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2024 年高考二轮专题强化训练（非选择题）
专题19 物质结构与性质综合题
考情分析：
稳定加创新是本专题的基本特点，命题采取结合新科技，新能源等社会热点为背景，命题的形式分为
选择题和填空题，原子的结构与性质、分子的结构与性质和晶体的结构与性质是命题的三大要点。从大题
的构成来看，给出一定的知识背景，然后设置成4—5 个小题，每个小题考查一个知识要点是主要的命题模
式，内容主要考查基本概念，如电子排布式、轨道式、电离能、电负性、杂化方式以及空间构型等，也可
联系有机考查有机物中C 原子的杂化，联系数学几何知识考查晶体的计算等，一般利用均摊法考查晶胞中
的原子个数，或者考查晶体的化学式的书写、晶体类型的判断等，考查的抽象思维能力、逻辑思维能力；
同时培养学生的分析和推理能力。
典题体验，提升素养：（本题共30 大题）
1．（2023·全国甲卷·统考高考真题）将酞菁—钴钛菁—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。
1
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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
)。
【答案】(1) 同素异形体 金刚石 范德华力
(2) ③ +2 配位
(3)
离子 2
【详解】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1 所示的几种碳单质，它们的组成元素均
为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，
属于分子
2
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晶体，碳纳米管不属于原子晶体；
间的作用力是范德华力；
（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C 原子和所有的N 原子均为
杂化，且分子中
存在大π 键，其中标号为①和②的N 原子均有一对电子占据了一个
杂化轨道，其p 轨道只能提供1 个电
子参与形成大π 键，标号为③的N 原子的 p 轨道能提供一对电子参与形成大π 键，因此标号为③的N 原子
形成的N—H 键易断裂从而电离出
；钴酞菁分子中，失去了2 个
的酞菁离子与钴离子通过配位键结合
成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
（3）由
的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al 原子价层电子对数是4，其与其周围的4 个氯
原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1 的轨道杂化类型为
。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的
192℃，由于F 的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由
AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为
，蓝色球的个数为
，则灰色的球为
，距
最近且等距的
有2 个，则
的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为
，晶胞的质量为
，则其晶体密度
。
2．（2023·全国乙卷·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
3
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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 。
【答案】(1)
O＞Si＞Fe＞Mg +2
(2) 钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而
为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增
多，其熔点依次升高，其原因是：
、
、
均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用
力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大 正
四面体
(3) 1
【详解】（1）
为26 号元素，基态
原子的价电子排布式为
。元素的金属性越强，其电负性越小，
元素的非金属性越强则其电负性越大，因此，橄榄石(
)中，各元素电负性大小顺序为O＞Si＞
4
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Fe＞Mg；因为
中
、
、
的化合价分别为+2、+4 和-2，x+2-x=2，根据化合物中各元素的
化合价的代数和为0，可以确定铁的化合价为+2。
（2）
与
均为第三周期元素，
熔点明显高于
，原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠为离子
晶体，其熔点较高；而
为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，
、
、
熔点
变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：
、
、
均形
成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质
量增大，其分子间作用力依次增大。
的空间结构为正四面体，其中
的价层电子对数为4，因此
的
轨道杂化形式为
。
（3）由硼镁化合物的晶体结构可知
位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有
个
，由晶胞沿c 轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg 的个数
为1；晶体结构中
在正六棱柱体内共6 个，则该物质的化学式为
；由晶胞沿c 轴的投影图可知，B
原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2 倍，顶点到对边的垂线长
度为
，因此B-B 最近距离为
。
3．（2024 年1 月·浙江·统考高考真题）氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
5
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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 ＞
6
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【详解】（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，
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
。
4．（2023·海南·统考高考真题）我国科学家发现一种钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中
经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。
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(
代表单键、双键或叁键)
回答问题：
(1)配合物Ⅰ中钒的配位原子有4 种，它们是 。
(2)配合物Ⅰ中，R′代表芳基，
空间结构呈角形，原因是 。
(3)配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是 。
(4)配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为
和
，配合物Ⅱ、Ⅲ和
三者中，两个氮原子间键长最长的是
。
(5)近年来，研究人员发现含钒的锑化物
在超导方面表现出潜在的应用前景。
晶胞如图1 所
示，晶体中包含由V 和Sb 组成的二维平面(见图2)。
①晶胞中有4 个面的面心由钒原子占据，这些钒原子各自周围紧邻的锑原子数为 。锑和磷同族，锑
原子基态的价层电子排布式为 。
②晶体中少部分钒原子被其它元素(包括Ti、Nb、Cr、Sn)原子取代，可得到改性材料。下列有关替代原子
说法正确的是 。
a．有
或
价态形式 b．均属于第四周期元素
c．均属于过渡元素 d．替代原子与原离子的离子半径相近
【答案】(1)C、O、P、Cl
(2)根据VSEPR 模型，氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，成键电子对之间呈角形
(3)N
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(4)配合物Ⅱ
(5) 6
ad
【详解】（1）根据题干配合物Ⅰ的结构图，中心原子钒的配位原子有C、O、P、Cl；
（2）根据VSEPR 模型，中心原子氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，空间结构呈角形；
（3）配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是N；
（4）结合题干所给配合物Ⅱ和Ⅲ的结构，钒的化合价分别为
和
，配合物Ⅱ中氮原子间是氮氮单键，
配合物Ⅲ中为氮氮双键，
中为氮氮三键，故配合物Ⅱ中两个氮原子间键长最长；
（5）①晶胞中有4 个面的面心由钒原子占据，这些钒原子填充在锑原子构成的八面体空隙中，周围紧邻的
锑原子数为6；锑和磷同族，锑原子位于第五周期VA，其基态的价层电子排布式
；
②a．
中Cs 为+1 价，Sb 为-3 价，V 的总化合价为+14，平均价态介于4-5 之间，故替代后，化合价
可能为
或
价态形式，故a 正确；
b．Ti、Cr、Sn 属于第四周期元素，Nb 属于第五周期，故b 错误；
c．Sn 是IVA 族元素，不属于过渡元素，故c 错误；
d．钒原子填充在锑原子形成的八面体空隙中，替代原子与原离子的离子半径相近，才能填充进去，故d
正确；
答案为：ad。
5．（2023·北京·统考高考真题）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根
可看作
是
中的一个
原子被
原子取代的产物。
(1)基态
原子价层电子排布式是 。
(2)比较
原子和
原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。
(3)
的空间结构是 。
(4)同位素示踪实验可证实
中两个
原子的化学环境不同，实验过程为
。过程ⅱ中，
断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是
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和
，过程ⅱ含硫产物是 。
(5)
的晶胞形状为长方体，边长分别为
、
，结构如图所示。
晶胞中的
个数为 。已知
的摩尔质量是
，阿伏加德罗常数
为
，该晶体的密度为
。
(6)浸金时，
作为配体可提供孤电子对与
形成
。分别判断
中的中心
原子和
端基
原子能否做配位原子并说明理由： 。
【答案】(1)
(2)
，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
(3)四面体形
(4)
和
(5) 4
(6)
中的中心原子S 的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S 原子含有孤电子对，
能做配位原子
【详解】（1）S 是第三周期ⅥA 族元素，基态S 原子价层电子排布式为
