高考化学2026年模拟试卷必刷题汇编-物质结构与性质（解答大题）

第1页（共1页）高考化学2026年模拟试卷必刷题汇编——物质结构与性质（解答大题）一．解答题（共20小题）1．（2024秋•辽宁期末）钛及其合金在多个领域有广泛应用，主要包括航空航天、航海、化工、医疗等领域，金属钛可由TiCl4制备。工业上以钛铁矿、焦炭、氯气为原料，在高温条件下制取TiCl4，反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl2高温2TiCl4+2FeCl（1）基态钛原子的价电子排布式为，位于元素周期表的区。（2）制取TiCl4的反应中涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为。（3）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，结构与CCl4相似。CCl4中C的杂化方式为，TiCl4稳定性比CCl4差，从化学键角度分析原因为。（4）磷酸钛锂[LiTi2（PO4）3]可用作锂离子电池的正极材料：①19gPO43-中σ键的数目为②磷常见的含氧酸有磷酸（H3PO4）和偏磷酸（HPO3），其中酸性较强的是（填名称），原因为。（5）K2CO3和TiO2高温反应是一种重要的化学反应，通常也可用于制备金属钛。已知：大π键可表示为Πmn，其中m表示参与形成大π键的原子数，n表示形成大π键的电子数。例如：苯分子中6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道，它们垂直于苯环的平面，并从侧面相互重叠而形成一个闭合的大π键，并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方，以这6个碳原子为中心，共6个电子形成的π键，表示为Π66。则CO32-中的大π键可表示为2．（2025•聊城二模）2025年国产DeepSeek开源AI模型大放异彩。采用AI技术结合计算化学方法，可以模拟出许多物质的结构。（1）模拟预测熔融CaO和MgO冷却结晶的产物结构，得到一种类似NaCl晶胞的结构，如图所示。①同周期中，基态原子最外层电子数比Ca少的元素有种。②该结构中Ca2+周围最近的Mg2+有个。已知该晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度ρ＝g•cm﹣3。③用AI输出的另一种晶胞结构是：上图晶胞体心的O2﹣被替换为Mg2+，这种新晶胞的结构是否合理？，判断依据是。（2）利用AI模拟C38H30I3的结构如图，该物质是一种含有碳—碳单电子σ键的化合物，虚线和圆点表示仅有1个共用电子的σ键。（Ph表示）①上图所示物质的正离子中，碳原子的杂化方式是，从化学键角度解释该正离子带正电荷的原因。②上图所示物质的负离子[I—I—I]﹣的中心碘原子价层电子对数为。A．2B．3C．4D．53．（2024秋•广州期末）随着原子序数的增加，8种短周期元素原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。（1）x的原子序数为，y位于元素周期表的第周期族。除稀有气体外，与y同周期的元素中，原子半径最大的是（填元素符号）。（2）x分别与z、d都可形成含4个原子的共价化合物分子，这两种分子的电子式分别是、。（3）d、g的单质分别与x的单质化合，形成的化合物热稳定性较差的是（填化学式）。f的氢氧化物能与氢氧化钠溶液反应，此反应的离子方程式是。（4）已知e、h组成的化合物的水溶液在通电时会反应，有x和h的单质生成。请以该化合物的水溶液为原料，设计方案制备e的碳酸氢盐溶液（示例：BaCl2溶液→过滤4．（2026•辽宁校级模拟）钛（Ti）是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。回答下列问题：（1）基态Ti原子核外电子的运动状态有种，与Ti同周期且基态原子含有相同未成对电子数的主族元素有（填元素符号）。（2）下列状态的Ti原子中，失去最外层一个电子所需能量最大的是（填字母）。A．[Ar]3d24s14p1B．[Ar]3d14s14p2C．[Ar]3d14s24p1D．[Ar]3d24s2（3）Ti（Ⅳ）的极化能力强，不能从水溶液中获得其含氧酸正盐，只能得到水解产物如TiOSO4和TiO（NO3）2。TiO（NO3）2的组成元素中第一电离能最大的是（填元素符号）。（4）超高硬度生物材料Ti3Au（相对分子质量Mr＝341）合金是理想的人工髋关节和膝关节材料，其晶体有α﹣Ti3Au（图甲）、β﹣Ti3Au（图乙）两种结构，如图所示。ⅰ.图甲中，Ti原子距离最近且等距的Ti原子有个；ⅱ.图乙中，若M的原子坐标为(m，12，0)，则N的原子坐标为ⅲ.图乙中，若晶胞棱长为dpm，则晶体的密度为g•cm﹣3。5．（2024秋•武汉期末）如表是某些元素的第一电离能（I1）和电负性数值。元素符号LiBeNOFNaMgAlPSClCr第一电离能I520900140213141681496738578101210001251652.9电负性1.01.53.073.54.00.91.21.52.12.53.01.6（1）基态Cr的电子排布式为。（2）基态N、O、F、Na中，未成对电子数最多的是（填元素符号），其最高能级的原子轨道形状为。（3）从原子结构角度解释I1（Mg）＞I1（Al）的原因：。（4）NCl3是一种无机化合物，在造纸领域作为漂白剂来提高纸张的白度。NCl3中的N元素的化合价为，写出NCl3水解的化学方程式：。（5）在XA3•YA3分子中，与X原子相连的A呈正电性（Aδ+），与Y原子相连的A呈负电性（Aδ﹣），则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序。6．（2025秋•临沂月考）氮、磷及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：（1）NO2-与NH3可以与Rh3+①Rh的原子序数为45，其在元素周期表中的位置为，基态原子的p能级电子总数为。②NO2-与[Rh(NH3)5NO2]2+中O—N—（2）NCl3和PCl3均可发生水解反应，其中PCl3水解反应的机理如下。①中磷原子的杂化类型为（填标号）。a．sp3b．sp3dc．sp3d2②NCl3的水解产物为。（3）N和P可形成两种结构相似的化合物A和B，结构如图所示。①N、P、S的第一电离能由小到大的顺序为。②给出H+的能力：AB（填“＞”“＝”或“＜”），理由是。7．（2025秋•泗阳县期中）磷元素可形成种类丰富的物质，结构各异，性质多样。（1）磷的氢化物①PH3中P原子的杂化方式为，PH4+的空间构型为②N2H4的沸点（113.5℃）高于P2H4的沸点（54℃）的主要原因是。（2）磷的含氧酸已知：磷的含氧酸中的羟基（—OH）可发生电离，两个羟基可脱去一分子H2O①磷酸（）可通过脱水缩合生成焦磷酸（H4P2O7）焦磷酸的结构式可表示为。②次磷酸（H3PO2）结构式为，次磷酸与NaOH溶液反应的化学方程式为。（3）磷铁化合物①某种磷铁化合物的晶胞如图1所示，该磷铁化合物的化学式为；Fe的配位数为。②全磷二茂铁的结构如图2所示，[FePs]2﹣中P42-提供孤电子对，使Fe2+的3d、4s、4p轨道形成共18电子的稳定结构，2个P42-共提供个8．（2024秋•西安期末）物质的结构与性质之间有密切的关系。请回答下列问题：（1）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断固态CrO2Cl2属于晶体（填晶体类型）；是（填“极性”或“非极性”）分子。（2）在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有（填序号），CS2分子的空间结构是。