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专题30 物质结构综合
——以非金属元素为主体
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 选择题
型
2022•海南省选择性、2022•湖北省选择
性、2022•辽宁省选择性、2022•湖北省选
择性、2021•海南选择性考试、2021•辽宁
选择性考试、2021•海南选择性考试、
2020•山东卷、2020•山东卷
物质结构与性质综合题为“拼盘”命制
的题型，各小题之间相对独立，重点考
查考生对基础知识的掌握情况，主要考
查原子结构与性质、分子结构与性质、
晶体结构与性质。试题非金属元素为载
体进行考査。所选物质可能比较陌生，
其实就是把原子、分子结构和性质，晶
体结构和性质等知识拼盘成一大题，设
置若干个小问题，每一个小题考查相应
的知识。
考点2 非选择
题型
2024·浙江1 月卷、2024·浙江6 月卷、
2024·全国甲卷、2023•全国甲卷、2023•全
国乙卷、2023•浙江省1 月选考、2023•山
东卷、2023•浙江省6 月选考、2023•北京
卷、2022•福建卷、2022•全国甲、2022•全
国乙、2022•湖南选择性、2022•广东选择
性、2021•全国甲、2021•湖南选择性18、
2021•河北选择性、2021•广东选择性、
2021•山东卷、2020•新课标Ⅲ、2020•江苏
卷、2019•新课标Ⅲ、2018•新课标Ⅱ、
2018•江苏卷、2017•新课标Ⅰ、2017•新课
标Ⅱ、2017•新课标Ⅲ、2017•海南卷、
2016·江苏卷、2016·全国Ⅲ卷、2016·四川
卷
考点1 选择题型
1．(2022•海南省选择性，11)已知CH3COOH+Cl2
ClCH2COOH+HCl，ClCH2COOH 的酸性比
CH3COOH 强。下列有关说法正确的是( )
1
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A．HCl 的电子式为
B．Cl-Cl 键的键长比I-I 键短
C．CH3COOH 分子中只有σ 键
D．ClCH2COOH 的酸性比ICH2COOH 强
2．(2022•湖北省选择性，11)磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O=P(N3)3。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N2
D．分解产物
的电子式为
3．(2022•湖北省选择性，9)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误
的是( )
A．Ca2+的配位数为6
B．与
距离最近的是K+
C．该物质的化学式为KCaF3
D．若
换为Cl-，则晶胞棱长将改变
4．(2022•辽宁省选择性，8)理论化学模拟得到一种N13
+离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误
的是( )
A．所有原子均满足8 电子结构
B．N 原子的杂化方式有2 种
C．空间结构为四面体形
D．常温下不稳定
5．(2022•湖北省选择性，7)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列
关于该碳玻璃的说法错误的是( )
A．具有自范性
B．与C60互为同素异形体
C．含有sp3杂化的碳原子
D．化学性质与金刚石有差异
6．(2021•湖北选择性考试，9)下列有关N、P 及其化合物的说法错误的是( )
A．N 的电负性比P 的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B．N 与N 的π 键比P 与P 的强，可推断N≡N 的稳定性比P≡P 的高
C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大
D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
7．(2021•海南选择性考试，5) SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。
2
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有关SF6的说法正确的是( )
A．是非极性分子
B．键角
都等于90°
C．
与
之间共用电子对偏向S
D．
原子满足8 电子稳定结构
8．(2021•辽宁选择性考试，7)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下
列说法错误的是( )
A．S 位于元素周期表p 区
B．该物质的化学式为H3S
C．S 位于H 构成的八面体空隙中
D．该晶体属于分子晶体
9．(2021•海南选择性考试，10)关于NH3性质的解释合理的是( )
选
项
性质
解释
A
比PH3容易液化
NH3分子间的范德华力更大
B
熔点高于PH3
N-H 键的键能比P-H 大
C
能与Ag 以配位键结合
NH3中氮原子有孤电子对
D
氨水中存在NH4
+
NH3·H2O 是离子化合物
10．(2020•山东卷，4)下列关于C、Si 及其化合物结构与性质的论述错误的是( )
A．键能
、
，因此C2H6稳定性大于Si2H6
B．立方型SiC 是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
C．SiH4中Si 的化合价为+4，CH4中C 的化合价为-4，因此SiH4还原性小于CH4
D．Si 原子间难形成双键而C 原子间可以，是因为Si 的原子半径大于C，难形成
键
11．(2020•山东卷，7)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π 键。下列关于B3N3H6的
说法错误的是( )
A．其熔点主要取决于所含化学键的键能
B．形成大π 键的电子全部由N 提供
C．分子中B 和N 的杂化方式相同
D．分子中所有原子共平面
3
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考点2 非选择题型
1．(2024·浙江1 月卷，17，10 分)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＞N＞O
B．离子半径：P3-＜S2-＜Cl-
C．第一电离能：Ge＜Se＜As
D．基态
2+的简化电子排布式：[Ar]3d4
(3)①H2N-NH2+H+→H2N-NH3
+，其中-NH2的N 原子杂化方式为 ；比较键角
中
的-NH2 H2N-NH3
+中的-NH3
+ (填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。
②将HNO3与SO3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
NO2
+。比较氧化性强弱：NO2
+ HNO3 (填“>”、“<”或“=”)；写出A 中阴离子的结构式 。
2．(2024·浙江6 月卷，17，10 分)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NH4Cl 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．Ar 的基态原子电子排布方式只有一种
B．Na 的第二电离能
的第一电离能
C．Ge 的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D．Fe 原子变成Fe+，优先失去
轨道上的电子
(3)化合物
和
的结构如图2。
4
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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NaC＞NaD，请从结构角度说明理由 。
3．(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)。
4．(2023•全国甲卷，35)将酞菁—钴钛—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_______，C60间的作用力是
_______。
5
