2026年北京高考化学二轮复习重难点14 物质结构与性质综合（重难专练）（解析版）

重难点14物质结构与性质综合内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、杂化方式与空间结构关系的原因1．中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断中心原子的杂化类型和分子的空间结构有关，二者之间可以相互判断。分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子的空间结构实例AB20sp直线形BeCl21sp2角形SO22sp3角形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH42.分子中键角大小的判断方法(1)明确电子对排斥力的大小：排斥力大小顺序为lp—lp>lp—bp>bp—bp(lp代表孤电子对，bp代表σ键电子对)。(2)键角大小的判断方法①不同杂化类型，如键角：CH4<BF3<CO2。②杂化类型相同，中心原子上的孤电子对数越多，键角越小，如键角：CH4>NH3>H2O；NHeq\o\al(＋,4)>NH3；H3O＋>H2O。③杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大，如键角：NH3>PH3>AsH3。解释：N、P、As的电负性依次减小，中心原子的电负性越大，σ键电子对越靠近中心原子，σ键电子对排斥力增大，键角增大。④杂化类型和孤电子对数相同，配位原子的电负性越大，键角越小，如键角：NF3<NH3。解释：F的电负性比H的大，NF3中σ键电子对偏向F，σ键电子对排斥力比NH3小，且NF3的孤电子对偏向N，孤电子对对σ键电子对的排斥力较大。3．共轭大π键的形成与判断(1)形成条件①中心原子采取sp或sp2杂化。②参与形成大π键的多个原子应在同一平面或同一直线上。(2)共用电子数的确定①大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。②判断出中心原子的杂化方式，并画出价层电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道，优先填充两个电子，形成孤电子对，杂化轨道中的电子不参与形成大π键。③根据配位原子的价层电子轨道表示式，判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中的电子数目(单电子优先形成π键)。二、分子结构与性质的关系1．分子的性质(1)分子结构与分子极性的关系(2)键的极性对化学性质的影响①酸性：CCl3COOH>(填“>”或“<”)CHCl2COOH，原因是Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性，导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H＋。②酸性：CH3COOH>(填“>”或“<”)CH3CH2COOH，原因是烷基是推电子基因，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。(3)溶解性①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。②随着溶质分子中憎水基个数的增加，溶质在水中的溶解度减小。例如，甲醇、乙醇和水能以任意比例互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。2．氢键及其对物质性质的影响(1)氢键不是化学键，氢键的作用力要大于范德华力。(2)氢键对物理性质的影响①分子间氢键使物质沸点升高，如沸点：NH3>PH3。②分子间氢键使物质易溶于水，如NH3、C2H5OH等易溶于水。③解释一些特殊现象，如水结冰体积膨胀。三、晶体类型的判断与熔、沸点的比较1．晶体类型的判断(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断由阴、阳离子形成的离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键构成的晶体为金属晶体。(2)依据物质的分类判断①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)、绝大多数的盐是离子晶体。②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、GaAs等。④金属单质、合金是金属晶体。(3)依据晶体的熔点判断不同类型晶体熔点高低的一般规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。(4)依据导电性判断①离子晶体溶于水和熔融状态时均能导电。②共价晶体一般为非导体。③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，因此电解质溶液能导电。④金属晶体是电的良导体。(5)依据硬度和机械性能判断一般情况下，硬度：共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有较好的延展性。2．晶体熔沸点的比较一般情况下，共价晶体>离子晶体>分子晶体，如熔、沸点：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，如熔、沸点：Na>Cl2。晶体类型熔、沸点比较规律共价晶体原子半径越小，键长越短，键能越大，熔、沸点越高。例如，熔、沸点：金刚石>石英>晶体硅离子晶体一般来说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高。例如，熔、沸点：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl金属晶体金属原子(或金属阳离子)半径越小，价电子数(或所带电荷数)越多，形成的金属键越强，熔、沸点越高。