（3）已知苯酚（）具有弱酸性，其Ka＝1.1×10﹣10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）Ka（苯酚）（填“＞”或“＜”），其原因是。9．（2025秋•辽宁期中）Mg、C、Ni能形成众多化合物由三者按一定比例熔合而成的合金材料X具有超导电性。回答下列问题：（1）基态Ni原子价层电子排布式为，基态镁原子的第一电离能大于基态铝原子的原因是。（2）丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂，二者作用可得到鲜红色沉淀（记为Q），检验原理如下：①丁二酮分子中碳原子的杂化轨道类型为，1个丁二酮分子中含σ键数目为。②假设Q没有形成分子内氢键，则其沸点比形成分子内氢键时的Q（填“高”或“低”）；Q分子中不存在的作用力类型为（填字母）。A.π键B.极性键C.离子键D.配位键（3）点燃条件下镁能与CO2发生置换反应。CO2的空间结构为，若不考虑生成的碳单质，另外三种物质中不存在晶体（填晶体类型，不考虑混合型晶体）。（4）X的晶胞结构中镁原子位于顶点，镍原子位于面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量之比是1：3，碳原子填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。①若A（左前方镁原子）、B的原子坐标分别为（1，0，0）、(12，12，0)，则②设阿伏加德罗常数的值为NA，密度为ρg•cm﹣3，则a＝（用含NA、ρ的式子表示）。10．（2025秋•河南月考）硫酸是重要的化工原料，在化学工业、生产农药化肥等领域有着重要的作用。以黄铁矿（FeS2）为原料制备硫酸的主要设备和流程如图所示：回答下列问题：（1）已知：①2FeS2（s）═2FeS（s）+S2（g）ΔH＝+akJ•mol﹣1②S2（g）+2O2（g）═2SO2（g）ΔH＝﹣bkJ•mol﹣1③4FeS（s）+7O2（g）═4SO2（g）+2Fe2O3（s）ΔH＝﹣ckJ•mol﹣1沸腾炉中主反应4FeS2（s）+11O2（g）═8SO2（g）+2Fe2O3（s）的ΔH＝kJ•mol﹣1（用含a、b、c的代数式表示）。（2）工业制硫酸的关键步骤是将SO2催化氧化为SO3：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）。①已知在298K时，该反应的ΔH＝﹣198kJ•mol﹣1，ΔS＝﹣188J•mol﹣1•k﹣1。在298K时，该反应的△G＝kJ•mol﹣1（保留三位有效数字）。②键角：SO2SO3（填“＜”或“＞”），判断依据是。（3）接触室中空气通常过量，其目的是。（4）若经净化、干燥处理后进入接触室时气体体积分数是：SO2占12%，O2占44%，N2占44%，从接触室出来的气体中N2的体积分数为46.5%，则SO2的转化率为%（保留两位有效数字）。（5）FeS2的立方晶胞结构如图所示，其密度为ρg•cm﹣3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。①FeS2晶体中，Fe2+之间的最短距离为cm（用含ρ、NA的代数式表示）。②从FeS2晶胞中能分割出来的结构图有（填标号）。11．（2025春•荔湾区校级月考）钛（Ti）及其化合物在工农业生成中有广泛用途。从钛铁矿（主要成分：FeTiO3）出发制备金属钛的一种方法是：请回答下列问题：（1）钛元素在周期表的位置，基态Ti的价电子轨道表达式。（2）基态Fe2+的未成对电子数为，Fe3+比Fe2+稳定的原因是。（3）四卤代钛的熔点如表所示卤化钛TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点（℃）284（升华）﹣24.138150分析四卤化钛熔点差异的原因：。（4）FeTiO3是磁芯、磁盘等材料的核心成分，其立方晶胞结构如图所示。①FeTiO3中存在的化学键类型为（填标号）。a.离子键b.共价键c.金属键d.氢键②Fe2+的分数坐标为，请在答题卡指定位置画出从z轴的投影。③与Fe2+最近且等距的O2﹣所形成的空间构型为。④该晶胞的密度为ρ（g•cm﹣3），计算晶胞参数a＝pm。（NA为阿伏加德罗常数的值）⑤测定FeTiO3晶体结构的常用方法为。12．（2025•山东模拟）ⅣA族元素由于成键方式具有多样复杂性，可形成结构各异、性能多样、用途广泛的物质。回答下列问题：（1）基态硅原子价电子轨道表示式为；与锗同周期、基态原子未成对电子数目与锗相同的元素有种。（2）聚甲基丙烯酸甲酯俗称亚克力，其结构简式如图1所示。其组成元素第一电离能由大到小的顺序为；其单体转化为亚克力时，部分碳原子杂化方式的变化为。（3）四苯基锡结构如图2所示，每个分子中存在个σ键；苯环中的大π键可表示为（用πmn形式表示，m表示参与形成大π键的原子数，n表示参与形成大π键的电子数）。SnF4的熔点为705℃，SiF4常温下为气体，其熔点远低于SnF4的原因为（4）已知NA表示阿伏加德罗常数的值；铅的相对原子质量为M；铅晶胞的密度为ρg•cm﹣3。铅晶胞结构如图3所示，铅晶胞中1、2两个铅原子的核间距为nm（用含ρ、NA、M的式子表示）；该晶胞沿面对角线投影图为（填标号）。13．（2025秋•市中区校级月考）非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：（1）六氟磷酸锂（LiPF6）是锂离子电池的常用电解质，其中Li、P、F的电负性由大到小的顺序是；基态P原子的价电子排布式为；PF6-的空间构型为（2）制备LiPF6的反应为PF5+LiF＝LiPF6PF5中心原子杂化类型为（填标号）。A.sp3B.dsp2C.sp3dD.sp3d2上述三种物质中熔点最高的是（填化学式）。（3）液氨存在类似于水的电离过程：2NH3⇌NH4++NH2-。反应涉及的三种微粒中键角最小的是（填化学式），NH3和氨硼烷（NH3BH3）均可与金属Na反应，生成NaNH2、NaNH2BH3二者给出H+的能力：NH3NH3BH（4）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（H原子未画出），一种取长方体形晶胞（图甲，长方体棱长为a、b、c），另一种取立方体形晶胞（图乙，Cl居于立方体中心，立方体棱长为d）。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＝（用含a、b和d的代数式表示）。14．（2025•肥城市模拟）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﹣结构见图A）深受关注。回答下列问题：（1）已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离：2SO2（1）⥫⥬SO2++SO32-。SO2+中各原子满足8电子结构，则其σ键和π键数目之比为，SO32-的空间结构为（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）硫酸氧钛（Ti）是一种优良的催化剂，其阳离子为如图所示链状聚合形式的离子，聚合度为n。则该阳离子的化学式为。（4）B溶于某溶剂发生自耦电离（2B⇌A+D），阳离子D的结构式为。（5）硫代硫酸根（S2O32-）可看作是SO42-中的一个O原子被S原子取代的产物，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（6）Li2（OH）Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。有多种晶型，其中一种是立方体形晶胞（如图，Cl居于立方体中心，立方体棱长为d）。图中氢原子皆己隐去。