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专题12 大题突破——物质结构与性质综合
目录
01 模拟基础练
【题型一】电子排布、电负性、电离能及等电子体
【题型二】立体构型、杂化类型、晶体类型的判断及原因解释
【题型三】晶胞的计算
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 电子排布、电负性、电离能及等电子体
1．(2025·海南省一模，节选)Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域，制备过程如图所示：
。回答下列问题：
(1)基态Cu2+的核外电子排布式为 。
(3)N2H 4·H2O 中N 原子的杂化方式为 ；基态N 原子中未成对电子数为 个。
2．(2025·天津市滨海新区高三第二次高三联考，节选)回答下列问题
(1) Fe 位于元素周期表中的 区；基态Mn 原子的价电子轨道表示式为 ；基态
Cu2+核外电子的空间运动状态有 种。
(2)氟硼铍酸钾(KBeBO3F2)是制备激光器的核心材料。
①基态氟原子占据最高能级的核外电子的电子云形状为 形。
②氟硼铍酸钾中非金属元素的电负性由大到小的顺序是 。
③Be 和B 的第一电离能：I1(Be)＞I1(B)，其原因是 。
④氟硼酸钾(KBF4)是制备氟硼铍酸钾的原料之一，氟硼酸钾在高温下分解为KF 和BF3，二者的沸点分
别为1500℃、-101℃。KF 的沸点远高于BF3的原因是 。
3．(2025·山东省聊城市高三教学质量检测，节选)我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空
间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、
等元素。回答下列
问题：
1
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(1)下列不同状态的碳原子中，失去一个电子需要吸收能量最多的是_______(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(2)基态镓原子核外价电子排布式为 ；同周期主族元素基态原子与其具有相同数目未成对电子
的有 (写元素符号)。
(5)
的第二电离能[I2(Cr)]和Mn 的第二电离能[I2(Mn)]分别为1590.6 kJ·mol−1、1509.0 kJ·mol−1，
[I2(Cr)]＞[I2(Mn)]的原因是 。
题型二 立体构型、杂化类型、晶体类型的判断及原因解释
4．(2025·天津市滨海新区高三第二次高三联考，节选)(3)一种新研发出的铁磁性材料M 的分子结构如
图所示。M 分子中Fe2+共提供6 个杂化轨道，则铁原子可能的杂化方式为___________(填序号)。
A．sp2 B．sp3 C．dsp2 D．d2sp3
5．(2025·山东省济南市高三联考，节选)镍及其化合物应用广泛。
(2)镍能形成多种配合物。Ni(CO)4中配位原子是 (填元素符号)。 [Ni(NH3)6]2+中键角
(填“>”“<”或“=”)
中键角
。[Ni(SCN)3]-中SCN-的空间结构为
，SCN-中的大π 键可表示为 (用
表示，n 为原子数，m 为电子数)。
6．(2025·江西省九校联考高三期中，节选)硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛，
其在化合物中常显+3 价。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①研究表明氨硼烷中的N-B 键为配位键，其中 原子提供孤电子对。H-N-H 的键角 (填
“>”、“＜”或“=”)H——B—H 的键角，理由是 。
2
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②氨硼烷分子中与N 相连的H 呈正电性，与B 原子相连的H 呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作
用，称为双氢键，用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是 (填序号)。
a. N2H4和 AlH3 b. C3H6和C3H8 c. B2H6和HCN d. H2O2和 H2O
7．(2025·北京市海淀区高三模拟，节选)(3)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到
SnCl4。
①SnCl2分子的VSEPR 模型名称是 。
②SnCl4的Sn—Cl 键是由锡的 轨道与氯的3p 轨道重叠形成σ 键。
③SnCl2分子中，Cl—Sn—Cl 键角小于120°的原因是 。
(4)C、Si 是与Sn 同主族的两种元素。
①二者电负性C Si，从原子结构角度解释原因 。
②金刚石的熔点高于晶体硅，说明原因 。
8．[真题改编](1)(2021·全国甲卷，35 节选)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si 采取的杂化类型为
。SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d 轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si 采取的杂化类型为
