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解密 13 物质结构与性质
一、选择题
1．(2021·河西区·天津市新华中学高三模拟)从结构角度分析，下列说法错误的是( )
A．I+的立体构型为V形，中心原子的杂化方式为sp3
3
B．ZnCO 中，阴离子立体构型为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
3
C．因 分子间存在氢键，所以 中其沸点最高
D．因金属性K＞Na＞Mg，所以熔点：KCl＞NaCl＞MgCl
2
【答案】D
【解析】A项，I+的中心原子I的价层电子对为2+ =4，中心原子的杂化方式为sp3，立体
3
构型为V形，故A正确；B项，ZnCO 中，阴离子中C的价层电子对为3+ =3，C原子的杂化
3
方式为sp2，立体构型为平面三角形，故B正确；C项，因HF分子间存在氢键，所以HX 中其沸点最高，
故C正确；D项，因离子半径K+＞Na+，晶格能KCl＜NaCl，所以熔点KCl＜NaCl，故D错误；故选D。
2．(2021·河南宜阳一中检测)下列说法正确的是( )
A．AB (n≥2，且n为整数)型分子中，若中心原子没有孤对电子，则AB 为空间对称结构，属于非极
n n
性分子
B．水很稳定是因为水中含有大量的氢键
C．HO、NH 、CH 分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键，故O、N、C分别采取sp1、
2 3 4
sp2、sp3杂化
D．配合物[Cu(H O) ]SO 中，中心离子是Cu 2+，配体是SO 2-，配位数是1
2 4 4 4
【答案】A
【解析】A项，依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知，AB (n≥2，且n为整数)型分子中，
n
若中心原子没有孤对电子，则属于非极性分子，故A正确；B项，HO很稳定是因为H-O键的键能大，与
2
氢键无关，故B错误；C项，在NH 、HO、CH 中N、O、C均采取sp3杂化，只不过NH 、HO分子中孤
3 2 4 3 2
电子对占据着杂化轨道，故C错误；D项，[Cu(H O) ]SO 中配体是HO，配位数是4，故D错误；故选
2 4 4 2
A。
3．(2021·潍坊市·山东诸城第一中学高三月考)亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分
解: 3K [Fe(CN) ] 12KCN+Fe C+2(CN) ↑+N ↑+C，下列关于该反应说法错误的是( )
4 6 3 2 2
A．已知 Fe C 晶胞中每个碳原子被 6 个铁原子包围，则铁的配位数是 2
3
B．配合物K[Fe(CN) ]中配位原子是碳原子
4 6
C．(CN) 分子中σ键和π键数目比为 3:4
2
D．Fe2+的最高能层电子排布为 3d6
【答案】D
【解析】A项，由Fe C 晶胞中每个碳原子被 6 个铁原子包围可知，与碳原子紧邻的铁原子，以碳原
3
子为原点建立三维坐标系，6个铁原子形成的空间结构为正八面体，配位数之比等于相应原子数目反比，
则Fe原子配位数为6× =2，故A正确；B项，配合物K[Fe(CN) ]中配体为CN—，由于电负性N > C，则
4 6
C原子提供孤对电子，即配位原子是碳原子，故B正确；C项，(CN) 分子的结构式为N≡C—C≡N，单键为
2
σ键，三键中有1个σ键和2个π键，则σ键和π键数目比为 3:4，故C正确；D项，Fe为26号元素，其原子核外共有26个电子，Fe原子失去4s轨道上的2个电子得Fe2+，Fe2+的最高能层电子排布为
3s23p63d6，故D错误；故选D。
4．(2021·湖北高三零模)在碱性溶液中， 可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。
下列说法错误的是( )
A．该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
B．该配离子中铜离子的配位数是4
C．基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1
D．该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H
【答案】A
【解析】A项，根据其结构可知，该配离子中的N和O可与水分子中的H形成氢键，而水分子中的O
也可与配离子中的H形成氢键，A错误；B项，根据配离子的结构可知，铜离子的配位数为4，B正确；C
项，根据铜原子的电子排布式可知，基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1，C正确；D项，根据同一周期，
主族元素的电负性从左到右逐渐增大，同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小的趋势，非金属元素电
负性大小排列顺序可知，该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H，D正确；故选A。
5．(2021·河南高三月考)下列关于N、B所形成化合物的结构和性质的叙述正确的是( )
A．NH -BH 中N和B的杂化方式不同
3 3
B．熔点：NB(原子晶体)＞C N(原子晶体)
3 4
C． 含大π键，形成的大π键的电子由N、B提供
D．NH 的沸点明显高于NH 的原因是NH 分子间形成的氢键更强
2 4 3 2 4
【答案】D
【解析】A项，NH -BH 中N和B均为sp3杂化，A项错误；B项，NB和C N 均为原子晶体，键长越
3 3 3 4
短，熔点越高，键长：N-B＞C-N，熔点：NB＜C N，B项错误；C项， 含大π键，形成的大π键
