题型12 物质结构与性质综合（题型专练）（天津专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型12 物质结构与性质综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 原子核外电子的排布 考向02 元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较【重难】 考向03 “两大理论”与微粒构型【重难】 考向04 分子性质与微粒作用 考向05 物质熔、沸点的比较 考向06 晶胞的相关计算【重难】 考向07 物质结构与性质综合题突破【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 “物质结构与性质综合” 是高考化学选考模块的压轴题型（部分地区为必考题），是连接 “微观结构” 与 “宏观性质” 的核心载体。该题型整合原子结构、分子结构、晶体结构三大核心板块，聚焦 “结构决定性质、性质反映结构” 的化学核心思想，是区分高分段学生的关键题型。 以具体物质（单质、化合物、配合物、晶体）为载体，通过 “原子结构→分子结构→晶体结构→物质性质” 的逻辑链，考查学生对微观结构的理解、化学用语的规范表达、数据的分析处理以及性质解释的综合能力。命题本质是 “多模块知识的融合应用”，强调 “证据推理与模型认知” 的化学核心素养。 考向01 原子核外电子的排布 【例1-1】（2022·天津·高考真题）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为 。 【答案】(1)(或) 【解析】（1）基态Na原子的价电子排布式为3s1，则价层电子轨道表示式为(或)；故答案为：(或)。 【例1-2】（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 。 【答案】(1) 3d104s1 Cu+ 【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越高，核外电子数越少，半径越小，故Cu+与Cu2+中半径较大的是Cu+，故答案为：3d104s1；Cu+； 基态原子的核外电子排布 (1)原子核外电子排布的“三规律” 能量最低原理 原子核外电子总是优先占有能量最低的原子轨道 泡利原理 每个原子轨道里，最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同 (2)基态原子核外电子排布的四种表示方法 表示方法 举例 电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1 价电子排布式 Fe：3d64s2 电子排布图(或轨道表示式) 【特别提醒】原子轨道处于全空、半充满、全充满状态更稳定。Cr、Cu的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2。　 【变式1-1】（25-26高三上·天津·月考）锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 (2)基态Ge原子的价层电子排布式为 。 【答案】(1)Ge(或锗) (2) 4s24p2 【解析】（1）同主族元素，从上至下，元素的第一电离能逐渐减小，锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)是第ⅣA族元素，原子序数依次增大，三种元素中，第一电离能最大的是锗(Ge)； （2）Ge是第四周期第ⅣA族元素，基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2。 【变式1-2】（25-26高三上·天津·阶段练习）金属及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题： (1)①基态铜原子中，其占据最高能层的符号是 。 ②锰、锝、铼位于同一副族且原子序数依次增大。类比锰，写出基态锝原子价层电子排布式 。 【答案】(1) N 【解析】（1）①Cu是29号元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态铜原子中核外电子占据最高能层是4s，符号是N； ②基态锰的价电子排布为3d54s2，基态锝原子、铼原子的核外电子排布特点相同，则基态锝原子的价电子排布为4d55s2； 考向02 元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较 【例2-1】（2024·天津·高考真题）锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 【答案】(1)(或锗) 【解析】（1）同主族元素，从上至下，元素的第一电离能逐渐减小，锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，三种元素中，第一电离能最大的是锗()； 【例2-2】（2025·天津·二模）碳族元素的单质及化合物在生产中有许多重要用途，请回答下列问题： (1)已知SiH4和Si3N4中硅元素均为+4价，则H、N、Si的电负性由大到小的顺序为 。 【答案】(1)N>H>Si 【解析】（1）SiH4和Si3N4中硅元素均为+4价，硅的电负性最弱，则电负性强弱顺序为N >H>Si； 1．元素第一电离能的递变性 (1)规律 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA 族的特殊性)；同主族元素自上而下，第一电离能逐渐减小。 (2)特殊情况 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。 (3)应用 ①判断元素金属性的强弱 电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。 ②判断元素的化合价 如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n。 2．元素电负性的递变性 (1)规律 同周期主族元素从左到右，电负性依次增大；同主族元素自上而下，电负性依次减小。 (2)应用 3．微粒半径的大小比较 【变式2-1】（2025·天津南开·一模）NaBH4是一种环境友好的固体储氢材料，其在酸性或者中性溶液中水解生成H2的化学方程式为 ∆H＜0。回答下列问题： (1)结合核外电子排布知识，解释B和Be第一电离能的大小关系： 。 【答案】(1)Be元素的第一电离能大于B元素。Be原子的价电子排布为2s2，2s轨道是稳定结构，B原子的价电子排布为2s22p1，容易失去一个电子达到2s2稳定结构 【解析】（1）Be原子的价电子排布为2s2，2s轨道是稳定结构，B原子的价电子排布为2s22p1，Be的第一电离能失去的电子是2s能级的，B的第一电离能失去的电子是2p能级的、容易失去一个电子达到2s2稳定结构，且2p能级的能量高于2s能级的能量，则第一电离能的大小关系：Be元素的第一电离能大于B元素。 【变式2-2】（2025·天津·一模）新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。 I．锂电池的电解液是目前研究的热点。 (1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。 ①元素、P、F中电负性最大的是 (填元素符号)。 ②基态F原子的价层电子轨道表示式为 。 【答案】(1) F 【解析】（1）①元素、P、F中，F是周期表中电负性最大的，所以电负性最大的是F； ②F的原子序数是9，所以基态F原子的价层电子轨道表示式为； 考向03 “两在理论”与微粒构型 【例3-1】（2025·天津·高考真题）硫是一种重要的非金属元素。 (1)基态S原子的价层电子的轨道表示式为 。H2S的VSEPR模型名称为 ，其空间结构为 。 【答案】(1) 四面体形 V形 【解析】（1） S是16号元素，基态S原子的价层电子排布式为3s23p4，轨道表示式为。H2S中S原子价电子对数为4，VSEPR模型名称为四面体形，S原子有2个孤电子对，其空间结构为V形。 【例3-2】（25-26高三上·天津·阶段练习）卤族元素相关物质在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： (1)的结构与类似，但是性质差异较大。 ①的VSEPR模型名称为 。 ②具有碱性(可与结合)而没有碱性，从N原子电性角度分析原因 。 【答案】(1) 四面体形 中F元素电负性强，使得N原子呈正电性，难与结合 【解析】（1）①中心原子的价层电子对数为，VSEPR模型名称为四面体形； ②NH3具有碱性(可与H+结合)而NF3没有碱性，原因是NF3中F元素电负性强，使得N原子呈正电性(δ+)，难与H+结合； 与分子结构有关的两种理论 (1)杂化轨道理论 ①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。 ②杂化轨道类型与分子立体构型的关系 杂化轨道类型 杂化轨道数目 分子立体构型 实例 sp 2 直线形 CO2、BeCl2、HgCl2 sp2 3 平面三角形 BF3、BCl3、CH2O V形 SO2、SnBr2 sp3 4 四面体形 CH4、CCl4、CH3Cl 三角锥形 NH3、PH3、NF3 V形 H2S、H2O 注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数。 (2)价层电子对互斥理论 ①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥，尽可能趋向彼此远离。 ②价层电子对数的计算 中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电子对数＋(a－xb) 其中a为中心原子的价电子数，x、b分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)。微粒为阳离子时，中心原子的价电子数要减去离子所带电荷数；微粒为阴离子时，中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数。如SO2中硫原子的孤电子对数为＝1；H3O＋中氧原子的孤电子对数为＝1；CO中碳原子的孤电子对数为＝0。 【特别提醒】在计算孤电子对数时，出现0.5或1.5，则把小数进位为整数，即1或2。如NO2的中心原子N的孤电子对数为＝0.5≈1，则价层电子对数为3，故VSEPR模型为平面三角形，分子立体构型为V形。 ③利用价层电子对互斥理论判断分子(或离子)立体构型 价层电子对数 孤电子对数 分子(或离子)立体构型 示例 2 0 CO2、BeCl2 3 0 BF3、SO3、CO 3 1 SO2 4 0 CH4、NH、SO、CCl4 4 1 NH3、PCl3、H3O＋ 4 2 H2O、H2S 【变式3-1】（25-26高三上·天津·阶段练习）通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。 (1)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整 ： (2)的空间结构为 。中N-H键是由氮原子的 轨道与氢原子的1s轨道重叠形成σ键。 【答案】(1) (2) 三角锥形 sp3杂化轨道 【解析】（1） 镁的原子序数为12，基态镁原子的核外电子排布式为，最外层为3s轨道，3s轨道有2个电子，且自旋方向相反，轨道表示式为：。 （2）NH3中N原子的价层电子对数为，有1对孤电子对，所以空间结构为三角锥形。NH3中N原子采取sp3杂化，N - H键是由氮原子的sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道重叠形成σ键。 