大单元三　第九章　第31讲　物质结构与性质综合应用

第31讲物质结构与性质综合应用物质结构与性质填空题中的各小题之间相对独立，主要考查原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质，具体考查角度如下：(1)以原子或离子结构为主线的考查角度(2)以配合物的结构为主线的考查角度(3)以分子结构为主线的考查角度(4)以晶体结构为主线的考查角度一、陌生物质的结构与性质1.(2026·浙江1月选考，13)是片状晶体，结构如图，一元弱酸，下列说法不正确的是()A.晶体中有氢键和范德华力B.H3BO3在水中电离：H3BO3⥬H++H2BOC.H3BO3能与乙酸反应D.(HBO2)3可表示为答案B2.(2025·浙江6月选考，13)能代表化合物(N2H5)2Zn(SO4)2的结构片段如图(氢原子未画出)，下列有关该化合物的描述不正确的是()A.图中球①代表原子团NH2B.该化合物易溶于水C.作还原剂时，该化合物释放H+D.氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键答案D解析由结构片段和化合物化学式可知，各部分结构如图：；N2H5+可表示为NH2—NH3+，其中①号氮原子要提供孤电子对与Zn2+形成配位键，而—NH3+结构中无孤电子对，故①表示NH2，A正确；该化合物属于可溶性盐，且可与水形成氢键，因此易溶于水，B正确；作还原剂时，N2H5+会转化为N2和H+，C正确；N2H5+中①号氮原子与Zn2+形成配位键，旁边的氮原子与H+形成配位键，因此氮原子上没有孤电子对，但S3.(2025·浙江1月选考，13)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是()A.晶体类型为混合晶体B.NH3与二价铁形成配位键C.该化合物与水反应有难溶物生成D.该化合物热稳定性比FeCl2高答案D解析由图可知，Fe(NH3)2Cl2晶体中存在离子键、配位键、分子间作用力，具有分子晶体和离子晶体的特性，属于混合晶体，A正确；NH3与二价铁通过配位键形成[Fe(NH3)2]2+，B正确；Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀，化学方程式为Fe(NH3)2Cl2+2H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl，C正确；Fe(NH3)2Cl2中[Fe(NH3)2]2+离子半径大于Fe2+，[Fe(NH3)2]2+与Cl-之间的键能小于Fe2+与Cl-之间的键能，Fe(NH3)2Cl2热稳定性比FeCl2弱，D错误。二、物质结构与性质大题4.[2025·浙江6月选考，17(1)(2)(3)①]铜在自然界大多以硫化物形式成矿。请回答：(1)有关铜和硫的说法正确的是。

A.基态硫原子有7对成对电子B.铜焰色试验呈绿色，与铜原子核外电子跃迁释放能量有关C.基态铜原子失去2个电子，3d轨道形成全充满结构D.配位键强度：[Cu(NH3)]2+>[(2)一种铜化合物的晶胞如图1，写出由配离子表示的该化合物的化学式：。

(3)化合物A[化学式：(H2N)3PS]和B[化学式：(H2N)3PO]具有相似的结构，如图2。化合物B给出H+趋势相对更大，请从结构角度分析原因：

。

答案(1)ABD(2)Cu(N(3)化合物A与化合物B结构相似，氧元素的电负性大于硫元素的电负性，在化合物B中N—H的极性更强，更易断裂解析(1)硫原子的原子序数为16，其基态电子排布为1s22s22p63s23p4，成对电子共7对，A正确；焰色试验是金属离子在高温下激发，电子跃迁回基态时释放能量的现象，B正确；基态铜原子电子排布式为[Ar]3d104s1，当基态铜原子失去2个电子时，形成[Ar]3d9，3d轨道并未充满，C错误；CuNH32+、CuNH3+配位数都是1，但CuNH32+的中心铜离子电荷更高，配体结合更稳定，D正确。(2)根据均摊法，该铜化合物的晶胞中含Pt：8×18+1=2，每个Pt周围有4个Cl配位；每个晶胞中含Cu：4×14+2×12=2，每个Cu周围有4个NH3配位，则由配离子表示的该化合物的化学式为CuNH34PtCl45.(2025·浙江一模)锌和硫在工业中都有重要作用，也是人体必需元素。回答下列问题：(1)下列说法正确的是(填字母)。