Li2（OH）Cl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。15．（2025秋•兖州区期中）铁、钴、镍被称为铁系元素，在生产、生活中具有广泛用途。回答下列问题：（1）基态Co原子的核外电子占据最高能层的符号。（2）FeSO4•7H2O的结构如图所示，键角1、2、3由大到小的顺序为（填标号）；加热时更易失去的水分子是（填“①”或“②”），原因为。（3）已知A（均有弱碱性，且碱性随N原子周围电子云密度的增大而增强，则A、B、C三种分子碱性由强到弱的顺序为（填标号）。（4）一种由Mg和Fe组成的储氢材料的结构属立方晶系，晶胞参数为apm，胞如图所示（氢未标出）。①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为（0，0，0），B点原子的分数坐标为(14，34，14②该结构中，H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe的周围，H原子与Fe原子之间的最短距离等于晶胞参数的14，则该晶体的化学式为，晶胞密度为g•cm﹣3（列出计算式，设阿伏加德罗常数的值为NA16．（2025秋•嘉定区校级期中）大气污染物的主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入颗粒等，其主要来自于燃煤、机动车尾气和工业度气，会导致雾霾、酸雨等。（1）SO2分子的空间结构为。（2）下列物质，能吸收SO2同时得到化肥的是。A．碱石灰B．Na2SO3C．氨水D．浓H2SO4（3）某工厂采用（NH4）2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备（NH4）2SO3•H2O，过程如图所示：“吸收”过程中，溶液中（NH4）2SO3和NH4HSO3物质的量之比。（填“变大”、“变小”或“不变”）：“制备”过程中，溶液B中发生反应的化学方程式为。（4）硫酸盐（含SO42-、HSO4-）气溶胶是PM2.5的成分之一，PM下列说法正确的是。（不定项）A．PM2.5的颗粒为胶体粒子B．该过程中有硫氧键生成C．硫酸盐气溶胶呈碱性D．该过程中有H2O参与（5）工业上以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。“脱硫”时，控制溶液的pH＝5.5，将烟气中的SO2转化为SO42-，已知：0.1mol/L的NaClO溶液100mL，恰好可以吸收0.01molSO2。该反应的离子方程式为。“脱硝”时，在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl﹣和NO3-（6）汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应转化为CO2和N2，下列说法正确的是。A．生成1molCO2转移电子的数目为4NAB．催化剂能提高CO的转化率C．NO是氧化剂D．CO2是还原产物（7）回收利用工业废气中的CO2和SO2，原理示意图如图。下列说法正确的是。A．废气中CO2排放到大气中会形成酸雨B．装置1中溶液显碱性的原因是HCO3-C．装置1中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2D．装置2中电极b和电源的正极相连（8）装置2中为了制取甲酸，增加了离子交换膜。写出电极a的反应式。17．（2025秋•嘉定区校级期中）传统金属材料在人类生活与生产中具有非常重要的作用。（1）Fe在周期表中处于区；和Fe同周期最外层电子数为1的基态原子为。（填元素符号）；写出原子序数最小的ⅡB族元素基态原子的电子排布式。（2）CuSO4溶液常用作农业杀菌剂，溶液中存在[Cu(H2O)4]A．共价键B．离子键C．氢键D．配位键（3）1mol[Cu(H2O)4（4）向CuSO4溶液里加过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]A．原子发射光谱分析法B．晶体X射线衍射分析C．质谱法D．紫外—可见吸收光谱（5）一种由Mg制备MgF2的工艺流程如图：Mg已知：K上述流程中，可循环利用的物质是；上述流程中Mg（OH）2转化为MgF2可以选择HF或NaF，判断哪种试剂的转化效果更好，并写出推理过程。新型材料在能源领域有着重要作用。（6）由C2H5NH3+和（7）NH3BH3在金属型催化剂催化下可水解放出氢气，并产生B3O63-（结构如图所示）。在该反应过程中，B原子的杂化方式由变为（8）NH3BH3中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电吸引作用，称为双氢键，用：“N—H⋯H—B”表示，下列物质之间可能形成双氢键的是（不定项）。A．H2O2和H2OB．NaBH4和HFC．C2H4和C2H2D．B2H6和NH3（9）一种新型储氢材料的晶胞形状为正方体如图。该物质的化学式为；已知阿伏加德罗常数为NA，该物质的摩尔质量为Mg•mol﹣1，若晶体密度为ρg•cm﹣3，则晶胞边长为nm。（1cm＝107nm）18．（2025秋•天津校级月考）卤族元素相关物质在生产、生活中应用广泛。回答下列问题：（1）基态碘原子的价层电子排布式为。（2）卤族元素化合物的性质有相似性和递变性，下列说法不正确的是。A．Cl2、ICl、IBr沸点依次升高B．HF、HCl、HBr的稳定性依次升高C．NaF、NaCl、NaBr熔点依次升高D．H—O—X（X代表Cl、Br、I）的酸性随着X的原子序数递增逐渐增强（3）NF3的结构与NH3类似，但是性质差异较大。①NF3的VSEPR模型名称为。②NH3具有碱性（可与H+结合）而NF3没有碱性，从N原子电性角度分析原因。（4）已知类卤素（SCN）2，是与卤素化学性质相似的化合物，其离子SCN﹣与卤素离子性质相似。①将稀KSCN溶液滴入酸性K2Cr2O7溶液中，溶液由橙色变成绿色，根据信息写出该反应的离子方程式：。②类卤素（SCN）2对应的酸有两种：A．硫氰酸（H—S—C≡N）和B．异硫氰酸（H—N＝C＝S），则C原子的杂化方式为；其中熔点较高的是（填代号）；组成酸的元素中第一电离能最大的是（填元素符号）。（5）ZnS晶胞如图所示：①由图可知，每个S2﹣周围等距且最近的S2﹣有个。②已知该晶胞密度为ρg/cm3，用NA代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞边长为nm（列出计算式）。19．（2025秋•天津校级月考）按要求完成下列问题。（1）铁单质是常见的一种金属，纳米铁粉可用于处理地下水的污染物。①铁在元素周期表中的位置，铁原子核外有种空间运动状态不同的电子。②一定条件下，向FeSO4溶液中加入碱性NaBH4溶液，溶液中的BH4-与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-。已知B的电负性是2.0，H的电负性是2.1，NaBH4中H元素的化合价为③纳米铁粉与水中的NO3-反应的离子方程式为：4Fe+NO3-+10H+=4F（2）镁铝合金（Mg17Al12）是一种贮氢材料，在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2＝17MgH2+12Al，得到混合物Y。（Y：17MgH2+12Al）。①熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是：。②在一定浓度的盐酸中，混合物Y能完全释放出H2。1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与足量盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为mol。20．（2025秋•济南校级期中）回答下列问题：（1）Na2SeSO3（硒代硫酸钠，其中SeSO32-可看作是SO42-SO①基态Se原子的价层电子排布式是，按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区，Se位于元素周期表区。②SeSO32-的空间结构是，基态O原子中处于最高能级的电子的运动状态共有③过程ⅱ中SeSO32-一定断裂的化学键是（2）离子型配合物[Cu（CH3CN）4]BF4中，阴离子的空间构型为，配体中碳原子的杂化方式是。（3）二氧化钛晶胞如图1所示，钛原子配位数为。氮化钛的晶胞如图2所示，图3是氮化钛的晶胞截面图（相邻原子两两相切）。已知：NA表示阿伏加德罗常数，氮化钛晶体密度为dg•cm﹣3。氮化钛晶胞中N原子半径为pm。