【变式3-2】（2025·天津·二模）化学的发展支撑国家科技的进步。回答下列问题： (1)正硝酸钠()是一种重要的化工原料。阴离子的空间结构为 ，其中心原子杂化方式为 杂化。 【答案】(1) 正四面体形 sp3 【解析】（1）阴离子即中心原子N孤电子对数=（a为中心原子价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为与中心原子结合的原子所能接受的最多电子数），中心原子N周围的价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数=4+0=4，根据价层电子对互斥理论可知，其空间结构为正四面体形；根据上述计算，阴离子即中心原子N的价层电子对数为4，根据杂化轨道理论可知，其中心原子杂化方式为sp3杂化，故答案为：sp3； 考向04 分子性质与微粒作用 【例4-1】（25-26高三上·天津·期中）人体必需的一些元素在周期表中的分布情况如下： (1)SnI4熔点，沸点，不溶于冷水，可溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚及四氯化碳，解释其易溶于CCl4的原因 。 (2)能比较元素S和Cl非金属性强弱的事实是______（填序号）。 A．水溶液酸性： B．气态氢化物的稳定性： C．电负性： D．简单氢化物沸点： 【答案】(1)和均为非极性分子，根据相似相溶原理，易溶于 (2)BC 【解析】（1）SnI4的熔沸点较低，属于分子晶体，同时Sn与C为同族元素，含有4个价电子，则SnI4的价层电子对数为，没有孤电子对，因此SnI4的空间构型为正四面体形，属于非极性分子，CCl4也是非极性分子，根据相似相溶原理，SnI4易溶于CCl4； （2）A．元素的非金属性越强，则其最高价含氧酸的酸性越强，但其气态氢化物的酸性与非金属性无直接必然的联系，A不符合题意； B．元素非金属性与其气态氢化物稳定性一致，元素非金属性越强，其气态氢化物越不容易分解，B符合题意； C．元素电负性越强，说明其对电子的吸引能力越强，则其非金属性越强，C符合题意； D．简单氢化物的沸点与元素非金属性无关，应比较分子间作用力的大小，D不符合题意； 故选BC； 【例4-2】（25-26高三上·天津·月考）锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)四种晶体的熔点数据如表： 物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点℃ -183 -90 -127 >1000 CF4和SiF4熔点相差较小，BF3、AlF3熔点相差较大，原因是 。 (2)粗锡常由SnO2还原制得。将炭与SnO2混合，隔绝空气加热到1000℃，无明显反应；但通入空气，840℃时SnO2即可迅速转化为Sn，推断还原SnO2的物质是 。 【答案】(1)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大 (2)CO(或一氧化碳) 【解析】（1）CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。 （2）粗锡常由SnO2还原制得，将炭与SnO2混合，隔绝空气加热到1000℃，无明显反应，说明C不能还原SnO2，但通入空气，使炭不完全燃烧，生成CO，840℃时SnO2即可迅速转化为Sn，由此推断还原SnO2的物质是CO。 （1）分子构型与分子极性的关系 （2）溶解性 “相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂；若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。 （3）无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。 （4）范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 作用粒子 分子或原子(稀有气体) 氢、氟、氮、氧原子(分子内、分子间) 原子 特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键＞氢键＞范德华力 影响强度 的因素 ①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大 ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于A—H…B—， A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大 ①影响分子的稳定性 ②共价键键能越大，分子稳定性越强 【变式4-1】（25-26高三上·天津·期中）人体必需的一些元素在周期表中的分布情况如下： (1)SnI4熔点，沸点，不溶于冷水，可溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚及四氯化碳，解释其易溶于CCl4的原因 。 (2)能比较元素S和Cl非金属性强弱的事实是______（填序号）。 A．水溶液酸性： B．气态氢化物的稳定性： C．电负性： D．简单氢化物沸点： 【答案】(1)和均为非极性分子，根据相似相溶原理，易溶于 (2)BC 【解析】（1）SnI4的熔沸点较低，属于分子晶体，同时Sn与C为同族元素，含有4个价电子，则SnI4的价层电子对数为，没有孤电子对，因此SnI4的空间构型为正四面体形，属于非极性分子，CCl4也是非极性分子，根据相似相溶原理，SnI4易溶于CCl4； （2）A．元素的非金属性越强，则其最高价含氧酸的酸性越强，但其气态氢化物的酸性与非金属性无直接必然的联系，A不符合题意； B．元素非金属性与其气态氢化物稳定性一致，元素非金属性越强，其气态氢化物越不容易分解，B符合题意； C．元素电负性越强，说明其对电子的吸引能力越强，则其非金属性越强，C符合题意； D．简单氢化物的沸点与元素非金属性无关，应比较分子间作用力的大小，D不符合题意； 故选BC； 【变式4-2】（25-26高三上·天津北辰·阶段练习）利用所学化学知识，回答下列问题： (1)N元素及其化合物在生产生活中有重要用途。 ①下列关于N的化合物说法正确的是 。 A．熔点：        B．共价键的极性： C．沸点：        D．键角 ②在水溶液中以的形式存在。向含的水溶液中加入过量氨水可生成更稳定的，试分析更稳定的原因是 。 【答案】(1) CD 中的N原子更易提供孤电子对与形成配位键，配合力更强，更稳定 2 【解析】（1）①A．二者均为共价晶体，根据C、Si的原子半径推知C—N键的键能比Si—N键的键能大，故熔点：，A错误； B．元素的电负性差值越大，共价键的极性就越强，电负性B<N<Cl，故共价键的极性：，B错误； C．存在分子间氢键，沸点高，故沸点：，C正确； D．中N周围有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用，因的配体不含有孤电子对，故键角：，D正确； 故选CD。 ②向含的溶液中加入过量氨水，由于N元素的电负性比O元素小，中的N原子更易提供孤电子对与形成配位键的配合能力更强，因此可生成更稳定的； 考向05 物质熔、沸点的比较 【例5-1】（2025·天津武清·模拟预测）金属及其化合物在生产生活中有重要应用。 (1)醋酸铜氨溶液(含 等)净化合成氨原料气(含和少量CO)的过程中发生反应：。 ①H-N-H键角： (填“>”、“<”或“=”)。 ②解释CO沸点高于N2 的原因： 。 【答案】(1) ＜ 二者均为分子晶体，相对分子质量相同，为极性分子，为非极性分子，因此沸点高于 【解析】（1）①与均为杂化，空间构型均为四面体形，但由于中存在孤对电子对成键电子的排斥，因此，导致中的键角小于中的键角； ②与均为分子晶体，二者相对分子质量相同，但为极性分子，为非极性分子，因此沸点高于； 【例5-2】（25-26高三上·天津北辰·阶段练习）利用所学化学知识，回答下列问题： (1)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 ①和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。分子的VSEPR模型名称是 。 ②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 -34 29 143 【答案】(1) 平面三角形 属于离子晶体，、、属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体组成结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高 【解析】（1）①分子中心原子Sn的价层电子对数为：，则VSEPR模型名称是平面三角形； ②由表格可知：沸点，其原因为：属于离子晶体，、、属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体组成结构相似，相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高。 物质熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔、沸点高，反之则低。 ①离子晶体：离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则其熔、沸点越高。 ②分子晶体：对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔、沸点越高。 ③原子晶体：键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。 (3)常温常压下状态：①熔点：固态物质>液态物质；②沸点：液态物质>气态物质。 【变式5-1】（24-25高三上·天津河东·期末）位置相邻的短周期元素常具有相似的电子结构、化学键特征和几何构型。 (1)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是___________ A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN) 【答案】(1)B 【解析】（1）金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si－Si＞Si－C＞B－N＞C－C，所以熔点最低的为单晶硅，故选B； 【变式5-2】（2025·天津滨海新·三模）氮族元素、氧族元素可以形成许多结构和性质特殊的物质，请回答下列问题： (1)已知：+H2O，类比SO3与CH3OH反应生成液态酯 (一元强酸)，其熔沸点 H2SO4(填“>”或“<”)，写出该产物与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式 。 【答案】(1) ＜ +H++2OH-CH3OH+H2O+ 【解析】（1） 根据硫酸的结构简式可推知液态酯CH3OSO3H的结构简式为：，故H2SO4分子周围形成氢键数目比液态酯CH3OSO3H周围形成的氢键多，则其熔沸点＜H2SO4，根据酯的水解反应可知，该产物即CH3OSO3H与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为：+H++2OH-CH3OH+H2O+，故答案为：＜；+H++2OH-CH3OH+H2O+； 考向06 晶胞的相关计算 【例6-1】（2025·天津河西·三模）镍()及其化合物广泛应用于电池、电镀和催化剂等领域。 (1)某立方晶系的()合金用途广泛，下图为该合金的晶胞结构图：与最邻近的原子数为 。 【答案】(1)12 【解析】（1）由图，与最邻近的原子在同层、上下层各4个，则共12个。 