3 4
的电子由N提供，B提供空轨道，C项错误；D项，NH 分子间形成的氢键更强，沸点更高，D项正确；
2 4
故选D。
5．(2021·威远中学校月考)下列各项叙述中，正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．由图 知酸性：HPO >HClO，因为HPO 中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原
3 4 3 4
子数D．元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素
【答案】C
【解析】A项，镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A错误；
B项，价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，B错误；C项，由图知：HPO 中
3 4
非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数，则酸性：HPO >HClO，C正确；D项，元素周期表中s区
3 4
中H是非金属元素，D错误；故选C。
6．(2021·荆州市教育科学研究院期末)离子液体是一种由离子组成的液体，在低温下也能以液态存在，
是一种很有研究价值的溶剂。研究显示最常见的离子液体主要由如图所示正离子和负离子组成，图中正离
子有令人惊奇的稳定性，它的电子在其环外结构中高度离域。下列说法不正确的是
A．该化合物中不存在配位键和氢键
B．图中负离子的空间构型为正四面体形
C．图中正离子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
D．C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H
【答案】A
【解析】A项，该化合物中阴离子[AlCl ]－存在配位键，故A错误；B项，图中负离子[AlCl ]－中心原
4 4
子价层电子对数为3+1=4，因此空间构型为正四面体形，故B正确；C项，图中正离子中环上的碳原子价
层电子对数为3+0=3，杂化方式为sp2，—C H 的每个碳原子价层电子对数为4+0=4，杂化方式为sp3，故C
2 5
正确；D项，根据同周期从左到右电负性逐渐增强，得到C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为N
＞C＞H，故D正确。故选A。
7．(2021·简阳市阳安中学月考)自从第一次合成稀有气体元素的化合物XePtF 以来，人们又相继发现
6
了氙的一系列化合物，如XeF 、XeF 等。图甲为XeF 的结构示意图，图乙为XeF 晶体的晶胞结构图。下
2 4 4 2
列有关说法错误的是( )
A．XeF 是由极性键构成的非极性分子
4
B．XeF 晶体属于分子晶体
2
C．一个XeF 晶胞中实际拥有4个XeF
2 2
D．XeF 晶体中距离最近的两个XeF 之间的距离为 (a为晶胞边长)
2 2
【答案】C
【解析】A项，根据XeF 的结构示意图可判断，Xe和F之间形成极性键，该分子为平面正方形结构，
4
所以是由极性键构成的非极性分子，故A正确；B项，由于XeF 晶体是由分子构成的，所以是分子晶体，
2故B正确；C项，根据XeF 晶体的晶胞结构可知，一个XeF 晶胞中实际拥有的XeF 个数为 ，
2 2 2
故C错误；D项，根据XeF 晶体的晶胞结构可知，立方体体心的XeF 与每个顶点的XeF 之间的距离最近
2 2 2
且相等，该距离为晶胞体对角线长的一半，即为 ，故D正确。故选C。
8．(2021·山西吕梁市期末)元素X的基态原子的2p能级有4个电子；元素Y的M层电子运动状态与X
的价电子运动状态相同；元素Z位于第四周期，其基态原子的2价阳离子M层轨道全部排满电子。下列推
断正确的是
A．Y是S元素，基态原子最外层电子排布图为
B．离子晶体ZX、ZY的熔点：ZX＞ZY
C．在Y的氢化物HY分子中，Y原子轨道的杂化类型是sp2
2
D．Y与X可形成YX 2-，立体构型为四面体
3
【答案】B
【解析】元素Z位于第四周期，其基态原子的2价阳离子M层轨道全部排满电子，Z是Zn元素；元
素X的基态原子的2p能级有4个电子，X是O元素；元素Y的M层电子运动状态与X的价电子运动状态
相同，Y是S元素。A项，S元素基态原子最外层电子排布图为 ，A错误；B项，离子晶体
中离子的半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，晶体的熔沸点越高，可知熔点ZnO＞ZnS，B正确C项，
HS分子中，S原子杂化轨道数是4，S原子轨道的杂化类型是sp3，C错误；D项，SO 2－中S原子的价层
2 3
电子对数是4，含有一对孤对电子，所以立体构型为三角锥形，D错误；故选B。
9．(2021·山东泰安市模拟)BF 与一定量的水形成(HO)·BF，一定条件下(HO)·BF 可发生如图转化，
3 2 2 3 2 2 3
下列说法中正确的是
A．(HO)·BF 熔化后得到的物质属于离子晶体
2 2 3
B．(HO)·BF 分子间存在着配位键和氢键
2 2 3
C．BF 是仅含极性共价键的非极性分子
3
D．基态B原子核外电子的空间运动状态有5种
【答案】C
【解析】A. 项，从题干给定的转化可以看出，(HO)·BF 熔化后得到的物质为
2 2 3
，虽然其由阴、阳离子构成，但其为液体，故其不属于离子晶体，故A不正确；
B项，(HO)·BF 分子间的HO与HO之间形成氢键，分子中O原子提供孤电子对，B原子提供空轨道，O
2 2 3 2 2
与B原子之间存在配位键，但分子间不存在配位键，故B错误；C项，BF 采用的是sp2杂化类型，空间构
3
