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专题04 物质结构与性质
考点一 原子结构与性质
1．（2024·安徽卷）某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
A．该物质中
为
价
B．基态原子的第一电离能：
C．该物质中C 和P 均采取
杂化
D．基态
原子价电子排布式为
【答案】C
【解析】由结构简式可知，P 原子的3 个孤电子与苯环形成共用电子对，P 原子剩余的孤电子对与Ni 形成
配位键，
提供孤电子对，与Ni 形成配位键，由于整个分子呈电中性，故该物质中Ni 为+2 价，A 项正确；
同周期元素随着原子序数的增大，第一电离能有增大趋势，故基态原子的第一电离能：Cl＞P，B 项正确；
该物质中，C 均存在于苯环上，采取sp2杂化，P 与苯环形成3 对共用电子对，剩余的孤电子对与Ni 形成配
位键，价层电子对数为4，采取sp3杂化，C 项错误；Ni 的原子序数为28，位于第四周期第Ⅷ族，基态Ni
原子价电子排布式为3d84s2，D 项正确。
2．（2024·湖北卷）主族元素W、X、Y、Z 原子序数依次增大，X、Y 的价电子数相等，Z 的价电子所在能
层有16 个轨道，4 种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A．电负性：
B．酸性：
C．基态原子的未成对电子数：
D．氧化物溶于水所得溶液的
【答案】D
【解析】主族元素W、X、Y、Z 原子序数依次增大，X、Y 的价电子数相等，Z 的价电子所在能层有16 个轨
道，则Z 个有4 个能层。根据这4 种元素形成的化合物的结构可以推断，W、X、Y、Z 分别为H、O、S、
K。W 和Y 可以形成
，其中S 显-2 价，因此，电负性S>H，A 项错误；
是中强酸，而
是强
酸，因此，在相同条件下，后者的酸性较强，B 项错误；H 只有1 个电子，O 的2p 轨道上有4 个电子，O
有2 个未成对电子，因此，基态原子的未成对电子数 O>H，C 项错误；K 的氧化物溶于水且与水反应生成
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强碱
，S 的氧化物溶于水且与水反应生成
或
，因此，氧化物溶于水所得溶液的pH 的大
小关系为 K>S，D 项正确。
3．（2024·甘肃卷）X、Y、Z、W、Q 为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18。Y 原
子核外有两个单电子，Z 和Q 同族，Z 的原子序数是Q 的一半，W 元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误
的是
A．X、Y 组成的化合物有可燃性
B．X、Q 组成的化合物有还原性
C．Z、W 组成的化合物能与水反应
D．W、Q 组成的化合物溶于水呈酸性
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W、Q 为短周期元素，W 元素的焰色试验呈黄色，W 为Na 元素；Z 和Q 同族，Z 的原子
序数是Q 的一半，则Z 为O、Q 为S；Y 原子核外有两个单电子、且原子序数小于Z，Y 为C 元素；X、Y、
Z、W、Q 的最外层电子数之和为18，则X 的最外层电子数为18-4-6-1-6=1，X 可能为H 或Li。
【解析】A．若X 为H，H 与C 组成的化合物为烃，烃能够燃烧，若X 为Li，Li 与C 组成的化合物也具有可
燃性，A 项正确；
B．X、Q 组成的化合物中Q（即S）元素呈-2 价，为S 元素的最低价，具有还原性，B 项正确；
C．Z、W 组成的化合物为Na2O、Na2O2，Na2O 与水反应生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH 和O2，C 项
正确；
D．W、Q 组成的化合物Na2S 属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，D 项错误；
答案选D。
4．（2024·甘肃卷）温室气体
在催化剂作用下可分解为
和
，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。
下列说法错误的是
A．原子半径：
B．第一电离能：
C．在水中的溶解度：苯<苯酚
D．苯和苯酚中C 的杂化方式相同
【答案】B
【解析】A． C 、N 、O 都是第二周期的元素，其原子序数依次递增；同一周期的元素，从左到右原子半
径依次减小，因此，原子半径从小到大的顺序为O<N<C，A 正确；
B．同一周期的元素，从左到右电负性呈递增的趋势，其中ⅡA 和ⅤA 的元素因其原子结构相对较稳定而
出现反常，使其电负性大于同周期相邻的元素，因此，第一电离能从小到大的顺序为C< O< N，B 不正确；
C．苯是非极性分子，苯酚是极性分子，且苯酚与水分子之间可以形成氢键，根据相似相溶规则可知，苯
酚在水中的溶解度大于苯，C 正确；
D．苯和苯酚中C 的杂化方式均为
，杂化方式相同，D 正确；
综上所述，本题选B。
5．（2024·河北卷）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为
，其中W、
X、Y、Z、Q、R 分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．第一电离能：
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C．单质沸点：
D．电负性：
【答案】C
【解析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为
，则可推出W、
X、Y、Z、Q、R 分别为H 元素、C 元素、N 元素、O 元素、
元素、
元素。一般原子的电子层数越多半
径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：
，A 项错误；同周期从左到右
元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA 族、ⅤA 族原子的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：
，B 项错误；
、
为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，
在常温下为固体，则沸点：
，C 项正确；同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元
素，从上到下电负性逐渐减小，电负性：
，D 项错误。
6．（2024·江苏卷）我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe 等元素的磷酸盐，下列元素位于元
素周期表第二周期的是
A．O
B．P
C．Ca
D．Fe
【答案】A
【解析】A．O 元素位于元素周期表第二周期ⅥA，A 符合题意；
B．P 元素位于元素周期表第三周期ⅤA，B 不符合题意；
C．Ca 元素位于元素周期表第四周期ⅡA，C 不符合题意；
D．Fe 元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族，D 不符合题意；
综上所述，本题选A。
7．（2024·江苏卷）明矾
可用作净水剂。下列说法正确的是
A．半径：
B．电负性：
C．沸点：
D．碱性：
【答案】B
【解析】
有2 个电子层，而
有3 个电子层，因此，
的半径较大，A 项错误；同一主族的元素，其
电负性从上到下依次减小，O 和S 都是ⅥA 的元素，O 元素的电负性较大，B 项正确；虽然
的相对分子
质量较大，但是
分子间可形成氢键，因此
的沸点较高，C 项错误；元素的金属性越强，其最高价
的氧化物的水化物的碱性越强，K 的金属性强于Al，因此
的碱性较强，D 项错误。
8．（2024·湖南卷）通过理论计算方法优化了P 和Q 的分子结构，P 和Q 呈平面六元并环结构，原子的连
接方式如图所示，下列说法错误的是
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A．P 为非极性分子，Q 为极性分子
B．第一电离能：
C．
和
所含电子数目相等
D．P 和Q 分子中C、B 和N 均为
杂化
【答案】A
【解析】A．由所给分子结构图，P 和Q 分子都满足对称，正负电荷重心重合，都是非极性分子，A 错误；
B．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，则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N，故B 正确；
C．由所给分子结构可知，P 分子式为C24H12，Q 分子式为B12N12H12，P、Q 分子都是含156 个电子，故1mol
P 和1mol Q 所含电子数目相等，C 正确；
D．由所给分子结构可知，P 和Q 分子中C、B 和N 均与其它三个原子成键，P 和Q 分子呈平面结构，故P
和Q 分子中C、B 和N 均为sp2杂化，D 正确；
本题选A。
9．（2024·黑吉辽卷）如下反应相关元素中，W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，基态X 原
子的核外电子有5 种空间运动状态，基态Y、Z 原子有两个未成对电子，Q 是ds 区元素，焰色试验呈绿色。
下列说法错误的是
A．单质沸点：
B．简单氢化物键角：
C．反应过程中有蓝色沉淀产生
D．
是配合物，配位原子是Y
【答案】D
【解析】Q 是ds 区元素，焰色试验呈绿色，则Q 为Cu 元素；空间运动状态数是指电子占据的轨道数，基
态X 原子的核外电子有5 种空间运动状态，则X 为第2 周期元素，满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、
O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z 为原子序数依次增大，基态Y、Z 原子有两个未成对电子，若Y、Z 为第
2 周期元素，则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C 原子序数小于N，所以Y 不可能为C，若
Y、Z 为第3 周期元素，则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z 可与Cu 形成
CuZY4，而O、Si、S 中只有O 和S 形成的
才能形成CuZY4，所以Y、Z 分别为O、S 元素，则X 只能为
