山东省2024届高三年级化学专题练习2023至2024化学试题附参考答案（解析）

物质结构与性质综合题一

1.（2023•全国乙卷）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（MgxF%SiO,）。回答下列问题：

⑴基态Fe原子的价电子排布式为一。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为—,铁的化合

价为一。

⑵已知一些物质的熔点数据如下表：

物质NaClSiCl4GeCI4SnCl4

熔点/℃800.7-68.8-51.5-34.1

Na与Si均为第三周期元素，NaQ熔点明显高于SiCl4,原因是一。分析同族元素的氯化物

Si。,、GeCL、SnQ.熔点变化趋势及其原因一°SiCl,的空间结构为—，其中Si的轨道杂化

形式为一o

⑶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

图如下所示，晶胞中含有一个Mg。该物质化学式为B-B最近距离为一。

2.（2023•全国甲卷）将献菁一钻钛一三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：

⑴图1所示的几种碳单质，它们互为一，其中属于原子晶体的是一，C皿间的作用力

石麋

⑵战菁和钻酿菁的分子结构如图2所示。

猷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猷菁中N原

子的标号）。钻献菁分子中，钻离子的化合价为一，氮原子提供孤对电子与钻离子形成

键。

⑶气态AI03通常以二聚体A1£L的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道

杂化类型为一。A喝的熔点为1090。远高于A1J的192。由此可以判断铝氟之间的化学

键为一键。人职结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，印的配位数为—。若晶胞参数为

晶体密度P=_g-n]T（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA）。

图3aA^Ck的分子结构图3bA*的晶体结构

3.（2023•北京卷）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根（Sq；）可看作

是SO】中的一个。原子被S原子取代的产物。

⑴基态S原子价层电子排布式是____O

⑵比较S原子和。原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：O

（3）S2O；-的空间结构是____o

⑷同位素示踪实验可证实邑0；中两个S原子的化学环境不同，实验过程为

SO;-HS2O;-^->Ag2S+SO;-o过程ii中，sq：断裂的只有硫硫键，若过程i所用试剂是

Na232so3和35s，过程ii含硫产物是

（5：2酰0.6凡0的晶胞形状为长方体，边长分别为anm、bnm、cnm,结构如图所示。

・IMQHQU"

晶胞中的［Mg（Hq）6『个数为o已知MgSO-GHq的摩尔质量是Mg.moL,阿伏加德罗

-37

常数为N,\,该晶体的密度为gcmo（lnm=10-cm）

⑹浸金时，s2o；-作为配体可提供孤电子对与Au+形成［Au（SO）广。分别判断邑0；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：。

4.（2023•山东卷）卤素可形成许多结构和性质特殊的叱合物。回答下列问题：

（11-40C时，F?与冰反应生成"O/利HF。常温常压下，为无色气体，固态”。产的晶体

类型为一，水解反应的产物为_（填化学式）。

（2）。0,中心原子为。，Cl?。中心原子为O,二者均为V形结构，但C@中存在大兀键（不）。

CQ中C1原子的轨道杂化方式_；为O-C1-O键角键角（填V"或“=”）。比

较CIO?与。2。中0-0键的键长并说明原因一。

⑶一定条件下，CuCJK和月反应生成KC1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="c,a=「=Y=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N-化合物X的密度P=_g-cm］用含L的代数式表示）。

apm2

5.（2023年6月•浙江卷）氮的化合物种类繁多，应

用广泛。

⑴基态N原子的价层电子排布式是____o

⑵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下列说法木定病的是____0

A.能量最低的激发态N原子的电子排布式：

Is」2sl2P33sl

B.化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2>Mg3N2

C.最简单的氮烯分子式：N2H2

D.氮烷中N原子的杂化方式都是sp'

②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为

③t合出H+的能力：NH3—仁心&r（填“>”或“<”），理由是_____o

⑶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。

6.（2023年1月•浙江卷）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：

（l）Si（NH2）,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—o

⑵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]3s?3人

③[Ne]3sbp%]，有关这些微粒的叙述，正确的是__________。

A.微粒半径：③XD>②B.电子排布属于基态原子（或离子）的是：①②

C.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O

OP

7.（2023•海南卷）我国科学家发现一种帆配合物1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。

川

（“代表单键、双键或叁键）

回答问题:

（1）配合物I中供的配位原子有4种，它们是_______o

（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_______o

（4）配合物II和III中，帆的化合价分别为M和+3,配合物II、1H和N2三者中，两个氮原

子问键长最长的是

（5）近年来，研究人员发现含锐的睇化物CsV3sbs在超导方面表现出潜在的应用前景。

CsV3sbs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）0

①晶胞中有4个面的面心由帆原子占据，这些帆原子各自周围紧邻的睇原子数为

睇和磷同族，睇原子基态的价层电子排布式为。

②晶体中少部分钢原子被其它元素（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______o

a.有44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

8.（2022•全国乙卷）卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。

⑴疑原子激发态的电子排布式有一，其中能量较高的是—o（填标号）

a.Is22s22p43s1b.ls22s22p43d2c.Is22sl2P$d.Is22s22P33P?

⑵①一氯乙烯CHQ）分子中，C的一个—杂化轨道与Cl的3Px轨道形成CV1—键，并且

。的32轨道与c的2Pz轨道形成3中心4电子的大兀键（n：）。

②一氯乙烷（GHW1）、一氯乙烯（C2HQ）、一氯乙快（C2HCI）分子中，CC1键长的顺序是一,

埋由：（i）C的朵化轨道中s成分越多，形成的C-C1键越强；（ii）—o

⑶卤化物CsICl?受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为-o解

释X的熔点比Y高的原因—o

（4）a-AgI晶体中「离子作体心立方堆积（如图所示），Ag，主要分布在由r构成的四面体、八面

体等空隙中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，a-Agl晶体在

电池中可作为o

已知阿伏加德罗常数为NA，则a-Agl晶体的摩尔体积Vm=m'm。「（列出算式）。

9.（2022•全国甲卷）2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立

方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH2=CH2）与四氟乙烯

（CF2=CF2）的共聚物（ETFE）制成。回答下列问题：

⑴基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为—o

（2）图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一

（4）CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为—和一；聚四氟乙烯的化学稳定性

高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因—0

⑸萤石（CaF*是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，

X代表的离子是—；若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间

距最小为一pm。

10.（2022•福建卷）1962年首个稀有气体化合物XePtR问世，目前已知的稀有气体化合物

中，含猷（54Xe）的最多，氯（3水「）次之，瀛SAr）化合物极少。物。月北刖耳卜2月是

与K*分子形成的加合物，其晶胞如下图所示。

⑴基态As原子的价电子排布式为—o

⑵Ar、Kr、Xe原子的活泼性依序增强，原因是

⑶晶体熔点：Kr5XeF2ar>“y^“=”），判断依

据是____________________o

（4）恒2月］’的中心原子Br的杂化轨道类型为o

⑸［BiO曰［As耳］xKr月加合物中x=,晶体中的微粒

间作用力有一（填标号）。

a.氢键b.离子键c.极性共价键d.非极性共价键

11.（2022•山东卷）研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为

Ni（CN）x.Zn（NH；）y.zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示（H原子未画出），每个苯环只有