。答案为
；
（2）S 和O 为同主族元素，O 原子核外有2 个电子层，S 原子核外有3 个电子层，O 原子半径小，原子核对
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最外层电子的吸引力大，不易失去1 个电子，即O 的第一电离能大于S 的第一电离能。答案为I1(O)>I1(S)，
氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）
的中心原子S 的价层电子对数为4，无孤电子对，空间构型为四面体形，
可看作是
中
1 个O 原子被S 原子取代，则
的空间构型为四面体形。答案为四面体形；
（4）过程Ⅱ中
断裂的只有硫硫键，根据反应机理可知，整个过程中
最终转化为
，S 最终
转化为
。若过程ⅰ所用的试剂为
和
，过程Ⅱ的含硫产物是
和
。答案为
和
；
（5）由晶胞结构可知，1 个晶胞中含有
个
，含有4 个
；该晶
体的密度
。答案为4；
；
（6）具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电子配位。
中的中心原子S 的价层电子对数为
4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S 原子含有孤电子对，能做配位原子。
6．（2023·浙江·统考高考真题）氮的化合物种类繁多，应用广泛。
请回答：
(1)基态N 原子的价层电子排布式是 。
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(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氮和氢形成的无环氮多烯，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
。
【答案】(1)2s22p3
(2) A NnHn+2−2m(
，m 为正整数) ＜
形成配位键后，由于Cu 对电子的吸引，
使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
(3) CaCN2 6
【详解】（1）N 核电荷数为7，核外有7 个电子，基态N 原子电子排布式为1s22s22p3，则基态N 原子的价
层电子排布式是2s22p3；故答案为：2s22p3。
（2）①A．能量最低的激发态N 原子应该是2p 能级上一个电子跃迁到3s 能级，其电子排布式：
，故A 错误；B．钙的金属性比镁的金属性强，则化学键中离子键成分的百分数：
，故B 正确；C．氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，
则其分子式：
，故C 正确；D．氮烷中N 原子有一对孤对电子，有三个价键，则氮原子的杂化方式都
是
，故D 正确；综上所述，答案为：A。
②氮和氢形成的无环氮多烯，一个氮的氮烷为NH3，两个氮的氮烷为N2H4，三个氮的氮烷为N3H5，四个氮
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的氮烷为N4H6，设分子中氮原子数为n，其氮烷分子式通式为NnHn+2，根据又一个氮氮双键，则少2 个氢原
子，因此当双键数为m，其分子式通式为NnHn+2−2m(
，m 为正整数)；故答案为：NnHn+2−2m(
，m
为正整数)。
③
形成配位键后，由于Cu 对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，
故其更易断裂，因此给出
的能力：
＜
(填“>”或“<”)；故答案为：＜；
形成配
位键后，由于Cu 对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂。
（3）钙个数为
，
个数为
，则其化学式为CaCN2；根据六方最密
堆积图
，以上面的面心分析下面红色的有3 个，同理上面也应该有3 个，本体中分析得到
，以这个
进行分析，其俯视图为
，因此距离最近的钙离子个数为
6，其配位数为6；故答案为：CaCN2；6。
7．（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
和
。常温常压下，
为无色气体，固态
的晶体类型为 ，
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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 。若阿伏伽德罗常数
的值为
，化合物
的密度
(用含
的代数式表示)。
【答案】(1) 分子晶体 HF 、
(2)
＞
分子中
键的键长小于
中
键的键长，其原因是：
分子中既
存在σ 键，又存在大
键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中
键的键长较小，而
只存在普通
的σ 键。
(3)
【详解】（1）常温常压下，
为无色气体，则
的沸点较低，因此，固态HOF 的晶体类型为分子晶
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体。
分子中F 显-1 价，其水解时结合
电离的
生成HF，则
结合
电离的
，两者反
应生成
，因此，
水解反应的产物为HF 、
。
（2）
中心原子为
，
中心原子为
，二者均为V 形结构，但
中存在大
键(
)。由
中
存在
可以推断，其中
原子只能提供1 对电子，有一个
原子提供1 个电子，另一个
原子提供1 对电
子，这5 个电子处于互相平行的
轨道中形成大
键，
提供孤电子对与其中一个
形成配位键，与另一
个
形成的是普通的共价键（σ 键，这个
只提供了一个电子参与形成大
键），
的价层电子对数为
3，则
原子的轨道杂化方式为
；
中心原子为
，根据价层电子对的计算公式可知
，
因此，
的杂化方式为
；根据价层电子对互斥理论可知，
时，价电子对的几何构型为正四面体，
时，价电子对的几何构型平面正三角形，
杂化的键角一定大于
的，因此，虽然
和
均
为
形结构，但
键角大于
键角，孤电子对对成键电子对的排斥作用也改变不了这个结
论。
分子中
键的键长小于
中
键的键长，其原因是：
分子中既存在σ 键，又存在
大
键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中
键的键长较小，而
只存在普通的σ 键。
（3）一定条件下，
、
和
反应生成
和化合物X。已知X 属于四方晶系，其中Cu 化合价为
+2。由晶胞结构图可知，该晶胞中含有黑球的个数为
、白球的个数为
、灰
色球的个数为
，则X 中含有3 种元素，其个数比为1:2:4,由于其中Cu 化合价为+2、
的化合价
为-1、K 的化合价为+1，根据化合价代数和为0，可以推断X 为
，上述反应的化学方程式为
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。若阿伏加德罗常数的值为
，晶胞的质量为
，晶胞的体积为
，化合物X 的密度
。
8．（2023·浙江·高考真题）硅材料在生活中占有重要地位。请回答：
(1)
分子的空间结构(以
为中心)名称为 ，分子中氮原子的杂化轨道类型是 。
受热分解生成
和
，其受热不稳定的原因是 。
(2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①
、②
、③
，有关
这些微粒的叙述，正确的是___________。
A．微粒半径：③>①>②
B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②
C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③
D．得电子能力：①>②
(3)Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图。该晶体类型是 ，该化合物的化学式为 。
【答案】(1) 四面体
周围的
基团体积较大，受热时斥力较强
中
键能
相对较小]；产物中气态分子数显著增多(熵增)
(2)AB
(3) 共价晶体
【详解】（1）
分子可视为SiH4分子中的4 个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以
分
子中Si 原子轨道的杂化类型是sp3，分子的空间结构(以
为中心)名称为四面体；
氨基(-NH2)氮原子形成3 个σ 键，含有1 对孤对电子，N 原子杂化轨道数目为4，N 原子轨道的杂化类型是
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sp3；
周围的
基团体积较大，受热时斥力较强
中
键能相对较小]；产物中气态分子数显著
增多(熵增)，故
受热不稳定，容易分解生成
和
；
（2）电子排布式分别为：①
、②
、③
，可推知分别为基态Si 原子、
Si+离子、激发态Si 原子；
A．激发态Si 原子有四层电子，Si+离子失去了一个电子，根据微粒电子层数及各层电子数多少可推知，微
粒半径：③>①>②，选项A 正确；
B．根据上述分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②，选项B 正确；
C．激发态Si 原子不稳定，容易失去电子；基态Si 原子失去一个电子是硅的第一电离能，Si+离子失去一个
电子是硅的第二电离能，由于I2>I1，可以得出电离一个电子所需最低能量：②>①>③，选项C 错误；
D．由C 可知②比①更难失电子，则②比①更容易得电子，即得电子能力：②>①，选项D 错误；
答案选AB；
（3）Si 与P 形成的某化合物晶体的晶胞如图可知，原子间通过共价键形成的空间网状结构，形成共价晶体；
根据均摊法可知，一个晶胞中含有
个Si，8 个P，故该化合物的化学式为
。
9．（2024 届·四川巴中·统考一模）硼(B)是一种重要的类金属元素，在化工、冶金等行业具有重要的应用价
值。请回答：
(1)基态B 原子的核外电子排布式是 。
(2)乙硼烷水解生成硼酸(H3BO3)，常温常压下硼酸晶体结构为层状，其二维平面结构如图
①硼酸晶体属于 晶体(填“离子”或“分子”)，电负性：B O。(填“>”或“<”)
②1 mol H3BO3的晶体中含有 mol 氢键，B 原子的杂化方式为 。
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③硼酸是一元弱酸，它本身不给出质子，但是溶于水后能给出
。请解释硼酸水溶液呈酸性的原因(请用
相关文字解释)： 。
(3)近年来硼氢类离子液体作为火箭推进剂燃料得到了广泛使用。该化合物(如图所示)中不存在的作用力有
(填字母)。
a．离子键 b．配位键 c．金属键 d．
键 e．
键 f．氢键
(4)硼化钙晶胞结构如图所示，B 原子构成
八面体，各个顶点通过
键互相连接成三维骨架，八个
多面体围成立方体，中心为
，晶胞密度为
。
①硼化钙的化学式为 。
②晶胞边长为 nm(已知NA为阿伏加德罗常数)。
【答案】(1)1s22s22p1
(2)分子 ＜ 3 sp2 硼原子提供空轨道结合水电离的OH-
(3)cf
(4) CaB6
【详解】（1）B 是5 号元素，根据构造原理，可知基态B 原子的核外电子排布式是1s22s22p1；
（2）①乙硼烷水解生成硼酸(H3BO3)，硼酸是由硼酸分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体；B、O 是
同一周期主族元素，原子序数越大，元素的电负性就越大，所以元素的电负性：B＜O；
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②根据图示可知一个H3BO3分子对应着6 个氢键，一个氢键对应着2 个H3BO3分子，因此含有l mol H3BO3分
子的晶体中有3 mol 氢键；
B 原子价层电子对数是3+
=3，故B 原子的杂化方式为sp2杂化；
③硼酸是一元弱酸，它本身不给出质子，但是溶于水后能给出H+。硼酸水溶液呈酸性的原因是硼原子提供
空轨道，结合水电离的OH-，从而产生了H+；
（3）根据图示可知该化合物为离子化合物，含有离子键；B 原子最外层有3 个电子，但形成了4 个共价键，