N；W 能与X 形成WX3，则W 为IA 族或VIIA 族元素，但W 原子序数小于N，所以W 为H 元素，综上所述，
W、X、Y、Z、Q 分别为H、N、O、S、Cu。W、Y、Z 分别为H、O、S，S 单质常温下呈固态，其沸点高于
氧气和氢气，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，O2的范德华力大于 H2，所以沸点O2＞
H2，即沸点S＞O2＞H2，A 项正确；Y、X 的 简单氢化物分别为H2O 和NH3，H2O 的中心原子O 原子的价层
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电子对数为2+
×(6-2×1)=4、孤电子对数为2，空间构型为V 形，键角约105º，NH3的中心原子N 原子的价
层电子对数为3+
×(5-3×1)=4、孤电子对数为1，空间构型为三角锥形，键角约107º18´，所以键角：
，B 项正确；硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶
解，生成Cu(NH3)4SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，C 项正确；
为Cu(NH3)4SO4，其中铜离子
提供空轨道、NH3的N 原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为N，D 项错误。
10．（2024·全国甲卷）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素。W 和X 原子序数之和等于
的
核外电子数，化合物
可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是
A．X 和Z 属于同一主族
B．非属性：
C．气态氢化物的稳定性：
D．原子半径：
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，且能形成离子化合物
，则W 为Li 或
Na；又由于W 和X 原子序数之和等于
的核外电子数，若W 为Na，X 原子序数大于Na，则W 和X 原子序
数之和大于18，不符合题意，因此W 只能为Li 元素；由于Y 可形成
，故Y 为第Ⅶ主族元素，且原子序
数Z 大于Y，故Y 不可能为Cl 元素，因此Y 为F 元素，X 的原子序数为10-3=7，X 为N 元素；根据W、Y、Z
形成离子化合物
，可知Z 为P 元素；综上所述，W 为Li 元素，X 为N 元素，Y 为F 元素，Z 为P 元
素。
【解析】A．由分析可知，X 为N 元素，Z 为P 元素，X 和Z 属于同一主族，A 项正确；
B．由分析可知，X 为N 元素，Y 为F 元素，Z 为P 元素，非金属性：F＞N＞P，B 项错误；
C．由分析可知，Y 为F 元素，Z 为P 元素，非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，即气态氢化
物的稳定性：HF＞PH3，C 项错误；
D．由分析可知，W 为Li 元素，X 为N 元素，Y 为F 元素，同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而
减小，故原子半径：Li＞N＞F，D 项错误；
故选A。
考点二 分子结构与性质
11．（2024·浙江6 月卷）X、Y、Z、M 四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y
与M 同主族，Y 与Z 核电荷数相差2，Z 的原子最外层电子数是内层电子数的3 倍。下列说法不正确的是
A．键角：
B．分子的极性：
C．共价晶体熔点：
D．热稳定性：
【答案】B
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【解析】X、Y、Z、M 四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y 与M 同主族，Y 与
Z 核电荷数相差2，Z 的原子最外层电子数是内层电子数的3 倍，则Z 为O 元素，Y 为C 元素，X 为H 元素，
M 为Si 元素。
为
，其中C 原子的杂化类型为
，
的空间构型为平面正三角形，键角为120°；
为
，其中C 原子的杂化类型为
，
的空间构型为三角锥形，由于C 原子还有1 个孤电子对，
故键角小于109°28´，因此，键角的大小关系为
，A 项正确；
为
，其为直线形分子，
分子结构对称，分子中正负电荷的重心是重合的，故其为百极性分子；
分子结构不对称，分子中正
负电荷的重心是不重合的，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为
，B 项错误；金则
石和晶体硅均为共价晶体，但是由于C 的原子半径小于Si，因此，C—C 键的键能大于Si—Si 键的，故共价
晶体熔点较高的是金刚石，C 项正确；元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强；C 的非金属
性强于Si，因此，甲烷的稳定热稳定性较高，D 项正确。
12．（2024·湖北卷）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A．
理论认为
模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D．
杂化轨道由1 个s 轨道和3 个p 轨道混杂而成
【答案】A
【解析】VSEPR 模型是价层电子对的空间结构模型，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不
包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者空间结构相同，当中心原子有孤电子对时，两者空间结构
不同，A 项错误；元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫元素周期律，元素性
质的周期性的变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果，B 项正确；在一个原子轨道里，最
多只能容纳2 个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理，C 项正确；1 个s 轨道和3 个p 轨道混
杂形成4 个能量相同、方向不同的轨道，称为sp3杂化轨道，D 项正确。
13．（2024·湖北卷）结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p 轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【解析】A．甘油分子中有3 个羟基，分子间可以形成更多的氢键，且O 元素的电负性较大，故其分子间
形成的氢键较强，因此甘油是黏稠液体，A 正确；
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B．王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的
能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促
进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有表现氧化性，B 不正确；
C．冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰
晶体中水分子的空间利用率相对较低，冰的密度小于干冰，C 正确；
D．石墨属于混合型晶体，在石墨的二维结构平面内，第个碳原子以C—C 键与相邻的3 个碳原子结合，形
成六元环层。碳原子有4 个价电子，而每个碳原子仅用3 个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共
价键，还有1 个电子处于碳原子的未杂化的2p 轨道上，层内碳原子的这些p 轨道相互平行，相邻碳原子p
轨道相互重叠形成大π 键，这些p 轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，D 正确；
综上所述，本题选B。
14．（2024·甘肃卷）温室气体
在催化剂作用下可分解为
和
，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。
下列说法错误的是
A．相同条件下
比
稳定
B．
与
的空间构型相同
C．
中
键比
键更易断裂
D．
中
键和大
键的数目不相等
【答案】D
【解析】A．
分子中存在的
，
分子中虽然也存在叁键，但是其键能小于
，因此，相同条
件下
比
稳定，A 正确；
B．
与
均为
的等电子体，故其均为直线形分子，两者空间构型相同，B 正确；
C．
的中心原子是N，其在催化剂作用下可分解为
和
，说明
中
键比
键更易断裂，C
正确；
D．
中
键和大
键的数目均为2，因此，
键和大
键的数目相等，D 不正确；
综上所述，本题选D。
15．（2024·河北卷）从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选
项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
键角依次减小
孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电
子对之间的斥力
C
晶体中
与8 个
配位，而
晶体中
与
6 个
配位
比
的半径大
D
逐个断开
中的
键，每步所需能量不同
各步中的
键所处化学环境不同
【答案】B
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【解析】原子光谱是不连续的线状谱线，说明原子的能级是不连续的，即原子能级是量子化的，A 项正确；
中心C 原子为
杂化，键角为
，
中心C 原子为
杂化，键角大约为
，
中心C 原
子为
杂化，键角为
，三种物质中心C 原子都没有孤电子对，三者键角大小与孤电子对无关，B 项
错误；离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小，离子半径比越大，配位数越大，
周围最
多能排布8 个
，
周围最多能排布6 个
，说明
比
半径大，C 项正确；断开第一个键时，碳
原子周围的共用电子对多，原子核对共用电子对的吸引力较弱，需要能量较小，断开
键越多，碳原
子周围共用电子对越少，原子核对共用电子对的吸引力越大，需要的能量变大，所以各步中的
