2026年高考化学终极冲刺：压轴题05“位-构-性”元素推断与晶胞计算（压轴题专练）（黑吉辽蒙专用）（原卷版及参考答案）

/压轴题05“位-构-性”元素推断与晶胞计算命题预测“位-构-性”元素推断与晶胞计算是高考化学中融合结构、性质与空间思维的综合压轴模块，在黑吉辽蒙卷中常以选择题与填空题结合形式出现，考查学生对元素周期律、原子结构、化学键、晶体类型与晶胞参数的综合理解能力。题目常以元素推断为起点，延伸至电负性、电离能、空间构型、晶胞密度、配位数、原子坐标等计算与分析，强调信息提取与模型应用。预计2026年黑吉辽蒙卷将继续以短周期元素或典型过渡元素为载体，结合新型材料（如钙钛矿、二维材料、储氢合金等）设置晶胞结构图与参数计算，突出“结构决定性质”的核心思想，考查学生从微观结构到宏观性质的综合推理能力。高频考法1.元素推断与周期律综合问题（含原子半径、电负性、第一电离能、金属性与非金属性比较）。

2.分子结构与性质分析（含杂化类型、空间构型、键角比较、等电子体判断）。

3.晶体类型与性质判断（含离子晶体、分子晶体、共价晶体、金属晶体的性质差异与结构特征）。

4.晶胞计算与结构分析（含晶胞中原子数、配位数、空间利用率、密度、原子坐标、晶胞参数计算）。

5.新型晶体材料（如钙钛矿、MOF、二维材料）的结构分析与性质推断。知识·技法·思维考向01利用原子结构或元素性质推断1.原子结构与元素的性质性质同周期(自左而右)同主族(自上而下)电子层结构层数相同层数增大失电子能力逐渐减弱逐渐增强得电子能力逐渐增强逐渐减弱金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价升高(O、F除外)最高正价相同(O、F除外)最高价氧化物对应水化物的酸、碱性酸性逐渐增强碱性逐渐减弱酸性逐渐减弱碱性逐渐增强气态氢化物的稳定性逐渐增强逐渐减弱原子半径逐渐减小逐渐增大阳离子半径逐渐减小逐渐增大阴离子半径逐渐减小逐渐增大元素的第一电离能逐渐增大趋势逐渐减小趋势元素的电负性逐渐增大呈现减小趋势2.微粒结构的特性(1)熟记主族元素的价层电子排布式ⅠA：ns1ⅡA：ns2ⅢA：ns2np1ⅣA：ns2np2ⅤA：ns2np3ⅥA：ns2np4ⅦA：ns2np5(2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式Sc：3d14s2Ti：3d24s2V：3d34s2Cr：3d54s1Mn：3d54s2Fe：3d64s2Co：3d74s2Ni：3d84s2Cu：3d104s1Zn：3d104s23.常见结构中的共价键数目(1)卤素原子或氢原子能形成一个共价键。(2)O、S能形成两个共价键，也可能形成若干配位键。(3)N、P能形成三个共价键，也可能形成三个共价键、一个配位键，P还能形成五个共价键。(4)C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。(5)B能形成三个共价键，也可以形成三个共价键、一个配位键。考向02根据物质结构和转化关系推断1．短周期主族元素原子的成键数目和成键方式元素原子HBeBCN(P)O(S)F(Cl)Si成键数目12343214成键方式单键单键单键单键、双键、三键单键、双键单键单键2.化学键类型与物质类型3．认识几种含氧酸的结构硫代硫酸(H2S2O3)过二硫酸(H2S2O8)亚磷酸(H3PO3)次磷酸(H3PO2)4．X、Y、Z、W四种物质在一定条件下具有如图的转化关系：符合此转化关系的X、Y、Z、W如下：①AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2{或Na[Al(OH)4]}、NaOH；②NH3、NO、NO2、O2；③H2S、S、SO2、O2。5．A、B、D、E均为中学化学中常见的物质，存在如图所示关系。符合此转化关系的A、B、D、E如下：①Fe、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、HNO3；②CuO、CO、CO2、C；③NaOH、NaHCO3、Na2CO3、CO2。考向03晶胞中的配位数、原子分数坐标和投影图1.晶胞中粒子配位数的计算(1)晶体中原子(或分子)的配位数：若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)周围最近且等距离的原子(或分子)的数目。