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(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2 所示。
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AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a 所示，二聚体中Al 的轨道杂化类型
为_______。AlF3的熔点为
，远高于AlCl3的
，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。
AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b 所示，F-的配位数为_______。若晶胞参数为
，晶体密度ρ=_______
g ·c m-3 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
5．(2023•全国乙卷，35)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(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题：
(1)基态Fe 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/℃
6
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NaCl
800.7
SiCl4
GeCl4
SnCl4
Na 与Si 均为第三周期元素，NaCl 熔点明显高于SiCl4，原因是_______。分析同族元素的氯化物
SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因_______。SiCl4的空间结构为_______，其中Si 的轨道杂化形式
为_______。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c 轴的投影图如下所
示，晶胞中含有_______个Mg；该物质化学式为_______，B-B 最近距离为_______。
6．(2023•浙江省1 月选考，17)硅材料在生活中占有重要地位。
请回答：
(1) Si(NH2)4分子的空间结构(以Si 为中心)名称为________，分子中氮原子的杂化轨道类型是_______。
Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，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[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，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
___________。
7．(2023•山东卷，16)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) -405℃时，F2与冰反应生成HOF 利HF。常温常压下，HOF 为无色气体，固态HOF 的晶体类型为
7
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_____，HOF 水解反应的产物为_____(填化学式)。
(2) Cl2 O 中心原子为Cl，Cl2 O 中心原子为
，二者均为
形结构，但ClO2中存在大
键
。ClO2
中Cl 原子的轨道杂化方式_____；为O-Cl-O 键角_____Cl-O-Cl 键角(填“＞”“ ＜”或“=”)。比较ClO2与
Cl2 O 中Cl-O 键的键长并说明原因_____。
(3)一定条件下，CuCl2、K 和F2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_____。若阿伏加德罗
常数的值为
，化合物
的密度
_____
(用含
的代数式表示)。
8．(2023•浙江省6 月选考，17)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___________。
(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：1s22s12p33s1
B．化学键中离子键成分的百分数：Ca3N2＞Mg3N2
C．最简单的氮烯分子式：N2H2
D．氮烷中N 原子的杂化方式都是sp3
②氮和氢形成的无环氨多烯，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H+的能力：NH3 _______[ CuNH3]2+ (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
___________。
9．(2023•北京卷，15)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根(S2O3
2-)可看作是SO4
2-
中的一个
原子被
原子取代的产物。
8
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(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) S2O3
2-的空间结构是 。
(4)同位素示踪实验可证实S2O3
2-中两个
原子的化学环境不同，实验过程为
。过程ⅱ中，S2O3
2-断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是Na2
32SO3
和
35S，过程ⅱ含硫产物是 。
(5) MgS2O3·6H2O 的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为 。已知MgS2O3·6H2O 的摩尔质量是Mg ·mol-1，阿伏加德罗常
数为NA，该晶体的密度为 g ·c m-3。(1nm=10-7 cm)
(6)浸金时，S2O3
2-作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2O3
2-中的中心
原子和
端基
原子能否做配位原子并说明理由： 。
10．(2022•福建卷，)(10 分)1962 年首个稀有气体化合物XePtF6问世，目前已知的稀有气体化合物中，
含氙(54Xe)的最多，氪 (36Kr)次之，氩(18Ar)化合物极少。[BrOF2][ AsF2]·xKrF2是[BrOF2]+、[ AsF2]-与KrF2分
子形成的加合物，其晶胞如下图所示。
回答下列问题：
(1)基态As 原子的价电子排布式为_______。
(2) Ar、Kr、Xe 原子的活泼性依序增强，原因是_______。
(3)晶体熔点：KrF2_______ XeF2 (填“>”“<”或“=”)，判断依据是_______。
(4) [BrOF2]+的中心原子Br 的杂化轨道类型为_______。
9
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(5) [BrOF2][ AsF2]·xKrF2加合物中x=_______，晶体中的微粒间作用力有_____(填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.极性共价键 d.非极性共价键
11．(2022•全国甲，35)2008 年北京奥运会的“水立方”，在2022 年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，
实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)
制成。回答下列问题：
(1)基态F 原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______。
(2)图a、b、c 分别表示C、N、O 和F 的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变
化图是_______(填标号)，判断的根据是_______；第三电离能的变化图是_______(填标号)。
(3)固态氟化氢中存在(HF)n 形式，画出(HF)3的链状结构_______。
