文档文本内容
专题23 物质结构与性质综合（非选择题）
考点
十年考情（2016-2025）
命题趋势
考点01 以金属
及其化合物为载
体
2025：湖南、北京、江苏、黑吉辽蒙
卷、山东
2024：福建、山东、湖南、湖北、海
南、江西
2023：辽宁、湖南
2022：北京、湖南
2021：天津
2017：北京
注重考查学科核心知识 ：《物质结构与性
质》综合题，题目一般是以金属元素或
非金属元素或配合物为载体进行考査，
以“拼盘”形式呈现，各小题之间相对
独立，主要考查原子结构与性质、分子
结构与性质、晶体结构与性质等核心知
识。
强调知识的灵活运用与综合分析 ：试题背
景新颖，注重体现科学新成果或新发
现，更注重“结构决定性质”思想的树
立，注重考查空间想象能力。在原子结
构部分主要命题点有电子排布式或排布
图的书写，电离能、电负性大小的比较
与判断；在分子结构部分主要命题点有
化学键类型的判断，分子构型的判断，
中心原子杂化方式的判断；在晶体结构
部分主要命题点有晶体类型的判断，晶
体结构的计算等。
考点02 以非金
属及其化合物为
载体
2025：全国卷、湖南、云南、河北
2024：福建、江西、江苏、湖北
2023：福建、北京、浙江、湖南、湖北
2022：江苏、辽宁、山东
考点03 以配合
物为载体
2025：重庆、北京、安徽、浙江
2024：重庆、北京、河北
2023：河北、天津、重庆、江苏、北
京、山东、全国新课标卷
2022：天津、湖北
2021：江苏、海南、湖北、山东
2016：浙江
1．（2025·山东·高考真题）
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
。
2．（2025·上海·高考真题）(以下题目中的图片根据回忆所得信息结合文献资料重新整合所得，仅供参考)
知识点01 以金属及其化合物为载体
(1)钨作灯丝与_______性质有关(不定项)。
A．延展性
B．导电性
C．高熔点
D．
(2)钨有金属光泽的原因 (从微观角度解释)。
(3)
原子在晶胞中的_______位置。
A．顶点
B．棱上
C．面上
D．体心
(4)钨在周期表中的位置是_______。
A．第五周期第ⅡB 族B．第五周期第ⅣB 族C．第六周期第ⅡB 族D．第六周期第ⅥB 族
(5)根据价层电子对斥理论，
的价层电子对数是 。
(6)图晶胞
号O 原子，若晶胞仅含1 个完整
四面体，组成该四面体的O 编号是 。
表格(各种矿石密度)。
(7)给出晶胞参数，求
并说明“重石头”俗名依据 。(有V 和M？)
电解制备
是光电陶瓷材料
已知
(8)写出电解的阳极方程式 。
(9)为获取高纯产物，制备时需要不断通入
的原因 。
3．（2024·海南·高考真题）锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一，
(阴离子
结构见下图。A)深受关注。
回答问题：
(1)
的制备前体
(B)，可由C 的氟化反应得到，C 中第三周期元素有 (填元素符号)。
(2)C 分子中，两个
键角均为
，
键角为
，N 的原子轨道杂化类型为 。
(3)B 溶于某溶剂发生自耦电离(
)，阳离子F 的结构式为 。
(4)B 和D 水溶液均呈酸性，相同温度下，
值大小关系：B D(填“>”或“<”)；沸点大小关系：
B(170
)>E(60.8
)
℃
℃，其原因是 。
(5)研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G 溶液和H 溶液，前者电导率显著低于后者，原因是 。
(6)
在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方
体棱长为a、b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl 居于立方体中心，立方体棱长为d)。图中氢原子皆己
隐去。
①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●Li)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为 ；该晶
型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为 。
②两种晶型的密度近似相等，则
。(以含a、b 和d 的代数式表达)
4．（2024·北京·高考真题）锡(
)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)
位于元素周期表的第5 周期第IVA 族。写出
的基态原子最外层轨道表示式： 。
(2)
和
是锡的常见氯化物，
可被氧化得到
。
①
分子的
模型名称是 。
②
的
键是由锡的 轨道与氯的
轨道重叠形成σ 键。
(3)白锡和灰锡是单质
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灰锡中每个
原子周围与它最近且距离相等的
原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为
和
，则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
(4)单质
的制备：将
与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至
，由于固体之间反应慢，未明
显发生反应。若通入空气在
下，
能迅速被还原为单质
，通入空气的作用是 。
5．（2024·山东·高考真题）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 。
6．（2023·天津·高考真题）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 。
7．（2023·全国乙卷·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
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 。
8．（2022·河北·高考真题）含Cu、Zn、Sn 及S 的四元半导体化合物(简写为CZTS)，是一种低价、无污染的
绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：
(1)基态S 原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为 。
(2)Cu 与Zn 相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是 ，原因是 。
(3)SnCl 的几何构型为 ，其中心离子杂化方式为 。
