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专项训练 物质结构与性质综合题
1．（2023·全国·统考高考真题）将酞菁—钴钛—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：
(1)图1所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______， 间
的作用力是_______。
(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中 轨道能提供一对电子的 原子是_______(填图2
酞菁中 原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对
电子与钴离子形成_______键。
(3)气态 通常以二聚体 的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中
的轨道杂化类型为_______。 的熔点为 ，远高于 的 ，由此可以
判断铝氟之间的化学键为_______键。 结构属立方晶系，晶胞如图3b所示， 的
配位数为_______。若晶胞参数为 ，晶体密度 _______ (列出计算式，阿
伏加德罗常数的值为 )。
1 淘宝店铺：向阳百分百
学科网（北京）股份有限公司2．（2023·全国·统考高考真题）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( )。回答下列问题：
(1)基态 原子的价电子排布式为_______。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为
_______，铁的化合价为_______。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表：
物质 熔点/℃
800.7
与 均为第三周期元素， 熔点明显高于 ，原因是_______。分析同族元
素的氯化物 、 、 熔点变化趋势及其原因_______。 的空间结构
为_______，其中 的轨道杂化形式为_______。
(3)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_______个 。该物质化学式为_______，B-B最近距
离为_______。
试卷第2页，共14页3．（2023·山东·统考高考真题）卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列
问题：
(1) 时， 与冰反应生成 利 。常温常压下， 为无色气体，固态
的晶体类型为_____， 水解反应的产物为_____(填化学式)。
(2) 中心原子为 ， 中心原子为 ，二者均为 形结构，但 中存在大
键 。 中 原子的轨道杂化方式_____；为 键角_____ 键
角(填“＞”“ ＜”或“=”)。比较 与 中 键的键长并说明原因_____。
(3)一定条件下， 和 反应生成 和化合物 。已知 属于四方晶系，晶
胞结构如图所示(晶胞参数 )，其中 化合价为 。上述反应的
化学方程式为_____。若阿伏加德罗常数的值为 ，化合物 的密度 _____
(用含 的代数式表示)。
4．（2023·浙江·统考高考真题）氮的化合物种类繁多，应用广泛。
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学科网（北京）股份有限公司请回答：
(1)基态N原子的价层电子排布式是___________。
(2)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下列说法不正确的是___________。
A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：
B．化学键中离子键成分的百分数：
C．最简单的氮烯分子式：
D．氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氨多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为
______。
③给出 的能力： _______ (填“>”或“<”)，理由是___________。
(3)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___________。
5．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）Ⅰ.铜及其化合物在生产、生活和科
研中应用广泛。请回答下列问题：
(1)下列状态的 微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填字
母)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.在 溶液中加入氨水至过量，生成 。
(2) 中 原子的杂化类型是___________， 分子的立体构型是___________。
试卷第4页，共14页(3) 能与 形成 ，而 不能，其原因是___________， 的键
角比 的键角___________(填“大”或“小”)。