键所
处化学环境不同，每步所需能量不同，D 项正确。
16．（2024·河北卷）
是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，
如：
。下列有关化学用语或表述正确的是
A．
的形成过程可表示为
B．
中的阴、阳离子有相同的VSEPR 模型和空间结构
C．在
、石墨、金刚石中，碳原子有
和
三种杂化方式
D．
和
都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
【答案】B
【解析】
是共价化合物，其电子式为
，
的形成过程可表示为
，A 项
错误；
中
的中心N 原子孤电子对数为
，价层电子对数为4，
的中心
原子
孤电子对数为
，价层电子对数为4，则二者的
模型和空间结构均为正四面体形，B
项正确；
、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为
、
、
，共有2 种杂化方式，C 项错误；
易液化，其气化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，
分子
间作用力为氢键和范德华力，
分子间仅存在范德华力，D 项错误。
17．（2024·新课标卷）我国科学家最近研究的一种无机盐
纳米药物具有高效的细胞内亚铁
离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z 的原子序数依次增加，且W、X、Y 属于不同族的短周期元素。W 的
外层电子数是其内层电子数的2 倍，X 和Y 的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z 的M 层未成对电子数为
4。下列叙述错误的是
A．W、X、Y、Z 四种元素的单质中Z 的熔点最高
B．在X 的简单氢化物中X 原子轨道杂化类型为
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C．Y 的氢氧化物难溶于NaCl 溶液，可以溶于
溶液
D．
中
提供电子对与
形成配位键
【答案】A
【解析】W、X 、Y、Z 的原子序数依次增加，且W、X、Y 属于不同族的短周期元素。W 的外层电子数是其
内层电子数的2 倍，则W 为C 元素；每个周期的ⅡA 和ⅤA 的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，
由于配合物
中Y 在外界，Y 可形成简单阳离子，则Y 属于金属元素，故X 和Y 分别为N 和Mg；
Z 的M 层未成对电子数为4，则其3d 轨道上有4 个不成对电子，其价电子排布式为
，Z 为Fe 元素，
为
。W、X、 Y、Z 四种元素的单质中，N 元素的单质形成分子晶体，Mg 和Fe
均形成金属晶体，C 元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A 项错误；在X 的简单氢化
物是
，其中C 原子轨道杂化类型为
，B 项正确；Y 的氢氧化物是
，其属于中强碱，其难溶
于水，难溶于
溶液，但是，由于
电离产生的
可以破坏
的沉淀溶解平衡，因此
可以溶于
溶液，C 项正确；
中
提供电子对与
形成配位键，D 项正确。
18．（2024·江苏卷）催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、
酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、
和
制
(二甲醚)、
倠化氧化
等。催化剂有选择性，如
与
反应用Ag 催化生成
(环氧乙烷)、用
催化生成
。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中
电倠化
生成
、氯自由基催化
分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来
催化剂研究的发展方向。下列有关反应描述正确的是
A．
催化氧化为
，
断裂
键
B．氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变
分解的历程
C．丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂
键和
键
D．石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由
转变为
【答案】B
【解析】A 项，CH3CH2OH 催化生成CH3CHO 的原理是羟基中O－H 键及与羟基相连碳上一个C－H 键断裂，
形成碳氧双键，错误；B 项，催化剂能够改变反应历程，加快反应速率，正确；C 项，丁烷分子中不存在π
键，错误；D 项，石墨中碳原子为sp2杂化，金刚石中碳原子为sp3杂化，杂化类型应从sp2转变为sp3，错
误。
19．（2024·安徽卷）地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y 均为氮氧
化物)，羟胺(
)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反
应的产物盐酸羟胺
广泛用子药品、香料等的合成。
已知
时，
，
，
。
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下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是
A．键角：
B．熔点：
C．
同浓度水溶液的
D．羟胺分子间氢键的强弱：
【答案】D
【解析】A．
中N 原子的价层电子对数=
，为sp3杂化，键角为107°，
中N 的
价层电子对数=
，为sp2杂化，键角为120°，故键角：
，A 项错误；
B．
为分子晶体，
为离子晶体，故熔点：
，B 项错误；
C．由题目信息可知，25℃下，
，故
的碱性比
弱，故同浓度
的水溶液中，
的电离程度大于
的电离程度，同浓度水溶液的pH：
，C
项错误；
D．O 的电负性大于N，O-H 键的极性大于N-H 键，故羟胺分子间氢键的强弱
，D 项正确；
故选D。
20．（2024·山东卷）由O、F、I 组成化学式为
的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列
说法正确的是
A．图中O 代表F 原子
B．该化合物中存在过氧键
C．该化合物中I 原子存在孤对电子
D．该化合物中所有碘氧键键长相等
【答案】C
【解析】由图中信息可知，白色的小球可形成2 个共价键，灰色的小球只形成1 个共价键，黑色的大球形
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成了4 个共价键，根据O、F、I 的电负性大小（F 最大、I 最小）及其价电子数可以判断，白色的小球代表
O 原子、灰色的小球代表F 原子，黑色的大球代表I 原子。图中O（白色的小球）代表O 原子，灰色的小球
代表F 原子，A 项错误；根据该化合物结构片断可知，每个I 原子与3 个O 原子形成共价键，根据均摊法可
以判断必须有2 个O 原子分别与2 个I 原子成键，才能确定该化合物化学式为
，因此，该化合物中不
存在过氧键，B 项错误；I 原子的价电子数为7，该化合物中F 元素的化合价为-1，O 元素的化合价为-2，则
I 元素的化合价为+5，据此可以判断每I 原子与其他原子形成3 个单键和1 个双键，I 原子的价电子数不等于
其形成共价键的数目，因此，该化合物中I 原子存在孤对电子，C 项正确；该化合物中既存在I—O 单键，
又存在I=O 双键，单键和双键的键长是不相等的，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，D 项错误。
21．（2024·浙江1 月卷）X、Y、Z、M 和Q 五种主族元素，原子序数依次增大，X 原子半径最小，短周期
中M 电负性最小，Z 与Y、Q 相邻，基态Z 原子的s 能级与p 能级的电子数相等，下列说法不正确的是
A．沸点：
B．M 与Q 可形成化合物
、
C．化学键中离子键成分的百分数：
D．
与
离子空间结构均为三角锥形
【答案】D
【分析】X 半径最小为H，短周期电负性最小则M 为Na，Z 原子的s 能级与p 能级的电子数相等，则Z 为
O，Z 与Y、Q 相邻，Y 为N，Q 为S，以此分析；
【解析】A．H2O 中含有氢键，则沸点高于H2S，A 正确；
B．Na 与O 形成Na2O、Na2O2，则O 与S 同族化学性质性质相似，B 正确；
C．Na2O 的电子式为
，Na2S 的电子式为
，离子键百分比 = (电负
性差值 / 总电负性差值)，O 的电负性大于S，则Na2O 离子键成分的百分数大于Na2S，C 正确；
D.
为sp2杂化，孤电子对为0，为平面三角形，
为sp3杂化，孤电子对为1，三角锥形，D 错误；
故选D。
22．（2024·湖南卷）下列有关化学概念或性质的判断错误的是
A．
分子是正四面体结构，则
没有同分异构体
B．环己烷与苯分子中
键的键能相等
C．甲苯的质谱图中，质荷比为92 的峰归属于
D．由
与
组成的离子液体常温下呈液态，与其离子的体积较大有关
【答案】B
【解析】A．
为四面体结构，其中任何两个顶点都是相邻关系，因此
没有同分异构体，故A
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项说法正确；
B．环己烷中碳原子采用sp3杂化，苯分子中碳原子采用sp2杂化，由于同能层中s 轨道更接近原子核，因此
杂化轨道的s 成分越多，其杂化轨道更接近原子核，由此可知sp2杂化轨道参与组成的C-H 共价键的电子云
更偏向碳原子核，即苯分子中的C-H 键长小于环己烷，键能更高，故B 项说法错误；
C．
带1 个单位电荷，其相对分子质量为92，因此其质荷比为92，故C 项说法正确；
D．当阴阳离子体积较大时，其电荷较为分散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温，故D
项说法正确；
综上所述，错误的是B 项。
考点三 晶体结构与性质
23．（2024·山东卷）下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是
A．金刚石(C)
B．单晶硅(
)
C．金刚砂(
)
D．氮化硼(
，立方相)
【答案】B
【解析】金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越
大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si-Si>Si-C>B-N>C-C，所以熔点最低的为单