A.基态锌原子的价层电子排布式为4s2B.碱性：[Zn(NH3)4]2+<NH3C.基态硫原子核外电子占据的原子轨道数为8D.同周期元素中第一电离能大于硫元素的有三种(2)硫化锌是优良的半导体锂离子电池负极材料，在充电过程中，负极材料晶胞的组成变化如图所示。LixZnyS晶胞中x∶y=。

(3)硫代硫酸根离子(S2O32-)可看作是SO42-①硫代硫酸盐可作浸金试剂。浸金时，S2O32-作为配体与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。判断S2O32-中的中心S原子和端基S原子哪一个作配位原子：(填“端基S”或“中心S”)②碘量法滴定常用到反应：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。推测连四硫酸根离子(S4O6答案(1)BD(2)6∶1(3)①端基S端基S原子含有孤电子对，能作配位原子②(或)解析(1)基态锌原子的价层电子排布式为3d104s2，故A错误；氨气在水中会与水发生反应生成一水合氨，一水合氨是一种弱碱，在水中部分电离出氢氧根离子，[Zn(NH3)4]2+中氨气和锌离子通过配位键形成了配离子，比较稳定，很难在溶液中与水结合，电离出氢氧根离子，故B正确；基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，占据的原子轨道数为9，故C错误；同周期元素中第一电离能大于硫元素的有三种，分别为P、Cl、Ar，故D正确。(2)由图中充电后的晶胞结构可知，Zn2+或Li+共七个，S2-有四个，结合化合价代数和等于零可以算出LixZnyS晶胞中x∶y=6∶1。(3)①S2O32-的结构式为，中心S原子与三个O原子和一个S原子相连，其价层电子已经饱和，无孤电子对，而端基S原子具有孤电子对，能够作配位原子。②S2O32-中S元素的平均化合价为+2价，当发生反应I2+2S2O32-=2I-+S4O62-时，碘单质化合价降低，S元素化合价升高，S4O62-的结构中有—S—S—课时精练[分值：100分](1~7题，每小题7分)1.(2025·浙江第一届NBchem高考模拟)下列表示正确的是()A.NH3的VSEPR模型名称为正四面体形B.固体SiO2一定是晶体C.基态氧原子的价层电子轨道表示式：D.DNA分子中碱基A和T配对形成的氢键：答案D解析NH3中中心原子氮的价层电子对数为3+12×(5-3×1)=4，NH3的VSEPR模型名称为四面体形，A错误；固态SiO2分晶态和非晶态，B错误；基态氧原子的价层电子轨道表示式为，C错误；DNA分子中的两条链上的碱基通过氢键作用，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)配对，形成氢键：N—H…O和N—H…N，D正确。2.五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的黄色黏稠状液体，结构如图所示，已知其熔点为-20℃，沸点为103℃。下列推测不合理的是()A.属于分子晶体B.不溶于水，易溶于苯C.隔绝空气受热分解生成Fe和COD.每个Fe(CO)5粒子中含20个σ键答案D解析五羰基铁[Fe(CO)5]是一种具有三角双锥结构的非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中，故B正确；五羰基铁不稳定，在隔绝空气条件下受热分解，生成铁和一氧化碳，故C正确；1个分子中铁和碳原子形成5个σ键，每个碳氧三键中含一个σ键，则每个Fe(CO)5粒子中含10个σ键，故D错误。3.(2025·浙江第一届NBchem高考模拟)物质微观结构决定宏观性质，进而影响用途。下列微观结构或现象不能解释其性质的是()选项微观结构或现象性质ASCN-中S和N均具有孤电子对S和N均可以作为配位原子B杯酚分离C70和C60体现超分子的自组装C磷脂分子头部亲水，尾部疏水；细胞膜是磷脂双分子层细胞膜双分子层头向外，尾向内排列DF-可以和HF形成氢键缔合成F-HFHF的浓溶液酸性增强答案B解析SCN-的电子式为，S和N原子均有孤电子对，均可以作为配位原子，A正确；杯酚与C60能形成超分子，与C70不能形成超分子是因为超分子具有“分子识别”的特性，不是因为超分子的自组装，B错误；细胞膜是磷脂双分子层，磷脂分子头部亲水，尾部疏水使细胞膜双分子层头向外，尾向内排列，C正确；HF的浓溶液酸性增强是因为F-和HF形成氢键缔合成F-(HF)n，使HF电离程度增大，D正确。