(4)配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与 之间配位键强度的一个重要因素。
若用某结构相似的含 配体与 配位，所得配合物的稳定性比含 配体的低，可能
的原因是___________。
(5) 与 形成长链结构的阴离子如图所示，该阴离子中 键与 键的数目之比为
___________。
(6)氯化亚铜常用作催化剂、杀菌剂，其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Cl
原子代替，顶点和面心的碳原子均被Cu原子代替。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。下图为沿y轴投影的氯化亚
铜晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为 ( ， ， )，则原子3的
原子分数坐标为___________，若晶胞中原子1和原子2之间的距离为dnm，则该晶胞
的密度为___________ (设 为阿伏加德罗常数的值)
6．（2023·海南海口·统考模拟预测）我国最新研究表明，钛酸钡/氧化锌纳米纤维具有
良好光催化性能，可以降解水中亚甲基蓝等有机污染物90％以上，同时高效吸附 、
，具有良好的应用前景。
(1)下列电子排布式表示Ti原子激发态的是______。（填序号，下同）
a． b． c．
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学科网（北京）股份有限公司(2)光照使催化剂的电子被激发。该过程形成的原子光谱为__________（填“吸收”或
“发射”）光谱。
(3) 中Cu的化合价是__________，其配位原子是__________。
稳定性大于 ，从结构的角度解释为__________。
(4)亚甲基蓝分子结构如图所示。
①其中环上C原子的杂化轨道类型为__________。
②亚甲基蓝在水中的溶解度略大于乙醇，其可能的原因是__________。
(5) 晶体的密度为 ，其晶胞结构如图所示。 的晶体中，距离钡
原子最近的氧原子数为__________，二者之间的距离为__________pm（写出表达式）。
7．（2023·广西玉林·统考模拟预测）中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成
NH 研究方面取得新进展，该研究中涉及的物质有Ni－BaH/Al O、Fe－KO－
3 2 2 3 2
Al O、Cs－Ru/MgO等，相关研究成果发表于《自然》上。请回答下列问题：
2 3
(1)[Fe(CN) ]3-离子中σ键和π键的数目之比为_____，Ni的价电子排布式_____。
6
(2)元素的第一电离能：Mg_____Al(填“＞”或“＜”)。H、B、N、O的电负性由大
到小的顺序为_____。
(3)已知MgO的熔点为2852℃，CaO的熔点为2614℃，二者的晶体类型为_____，
NaBH 阴离子的空间构型是_____。
4
(4)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子
电池一般采用离子液体作为电解质，一种电解质离子的结构如图：
传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是_____，该电解
试卷第6页，共14页质阳离子结构中环上所有原子共面，其中氮原子的杂化方式为_____。
(5)镍的某种氧化物常用作催化剂，其晶胞结构如图所示。其中镍离子形成面心立方结
构，氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中，填充率为100%。
①从该晶胞中能分割出来的结构图有_____(填标号)。
a. b. c. d. e.
②已知该晶体密度为ρg•cm-3，N 为阿伏伽德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等
A
距离的镍离子距离为_____pm(用含ρ和N 的代数式表示)。
A
8．（2023·四川遂宁·统考模拟预测）铁、铜及其化合物在生产生活中有着广泛应用。
回答下列问题：
(1)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有_______种。
(2)Fe和Cu的部分电离能数据如下：
元素 Fe Cu
第一电离能 759 756
第二电离能 1561 1958
大于 的主要原因是_______。
(3) 可形成 ，en代表 。其中 的空间构型为
_______；en分子中各元素的电负性由小到大的顺序为_______。
(4) 是检验 的特征试剂， 中含有_______ 键，该
7 淘宝店铺：向阳百分百
学科网（北京）股份有限公司离子中 杂化方式推断合理的是_______。
A． B． C． D．
(5)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数和晶胞中各原子的投影位置如
图所示，晶胞棱边夹角均为 。该晶体的化学式为_______。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A点、B点原
