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高考解密 05 物质结构与性质
A 组 基础练
1．（2022·湖北·模拟预测）某种合成医药、农药的中间体结构如图所示，其中X、Y、Z、M、R均为短周
期主族元素，原子序数依次增大。下列说法错误的是
A．第一电离能：YGa，原子半径
Ga>As；同主族自上而下原子半径增大，As在P的下一周期，原子半径As>P，所以原子半径Ga> As>P，
A正确；B．同主族自上而下非金属性减弱，非金属性N>P> As，非金属性越强，氢化物越稳定，所以热
稳定性NH > PH > AsH ，B正确；C．同周期自左而右，非金属性增强，非金属性S>P，同主族自上而下
3 3 3
非金属性减弱，P> As，所以非金属性S>P>As，所以酸性HSO >H PO >H AsO ，C错误；D．镓(Ga)是第
2 4 3 4 3 4
四周期IIIA族元素，与Al同族，与Al具有相似性质，氢氧化铝是两性氢氧化物，Ga金属性虽然比Al强，
但可能具有两性，D正确；故选C。
6．（2022·湖北·模拟预测）科学家近期合成了一种配合物，该物质可以在温和条件下活化H，将N3-转化
2
为NH ，反应过程如图所示。下列说法错误的是A．产物中N原子的杂化轨道类型为sp3
B．NH -的VSEPR模型为四面体形
2
C．电负性大小：N>C>Fe
D．键角：NH >NH
3
【答案】D
【解析】A．产物N连接4根键，为 杂化，A正确；B． 与HO互为等电子体，价层电子对数为
2
4，VSEPR模型为四面体形，B正确；C．一般而言，金属元素的电负性小于1.8，非金属元素电负性大于
1.8，C、N属于同一周期，从左到右电负性逐渐增大，Fe为金属元素，电负性最小，即得N>C>Fe，C正
确；D． 与HO互为等电子体，均存在两对电子对，键角相同，键角：HON>O>C 中第二周期非金属元素为F、C、N、O，同周期主族元素随原子序数增大第
一电离能呈增大趋势，N原子 轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能
为F>N>O>C
(4)4 或
【解析】（1） 是25号元素，基态 原子核外电子排布式为 ；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 表示，则与之相反的用 表示，称为电子的自旋磁量子
数。对于基态 原子，电子排布式为 ，其核外电子自旋磁量子数的代数和为 或 ；
（2） 中，甲基与碳形成C-C单键，C与N形成三键，含有孤电子对的原子为N原子，其电子排布
式为 ，其能量最高的电子所在的能级符号为 ，配合物 中心原子Mn的配
位数是6；
（3）①根据 结构简式中S的价键可知，S形成6对共用电子对，没有孤电子对，S原子的杂化轨道
类型为sp3杂化；② 中既有单键也有双键，非金属元素之间形成共价键，故存在的作用力为 键、
键 ，不存在金属键、氢键，答案选BC；③ 中第二周期非金属元素为F、C、N、O，同周期主族
元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N原子 轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相
邻元素，故第一电离能为F>N>O>C；
（4） 位于晶胞体心， 位于晶胞的棱，若以 为中心，则围在以 为中心的棱为中心的四个晶胞的
中心为距离 最近的 ，总共有4个；根据均摊法，晶胞中含有8 个N，12 个 ，1
个 ，已知阿伏加德罗常数的值为 ，若晶体的密度为 ，该晶胞的质量为 g，体积为 ，则边长为 或 cm。
B 组 提升练
1．（2022·浙江温州·模拟预测）氯化铬酰( )常温下为深红色液体，能与 、 等互溶，沸点
117℃，不存在立体异构，遇水反应并生成两种酸。下列说法不正确的是
A． 中Cr的化合价数与基态原子的价电子数相等
B． 结构为四面体而非平面形
C． 为离子晶体
D． 遇水可发生反应：
【答案】C
【解析】A． 中Cr的化合价数是+6，其基态原子的排布式是3d54s1，价电子数是6，A项正确；
B． 结构式为 ，中心铬原子上的孤电子数是0，价层电子数是4，为四面体而非平
面形，B项正确；C． 为分子晶体，C项错误；D． 遇水可发生反应生成铬酸和盐酸：
，D项正确；故答案选C。
2．（2022·北京·北大附中三模）在一定条件下，[Zn(CN) ]2-与甲醛发生如下反应：[Zn(CN) ]2-
4 4
+4HCHO+4H O=[Zn(OH) ]2-+4HOCH CN
2 4 2
已知：ⅰ. HCN为剧毒、易挥发的气体，其水溶液有极弱的酸性ⅱ. Zn2++4CN- [Zn(CN) ]2- K；Zn2++4OH- [Zn(OH) ]2- K
4 1 4 2
下列说法不正确的是
A．反应前后Zn2+均提供4个空轨道容纳4对孤电子对
B．HOCH CN的氰基由CN-与甲醛发生反应而来
2
C．依据上述[Zn(CN) ]2-与甲醛的反应可以证明：KR 且R>R 或R-CH 且-CH->H则该烯烃为顺式，D项错误；故选B。
2 3 2
4．（2022·辽宁·鞍山一中模拟预测）新型二维共价晶体材料在光电、催化、新能源以及生物医学等领域中
的应用具有重要意义，硒和钒形成的晶体就是其中的一种，晶体中硒原子和钒原子是分层排布的，下图是
该晶体微观结构的透视图。
下列有关说法正确的是
A．基态硒原子价层电子排布式为3dl04s24p4
B．该晶体应该具有较高的熔点
C．假设俯视图中菱形的面积为sm2则该晶体单位面积质量为 g/m2
D．该晶体的化学式为VSe
【答案】B
【解析】A．主族元素价层电子即为最外层电子，硒在周期表中的位置是第四周期第VIA族，因此价层电
子排布式为4s24p4，A选项错误；B．该共价晶体中相邻Se原子与V原子以共价键相作用在一起，熔化时
