的棱长为bpm,则两种晶体的密度之比为。

③我国科学家开发出Fe-LiH等双中心催化剂，在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能

(1,):1,(H)>I,(Li)>I,(Na),原因是。

⑵化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱。

NaCl+NH3+C02+H20=NaHC03J+NH4C1

①1体积水可溶解1体积CO?，1体积水可溶解约700体积NH3。NH3极易溶于水的原因是o

②反应时，向饱和NaCl溶液中先通入。

③NaHCO3分解得Na2CO3。CO：空间结构为。

⑶NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。

元素HBN

电负性2.12.03.0

①NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是O

②比较NH3BH3和CH3cH3的熔点，并说明原因：

类型二分子结构与分子的性质

6.(2026高三•全国•专题练习)回答下列问题：

⑴化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。

RO

OO

IIII

RO—C—OHRO—C—SH

HCHD

①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(-。-H…。Hj),按照氢键由强到弱对三种酸排序,请说

明理由o

②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由____。

(2)液态氟化氢(HF)的电离方式为：3HFX+HF；,其中X为。HF]的结构为F-H…F其中F与HF

依靠相连接。

(3)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为；单晶硅的晶体类型

为oSiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为。SiCk可发生水解反应，机理如下：

C1

ClClTT

\/ZH

H2O——►Q/>OH

CL,、C1——►Cl一Si-o

I”-HC14

Cl

含s、p、d轨道的杂化

含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2。)中Si采取的杂化类型为(填

标号)。

(4)①三价铭离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2CIK+中提供电子对形成配位键的原子是,中

心离子的配位数为o

②[Cr(NH3)3(H2O)2CI]2+中配体分子NH3>H20以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。