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质。下列物质中，属于顺
磁性物质的是 (填标号)。
A．[Cu(NH3)2]Cl
B．[Cu(NH3)4]SO4
C．[Zn(NH3)4]SO4
D．Na2[Zn(OH)4]
(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：
A．
B．
C．
D．
根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将Mn2+转化为MnO 的是 (填标号)，理由是 。
(6)如图是CZTS 四元半导体化合物的四方晶胞。
①该物质的化学式为 。
②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，称作原子分数坐标，例如图中A 原
子的坐标为(
，
，
)，则B 原子的坐标为 。
9．（2022·北京·高考真题）工业中可利用生产钛白的副产物
和硫铁矿
联合制备铁精粉
和硫酸，实现能源及资源的有效利用。
(1)
结构示意图如图1。
①
的价层电子排布式为 。
②
中O 和
中S 均为
杂化，比较
中
键角和
中
键角的大小并解释原
因 。
③
中
与
与
的作用力类型分别是 。
(2)
晶体的晶胞形状为立方体，边长为
，结构如图2。
①距离
最近的阴离子有 个。
②
的摩尔质量为
，阿伏加德罗常数为
。
该晶体的密度为
。
(3)
加热脱水后生成
，再与
在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。
分解和
在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用
作为
分解的燃料，从能
源及资源利用的角度说明该工艺的优点 。
10．（2022·江苏·高考真题）硫铁化合物(
、
等)应用广泛。
(1)纳米
可去除水中微量六价铬
。在
的水溶液中，纳米
颗粒表面带正电荷，
主要以
、
、
等形式存在，纳米
去除水中
主要经过“吸附→反应→沉淀”的过
程。
已知：
，
；
电离常数分别为
、
。
①在弱碱性溶液中，
与
反应生成
、
和单质S，其离子方程式为 。
②在弱酸性溶液中，反应
的平衡常数K 的数值为 。
③在
溶液中，pH 越大，
去除水中
的速率越慢，原因是 。
(2)
具有良好半导体性能。
的一种晶体与
晶体的结构相似，该
晶体的一个晶胞中
的数
目为 ，在
晶体中，每个S 原子与三个
紧邻，且
间距相等，如图给出了
晶胞中的
和位于晶胞体心的
(
中的
键位于晶胞体对角线上，晶胞中的其他
已省略)。如图中用“-”将
其中一个S 原子与紧邻的
连接起来 。
(3)
、
在空气中易被氧化，将
在空气中氧化，测得氧化过程中剩余固体的质量与起始
的
质量的比值随温度变化的曲线如图所示。
时，
氧化成含有两种元素的固体产物为 (填化
学式，写出计算过程)。
11．（2022·海南·高考真题）以
、ZnO 等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。
回答问题：
(1)基态O 原子的电子排布式 ，其中未成对电子有 个。
(2)Cu、Zn 等金属具有良好的导电性，从金属键的理论看，原因是 。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共
平面，所有N 原子的杂化轨道类型相同，均采取 杂化。邻苯二甲酸酐(
)和邻苯二甲酰
亚胺(
)都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是 。
(4)金属Zn 能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4 的配离子，Zn 与氨水反应的离子方程式为 。
(5)ZnO 晶体中部分O 原子被N 原子替代后可以改善半导体的性能，Zn-N 键中离子键成分的百分数小于Zn-O
键，原因是 。
(6)下图为某ZnO 晶胞示意图，下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O 原子排列局部平面图。
为所取
晶胞的下底面，为锐角等于60°的菱形，以此为参考，用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的
底面 、 。
12．（2022·河北·高考真题）含
及S 的四元半导体化合物(简写为
)，是一种低价、无污
染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：
(1)基态S 原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为 。
(2)Cu 与Zn 相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是 ，原因是 。
(3)
的几何构型为 ，其中心离子杂化方式为 。
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，下列物质中，属于顺
磁性物质的是_______(填标号)。
A．
B．
C．
D．
(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：
根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将
转化为
的是 (填标号)。理由是 。
13．（2022·湖南·高考真题）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 ；
②Fe 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)。
14．（2021·天津·高考真题）铁单质及其化合物的应用非常广泛。
(1)基态Fe 原子的价层电子排布式为 。
(2)用X 射线衍射测定，得到Fe 的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A 中每个Fe 原子紧邻的原子数为
。每个晶胞B 中含Fe 原子数为 。
(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应
的热化学方程式 。从能量角度分析，铁触媒的作用是 。
(4)Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6 的配离子，如
、
、
。某同
学按如下步骤完成实验：
①
为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是 ，为了能观察到溶液Ⅰ中
的浅紫色，可采取的方法是 。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡：
