文档文本内容
专题21 物质结构与性质综合题
考向
五年考情（2021-2025）
命题趋势
物质结构与性质综
合题
2025·浙江1 月卷、2025·山东卷、
2025·北京卷、2024·全国甲卷、
2024·山东卷、2024·浙江6 月卷、
2024·浙江1 月卷、2023·全国甲卷、
2023·全国乙卷、2023·天津卷、
2023·海南卷、2023·山东卷、2023·
浙江卷、2023·北京卷、2022·全国
甲卷、2022·全国乙卷、2022·湖南
卷、2022·山东卷、2022·北京卷、
2021·山东卷、2021·湖南卷、2021·
广东卷、2021·全国甲卷、2021·河
北卷、2021·全国乙卷、
物质结构与性质是高考化学知识体系重要内
容，对深入认识物质、结构与性质的关系发
挥重要作用。高考中试题以新结构、新功能
物质为基础命制试题，有利于开阔考生的科
学视野，让考生通过试题情境认识化学学科
价值，突出新课改的基础性、应用性、综合
性、时代性的特征。近年高考考查角度有能
层、能级、能量最低原理、泡利原理、洪特
规则、状态能量、第一电离能、第一电子亲
和能、键能、晶格能、电负性、晶胞密度计
算、晶胞空间利用率、原子在空间的三维坐
标等。难点为晶体结构的分析与晶胞参数的
计算。
1．（2025·浙江1 月卷）磷是生命活动中不可或缺的元素。请回答：
（1）关于ⅤA 族元素原子结构的描述，下列说法正确的是_______。
A．基态P 原子
轨道上的电子自旋方向相同
B．
的最外层电子数为18
C．
的半径小于
的半径
D．电子排布为
的P 原子处于激发态
（2）某化合物的晶胞如图。
①化学式是 ；
②将
该化合物加入到含少量石蕊的
中，实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推
测)。
（3）两分子
脱水聚合得到一分子
，从
的
结构角度分析
差异的原因 。
（4）兴趣小组对某磷灰石[主要成分为
和少量
]进行探
究，设计了两种制备
的方法：
Ⅰ.用稍过量的浓
与磷灰石反应，得到
溶液、少量
气体、渣(主要成分为
)。
Ⅱ.将磷灰石脱水、还原，得到的白磷
燃烧后与水反应制得
溶液。
①方法I，所得
溶液中含有的杂质酸是 。
②以方法Ⅰ中所得渣为硫源，设计实验制备无水
，流程如下：
溶液A 是 ，系列操作B 是 ，操作C 是 。
③方法Ⅱ中，脱水得到的
(足量)与炭(C)、
高温下反应，生成白磷
和另一种可燃
性气体，该反应的化学方程式是 。
【答案】（1）AD
（2）Ca3PCl3 溶液变蓝，有气体放出
（3）
的负电荷密度大，更易结合氢离子
（4）硫酸、盐酸、氢氟酸 碳酸钠溶液 过滤、加硫酸、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
加热脱水 2
+30C+20SiO2
20CaSiO3+3P4+30CO↑
【解析】（1）A．基态P 原子价电子排布式为3s23p3，根据洪特规则，
轨道上的3 个电子自旋方向
相同，故A 正确；
B．基态As 原子价电子排布式为4s24p3，
的价电子排布式为4s2，最外层电子数为2，故B 错误；
C．
比
多一个电子层，所以
的半径大于
的半径，故C 错误；
D．基态P 原子的电子排布式为
的，电子排布为
的P 原子处于激发态，故D 正
确；
选AD。
（2）①根据均摊原则，晶胞中Cl 原子数
、P 原子数
、Ca 原子数
，所以化学
式是Ca3PCl3；
Ca
②
3PCl3中P 显-3 价，将
该化合物加入到含少量石蕊的
中，反应生成氯化钙、氢氧
化钙、PH3气体，溶液呈碱性，实验现象是溶液变蓝，有气体放出。
（3）当两分子H3PO4脱水聚合时，结构发生变化，聚合结构的体积更大，负电荷分布更分散，更容易
电离出氢离子，而
的负电荷密度大，更易结合氢离子，所以聚合后的Ka3值增大；
（4）①方法I 中，
和浓硫酸反应生成硫酸钙、磷酸、氢氟
酸、盐酸，氢氟酸和
反应生成SiF4气体和水，所得
溶液中含有的杂质酸是硫酸、盐酸、氢
氟酸。
②碳酸钠和硫酸钙反应，硫酸钙转化为碳酸钙沉淀和硫酸钠，溶液A 是碳酸钠溶液；过滤出碳酸钙，
得硫酸钠、碳酸钠混合液，加硫酸除碳酸钠，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得
，系
列操作B 是过滤、加硫酸、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，
加热脱水得无水硫酸
钠，操作C 是加热脱水。
③方法Ⅱ中，脱水得到的
(足量)与炭(C)、
高温下反应，生成白磷
和另一种可燃
性气体，根据元素守恒，可燃性气体为CO，该反应的化学方程式是2
+30C+20SiO2
20CaSiO3+3P4+30CO↑。
2．（2025·山东卷）
单质及其化合物应用广泛。回答下列问题：
（1）在元素周期表中，
位于第 周期 族。基态
原子与基态
离子未成对电子数
之比为 。
（2）尿素分子
与
形成配离子的硝酸盐
俗称尿素铁，既可
作铁肥，又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O 中，第一电离能最大的是 ，电负性最大的是 。
②尿素分子中，C 原子采取的轨道杂化方式为 。
③八面体配离子
中
的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与
配位的原
子是 (填元素符号)。
（3）
可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为
)。
①
晶胞中
原子的半径为
。
②研究发现，
晶胞中阴影所示m，n 两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有
原子个数越
多，催化活性越低。m，n 截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的
原子为
个
。
【答案】（1）四 VIII 4：5
（2）N O sp2 O
（3）
n
【解析】（1）Fe 为26 号元素，位于元素周期表中第四周期VIII 族；基态Fe 原子电子排布式为
[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故答案为：四；
VIII；4：5。
（2）①同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N 原子2p 轨道为半充满稳定结构，第一电
离能：N>O>C；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C，故答案为：N；O。
②尿素分子
中C 原子形成3 个σ 键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为sp2杂化。
③八面体配离子
中
的配位数为6，碳氮键的键长均相等，因此N 原子不会参
与形成配位键，说明C=O 中O 原子参与配位，所以与
配位的原子是O。
（3）①
为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为
，体心立方晶胞中Fe 原子
半径r 与体对角线关系为4r=
，因此
原子的半径为
。
m
②
截面面积Sm=a2pm2，每个顶点被8 个相邻晶胞共享，每个晶胞的面被两个晶胞共用，每个晶胞的顶
点原子贡献
个原子给该晶面，所含原子数为
，单位面积原子数为
个pm-2；n 截面面积为
pm2，每个顶点被8 个相邻晶胞共享，每个顶点参与形成四个通过体心的截面，体心原子
完全属于本截面，所含原子数为
，单位面积原子数为