(4) CF2=CF2和ETFE 分子中C 的杂化轨道类型分别为_______和_______；聚四氟乙烯的化学稳定性高
于聚乙烯，从化学键的角度解释原因_______。
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X 代表的离子是_______；若该立方
晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为_______pm。
12．(2022•全国乙，35)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)氟原子激发态的电子排布式有_______，其中能量较高的是_______。(填标号)
a. 1s22s22p43s1 b. 1s22s22p43d2 c. 1s22s12p5 d. 1s22s22p33p2
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C 的一个_______杂化轨道与Cl 的3px轨道形成C-Cl_______键，并且
Cl 的3px轨道与C 的2px轨道形成3 中心4 电子的大π 键
。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C-Cl 键长的顺序是_______，理由：
(ⅰ)C 的杂化轨道中s 成分越多，形成的
键越强：(ⅱ)_______。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X 和红棕色液体Y。X 为_______。解释X
的熔点比Y 高的原因_______。
(4) α-AgI 晶体中
离子作体心立方堆积(如图所示)，Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙
中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α-AgI 晶体在电池中可作为_______。
10
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已知阿伏加德罗常数为NA，则α-AgI 晶体的摩尔体积Vm=_______ m3/mol (列出算式)。
13．(2022•湖南选择性，18)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有
广泛应用，回答下列问题：
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：
①基态
原子的核外电子排布式为 [Ar]_______；
②该新药分子中有_______种不同化学环境的C 原子；
③比较键角大小：气态SeO3分子_______ SeO3
2-离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：
①富马酸分子中
键与
键的数目比为_______；
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3-转化为
NH2
-，反应过程如图所示：
11
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①产物中N 原子的杂化轨道类型为_______；
②与NH2
-互为等电子体的一种分子为_______(填化学式)。
(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz 和xy 平面投影分别如图所示：
①该超导材料的最简化学式为_______；
②Fe 原子的配位数为_______；
③该晶胞参数
、
。阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______ g· cm-3
(列出计算式)。
14．(2022•广东选择性，20)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集诱导发光(
)效应以来，
在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。
一种含
的新型
分子
的合成路线如下：
(1) Se 与S 同族，基态硒原子价电子排布式为_______。
(2)H2Se 的沸点低于H2O，其原因是_______。
12
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(3)关于I~III 三种反应物，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sp2
E．I~III 含有的元素中，O 电负性最大
(4)IV 中具有孤对电子的原子有_______。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4_______ H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量
硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO4
2-的立体构型为_______。
(6)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1，
沿x、y、z 轴方向的投影均为图2。
①X 的化学式为_______。
②设X 的最简式的式量为
，晶体密度为
，则X 中相邻K 之间的最短距离为_______
(列
出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
15．(2021•全国甲，35)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳
光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下
列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排式为________；单晶硅的晶体类
型为_________。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)CO2分子中存在_______个
键和______个
键。
(3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是________。
(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方
13
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ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度
为______g·cm-3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZrO 后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则
y=________(用x 表达)。
16．(2021•湖南选择性18，)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：
(1)基态硅原子最外层的电子排布图为 ，晶体硅和碳化硅熔点较高的是
(填化学式)；
(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。
SX4的熔沸点
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是 (填化学式)，沸点依次升高的原
因是 ，气态SiX4分子的空间构型是 ；
②SiCl4与N﹣甲基咪唑(
)反应可以得到M2+，其结构如图所示：
N﹣甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 ，H、C、N 的电负性由大到小的
顺序为 ，1 个M2+中含有 个σ 键；
(3)如图是Mg、Ge、O 三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
14
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①已知化合物中Ge 和O 的原子个数比为1：4，图中Z 表示 原子(填元素符号)，