(填标号)。
(2)(2021·全国乙卷，35 节选)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O 以及分子PH3的空间结构和相
应的键角如下图所示。
PH3中P 的杂化类型是 。H2O 的键角小于NH3的，分析原因 。
9．(2025·安徽省江准十校高三第二次联考)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种络合物，其组成也可写为
[Cu(H2O)4]SO4·H2O。往硫酸铜溶液中逐滴加入氨水，溶液由蓝色转变为深蓝色。这是因为四水合铜(Ⅱ)离
3
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子经过反应，最后生成铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液呈深蓝色。
(1)铜元素位于元素周期表的 区，Cu2+的价电子排布式为 。
(2)胆矾晶体中含有的化学键有： 。
(3) [Cu(NH3)4]SO4中非金属元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(4)H2O 的中心原子轨道杂化类型为 杂化；SO4
2-的VSEPR 构型是 。
(5) [Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+中的配位键哪一个更强？并解释原因： 。
题型三 晶胞的计算
10．(2025·天津市滨海新区高三第二次高三联考，节选)(4)某铁氧体离子晶体如图，计算该晶体的密度
为 g· cm-3 (NA为阿伏加德罗常数)。
11．(2025·北京市海淀区高三模拟，节选)(2)白锡和灰锡是单质Sn 的常见同素异形体。二者晶胞如图：
白锡具有体心四方结构：灰锡具有立方金刚石结构。
①白锡中每个Sn 原子周围与它最近且距离相等的Sn 原子有 个。
②若灰锡的晶胞体积为vnm³，则灰锡晶体的密度是 g/cm3。(1 nm=10-7cm)
12．(2025·辽宁省沈阳市高中联合体高三模拟，节选)(6)超高热导率半导体材料砷化硼(BAs)的立方晶
胞结构如下图所示，则1 号砷原子的原子坐标为 。若晶胞中As 原子到B 原子最近距离为apm，则
该晶体的密度ρ= g· cm-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
4
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13．(2025·江西省九校联考高三期中，节选)硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛，
其在化合物中常显+3 价。
(3)在铁系储氢合金中引入硼可降低储氢量，提升储氢合金活化性能，某种储氢材料的晶胞如图，八面
体中心为金属铁的离子，顶点均为 NH3 配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。
①该晶体的化学式为 。
②该晶体中阴离子的配位数为 。
③已知该晶体的晶胞参数为a nm，NA代表阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度ρ= g· cm-3
用含a、NA的代数式表示)。
1．(2025·湖南省炎德英才名校联考联合体高三第四次联考)最近，科学家构筑新型整体式催化剂
(Co3O4/Fe-S)高效降解甲苯(
)，以减轻甲苯带来的污染。根据上述涉及的元素，回答下列问
题：
(1)基态Fe 原子价层电子排布式为 。甲苯中碳原子杂化类型有 。
(2)H2O2和H2S 的相对分子质量相同，但是在常温常压下，H2O2呈液态，H2S 呈气态，其状态不同的主
要原因可能是 。
(3)SO3
2-的空间结构是 。SO3的VSEPR 模型是 。
(4)O2在超高压下转化为平行六面体的O8分子(结构如图)。
1molO8分子含 molσ 键。O8中存在 种氧氧键。
5
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(5)钴能形成多种配合物。
①[Co(NH3)6]3+空间结构为正八面体，如图所示。由此推知，[Co(NH3)4Cl2]+的同分异构体有 种。
②配离子颜色与分裂能大小有关，1 个电子从较低能量的d 轨道跃迁到较高能量的d 轨道所需的能量
为d 轨道的分裂能。则d 轨道的分裂能：[Co(H2O)6]2+(呈粉色) (填“>”或“<”)[Co(H2O)6]3+(呈红色)。
(6)一种铁的硫化物的晶胞如图所示(
为硫，
为铁)。已知：六棱柱底面边长为apm，高为bpm，
NA为阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为 ；Fe 的配位数为 。
2．(2025·上海市上海师大附中高三期中)铁是人体必须的痕量元素之一，人体血液中血红蛋白中血红
素结构如图。
(1)血红素中铁微粒(Fe2+)的基态价电子排布式是 。
(2)血红素中C、N、O 的第一电离能大小顺序为 。
(3)血红素结构中含有吡咯(
)单元。吡咯能与盐酸反应，从结构角度解释原因 。