【例6-2】（2025·天津北辰·三模）“五金”一词最早出现在东汉时期，包含金、银、铜、铁、锡(Sn)，到了现代金属制品出现在生活的各个角落，人们也就将用金属制成的所有产品都统称为五金。 (1)普鲁士蓝俗称铁蓝，结构如图甲所示 未画出)，平均每两个立方体中含有一个 该晶体的化学式为 。 【答案】(1)KFe2(CN)6 【解析】（1）已知平均每两个立方体中含有一个 一个立方体中，Fe位于顶点，则Fe的个数为，位于棱心，则的个数为，、Fe、的个数比为1:2:6，则该晶体的化学式为KFe2(CN)6 (1)晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)晶胞质量 晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。 (3)晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 (4)空间利用率 空间利用率＝。 (5)计算晶体中微粒间距离的方法 【变式6-1】（2025·天津红桥·二模）KCN易溶于水，水溶液呈碱性，虽有剧毒，却因其较强的配位能力被广泛使用，如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。 (1)如下图为KCN的晶胞示意图。 与距离最近且等距的个数是 ；已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，该晶胞的边长为 。(已知：) 【答案】(1) 12 【解析】（1）与CN-距离最近且等距的CN-个数是=12；该晶胞中K+的个数为1+12×=4、CN-的个数为8×+6×=4，相当于含有4个“KCN”，ρ===，则晶胞边长=cm=×107nm=nm，故答案为：12；； 【变式6-2】（24-25高三下·天津·阶段练习）元素周期表中氮族、氧族元素在医药、催化、材料等领域均有着广泛应用，回答下列问题。 (1)氮与锂形成的一种晶体的平面层LixN部分结构如图甲所示，其中Li排列类似石墨层中的C，N处于六元环的中心，则x= 。 (2)已知：Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图乙所示。 ①该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。 ②晶胞的部分参数如图乙所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b和NA的式子表示，列式即可)。 【答案】(1)2 (2) LiFe2Se2 4 【解析】（1）在平面层LixN中，Li排列类似石墨层中的C，N处于六元环的中心，由均摊法可得，每个六元环中N的个数为1，则Li的个数为，则x=2； （2）①根据晶胞结构，Li原子位于体心和顶点，个数为；Fe原子位于面上，个数为；Se原子位于晶胞内和棱上，个数为，所以化学式为LiFe2Se2；距离Se原子最近的Fe原子的个数为4； ②晶胞体积，晶胞质量，根据，晶体密度。 考向07 物质结构与性质综合题突破 【例7-1】（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅰ．CO2与苯的分子结构 (1)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为 ，苯是 (填“极性”或“非极性”)分子。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为 (填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的 (填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是 (填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是 极，电极反应式为 ； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将 (填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为 。 【答案】(1) sp 非极性 (2)a (3)相等 (4)acd (5) 阴 降低 K+ 【解析】（1）CO2分子中碳原子的中心原子价层电子对数为=2，故杂化轨道类型为sp；苯分子的空间构型是平面正六边形，分子结构对称，为非极性分子，故答案为sp；非极性。 （2）活化能越低，反应速率越快，相同时间内反应物的转化率越高，无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol，所以有光照条件下反应速率更快，对应的转化率曲线为a，故答案为a。 （3）反应的焓变只与反应物与生成物的总能量有关，与反应历程无关，所以有、无光照条件下，两种反应历程的相等，故答案为相等。 （4）a．分离出甲醇，即减小生成物浓度，平衡正向移动，a符合题意； b．恒温恒容条件下充入稀有气体，各反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，b不符合题意； c．增加H2量，即增大反应物浓度，平衡正向移动，c符合题意；     d．该反应的，降低温度，平衡正向移动，d符合题意； 故答案选acd。 （5）①由图可知，电极a上转化为，碳元素化合价降低，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，故答案为阴极；。 ②由图可知，电极b上转化为，碳元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，电极反应式为， 反应过程中消耗，溶液的pH降低，故答案为降低。 ③电解过程中，阳离子向阴极（电极a）移动，左侧溶液中有，所以通过阳离子交换膜的离子为，故答案为。 【例7-2】（25-26高三上·天津·阶段练习）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。 (1)基态钛原子的价电子排布式为 。 (2)钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成 Ti(NO3)4，球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是 ，试写出该反应的方程式 。 (3)钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ．设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为 g。 (4)工业盐酸因含有[FeCl4]- 而呈亮黄色，在高浓度Cl-的条件下[FeCl4]- 才是稳定存在的。 ①[FeCl4]- 的中心离子是 ，配体是 ；其中的化学键称为 。 ②取4mL工业盐酸于试管中，逐滴滴加AgNO3饱和溶液，至过量，预计观察到的现象有 ，由此可知在高浓度Cl-的条件下[FeCl4]- 才是稳定存在的。 【答案】(1)3d24s2 (2) 8 Ti+8HNO3(浓) Ti(NO3)4+4NO2↑+4H2O (3) (4) Fe3+ Cl- 配位键 白色沉淀、亮黄色逐渐变浅至褪去 【解析】（1）Ti是22号元素，基态钛原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2，则价电子排布式为3d24s2。 （2）根据Ti(NO3)4的球棍结构图示可知Ti的配位数是8；钛与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成Ti(NO3)4，还生成NO2和H2O，反应的化学方程式为：Ti+8HNO3(浓) Ti(NO3)4+4NO2↑+4H2O。 （3）在一个晶胞中含有Ca数目是1，含有Ti数目为8×=1，含有的O数目为12×=3，则一个晶胞中含有1个CaTiO3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为g。 （4）①四氯合铁离子中具有空轨道的铁离子为配离子的中心离子，具有孤对电子的氯离子是配体，中心离子铁离子与配体氯离子形成配位键。 ②亮黄色的工业盐酸中存在如下平衡：[FeCl4]-⇌Fe3++4Cl-，向盐酸中逐滴滴加硝酸银饱和溶液至过量时，溶液中氯离子与滴入的银离子反应生成氯化银白色沉淀，溶液中的氯离子浓度减少，络合平衡向右移动，四氯合铁离子的浓度减小，溶液的亮黄色逐渐变浅说明在高浓度氯离子的条件下四氯合铁离子才是稳定存在的。 1．题型剖析 “物质结构与性质”综合题，重点考查考生对基础知识的掌握情况，要求考生掌握原子的核外电子的运动状态、排布原理及元素的某些性质，能从化学键角度认识分子的结构、性质，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题；能运用价层电子对互斥理论和晶体模型解释和推测简单分子或离子的空间结构及常见晶体的晶胞结构及类型，揭示现象的规律和本质。 2．“六个”命题点 (1)基本化学用语：书写1～36号元素原子及简单离子的基态核外电子排布式(或外围电子排布式)；电子式或结构式的书写(有的需要找相似的等电子体结构去模仿)。 (2)元素周期表、元素周期律：主族元素的电负性和电离能的变化规律，特别注意一些元素的反常现象。 (3)化学键及分子间作用力：σ键或π键的数目；键参数；氢键；范德华力。 (4)分子结构与性质：分子立体构型的判断；中心原子杂化类型的判断；等电子体的寻找和等电子原理的应用。 (5)配合物组成结构：配合物化学式的书写；配合物结构示意图的表示；配合物中化学键种类的判断。 (6)晶体结构和性质的考查：晶胞中微粒数目的计算，晶体熔、沸点比较(分子晶体往往受到氢键的影响)。 3．“三种”呈现形式 (1)以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。 (2)以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质分别独立或侧重考查原子结构、分子结构和晶体结构。 (3)以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。 【变式7-1】（25-26高三上·天津滨海新·开学考试）过渡金属元素铬()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．电子能量较高，总是在比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 。第一电离能大小关系：N O。 (3)已知氮的另一种氢化物可以发生如下反应，，其中的原子杂化方式为 ；比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。 (4)某含铬化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。 【答案】(1)AC (2) N、O、Cl 6 > (3) < 有孤电子对，孤电子对对成键电子排斥力大，键角变小 (4) 分子晶体 【解析】（1）A．基态Cr原子核外有24个电子，电子排布式为，价电子排布式为，轨道处于半充满状态，体系总能量低，A正确； B．电子层是距离原子核由近到远排列的，则多电子原子中电子离核的平均距离4s＞3s，离原子核越远，层数越大，能量越高，4s电子在 4s区域出现的几率多，但不总是在比3s电子离核更远的区域运动，B错误； C．金属元素金属性越强，电负性越小，对键合原子吸引力小，与铬相比钾的金属性较强，即铬的电负性比钾强且对键合原子吸引力较大，C正确； 故答案选AC。 （2） 配体原子提供孤对电子与中心的金属离子形成配位键，配位化合物中提供电子对形成配位键的原子是：N、O、Cl；中心离子与两个、两个和一个，共六个，配位数为6；N原子最高能级电子半满，故第一电离能大小关系：N>O。 （3）的原子连有3条键和一对孤电子对，杂化方式为；与杂化类型相同，有一对孤电子对，没有故键角更小。 （4）根据晶胞结构可知晶胞面心和顶点处的原子团是一样的，均为；根据结构可判断为分子晶体。 【变式7-2】（2025·天津武清·二模）Co、Ni是两种重要的金属元素。回答下列问题： (1)Co在周期表中的位置为 ，其基态原子核外电子共有 种空间运动状态。 (2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为，则CoO晶体的密度为 ；两种元素二价氧化物的晶胞类型相同，熔点CoO NiO(填写“>”“<”“=”)。 (3)Fe、Co、Ni能与反应，其中Co和为Ni均生产二氯化物，由此推断和的氧化性由强到弱的顺序为 ，与盐酸反应有黄绿色气体生成，写出反应的离子方程式： 。 (4)镍易形成配合物，的结构如图甲所示。 ①Ni(CO)4的熔点为，沸点为，则其晶体类型是 ，其分子中σ键与π键数目之比为 。 ②常压下羰基化法精炼镍的原理：。时，该反应的平衡常数，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至制得高纯镍。下列判断错误的是 A．增加，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．该反应达到平衡时， C．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃ D．第二阶段，分解率较低 【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 15 (2) < (3) CoCl3>Cl2>FeCl3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O (4) 分子晶体 1：1 AD 【解析】（1）钴是27号元素，在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族；Co元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，s轨道、p轨道、d轨道的数目分别为1、3、5，1s、2s、3s、4s共4种空间运动状态；2p、3p共6种空间运动状态；3d共5种空间运动状态；共有15种空间运动状态 （2）根据晶胞结构，O2－占据了面心和顶点，面心的O2－被2个晶胞所共有，顶点被8个晶胞所共有，则该晶体中有个O2－；Co2＋占据了棱心和体心，棱心的Co2＋被4个晶胞所共有，体心的Co2＋被此晶胞所独有，Co2＋含有，该晶胞含有4个CoO， 。熔点和离子键的强弱有关，离子的半径越小，离子键越强，离子半径r(Co2＋)＞r(Ni2＋)，形成的离子键依次增强，熔点依次升高，则熔点CoO <NiO。 （3）Fe、Co、Ni能与Cl2反应，其中Co和为Ni均生成二氯化物，根据铁和氯气反应生成FeCl3，氧化剂的氧化性大于氧化产物氧化性，Cl2为氧化剂，FeCl3为还原产物，因此氧化性：Cl2>FeCl3，氯气与Co和Ni均生成二氯化物，说明氯气的氧化性比CoCl3弱，由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3，Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成，发生氧化还原反应生成Cl2、CoCl2、H2O，其离子方程式：2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O。 （4）①Ni(CO)4的熔点为-19.3℃，沸点为43℃，则其晶体类型是分子晶体；在Ni(CO)4分子中，中心Ni原子与4个配位体的CO中的C原子以配位键（σ键）结合，配位键属于σ键；在配位体CO中C原子与O原子之间含有1个σ键和2个π键，所以Ni(CO)4分子中含有8个σ键和8个π键，故分子中σ键与π键数目之比为1：1； ②A．平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，所以增加c(CO)，虽然平衡正向移动，但反应的平衡常数不变，故A错误； B．反应的速率之比等于气体的化学计量数之比，所以平衡时有4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，故B正确； C．Ni(CO)4的沸点为43 ℃，则第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，应选50 ℃，故C正确； D．加热至230 ℃制得高纯镍，该反应的平衡常数，可知第二阶段Ni(CO)4分解率较大，故D错误； 故选：AD。 1．（2025·天津·二模）工业上利用钛与铁可以制造多种新型合金材料，广泛用于航空、船舶、医疗、储能领域。 (1)基态核外价电子排布式为 。 (2)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂，其化学式为。 ①的电子式是 ；中含σ键数目为 （用表示阿伏加德罗常数的值）。 ②该配合物中存在的作用力类型有 （填字母）。 A．金属键    B．离子键    C．共价键 D．配位键    E．氢键    F．范德华力 (3)研究表明用作光催化剂可将HCN、CO、等氧化为。下列说法正确的是______（选填序号）。 A．HCN、均为直线型分子，但分子极性不同 B．C、N、O的第一电离能依次增大 C．沸点比低得多，主要是因为分子间作用力较小。 D．C、N、O的电负性依次增大 (4)某含结晶水的亚铁盐的结构片段如图所示（球与球之间的短线代表单键或双键）。该结晶水合物的化学式为 。 (5)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如图所示。该晶体中，和周围 个相紧邻；若该晶胞的边长为apm，则晶胞的密度为 （设为阿伏加德罗常数）。 【答案】(1)3d5 (2) BCD (3)AD (4) (5) 12 【解析】（1）铁是26号元素，Fe3+的基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d5；价电子排布式为3d5； （2）①中存在碳氮三键，电子式是；配位键是σ键，1个中存在1个σ键，中含σ键数目为； ②和之间是离子键，与之间是配位键，中存在共价键，不存在金属键、氢键、范德华力等作用力，故选BCD； （3）A．、中碳都是sp杂化，空间结构都是直线型，其中是极性分子，是非极性分子，A正确； B．同周期从左到右，第一电离能呈增大趋势，其中N元素的2p为半满的稳定结构，第一电离能比O大，B错误； C．可形成分子间氢键，沸点较高，则沸点比低得多，主要是因为可形成分子间氢键，C错误； C．同周期从左到右，非金属性增强，电负性增大，故C、N、O的电负性依次增大，D正确； 故选AD； （4）由给出的结构片段可辨识为含草酸根的亚铁盐并含结晶水，该结晶水合物的化学式为； （5）由晶胞结构图可知，体心为Ca2＋，面心为O2－，该晶体中每个顶点Ti4＋与面心的O2－相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，晶体中，Ti4＋和周围紧相邻O2－数目为3×=12，该晶体中，Ti4+和周围12个O2-相紧邻；如图晶胞中Ti4＋为8×=1，Ca2＋为1，O2－为6×=3，晶胞的边长为apm，密度ρ=。 2．（2025·天津宝坻·二模）铜氨溶液含有，具有溶解纤维素的性能，在溶解纤维素后所得溶液中再加酸时纤维素又可以沉淀析出，利用这种性质来制造人造丝。用硫酸铜溶液和氨水反应可以制得铜氨溶液。 (1)溶液呈蓝色是因为含有水合铜离子中含共价键个数为 ；基态Cu原子核外电子排布式为 。 (2)制备铜氨溶液。 向溶液中加入少量氨水，得到浅蓝色的碱式硫酸铜的沉淀；若继续加入氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的含的铜氨溶液。 ①比较键角： (填“大于”“小于”或“等于”)。 ②该实验中，与结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)与结合能力，解释原因： 。 ③经实验发现：金属铜与氨水和过氧化氢的混合溶液反应也可得到。金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，反应的离子方应程式为 。 (3)某种铜的氯化物晶胞形状为立方体，结构如图所示。已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为。则该晶胞的边长为 cm(列出计算式)。 【答案】(1) 12NA (2) 小于 大于 负性：O＞N，O对孤对电子吸引力更强，因此与形成的配位键极性比与形成的配位键要强，更易断裂 (3) 【解析】（1）配位键也属于共价键，中含有两个共价键，则中含有的共价键个数是；基态Cu原子核外电子排布式为：； （2）①NH3价层电子对数为4，有1个孤电子对，为sp3杂化，价层电子对数为4，没有孤电子对，为sp3杂化，由于孤电子对对键合电子对的排斥力比键合电子对之间的排斥力大，因此的键角更大； ②电负性：O＞N，因此与形成的配位键极性比与形成的配位键要强，更易断裂，即与的结合能力更强； ③过氧化氢作氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行，反应的离子方程式为：； （3）由均摊法可知，1个晶胞中Cu数目为，Cl数目为4，晶胞的质量为：，晶胞的边长为：。 3．（2025·天津·二模）2024年12月，中国第六代战斗机试飞震惊世界，凸显了我国空战技术的快速进步。请回答下列问题： (1)我国早期战斗机主要采用铝合金。Al在元素周期表中的位置是 ，比较第一电离能：Al Mg(填“>”“<”或“=”)。 (2)战斗机和航母可以形成航空母舰战斗群，航母上配备垂直起降战斗机的甲板需要钛合金制作铆钉。Ti的价层电子排布图为 ，在浓的的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为，则该配离子的化学式为 。 (3)钛镍合金可用于战斗机的油压系统，该合金溶于热的硫酸生成，其中阴离子的立体构型为 。一种钛镍合金的立方晶胞结构如图所示，若晶胞的边长为apm，则晶胞的密度为 ；(用含a、的代数式表示)。 (4)铼(Re)合金主要用于战斗机高效能喷射引擎。铼易形成高配位数的化合物如，该配合物中 (填元素符号)提供孤对电子与铼成键。铼在化合物中价态较多，主要以+7、+6、+4和+2最为常见，写出工业上利用氢气高温还原高铼酸铵制取金属铼的化学方程式： 。 【答案】(1) 第三周期第ⅢA族 < (2) (3) 正四面体 (4) C 【解析】（1）Al原子序数为13，其位置为第三周期第ⅢA族，同周期中，第一电离能从左到右呈增大趋势，但第ⅡA大于ⅢA； （2） Ti的原子序数是22，价层电子排布图为，晶体的配位数为6，该晶体中两种配体的物质的量之比为，则该配离子中含有1个和5个，其化学式为； （3），阴离子的价层电子对数为，其空间结构为正四面体形，根据钛镍合金的立方晶胞结构得到Ti的个数为，的个数为，若晶胞的边长为apm，则晶胞的密度为； （4）C的电负性比O小，C原子提供孤电子对的倾向更大，更易形成配位键，在高温下被还原为Re，铵盐高温下会分解生成，则化学方程式为。 4．（2025·天津和平·二模）铝、铁等的配合物在自然界中广泛存在，的配位数可以是1~6个，请回答下列问题： (1)基态铝原子价层电子排布式为 。 (2)在178℃升华，是 晶体，键角为 。 (3)在900℃时，氯化铝蒸气以二聚分子形式存在，分子中所有原子均满足8电子稳定结构，是由于两分子间形成了 键，其结构式可表示为，二聚分子中心原子采取 杂化，将其溶于水，破坏了 键。 (4)溶液与溶液反应，与不仅能以1：3的个数比配合，还能以其它个数比配合。