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第 37 讲 物质结构与性质填空题突破
[复习目标] 1.明确物质结构与性质填空题的题型特点和常考热点。2.掌握解答物质结构与
性质填空题的思维模式，提升综合运用物质结构与性质知识分析问题的能力。
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)以分子结构为主线的考查角度
(3)以晶体结构为主线的考查角度1．(2022·西安模拟)硒(Se)是一种有重要作用的元素，可以形成多种化合物。
(1)基态硒原子的核外电子排布式为________。
(2)H SeO 的中心原子杂化类型是________，SeO的空间结构是________。
2 3
(3)H Se属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
2
(4)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数
为________；若该晶胞密度为ρ g·cm－3，硒化锌的摩尔质量为M g·mol－1，N 代表阿伏加
A
德罗常数的值，则晶胞参数a为________pm。
答案 (1)[Ar]3d104s24p4
(2)sp3 三角锥形
(3)极性
(4)4 ×1010
解析 (1)硒为34号元素，基态Se原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
(2)SeO的中心原子Se的价层电子对数为3＋×(6＋2－3×2)＝4，有一个孤电子对，所以
SeO的空间结构是三角锥形。
(3)H Se分子中有孤电子对，空间结构为V形，正、负电中心不重合，所以HSe属于极性分
2 2
子。
(4)根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌
原子，所以硒原子的配位数为4；该晶胞中含有硒原子数为8×＋6×＝4，含有锌原子数为
4，根据ρ＝＝，所以V＝，则晶胞参数a＝ cm＝×1010 pm。
2．(2022·四川南充模拟)乙酰丙酮是“一种有酯气味的无色透明液体，常用作溶剂、有机合
成中间体、金属络合剂等。它有两种主要互变异构体 A、B，与Be2＋、Mg2＋、Cu2＋、Zn2＋
等形成配合物C。回答下列有关问题：
(1)基态Cu2＋的价层电子排布式为________，Be和Mg第一电离能较大的是________原子。
(2)A中C原子杂化轨道类型为________；按VSEPR模型预测B中∠HCC约为________、
________(填角度)。B在碱性条件下断裂极性最大的键是________。具有分子内氢键的是
________(填“A”或“B”)。(3)C中σ键与π键数目之比为________。
(4)乙酰丙酮易溶于醇、氯仿、丙酮等多数有机溶剂，理由是_________________________。
(5)金属铜的某些参数如下：
金属 堆积类型 密度/(g·cm－3) 相对原子质量
Cu ρ 64
根据上述数据，计算Cu的原子半径为________pm (列出计算表达式，设N 是阿伏加德罗常
A
数的值)。
答案 (1)3d9 Be
(2)sp2和sp3 120° 109°28′ O—H B
(3)15∶2
(4)乙酰丙酮的极性与有机溶剂相似，故在有机溶剂中溶解性较好
(5)×1010
解析 (1)Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，则基态Cu2＋的价层电子排布式为3d9；同一主
族，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，Be和Mg同属于第ⅡA族，且Be的原子序数
小于Mg，则第一电离能较大的是Be原子。
(2)A中，饱和C原子采取sp3杂化，碳氧双键中的C原子采取sp2杂化，故A中C原子杂化
轨道类型为sp2和sp3；按VSEPR模型，B中碳碳双键上的一个碳原子和其相邻的原子构成
了接近正三角形的结构，该结构中的∠HCC约为120°，甲基和相邻的碳原子构成了接近正
四面体的结构，故该结构中的∠HCC约为109°28′；B中O和H的电负性差异最大，故极
性最大的键为O—H；如图所示，B分子中的酮羰基上的O和羟基上的H形成分子内氢键。
(3)C中，单键、配位键是σ键，1个双键含有1个σ键和1个π键，则C中σ键的数目为
2×(13＋2)＝30，π键的数目为2×2＝4，则C中σ键与π键数目之比为30∶4＝15∶2。
(4)根据“相似相溶”规律，乙酰丙酮的极性与有机溶剂相似，故在有机溶剂中溶解性较好。
(5)设Cu的原子半径为r pm，晶胞棱长为a pm，则a＝4r，a＝2r，则晶胞体积为(a×
10－10 cm)3＝(2r×10－10 cm)3；晶胞中含有Cu的个数为8×＋6×＝4，晶胞质量为
g，则ρ g·cm－3＝，解得r＝×1010。