PH3中P的杂化类型是=NH3的沸点比PH3的,原因是oH20的键角小于NH3的键角,

分析原因_____。

7.（2025・上海杨浦・一模）大多数无机含氧酸的组成可表示为OaE（OH）b,其中E表示中心原子，E与a个"氧

基"、b个"羟基"直接相连。部分无机含氧酸的"氧基""羟基"数目如下表所示：

化学式“氧基"数a"羟基"数b

HNO321

H2CO312

H2SO422

H3PO413

H5IO615

⑴根据上表信息，写出HFO4的结构式：。

⑵上表中，无机含氧酸的“氧基"数与"羟基"数之和即（a+切随中心原子所属周期数增大而o

A.增大B.减小C.基本不变D.无法确定

从含氧酸中心原子的结构角度解释其原因_________。

著名化学家鲍林提出：常温下，部分含氧酸的的经验规律：2&=-至（感卜8-54匕即"氧基”数）；储为

含氧酸的电离平衡常数。

（3）HNO2的"氧基〃数为。

A.1B.2C.3D.4

⑷根据鲍林经验规律，推算常温下NaNOZ溶液的水解平衡常数。O.lmo卜LNaNC）2溶液的

pHao

A.12B.10C.8D.6

磷酸或其衍生离子可与Fe3+形成极其稳定的无色配合物离子，可起到掩蔽Fe3+的作用。其中一种可能形成

的离子的结构如图所示：

⑸图中Fe3+的配位数为,配体的化学式为

A.3B.4C.5D.6

⑹为验证某无色溶液中Fe3+已完全被掩蔽，可采取化学方法是：取样少许于试管中，。

8.（2024•浙江嘉兴•一模）N的化合物种类繁多，应用广泛。请回答：

⑴某含氮银锌笼形包合物的晶胞结构如图所示（H原子未画出，晶胞棱上的小黑点代表NH3,六元环代表C6H6

且每个六元环只有一半属于该晶胞）。

ONi2+

OZn2+

①下列说法正确的是。

a.基态锌原子的价电子排布式为：4s2

b.CN-的C与Ni2\N与ZX+形成配位键

c.电负性：N>O>C>H

d.对该晶体加热，C6H6比NH3更易脱出

②ZM+周围紧邻的N原子数为。

③该晶胞的化学式为。

（2）毗咯（，，一H）和哦咤（。）所有原子均共平面，在盐酸中吐咤的溶解度更大，其主要原因是o

⑶氮化钱是第三代半导体材料，传统制备GaN是采用GaCb与NH3在一定条件下反应制备，不采用金属Ga

与N2制备的原因是=

⑷氮化硼在一定条件下可以制得硼砂（Na2B4O710H2。），硼砂的阴离子化学式为B2H2丁，已知阴离子中B有

两种杂化方式，B均与-OH相连，结构中含有两个六元环，写出该阴离子的结构式o

9.（24-25高三上•北京•阶段练习）钙钛矿（通式为ABX3）是一类与钛酸钙（CaTiCQ具有相似晶体结构的新型

材料。

⑴CaTiOs的晶胞形状为立方体，如图所示。

①基态0原子的价层电子轨道表示式为^。

②该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的。有个。

③该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，则。处于_____位置。

（2）有机-无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中一人HCCdCl3的合成过程

如下：

I「I-1+「-I-

HCI+\+CdCI2f-NH—\CdCl3。

①[一]cdcq中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是。

②比较_31\（用a表示）和一IHCCdCl3（用b表示）中C-N-C键角的大小并解释原因______。

③[_[cdj]具有较低的熔点。从结构角度解释原因_____»

⑶相较于钙钛矿，类钙钛矿结构材料具有高温稳定性等优点。一种类钙钛矿结构材料含Pr（错卜Ni和。元

素，下图所示为PrzNiO」晶胞，形状为长方体，边长分别为anm、anm、bnm,阿伏加德罗常数为NA。该

晶体的密度为g-cm-\（用计算式表示：lnm=l（f7cm;PrAiO,的摩尔质量为405g.。尸）

10.（24-25高三上•北京•开学考试）完成下列问题。

⑴基态Ni原子的价电子排布式为,在元素周期表中位置为o

（2）□比咤（）可看作苯分子中的一个CH原子团被1个N原子取代的产物，在工业上可用作变性剂、助染

剂，是合成药物、消毒剂、染料等的原料。毗咤分子中N原子的价层孤电子对占据轨道（填轨道类

型）。毗咤在水中的溶解度远大于苯，主要原因是①,②o

⑶三磷酸腺甘（ATP）和活性氧类（如H9和可在细胞代谢过程中产生。

①ATP分子式为，其中第一电离能最大的元素是。

②有关HQ?的说法正确的是o

a.是非极性分子b.是极性分子c.氧原子为sp3杂化d.在水中的溶解度不大

③根据下表中数据判断氧原子之间的共价键最稳定的微粒是。

粒子

o20；03

键长/pm121126128

⑷研究发现纳米CeOz可催化0?分解，CeO2晶胞结构如图所示。

3

①阿伏伽德罗常数的值为义,CeO?摩尔质量为Mg.moL,晶胞边长anm,其晶体密度为g-cm-o

（lnm=10-7cm）

②纳米CeOz中位于晶粒表面的Ce4+能发挥催化作用,在边长为2anm的立方体晶粒中位于表面的Ce4+最多

有个。

类型三晶体结构与晶体的性质

11.（24-25高三上•北京顺义•期中）超分子指多个分子组合在一起形成的具有特定结构和功能的聚集体，超

分子内部分子通过非共价键相结合。冠醛是大环多酸类物质的总称，能与阳离子作用，并随环大小不同对

阳离子具有选择性作用，下图为常见的三种冠酸结构。

已知：K+与冠酸b结合能力强，使钾盐在该液体冠酸中溶解性好。

co

冠酸c

⑴下列冠盟中0原子的基态或激发态价电子中，能量由低到高排列的正确顺序为

E]Eiiwn□rn~n

2s2p2s2p2s2p3s3p

iiiii

（2）①Mn在元素周期表中的位置是oMn与Fe两元素的部分电离能如下表所示。

电离能(kJ/mol)