一半属于该晶胞。晶胞参数为a="c,a邛十90。。回答下列问题：

⑴基态Ni原子的价电子排布式为,在元素周期表中位置为

（2）晶胞中N原子均参与形成配位键，Ni2+与Z心的配位数之比为.x:y:z=

晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是

）替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知哦哽中含有与苯类似的兀:大兀键、则

毗唾中N原子的价层孤电子对占据（填标号）。

A.2s轨道B.2P轨道C.sp杂化轨道D.sp?杂化轨道

⑷在水中的溶解度，毗咤远大于苯，主要原因是①,②

的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是

12.（2022•重庆卷）配位化合物X由配体［?-（如图）和具有正四面体结构的［Zn4O］6+构成。

⑴基态ZM+的电子排布式为_。

（2）1?一所含兀素中，电负性最大的原子处于基态时电子占据最高

能级的电子云轮廓图为一形：每个I?•中采取sp?杂化的C原子

数目为一个，C与O之间形成。键的数目为一个。

（3iX晶体内部空腔可吸附小分子，要增强X与H2O的吸附作

用，可在1?-上引入（假设X晶胞形状不变）。

A.-ClB.-OHC.-NH2D.-CHS

（4）X晶体具有面心立方结构，其晶胞由8个结构相似的组成单元（如图）构成。

Zn

X晶胞的组成单元X晶胞的组成单元的对角面中［ZruO广与l?.配位示意图

①晶胞中与同一配体相连的两个［ZnQ产的不同之处在于一。

②X晶体中Z/+的配位数为一。

③已知ZnO键长为dnm,理论上图中A、B两个ZM+之间的最短距离的计算式为_nm。

④已知晶胞参数为2anm,阿伏加德罗常数的值为M,1?-与［ZnQ产的相对分子质量分别为

M；和“2,则X的晶体密度为—g・cm-3（列出化简的计算式）。

物质结构与性质综合题二

1.(2022・河北卷)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、

无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：

⑴基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为

⑵Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是原因

(3)SnQ；的几何构型为其中心离子杂化方式为

(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质。下列

物质中，属于顺磁性物质的是_(填标号)。

A.[CU(NH3)2]C1B.[CU(NH3)4]SO4C.[Zn(NH3)4]SO4D.Na2[Zn(OH)4]

⑸如图是硫的四种含氧酸根的结构：

根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将Md+转化为MnO；的是_(填标号)，理由是一。

⑹如图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。

①该物质的化学式为―。R

②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，称作原子分数坐标，例如图中A原子的坐标为jAP:;:

11Jr*-*vOCu

[《)，则B原子的坐标为一"L

4o

2.(2022•海南卷)以C“0、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的

优势。回答下列问题：

(1)基态O原子的电子排布式，其中未成对电子有个。

(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，原因〜

------0

⑶献菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酸菁Q

分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取—杂

10

化。邻苯二甲酸酢（H/D）和邻苯二甲酰亚胺NH）都是合成儆菁的原料，后者

熔点高于前者，主要原因是一。

⑷金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程

式为一o

⑸ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能，Zn-N键中离子键成分的

百分数小于Zn-O键，原因是—o

⑹下图为某ZnO晶胞示意图，下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面

图。abed为所取晶胞的下底面，为锐角等于60。的菱形，以此为参考，用给出的字母表示出

与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面—、—o

3.（2022・湖南卷）铁和硒（Se）都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广

泛应用。回答下列问题:

（1）乙烷硒咻（Ethaselen）是一种抗癌新药,其结构式如下

①基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]

②该新药分子中有种不同化学环境的C原子；

③比较键角大小:气态SeO3分子SeO1离子（填或原因

是O

⑵富马酸亚铁（Fee4H20。是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:

①富马酸分子中。键与兀键的数目比为;

②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为1

⑶科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转

化为N%,反应过程如图所示：

11

①产物中N原子的杂化轨道类型为:

②与NH2互为等电子体的一种分子为（填化学式）。

（4）钾、铁、硒口J以形成一种超导材料，其晶胞在xz、*和冲平面投影分别如图所示:

"4①该超导材料的最简化学式

曲为-

②Fe原子的配位数为______

X?fe③该晶胞参数〃=b=（）4nm、

•Sec=1.4nmo阿伏伽德罗常数的

为g©Tf3（歹J出计算式）。

4.（2021•全国乙卷）过渡金属元素铭（Cr）是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设

中有着广泛应用。回答下列问题：

⑴对于基态Cr原子，下列叙述正确的是—（填标号）。

A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54sl

B.4s轨道上电子能量较高，总是在比3s轨道上电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

⑵三价铝离子能形成多种配位化合物。[Cr（NHJ（H20ko广中提供电子对形成配位键的原

子是一，中心离子的配位数为—o

⑶[5?4%）3（上0）20「中配体分子NH3、H20以及分子PH、的空间结构和相应的键角如图所

Zj\o

12

PH，中P的杂化类型是一。NH、的沸点比PH、的,原因是_,H。的键角小于NH,的,

分析原因—o

⑷在金属材料中添加AlCq颗粒，可以增强材料的耐腐但性、硬度和机械性」

能。A15具有体心四方结构，如图所示，处于顶角位置的是—原子。设CrU°A<

和Al原子半径分别为哈和5，则金属原子空间占有率为一％（列出计算表达1A1

式）。IPI

5.（2021•重庆卷）三磷酸腺甘（ATP）和活性氧类（如HOz和OD可在细胞代谢过程中产

生。

（l）ATP的分子式为G0HWN5O13P3,其中电负性最大的元素是一，基态N原子的电子排布

图为—O

⑵H2O2分子的氧原子的杂化轨道类型为：—;H2O2和H2。能以任意比例互溶的原因

是一O

⑶。3分子的立体构型为一O根据表中数据判断氧原子之间的共价键最稳定的粒子是一O

粒子0；

0203

键长/pm121126128

⑷研究发现纳米CeO2可催化02分解，CeO2晶体属立方CaF2型晶体结构如图所示。

①阿伏加德罗常数的值为NA,CeCh相对分子质量为M,晶体密度为pgcm4，其晶胞边长

的计量表达式为a=nmo

②以晶胞参数为单位长度建立的中标系可以表示晶胞中的原子位置，称作原子分数坐标。A

离子的坐标为（0,：）,则B离子的坐标为一。

酬米CeCh中位于晶粒表面的C©4+能发挥催化作用，在边长为2anm的立方体晶粒中位于

表面的Cd，最多有一个。

6.（2021•山东卷）非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：

⑴基态F原子核外电子的运动状态有一种。

（2）0、F、C1电负性由大到小的顺序为」OF2分子的空间构型为」OF2的熔、沸点_（填“高

于“或'低于”）CbO,原因是___________________________。

（3）Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeFz中心原子的价层

电子对数为卜列对XeF2中心原子朵化方式推断合埋的是_（填标号）。

A.spB.sp2C.sp3D.sp3d

（4）XeF2晶体属四方晶系，晶泡参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90。，该晶胞中有一个XeFz

分子。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（；，1）0已知Xe—F键长为rpm,则B点原子的分数

坐标为晶胞中A、B间距离d=_pmo

7.（2021・河北卷）KH2PCM晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大

KH2P04晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：

⑴在KH2P04的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是_（填离子

符号）

⑵原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+g表示，与之相反的用一

表示，称为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为

⑶已知有关氨、磷的单键和三键的键能（kJ・moH）如表：

14

N—NN=NP—PP三P

193946197489

P\

从能量角度看，氮以N2、而三磷以P4(结构式可表示为p/p)形式存在的原因

、P

是___________________________0

(4)已知KH2P。2是次磷酸的正盐，H3Po2的结构式为其中P采取—杂化方式。

⑸与P0：-电子总数相同的等电子体的分子式为一。

⑹磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

OOO

OOOOHO

II……;IIr…;……：II-2H2。P-P-P-

HO-P-OH+HOTP-OH+HOTP-OH------jIIII

I*.......I*.......IOHOHOH

OHOHOH

如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为

⑺分别用。、•表示H2PO；和K+,KH2P04晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、C(c)分别显

示的是H2PO；、K+在晶胞xz面、yz面上的位置:

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为M,晶体的密度_g・cnr

3(写出表达式)。

②晶胞在x轴方向的投影图为一(填标号)。

8.(2020山东)CdSnA”是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：

⑴Sn为IVA族元素，单质Sn与干燥CL反应生成SnCL。常温常压下SnCL为无色液体，

SnCL空间构型为，其固体的晶体类型为o

(2)NH3.PH3、ASH3的沸点由高到低的顺序为(填化学式，下同)，还原性由强

到弱的顺序为,键角由大到小的顺序为o

15

⑶含有多个配位原子的配体与同一中心离子（或原子）通过螯合配位成环而形成的配合物为螯

合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，Imol该配合物中通过整合作用形成的配位键有

mol,该螯合物中N的杂化方式有种。

⑷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，称作原子的分数坐

标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90。，晶胞中部分原子的分

数坐标如下表所示。

坐标

Xyz

原子

Cd000

SB000.5

0.250.250.125

一个晶胞中有个Sn,找出距离Cd（（）,0,（））最近的S11（用分数坐标表

示）。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有个。

9.（2021♦湖南卷）硅、错（Ge）及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：

⑴基态硅原子最外层的电子排布图为—，晶体硅和碳化硅熔点较高的是—（填化学式）；

⑵硅和卤素单质反应可以得到Six"，Six’的熔沸点如下表:

SiRSiCl4SiBr4Sil4

熔点/K183.0203.2278.6393.7

沸点/K187.2330.8427.2560.7

①0C时，SiF4、SiCL、SiBj、SiL呈液态的是_（填化学式），沸点依次升高的原因是气

态Six,分子的空间构型是

16

②SiCl4与N-甲基咪喉屯。。4)反应可以得到M3其结构如图所示:

N.甲基咪嗖分子中碳原子的杂化轨道类型为H、C、N的电负性由大到小的顺序

为一，1个M?+中含有一个。键；

⑶上图是Mg、Gc、0三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①己知化合物中Ge和。的原子个数比为1：4,图中Z表示—原子(填元素符号)，该化合物

的化学式为—;

②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm,a=p=y=90°,则该晶体的密度P=

gymR设阿伏加德罗常数的值为N,、，用含a、b、c、M的代数式表示)。

10.(2020・新课标I)Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究

方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为。

(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I。如表所示。I,(Li)>Ii(Na),原因是

。Ii(Be)>Ii(B)>Ii(Li),原因是________o

(3)磷酸根离子的空间构型为,其中P的价层电子对数为、杂化轨道类型

为。

(4)LiFePCU的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面

体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO』的单元数有一个。

型充电

放电放电

(a)LiFePO4(b)LijFePOj(c)FePO4

电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+,形成Lii-xFePO.结构示意图如(b)所示，则

x=,n(Fe2+):n(Fe3+)=。

17

物质结构与性质综合题三

1.(2023・淄博二模)磷、钠、铁等元素形成的化合物在生产、科研中应用广泛。回答下列问题：

(1)基态原子未成对电子数与基态P相同，且与Fe同周期的元素有种；第三周期主族元素部分电离

能如图所示，其中a、b和c分别代表(填标号)。

Cl

1112131415161711121314151617

原子序数原子序数原子序数

ab

A.a为L、b为勾、c为hB.a为1、b为h、c为L

C.a为L、b为h、c为hD.a为h、b为h、c为L

(2)锂离子电池正极材料LiFePO4，结构中FeOs八面体与PO,四面体共用氧原子形成稳定的三维通道，有

利于Li+快速传输。NaFePO,与LiFePO4结构相似，但NaFePO,不能用作钠离子电池正极材料，从原子结

构角度分析可能的原因是o

(3)PC15-AICh能在有机溶剂中发生电离，生成空间结构相同的阴、阳离子，阳离子的化学式为,

阴哪子中心原子的杂化方式为。

(4粒超高压下，金属钠和氨可形成化合物[Na+]Hey[q2-]。该化合物中，Na，按简单立方排布，形成

N4立方体空隙(部分结构如图所示)，e；和He交替填充在Nag立方体的中心。晶体中Na，配位的He原子

数为：晶胞中Na-He间距为dnm,该晶体的密度为gem3；若将He取在晶胞顶点，直一在

晶抱中的分数坐标为(0,0,g)、(g，0,0)、和o

18

2.（2020・新课标m）氨硼烷（NH3BH3）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢

材料。回答下列问题：

（1）H、B、N中，原子半径最大的是______o根据对角线规则，B的一些化学性质与元素

的相似。

（2）NH3BH3分子中，N—B化学键称为键，其电子对由___提供。氨硼烷在催化剂作

用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3+BQ：-+9H2,BQ：的结构如国所示：

在该反应中，B原子的杂化轨道类型由________________变为o

（3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性（H"）,与B原子相连的H呈负电性但鼻

）,电负性大小顺序是____________________________________o与NH3BH3原子总数相等的

等电子体是（写分子式），其熔点比NH3BH3（填“高”或“低）原因是

在NH3BH3分子之间，存在____________________,也称“双氢键

（4）研究发现，氮硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为。pm、8pm、

cpm,a=^=7=90°o氨硼烷的2x2x2超晶胞结构如图所示。

氨硼烷晶体的密度片g・cm-3（列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值）。

3.（2023•济南一模）钻的配合物和钺的化合物均具有重要的科学研究价值，请回答下列问题：

（1）限菁是一种具有大兀键共扼体系的化合物，祗菁钻分子的结构如图I所示，N原子的VSEPR模型

为,Imol醐普钻分子中含有个配位键（人丁表示阿伏加德罗常数的值）。基态原子中，与C。同

周期且单电子数与C02+相同的元素有种。

19

⑵山。2不会将c02,氧化为Co",而一定条件下能将［CO(CN)6『氧化成［CO(CN)6「，其原因是,

［CO(CN)6r中。键和冗键数目比为。

(3)二氧化钺(IrOj可用作工业电解的阳极材料，以及电生理学研究中的微电极，其四方晶格结构如图2

