第二章 物质结构与性质（综合训练）（江苏专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第二章 物质结构与性质 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：共15题，每题3分，共45分。每题只有一个选项最符合题意。 1．（2025·扬州市上学期期中）LiFePO4可用作锂离子电池的正极材料。LiFePO4中属于过渡元素的是 A．Li B．Fe C．P D．O 【答案】B 【解析】A项，锂为3号元素，位于第二周期ⅠA，不属于过渡元素，错误；B项，铁为26号元素，位于第四周期Ⅷ，属于过渡元素，正确；C项，磷为15号元素，位于第三周期ⅤA，不属于过渡元素，错误；D项，氧为8号元素，位于第二周期ⅥA，不属于过渡元素，错误。 2．（2025·江苏省前黄中学攀登行动二）中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平，近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法正确的是 A．X射线衍射法可直接确定石墨烯的晶体结构 B．第一电离能：C＜Si C．硅、锗属于同周期元素 D．金刚石和锗常用作半导体材料 【答案】A 【解析】A项，X射线衍射法能够通过分析衍射图谱确定晶体的结构，石墨烯作为晶体可用此方法确定结构，正确；B项，同主族元素中，第一电离能随原子半径增大而减小，C（碳）的第一电离能大于Si（硅），错误；C项，硅位于第三周期，锗位于第四周期，二者同主族但不同周期，错误；D项，金刚石为绝缘体，而锗是半导体材料，错误。 3．（2025·江苏淮安市开学考）下列说法正确的是 A．H2O的VSEPR模型为V形 B．H、H、H互称为同位素 C．H2O2分子中的化学键均为极性共价键 D．CaH2晶体中存在H2分子 【答案】B 【解析】A项，H2O的中心O原子价层电子对数是2＋＝4，有2对孤电子对，所以H2O的VSEPR模型为正四面体结构，空间构型为V形，错误；B项，H、H、H的质子数相同，而中子数不同，因此三者互称为同位素，正确；C项，H2O2分子中两个O原子之间形成O－O单键，每个O原子分别与1个H原子形成一个H－O键，使分子中的H原子达到最外层2个电子的稳定结构，O原子达到最外层8个电子的稳定结构。其中H－O是极性键，O－O是非极性键，故H2O2分子的化学键为极性共价键和非极性共价键，错误；D项，CaH2晶体是离子晶体，在CaH2晶体中阳离子Ca2＋与阴离子H－之间以离子键结合，其中不存在H2分子，错误。 4．（2025·江苏南通市开学考）N2H4可由反应NaClO＋2NH3＝N2H4＋NaCl＋H2O制得。下列说法正确是 A．NaClO中含有离子键和共价健 B．NH3为非极性分子 C．N2H4中N元素的化合价为＋2 D．H2O为共价晶体 【答案】A 【解析】A项，NaClO中含有离子键和共价键，正确；B项，NH3为三角锥形，分子中正负电荷重心不重合为极性分子，错误；C项，N2H4中H为＋1价，根据化合价代数和为0，则N元素的化合价为－2，错误；D项，H2O属于分子晶体，错误。 5．（2025·江苏省南京市盐城市一模）可用反应Na＋KClK↑＋NaCl冶炼钾。下列说法正确的是 A．第一电离能：I1(K)＜I1(Na) B．电负性：χ(Cl)＜χ(Na) C．离子半径：r(Cl－)＜r(Na＋) D．碱性：KOH＜NaOH 【答案】A 【解析】A项，同一主族元素从上到下，第一电离能依次减小，则第一电离能：I1(K)＜I1(Na)，正确；B项，同一周期从左到右，元素的电负性依次增大，则电负性：χ(Cl)＞χ(Na)，错误；C项，电子层数越多，离子半径越大，氯离子有3个电子层，钠离子有2个电子层，则离子半径：r(Cl－)＞r(Na＋)，错误；D项，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强，则碱性：KOH＞NaOH，错误。 6．（2025·江苏省南京市二模）三氟化氮(NF3)可用以下反应制备：4NH3＋3F2＝NF3＋NH4F。下列说法正确的是 A．NH3中含有N－Hσ键 B．F2的电子式为F∶F C．NF3的空间构型为平面三角形 D．NH4F中仅含离子键 【答案】A 【解析】A项，NH3中N—H键是由N原子的sp3杂化轨道与H原子的1s轨道端对端重叠形成的σ键，正确；B项，F2分子由两个F原子各提供1个未成对电子形成单键，每个F原子尚有3对孤电子对，其电子式可表示为，错误；C项，NF3中心原子价层电子对数为3＋＝4，且含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形，错误；D项，NH4F中NH和F－形成离子键，NH中含有共价键，错误。 7．（2024·江苏省泰州中学上学期一模）下列关于ClO2、ClO2－和ClO3－的说法正确的是 A．ClO2属于共价化合物 B．ClO2－中含有非极性键 C．ClO3－的空间构型为平面三角形 D．ClO2－与ClO3－的键角相等 【答案】A 【解析】A项，ClO2分子中，Cl和O之间通过共用电子对连接在一起，故ClO2属于共价化合物，正确；B项，ClO2－的中心原子是Cl，Cl和O之间以极性共价键结合，错误；C项，ClO3－中心原子Cl的价层电子对数是3＋＝4，含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形，错误；D项，ClO2－中心原子Cl的价层电子对数是2＋＝4，含有2个孤电子对，空间构型为V形，ClO3－含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形，则键角ClO3－＞ClO2－，错误。 