其中有一个配位键；在物质微粒中，存在的共价单键都是σ 键，形成的共价双键中含有1 个σ 键和1 个π
键，而不存在金属键和氢键，故合理选项是cf；
（4）①硼化钙晶胞中，Ca2+数目是1，
数目是8×
=1，故该晶体化学式是CaB6；
②晶胞中含有1 个Ca2+、1 个
，则晶胞质量m=
，晶体的密度是ρ g/cm3，则该晶胞的边
长为L=
。
10．（2024 届·陕西·校联考模拟预测）主族元素N、F、Cl 等的某些化合物对工农业生产意义重大。回答下
列问题：
(1)氰化物曾是杀虫剂中的成分之一，KCN 中C 原子采取的杂化类型是 ，基态N 原子价层电子排
布式为 。
(2)次氟酸(HOF)为淡黄色液体，是很好的氧化剂。
①键角：
(填“>”或“<”)
。
②
分子的空间构型为 ，其熔、沸点低于
的原因是 。
(3)苏氨酸(
)主要用于制作医药、食品强化剂等。
①1 个该分子中含有 个
键。
②N 的第一电离能比O 的第一电离能大，其原因是 。
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(4)
晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，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、M 点原子的分数坐标分别为 (
)、
(0，0，0)。已知Xe-F 键长为rpm。
①该晶胞中有 个
分子。
②B 点原子的分数坐标为 。
③晶胞中A、B 间距离d= pm(列出算式即可)。
【答案】(1) sp 2s22p3
(2) ＞ V 形 OF2和Cl2O 是组成和结构相似的分子，OF2的相对分子质量小于Cl2O 的相对分子质量，
OF2的范德华力小于Cl2O 的范德华力
(3) 18 N 的价层电子排布式为2s22p3，O 的价层电子排布式为2s22p4，N 的2p 能级半充满、较稳定
(4) 2 (0，0，
)
【详解】（1）KCN 的电子式为
，其中C 形成1 个σ 键、含1 对孤电子对，价层电子
对数为2，C 采取sp 杂化；基态N 原子的核外电子排布式为1s22s22p3，基态N 原子价层电子排布式为
2s22p3。
（2）①H2O 中中心原子O 和H2S 中中心原子S 都采取sp3杂化、孤电子对数都为2，空间结构均为V 形，由
于O 的电负性大于S 的电负性，故键角：H2O＞H2S。
②OF2中中心原子O 的孤电子对数为
×(6-2×1)=2、σ 键电子对数为2，价层电子对数为4，VSEPR 模型为
四面体形，略去孤电子对，OF2的空间构型为V 形；OF2、Cl2O 均属于分子晶体，组成和结构相似，OF2的相
对分子质量小于Cl2O 的相对分子质量，OF2的范德华力小于Cl2O 的范德华力，故OF2的熔、沸点低于Cl2O
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的熔、沸点。
（3）①1 个
含5 个C—H 键、4 个C—C 键、2 个C—O 键、2 个O—H 键、1 个C—N
键、2 个N—H 键和2 个C=O 键，单键为σ 键，双键中含1 个σ 键和1 个π 键，1 个该分子中含有18 个σ 键。
②N 的价层电子排布式为2s22p3，O 的价层电子排布式为2s22p4，N 的2p 能级半充满、较稳定，故N 的第
一电离能比O 的第一电离能大。
（4）①根据“均摊法”，大球的个数为8×
+1=2、小球的个数为8×
+2=4，故该晶胞中有2 个XeF2。
②图中A 点、M 点原子的分数坐标分别为(
，
，
)、(0，0，0)，已知Xe—F 键长为rpm，结合晶胞参数，
B 点的原子分数坐标为(0，0，
)。
③根据晶胞结构可得示意图
，其中x=(
-r)pm，y=
apm，则d=
=
pm。
11．（2024 届·四川成都·校联考二模）以砷化铝(AlAs)作催化剂，实现了在常压、100～300℃的条件下合成
氨。
(1)基态As 原子的核外价电子的轨道表示式为 ；第一电离能I1(As) (填“大于”或
“小于”) I1(Se)，其原因是 。
(2)As3S4的分子结构中均为单键，且每个原子最外层均满足8e-稳定结构，则该分子中所含共价键的数目为
；该分子中S 原子的杂化轨道类型为 。
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间结构都是三角锥形，但
NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是 。
(4)近年来，人们发现NH3AlH3可与多种小分子氢化物形成双氢键。双氢键是指带正电的H 原子与带负电的
H 原子之间的一种弱电性的相互作用，其结构可表示为X—H…H—Y(“—”表示共价键，“…”表示形成的双
氢键)。根据上述信息，NH3AlH3与HF 形成的双氢键可表示为 。
(5)Be 和Al 的性质相似，在500～600℃气相中，氯化铍以二聚体Be2Cl4的形式存在，1 mol Be2Cl4中含有的
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共价键数目为 。BeO 晶体晶胞结构与ZnS 类似，如图所示。该晶胞中原子的位置可以用原子分
数坐标表示，若原子A、B 的坐标分别为(0，0，0)、(
，
，0)；则C 原子的坐标为 。设O 与
Be 的最近距离为a pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则BeO 晶体的密度为 g/cm3(用含a 和
NA的计算式表示)。
【答案】(1)
大于 As 的价电子排布式为4s24p3，4p 能级为半充满结构，能
量更低，更稳定
(2) 10 sp3
(3)电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N 原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成
配位键
(4)Al—H…H—-F
(5) 6NA (
，
，
)
【详解】（1）As 是33 号元素，位于元素周期表第四周期第ⅤA 族，根据构造原理，可知基态As 原子核外
价层电子排布式是4s24p3，由于原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子
的能量最低，处于稳定状态，则其价层电子的轨道表达式为
；
一般情况下，同一周期元素，原子序数越大，其第一电离能就越大，但由于As 处于第ⅤA 族，价电子排布
式为4s24p3，4p 能级上的3 个电子排布在3 个不同轨道上，这种电子排布为半充满结构，能量更低，更稳
定失去电子需消耗的能量比相邻的元素高，故I1(As)＞I1(Se)；
（2）As 的最外层有3 个成单电子，S 原子最外层有2 个成单电子，As4S4的分子结构中均为单键，且每个原
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子最外层均满足8e-稳定结构，其分子结构可表示为
，说明结构中每个S 原子形成2 个S-As 键，
每个As 原子形成2 个As-S 键和1 个As-As 键，每个As-As 都被重复数了2 次，则4 个As 原子间形成2 个As-
As 键，故该分子中所含共价键数目为2×4+2×1=10；每个S 原子形成2 个S- As 键和2 对孤电子对，价层电子
对数为4，所以S 为sp3杂化；
（3）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。NF3与NH3的空间结构都是三角锥形，但
NF3不易与Cu2+形成配离子，这是由于元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向电负性大的F，
而偏离N 原子，使得N 原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子；
（4）近年来，人们发现NH3AlH3可与多种小分子氢化物形成双氢键。双氢键是指带正电的H 原子与带负电
的H 原子之间的一种弱电性的相互作用，其结构可表示为X—H…H—Y(“—”表示共价键，“…”表示形成的
双氢键)。根据上述信息，NH3AlH3与HF 形成的双氢键可表示为Al—H…H—-F；
（5）Be 和Al 的性质相似，在500～600 ℃气相中，氯化铍以二聚体Be2Cl4的形式存在，Be2Cl4的结构为：
可知：1 个分子中含有6 个共价键，则1 mol Be2Cl4中含有的共价键数目为数目
为6NA；
由晶胞结构可知，每个Be 周围有四个O 与其相连，由BeO 的晶胞结构以及A、B 的坐标可知，C 的坐标为(
，
，
)；
一个晶胞中含Be 的个数为4；含O 的个数为8×
+6×
=4，O 与Be 的最近距离为晶胞体对角线的
，故晶
胞边长为
，故该晶体的密度为ρ=
g/cm3。
12．（2024 届·山东·校联考一模）硼单质及其化合物有重要的应用。阅读下列材料，回答问题：
硼晶体熔点为2076℃。BF3可与NH3反应生成NH3·BF3。乙硼烷(B2H6)具有还原性，易水解生成H3BO3 (一元
弱酸)；乙硼烷可与NH3反应生成氨硼烷(NH3·BH3)，其在一定条件下可以脱氢，最终得到氮化硼；乙硼烷也
可与NaH 反应生成NaBH4。
(1)下列说法正确的是___________(填字母)。
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A．元素的电负性大小顺序是O＞N＞B＞H
B．乙硼烷水解方程式为B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2↑
C．氨硼烷分子中N 提供孤电子对，B 提供空轨道形成配位键
D．NaBH4晶体中存在的相互作用有离子键、共价键、氢键
(2)基态硼原子的最高能级电子排布式是 ；单质硼的晶体类型是 ；写出H3BO3的电
离方程式： ；F-B-F 键角比较：BF3 (填写“＞”“＜”) NH3·BF3；
的空间结构
是 。
(3)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作
高温润滑剂，但不能导电。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图甲所示。
①六方氮化硼中，距离B 原子最近的B 原子个数为 。若阿伏加德罗常数的数值为NA，晶体相
关参数如图所示，晶体密度为 g/cm3(用含有a、c、NA的式子表示)。
②另一种立方BN 晶体与金刚石结构相似，其晶胞结构如图乙。图丙中
表示N 原子的投影位置，在图中
用
标出B 原子的投影位置 。
【答案】(1)BC
(2)2p1 共价晶体 H3BO3+H2O
H++[B(OH)4]- ＞ 正四面体形
(3) 6
【详解】（1）A．元素的非金属性越强，该元素的电负性就越大，O 元素的非金属性大于N、H，所以元素
的电负性：O＞N＞H，根据N、H 共用电子对的偏向，可知非金属性：H＞B，所以上述四种元素的大小顺
序是：O＞N＞H＞B，A 错误；
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B．乙硼烷水解产生H3BO3、H2，反应的化学方程式为：B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2↑，B 正确；
C．氨硼烷分子中N 原子上有孤对电子，可以提供孤电子对，B 原子上有空轨道，B 原子提供空轨道，与N
原子的孤电子对形成配位键，C 正确；
D．NaBH4晶体是离子晶体，阳离子与阴离子之间存在离子键，在阴离子中存在共价键、配位键，但由于B
元素的电负性不大，不能形成氢键，D 错误；
故合理选项是BC；
（2）B 是5 号元素，根据构造原理可知：基本B 原子核外电子排布式是1s22s22p1，其占据的最高能级是2p
能级，该能级上有1 个电子，故基态硼原子的最高能级电子排布式是2p1；
根据硼晶体熔点为2076℃，可知其熔点很高，说明B 晶体属于共价晶体；
H3BO3 是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡，能够与H2O 电离产生的OH-的O 原子通过配位键结合，从而