型为平面三角形，结构对称，是仅含B-F极性共价键的非极性分子，故C正确；D项，基态B原子核外电
子排布式为1s22s22p1，占据的原子轨道为3个，其空间运动状态应有3种，故D错误；故选C。10．(2021·山东高三检测)《梦溪笔谈》有记：馆阁新书净本有误书处，以雌黄涂之。在中国古代，雌
黄(As S)经常用来修改错字，其结构如图所示。下列说法不正确的是( )
2 3
A．As、S原子的杂化方式均为sp3
B．AsH 的沸点比NH 的低
3 3
C．与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素只有V
D．已知As F 分子中各原子均满足8电子结构，分子中σ键和π键的个数比为3：1
2 2
【答案】C
【解析】A项，由雌黄的结构图可知，砷和硫原子均形成单键，均为sp3杂化方式，故A正确；B项，
两者均为分子晶体，沸点高低与相对分子质量的大小有关，但因氨气分子间存在氢键导致其沸点高于AsH
3
的沸点，故B正确；C项，As基态原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d104s24p3，未成对电子数为3，与
其同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素有V：1s22s22p63s23p63d34s2、Co：
1s22s22p63s23p63d74s2，故C错误；D项，As F 分子中各原子均满足8电子结构，则其结构式为：
2 2
,单键均为σ键，双键中有1个σ键、1个π键，分子中σ键和π键的个数比为3：1，故D正
确；故选C。
11．(2021·山东烟台市期末)有关晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是
A．钛酸钙的化学式为CaTiO
3
B．在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C—C)数目之比为1：2
C．硒化锌晶体中与一个Se2-距离最近且相等的Se2-有8个
D．CaF 中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109.5°
2
【答案】C
【解析】A项，由钛酸钙的晶胞可求得，Ca:8× =1,Ti:1,O:6× =3,所以钛酸钙的化学式为：CaTiO
3，
故A正确；B项，金刚石中1个C原子链接4个C-C键，相当于1个C-C键连接2个 的C原子，因此C
原子与C-C键之比是1:2，故B正确；C项，硒化锌晶体中，与一个Se2-距离最近且相等的Se2-应该有12个，
除了看到的图还要考虑周围的晶胞，故C错误；D项，由氟化钙的晶胞可看出一个F与4个Ca可以形成正
四面体结构，键角为109.5°，故D正确。故选C。
12．(2021·山东烟台市高三期末)邻二氮菲(phen)与Fe2+生成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子
[Fe(phen)]2+，可用于Fe2+浓度的测定，邻二氮菲的结构简式如图所示。下列说法正确的是
3A．邻二氮菲的一氯代物有3种
B．[Fe(phen)]2+中Fe2+的配位数为3
3
C．邻二氮菲的熔点主要取决于所含化学键的键能
D．溶液酸性太强时无法用邻二氮菲测定Fe2+的浓度，其原因可能是邻二氮菲中的N优先与H+形成配
位键而减弱与Fe2+的配位能力
【答案】D
【解析】A项，邻二氮菲分子中含有4种不同位置的H原子，故其一氯代物有4种，A错误；B项，N
原子上有孤对电子，易形成配位键，在邻二氮菲分子内有2个N原子，则Fe2+和3个邻二氮菲形成配合物
时，Fe2+的配位数为6，B错误；C项，邻二氮菲是由分子构成的分子晶体，物质熔沸点高低取决于分子间
作用力的大小，与分子内所含化学键的键能无关，C错误；D项，用邻二氮菲测定Fe2+浓度时应控制pH在
2 ~ 9的适宜范围，这是因为：当H+浓度高时，邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键，导致与Fe2+配位能
力减弱；若OH-浓度较高时，OH-与Fe2+反应，也影响与邻氮菲配位，D正确；故选D。
13．(2021·山东潍坊市寿光现代中学高三月考)氨基氰(CHN)中C、N原子均满足8电子稳定结构，福
2 2
州大学王新晨教授以其为原料制得类石墨相氮化碳(g-C N)，其单层结构如图所示。下列说法错误的是
3 4
A．氨基氰的结构式：
B．氮化碳的单层结构中，所有原子可能共平面
C．氨基氰易溶于水，氮化碳能导电
D．氨基氰和氮化碳中，N原子杂化方式均为sp2和sp3
【答案】D
【解析】A项，由氨基氰分子中C、N原子均满足8电子稳定结构可知，氨基氰的结构式为
，故A正确；B项，由氮化碳的单层结构可知，单层结构中C、N原子两两相连且成环，C、N
原子均采取sp2杂化，则氮化碳的单层结构中所有原子可能共平面，故B正确；C项，氨基氰易与水分子间
形成氢键，则氨基氰易溶于水，由信息可知氮化碳的结构与石墨相似，石墨能导电，则氮化碳也能导电，
故C正确；D项，氨基氰的结构式为 ，由结构式可知氨基氰分子中N原子杂化方式均为sp和
sp3，故D错误；故选D。
14．(2021·山东德州市高三期末)吡咯和卟吩都是平面分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相
互平行的p轨道，p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的π型化学键，称为离域π键，
表示为π n，m是成键原子数，n是成键电子数。下列说法错误的是( )
mA．熔沸点：吡咯＜卟吩 B．吡咯中存在离域π键为π 6
5
C．苯分子中也存在离域π键 D．吡咯和卟吩中N原子的杂化方式都是sp3杂化