3．(2022·山西临汾模拟)国产大飞机C919的制造使用了较多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等)，
多项技术打破了国外垄断。
(1)原子的能量由核电荷数、电子数、________三个因素共同决定；基态B原子的核外电子
填充在________个轨道中。
(2)耐高温材料立方BN制备流程中用到NH 、BCl 和触媒剂Ca B N。
3 3 3 2 4①Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为________。
②BCl 中B原子的________轨道与Cl原子的________轨道形成σ键；形成BCl 过程中基态
3 3
B原子价电子层上的电子先激发，再杂化，激发后B原子的价层电子轨道表示式为________。
③BCl 在四氯化碳中的溶解度远大于NH ，原因是________。
3 3
(3)硼砂是非常重要的含硼矿物。一种硼砂阴离子的结构如图1所示，则1 mol该阴离子存在
的配位键的物质的量为________，n＝________。
(4)制造硼合金的原料硼化钙(CaB )晶胞结构如图2所示，硼原子全部组成B 正八面体，各
6 6
个顶点通过B—B互相连接成三维骨架。已知该晶体晶胞参数为a pm，B 八面体中B—B
6
的键长为d pm，M点原子的坐标参数为(，，)，则N点原子的坐标参数为(________，
1,0)。
答案 (1)电子(运动)状态 3
(2)①N>B>Ca ②sp2杂化 3p
③BCl 和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶
3
(3)2 mol 2 (4)
解析 (1)整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子(运动)状态三个因素共同决定；基态B
原子的电子排布式为1s22s22p1，故其核外电子填充在1s、2s、2p三个轨道中。
(2)①金属的电负性较小，另外，同周期元素电负性从左向右逐渐增大，故Ca、B、N三种
元素电负性从大到小的顺序为N>B>Ca。②BCl 中B原子的价层电子对数为3，其杂化方式
3
为sp2，故BCl 中B原子的sp2杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键；基态B原子价电子层
3
上的电子先激发，再杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相同，故激发时 B原子的价
层电子轨道表示式为 。(3)由图1可知，图中连有羟基的B原子含
有配位键，故1 mol该阴离子存在的配位键的物质的量为2 mol，在该阴离子中B显＋3价，O显－2价，H显＋1价，根据化合价的关系可知，n＝2。
(4)将8个正八面体的中心连接成晶胞的立方晶系图，由 M点坐标知该原子位于晶胞的体心，
且每个坐标系的单位长度都记为1，已知B 八面体中B—B的键长为d pm，晶胞参数为a
6
pm，则八面体中心到顶点的距离为d，则N点在棱的处，其坐标为(，1,0)。
1．(2022·全国乙卷，35)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。回答
下列问题：
(1)氟原子激发态的电子排布式有__________，其中能量较高的是__________。(填标号)
a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C HCl)分子中，C的一个____________________________________________
2 3
杂化轨道与Cl的3p 轨道形成C—Cl________________________________________________
x
键，并且Cl的3p 轨道与C的2p 轨道形成3中心4电子的大π键(Π)。
z z
②一氯乙烷(C HCl)、一氯乙烯(C HCl)、一氯乙炔(C HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是
2 5 2 3 2
________________________________________________________________________，
理 由 ： (ⅰ)C 的 杂 化 轨 道 中 s 成 分 越 多 ， 形 成 的 C—Cl 越 强 ；
(ⅱ)_________________________。
(3)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
2
__________。解释X的熔点比Y高的原因__________________________________________。
(4)α-AgI晶体中I－作体心立方堆积(如图所示)，Ag＋主要分布在由I－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，α-AgI晶体在