请按要求填空： ①若所得和的配合物中，主要是与以个数比1：1配合所得离子显红色；该离子的离子符号是 。 ②若与以个数比1：5配合，则与在水溶液中发生的化学方程式可以表示为 。 (5)金属羰基配合物的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18，则 ，分子中含有 键。 【答案】(1) (2) 分子 (3) 配位键 Al-Cl (4) (5) 5 10 【解析】（1）铝是13号元素，其核外电子排布式为，主族元素价层电子是指最外层电子，所以基态铝原子价层电子排布式为。 （2）在升华，熔沸点较低，符合分子晶体的特点，所以是分子晶体。中Al原子价层电子对数为，且没有孤电子对，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为平面三角形，键角为。 （3）在时，氯化铝蒸气以二聚分子()形式存在，分子中所有原子均满足8电子稳定结构，是由于两分子间形成了配位键。Al原子最外层有3个电子，与3个Cl原子形成共价键后，还有一个空轨道，另一个Cl原子提供孤电子对形成配位键。其结构式如题目所给。二聚分子()中Al原子形成 4 个键，所以中心原子采取杂化。将其溶于水，Al-Cl键（包括共价键和配位键）被破坏。 （4）①已知与以个数比1:1配合，带3个正电荷，带1个负电荷，根据电荷守恒，形成的离子带2个正电荷，所以该离子的离子符号是。 ②与以个数比1:5配合，在溶液中电离出和，在溶液中电离出和，根据原子守恒和电荷守恒，反应的化学方程式为。 （5）Fe是26号元素，其价电子排布式为，价电子数为8。CO作为配体，每个CO分子提供2个电子形成配位键。已知中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18，设n为CO的个数，则8+2n=18，可得n=5。在分子中，Fe与CO之间形成5个配位键（属于键），每个CO分子中含有1个键，所以1个分子中含有5+5=10个键，那么1mol分子中含有10mol键。 5．（2025·天津和平·三模）钒（23V）广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题： (1)钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子排布式为 。 (2)常用作转化为的催化剂。分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为 （填图中字母），该分子中含有 个σ键。 (3)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。 (4)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。 (5)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池，已知放电时V2+发生氧化反应，电池原理（电解液中含H2SO4）如图： ①a是 （填“正极”或“负极”）。 ②该蓄电池反应方程式为 （标出“充电”“放电”方向）。 【答案】(1) 第四周期VB族 3d34s2 (2) 3 V形 sp2杂化 sp3杂化 a 12 (3) 4 2 (4) 正四面体形 NaVO3 (5) 正极 V2+++2H+ VO2++V3++H2O 【解析】（1）由题干信息可知，V是23号元素，其核外电子排布式为：[Ar]3d34s2，故钒在元素周期表中的位置为第四周期VB族，其价层电子排布式为3d34s2，故答案为：第四周期VB族；3d34s2； （2）SO2分子中S原子价层电子对数是2+(6-2×2)=3对，根据价层电子对互斥理论可知，其分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子周围的价层电子对数为：3+(6-3×2)=3，根据杂化轨道理论可知，S的杂化轨道类型为sp2；由题干SO3的三聚体环状结构图可知，该结构中S原子周围形成4个σ键，没有孤电子对，即价层电子对数为4，该S原子的杂化轨道类型为sp3；根据S原子最外层上有6个电子可知，该结构中a将为S=O键，b键为S-O键，已知相同原子形成双键比单键更短，故S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为a，已知单键均为σ键，双键是1个σ键和1个π键，故该分子中含有12个σ键，故答案为：3；V形；sp2杂化；sp3杂化；a；12； （3）由题干钒的某种氧化物的晶胞结构图可知，根据均摊法可计算，晶胞中实际拥有的阴即O2-个数为：=4、阳离子个数为：=2，故答案为：4；2； （4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子即中心原子V周围的价层电子对数为：4+(5+3-4×2)=4，没有孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知，该阴离子的立体构型为正四面体形；由题干偏钒酸钠中阴离子无限链状结构图可知，每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价，则形成的化合物化学式为NaVO3，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3，故答案为：正四面体形；NaVO3； （5）①由题干信息可知，放电时V2+发生氧化反应，即放电时b电极发生氧化反应，即b为负极，电极反应为：V2+-e-=V3+，则a为正极，发生还原反应，电极反应为：+2e-+2H+=VO2++H2O，故答案为：正极； ②由①分析可知，该蓄电池反应方程式为V2+++2H+ VO2++V3++H2O，故答案为：V2+++2H+ VO2++V3++H2O。 6．（24-25高三上·天津西青·期末）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 ；基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种。 (2)俗称电石，该化合物中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，硅原子的杂化轨道类型为 ，所含元素电负性由大到小的顺序为 。(已知：中硅元素为+4价) (4)锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是 。 (5)结晶型PbS(摩尔质量为Mg/mol)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 8 (2)AC (3) 杂化 (4)共价键 (5) 6 【解析】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为ns2np2，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；基态硅原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，空间运动状态有1+1+3+1+2=8种； （2）CaC2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，该化合物中存在的化学键类型为离子键和非极性共价键，选AC； （3）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sp3；含C、Si、H三种元素，同族元素由上至下电负性减小，电负性C>Si，中硅元素为-4价,中硅元素为+4价，故电负性大小：C>H>Si； （4）Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键； （5）由晶胞结构图可知，黑球代表的原子共有，白球代表的原子有；以顶点的原子为对象，其周围距离最近的原子位于与之相邻的棱上，共有=6，故Pb的配位数为6；晶胞质量为，晶胞体积为，则密度为。 7．（24-25高三上·天津红桥·期末）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。 (1)的电子式是 。 (2)以为氢源合成氨。根据下图所示的能量转换关系，回答问题。 ①、合成的热化学方程式为 。 ②N的价电子层 d轨道(填“有”或“没有”)，一般来说，N不能形成5个共价键。 (3)以为氢源合成氨。 ①只能与电离能小的ⅠA族、ⅡA族的金属形成离子型氮化物。比较Mg原子和Ca原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。 ②将置于中能释放出反应的化学方程式 。 (4)以为氢源合成氨。以熔融的为电解质，在电解池中实现氨的合成。总反应为。 ①阴极反应：。基态价层电子轨道表示式为 。 ②阳极的电极反应是 。 【答案】(1) (2)   kJ·mol⁻1 没有 (3) Mg原子和Ca原子同属第ⅡA族元素，Ca原子半径大于Mg原子，容易失去电子，所以第一电离能小 (4) 【解析】（1） 是共价化合物，其电子式是； （2）①反应热=反应物总键能-生成物总键能，结合图像可得、合成的热化学方程式为： kJ·mol⁻1； ②N的价层电子排布式为2s22p3，即价电子层没有d轨道，一般来说，N不能形成5个共价键； （3）①Mg原子的第一电离能大于Ca原子，从原子结构的角度说明理由：Mg原子和Ca原子同属第ⅡA族元素，Ca原子半径大于Mg原子，容易失去电子，所以第一电离能小； ②将置于中能释放出，同时生成，反应的化学方程式是：； （4） ①氮是7号元素，基态价层电子轨道表示式为； ②总反应为：，即阳极上被氧化生成C，则阳极的电极反应是：。 8．（2025·天津红桥·三模）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： (1)Mn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)（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，则原子采取的轨道杂化方式为 。 (3)结晶型PbS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）。 (4)可作转化为的催化剂（见下图）。FDCA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) 正四面体 (3) 6 (或) (4)FDCA可以形成更多的氢键 【解析】（1）Mn的原子序数为25，基态Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，位于元素周期表第四周期ⅦB族；Mn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1s22s22p63s23p63d54s1，有6个未成对电子； （2）中B的价层电子对数为4+(3+1-4×1)=4，为sp3杂化；咪唑环存在大π键，结构为平面形，N原子形成3个σ键，杂化方式为sp2； （3）由PbS晶胞结构图可知，一个晶胞中白球个数为，黑球个数为，故该晶胞中有4个Pb和4个S，距离每个Pb原子周围最近的S原子数均为6，因此Pb的配位数为6；设NA为阿伏加德罗常数的值，则NA个晶胞的质量为4×(207+32)g，NA个晶胞的体积为，因此该晶体密度为(或) （4）FDCA分子中存在2个羧基，使得FDCA存在分子间氢键数目多于HMF，从而导致FDCA熔点远大于HMF。 9．（2025·天津河西·三模）2024年，南开大学袁明鉴团队通过“外延异质结界面应力操控”策略，解决了其量子点的稳定性问题，研发出高效率、高稳定性的纯红光钙钛矿LED，为超高清显示技术提供关键技术支撑。