需克服共价键，具有较高的熔点，B选项正确；
C．菱形结构中Se原子个数为 ，V原子个数为1×1=1，则该晶体单位面积为，C选项错误；D．俯视图中菱形结构为最小晶胞，Se原子个数为 ，V
原子个数为1×1=1，所以该晶体化学式为VSe ，D选项错误；
2
答案选B。
5．（2022·重庆市育才中学二模）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京隆重开幕，“科技冬奥”理念，
体现在方方面面。回答下列有关问题：
(1)冬奥会采用的石墨烯(即单层石墨)材料制造户外保暖穿戴设备，该材料中的碳原子采取_______杂化，属
于元素周期表中_______区，同主族的元素基态Ge原子核外电子的空间运动状态有_______种。
奥运会场馆使用了大量的合金。第VIII族元素Fe、Co、Ni性质相似，称为铁系元素，主要用于制造合金。
(2)基态Fe2+与Fe3+离子的最外层电子数之比为_______，实验室常用A离子来检验Fe3+离子，且又是CO 的
2
某一种等电子体，写出A离子的结构式_______。
(3)Fe(CO) 是一种黄色粘稠状液体化合物，则CO作配体时，配位原子是_______，其原因是_______。
5
(4)写出与Ni同周期元素中，基态原子未成对电子数与Ni相同的元素名称_______。
(5)如表为Co2+、Ni2+不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时，总能量的降低)。由表可知，
Ni2+比较稳定的配离子配位数是_______(填“4”或“6”)
离 离
配位数 晶体场稳定化能(Dq) 配位数 晶体场稳定化能(Dq)
子 子
6 -8Dq+2p 6 -12Dq+3p
Co2+ Ni2+
4 -5.34Dq+2p 4 -3.56Dq+3p
(6)目前新能源汽车电池主要是磷酸铁锂(LiFePO )和三元锂电池(正极含有Ni、Co、Mn三种元素)。LiFePO
4 4
中阴离子的立体构型名称是_______。三元锂电池的负极材料是石墨，石墨晶体的二维平面结构如图1所示，
晶胞结构如图2所示。根据图2计算石墨晶体的密度是_______g/cm3(写出表达式即可)。【答案】(1)sp2杂化； P； 17；
(2)14：13； [S=C=N]-；
(3)C；C 的电负性小于O，对孤电子对吸引能力弱，给出电子对更容易；
(4)钛、 锗、硒；
(5)6；
(6)正四面体形； 或 或 ；
【解析】（1）石墨每层结构中每个C原子与周围的3个C原子形成3个o键，C原子为sp2杂化，C原子
的核外电子排布为： ，位于周期表中P区，Ge原子核外电子排布 ，有
1s、2s、3s、4s各有1个轨道，2p、3p各有3个轨道，4p有2个轨道含有电子，3d有5个轨道，所以共有
17种空间运动状态，故答案为：sp2；P；17；
（2）基态Fe2+的核外电子排布为： ，最外层电子数为14个，Fe3+离子核外电子排布为
，最外层电子数为13个，基态Fe2+与Fe3+离子的最外层电子数之比为14：13，原子个
数及价电子数相等的微粒是等电子体，故A离子为SCN，结构式为：[S=C=N]-，故答案为：14：13；
[S=C=N]-；
（3）C原子的电负性比O的小，对孤电子对的吸引力更小，更容易给出孤电子对，因此配位原子是C，故
答案为：C；对孤电子对吸引能力弱，给出电子对更容易；
（4）Ni原子的核外电子排布为： ，有2个未成对电子，第四周期含有2个未成对电
子的有钛、锗、硒，故答案为：钛、锗、硒；
（5）由表格可知Ni2+配位数为6时对应的晶体场稳定化能降低的更多，更稳定，故答案为：6；
（6） 中P原子价层电子对数 ，且不含孤电子对， 故 的空间构型为正四面体，
由晶胞结构图可知晶胞含有的C原子个数为 ，C原子之间的距离为anm，则晶胞底
C 组 真题练面边长为 ，晶胞体积： ，晶胞密度
；故答案为： 或 或 ；
1．（2022·江苏·高考真题）下列说法正确的是
A．金刚石与石墨烯中的 夹角都为
B． 、 都是由极性键构成的非极性分子
C．锗原子( )基态核外电子排布式为
D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【答案】B
【解析】A．金刚石中的碳原子为正四面体结构， 夹角为109°28′，故A错误；B． 的化学键为
Si-H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子； 的化学键为Si-Cl，为极性键，
为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；C．锗原子( )基态核外电子排布式为
[Ar]3d10 ，故C错误；
D．ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为原子晶体，故D错误；故选B。
2．（2022·北京·高考真题）由键能数据大小，不能解释下列事实的是
化学键
键能/ 411 318 799 358 452 346 222A．稳定性： B．键长：
C．熔点： D．硬度：金刚石>晶体硅
【答案】C
【解析】A．键能越大越稳定， 键能大于 ，所以稳定性： ，故不选A；B．键能越大，
键长越短， 键能大于 ，所以键长： ，故不选B；C．CO 是分子晶体，熔点由分
2
子间作用力决定，SiO 是共价晶体，所以熔点 ，不能用键能解释熔点 ，故选C； D．
2
金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大， 的键能大于 ，所以硬
度：金刚石>晶体硅，故不选D；选C。
3．（2022·北京·高考真题）下列化学用语或图示表达不正确的是
A．乙炔的结构简式：
B．顺 丁烯的分子结构模型：
C．基态 原子的价层电子的轨道表示式：
D． 的电子式：