电池中可作为__________。
已知阿伏加德罗常数的值为N ，则α-AgI晶体的摩尔体积V ＝________________m3·mol－
A m
1(列出算式)。
答案 (1)ad d (2)①sp2 σ ②一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多，
形成的C—Cl越强
(3)CsCl CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
(4)电解质解析 (1)F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5,1s22s22p43s1为基态氟原子2p
能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确；1s22s22p43d2，核外共10
个电子，不是氟原子，b 错误；1s22s12p5，核外共 8 个电子，不是氟原子，c 错误；
1s22s22p33p2为基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d
正确；同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量较高的是 1s22s22p33p2。(2)①
一氯乙烯的结构式为 ，碳原子采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道
与Cl的3p 轨道形成C—Cl σ键。②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强，C—
x
Cl的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采
取sp杂化，sp杂化时s成分多，sp3杂化时s成分少，同时Cl参与形成的大π键越多，形成
的C—Cl的键长越短，一氯乙烯中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成3中心4电子的大π键
(Π)，一氯乙炔中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成2个3中心4电子的大π键(Π)，因此三种
物质中C—Cl键长的顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。(3)CsICl 发生非氧化还原反应，
2
各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为 CsCl，红棕色液体为ICl，
而CsCl为离子晶体，熔化时克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时克服的是分子间作用
力，因此CsCl的熔点比ICl高。
(4)由题意可知，在电场作用下，Ag＋不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI晶体是
优良的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为 8×＋1＝2，依据
化学式AgI可知，银离子个数也为2，晶胞的物质的量n＝mol＝ mol，晶胞体积V＝
a3 pm3＝(504×10－12)3 m3，则α-AgI晶体的摩尔体积V ＝＝＝ m3·mol－1。
m
2．(2022·广东，20)硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重
要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领
域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下：(1)Se与S同族，基态硒原子价层电子排布式为__________。
(2)H Se的沸点低于HO，其原因是_______________________________________________。
2 2
(3)关于Ⅰ～Ⅲ 三种反应物，下列说法正确的有____________________________________。
A．Ⅰ中仅有σ键
B．Ⅰ中的Se—Se为非极性共价键
C．Ⅱ易溶于水
D．Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E．Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大
(4)Ⅳ 中具有孤电子对的原子有__________。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为HSeO___________________________________________