其中钙钛矿典型晶胞结构如图1所示。新型钙钛矿的立方晶胞结构通过离子灵活替代和晶格调控，展现出卓越的性能多样性。其中一种典型结构的立方晶胞如图2所示。根据已知信息回答下列问题： (1)基态Ti原子的价层电子排布式为 ，钙、钛、氧的电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。 (2)图1晶胞密度为 g/cm3。(该晶胞棱长为apm) (3)用一个离子方程式证明氯元素的非金属性比碘元素强 。 (4)图2中与Cs+等距离的I-个数为 个。 (5)为提高材料稳定性，常在表面包覆SiO2层，SiO2的晶体类型为 ，中心原子Si的杂化类型是 。 (6)最新研究表明，该钙钛矿材料合成过程中常涉及原料配比、溶剂选择条件的优化。写出碘化铯与碘化铅在DMF溶剂中，30-80℃低温反应生成该材料的化学方程式 。 【答案】(1) 3d24s2 O>Ti>Ca (2) (3)Cl2+2I-=I2+2Cl- (4)12 (5) 共价晶体 sp3 (6)CsI+PbI2CsPbI3 【解析】（1）已知Ti是22号元素，根据能级构造原理可知，基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2，根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大可知，Ti的电负性强于Ca，且非金属的电负性强于金属，故钙、钛、氧的电负性由大到小的顺序是O＞Ti＞Ca，故答案为：3d24s2；O＞Ti＞Ca； （2）由题干图1晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Ca为=1，Ti为1，O为=3，则一个晶胞的质量为：g，该晶胞棱长为apm，则一个晶胞的体积为：(a×10-10cm)3，故图1晶胞密度为=g/cm3=g/cm3，故答案为：； （3）已知非金属单质的氧化性与其非金属性一致，且氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，故用一个离子方程式：Cl2+2I-=I2+2Cl-即可知证明氯元素的非金属性比碘元素强，故答案为：Cl2+2I-=I2+2Cl-； （4）由题干图2所示晶胞可知，Cs+位于晶胞的顶点，I-为6个面心，故图2中与Cs+等距离的I-个数为12个，故答案为：12； （5）为提高材料稳定性，常在表面包覆SiO2层，SiO2具有空间网状结构，很高的熔沸点，则SiO2的晶体类型为共价晶体，每个Si与周围4个O形成4个共价键，即其价层电子对数为4，则中心原子Si的杂化类型是sp3杂化，故答案为：共价晶体；sp3； （6）由题干图2晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Cs+为=1，Pb2+为1，I-为=3，即该材料的化学式为：CsPbI3，则碘化绝与碘化铅在DMF溶剂中，30-80℃低温反应生成该材料即的化学方程式为：CsI+PbI2CsPbI3，故答案为：CsI+PbI2CsPbI3。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型12 物质结构与性质综合 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 原子核外电子的排布 考向02 元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较【重难】 考向03 “两大理论”与微粒构型【重难】 考向04 分子性质与微粒作用 考向05 物质熔、沸点的比较 考向06 晶胞的相关计算【重难】 考向07 物质结构与性质综合题突破【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 “物质结构与性质综合” 是高考化学选考模块的压轴题型（部分地区为必考题），是连接 “微观结构” 与 “宏观性质” 的核心载体。该题型整合原子结构、分子结构、晶体结构三大核心板块，聚焦 “结构决定性质、性质反映结构” 的化学核心思想，是区分高分段学生的关键题型。 以具体物质（单质、化合物、配合物、晶体）为载体，通过 “原子结构→分子结构→晶体结构→物质性质” 的逻辑链，考查学生对微观结构的理解、化学用语的规范表达、数据的分析处理以及性质解释的综合能力。命题本质是 “多模块知识的融合应用”，强调 “证据推理与模型认知” 的化学核心素养。 考向01 原子核外电子的排布 【例1-1】（2022·天津·高考真题）金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题： (1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为 。 【例1-2】（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 。 基态原子的核外电子排布 (1)原子核外电子排布的“三规律” 能量最低原理 原子核外电子总是优先占有能量最低的原子轨道 泡利原理 每个原子轨道里，最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同 (2)基态原子核外电子排布的四种表示方法 表示方法 举例 电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1 价电子排布式 Fe：3d64s2 电子排布图(或轨道表示式) 【特别提醒】原子轨道处于全空、半充满、全充满状态更稳定。Cr、Cu的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2。　 【变式1-1】（25-26高三上·天津·月考）锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 (2)基态Ge原子的价层电子排布式为 。 【变式1-2】（25-26高三上·天津·阶段练习）金属及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题： (1)①基态铜原子中，其占据最高能层的符号是 。 ②锰、锝、铼位于同一副族且原子序数依次增大。类比锰，写出基态锝原子价层电子排布式 。 考向02 元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较 【例2-1】（2024·天津·高考真题）锗()、锡()和铅()是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)三种元素中，第一电离能最大的是 。 【例2-2】（2025·天津·二模）碳族元素的单质及化合物在生产中有许多重要用途，请回答下列问题： (1)已知SiH4和Si3N4中硅元素均为+4价，则H、N、Si的电负性由大到小的顺序为 。 1．元素第一电离能的递变性 (1)规律 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA 族的特殊性)；同主族元素自上而下，第一电离能逐渐减小。 (2)特殊情况 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。 (3)应用 ①判断元素金属性的强弱 电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。 ②判断元素的化合价 如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n。 2．元素电负性的递变性 (1)规律 同周期主族元素从左到右，电负性依次增大；同主族元素自上而下，电负性依次减小。 (2)应用 3．微粒半径的大小比较 【变式2-1】（2025·天津南开·一模）NaBH4是一种环境友好的固体储氢材料，其在酸性或者中性溶液中水解生成H2的化学方程式为 ∆H＜0。回答下列问题： (1)结合核外电子排布知识，解释B和Be第一电离能的大小关系： 。 【变式2-2】（2025·天津·一模）新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。 I．锂电池的电解液是目前研究的热点。 (1)锂电池的电解液可采用溶有的碳酸酯类有机溶液。 ①元素、P、F中电负性最大的是 (填元素符号)。 ②基态F原子的价层电子轨道表示式为 。 考向03 “两在理论”与微粒构型 【例3-1】（2025·天津·高考真题）硫是一种重要的非金属元素。 (1)基态S原子的价层电子的轨道表示式为 。H2S的VSEPR模型名称为 ，其空间结构为 。 【例3-2】（25-26高三上·天津·阶段练习）卤族元素相关物质在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： (1)的结构与类似，但是性质差异较大。 ①的VSEPR模型名称为 。 ②具有碱性(可与结合)而没有碱性，从N原子电性角度分析原因 。 与分子结构有关的两种理论 (1)杂化轨道理论 ①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。 ②杂化轨道类型与分子立体构型的关系 杂化轨道类型 杂化轨道数目 分子立体构型 实例 sp 2 直线形 CO2、BeCl2、HgCl2 sp2 3 平面三角形 BF3、BCl3、CH2O V形 SO2、SnBr2 sp3 4 四面体形 CH4、CCl4、CH3Cl 三角锥形 NH3、PH3、NF3 V形 H2S、H2O 注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数。 (2)价层电子对互斥理论 ①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥，尽可能趋向彼此远离。 ②价层电子对数的计算 中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电子对数＋(a－xb) 其中a为中心原子的价电子数，x、b分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)。微粒为阳离子时，中心原子的价电子数要减去离子所带电荷数；微粒为阴离子时，中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数。如SO2中硫原子的孤电子对数为＝1；H3O＋中氧原子的孤电子对数为＝1；CO中碳原子的孤电子对数为＝0。 【特别提醒】在计算孤电子对数时，出现0.5或1.5，则把小数进位为整数，即1或2。如NO2的中心原子N的孤电子对数为＝0.5≈1，则价层电子对数为3，故VSEPR模型为平面三角形，分子立体构型为V形。 ③利用价层电子对互斥理论判断分子(或离子)立体构型 价层电子对数 孤电子对数 分子(或离子)立体构型 示例 2 0 CO2、BeCl2 3 0 BF3、SO3、CO 3 1 SO2 4 0 CH4、NH、SO、CCl4 4 1 NH3、PCl3、H3O＋ 4 2 H2O、H2S 【变式3-1】（25-26高三上·天津·阶段练习）通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。 (1)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整 ： (2)的空间结构为 。中N-H键是由氮原子的 轨道与氢原子的1s轨道重叠形成σ键。 【变式3-2】（2025·天津·二模）化学的发展支撑国家科技的进步。回答下列问题： (1)正硝酸钠()是一种重要的化工原料。阴离子的空间结构为 ，其中心原子杂化方式为 杂化。 考向04 分子性质与微粒作用 【例4-1】（25-26高三上·天津·期中）人体必需的一些元素在周期表中的分布情况如下： (1)SnI4熔点，沸点，不溶于冷水，可溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚及四氯化碳，解释其易溶于CCl4的原因 。 (2)能比较元素S和Cl非金属性强弱的事实是______（填序号）。 A．水溶液酸性： B．气态氢化物的稳定性： C．电负性： D．简单氢化物沸点： 【例4-2】（25-26高三上·天津·月考）锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)是第ⅣA族元素，原子序数依次增大。 (1)四种晶体的熔点数据如表： 物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点℃ -183 -90 -127 >1000 CF4和SiF4熔点相差较小，BF3、AlF3熔点相差较大，原因是 。 (2)粗锡常由SnO2还原制得。将炭与SnO2混合，隔绝空气加热到1000℃，无明显反应；但通入空气，840℃时SnO2即可迅速转化为Sn，推断还原SnO2的物质是 。 （1）分子构型与分子极性的关系 （2）溶解性 “相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂；若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。 （3）无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。 （4）范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 作用粒子 分子或原子(稀有气体) 氢、氟、氮、氧原子(分子内、分子间) 原子 特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键＞氢键＞范德华力 影响强度 的因素 ①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大 ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于A—H…B—， A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性 质的影响 ①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大 ①影响分子的稳定性 ②共价键键能越大，分子稳定性越强 【变式4-1】（25-26高三上·天津·期中）人体必需的一些元素在周期表中的分布情况如下： (1)SnI4熔点，沸点，不溶于冷水，可溶于乙醇、苯、氯仿、乙醚及四氯化碳，解释其易溶于CCl4的原因 。 (2)能比较元素S和Cl非金属性强弱的事实是______（填序号）。 A．水溶液酸性： B．气态氢化物的稳定性： C．电负性： D．简单氢化物沸点： 【变式4-2】（25-26高三上·天津北辰·阶段练习）利用所学化学知识，回答下列问题： (1)N元素及其化合物在生产生活中有重要用途。 ①下列关于N的化合物说法正确的是 。 A．熔点：        B．共价键的极性： C．沸点：        D．键角 ②在水溶液中以的形式存在。向含的水溶液中加入过量氨水可生成更稳定的，试分析更稳定的原因是 。 考向05 物质熔、沸点的比较 【例5-1】（2025·天津武清·模拟预测）金属及其化合物在生产生活中有重要应用。 (1)醋酸铜氨溶液(含 等)净化合成氨原料气(含和少量CO)的过程中发生反应：。 ①H-N-H键角： (填“>”、“<”或“=”)。 ②解释CO沸点高于N2 的原因： 。 【例5-2】（25-26高三上·天津北辰·阶段练习）利用所学化学知识，回答下列问题： (1)锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 ①和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。分子的VSEPR模型名称是 。 ②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 -34 29 143 物质熔、沸点的比较 (1)不同类型晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔、沸点高，反之则低。 ①离子晶体：离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则其熔、沸点越高。 ②分子晶体：对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔、沸点越高。 ③原子晶体：键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。 (3)常温常压下状态：①熔点：固态物质>液态物质；②沸点：液态物质>气态物质。 【变式5-1】（24-25高三上·天津河东·期末）位置相邻的短周期元素常具有相似的电子结构、化学键特征和几何构型。 (1)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是___________ A．金刚石(C) B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN) 【变式5-2】（2025·天津滨海新·三模）氮族元素、氧族元素可以形成许多结构和性质特殊的物质，请回答下列问题： (1)已知：+H2O，类比SO3与CH3OH反应生成液态酯 (一元强酸)，其熔沸点 H2SO4(填“>”或“<”)，写出该产物与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式 。 考向06 晶胞的相关计算 【例6-1】（2025·天津河西·三模）镍()及其化合物广泛应用于电池、电镀和催化剂等领域。 (1)某立方晶系的()合金用途广泛，下图为该合金的晶胞结构图：与最邻近的原子数为 。 【例6-2】（2025·天津北辰·三模）“五金”一词最早出现在东汉时期，包含金、银、铜、铁、锡(Sn)，到了现代金属制品出现在生活的各个角落，人们也就将用金属制成的所有产品都统称为五金。 (1)普鲁士蓝俗称铁蓝，结构如图甲所示 未画出)，平均每两个立方体中含有一个 该晶体的化学式为 。 (1)晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 (2)晶胞质量 晶胞质量＝晶胞占有的微粒的质量＝晶胞占有的微粒数×。 (3)晶体密度 以一个晶胞为研究对象，根据m＝ρ·V，其一般的计算规律和公式可表示为：×n＝ρ×a3，其中M为晶体的摩尔质量，n为晶胞所占有的粒子数，NA为阿伏加德罗常数，ρ为晶体密度，a为晶胞参数。 (4)空间利用率 空间利用率＝。 (5)计算晶体中微粒间距离的方法 【变式6-1】（2025·天津红桥·二模）KCN易溶于水，水溶液呈碱性，虽有剧毒，却因其较强的配位能力被广泛使用，如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。 (1)如下图为KCN的晶胞示意图。 与距离最近且等距的个数是 ；已知该晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，该晶胞的边长为 。(已知：) 【变式6-2】（24-25高三下·天津·阶段练习）元素周期表中氮族、氧族元素在医药、催化、材料等领域均有着广泛应用，回答下列问题。 (1)氮与锂形成的一种晶体的平面层LixN部分结构如图甲所示，其中Li排列类似石墨层中的C，N处于六元环的中心，则x= 。 (2)已知：Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图乙所示。 ①该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。 ②晶胞的部分参数如图乙所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b和NA的式子表示，列式即可)。 考向07 物质结构与性质综合题突破 【例7-1】（2025·天津·高考真题）以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。 Ⅰ．CO2与苯的分子结构 (1)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为 ，苯是 (填“极性”或“非极性”)分子。 Ⅱ．苯的催化氧化 Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，苯的转化率随时间的变化曲线。 (2)光照条件下，对应的转化率曲线为 (填“a”或“b”)。 (3)有、无光照条件下，两种反应历程的 (填“相等”或“不等”)。 Ⅲ．CO2的转化 (4)CO2与H2反应可以合成甲醇：。一定温度下，等物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是 (填序号)。 a.分离出甲醇    b.充入稀有气体    c.增加H2量    d.降低温度 (5)一定条件下，以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐，其装置原理如图。 ①电极a是 极，电极反应式为 ； ②电解过程中，电极b一侧的溶液pH将 (填“升高”“不变”或“降低”)； ③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为 。 【例7-2】（25-26高三上·天津·阶段练习）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。 (1)基态钛原子的价电子排布式为 。 (2)钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应，生成 Ti(NO3)4，球棍结构如图Ⅰ，Ti的配位数是 ，试写出该反应的方程式 。 (3)钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图Ⅱ．设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为 g。 (4)工业盐酸因含有[FeCl4]- 而呈亮黄色，在高浓度Cl-的条件下[FeCl4]- 才是稳定存在的。 ①[FeCl4]- 的中心离子是 ，配体是 ；其中的化学键称为 。 ②取4mL工业盐酸于试管中，逐滴滴加AgNO3饱和溶液，至过量，预计观察到的现象有 ，由此可知在高浓度Cl-的条件下[FeCl4]- 才是稳定存在的。 1．题型剖析 “物质结构与性质”综合题，重点考查考生对基础知识的掌握情况，要求考生掌握原子的核外电子的运动状态、排布原理及元素的某些性质，能从化学键角度认识分子的结构、性质，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题；能运用价层电子对互斥理论和晶体模型解释和推测简单分子或离子的空间结构及常见晶体的晶胞结构及类型，揭示现象的规律和本质。 2．“六个”命题点 (1)基本化学用语：书写1～36号元素原子及简单离子的基态核外电子排布式(或外围电子排布式)；电子式或结构式的书写(有的需要找相似的等电子体结构去模仿)。 (2)元素周期表、元素周期律：主族元素的电负性和电离能的变化规律，特别注意一些元素的反常现象。 (3)化学键及分子间作用力：σ键或π键的数目；键参数；氢键；范德华力。 (4)分子结构与性质：分子立体构型的判断；中心原子杂化类型的判断；等电子体的寻找和等电子原理的应用。 (5)配合物组成结构：配合物化学式的书写；配合物结构示意图的表示；配合物中化学键种类的判断。 (6)晶体结构和性质的考查：晶胞中微粒数目的计算，晶体熔、沸点比较(分子晶体往往受到氢键的影响)。 3．