例如，熔、沸点：Al>Mg>Na分子晶体(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常得高。例如，熔、沸点：H2O>H2Te>H2Se>H2S(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。例如，熔、沸点：SnH4>GeH4>SiH4>CH4(3)组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，熔、沸点越高。例如，熔、沸点：CO>N2(4)在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低。例如，熔、沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷四、晶体结构的相关分析与计算1．原子分数坐标、投影(视图)的相关分析(1)构建晶胞的立体模型简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒完全一致，可任意选择一个原子为坐标原点。以立方体三条棱的延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度，可得如上图所示的坐标系。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，称为原子分数坐标。(2)典型晶胞结构模型的原子分数坐标与投影图典型晶胞原子分数坐标xy平面上(沿z轴)的投影图简单立方晶胞1(0，0，0)，2(0，1，0)，3(1，1，0)，7(1，1，1)体心立方晶胞1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，6(0，1，1)，7(1，1，1)，9(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))面心立方晶胞1(0，0，0)，9(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)，10(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，1)，12(eq\f(1,2)，1，eq\f(1,2))，14(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))金刚石晶胞1(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))，2(eq\f(1,4)，eq\f(3,4)，eq\f(3,4))，3(eq\f(3,4)，eq\f(1,4)，eq\f(3,4))，4(eq\f(3,4)，eq\f(3,4)，eq\f(1,4))【特别提醒】上面结构中的原子也可以换为不同的原子，但在投影图中的位置不变。2．晶胞的相关计算(1)计算晶体密度的方法ρ＝eq\f(n×M,a3×NA)(ρ表示晶体密度，a表示晶胞边长，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量)。【特别提醒】计算时要将单位统一转换成cm(因密度的单位是g/cm3)，1pm＝10－10cm、1nm＝10－7cm。(2)计算晶体中微粒间距离的方法【特别提醒】立方体晶胞中微粒间的距离关系：（建议用时：20分钟）1.（2025·北京·三模）硫元素的含氧酸盐结构和性质多样。(1)亚硫酸盐。①S元素位于元素周期表中的区。②FeSO3中，基态Fe，S和O原子中成对电子数由少到多的排序是③Na2SO3与过量盐酸反应产生大量气体。键角比较：得到的气体分子(2)硫代硫酸盐。①S2O32−(S分别是0价与+4价)可被I2②S4i．结构(a)中S的杂化轨道类型是。ii．结构(b)中O的化合价有。iii．原子半径与其化学键的键能关系如下表所示。OSSeTe原子的共价半径/71.04102.61116.68134.94键能/225.48279.95214.68155.14下列说法正确的是。a．O原子半径过小，原子间孤电子对间斥力对键能影响大于键长对其的影响b．S原子失电子能力强于O，I2氧化了Sc．S4(3)硫酸盐：HH①阳离子层内的相互作用有，层间的相互作用有。②已知阿伏伽德罗常数为NA，晶胞的体积为acm3，晶体的密度为【答案】(1)pO<S<Fe>(2)2S2O3(3)氢键、配位键、静电作用范德华力、静电作用4×321【解析】（1）①S元素为16号元素，价电子排布式为3s2②基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s2③Na2SO3与过量盐酸反应产生SO2气体，SO2中心原子S的价层电子对数为3，孤对电子数为1，S原子采用sp2杂化，空间构型为V形，（2）①S2O32−(S分别是0价与+4价)可被I2②结构(a)中两边的S原子形成4个σ键，中间的S原子形成2个σ键且含有两对孤对电子，价层电子对数均为4，杂化轨道类型均为sp3a．一般来说，原子半径越小，键长越短，键能越大，但由表格数据知，O原子半径最小，但O-O键能却小于S-S键能，原因是O原子半径过小导致两原子间孤电子对距离近，排斥力显著增大，对键能影响大于键长对键能的影响，故a正确；S2O32−中的S分别是0价与+4价，处于中间价态易被氧化，而S2O32−中的氧为-2价，为稳定价态，I2氧化了S（3）①HH2O2FeH2O2SO42晶体中存在HH2O②由晶胞图可知，铁原子位于顶点、面心、棱上和体内，利用均摊法知晶胞中含FeH2O2SO42−个数为8×18+4×2.（2025·北京丰台·二模）氮元素及其化合物在各领域中应用广泛。(1)基态N原子核外电子轨道表示式是。(2)丁二酮肟可用于检验溶液中的Ni2+①丁二酮肟中N原子的杂化轨道类型是。②二(丁二酮肟)合镍为非极性分子，结构稳定，含有共价键、配位键、氢键等作用力，请在图中方框内补全其结构。