子的分数坐标分别为(0，0，0)、( ， ， )。则C点原子的分数坐标为_______；晶
胞中A、D原子间距离d=_______cm。
9．（2023·海南海口·海南华侨中学校考模拟预测）我国的超级钢研究已居于世界领先
地位，这种超级钢由不同比例的铁、锰、铬、钴、铝、钒等金属元素合成，其强度很
大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。回答问题：
(1)基态Fe原子中，电子占据的最高能层符号为_______。
(2)Mn在元素周期表中的位置为_______； 可与 反应生成配合物，其组成为
，向1 mol该配合物中加入足量 溶液，能产生2 mol AgCl沉淀，
若加入足量NaOH溶液、加热、无刺激性气味的气体产生，则1 mol该配合物中含有σ
键的数目是_______；其中 的VSEPR模型的名称是_______。
(3)研究表明，当化合物的阳离子有未成对电子时，该化合物具有磁性。下列物质可用
作录音带磁粉的是_______。
A． B． C． D．ZnO
(4)氮化铬(CrN)在超级电容器领域有良好应用前景，其晶体结构类型与氯化钠相同。
试卷第8页，共14页①氮化铬的熔点比氯化钠高的主要原因是_______。
②晶胞中 的配位数为_______。
(5)LiFeAs可组成一种新型材料，其立方晶胞结构如图1所示。若晶胞参数为a nm，
A、B处的两个As原子之间距离为_______nm，请在下方图2上沿z轴方向投影图中画
出铁原子的位置，用“·”表示_______。
10．（2023·海南海口·统考模拟预测）近日，中国科学院上海有机化学研究所游书力研
究员团队将铜催化的不对称共轭加成反应与铱(Ir)催化的不对称烯丙基取代反应相结合，
成功构建了含多个连续手性中心的酮类化合物，其原理如图所示(Ac代表 基，
R＇、R＇＇、R均为烃基)。
回答下列问题：
(1)甲分子中含有的化学键类型是___________(填字母)。
A．离子键 B．σ键 C．非极性键
(2)合成丙时需要锌、铜作催化剂。第二电离能与第一电离能之差较小的是
___________(填“Zn”或“Cu”)，判断理由是___________。
(3)若R、R＇、R＇＇都是饱和烃基，在甲、丙中，存在顺反异构体的是________(填
代号)。
(4)在含铱催化剂作用下，甲烷选择性氧化可合成多种高附加值的产品，原理如图所示。
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学科网（北京）股份有限公司①在图中涉及的物质中，除了氢气外，属于非极性分子的是___________(填化学式)。
②Ir晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm， 为阿伏加德罗常数的值。
铱晶胞中，面心上Ir原子连接起来构成___________(填字母)。
a．正四面体 b．正方形 c．正八面体 d．正六面体
该晶体的密度为___________ (用含a、 的代数式表示)。
11．（2023·山东烟台·校联考模拟预测）金属锂溶于液氨可得到具有高反应活性的金属
电子溶液， 与其作用可制得超导体 ，进一步可制
得超导材料 。
回答下列问题：
(1)与Fe元素同周期，基态原子有2个未成对电子的金属元素有______种，下列状态的
铁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______(填标号)
A． B． C．
D．
(2)液氨可以发生微弱的电离生成 和 ，下列说法错误的是________
A．键角： B．结合质子能力：
C．热稳定性： D． 与 的分子构型及N的化合价
试卷第10页，共14页均相同
(3)Fe2+可与邻二氮菲形成红色配合物，结构如图所示。元素的电负性从大到小的顺序
为______(填元素符号)。配合物中N原子的VSEPR模型为____________；下列对Fe
杂化方式推断合理的是______(填标号)。
A． B． C． D．
(4) 晶体属四方晶系，其结构由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成，
晶胞中铁硒层在bc、ac和ab平面投影如图所示。铁硒层中Fe原子的配位数是______，
铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连，该氢键可表示为______。已知锂铁
氢氧层中锂铁个数之比为4∶1，阿伏加德罗常数的值为 ，则该晶体的密度为
______g·cm 。
12．（2023·浙江金华·统考模拟预测）铜单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。
回答下列相关问题：
(1)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀)，A的晶胞如图甲
所示，则A的化学式是___________，化合物A中阳离子的基态电子排布式为
___________。
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学科网（北京）股份有限公司(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到