8．（2025·江苏省南京市六校联合体11月月考）CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－[CuCl4]2－＋4H2O，向溶液中加入氨水后，溶液由绿色变为深蓝色。下列说法正确的是 A．1 mol [Cu(NH3)4]2＋中含4 mol σ键 B．基态Cu2＋价层电子排布式为3d9 C．氨气的电子式为 D．键角NH＜NH3 【答案】B 【解析】A项，四氨合铜离子中配位键属于σ键，氨气分子中的氮氢键也属于σ键，1 mol [Cu(NH3)4]2＋中含16 mol σ键，错误；B项，Cu为29号元素，基态Cu电子排布式为[Ar]3d104s1，故基态Cu2＋价层电子排布式为3d9，正确；C项，氨气是共价化合物，其电子式为，错误；D项，NH3中有1对孤电子对，NH无孤电子对，孤对电子对成键电子排斥力大，故键角NH＞NH3，错误。 9．（2025·江苏镇江市开学考）氮、磷、硅等元素及其化合物应用广泛。NH3是重要化工原料，NH3催化氧化可得NOx，C2H6催化还原NOx可消除污染；氨硼烷(BH3NH3)是重要的储氢材料，肼(N2H4)有很强的还原性；含CO(NH2)2的废水可在碱性条件下用电解法进行无害化处理。磷化硼(BP)是一种半导体材料，晶胞如图所示，白磷(P4)与Ba(OH)2反应生成PH3和一种盐，该盐可与H2SO4反应制备一元弱酸H3PO2。Si3N4是重要的高温结构陶瓷，SiO2可制备晶体硅。 下列说法正确的是 A．NH3和P4都是极性分子 B．Si3N4晶体是分子晶体 C．32 g肼中含5 mol σ键 D．磷化硼晶胞中每个P周围距离最近且相等的P有6个 【答案】C 【解析】A项，NH3是极性分子，P4是非极性分子，错误；B项，Si3N4高温结构陶瓷，由原子构成，Si3N4晶体是共价晶体，错误；C项，N2H4分子中含有4个N－H键、1个N－N键，均为σ键，32 g肼中含5 mol σ键，正确；D项，磷化硼晶胞中每个P周围距离最近且相等的P有12个，错误。 10．（2025·江苏省徐州市二模）向石灰氮(CaCN2)中加水并通入H2S 气体，反应生成硫脲[(NH2)2CS]，硫脲在150℃时部分异构化为NH4SCN。下列说法正确的是 A．Ca2＋ 的结构示意图： B．H2S是由极性键构成的极性分子 C．SCN－中碳原子采取sp2杂化 D．1 mol (NH2)2CS中含有8 mol σ键 【答案】B 【解析】A项，Ca2＋的核电荷数为20，核外电子数为18，结构示意图为，错误；B项，H2S中的S原子sp3杂化，存在两对孤电子对，H2S是由极性键构成的极性分子，正确；C项，SCN－中碳原子价层电子对数2＋＝2，SCN－中碳原子采取sp杂化，错误；D项，(NH2)2CS中N－H键：每个－NH2基团中有2个N－H键，硫脲分子中有2个NH2基团，因此共有4个N－H键；C－N键：硫脲分子中有2个C－N键；C＝S键：硫脲分子中有1个C＝S键，共含有7 mol σ键，错误。 11．（2025·江苏省前黄中学攀登行动二）观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 名称或化学式 邻羟基苯甲醛 FeSO4•7H2O 18－冠－6 N－甲基咪唑 结构示意图 A．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： B．FeSO4•7H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3＞1＞2 C．18－冠－6中O（灰球）电负性大，带负电荷，通过离子键与K＋作用，体现了超分子“分子识别”的特征 D．N－甲基咪唑分子中σ键的数目为6 【答案】B 【解析】A项，氢键是与N、O、F相连的氢原子与其它N、O、F原子间的较强分子间作用，图中所示形成氢键的氢原子是与氧原子相连形成的，错误；B项，由图，1、2是水分子中的键角，3是硫酸根离子中的键角，水分子中心原子氧原子和硫酸根离子中心原子硫原子都是sp3杂化，但是2中水分子中有两对孤对电子对氢氧键排斥，使键角变小，1中有1对孤对电子与铁形成配位键，只有一对孤对电子排斥，键角稍大于2，3无孤对电子排斥，键角为109°28'，键角最大，故大小顺序为3＞1＞2，正确；C项，A中冠醚与K＋之间并非离子键，而是通过配位键结合，错误；D项，两原子形成共价键，有且仅有一根为σ键，故N－甲基咪唑分子中σ键的数目为12，错误。 12．（2025·湖南卷）MZ2 浓溶液中含有的X[MZ2(YX)]具有酸性，能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍，X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，M的价层电子排布是3d104s2。下列说法正确的是 A．电负性：X＞Y B．Y形成的两种单质均为非极性分子 C．由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质 D．铁管上镶嵌M，铁管不易被腐蚀 【答案】D 【解析】Y的最外层电子数是内层的3倍，则Y的最外层电子数为6，Y为O，X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，则X的最外层电子数应为1，原子序数小于氧元素，则X为H，Z的最外层电子数为7，则Z为Cl，M的价层电子排布是3d104s2，M是Zn，综上所述：X为H、Y为O、Z为Cl、M是Zn，据此解答。 A项，非金属性越强，电负性越大，H2O中O为负化合价，因此X（H）的电负性小于Y（O），错误；B项，Y（O）的单质O2是非极性分子，但O3是极性分子（V形结构导致偶极矩不为零），错误；C．