(3)乙二胺(用“en”表示)可用于电镀镍工艺。向NiSO4电解液中加入乙二胺，可将Ni2+转化为Nien32+(4)氮化钛(TiN)是一种优良的高温结构材料，晶胞结构如图所示。①与每个Ti原子等距且紧邻的Ti原子数目是。②已知，晶体密度为ρg⋅cm−3，阿伏加德罗常数为③碳化钛(TiC)与TiN晶胞结构类似，且均为过渡晶体，其中所含离子键百分数更大的是(填“TiC”或“TiN”)。【答案】(1)(2)sp2(3)通过反应Ni2++3en⇌Ni(en(4)1234【解析】（1）N为7号元素，基态N原子核外电子轨道表示式是。（2）①丁二酮肟中N原子的σ键电子对数为2，孤电子对数为1，则价层电子对数为3，故N的杂化轨道类型是sp2②丁二酮肟中两个羟基间形成氢键，故其结构为。（3）通过反应Ni2++3en⇌Ni(en（4）①由晶胞结构图可知，与体心的Ti等距且紧邻的Ti位于棱心，原子数目是12，故与每个Ti原子等距且紧邻的Ti原子数目是12。②一个晶胞中Ti的个数为12×14+1=4，N的个数为8×18+6③N的电负性比C的电负性更大，与Ti的电负性差值更大，故所含离子键百分数更大的是TiN。3.（2025·北京东城·二模）硼氢化钠（NaBH4(1)制取NaBH4的反应为4①从原子结构角度解释BF3中B显正价的原因：②比较BF3中键角F-B-F和NaBH4中键角H—B-H的大小并解释原因：③下列说法正确的是（填序号）。a．NaH的电子式：b．离子半径：Na+>c．BF3(2)NaBH4①与Na+最近且距离相等的BH4−②已知该晶胞的体积为acm3，NA为阿伏加德罗常数的值。则1cm3晶体中，氢元素的质量为(3)科学家设计如下图所示装置，实现发电和制氢一体化，总反应为：NaBH4已知：在电场作用下，双极膜可将H2O解离为H+和OH−，①H2只在电极a产生，则b极的电极反应式是②当电极产生1molH2时，双极膜解离水的物质的量为【答案】(1)B、F电子层数相同，核电荷数B<F，原子半径B>F，吸引电子能力B<F前者大，BF3中B为sp2杂化，键角为120°；NaBH4(2)616(3)BH4【解析】（1）①B、F电子层数相同，核电荷数B<F，原子半径B>F，吸引电子能力B<F，使得BF3②BF3中B为sp2杂化，键角为120°；NaBH4中B为sp3杂化，键角为109°28＇，故③a．NaH为钠离子和氢负离子形成的，电子式：，正确；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；离子半径：Na+<F−，错误；BF3为平面三角形结构，分子中正负电荷重心重合，为非极性分子，错误（2）①与Na+最近且距离相等的BH②根据“均摊法”，晶胞中含12×14+1=4个BH4−，已知该晶胞的体积为acm（3）①H2只在电极a产生，由图，a极氢离子发生还原反应：2H++2e-=H2↑②在电场作用下，双极膜可将H2O解离为H+和OH−，H+（建议用时：20分钟）4.（2025·北京朝阳·三模）碳元素在材料领域有着广泛的应用。(1)基态碳原子核外电子轨道表示式是。(2)上述物质中能导电的有。(3)C-C键的键长：金刚石>石墨，理由是。(4)石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物CFx，该物质仍具润滑性，单层局部结构如图所示。下列说法正确的是a．与石墨相比，CFxb．与石墨相比，CFxc．CFx(5)比较C60晶体和金刚石的熔点并解释原因(6)C60可以与K形成低温超导化合物K①距离C60最近且相等的C60有②已知阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为ρg⋅cm−3(7)石墨可作锂离子电池的负极材料。充电时，Li+嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li该电极充电时的电极反应为。【答案】(1)(2)石墨\石墨炔(3)金刚石碳原子之间只存在σ键，石墨中碳原子之间除了有σ键还有π键，碳原子间电子云重叠程度更大，键长更短(4)ab(5)熔点：金刚石>C60，原因是C60为分子晶体，金刚石为共价晶体，共价键远比范德华力强(6)123(7)Li【解析】（1）基态碳原子核外电子排布式为：1s22（2）金刚石和C60（3）C-C键的键长：金刚石>石墨，理由是：金刚石碳原子之间只存在σ键，石墨中碳原子之间除了有σ键还有π键，碳原子间电子云重叠程度更大，键长更短；（4）a．(CF)x中C原子的所有价电子均参与成键，没有未参与成键的孤电子或者不饱和键，故与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强，a正确；石墨晶体中每个碳原子都有未参与杂化的1个2p轨道上电子在碳原子平面中运动，所以石墨晶体能导电；在石墨层间插入F原子后，则不存在未参与杂化的2p轨道上的电子，所以与石墨相比，(CF)x导电性减弱，b正确；(CF)x中每个碳原子与3个碳原子和1个氟原子形成4个共价单键，碳原子杂化方式为sp3，石墨中碳原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，则CFx（5）C60为分子晶体，金刚石为共价晶体，共价键远比范德华力强，因此熔点：金刚石>C60；（6）①根据晶胞可知，白球的个数为8×18+6×12=4，黑球的个数为12×14+9=12，因此结合化学式为K3②晶胞形状为立方体，设边长为anm，则该晶体的密度为ρ=4NA（7）充电时，Li+嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li+时，选取俯视图中最小的重复单元，根据均摊法可知，8个碳原子在边上，2个在内部，则碳原子个数是8×12+2=6，Li的个数是2×15.（2025·北京海淀·三模）氮及其化合物在能源领域应用广泛。(1)N2非常稳定，通常只能与电离能小的Li、Mg①基态N原子价层电子排布式为。