个∙pm-2，因此催化活性
较低的是n 截面，该截面单位面积含有的
原子为
个∙pm-2。
3．（2025·北京卷）通过
和
的相互转化可实现
的高效存储和利用。
（1）将
的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。
（2）
分子中
键角小于
，从结构角度解释原因： 。
（3）
的晶胞是立方体结构，边长为
，结构示意图如下。
①
的配体中，配位原子是 。
②已知
的摩尔质量为
，阿伏加德罗常数为
，该晶体的密度为
。(
)
（4）
和
反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下，
和
反应生成
而不生成
。分析原因： 。
②从平衡的角度推断利于
脱除
生成
的条件并说明理由： 。
【答案】（1）
（2）CH4中碳原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0；NH3中氮原子的价层电子对数为4，孤电子
对数为1；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，CH4分子中H-
C-H 的键角为109°28′，故NH3分子中H-N-H 的键角小于109°28′
（3）N
（4）生成
的活化能更低 根据MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可得到反
应的热化学方程式为
，该反应的正反应为气体系数减小的
放热反应，故低压高温有利于脱除NH3生成MgCl2。
【解析】（1）
Mg 是第12 号元素，其基态最外层电子的电子排布式为3s2，故其基态原子最外层轨道表示式为：
。
（2）CH4中碳原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0；NH3中氮原子的价层电子对数为4，孤电子
对数为1；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，CH4分子中H-
C-H 的键角为109°28′，故NH3分子中H-N-H 的键角小于109°28′。
（3）①
的内界为
，故其配体为NH3，由于N 原子有孤电子对，所以配位
原子为N；
②根据均摊法，该晶胞中
的个数为
，
的个数为8，故每个晶胞中含
有4 个
，则晶体的密度为
。
（4）①由MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可知，反应生成
的活化能更低，
故室温下易于生成
；
②根据MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可得到反应为放热反应，即
，该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，脱除
生成
是指逆反应方向，故低压高温有利于脱除NH3生成MgCl2。
4．（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 。
（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；
（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
。
5．（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 。
（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。
6．（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-
【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；
HC
②
、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。
7．（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，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
。
8．（2023·全国甲卷）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_______，
间的作用力是
_______。
（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
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
【解析】（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
，红色球的个数为
，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
。
9．（2023·全国乙卷）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
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
。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
【解析】（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＞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
。
10．（2023·天津卷）铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
（1）基态Cu 原子的价层电子排布式是 ，
与
相比较，离子半径较大的是 。
（2）铜的一种化合物的晶胞如图所示，其化学式为 。
（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备
，写出该反应化学方程式： 。反应
中，H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
（4）上述制备反应中，下列物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是是 (填序号)。
a．硝酸 b．
c．
（5）Cu2+和I-的反应可用于Cu 含量的定量分析。向CuCl2溶液中滴入KI 溶液，生成一种碘化物白色
沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝。该白色沉淀的化学式为 。反应中KI 的作用为 。
【答案】（1）3d104s1 Cu+
（2）CuCl
（3）Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O 和O2
（4）b
（5）CuI 还原剂、沉淀剂
【解析】（1）已知Cu 是29 号元素，则铜的价层电子排布式是3d104s1，根据同一元素的微粒化合价
高的离子有效核电荷数多，半径越小，故Cu+与Cu2+中半径较大的是Cu+，故答案为：3d104s1；Cu+；
（2）由题干铜的一种化合物的晶胞图所示可知，一个晶胞中含有Cu+为4 个，含有Cl-个数为：
=4 个，故其化学式为CuCl，故答案为：CuCl；
（3）
在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，根据氧化还原反应配平可得，该反应化学方程