晶硅。选B。
24．（2024·湖北卷）黄金按质量分数分级，纯金为
。
合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立
方晶胞。下列说法错误的是
A．I 为
金
B．Ⅱ中
的配位数是12
C．Ⅲ中最小核间距
D．I、Ⅱ、Ⅲ中，
与
原子个数比依次为
、
、
【答案】C
【解析】由24K 金的质量分数为100%，则18K 金的质量分数为：
，I 中Au 和Cu 原子个数
比值为1:1，则Au 的质量分数为：
，A 项正确；Ⅱ中Au 处于立方体的八个顶点，
Au 的配位数指距离最近的Cu，Cu 处于面心处，类似于二氧化碳晶胞结构，二氧化碳分子周围距离最近的
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二氧化碳有12 个，则Au 的配位数为12，B 项正确；设Ⅲ的晶胞参数为a，
的核间距为
，
的最小核间距也为
，最小核间距
，C 项错误；I 中，
处于内部，
处于晶
胞的八个顶点，其原子个数比为1:1；Ⅱ中，
处于立方体的八个顶点，
处于面心，其原子个数比为：
；Ⅲ中，
处于立方体的面心，
处于顶点，其原子个数比为
；D 项正
确。
25．（2024·黑吉辽卷）某锂离子电池电极材料结构如图。结构1 是钴硫化物晶胞的一部分，可代表其组
成和结构；晶胞2 是充电后的晶胞结构；所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是
A．结构1 钴硫化物的化学式为
B．晶胞2 中S 与S 的最短距离为当
C．晶胞2 中距
最近的S 有4 个
D．晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体
【答案】B
【解析】A．由均摊法得，结构1 中含有Co 的数目为
，含有S 的数目为
，Co 与S
的原子个数比为9：8，因此结构1 的化学式为Co9S8，故A 正确；
B．由图可知，晶胞2 中S 与S 的最短距离为面对角线的
，晶胞边长为a，即S 与S 的最短距离为：
，
故B 错误；
C．如图：
，以图中的Li 为例，与其最近的S 共4 个，故C 正确；
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D．如图
，当2 个晶胞2 放在一起时，图中红框截取的部分就是
晶胞3，晶胞2 和晶胞3 表示同一晶体，故D 正确；
故选B。
26．（2024·湖北卷）科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。三种芳
烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是
芳烃
芘
并四苯
蒄
结构
结合常
数
385
3764
176000
A．芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2 个芘
D．芳烃π 电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
【答案】B
【解析】A．“分子客车”能装载多种稠环芳香烃，故芳烃与“分子客车”通过分子间作用力形成分子聚
集体——超分子，A 项正确；
B．“分子客车”的长为2.2nm、高为0.7nm，从长的方向观察，有与并四苯分子适配的结构，从高的方向
观察则缺少合适结构，故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性，B 项错误；
C．芘与“分子客车”中中间部分结构大小适配，故从分子大小适配看“分子客车”可装载2 个芘，C 项正
确；
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D．芘、并四苯、蒄中π 电子数逐渐增多，与“分子客车”的结合常数逐渐增大，而结合常数越大越稳定，
故芳烃π 电子数越多越有利于和“分子客车”结合，D 项正确；
答案选B。
27．（2024·甘肃卷）
晶体中，多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示，其中部分结构显示为
图乙，下列说法错误的是
A．电负性：
B．单质
是金属晶体
C．晶体中存在范德华力
D．
离子的配位数为3
【答案】D
【解析】A．电负性越大的元素吸引电子的能力越强，活泼金属的电负性小于活泼非金属，因此，Mg 的电
负性小于 Cl，A 正确；
B．金属晶体包括金属单质及合金，单质Mg 是金属晶体，B 正确；
C．由晶体结构可知，该结构中存在层状结构，层与层之间存在范德华力，C 正确；
D．由图乙中结构可知，每 个
与周围有6 个
最近且距离相等，因此 ，
的配位数为6，D 错
误；
综上所述，本题选D。
28．（2024·安徽卷）研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(
)，其立方晶胞和导
电时
迁移过程如下图所示。已知该氧化物中
为
价，
为
价。下列说法错误的是
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A．导电时，
和
的价态不变
B．若
，
与空位的数目相等
C．与体心最邻近的O 原子数为12
D．导电时、空位移动方向与电流方向相反
【答案】B
【解析】A．根据题意，导电时Li+发生迁移，化合价不变，则Ti 和La 的价态不变，A 项正确；
B．根据“均摊法”，1 个晶胞中含Ti：8×
=1 个，含O：12×
=3 个，含La 或Li 或空位共：1 个，若x=
，则La 和空位共
，n(La)+n(空位)=
，结合正负化合价代数和为0，(+1)×
+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0，
解得n(La)=
、n(空位)=
，Li+与空位数目不相等，B 项错误；
C．由立方晶胞的结构可知，与体心最邻近的O 原子数为12，即位于棱心的12 个O 原子，C 项正确；
D．导电时Li+向阴极移动方向，即与电流方向相同，则空位移动方向与电流方向相反，D 项正确；
答案选B。
29．（2024·湖南卷）
是一种高活性的人工固氮产物，其合成反应为
，晶胞如图所示，下列说法错误的是
A．合成反应中，还原剂是
和C
B．晶胞中含有的
个数为4
C．每个
周围与它最近且距离相等的
有8 个
D．
为V 型结构
【答案】D
【解析】A．LiH 中H 元素为-1 价，由图中
化合价可知， N 元素为-3 价，C 元素为+4 价，根据反应
可知，H 元素由-1 价升高到0 价，C 元素由0 价升高到+4 价，N 元素由0 价
降低到-3 价，由此可知还原剂是
和C，故A 正确；
B．根据均摊法可知，
位于晶胞中的面上，则含有的
个数为
，故B 正确；
C．观察位于体心的
可知，与它最近且距离相等的
有8 个，故C 正确；
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D．
的中心原子C 原子的价层电子对数为
，且
与CO2互为等电子体，可知
为直线型分子，故D 错误；
故答案选D。
30．（2024·河北卷）金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。如图是铋的一种氟化物的立
方晶胞及晶胞中MNPQ 点的截面图，晶胞的边长为
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．该铋氟化物的化学式为
B．粒子S、T 之间的距离为
C．该晶体的密度为
D．晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6 个
【答案】B
【解析】根据题给晶胞结构，由均摊法可知，每个晶胞中含有
个
，含有
个F-，故该铋氟化物的化学式为
，A 项正确；将晶胞均分为8 个小立方体，由晶胞中MNPQ 点的截面
图可知，晶胞体内的8 个F-位于8 个小立方体的体心，以M 为原点建立坐标系，令N 的原子分数坐标为
，与Q、M 均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为
，则T 的原子分数坐标为
， S 的
原子分数坐标为
，所以粒子S、T 之间的距离为
，B
项正确；由A 项分析可知，每个晶胞中有4 个Bi3+、12 个F-，晶胞体积为
，则晶体密度
为
=
，C 项正确；以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离
其最近且等距的氟离子位于晶胞体内，为将晶胞均分为8 个小立方体后，每个小立方体的体心的F-，即有
8 个，D 项错误。
31．（2024·黑吉辽卷）环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构，腔内极性较小，腔外极性较大，
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可包合某些分子形成超分子。图1、图2 和图3 分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列
说法错误的是
A．环六糊精属于寡糖
B．非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C．图2 中甲氧基对位暴露在反应环境中
D．可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
【答案】B
【解析】A．1mol 糖水解后能产生2~10mol 单糖的糖称为寡糖或者低聚糖，环六糊精是葡萄糖的缩合物，
属于寡糖，A 正确；
B．要和环六糊精形成超分子，该分子的直径必须要匹配环六糊精的空腔尺寸，故不是所有的非极性分子
都可以被环六糊精包含形成超分子，B 错误；
C．由于环六糊精腔内极性小，可以将苯环包含在其中，腔外极性大，故将极性基团甲氧基暴露在反应环
境中，C 正确；
D．环六糊精空腔外有多个羟基，可以和水形成分子间氢键，故环六糊精能溶解在水中，而氯代苯甲醚不
溶于水，所以可以选择水作为萃取剂分离环六糊精和氯代苯甲醚，D 正确；
故选B。
32．（2024·浙江6 月卷）
中的
原子均通过
杂化轨道成键，与
溶液反应
元素均转化
成
。下列说法不正确的是
A．
分子结构可能是
B．
与水反应可生成一种强酸
C．
与
溶液反应会产生
D．
沸点低于相同结构的
【答案】A
【解析】
A．该结构中，如图
所示的两个Cl，Cl 最外层有7 个电子，形成了两个共价键，因此其中
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1 个应为配位键，而Si 不具备空轨道来接受孤电子对，因此