X（H）、Y（O）、Z（Cl）形成的化合物如HClO，属于弱电解质，并非全部为强电解质，错误；D项，M为Zn，比Fe活泼，镶嵌Zn会通过牺牲阳极保护铁管，使其不易被腐蚀，正确。 13．（2025·江苏省徐州市期中）阅读材料，有机金属化合物是一类含有金属—碳键的化合物。蔡斯盐K[PtCl3(C2H4)•H2O]由乙烯和K2[PtCl4]溶液在催化剂作用下制得；二茂铁Fe(C5H5)2常被用作燃料的催化剂和抗爆剂，熔点为172℃；三甲基铝(CH3)3Al可用作许多反应的催化剂；[RhI2(CO)2]−可催化(CH3OH与CO反应生成乙酸；Ni能与CO在50～60℃条件下反应生成Ni(CO)4，其在220～250℃下迅速分解生成金属Ni，可用于Ni、Co分离。 下列说法正确的是 A．(CH3)3Al中Al原子轨道的杂化类型为sp3 B．K[PtCl3(C2H4)]中Pt的化合价为＋3 C．Fe(C5H5)2属于离子化合物 D．1 mol Ni(CO)4中σ键数目为8 mol 【答案】D 【解析】A项，(CH3)3Al中Al原子形成3个共价键，且无孤电子对，轨道的杂化类型为sp2，错误；B项，K[PtCl3(C2H4)]中钾为＋1价、氯为－1价，C2H4整体化合价为0，则Pt的化合价为＋2，错误；C项，二茂铁Fe(C5H5)2熔点为172℃，属于分子晶体，不存在离子键，错误；D项，1个CO中存在1个σ键，镍和4个CO形成4个配位键，则1 mol Ni(CO)4中含8mol σ 键，数目为8 mol，正确。 14．（2025·江苏省南京市二模）人类文明的演进历程与金属及其化合物的发展应用紧密相连。纳米铁粉可用于处理酸性含氮废水(主要含NO3－)；铁制品经碱性发蓝工艺处理可提升其耐腐蚀性；用碱性NaNO2溶液浸泡，在表面形成Fe3O4的同时有NH3逸出；铝－空气电池具有较高的比能量，在碱性电解质溶液中发生反应4Al＋3O2＋4KOH＋6H2O＝4K[Al(OH3)4]；TiCl4热水解可获得TiO2•xH2O沉淀，焙烧后获得的TiO2颜色细腻，性质稳定，可用作白色颜料。 下列说法正确的是 A．NO3－被还原为NH3后，键角将变大 B．Fe3O4中基态Fe(II)的价层电子排布式为3d5 C．Al晶胞(如图所示)中，每个Al周围紧邻12个Al D．K[Al(OH)4]中OH－、K＋作为配体与Al3＋形成配位键 【答案】C 【解析】A项，NO3－中心原子N的价层电子对数为3＋＝3，为sp2杂化，无孤对电子，空间构型为平面三角形，键角为120°。NH3中心原子N的价层电子对数为3＋＝4，为sp3杂化，有1对孤对电子，为三角锥形，键角为107°18′，NO3－被还原为NH3后，键角变小，错误； B项，Fe3O4中基态Fe(II)的价层电子排布式为3d6，错误；C项，Al为面心立方堆积，每个Al原子确有12个最近邻原子，正确；D项，K[Al(OH)4]中只有OH－作为配体与Al3＋形成配位键，作为配体的要提供孤对电子，错误。 15．（2025·江苏省前黄中学攀登行动二）Cu和CuCl是许多有机反应的催化剂。Cu可作由CO2制CH3OH反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH＜0的催化剂。CuCl是一种难溶于水、乙醇的白色固体，可溶于浓氨水，潮湿的环境中易被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl制备实验过程为将硫酸铜与氯化钠加水溶解，并用盐酸调节酸度，再加入铜粉一起加热，得到可溶性的配合物Na[CuCl2]，经加水稀释、过滤、洗涤、干燥即得CuCl产品。 下列有关说法正确的是 A．基态Cu＋的电子排布式为[Ar]3d94s1 B．[CuCl2]－中的配位键可以表示为[Cl←Cu→Cl]－ C．分子稳定性H2O＞NH3 D．CuCl晶胞(如图所示)中距离每个Cl－最近的Cu＋有2个 【答案】C 【解析】A项，基态Cu原子的价电子排布式为：3d104s1；基态Cu＋的电子排布式为[Ar] 3d10，错误；B项，在[CuCl2]－中，是Cl－提供孤电子跟Cu＋进行配位，则其配位键可以表示为[Cl→Cu←Cl]－，错误；C项，由于O的电负性比N强，则O的非金属性比N强，得到分子稳定性H2O＞NH3，正确；D项，CuCl晶胞中Cl－的配位数为4，则有与每个Cl－最近距离的Cu＋个数为4个‌，错误。 二、非选择题：共4题，共55分。 16．（11分）（1）（2025·常州市上学期期中）探索固氮机理，实现温和条件下固定空气中的N2具有重要意义。 自然界中的一些微生物能将N2转化为含氮化合物，约占自然固氮的90%。 ①豆科植物根瘤中的固氮酶能将N2直接转化为化合态的__________（填化学式）作为自身的养分。 ②固氮酶中的过渡金属原子能与N2形成分子氮配合物，从而活化N2。在分子氮配合物中，N2可作为配位体的原因是____________________________________。 ③1965年，人类合成了第一个分子氮配合物[Ru(NH3)5N2]Cl2，该配合物的配位数为________。 （2）（2025·北京卷）通过MgCl2和[Mg(NH3)6]Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。[Mg(NH3)6]Cl2的晶胞是立方体结构，边长为a nm，结构示意图如下。 ①[Mg(NH3)6]Cl2的配体中，配位原子是_______。 ②已知[Mg(NH3)6]Cl2的摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为_________g·cm－3。