式为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O，由于反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O 和O2，导致反应
中，H2O2实际消耗量总是大于理论，H2O2为共价化合物，故其电子式为：
，故答案
为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O；反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O 和O2；
；
（4）HNO3被还原生成NO 有毒，会污染环境，Cl2本身有毒也会污染环境，故上述制备反应中，下列
物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是是O2，故答案为：b；
（5）Cu2+和I-的反应可用于Cu 含量的定量分析，向CuCl2溶液中滴入KI 溶液，生成一种碘化物白色
沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝，说明反应生成了I2，根据化合价有升必有降的原理可知，反应
中Cu 的化合价降低到+1 价，故反应的离子方程式为：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2，即该白色沉淀的化学式为
CuI，反应中KI 的作用为将Cu2+充分还原为CuI，故答案为：CuI；将Cu2+充分还原为CuI。
11．（2023·海南卷）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。
(
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
（4）配合物Ⅱ
（5）6
ad
【解析】（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
；
a
②．
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。
12．（2023·山东卷）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
利
。常温常压下，
为无色气休，固态
的晶体类
型为_____，
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
加德罗常数的值为
，化合物
的密度
_____
(用含
的代数式表示)。
【答案】（1） 分子晶体 HF 、
和
（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）
【解析】（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
，
不稳定，其分解生成
，因此，
水解反应的产物为HF 、
和
。
（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
。若阿伏加德罗富数的值为
，晶胞的
质量为
，晶胞的体积为
，化合物X 的密度
。
13．（2023·浙江卷）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：
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
【解析】（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。
14．（2023·北京卷）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
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
【解析】（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。
15．（2022·全国甲卷）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。
【答案】（1）
（2） 图a 同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N 元素的2p 能级为半充满状
态，因此N 元素的第一电离能较C、O 两种元素高 图b
（3）
（4） sp2 sp3 C-F 键的键能大于聚乙烯中C-H 的键能，键能越大，化学性质越稳定
（5） Ca2+
a pm
【解析】根据基态原子的电子表示式书写价电子排布式；根据电离能的排布规律分析电离能趋势和原
因；根据氢键的表示方法书写(HF)3的结构；根据键能影响物质稳定性的规律分析两种物质的稳定性差
异；根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数，判断粒子种类。
（1）F 为第9 号元素其电子排布为1s22s22p5，则其价电子排布图为
，故答案
为
。
（2）C、N、O、F 四种元素在同一周期，同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N
元素的2p 能级为半充满状态，因此N 元素的第一电离能较C、O 两种元素高，因此C、N、O、F 四种
元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F，满足这一规律的图像为图a，气态基态正2 价阳离子
失去1 个电子生成气态基态正3 价阳离子所需要的的能量为该原子的第三电离能，同一周期原子的第
三电离能的总体趋势也依次升高，但由于C 原子在失去2 个电子之后的2s 能级为全充满状态，因此其
再失去一个电子需要的能量稍高，则满足这一规律的图像为图b，故答案为：图a、同一周期第一电离
能的总体趋势是依次升高的，但由于N 元素的2p 能级为半充满状态，因此N 元素的第一电离能较
C、O 两种元素高、图b。
（3）固体HF 中存在氢键，则(HF)3的链状结构为
。
（4）CF2=CF2中C 原子存在3 对共用电子对，其C 原子的杂化方式为sp2杂化，但其共聚物ETFE 中C
原子存在4 对共用电子对，其C 原子为sp3杂化；由于F 元素的电负性较大，因此在与C 原子的结合
过程中形成的C-F 键的键能大于聚乙烯中C-H 的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，
化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，故答案为：sp2、sp3、C-F 键的键能大于
聚乙烯中C-H 的键能，键能越大，化学性质越稳定。
（5）根据萤石晶胞结构，浅色X 离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1 个晶胞中浅色X 离子共有8×
+6×
=4 个，深色Y 离子分布在晶胞内部，则1 个晶胞中共有8 个深色Y 离子，因此该晶胞的化学
式应为XY2，结合萤石的化学式可知，X 为Ca2+；根据晶胞，将晶胞分成8 个相等的小正方体，仔细
观察CaF2的晶胞结构不难发现F-位于晶胞中8 个小立方体的体心，小立方体边长为
，体对角线为
，Ca2+与F-之间距离就是小晶胞体对角线的一半，因此晶体中正负的核间距的最小的距离为
a
pm，故答案为：Ca2+、
a pm。
16．（2022·全国乙卷）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.