结构是错误的，故A 错误；
B．
与水反应可生成HCl，HCl 是一种强酸，故B 正确；
C．
与
溶液反应
元素均转化成
，Si 的化合价升高，根据得失电子守恒可知，H 元素
的化合价降低，会有H2 生成，故C 正确；
D．
的相对分子质量大于
，因此
的范德华力更大，沸点更高，故D 正确；
故选A。
考点四 物质结构与性质综合题
33．（2024·浙江6 月卷）氧是构建化合物的重要元素。请回答：
（1）某化合物的晶胞如图1，
的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，
写出该化合物与足量
溶液反应的化学方程式 。
(2)下列有关单核微粒的描述正确的是_______。
A．
的基态原子电子排布方式只有一种
B．
的第二电离能
的第一电离能
C．
的基态原子简化电子排布式为
D．
原子变成
，优先失去
轨道上的电子
(3)化合物
和
的结构如图2。
①
和
中羟基与水均可形成氢键(
)，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说
明理由 。
②已知
、
钠盐的碱性
，请从结构角度说明理由 。
【答案】(1) 12 K3ClO K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O
(2)AB
(3) HC>HB>HA O、S、Se 的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC
中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与H2O 形成的氢键逐渐增强 S 的原子半径大于O 的原子半径，S—H
键的键能小于O—H 键，同时HC 可形成分子间氢键，使得HD 比HC 更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水
解能力大于D-
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【解析】（1）由晶胞结构知，Cl 位于8 个顶点，O 位于体心，K 位于面心，1 个晶胞中含Cl：8×
=1 个、
含O：1 个、含K：6×
=3 个，该化合物的化学式为K3ClO；由图可知，Cl-的配位数为
=12；该化合物
可看成KCl∙K2O，故该化合物与足量NH4Cl 溶液反应生成KCl 和NH3∙H2O，反应的化学方程式为
K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O。
（2）A．根据原子核外电子排布规律，基态Ar 原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种，A 项正确；
B．Na 的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量，Na+和Ne 具有相
同的电子层结构，Na+的核电荷数大于Ne，Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne 的，故Na 的第二电离能
＞Ne 的第一电离能，B 项正确；
C．Ge 的原子序数为32，基态Ge 原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C 项错误；
D．基态Fe 原子的价电子排布式为3d64s2，Fe 原子变成Fe+，优先失去4s 轨道上的电子，D 项错误；
答案选AB。
（3）①O、S、Se 的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC 中羟基的极性逐渐
增大，从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA；
②HC、HD 钠盐的碱性NaC＞NaD，说明酸性HC＜HD，原因是：S 的原子半径大于O 的原子半径，S—H 键
的键能小于O—H 键，同时HC 可形成分子间氢键，使得HD 比HC 更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水解
能力大于D-，钠盐的碱性NaC＞NaD。
34．（2024·山东卷）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题：
(1)
在元素周期表中位于第 周期 族；同周期中，基态原子未成对电子数比
多的元素
是 (填元素符号)。
(2)
如某种氧化物
的四方晶胞及其在xy 平面的投影如图所示，该氧化物化学式为 。
当
晶体有O 原子脱出时，出现O 空位，
的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)，O
空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是 (填标号)。
A．
B．
C．
D．
(3)
(见图)是
晶型转变的诱导剂。
的空间构型为 ；
中咪唑环存在
大
键，则N 原子采取的轨道杂化方式为 。
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(4)
可作
转化为
的催化剂(见下图)。
的熔点远大于
，除相对分子质量存在差
异外，另一重要原因是 。
【答案】(1) 四 ⅦB Cr
(2) MnO2 降低 A
(3) 正四面体形 sp2
(4)FDCA 形成的分子间氢键更多
【解析】（1）Mn 的原子序数为25，位于元素周期表第四周期ⅦB 族；基态Mn 的电子排布式为：
，未成对电子数有5 个，同周期中，基态原子未成对电子数比Mn 多的元素是Cr，基态Cr 的电
子排布式为
，有6 个未成对电子；
（2）由均摊法得，晶胞中Mn 的数目为
，O 的数目为
，即该氧化物的化学式为
MnO2；
晶体有O 原子脱出时，出现O 空位，即x 减小，
的化合价为+2x，即Mn 的化合价降低；
CaO 中Ca 的化合价为+2 价、V2O5中V 的化合价为+5 价、Fe2O3中Fe 的化合价为+3、CuO 中Cu 的化合价为
+2，其中CaO 中Ca 的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0 大的价态，说明CaO 不能通过这种方式获
得半导体性质；
（3）
中B 形成4 个σ 键（其中有1 个配位键），为sp3杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在
大
键，N 原子形成3 个σ 键，杂化方式为sp2；
（4）由HMF 和FDCA 的结构可知，HMF 和FDCA 均能形成分子间氢键，但FDCA 形成的分子间氢键更多，
使得FDCA 的熔点远大于HMF。
35．（2024·全国甲卷）ⅣA 族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为 。
(2)
俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷
，其中电负性最大的元素是 ，硅原子的杂化轨道类型为
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。
(4)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。
物质
熔点/
442
29
143
(5)结晶型
可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中
的配位数为 。设
为
阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为
(列出计算式)。
【答案】(1) 2 +4
(2)bd
(3) C
(4)SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相
对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
(5) 6
【解析】（1）ⅣA 族元素基态原子的价层电子排布为
，其核外未成对电子数为2，因最外层电子数
均为4，所以在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4；
（2）
俗称电石，其为离子化合物，由
和
构成，两种离子间存在离子键，
中两个C 原子之
间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd；
（3）
一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷
，含C、Si、H 三种元素，其电负性大小：C>H>Si，则电负性最
大的元素是C，硅原子与周围的4 个原子形成共价键，没有孤电子对，价层电子对数为4，则硅原子的杂化
轨道类型为
；
（4）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属
于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分
子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子
晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
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（5）由
晶胞结构图可知，该晶胞中有4 个
和4 个
，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此
的配位数为6。设
为阿伏加德罗常数的值，则
个晶胞的质量为
，
个晶胞的体积
为
，因此该晶体密度为
。
36．（2024·浙江1 月卷）氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
(1)某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A．电负性：
B．离子半径：
C．第一电离能：
D．基态
2+的简化电子排布式：
(3)①
，其中
的N 原子杂化方式为 ；比较键角
中
的
中的
(填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。
②将
与
按物质的量之比1:2 发生化合反应生成A，测得A 由2 种微粒构成，其中之一是
。比
较氧化性强弱：