【答案】D
【解析】A项，卟吩的相对分子质量比吡咯的相对分子质量大，分子间作用力更大，则熔沸点：吡咯
＜卟吩，A正确；B项， 吡咯是平面分子，在吡咯中，由于每个C原子最外层有4个电子，3个电子用于
成键，只有一个孤电子，N原子最外层5个电子，3个电子用于成键，还有2个孤电子，故成键原子数为
5，成键电子数为6，则形成离域π键为π 6，B正确；C项，苯分子是平面分子，在苯分子中，由于每个C
5
原子最外层有4个电子，3个电子用于成键，只有一个孤电子，故成键原子数为6，成键电子数为6，则形
成离域π键为π 6，C正确；D项，在吡咯分子中，N原子形成3个σ键，还有一对孤对电子形成离域π键，
6
故为sp2杂化；卟吩分子中，连接H原子的N原子形成3个σ键，还有一对孤对电子形成离域π键，故为
sp2杂化，剩余的2个N原子，形成2个σ键，还有一对孤对电子，另外1个孤电子形成离域π键，故为sp2
杂化，D错误；故选D。
15．(2021·天津市宝坻区第一中学高三模拟)[Zn(CN) ]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成
4
[Zn(HO) ]2+和HOCH CN，下列说法错误的是( )
2 4 2
A．Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B．1mol HCHO分子中含有σ键的数目为1.806×1024
C．HOCH CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
2
D．[Zn(CN) ]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，结构可表示为
4
【答案】C
【解析】A项，Zn原子序数为30，位于ⅡB族，所以，Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10，A正确；
B项，1分子HCHO含2个C-H键和1个C=O键，共有3个σ键，所以，1molHCHO分子中含有σ键的物
质的量为3mol，数目为1.806×1024，B正确；C项，HOCH CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化，-CN(-
2
C≡N)中的C为sp杂化，C错误；D项，[Zn(CN) ]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，Zn为sp3杂化，配
4
位原子形成正四面体，所以，[Zn(CN) ]2-结构可表示为 ，D正确；故选C。
4
16．(2021·甘肃兰州市兰州一中月考)元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且
最外层电子数为2；元素Y基态原子的3p轨道上有1对成对电子。X与Y形成的化合物的晶胞结构如图所
示，下列关于该晶体的说法正确的是( )
A．该晶体属于原子晶体
B．X2+的配位数为8，Y2-的配位数为4C．与每个X2+距离最近且相等的X2+共有12个
D．该晶体的熔点比氧化锌高
【答案】C
【解析】元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且
最外层电子数为2，所以该原子有30个电子，为Zn元素；元素Y基态原子的p轨道上有1对成对电子，
说明3p轨道上有4个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4，则Y是S元素，则化学式为ZnS。A项，ZnS
含有Zn2+和S2-，属离子晶体，故A错误；B项，因为化学式为ZnS，所以Y2-离子的配位数为4，则X2+离
子的配位数也为4，故B错误；C项，由晶胞可知，与每个X2+距离最近的X2+在其面心，则共有 =12
个，故C正确，D项，离子晶体ZnO的晶格能比ZnS大，则ZnO的熔点比ZnS高，故D错误；故选C。
17．(2021·河南郑州市郑州外国语学校月考)氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作为能源，必须解决
好安全有效地储存氢气的问题。镧 (La)镍(Ni)合金是一种储氢材料，这种合金的晶体结构已经测定，其基
本结构单元如图所示，有 关其说法正确的是
A．属于金属晶体
B．该合金的化学式为 LaNi
7 12
C．其熔点比组分金属高，硬度比组分金属大
D．设该结构单元的体积为 Vcm3，N 为阿伏伽德罗常数，合金的摩尔质量为 M g/mol。则该合金
A
的密度为ρ= g/ cm3
【答案】A
【解析】A项，该晶体是金属之间形成的，是金属晶体，A正确；B项，镧(La)镍(Ni)合金是一种储氢
材料，根据其基本结构单元示意图可知，该结构单元中含La原子数为12× +2× =3，含有Ni的原子数
为18× +6=15，则La和Ni的原子数比为3：15=1：5，该合金的化学式可表示为LaNi，B错误；C项，
5
合金的熔点比组分金属低，硬度比组分金属大，C错误；D项，由B选项可知，1个该晶胞中含有LaNi 的
5
个数为3个，所以该合金的密度为 ρ= 3 g/ cm3，D错误；故选A。
18．二茂铁[(C H)Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化
5 5 2
合物研究的新领域。已知二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华)，沸点是249 ℃，不溶于水，易溶于
苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法不正确的是( )
A. 二茂铁属于分子晶体
B. 在二茂铁结构中，C H－与Fe2＋之间形成的化学键类型是离子键