b.
c.
d.
（2）①一氯乙烯
分子中，C 的一个_______杂化轨道与Cl 的
轨道形成
_______键，
并且Cl 的
轨道与C 的
轨道形成3 中心4 电子的大
键
。
②一氯乙烷
、一氯乙烯
、一氯乙炔
分子中，
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
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）
晶体中
离子作体心立方堆积(如图所示)，
主要分布在由
构成的四面体、八面体等
空隙中。在电场作用下，
不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，
晶体在电池中可作
为_______。
已知阿伏加德罗常数为
，则
晶体的摩尔体积
_______
(列出算式)。
【答案】（1） ad d
（2） sp2 σ 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl 参与形成的大π 键越多，形成的C-Cl
键的键长越短
（3） CsCl CsCl 为离子晶体，ICl 为分子晶体
（4） 电解质
【解析】（1）F 的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，
a．1s22s22p43s1，基态氟原子2p 能级上的1 个电子跃迁到3s 能级上，属于氟原子的激发态，a 正确；
b．1s22s22p43d2，核外共10 个电子，不是氟原子，b 错误；
c．1s22s12p5，核外共8 个电子，不是氟原子，c 错误；
d．1s22s22p33p2，基态氟原子2p 能级上的2 个电子跃迁到3p 能级上，属于氟原子的激发态，d 正确；
答案选ad；
而同一原子3p 能级的能量比3s 能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，答案选d。
（2）①一氯乙烯的结构式为
，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C 的一个sp2杂化轨
道与Cl 的3px轨道形成C-Clσ 键。
C
②
的杂化轨道中s 成分越多，形成的C-Cl 键越强，C-Cl 键的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂
化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp 杂化，sp 杂化时p 成分少，sp3杂化时p 成分
多，因此三种物质中C-Cl 键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，同时Cl 参与形成的大π 键
越多，形成的C-Cl 键的键长越短，一氯乙烯中Cl 的3px轨道与C 的2px轨道形成3 中心4 电子的大π
键(
)，一氯乙炔中Cl 的3px轨道与C 的2px轨道形成2 套3 中心4 电子的大π 键(
)，因此三种
物质中C-Cl 键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。
（3）CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为
CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl 为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl 为分子晶体，熔化时，
克服的是分子间作用力，因此CsCl 的熔点比ICl 高。
（4）由题意可知，在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI 晶体是优良的
离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为8
+1=2 个，依据化学式AgI 可
知，银离子个数也为2 个，晶胞的物质的量n=
mol=
mol，晶胞体积V=a3pm3=(504 10-12)3m3，
则α-AgI 晶体的摩尔体积Vm=
=
=
m3/mol。
17．（2022·湖南卷）铁和硒(
)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
_______；
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
分子_______
离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。
（2）富马酸亚铁
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
，将
转化
为
，反应过程如图所示：
①产物中N 原子的杂化轨道类型为_______；
②与
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_______；
Fe
②
原子的配位数为_______；
③该晶胞参数
、
。阿伏加德罗常数的值为
，则该晶体的密度为_______
(列出计算式)。
【答案】（1） [Ar] 3d104s24p4 6 ＞ SeO3的空间构型为平面三角形，SeO
的空间构型
为三角锥形
（2） 11:3 O＞C＞H＞Fe
（3） sp3杂化 H2O
（4） KFe2Se2 4
【解析】（1）①硒元素的原子序数为34，基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s24p4；