(填“>”、“<”或“=”)；写出A 中阴离子的结构式 。
【答案】(1)
分子晶体
(2)CD
(3) sp3 ＜
有孤电子对，孤电子对对成键电子排斥力大，键角变小 ＞
【解析】（1）由晶胞图可知，化学式为
；由晶胞图可知构成晶胞的粒子为
分子，
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故为分子晶体；
（2）A 同一周期，从左到右，电负性依次增强，故顺序为
，A 错误；
B 核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故顺序为
，B 错误；
C 同一周期，从左到右，电离能增大的趋势，VA 族和ⅥA 族相反，故顺序为
，C 正确；
D 基态
的简化电子排布式：
，Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4，D 正确；
故选CD；
（3）①
的价层电子对数
，故杂化方式为sp3；
价层电子对数为4，有一对孤电子
对，
价层电子对数
，无孤对电子，又因为孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电
子对成键电子的排斥力，故键角
中的
＜
中的
；
②将
与
按物质的量之比1:2 发生化合反应生成A，测得A 由2 种微粒构成，其中之一是
，则
A 为NO2HS2O7，
为硝酸失去一个OH-，得电子能力更强，氧化性更强，故氧化性强弱：
＞
；
阴离子为
根据已知可知其结构式为
。
考点一 原子结构与性质
1．（2024·江西吉安一中一模）下列对事实的分析正确的是
选
项
事实
分析
A
键角：
电负性：C<N<O
B
第一电离能：P>S
原子半径：P>S
C
沸点：CO>
CO 为极性分子，
为非极性分子
D
热稳定性：HF>HCl
HF 中存在氢键，HCl 中不存在氢键
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【解析】A．CH4分子中的中心原子C 的价层电子对数为4，无孤电子对，NH3分子中的中心原子N 的价层
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电子对数为4，孤电子对数为1、H2O 分子中的中心原子O 的价层电子对数为4，孤电子对数为2，由于孤
电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，所以键角大小为
，故A
错误；
B．P、S 位于第二周期，同一周期主族元素，从左往右第一电离能有增大的趋势，但P 的3p 轨道半充满，
比较稳定，其第一电离能高于同周期相邻的两种元素，故B 错误；
C．CO 和N2结构相似，相对分子质量相等，但CO 为极性分子，N2为非极性分子，因此CO 的沸点高于N2
的沸点，故C 正确；
D．F、Cl 位于同一主族，同一主族从上到下，原子半径增大，元素非金属性减弱，对应氢化物的稳定性减
弱，所以热稳定性：HF>HCl，故D 错误；
故答案为：C。
2．（2024·湖北宜荆一模）
是一种复盐，X、Y、Z、M 位于前四周期的不同周期，Z 在地壳
中含量居第四位，基态M 原子价层电子排布式为
，E 和M 位于同一主族，X 原子比E 原子少一个
电子。下列说法正确的是
A．电负性：
B．单质分子的键能：
C．E 与其他元素均能组成多种二元化合物
D．
和
的粒子空间结构相同
【答案】C
【分析】Z 在地壳中含量居第四位，是铁元素。E 和M 位于同一主族,根据M 的价层电子排布式和复盐的化
学式，若M 是氮元素，则E 是磷元素，不符合；若M 是硫元素，则E 是氧元素，符合。X 原子比E 原子少
一个电子，则X 是氮元素，根据复盐化学式，Y 是氢元素。据此答题。
【解析】A．E、X、M 分别是氧、氮、硫元素，电负性大小关系为：E＞X＞M，A 错误；
B．X、E、Y 单质分别是N2、O2、H2，分子的键能大小为：X>Y>M，B 错误；
C．E 是氧元素，与氢、氮、硫元素均能形成多种二元化合物，C 正确；
D．
是
，S 原子的价层电子对数=
，杂化形式为
，
的空间结构是三角
锥形。
是
，N 原子的价层电子对数=
，杂化形式为
，
的空间结构为平
面三角形。两者空间结构不相同，D 错误；
故选C。
3．（2024·湖北武汉汉阳部分学校一模）X、Y、Z、W、M 是原子序数依次增大的短周期主族元素，且位
于三个不同周期，Z 与Y 和W 都相邻，且Y、Z、W 三种元素原子的最外层电子数之和为16，下列说法错误
的是
A．原子半径：Z>W>M>X
B．Z 和W 都有多种同素异形体
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C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y<Z<W
D．X 与其他四种元素都可以形成18 电子分子
【答案】C
【分析】
X、Y、Z、W，M 是原子序数依次增大的短周期主族元素，且位于三个不同周期，则X 一定位于第一周期，
X 为H．Z 与Y 和W 都相邻，则这三种元素在周期表中的相对位置关系可能有
、
和
三种，Y、Z、W 三种元素原子的最外层电子数之和为16，设Z 的最外层电子数为x，若为第一种情
况，则有3x=16，x 为分数，不合理；若为第二种情况，则有3x-1=16，x 为分数，不合理；若为第三种情况，
则有3x＋1=16，解得x=5，合理。综上可知，Y、Z、W 三种元素分别为N、P、S，则M 为Cl。
【解析】由分析可知，X、Y、Z、W 三种元素分别为H、N、P、S，M 为Cl。
A．同周期原子半径逐渐减小，原子半径：P>S>Cl>H，故A 正确：
B．P 有白磷、红磷等单质，S 有
、
、
等单质，故B 正确：
C．N 元素的非金属性强于P，最高价氧化物对应水化物的酸性：
，故C 错误；
D．H 与N、P、S、Cl 分别形成的
、
、
、HCl 都是18 电子分子，故D 正确。
答案选C。
4．（2024·重庆十八中两江实验学校一诊）我国科学家发现一种能用于“点击反应”的新分子，结构如
下图所示。其中X、Y、Z 和W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y 与Z 是同一主族元素。下列说法
正确的是
A．简单离子半径：W>Z>Y>X
B．第一电离能：Y>X>Z>W
C．简单氢化物的沸点：Y>X>Z
D．
分子中键角均为120°
【答案】C
【分析】X、Y、Z 和W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y 与Z 是同一主族元素，Z 能形成6 个化合
键，则Y 为氧、Z 为硫；W 形成1 个共价键为氟；X 形成3 个共价键，为氮，以此解答。
【解析】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：S2->N3-
>O2->F-，故A 错误；
B．同一周期元素，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA 族、第VA 族第一电离能大于
其相邻元素，第一电离能：F>N>O>S，故B 错误；
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C．常温下水为液体、氨气为气体，则水沸点较高；氨气能形成氢键导致沸点高于硫化氢，故简单氢化物
沸点：H2O>NH3>H2S，故C 正确；
D．SOF2分子中心原子价层电子对数为
，且含有1 个孤电子对，空间构型为三角锥形，
键角不是120°，故D 错误；
故选C。
5．（2024·四川绵阳南山中学仿真演练）短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，X 与W、Z 相邻，
且X、Z 同主族，W、X、Y、Z 的最外层电子数之和为18，Y 的金属性是短周期元素中最强的。下列说法正
确的是
A．简单离子半径：X>Y>Z
B．简单氢化物的稳定性：W>X
C．X、Y 和X、Z 形成的化合物均可反应
D．W 的氧化物的水化物均为强酸
【答案】C
【分析】Y 的金属性是短周期元素中最强的，Y 为Na；则W、X、Z 的最外层电子数之和为17； X 与W、Z
相邻，且X、Z 同主族，设X 的最外层电子数为x，则x+x+x-1=17，解得x=6，故X 为O，Z 为S，W 为N。
【解析】A．O2-、Na+、S2-中S2-电子层数最多，离子半径最大，O2-、Na+电子层数相同，O 的核电荷数小，
因此离子半径大，即离子半径：S2-> O2-> Na+，A 错误；
B．非金属性N<O，简单氢化物的稳定性：NH3<H2O，B 错误；
C．Na 和O 可形成Na2O2、Na2O，与S 和O 形成的SO2、SO3均能发生反应，C 正确；
D．N 有多种氧化物，其中N2O3的水化物为亚硝酸，为弱酸，D 错误；
故选：C。
6．（2024·河南许昌部分学校高考冲刺）短周期主族元素
的原子序数依次增大，基态
原
子核外能级与
能级电子数之比为
位于同主族。由这四种元素组成一种光学晶体，结构如图。
下列叙述不正确的是
A．简单氢化物沸点：
B．第一电离能：
C．元素电负性：
D．
四种元素可形成离子化合物
【答案】A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R 的原子序数依次增大，基态Y 原子核外s 能级与p 能级电子数之比为
4：3，则Y 为N 元素；由结构式可知，晶体中X、Z、R 形成的共价键数目为1、2、6，Z、R 位于同主族，
则X 为H 元素、Z 为O 元素、R 为S 元素。
【解析】A．水分子、氨分子均能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键，水分子形成的氢键数目
多于氨分子，分子间作用力大于氨分子，沸点高于氨分子，则三种氢化物的沸点顺序为
，故A 错
误；
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B．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，元素的第一电
离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素；同主族元素，从上到下第一电离能依次减小，则
氧元素的第一电离能大于硫元素，所以三种元素的第一电离能大小顺序为
，故B 正确；
C．非金属元素的非金属性越强，电负性越大，三种元素的非金属性强弱顺序为
，则电负性大小
顺序为
，故C 正确；
D．氢、氮、氧、硫四种元素可以形成离子化合物硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵等，故D 正