高考化学2026年模拟试卷必刷题汇编——答案一．解答题（共20小题）1．（2024秋•辽宁期末）钛及其合金在多个领域有广泛应用，主要包括航空航天、航海、化工、医疗等领域，金属钛可由TiCl4制备。工业上以钛铁矿、焦炭、氯气为原料，在高温条件下制取TiCl4，反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl2高温2TiCl4+2FeCl（1）基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，位于元素周期表的d区。（2）制取TiCl4的反应中涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为O＞Cl＞C。（3）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，结构与CCl4相似。CCl4中C的杂化方式为sp3，TiCl4稳定性比CCl4差，从化学键角度分析原因为钛原子半径比碳大，Ti—Cl键比C—Cl键的键长大、键能低，易断裂。（4）磷酸钛锂[LiTi2（PO4）3]可用作锂离子电池的正极材料：①19gPO43-中σ键的数目为0.8NA②磷常见的含氧酸有磷酸（H3PO4）和偏磷酸（HPO3），其中酸性较强的是偏磷酸（填名称），原因为偏磷酸中有2个非羟基氧原子，而磷酸中有1个非羟基氧原子，非羟基氧原子数越多，对电子的吸引力越强，羟基中O—H键极性越强，酸性越强。（5）K2CO3和TiO2高温反应是一种重要的化学反应，通常也可用于制备金属钛。已知：大π键可表示为Πmn，其中m表示参与形成大π键的原子数，n表示形成大π键的电子数。例如：苯分子中6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道，它们垂直于苯环的平面，并从侧面相互重叠而形成一个闭合的大π键，并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方，以这6个碳原子为中心，共6个电子形成的π键，表示为Π66。则CO32-中的大π键可表示为Π4【答案】（1）3d24s2；d；（2）O＞Cl＞C；（3）sp3；钛原子半径比碳大，Ti—Cl键的键长比C—Cl键的键长大、键能低，易断裂；（4）①0.8NA；②偏磷酸；偏磷酸中有2个非羟基氧原子，而磷酸中有1个非羟基氧原子，非羟基氧原子数越多，对电子的吸引力越强，羟基中O—H键极性越强，酸性越强；（5）Π4【分析】（1）Ti元素的原子序数为22，核外电子排布式是[Ar]3d24s2，3d轨道只有2个电子；（2）制取TiCl4的反应中涉及的非金属元素有C、O、Cl，元素的非金属性越强，其电负性越大；（3）CCl4中C原子的价层电子对数为4+12（4﹣1×4）＝4，（4）①PO43-中P原子的价层电子对数为4+12（5+3﹣4×4）＝4，空间构型为正四面体，1个②含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数有关，非羟基氧原子数目越多，酸性越强；（5）CO32-中C采取sp2杂化，有1个未参加杂化的2p轨道，3个O也各有1个2p轨道与C未参加杂化的2p轨道相互平行，1个C原子提供1个电子，3个O原子各提供1个电子，外界得到的2个电子也参与大【解答】解：（1）Ti元素的原子序数为22，核外电子排布式是[Ar]3d24s2，3d轨道只有2个电子，则位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，Ti元素位于元素周期表的d区，故答案为：3d24s2；d；（2）制取TiCl4的反应中涉及的非金属元素有C、O、Cl，非金属性大小顺序为O＞Cl＞C，元素的非金属性越强，其电负性越大，则电负性由大到小的顺序为O＞Cl＞C，故答案为：O＞Cl＞C；（3）CCl4中C原子的价层电子对数为4+12（4﹣1×4）＝4，VSEPR模型为正四面体，C原子采用sp3杂化，Ti原子半径比碳原子半径大，Ti—Cl键的键长比C—Cl键的长，键能低，易断裂，所以TiCl4稳定性比CCl故答案为：sp3；钛原子半径比碳大，Ti—Cl键的键长比C—Cl键的键长大、键能低，易断裂；（4）①PO43-中P原子的价层电子对数为4+12（5+3﹣4×4）＝4，空间构型为正四面体，1个PO43-中含有4个σ键，则19gPO43-故答案为：0.8NA；②偏磷酸中有2个非羟基氧原子，而磷酸中有1个非羟基氧原子，非羟基氧原子数越多，对电子的吸引力越强，羟基中O—H键极性越强，酸性越强，所以偏磷酸（HPO3）酸性较强，故答案为：偏磷酸；偏磷酸中有2个非羟基氧原子，而磷酸中有1个非羟基氧原子，非羟基氧原子数越多，对电子的吸引力越强，羟基中O—H键极性越强，酸性越强；（5）CO32-中C采取sp2杂化，有1个未参加杂化的2p轨道，3个O也各有1个2p轨道与C未参加杂化的2p轨道相互平行，1个C原子提供1个电子，3个O原子各提供1个电子，外界得到的2个电子也参与大π键的形成，则CO32-中的大π键为4原子6电子形成的大故答案为：Π4【点评】本题综合考查物质结构与性质，侧重分析理解能力和基础知识迁移运用能力考查，明确价电子概念及其排布式、元素性质、VSEPR模型的应用、共价键类型等知识是解题关键，大π键的表示方法是难点，题目难度中等。2．（2025•聊城二模）2025年国产DeepSeek开源AI模型大放异彩。采用AI技术结合计算化学方法，可以模拟出许多物质的结构。（1）模拟预测熔融CaO和MgO冷却结晶的产物结构，得到一种类似NaCl晶胞的结构，如图所示。①同周期中，基态原子最外层电子数比Ca少的元素有3种。②该结构中Ca2+周围最近的Mg2+有8个。已知该晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度ρ＝1.92×1023NA⋅a3③用AI输出的另一种晶胞结构是：上图晶胞体心的O2﹣被替换为Mg2+，这种新晶胞的结构是否合理？不合理，判断依据是正负化合价代数和不为零或Mg2+周围都是Ca2+，同种电荷相互排斥，不稳定或正负电荷数不相等。（2）利用AI模拟C38H30I3的结构如图，该物质是一种含有碳—碳单电子σ键的化合物，虚线和圆点表示仅有1个共用电子的σ键。（Ph表示）①上图所示物质的正离子中，碳原子的杂化方式是sp2、sp3，从化学键角度解释该正离子带正电荷的原因碳—碳单电子σ键少了一个电子，所以带正电荷。②上图所示物质的负离子[I—I—I]﹣的中心碘原子价层电子对数为D。A．2B．3C．4D．5【答案】（1）①3；②8；1.92×10③不合理；正负化合价代数和不为零或Mg2+周围都是Ca2+，同种电荷相互排斥，不稳定或正负电荷数不相等；（2）①sp2、sp3；碳—碳单电子σ键少了一个电子，所以带正电荷；②D。【分析】（1）①Ca位于第四周期第ⅡA族，最外层电子数为2；②由晶胞结构可知，以位于面心的Ca2+为研究对象，Ca2+周围最近的有8个Mg2+。