②由结构简式可知，乙烷硒啉的分子结构对称，分子中含有6 种化学环境不同的碳原子；
③三氧化硒分子中硒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，
键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三
角锥形，键角小于120°；
（2）①由球棍模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH=CHCOOH，分子中的单键为σ 键，双键中含
有1 个σ 键和1 个π 键，则分子中σ 键和π 键的数目比为11：3；
②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性
越大，氢碳氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到
小的顺序为O＞C＞H＞Fe；
（3）①由结构简式可知，产物中氮原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化，故答案
为：sp3杂化；
②水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体；
（4）①由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×
+1=2，均位于棱上和面上的
铁原子和硒原子的个数为12×
+2×
=4，则超导材料最简化学式为KFe2Se2；
②由平面投影图可知，位于棱上的铁原子与位于面上的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为
4；
③设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：
=abc×10—21×d，解得d=
。
18．（2022·山东卷）研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为
的笼
形包合物四方晶胞结构如图所示(H 原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为
。回答下列问题：
（1）基态
原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为_______。
（2）晶胞中N 原子均参与形成配位键，
与
的配位数之比为_______；
_______；晶胞
中有d 轨道参与杂化的金属离子是_______。
（3）吡啶(
)替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的
大
键、则
吡啶中N 原子的价层孤电子对占据_______(填标号)。
A．2s 轨道
B．2p 轨道
C．sp 杂化轨道
D．sp2杂化轨道
（4）在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①_______，②_______。
（5）
、
、
的碱性随N 原子电子云密度的增大而增强，其
中碱性最弱的是_______。
【答案】（1） 3d84s2 第4 周期第VIII 族
（2） 2:3 2:1:1 Zn2+
（3）D
（4） 吡啶能与H2O 分子形成分子间氢键 吡啶和H2O 均为极性分子相似相溶，而
苯为非极性分子
（5）
【解析】（1）已知Ni 是28 号元素，故基态Ni 原子的价电子排布式为：3d84s2，在周期表中第四横行
第10 纵列即位于第4 周期第VIII 族，故答案为：3d84s2；第4 周期第VIII 族；
（2）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Ni2+个数为：
=1，Zn2+个数为：
=1，含有CN-
为：
=4，NH3个数为：
=2，苯环个数为：
=2，则该晶胞的化学式为：
，且晶胞中每个N 原子均参与形成配位键，Ni2+周围形成的配位键数目为：
4，Zn2+周围形成的配位键数目为：6，则
与
的配位数之比,4:6=2:3；
4:2:2=2:1:1；由以
上分析可知，Ni2+的配位数为4，则Ni2+采用sp3杂化，而Zn2+的配位数为6，Zn2+采用sp3d2杂化，即晶
胞中有d 轨道参与杂化的金属离子是Zn2+，故答案为：2:3；2:1:1；Zn2+；
（3）吡啶(
)替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的
大π 键，则说
明吡啶中N 原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ 键和存在孤电子对，则吡啶中N 原子的价
层孤电子对占据sp2杂化轨道，故答案为：D；
（4）已知苯分子为非极性分子，H2O 分子为极性分子，且吡啶中N 原子上含有孤电子对能与H2O 分
子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吡啶远大于苯，故答案为：吡啶能与H2O 分子形成分
子间氢键；吡啶和H2O 均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子；
（5）已知-CH3为推电子基团，-Cl 是吸电子基团，则导致N 原子电子云密度大小顺序为：
＞
＞
，结合题干信息可知，其中碱性最弱的为：
，故
答案为：
。
19．（2022·北京卷）
失水后可转为
，与
可联合制备铁粉精
和
。
I.