；
，向溶液Ⅱ中加入NaF 后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其
离子方程式为 ，平衡常数为 (用K1和K2表示)。
15．（2021·全国乙卷·高考真题）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 轨道上电子能量较高，总是在比3s 轨道上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)。
16．（2020·天津·高考真题）Fe、Co、Ni 是三种重要的金属元素。回答下列问题:
(1)Fe、Co、Ni 在周期表中的位置为 ，基态Fe 原子的电子排布式为 。
(2)CoO 的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加 德罗常数的值为NA，则CoO 晶体的密度为 g
cm
﹒
-3：三
种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为 。
(3)Fe、Co、Ni 能与Cl2反应，其中Co 和为Ni 均生产二氯化物，由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到
弱的顺序为 ，Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成，写出反应的离子方程式： 。
(4)95℃时，将Ni 片浸在不同质量分数的硫酸中，经4 小时腐蚀后的质量损失情况如图所示，当
大于63%时，Ni 被腐蚀的速率逐渐降低的可能原因为 。由于Ni 与H2SO4反应很慢，而与稀硝酸反应很
快，工业上选用H2SO4和HNO3的混酸与Ni 反应制备NiSO4。为了提高产物的纯度，在硫酸中添加HNO3的
方式为 (填“一次过量”或“少量多次”)，此法制备NiSO4的化学方程式为 。
17．（2020·山东·高考真题）CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
(1)Sn 为ⅣA 族元素，单质Sn 与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为
，其固体的晶体类型为 。
(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为
，键角由大到小的顺序为 。
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种
Cd2+配合物的结构如图所示，1mol 该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol，该螯合物中N
的杂化方式有 种。
(4)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
CdSnAs2的晶胞结构如图所示，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。
坐标
原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125
一个晶胞中有 个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn (用分数坐标表示)。CdSnAs2
晶体中与单个Sn 键合的As 有 个。
18．（2020·全国II 卷·高考真题）钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电
阻器等的功能材料，回答下列问题：
(1)基态Ti 原子的核外电子排布式为 。
(2)Ti 的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是
。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
24.12
﹣
38.3
155
(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是 ；金属离子与氧离子间的作用力
为 ，Ca2+的配位数是 。
(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I﹣和有机碱离子
，其晶胞如图(b)所
示。其中Pb2+与图(a)中 的空间位置相同，有机碱
中，N 原子的杂化轨道类型是
；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为 g·cm-3(列出计算式)。
(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用
寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原
理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理 、 。
19．（2020·全国I 卷·高考真题）Goodenough 等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方
面的卓越贡献而获得2019 年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为 。
(2)Li 及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是 。I1(Be)> I1(B)>
I1(Li)，原因是 。
I1/(kJ·mol－1)
Li 520
Be 900
B 801
Na 496
Mg 738
Al 578
(3)磷酸根离子的空间构型为 ，其中P 的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O 围绕Fe 和P 分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶
点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有 个。
电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1−xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x= ，n(Fe2+ ) n(Fe
∶
3+)=
。
20．（2019·海南·高考真题）Ⅰ.下列各组物质性质的比较，结论正确的是( )
A．分子的极性：
B．物质的硬度：
C． 物质的沸点：
D．在
中的溶解度：
.