根据均摊法，晶胞中Ca2+个数为4×12=2，Mg2+个数为8×18③Mg2+和Ca2+半径相近，且均带2个单位正电荷，体心被Mg2+占据会使同种电荷相互排斥；（2）①该物质的正离子中苯环上的碳原子采用sp2杂化，其余碳原子周围的价层电子对数为4，采用sp3杂化；②对于[I—I—I]﹣，中心碘原子的价层电子对数＝成键电子对数+孤电子对数，成键电子对数为2，孤电子对数=7+1-2×1【解答】解：（1）①Ca位于第四周期第ⅡA族，最外层电子数为2。同周期中，基态原子最外层电子数比Ca少的元素有K（最外层1个电子）、Cr（最外层1个电子，价电子构型为3d54s1）、Cu（最外层1个电子，价电子构型为3d104s1），共3种，故答案为：3；②由晶胞结构可知，以位于面心的Ca2+为研究对象，Ca2+周围最近的有8个Mg2+。根据均摊法，晶胞中Ca2+个数为4×12=2，Mg2+个数为8×18+2×12=2，O2﹣个数为1+12×14=4。晶胞质量m=(40×2+24×2+16×4)N故答案为：8；1.92×10③不合理，Mg2+和Ca2+半径相近，且均带2个单位正电荷，体心被Mg2+占据会使同种电荷相互排斥，结构不稳定，故答案为：不合理；正负化合价代数和不为零或Mg2+周围都是Ca2+，同种电荷相互排斥，不稳定或正负电荷数不相等；（2）①该物质的正离子中苯环上的碳原子采用sp2杂化，其余碳原子周围的价层电子对数为4，采用sp3杂化。从化学键角度看，碳﹣碳单电子σ键少了一个电子，从而带正电荷，故答案为：sp2、sp3；碳—碳单电子σ键少了一个电子，所以带正电荷；②对于[I—I—I]﹣，中心碘原子的价层电子对数＝成键电子对数+孤电子对数，成键电子对数为2，孤电子对数=7+1-2×12=3，所以价层电子对数＝2+3故答案为：D。【点评】本题主要考查晶胞的计算等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。3．（2024秋•广州期末）随着原子序数的增加，8种短周期元素原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。（1）x的原子序数为1，y位于元素周期表的第二周期ⅣA族。除稀有气体外，与y同周期的元素中，原子半径最大的是Li（填元素符号）。（2）x分别与z、d都可形成含4个原子的共价化合物分子，这两种分子的电子式分别是、。（3）d、g的单质分别与x的单质化合，形成的化合物热稳定性较差的是H2S（填化学式）。f的氢氧化物能与氢氧化钠溶液反应，此反应的离子方程式是Al(OH)3+O（4）已知e、h组成的化合物的水溶液在通电时会反应，有x和h的单质生成。请以该化合物的水溶液为原料，设计方案制备e的碳酸氢盐溶液NaCl溶液→通电NaOH溶液→过量C【答案】（1）1；二；ⅣA；Li；（2）；；（3）H2S；Al(OH)（4）NaCl溶液【分析】x的原子序数和半径最小，最高价为+1价，故x为H；y、z、d的原子序数增大，原子半径减小，三者同属第二周期，根据常见化合价可知y、z、d分别为C、N、O；e、f、g、h原子半径依次减小，原子序数依次增大，四者同属第三周期，根据化合价可知e、f、g、h分别为：Na、Al、S、Cl，据此作答。【解答】解：（1）x为H，H的原子序数为1；y为C，C在元素周期表中的位置是第二周期ⅣA族；与y同周期的元素中，原子半径最大的是Li，故答案为：1；二；ⅣA；Li；（2）z、d分别为N、O，分别与H形成的含4个原子的共价化合物分子为NH3、H2O2，电子式分别为、，故答案为：；；（3）g为S，O2、S与H2化合分别形成H2O和H2S，由于非金属性：O＞S，因此H2O和H2S中热稳定性较差的是H2S；f为Al，Al（OH）3和NaOH反应的离子方程式为Al(OH)故答案为：H2S；Al(OH)（4）e、h分别为Na、Cl，根据已知条件，NaCl水溶液在通电时会产生H2和Cl2，化学方程式为2NaCl+2H2O通电Cl2故答案为：H2S；Al(OH)【点评】本题考查原子结构与元素周期律，根据原子序数、原子半径、元素的化合价来推断元素为解答的关键，熟练掌握元素周期律，题目较好地考查了学生分析推理能力。4．（2026•辽宁校级模拟）钛（Ti）是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。回答下列问题：（1）基态Ti原子核外电子的运动状态有22种，与Ti同周期且基态原子含有相同未成对电子数的主族元素有Ge、Se（填元素符号）。（2）下列状态的Ti原子中，失去最外层一个电子所需能量最大的是D（填字母）。A．[Ar]3d24s14p1B．[Ar]3d14s14p2C．[Ar]3d14s24p1D．[Ar]3d24s2（3）Ti（Ⅳ）的极化能力强，不能从水溶液中获得其含氧酸正盐，只能得到水解产物如TiOSO4和TiO（NO3）2。TiO（NO3）2的组成元素中第一电离能最大的是N（填元素符号）。（4）超高硬度生物材料Ti3Au（相对分子质量Mr＝341）合金是理想的人工髋关节和膝关节材料，其晶体有α﹣Ti3Au（图甲）、β﹣Ti3Au（图乙）两种结构，如图所示。ⅰ.图甲中，Ti原子距离最近且等距的Ti原子有8个；ⅱ.图乙中，若M的原子坐标为(m，12，0)，则N的原子坐标为ⅲ.图乙中，若晶胞棱长为dpm，则晶体的密度为6.82×1032NAd3【答案】（1）22；Ge、Se；（2）D；（3）N；（4）①8；②(1③6.82×10【分析】（1）Ti的原子序数为22，所以基态Ti原子核外电子的运动状态有22种，Ti的价层电子排布式为3d24s2；（2）失去最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]3d24s2，其余选项均为激发态，能量高于基态；（3）TiO（NO3）2含有Ti、N、O三种元素，期中N原子的核外电子排布为：1s22s22p3，p层电子处于半充满状态，其第一电离能大于O元素；（4）①图甲中，以面心Ti为中心，Ti原子距离最近且等距的Ti原子有上面、下面、左面、右面共4个，面心Ti为2个晶胞共有；②图乙中，Au原子位于顶点和体心，Ti原子位于面上，根据图中O点坐标为（0，0，0），M原子在底面；③图乙中，由均摊法，Au原子个数为8×18+1=2，Ti原子个数为12×12=6，每个晶胞含有2个Ti3Au单元，晶胞边长为dpm，体积为d【解答】解：（1）Ti的原子序数为22，所以基态Ti原子核外电子的运动状态有22种，Ti的价层电子排布式为3d24s2，与Ti同周期且基态原子含有相同未成对电子数的主族元素有Ge、Se，故答案为：22；Ge、Se；（2）失去最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]3d24s2，其余选项均为激发态，能量高于基态，所需能量均小于基态，故答案为：D；（3）TiO（NO3）2含有Ti、N、O三种元素，期中N原子的核外电子排布为：1s22s22p3，p层电子处于半充满状态，其第一电离能大于O元素，故组成元素中第一电离能最大的是N，故答案为：N；（4）①图甲中，以面心Ti为中心，Ti原子距离最近且等距的Ti原子有上面、下面、左面、右面共4个，面心Ti为2个晶胞共有，所以距离最近且等距的Ti原子有8个，故答案为：8；②图乙中，Au原子位于顶点和体心，Ti原子位于面上，根据图中O点坐标为（0，0，0），M原子在底面，若M的原子坐标为(m，12，0)故答案为：(1③图乙中，由均摊法，Au原子个数为8×18+1=2，Ti原子个数为12×12=6，每个晶胞含有2个Ti3Au单元，晶胞边长为dpm，体积为d3×故答案为：6.82×10【点评】本题考查晶体结构，侧重考查学生晶胞计算的掌握情况，试题难度中等。5．（2024秋•武汉期末）如表是某些元素的第一电离能（I1）和电负性数值。