(2)离子晶体的配位数：指一个离子周围最近且等距离的异种电性离子的数目。2.四面体空隙和八面体空隙的判断(1)在面心立方晶胞构建8个正四面体空隙，如图：面心立方晶胞的每一个顶角和紧邻的3个面心上的原子，这4个原子构成一个四面体，面心立方晶胞最多有8个四面体空隙。(2)立方晶胞中正八面体空隙的位置，如图：①前后左右上下，6个原子就可以构成一个正八面体空隙。②正八面体空隙的位置：十二棱一心。每个棱心上的八面体空隙被4个晶胞所共有，棱心上共有12×143.晶胞中的原子分数坐标和投影图(3)金刚石晶胞的原子分数坐标与俯视图原子分数坐标原子1、2、3、4的分数坐标分别为14，14，1俯视图体对角线方向投影图考向04晶胞化学式及晶体密度的计算1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法晶胞类型计算方法立方(四方)晶胞六方晶胞(平行六面体形)2.晶体的计算模型(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)。[注意]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典例·靶向·突破考向01利用原子结构或元素性质推断例1【热点——电负性】（2026·辽宁抚顺·模拟预测）向蓝色溶液甲中滴加过量试剂乙，最后得到深蓝色溶液丙，经一系列操作可得深蓝色晶体QXWA．电负性：X<YC．常见单质沸点：Y<X情境链接情境链接本题以“蓝色溶液→深蓝色溶液→深蓝色晶体”为实验情境，结合配位化学与元素推断，将元素周期律与晶体结构融合，考查学生从化学式、电子排布、配位数等多角度综合分析的能力。考向解码从“基态单电子数”入手，结合常见化合物（如H₂O、NH₃）推断元素种类；利用“同主族”“原子序数依次增大”等条件锁定元素；结合配位化合物结构，判断配体数目、中心离子及晶体类型；综合运用电负性、沸点、周期表位置等知识进行正误判断。【变式探究】（2026·吉林白山·一模）已知X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中基态X原子中的电子只有一种自旋取向，Y的最高正化合价与最低负化合价之和为0，M的s能级上的电子总数与p能级相同。四种元素可构成离子液体，其化学式为Y2X5ZX3ZM3。下列说法正确的是A．原子半径：M>Y>Z>XB．基态原子的第一电离能：M>Z>YC．X与Y、Z、M均能形成两种或两种以上化合物D．该离子液体常温下呈液态，属于共价化合物考向02根据物质结构和转化关系推断例2【热点——物质结构】（2026·黑龙江大庆·二模）某化合物M在实验室有广泛应用，其结构如图所示。X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族非金属元素，只有Y和Z位于同周期，基态R原子最高能级未成对电子数为2，下列叙述正确的是A．电负性：Z>Y>XB．原子半径：R>Z>Y>XC．同周期中第一电离能大于Z的主族元素有2种D．常温下，R最高价氧化物对应水化物的浓溶液能与铜反应情境链接情境链接本题以有机或配离子结构图为载体，结合原子成键特征与周期律，考查学生从结构图中提取成键信息、推断元素种类的能力，体现“结构决定性质”的化学思想。考向解码根据共价键数目推断元素常见成键方式（如H为1、C为4、N为3、S为2或6）；结合“同周期”“未成对电子数”等条件缩小元素范围；利用电负性、原子半径、第一电离能等周期律知识进行比较；结合元素化合物性质（如浓硫酸与铜反应）判断选项正误。【变式探究】（2026·内蒙古包头·一模）某营养添加剂结构如图所示。W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Y、Z属于同周期，M+A．电负性：X>Y>C．第一电离能：Y>Z>考向03晶胞中的配位数、原子分数坐标和投影图例3【热点——原子分数坐标】（2026·辽宁大连·模拟预测）铁与镁组成的储氢合金的立方晶胞结构如图所示。铁原子位于顶点和面心的位置，镁原子位于将晶胞平分为8个立方单位的体心位置。晶体储氢时，H2A．Fe原子的配位数为8B．a位置原子的分数坐标为1C．铁原子与镁原子间最短距离为3D．