Ⅱ锰单质及其化合物应用十分广泛。回答下列问题：
(1)
位于元素周期表中第四周期 族，基态
原子核外未成对电子有 个。
(2)
可与
反应生成
，新生成的化学键为 键。
分子的空间构型为
，其中N 原子的杂化轨道类型为 。
(3)金属锰有多种晶型，其中
的结构为体心立方堆积，晶胞参数为a pm，
中锰的原子半径为
pm。已知阿伏加 德罗常数的值为
，
的理论密度
。(列出计算式)
(4)已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示，其中锰离子的化合价为 ，其配位数为 。
21．（2019·全国I 卷·高考真题）在普通铝中加入少量Cu 和Mg 后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小
晶粒，其分散在Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。
回答下列问题：
（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。
A．
B．
C．
D．
（2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。
乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 ，其中与乙二胺形成的化合物
稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。
（3）一些氧化物的熔点如下表所示：
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/°C
1570
2800
23.8
−75.5
解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。
（4）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四
面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu 原子之间最短距离x=
pm，Mg 原子之间最短距离y= pm。设阿伏加 德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是
g·cm−3(列出计算表达式)。
22．（2019·全国III 卷·高考真题）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·海南·高考真题）
(1)I.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_______________
A．第一电离能：Cl＞S＞P＞Si B．共价键的极性：HF＞HCl＞HBr＞HI
C．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaI D．热稳定性：MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3
II.黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题：
(2)CuFeS2中存在的化学键类型是 。下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的
。
(3)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X 产生。
①X 分子的立体构型是 ，中心原子杂化类型为 ，属于 （填“极性”或“非极
性”）分子。
②X 的沸点比水低的主要原因是 。
(4)CuFeS2与氧气反应生成SO2，SO2中心原子的价层电子对数为 ，共价键的类型有 。
(5)四方晶系CuFeS2晶胞结构如图所示。
①Cu＋的配位数为 ，S2－的配位数为 。
②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA为阿伏伽德罗常数的值，CuFeS2晶体的密度是
g•cm-3(列出计算式)。
24．（2018·全国I 卷·高考真题）Li 是最轻的固体金属，采用Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度
大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：
（1）下列Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 、 （填标号）。
A．
B．
C．
D．
（2）Li+与H−具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H−)，原因是 。
（3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为
。LiAlH4中，存在 （填标号）。
A．离子键 B．σ 键 C．π 键 D．氢键
（4）Li2O 是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born−Haber 循环计算得到。
可知，Li 原子的第一电离能为 kJ·mol−1，O=O 键键能为 kJ·mol−1，Li2O 晶格能为
kJ·mol−1。
（5）Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则
Li2O 的密度为 g·cm−3（列出计算式）。
25．（2017·江苏·高考真题）铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需
铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为 。
(2)丙酮(
)分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，1 mol 丙酮分子中含有σ 键的物质的
量为 。
(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 。
(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。
(5)某FexNy的晶胞图−1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中a 位置Fe 或者b 位置Fe，形成Cu 替代型产物Fe(x−n)
CunNy。FexNy转化为两种Cu 替代型产物的能量变化图−2 所示，其中更稳定的Cu 替代型产物的化学式为
。
26．（2016·全国II 卷·高考真题）东晋《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜
镍合金）文明中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
（1）镍元素基态原子的电子排布式为 ，3d 能级上的未成对的电子数为 。
（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ，提供孤电子对的成键原子是 。
③氨的沸点 （“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是 ；氨是 分子（填“极性”或
“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为 。
（3）单质铜及镍都是由 键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ/mol，
INi=1753kJ/mol，ICu＞INi的原因是 。
（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。
②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a= nm。
27．（2016·海南·高考真题）M 是第四周期元素，最外层只有1 个电子，次外层的所有原子轨道均充满电
子。元素Y 的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：
（1）单质M 的晶体类型为 ，晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积，其中M 原子的配
位数为 。
（2）元素Y 基态原子的核外电子排布式为 ，其同周期元素中，第一电离能最大的是 （写元
素符号）。元素Y 的含氧酸中，酸性最强的是 （写化学式），该酸根离子的立体构型为 。
（3）M 与Y 形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数a=0.542 nm，此晶体的密度为 g·cm–3。（写出计算
式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA）
②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是 。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，
深蓝色溶液中阳离子的化学式为 。
28．（2016·四川·高考真题）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 轨道电子数的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 ，X 和Y 中电负性较大的是 （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 。
29．（2016·全国III 卷·高考真题）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：
（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MGag·mol-1和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGapm
和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为
。
30．（2016·全国I 卷·高考真题）[2016·新课标I]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广
泛。回答下列问题：
（1）基态Ge 原子的核外电子排布式为[Ar] ，有 个未成对电子。
（2）Ge 与C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、叁键，但Ge 原子之间难以形成双键或叁键。从原子
