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+解析

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NF+，喀咤衍生物(如图2)是形成高韧性超分子的单体，冠酸(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Ni?+核外未成对电子的数目为

D-H-O

CHjC=N^._^N=CCH,

(2)丁二酮后与Ni?+生成血红色配合物的结构为I二、二一I，相同压强下，该配合物

CH]C^=N[/N=CCHJ

O-H--O

的沸点低于丁二酮月亏的原因为O

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,则关=。

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_________O

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

XOH

IXI

+HO

B2IB

/一HX.

XXX-BCOHHOO.H

[XH]-2

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(LiMn?。*)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)。

A.fflBDDDB.DEimDD

Is2s2Px2pv2PzIs2s2Px2pv2Pz

c.□田史□□D.

Is2s2Px2p12Pz

(2)基态Fe?+价层电子排布式为；PO：-的空间构型为。

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

程式为;结晶度高的LiM%。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=

(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O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LiFePO”的单元数有

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

数），n（Fe2+）:/7（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，NH3的合成及应用一

直是科学研究的重要课题。

⑴以H?、凡合成NI^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Fez。〉FeO,使用前用H2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：

图1图2

图1晶胞的棱长为apm(lpm=lxl()T°cm),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

(I1):I1(H)>I1(U)>I](Na),原因是。

(2)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+CO2+H2O=NaHCO3J+NH4cl

①1体积水可溶解1体积CO2,1体积水可溶解约700体积NH.NH3极易溶于水的原因是。

②反应时，向饱和NaCl溶液中先通入o

③NaHCO,分解得Na2CO3。COj空间结构为。

⑶NH}NHjBHsl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。

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s结构如图。

Seu

II”

RO—C—OH

-cB

HAHE

OO

IIII

RO—C—OHRO—C—SH

HCHD

①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(-O-H…OH?)),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+H可，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-SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为oSiCb可发生水解反应，机理如下:

ClClC1

THT

HO\/Z

CL》1、。——2►Cl-Si--0

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(H2O)中Si采取的杂化类型为(填

标号)。

⑷①三价铝离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2CI]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.

②[Cr(NH3)3(H2O)2C1+中配体分子NH3>H20以及分子PH?的空间结构和相应的键角如下图所示。

PK中P的杂化类型是=NH3的沸点比PH3的,原因是o也0的键角小于NW的键角,

分析原因____o

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H3P的结构式：o

⑵上表中，无机含氧酸的"氧基"数与"羟基"数之和即（。+6）随中心原子所属周期数增大而。

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：pKa=Tg（Ka）=8-5“（a即"氧基"数）；（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NaNC>2溶液的水解平衡常数。O.lmol-LNaNOz溶液的

pH=o

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

磷酸或其衍生离子可与Fe?+形成极其稳定的无色配合物离子，可起到掩蔽Fe?+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）。

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ZM+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

②ZB+周围紧邻的N原子数为。

③该晶胞的化学式为。

（2）毗咯（，，一H）和吐咤（。）所有原子均共平面，在盐酸中叱咤的溶解度更大，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o

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B2H,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

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（CaTiC”具有相似晶体结构的新型

材料。

（l）CaTiC>3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O

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—RHCCdCl3的合成过程

如下：

|「I-i+r--i-

HCI+1^\+CdCI2f_NH^^\CdCl3。

①[cdc可中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是o

②比较_《^^用a表示）和一CdCl3（用b表示）中C-N-C键角的大小并解释原因_____。

③[_[cdCl、]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

_3

体的密度为g-cmo（用计算式表示：lnm=l（）-7cm；P^NiC^的摩尔质量为405g）

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。

⑵毗咤（I）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三磷酸腺昔（ATP）和活性氧类（如H2O2和02）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H?O2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sp'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

020；03

键长/pm121126128

⑷研究发现纳米CeO?可催化分解，CeO2晶胞结构如图所示。

anm

①阿伏伽德罗常数的值为S,CeC>2摩尔质量为，晶胞边长anm,其晶体密度为g-cmT。

（lnm=10-7cm）

②纳米CeO?中位于晶粒表面的Ce,+能发挥催化作用，在边长为2mlm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。冠酸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+与冠酷b结合能力强，使钾盐在该液体冠酸中溶解性好。

⑴下列冠酸中O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.