(1 nm=10－7 cm) 【答案】（1）①NH3或NH（2分） ②N2分子中存在孤电子对（或N2分子中的π电子对可提供给中心原子）（2分） ③6（2分） （2）①N（2分） ②×1021（3分） 【解析】（1）①豆科植物根瘤中的固氮酶能将空气中的氮气直接转化为NH3或铵根离子作为自身的养分，故答案为：NH3或NH；②固氮酶中的过渡金属原子能与氮气形成分子氮配合物，从而活化氮气是因为氮气分子中含有孤对电子（或N2分子中的π电子对可提供给中心原子），在配合物中作为配位体，故答案为：N2分子中存在孤电子对（或N2分子中的π电子对可提供给中心原子）；③由化学式可知，配合物[Ru(NH3)5N2]Cl2中Ru2＋为提供空轨道的中心离子，氨分子、氮气分子为配体，配位数为6，故答案为：6；（2）①[Mg(NH3)6]Cl2的内界为[Mg(NH3)6]2＋，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[Mg(NH3)6]2＋的个数为8×＋6×＋1＝4，Cl－的个数为8，故每个晶胞中含有4个[Mg(NH3)6]Cl2，则晶体的密度为ρ＝＝＝×1021g·cm－3。 17．（16分）含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题： （1）基态镓原子最外层的电子排布图为________________________。 （2）Ga与Zn的第一电离能大小关系为Ga____Zn(填“＞”“＜”或“＝”)。 （3）GaX3的熔沸点如下表所示。 镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔点/℃ 77.75 122.3 211.5 沸点/℃ 201.2 279 346 ①100 ℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是___________________________________________________________________________________。 ②GaF3的熔点约1 000 ℃，远高于GaCl3的熔点，原因是_______________________________ _______________________。 （4）镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl3与2－甲基8－羟基喹啉()在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2－甲基－8－羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为__________；H、C、N的原子半径由大到小的顺序为__________________。 （5）GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示： ①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有________个，N原子的配位数为________。 ②GaN的密度为____________g·cm－3。(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示) 【答案】（1） （2分） （2）＜（1分） （3）①GaCl3（1分） 三者均属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力增强，熔沸点依次升高（2分） ②GaF3属于离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体（2分） （4）sp2、sp3（2分） C＞N＞H（2分） （5）①6（1分） 4（1分） ②（2分） 【解析】（1）镓原子原子序数为31，价电子排布为4s24p1，故最外层电子排布图为；（2）原子轨道中电子处于半满、全满、全空时较稳定，原子越稳定，其第一电离能越大；Zn是全充满,相对Ga更稳定，故Zn第一电离能更大；（3）①根据表格中熔沸点信息，可知呈液态的是GaCl3；GaCl3、GaBr3和GaI3均属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力增强，熔沸点依次升高；②GaF3属于离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体熔点高于分子晶体；（4）2－甲基－8－羟基喹啉分子中，苯环和双键上碳原子的杂化轨道类型为sp2，甲基中碳原子的杂化轨道类型为sp3；同一周期从左到右,原子半径依次减小，故H、C、N的原子半径由大到小的顺序为C＞N＞H；（5）①GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有6个，N原子周围最近的Ga原子有4个，N原子的配位数为4；观察GaN晶体结构，含Ga原子数＝2×＋12×＋3＝6，含N原子数＝6×＋4＝6。故氮化镓的密度为ρ＝＝＝＝＝ g·cm－3。 18．（15分）（2024·江苏省泰州中学上学期一模）科幻电影《阿凡达》中外星人流的是蓝色的血液，其实血液的颜色主要是由血蛋白中含有的金属元素决定的，如含铁元素的为常见红色血液、含铜元素的为蓝色血液、含钒元素的为绿色血液等，铜、铁、钒在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题： （1）Fe在周期表中处于__________区；基态Cu原子的价层电子排布式为___________；基态Fe、V的核外未成对电子数之比为___________。 （2）V有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是________，V的第三电离能I3(V)小于Mn的第三电离能I3(Mn)，原因是____________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。 （3）CuSO4溶液常用作农业杀菌剂，溶液中存在[Cu(H2O)4]2＋。 ①该离子中存在的化学键有___________(填字母)。 A．共价键 B．离子键 C．氢键 D．范德华力 E．配位键 ②1 mol [Cu(H2O)4]2＋含有σ键的数目为___________。 ③向CuSO4溶液里加过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋，再向溶液中加入乙醇，可以析出深蓝色固体，要确定该固体是晶体还是非晶体，最科学方法是______________。 ④NF3与NH3的结构相似，二者键角大小关系为NF3_______(填“＞”或“＜”)NH3，理由是：_____________________________________________________________________________________。 （4）铁单质和氨气在640℃可发生置换反应；产物之一的晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表N)。若该晶体的密度为ρ g·cm－3，则两个距离最近的Fe原子间的距离为___________nm(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1）①d（1分） ②3d104s1（1分） ③4∶3（2分） （2）①＋5（1分） ②Mn2＋的价电子排布式为3d5，V2＋的价电子排布式为3d3，Mn2＋的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高，所以V的第三电离能I3(V)小于Mn的第三电离能I3(Mn)（2分） （3）①AE（1分） ②12NA（1分） ③X射线衍射法（1分） ④＜（1分） ⑤电负性：F＞N＞H，在NH3中成键电子对偏向N，成键电子对之间的排斥力大，键角大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对之间的排斥力小，键角小（2分） （4）（2分） 【解析】（1）铁的价层电子排布式为：3d64s2，最后填入的能级是d，因此Fe在周期表中处于d区；Cu为29号元素，基态Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态Cu价层电子排布式为3d104s1；基态Fe价层电子排布式为3d64s2，其未成对电子数为4，基态V价层电子排布式为3d34s2，其未成对电子数为3，则基态Fe、V的核外未成对电子数之比为4∶3；（2）V有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是处于全满状态的价态，基态V价层电子排布式为3d34s2，因此最稳定的是1s22s22p63s23p6，即为＋5价；Mn2＋的价电子排布式为3d5，V2＋的价电子排布式为3d3，Mn2＋的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高，所以V第三电离能I3(V)小于Mn的第三电离能I3(Mn)；（3）①Cu2＋含有空轨道，H2O在氧原子含有孤电子对，二者之间形成配位键，而H2O中氧原子与氢原子之间形成共价键，故答案选：AE；②1 mol H2O中含有2 mol σ键，4 mol H2O中含有8 mol σ键，1 mol [Cu(H2O)4]2＋中含有4 mol配位键、8 mol σ键，所以共含12 mol σ键，数目为12NA；③鉴别固体是晶体还是非晶体，最科学的方法是X射线衍射法；④NF3和NH3均为sp3杂化，均含有一对孤电子对，因此结构为三角锥形，但由于电负性：F＞N＞H，因此在NH3中成键电子对偏向N，成键电子对之间的排斥力大，键角大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对之间的排斥力小，键角小，可知键角：NF3＜NH3；（4）由图知，Fe位于顶点和面心，其个数为8×＋6×＝4，N位体心，其个数为1，故该化合物的化学式是Fe4N，设晶胞的边长为a nm，该晶体的密度为ρ＝＝ g·mol－1，可得，，两个距离最近的Fe原子是面对角线的一半，因此两个距离最近的Fe原子间的距离为：。 19．（13分）（2025·江苏省徐州市期中）利用锰银矿(主要成分为MnO2、Ag和少量SiO2等杂质)制备硫酸锰和银。 （1）用蔗糖(C12H22O11)、水和浓硫酸浸取锰银矿，过滤得硫酸锰溶液和含银滤渣。 ①提高锰元素浸出率的措施_____________________________________(任写—条)。 ②蔗糖还原MnO2生成硫酸锰和CO2的化学方程式为__________________________。 ③其它条件相同，酸矿比0.33∶1，糖矿比0.04∶∶1时，酸浸过程中随着水矿比的增大，锰的浸出率如图所示： 水矿比大于2∶1时，锰的浸出率逐渐减小的原因为___________________________________。 （2）在空气中用NaCN溶液浸取含银滤渣，得到含[Ag(CN)2]－的浸出液，再用锌粉置换得银。 ①浸出反应的离子方程式：_______________________________________________________。 ②如图所示，pH小于10.5时，随pH的减小，银的浸出率降低的原因：_______________________ ___________________________________________________。 ③金属材料铜银合金的晶胞如图所示，该铜银合金的化学式是___________。 （3）“酸浸”所得溶液经一系列操作后得 MnSO4·H2O，煅烧 MnSO4·H2O生产锰氧体材料，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。该曲线中B段所示物质的化学式为___________(写出计算过程)。 【答案】（1）①加热或粉碎、充分搅拌等（1分） ②C12H22O11＋24MnO2＋24H2SO4＝12CO2↑＋24MnSO4＋35H2O（2分） ③水矿比大于2∶1时硫酸(或蔗糖)的浓度降低，化学反应速率降低，浸出率下降（2分） （2）①4Ag＋O2＋8CN－＋2H2O＝4[Ag(CN)2]－＋4OH－（2分） ②随pH较低，CN－水解程度增大，浓度减小，银的浸出率降低（2分） ③Cu3Ag（2分） （3）Mn3O4（2分） 【解析】（1）①提高锰元素浸出率的措施有加热或粉碎、充分搅拌等；②二氧化锰将蔗糖氧化为二氧化碳，自身被还原为二价锰，化学方程式为C12H22O11＋24MnO2＋24H2SO4＝12CO2↑＋24MnSO4＋35H2O；③水矿比大于2∶1时，水较多，反应物被稀释，故锰的浸出率逐渐减小的原因为硫酸(或蔗糖)的浓度降低，化学反应速率降低，浸出率下降；（2）①Ag与NaCN溶液形成配合物[Ag(CN)2] －，Ag的化合价由0价升高到＋1价，则氧气做氧化剂，离子方程式为4Ag＋O2＋8CN－＋2H2O＝4[Ag(CN)2]－＋4OH－；②由上一问可知，银的浸出需要与CN－形成配合物，CN－是弱酸的阴离子，易水解，则pH的减小，银的浸出率降低的原因是随pH较低，CN－水解程度增大，浓度减小，银的浸出率降低；③根据均摊法可知，晶胞中含有Ag的个数为8×＝1，含有Cu的个数是6×＝3，则晶胞的化学式为Cu3Ag；（3）n(Mn)＝n(MnSO4·H2O)＝＝0.9 mol，m(Mn)＝n(Mn)·M(Mn)＝0.9 mol×55 g·mol－1＝49.5 g；n(O)＝＝1.2 mol，n(Mn)∶n(O)＝0.9∶1.2＝3∶4，化学式为Mn3O4。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 物质结构与性质 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：共15题，每题3分，共45分。每题只有一个选项最符合题意。 1．（2025·扬州市上学期期中）LiFePO4可用作锂离子电池的正极材料。LiFePO4中属于过渡元素的是 A．Li B．Fe C．P D．O 2．（2025·江苏省前黄中学攀登行动二）中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平，近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法正确的是 A．X射线衍射法可直接确定石墨烯的晶体结构 B．第一电离能：C＜Si C．硅、锗属于同周期元素 D．金刚石和锗常用作半导体材料 3．（2025·江苏淮安市开学考）下列说法正确的是 A．H2O的VSEPR模型为V形 B．H、H、H互称为同位素 C．H2O2分子中的化学键均为极性共价键 D．CaH2晶体中存在H2分子 4．（2025·江苏南通市开学考）N2H4可由反应NaClO＋2NH3＝N2H4＋NaCl＋H2O制得。下列说法正确是 A．NaClO中含有离子键和共价健 B．NH3为非极性分子 C．N2H4中N元素的化合价为＋2 D．H2O为共价晶体 5．（2025·江苏省南京市盐城市一模）可用反应Na＋KClK↑＋NaCl冶炼钾。下列说法正确的是 A．第一电离能：I1(K)＜I1(Na) B．电负性：χ(Cl)＜χ(Na) C．离子半径：r(Cl－)＜r(Na＋) D．碱性：KOH＜NaOH 6．（2025·江苏省南京市二模）三氟化氮(NF3)可用以下反应制备：4NH3＋3F2＝NF3＋NH4F。下列说法正确的是 A．NH3中含有N－Hσ键 B．F2的电子式为F∶F C．NF3的空间构型为平面三角形 D．NH4F中仅含离子键 7．（2024·江苏省泰州中学上学期一模）下列关于ClO2、ClO2－和ClO3－的说法正确的是 A．ClO2属于共价化合物 B．ClO2－中含有非极性键 C．ClO3－的空间构型为平面三角形 D．ClO2－与ClO3－的键角相等 8．（2025·江苏省南京市六校联合体11月月考）CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－[CuCl4]2－＋4H2O，向溶液中加入氨水后，溶液由绿色变为深蓝色。下列说法正确的是 A．1 mol [Cu(NH3)4]2＋中含4 mol σ键 B．基态Cu2＋价层电子排布式为3d9 C．氨气的电子式为 D．键角NH＜NH3 9．（2025·江苏镇江市开学考）氮、磷、硅等元素及其化合物应用广泛。NH3是重要化工原料，NH3催化氧化可得NOx，C2H6催化还原NOx可消除污染；氨硼烷(BH3NH3)是重要的储氢材料，肼(N2H4)有很强的还原性；含CO(NH2)2的废水可在碱性条件下用电解法进行无害化处理。磷化硼(BP)是一种半导体材料，晶胞如图所示，白磷(P4)与Ba(OH)2反应生成PH3和一种盐，该盐可与H2SO4反应制备一元弱酸H3PO2。Si3N4是重要的高温结构陶瓷，SiO2可制备晶体硅。 下列说法正确的是 A．NH3和P4都是极性分子 B．Si3N4晶体是分子晶体 C．32 g肼中含5 mol σ键 D．磷化硼晶胞中每个P周围距离最近且相等的P有6个 10．