电离产生H+、[B(OH)4]-，电离方程式为：H3BO3+H2O
H++[B(OH)4]-；
BF3中B 原子价电子数目是3，分子结构是平面三角形，F-B-F 的键角是120°；在NH3·BF3中N 与B 原子形成
配位键，从而使该物质分子中B 原子价电子数目是4，分子的构型变为正四面体，分子中F-B-F 的键角是
109°28′，故F-B-F 的键角：BF3＞NH3·BF3；
中的中心B 原子价电子数目是4，故
的空间结构是正四面体形；
（3）①六方相氮化硼与石墨相似，具有层状结构，每个B 原子与3 个N 原子形成共价键，每个N 原子与3
个B 原子形成共价键，通过该B 原子可以形成3 个正六边形，每个六边形中含有2 个B 原子与该B 原子距
离相等且最近，故立方相氮化硼中，距离B 原子最近的B 原子个数为6 个；
在六方相氮化硼中含有的B 原子数目是6×
=1，含有的N 原子数是6×
=1，因此1 个晶胞中含有1 个BN，
晶胞质量是m=
，晶胞的体积V=底面积×高=6×
×(c×10-7)cm3=
，则该晶体的密度ρ=
；
②根据晶胞结构分析：立方氮化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B 与N 重合，外侧大正
六边形均由N 原子构成，而内部小正六边形由3 个B 原子、3 个N 原子相间构成，所以画图为
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。
13．（2024 届·四川成都·校联考二模）含铜物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题：
(1)一个原子轨道填充2 个自旋方向相反(顺时针和逆时针)的电子。原子中电子有两种相反的自旋状态，分
别用
和
表示，称为电子的自旋磁量子数，则基态铜原子自旋磁量子数的代数和为 ；基态
较基态
更稳定的原因是 。
(2)
稀溶液中存在
，
的空间构型为八面体形：下列对
中
杂化方式推断合理的是_______(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(3)
可形成
，其中en 代表
。1mol 该配合物中，VSEPR 模型
为四面体的非金属原子共有 个；C、N、F 的电负性由大到小的顺序为 。
(4)一种由Cu、In、Te 组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te 原子
填充在Cu、In 围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为 ；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C、D 间距离
pm。
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【答案】(1)
或-
基态Cu+的价电子排布式为全充满的3d10结构，而Cu2+的价电子排布式为
3d9，所以基态Cu+比Cu2+稳定
(2)C
(3) 11 C<N<F
(4) 50% CuInTe2 (
)
【详解】（1）Cu 的原子序数为29，基态价电子排布式为3d104s1，则自旋磁量子数的代数和为+
或-
；
基态Cu+的价电子排布式为全充满的3d10结构，而Cu2+的价电子排布式为3d9，所以基态Cu+比Cu2+稳定。
（2）[Cu(H2O)6]2+的空间构型为八面体形，则Cu2+的价层电子对数为6，杂化轨道数为6，所以其杂化方式
可能为sp3d2，故选C。
（3）在H2N−CH2−CH2−NH2中，C 原子和N 原子均为sp3杂化，NH3和
的中心原子也均为sp3杂化，其
VSEPR 模型均为四面体形，1mol 该配合物中有2molen、1molNH3和2mol
，则VSEPR 模型为四面体的非
金属原子共有11 个；同周期元素的电负性从左到右逐渐增大，则C、N、F 的电负性由大到小的顺序为
C<N<F。
（4）根据晶胞结构可知，在一个晶胞中，Cu、In 围成的四面体空隙共有16 个，晶体中Te 原子有8 个，晶
体中Te 原子填充在Cu、In 围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为50%；该晶胞中Cu 位于8 个顶
点、4 个位于面心、1 个位于体心，共有Cu：8
+4
+1=4 个；In 位于面心和棱心，位于面心的有6 个，
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位于棱心的有4 个，共有6
+4
=4 个，Te 有8 个，所以该晶体的化学式为CuInTe2；C 点原子位于下面
的二分之一晶胞分成的8 个小晶胞其中之一的体心，根据A 和B 的原子坐标，可知C 点原子的坐标为（
）；晶胞中C、D 间的距离是一个边长为
、
长方形的面对角线，距离为
。
14．（2024 届·四川德阳·校联考二模）“无机”碳化学的一个重要领域是含有C—N 键的化合物，其中重要
的化合物有氰
、氰化氢、氰化物、氰酸盐等。回答下列问题：
(1)基态
的价层电子轨道表示式为 。
(2)
与卤素性质相似，与
反应生成HCN 和HOCN，反应中所含元素的电负性由大到小的顺序为
，
中C 原子的杂化方式为 。
(3)科学家研究发现，在低温下，HCN 可结晶成晶体，在晶体中HCN 分子排列可形成
的无限长链，
其原因是 ；写出
分子的链状结构 。
(4)将氰化物与氟化物或氯化物一起反应，即可得FCN 和ClCN，它们的沸点数据如下表所示：
FCN
ClCN
沸点/K
227
286
ClCN 的沸点比FCN 的沸点高原因是 。
(5)氰酸根离子可与大多数金属阳离子形成氰化物，几种金属氰化物的晶胞转化关系如图一所示，从普鲁士
蓝晶胞中切出
的结构，如图二所示。
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①下列说法正确的是 (填标号)。
A．每个普鲁士蓝晶胞中含6 个
键
B．普鲁士白的化学式为
C．格林绿晶体中
周围等距且最近的
数目为12
②已知普鲁士白晶胞的晶胞参数均为a pm，设
为阿伏加德罗常数的值，则普鲁士白晶体密度为
(用含
、
、
计算式表示)。
【答案】(1)
(2) O>N>C>H sp
(3) HCN 可以形成分子间氢键
(4)ClCN、FCN 都是分子晶体，ClCN 相对分子质量大于FCN，ClCN 分子间作用力大于FCN
(5) B
【详解】（1）基态
的价层电子排布式为2s22p6，轨道表示式为
；
（2）非金属性越强电负性越大，反应中所含元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H，
中C、N 之
间为三键，C 原子的杂化方式为sp。
（3）N 原子电负性大，在低温下，HCN 可以形成分子间氢键，所以可结晶成晶体，；
分子的链状
结构为
。
（4）ClCN、FCN 都是分子晶体，ClCN 相对分子质量大于FCN，ClCN 分子间作用力大于FCN，所以ClCN 的
沸点比FCN 的沸点高。
（5）①A．根据从普鲁士蓝晶胞中切出
的结构图，可知每个立方体中含有3 个CN-，则每个普鲁士蓝晶
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胞中含24 个CN-，每个CN-有2 个
键，所以每个普鲁士蓝晶胞中有48 个
键，故A 错误；
B．格林绿晶胞中8 个Fe 原子、24 个CN- ，格林绿晶胞中嵌入8 个Na+得到普鲁士白晶胞面，普鲁士白的
化学式为
，故B 正确；
C．根据图示，格林绿晶体中
周围等距且最近的
数目为6 个，故C 错误；
选B。
②普鲁士白晶胞中有8 个Na+、8 个Fe2+、24 个CN-，晶胞参数均为a pm，设
为阿伏加德罗常数的值，则
普鲁士白晶体密度为
。
15．（2024 届·陕西宝鸡·统考一模）铜的相关化合物在化工、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态Cu 原子中，核外电子占据的最高能级的符号是 ，最外层电子占据能级的电子云轮廓图形
状为 ；Cu2+价层电子的电子排布图为 。
(2)离子晶体中Cu2O 熔点比Cu2S 熔点高，其原因是 。Cu 可与N、S，O 等元素形成化合物，
N、S、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 ；
(3)Cu+能与SCN-形成CuSCN 沉淀。请写出一种与SCN-互为等电子体的微粒 。SCN-对应的酸有硫
氰酸（H-S-C
N）和异硫氰酸（H-N=C=S），这两种酸熔点更高的是 （填名称），原因是
。
(4)Cu 与N 所形成的某种晶体的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为anm。该晶体的化学式为 ，
晶体的密度为 g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数)。
【答案】(1) 3d 球形
(2) 氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离
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子形成的离子键 N>O>S
(3) CO2（或CS2） 异硫氰酸 SCN-离子对应的酸有硫氰酸(H—S-C≡N)和异硫氰酸(H—N—C=S)，异
硫氰酸中H 与N 相连，故可形成分子间氢键,而硫氰酸中H 与S 相连，故不能形成分子间氢键
(4) Cu3N
【详解】（1）基态Cu 原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布为[Ar]3d104s1，最高能级的符号是
3d，最外层电子占据该能级的电子云轮廓图形状为球形；Cu2+价层电子的电子排布图为
。
（2）由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子
与硫离子形成的离子键，所以Cu2O 的熔点比Cu2S 的高；同一主族中，从上向下，元素第一电离能逐渐减
小，同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但N 元素的最外层电子处于半满状态，
是一种稳定结构，所以它的第一电离能高于同周期相邻的元素，所以N、O、S 四种元素的第一电离能由小
到大的顺序为S<O<N。
（3）与 SCN-离子等电子体的微粒，用 N 原子与 1 个单位负电荷用 S 原子代替，可以得到等电子体微粒：
CS2，用 S 原子、N 原子、1 个单位负电荷可以用 2 个 O 原子代替，可以得到等电子体微粒：CO2；SCN-
离子对应的酸有硫氰酸(H—S-C≡N)和异硫氰酸(H—N—C=S)，异硫氰酸中H 与N 相连，故可形成分子间氢键,
而硫氰酸中H 与S 相连，故不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸沸点较高。
（4）1 个晶胞中含有Cu：12×
=3，含有N：8×
=1，该晶体的化学式为Cu3N；1 个晶胞的质量为=
g，1 个晶胞的体积为(a×10-7)3cm3，因此密度为
=
g·cm－3。
16．（2024 届·山东日照·校联考一模）学习结构化学，有助于洞悉物质内部奥秘。回答下列问题：
(1)下图分别是2 种不同形式元素周期表的局部区域。
31
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①根据图1 预测，1～18 号元素中位置最低的元素的基态原子核外电子排布式为 。
②根据图2 信息，
与水反应的化学方程式为 。
③元素周期表中，Li-Mg、Be-Al、B-Si 处于对角线位置，其单质与化合物的性质相似。下列说法正确的是
(填标号)。
A．
受热不易分解 B．单质锂不能与
反应
C．BeO 熔点高 D．晶体硼为共价晶体
(2)分子
中大π 键可表示为
，氮原子的杂化方式为 ，p 轨道提供2 个电子形成
大π 键的N 原子是 (填“1”或“2”)号N 原子。
(3)①
在碱性条件下加入双缩脲[HN(CONH2)2]生成紫色物质，其结构如图所示。0.2mol 该离子含有配