EHEEH]E]MtltlE]Mtll□|t|□

2s2p2s2p2s2p3s3p

iiiiii

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

比较两元素的“、L可知，气态Mr?+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________o

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

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,冠酸c与位点2之间

的相互作用为0（填选项2~（1）

a.静电作用b.离子键c.共价键d.氢键

⑷Co?+与冠醛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Co?*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=10-10cm,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）。

（2）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（伸）的第二电离能

C.硒的两种含氧酸的酸性强弱为HzSeO’大于H^SeO?

D.Se=O不稳定，因为其键长较长，乃键重叠较弱

E.己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（CI^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0

F

|/F

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

F

构式：O

13.（24-25高三上•天津河北•期末）N&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。

（1）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o

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0

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

g-cm-3„

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）。

（2）NH3BH3（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写出基态镁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，丁二酮月亏可以与银形成配合物，是检测保的重要手段之一。

HO—NN—0H

①下列说法正确的是O

A.银常压下可以和一氧化碳形成四跋基镇配合物，在该配合物中，镇的化合价为0

B.能量最低的激发态C原子的电子排布式：心2s22P3

C.丁二酮月亏中C原子的杂化方式均为sp2

D.C、N、。第二电离能数据为O>N>C

2++

②已知丁二酮月亏可以与Ni2+反应：2C4H8N2O2+Ni=Ni（C4H7N2O2\+2H,配合物Ni（C4H,2。?%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o

10

⑷已知谷氨酸（如下图）的电离常数%=6.46x10-3,（2=5.62x10-5,=2.14xlO-,%、孙、心对

应基团序号依次为o

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LiNH2和一种气体。该气体是。

⑵液氨中也存在类似水的微弱电离：2NH3-NH2+NH；o

①NH；的空间结构为o

②判断NH；、NH3,NHZ的键角大小，并从结构角度解释原因：o

3

⑶LiNH2的晶胞如图所不（晶胞体积为acm）o

①该晶体的密度为gem］用含字母的代数式表示）。

②LiNH2与NaNH2结构相似。从结构角度解释LiNHZ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NH；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.以酚酰;为指示剂，用bmoLL-NaOH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o

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0

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

⑶下列说法不正确的是。

A.[CU（NH3）4『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NHOH的键角大于单个水分子中NHOH的键角

C.分子的极性：NCL比PCL的大

3+

D.氧化性：Fe>Fe（SCN）3

⑷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o

⑸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（SiH3）3为平面结构，如右图所示。该物质中N原子的杂化方式为；N（SiH）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。

⑴阴离子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

O'/N's'O合成，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。

c/'oO/\C1

oo

（2）已知：J+HO_>HO-S-OHoSO3与CHQH反应生成液态CH3OSO3H（一元强酸），其熔沸点—

HA。近填">"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,Cl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/cn?。(列

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■CO+3H,。

⑴[CU(NH3)/AC可除去混合气中CO:[CU(NH3)/AC+CO+NH3[cMNtQCC^Ac(Ac表示风0)0一)。

①C、N、。中电负性最大的是,[CU(NH3%]AC中碳原子的杂化类型是。

②下列有关叙述正确的是o

A.N的第二电离能＞0的第二电离能

B.[CU(NH3)3CO1中既有。键,也有兀键

C.Cu原子变成Cu+,优先失去4s轨道上的电子

D.As与N同主族，As的基态原子简化电子排布式为[Ne]4s24P3

比较键角大小：U)丁

(2)(/H-N-H)[C(NH33NH3,理由是

⑶常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。

图1图2图3

①图1为镯银合金（LaNi*）,则产

②图2为铝镁合金（AlMg2）,则Mg的配位数（紧邻的Al的原子个数）为

③图3为铜金合金（C%Au）,储氢时氢原子嵌入由紧邻Cu、Au原子构成的四面体空隙中。若储氢后晶胞

中紧邻两个Au原子间的距离为华加，标准状况下氢气的摩尔体积为VmL.mol」，阿伏加德罗常数的值为NA,

储氢后氢的密度

则该材料的储氢能力为（储氢能力=标准状况下氢气的密度）°

19.（24-25高三上•广东深圳•阶段练习）我国科学家发现一种帆配合物团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团和机

回答问题:

⑴配合物团中，R'代表芳基，则配合物I中。原子的杂化方式是

⑵配合物回中，第一电离能最大的配位原子是

⑶近年来，研究人员发现含钢的睇化物CsYSbs在超导方面表现出潜在的应用前景。Csv3sb5晶胞如图1所

①晶胞中有4个面的面心由机原子占据，这些钮原子各自周围紧邻的睇原子数为o睇位于第5周

期和磷同族，睇原子基态的价层电子排布式为o

②晶体中少部分凯原子被其它元素（包括Ti、Nb、Cr、Sn）原子取代，可得到改性材料。下列有关替代原子

说法正确的是o

a.Ti属于d区元素

b.均属于第四周期元素

c.均属于过渡元素

d.替代原子与原离子的离子半径相近

20.(24-25高三上•浙江•阶段练习)硫及其化合物用途广泛，古代用高温煨烧绿矶和胆帆的方法来制备硫酸。

(l)@Fe3+的价层电子排布式为。

②基态硫原子有种空间运动状态。

(2)煨烧胆研可得三氧化硫，液态三氧化硫有单分子SO3和三聚体(SOS%两种形式，固态三氧化硫易升华，

易溶于水，主要以三聚体和无限长链(SC)3)n两种形式存在。下列说法不正确的是o

士中亡，4狂

环状KSOJM链状［(SO3)"

A.SO3的中心原子为sp2杂化，空间结构为平面三角形

B.环状(SC>3)3中硫原子的杂化轨道类型为sp?

C.单分子SO3和链状(SO3),,均是分子晶体

D.链状(SC)3)n中发生sp'杂化的氧原子为2n个

(3)5与人、B两种金属形成的晶胞如下图所示，B的配位数为,该化合物的化学式为=

⑷HSO3结构式为,酸性HSOjH2SOJ填">"或从结构角度解释原因是

大题05物质结构与性质综合题

「丙蓉旗”

:类型一原子结构与元素性质

］类型二分子结构与分子的性质

：类型三晶体结构与晶体的性质

I类型四有关晶胞的计算

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o

a.Is22s22P43slb.Is22s22P43d2c.Is22sl2P5d.Is22s22P33P2

（2）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-L1的溶液对应的

1.0013.001.570.70

pH(250)

①元素的电负性：Z（填">"、"<"或下同）W。

②简单离子半径：WY。

③最简单氢化物的稳定性：XZ。

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

挂省三,电解液

1H

(CdS04.H,SeOa、H2SO4的混合物)

①已知HzSeCh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-^CH3)作溶剂降低c(P+的浓度,

CH3

从结构的角度分析原因：。

【答案】⑴add

(2)a同一周期元素第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于N元素的2P能级为半充满状态,

因此N元素的第一电离能较C、。两种元素高b

⑶<>>

O

II

+2+

(4)4H+Cd+H2SeO3+=CdSe+3H2O二甲基甲酰胺(HC一早CH3冲的。原子和N原子

CH3

均有孤电子对，能与Cd2+形成配位键，从而形成络合物，降低CcP的浓度

【解析】(1)氟的原子序数为9,其基态原子电子排布式为"2履2P，。

a.Is22s22P43sL基态氟原子2P能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a项正确；

b.Is22s22P43d:核外共8个电子,不是氟原子，b项错误；

c.Is22sl2P5核外共8个电子，不是氟原子，c项错误；

d.ls22s22p33p2,基态氟原子2P能级上的2个电子跃迁到3P能级上，属于氟原子的激发态，d项正确；

故选ad；

而同一原子3P能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是Is22s22P33P2,故选d；

(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I的变化趋势(纵坐标的标度不同)。同周期元素从左

到右第一电离能呈增大趋势，但第回A族大于第团A族，第团A族大于第团A族，因此第一电离能的变化图是图

a,判断的依据是同一周期元素第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2P能级为半充满状

态，因此N元素的第一电离能较C、0两种元素高；失去两个电子后的价电子排布式分别为2s2、2s22pi、

2s22P2、2s22P3,碳原子的价电子2P轨道处于全空状态，稳定，难失去电子，第三电离能比N大，因此第

三电离能的变化图是图b,故答案为：a；同一周期元素第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元

素的2P能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、0两种元素高；b；

(3)根据短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，0.1mol,LT的溶液对应的pH(25EI)可知，X为N,Y

为Na,Z为P,W为S。

①根据同周期从左到右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减弱，可知元素的电负性：P<S,即

z<w,故答案为：<；

②根据层多径大，同电子层结构序大径小规律，可知简单离子半径：W>Y,故答案为：>;

③根据非金属性越强，其气态最简单氢化物越稳定，可知最简单氢化物的稳定性：X>乙故答案为：〉；

(4)①电解过程中阳极有无色气泡产生，阳极发生氧化反应，电极反应为2H?O-4e-=4H++C)2T，已知

H2SeO3是弱酸，控制合适的电压，可以使Cd?+转化为纯净的CdSe,CdSe在阴极生成，阴极发生还原反应，

贝1阴极的电极反应为411++。£12++11256。3+6b=©£1564+3112。，故答案为：

+2+

4H+Cd+H2SeO3+6e-=CdSeJ+3H2O；

O

II

②二甲基甲酰胺(HC-'CH3)中的。原子和N原子均有孤电子对，能与Cd2+形成配位键，从而形成络合

CH3

O

II

物，故可用二甲基甲酰胺(HC-T|JCH3)作溶剂降低Cd2+的浓度。

CH3

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

二酮月亏(如图1)可用于鉴别Na+,喀陡衍生物(如图2)是形成高韧性超分子的单体，冠酸(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。

CH3C=N-OH

I

CH3C=N—OH

(R表示烷柒)

图I图2

回答下列问题：

⑴基态Ni2+核外未成对电子的数目为

O—H-O

✓\

(2)丁二酮月亏与Ni?+生成血红色配合物的结构为|_I，相同压强下，该配合物

CHK^=N[N=CCHJ

O-H-O

的沸点低于丁二酮巨亏的原因为

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=。

⑷图2所示分子所含元素电负性由小到大的顺序为0

⑸冠醒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o

【答案】(1)2

(2)丁二酮月亏与Ni2+生成的配合物存在分子内氢键，丁二酮巨亏可形成分子间氢键

(3)4

(4)H<C<N<O

(5)Na+和K+的半径不同，分别适配甲、乙两种冠酸中不同大小的空穴18-冠-6

【解析】(1)银元素的原子序数为28,基态银离子的价电子排布式为3d8,核外电子有2个未成对电子；

(2)由结构简式可知，丁二酮月亏分子中含有的羟基可以形成分子间氢键，而丁二酮月亏与Ni?+生成的配合物

存在分子内氢键，所以丁二酮月亏分子的分子间作用力大于配合物，沸点高于配合物；

(3)保元素的原子序数为28,基态原子的价电子排布式为3d84s2,价电子数为10,每个一氧化碳分子提

供的成键电子数2,由分子中每个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可得10+2x=18,

解得x=4；

(4)喀咤衍生物分子中含有碳、氢、氧、氮四种元素，元素的非金属性越强，电负性越大，喀咤衍生物分

子中含有碳、氮、氧三种元素的非金属性强弱顺序为C<N<。，甲烷中的碳元素为负化合价，电负性：H<C,

则电负性由小到大的顺序为H<C<N<0；

(5)由结构简式可知，冠酸甲的名称为15-冠-5、则冠酸乙的名称为18-冠-6,两种冠酸中含有不同大小的

空穴，且氧原子的数目越多，空穴越多，所以能识别离子半径不同的钠离子和钾离子。

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

以得至【JBN,如图所示：

⑴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=(填元素符号)

(2)写出上述由B20制备BN的化学方程式。

(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

是O

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。键和兀键，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