该化合物的化学式为 ；
②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝
g•cm
3
﹣(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。
17．(2021•河北选择性，17)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大
KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是___________(填离
子符号)。
(2)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，与之相反的用-
表示，称
为电子的自旋磁量子数.对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为____________。
(3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJ•mol-1)如表：
N—N
N≡N
P—P
P≡P
193
946
197
489
从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为
)形式存在的原因是
_______________________________________。
(4)已知KH2PO4是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_____________________，其中P 采取
____________杂化方式。
(5)与PO4
3-电子总数相同的等电子体的分子式为___________。
(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：
如果有n 个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为___________。
(7)分别用○、●表示H2PO4
-和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是
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H2PO4
-、K+在晶胞xz 面、yz 面上的位置：
①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度
____________________g•cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x 轴方向的投影图为_________ (填标号)。
18．(2021•广东选择性，19)很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化
合物I 可与氧化汞生成化合物Ⅱ。
(1)基态
硫原子价电子排布式为__________。
(2)H2S、CH4、H2O 的沸点由高到低顺序为__________。
(3)汞的原子序数为80，位于元素周期表第______周期第ⅡB 族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。
A．在I 中S 原子采取sp3杂化 B．在Ⅱ中S 元素的电负性最大
C．在Ⅲ中C-C-C 键角是180° D．在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内 重金属元素汞的解毒。化合物I 与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的
是________。
(6)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X 为潜在的拓扑绝缘体材料。X 的晶
体可视为Ge 晶体(晶胞如图9a 所示)中部分Ge 原子被Hg 和Sb 取代后形成。
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①图9b 为Ge 晶胞中部分Ge 原子被Hg 和Sb 取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是
__________________。
②图9c 为X 的晶胞，X 的晶体中与Hg 距离最近的Sb 的数目为_________；该晶胞中粒子个数比Hg：
Ge：Sb = _________。
③设X 的最简式的式量为Mr，则X 晶体的密度为________g/cm3(列出算式)。
19．(2021•山东卷，16)非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：
(1)基态F 原子核外电子的运动状态有________种。
(2)O、F、Cl 电负性由大到小的顺序为____________；OF2分子的空间构型为_______；OF2的熔、沸
点_______ (填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是______________________。
(3)Xe 是第五周期的稀有气体元素，与F 形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为
_______，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是___(填标号)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
(4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有_____个XeF2分子。
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 点原子的
分数坐标为(
，
，
)。已知Xe—F 键长为rpm，则B 点原子的分数坐标为________；晶胞中A、B 间
距离d=_______________pm。
20．(2020•新课标Ⅲ，35)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。
回答下列问题：
(1)H、B、N 中，原子半径最大的是______。根据对角线规则，B 的一些化学性质与元素______的相似。
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(2)NH3BH3分子中，N—B 化学键称为____键，其电子对由____提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放
氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3+B3O6
3-+9H2，B3O6
3-的结构如图所示：
在该反应中，B 原子的杂化轨道类型由______变为______。
(3)NH3BH3分子中，与N 原子相连的H 呈正电性(Hδ+)，与B 原子相连的H 呈负电性(Hδ-)，电负性大小
顺序是__________。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________(写分子式)，其熔点比
NH3BH3____________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在____________________，也
称“双氢键”。
(4)研究发现，氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，
α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2 超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ=__________g·cm−3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
21．(2020•江苏卷，17)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵
((NH4)3Fe(C6H5O7)2)。