5 5C. 已知：环戊二烯的结构式为： ，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D. C H－中一定含π键
5 5
【答案】B
【解析】A项，根据二茂铁的物理性质，熔点低，易升华，易溶于有机溶剂，说明二茂铁为分子晶体，
故说法正确；B项，碳原子含有孤电子对，铁原子含有空轨道，两者形成配位键，故说法错误；C项，1号
碳原子含有4个σ键无孤电子对，杂化类型为sp3，2、3、4、5碳原子有3个σ键无孤电子对，杂化类型为
sp2，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，故说法正确；D项，C H －中，碳原子没有达到饱和，存在碳碳双
5 5
键，成键原子间只能形成一个σ键，另一个键必然形成π键，故说法正确。
19．(2021·山东高三月考)Cu O晶体结构与CsCl相似，只是用Cu O占据CsCl晶体(图I)中的Cl的位置，
2 4
而Cs所占位置由O原子占据，如图II所示，下列说法不正确的是
A．Cu O晶胞中Cu O四面体的O坐标为( ， ， )，则①的Cu坐标可能为( ， ， )
2 4
B．Cu O晶胞中有2个Cu O
2 2
C．CsCl的晶胞参数为a cm，设N 为阿伏加德罗常数的值，相对分子质量为M，则密度为
A
g/cm3
D．Cu O晶胞中Cu的配位数是2
2
【答案】C
【解析】A项，根据题意可知Cu O晶胞为 ，根据图中所给坐标系，和已知的O坐标为(
2
， ， )可知，①的Cu坐标可能为( ， ， )，故A正确；B项，根据均摊法可知，Cu O晶胞
2
中有2个O，4个Cu，即2个Cu O，故B正确；C项，CsCl的晶胞中有1个CsCl，则其密度为 g/
2
cm3，故C错误；D项，Cu O晶胞为 ，Cu的配位数是2，故D正确；故选C。
2
20．(2021·山东高三月考)钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的，最初单指钛酸钙这种矿物[如图(a)]，此后，把结构与之类似的晶体(化学式与钛酸钙相同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光
伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示，其中 为CHNH +，另两种离子为I-和Pb 2+。
3 3
下列说法错误的是( )
A．钛酸钙的化学式为CaTiO B．图(b)中，X为Pb 2+
3
C．CHNH +中含有配位健 D．晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个
3 3
【答案】B
【解析】A项，由图(a)可知，钛酸钙的晶胞中Ca2+位于8个顶点、O2-位于6个面心、Ti4+位于体心，根
据均摊法可以确定Ca2+、O2-、Ti4+的数目分别为1、3、1，因此其化学式为CaTiO，A正确；B项，由图(b)
3
可知，A、B、X分别位于晶胞的顶点、体心、面心，根据均摊法可以确定其中有1个A、1个B和3个
X，根据晶体呈电中性可以确定， CHNH + 和Pb 2+均为1个，有3个I-，故X为I-，B错误；C项，类比
3 3
NH +的成键情况可知，CHNH +中含有H+与-NH 形成的配位健，C正确；D项，图(a)的晶胞中，Ca2+位于
4 3 3 2
顶点，其与邻近的3个面的面心上的O2紧邻，每个顶点参与形成8个晶胞，每个面参与形成2个晶胞，因
此，与每个Ca2+紧邻的O2有38÷2=12个，D正确。故选B。
二、非选择题
21．(2021·山东德州市高三期末)氟及其化合物用途十分广泛，回答下列问题：
(1)氟化物OF、NF、SiF、PF、SF 中，中心原子采取sp3杂化且分子构型为正四面体形的是______。
2 3 4 5 6
(2)已知氟锑酸是一种超强酸，基态锑的电子排布式为______。
(3) 的分子内部存在氢键，画出氢键结构：______。
(4)工业上电解AlO 制取单质铝，常利用冰晶石Na[AlF]降低AlO 的熔点。冰晶石的生产原理为
2 3 3 6 2 3
2Al(OH) +12HF+3NaCO=2Na[AlF]+3CO ↑+9H O。
3 2 3 3 6 2 2
①测定气态 的摩尔质量时，往往得不到20 g ·mol-1的数据，原因是______。
②反应物中元素(氢除外)的第一电离能从大到小的顺序为______(用元素符号表示)。
③冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方
体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是______(填具体的微粒
符号)。
(5)LiF、CsF的晶体结构与NaCl的晶体结构类型相同，其晶胞参数分别为apm、hpm，则LiF与CsF的密度之比为______(列出计算式)。
【答案】(1)SiF (2)[Kr]5s25p3 (3)
4
(4)①HF分子间存在氢键 ② F＞O＞C＞Al＞Na ③Na+ (5)
【解析】(1) OF 中O形成2个σ键，孤电子对=2，总共电子对数为2+2=4，所以OF 为sp3杂化，平面
2 2
三角形，故不符合题意； NF 中N形成3个σ键，孤电子=1， 总共电子对数为1+3=4，所以为sp3杂化，
3
三角锥，故不符合题意；SiF 中Si形成4个σ键，没有孤电子对，总共电子对数为0+4=4，所以为sp3杂化，
4
正四面体，故符合题意；PF 中P形成5个σ键，没有孤电子对，总共电子对数为0+5=5，所以为sp3d杂化，
5
三角双锥，故不符合题意； SF 中S形成6个σ键，孤电子对=0，总共电子对数为0+6=6为sp3d2杂化，正
6