②Li3N、Mg3N2在水中能产生NH(2)我国科学家成功合成五氮阴离子盐：N56H3O①H3O+中O和NH4+中N均为sp3杂化，比较H3O+②NH4+对于N5−的稳定存在有重要作用。NH4(3)丁二酮肟可用于检验溶液中的Ni2+，原理如下。二（丁二酮肟）合镍为非极性分子，结构稳定，含有共价键、配位键、氢键等作用力，请在图中方框内补全其结构(4)通过Mg3N2、MgO与Mg的循环转化，可实现由N2、H2O与CH4①若Mg和MgO的晶胞体积分别为v1nm3和v2nm3，则②合成NH3、CO与H2的总反应方程式是【答案】(1)2s22p3NH(2)H3O+中O的孤电子对个数为6−1−3×12=1，NH4+(3)(4)3v2【解析】（1）①N为7号元素，其基态原子最外层有5个电子，基态N的价层电子排布式为2s②NH3的价层电子对数为3+5−3×12（2）①H3O+中O的孤电子对个数为6−1−3×12=1，NH4+②NH4+与N5−分别为阳离子、阴离子，二者间存在离子键，结合图知，NH4+中的H与（3）根据原子守恒知，方框内还各有一个氢原子，结合题目信息知，二（丁二酮肟）合镍中含有共价键、配位键、氢键等作用力，根据其已知结构可确定方框中存在氢键，则补全后的结构为。（4）①Mg晶胞中Mg处于顶点和体内，一个晶胞含Mg：8×18+1=2个，该晶胞的质量为2×24NAg=48NAg；MgO晶胞中Mg2+处于12条棱上和体内(1个)，一个晶胞含Mg2+：12×14+1=4个，O②由图知，N2、H2O与CH4可合成NH3、CO与H2，反应过程中，N2、CH4中的元素化合价均发生了变化，一个N降低3个价态，CH4中C为-4价、H为+1价，反应后，一个C升高6个价态(得到CO)、H降低至0价，则36.（2025·北京海淀·三模）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，超分子内部分子之间通过非共价键相结合。冠醚是大环多醚类物质的总称，可由不同大小的空穴适配不同大小的阳离子。下图为常见的三种冠醚结构。冠醚a可适配Co2+，冠醚c可适配K(1)Co2+能形成KCoF①Co2+的价层电子排布式为②KCoF3晶体中每个小正八面体的顶点均为F−，距离K+最近的F③该晶体密度为ρg⋅cm−3，阿伏伽德罗常数为NA(2)某分子(结构如图所示)能与冠醚b形成一种分子梭。①比较位点1和位点2中的C−N−②可以通过加入酸或碱使冠醚b在该分子梭的位点1和位点2之间来回移动。加酸后，冠醚b移动到位点2，此时冠醚b与位点2之间的作用力类型为(填字母序号)。a．共价键

b．离子键

c．静电相互作用

d．氢键(3)由于KMnO4在烯烃中的溶解度较小，其水溶液对烯烃的氧化速率较慢。若将环己烯溶于冠醚c后再加入KMnO4溶液，则环己烯能迅速被氧化，原因是【答案】(1)3d7(2)C-N-C键角：位点1>位点2；位点1处N为sp2杂化，键角约为120°，位点2处N为sp3杂化，且含有1个孤电子对，键角小于(3)冠醚c易溶于环己烯且适配K+，增大K+在环己烯中的溶解度，为了平衡电荷，【解析】（1）①Co是27号元素，故Co2+的价电子排布式为②KCoF3晶体中每个小正八面体的顶点均为F−，F−位于正六面体的棱心，K+位于正六面体体心，故距离③一个晶胞含有1个KCoF3，晶胞质量m=155NAg，设该晶胞的棱长为apm，体积为V=(a（2）①位点1中N原子为sp2杂化，键角约为120°，位点2中N原子为sp3杂化，且含有1个孤电子对，键角小于109o，故C②该分子梭可以通过加入酸或碱使冠醚c在位点1和位点2之间来回移动，说明冠醚c与位点2之间的相互作用为静电相互作用和氢键，故选：cd；（3）反应速率加快是因为增大了高锰酸根离子在环己烯中的浓度，故原因为：冠醚c易溶于环己烯且适配K+，增大K+在环己烯中的溶解度，为了平衡电荷，（建议用时：40分钟）1.（2025·北京西城·三模）我国科学家在中国空间站首次实现了铟硒半导体的微重力培养，铟In和硒Se的单质是制备铟硒半导体的重要原料。(1)主族元素In原子序数为49，其位于元素周期表的区，价层电子排布图。(2)粗硒中主要含碲Te单质等杂质。硒与碲同主族，可用气态氢化物热解法制备少量的高纯硒，流程如下图。结合元素周期律解释该法能分离硒和碲的原因：。(3)氧化挥发法是制备高纯硒的另一种方法。粗硒经高温氧化后产生SeO2蒸气，SeO2冷凝后溶于水形成H2①已知H2SeO3分子中含两个羟基，H2SeO3中Se的杂化方式为②向H2SeO3溶液中通入SO(4)一种铟硒半导体晶体的晶胞如右图，晶胞底面边长为apm，高为cpm。①该晶体的化学式为。②阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为g⋅cm(5)以下说法正确的___________。A．α−Ti3Au立方晶胞结构如图，B．SeO3和SeO3C．As、SeD．CN−【答案】(1)p(2)Se与Te同主族，非金属性Se>Te，Se更易与H2生成气态氢化物，从而与Te(3)sp3四面体(4)InSe2(5)AC【解析】（1）主族元素In原子序数为49，价电子排布式：5s25p1，价层电子排布图，其位于元素周期表的p区；（2）非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，Se与Te同主族，非金属性Se>Te，Se更易与H2生成气态氢化物，从而与Te（3）①已知H2SeO3分子中含两个羟基，H2SeO3中心原子Se原子的价层电子对数为②由题意，向H2SeO3溶液中通入SO（4）①据“均摊法”，晶胞中含8×18+6×12②结合①分析，该晶体的密度为2MN（5）A．α−Ti3Au立方晶胞结构如图，Au位于顶点、Ti位于面心，则Au周围最近且等距的Ti的个数为12，正确；SeO3的中心原子Se原子的价层电子对数为3+6-2×32=3，为sp2杂化，为平面三角形；SeO32−的中心原子Se原子的价层电子对数为3+6+22.（2025·北京西城·三模）与溶液相比，晶体条件下发生的反应有产物选择性高、易于分离提纯的优点。