4.(2025·浙江师大附中高三阶段考试)一种新型离子液体溶剂的结构简式如图所示。下列说法正确的是()A.电负性：N>O>CB.该化合物中不存在离子键C.BF4D.该物质中有4种元素位于p区答案D解析C、N、O为同周期元素，随核电荷数的递增，电负性增强，则电负性：O>N>C，A错误；该化合物为离子液体，是离子化合物，其阴离子为BF4-，阳离子为右侧的部分，一定含有离子键，B错误；BF4-的中心B原子的价层电子对数为4+(3+1)-1×42=4，无孤电子对，为正四面体形结构，C错误；该化合物的组成元素中，B、C、N、F位于p5.(2023·山东，5)石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是()A.与石墨相比，(CF)x导电性增强B.与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强C.(CF)x中C—C的键长比C—F短D.1mol(CF)x中含有2xmol共价单键答案B解析石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长较C—C键长短，键能大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确、C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键，D错误。6.(2025·嘉兴高三模拟)[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品。实验室可利用CoCl2制取该配合物：2CoCl2+2HCl+12NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。已知[Co(NH3)6]3+的正八面体形的空间结构如图，下列说法不正确的是()A.[Co(NH3)6]3+中含有极性键、配位键和氢键B.[Co(NH3)6]3+中∠N—Co—N有两种不同大小的键角C.NH3、H2O与Co3+形成配离子的稳定性：NH3>H2OD.若[Co(NH3)6]3+中两个NH3被Cl-替代，得到的[Co(NH3)4Cl2]+有2种结构答案A解析[Co(NH3)6]3+中NH3的N—H为极性键，NH3与Co3+间为配位键，没有氢键，A错误；由图可知，NH3与中心离子Co3+形成的空间结构为正八面体形，∠N—Co—N在正方形平面内键角为90°，竖直与平面方向形成的键角为90°，竖直方向形成的键角为180°，B正确；O的电负性比N强，原子核对外层电子的吸引能力强，因此O不易提供孤电子对形成配位键，故NH3形成配离子的稳定性强于H2O，C正确；正八面体的6个顶点完全相同，[Co(NH3)4Cl2]+的空间结构有2种，分别为、，D正确。7.(2025·金华模拟)冰晶石(Na3AlF6)的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是()A.Na3AlF6晶体属于混合型晶体B.与浓硫酸共热，可产生HF气体C.Cl原子的3p能级给出电子对能力比F原子的2p能级弱，故不存在Na3AlCl6D.Na3AlF6晶体中，Al原子中的2d、3s、3p等轨道进行杂化形成6个杂化轨道答案B解析冰晶石是由Na+和AlF63-构成的离子晶体，A错误；冰晶石与浓硫酸共热时，发生反应：2Na3AlF6+3H2SO4(浓)Al2(SO4)3+6NaF+6HF↑，可以产生HF气体，这是利用了难挥发性酸制取易挥发性酸的原理，B正确；不存在Na3AlCl6主要是因为Al3+与Cl-形成的配位键稳定性相对较弱，且Cl-半径较大，空间位阻较大等，C错误；Al是13号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p8.(18分)(2025·浙江新阵地教育联盟高三第一次联考)N、O、F的化合物种类繁多，应用广泛，请回答：(1)某化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为，已知图中虚线连接的O原子与Cu原子距离最近且相等，晶体中距每个Cu原子最近的O原子有个。