所示，C原子和D原子的核间距为npm,IrO:晶胞参数为叩由、叩m、cpm。原子分数坐标可表示晶胞内

部各原子的相对位置，A原子分数坐标为(()，0,0),则B原子的分数坐标为,晶胞中。2-的分数坐

标有种，0?-的配位数是,若IJ+和-半径分别为qpm和JPm,则1()2晶体的空间利用率

为%(用含有»、"、a、c的代数式表示，要求化简)。

4.

(12分)研宽稀，及*化合物的结构11〃不望0：义lhA>.Co.Nd即无本细成的化令物

•混阳均加卜图甲崎小・H中、、晚fMl口，般f的个盘比％3：I黑彳儡体，〃1制

类©•结构如国乙所示•

倒乙

<l»UfcCo通f的价电fM布式为JJ从生CofH在相同人曲时电「数的M

周期儿索有片，无水\d仔周期衣中的传百.

(21八、冠本的初值M化物塔灌疝<M.火尸”小尸或“等尸、儿素初小H化物

的烯沸点.喊内是Q屈体通以中、、键的个数比为

(31I述仲A..(i・、<l•:仲元末第成的化合谷化学大力:船内中(不修.广的陶G收

•j'd班f就传数的比型.

20

5.

.（13分）硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：

（D立方氮化硼硬度大，熔点3000C,其晶体类型为.制备飒化硼（BN）的一种方

法为BC13（g）+NHj（g）=BN（s）+3HCl（g）。B。的空间构型为，形成BCL时，

基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价电子轨道表示

式可能为（填标号）。

A.QEmB.ndEffl,c.田mm加nm

282P2s2p282P2s2p

（2）硼砂阴离子［B,0S（0H）4了一的球棍模型如图所示。其中B原

子的杂化方式为，该阴离子中所存在的化学键类型有

（填标号）。

A.离子键B.配位键

C.氢键D.非极性共价键

（3）Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示，硼原子全部组成B6正八面体,各个顶点通过

B-B键互相连接成三维骨架，具有立方晶系的对称性。该晶体的化学式为，晶体

中Ca原子的配位数为;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M点原子的分数坐标为（；，［,4）,已知B6八面体

乙乙乙

中B—B键的键长为，pm,晶胞参数为apm,则N点原子的分数坐标为（a与B

原子间的距离d=pm（列出计算式即可）。

21

原子结构与元素性质练习题

1.下列说法正确的是（）

A.同一原子中，Is、2s、3s电子的能量逐渐减小

B.同一原子中，2p、3p、4P能级的轨道数依次增多

C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动

D.各能层含有的能级数为〃（〃为能层序数）

2.（双选）下列表示氮原子结构的化学用语中，对核外电子的运动状态描述正确目.能据此确定电子能级的

是（）

A.您》B.・N.C.Is22s22P3D.

3.以下有关元素性质的说法不正确的是（）

A.具有下列价电子排布式的原子中，①3s23Pl②3s23P2③3s23P°④3s?3p4,电负性最大的是③

B.某元素气态基态原子的逐级电离能（kj.molr）分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21

703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X?+

C.①Na、K、Rb②N、P、As③0、S、Se④Na、P、Cl,元素的第一电离能随原子序数增大而递

增为是④

D.具有下列电子排布式的原子中，①Is22s22P63s23P2②Is22s22P3③Is22s22P2④Is22s22P63s23P4,原

子半径最大的是①

4.（2022•山东卷，3）：0、的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：

：O+：X；:o+.；Hef：o+：Y。下列说法正确的是［）

A.X的中子数为2

B.X、Y互为同位素

C.；0、；5。可用作示踪原子研究化学反应历程

D.自然界不存在;3。2、分子是因其化学键不稳定

5.下列叙述错误的是（）

A.所有的非金属元素都在p区B.磷的价电子排布式为3s23P3

C.碱金属元素具有较小的电负性D.当各原子轨道处于全充满、半充满、全空时原子较稳定

6.（2023•广东卷，14）化合物XYZ4MEJ可作肥料，所含的5种元索位于主族，在每个短周期均有分

布，仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满，X的基态原子价层电子排布式为X与M

同周期，E在地壳中含量最多。下列说法正确的是（）

A.元素电负性：E>Y>ZB.氢化物沸点：M>Y>E

C.第一电离能：X>E>YD.YZ3和YE3的空间结构均为三角锥形

7.（2023浙江1月选考，10）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充

满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说

法未定病的是（）

A.电负性：Z>X

B.最高正价：Z<M

22

C.Q与M的化合物中可能含有非极性共价键

D.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y

8.下列表达方式错误的是（）

C1

C1：C：C1..

