大题突破1⇒物质结构与性质综合题

大题突破1⇒物质结构与性质综合题（供考查物质结构与性质综合题的地区使用）高中总复习·化学近几年的高考试题一般以最新的科技成果、新材料为素材情境，常以

“拼盘”的形式呈现，题目变化较多，知识覆盖面广，更注重考查考生

“结构决定性质”思想的树立和空间想象能力。原子和分子结构与性质的

考查更有利于“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等化学学

科核心素养的提升。晶体结构的考查除晶胞参数的计算外也有在三维坐标

系中进行空间想象能力的考查，将数学思维与化学知识巧妙地融合到一

起，拓展了考生的视野，很好地考查了考生的知识迁移能力和创新思维。

（1）以原子或离子结构为主线的考查角度具体的考查角度如下：

（2）以分子结构为主线的考查角度

（3）以晶体结构为主线的考查角度

（2023·全国乙卷35题）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

⁠。3d64s2

O＞Si＞Fe＞Mg

＋2

（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

⁠

⁠。NaCl是离子

晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中离子键强度远大于SiCl4中分子间作用力

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

⁠。SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体，结构

相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强正四面体形

sp3

1

MgB2

本题以火星上的橄榄石矿物的成分为载体，突出考查考生信息获取与

加工、逻辑推理与论证能力。（1）信息获取与加工能力①表格中四种氯化物的熔点

NaCl的熔点最高，其他三种氯化

物熔点较低

晶体类型的不同。

②晶胞投影图

平面投影转换为三维空间→确定Mg、B在晶胞

中的位置。（2）逻辑推理与论证能力①基于元素周期律的电负性大小判断②基于分子结构的空间结构的判断③基于数据证据的分析判断物质NaClSiCl4GeCl4SnCl4熔点/℃800.7－68.8－51.5－34.1

④基于图示证据的分析与计算

1.

（2024·西宁二模）航空材料、医药、电池工业的发展都离不开化学。

砷化镓（GaAs）、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，磷酸铁锂

（LiFePO4）和三元锂电池（正极含有Ni、Co、Mn三种元素）是新能源汽

车的常用电池。回答以下问题：（1）基态Ga原子的价层电子排布式为

⁠。解析：

Ga是31号元素，核外有31个电子，价层电子排布式为4s24p1。4s24p1

GaCl3在270

℃左右以二聚物存在，该二聚物的每个原子都满足8电子稳定

结构，写出它的结构式：

⁠。LiCl属于离子晶体，晶体粒子间作用力为离

子键，GaCl3为分子晶体，晶体粒子间的作用力为范德华力解析：

镓和铝属于同一主族元素，GaCl3和AlCl3性质相似，也为分子

晶体，

LiCl是离子晶体，晶体粒子间作用力为离子键，GaCl3为分子晶

体，晶体粒子间的作用力为范德华力，离子键强度大于范德华力；结合二

聚体和每个原子都满足8电子稳定结构的信息，可推测Ga的空轨道应该会

与Cl的孤电子对形成配位键，可写出结构式为

。（3）LiFePO4中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是

⁠

（填元素符号），其阴离子的空间结构名称是

⁠。

O＞P＞Fe＞

Li

正四面体形

（4）有一种观点认为由于硅的价层有可以利用的空d轨道，而碳没有，因

此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物N（CH3）3和N（SiH3）3

的结构如图所示，N（SiH3）3为平面形，二者中N的杂化方式分别

为

，二者中更易与H＋形成配位键的是

⁠。sp3、sp2

N（CH3）3

解析：

由图知，N（CH3）3为三角锥形，中心原子N原子为sp3杂

化，N（SiH3）3为平面三角形，中心原子N原子为sp2杂化，因为N

（CH3）3有孤电子对，所以N（CH3）3更易与H＋形成配位键。

2.

（2025·潍坊调研）普鲁士蓝晶体属于立方晶系，晶胞参数为a

pm，铁氰骨架组成晶胞中的8个小立方体，Fen＋在小立方体的顶角，CN－在小立方体的棱上（图中未画出），两端均与Fen＋相连，小立方体中心空隙可容纳K＋，晶胞结构如图所示。（1）K＋的核外电子排布式是

，C、N、Fe的第一电离

能由大到小的顺序为

⁠。1s22s22p63s23p6

N＞C＞Fe解析：

K为19号元素，位于第四周期第ⅠA族，故K＋的核外电子排布式是1s22s22p63s23p6。一般，元素的第一电离能越小，其金属性越强，则Fe的第一电离能最小，C、N为同周期相邻元素，N的2p能级为半充满稳定状态，则N的第一电离能比C大，故第一电离能：N＞C＞Fe。（2）铁氰骨架十分稳定，结合CN－电子式[︰C︙︙N︰]－，解释原因

⁠

。CN－形成配位键之后，碳氮键键能

（填“变大”“变

小”或“不变”）。C和N均能提供孤电子对与Fe2＋或Fe3＋形成配

位键

变小

解析：

CN－的电子式是[︰C︙︙N︰]－，其中C、N均有孤电子对，而Fe能提供空轨道，从而使CN－与Fe2＋或Fe3＋形成稳定的配位键，故铁氰骨架十分稳定。CN－形成配位键之后，碳氮之间的电子云重叠减少，从而导致碳氮键键能变小。（3）普鲁士蓝晶体中含有的化学键有

（填字母）。a.共价键b.氢键c.配位键d.金属键

e.离子键ace

解析：

普鲁士蓝晶体中碳氮之间为共价键，CN－与铁离子或亚铁离子之间存在离子键和配位键。（4）每个普鲁士蓝晶胞中含

个CN－，普鲁士蓝的摩尔质量为M

g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为

g·cm－3。24