2 4
(填“>”或“<”)H SeO。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠(Na SeO)可减轻重金属铊引起
2 3 2 4
的中毒。SeO的空间结构为________。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该
方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物 X是通过该方法筛选出的潜在热电材料
之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为__________。
②设X的最简式的式量为 M，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为
r
______nm(列出计算式，N 为阿伏加德罗常数的值)。
A
答案 (1)4s24p4 (2)两者都是分子晶体，由于水分子存在分子间氢键，沸点高 (3)BDE
(4)O、Se (5)＞ 正四面体形(6)①KSeBr ②××107
2 6
解析 (1)基态S原子价层电子排布式为3s23p4，Se与S同族，Se为第四周期元素，因此基
态Se原子价层电子排布式为4s24p4。(3)Ⅰ中有σ键，还有大π键，故A错误；Ⅰ中的Se—
Se为非极性共价键，故B正确；烃都难溶于水，因此Ⅱ难溶于水，故C错误；Ⅱ中苯环上
的碳原子和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp2，碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp，故D
正确；根据同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因
此Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大，故E正确。(4)分子Ⅳ中O、Se都有孤电子对，C、
H、S都没有孤电子对。(5)根据非羟基氧越多，酸性越强，因此硒的两种含氧酸的酸性强弱
为HSeO ＞HSeO 。SeO中Se的价层电子对数为4＋×(6＋2－2×4)＝4，其空间结构为正
2 4 2 3
四面体形。(6)①根据晶胞结构得到一个晶胞中K有8个， 有8×＋6×＝4个，则X的
化学式为KSeBr 。②设晶胞参数为a nm，得到ρ＝＝，解得a＝×107，X中相邻K之间的
2 6
最短距离为晶胞参数的一半，即为××107 nm。
课时精练
1．(2022·山东潍坊模拟)砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等太阳能电池适合光电转换，可以直
接把光能转化成电能。回答下列问题：
(1)元素As与N同族，预测As的氢化物分子的空间结构为________，其基态原子最外层p
轨道电子的自旋________(填“相同”或“相反”)。
(2)元素Cd与Zn是同一副族的相邻元素，Cd的价层电子排布式为4d105s2，Cd2＋的价层电子
排布式为________。
(3)经X射线衍射实验证明在碲酸(H TeO )分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结
6 6
构，碲酸中碲原子的价层电子对数为________。
(4)Te、Se 都是第Ⅵ A 族的元素，SeF 与 SF 具有相似的结构，则 熔、沸点
6 6
SeF________SF (填“>”“<”或“＝”，下同)；二硒键和二硫键是重要的光响应动态共
6 6
价键，其光响应原理可用如图表示，已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波
长：λ________λ，其原因是________。
1 2
(5)CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞参数如图1所示。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。如原子M的坐标为(0,0,0)，则原子N的
坐标为________。
该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示，则代表Te原子的位置是________(填序号)，
晶胞中原子6和11之间的距离为________pm(用含a的代数式表示)。
答案 (1)三角锥形 相同
(2)4d10
(3)6
(4)> < Se的原子半径比S原子大，Se—Se的键能比S—S的键能小，所以二硒键的波长
长
(5)(，，) 7、8、11 a
解析 (1)元素As与N同族，NH 中N为sp3杂化，则AsH 中As也为sp3杂化，则As的氢
3 3
化物分子的空间结构为三角锥形；As的核外价层电子排布式为4s24p3,4p轨道的电子自旋相