确；
故选A。
7．（2024·广东高州2 月大联考）短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相对位置如图所示，
已知戊的非金属性最强且其基态原子
轨道只有一个未成对电子。下列说法错误的是
A．简单离子半径：丙>丁>戊
B．简单氢化物的沸点：乙<丙
C．简单氢化物的键角：甲>乙
D．第一电离能：甲<乙<丙<丁<戊
【答案】D
【分析】戊的非金属性最强且其基态原子
轨道只有一个未成对电子，则电子排布式为1s22s22p5，戊是
，
则甲是
，乙是
，丙是
，丁是
；
【解析】A．具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大半径越小，离子半径：
，A 正确；
B．
分子间存在氢键，沸点更高，B 正确；
C．
两个分子的中心原子都是
杂化，
有一对孤对电子，键角比
的小，C 正确；
D．N 的2p 电子半满为稳定结构，所以第一电离能N＞O，D 错误；
答案选D。
考点二 分子结构与性质
8．（2024·湖北襄阳四中一模）下列关于物质结构与性质的说法正确的是
A．臭氧是由极性键构成的极性分子，因此其在水中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度
B．O—H…O 的键能大于F—H…F 的键能，因此水的沸点高于氟化氢的沸点
C．石墨层间靠范德华力维系，因此石墨的熔点较低
D．水晶内部微观粒子呈现周期性有序排列，因此水晶不同方向的导热性不同
【答案】D
【解析】A．臭氧是弱极性分子，H2O 是极性分子，四氯化碳是非极性分子，因此臭氧在水中的溶解度小于
在四氯化碳中的溶解度，A 错误；
B．因为水分子间形成的氢键数目大于氟化氢分子间形成的的氢键数目，因此水的沸点高于氟化氢的沸点，
B 错误；
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C．石墨层间靠范德华力维系，但是共价键键能强，石墨的熔点很高，C 错误；
D．水晶内部质点排列的有序性，导致水晶的导热具有各向异性，D 正确；
故选D。
9．（2024·湖北武汉汉阳部分学校一模）下列事实不能通过比较
和
的电负性解释的是
A．键角：
B．键能：
C．
：三氟乙酸<三氯乙酸
D．分子极性：
【答案】B
【解析】A．三卤化氮的分子构型是三角锥形，氟元素的电负性大于氯元素，三卤化氮中共用电子对更偏
向氟原子，成键电子对间排斥力减小使得键角减小，所以三氯化氮键角比三氟化氮更大，故A 不符合题意；
B．氟原子的原子半径小于氯原子，氟气分子中电子云密度大于氯气分子，成键原子间的斥力大于氯气分
子，所以氟氟键的键能小于氯氯键，则氟氟键的键能小于氯氯键与电负性无关，故B 符合题意；
C．氟原子和氯原子都是吸电子基，氟元素的电负性大于氯元素的电负性，三氟乙酸分子中羧基中羟基的
极性强于三氯乙酸，更易电离出氢离子，所以三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸，pK2小于三氯乙酸，故C 不符
合题意；
D．氟元素的电负性大于氯元素的电负性，三卤化氮中共用电子对更偏向氟原子，氮氟键的极性强于氮氯
键，使得三氟化氮分子的极性强于三氯化氮分子，故D 不符合题意；
故选B。
10．（2024·湖北襄阳四中一模）某离子与其检验试剂GBHA 的反应如下图所示，其中M、W、X、Y、Z 为
电负性依次增大的分属不同三个周期的前20 号元素，下列说法正确的是
A．键角：∠1＞∠2
B．氢化物的沸点：X＜Z
C．可通过电解熔融
获得M 的单质D．同周期第一电离能大于Y 的元素有3 种
【答案】C
【分析】由图可知，M 为带有两个单位正电荷的阳离子，X 为带有一个单位正电荷的阳离子，化合物中
W、X、Y、Z 形成共价键的数目分别为1、4、3、2，M、W、X、Y、Z 为电负性依次增大的分属不同三个周
期的前20 号元素，则M 为Ca 元素或Mg 元素、W 为H 元素、X 为C 元素、Y 为N 元素、Z 为O 元素。
【解析】A．由图可知，化合物GBHA 含有的羟基中氧原子的杂化方式为sp3杂化，羟基的空间构型为V 形，
含有的碳氮双键中碳原子的杂化方式为sp2杂化，碳氮双键的空间构型为平面形，所以键角∠1 小于∠2，
故A 错误；
B．碳元素的氢化物可以是气态烃、液态烃、固态烃，固液烃的沸点高于水的沸点，故B 错误；
C．工业上可用电解熔融氯化镁的方法制备金属镁，故C 正确；
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D．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，元素的第一电
离能大于相邻元素，则同周期中第一电离能只有氟元素和氖元素大于氮元素，故D 错误；
故选C。
11．（2024·广东惠州一模）一种由短周期元素构成的洗涤剂中间体结构式如图所示，X、Q、Z、Y、W 原
子序数依次增大，X 和W 同主族，Q、Z、Y 同周期，基态Q 原子核外成对电子对数与未成对电子数相等，Y
可与X 形成空间构型为V 形的分子，下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．简单离子半径：
C．Z 元素的氧化物对应水化物为强酸
D．Y 的简单氢化物
构型为四面体
【答案】C
【分析】一种工业洗涤剂中间体结构式如图所示，其中短周期元素X、Q、Z、Y、W 原子序数依次增大，X
和W 同主族，W 形成+1 价阳离子，X 形成1 个共价键，则X 为H，W 为Na；Y 形成2 个共价键，其原子序
数小于Na，则Y 为O；Q 形成4 个共价键，基态Q 原子核外成对电子对数与未成对电子数相等，则其最外
层电子数为4，原子序数小于O，则Q 为C；Q、Z、Y 为同周期元素，Y 可与X 形成空间构型为V 形的分子，
则Z 为N，以此分析解答。
【解析】A．由分析可知，Q 为C、Z 为N、Y 为O，根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，
ⅡA、ⅤA 反常，故第一电离能N＞O＞C 即
，A 正确；
B．由分析可知，W 为Na、Y 为O、Z 为N，三者的简单离子具有相同的电子排布，则核电荷数越大半径越
小，故简单离子半径N3-＞O2-＞Na+即
，B 正确；
C．由分析可知，Z 为N，Z 元素的氧化物对应水化物HNO3为强酸，而HNO2为弱酸，C 错误；
D．由分析可知，Y 为O，Y 的简单氢化物即H2O，H2O 中心原子O 周围的价层电子对数=2+
=4，根
据价层电子对互斥理论可知，其
构型为四面体，D 正确；
故答案为：C。
考点三 晶体结构与性质
12．（2024·江西吉安一中一模）具有双钙钛矿型氧化物通过掺杂改性可用作固体电解质材料，其晶体的
一种完整结构单元如图所示，但真实的晶体中存在5%的O 空位缺陷，下列说法错误的是
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A．Ni 原子与Mn 原子的配位数相等
B．不考虑晶体缺陷，该晶体的化学式为
C．O 空位的形成有利于
的传导
D．考虑晶体缺陷，该晶体的+3 价与+4 价La 原子个数比为
【答案】B
【解析】A．Ni 与Mn 原子均位于顶点，且个数相同，因此配位数也相同，A 正确；
B．La 个数是1，Ni 与Mn 个数均为4×
=0.5，O 的个数为6×
=3，晶体化学式为La2NiMnO6，因此，B 错
误；
C．O 空位的形成有利于
的传导，因为空位处动能大，离子移动快，C 正确；
D．晶体化学式为La2NiMnO6，考虑缺陷则是La2NiMnO5.7，设+3 价La 为
个，+4 价La 为
个，则
，
，解得
，
，+3 价与+4 价La 原子个数比为
，D 正确。
故选B。
13．（2024·河北邢台一模）
常用于制备磁芯、磁盘和传感器等，它的晶胞(如图)为等轴晶系。下
列叙述错误的是
已知：晶胞参数为
，
为阿伏加德罗常数的值。
A．
的分数坐标为
B．氧离子构成正八面体形
C．
和
之间的距离为
D．
晶体密度为
【答案】C
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【解析】A．根据图中已知的两个Ti 原子的坐标(0,0,0)和(1,1,1)，
在体心位置，分数坐标为
，
故A 正确；
B．根据晶胞结构示意图，氧离子构成正八面体形，故B 正确；
C．
和
之间的距离为体对角线的
，即为
，故C 错误；
D．根据晶胞结构示意图，晶胞中
个数为1，O2-个数为
=3，
的个数为
=，晶胞中含一个
，晶胞的质量为
，晶胞的体积为
，晶体的密度为
=
=
，故D 正确。
答案选C。
14．（2024·湖北宜荆一模）下图是氮化镓的一种晶体结构，
表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正
确的是
A．每个
原子周围距离最近的
原子数目为4
B．氮化镓分子式为
C．a、b 原子坐标参数依次为
、
、则c 原子坐标参数为
D．已知该晶体密度为
，则镓氮原子间最短距离为
【答案】C
【解析】A．每个
原子周围距离最近的
原子数目为12，A 项错误；
B．氮化镓为共价晶体，没有分子，每个晶胞中Ga 的个数为
，N 的个数为4，则其化学式为
，B 项错误；
C．根据a、b 原子坐标参数依次为
、
，判断c 原子坐标参数为
，C 项正确；
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D．由B 项分析知，每个晶胞中含有4 个
，则晶胞的边长为
，则镓氮原子间最短距离
为体对角线的
，为
，D 项错误；
故选C。
15．（2024·湖北武汉汉阳部分学校一模）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂，浸金时
与
配位形成
。硫代硫酸根(
)可看作是
中的1 个O 原子被S 原子取代的产物。
的晶胞形状为长方体，结构如图所示。设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．1 个
中σ 键的数目为12
B．
的空间结构是四面体形
C．
晶体的密度为
D．与
配位时，
的中心S 原子可作配位原子
【答案】B
【解析】A．１个H2O 中含2 个σ 键，1 个
中每个H2O 与Mg2+形成1 个配位键，所以1 个
中形成σ 键的数目为
，故A 错误；
B．
可看作是
中的1 个O 原子被S 原子取代的产物，二者结构相似，
的中心S 原子的价层电
子对数为
，即
的空间结构为正四面体形，所以
的空间结构为四面体形，故B
正确；
C．1 个
晶胞中，
的个数为
，
的个数为4，晶胞
体积为