位键的数目为
。
②已知
具有对称的空间构型，
中的两个
被
取代，能得到两种不同结构
的产物，则
的空间构型为 。
(4)钾元素与氧元素形成的某些化合物可以作为宇宙飞船的供氧剂。其中一种化合物的晶胞在XY 平面、XZ
32
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平面、YZ 平面上的投影如图所示，钾元素和氧元素形成的化合物的化学式为 ，其晶胞参数为
apm，
为阿伏加德罗常数的值，该晶胞的密度ρ=
(用含a、
的代数式表示)。
【答案】(1) 1s22s22p63s1
CD
(2) sp2 2
(3) 1.6 平面四边形
(4) KO2
【详解】（1）①根据图1 预测，1～18 号元素中位置最低的元素是钠，钠的基态原子核外电子排布式为
1s22s22p63s1；
②根据图2 信息，
与水反应的化学方程式为
；
③元素周期表中，Li-Mg、Be-Al、B-Si 处于对角线位置，其单质与化合物的性质相似。
A．
性质与碳酸镁相似，受热发生分解，A 错误；
B．单质锂与单质镁相似，能与
反应生成氮化锂，B 错误；
C．氧化铝熔点很高，可推知BeO 熔点高，C 正确；
D．晶体硼与晶体硅相似，均为共价晶体，D 正确；
故选CD；
（2）分子
中大π 键可表示为
，1 号氮原子形成2 个σ 键，有1 个孤电子对，提供1 个电子
参与形成大π 键，1 号氮原子的杂化方式为sp2，2 号氮原子形成3 个σ 键，有提供2 个电子参与形成大π
键，2 号氮原子的杂化方式为sp2；p 轨道提供2 个电子形成大π 键的N 原子是2 号N 原子；
33
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（3）①
中含有8 个配位键，则0.2mol 该离子含有配位键的数目为1.6
；
②已知
具有对称的空间构型，
中的两个
被
取代，能得到两种不同结构
的产物，则
的空间构型为平面四边形，两个
处于同一条边或者对角线位置；
（4）根据晶胞的三视图可以知道，K 原子在晶胞的顶点和体心，一个晶胞含有K 原子
，O 原子
有两个在晶胞内，八个在棱上，一个晶胞中含有的O 原子
，晶胞内K 原子与O 原子个数比为
1
2
﹕，所以钾元素和氧元素形成的化合物的化学式为KO2；
一个晶胞中含有2 个K 原子和4 个O 原子，晶胞参数为apm，，晶体密度为
。
17．（2024 届·陕西西安·校联考模拟预测）锰是第四周期第VIIB 族元素。锰钢异常坚硬，且具抗冲击性能，
是制造枪栓、保险库、挖掘机械和铁路设施的理想材料；锰也是人体的重要微量元素。请根据所学知识，
回答下列问题。
(1)锰的原子序数为 ，基态锰原子的外围电子排布图为 。
(2)下列锰的化合物中，磁矩
的是___________。(已知
，其中n 为金属离子核外的单
电子数。)
A．
B．
C．
D．
(3)水杨醛缩邻氨基苯酚又被称为“锰试剂”，可与
形成黄色的配合物。锰试剂的结构如图所示，其
分子中可能与
形成配位键的原子有 ；锰试剂 (填“能”或“不能”)形成分子内氢
34
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键。
(4)锰试剂分子中，原子采取的杂化方式不涉及 (填“sp”“
”或“
”)杂化；分子中除氢以外
的元素，第一电离能从小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(5)阿拉班达石(alabandite)是一种属于立方晶系的硫锰矿，其晶胞如下左图(a)所示(●=Mn，○=S)。在该晶胞
中，硫原子的堆积方式为 。
图(a)
图(b)
【答案】(1) 25
(2)C
(3) N、O 能
(4) sp C<O<N
(5)面心立方最密堆积
【详解】（1）锰元素在周期表中的位置是第四周期第ⅦB 族，为25 号元素，基态原子的外围电子排布式
为
，排布图为
；
（2）A．
中Mn 元素为+7 价，相当于失去7 个电子，则金属离子核外的单电子数为0，
，故A 不符合题意；
B．
中Mn 元素为+6 价，相当于失去6 个电子，则金属离子核外的单电子数为1，
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，故B 不符合题意；
C．
中Mn 元素为+2 价，相当于失去2 个电子（2 个4s 电子），则金属离子核外的单电子数为5，
，故C 符合题意；
D．
中Mn 元素为+4 价，相当于失去4 个电子（2 个4s 电子和2 个3d 电子），则金属离子核外的单
电子数为3，
，故D 不符合题意；
综上所述答案为C；
（3）根据锰试剂的结构简式可知O 原子、N 原子含有孤电子对，可以作配位原子；锰试剂含有两个不相邻
的酚羟基，能形成分子内氢键；
（4）苯环上的C 原子均为
杂化，
双键中C、N 原子均为
杂化，羟基中的O 原子为
杂化，所
以不涉及sp 杂化；同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但N 原子的2p 轨道为半满状态，第一电
离能大于相邻元素，所以第一电离能从小到大的顺序为C<O<N；
（5）据图可知S 原子位于Mn 原子的正四面体空隙中，整体结构与金刚石排列相似，所以S 原子的堆积方
式和Mn 原子的堆积方式相同，晶胞中Mn 原子位于面心和顶点，为面心立方最密堆积，则硫原子的堆积
方式也为面心立方最密堆积；
18．（2024 届·陕西安康·统考一模）美国某大学一课题组在金属有机框架(MOF)中成功构筑了含有双核镍氢
中心
的新型催化剂，用以催化有机物的选择性氢化反应。回答下列问题：
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提示：
，
为芳烃基，
，
为烃基。
(1)基态镍原子的价层电子排布式为 。
(2)甲、乙、丙、丁四种物质中，碳原子共有 种杂化类型，这四种物质都含有的化学键类型为
(填标号)。
A．σ 键和π 键 B．氢键 C．极性键 D．非极性键
(3)双镍催化剂中，镍原子提供 (填“空轨道”或“孤电子对”，下同)，氮原子提供
形成配位键。
(4)上述物质所含第二周期元素中，第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)，电负性
由小到大的顺序为 。
(5)一种镍铌合金的晶胞结构如图所示。镍、铌原子的最近距离为 pm。该晶体密度为
。已知：
为阿伏加德罗常数的值，c>2a。
【答案】(1)3d84s2
(2) 3 ACD
(3) 空轨道 孤电子对
(4) N>O>C C<N<O
(5)
【详解】（1）镍是28 号元素，价层电子排布式为3d84s2。
（2）甲、乙、丙、丁四种物质中，碳原子有sp、sp2、sp3共3 种杂化类型，四种物质种都含有苯环，都含
有σ 键和π 键、极性键（C-H）、非极性碱（碳碳单键），氢键不属于化学键，故选ACD。
（3）镍原子含有空轨道，氮原子含有孤电子对，双镍催化剂中，镍原子提供空轨道，氮原子提供孤电子
对形成配位键。
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（4）上述物质所含第二周期元素为C、N、O，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大
的趋势，但第IIA 族和第VA 族元素的第一电离能大于相邻元素，第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；同
一周期，从左到右元素电负性递增，C、N、O 电负性由小到大的顺序为：C<N<O。
（5）由晶胞结构可知，Nb 原子与Ni 原子的距离为面对角线的一半，为
。由晶胞结构可知，晶胞
中位于顶点和体心的Nb 的原子个数为8×
+1=2，位于棱上和面心的Ni 原子个数为4×
+10×
=6，由晶胞
的质量公式可得
，解得密度p=
。
19．（2024 届·陕西西安·校联考二模）Ⅰ．镓及其化合物在合金工业、制药工业、电池工业有广泛的应用。
回答下列问题：
(1)基态Ga 原子的价层电子排布式为 。
(2)一种含镓的药物合成方法如图所示：
化合物Ⅱ中Ga 的配位数为 ，
。
Ⅱ．硒是人体需要的重要微量元素之一，参与体内多种代谢。
(3)①在同一周期中比Se 元素的第一电离能大的元素有 种。
②Se 的某种同素异形体
为环状结构，是
的等电子体，
环中Se 原子的杂化方式为 。
Se−Se−Se 平均键角最接近： (填选项序号)。
a．
b．
c．
(4)
的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。其中原子坐标参数A 为
，则C 的原子
坐标参数分别为 ，已知Cd 和Se 的原子半径分别为b nm 和c nm，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积
的百分率为 (列出计算式)。
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【答案】(1)
(2) 6 1
(3) 3
b
(4)
【详解】（1）Ga 的原子序数为31，基态Ga 原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，价层电子排布式为
4s24p1，故答案为：4s24p1；
（2）由图可知，化合物Ⅱ中Ga 与2 个N 原子和4 个O 原子成键，故Ga 原子的配位数为6；每个羧基失去
一个H+后显-1 价，Ga 元素为+3 价，可得x 为-1；故答案为：6；-1；
（3）①同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，As 的4p 轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于
同周期相邻元素，在同一周期中比它的第一电离能大的元素有As、Br、Kr，共3 种；故答案为：3；
②Se8环中Se 原子的价层电子对数为
，为sp3杂化，由于存在2 对孤电子对，导致其键角小于
109°28´，接近105°；故答案为：sp3；b；
（4）将CdSe 晶胞分为8 个小立方体，Se 处于互不相邻的4 个小立方体的体心，原子坐标参数A 为
，根据0 点定位，故C 的原子坐标参数分别为
；该晶胞中含有Cd 为
，即4
个Cd、4 个Se，已知Cd 和Se 的原子半径分别为b nm 和c nm，该晶胞中原子的总体积为
，晶胞体积为a3nm3，故原子的体积占晶胞体积的百分率为
，
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故答案为：
；
。
20．（2024 届·浙江金华·校联考模拟预测）铁、铜、锌是形成许多金属材料和有机材料的重要组成元素。
回答下列问题：
(1)金属铜在元素周期表 区。
(2)铜和锌同周期且相邻，现有几种铜、锌元素的相应状态，①锌：
、②锌：
、③铜：
、④铜：
，失去1 个电子需要的能量由大到小排序是 。
(3)向
溶液中滴加氨水可以得到
型离子化合物，其阳离子结构如图所示。
①下列说法正确的是 。
A．该阳离子中存在的化学键有极性共价键、配位键和氢键
B．溶液中的阴离子为正四面体结构
C．电负性大小：
D．往该溶液中继续加95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，析出深蓝色晶体
②该化合物加热时首先失去的组分是
，原因是 。
(4)铁及其化合物在生产、生活中有重要应用。
①改性
是一种优良的磁性材料，该
晶胞的
的结构如图所示，研究发现结构中的
只可能出
现在图中某一“▲”所示位置上，请确定
所在晶胞的位置 (填a 或b 或c)。
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②普鲁士蓝晶体属立方晶系，晶胞棱长为
。铁-氰骨架组成小立方体，Fe 粒子在顶点，
在棱上，两
端均与Fe 相连，立方体中心空隙可容纳
，如图所示(
在图中省略)。普鲁士蓝中
与
个数之比
为 ；该晶胞的化学式为 。
【答案】(1)ds
(2)④②①③
(3) BD 因为电负性O>N，O 相对不易给出电子，
与
之间形成的配位键比
与