(1)氟元素在有机晶体化学领域的研究和应用中有重要价值。①氟元素在元素周期表中的位置为，六氟苯中碳原子的杂化方式为。②苯环上的电子云密度：苯六氟苯(填“>”或“<”)，依据电负性解释其原因：。(2)分子间作用力影响晶体中分子的堆积方式，进而影响物质的性质和反应的选择性。①已知：苯和六氟苯的熔点分别为5.5℃和5.2℃，将二者混合后得到的“混晶”(二者比例为1:1)，其熔点上升至23.7℃，三种晶体中的分子间作用力最大的是(填“苯”、“六氟苯”或“混晶”)。②已知：紫外光下，两个碳碳双键可加成为四元环(环丁烷)的结构。紫外光下，分子X在溶液条件下反应得到2种互为同分异构体的加成产物，在晶体条件下只能生成1种加成产物Z，推测Z的结构简式为(不考虑立体异构)。(3)A与B经以下两种途径均可获得E。①已知：−N3与−C≡CH在铜盐催化条件下可发生加成反应得到含结构的分子。②将B更换为B′，发现A与B′无法形成晶体，证实了晶体条件下发生反应时氟原子的必要性，B′的结构简式为。③猜测氟原子可能的作用：影响晶体中分子的堆积方式、增强了−N3的活性和(4)下图为干冰和单晶硅的晶胞结构①1个CO2分子周围等距且最近的CO2分子有②1mol单晶硅中含有molSi−③干冰的密度比冰大的原因是。【答案】(1)第二周期ⅦA族sp2>电负性F(2)混晶(3)或增强了−COOH的酸性(4)122二氧化碳分子的质量大于水分子，冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低【解析】（1）①氟元素的原子序数为9，位于元素周期表第二周期ⅦA族；六氟苯中碳原子苯环上碳原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：第二周期ⅦA族；sp②元素电负性大小顺序为F>C>（2）①分子间作用力越大，物质的熔点越高，由题给信息可知，混晶的熔点最高，所以分子间作用力最大的是混晶，故答案为：混晶；②由题给信息可知，紫外光下，两个碳碳双键可加成为环丁烷的结构，紫外光下，分子X在溶液条件下反应得到2种互为同分异构体的加成产物，在晶体条件下只能生成1种加成产物Z，说明碳碳双键加成为四元环后，苯环与五氟苯环处于相对位置，整个结构关于中心对称，则Z的结构简式为，故答案为：；（3）①由题给信息可知，−N3与−C≡CH在铜盐催化条件下可发生加成反应得到含结构的分子，则A与B在溶液条件、铜盐催化剂作用下发加成反应生成或，则E的结构简式为或，故答案为：或；②将B更换为B'的目的是验证晶体条件下发生反应时氟原子的必要性，A与B'无法形成晶体说明B'中不含有氟原子，所以B'的结构简式为，故答案为：；③氟元素的电负性强，氟原子是吸电子基，则分子中氟原子可能的作用是影响晶体中分子的堆积方式、增强了−N3的活性和增强了−COOH（4）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的二氧化碳分子与位于面心的二氧化碳分子的距离最近，则1个二氧化碳分子周围等距且最近的二氧化碳分子个数为12，故答案为：12；②由晶胞结构可知，晶胞中每个硅原子与4个硅原子形成4个硅硅键，每个硅硅键为2个硅原子所共有，所以1mol单晶硅中含有硅硅键的物质的量为1mol×4×12③干冰和冰都是分子晶体，二氧化碳分子的质量大于水分子，冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低，所以干冰的密度比冰大，故答案为：二氧化碳分子的质量大于水分子，冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低。3.（2025·北京通州·三模）水是地球上最常见的物质之一，是所有生命生存的重要资源。(1)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多种有趣的结构和性质。①一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如图：使水结成“热冰”采用弱电场的条件，说明水分子是分子（填“极性”或“非极性”）。②用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子，该阳离子具有较强的氧化性，写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式：(2)2017年5月海底天然气水合物（俗称“可燃冰”）试采成功，这是我国能源开发的一次历史性突破。一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成如下图所示的笼状结构（表面的小球是水分子，内部的大球是（CH4分子或CO参数分子分子直径/nm分子与H2OCH0.43616.40CO0.51229.91①CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为；碳原子的最高能级的符号是，其电子云形状是②CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为，CO2与SO2相同条件下在水中的溶解度较大的是SO③“可燃冰”中分子间存在的作用力是。