同。(2)Cd的价层电子排布式为4d105s2，Cd2＋的价层电子排布式为4d10。(3)碲酸(H TeO )分
6 6
子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构，碲原子的价层电子对数为 6。(4)SeF 与
6
SF 具有相似的结构，均为分子晶体，SeF 的相对分子质量大，分子间作用力强，熔、沸点
6 6
高，故熔、沸点：SeF>SF ；Se的原子半径比S原子大，Se—Se的键能比S—S的键能小，
6 6
故λ<λ 。(5)N的坐标为(，，)；根据图1，可知代表Te原子的位置是7、8、11；如图所示，
1 2
A为6球位置，AB的长度为6和11球的距离，C为B(11球)在底面的投影，落在面对角线
的的位置，BC的长度为边长的，为a pm；CD的距离为面对角线的，长度为a pm；AD长
度为面对角线一半，为a pm，AC长度为 pm＝ pm，AB的长度为 pm＝ pm＝a pm。
2．(2022·安徽马鞍山模拟)人类对第二周期的元素及化合物认识最早。
(1)第二周期的元素中，I(第一电离能)从大到小排前三位的是________。
1
(2)XeF＋PtF溶于水可生成Xe和HPtF ，写出反应的化学方程式：_______________________。
6
(3)SCN—中C原子的杂化轨道类型为________， 其中含有两个相同的大π键，其形式为
________(用Π表示，n为原子数，m为电子数)，检验Fe3＋时，SCN—以 S原子配位不以N原子配位的原因是________。
(4)如图，在NaCl的晶体中，Na＋和Cl—互相占据对方的正八面体空隙，CaF 晶体中，F－占
2
据由Ca2＋构成的所有正四面体空隙。钛镍合金具有形状记忆功能。某钛、镍原子个数比为
2∶1的合金的晶体结构为镍原子呈面心立方排列，钛原子填充在由镍原子围成的所有八面
体空隙和一半的四面体空隙中，若最近的钛原子和镍原子紧密接触，镍原子周围距离最近的
钛原子数为________； 钛原子和镍原子的半径分别为 r 和r ，该晶体的空间利用率为
1 2
________(用含r的代数式表示，不必化简，空间利用率＝×100%)。
答案 (1)Ne、F、N
(2)2XeF＋PtF＋2HO===2Xe↑＋O↑＋2HF＋2HPtF
2 2 6
(3)sp Π S元素的电负性小，离子中S原子易给出孤电子对
(4)4 ×100%
解析 (1)第二周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，稀有气体氖原子的2p轨道为稳
定的全充满结构，第一电离能最大，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素第一电离
能大于相邻元素，则第一电离能从大到小排前三位的是氖、氟、氮。
(2)由题意可知，XeF＋PtF与水反应生成氙、氧气、氢氟酸和六氟合铂酸，反应的化学方程
式为2XeF＋PtF＋2HO===2Xe↑＋O↑＋2HF＋2HPtF 。
2 2 6
(3)硫氰酸根离子的空间结构为直线形，所以碳原子的杂化轨道类型为sp杂化；离子中碳原
子未参与杂化的2个p电子与硫原子和氮原子的p电子形成大π键，其形式为Π；硫氰酸根
离子中硫元素的电负性小于氮元素，相对于氮原子，硫原子易给出孤电子对，所以检验铁离
子时，离子以硫原子配位不以氮原子配位。(4)由题意可知，镍钛合金形成的晶胞中，位于
体内的钛原子个数为8，位于顶角和面心的镍原子个数为8×＋6×＝4，体对角线的长度为
4(r ＋r)，则晶胞中钛原子和镍原子的体积为πr×8＋πr×4＝π(8r＋4r)，晶胞的边长为，体
1 2
积为[]3，则晶体的空间利用率为×100%。
3．(2022·河南商丘模拟)CIGS靶材是一种主要含铜、铟(In)、镓(Ga)、硒(Se)的合金，由于其
良好的电学传导和光学透明性被广泛用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：
(1)基态Ga的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，转化为下列激发态时所需能量最少的是
________(填字母)。
A．B．
C．
D．
(2) 硫 酸 铜 分 别 和 氨 水 、 EDTA[(HOOCCH )NCH CHN(CH COOH)] 可 形 成 配 合 物
2 2 2 2 2 2
[Cu(NH )(H O) ]SO 、[Cu(EDTA)]SO 。
3 4 2 2 4 4
①SO的空间结构为________，EDTA中碳原子杂化方式为________________________。
②在[Cu(NH )(H O) ]SO 化合物中，阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图)，该阳离子中存
3 4 2 2 4
在的化学键类型为________，该化合物加热时首先失去的组分是________。
