2021-2025年高考化学真题知识点分类汇编之物质结构与性质（解答大题）（二）

第75页（共75页）2021-2025年高考化学真题知识点分类汇编之物质结构与性质（解答大题）（二）一．解答题（共25小题）1．（2022•天津）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：（1）基态Na原子的价层电子轨道表示式为。（2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：2NaCl（l）580℃电解CaCl2(l)2Na（l）+Cl2（g）。加入CaCl（3）Na2O2的电子式为。在25℃和101kPa时，Na与O2反应生成1molNa2O2放热510.9kJ，写出该反应的热化学方程式：。（4）采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过、（填序号）。a．浓硫酸b．饱和食盐水c．NaOH溶液d．KMnO4溶液（5）钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为。（6）天然碱的主要成分为Na2CO3•NaHCO3•2H2O，1molNa2CO3•NaHCO3•2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为g。2．（2022•福建）1962年首个稀有气体化合物XePtF6问世，目前已知的稀有气体化合物中，含氙（54Xe）的最多，氪（36Kr）次之，氩（18Ar）化合物极少。[BrOF2][AsF6]•xKrF2是[BrOF2]+、[AsF6]﹣与KrF2分子形成的加合物，其晶胞如图所示。回答下列问题：（1）基态As原子的价电子排布式为。（2）Ar、Kr、Xe原子的活泼性依序增强，原因是。（3）晶体熔点：KrF2XeF2（填“＞”“＜”或“＝”），判断依据是。（4）[BrOF2]+的中心原子Br的杂化轨道类型为。（5）[BrOF2][AsF6]•xKrF2加合物中x＝，晶体中的微粒间作用力有（填标号）。a.氢键b.离子键c.极性共价键d.非极性共价键3．（2022•广东）硒（Se）是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光（AIE）效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如图：（1）Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为。（2）H2Se的沸点低于H2O，其原因是。（3）关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有。A.Ⅰ中仅有σ键B.Ⅰ中的Se﹣Se键为非极性共价键C.Ⅱ易溶于水D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大（4）Ⅳ中具有孤对电子的原子有。（5）硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4H2SeO3（填“＞”或“＜”）。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠（Na2SeO4）可减轻重金属铊引起的中毒。SeO42-的立体构型为（6）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图a，沿x、y、z轴方向的投影均为图b。①X的化学式为。②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg•cm﹣3，则X中相邻K之间的最短距离为nm（列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值）。4．（2023•浙江）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：（1）Si（NH2）4分子的空间结构（以Si为中心）名称为，分子中氮原子的杂化轨道类型是。Si（NH2）4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是。（2）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，有关这些微粒的叙述，正确的是。A.微粒半径：③＞①＞②B.电子排布属于基态原子（或离子）的是：①②C.电离一个电子所需最低能量：①＞②＞③D.得电子能力：①＞②（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。5．（2023•全国）[C（NH2）3][SO3F]是一种新型的紫外线非线性晶体材料。回答下列问题：（1）组成[C（NH2）3][SO3F]的所有元素中，电负性最大的是，基态原子p轨道为半充满的元素是。（填元素符号）（2）[C（NH2）3]+中碳原子σ键的轨道重叠方式为（填图1标号）。其中碳原子的杂化类型为、碳原子杂化方式与[C（NH2）3]+中的碳相同，且只含有一个碳原子的有机物结构简式为。（写出两个）（3）[C（NH2）3][SO3F]的晶体类型为，[SO3F]﹣的空间构型为。晶体中单层[C（NH2）3][SO3F]结构如图2所示，其中[C（NH2）3]+与[SO3F]﹣之间的作用力包括。6．（2023•浙江）氮的化合物种类繁多，应用广泛。请回答：（1）基态N原子的价层电子排布式是。（2）与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。①下列说法不正确的是。A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：1s22s12p33s1B．化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2＞Mg3N2C．最简单的氮烯分子式：N2H2D．氮烷中N原子的杂化方式都是sp3②氮和氢形成的无环氨多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为。③给出H+的能力：NH3[CuNH3]2+（填“＞”或“＜”），理由是。（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。7．（2023•甲卷）将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：（1）图1所示的几种碳单质，它们互为，其中属于原子晶体的是，C60间的作用力是。（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是（填图2酞菁中N原子的标号）。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为，氮原子提供孤对电子与钴离子形成键。（3）气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F﹣的配位数为。若晶胞参数为apm，晶体密度ρ＝g•cm﹣3（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。8．（2023•天津）铜及其化合物在生产生活中有重要作用。（1）基态Cu原子的价层电子排布式是，Cu+与Cu2+相比较，离子半径较大的是。（2）铜的一种化合物的晶胞如图所示，其化学式为。（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，写出该反应化学方程式：。H2O2的实际消耗量大于理论用量的原因是。H2O2电子式为。（4）上述制备反应中，下列物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是。a．HNO3b．O2c．Cl2（5）Cu2+和I﹣的反应可用于Cu含量的定量分析。