八面体，故不符合题意；故答案为SiF。(2)锑为第五周期第VA族元素，其价电子排布式为：5s25p3，基态
4
锑的电子排布式为：[Kr]5s25p3；(3) 的分子内部存在氢键，氢键结构为： ；(4) ①测
定气态HF的摩尔质量时，因为HF分子间存在氢键，有一部分HF分子通过氢键结合了，往往得不到20 g
·mol-1的数据；②根据非金属性越强，其电负性越强，电离能越大，所以排列顺序为：F＞O＞C＞Al＞
Na；③●的个数为： ，○的个数为： ，要使两种粒子的个数之比为1：3，则
大立方体的体心所代表的微粒为Na+；(5)ρVN =nM，其中V为体积，n是晶胞内分子数，M是摩尔质量，
A
， = 。
22．(2021·安徽黄山市高三一模)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、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)Co3+的价电子排布图为：___；基态磷原子有___种空间运动状态不同的电子。
(2)Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：___。
(3)写出一种与PO 互为等电子体的分子的化学式：___，该分子的中心原子的价层电子对数等于___。
(4)已知无水硫酸铜为白色粉末，溶于水形成蓝色溶液，则硫酸铜稀溶液中不存在的微粒间作用力有：
___。
A．配位键 B．金属键 C．离子键 D．共价键 E.氢键 F.范德华力
(5)N和P是同主族元素，但是NH 分子中的键角大于PH 分子中的键角，原因是：___。
3 3
(6)Li O为离子晶体，具有反萤石结构，晶胞如下图所示。则O2-配位数为：___，若晶胞参数为bnm，
2
阿伏加德罗常数的值为N ，则LiO的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)，O2-和Li+的最短距离等于
A 2
__nm(用含b的代数式表示)。【答案】(1) 15
(2)O>P>Li (3)CCl 、SiF、POCl 等 4 (4)B、C
4 4 3
(5)电负性N>P，成键电子对离中心原子越近，成键电子对间的排斥力越大，键角越大 (6)8
【解析】(1)Co是第27号元素，Co简化电子排布式为：[Ar]3d74s2 ，Co3+是失去三个电子先失去最外
层那么Co3+的价电子排布图为 ；基态磷原子核外有15个电子，每个电子的运动
状态均不同；(2)非金属性越强电负性越大则O>P>Li；(3) 等电子体指价电子数和原子数相同的分子、离子
或原子团，PO 3-为5原子8电子，与之为等电子体的可为CCl 、SiF、POCl 等； C、Si、P为中心原子，
4 4 4 3
且无孤电子对，价层电子对数等于中心原子与周围原子形成的σ键，均为4；(4) 无水硫酸铜溶于水形成
五水硫酸铜，带有结晶水，所以硫酸铜稀溶液中有配位键、共价键、氢键、范德华力，没有金属键和离子
键；(5) N的电负性大于P，NH 中N－ H键的键长比PH 中P－ H键的键长要短，所以在NH 中成键电子
3 3 3
对更靠近N，排斥力更大，以致键角更大；(6)从图LiO晶胞的结构可以看出晶胞中的Li+的个数为8个，
2
顶点有8个O2-，面心有6个O2-，晶胞中O2-的个数为8× ＋6× =4，以面心O2-为例，需要8个Li+给它
配位；1mol晶胞中有4molLiO，因此ρ= ；将晶胞切割成以Li+为
2
中心，O2-为顶点的小晶胞，两个O2-的距离为 ，两个O2-的中心点距离Li+的距离为 ，则O2-和Li+的
最短距离等于 。
23．(2021·重庆高三零模)单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的
途径，其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。
(1)基态镍原子的核外电子排布式为_______。
(2)氧化镁载体及镍催化反应中涉及到CH、CO 和 CHOH等物质。元素Mg、O和C的第一电离能由
4 2 3
小到大排序为_______﹔在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是_______，立体构型
为正四面体的分子是_______，三种物质中沸点最高的是CHOH，其原因是_______。
3(3)Ni与CO在60~80℃时反应生成 Ni(CO) 气体，在 Ni(CO) 分子中与Ni形成配位键的原子是
4 4
_______，Ni(CO) 晶体类型是_______。
4
(4)已知 MgO具有NaCl型晶体结构，其结构如图所示。已知MgО 晶胞边长为0.42 nm，则MgO的密
度为_______g/cm3(保留小数点后一位)；相邻Mg2+之间的最短距离为_______nm(已知 =1.414，
=1.732﹔结果保留小数点后两位)，每个Mg2+周围具有该距离的Mg2+个数为_______。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d84s2
(2)Mg＜C＜O CO CH 甲醇为极性分子，且甲醇分子间能形成氢键
2 4
(3)C 分子晶体 (4) 3.6 0.30 12
【解析】(1)镍元素的原子序数为28，基态镍原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2；(2)金属元
素的第一电离能小于非金属元素的电负性，同周期元素的第一电离呈增大趋势，则Mg、O和C的第一电
离能由小到大排序为Mg＜C＜O；甲烷和甲醇中碳原子为饱和碳原子，杂化方式为sp3杂化，而二氧化碳
分子的空间构型为直线形，杂化方式为sp杂化，则二氧化碳中碳原子杂化类型不同于其他两种；甲烷分子