，则晶胞密度为
，故C 错误；
D．
可看作是
中的1 个O 原子被S 原子取代的产物，二者结构相似，
的中心S 原子的价层电
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子对数为
，无孤电子对，所以
的中心S 原子不含孤电子对，即不能作配位原子，
故D 错误；
故答案为；B。
16．（2024·河南许昌部分学校高考冲刺）实验室制取HF 的原理为
，氢
氟酸可用来刻蚀玻璃，发生反应：
。
的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为a
pm。下列说法错误的是
A．氢化物的稳定性：
B．
、
、
三者的中心原子价层电子对数相等
C．
的晶体密度为
(
为阿伏加德罗常数的值)
D．
晶体中
与
之间的最近距离为
【答案】D
【解析】A．非金属性：F>O，则氢化物的稳定性：
，故A 正确；
B．
、
和
的中心原子的价层电子时数均为4，故B 正确；
C．由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4 个
，8 个
，由晶胞结构可知其密度为
故
C 正确；
D．
晶体中
为面心立方最密堆积，
位于
围成的正四面体的空隙中，
与
之间的最近
距离为立方晶胞体对角线长的
，即为
，故D 错误；
答案选D。
17．（2024·湖北襄阳四中一模）镧镍合金是一种储氢材料，其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积
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而成，如下图所示。已知该合金的密度为
，该合金的晶胞中最多可容纳9 个氢原子。下列叙述错
误的是
A．基态Ni 原子的价电子排布式为
B．该合金的化学式为
C．假定吸氢后体积不变，则合金中氢的最大密度为
D．设A 处La 的原子坐标为
，则晶胞底面上Ni 的原子坐标为
或
【答案】D
【解析】A．Ni 元素原子序数为28，基态原子的价电子排布式为3d84s2，A 正确；
B．该晶胞中La 原子个数为8×
=1，Ni 原子个数为8×
+1=5，则La、Ni 原子个数之比为1：5，化学式为
LaNi5，B 正确；
C．设晶胞体积为V，该晶胞密度为
，假定吸氢后体积不变，当晶胞中最多容纳9 个
氢原子时合金中氢的密度最大，氢的密度为
，C 正确；
D．晶胞底面为两个正三角形组成的菱形，Ni 原子处于两个正三角形的中心，则晶胞底面上Ni 的原子坐标
为系(
，
，0)或(
，
，0)，D 错误；
故选D。
18．（2024·重庆十八中两江实验学校一诊）硒化锌是一种重要的半导体材料，图甲为其晶胞结构，图乙
为晶胞的俯视图。已知a 点的坐标(0，0，0)，b 点的坐标
。下列说法正确的是
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A．
的配位数为8
B．基态Se 核外有34 种不同空间运动状态的电子
C．晶胞中d 点原子分数坐标为
D．若
换为
，则晶胞棱长保持不变
【答案】C
【解析】A．由晶胞结构可知，
周围距离最近且相等的Zn2+有4 个，配位数为4，故A 错误；
B．Se 的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p4，核外含有电子的轨道有1+1+3+1+3+5+1+3=18 个，则基态
Se 核外有18 种不同空间运动状态的电子，故B 错误；
C．a 的坐标为(0，0，0)，b 点的坐标
，则a 原子位于坐标原点，b 原子晶胞顶面的面对角线交点，
可知d 原子到x 轴、y 轴、z 轴的距离分别是
，
，
，即d 的坐标为
，C 正确；
D．
和
半径不同，则晶胞棱长将改变，D 错误；
故选C。
19．（2024·重庆第八中学一模）一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈
四面体配位，晶胞棱边夹角均为
，其结构可看作是由两个立方体
上下堆叠而成。如图，甲为A 的
体对角线投影图，乙为B 的沿
轴方向的投影图，A 中
位置互换即为B，立方体
棱长均为
。下列说法错误的是
A．该硫化物的化学式为
B．晶胞中
的配位数均为4
C．晶胞中部分原子的分数坐标为
、
，则晶胞中
原子的分数坐标可以为
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D．晶胞中
和
原子间的最短距离为
【答案】D
【解析】A．根据题意分析该晶胞是一个面心立方晶胞，S 原子位于晶胞的顶点和面心，Cu、Fe、Sn 分别位
于体对角线上，因此用均摊法算出：S：4 ，Cu ：2 ， Fe ： 1， Sn：1，因此该硫化物的化学式为
Cu2FeSnS4，A 正确；
B．晶胞中距离Sn 和Cu 最近其相等的S 都是4 个，晶胞中
的配位数均为4，B 正确；
C．由晶胞结构可知，晶胞中部分原子的分数坐标为
、
，则晶胞中
原子的分数坐标
可以为
，C 正确；
D．晶胞中
和
原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半，为
，D 错误；
故选D。
考点四 物质结构与性质综合题
20．（2024·北京东城一模）柠檬酸铁铵和铁氰化钾在紫外线照射下产生普鲁士蓝(PB)，可用于染色和能
源行业。
(1)制备柠檬酸铁铵的原料有铁盐、氨水和柠檬酸。
①基态
的价层电子轨道表示式是 。
②
的VSEPR 模型名称是 。
(2)避光条件下，柠檬酸铁铵与铁氰化钾反应得到普鲁士黄(PY)，其晶胞形状为立方体，结构如图所示。
①PY 中所有
均与
形成配位键。结合电子式，解释
在PY 中作配体的原因： 。
②已知PY 中相邻
之间的距离为a nm，
表示阿伏加德罗常数的值，PY 的密度为
(用代数式表示，
)。
(3)在紫外线照射下，PY 中部分
转化为
，同时
嵌入，PY 转变为PB．PB 晶胞结构如图所示，其
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中
周围最近且等距的
有12 个。图中“
”位置被
或
占据，用“
”补全PB 晶胞结构中
Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的
。[PB 晶胞(
未画出)]
(4)由于PB 中的
能很容易地嵌入和脱嵌，因此PB 可作为钾离子电池的正极材料。充电过程中，推测
会从PB 中脱嵌出来，理由是 。
【答案】(1)
正四面体形
(2)
电子式为
，C 和N 均能提供孤电子对
(3)
(4)充电过程中
失去电子转化成
，正电荷增多，
从PB 中脱嵌
【解析】（1）
①铁是26 号元素，基态Fe3+的价层电子排布式为3d5，价层电子轨道表示式是
；
②
的中心原子为N，价层电子对为4 对，VSEPR 模型名称正四面体形结构；
（2）
①CN-的电子式为
，其中C 和N 均有孤对电子存在，能提供孤电子对；
②在PY 的晶胞结构中最小的一个立方体中，8 个Fe3+位于立方体的顶角，属于一个小立方体的Fe3+有8×
=1，CN-位于小立方体的棱心，属于一个小立方体的CN-有12×
=3，一个小立方体的质量为
=
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g，一个小立方体的体积为(a×10-7)3=a3×10-21cm3，PY 的密度为：
g/cm3；
（3）
根据PB 晶胞结构，其中
周围最近且等距的
有12 个，用“
”补全PB 晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小
立方体中的
，结果如下：
；
（4）充电过程中阳极上发生
失去电子转化成
，正电荷增多，
从PB 中脱嵌。
21．（2024·河北衡水部分高中一模）2023 年杭州亚运会开幕式首次使用“零碳甲醇”作为主火炬塔燃料，
实现废碳再生、循环内零碳排放。
已知某些共价键的键能：
化学键
H—H
C—H
O—H
C—O
C=O
键能/
436
413
463
351
745
(1)
的电子式为 。
(2)
分子结构如图。
①
分子中O 的杂化轨道类型 。
②键长a、b、c 从长到短的顺序为： 。
③乙醇的沸点(78
)
℃高于甲醇(65
)
℃。解释原因： 。
(3)在350℃、
催化下用
制备
的反应原理如图。
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①该条件下制备甲醇的热化学方程式为： 。
②下列说法正确的是 (填序号)。
a．电负性由大到小的顺序：O>C>H
b．步骤a 涉及s—s
键的断裂和
键的生成
c．步骤d、e 的反应热
相等
d．升高温度可以提高反应速率和
的平衡产率
(4)干冰
的晶胞结构如图所示，若该晶胞边长为
，干冰晶体的密度为
，则阿伏加德罗常
数
的值为 。
【答案】(1)
(2)
杂化
乙醇和甲醇存在相似的分子间氢键，但乙醇的相对分子质量大于甲醇，
分子间作用力更大
(3)
a、b
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(4)
【解析】（1）
为共价化合物，电子式为
；
（2）①
分子中O 形成2 个共价键且存在2 对孤电子对，杂化轨道类型
杂化；
②原子半径大小顺序为：C>O>H，所以键长的顺序为
；
③乙醇和甲醇存在相似的分子间氢键，但乙醇的相对分子质量大于甲醇，分子间作用力更大，所以乙醇的
沸点高于甲醇；
（3）①由反应原理图可知，在350℃、
催化下用
和氢气生成甲醇和水，所以方程式为：
，反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，则
；
②a．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，
非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性由大到小的顺序：O>C>H，正确；
b．步骤a 涉及s-sσ 键即H-H 的断裂和s-sp3σ 键即H-O 的形成，正确；
c．步骤d、e 两个反应的产物不同，所以反应热(ΔH)不相等，错误；
d．升高温度可以提高反应速率，但生成CH3OH 的反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，所以CH3OH 的
平衡产率降低，错误；
故选ab；
（4）干冰分子在晶胞的位置为顶点和面心，根据“均摊法”，晶胞中含
个二氧化碳分子，
则晶体密度为
，则
=
。
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