(3)为开采海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上表数据，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是(4)氨气溶于水时，大部分NH3与H2O用氢键（用“…”表示）结合形成NH3⋅ABCD【答案】(1)极性2H2O++SO2=4H++SO(2)O＞C＞H2p哑铃形spSO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO2的溶解度较大范德华力、氢键(3)CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4(4)B【解析】（1）①极性分子能在电场作用下凝结，水在弱电场作用下结冰，说明水分子是极性分子；②由水分子释放出1个电子时产生的一种阳离子，可以表示成H2O+，由于氧化性很强，能氧化SO2生成硫酸，离子方程式为2H2O++SO2=4H++SO4（2）①CH4和CO2所含的三种元素为H、C、O，同周期元素从左到右电负性依次增强，H的电负性较小，三种元素电负性由大到小的顺序为O＞C＞H，C原子的核外电子排布式为1s22s22p2，最高能级符号为2p，2p的电子云形状为哑铃形；②对于CO2，根据VSEPR理论，价电子对数为VP=BP+LP=2+4−2×22=2，根据杂化轨道理论，中心C原子为sp杂化，其空间构型为直线型，CO2与SO2相同条件下在水中的溶解度较大的是SO2，CO2为非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，二者结构相似，根据相似相溶原理，SO2③由“可燃冰”的结构可知，分子间一定有范德华力，同时在水分子间还存在氢键；（3）根据题目所给信息，CO2的分子直径小于笼状结构空腔的直径，并且CO2与水的结合能大于CH4的结合能，故CO2能置换CH4；（4）NH3•H2O电离出NH4+与OH-，水中O-H键断裂，应是氨分子中N原子与水中H原子之间形成氢键，故NH3•H2O的结构式为4.（2025·北京海淀·三模）黄铜矿(主要成分为CuFeS2)可用于生产Cu(1)基态Cu原子的核外电子排布式为。(2)SO2分子的空间构型为(3)Cu2O晶胞为立方体，结构如图，“●”表示的原子为(填“铜”或“氧”)。其晶胞边长为已知：Cu2O密度为ρg⋅cm(4)Cu2O与Cu2S结构相似，但Cu2O的熔点比(5)将Cu2O还原为单质Cu时，使用的还原剂一般为①焦炭还原Cu2Ⅰ．Cu2OⅡ．Cs+则CO还原Cu2O的热化学方程式为②从资源与反应原理的角度分析，使用Cu2S或焦炭作还原剂的优点分别为【答案】(1)Ar3d10(2)V形(3)氧3(4)Cu2O与Cu2S均为离子晶体，结构相似，阳离子均为Cu+，阴离子体积O(5)Cu2Os+COg=2Cus+CO【解析】（1）铜为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为Ar3d104s1(或1s（2）SO2分子的价层电子对数=2+6−2×22（3）由题干晶胞结构示意图可知，一个Cu2O晶胞中含有黑球个数为：8×18+1=2，白球为4，则白球代表铜，黑球代表氧；设晶胞边长为acm，根据ρ=（4）Cu2O与Cu2S均为离子晶体，结构相似，阳离子均为Cu+，阴离子体积O2−<S2−，Cu2O的离子键强于Cu2S（5）①将反应Ⅰ-反应Ⅱ，得到Cu2Os+COg=2Cus+CO②资源角度：使用Cu2S还原Cu2O可节约还原剂；反应原理：使用焦炭作还原剂，反应过程中生成CO，还原Cu2O的速率更快，故答案为：资源角度：使用Cu25.（2025·北京昌平·二模）CoSe2(1)基态Co2+的价电子排布式是(2)Se元素的价电子排布式是4s24(3)CoSe2①距离Co2+最近的阴离子有②CoSe2的摩尔质量为217g⋅mol−1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为(4)MOF衍生CoSe2步骤Ⅰ：将含Co2+的盐海液[CoNO3步骤Ⅱ：进一步在惰性气氛下高温煅烧硒化，制得中空微球状的CoSe2①中空的Co-MOF前驱体中Co2+与1，3，5-苯三羧酸根(BTC3−，结构如图所示)之间形成配位键，理由是②在碱性条件下，2-甲基咪唑(结构如图所示)优于H3BTC制备Co-MOF前驱体；而在酸性条件下，2-甲基咪唑的优势将会大大降低，降低的原因可能是【答案】(1)3(2)第四周期ⅥA族(3)64×217×(4)Co2+提供空轨道，1，3，5-苯三羧酸根(BTC3−)中的O提供孤对电子，形成配位键酸性条件下，H+【解析】（1）Co是27号元素，核外含有27个电子，则基态Co2+的价电子排布式是3（2）Se元素的价电子排布式是4s（3）①由晶胞结构可知，以位于顶点的Co2+为研究对象，Co2+周围距离最近的阴离子②由晶胞结构可知，Co2+的个数为8×18+6×12=4，Se22-的个数为（4）①Co-MOF前驱体中Co2+与1，3，5-苯三羧酸根(BTC3−，结构如图所示)之间形成配位键，理由是：Co2+②在碱性条件下，2-甲基咪唑(结构如图所示)优于H3BTC制备Co-MOF前驱体；氨基具有碱性，在酸性条件下，2-甲基咪唑的优势将会大大降低，降低的原因可能是：酸性条件下，H+6.（2025·北京西城·一模）开发简便的手段将CO2I．认识CO2(1)基态碳原子的价层电子排布式是。(2)基态原子的第一电离能：CO（填“<”或“>”）。(3)CO2的空间结构是Ⅱ．离子交换树脂捕集CO2(4)一种由阴离子交换树脂-碳纳米管构成的膜分离装置可连续去除空气中CO2，如图所示，该复合薄膜兼具离子和电子传导性能，工作时A侧的CO2转化成了①A侧的电极方程式为。②A侧的空气流量为aLmin，其中的CO2含量为b%，要将空气中的CO2降低至原含量的c%，则B侧通入的H2Ⅲ．捕集CO2(5)铵盐型碱性离子交换树脂可以吸收CO2①A为，B为CO3②关于调节湿度下列说法正确的是。a．该材料可以循环多次使用b．Ⅲ中降低水浓度使Ⅲ中反应正向移动c．高湿度通过水合作用稳定CO32−，实现了(6)在CO2①PDC与Zn2+形成配位键，理由是②该材料中，Zn2+：PDC的值为【答案】(1)2(2)<(3)直线形(4)O2+2H2O+4(5)HCO3(6)PDC中的氧原子提供孤电子对，Zn2+【解析】（1）碳为6号元素，基态碳原子的价层电子排布式是2s（2）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，基态原子的第一电离能：C<O；（3）CO2分子中C原子的价层电子对数为2+4-2（4）①该分离装置本质上是氢氧燃料电池，A为正极，氧气被还原，反应生成碳酸氢根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e−+4CO2=4HCO②由①中计量关系，H2~2CO2（5）①结合图示，氢氧根离子和二氧化碳反应生成-1价的碳酸氢根离子，则A为HCO3-，碳酸氢根离子分解释放出二氧化碳，同时得到-2价的碳酸根离子，则B为②a．