若储氢后化学式为FeMg2情境链接情境链接本题以储氢合金晶胞为背景，结合原子坐标、配位数、储氢位置等空间结构信息，考查学生对晶胞模型的理解与空间想象能力，体现“微观结构决定宏观性质”的学科思想。考向解码根据晶胞中原子位置（顶点、面心、体心、棱心）判断配位数；掌握分数坐标的表示方法，能根据对称性写出特定位置坐标；利用均摊法计算晶胞中原子数，判断化学式与储氢率；结合晶胞参数计算原子间最短距离，注意单位换算。【变式探究】（2026·吉林长春·一模）钙钛矿太阳能电池研究获得新进展，钙钛矿晶胞结构如图所示。设晶体的密度为ρg⋅cm−3A．晶体的化学式为CaTiOB．晶体中钛离子的配位数是6C．晶胞中钛离子与氧离子之间的距离为3D．若图中A的分数坐标为0,0,0，则B的分数坐标为1考向04晶胞化学式及晶体密度的计算例4【热点——密度、距离计算】（2026·辽宁辽阳·一模）K2PtCl6的晶胞形状为立方体，边长为anm，结构如图所示。已知：KA．图中黑球表示PtClB．该晶体的密度为4C．黑球的配位数为8D．两个白球的最近距离为2情境链接情境链接本题以K₂[PtCl₆]晶体为模型，结合晶胞图、原子种类与数目、密度公式等，考查学生对离子晶体结构、配位数、密度计算的综合应用能力。考向解码利用均摊法确定晶胞中不同原子的数目，推断化学式；根据晶胞质量与体积计算密度，注意单位换算（pm、nm与cm）；判断配位数时，注意阴离子与阳离子的相对位置；计算原子间最近距离时，结合晶胞几何结构（如体对角线、面对角线、边长比例）进行分析。【变式探究】（2026·内蒙古包头·一模）某高效储能材料MgNHA．MgNHB．晶体中距离Cl−最近的ClC．该晶胞中两个MgNH3D．已知MgNH36Cl1．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）某定影剂成分为W2XZY3A．该化合物中，X的杂化方式为sp2 B．原子半径：C．第一电离能：X>Y>2．（2026·黑龙江吉林·一模）Q、W、X、Y、Z均为短周期主族元素。Q元素的原子在周期表中半径最小，W、X、Y同周期，X、Y原子序数之和小于Z原子序数，五种元素可组成某种阴离子，其结构如图所示。下列说法正确的是A．在同周期内，第一电离能的数据介于X和Y之间的元素有3种B．W的氢化物的沸点低于Y的氢化物的沸点C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：WD．W与Z可形成非极性分子3．（2026·吉林·二模）M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，除M外其他元素均为同周期元素，M与Q形成的化合物能雕刻玻璃，这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是A．Z、B．键角TQC．T的最高价氧化物对应的水化物是弱酸D．阴离子TQ44．（2026·吉林长春·一模）X8A．第一电离能：MB．该阳离子中含有配位键、离子键C．Z的氢化物沸点一定高于同族元素氢化物D．Y与Q形成的一种化合物，可用于溶解Q单质5．（2026·吉林·二模）化合物WV4Y(ZX4)2是一种常见的净水剂和膨松剂，V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，V为常见的非金属元素，只有W和X同周期且相邻，X是地壳中含量最多的元素，Z的原子序数为X的2倍，Y的M层电子数与K层电子数之比为3:2，下列说法错误的是A．简单离子半径：Y﹤XB．Y的氧化物为两性氧化物C．Z的正四价氧化物有毒，因此不能用于食品添加剂D．W的简单氢化物与X单质的反应是工业制硝酸的重要步骤6．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）已知某种抗癌药物的结构如图所示，Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y在X、M、Z的上一个周期，Y是宇宙中含量最多的元素，X、Z的价电子层中均有2个未成对电子，且两原子能构成气态分子，Q原子的价层电子排布式为4snA．该分子中有6种不同化学环境的X原子B．比较键角：MZC．原子半径和电负性均满足XD．基态Q原子的核外电子排布式为[7．（2026·辽宁·一模）化合物YW4A．上述化合物溶于水时，阴、阳离子都能和水分子形成氢键B．