元素符号LiBeNOFNaMgAlPSClCr第一电离能I520900140213141681496738578101210001251652.9电负性1.01.53.073.54.00.91.21.52.12.53.01.6（1）基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）。（2）基态N、O、F、Na中，未成对电子数最多的是N（填元素符号），其最高能级的原子轨道形状为哑铃形。（3）从原子结构角度解释I1（Mg）＞I1（Al）的原因：Al的第一电离能失去的电子是3p能级的，Mg的3p轨道全空、3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大。（4）NCl3是一种无机化合物，在造纸领域作为漂白剂来提高纸张的白度。NCl3中的N元素的化合价为﹣3，写出NCl3水解的化学方程式：NCl3+3H2O＝NH3+3HClO（或NCl3+4H2O＝NH3•H2O+3HClO）。（5）在XA3•YA3分子中，与X原子相连的A呈正电性（Aδ+），与Y原子相连的A呈负电性（Aδ﹣），则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序X＞A＞Y。【答案】（1）1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）；（2）N；哑铃形；（3）Al的第一电离能失去的电子是3p能级的，Mg的3p轨道全空、3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大；（4）﹣3；NCl3+3H2O＝NH3+3HClO（或NCl3+4H2O＝NH3•H2O+3HClO）；（5）X＞A＞Y。【分析】（1）Cr为第24号元素，铬原子的核外电子数为24；（2）基态N、O、F、Na的电子排布式分别为：1s22s22p3、1s22s22p4、1s22s22p5、1s22s22p63s1，未成对电子数分别为：3、2、1、1，因此未成对电子数最多的是N；（3）Al的价电子排布式为：3s23p1，Mg的价电子排布式为：3s2，Mg的3p轨道全空更稳定，3s轨道全满；（4）NCl3水解得化学方程式：NCl3+3H2O＝NH3+3HClO（或NCl3+4H2O＝NH3•H2O+3HClO）；（5）在XA3•YA3分子中，与X原子相连的A呈正电性（Aδ+），说明电负性X＞A，与Y原子相连的A呈负电性（Aδ﹣），说明电负性A＞Y。【解答】解：（1）Cr为第24号元素，铬原子的核外电子数为24，其基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1），故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）；（2）基态N、O、F、Na的电子排布式分别为：1s22s22p3、1s22s22p4、1s22s22p5、1s22s22p63s1，未成对电子数分别为：3、2、1、1，因此未成对电子数最多的是N，其最高能级为能级2p，原子轨道形状为哑铃形，故答案为：N；哑铃形；（3）Al的价电子排布式为：3s23p1，Mg的价电子排布式为：3s2，Mg的3p轨道全空更稳定，3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大，故答案为：Al的第一电离能失去的电子是3p能级的，Mg的3p轨道全空、3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大；（4）由表格可知Cl的电负性小于N，所以NCl3中的N元素的化合价为﹣3，NCl3水解得化学方程式：NCl3+3H2O＝NH3+3HClO（或NCl3+4H2O＝NH3•H2O+3HClO），故答案为：﹣3；NCl3+3H2O＝NH3+3HClO（或NCl3+4H2O＝NH3•H2O+3HClO）；（5）在XA3•YA3分子中，与X原子相连的A呈正电性（Aδ+），说明电负性X＞A，与Y原子相连的A呈负电性（Aδ﹣），说明电负性A＞Y，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序为X＞A＞Y，故答案为：X＞A＞Y。【点评】本题考查原子结构，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。6．（2025秋•临沂月考）氮、磷及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：（1）NO2-与NH3可以与Rh3+①Rh的原子序数为45，其在元素周期表中的位置为第五周期第Ⅷ族，基态原子的p能级电子总数为18。②NO2-与[Rh(NH3)5NO2]2+中O—N—O键角较小的是NO2-，原因是（2）NCl3和PCl3均可发生水解反应，其中PCl3水解反应的机理如下。①中磷原子的杂化类型为b（填标号）。a．sp3b．sp3dc．sp3d2②NCl3的水解产物为NH3、HClO。（3）N和P可形成两种结构相似的化合物A和B，结构如图所示。①N、P、S的第一电离能由小到大的顺序为S＜P＜N。②给出H+的能力：A＜B（填“＞”“＝”或“＜”），理由是O的电负性大于S，化合物B中N—H键的极性更大，更易断裂。【答案】（1）①第五周期第Ⅷ族；18；②NO2-；NO2-中N原子的孤电子对对成键电子对的斥力较大，键角变小或N（2）①b；②NH3、HClO；（3）①S＜P＜N；②＜；O的电负性大于S，化合物B中N—H键的极性更大，更易断裂。【分析】（1）①Rh的原子序数为45，45﹣18＝27，其位于27号Co元素的下面，其在元素周期表中的位置为第五周期第Ⅷ族；基态Rh原子共有5个电子层，其位于副族，5p能级还未排布电子，因此基态Rh原子的p能级电子总数为18；②比较自由NO2-和配合物[Rh(NH3)5NO2]2+中O—N—O键角，可知键角较小的是NO2-中O—N—（2）①从机理图可见，中间体中P以五配位形式存在；②PCl3的中心原子P原子有空的3d轨道，可以接受水分子中氧原子的孤对电子，随后中间体上的氯原子与羟基上的氢原子逐步结合形成HCl，最终形成具有两个羟基的化合物；与PCl3不同的是，NCl3中的中心N原子有孤对电子，不能与水分子中的氧原子的孤对电子形成配位键，而是与氢离子形成配位键；（3）①同周期从左向右第一电离能呈递增趋势，P的3p能级半满，其第一电离能反常高于S，而同主族从上到下，第一电离能减小；②N—H键极性大，易断裂，且极性越大，给出H+的能力越强，O的电负性大于S，P＝O键对电子的吸引作用更强，则化合物B中N—H键的极性更大，更易断裂。【解答】解：（1）①Rh的原子序数为45，45﹣18＝27，其位于27号Co元素的下面，其在元素周期表中的位置为第五周期第Ⅷ族；基态Rh原子共有5个电子层，其位于副族，5p能级还未排布电子，因此基态Rh原子的p能级电子总数为18，包含（2p6、3p6、4p6），故答案为：第五周期第Ⅷ族；18；②比较自由NO2-和配合物[Rh(NH3)5NO2]2+中O—N—O键角，可知键角较小的是NO2-中O—N—故答案为：NO2-；NO2-中N原子的孤电子对对成键电子对的斥力较大，键角变小或N（2）①从机理图可见，中间体中P以五配位形式存在，故磷原子的杂化类型为sp3d（选b），故答案为：b；②PCl3的中心原子P原子有空的3d轨道，可以接受水分子中氧原子的孤对电子，随后中间体上的氯原子与羟基上的氢原子逐步结合形成HCl，最终形成具有两个羟基的化合物；与PCl3不同的是，NCl3中的中心N原子有孤对电子，不能与水分子中的氧原子的孤对电子形成配位键，而是与氢离子形成配位键，其水解机理表示为，最终产物是NH3、HClO，故答案为：NH3、HClO；（3）①同周期从左向右第一电离能呈递增趋势，P的3p能级半满，其第一电离能反常高于S，而同主族从上到下，第一电离能减小，故N、P、S的第一电离能由小到大依次为S＜P＜N，故答案为：S＜P＜N；②N—H键极性大，易断裂，且极性越大，给出H+的能力越强，O的电负性大于S，P＝O键对电子的吸引作用更强，则化合物B中N—H键的极性更大，更易断裂，故给出H+的能力：A＜B，故答案为：＜；O的电负性大于S，化合物B中N—H键的极性更大，更易断裂。