由图，该材料为载体，通过调节湿度实现捕集和释放二氧化碳，则可以循环多次使用，正确；Ⅲ中反应为碳酸根离子和水转化为碳酸氢根离子和氢氧根离子：CO32−+H2O⇌HCO3-（6）①PDC中的氧原子提供孤电子对，Zn2+提供空轨道，使得PDC与Zn②根据“均摊法”，晶胞中含8×18+12×14+6×12+7.（2025·北京海淀·二模）我国科学家在中国空间站首次实现了铟硒半导体的微重力培养，铟（In）和硒（Se）的单质是制备铟硒半导体的重要原料。(1)主族元素In原子序数为49，其位于元素周期表的区。(2)粗硒中主要含碲（Te）单质等杂质。硒与碲同主族，可用气态氢化物热解法制备少量的高纯硒，流程如下图。结合元素周期律解释该法能分离硒和碲的原因：。(3)氧化挥发法是制备高纯硒的另一种方法。粗硒经高温氧化后产生SeO2蒸气，SeO2冷凝后溶于水形成H2①已知H2SeO3分子中含两个羟基，H②向H2SeO3溶液中通入SO(4)一种铟硒半导体晶体的晶胞如图，晶胞底面边长为apm，高为cpm。①该晶体的化学式为。②阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为g⋅cm【答案】(1)p(2)Se与Te同主族，非金属性Se>Te，Se更易与H2(3)sp3(4)InSe2【解析】（1）主族元素In原子序数为49，电子排布式：Kr5s（2）硒与碲同主族，可用气态氢化物热解法制备少量的高纯硒，Se与Te同主族，非金属性Se>Te，Se更易与H2（3）①H2SeO3中心Se原子的价层电子对数为3+6+2−3×22=4，中心原子杂化类型是sp3②H2SeO3溶液除杂后向溶液中通入SO（4）①根据结构得到该晶胞中，In有4×12=2②晶体的密度为ρ=m8.（2025·北京西城·二模）硅及其化合物在很多领域有广泛的应用。(1)硅原子①基态硅原子的价层电子轨道表示式是。②Si、P(2)晶体硅①晶体硅的熔点和硬度均低于金刚石，其原因是。②一定温度下，某体积为vcm3，质量为mg的晶体硅，其晶胞为立方体，如图1所示，边长为anm1nm=10−7③下列能说明硅的晶体类型略向金属晶体过渡的是。a．硅原子之间的相互作用具有方向性和饱和性b．硅有导电性，导电能力大于金刚石(3)硅的含氧化合物①二氧化硅中的硅氧四面体基本结构单元如图2所示，其中硅原子的杂化方式为。②自然界中的云母由片状的硅酸根离子和片间的金属离子构成层状结构。i．如图3所示，每个硅氧四面体通过共用3个氧原子分别与相邻的硅氧四面体连接，形成无限伸展的片状的硅酸根离子，其中硅原子和氧原子的个数比为。ii．云母易被从片间撕开，原因是。【答案】(1)Si<(2)晶体硅和金刚石都属于共价晶体，原子半径：C<Si，键长：C−C键<Si(3)sp3【解析】（1）①基态硅原子的价层电子排布为3s23p2，价层电子轨道表示式是；②同周期元素从左到右第一电离能增大，但由于P的3p轨道处于半充满稳定状态，因此第一电离能大于相邻元素，则由小到大的顺序为Si<S<P。（2）①晶体硅的熔点和硬度均低于金刚石，其原因是晶体硅和金刚石都属于共价晶体，原子半径：C<Si，键长：C−C键②根据晶胞结构，含有硅原子个数为18×8+12×6+1×4=8③硅晶体中硅原子之间具有方向性和饱和性，金属晶体中金属键没有方向性和饱和性，故a不选；金刚石是共价晶体，若硅有导电性，且导电能力大于金刚石，则可说明硅的晶体类型略向金属晶体过渡，故答案为b。（3）①二氧化硅中的硅为四面体构型，则杂化方式为sp3；②i．根据均摊法，一个硅氧四面体中，有3个氧原子被2个相邻Si原子共用、1个氧原子只与1个硅原子结合，则Si:O=1:ii．云母由片状的硅酸根离子和片间的金属离子构成层状结构，片内为由共价键构成的硅酸根阴离子，片间为金属阳离子，硅酸根离子和金属离子通过离子键构成云母多层结构，离子键强度较低，而共价键强度较高，因此云母易被从片间撕开形成单层结构，故答案为：片内的共价键的强度大于片间的离子键等相互作用的强度。9.（2025·北京朝阳·二模）氮及其化合物在能源领域应用广泛。(1)N2非常稳定，通常只能与电离能小的Li、Mg①基态N原子价层电子排布式为。②Li3N、Mg3N2在水中均能产生NH(2)我国科学家成功合成五氮阴离子盐：N56H3O①H3O+中O和NH4+中N均为sp3杂化，比较H3O+②NH4+对于N5−的稳定存在有重要作用。NH4(3)通过Mg3N2、MgO与Mg的循环转化，可实现由N2、H2O与CH4合成NH3、①若Mg和MgO的晶胞体积分别为v1nm3和v2nm3，则②合成NH3、CO与H2的总反应方程式是【答案】(1)2s22p3NH3的VSEPR模型为四面体形，含一个孤电子对，略去孤电子对，NH3的空间结构为三角锥形(NH3中(2)H3O+有孤电子对，NH4+(3)3v2【解析】（1）①N是7号元素，基态N原子价层电子排布式为2s2②NH3中N原子价电子对数为3+5−1×32（2）①H3O+中O原子有1个孤电子对，NH4+②NH4+对于N5−的稳定存在有重要作用。NH4+与N5−存在离子间的静电作用，即NH4（3）①根据Mg的晶胞结构，镁位于晶胞的顶角和体心，1个晶胞中含有2个Mg原子，根据MgO的晶胞结构，镁位于晶胞的棱边和体心，O位于晶胞的顶角和面心，1个晶胞中含有4个Mg、4个O，若Mg和MgO的晶胞体积分别为v1nm3和v2nm3，Mg的密度为2×24V1×10−21②根据图示，甲烷、氮气、水合成NH3、CO与H2，总反应方程式是10.（2025·北京丰台·一模）铁及其化合物在生产生活中有着重要的作用。I．铁蓝Fe(M)Fe((1)基态Fe2+的价电子排布式为(2)铁蓝中包含的化学键类型有（填字母）。A．配位键

B．离子键