(1)Fe 基态核外电子排布式为___________；[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是________(填元素符号)。
(2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是____________；C、N、O 元素的第一电离能由大到小的顺序为
_______________。
(3)与NH4
+互为等电子体的一种分子为_______________(填化学式)。
(4)柠檬酸的结构简式见图。1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ 键的数目为_________mol。
22．(2019•新课标Ⅲ，35)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性
能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl 和苯胺等作为原料制备。回答下列问
题：
(1)在周期表中，与Li 的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M 层电子的自
旋状态_________(填“相同”或“相反”)。
(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________，其
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中Fe 的配位数为_____________。
(3)苯胺(
)的晶体类型是__________。苯胺与甲苯(
)的相对分子质量相近，但苯
胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是___________。
(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是______；P 的_______杂化轨道与O 的2p 轨道形成_______键。
(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三
磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________(用n 代表P 原子数)。
23．(2018•新课标Ⅱ，35)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
−85.5
115.2
>600(分
解)
−75.5[来源：
Zxxk.Com]
16.8
10.3
沸点/℃
−60.3
444.6[来
−10.0
45.0
337.0
回答下列问题：
(1)基态Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为__________，基态S 原子电子占据最高能级
的电子云轮廓图为_________形。
(2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同其他分
子的是_________。
(3)图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有______种；
固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S 原子的杂化轨道类型为________。
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为
NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Fe2+位于S2
2-所形成的正八面体的体心，该
正八面体的边长为______nm。
24．(2018•江苏卷，17)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx 分别氧化为SO4
2-和
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NO3
−，NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)SO4
2-中心原子轨道的杂化类型为___________；
的空间构型为_____________(用文字描述)。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为__________________。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式)。
(4)N2分子中σ 键与π 键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。
(5)[Fe(H2O)6]2+与NO 反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO 以N 原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)
(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
25．(2017•新课标Ⅰ，35)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列
问题：
(1)元素K 的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm(填标号)。
A．404.4
B．553.5 C．589.2
D．670.8
E．766.5
(2)基态K 原子中，核外电子占据最高能层的符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状
为___________。K 和Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K 的熔点、沸点等都比金属
Cr 低，原因是___________________________。
(3)X 射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在
离子。
离子的几何构型为_____________，中心原子的杂
化形式为________________。
(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞
中K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与O 间的最短距离为______nm，与K 紧邻的
O 个数为__________。
(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I 处于各顶角位置，则K 处于______位置，O 处于______位置。
26．(2017•新课标Ⅱ，35)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用
R 代表)。回答下列问题：
(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_____________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。
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第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因
是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。
(3)经X 射线衍射测得化合物R 的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。
①从结构角度分析，R 中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。(填标号)
A．中心原子的杂化轨道类型
B． 中心原子的价层电子对数
C．立体结构
D．共价键类型
②R 中阴离子
中的σ 键总数为________个。分子中的大π 键可用符号
表示，其中m 代表参与形
成大π 键的原子数，n 代表参与形成大π 键的电子数(如苯分子中的大π 键可表示为