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(4)吡咯(
)的沸点高于噻吩(
)的原因是 。
(5)载氧时，血红蛋白分子中Fe2+脱去配位的H2O 并与O2配位：若人体吸入CO，则CO 占据配位点，
血红蛋白失去携氧功能。由此推测，与Fe2+配位能力最强的是 (填字母)。
A．H2O B．O2 C．CO
(6)反应
的平衡常数K=400。实验表明，当
，即可造成人的神经损伤。则吸入肺部的
的必须低于 。
3．(2025·广东省肇庆市一模)砷广泛分布在自然界中，土壤、水、植物以及人体中都含有微量砷。回
答下列问题：
(1) As 与N 同主族，基态砷原子价层电子排布式为 。
(2) H2O 和AsH3中心原子的杂化轨道类型相同，但H2O 的键角小于AsH3的，其原因为 。
(3)砷的两种三元含氧酸的酸性强弱为H3AsO4 (填“>”或“<”) H3AsO3。Na3AsO4可用作杀
虫剂，AsO4
3-的空间结构为 。
(4)工业上常用改性季铵盐从炼铜烟灰碱性溶液中萃取砷，其工艺流程短、成本低。萃取反应机理如下：
①物质Ⅳ为 (填化学式)。
②关于Ⅰ~Ⅲ三种物质，下列说法正确的有 (填字母)。
a．Ⅰ中C 原子的杂化轨道类型均为sp3 b．Ⅱ中As 的化合价为+5
c．Ⅲ含有的元素中，O 的电负性最大 d．Ⅲ中的化学键均为σ 键
(5)砷化硼晶体是具有超高热导率的半导体材料，其晶胞结构如图所示，其晶胞参数为
。
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①M 点的分数坐标为
，则N 点的分数坐标为 ；晶体中与顶点B 原子等距且最近
的B 原子个数为 。
②该晶体的化学式为 ；已知NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·
cm-3 (列出计算式)。
③如果把晶体中砷原子换成氮原子，形成的晶体的熔点明显升高，原因为 。
4．(2025·山东省淄博市高三联考)硒(Se)是人体内不可缺少的微量元素，硒及其化合物在医药、催化、
材料等领域有广泛应用，回答下列问题。
(1) Se 在周期表中的位置 。
(2)O、S、Se 气态氢化物的键角由大到小的顺序为 (填化学式)。
(3)已知SeO2与SO2的部分性质如下表：
物质
状态(常温)
熔点
SeO2
固体
340-350℃
SO2
气体
℃
根据X 射线衍射分析SeO2晶体如图所示
的长链状结构，请解释SeO2
与SO2熔点差异较大的可能原因 。
(4)“依布硒”是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式如图所示。“依布硒”中Se 原子
的杂化类型为 ，元素Se、O、N 的第一电离能由大到小的顺序为 。
(5)亚硒酸氢钠(NaHSeO3)可用于制药工业、用作防腐剂、抗氧化剂等。预测NaHSeO3，可能的化学性
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质并说明预测依据 (写一条即可)。
(6) Li、Fe、Se 可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。
①该超导材料的化学式为 ；距离Se 原子最近的Fe 原子的个数为 。
②晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 g· cm-3 (阿伏加德罗常数
的值为NA，用含a、b 和NA的式子表示)。
5．(2025·北京市第一六一中学高三期中)氧族元素Se(硒)及其化合物有着广泛应用价值。
(1)Na2SeSO3 (硒代硫酸钠，其中SeSO3
2-可看作是SO4
2-中的一个O 原子被Se 原子取代的产物)在某些肿
瘤治疗中能够提高治愈率。其制备和转化关系如下：
①基态Se 原子的价层电子排布式是 ，按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5 个区，
Se 位于元素周期表 区。
②SeSO3
2-的空间结构是 ，基态O 原子中处于最高能级的电子的运动状态共有
个。
③过程ⅱ中SeSO3
2-一定断裂的化学键是 。
(2)非铅双钙钛矿材料[(NH4)2SeBr6]有望大规模应用于太阳能电池。一定压力下合成的[(NH4)2SeBr6]晶
体的晶胞结构如下图，其中[SeBr6]2-位于正方体的顶点和面心。
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①比较Se 原子和Br 原子的第一电离能大小，并从原子结构的角度说明理由 。
②NH4
+中H-N-H 键角 (填“>”或“<”)NH3中H-N-H 键角。
③一定压力下形成的［(NH4)2SeBr6]晶胞形状为正方体，边长为a nm。已知[(NH4)2SeBr6]的摩尔质量是
M g·molˉ1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体密度为 g· cm-3。(
)
(3) Cu2-xSe 是一种钠离子电池的正极材料，充、放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如下
图所示(晶胞内未标出因放电产生的0 价Cu 原子)。
每个Na2Se 晶胞完全转化为Cu2-xSe 晶胞，转移电子数为 。