(3)人体代谢甲硒醇(CHSeH)后可增加抗癌活性，下表中有机物沸点不同的原因为
3
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
有机物 甲醇 甲硫醇(CHSH) 甲硒醇
3
沸点/℃ 64.7 5.95 25.05
(4)四方晶系CuInSe 的晶胞结构如图所示，晶胞参数为a＝b＝m pm，c＝2m pm，晶胞棱边
2
夹角均为90°。设阿伏加德罗常数的值为N ，CuInSe 的相对分子质量为M，则该晶体密度ρ
A 2
＝________g·cm－3 (用含有m、M和N 的代数式表示)。该晶胞中，原子坐标分别为2号Cu
A
原子(0,0.5,0.25)，3号In原子(0,0.5,0.75)，晶体中与单个In键合的Se有________个。
答案 (1)B (2)①正四面体形 sp2、sp3 ②共价键和配位键 HO (3)三种物质都是分子
2
晶体，结构相似，相对分子质量越大，沸点越高，但甲醇分子间存在氢键所以沸点最高
(4) 4解析 (1)根据核外电子排布规律可知，激发态B的能量最低，故基态Ga原子转化为激发态
B时所需能量最少，故选B。(2)①SO的σ键的数目为4，孤电子对数为＝0，故SO的空间
结构为正四面体形；EDTA中，饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，连有碳氧双键的碳原子
的杂化方式为sp2杂化，故EDTA中碳原子杂化方式为sp3和sp2。②该配合物的阳离子中，
Cu2＋和配体之间形成配位键，配体分子内存在极性键，故该阳离子中存在配位键和极性键；
Cu2＋与HO形成的配位键比与NH 所形成的配位键弱，故该化合物加热时首先失去的组分
2 3
是HO。(4)Cu原子有4个位于棱上、6个位于面上，故Cu原子的个数为6×＋4×＝4，In
2
原子有8个位于顶角、4个位于面上、1个位于体心，故In原子的个数为8×＋4×＋1＝4，
Se原子全部在晶胞内部，故Se原子的个数为8，则晶胞质量为 g，晶胞体积为(m×10－
10cm)×(m×10－10cm)×(2m×10－10cm)＝2m3×10－30 cm3，故晶胞密度ρ＝＝ g·cm－3；晶胞中
与单个In键合的Se有2个，则晶体中与单个In键合的Se有4个。
4．(2022·太原模拟)我国科学家研究了具有高稳定性的二维硼烯氧化物(B O)的超导电性。
m n
回答下列问题：
(1)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素为________(填元素符号)。
(2)①已知二维硼烯氧化物的部分结构如图所示，则该氧化物的化学式为________，其中硼
原子的杂化轨道类型为________。
②键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得。经过该实验测定，二维硼烯氧化
物 中 B—B 的 键 长 大 于 B—O 的 键 长 ， 其 原 因 是
________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)硼烷又称硼氢化合物，随着硼原子数的增加，硼烷由气态经液态至固态，其原因：
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)LiBH -LiI复合材料在低温下表现出较高的离子电导率。BH中H的化合价为－1，其原因
4
可能是________，BH可以被PS部分取代，PS的空间结构为________。
(5)Fe O 是电子导体，其导电率显著高于Fe O ，这归因于Fe2＋和Fe3＋中心之间的电子交换。
3 4 2 3
如图甲所示， Fe O 晶体中，O2－围成正四面体空隙(如：1、3、6、7围成)和正八面体空隙
3 4
(如：3、6、7、8、9、12围成)，Fe O 中有一半的Fe3＋填充在正四面体空隙中， Fe2＋和另
3 4
一半
Fe3＋填充在正八面体空隙中。则没有填充阳离子的正四面体空隙数与没有填充阳离子的正八
面体空隙数之比为________。FeO 、Fe O 都具有与Fe O 相似的立方堆积结构，氧化亚铁
2 3 3 4晶体的晶胞如图乙所示，已知：氧化亚铁晶体的密度为 ρ g·cm－3，N 代表阿伏加德罗常数
A
的值。在该晶体中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为______；Fe2＋与O2－的最短核间距为
________cm(列出计算式)。
答案 (1)Be、C、O (2)①B O sp2 ②O的原子半径小于B的原子半径，二维硼烯氧化物
2
中B—B的键长大于B—O的键长
(3)随着B原子数增多，硼烷相对分子质量增大，范德华力增强，沸点升高 (4)电负性：
H>B 正四面体形 (5)7∶2 12
解析 (1)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，Be元素原子2s轨道为全