A.四氯化碳的电子式：ClB.氟化钠的电子式：^^一匚

C.硫离子的核外电子排布式：1$22s22P63s23PD.碳-12原子：XC

9.（2023•湖南卷，6）日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3（ZX4）2-WY2。已知：X、Y、Z和W

为原子序数依次增大的前20号兀素，W为金属兀素。基态X原子s凯道上的电子数和p轨道上的电子数

相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2：1：3。下列说法正确的是（）

A.电负性：X>Y>Z>W

B.原子半径：X<Y<Z<W

C.Y和W的单质都能与水反应生成气体

D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性

10.（2022•湖南卷，5）科学家合成了一种新的共价化合物（结构如图所示）,X、Y、Z、W为原子序数依次

增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是（）

xzXZ

I25I25

ZXz—w—Y—W—Xz

3II

x2z5X2Z5

A.原子半径:X>Y>Z

B.非金属性:Y>X>W

C.Z的单质具有较强的还原性

D.原子序数为82的元素与W位于同一主族

11.A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：①原子半径A

VB,②离子半径A>B,③原子序数A>B,④原子最外层电子数AVB,⑤A的正价与B的负价绝对值

一定相等，⑥A的电负性小于B的电负性，⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的（）

A.①©©B.®®®C.③⑤D.③④⑤⑥⑦

12.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用A、h……表示，单位为

/1hh/4........

R7401500770010500

下列关于元素R的判断中一定正确的是（）

A.R的最高正价为+3价B.R元素位于元素周期表中第HA族

C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素D.R元素基态原子的电子排布式为Is22s2

13.下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是（）

A.3P能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为Is22s22P63s23P2的原子

B.2P能级无空轨道，且有•个未成对电子的基态原子和原子最外层电子排布式为2s22P5的原子

C.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为Is22s22P63s23P64s2的原子

D.最外层电子数是核外电子总数段的原子和最外层电子排布式为4s24P$的原子

14.（2023•湖北卷，6）W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的

23

核外电子数与X的价层电子数相等，zz是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物

+

(XY)(WZ4)\下列说法正确的是()

A.分子的极性：WZ3VxzJB.第一电离能：X<Y<Z

C.氧化性：X2Y3<W2Y3D.键能：X2<Y2<Z2

15.银钛形状记忆合金是一种兼有感知和驱动功能的新型智能材料，广泛用于医疗、航空等领域。下列

相关叙述不正确的是()

A.银、钛两种原子中未成对电子数相同，且最高能级一样

B.Ni和Ti4+的电子排布式分别为[Ar]3d84s2和[Ar]

C.银、钛两种元素均为d区的过渡元素，且族序数为2倍关系

D.馍、钛两原子的M层电子数总和等于其他层的电子数总和

16.(1)下列原子或离子的电子排布正确的是(填标号，下同)，违反能量最低原理的是,违反

洪特规则的是,违反泡利不相容原理的是。

®Ca2+：Is22s22P63s23P6②FZIs22s23P6

③P：④O：Is22s22P63s23P63d44s2

⑤Fe：Is22s22P63s23P63d64s2@Mg2+：ls22s22p6

⑦C：

(2)①氮原子价电子的轨道表示式为。

②C。基态原子核外电子排布式为。

③Fe3+基态核外电子排布式为。

17.如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：

(l)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有个原子轨道；p电子的原子轨道呈________

状，每个p能级有个原子轨道。

(2)元素X的原子最外层电子排布式为雁”〃P"',原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有

方向；元素X的名称是,它的氢化物的电子式是

o若元素X的原子最外层电子排布式为那么X的元素符号为,原子的电子排

布经为。

18.有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A

和E属同一族，它们原子最外层电子排布为，/，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是