元

素

LI2I3

Mn71715093248

Fe75915612957

比较两元素的L、L可知，气态Mn?*再失去1个电子比气态Fe?+再失去1个电子更难，请从原子结构角度

分析原因_________=

②KMnC>4具有强氧化性，但其水溶液对环己烯的氧化效果很差。若将环己烯溶于冠醛b再加入KMnC>4，

氧化效果大幅度提升，原因是o

⑶分子A（结构如下图所示）能与冠醛c形成一种分子梭结构，其中N的杂化类型为,该分子梭可以

通过加入酸或碱使冠醛c在位点|和位点2之间来回移动。加酸冠酸c移动到位点2,冠醛c与位点2之间的

相互作用为。（填选项a〜d）

a.静电作用b.离子键c.共价键d.氢键

⑷Co"与冠酸a结合能力强，KCoB有独特的电性、磁性。

①Co2+的价层电子轨道表示式为o

②KCo耳晶体结构如图所示，每个小正八面体的顶点均为F原子，该立方晶胞中与C<?+最近且等距的K+的

数目为,该晶体密度为pg/cn?,则该晶胞的棱长为Pm。（lpm=1010cm,设"人为阿伏

加德罗常数）

12.（2025•浙江杭州•模拟预测）氧族元素及其化合物有着广泛应用价值。

⑴请写出基态Se原子简化电子排布式,常温下硒单质是（气体、液体、固体），同周期的元素中

含有最多未成对电子的元素是（请写元素符号）。

⑵下列说法正确的是o

A.按照核外电子排布，可把元素周期表划分为4个区，Se位于元素周期表P区

B.Se的第二电离能小于As（神）的第二电离能

C.硒的两种含氧酸的酸性强弱为H/eO”大于H2SeO3

D.Se=O不稳定，因为其键长较长，乃键重叠较弱

E.已知某含硒化合物的结构简式为,不能使澳的四氯化碳溶液褪色，Se的杂化方式为sp3

⑶人体代谢甲硒醇（C^SeH）后可增加抗癌活性，下表中有机物沸点不同的原因

有机甲甲硫醇甲硒

物醇(CH3SH)醇

沸点/团64.75.9525.05

⑷一种铜锢硒晶体（化学式为CuInSe?）的晶胞结构如图所示，晶胞中In和Se未标明，用A或者B代替。推

断In是（填"A"或"B"）,晶体中一个Cu周围与它最近且等距离的A粒子的个数为。

|/F

⑸魔酸［H（SbF6so3）］由Sb耳（F—Sb（有HSOsF等物质的量化合生成，写出其中阴离子SbFfSO；的结

I\

构式：o

13.（24-25高三上•天津河北•期末）NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，NH,的合成及应用一

直是科学研究的重要课题。

⑴以H?、N?合成NH-Fe是常用的催化剂。

①基态Fe原子的价层电子排布式为=

②实际生产中采用铁的氧化物做催化剂，使用前用H2和N2的混合气体将其还原为具有活性的金属铁。铁

的两种晶胞（所示图形为正方体）结构示意如下：

i.两种晶胞所含铁原子个数比为o

tl3

ii.图1晶胞的棱长为apm（1pm=1x10Tcm）,阿伏加德罗常数的数值用NA表示，其密度。=g-cm。

图2代表的铁单质中，一个铁原子周围最多有个紧邻的铁原子。

③我国科学家开发出Fe?LiH等双中心催化剂，在合成NH,中显示出高催化活性。H原子、Li原子和Na

原子的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）。

⑵NHSBH3（氨硼烷）储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。

①NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是原子（用元素符号表示）。

②比较熔点：NH3BH3CH3cH3（填“>〃或

14.（24-25高三上•山东青岛•阶段练习）镇是近些年来化学研究的热门金属。回答下列问题:

⑴写出基态银原子的价电子排布式，与镶同周期单电子数相同的有种。

⑵丁二酮月亏的结构如下图，丁二酮月亏可以与镇形成配合物，是检测银的重要手段之一。

HO—NN—0H

①下列说法正确的是。

A.保常压下可以和•氧化碳形成四埃基银配合物，在该配合物中，银的化合价为0

B.能量最低的激发态C原子的电子排布式：h2s22P3

C.丁二酮月亏中C原子的杂化方式均为spz

D.C、N、。第二电离能数据为0>N>C

2+2++

②已知丁二酮后可以与Ni反应：2C4H8N2O2+Ni=Ni（C4H7N2O2）2+2H,配合物Ni（C4H7N2O2）,中

含有两个五元环，且含有两个由氢键形成的六元环。请画出该配合物的结构。

⑶Ni与C1形成的某化合物晶体的晶胞如图。

①该化合物的化学式为

②每个Ni的配位数为=

⑷己知谷氨酸（如下图）的电离常数KR=6.46x10-3,（2=5.62x10-5,（3=2.14x10」°,%、心、心对

应基团序号依次为

HOOC-CH2-CH2-CH-COOH

①I+③

②NH；

15.（24-25高三上•北京•阶段练习）氨基锂（LiNH?）为白色固体，广泛用于有机合成。

⑴金属锂与液氨反应生成LiNH?和一种气体。该气体是

⑵液氨中也存在类似水的微弱电离：2NH3NH；+NH：o

①NH；的空间结构为。

②判断NH；、NH-NH：的键角大小，并从结构角度解释原因：

（3）LiNH2的晶胞如图所示（晶胞体积为acm^）。

①该晶体的密度为g.cm3（用含字母的代数式表示）。

②LiNH2与NaNH2结构相似。从结构角度解释LiNH2熔点（373℃）高于NaNH2熔点（210℃）的原因:

⑷测定LiNH?产品的纯度（主要杂质为LiOH）,实验步骤如下。

i.准确称量wgLiNH?产品，与过量稀盐酸充分反应，将NH2全部转化为NH：。

ii.向i所得溶液中滴加NaOH溶液至pH=6.2。再加入甲醛溶液，发生反应：

4NH4cl+6HCHO=（CH2）6N4+4HC1+6H2O

iii.以酚酬为指示剂，用bmoLUNaOH溶液滴定ii中生成的HC1,消耗vmlNaOH溶液。

①步骤i反应的化学方程式为=

②样品中LiNH2的质量分数为（用含字母的代数式表示）。

③若ii中未用NaOH溶液调节pH,则测定结果（填"偏低"或"偏高"）。

类型四有关晶胞的计算

16.（24-25高三上•浙江•阶段练习）氮及其化合物在生产生活中有重要用途。回答下列问题:

⑴基态N原子核外有种不同能量的电子，其价层电子的轨道表示式为。

(2)已知NR：+的空间结构为正四面体形，请画出N4H：的结构式(要求画出配位键)

(3)下列说法不正确的是。

A.[CU(NH3),「的中心离子为sp3杂化

B.一种配离子的结构如图所示，该配离子中/H0H的键角大于单个水分子中/H0H的键角

C.分子的极性：NCL比PCL的大

3+

D.氧化性：Fe>Fe(SCN)3

(4)铁和氮形成一种物质，其晶胞结构如右图所示，N原子的配位数(紧邻的Fe原子)为。

(5)有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空d轨道，部分含硅化合物的性质与结构会与硅的3d空轨

道有关。化合物N&iHsi为平面结构，如右图所示。该物质中N原子的杂化方式为；N(SiH3)3与

H+形成配位键的能力于(填"强"或"弱")于N(CH3)3。

17.(24-25高三上•山东淄博•阶段练习)氧族元素可以形成许多结构和性质特殊的化合物。

%ZN\o

⑴阴离子/S%z是锂电池电解质的材料之一，该离子中元素第一电离能由大到小的顺序是,

该离子可由两个H-N-S键角均为117。，S-N-S键角为126。，N的原子轨道杂化类型

为0

O°

(2)已知：Q+HQ—HO—g—OH。SO3与CH30H反应生成液态CH30so3H(一元强酸)，其熔沸点

H2sO&(填“〉"或写出该产物与足量NaOH溶液反应的离子方程式—。

⑶Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1,长方

体棱长为anm、anm、2anm),另一种取立方体形晶胞(图2,CI居于立方体中心，立方体棱长为b)。图中氢

原子皆已隐去。

•Li

Oci

Oo

图2

①长方体形晶胞中A、B两微粒的距离为0.5a,则C的分数坐标为,晶胞的密度为g/cm3。例

出表达式即可)

②立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(・Li)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为；该晶

型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为o

18.(24-25高三上•浙江•阶段练习)氢是清洁能源，甲烷与水蒸气催化重整制氢反应为

H4+H2O塔-CO+3H2°

(l)[Cu(NH3%]Ac可除去混合气中CO:[CU(NH3