之
间形成的配位键弱
(4) c 1：1
【详解】（1）铜元素的原子序数为29 号，价电子排布式为：3d104s1，位于元素周期表的第四周期ⅠB 族，
属于ds 区；
（2）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则①失去电子需要的能量大于③；同种元素的逐级
电离能依次增大，则②失去电子需要的能量大于①；④中3d 轨道为稳定的全充满结构，较难失去电子，则
失去电子需要的能量大于②，所以失去1 个电子需要的能量由大到小排序为④②①③；
（3）向
溶液中滴加氨水可以得到
型离子化合物是[Cu（NH3）4]SO4，
①A．该阳离子中含有配位键、N-H 极性共价键，氢键不属于化学键，故A 错误；
B．溶液中的阴离子
中心S 原子价层电子对数为
，无孤对电子，空间结构为正四面体结
构，故B 正确；
C．同周期从左往右，得电子能力越来越强，电负性越来越大，则电负性：O>N，故C 错误；
D．往该溶液中继续加极性较小的95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，可以析出深蓝色晶体
41
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，故D 正确；
故选BD；
②因为电负性O>N，O 相对不易给出电子，
与
之间形成的配位键比
与
之间形成的配位
键弱，因此该化合物加热时首先失去的组分是
；
（4）①Fe2+所在晶胞的位置为在c 位，由均摊法计算可得该结构中Fe3+的数目为2，O2-的数目为4，根据电
荷守恒可得Fe2+的数目为1，所以Fe2+应该在c 位；
②二价铁位于体心和棱心，则一共有1+12×
=4 个；三价铁位于顶点和面心，一共有
=4 个，故
其比值：1：1；晶胞中有4 个钾离子，根据电荷守恒可知，CN-有4+4×2+4×3=24，其化学式为：KFe2(CN)6，
故答案为：1：1；KFe2(CN)6。
21．（2024 届·陕西西安·统考一模）“中国紫”—— 硅酸铜钡(BaCuSi2O6)，其合成原料为BaCO3、孔雀石
[Cu2(OH)2CO3]和砂子(SiO2)。回答下列问题：
(1)基态
原子核外电子的空间运动状态有 种；基态
原子的价电子排布式
。
(2)
中
中C 原子的杂化方式为 ，与
互为等电子体的分子是
（写出一种即可）。
(3)孔雀石溶于强酸可生成
，
与过量氨水可形成配离子，
还可与其他微粒形成配离子，如与
乙二胺形成配离子的结构如图：
①此配离子内部不含有的化学键类型是 （填字母）。
A．离子键 B．非极性键 C．配位键 D．氢键
②此配离子中的配位原子为 ，配位数为 。
③此配离子中三种非金属元素的电负性由大到小依次为 （用元素符号作答）。
④
与
相似，也能与乙二胺形成稳定环状离子，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的
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（填“
” 或“
” ）。
(4)
和C 为同主族元素，但它们的氧化物干冰CO2和
晶体的熔点差异很大，其原因是
。
(5)
和
形成的某种合金的立方体晶胞结构如图所示，设
为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为
ρg/cm3，则晶胞参数为a=
（列出计算式）。
【答案】(1) 8 3d104s1
(2) sp2 SO3
(3) A N 4 N＞C＞H Cu2+
(4)CO2是分子晶体，SiO2是共价晶体，共价晶体的熔沸点高于分子晶体
(5)
×107
【详解】（1）硅元素的原子序数为14，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，轨道数为8，则原子核
外电子的空间运动状态有8 种；铜元素的原子序数为29，基态原子的价电子排布式为3d104s1，故答案为：
8；3d104s1；
（2）碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3，则碳原子的杂化方式为sp2杂化；三氧化硫与碳酸根离子
的原子个数都为3、价电子数都为24，互为等电子体，故答案为：sp2；SO3；
（3）①氢键是较强的分子间作用力，不属于化学键，由结构可知，配离子中含有极性键、非极性键和配
位键，不含有离子键，故选A；
②由结构可知，配离子中中心离子为铜离子，配体为氮原子，配位数为4，故答案为：N；4；
③元素的非金属越强，电负性越大，配离子中三种非金属元素的非金属性强弱顺序为N＞C＞H，则电负性
的大小顺序为N＞C＞H，故答案为：N＞C＞H；
④铜离子的离子半径大于镁离子，与具有孤对电子的氮原子形成头碰头的配位键的重叠程度大，所以乙二
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胺与铜离子形成的配合物的稳定性较强，故答案为：Cu2+；
（4）二氧化碳是熔沸点低的分子晶体，二氧化硅是熔沸点高的共价晶体，一般情况下，共价晶体的熔沸
点高于分子晶体，所以二氧化碳与二氧化硅的熔点相差很大，故答案为：CO2是分子晶体，SiO2是共价晶体，
共价晶体的熔沸点高于分子晶体；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的钡原子个数为8×
=1，位于面上和体心的铜原子个数为8×
+1=5，由晶胞的质量公式可得：
=(10—7a)3ρ，解得a=
×107nm，故答案为：
×107。
22．（2024 届·浙江温州·校联考模拟预测）氮元素可形成多种结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
(1)As 和氮同主族，基态As 原子的核外电子排布式为 。
(2)聚吡咯作柔性电极材料，其单体为吡咯(
)。吡咯、呋喃(
)、噻吩(
)都是杂环化合物，
沸点：吡咯>噻吩>呋喃，原因是 。
(3)我国科学家用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，再用射频电火花喷射氮气，获得超硬新材料
-氮化碳薄膜，结构如图。下列有关
-氮化碳的说法错误的是______。
A．与石墨相比，
-氮化碳导电性增强
B．与金刚石相比，
-氮化碳的熔点更高
C．
-氮化碳中C、N 的杂化方式相同
D．
-氮化碳中C 原子数与C-N 键之比为1 2∶
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(4)一定条件下，
和
反应生成碳单质和化合物X。已知X 属于六方晶系，晶胞结构如右图所示，其
中碳的化合价为＋4 价。X 的化学式为 。
的配位数为 。若阿伏加德罗常数的值为
，该
晶体的摩尔体积
(列出算式)。
【答案】(1)[Ar]
或
(2)三者均是分子晶体，吡咯分子间可形成氢键，呋喃及噻吩分子间只存在分子间作用力，而噻吩的相对分
子质量比呋喃的大，沸点较高
(3)AD
(4)
6
【详解】（1）As 和N 同主族，基态As 原子的核外电子排布式为：[Ar]
或
；
（2）沸点：吡咯>噻吩>呋喃，原因是：三者均是分子晶体，吡咯分子间可形成氢键，呋喃及噻吩分子间
只存在分子间作用力，而噻吩的相对分子质量比呋喃的大，沸点较高；
（3）A．由图可知，C 原子形成4 个C-N 键，不存在可自由移动的电子，与石墨相比较，导电性变弱，A 错
误；
B．N 原子半径比C 原子小，C-N 键长比C-C 键长小，C-N 键能更大，故β-氮化碳的熔点更高，B 正确；
C．由图可知，C 原子形成4 个C-N 键，N 原子形成3 个N-C 键和1 个孤电子对，价层电子对数都为4 个，
都为sp3杂化，C 正确；
D．由图可知，C 原子形成4 个C-N 键，C 原子数与C-N 键之比为1：4，D 错误；
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故选AD；
（4）一定条件下，
和
反应生成碳单质和化合物X，根据华合计啊和X 的晶胞结构可知，化合物X
中含Ca、C、N 三种元素，根据粒子半径大小关系可知，Ca2+有8 个在顶点，2 个在晶胞中，故晶胞中
Ca2+个数为：
；阴离子有两个N 原子和1 个C 原子构成，阴离子位于4 个棱上和2 个体内，晶胞
中阴离子个数为：
，则化学式为CaCN2，1 个晶胞的体积为：
，晶胞的摩
尔体积为：
。
23．（2024 届·四川绵阳·统考二模）配位化合物在化工、医药、催化剂等工农业生产领域中有着广泛的应
用，根据各种配合物的相关信息，回答下列问题。
(1)镍离子常与含
的原子团形成配位化合物。写出基态镍原子的价电子排布式 ，
元素的第一电离能由大到小的顺序排列是 。
(2)下图是
的结构示意图。比较其中
的键角：配体
普通
(填“>”、
“<”或“=”)，
与
与
的作用力分别是 和 。
(3)杂环化合物咪唑、呋喃、噻吩均能作为配体形成配合物，三种物质的信息如下表。
物质名称
咪唑
呋喃
噻吩
结构简式
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沸点/
257
31.4
84.2
①咪唑分子中所有原子共平面，其大
键可以表示为
。咪唑中氮原子的杂化方式为 ，能形成配位
键的氮原子是 (填“a”或“b”)。
②请解释咪唑、呋喃、噻吩三者沸点差异的原因 。
(4)配位化合物六溴硒酸钾是离子晶体，其晶胞结构如图1，沿
轴方向的投影均为图2。
晶体中阴离子的化学式为 。若六溴硒酸钾的式量为
，晶胞中相邻
之间的最短距离为
，则晶
体密度为
，(列出计算式，
表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)
配位键 氢键
(3)
a 均为分子晶体。咪唑存在分子间氢键，沸点最高；噻吩、呋喃结构相似，噻吩分
子量更大，沸点更高
(4)
【详解】（1）镍为28 号元素，基态镍原子的价电子排布式为
；同周期随原子序数增大元素第一电
离能呈增大趋势，氮元素原子2p 能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，故
第一电离能：N＞O，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以 O＞S，故答案为
；
（2）配体
中的孤电子对数为1，对成健对子对的斥力小，所以
的键角大于普通
中的键
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角；
与
的作用力是配位键，
与
的作用力是氢键；
（3）①咪坐分子中所有原子共平面，并存在大
键，所以咪唑中氮原子的杂化方式为
；
中
的a 原子有孤电子对，可用于形成配位键，b 原子没有孤电子对，无法形成配位键；②咪唑、呋喃、噻吩
均为分子晶体。咪唑存在分子间氢键，沸点最高；噻吩、呋喃结构相似，噻吩分子量更大，沸点更高；
（4）由图可知，K 原子位于晶胞内部，SeBr6 位于顶点和面心位置，由原子均摊法可知，该晶胞中K 的数
目为8，SeBr6的数目为8×
+6×
=4，则化学式为K2SeBr6，所以阴离子的化学式为
；晶胞中相邻K
之间的最短距离为
，则晶胞的边长为2
，则晶体密度为
=
。
24．（2024 届·浙江绍兴·校联考一模）2023 年8 月1 日起，我国对镓(Ga)、锗(Ge)相关物质实施出口管制。
镓、锗元素及其化合物有许多用途。请回答：
(1)基态锗(Ge)原子简化的核外电子排布式为 。
(2)Ga 属于ⅢA 族元素，可形成GaX3、GaX(X 代表卤素原子)两类卤化物和实验式为GaX2的化合物，相邻元
素Ge 常见卤化物为GeX4。
①金属镓(Ga)的几种卤化物熔点如下表：
GaF3
GaCl3
GaBr3
熔点/℃
>1000
77.8
122.3
GaF3熔点比GaCl3熔点高很多的原因是 。
②比较GaCl3、GeCl4的键角：Cl－Ga－Cl Cl－Ge－Cl(填“>”、“<”或“=”)。
③资料显示：Ga 不存在+Ⅳ价，请用化学式表示实验式为GaCl2化合物可能的组成形态： [用罗马
字符标明Ga 在化合物中的价态：如Ga(
)Cl
Ⅲ
3]。
(3)砷化镓是一种重要的半导体材料。砷化镓的晶胞如图1 所示，Ga 原子做面心立方密堆积，As 原子填充