6．(2025·河北省邢台市邢襄联盟高三联考)铁、锰、铬、铜等金属及其化合物在科学研究和工业生产
中用途广泛。请回答下列问题：
(1)基态铁原子中最高能层符号为 ，其最外层电子所占据轨道的电子云轮廓图为
形。
(2)锰和铬的第一电离能分别为717.3kJ·mol−1和652.9 kJ·mol−1，而锰、铬的第二电离能分别为
1509.0kJ·mol−1、1590.6kJ·mol−1，从核外电子排布角度解释铬的第二电离能比锰大的原因： 。
(3)烟酸铬(Ⅲ)可促进动物生长发育和蛋白质合成，在工业上主要用作饲料添加剂、医药保健品、食品
添加剂等，其结构如图所示。
①该配合物中的配体有 种。
②C、N、O 三种元素形成的最简单氢化物的键角由大到小的顺序是 (填化学式)，原因为
。
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(4)铜的某种常见氧化物的晶胞结构如图，已知晶胞棱长为apm，1 号
原子的坐标为
，3 号
原子的坐标为(1，1，1)，设NA为阿伏加德罗常数的值。
①Cu 原子的配位数为 。
②2 号原子的坐标为 。
③该晶体的密度为 g· cm-3。
7．(2025·河南省示范性高中高三质量监测)卤族元素形成的单质和化合物有很多，我们可以利用所学
物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。回答下列问题：
(1)在一定浓度的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的，使氢氟酸分子缔合的作用力是
。
(2)溴原子的M 能层电子排布式为 。
(3)氯化镀在气态时存在二聚体分子[(BeCl2)2]。该二聚体分子为平面结构，其结构式为
，其中Be 的杂化方式为 。
(4)(CN)2(氰)与卤素单质性质相似，与H2О 反应生成HCN(氢氰酸)和HOCN(氰酸)，反应中所涉及的第
二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(5)已知羧酸：①CF3COOH，②CH3COOH，③CH2FCOOH，④CH2ClCOOH，⑤CH3CH2COOH，其
酸性由强到弱的顺序为 (填序号)。
(6)溴化碘(IBr)的化学性质也和卤素单质类似，溴化碘和水反应生成了一种三原子分子，反应的化学方
程式为 。
(7)一定条件下，SbCl3与GaCl3以物质的量之比为1：1 混合得到一种固态离子化合物，其结构组成可
能为：(a)[SbCl2]+[GaCl4]-或(b)[GaCl2]+[SbCl4]-，该离子化合物最可能的结构组成为 (填“a”或
“b”)，理由是 。
(8)卤族元素除F 外，CI、Br、I 均可形成多种含氧酸根离子。ClO2
-、IO3
-、BrO4
-中键角最大的是
(填离子符号)。
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(9)碘与锰形成的某种晶体的晶胞结构及晶胞参数如图所示(已知图中I 原子与所连接的3 个Mn 原子的
距离相等)，阿伏加德罗常数的值为NA．则该晶体的化学式是 ，晶体的密度为
g·cm-3(列出计算式)。
1．(2024·全国甲卷，11，15 分)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) CaC2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 。
(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
SnF4
SnCl4
SnBr4
SnI4
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NA
为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 g· cm-3 (列出计算式)。
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2．(2024· 重庆卷，15，14 分)含钌(
)催化剂在能源等领域应用广泛。Ru(NO)(NO3)3方是制备负载型
钌催化剂的前驱体。一种制备高纯Ru(NO)(NO3)3的技术路线如下(部分试剂、步骤及反应条件略)。
回答下列问题：
(1)已知基态
的核外电子排布式为[Kr]4d75s1，则
在元素周期表中位于第 周期第 族。
KNO2中，NO2
-的空间结构为 。
(2)为验证Ru 与
形成了配位键，对所得Ru(NO)Cl3的表征结果如图所示，表征所用仪器是_______。
A．核磁共振仪 B．质谱仪 C．红外光谱仪 D．X 射线衍射仪
(3)步骤①中无气体生成，除生成
配合物外，生成的盐还有 (填化学式)。
(4)步骤②生成的Ru(NO)(OH)3为难溶物，反应的化学方程式为 。
(5)步骤③在加入稀硝酸前，需要将难溶物加入AgNO3溶液中，以除去残留的Cl-；为使Cl-沉淀完全，
Ag+浓度应大于 mol·L-1。(已知AgCl 的Ksp=1.8×10－10)
(6)Ru(NO)(NO3)3受热易分解，在
时完全分解，失重率为
，剩余固体为
的氧化物，则该氧
化物的化学式为 。
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