结构角度分析，原因是 。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因 。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O 电负性由大
至小的顺序是 。
（5）Ge 单晶具有金刚石型结构，其中Ge 原子的杂化方式为 ，微粒之间存在的作用力是
。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge 单晶的晶胞，其中原子坐标参数A 为(0，
0，0)；B 为(
，0，
)；C 为(
，
，0)。则D 原子的坐标参数为 。
②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge 单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为 g·cm−3(列出计
算式即可)。
31．（2025·浙江·高考真题）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 。
知识点02 以非金属及其化合物为载体
32．（2024·浙江·高考真题）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 。
33．（2024·全国甲卷·高考真题）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)。
34．（2024·浙江·高考真题）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 。
35．（2023·北京·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
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： 。
36．（2023·浙江·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 。
(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
。
37．（2023·山东·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 ，
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)。
38．（2023·全国甲卷·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。
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
)。
39．（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 。
40．（2022·广东·高考真题）硒(
)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)
与S 同族，基态硒原子价电子排布式为 。
(2)
的沸点低于
，其原因是 。
(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
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
与
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
(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸
钠(
)可减轻重金属铊引起的中毒。
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，
为阿伏加德罗常数的值)。
41．（2022·全国乙卷·高考真题）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：
(
)C
ⅰ
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)。
42．（2021·重庆·高考真题）三磷酸腺苷(ATP) 和活性氧类(如 H2O2和O )可在细胞代谢过程中产生。
(1)ATP 的分子式为C10H16N5O13P3，其中电负性最大的元素是 ，基态 N 原子的电子排布图为 。
(2)H2O2 分子的氧原子的杂化轨道类型为： ；H2O2和H2O 能以任意比例互溶的原因是 。
(3)O3分子的立体构型为 。根据表中数据判断氧原子之间的共价键最稳定的粒子是 。
粒子
O2
O
O3
键
长/pm
121
126
128
(4)研究发现纳米CeO2可催化O 分解，CeO2晶体属立方CaF2型晶体结构如图所示。
①阿伏加德罗常数的值为NA，CeO2相对分子质量为M，晶体密度为ρg·cm-3，其晶胞边长的计量表达式为
a= nm。
②以晶胞参数为单位长度建立的中标系可以表示晶胞中的原子位置，称作原子分数坐标。A 离子的坐标为
(0，
，
)，则B 离子的坐标为 。
③纳米CeO2中位于晶粒表面的Ce4+能发挥催化作用，在边长为2 a nm 的立方体晶粒中位于表面的Ce4+最多
有 个。
43．（2021·福建·高考真题）类石墨相氮化碳(
)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具
有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S 等)能提高其光催化活性。
具有和石墨相似的层状
结构，其中一种二维平面结构如下图所示。
回答下列问题：
(1)基态C 原子的成对电子数与未成对电子数之比为 。
(2)N、O、S 的第一电离能( )大小为
，原因是 。
(3)
晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。
a.非极性键 b.金属键 c.π 键 d.范德华力
(4)
中，C 原子的杂化轨道类型 ，N 原子的配位数为 。
(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N 原子(图中虚线圈所示)被O 原子代替，形成O 掺杂的
。
的化学式为 。
44．（2021·山东·高考真题）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。
45．（2021·广东·高考真题）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)。
46．（2021·全国甲卷·高考真题）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布式为 ；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ZnO 后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y=
(用x 表达)。
47．（2021·河北·高考真题）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)已知有关氮、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
48
9
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)。
48．（2021·湖南·高考真题）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)。
49．（2020·全国III 卷·高考真题）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。
(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+
+9H2，
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，氨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)。
50．（2019·全国II 卷·高考真题）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为
Fe−Sm−As−F−O 组成的化合物。回答下列问题：
（1）元素As 与N 同族。预测As 的氢化物分子的立体结构为 ，其沸点比NH3的 （填“高”
或“低”），其判断理由是 。
（2）Fe 成为阳离子时首先失去 轨道电子，Sm 的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式
为 。
（3）比较离子半径：F− O2−（填“大于”等于”或“小于”）。
（4）一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1 所示，晶胞中Sm 和As 原子的投影位置如图2 所示。
图中F−和O2−共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x 和1−x 代表，则该化合物的化学式表示
为 ，通过测定密度ρ 和晶胞参数，可以计算该物质的x 值，完成它们关系表达式：ρ=
g·cm−3。
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，称作原子分数坐标，例如图1 中原子
1 的坐标为(
)，则原子2 和3 的坐标分别为 、 。
51．（2018·江苏·高考真题）臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为
和
，NOx也可在其他条件下被还原为N2。
（1）
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。
52．（2018·全国II 卷·高考真题）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
16.8
10.3
沸点/℃
−60.3
444.6
−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于其他分子的
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，阿伏伽德罗常数的值为NA，
其晶体密度的计算表达式为 g·cm−3；晶胞中Fe2+位于
所形成的正八面体的体心，该正八面体
的边长为 nm。
53．（2017·全国III 卷·高考真题）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。
54．（2017·海南·高考真题）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.