【答案】C
【解析】A．乙炔中含有碳碳三键，其结构简式为 ，A项正确；B．顺 丁烯中两个甲基位于
双键同侧，其结构模型为 ，B项正确；C．基态 原子的价层电子排布式为3s23p2，其轨道表
示式为 ，C项错误；D． 是离子化合物，其电子式为 ，D项正确；答案选C。
4．（2022·湖北·高考真题）磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为 。下列关于该分子的说法
正确的是
A．为非极性分子 B．立体构型为正四面体形
C．加热条件下会分解并放出 D．分解产物 的电子式为
【答案】C
【解析】A．磷酰三叠氮分子不是对称结构，分子中的正负电荷重心是不重合的，是极性分子，A项错误；
B．磷酰三叠氮分子含有三个P-N键及一个P=O双键，则立体构型为四面体构型，B项错误；C．磷酰三
叠氮是一种高能分子，加热条件下会分解并放出 ，C项正确；D． 为共价化合物，则电子式为
，D项错误；答案选C。
5．（2022·河北·高考真题）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：
(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_____。
(2)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是____，原因是_____。
(3)SnCl 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(NH )]Cl B．[Cu(NH )]SO C．[Zn(NH )]SO D．Na[Zn(OH) ]
3 2 3 4 4 3 4 4 2 4
(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：
A． B． C． D．根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将Mn2+转化为MnO 的是____(填标号)，理由是____。
(6)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_____。
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( ， ， )，则B原子的坐标为_____。
【答案】(1)1：2或2：1
(2) Cu Cu的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失去的是4s1
的电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大
(3)三角锥形 sp3杂化
(4)B
(5)D D中含有—1价的O元素，具有强氧化性，能将Mn2+转化为MnO
(6)Cu ZnSnS ( ， ， )
2 4
【解析】（1）基态S的价电子排布是3s23p4，根据基态原子电子排布规则，两种自旋状态的电子数之比为
1：2或2：1，故答案为：1：2或2：1；（2）铜元素的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电离能失去
的是4s1电子，锌元素的第二电离能失去的是4s1的电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充
满状态，其与4s1电子能量差值更大，所以铜与锌相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是铜元素，故答案为：Cu；Cu的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失
去的是4s1的电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大；
（3）三氯化锡离子在锡离子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，所以锡离子杂化方式为sp3杂化，离
子的空间构型为三角锥形，故答案为：三角锥形；sp3杂化；（4）根据题意，具有顺磁性物质含有未成对
电子；A．[Cu(NH )]Cl中亚铜离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，
3 2
故不符合题意；B．[Cu(NH )]SO 中铜离子外围电子排布是3d9，离子中有未成对电子，该配合物具有顺磁
3 4 4
性，故符合题意；C．[Zn(NH )]SO 中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具
3 4 4
有顺磁性，故不符合题意；D．Na[Zn(OH) ] 中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配
2 4
合物不具有顺磁性，故不符合题意；故选B；（5）由四种含氧酸根的结构式可知，只有过二硫酸根离子中
含有过氧链，离子中—1价的氧元素具有强氧化性，则只有过二硫酸根离子能在酸性溶液中将锰离子氧化
为高锰酸根离子，故选D；
（6）①由晶胞结构可知，位于顶点和体心的锌原子个数为8× +1=2，位于面上的铜原子个数为8× =4，
位于面心和棱上的锡原子个数为2× +4× =2，位于体内的硫原子个数为8，则该物质的化学式为
Cu ZnSnS，故答案为：Cu ZnSnS；②若将晶胞先分为上下两个相等的正方体后再将每个正方体继续分为
2 4 2 4
8个相等的小正方体，则B原子位于上面的正方体分割成的8个小立方体中位于右下后方的小立方体的体
心，由A原子的坐标为( ， ， )可知，B原子的坐标为( ， ， )，故答案为：( ， ， )。