（2025·江苏省徐州市二模）向石灰氮(CaCN2)中加水并通入H2S 气体，反应生成硫脲[(NH2)2CS]，硫脲在150℃时部分异构化为NH4SCN。下列说法正确的是 A．Ca2＋ 的结构示意图： B．H2S是由极性键构成的极性分子 C．SCN－中碳原子采取sp2杂化 D．1 mol (NH2)2CS中含有8 mol σ键 11．（2025·江苏省前黄中学攀登行动二）观察下列结构示意图并结合相关信息，判断有关说法正确的是 名称或化学式 邻羟基苯甲醛 FeSO4•7H2O 18－冠－6 N－甲基咪唑 结构示意图 A．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： B．FeSO4•7H2O结构中键角1、2、3由大到小的顺序：3＞1＞2 C．18－冠－6中O（灰球）电负性大，带负电荷，通过离子键与K＋作用，体现了超分子“分子识别”的特征 D．N－甲基咪唑分子中σ键的数目为6 12．（2025·湖南卷）MZ2 浓溶液中含有的X[MZ2(YX)]具有酸性，能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍，X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，M的价层电子排布是3d104s2。下列说法正确的是 A．电负性：X＞Y B．Y形成的两种单质均为非极性分子 C．由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质 D．铁管上镶嵌M，铁管不易被腐蚀 13．（2025·江苏省徐州市期中）阅读材料，有机金属化合物是一类含有金属—碳键的化合物。蔡斯盐K[PtCl3(C2H4)•H2O]由乙烯和K2[PtCl4]溶液在催化剂作用下制得；二茂铁Fe(C5H5)2常被用作燃料的催化剂和抗爆剂，熔点为172℃；三甲基铝(CH3)3Al可用作许多反应的催化剂；[RhI2(CO)2]−可催化(CH3OH与CO反应生成乙酸；Ni能与CO在50～60℃条件下反应生成Ni(CO)4，其在220～250℃下迅速分解生成金属Ni，可用于Ni、Co分离。 下列说法正确的是 A．(CH3)3Al中Al原子轨道的杂化类型为sp3 B．K[PtCl3(C2H4)]中Pt的化合价为＋3 C．Fe(C5H5)2属于离子化合物 D．1 mol Ni(CO)4中σ键数目为8 mol 14．（2025·江苏省南京市二模）人类文明的演进历程与金属及其化合物的发展应用紧密相连。纳米铁粉可用于处理酸性含氮废水(主要含NO3－)；铁制品经碱性发蓝工艺处理可提升其耐腐蚀性；用碱性NaNO2溶液浸泡，在表面形成Fe3O4的同时有NH3逸出；铝－空气电池具有较高的比能量，在碱性电解质溶液中发生反应4Al＋3O2＋4KOH＋6H2O＝4K[Al(OH3)4]；TiCl4热水解可获得TiO2•xH2O沉淀，焙烧后获得的TiO2颜色细腻，性质稳定，可用作白色颜料。 下列说法正确的是 A．NO3－被还原为NH3后，键角将变大 B．Fe3O4中基态Fe(II)的价层电子排布式为3d5 C．Al晶胞(如图所示)中，每个Al周围紧邻12个Al D．K[Al(OH)4]中OH－、K＋作为配体与Al3＋形成配位键 15．（2025·江苏省前黄中学攀登行动二）Cu和CuCl是许多有机反应的催化剂。Cu可作由CO2制CH3OH反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH＜0的催化剂。CuCl是一种难溶于水、乙醇的白色固体，可溶于浓氨水，潮湿的环境中易被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl制备实验过程为将硫酸铜与氯化钠加水溶解，并用盐酸调节酸度，再加入铜粉一起加热，得到可溶性的配合物Na[CuCl2]，经加水稀释、过滤、洗涤、干燥即得CuCl产品。 下列有关说法正确的是 A．基态Cu＋的电子排布式为[Ar]3d94s1 B．[CuCl2]－中的配位键可以表示为[Cl←Cu→Cl]－ C．分子稳定性H2O＞NH3 D．CuCl晶胞(如图所示)中距离每个Cl－最近的Cu＋有2个 二、非选择题：共4题，共55分。 16．（11分）（1）（2025·常州市上学期期中）探索固氮机理，实现温和条件下固定空气中的N2具有重要意义。 自然界中的一些微生物能将N2转化为含氮化合物，约占自然固氮的90%。 ①豆科植物根瘤中的固氮酶能将N2直接转化为化合态的__________（填化学式）作为自身的养分。 ②固氮酶中的过渡金属原子能与N2形成分子氮配合物，从而活化N2。在分子氮配合物中，N2可作为配位体的原因是____________________________________。 ③1965年，人类合成了第一个分子氮配合物[Ru(NH3)5N2]Cl2，该配合物的配位数为________。 （2）（2025·北京卷）通过MgCl2和[Mg(NH3)6]Cl2的相互转化可实现NH3的高效存储和利用。[Mg(NH3)6]Cl2的晶胞是立方体结构，边长为a nm，结构示意图如下。 ①[Mg(NH3)6]Cl2的配体中，配位原子是_______。 ②已知[Mg(NH3)6]Cl2的摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为_________g·cm－3。(1 nm=10－7 cm) 17．（16分）含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。回答下列问题： （1）基态镓原子最外层的电子排布图为________________________。 （2）Ga与Zn的第一电离能大小关系为Ga____Zn(填“＞”“＜”或“＝”)。 （3）GaX3的熔沸点如下表所示。 镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔点/℃ 77.75 122.3 211.5 沸点/℃ 201.2 279 346 ①100 ℃，GaCl3、GaBr3和GaI3呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是___________________________________________________________________________________。 ②GaF3的熔点约1 000 ℃，远高于GaCl3的熔点，原因是_______________________________ _______________________。 （4）镓配合物具有高的反应活性和良好的选择性。在药物领域得到广泛的关注。GaCl3与2－甲基8－羟基喹啉()在一定条件下反应可以得到一种喹啉类镓配合物(M)，其结构如图所示。2－甲基－8－羟基喹啉分子中碳原子的杂化轨道类型为__________；H、C、N的原子半径由大到小的顺序为__________________。 （5）GaN是制造LED的重要材料，被誉为“第三代半导体材料”。其晶体结构如图所示： ①在GaN晶体中，距离每个Ga原子最近的Ga原子有________个，N原子的配位数为________。 ②GaN的密度为____________g·cm－3。(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、c、NA的代数式表示) 18．（15分）（2024·江苏省泰州中学上学期一模）科幻电影《阿凡达》中外星人流的是蓝色的血液，其实血液的颜色主要是由血蛋白中含有的金属元素决定的，如含铁元素的为常见红色血液、含铜元素的为蓝色血液、含钒元素的为绿色血液等，铜、铁、钒在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题： （1）Fe在周期表中处于__________区；基态Cu原子的价层电子排布式为___________；基态Fe、V的核外未成对电子数之比为___________。 （2）V有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是________，V的第三电离能I3(V)小于Mn的第三电离能I3(Mn)，原因是____________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。 （3）CuSO4溶液常用作农业杀菌剂，溶液中存在[Cu(H2O)4]2＋。 ①该离子中存在的化学键有___________(填字母)。 A．共价键 B．离子键 C．氢键 D．范德华力 E．配位键 ②1 mol [Cu(H2O)4]2＋含有σ键的数目为___________。 ③向CuSO4溶液里加过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋，再向溶液中加入乙醇，可以析出深蓝色固体，要确定该固体是晶体还是非晶体，最科学方法是______________。 ④NF3与NH3的结构相似，二者键角大小关系为NF3_______(填“＞”或“＜”)NH3，理由是：_____________________________________________________________________________________。 （4）铁单质和氨气在640℃可发生置换反应；产物之一的晶胞结构如图所示(黑球代表Fe，白球代表N)。若该晶体的密度为ρ g·cm－3，则两个距离最近的Fe原子间的距离为___________nm(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。 19．（13分）（2025·江苏省徐州市期中）利用锰银矿(主要成分为MnO2、Ag和少量SiO2等杂质)制备硫酸锰和银。 （1）用蔗糖(C12H22O11)、水和浓硫酸浸取锰银矿，过滤得硫酸锰溶液和含银滤渣。 ①提高锰元素浸出率的措施_____________________________________(任写—条)。 ②蔗糖还原MnO2生成硫酸锰和CO2的化学方程式为__________________________。 ③其它条件相同，酸矿比0.33∶1，糖矿比0.04∶∶1时，酸浸过程中随着水矿比的增大，锰的浸出率如图所示： 水矿比大于2∶1时，锰的浸出率逐渐减小的原因为___________________________________。 （2）在空气中用NaCN溶液浸取含银滤渣，得到含[Ag(CN)2]－的浸出液，再用锌粉置换得银。 ①浸出反应的离子方程式：_______________________________________________________。 ②如图所示，pH小于10.5时，随pH的减小，银的浸出率降低的原因：_______________________ ___________________________________________________。 ③金属材料铜银合金的晶胞如图所示，该铜银合金的化学式是___________。 （3）“酸浸”所得溶液经一系列操作后得 MnSO4·H2O，煅烧 MnSO4·H2O生产锰氧体材料，剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。该曲线中B段所示物质的化学式为___________(写出计算过程)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$