向CuCl2溶液中滴入KI溶液，生成一种碘化物白色沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝。该白色沉淀的化学式为，反应中KI的作用为。9．（2023•北京）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根（S2O32-）可看作是SO42-中的一个（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：。（3）S2O32-的空间结构是（4）同位素示踪实验可证实S2O32-中两个S原子的化学环境不同，实验过程为SO32-→ⅰSS2O32-→ⅱAg+Ag2S+SO42-。过程ⅱ中，S2O32-断裂的只有硫（5）MgS2O3•6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm，结构如图所示。晶胞中的[Mg（H2O）6]2+个数为。已知MgS2O3•6H2O的摩尔质量是Mg•mol﹣1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为g•cm﹣3。（1nm＝10﹣7cm）（6）浸金时，S2O32-作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au（S2O3）2]3﹣。分别判断S2O32-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：10．（2023•乙卷）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2﹣xSiO4），回答下列问题：（1）基态Fe原子的价电子排布式为，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为，铁的化合价为。（2）已知一些物质的熔点数据如下表：物质熔点/℃NaCl800.7SiCl4﹣68.8GeCl4﹣51.5SnCl4﹣34.1Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4。原因是。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因。SiCl4的空间结构为，其中Si的轨道杂化形式为。（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于六方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有个Mg。该物质化学式为，B﹣B最近距离为。11．（2023•海南）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。（2）配合物Ⅰ中，R′代表芳基，V﹣O﹣R′空间结构呈角形，原因是。（3）配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是。（4）配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为+4和+3，配合物Ⅱ、Ⅲ和N2三者中，两个氮原子间键长最长的是。（5）近年来，研究人员发现含钒的锑化物CsV3Sb5在超导方面表现出潜在的应用前景。CsV3Sb5晶胞如图1所示，晶体中包含由V和Sb组成的二维平面（见图2）。①晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子各自周围紧邻的锑原子数为。锑和磷同族，锑原子基态的价层电子排布式为。②晶体中少部分钒原子被其它元素（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。a.有+4或+5价态形式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12．（2023•山东）卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：（1）﹣40℃时，F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下，HOF为无色气体、固态HOF的晶体类型为，HOF水解生成的产物为（填化学式）。（2）ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键（π35）。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为；O—Cl—O键角Cl—O—Cl键角（填“＞”“＜”或“＝”）。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因。（3）一定条件下，CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系，晶胞结构如图所示（晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°），其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为。若阿伏加德罗常数的值为NA，化合物X的密度ρ＝g•cm﹣3（用含NA的代数式表示）。13．（2024•上海）已知Al2Br6的晶胞如图所示（平行六面体，各棱长不相等，Al2Br6在棱心）。（1）该晶体中，每个Al2Br6，距离其最近的Al2Br6有个。A.4B.5C.8D.12（2）已知NA＝6.02×1023mol﹣1，一个晶胞的体积V＝5.47×10﹣22cm3，求Al2Br6的晶胞密度（保留2位小数）。（3）AlBr3水解可得Al（OH）3胶体，请解释用Al（OH）3可净水的原因。（4）用上述制得的胶体做电泳实验时，有某种胶体粒子向阴极移动，该粒子可能是。A.[nAl（OH）3•nAl•（3n﹣x）OH]x+B.[nAl（OH）3•nAl•xOH]（3n+x）+C.[nAl（OH）3•nBr]x﹣D.（某电中性微粒）14．（2024•甲卷）ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：（1）该族元素基态原子核外未成对电子数为，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为。（2）CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为（填标号）。a．离子键b．极性共价键c．非极性共价键d．配位键（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是，硅原子的杂化轨道类型为。（4）早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因：。物质SnF4SnCl4SnBr4SnI4熔点/℃442﹣3429143（5）结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为g•cm﹣3（列出计算式）。15．（2024•上海）氟元素及其化合物具有广泛用途。（1）下列关于氟元素的性质说法正确的是。A.原子半径最小B.原子电离能最大C.元素的电负性最强D.最高正化合价为+7（2）（不定项）下列关于18F与19F说法正确的是。A.是同种核素B.是同素异形体C.19F比18F多一个电子D.19F比18F多一个中子（3）萤石（CaF2）与浓硫酸共热可制备HF气体，写出该反应的方程式：；该反应中体现浓硫酸的性质是。A.强氧化性B.难挥发性C.吸水性D.脱水性（4）液态氟化氢（HF）的电离方式为：3HF⇌X+HF2-，其中X为。HF2-的结构为F—H…F（5）氟单质常温下能腐蚀Fe、Ag等金属，但工业上却可用Cu制容器储存，其原因是。16．（2024•山东）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：（1）Mn在元素周期表中位于第周期族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是（填元素符号）。（2）Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图1所示，该氧化物化学式为。当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价（填“升高”“降低”或“不变”），O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是（填标号）。A.CaOB.V2O5C.Fe2O3D.CuO（3）[BMlM]+BF4-（见图2）是MnO2品型转变的透导剂。BF4-的空间构型为；[BMIM]+中咪唑环存在Π56大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为（4）MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂（见图3），FDCA的熔点远大于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是。17．（2024•浙江）氧是构建化合物的重要元素。请回答：（1）某化合物的晶胞如图1，Cl﹣的配位数（紧邻的阳离子数）为；写出该化合物的化学式，写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式。（2）下列有关单核微粒的描述正确的是。A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种B．Na的第二电离能＞Ne的第一电离能C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2D．Fe原子变成Fe+，优先失去3d轨道上的电子（3）化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键（—O—H…OH2），按照氢键由强到弱对三种酸排序，请说明理由。②已知HC、HD钠盐的碱性NaC＞NaD，请从结构角度说明理由。18．（2024•浙江）氮和氧是构建化合物的常见元素。已知：请回答：（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是，晶体类型是。（2）下列说法正确的是。A．电负性：B＞N＞OB．离子半径：P3﹣＜S2﹣＜Cl﹣C．第一电离能：Ge＜Se＜AsD．基态Cr2+的简化电子排布式：[Ar]3d4（3）①H2N—NH2+H+→H2N—NH3+，其中—NH2的N原子杂化方式为；比较键角∠HNH：H2N—NH2中的—NH2H2N—NH3+中的-NH3+②将HNO3与SO3按物质的量之比1：2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中之一是NO2+。比较氧化性强弱：NO2+HNO3（填“＞”、“＜”或“＝”）；写出A中阴离子的结构式19．（2024•全国）我国科学家在含硼非线性光学晶体材料KBe2（BO3）F2（简称KBBF）的研发和应用上处于世界领先地位，实验室合成KBBF的化学方程式可表示为3KBF4+6BeO+B2O3═3KBe2（BO3）F2+2BF3↑。回答下列问题：（1）B的核外电子排布式为，组成KBBF的元素中，第一电离能最小的是。（2）KBF4中阴离子的空间构型为，BF3中心原子杂化类型为。（3）硼的卤化物部分性质如下表所示：物质BF3BCl3BBr3BI3沸点/K172285364483键能/（kJ•mol﹣1）646444368267硼的卤化物沸点依次升高的原因是，键能依次减小的原因是。（4）BeO的一种晶体为立方ZnS结构（如图所示），晶胞参数为anm。氧的配位数为，晶体密度为ρ＝g•cm﹣3（写出计算表达式，NA为阿伏加德罗常数的值）。20．（2024•海南）锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一，Li﹣bfsi（阴离子bfsi﹣结构见如图A）深受关注。回答问题：（1）Li﹣bfsi的制备前体Li﹣bfsi（B），可由C的氟化反应得到，C中第三周期元素有（填元素符号）。（2）C分子中，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。（3）B溶于某溶剂发生自耦电离（2B⇌A+F），阳离子F的结构式为。（4）B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：BD（填“＞”或“＜”）：沸点大小关系：B（170℃）＞E（60.8℃），其原因是。（5）研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者，原因是。（6）Li2（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a、b、c），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d）。图中氢原子皆己略去。①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。②两种晶型的密度近似相等，则c＝。（以含a、b和d的代数式表达）21．（2024•北京）锡（Sn）是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。（1）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：（2）SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。①SnCl2分子的VSEPR模型名称是。②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的轨道与氯的3p轨道重叠形成σ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v1nm3和v2nm3，则白锡和灰锡晶体的密度之比是。（4）单质Sn的制备：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，未明显发生反应。若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是。22．（2024•天津）锗（Ge）、锡（Sn）和铅（Pb）是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。（1）三种元素中，第一电离能最大的是。（2）基态Ge原子的价层电子排布式为。晶体Ge与金刚石具有类似的晶体结构，其晶胞如图。在该晶胞中，Ge原子的数目为。（3）粗锡常由SnO2还原制得。将炭与SnO2混合，隔绝空气加热到1000℃，无明显反应；但通入空气，使炭不完全燃烧，840℃时SnO2即可迅速转化为Sn，推断还原SnO2的物质是。（4）含铁、铅杂质的粗锡进行电解精炼时，纯锡接电源的极，粗锡上发生反应的电极反应式为。（5）PbI2和PbCl2均为不易溶于水的强电解质。已知一定温度下，PbI2的饱和溶液中c（Pb2+）＝1.0×10﹣3mol/L，PbCl2的Ksp＝1.6×10﹣5。反应PbI2+2Cl﹣⇌PbCl2+2I﹣在该温度下的平衡常数为K＝。23．（2025•上海）钨属于有色金属，在高温下可以发出亮光。（1）钨作灯丝与钨的性质有关。A.延展性B.导电性C.高熔点D.高密度（2）请从微观角度解释钨有金属光泽的原因：。钨的矿石在古代被称为“重石头”。最早由瑞典化学家舍勒发现白钨矿，白钨矿的主要成分是钨酸钙，化学式为CaWO4，属于四方晶系，晶胞结构如图所示：（3）Ca原子在晶胞中的位置。（不定项）A.顶心B.棱心C.面心D.体心（4）根据如图，推断钨在元素周期表中位于。A.第五周期第2族B.第五周期第4族C.第六周期第4族D.第六周期第6族（5）根据价层电子对互斥理论，WO42-的价层电子对数为（6）若如图所示的晶胞中仅含1个完整的WO42-四面体，则1～8号O原子中，组成该四面体的O编号为白钨矿通常与脉石、黄铁矿等伴生。已知白钨矿中各种矿石的密度如表所示：矿石脉石黄铁矿萤石磷灰石密度ρ（g•cm﹣3）2.654.953.183.13（7）已知M（CaWO4）＝288g•mol﹣1、V（CaWO4）＝3.12×10﹣22cm3，则ρ（CaWO4）＝g•cm﹣3。结合数据说明钨酸钙矿石被称为“重石头”的原因：。CaWO4具有良好的光学性质，被广泛应用于光电陶瓷材料中，工业上可用电解法制备，电解装置如图所示：已知：Ksp（CaWO4）＝8.7×10﹣9，Ksp（CaCO3）＝2.7×10﹣8。（8）写出电解池阳极的反应式：。（9）为获取高纯产物，制备时需要不断通入N2的原因是。24．（2025•北京）通过MgCl2和[Mg（NH3）6]Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。（1）将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。（2）NH3分子中H—N—H键角小于109°28′，从结构角度解释原因：。（3）[Mg（NH3）6]Cl2的晶胞是立方体结构，边长为anm，结构示意图如图。①[Mg（NH3）6]Cl2的配体中，配位原子是。②已知[Mg（NH3）6]Cl2的摩尔质量为Mg•mol﹣1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为g•cm﹣3。（1nm＝10﹣7cm）（4）MgCl2和NH3反应过程中能量变化示意图如图。①室温下，MgCl2和NH3反应生成[Mg（NH3）6]Cl2而不生成[Mg（NH3）]Cl2。分析原因：。②从平衡的角度推断利于[Mg（NH3）6]Cl2脱除NH3生成MgCl2的条件并说明理由：。25．（2025•山东）Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题：（1）在元素周期表中，Fe位于第周期族。基态Fe原子与基态Fe3+离子未成对电子数之比为。（2）尿素分子（H2NCONH2）与Fe3+形成配离子的硝酸盐[Fe（H2NCONH2）6]（NO3）3俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。①元素C、N、O中，第一电离能最大的是，电负性最大的是。②尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为。③八面体配离子[Fe（H2NCONH2）6]3+中Fe3+的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与Fe3+配位的原子是（填元素符号）。（3）α—Fe可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为apm）。①α—Fe晶胞中Fe原子的半径为pm。②研究发现，α—Fe晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是，该截面单位面积含有的Fe原子为个•pm﹣2。

2021-2025年高考化学真题知识点分类汇编之物质结构与性质（解答大题）（二）参考答案与试题解析一．解答题（共25小题）1．（2022•天津）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：（1）基态Na原子的价层电子轨道表示式为。（2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：2NaCl（l）580℃电解CaCl2(l)2Na（l）+Cl2（g）。加入CaCl（3）Na2O2的电子式为。在25℃和101kPa时，Na与O2反应生成1molNa2O2放热510.9kJ，写出该反应的热化学方程式：2Na（s）+O2（g）＝Na2O2（s）ΔH＝﹣510.9kJ•mol﹣1。（4）采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过c、a（填序号）。a．浓硫酸b．饱和食盐水c．NaOH溶液d．KMnO4溶液（5）钠的某氧化物晶胞如图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的化学式为Na2O。（6）天然碱的主要成分为Na2CO3•NaHCO3•2H2O，1molNa2CO3•NaHCO3•2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为159g。【答案】（1）；（2）作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗；（3）；2Na（s）+O2（g）＝Na2O2（s）ΔH＝﹣510.9kJ•mol﹣1；（4）c；a；（5）Na2O。（6）159。【分析】（1）基态Na原子的价电子排布式为3s1；（2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，加入CaCl2时，580℃NaCl熔融；（3）Na2O2是钠离子和过氧根离子之间存在离子键，过氧根离子中存在O—O键；在25℃和101kPa时，Na与O2反应生成1molNa2O2放热510.9kJ，根据物质状态和焓变书写热化学方程式；（4）采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2，空气中CO2、水蒸气都能与熔融金属Na反应，所以在反应前需要将空气中的CO2、水蒸气除去，CO2属于酸性氧化物，能和碱液反应，浓硫酸具有吸水性；（5）该晶胞中黑色球个数＝8×18+6×12=4，白色球个数为8，所以黑色球、白色球个数之比为4：（6）根据Na原子守恒得关系式2NaHCO3～Na2CO3，1molNa2CO3•NaHCO3•2H2O经充分加热得到Na2CO3的物质的量为1mol×（1+0.5）＝1.5mol，m＝nM。【解答】解：（1）基态Na原子的价电子排布式为3s1，其价电子轨道表示式为，故答案为：；（2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，加入CaCl2时，580℃NaCl熔融，所以加入CaCl2能降低NaCl的熔点，节省能耗，所以CaCl2作助溶剂，故答案为：作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗；（3）Na2O2是钠离子和过氧根离子之间存在离子键，过氧根离子中存在O—O键，电子式为；在25℃和101kPa时，Na与O2反应生成1molNa2O2放热510.9kJ，根据物质状态和焓变书写热化学方程式为2Na（s）+O2（g）＝Na2O2（s）ΔH＝﹣510.9kJ•mol﹣1，故答案为：；2Na（s）+O2（g）＝Na2O2（s）ΔH＝﹣510.9kJ•mol﹣1；（4）采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2，空气中CO2、水蒸气都能与熔融金属Na反应，所以在反应前需要将空气中的CO2、水蒸气除去，CO2属于酸性氧化物，能和碱液反应，浓硫酸具有吸水性，所以空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸，故答案为：c；a；（5）该晶胞中黑色球个数＝8×18+6×12=4，白色球个数为8，所以黑色球、白色球个数之比为4：8＝1：故答案为：Na2O；（6）根据Na原子守恒得关系式2NaHCO3～Na2CO3，1molNa2CO3•NaHCO3•2H2O经充分加热得到Na2CO3的物质的量为1mol×（1+0.5）＝1.5mol，m＝nM＝1.5mol×106g/mol＝159g，故答案为：159。【点评】本题考查物质结构和性质，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确原子结构、热化学方程式书写规则、晶胞计算方法是解本题关键，注意（6）题原子守恒的灵活运用，题目难度不大。2．（2022•福建）1962年首个稀有气体化合物XePtF6问世，目前已知的稀有气体化合物中，含氙（54Xe）的最多，氪（36Kr）次之，氩（18Ar）化合物极少。[BrOF2][AsF6]•xKrF2是[BrOF2]+、[AsF6]﹣与KrF2分子形成的加合物，其晶胞如图所示。回答下列问题：（1）基态As原子的价电子排布式为4s24p3。（2）Ar、Kr、Xe原子的活泼性依序增强，原因是同族元素，从上而下原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱，失电子能力逐渐增强。（3）晶体熔点：KrF2＜XeF2（填“＞”“＜”或“＝”），判断依据是二者为同构型的分子晶体，XeF2相对分子质量大，范德华力大，熔点高。（4）[BrOF2]+的中心原子Br的杂化轨道类型为sp3。（5）[BrOF2][AsF6]•xKrF2加合物中x＝2，晶体中的微粒间作用力有bc（填标号）。a.氢键b.离子键c.极性共价键d.非极性共价键【答案】（1）4s24p3；（2）同族元素，从上而下原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱，失电子能力逐渐增强；（3）＜；二者为同构型的分子晶体，XeF2相对分子质量大，范德华力大，熔点高；（4）sp3；（5）2；bc。【分析】（1）基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，4s、4p能级上的电子为其价电子；（2）原子半径越大，原子核对核外电子吸引力越小；（3）不能形成分子间氢键且分子构型相同的分子晶体，其熔沸点随着分子间作用力增大而升高，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大；（4）[BrOF2]+的中心原子Br原子的价层电子对个数＝3+7-1-2×1-2×12=4且含有1（5）该晶胞中BrOF2的个数＝4、AsF6的个数＝4、KrF2的个数＝8，所以BrOF2、AsF6、KrF2的个数之比为4：4：8＝1：1：2；阴阳离子之间存在离子键，分子内不同非金属元素的原子之间形成极性键。【解答】解：（1）基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，4s、4p能级上的电子为其价电子，基态As原子价电子排布式为4s24p3，故答案为：4s24p3；（2）Ar、Kr、Xe位于同一族，且原子半径依次增大，原子核对外层电子的有效吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，所以原子的活泼性依序增强，故答案为：同族元素，从上而下原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱，失电子能力逐渐增强；（3）不能形成分子间氢键且分子构型相同的分子晶体，其熔沸点随着分子间作用力增大而升高，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，二者都是不能形成分子间氢键的分子晶体，XeF2相对分子质量大，范德华力大，熔点高，故答案为：＜；二者为同构型的分子晶体，XeF2相对分子质量大，范德华力大，熔点高；（4）[BrOF2]+的中心原子Br原子的价层电子对个数＝3+7-1-2×1-2×12=4且含有1个孤电子对，则Br原子采用故答案为：sp3；（5）该晶胞中BrOF2的个数＝4、AsF6的个数＝4、KrF2的个数＝8，所以BrOF2、AsF6、KrF2的个数之比为4：4：8＝1：1：2，所以x＝2；阴阳离子之间存在离子键，分子内不同非金属元素的原子之间形成极性键，[BrOF2]+、[AsF6]﹣之间存在离子键，KrF2中F和Kr原子之间存在极性共价键，[BrOF2]+中Br原子和O、F原子之间存在极性共价键，[AsF6]﹣中As和F原子之间存在极性共价键，故答案为：2；bc。【点评】本题考查物质结构和性质，侧重考查阅读、分析、判断及计算能力，明确原子结构、分子晶体熔沸点影响因素、原子杂化类型判断方法、晶胞计算方法是解本题关键，题目难度中等。3．（2022•广东）硒（Se）是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光（AIE）效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如图：（1）Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为4s24p4。（2）H2Se的沸点低于H2O，其原因是H2O分子间存在氢键、H2Se分子间无氢键。（3）关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有BDE。A.Ⅰ中仅有σ键B.Ⅰ中的Se﹣Se键为非极性共价键C.Ⅱ易溶于水D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大（4）Ⅳ中具有孤对电子的原子有O、Se。（5）硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4＞H2SeO3（填“＞”或“＜”）。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠（Na2SeO4）可减轻重金属铊引起的中毒。SeO42-的立体构型为正四面体（6）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图a，沿x、y、z轴方向的投影均为图b。①X的化学式为K2SeBr6。②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg•cm﹣3，则X中相邻K之间的最短距离为12×34MrρN【答案】见试题解答内容【分析】（1）Se与S同主族，基态硒位于第四周期ⅥA族；（2）分子间氢键能使氢化物熔沸点增大；（3）A．苯环中含有大π键；B．不同种原子间形成的共价键为极性键，同种原子间形成的共价键为非极性键；C．烃类均不溶于水；D．苯环中C原子为sp2杂化，双键中C原子为sp2杂化，—C≡C—H中的C原子为sp杂化；E．Ⅰ～Ⅲ含有的元素为C、N、O、Se、S、H，根据周期律分析；（4）根据C、O、S、Se最外层电子数和图中C、O、S、Se原子形成的共价键数目分析；（5）同一种元素形成的含氧酸中，非羟基O原子个数越多，其酸性越强或中心元素化合价越高，其酸性越强；SeO42-的成键电子对数为4+6+2-4×22（6）根据图a、b信息可知，K原子位于晶胞内部，“SeBr6”位于顶点和面心位置，由原子均摊法可知，该晶胞中K原子的数目为8，“SeBr6”的数目为8×18+6×12=4，则化学式为K2SeBr6，晶胞中含有4个“K2SeBr6”，n（K2SeBr6）=4NAmol，m（K2SeBr6）=4NA×Mrg=4MrNAg，若晶胞边长为x，则晶胞体密度【解答】解：（1）S属于第三周期ⅥA族，价电子排布式为3s23p4，基态硒位于第四周期ⅥA族，则基态硒原子价电子排布式为4s24p4，故答案为：4s24p4；（2）由于水分子间存在氢键，硒化氢分子间不存在氢键，分子间氢键能使氢化物熔沸点增大，所以H2Se的沸点低于H2O，故答案为：H2O分子间存在氢键、H2Se分子间无氢键；（3）A．物质Ⅰ中含有C—H键和Se﹣Se键，苯环中化学键较为特殊，含有大π键，所以Ⅰ中含有π键和σ键，故A错误；B．物质Ⅰ中的Se﹣Se键是同种原子间形成的共价键，为非极性键，故B正确；C．物质Ⅱ属于烃类，烃类均不溶于水，故C错误；D．物质Ⅱ中含有苯环、碳碳双键和碳碳三键，苯环和碳碳双键中C原子均采用sp2杂化，碳碳三键中C原子采用sp杂化，所以Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2，故D正确；E．Ⅰ～Ⅲ含有的元素为C、N、O、Se、S、H，非金属性越强，其电负性越大，C、N、O位于同一周期、O、Se、S位于同一主族，则C、N、O、Se、S、H中O的电负性最大，故E正确；故答案为：BDE；（4）C、O、S、Se最外层电子数分别为4、6、6、6，物质Ⅳ中C形成4个键，无孤电子对，S形成6个键、无孤电子对，O和Se均形成2个键，均会有2对孤电子，故答案为：O、Se；（5）同一种元素形成的含氧酸中，非羟基O原子个数越多，其酸性越强，H2SeO4与H2SeO3可写成（OH）2SeO2、（OH）2SeO，H2SeO4比H2SeO3非羟基氧多（或H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se﹣O—H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+），则酸性：H2SeO4＞H2SeO3；SeO42-的成键电子对数为4+6+2-4×22=4，无孤电子对故答案为：＞；正四面体；（6）①由图可知，K原子位于晶胞内部，“SeBr6”位于顶点和面心位置，由原子均摊法可知，该晶胞中K的数目为8，“SeBr6”的数目为8×18+6×12=4故答案为：K2SeBr6；②晶胞中含有4个“K2SeBr6”，n（K2SeBr6）=4NAmol，m（K2SeBr6）=4NA×Mrg=4MrNAg，若晶胞边长为x，则晶胞体密度ρ=mV=4MrNAx3g•cm﹣3故答案为：12×3【点评】本题考查物质结构及晶胞计算，涉及物质结构及晶胞计算、氢键、化学键、YSEPR模型的应用、杂化类型判断、原子核外电子排布等知识，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确原子结构、分子的性质及晶胞的计算是解本题关键，难点是晶胞投影图形判断，题目难度中等。4．（2023•浙江）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：（1）Si（NH2）4分子的空间结构（以Si为中心）名称为四面体，分子中氮原子的杂化轨道类型是sp3。Si（NH2）4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[Si（NH2）4中Si﹣N键能相对较小]，产物中气态分子数显著增多（熵增）。（2）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，有关这些微粒的叙述，正确的是AB。A.微粒半径：③＞①＞②B.电子排布属于基态原子（或离子）的是：①②C.电离一个电子所需最低能量：①＞②＞③D.得电子能力：①＞②（3）Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是共价晶体，该化合物的化学式为SiP2。【答案】（1）四面体；sp3；Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[Si（NH2）4中Si﹣N键能相对较小]，产物中气态分子数显著增多（熵增）；（2）AB；（3）共价晶体；SiP2。【分析】（1）Si（NH2）4分子相当于SiH4中4个氢原子被4个﹣NH2取代，SiH4中Si原子价层电子对个数＝4+4-4×12=4且不含孤电子对；N原子和1个Si原子、2个H原子形成3个共价键，且每个N原子还含有1个孤电子对，所以N原子价层电子对个数是4；Si周围的（2）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，则①基态Si原子，②是基态Si+，③是激发态Si原子；A．一般电子层数越多原子半径越大，而Si原子失电子数越多，原子半径越小；B．原子核外电子排布符合构造原理、能量最低原理的原子属于基态原子；C．能量越高越容易失电子，基态原子的第一电离能小于第二电离能；D．能量越低越易得电子；（3）该晶体是由原子构成的空间网状结构的晶体；该晶胞中Si原子个数＝8×18+6×12=4、P原子个数＝8，Si、P原子个数之比为4：【解答】解：（1）SiH4中Si原子价层电子对个数＝4+4-4×12=4且不含孤电子对，SiH4空间构型为正四面体结构，Si（NH2）4分子相当于SiH4中4个氢原子被4个﹣NH2取代，所以Si（NH2）4分子的空间结构（以Si为中心）名称为四面体，N原子和1个Si原子、2个H原子形成3个共价键，且每个N原子还含有1个孤电子对，所以N原子价层电子对个数是4，N原子采用sp3杂化；Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强，Si（NH2）4中Si﹣N键能相对较小，断裂Si﹣N键所需能量较小，且该反应产物中气态分子数显著增多，属于熵增的反应，所以Si（NH2）4受热分解生成Si3N4和故答案为：四面体；sp3；Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[Si（NH2）4中Si﹣N键能相对较小]，产物中气态分子数显著增多（熵增）；（2）由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，则①基态Si原子，②是基态Si+，③是激发态Si原子；A．一般电子层数越多原子半径越大，而Si原子失电子数越多，原子半径越小，则微粒半径：③＞①＞②，故A正确；B．原子核外电子排布符合构造原理、能量最低原理的原子属于基态原子或离子，则①基态Si原子，②是基态Si+，故B正确；C．能量越高越容易失电子，基态原子的第一电离能小于第二电离能，则电离一个电子所需最低能量：②＞①＞③，故C错误；D．能量越低越易得电子，则得电子能力：②＞①，故D错误；故答案为：AB；（3）该晶体是由原子构成的空间网状结构的晶体，为共价晶体；该晶胞中Si原子个数＝8×18+6×12=4、P原子个数＝8，Si、P原子个数之比为4：8＝1故答案为：共价晶体；SiP2。【点评】本题考查物质结构和性质，侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力，明确分子结构、原子杂化类型判断方法、元素周期律、晶胞计算方法是解本题关键，注意（1）题采用知识迁移的方法分析判断，题目难度不大。5．（2023•全国）[C（NH2）3][SO3F]是一种新型的紫外线非线性晶体材料。回答下列问题：（1）组成[C（NH2）3][SO3F]的所有元素中，电负性最大的是F，基态原子p轨道为半充满的元素是N。（填元素符号）（2）[C（NH2）3]+中碳原子σ键的轨道重叠方式为A（填图1标号）。其中碳原子的杂化类型为sp3杂化、碳原子杂化方式与[C（NH2）3]+中的碳相同，且只含有一个碳原子的有机物结构简式为CH4、CH3OH。（写出两个）（3）[C（NH2）3][SO3F]的晶体类型为离子晶体，[SO3F]﹣的空间构型为四面体形。晶体中单层[C（NH2）3][SO3F]结构如图2所示，其中[C（NH2）3]+与[SO3F]﹣之间的作用力包括离子键氢键。【答案】（1）F；N；（2）A；sp3杂化；CH4、CH3OH；（3）离子晶体；四面体形；离子键、氢键。【分析】（1）组成[C（NH2）3][SO3F]的元素包括H、C、N、O、F、S，元素的非金属性越强，电负性最大，基态原子p轨道为半充满只能是外围电子排布为2s22p3或3s23p3的结构，据此分析进行判断；（2）[C（NH2）3]+中碳原子为sp3杂化，N原子也是sp3杂化，σ键的轨道重叠方式为杂化轨道之间的头碰头重叠，分子中只含有一个碳原子，且碳原子为sp3杂化的有机物可以是CH4、CH3OH等；（3）根据题意可知，[C（NH2）3][SO3F]是由[C（NH2）3]+与[SO3F]﹣构成，[SO3F]﹣中S的价层电子对数＝4+6+1-2×3-1×12=4，且C—F键的键长不等于C—O单键、C＝O双键的键长，即可判断其空间构型，晶体中单层[C（NH2）3][SO3F]结构如图2所示，其中[C（NH2）3]+与[SO3F]﹣之间的作用力包括离子键、N—H•••F、N—H【解答】解：（1）根据分析可知，组成[C（NH2）3][SO3F]的所有元素中，电负性最大的是F，基态原子p轨道为半充满的元素是N，故答案为：F；N；（2）[C（NH2）3]+中碳原子为sp3杂化，N原子也是sp3杂化，σ键的轨道重叠方式为杂化轨道之间的头碰头重叠，即A符合题意，其中碳原子的杂化类型为sp3杂化、碳原子杂化方式与[C（NH2）3]+中的碳相同，且只含有一个碳原子的有机物可以CH4、CH3OH，故答案为：A；sp3杂化；CH4、CH3OH；（3）根据题意可知，[C（NH2）3][SO3F]是由[C（NH2）3]+与[SO3F]﹣构成，故其晶体类型为离子晶体，[SO3F]﹣中S的价层电子对数＝4+6+1-2×3-1×12=4，由于C—F键的键长不等于C—O单键、C＝O双键的键长，所以其空间构型为四面体形，晶体中单层[C（NH2）3][SO3F]结构如图2所示，其中[C（NH2）3]+与[SO3故答案为：离子晶体；四面体形；离子键、氢键。【点评】本题主要考查物质结构与性质的相关知识，具体涉及电负性、核外电子排布、中心原子的杂化方式，化学键、氢键等作用力，属于基本知识的考查，难度中等。6．（2023•浙江）氮的化合物种类繁多，应用广泛。请回答：（1）基态N原子的价层电子排布式是2s22p3。（2）与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。①下列说法不正确的是A。A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：1s22s12p33s1B．化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2＞Mg3N2C．最简单的氮烯分子式：N2H2D．氮烷中N原子的杂化方式都是sp3②氮和氢形成的无环氨多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为NnHn+2﹣2m，（n≥2，m≤n2，m为正整数）③给出H+的能力：NH3＜[CuNH3]2+（填“＞”或“＜”），理由是形成配位键后，使得N原子电子云向铜偏移，使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，更易给出H+。（3）某含氮化合物晶胞如图，其化学式为CaCN2，每个阴离子团的配位数（紧邻的阳离子数）为6。【答案】（1）2s22p3；（2）①A；②NnHn+2﹣2m，（n≥2，m≤n2，③＜；形成配位键后，使得N原子电子云向铜偏移，使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，更易给出H+；（3）CaCN2；6。【分析】（1）N是7号元素，基态N原子电子排布式为1s22s22p3；（2）①A．能量最低的激发态N原子为1个2p能级电子跃迁到3s能级；B．成键原子电负性差值越大，化学键中离子键成分的百分数越大；C．最简单的氮烯中含有两个N原子，两个N原子间形成氮氮双键，每个N原子与H原子形成N﹣H键；D．氮烷中N原子有3个成单电子和1个孤对电子，价层电子对数都为4；②氮和氢形成氨烷时，每个N原子能形成3个价键，N原子间形成单键，则氮烷的通式为：NnHn+2，n≥1；氮和氢形成的无环氨多烯，每多一个双键就少2个H原子；③[CuNH3]2+中N原子提供孤电子对，Cu2+提供空轨道，形成配位键，使得N原子电子云向铜偏移；（3）由晶胞图和俯视图可知，Ca2+位于顶点和体内，个数为8×18+2＝3，CN22-位于棱上和体内，个数为2+4×14=3，Ca2+：CN22-=3：3＝1：1；由其键角为【解答】解：（1）N是7号元素，基态N原子电子排布式为1s22s22p3，价电子排布式为：2s22p3，故答案为：2s22p3；（2）①A．能量最低的激发态N原子为1个2p能级电子跃迁到3s能级，则能量最低的激发态N原子的电子排布式：1s22s22p23s1，故A错误；B．成键原子电负性差值越大，化学键中离子键成分的百分数越大，电负性：Ca＜Mg，故化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2＞Mg3N2，故B正确；C．最简单的氮烯中含有两个N原子，两个N原子间形成氮氮双键，每个N原子与H原子形成N﹣H键，故最简单的氮烯分子式：N2H2，故C正确；D．氮烷中N原子有3个成单电子和1个孤对电子，价层电子对数都为4，氮烷中N原子的杂化方式都是sp3，故D正确；故答案为：A；②氮和氢形成氨烷时，每个N原子能形成3个价键，N原子间形成单键，则氮烷的通式为：NnHn+2，n≥1；氮和氢形成的无环氨多烯，每多一个双键就少2个H原子，则氮烯的通式为：NnHn+2﹣2m，（n≥2，m≤n2，故答案为：NnHn+2﹣2m，（n≥2，m≤n2，③[CuNH3]2+中N原子提供孤电子对，Cu2+提供空轨道，形成配位键，使得N原子电子云向铜偏移，使氮氢键的极性变大，氮氢键更易断裂，更易给出H+，故答案为：＜；形成配位键后，使得N原子电子云向铜偏移，使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，更易给出H+；（3）由晶胞图和俯视图可知，Ca2+位于顶点和体内，个数为8×18+2＝3，CN22-位于棱上和体内，个数为2+4×14=3，Ca2+：CN22-=3：3＝1：1，则其化学式为CaCN2；由其键角为120°，根据其六方最密堆积图可知，以体内的故答案为：CaCN2；6。【点评】本题主要考查晶胞的计算与原子的结构，涉及，核外电子排布、化学键、杂化方式、晶胞计算等知识点，侧重考查学生的识图能力、分析能力和计算能力，掌握晶胞的分析和计算是关键，题目难度较大。7．（2023•甲卷）将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：（1）图1所示的几种碳单质，它们互为同素异形体，其中属于原子晶体的是金刚石，C60间的作用力是范德华力。（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是③（填图2酞菁中N原子的标号）。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。（3）气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为离子键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F﹣的配位数为2。若晶胞参数为apm，晶体密度ρ＝84×1030NA⋅a3g•【答案】见试题解答内容【分析】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体，图1所示的几种碳单质互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，C60间的作用力是范德华力；（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离H+；钴酞菁分子中，失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键；（3）由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为sp3，AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构结合均摊法算出晶胞微粒的个数，距F﹣最近且等距的Al3+有2个，则F﹣的配位数为2。若晶胞参数为apm，则由晶胞的密度公式ρ=NM【解答】解：（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体，图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体，C60间的作用力是范德华力，故答案为：同素异形体；金刚石；范德华力；（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离H+；钴酞菁分子中，失去了2H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键，故答案为：③；+2；配位；（3）由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中Al的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为12×14=3，红色球的个数为8×18=1，则灰色的球为F﹣，距F﹣最近且等距的Al3+有2个，则F﹣的配位数为2故答案为：sp3；离子；2；84×10【点评】本题考查晶体的分类，作用力的判断，晶胞微粒个数，配位数，密度的求算以及原子轨道类型、杂化方式的判断等知识点，综合性较强，属于中等难度的题目。8．（2023•天津）铜及其化合物在生产生活中有重要作用。（1）基态Cu原子的价层电子排布式是3d104s1，Cu+与Cu2+相比较，离子半径较大的是Cu+。（2）铜的一种化合物的晶胞如图所示，其化学式为CuCl。（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，写出该反应化学方程式：Cu+H2O2+2HCl＝CuCl2+2H2O。H2O2的实际消耗量大于理论用量的原因是Cu2+是过氧化氢分解的催化剂。H2O2电子式为。（4）上述制备反应中，下列物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是b。a．HNO3b．O2c．Cl2（5）Cu2+和I﹣的反应可用于Cu含量的定量分析。向CuCl2溶液中滴入KI溶液，生成一种碘化物白色沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝。该白色沉淀的化学式为CuI，反应中KI的作用为还原剂沉淀剂。【答案】（1）3d104s1；Cu+；（2）CuCl；（3）Cu+H2O2+2HCl＝CuCl2+2H2O；Cu2+是过氧化氢分解的催化剂；（4）；（5）b；（6）CuI；还原剂沉淀剂。【分析】（1）Cu为29号元素，位于周期表中第四周期第ⅠB族；同一元素的原子核外电子数越少，原子核对核外电子吸引力越强，半径越小；（2）Cl位于顶点和面心个数为8×18+6×12=（3）铜与过氧化氢、稀盐酸反应生成CuCl2和H2O；Cu2+是过氧化氢分解的催化剂；（4）过氧化氢为共价化合物，氢原子和氧原子之间共用一个电子对，氧原子和氧原子之间共用一个电子对；（5）替代（3）中过氧化氢的物质在反应中作氧化剂能氧化Cu，但不能引起污染；（6）反应后所得溶液加入淀粉呈蓝色，说明反应生成I2，I﹣作还原剂，将Cu2+还原为Cu+，Cu+与I﹣生成沉淀。【解答】解：（1）Cu为29号元素，位于周期表中第四周期第ⅠB族，价层电子排布式是3d104s1；同一元素的原子核外电子数越少，原子核对核外电子吸引力越强，半径越小，则Cu+的半径与Cu2+的大，故答案为：3d104s1；Cu+；（2）Cl位于顶点和面心个数为8×18+6×12=4，4个Cu位于体内，Cu：Cl＝4：4＝故答案为：CuCl；（3）铜与过氧化氢、稀盐酸反应生成CuCl2和H2O，化学方程式为：Cu+H2O2+2HCl＝CuCl2+2H2O；Cu2+是过氧化氢分解的催化剂，反应过程中生成的Cu2+可将过氧化氢分解，故过氧化氢实际用量总是大于理论用量，故答案为：Cu+H2O2+2HCl＝CuCl2+2H2O；Cu2+是过氧化氢分解的催化剂；（4）过氧化氢为共价化合物，氢原子和氧原子之间共用一个电子对，氧原子和氧原子之间共用一个电子对，其电子式为：，故答案为：；（5）因（3）中过氧化氢在反应中作氧化剂能氧化Cu，在此条件下Cl2不能氧化Cu，故不能取代过氧化氢；HNO3能氧化Cu，但产生污染性气体，故最适合替代过氧化氢的为氧气，故答案为：b；（6）反应后所得溶液加入淀粉呈蓝色，说明反应生成I2，I﹣作还原剂，将Cu2+还原为Cu+，Cu+与I﹣生成CuI沉淀，过程中碘（离子）的作用为还原剂和沉淀剂，故答案为：CuI；还原剂沉淀剂。【点评】本题考查比较综合，涉及、核外电子排布、微粒半径比较、晶胞结构与计算、电子式、化学方程式书写、铜及化合物的性质等知识点，掌握基础是关键，题目难度较大。9．（2023•北京）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根（S2O32-）可看作是SO42-中的一个（1）基态S原子价层电子排布式是3s23p4。（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：S、O为同一主族元素，氧原子核外有2个电子层、硫原子核外有3个电子层，则r（O）＜r（S），O原子核最外层电子的吸引力大于S原子，O原子不易失去1个电子，所以O的第一电离能大于S。（3）S2O32-的空间结构是四面体形（4）同位素示踪实验可证实S2O32-中两个S原子的化学环境不同，实验过程为SO32-→ⅰSS2O32-→ⅱAg+Ag2S+SO42-。过程ⅱ中，S2O32-断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是Na2（5）MgS2O3•6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm，结构如图所示。晶胞中的[Mg（H2O）6]2+个数为4。已知MgS2O3•6H2O的摩尔质量是Mg•mol﹣1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为4Mabc×10-21NAg•cm﹣3（6）浸金时，S2O32-作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au（S2O3）2]3﹣。分别判断S2O32-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：S2O32-的中心S原子价层电子对个数为4且不含孤电子对，则中心S原子不能做配位原子，端基【答案】（1）3s23p4；（2）S、O为同一主族元素，氧原子核外有2个电子层、硫原子核外有3个电子层，则r（O）＜r（S），O原子核最外层电子的吸引力大于S原子，O原子不易失去1个电子，所以O的第一电离能大于S；（3）四面体形；（4）32SO42-、Ag235（5）4；4M（6）S2O32-的中心S原子价层电子对个数为4且不含孤电子对，则中心S原子不能做配位原子，端基S原子含有【分析】（1）基态S原子价层电子为3s、3p能级上的电子；（2）O、S原子最外层电子数都是6，但r（O）＜r（S），O原子的原子核对最外层电子的吸引力比S原子的原子核最外层电子的吸引力大，原子核对最外层电子吸引力越大，最外层电子越难失去电子；（3）S2O32-和SO42-互为等电子体，结构相似，根据SO4（4）根据图知，过程ii中含硫产物为32SO42-、Ag235（5）晶胞中的[Mg（H2O）6]2+个数为1+2×12+4×14+8×18；S2O32-的个数为4，相当于该晶胞中含有4个“MgS2O3•6H2O”，晶胞体积为（a×10﹣7cm）×（b×10﹣7cm）×（c×10﹣7cm）＝（6）含有孤电子对的原子能和中心离子形成配位键。【解答】解：（1）基态S原子价层电子为3s、3p能级上的电子，则价态S原子价层电子排布式为3s23p4，故答案为：3s23p4；（2）同一主族元素，原子半径越小，原子核对最外层电子吸引力越大，最外层电子越难失去电子，S、O为同一主族元素，氧原子核外有2个电子层、硫原子核外有3个电子层，则r（O）＜r（S），O原子核最外层电子的吸引力大于S原子，O原子不易失去1个电子，所以O的第一电离能大于S，故答案为：S、O为同一主族元素，氧原子核外有2个电子层、硫原子核外有3个电子层，则r（O）＜r（S），O原子核最外层电子的吸引力大于S原子，O原子不易失去1个电子，所以O的第一电离能大于S；（3）S2O32-和SO42-互为等电子体，结构相似，SO42-中心S原子价层电子对个数为4+6+2-4×22=4故答案为：四面体形；（4）