结构如图所示。
（1）
价层电子排布式为___________。
（2）比较
和
分子中的键角大小并给出相应解释：___________。
（3）
与
和
的作用分别为___________。
II．
晶胞为立方体，边长为
，如图所示。
（4）①与
紧邻的阴离子个数为___________。
②晶胞的密度为
___________
。
（5）以
为燃料，配合
可以制备铁粉精
和
。结合图示解释可充分实现
能源和资源有效利用的原因为___________。
【答案】（1）3d6
（2）SO
的键角大于H2O，SO
中S 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型
为正四面体形，H2O 分子中O 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形
（3）配位键、氢键
（4） 6
×1021
（5）由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O 分解生成FexOy的反应为吸热反
应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O 反应生成H2SO4
【解析】（1）铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为3d6，故答案为：3d6；
（2）硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，
水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V 形，所以硫酸根离子
的键角大于水分子，故答案为：SO
的键角大于H2O，SO
中S 原子的价层电子对数为4、孤对电子
对数为0，离子的空间构型为正四面体形，H2O 分子中O 原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为
2，分子的空间构型为V 形；
（3）由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子
与水分子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键；
（4）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的亚铁离子与位于棱上的阴离子S
离子间的距离最近，则
亚铁离子紧邻的阴离子个数为6，故答案为：6；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的亚铁离子个数为8×
+6×
=4，位于棱上和体心的S
离子个数为12×
+1=4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：
==10—
21a3d，解得d=
×1021，故答案为：
×1021；
（5）由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O 分解生成FexOy的反应为吸热反
应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O 反应生成H2SO4，所
以以FeS2为燃料，配合FeSO4·H2O 可以制备铁粉精和H2SO4可充分实现能源和资源有效利用，故答案
为：由图可知，FeS2与O2生成FexOy的反应为放热反应，FeSO4·H2O 分解生成FexOy的反应为吸热反
应，放热反应放出的热量有利于吸热反应的进行，有利于反应生成的SO3与H2O 反应生成H2SO4。
20．（2021·山东卷）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。
【答案】（1）9 （2）F>O>Cl 角(V)形 低于 OF2和Cl2O 都是分子晶体，结构相似，
Cl2O 的相对分子质量大，Cl2O 的熔、沸点高 （3）5 D （4）2 (0，0，
)
pm
【解析】
（1）基态F 原子共有9 个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状
态有9 种；
（2）电负性一定程度上相当于得电子能力，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，半径由小到
大的顺序为F、O、Cl，所以电负性大小顺序为F>O>Cl；根据VSEPR 理论有
，去掉2 对
孤对电子，知OF2分子的空间构型是角形；OF2和Cl2O 都是分子晶体，结构相似，Cl2O 的相对分子质
量大，Cl2O 的熔、沸点高；
（3）XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为
，其中心原子的杂
化方式应为sp3d；
（4）图中大球的个数为
，小球的个数为
，根据XeF2的原子个数比知大球是Xe
原子，小球是F 原子，该晶胞中有2 个XeF2分子；由A 点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标
系的单位长度都记为1，B 点在棱的
处，其坐标为(0，0，
)；
图中y 是底面对角线
的一半，
，
，所以
pm。
21．（2021·湖南卷）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
，
的熔沸点如下表：
熔点/K
183.0
203.2
278.6
393.7
沸点/K
187.2
330.8
427.2
560.7
①0℃时，
、
、
、
呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是_____，气
态
分子的空间构型是_______；
②
与N-甲基咪唑
反应可以得到
，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
中含有_______个
键；
（3）下图是
、
、
三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
①已知化合物中
和
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，
，则该晶体的密度
_______
(设阿伏加德罗常数的值为
，用含a、b、c、
的代数式表示)。
【答案】（1）
； SiC （2）SiCl4 SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子
质量依次增大，分子间作用力依次增大 正四面体形 sp2、sp3 N>C>H 54 （3）O
Mg2GeO4 =
×1021
【解析】
（1）硅元素的原子序数为14，价电子排布式为3s23p2，则价电子排布图为
；原子晶体
的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是原子晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，非金属
性强于硅原子，碳硅键的键能大于硅硅键、键长小于硅硅键，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高
于晶体硅，故答案为：
；SiC；
（2） ①由题给熔沸点数据可知，0℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅
为固态；分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量
依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高；SiX4分子中硅原子的价层电子对数为
4，孤对电子对数为0，则分子的空间构型为正四面体形，故答案为：SiCl4； SiX4都是结构相似的分
子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大；正四面体形；
②由M2+离子的结构可知，离子中含有杂化方式为sp3杂化的单键碳原子和sp2杂化的双键碳原子；元
素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非极性强弱顺序为N>C>H，则元素电负性的大小顺序为
N>C>H；M2+离子的结构中含有单键、双键和配位键，单键和配位键都是σ 键，双键中含有1 个σ
键，则离子中含有54 个σ 键，故答案为：sp2、sp3；N>C>H；54；
（3）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的X 原子为8×
+6×
+4×
+3=8，
位于体内的Y 原子和Z 原子分别为4 和16，由Ge 和O 原子的个数比为1：4 可知，X 为Mg 原子、Y
为Ge 原子、Z 为O 原子，则晶胞的化学式为Mg2GeO4，故答案为：O；Mg2GeO4；
②由晶胞的质量公式可得：
=abc×10—21×ρ，解得ρ=
×1021g/cm3，故答案为：
×1021。
22．（2021·广东卷）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。
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)。
【答案】（1）3s23p4 （2）H2O>H2S>CH4 （3）六 （4）AD （5）化合物III （6）
由图9c 可知，图9b 中Sb、Hg 原子取代位置除图9b 外还有其它形式 4 1：1：2
【解析】
（1）基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，因此基态硫原子价电子排布式为3s23p4，故答案
为：3s23p4。
（2）H2S、CH4、H2O 均为分子晶体，H2O 分子间存在氢键，沸点较高，H2S、CH4的分子间范德华力
随相对分子质量增大而增加，因此沸点由高到低顺序为：H2O>H2S>CH4，故答案为：H2O>H2S>CH4。
（3）第六周期0 族元素的原子序数为86，因此第80 号元素Hg 位于第六周期第ⅡB 族，故答案为：
六。
（4）A．
中S 原子的价层电子对数=2+
=4，因此S 原子采取sp3杂化，故A 正确；
B．
中含有的元素为H、C、O、S、Hg，同周期元素从左至右元素的电负性逐渐增
大，同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小，因此5 种元素中电负性最大的为O 元素，故B 错
误；
C．
中C 原子成键均为单键，因此C 原子采取sp3杂化，所以C-C-C 键角接近
109º28’，故C 错误；
D．
中存在C-H、C-C、C-S、S=O、S-O、S-H 共价键和
与Na+之间的离子
键，故D 正确；
E．
中硫氧键分为硫氧单键和硫氧双键，共价键种类不同，因此二者的键能不同，故
E 错误；
综上所述，说法正确的是AD 项，故答案为AD。
（5）
中羟基能与水分子之间形成分子间氢键，
为易溶于水的钠盐，溶于
水后电离出的
中O 原子均能与水分子之间形成氢键，相同物质的量两种物质溶于水后，
形成的氢键更多，因此化合物III 更易溶于水，故答案为：化合物III。
（6）①对比图9b 和图9c 可得X 晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶
胞是晶体的最小重复单位要求，故答案为：由图9c 可知，图9b 中Sb、Hg 原子取代位置除图9b 外还
有其它形式。
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg 原子为例，同一晶胞中与Hg 距离最近的Sb 的数目为2，右侧
晶胞中有2 个Sb 原子与Hg 原子距离最近，因此X 的晶体中与Hg 距离最近的Sb 的数目为4；该晶胞
中Sb 原子均位于晶胞内，因此1 个晶胞中含有Sb 原子数为8，Ge 原子位于晶胞顶点、面心、体心，
因此1 个晶胞中含有Ge 原子数为1+8×
+4×
=4，Hg 原子位于棱边、面心，因此1 个晶胞中含有
Hg 原子数为6×
+4×
=4，则该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：Sb =4：4：8=1：1：2，故答案为：4；
1：1：2。
③1 个晶胞的质量m=
，1 个晶胞的体积V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3，则X 晶
体的密度为
=
=
g/cm3，故答案为：
。
23．（2021·全国甲卷）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）。
【答案】（1）3s23p2 原子晶体(共价晶体) sp3
②
（2）2 2 （3）甲硫醇不能形
成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多 （4） 8
2-x
【解析】
（1）基态Si 原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，因此Si 的价电子层的电子排式为3s23p2；晶
体硅中Si 原子与Si 原子之间通过共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结构，因此晶
体硅为原子晶体；SiCl4中Si 原子价层电子对数为4+
=4，因此Si 原子采取sp3杂化；由图可
知，SiCl4(H2O)中Si 原子的δ 键数为5，说明Si 原子的杂化轨道数为5，由此可知Si 原子的杂化类型
为sp3d，故答案为：3s23p2；原子晶体(共价晶体)；sp3；②；
（2）CO2的结构式为O=C=O，1 个双键中含有1 个δ 键和1 个π 键，因此1 个CO2分子中含有2 个δ
键和2 个π 键，故答案为：2；2；
（3）甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，甲醇分子之
间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间，故答案为：甲
硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多；
（4）以晶胞中右侧面心的Zr4+为例，同一晶胞中与Zr4+连接最近且等距的O2-数为4，同理可知右侧晶
胞中有4 个O2-与Zr4+相连，因此Zr4+离子在晶胞中的配位数是4+4=8；1 个晶胞中含有4 个ZrO2微
粒，1 个晶胞的质量m=
，1 个晶胞的体积为(a×10-10cm)×(a×10-
10cm)×(c×10-10cm)=a2c×10-30cm3，因此该晶体密度=
=
=
g·cm-3；在
ZrO2中掺杂少量ZrO 后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，其中Zn 元素为+2 价，Zr 为+4