A
Ⅳ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。
55．（2025·北京·高考真题）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。
知识点03 以配合物为载体
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： 。
56．（2024·新课标卷·高考真题）
(四羰合镍，沸点43
)
℃可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰
基化反应的催化剂。回答下列问题：
(1)Ni 基态原子价电子的轨道表示式为 。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为
，镍原子半
径为 。
(2)
结构如图甲所示，其中含有σ 键的数目为 ，
晶体的类型为 。
(3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa 下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，
体积分数x 与温度的
关系如图乙所示。反应
的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角
度考虑， 有利于
的生成(写出两点)。
、100℃时CO 的平衡转化率α= ，该温度下
平衡常数
。
(4)对于同位素交换反应
，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为
(k 为反应速率常数)，则
反应一半所需时间
(用k
表示)。
57．（2023·海南·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。
(
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
58．（2022·重庆·高考真题）配位化合物X 由配体L2-(如图)和具有正四面体结构的[Zn4O]6+构成。
(1)基态Zn2+的电子排布式为 。
(2)L2-所含元素中，电负性最大的原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形；每个L2-中
采取sp2杂化的C 原子数目为 个，C 与O 之间形成σ 键的数目为 个。
(3)X 晶体内部空腔可吸附小分子，要增强X 与H2O 的吸附作用，可在L2-上引入 。(假设X 晶胞形状不
变)。
A．－Cl
B．－OH
C．－NH2
D．－CH3
(4)X 晶体具有面心立方结构，其晶胞由8 个结构相似的组成单元(如图)构成。
①晶胞中与同一配体相连的两个[Zn4O]6+的不同之处在于 。
②X 晶体中Zn2+的配位数为 。
③已知ZnO 键长为dnm，理论上图中A、B 两个Zn2+之间的最短距离的计算式为 nm。
④已知晶胞参数为2anm，阿伏加德罗常数的值为NA，L2-与[Zn4O]6+的相对分子质量分别为M1和M2，则X 的
晶体密度为 g•cm-3(列出化简的计算式)。
59．（2022·福建·高考真题）1962 年首个稀有气体化合物
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。
是
与
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
原子的价电子排布式为 。
(2)
原子的活泼性依序增强，原因是 。
(3)晶体熔点：
(填“>”“<”或“=”)，判断依据是 。
(4)
的中心原子
的杂化轨道类型为 。
(5)
加合物中
，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
60．（2022·山东·高考真题）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Ni 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，Ni2+与Zn2+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
。
61．（2020·江苏·高考真题）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 ；
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NH 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。
62．（2019·江苏·高考真题）A．[物质结构与性质]
Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH 和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。
（1）Cu2+基态核外电子排布式为 。
（2）
的空间构型为 （用文字描述）；Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−，[Cu(OH)4]2−中的配位原子
为 （填元素符号）。
（3）抗坏血酸的分子结构如图1 所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为 ；推测抗坏血酸在水中的溶解
性： （填“难溶于水”或“易溶于水”）。
（4）一个Cu2O 晶胞（见图2）中，Cu 原子的数目为 。
63．（2017·全国II 卷·高考真题）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）氮原子价层电子对的轨道表达式（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）。
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N5
-中的σ 键总数为 个。分子中的大π 键可用符号
表示，其中m 代表参与形成的
大π 键原子数，n 代表参与形成的大π 键电子数（如苯分子中的大π 键可表示为
），则N5
-中的大π 键应
表示为 。
③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH4
+）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 。