在一半由Ga 原子构成的四面体空隙中。沿晶胞对角线A→B 方向观察得到的投影图如 2 所示。请回答：
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①Ga 原子的半径为a pm，As 原子的半径为b pm，最近的两个Ga 原子的距离为 pm(用含a、b 的式
子表示)。
②请在图2 中将沿晶胞对角线A→B 方向的As 原子所在的位置涂黑 。
【答案】(1)[Ar]3d104s24p2
(2) GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体 ＞ Ga(
)[Ga(
)Cl
Ⅰ
Ⅲ
4]
(3)
【详解】（1）锗元素的原子序数为32，基态原子的简化核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故答案为：
[Ar]3d104s24p2；
（2）①由熔点可知，氟化锗为离子晶体，氯化锗为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，所以氟化
锗的熔点比氯化锗高很多，故答案为：GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体；
②三氯化镓分子中镓原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，四氯化
锗分子中锗原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为正四面体形，所以键角Cl－
Ga－Cl 大于Cl－Ge－Cl，故答案为：>；
③由镓元素不存在+Ⅳ价可知，二氯化镓中镓元素的化合价为+Ⅰ价和+Ⅲ价，其中+Ⅲ价镓元素与氯元素
形成四氯合镓离子，四氯合镓离子与镓离子形成离子化合物，则二氯化镓的组成形态为Ga(
)[Ga(
)Cl
Ⅰ
Ⅲ
4]，
故答案为：Ga(
)[Ga(
)Cl
Ⅰ
Ⅲ
4]；
（3）①设晶胞的边长为cpm，由晶胞结构可，晶胞中位于顶点的镓原子与位于体对角线上的砷原子距离
最近，则体对角线的距离为4(a+b)pm，晶胞的边长c=
pm，晶胞中位于顶点的镓原子与位于面心的
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镓原子距离最近，则最近的两个镓原子的距离为
pm×
=
pm，故答案为：
；
②沿晶胞对角线A→B 方向进行投影可得如下投影图：
，其中黑球为位于晶胞体内的砷原子，故答
案为：
。
25．（2024 届·山东·校联考模拟预测）N、P 及其化合物在工业生产中起着重要的作用。回答下列问题：
(1)由磷原子核形成的三种微粒：a．([Ne]3s23p3)、b．([Ne]3s23p2)、c．([Ne]3s23p24s1)，半径由大到小的顺序
为 (填标号，下同)；再失去一个电子所需最低能量由大到小的顺序为 。
(2)已知HSCN 的结构有两种，这两种分子结构中除氢外各原子均满足八电子稳定结构(无配位键)，请画出沸
点高的分子的结构式 。
(3)杂环化合物咪唑结构如图，其分子中的大π 键可表示为
，则其结合质子能力更强的氮原子是
(填“①”或“②”)，其原因是 。
(4)氮、铜形成的一种化合物，为立方晶系晶体，晶胞参数为apm，沿体对角线投影如下图所示。已知该晶
胞中原子的分数坐标如下：Cu：(0，0，
)；(0，
，0)；(
，0，0)；N：(0，0，0)，其中与Cu 原子等距
且最近的Cu 原子有 个，则该化合物的化学式为 。
(5)PCl5是一种白色晶体，其晶胞如图所示。该晶体熔融时形成一种能导电的液体，测得其中含有一种正四
面体形阳离子和一种正八面体形阴离子。
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①写出PCl5熔融时的电离方程式 。
②若晶胞参数为anm，则晶体的密度为
(列出计算式)。
【答案】(1) c>a>b c>b>a
(2)H-N=C=S
(3) ① ①号N 原子连接着双键，而N 原子电负性大于C，将使得电子云密度偏向N 原子
(4) 8 Cu3N
(5) 2PCl5(熔融)＝
+
【详解】（1）a([Ne]3s23p3)为基态P 原子，b([Ne]3s23p2)为基态P 原子失去一个电子，c ([Ne]3s23p24s1)为基
态P 原子一个电子跃迁至4s1轨道，半径由大到小的顺序为c>a>b，再失去一个电子所需最低能量由大到小
的顺序为c>b>a，故答案为c>a>b；c>b>a。
（2）HSCN 的结构有两种，这两种分子结构中除氢外各原子均满足八电子稳定结构，沸点高的分子的结构
式为H-N=C=S，故答案为H-N=C=S。
（3）由图可知，①号N 原子连接着双键，而N 原子电负性大于C，将使得电子云密度偏向N 原子，从而大
于②号N 原子的电子云密度，使得其结合质子的能力大，故答案为①；①号N 原子连接着双键，而N 原子
电负性大于C，将使得电子云密度偏向N 原子。
（4）由体对角线投影图和部分Cu、N 原子的坐标可知，N 原子位于顶点，个数为
，Cu 原子位于棱
心，个数为
，故化学式为Cu3N，与Cu 原子等距且最近的Cu 原子位于相邻的棱心上，共8 个，故
答案为8；Cu3N。
（5）①根据题中信息以及晶胞图可知，正四面体形的阳离子说明有4 个σ 键，无孤电子对，阳离子是
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，阴离子为正八面体形，一个P 对应六个Cl，该阴离子为
，电离方程式为2PCl5(熔融)＝
+
；故答案为2PCl5(熔融)＝
+
；
②根据晶胞图，
位于顶点，个数为
，
位于体心，个数为1，因此晶胞的质量为
，晶胞的体积为（a×10−7）
3cm3，晶胞的密度为
，故答案为
。
26．（2024 届·陕西宝鸡·统考模拟预测）国际权威学术期刊《自然》最近报道，我国科学家选择碲化锆
(ZrTe5)和砷化镉(Cd3As2)为材料验证了三维量子霍尔效应。请回答下列问题：
(1)Zr 是Ti 的同族相邻元素，位于周期表的 区；Ti 元素在周期表中的位置 。
(2)周期表中As 与Se 同周期相邻，Te 与Se 同主族且相邻，这三种元素第一电离能由大到小的顺序是
。基态As 原子的价电子排布式是 。
(3)Cd2+与NH3可形成配离子[Cd(NH3)4]2+。
①该离子中不含的化学键类型有 (填字母)。
A．离子键 B．配位键 C．σ 键 D．共价键 E．π 键
②已知该离子中2 个NH3被2 个Cl-替代只得到一种结构，则该离子的立体构型为 。
(4)含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图所示，As 原子的轨道杂化类型为 ，1 个对氨
基苯砷酸分子中含有σ 键的数目为 。
(5)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，称作原子的分数坐标。四方晶系
Cd-Sn-As 形成的化合物的晶胞结构如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表
所示。
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坐标原
子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125
①找出此晶胞中距离Cd(0，0，0)最远的As 的位置 或 (用分数坐标表示)。
②该化合物的化学式为 ，此晶体的密度为 g/cm3(列出计算式，阿伏加德罗常数的
值为NA)。
【答案】(1) d ； 第四周期IVB 族；
(2) As>Se> Te 1s22s22p63s23p63d104s24p3
(3) AE； 正四面体；
(4) sp3 ； 19 ；
(5) (0.25，0.75，0.875)； (0.75，0.25，0.875) ； CdSnAs2 ；
；
【详解】（1）Zr 是Ti 的同族相邻元素，价电子排布式为4d25s2，位于周期表的d 区；Ti 原子为22 号元素，
位于周期表第四周期第IVB 族；
（2）同一周期元素，第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA 族、第VA 族元素第一电离能
大于其相邻元素，同一主族元素，第一电离能从上到下逐渐减小，故第一电离能由大到小的顺序是：
As>Se> Te；基态As 原子的价电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（3）①[Cd(NH3)4]2+中不存在离子键，镉原子和氮原子间存在配位键，含有N-H 单键存在σ 键，氮原子和氢
原子之间存在共价键，所以不存在的化学键是离子键、π 键，故选AE；
②已知该离子中2 个NH3被2 个Cl- 替代只得到一种结构，说明二取代物只有一种结构，该离子的立体构型
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为正四面体形；
（4）根据对氨基苯砷酸的结构简式可知As 原子与周围原子形成4 个σ 键(As=O 键有一个σ 键一个π 键)，
不含孤电子对，所以杂化轨道类型为sp3，苯环上6 个碳原子之间有6 个C-C 单键为σ 键，还有4 个C-H 单
键为σ 键，As=O 键有一个σ 键一个π 键，其他共价键均为σ 键，所以一个对氨基苯砷酸分子中有19 个σ 键，
则1mol 对氨基苯砷酸含σ 键数目19NA；
（5）①由晶胞结构和部分原子分数坐标可知，黑球表示Cd 原子，白球表示Sn 原子，灰球表示As 原子；
此晶胞中距离Cd(0，0，0)，最远的As 的位置(0.25，0.75，0.875)、(0.75，0.25，0.875)；
②一个晶胞中，由部分Cd 原子的分数坐标(0，0，0)，可知8 个Cd 在晶胞的顶点，4 个Cd 在晶胞的面心，
1 个在晶胞的体心，Cd 原子个数为
；部分Sn 原子的分数坐标为(0，0，0.5)，4 个Sn 在晶
胞的棱上，6 个Sn 在晶胞的面心，含有Sn 的个数为：
+
；部分As 原子的坐标为(0.25，0.25，
0.125)，8 个As 在晶胞的体心，As 原子个数为8，Cd-Sn-As 原子个数比：4:4:8=1:1:2，该化合物的化学式为
CdSnAs2，晶胞质量为
，晶胞体积为
，晶胞密度为
。
27．（2024 届·四川绵阳·校联考三模）铁及其化合物在生活、生产中有重要应用。回答下列问题：
(1)乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe 是一种常用的补铁剂。
①Fe2+的价层电子排布式是 。
②乳酸分子(
)中 σ 键与π 键的数目比为 。
③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)无水FeCl2可与NH3形成[Fe(NH3)6]Cl2。
①[Fe(NH3)6]Cl2中Fe2+的配位数为 。
②NH3的空间构型是 ，其中N 原子的杂化方式是 。
(3)由铁、钾、硒形成的一种超导材料，其晶胞结构如图1 所示。
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①该超导材料的化学式是 。
②该晶胞参数a=0.4 nm、c=1.4 nm，该晶体密度ρ= g·cm-3。(用 NA表示阿伏加德罗常数，写出
计算表达式即可)
③该晶胞在xy 平面投影如图2 所示，将图2 补充完整 。
【答案】(1) 3d6 11 1 O>C>H>Fe
∶
(2) 6 三角锥形 sp3杂化
(3) KFe2Se2
【详解】（1）①基态Fe 原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d6，因此亚铁离子的
价层电子排布式为3d6，故答案为3d6；
②成键原子之间单键有1 个σ 键，双键之间有1 个σ 键和1 个π 键，三键有1 个σ 键和2 个π 键，根据乳酸
结构简式，σ 键和π 键数目比为11 1∶；故答案为11 1∶；
③乳酸亚铁中含有元素为H、C、O、Fe，铁元素为金属元素，电负性最小，同周期从左向右电负性逐渐增
大，氧元素的电负性最大，碳氢化合物氢为正价，则碳的电负性大于氢，因此电负性由大到小顺序是O＞C