中碳原子的杂化方式为sp3杂化，立体构型为正四面体形；三种物质中甲烷和二氧化碳为非极性分子，甲
醇为极性分子，且甲醇分子间能形成氢键，则甲醇的沸点最高；(3)由题意可知，Ni(CO) 的沸点低，属于
4
分子晶体，Ni(CO) 分子中与Ni形成配位键的原子是能提供孤对电子的碳原子；(4)由晶胞结构可知，氧化
4
镁晶胞中位于顶点和面心的氧离子的个数为8× +6× =4，位于棱上和体心的镁离子个数为12×
+1=4，则每个晶胞中含有4个MgO，设氧化镁的密度为d，由晶胞质量公式可得 =(0.42×10—
7)3d，解得d= g/cm3≈3.6 g/cm3；氧化镁晶胞中镁离子和镁离子处于小正方形的
对角线上，则相邻Mg2+之间的最短距离为 × ×0.42nm≈0.30nm，每个Mg2+周围具有该距离的
Mg2+个数为12。
24．(2021·河北高三零模)科学工作者合成了含镁、镍、碳3种元素的超导材料，具有良好的应用前景。
回答下列问题：
(1)镍元素位于周期表第______列，基态镍原子d轨道中成对电子与单电子的数量比为______。
(2)在CO分子中，C与O之间形成______个 键、______个 键，在这些化学键中，O原子共提供了
______个电子。
σ π
(3)第二周期元素的第一电离能(I)随原子序数(Z)的变化情况如图。I 随Z的递增而呈增大趋势的原因
1 1
是______，原子核对外层电子的引力增大。导致I 在a点出现齿峰的原因是______。
1(4)下列分子或离子与CO 具有相同类型化学键和立体构型的是______(填标号)。
2
A．SO B．OCN- C．HF - D．NO +
2 2 2
(5)过渡金属与O形成羰基配合物时，每个CO分子向中心原子提供2个电子，最终使中心原子的电子
总数与同周期的稀有气体原子相同，称为有效原子序数规则。根据此规则推断，镍与CO形成的羰基配合
物N i (CO) 中，x =______。
x
(6)在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有
序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子
只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。
①组成该晶体的化学式为______。
②完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为______，由
镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙中镍原子和镁原子的数量比为______。
③若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的______位置。
【答案】(1)10 3：1 (2)1 2 4
(3)随原子序数增大，核电荷数增大，原子半径逐渐减小
N元素原子的2p能级轨道半满，更稳定 (4)BD (5)4
(6)① MgNiC ②1：3 2：1 ③ 棱心
3
【解析】(1)Ni是28号元素，位于第四周期第Ⅷ族的第三列，则为周期表的第10列；其d轨道的电子
排布为3d8，有3对(6个)成对电子和2个单电子，数量比为6：2=3：1；(2)在CO分子中形成碳氧三键，C
与O之间形成1个σ键、2个π键，其中一个π键为O原子提供孤电子对，C原子提供空轨道形成的配位
键，所以O原子共提供了4个电子；(3)I 随Z的递增而呈增大趋势的原因是随原子序数增大，原子半径逐
1
渐减小，原子核对外层电子的引力增大；a点为第ⅤA族元素，即N元素，其最高能层的p能级轨道半满，
更稳定，第一电离能大于相邻元素，所以出现齿峰；(4)CO 只含有极性共价键，立体构型为直线型；A项，
2
SO 只含有极性键，但空间构型为V形，故A符合题意；BVOCN-只含有极性键，与CO 为等电子体，空间
2 2
构型相同，故B符合题意；C项，HF -是由F-和HF通过氢键形成，故C不符合题意；D项，NO +只含有极
2 2
性键，与CO 为等电子体，空间构型相同，故D符合题意；故选BD；(5)Ni原子核外电子数为28，同周期
2
的稀有气体元素为Kr，原子序数为36，每一个CO可提供2个电子，所以x= =4；(6)①根据均摊法，
C原子位于晶胞内部，个数为1，Mg原子位于顶点，个数为 =1，Ni原子位于面心，个数为 =3，所以化学式为MgNiC；②据图可知镍原子构成的八面体空隙数目为1，每条棱上的两个镁原子与相邻面心
3
的镍原子构成正八面体空隙的 ，所以镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙为 =3，则完全由镍原
子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为1：3；镍原子和镁原子共同构
成的八面体空隙中有2个镁原子、4个镍原子，所以镍原子和镁原子的数量比2：1；③若取碳原子为晶胞
顶点，据图可知镍原子位于两个C原子之间，即棱心上。
25．(2021·广东广州市高三月考)FeSe、MgB 等超导材料具有广阔的应用前景。
2
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__________。
(2)向FeSe中嵌入吡啶( )能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为________；
该分子内存在________(填标号)。
A．σ键 B．π键 C．配位键 D．氢键
(3)将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，再通过系列反应可制得FeSe基
超导材料Li (NH ) (NH ) FeSe。