)，则
中的大π 键
应表示为____________。
③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(
)N−H…Cl、____________、____________。
(4)R 的晶体密度为d g·cm−3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y 个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该
单元的相对质量为M，则y 的计算表达式为______________。
27．(2017•新课标Ⅲ，35)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co 氧化物
负载的Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
(1)Co 基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn 与O 中，第一电离能较大的是_________，
基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
(2)CO2和CH3OH 分子中C 原子的杂化形式分别为__________和__________。
(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因
是______________________________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ 键外，还存在________。
(5)MgO 具有NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO
的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O2-)为________nm。MnO 也属于NaCl 型结构，晶胞参数为a' =0.448 nm，
则r(Mn2+)为________nm。
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28．(2017•海南卷，19)Ⅰ. 下列叙述正确的有_______。
A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5 倍，则其最高正价为+7
B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性
D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
Ⅱ. ⅣA 族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题：
(1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为___________，原子间存在的共价键类型有
________，碳原子的杂化轨道类型为__________________。
(2)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为__________，分子的立体构型为________，属于________分
子(填“极性”或“非极性”)。
(3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。
①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I 次序升高的原因是_________________。
②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I 次序，PbX2中的化学键的离
子性_______、共价性_________。(填“增强”“不变”或“减弱”)
(4)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示。K 位于立方体的棱上和
立方体的内部，此化合物的化学式为_________；其晶胞参数为1.4 nm，晶体密度为_______g·cm-3。
29．(2016·江苏卷，20)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO 发生如下反应：4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H+
+4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
(1)Zn2+基态核外电子排布式为____________________。
(2)1 mol HCHO 分子中含有σ 键的数目为____________mol。
(3)HOCH2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是______________。
(4)与H2O 分子互为等电子体的阴离子为________________。
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C 原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示
为_____________。
30．(2016·全国Ⅲ卷，37)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的
材料等。回答下列问题：
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(1)写出基态As 原子的核外电子排布式________________________。
(2)根据元素周期律，原子半径Ga_____________As，第一电离能Ga____________As。(填“大于”或
“小于”)
(3)AsCl3分子的立体构型为____________________，其中As 的杂化轨道类型为_________。
(4)GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是_____________________。
(5)GaAs 的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________，
Ga 与As 以________键键合。Ga 和As 的摩尔质量分别为MGa g·mol-1 和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGa
pm 和rAs pm ，阿伏伽德罗常数值为NA ，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为
____________________。
31．(2016·四川卷，8)M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。M
基态原子L 层中p 轨道电子数是s 电子的2 倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和M 形成的一种
化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子4s 和3d 轨道半充满。请回答下列问题：
(1)R 基态原子的电子排布式是①
，X 和Y 中电负性较大的是
②
(填元素符号)。
(2)X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的M 的氢化物，其原因是___________。
(3)X 与M 形成的XM3分子的空间构型是__________。
(4)M 和R 所形成的一种离子化合物R2M 晶体的晶胞如右图所示，则图中黑球代表的离子是
_________(填离子符号)。
(5)在稀硫酸中，Z 的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M 的一种氢化物，Z 被还原为+3 价，该反应的化
学方程式是____________。
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