【点评】本题考查原子结构，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。7．（2025秋•泗阳县期中）磷元素可形成种类丰富的物质，结构各异，性质多样。（1）磷的氢化物①PH3中P原子的杂化方式为sp3，PH4+的空间构型为②N2H4的沸点（113.5℃）高于P2H4的沸点（54℃）的主要原因是N2H4分子之间存在氢键。（2）磷的含氧酸已知：磷的含氧酸中的羟基（—OH）可发生电离，两个羟基可脱去一分子H2O①磷酸（）可通过脱水缩合生成焦磷酸（H4P2O7）焦磷酸的结构式可表示为。②次磷酸（H3PO2）结构式为，次磷酸与NaOH溶液反应的化学方程式为H3PO2+NaOH＝NaH2PO2+H2O。（3）磷铁化合物①某种磷铁化合物的晶胞如图1所示，该磷铁化合物的化学式为FeP；Fe的配位数为8。②全磷二茂铁的结构如图2所示，[FePs]2﹣中P42-提供孤电子对，使Fe2+的3d、4s、4p轨道形成共18电子的稳定结构，2个P42-共提供12个【答案】（1）①sp3；正四面体形；②N2H4分子之间存在氢键；（2）①；②H3PO2+NaOH＝NaH2PO2+H2O；（3）①FeP；8；②12。【分析】（1）①PH3中P原子的价层电子对个数为3+5-3×12＝4且含有一个孤电子对，PH4+中P原子的价层电子对个数为4②能形成分子间氢键的氢化物沸点较高；（2）①磷酸（）可通过脱水缩合生成焦磷酸（H4P2O7），焦磷酸分子是两个磷酸分子失去一分子水得到分子；②次磷酸（H3PO2）结构式为，该酸为一元酸，次磷酸与NaOH溶液反应生成NaH2PO2和H2O；（3）①该晶胞中Fe原子的个数为8×18+4×14=2，P原子个数为3，则Fe、P原子个数之比为2：2＝1：②基态Fe2+的3d轨道上含有6个电子，4s、4p轨道中没有电子，全磷二茂铁中，中提供孤电子对，使Fe2+的3d、4s、4p轨道形成共18电子的稳定结构，2个共提供电子的个数为（18﹣6）与Fe2+形成配位键。【解答】解：（1）①PH3中P原子的价层电子对个数为3+5-3×12＝4且含有一个孤电子对，P原子采用sp3杂化；PH4+中P原子的价层电子对个数为4故答案为：sp3；正四面体形；②能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，N2H4易形成分子间氢键，P2H4不易形成分子间氢键，所以P2H4的沸点（54℃）低于N2H4的沸点（113.5℃），故答案为：N2H4分子之间存在氢键；（2）①磷酸（）可通过脱水缩合生成焦磷酸（H4P2O7），焦磷酸分子是两个磷酸分子失去一分子水得到分子，焦磷酸的结构式可表示为，故答案为：；②次磷酸（H3PO2）结构式为，该酸为一元酸，次磷酸与NaOH溶液反应生成NaH2PO2和H2O，反应方程式为H3PO2+NaOH＝NaH2PO2+H2O，故答案为：H3PO2+NaOH＝NaH2PO2+H2O；（3）①该晶胞中Fe原子的个数为8×18+4×14=2，P原子个数为3，则Fe、P原子个数之比为2：2＝1：1，化学式为故答案为：FeP；8；②基态Fe2+的3d轨道上含有6个电子，4s、4p轨道中没有电子，全磷二茂铁中，中提供孤电子对，使Fe2+的3d、4s、4p轨道形成共18电子的稳定结构，2个共提供电子的个数为（18﹣6）＝12与Fe2+形成配位键，故答案为：12。【点评】本题考查物质的结构和性质，侧重考查分析、判断、空间想象能力及计算能力，明确微粒空间结构的判断方法、氢键对物质沸点的影响、晶胞的计算方法是解本题的关键，题目难度中等。8．（2024秋•西安期末）物质的结构与性质之间有密切的关系。请回答下列问题：（1）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断固态CrO2Cl2属于分子晶体（填晶体类型）；是非极性（填“极性”或“非极性”）分子。（2）在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有①③（填序号），CS2分子的空间结构是直线形。（3）已知苯酚（）具有弱酸性，其Ka＝1.1×10﹣10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）＜Ka（苯酚）（填“＞”或“＜”），其原因是能形成分子内氢键。【答案】（1）分子；非极性；（2）①③；直线形；（3）＜；能形成分子内氢键。【分析】（1）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，结合相似相溶分析判断；（2）①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，①中C原子sp2杂化，②中C原子sp3杂化，③HCHO中C原子sp2杂化，④CS2中的C原子sp杂化，⑤CCl4中的C原子sp3杂化；（3）已知苯酚（）具有弱酸性，其Ka＝1.1×10﹣10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键，就此分析判断。【解答】解：（1）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，CCl4、CS2等是非极性分子形成的溶剂，则CrO2Cl2为非极性分子，固态CrO2Cl2属于分子晶体，故答案为：分子；非极性；（2）在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子是①苯、③HCHO，CS2分子的空间结构为直线型，故答案为：①③；直线形；（3）已知苯酚（）具有弱酸性，其Ka＝1.1×10﹣10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键，电离出氢离子的能量减弱，则相同温度下电离平衡常数Ka2（水杨酸）＜Ka（苯酚），故答案为：＜；能形成分子内氢键。【点评】本题考查了分子结构、杂化理论、氢键等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。9．（2025秋•辽宁期中）Mg、C、Ni能形成众多化合物由三者按一定比例熔合而成的合金材料X具有超导电性。回答下列问题：（1）基态Ni原子价层电子排布式为3d84s2，基态镁原子的第一电离能大于基态铝原子的原因是基态镁原子价层电子排布为较稳定的3s2（s能级全充满），而基态铝原子价层电子排布为较不稳定的3s23p1。（2）丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂，二者作用可得到鲜红色沉淀（记为Q），检验原理如下：①丁二酮分子中碳原子的杂化轨道类型为sp3、sp2，1个丁二酮分子中含σ键数目为15。②假设Q没有形成分子内氢键，则其沸点比形成分子内氢键时的Q高（填“高”或“低”）；Q分子中不存在的作用力类型为C（填字母）。A.π键B.极性键C.离子键D.配位键（3）点燃条件下镁能与CO2发生置换反应。CO2的空间结构为直线形，若不考虑生成的碳单质，另外三种物质中不存在共价晶体（填晶体类型，不考虑混合型晶体）。（4）X的晶胞结构中镁原子位于顶点，镍原子位于面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量之比是1：3，碳原子填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。