上述化合物阴、阳离子都存在配位键C．从上述结构中可以推断XZ2D．第一电离能：Z8．（2026·辽宁大连·模拟预测）下图所示化合物是制备某些药物的中间体，其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素，且原子序数依次增大，分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型，Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是A．Y的氢化物中可能存在非极性键B．第一电离能：YC．氢化物的沸点：XD．基态原子的未成对电子数：X9．（2026·辽宁沈阳·一模）某紫色配离子QL6A．配离子中Q提供空轨道，Y提供孤电子对 B．Q元素的焰色是绿色C．X、Y氢化物的沸点：X<Y D．第一电离能：Y>X>Z10．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）W、X、Y、Z和Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，W的一种核素不含中子，短周期中Z原子的原子半径最大，Y与X、Q相邻，Y的基态原子s能级与p能级具有相同的电子数。下列说法错误的是A．沸点：W2Y>XWC．Z2Q中离子键成分的百分数比Z2Y11．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）晶体甲(立方晶胞，边长为a pm)中掺入少量CuCl设NAA．晶体甲化学式为ZnS与Zn2+最近且等距的ZnB．晶体甲的密度为4×97×C．硫化氢不能与乙醇形成分子间氢键D．区域丙“”中的离子为Cu+且区域丙为“负电”区域12．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）TiO2是一种半导体材料，广泛应用于光催化、光电转换和环境治理等领域，通过N掺杂的调控，不仅提高了TiO2的光吸收能力，还增强了其光催化活性。TiO2晶胞为长方体(晶胞内的O形成正八面体)，其晶胞结构及N掺杂后的晶胞结构如图所示。设阿伏加德罗常数的值为A．TiO2晶胞中与Ti最近且等距的O有6个，最短距离为B．TiO2晶体的密度为C．N掺杂后的TiO2−xND．N掺杂数量不同，光吸收能力和光催化活性不同13．（2026·辽宁抚顺·模拟预测）一种铌酸锂晶体具有优良的电光、光折变、非线性光学等性质，是优良的光电学材料。该铌酸锂晶体的立方晶胞的结构如图所示。已知：晶胞参数为apm，铌酸锂的摩尔质量为Mg⋅mol−1，1号和2号原子的分数坐标分别为A．3号原子的分数坐标为1B．该晶胞的化学式为LiNbOC．晶胞中Li在体对角线方向的投影为D．该晶体的密度为2M14．（2026·辽宁·一模）由K+、Cu2+及F−构成的某化合物X晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b设NAA．●表示K+ B．CuC．两个F−的最短距离一定为22a15．（2026·内蒙古呼和浩特·一模）电池正极材料MnO晶体充放电过程中正极材料立方晶胞的组成变化如图所示。I为MnO活化过程，活化后得Mnx□1-xO的缺陷型晶体，□表示阳离子空位，晶胞参数为anm，NA表示阿伏伽德罗常数的值。MnA．原始MnO中Mn2+B．若Mnx□1-xO中Mn的平均化合价为+aC．当x=0.7时，MnO晶体的密度为55×0.7+16D．Ⅱ为充电过程16．（2026·内蒙古包头·一模）氟、氯、溴、碘与铝形成的化合物晶体类型并不完全相同。氟化铝晶体的晶胞结构(立方晶胞)如图所示。下列有关说法正确的是A．氟化铝晶体为共价晶体B．与A最近且等距离的A为8个C．AlCl3为非极性分子，其二聚体AlD．AlCl317．（2026·黑龙江吉林·一模）一种由Ti、In、Te组成的难熔合金的四方晶胞如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，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、B点原子的分数坐标分别为0,0,0、12,1A．该晶体的化学式为TiInTeB．晶体中Te原子填充在Ti、In