价，O 元素为-2 价，根据化合物化合价为0 可知2x+4×(1-x)=2y，解得y=2-x，故答案为：
；2-x。
24．（2021·河北卷）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KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为___，其中P 采取___杂化方式。
（5）与PO
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H2PO 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
H2PO 、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)。
【答案】（1）
和
（2）
或
（3）在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低
的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定 （4）
sp3 （5）SiF4、
SO2F2等 （6）
（7）
B
【解析】
（1）在
的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为
（或
）、
、
和
，其中核外电子排布相同的是
和
。
（2）对于基态的磷原子，其价电子排布式为
，其中3s 轨道的2 个电子自旋状态相反，自旋磁
量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p 轨道的3 个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子
的价电子的自旋磁量子数的代数和为
或
。
（3）根据表中的相关共价键的键能可知，若6mol N 形成类似白磷分子结构的N4分子，可以释放出的
能量为193kJ6=1158kJ；若6mol N 形成N2分子，则可释放的能量为946kJ2=1892kJ，显然，形成N2
分子放出的能量更多，故在N 数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越低越稳定。同理，若
6mol P 形成
分子，可以释放出的能量为197kJ6=1182kJ；若6mol P 形成P2分子，则可释放的能量
为489kJ2=978kJ，显然，形成P4分子放出的能量更多，故在P 数目相同的条件下，P4具有更低的能
量，能量越低越稳定。
（4）含氧酸分子中只有羟基上的H 可以电离；由
是次磷酸的正盐可知，
为一元酸，
其分子中只有一个羟基，另外2 个H 与P 成键，还有一个O 与P 形成双键，故其结构式为
，其中P 共形成4 个σ 键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，其采取sp3杂化。
（5）等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同，根据前加后减、前减后加、总数不变的原则，
可以找到与
电子总数相同的等电子体分子为SiF4、SO2F2等。
（6）由题中信息可知，n 个磷酸分子间脱去（n-1）个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有n 个
磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去n 个水分子得到(HPO3)n，其失去
后得到相应的酸
根，故该酸根可写为
。
（7）①由晶胞结构可知，
位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8 个、面上有4 个，体心
有1 个，故晶胞中
的数目为
；
位于面上和棱上，面上有6 个，棱上4
个，故晶胞中
的数目为
。因此，平均每个晶胞中占有的
和
的数目均为
4，若晶胞底边的边长均为
、高为
，则晶胞的体积为10-30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为
，晶体的密度为
。
②由图（a）、（b）、（c）可知，晶胞在x 轴方向的投影图为
，选B。
25．（2021·全国乙卷）过渡金属元素铬
是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛
应用。回答下列问题：
（1）对于基态Cr 原子，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为
B．4s 电子能量较高，总是在比3s 电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
（2）三价铬离子能形成多种配位化合物。
中提供电子对形成配位键的原子
是_______，中心离子的配位数为_______。
（3）
中配体分子
、
以及分子
的空间结构和相应的键角如图
所示。
中P 的杂化类型是_______。
的沸点比
的_______，原因是_______，
的键角小于
的，分析原因_______。
（4）在金属材料中添加
颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。
具有体心四
方结构，如图所示，处于顶角位置的是_______原子。设Cr 和Al 原子半径分别为
和
，则金属原
子空间占有率为_______%(列出计算表达式)。
【答案】（1）AC （2）
6 （3）
高
存在分子间氢键
含有一对孤对电子，而
含有两对孤对电子，
中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较
大 （4）Al
【解析】
（1） A. 基态原子满足能量最低原理，Cr 有24 个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量低，核
外电子排布应为
，A 正确；
B. Cr 核外电子排布为
，由于能级交错，3d 轨道能量高于4s 轨道的能量，即3d 电子能量较
高，B 错误；
C. 电负性为原子对键合电子的吸引力，同周期除零族原子序数越大电负性越强，钾与铬位于同周
期，铬原子序数大于钾，故铬电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C 正确；
故答案为：AC；
（2）
中三价铬离子提供空轨道，
提供孤对电子与三价铬离子
形成配位键，中心离子的配位数为
三种原子的个数和即3+2+1=6，故答案为：
；6；
（3）
的价层电子对为3+1=4，故
中P 的杂化类型是
； N 原子电负性较强，
分子之
间存在分子间氢键，因此
的沸点比
的高；
的键角小于
的，原因是：
含有一
对孤对电子，而
含有两对孤对电子，
中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，故答案
为：
；高；
存在分子间氢键；
含有一对孤对电子，而
含有两对孤对电子，
中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大；
（4）已知
具有体心四方结构，如图所示，黑球个数为
，白球个数为
，
结合化学式
可知，白球为Cr，黑球为Al，即处于顶角位置的是Al 原子。设Cr 和Al 原子半径
分别为
和
，则金属原子的体积为
，故金属原子空间占有率=
%，故答案为：Al；
。