①若A（左前方镁原子）、B的原子坐标分别为（1，0，0）、(12，12，0)，则C的原子坐标为（0②设阿伏加德罗常数的值为NA，密度为ρg•cm﹣3，则a＝3213ρNA×107nm（用含【答案】（1）3d84s2；基态镁原子价层电子排布为较稳定的3s2（s能级全充满），而基态铝原子价层电子排布为较不稳定的3s23p1；（2）①sp3、sp2；15；②高；C；（3）直线形；共价；（4）①（0，1，1）；②3213ρNA【分析】（1）Ni为28号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p13d84p2；Mg的价电子排布式为3s2，为全充满稳定结构，失去一个电子需要的能量更多，故基态铝原子比基态镁原子的第一电离能小；（2）①丁二酮肟镍分子中甲基中C原子形成4个σ键，为sp3杂化，其他C原子形成3个σ键和1个π键，为sp2杂化；二酮肟分子含有6个C—H键，3个C—C键，2个C＝N键，2个N—O键，2个O—H键，单键为σ键，双键为1个σ键和1个π键，据此判断；②分子内氢键使熔沸点降低；由分子结构可知，由分子结构可知，丁二酮肟分子中含有π键、配位键和极性键；（3）CO2中心原子C周围的价层电子对数为2，故CO2为直线形结构，根据CO2+2Mg点燃C+2MgO，CO2、Mg（4）①若A（左前方镁原子）、B的原子坐标分别为（1，0，0）、(12，12，0)，则C②在晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1：3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子，所以C处于体心位置，Mg处于顶点位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的结构如图所示：，含Mg的个数为18=1，含Ni的个数为12=3，含C的个数为1，该新型超导材料的化学式为MgCNi3，且含一个晶胞，阿伏加德罗常数的值为NA，密度为ρ=mV=【解答】解：（1）Ni为28号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p13d84p2，家电子排布式3d84s2；Mg的价电子排布式为3s2，为全充满稳定结构，失去一个电子需要的能量更多，故基态铝原子比基态镁原子的第一电离能小，则原因为基态镁原子价层电子排布为较稳定的3s2（s能级全充满），而基态铝原子价层电子排布为较不稳定的3s23p1，故答案为：3d84s2；基态镁原子价层电子排布为较稳定的3s2（s能级全充满），而基态铝原子价层电子排布为较不稳定的3s23p1；（2）①丁二酮肟镍分子中甲基中C原子形成4个σ键，为sp3杂化，其他C原子形成3个σ键和1个π键，为sp2杂化；二酮肟分子含有6个C—H键，3个C—C键，2个C＝N键，2个N—O键，2个O—H键，单键为σ键，双键为1个σ键和1个π键，则1个丁二酮肟分子含有σ键数目为（6+3+2+2+2）×NA＝15；故答案为：sp3、sp2；15；②分子内氢键使熔沸点降低，假设Q没有形成分子内氢键，则其沸点比形成分子内氢键时的Q高；由分子结构可知，由分子结构可知，丁二酮肟分子中含有π键、配位键和极性键，不含离子键，故答案为：高；C；（3）CO2中心原子C周围的价层电子对数为2，故CO2为直线形结构，根据CO2+2Mg点燃C+2MgO，CO2、Mg故答案为：直线形；共价；（4）①若A（左前方镁原子）、B的原子坐标分别为（1，0，0）、(12，12，0)，则C故答案为：（0，1，1）；②在晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1：3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子，所以C处于体心位置，Mg处于顶点位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的结构如图所示：，含Mg的个数为18=1，含Ni的个数为12=3，含C的个数为1，该新型超导材料的化学式为MgCNi3，且含一个晶胞，阿伏加德罗常数的值为NA，密度为ρ=mV=24+12+59×3NA(a×10-7故答案为：3213ρNA【点评】本题考查原子结构和晶体结构，侧重考查学生核外电子排布和晶胞计算的掌握情况，试题难度较大。10．（2025秋•河南月考）硫酸是重要的化工原料，在化学工业、生产农药化肥等领域有着重要的作用。以黄铁矿（FeS2）为原料制备硫酸的主要设备和流程如图所示：回答下列问题：（1）已知：①2FeS2（s）═2FeS（s）+S2（g）ΔH＝+akJ•mol﹣1②S2（g）+2O2（g）═2SO2（g）ΔH＝﹣bkJ•mol﹣1③4FeS（s）+7O2（g）═4SO2（g）+2Fe2O3（s）ΔH＝﹣ckJ•mol﹣1沸腾炉中主反应4FeS2（s）+11O2（g）═8SO2（g）+2Fe2O3（s）的ΔH＝2a﹣2b﹣ckJ•mol﹣1（用含a、b、c的代数式表示）。（2）工业制硫酸的关键步骤是将SO2催化氧化为SO3：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）。①已知在298K时，该反应的ΔH＝﹣198kJ•mol﹣1，ΔS＝﹣188J•mol﹣1•k﹣1。在298K时，该反应的△G＝﹣142kJ•mol﹣1（保留三位有效数字）。②键角：SO2＜SO3（填“＜”或“＞”），判断依据是SO2、SO3中S原子杂化方式相同，SO2中S原子有1个孤电子对，SO3中S原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对有排斥作用，键角越小。（3）接触室中空气通常过量，其目的是为了提高二氧化硫的转化率。（4）若经净化、干燥处理后进入接触室时气体体积分数是：SO2占12%，O2占44%，N2占44%，从接触室出来的气体中N2的体积分数为46.5%，则SO2的转化率为55%（保留两位有效数字）。（5）FeS2的立方晶胞结构如图所示，其密度为ρg•cm﹣3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。①FeS2晶体中，Fe2+之间的最短距离为3120ρNAcm（用含ρ②从FeS2晶胞中能分割出来的结构图有bc（填标号）。【答案】（1）①2a﹣2b﹣c；（2）①﹣142；②＜；SO2、SO3中S原子杂化方式相同，SO2中S原子有1个孤电子对，SO3中S原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对有排斥作用，键角越小；（3）为了提高二氧化硫的转化率；（4）55；（5）①3120②bc。【分析】（1）①2FeS2（s）═2FeS（s）+S2（g）ΔH1＝+akJ•mol﹣1，②S2（g）+2O2（g）═2SO2（g）ΔH2＝﹣bkJ•mol﹣1，③4FeS（s）+7O2（g）═4SO2（g）+2Fe2O3（s）ΔH3＝﹣ckJ•mol﹣1，根据盖斯定律，①×2+②×2+③，可得，4FeS2（s）+11O2（g）═8SO2（g）+2Fe2O3（s）ΔH＝2ΔH1+2ΔH2+ΔH3；（2）①根据△G＝ΔH﹣T△S进行计算；②中心原子杂化方式相同时，孤电子对数越多，键角越小；（3）增大一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率增大；（4）假定反应前气体的体积为100，则SO2的体积为12、N2的体积为44、O2的体积为44，从接触室出来的气体中N2的体积分数为46.5%，反应后总体积为94.6，经过催化氧化反应掉氧气的体积为x，反应平衡后混合气体的体积为12﹣2x+44﹣x+2x+44＝94.6，解得x≈5.4，以此计算SO2转化率；（5）①由图可知，FeS2晶体中Fe2+之间的最短距离为面对角线的一半；②FeS2的晶胞为面心立方结构，每个S22-周围有6