充满稳定状态，N元素原子2p轨道为半充满稳定状态，其第一电离能均高于同周期相邻元
素，故第一电离能：N>O>C>Be>B。(2)①在每个环中，氧原子数为2×＝1，B原子数为
6×＝2，该氧化物的化学式为B O；1个硼原子周围连接三个σ键，没有孤电子对，杂化轨
2
道类型为sp2。(3)硼烷属于分子晶体，随着B原子数增多，硼烷相对分子质量增大，范德华
力增强，沸点升高。(4)由于电负性：H>B，BH中B显正价，故H的化合价为－1价。PS中
P原子价层电子对数为4＋＝4，所以为sp3杂化，且不含孤电子对，是正四面体形。(5)Fe O
3 4
中n∶n∶n＝2∶1∶4，晶胞含有8个正四面体空隙，即有2个
Fe3＋和1个Fe2＋，1个三价铁离子放入正四面体空隙；晶胞中由 3、6、7、9、8、12处的原
子形成一个正八面体空隙，剩余的空间以每条棱分析：如4、7、9、13或1、3、4、7等处
的原子形成的四面体空隙为正八面体空隙的，共12条棱，则正八面体空隙有1＋12×＝4个，
其中已经有一个放Fe3＋，另外一个Fe2＋占据一个正八面体空隙，所以有2个正八面体空隙
没有被填充。晶胞中O2－占据顶角和面心，所以有8×＋6×＝4个，Fe2＋有12个在棱上、1
个在晶胞内，所以Fe2＋有12×＋1＝4个，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为12,1个晶胞有
4个FeO,1个晶胞的质量为 g＝ g，ρ＝ g·cm－3，Fe2＋与O2－的最短核间距为d＝ cm＝ cm
＝ cm。
5．我国科学家制备的NiO/Al O/Pt催化剂能实现氨硼烷(H NBH )高效制备氢气的目的，制
2 3 3 3
氢原理：HNBH ＋4CHOH――→NH B(OCH )＋3H↑。
3 3 3 4 3 4 2
请回答下列问题：
(1)基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为________。
(2)已知几种元素的电负性如下表所示。
元素 H B C N O电负性 2.1 2.0 2.5 3.0 3.5
①上述制氢反应中，有________种元素的原子采取sp3杂化。
②NH 中键角∠HNH________(填“大于”“小于”或“等于”)H NBH 中键角∠HNH。
3 3 3
③B、C、N、O的电负性依次增大，其主要原因是________________________________
____________________________________________________________________________。
④在氨硼烷中，H—B中H带部分________(填“正”或“负”)电荷。
(3)某有机硼化合物的结构简式如图1所示，1 mol该有机物中含________mol σ键。组成该
有机物的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号)。
(4)磷化硼是一种新型无机非金属材料，晶胞结构如图2所示。以晶胞参数为单位长度建立
坐标系，表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。a点磷原子的坐标为(0,0,0)，b点
磷原子的坐标为(1,1,0)，则c点硼原子的坐标为________。
答案 (1)6∶7 (2)①4 ②小于 ③原子半径依次减小，得电子能力依次增强 ④负 (3)42
N>O>C>B (4)(，，)
解析 (1)铝元素的原子序数为13，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，则原子中核外
电子云轮廓图呈球形的s能级、哑铃形的p能级上电子数之比为6∶7。(2)①由化学方程式
可知，制氢反应中硼、碳、氮、氧四种原子的价层电子对数都为 4，杂化方式均为sp3杂化。
②氨分子中氮原子含有1个孤电子对，HNBH 中氮原子的孤电子对与硼原子形成配位键，
3 3
孤电子对对成键电子对的排斥力大，所以氨分子中键角∠HNH小于HNBH 中键角∠HNH。
3 3
③同周期元素，从左到右原子半径依次减小，得电子能力依次增强，元素的非金属性依次增
强，元素的电负性依次增大，则硼、碳、氮、氧四种元素的电负性依次增大。④由电负性的
大小可知，氢元素的电负性大于硼元素，则在氨硼烷中，H—B中共用电子对偏向氢原子，
氢原子带部分负电荷。(3)由有机硼化合物的结构简式可知，1 mol有机物中含有42 mol σ键；
同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第
一电离能大于相邻元素，则硼、碳、氮、氧四种元素的第一电离能由大到小的顺序为
N>O>C>B。(4)由a点磷原子的坐标为(0,0,0)、b点磷原子的坐标为(1,1,0)可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线处的c点硼原子的坐标为(，，)。