＞H＞Fe；故答案为O＞C＞H＞Fe；
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（2）①[Fe(NH3)6]Cl2中[Fe(NH3)6]2+为内界，2 个Cl-为外界，6 个NH3与Fe2+形成配位键，亚铁离子的配位数为
6，故答案为6；
②NH3中中心原子N 有3 个σ 键，有1 个孤电子对，价层电子对数为4，空间构型为三角锥形，杂化轨道
数等于价层电子对数，因此N 的杂化类型为sp3，故答案为三角锥形；sp3；
（3）①K 位于顶点和体内，个数为
=2，Se 位于棱上和体内，个数为
=4，Fe 位于面上，个
数为
=4，因此化学式为KFe2Se2；故答案为KFe2Se2；
②晶胞的质量为
g，晶胞的体积为a2cnm3=0.4×0.4×1.4nm3，则晶胞的密度为
g/cm3；故答案为
；
③K 位于顶点和体内，Se 位于棱上和体内，Fe 位于面上，按照xy 平面投影得到
；故答案为
。
28．（2024 届·四川成都·校联考一模）铀氮化合物是核燃料循环系统中的重要材料。已知
。回答下列问题：
(1)基态氮原子价电子轨道表达式为 。
(2)反应中断裂的化学键有 (填标号)。
a．氢键 b．极性键 c．非极性键 d．离子键 e．配位键
(3)反应所得的气态产物中属于非极性分子的是 (填化学式，下同)；氢化物中更易与
形成
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配离子的是 。向
溶液中滴加少量氨水，反应现象为 ，继续滴加氨水可得到
深蓝色透明溶液，写出该反应的离子方程式 。
(4)基态U 原子的外围电子排布式为
，则处于下列状态的铀原子或离子失去一个电子所需能量最高
的是___________(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(5)
的空间构型为 ，其结构中存在大
键，可表示为 (用
表示，m 代表参与
形成大
键的原子数，n 代表参与形成大
键的电子数)。
(6)某种铀氮化物的晶胞如图。已知晶胞密度为
，U 原子半径为
nm，N 原子半径为
nm，设
为
阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的空间利用率为 (含d、
、
、
的计算表达式)。
【答案】(1)
(2)bde
(3)
、
产生蓝色沉淀
(或
)
(4)A
(5) 平面三角形
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(6)
或
【详解】（1）基态氮原子的价电子排布式为2s22p3，根据构造原理书写基态N 原子价电子轨道表示式为
；
（2）(NH4)4[UO2(CO3)3]中，(NH4)+与[UO2(CO3)3]-之间存在离子键，(NH4)+中N 原子与H+间存在配位键，N 原子
与H 原子间存在极性键，故反应中断裂的化学键有离子键、配位键、极性键，故答案为：bde；
（3）正负电荷中心重合的分子为非极性分子，CO2和N2是非极性分子，电负性N＜O，N 原子更容易提供
孤对电子，则NH3与Cu2+形成的配离子稳定性强于H2O 与Cu2+形成的配离子稳定性，所以NH3更易与Cu2+形
成配离子；向CuSO4溶液中滴加少量氨水，首先反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，反应现象为生成蓝色沉淀；
继续滴加氨水，氢氧化铜和氨水生成铜氨离子，可得到深蓝色透明溶液，该反应的离子方程式
(或
)；
（4）基态U 原子的外围电子排布式为5f36d17s2，5f37s27p1、5f47s2、5f36d17s2均为其基态原子的激发态，
5f36d17s1 为U+，由第二电离明显高于第一电离可知，5f36d17s1 再失去1 个电子所需要的能量最高，故答
案为：A；
（5）
中C 原子价层电子对个数=3+
=3 且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该离子
VSEPR 模型为平面三角形，
中形成大π 键的电子个数=(4+2+6×3)-3×2-4×3=6，为4 原子、6 电子形成的
大π 键，所以其大π 键
，故答案为：平面三角形；
；
（6）晶胞中U 原子个数=8×
+6×
=4，N 原子个数4×2=8，则U 和N 的总体积为
，晶胞体积为=
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，则该晶胞的空间利用率为
×100%=
。
29．（2024 届·山东·校联考模拟预测）硒是典型的半导体材料。
(1)
是硒的一种放射性同位素，其中子数与价电子数之差为 ，
、
、
其沸点从
大到小的顺序是 。
(2)
是一种无色液体，其分子空间构型是 (填标号)。
a．
b．
c．
d．
e．
与
结构相似，其键角较大的是 。
(3)锂硒电池正极的充放电原理为
硒晶胞中含有 个
原子，若
晶胞参数边长为
，在
晶胞中2 个
、
间距离是
，
填充在
的 型空隙中，充电过程正极材料体积
(填“膨胀”、“不变”或“收缩”)
(4)
与
可形成直线型阴离子(结构如下)，其中
。
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【答案】(1) 42
(2) b
(3) 3
立方体 收缩
(4)10
【详解】（1）
是硒的一种放射性同位素，
的中子数为
，价层电子排布式为
，
价层电子为6，其中子数与价电子数之差为42；
三种分子结构相似，
分子间能形成
氢键，故沸点最高，
分子间不能形成氢键，
的相对分子质量大，故沸点高，
、
、
其沸点从大到小的顺序是
。故答案为：42；
；
（2）
分子中心原子价层电子对数为5，必有一对孤对电子，VSEPR 模型为三角双雉，所以d、是错误
的，a、b、c 中都为孤对电子留下位置，填上孤对电子，比较孤对电子与成键电子对间的斥力可知，
孤电子对对成键电子对斥力最小，体系能量最低，孤电子对对成键电子斥力大于成键电子
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对间斥力大，故结构
最合理，故选b；
与
结构相似，中心原子都只有一个孤电子对，
的电负性大，电子对距离中心原子近，斥力大，键角大，其键角较大的是
。故答案为：b；
；
（3）观察
晶体结构中重复的结构为
，将
看做一个球，则
晶体为简单立方结构，含一个重复的
结构，故硒晶胞中含有3 个
原子。在
晶胞中2 个
间距离是占据了面心立方中
不相邻的两个四面体空隙，距离为体对角线的长度一半，即
。
在
围成的空隙中，只有当阳离
子将阴离子撑开时晶体才稳定：
，因此嵌入
，
晶体会膨胀，反之减小。
填充在
的立方体型空隙中，充电过程正极材料体积收缩，故答案为：3；
；立方体；收缩；
（4）
图中
个数为
，则该阴离子为
，其中
价，Se 为-2 价，所以有
，解
得
，题中
，故
；故答案为：10。
30．（2024 届·四川绵阳·校联考一模）硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有
重要应用。自我国科学家发现聚来诱导发光(AIE)效应以来，AIE 在发光材料、生物医学等领城引起广泛关注。
一种含Se 的新型AIE 分子Ⅳ的合成路线如图：
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(1)Se 与S 同族，基态硒价电子排布简式为 ，基态Se 原子核外电子有 种空间运动状态不同
的电子。
(2)H2Se 的沸点低于H2O，其原因是 。
(3)关于上图4 种物质，下列说法正确的有 。
A．Ⅰ中仅有
键
B．Ⅰ中的Se-Se 键为非极性共价键
C．II 易溶于水
D．II 中原子的杂化轨道类型只有sp 与sp3
E.
~
ⅠⅢ含有的元素中，O 电负性最大
F.Ⅳ中具有孤对电子的原子只有O
(4)酸性强弱H2SeO4 H2SeO3(填“>”或“<")，
的立体构型为 。
(5)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速
新型热电材料的研发进程。化合物X 是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图a，沿x、
y、z 轴方向的投影均为图b。
①X 的化学式为 。
②设X 的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg/cm3，则X 中相邻K 之间的最短距离为 nm((列出计算
式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
62
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【答案】(1) 4s24p4 18
(2)两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高
(3)BDE
(4) ＞ 正四面体
(5) K2SeBr6
×107
【详解】（1）S 属于第三周期ⅥA 族，价电子排布式为3s23p4，Se 与S 同族，基态硒位于第四周期ⅥA 族，
则基态硒原子价电子排布式为4s24p4，硒元素核外电子数为34，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，电
子占据18 个轨道，电子的空间运动状态数等于轨道数，则基态Se 原子核外电子的空间运动状态有18 种，
故答案为：4s24p4；18；
（2）由于水分子间存在氢键，硒化氢分子间不存在氢键，分子间氢键能使氢化物熔沸点增大，所以H2Se
的沸点低于H2O，故答案为：两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高；
（3）A．物质Ⅰ中含有C-H 键和Se-Se 键，苯环中化学键较为特殊，含有大π 键，所以Ⅰ中含有π 键和σ 键，
故A 错误；
B．物质Ⅰ中的Se-Se 键是同种原子间形成的共价键，为非极性键，故B 正确；
C．物质Ⅱ属于烃类，烃类难溶于水，故C 错误；
D．物质Ⅱ中含有苯环、碳碳双键和碳碳三键，苯环和碳碳双键中C 原子均采用sp2杂化，碳碳三键中C 原
子采用sp 杂化，所以Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp 与sp2，故D 正确；
E．Ⅰ～Ⅲ含有的元素为C、N、O、Se、S、H，非金属性越强，其电负性越大，C、N、O 位于同一周期、
O、Se、S 位于同一主族，则C、N、O、Se、S、H 中O 的电负性最大，故E 正确；
F．C、O、S、Se 最外层电子数分别为4、6、6、6，物质Ⅳ中C 形成4 个键，无孤电子对，S 形成6 个键、
无孤电子对，O 和Se 均形成2 个键，均会有2 对孤电子，具有孤对电子的原子有O、Se，故F 错误；
故答案为：BDE；
（4）同一种元素形成的含氧酸中，非羟基O 原子个数越多，其酸性越强，H2SeO4与H2SeO3可写成
(OH)2SeO2、(OH)2SeO，H2SeO4比H2SeO3非羟基氧多(或H2SeO3中的Se 为+4 价，而H2SeO4中的Se 为+6 价，
导致Se-O-H 中的O 的电子更向Se 偏移，越易电离出H+)，则酸性：H2SeO4＞H2SeO3；
的中心原子价层
电子对数为4+
=4，无孤电子对，则
的VSEPR 模型和立体构型均为正四面体，故答案为：＞；
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正四面体；
（5）①由图可知，K 原子位于晶胞内部，“SeBr6”位于顶点和面心位置，由原子均摊法可知，该晶胞中K
的数目为8，“SeBr6”的数目为8×
+6×
=4，则化学式为K2SeBr6，故答案为：K2SeBr6；
②晶胞中含有4 个“K2SeBr6”，晶胞质量为m(K2SeBr6)=
，若晶胞边长为xcm，则晶胞体密度
，解得x=
cm，由图可知，晶胞中相邻K 之间的最短距离为
x=
cm=
×107nm。
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