0.6 2 0.2 3 0.8 2 2
①NH -的空间构型为__________。
2
②液氨是氨气液化的产物，氨气易液化的原因是___________。
③金属锂溶于液氨时发生反应： X 。X的化学式为__________。
(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和 代表，则该化合物的化学式
表示为________________；通过测定密度 和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：
________ 。
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1中
原子1的坐标为 ，则原子2和3的坐标分别为_____________、______________。
【答案】(1)4∶5 (2) sp2杂化 AB
(3)①V型 ②氨分子间存在氢键，分子间作用力较强，容易液化 ③Li(NH) +
3 m(4) Sm FeSeAsO F
1-x x
【解析】(1)基态Fe2+的外围电子排布式为3d6，含有4个未成对电子，基态Fe3+的外围电子排布式为
3d5，含有5个未成对电子，两者之比为4：5；(2) 中N、C之间形成双键，故氮原子的杂化类型为
sp2杂化，该分子内存在着σ键和π键，故选AB；(3)①NH -的中心原子的价电子对数为 ，
2
含有两对孤对电子，故其空间构型为V形；②由于氨气分子间存在氢键，分子间作用力较强，因此氨气容
易液化；③ X ，根据原子守恒和电荷守恒可确定X的化学式为Li(NH) +；(4)
3 m
由图1可知，每个晶胞中含Sm原子：4 =2，含Fe原子：4 +1=2，含As原子：4 =2，含O原子：
(8 +2 )(1-x)=2(1-x)，含F原子：(8 +2 )x=2x，所以该化合物的化学式为SmFeAsO F；根据
1-x x
该化合物的化学式为SmFeAsO F，一个晶胞的质量为 ，一个晶胞的体积为a2c 10-
1-x x
30cm3，则密度 = g/cm3；根据原子1的坐标( ， ， )，可知原子2和3的坐标
分别为( ， ，0)，(0，0， )。
26．(2021·重庆北碚区西南大学附中高三月考)1962年，青年化学家Bartlett发表了制成氟铂酸氙
(XePtF )的简报，震惊了化学界。
6
(1)Bartlett制备该稀有气体化合物的反应为Xe+PtF =Xe+[PtF]-，产物中阳离子的价电子排布式是__，
6 6
阴离子中Pt和F之间的作用力为__。
(2)后来人们又合成了诸多氙的化合物，XeF 就是一种稳定的化合物。推测Xe和F的电负性大小：
4
x(Xe)___x(F)(填“＜”或“＞”)。XeF 能将全氟丙烯氟化为全氟丙烷：XeF +2CF CF=CF →2CFCFCF+Xe。
4 4 3 2 3 2 3
在该反应中，部分碳原子的杂化方式由__变为__。
(3)XeF 可与水反应生成XeO 。判断XeO 的VSEPR模型名称为__，XeO 是__(填“极性”或“非极性”)分
4 3 3 3
子。任写一种与XeO 互为等电子体的离子：__。
3
(4)XeF 为直线型分子，固态时XeF 晶体结构如图所示。该晶体的理论密度为4.30g/cm3，则Xe-F键长
2 2
为___pm。(5)氙还能形成一些含氧酸盐，如高氙酸锂(Li XeO )、高氙酸钠(Na XeO )等，前者在约300℃分解为
4 6 4 6
LiO、Xe和O，后者在360℃左右分解得类似产物。请解释它们分解温度高低差别的原因：__。
2 2
(6)研究者多用Xe来研究稀有气体化合物而少用Kr等其他稀有气体，是因为：__。
【答案】(1)5s25p5 共价键(配位键) (2) ＜ sp2 sp3
(3)四面体型 极性 ClO - (或BrO-、IO -、SO 2-等) (4)190pm
3 3 3 3
(5)LiO和NaO都是离子晶体，Li+半径小于Na+半径，LiO的晶格能高于NaO，故分解得到LiO更
2 2 2 2 2
容易，LiXeO 分解温度更低
4 6
(6)(氡是放射性元素，不稳定，不适合进行化学研究；)相比于其他稀有气体，氙原子半径大，电离能
相对较小，生成化合物相对容易
【解析】(1)Xe+的价电子排布式是5s25p5，阴离子中Pt和F之间的作用力为共价键(配位键)；(2)XeF
4
就是一种稳定的化合物，说明Xe为正价，F为负化合价，则说明电负性：x(Xe) ＜x(F)； 在反应
XeF +2CF CF=CF →2CFCFCF+Xe中，碳原子形成碳碳双键，杂化方式为sp2，反应后碳原子形成单键，
4 3 2 3 2 3
杂化方式为sp3；(3)XeO 中Xe的价层电子对数为 ，无孤对电子，VSEPR模型名称为四面
3
体型，空间结构为三角锥形，是极性分子。原子个数相同，价层电子总数相同的物质即为等电子体，所以
与XeO 互为等电子体的离子有ClO - (或BrO-、IO -、SO 2-等。(4)XeF 为直线型分子，固态时XeF 晶体
3 3 3 3 3 2 2
结构如图所示。该结构中Xe的原子个数为 ，F的原子个数为 ，即该结构为两个
XeF 分子，假设Xe-F键长为xpm，该晶体的理论密度为4.30g/cm3，
2
，解x=190pm。(5)高氙酸锂(Li XeO )在约300℃分
4 6
解为LiO、Xe和O，高氙酸钠(NaL XeO )分解生成NaO、Xe和O，LiO和NaO都是离子晶体，Li+半径
2 2 4 6 2 2 2 2
小于Na+半径，LiO的晶格能高于NaO，故分解得到LiO更容易，LiXeO 分解温度更低。(6)相比于其他
2 2 2 4 6
稀有气体，氙原子半径大，电离能相对较小，生成化合物相对容易，所以研究者多用Xe来研究稀有气体
化合物而少用Kr等其他稀有气体。