C．非极性共价键(3)比较N原子和O原子的第一电离能大小，并从原子结构角度进行解释。(4)邻二氮菲（）与Fe2+能够生成稳定的橙色配合物，可用做Fe2+的检测试剂。向K4FeII．在不同温度下，单质铁可表现出不同的晶体结构，从而具有不同用途。α−Fe的部分晶胞结构和γ−(5)每个α−Fe晶胞实际包含2个Fe原子，每个Fe原子周围等距且紧邻的Fe原子有8个。试在图中用“•”表示出晶胞中其余Fe原子所处的位置(6)若α−Fe和γ−Fe的晶胞体积分别为V1nm3和V2nm【答案】(1)3(2)AB(3)第一电离能：N>O；N原子的价层电子排布式为2s22p3(4)CN−与Fe2+的配位能力更强，K4(5)(6)V【解析】（1）铁是26号元素，基态Fe2+的价电子排布式为3（2）Fe(（3）N原子的价层电子排布式为2s22p3，2p（4）因为CN−与Fe2+的配位能力更强，K4（5）每个α−Fe晶胞实际包含2个Fe原子，每个Fe原子周围等距且紧邻的Fe原子有8个。则铁原子位于8个顶点和1个体心，即；（6）每个α−Fe晶胞实际包含2个Fe原子，则α−Fe密度：2×56NAV1g/nm3；γ−Fe的晶胞含有铁原子：11.（2025·北京东城·二模）2022年2月我国科学家在《科学》杂志发表反型钙钛矿太阳能电池研究方面的最新科研成果论文，为钙钛矿电池研究开辟新方向。(1)基态钛原子的p原子轨道上的电子数为个。(2)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6、Ti(H2O)62+、TiF62+的配体所含原子中电负性由大到小的顺序是(写元素符号)；Ti(H2O)62+中∠H—O—H(填“大于”、“小于”或“等于”)单个水分子中∠H—O—H；Ti(NO3)4的球棍结构如图，Ti的配位数是(3)反型钙钛矿电池无需使用具有光催化活性的TiO2(通过氮掺杂生成TiO2-aNb，反应如图)以及掺杂的有机空穴传输层，光照下的输出稳定性更好，更具发展潜力。则TiO2-aNb晶体中a=。已知原子1、2的分数坐标为(0，0，14)和(1，0，0)，则原子3的坐标分别为【答案】(1)12(2)F>O>C>H大于8sp2(3)58【解析】（1）Ti的原子序数为22，核外有22个电子，处于周期表中第四周期第IVB族，基态钛原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，p原子轨道上电子数2p上有6个，3p上有6个，所以p原子轨道上电子数共12个。（2）由Ti(CO)6、Ti(H2O)62+、TiF62+可知，它们的配体分别为CO、H2O、F-，含有的原子有H、C、O、F，而C、O、F的氢化物中它们均表现负化合价，说明电负性均大于氢元素的，C、O、F属于同周期元素，从左至右，非金属性增强，非金属越强，电负性越大，所以H、C、O、F的电负性由大到小的顺序是F>O>C>H；由Ti(H2O)62+可知，H2O中O原子的孤电子对进入Ti2+的空轨道，形成配位键，则孤电子对数减小，斥力减小，Ti(H2O)62+中∠H—O—H变大，所以Ti(H2O)62+中∠H—O—H大于单个水分子中∠H—O—H；由球棍结构可知，每个NO3−配体中有两个O原子，与Ti4+形成环状结构，NO3−作为双齿配体，Ti的配位数是2×4=8；（3）由TiO2-aNb晶胞结构可知，氮掺杂反应后，有3个氧空位，O原子6个在棱上、6个在面上，1个在体内，O原子个数为6×14+6×12+1=112，N原子1个在面上、1个在棱上，N原子个数为1×14+1×12=34，Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内，Ti原子个数为8×18+4×12+1=4，所以Ti12.（2025·北京海淀·一模）锂在储能方面有重要作用，盐湖卤水是我国锂的主要来源。盐湖卤水中Li+的含量低，Na(1)Li在元素周期表中的位置是。(2)碳酸盐沉淀法是最早应用于盐湖卤水提锂的方法。CO32−的空间构型为(3)冠醚萃取法可选择性提取低浓度的Li+nn离子选择性164：13：1从原子结构角度解释冠醚的离子选择性nLi+/n(4)Li2O用于新型锂电池，其晶胞结构如图。立方晶胞棱长为①距离Li最近且等距的O的数目为。②已知阿伏伽德罗常数为NA。该晶体的密度为g【答案】(1)第二周期IA族(2)平面三角形(3)Mg2+和Na+的电子排布相同，核电荷数：Mg2+大于Na+，离子半径：Mg2+小于Na+；相比于Na+，Mg(4)4120【解析】（1）Li在元素周期表中的位置是：第二周期IA族；（2）CO32−中C原子的价层电子对数为3+（3）从原子结构角度解释冠醚的离子选择性nLi+/nNa+>nLi+/nMg2+的原因：Mg2+和Na+的电子排布相同，核电荷数：Mg2+大于Na（4）①由图可知，距离Li最近且等距的O的数目为：4；②根据均摊法，晶胞中O2-个数为：18×8+12×6=413.（2025·北京东城·三模）螯合树脂吸附法处理废水具有吸附容量大、速度快以及选择性好等特点，已成为近年来的研究热点。螯合树脂M与Cu2+形成新的螯合物Q，从而达到去除Cu资料：吸附原理螯合树脂M中的−OH解离出H+，变成−COO−，而且树脂中含有N原子，在与Cu2+接触时，树脂中的−(1)M中四种元素电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(2)M中N原子的杂化轨道类型为。(3)Q中存在配位键，其中提供空轨道的是。(4)在螯合树脂M处理含铜废水过程中，发现体系pH对Cu2+①吸附去除Cu2+的过程中需保持体系处于适宜的pH，其中pH约为②解释体系碱性过强时，吸附能力下降的原因。③从结构角度解释：体系酸性较强时，吸附能力下降的原因。(5)化合物HA、判断常温下HA、HB和HC三者的电离常数由大到小的关系，并予以解释【答案】(1)O>N>C>H(2)sp3(3)Cu2+(4)6碱性过强，氢氧根浓度增大，铜离子与氢氧根转化为氢氧化铜沉淀，平衡逆向移动，吸附能力下降酸性过强，氢离子浓度增大，平衡左移，结构Q转化为结构M，铜离子由被吸附