深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的
沉淀，该物质中的 通过___________键与中心离子 结合，
离子的空间结构为___________，N、O元素第一电离能大小关系为
___________，原因是___________。
(3)晶体铜的晶胞结构如图乙表示，原子之间相对位置关系的平面图如图丙所示，铜原
子半径为127.8pm， 表示阿佛加德罗常数的值，晶体铜的密度为___________
(列出计算式即可)。
13．（2023·浙江金华·模拟预测）物质的组成与结构决定物质的性质与变化。请回答：
(1)有如下反应： (氯化苯重氮盐)，NO 的
空间结构名称为______，产物中两个氮原子直接相连，其中与碳原子直接相连的N原
子的杂化轨道类型是_____。
(2)MgCl 的熔点比BeCl 高的原因是______。
2 2
(3)下列叙述正确的是______。
A．电离一个电子所需最低能量：Mg+(g)＜Al+(g)
B．键角大小：HO+＜HO
3 2
C．沸点：邻羟基苯甲酸＞对羟基苯甲酸
试卷第12页，共14页D．pK：CFCOOH＜CHCOOH
a 3 3
(4)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。该物质的晶体
类型是_____，该化合物的化学式为______。
14．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）含氮化合物在生活中占有重要地位。请回答：
(1) 可通过配位键与 形成 。形成该配合物时，基态 的价层电
子发生重排提供两个空轨道，则重排后的 价电子排布图为___________； 的
金属配合物也已经制备成功，但为数不多，如[ ]，已知该配合物的配位
数与[ ]的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键的键长，一个为0.117mm，另
一个为0.122nm。请画出[ ]的结构示意图：___________。
(2) 和 是常见含氮化合物，其VSEPR构型均为___________，其中二者相比较，
键角更大的是___________。
(3)N、P、As同属于ⅤA族，下列说法正确的是___________。
A．原子半径：r(N) ＞r(P) ＞r(As)且电负性：N＞P＞As
B．N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性依次减弱
C．简单氢化物的还原性：
D．黑砷和黑磷的结构相似(如图1)，每个砷原子最外层均形成8电子结构。其晶体单
层中，As原子与As—As键的个数比为2∶3
(4)已知 晶胞结构如图2所示，M处的 (其位于四个 所构成的正四面体中
心)有一定的朝向，不能随意转动，请解释其原因___________，该晶胞的晶胞参数如
图所示，设 为阿伏伽德罗常数的值，该晶体的密度ρ=___________ (列出计
算式即可)
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学科网（北京）股份有限公司15．（2023·山东·校联考模拟预测）锰及其化合物在化学实验室和化工生产应用非常广
泛，回答下列问题：
(1)乙酰丙酮锰(Ⅲ)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶联的试剂，Me表示 ，中
心离子为 离子，采用 杂化，其结构如图1所示。
乙酰丙酮锰(Ⅲ)中含有___________个配位键( 表示阿伏伽德罗常数)，该物质中
碳原子的VSEPR模型为___________。若中心离子含有单电子，则配合物为顺磁性物
质，则乙酰丙酮锰(Ⅲ)___________顺磁性(填“有”或“无”)。基态原子中，与Mn同
周期中且单电子数与 相同的元素是___________。
(2)酸性 能把 氧化成 ， 能形成如图2所示大
键，而羧基酸性随大 键电子云密度的增大而减弱，则 、 、
酸性从强到弱顺序是___________， 沸点低于 原因是
___________。
试卷第14页，共14页(3)Mn(Ⅱ)位于 围成的八面体空隙中，形成无限螺旋链的络离子，同一条链内原子
作用很强，其形成晶胞结构图沿x、y晶轴方向投影如图a所示，晶胞俯视图如图b所
示，晶胞参数为 、 和 ，则该晶胞所带电荷为___________，阿伏伽德罗常
数的值为 ，该晶体的密度为___________ (用含 、a、b的式子表示)。
16．（2023·福建泉州·统考模拟预测）白钨矿(CaWO )常伴生有方解石(CaCO)、茧石
4 3
(CaF )和氟磷灰石[Ca (PO )F]，具有良好的发光性，可用于生产苂光材料。
2 10 4 6 2
(1)已知元素W的原子序数为74，与元素Cr位于周期表的同一族，W在周期表中的位
置为_____。
(2)元素C、O、F的第一电离能由小到大的顺序为______，从原子结构角度解释______。
(3)CO 与PO 的中心原子杂化方式分别为______。
(4)CaWO 的晶胞结构如图1所示，隐去氧离子后的晶胞前视图如图2所示。
4
(1)晶胞中氧原子的数目为_____。
(2)1号Ca2+的分数坐标为_____。
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