(2)下列说法不正确的是(填字母)。

A.基态铜原子的价层电子排布式为3d94s2B.第一电离能：F>O>NC.气态分子NOCl中所有原子均满足8电子结构，则分子中存在双键D.离子键的百分数：MgO<CaO(3)O3分子的键角约为117°，中心O原子的杂化方式为。

(4)已知吡啶()和吡咯()分子中均存在6个电子参与形成的大π键，判断碱性：吡啶(填“>”“<”或“=”)吡咯。

(5)弱电解质的电离一般是吸热的，而HF(aq)⥬H+(aq)+F-(aq)ΔH<0，结合F-的结构说明原因：。

答案(1)NaCuO24(2)AB(3)sp2(4)>(5)F-半径小，能与水分子形成强烈的静电作用，水合时释放大量能量解析(1)Cu个数为8×18=1，O原子为2个，Na原子为1个，化学式为NaCuO2，结合晶体结构，晶体中距每个Cu原子最近的O原子有4个。(2)基态铜原子的价层电子排布式：3d104s1，故A错误；同周期元素中，从左到右第一电离能呈增大趋势，由于氮原子的2p能级轨道处于半充满状态，它的第一电离能大于氧的第一电离能，则第一电离能：F>N>O，故B错误；气态分子NOCl中所有原子均满足8电子结构，则结构式为ON—Cl，分子中存在双键，故C正确；电负性：O>Mg>Ca，电负性差值越大，离子键的百分数越大，离子键成分的百分数：MgO<CaO，故D正确。(3)由O3分子的键角约为117°可知，O3中心O原子价层电子对数为2+6-2×22=3，采取sp2杂化。(4)在吡咯中，氮原子的孤电子对参与形成了大π键，这使得氮原子上的电子云密度降低，从而减弱了其碱性，碱性：吡啶>吡咯。(5)任何一种酸在水中电离都分为两个过程：解离过程和溶剂化过程，解离过程是HF离解成F-和H+，这个过程是吸热的，溶剂化过程是解离出来的F-和H+与溶剂水作用，得到水合离子的过程，这个过程是放热的，当第二个过程放出的热比第一个过程吸收的热多，表现为放热。则HF(aq)⥬H+(aq)+F-(aq)ΔH<09.(18分)(2025·杭州高三阶段练)镍酸镧具有良好的电化学性能，可用于光电化学领域。镍酸镧电催化剂立方晶胞如图所示。(1)La周围紧邻的O有个，镍酸镧晶体的化学式为。

(2)金属镓(Ga)的卤化物熔点如表：GaF3GaCl3GaBr3熔点/℃>100077.75122.3下列说法正确的是(填字母)。

A.Ga的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p1B.GaI3的熔点介于122.3℃和1000℃之间C.第一电离能：Al>Ga；电负性：Ca<GaD.GaCl3易形成二聚体Ga2Cl6(结构如图所示)，GaCl3和Ga2Cl6中Ga的杂化方式相同(3)化合物a、b、c的结构如图：①已知沸点：a>c，主要原因是。

②化合物a、b中氨基结合质子的能力是a(填“>”“<”或“=”)b，请从结构角度说明原因：

。

答案(1)12LaNiO3(2)BC(3)①(CH3)2N—CO—N(CH3)2分子间只存在范德华力，CO(NH2)2分子间存在范德华力和氢键，故CO(NH2)2的沸点高②<O的电负性大于S，CO(NH2)2中N的电子云密度降低，故结合H+的能力：a<b解析(1)La位于立方体的体心，O原子位于立方体的12条棱的棱心，则La周围紧邻的O有12个；晶胞中La个数为1、O个数为12×14=3、Ni个数为8×18=1，所以镍酸镧晶体的化学式为LaNiO3。(2)Ga的原子序数为31，基态原子简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1，故A错误；F、Cl、Br、I元素电负性递减，GaF3为离子晶体，GaCl3、GaBr3、GaI3为分子晶体，相对分子质量越大、分子间作用力越大、熔点越高，一般分子晶体熔点低于离子晶体，所以GaI3熔点介于GaBr3与GaF3之间，即GaI3的熔点介于122.3℃和1000℃之间，故B正确；Al、Ga同主族，同主族元素从上至下第一电离能递减，即第一电离能：Al>Ga；Ca、Ga同周期，同周期主族元素从左至右电负性递增，即电负性：Ca<Ga，故C正确；GaCl3易形成二聚体Ga2Cl6，Ga2Cl6中Ga形成4个σ键，Ga采取sp3杂化，GaCl3中Ga形成3个σ键，无孤电子对，Ga采取sp2杂化，即GaCl3和Ga2Cl6中Ga的杂化方式不同，故10.(15分)(2024·浙江稽阳联谊学校高三联考)磷及其化合物用途广泛。请回答：(1)某激发态P