“三种”呈现形式 (1)以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。 (2)以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质分别独立或侧重考查原子结构、分子结构和晶体结构。 (3)以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。 【变式7-1】（25-26高三上·天津滨海新·开学考试）过渡金属元素铬()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．电子能量较高，总是在比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 。第一电离能大小关系：N O。 (3)已知氮的另一种氢化物可以发生如下反应，，其中的原子杂化方式为 ；比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。 (4)某含铬化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。 【变式7-2】（2025·天津武清·二模）Co、Ni是两种重要的金属元素。回答下列问题： (1)Co在周期表中的位置为 ，其基态原子核外电子共有 种空间运动状态。 (2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为，则CoO晶体的密度为 ；两种元素二价氧化物的晶胞类型相同，熔点CoO NiO(填写“>”“<”“=”)。 (3)Fe、Co、Ni能与反应，其中Co和为Ni均生产二氯化物，由此推断和的氧化性由强到弱的顺序为 ，与盐酸反应有黄绿色气体生成，写出反应的离子方程式： 。 (4)镍易形成配合物，的结构如图甲所示。 ①Ni(CO)4的熔点为，沸点为，则其晶体类型是 ，其分子中σ键与π键数目之比为 。 ②常压下羰基化法精炼镍的原理：。时，该反应的平衡常数，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至制得高纯镍。下列判断错误的是 A．增加，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．该反应达到平衡时， C．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃ D．第二阶段，分解率较低 1．（2025·天津·二模）工业上利用钛与铁可以制造多种新型合金材料，广泛用于航空、船舶、医疗、储能领域。 (1)基态核外价电子排布式为 。 (2)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂，其化学式为。 ①的电子式是 ；中含σ键数目为 （用表示阿伏加德罗常数的值）。 ②该配合物中存在的作用力类型有 （填字母）。 A．金属键    B．离子键    C．共价键 D．配位键    E．氢键    F．范德华力 (3)研究表明用作光催化剂可将HCN、CO、等氧化为。下列说法正确的是______（选填序号）。 A．HCN、均为直线型分子，但分子极性不同 B．C、N、O的第一电离能依次增大 C．沸点比低得多，主要是因为分子间作用力较小。 D．C、N、O的电负性依次增大 (4)某含结晶水的亚铁盐的结构片段如图所示（球与球之间的短线代表单键或双键）。该结晶水合物的化学式为 。 (5)Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如图所示。该晶体中，和周围 个相紧邻；若该晶胞的边长为apm，则晶胞的密度为 （设为阿伏加德罗常数）。 2．（2025·天津宝坻·二模）铜氨溶液含有，具有溶解纤维素的性能，在溶解纤维素后所得溶液中再加酸时纤维素又可以沉淀析出，利用这种性质来制造人造丝。用硫酸铜溶液和氨水反应可以制得铜氨溶液。 (1)溶液呈蓝色是因为含有水合铜离子中含共价键个数为 ；基态Cu原子核外电子排布式为 。 (2)制备铜氨溶液。 向溶液中加入少量氨水，得到浅蓝色的碱式硫酸铜的沉淀；若继续加入氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的含的铜氨溶液。 ①比较键角： (填“大于”“小于”或“等于”)。 ②该实验中，与结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)与结合能力，解释原因： 。 ③经实验发现：金属铜与氨水和过氧化氢的混合溶液反应也可得到。金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，反应的离子方应程式为 。 (3)某种铜的氯化物晶胞形状为立方体，结构如图所示。已知该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为。则该晶胞的边长为 cm(列出计算式)。 3．（2025·天津·二模）2024年12月，中国第六代战斗机试飞震惊世界，凸显了我国空战技术的快速进步。请回答下列问题： (1)我国早期战斗机主要采用铝合金。Al在元素周期表中的位置是 ，比较第一电离能：Al Mg(填“>”“<”或“=”)。 (2)战斗机和航母可以形成航空母舰战斗群，航母上配备垂直起降战斗机的甲板需要钛合金制作铆钉。Ti的价层电子排布图为 ，在浓的的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为，则该配离子的化学式为 。 (3)钛镍合金可用于战斗机的油压系统，该合金溶于热的硫酸生成，其中阴离子的立体构型为 。一种钛镍合金的立方晶胞结构如图所示，若晶胞的边长为apm，则晶胞的密度为 ；(用含a、的代数式表示)。 (4)铼(Re)合金主要用于战斗机高效能喷射引擎。铼易形成高配位数的化合物如，该配合物中 (填元素符号)提供孤对电子与铼成键。铼在化合物中价态较多，主要以+7、+6、+4和+2最为常见，写出工业上利用氢气高温还原高铼酸铵制取金属铼的化学方程式： 。 4．（2025·天津和平·二模）铝、铁等的配合物在自然界中广泛存在，的配位数可以是1~6个，请回答下列问题： (1)基态铝原子价层电子排布式为 。 (2)在178℃升华，是 晶体，键角为 。 (3)在900℃时，氯化铝蒸气以二聚分子形式存在，分子中所有原子均满足8电子稳定结构，是由于两分子间形成了 键，其结构式可表示为，二聚分子中心原子采取 杂化，将其溶于水，破坏了 键。 (4)溶液与溶液反应，与不仅能以1：3的个数比配合，还能以其它个数比配合。请按要求填空： ①若所得和的配合物中，主要是与以个数比1：1配合所得离子显红色；该离子的离子符号是 。 ②若与以个数比1：5配合，则与在水溶液中发生的化学方程式可以表示为 。 (5)金属羰基配合物的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和为18，则 ，分子中含有 键。 5．（2025·天津和平·三模）钒（23V）广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题： (1)钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子排布式为 。 (2)常用作转化为的催化剂。分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S—O键长由两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为 （填图中字母），该分子中含有 个σ键。 (3)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为 、 。 (4)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。 (5)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池，已知放电时V2+发生氧化反应，电池原理（电解液中含H2SO4）如图： ①a是 （填“正极”或“负极”）。 ②该蓄电池反应方程式为 （标出“充电”“放电”方向）。 6．（24-25高三上·天津西青·期末）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 ；基态硅原子核外电子的空间运动状态有 种。 (2)俗称电石，该化合物中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，硅原子的杂化轨道类型为 ，所含元素电负性由大到小的顺序为 。(已知：中硅元素为+4价) (4)锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是 。 (5)结晶型PbS(摩尔质量为Mg/mol)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)。 7．（24-25高三上·天津红桥·期末）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。 (1)的电子式是 。 (2)以为氢源合成氨。根据下图所示的能量转换关系，回答问题。 ①、合成的热化学方程式为 。 ②N的价电子层 d轨道(填“有”或“没有”)，一般来说，N不能形成5个共价键。 (3)以为氢源合成氨。 ①只能与电离能小的ⅠA族、ⅡA族的金属形成离子型氮化物。比较Mg原子和Ca原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。 ②将置于中能释放出反应的化学方程式 。 (4)以为氢源合成氨。以熔融的为电解质，在电解池中实现氨的合成。总反应为。 ①阴极反应：。基态价层电子轨道表示式为 。 ②阳极的电极反应是 。 8．（2025·天津红桥·三模）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： (1)Mn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)（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，则原子采取的轨道杂化方式为 。 (3)结晶型PbS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）。 (4)可作转化为的催化剂（见下图）。FDCA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 。 9．（2025·天津河西·三模）2024年，南开大学袁明鉴团队通过“外延异质结界面应力操控”策略，解决了其量子点的稳定性问题，研发出高效率、高稳定性的纯红光钙钛矿LED，为超高清显示技术提供关键技术支撑。其中钙钛矿典型晶胞结构如图1所示。新型钙钛矿的立方晶胞结构通过离子灵活替代和晶格调控，展现出卓越的性能多样性。其中一种典型结构的立方晶胞如图2所示。根据已知信息回答下列问题： (1)基态Ti原子的价层电子排布式为 ，钙、钛、氧的电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。 (2)图1晶胞密度为 g/cm3。(该晶胞棱长为apm) (3)用一个离子方程式证明氯元素的非金属性比碘元素强 。 (4)图2中与Cs+等距离的I-个数为 个。 (5)为提高材料稳定性，常在表面包覆SiO2层，SiO2的晶体类型为 ，中心原子Si的杂化类型是 。 (6)最新研究表明，该钙钛矿材料合成过程中常涉及原料配比、溶剂选择条件的优化。写出碘化铯与碘化铅在DMF溶剂中，30-80℃低温反应生成该材料的化学方程式 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $