专题01 物质结构与性质综合题（大题专练，逐空突破）（山东专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

专题01 物质结构与性质综合题 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 物质结构与性质综合题一直是山东高考卷的必考题型，而且是作为主观题的第一道题，其考点覆盖了原子、分子和晶体结构与性质各大板块。突出考查核外电子排布式、轨道表示式、空间构型、分子性质的比较与原因解释、配合物的结构分析、晶胞分析与计算等。2026年考向预计主干知识的考查依旧：一是核外电子排布式的书写与应用；二是用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构，中心原子的杂化方式，发展证据推理与模型认知能力；三是元素电负性，氢键对物质结构和性质的影响，提升辩证思维能力；四是晶胞的结构分析与计算依然是考查的重点。 热点·设问·拆解 热点设问01：原子核外电子排布的应用 2025年山东卷16（1） 2024年山东卷16（1） 2022年山东卷16（1） 热点设问02 ：电离能、电负性、杂化理论的应用 2025年山东卷16（2） 2024年山东卷16（3） 2023年山东卷16（2） 热点设问03 ：晶胞结构的分析与计算 2025年山东卷16（3） 2024年山东卷16（2） 2023年山东卷16（3） 热点设问01 原子核外电子排布的应用 析典例·明思路 1．（1）（2025·山东卷）单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： 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）（2024·山东卷）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： 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)。 研考点·通技法 原子核外电子排布式的书写与应用 1.电子排布式书写：按1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d能级顺序填充，牢记 Cr（3d54s1）、Cu（3d104s1）洪德特例；书写时 3d 置于 4s 前，区分电子排布式、价电子排布式，最后核对电子总数与原子序数，规避漏写、错写能级的错误。 2.未成对电子数速判：优先用价电子排布式法，未充满能级的轨道数为 m、电子数为 n，n≤m 时未成对电子数为 n，n>m 时为 2m-n；也可画电子排布图，数单独占据轨道的箭头数。 3.元素推断技法：用 “稀有气体锚点法”，用元素原子序数减邻近稀有气体原子序数，正数则为下一周期、族序数等于差值；负数则同周期，族序数 = 8-|差值|；结合全满/半满/全空的电子排布特征，快速锁定元素。 4.性质关联解题技法：紧扣 “位-构-性” 逻辑，主族元素最高正价=族序数（O、F 除外）、最低负价=族序数- 8；牢记 ⅡA、ⅤA 族电离能大于同周期相邻元素的特例，由电子排布直接推导金属性、电负性强弱。 破类题·提能力 1.（2026·山东枣庄·一模）锰基材料凭借其多元特性，在功能材料、催化储氢等领域应用广泛。回答下列问题： Mn在元素周期表中的位置为______，的价电子排布图为______。 2．（2026·山东青岛·一模）我国科学家设计合成的环金属化铂(Ⅱ)配合物在抗癌方面有望成为顺铂替代品，克服其耐药性缺点。回答下列问题： (1)基态Pt原子的价电子排布式为，Pt在元素周期表中的位置为_______。与基态Pt原子未成对电子数相同的第四周期元素有_______(填元素符号)。 3．（2026·山东潍坊·一模）Co、Mn、Cr的尖晶石氧化物具有优异的热稳定性和吸光性能。回答下列问题： 基态Cr原子的价层电子排布式为___________，基态Cr原子中未成对电子数比基态Co原子多___________个。 热点设问02 电离能、电负性、杂化理论的应用 析典例·明思路 （1）（2025·山东卷）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)。 （2）（2024·山东卷）(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 。 研考点·通技法 “四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型 （1）根据杂化轨道的空间结构判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。 （2）根据杂化轨道之间的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28'，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。 （3）根据中心原子的价层电子对数判断 ①若中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化。 ②若中心原子的价层电子对数为3，是sp2杂化。 ③若中心原子的价层电子对数为2，是sp杂化。 （4）根据分子或离子中有无π键及π键数目（价层电子对数大于2）判断 如在有机物中C原子成键时，若没有形成π键为sp3杂化，形成1个π键为sp2杂化，形成2个π键为sp杂化。 破类题·提能力 1.（2026·山东青岛·一模）一种平面形环金属化铂(Ⅱ)配合物阳离子结构如图。 ①该阳离子的配体中，配位原子为_______。 ②该阳离子是否存在顺反异构_______(填“是”或“否”)，Pt的杂化方式为_______(填标号)。 A．sp杂化    B．杂化    C．杂化    D．杂化 ③基态C和基态N的第三电离能_______(填“>”“=”或“<”)。 2.（2026·山东济宁·一模）Zn单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： 三联吡啶锌叠氮配合物如图所示： ①配合物中主族元素的电负性由大到小的顺序为___________。 ②配体中心原子杂化方式___________，配体三联吡啶易溶于乙醇的原因___________。 3.（2026·山东·模拟预测）过渡金属元素及其化合物应用广泛，请回答下列问题： (1)配合物Fe(CO)5易溶于CCl4，该配合物分子的空间构型为_______。 (2)邻二氮菲(phen，)可用于检验Fe2+，其组成元素电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)，实验表明，邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9，请解释原因_______。 (3)逐级电离能：I3(Mn)>I3(Fe)，可能的原因是_______。 热点设问03 晶胞结构的分析与计算 析典例·明思路 （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： 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)。 研考点·通技法 晶胞的相关计算 1.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，即晶胞特征参数，简称晶胞参数，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ。 2.晶胞的相关计算 （1）密度的计算 ρ＝（a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量）。 （2）微粒间距离的计算 【提醒】 （1）立方体晶胞中微粒间距离关系（a为棱长，刚性球体半径为r）：面心立方堆积4r＝a，体心立方堆积4r＝a。 （2）单位间的换算 1 pm＝10－10 cm，1 nm＝10－7 cm。 破类题·提能力 1. （2026·山东·模拟预测）在金属Al中加入微小晶粒，可使铝材硬度增大，的六方晶胞结构如图。已知1号Cu原子位于晶胞内部，设为阿伏加德罗常数的值。 ①2号Cu原子位于六方晶胞的___________(填“面上”或“内部”)。 ②该晶体的密度为___________。、 2.（2026·山东枣庄·一模）活性氮物质能用于合成多种高附加值含氮化合物，其晶胞形状为长方体，结构如图。 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。图中m处的分数坐标为(为m处到底面的垂直距离)，则n处的分数坐标为___________；该晶体的密度___________(表示阿伏加德罗常数的值，用含a、b、的代数式表示)。 刷模拟 1.（2026·山东济南·一模）2025年诺贝尔化学奖颁给了在“金属有机框架（MOFs）领域”做出奠基性贡献的三位科学家。某种MOFs由、和金属离子自组装形成，具有催化活性，其结构如图所示。回答下列问题： (1)基态Ti、V、Cr、Mn原子中，第二电离能最大的是______；Zn元素属于周期表中的______区元素，其基态原子核外电子占据最高能层的符号是______。 (2)该MOFs中，所带电荷量______，的空间构型为______；该MOFs中存在______（填标号）。 A．配位键    B．金属键    C．键    D．氢键 (3)的四方晶胞如图甲所示。当中脱出部分O原子，形成，结构示意图如图乙所示，则______；原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置，根据晶胞“无隙并置”的特性，脱氧后的晶胞中，A的原子分数坐标为，则B的原子分数坐标为______。 2.（2026·山东·模拟预测）Fe和硒(Se)都是人体必需的微量元素、Mg是常量元素，三者在医药、催化、材料等领域都有广泛应用，回答下列问题： (1)下列状态的Fe原子或离子再失去1个电子时，所需能量由高到低排第二的是______(填标号)。 a．       b．       c．      d． (2)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构简式如下： ①该新药分子中有______种不同化学环境的C原子。 ②键角：______(填“>”、“=”、“<”)。 ③C、N、O第二电离能由大到小的顺序为______。 (3)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分子中键与键的数目比为______。 ②离子键成分百分数FeO______FeS(填“>”、“=”、“<”)。 (4)一种硼镁化合物具有超导性能，其晶体结构、晶胞沿z轴的投影图如下所示(晶胞参数为a nm、c nm)，B的配位数为______，晶胞密度为______。 3．（2026·山东济宁·一模）Zn单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)Zn在元素周期表中的位置为___________，同周期元素中，基态原子未成对电子数最多的元素的价层电子轨道表示式___________。 (2)三联吡啶锌叠氮配合物如图所示： ①配合物中主族元素的电负性由大到小的顺序为___________。 ②配体中心原子杂化方式___________，配体三联吡啶易溶于乙醇的原因___________。 (3)ZnF2晶胞结构及其在xy面投影如图所示： (II)的分数坐标___________，II、III两离子之间的距离为___________nm，Zn2+(I)周围的构成的空间结构___________。 4.（2026·山东·模拟预测）过渡金属元素及其化合物应用广泛，请回答下列问题： (1)在元素周期表中Ni位于_______区，基态Ni原子核外电子有_______种空间运动状态。 (2)配合物Fe(CO)5易溶于CCl4，该配合物分子的空间构型为_______。 (3)邻二氮菲(phen，)可用于检验Fe2+，其组成元素电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)，实验表明，邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9，请解释原因_______。 (4)逐级电离能：I3(Mn)>I3(Fe)，可能的原因是_______。 (5)一种铁基超导化合物的晶胞结构如图。已知晶胞参数为apm、apm、2apm，a=β=γ=90°，化合物的摩尔质量为M g·mol-1，若NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为_______g·cm-3(用代数式表示)。该晶胞中，1号Fe原子的分数坐标为，3号In原子的分数坐标为，则2号S原子的分数坐标为_______。 5．（2026·山东淄博·一模）Co及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，Co位于第___________周期___________族，基态Co与基态Mn原子中未成对电子数之比为___________。 (2)双核钴配离子结构如图甲所示。已知三氮唑环结构()存在大π键。 ①Co的化合价为___________，1 mol该配离子中通过螯合作用形成的配位键有___________mol。 ②a、b处N原子形成大π键时p轨道能提供1对电子的是___________(填标号)。该配离子中N的杂化方式有___________种。 ③三氮唑()的沸点显著高于吡啶()的主要原因是___________。 (3)钴钐化合物可用作稀土永磁材料，其六方晶胞如图乙所示，A、B点原子的分数坐标分别为，。则___________；截面MNQP单位面积含有的Co原子为___________个。 6．（2026山东部分重点中学高三月考）砷及其化合物具有重要作用。回答下列问题： (1)As原子的简化电子排布式为___________。As、Se、Te这三种元素第一电离能由大到小的顺序为___________。 (2)的VSEPR模型为___________，的键角比的___________(填“大”“小”或“相等”)，的沸点比低的主要原因为___________。 (3)砷化硼的立方晶胞结构如图。 ①若晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________。 ②AA′C′C截面中，单位面积含有的As原子为___________个/。 7．（2026·山东日照·一模）2025年诺贝尔化学奖聚焦金属有机框架的研究，在气体吸附、催化、医疗、环境等领域应用广泛。回答下列问题： (1)第4周期中，与基态Zn原子未成对电子数相同的元素有______种。 (2)2-甲基咪唑的结构简式为，五元环上所有原子共平面。 ①H、C、N三种元素中，电负性最大的为______(填元素符号)。 ②2-甲基咪唑中碳原子的杂化方式为______。 ③已知：氮原子的电子云密度越高，结合质子的能力越强，碱性越强；甲基为推电子基团。判断碱性强弱：咪唑()______2-甲基咪唑(填“”“”或“”)。 (3)金属有机框架材料ZIF-8由与2-甲基咪唑离子组成的配合物，如下左图为其晶体结构，右图为其立方晶胞(省略C、H原子及部分成键结构)，晶胞参数为。 ①与其周围紧邻的氮原子形成的空间构型为______，晶胞俯视投影图中的位置正确的是______(填标号)。 A．    B．    C． ②设阿伏加德罗常数的值为，配合物的摩尔质量为，则晶体密度______(用含、、的代数式表示)。 8．（2026·山东聊城·一模）氮族元素具有多样的成键能力，能够形成大量不同类型的化合物。回答下列问题：(1)甘氨酸()与硫酸铜在一定条件下可以生成顺式有机铜配合物[]，可用作铜补充剂及配位化学研究。 (1)该配合物中第一电离能最大的元素是___________(填元素名称)，中心离子配位数为4，配位原子为___________(填元素符号)，中心离子的杂化方式为___________(填标号)。 A．      B．dsp       C．       D． (2)非金属卤化物中心原子具有和价层空轨道时可发生亲核水解；中心原子有孤电子对时，孤电子对进攻的可发生亲电水解。下列既能发生亲核水解也能发生亲电水解的是___________(填标号)。 A． B． C． D． (3)南开大学某课题组成功合成了无机二茂铁类似物。环状是芳香性配体，中的大键应表示为___________(分子中的大键可用符号表示，其中m代表形成大键的原子数，n代表形成大键的电子数) (4)超强酸“魔酸”是五氟化锑()和氟磺酸()的混合物，五氟化锑中F—Sb—F键的键角的度数有___________种。 (5)GaAs的立方晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示。 ①图甲中，与As原子距离最近且相等的As原子有___________个；若表示阿伏加德罗常数的值，最近的两个Ga原子间距离为xnm，则该晶体的密度为___________ 。 ②图乙中，a、b的分数坐标分别为和，则c点As的分数坐标为___________。 9．（2026·山东菏泽·一模）镍和钴单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)基态Co原子核外电子的空间运动状态有_______种。已知的第五电离能：，从原子结构的角度分析的原因_______。 (2)配离子中电负性最小的元素是_______(填元素符号)，的空间结构为_______。 (3)一种具有光催化作用的配合物结构如图，其中Co的化合价为_______；中键角_______图中a处键角(填“>”“＜”或“=”)。已知配体为平面结构，则其中①号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．杂化轨道 (4)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，其六方晶胞示意图如下，晶胞参数原子的分数坐标分别为。设为阿伏加德罗常数的值。则晶体中与Sm最近且距离相等的Sm有_______个，晶体的密度为_______。 10．（2026·山东东营·一模）1995年我国科学家靳长青首次合成了钙锶铜氧氯高温超导体，回答下列问题： (1)锶(Sr)在元素周期表中的位置为_______，、、第一电离能从大到小的顺序是_______。 (2)由高碘酸根离子形成的铜配离子结构如图： ①其中铜离子价电子排布式为_______。 ②铜配离子中碘氧键的键长有_______种。 (3)氧氯高温超导体由、、、等在一定条件下制得，其四方晶胞如图所示： ①该晶体中分数坐标为(0.5，0.5，0.5)离子的配位数是_______，晶体化学式为_______(设最简式中为x)。 ②晶体中替换部分得到了世界上第一种_______(填“n”或“p”)型高温超导体(n型依靠带负电的电子导电，p型依靠带正电的空穴导电)。 ③铜氧平面层对于超导性是非常必要的，晶体中铜氧平面层的化学式为_______。 刷真题 1.（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 。 2．（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_______。 3．（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。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 物质结构与性质综合题 内容导航 【命题解码·定方向】命题趋势+3年高考真题热点设问拆解 【解题精析·通技法】析典例，明思路，技法贯通破类题 【实战刷题·冲高分】精选高考大题+名校模拟题，强化实战能力，得高分 命题·趋势·定位 物质结构与性质综合题一直是山东高考卷的必考题型，而且是作为主观题的第一道题，其考点覆盖了原子、分子和晶体结构与性质各大板块。突出考查核外电子排布式、轨道表示式、空间构型、分子性质的比较与原因解释、配合物的结构分析、晶胞分析与计算等。2026年考向预计主干知识的考查依旧：一是核外电子排布式的书写与应用；二是用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构，中心原子的杂化方式，发展证据推理与模型认知能力；三是元素电负性，氢键对物质结构和性质的影响，提升辩证思维能力；四是晶胞的结构分析与计算依然是考查的重点。 热点·设问·拆解 热点设问01：原子核外电子排布的应用 2025年山东卷16（1） 2024年山东卷16（1） 2022年山东卷16（1） 热点设问02 ：电离能、电负性、杂化理论的应用 2025年山东卷16（2） 2024年山东卷16（3） 2023年山东卷16（2） 热点设问03 ：晶胞结构的分析与计算 2025年山东卷16（3） 2024年山东卷16（2） 2023年山东卷16（3） 热点设问01 原子核外电子排布的应用 析典例·明思路 1．（1）（2025·山东卷）单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： 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）（2024·山东卷）锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： 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)。 【答案】（1）四 VIII 4：5 （2） 四 ⅦB Cr 【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。 （2）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。 研考点·通技法 原子核外电子排布式的书写与应用 1.电子排布式书写：按1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d能级顺序填充，牢记 Cr（3d54s1）、Cu（3d104s1）洪德特例；书写时 3d 置于 4s 前，区分电子排布式、价电子排布式，最后核对电子总数与原子序数，规避漏写、错写能级的错误。 2.未成对电子数速判：优先用价电子排布式法，未充满能级的轨道数为 m、电子数为 n，n≤m 时未成对电子数为 n，n>m 时为 2m-n；也可画电子排布图，数单独占据轨道的箭头数。 3.元素推断技法：用 “稀有气体锚点法”，用元素原子序数减邻近稀有气体原子序数，正数则为下一周期、族序数等于差值；负数则同周期，族序数 = 8-|差值|；结合全满/半满/全空的电子排布特征，快速锁定元素。 4.性质关联解题技法：紧扣 “位-构-性” 逻辑，主族元素最高正价=族序数（O、F 除外）、最低负价=族序数- 8；牢记 ⅡA、ⅤA 族电离能大于同周期相邻元素的特例，由电子排布直接推导金属性、电负性强弱。 破类题·提能力 1.（2026·山东枣庄·一模）锰基材料凭借其多元特性，在功能材料、催化储氢等领域应用广泛。回答下列问题： Mn在元素周期表中的位置为______，的价电子排布图为______。 【答案】 第四周期第ⅦB族 【解析】的原子序数为25，核外电子排布式为，位于第四周期第ⅦB族；原子失去轨道的2个电子形成，价电子排布式为，根据洪特规则，价电子排布图为。 2．（2026·山东青岛·一模）我国科学家设计合成的环金属化铂(Ⅱ)配合物在抗癌方面有望成为顺铂替代品，克服其耐药性缺点。回答下列问题： (1)基态Pt原子的价电子排布式为，Pt在元素周期表中的位置为_______。与基态Pt原子未成对电子数相同的第四周期元素有_______(填元素符号)。 【答案】(1) 第6周期Ⅷ族 Ti、Ni、Ge、Se 【解析】由价电子排布式可知，铂元素位于元素周期表第6周期Ⅷ族，核外未成对电子数为2；第四周期元素中有2个未成对电子的原子共有4种，元素符号分别为Ti、Ni、Ge、Se。 3．（2026·山东潍坊·一模）Co、Mn、Cr的尖晶石氧化物具有优异的热稳定性和吸光性能。回答下列问题： 基态Cr原子的价层电子排布式为___________，基态Cr原子中未成对电子数比基态Co原子多___________个。 【答案】 3d54s1 3 【解析】基态Cr原子的原子序数为24，核外电子排布式为，因此价层电子排布式为；基态Cr原子中，3d轨道有5个未成对电子，4s轨道有1个未成对电子，共6个未成对电子，基态Co原子的原子序数为27，核外电子排布式为，3d轨道有3个未成对电子，基态Cr原子中未成对电子数比基态Co原子多3个。 热点设问02 电离能、电负性、杂化理论的应用 析典例·明思路 （1）（2025·山东卷）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)。 （2）（2024·山东卷）(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 。 【答案】（1）N O sp2 O （2）正四面体形 sp2 【解析】（1）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。 （2）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. 研考点·通技法 “四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型 （1）根据杂化轨道的空间结构判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。 （2）根据杂化轨道之间的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28'，则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子或离子的中心原子发生sp杂化。 （3）根据中心原子的价层电子对数判断 ①若中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化。 ②若中心原子的价层电子对数为3，是sp2杂化。 ③若中心原子的价层电子对数为2，是sp杂化。 （4）根据分子或离子中有无π键及π键数目（价层电子对数大于2）判断 如在有机物中C原子成键时，若没有形成π键为sp3杂化，形成1个π键为sp2杂化，形成2个π键为sp杂化。 破类题·提能力 1.（2026·山东青岛·一模）一种平面形环金属化铂(Ⅱ)配合物阳离子结构如图。 ①该阳离子的配体中，配位原子为_______。 ②该阳离子是否存在顺反异构_______(填“是”或“否”)，Pt的杂化方式为_______(填标号)。 A．sp杂化    B．杂化    C．杂化    D．杂化 ③基态C和基态N的第三电离能_______(填“>”“=”或“<”)。 【答案】(1) C、N 否 D > 【解析】①由图可知，配离子的中心离子为铂离子，配位原子为碳原子和氮原子； ②由题意可知，配离子中铂离子右侧上下连有相同的原子团，所以配离子不存在顺反异构；由题意可知，配离子的空间构型为平面形环状结构，铂离子形成4个σ键，则铂原子的杂化方式不可能为sp3杂化，应该为dsp2杂化，故选D； ③碳元素的原子序数为6，基态C2+的价电子排布式为2s2，氮元素的原子序数为7，基态N2+的价电子排布式为2s22p1，2p能级的能量高于2s能级，则N2+失去电子的能力强于C2+，所以碳元素的第三电离能大于氮元素。 2.（2026·山东济宁·一模）Zn单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： 三联吡啶锌叠氮配合物如图所示： ①配合物中主族元素的电负性由大到小的顺序为___________。 ②配体中心原子杂化方式___________，配体三联吡啶易溶于乙醇的原因___________。 【答案】 N>C>H sp杂化 三联吡啶与乙醇分子间能形成分子间氢键，且两者均为极性分子，根据相似相溶原理，三联吡啶易溶于乙醇 【解析】①由结构简式可知，配合物中的主族元素为氢元素、碳元素、氮元素，元素的非金属性越强，电负性越大，三种元素的非金属性强弱顺序为：N>C>H，则电负性由大到小的顺序为：N>C>H； ②配体N离子和二氧化碳的原子个数都为3、价电子数目都为16，互为等电子体，等电子体的中心原子的杂化方式相同；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为：2+(4-2×2) ×=2，原子的杂化方式为sp杂化，则N离子中中心原子杂化方式为sp杂化；三联吡啶与乙醇都是极性分子，且两者能形成分子间氢键，所以由相似相溶原理可知，三联吡啶易溶于乙醇。 3.（2026·山东·模拟预测）过渡金属元素及其化合物应用广泛，请回答下列问题： (1)配合物Fe(CO)5易溶于CCl4，该配合物分子的空间构型为_______。 (2)邻二氮菲(phen，)可用于检验Fe2+，其组成元素电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)，实验表明，邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9，请解释原因_______。 (3)逐级电离能：I3(Mn)>I3(Fe)，可能的原因是_______。 【答案】(1)三角双锥形 （2）N>C>H 酸性过强时会结合N，碱性过强时会与生成沉淀，均无法形成检验所需的配合物，因此适宜pH为2~9 （3）的价电子排布为，为半充满稳定结构，更难失去第三个电子；价电子排布为，失去第三个电子后可得到半充满稳定结构，因此 【解析】（1）Fe(CO)₅中Fe原子为中心原子，与5个CO配体结合，形成5个σ键，无孤对电子，故其空间构型为三角双锥形。（2）C、H、N三种元素的电负性顺序为：；酸性过强时会结合N，碱性过强时会与生成沉淀，均无法形成检验所需的配合物，因此适宜pH为2~9。 （2）第三电离能是失去第三个电子需要的能量，电子排布的稳定性决定电离能大小，半充满的结构能量低更稳定，因此出现题中规律。 热点设问03 晶胞结构的分析与计算 析典例·明思路 （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： 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】 【解析】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。 研考点·通技法 晶胞的相关计算 1.晶胞参数 晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，即晶胞特征参数，简称晶胞参数，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ。 2.晶胞的相关计算 （1）密度的计算 ρ＝（a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量）。 （2）微粒间距离的计算 【提醒】 （1）立方体晶胞中微粒间距离关系（a为棱长，刚性球体半径为r）：面心立方堆积4r＝a，体心立方堆积4r＝a。 （2）单位间的换算 1 pm＝10－10 cm，1 nm＝10－7 cm。 破类题·提能力 1. （2026·山东·模拟预测）在金属Al中加入微小晶粒，可使铝材硬度增大，的六方晶胞结构如图。已知1号Cu原子位于晶胞内部，设为阿伏加德罗常数的值。 ①2号Cu原子位于六方晶胞的___________(填“面上”或“内部”)。 ②该晶体的密度为___________。、 【答案】 面上 【解析】①该晶体化学式为，通过均摊法计算得晶胞中Mg有6个，因此晶胞中Cu有12个，由于1号Cu已经在晶胞内部，根据个数逆推，若2号Cu在体内则晶胞内的Cu就有14个，不符合化学式的个数比关系，只有在面上才能恰好存在12个Cu； ②该晶胞内有6个Mg，12个Cu，而六方晶胞底面为120°菱形，面积，，因此晶体密度为。 2.（2026·山东枣庄·一模）活性氮物质能用于合成多种高附加值含氮化合物，其晶胞形状为长方体，结构如图。 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。图中m处的分数坐标为(为m处到底面的垂直距离)，则n处的分数坐标为___________；该晶体的密度___________(表示阿伏加德罗常数的值，用含a、b、的代数式表示)。 【答案】 【解析】 图中m处的分数坐标为(p nm为m处到底面的垂直距离)，由晶胞结构可知n处的分数坐标为，的个数为8×+1=2，Li+的个数为8×=4，设表示阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度。 刷模拟 1.（2026·山东济南·一模）2025年诺贝尔化学奖颁给了在“金属有机框架（MOFs）领域”做出奠基性贡献的三位科学家。某种MOFs由、和金属离子自组装形成，具有催化活性，其结构如图所示。回答下列问题： (1)基态Ti、V、Cr、Mn原子中，第二电离能最大的是______；Zn元素属于周期表中的______区元素，其基态原子核外电子占据最高能层的符号是______。 (2)该MOFs中，所带电荷量______，的空间构型为______；该MOFs中存在______（填标号）。 A．配位键    B．金属键    C．键    D．氢键 (3)的四方晶胞如图甲所示。当中脱出部分O原子，形成，结构示意图如图乙所示，则______；原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置，根据晶胞“无隙并置”的特性，脱氧后的晶胞中，A的原子分数坐标为，则B的原子分数坐标为______。 【答案】(1) Cr ds N (2)2 （平面）三角形 AC (3) 1.75 （，，） 【解析】（1）Cr失去1个电子后，价层电子排布式为3d5，处于半充满稳定状态，失去第二个电子需要破坏该稳定结构，所以其第二电离能显著高于Ti、V、Mn； Zn的价层电子排布式为3d104s2，符合(n-1)d10ns1-2的特征，故Zn为ds区元素；Zn的核外电子所处最外层为第4层，对应能层符号为N； （2）由结构图可知，该MOF结构图中存在3个Zn2+、1个Mn+、6个HCOO-和1个O2-，为保持电中性，则有n=2；HCOO-的中心原子C的价层电子分别形成C-H键、C=O键中的σ键、C-O键（该键中O带1个负电荷），价层电子对数为3，没有孤电子对，故HCOO-中C采取sp2杂化，空间构型为平面三角形；MOFs中金属阳离子提供空轨道，氧离子和HCOO-提供孤电子对，故结构中存在配位键，离子型晶体中不存在金属键，HCOO-中存在C=O双键，双键中含有π键，氢键为H原子与电负性较大的原子之间的特殊相互作用，在该晶体中不存在，故答案选AC； （3）图甲中，V原子有8个在顶点，1个在内部，1个晶胞内共有个V原子，O原子有4个在面上，2个在内部，1个晶胞内共有个O原子，V与O的个数比为1:2；由图甲到图乙脱去面上的1个O原子，1个晶胞中少了个O原子，故1个晶胞中剩余个O原子，所以形成的VOm结构中，V与O的个数比为2:3.5=1:1.75，所以m=1.75；脱去O原子后，需要上下两个图乙所示的晶胞才能构成1个重复单元，因此B原子位于x方向的中心、y方向的中心、z方向下半部分的中心，故分数坐标为。 2.（2026·山东·模拟预测）Fe和硒(Se)都是人体必需的微量元素、Mg是常量元素，三者在医药、催化、材料等领域都有广泛应用，回答下列问题： (1)下列状态的Fe原子或离子再失去1个电子时，所需能量由高到低排第二的是______(填标号)。 a．       b．       c．      d． (2)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构简式如下： ①该新药分子中有______种不同化学环境的C原子。 ②键角：______(填“>”、“=”、“<”)。 ③C、N、O第二电离能由大到小的顺序为______。 (3)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分子中键与键的数目比为______。 ②离子键成分百分数FeO______FeS(填“>”、“=”、“<”)。 (4)一种硼镁化合物具有超导性能，其晶体结构、晶胞沿z轴的投影图如下所示(晶胞参数为a nm、c nm)，B的配位数为______，晶胞密度为______。 【答案】(1)d （2）8 ＞ O＞N＞C （3） 11：3 ＞ （4）6 【解析】（1）铁元素的原子序数为26，基态原子的排布式为、激发态原子的电子排布式为，原子的激发态的能量高于基态，失去1个电子的能量高于基态，则失去1个电子时，a所需能量高于b；基态Fe+的电子排布式为，铁元素的第二电离能大于第一电离能，则失去1个电子时，d所需能量高于a；基态Fe3+的电子排布式为，3d轨道为稳定的半充满结构，较难失去电子，则失去1个电子时，c所需能量高于d，则四种微粒失去1个电子时，所需能量高低顺序为：c＞d＞a＞b，故选d； （2）①由结构简式可知，乙烷硒啉的分子结构对称，分子中含有8种化学环境不同的碳原子；②三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为：3+(6-2×3) ×=3，孤对电子对数为：(6-2×3) ×=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：3+(6-2×3+2) ×=4，孤对电子对数为：(6-2×3+2) ×=1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°，所以三氧化硒分子的键角大于亚硒酸根离子；③氧原子、氮原子、碳原子失去１个后形成离子的价电子排布式分别为：2s22p3、2s22p2、2s22p1，O+离子的2p轨道为稳定的半充满结构，较难失去电子，且核电荷数越大，对核外电子的吸引力越大，电离能越大，则第二电离能由大到小的顺序为O＞N＞C； （3）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氧元素的电负性大于硫元素，所以氧化亚铁中离子键的百分数强于硫化亚铁； （4）由晶体结构、晶胞沿z轴的投影图可知，化合物的晶胞结构为： 晶胞中位于体内的硼原子与位于顶点的镁原子距离最近，则硼原子的配位数为6；晶胞中位于顶点的镁原子个数为：8×=1，位于体内的硼原子个数为2，晶胞的化学式为MgB2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=( a×10-7××10-7×c×10-7)d，解得d=×1021。 3．（2026·山东济宁·一模）Zn单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)Zn在元素周期表中的位置为___________，同周期元素中，基态原子未成对电子数最多的元素的价层电子轨道表示式___________。 (2)三联吡啶锌叠氮配合物如图所示： ①配合物中主族元素的电负性由大到小的顺序为___________。 ②配体中心原子杂化方式___________，配体三联吡啶易溶于乙醇的原因___________。 (3)ZnF2晶胞结构及其在xy面投影如图所示： (II)的分数坐标___________，II、III两离子之间的距离为___________nm，Zn2+(I)周围的构成的空间结构___________。 【答案】(1) 第四周期ⅡB族     (2) N>C>H sp杂化 三联吡啶与乙醇分子间能形成分子间氢键，且两者均为极性分子，根据相似相溶原理，三联吡啶易溶于乙醇 (3) (，，) 八面体或八面体形 【解析】（1）锌元素的原子序数为30，位于元素周期表第四周期ⅡB族；第四周期元素中基态原子未成对电子数最多的是原子序数为24的铬元素，未成对电子数为6，价层电子轨道表示式为： ； （2）①由结构简式可知，配合物中的主族元素为氢元素、碳元素、氮元素，元素的非金属性越强，电负性越大，三种元素的非金属性强弱顺序为：N>C>H，则电负性由大到小的顺序为：N>C>H；②配体N离子和二氧化碳的原子个数都为3、价电子数目都为16，互为等电子体，等电子体的中心原子的杂化方式相同；二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为：2+(4-2×2) ×=2，原子的杂化方式为sp杂化，则N离子中中心原子杂化方式为sp杂化；三联吡啶与乙醇都是极性分子，且两者能形成分子间氢键，所以由相似相溶原理可知，三联吡啶易溶于乙醇； （3）由晶胞结构和晶胞在xy面投影图可知，(II)在xy面投影图上的位置为，其分数坐标为(，，)；晶胞的参数为a nm，II、III两离子之间的距离为一等腰直角三角形的斜边，直角边为(a-2d)nm，即II、III两离子之间的距离为，由投影图可知，一个锌离子周围的氟离子个数为6，则氟离子构成的空间结构为八面体或八面体形。 4.（2026·山东·模拟预测）过渡金属元素及其化合物应用广泛，请回答下列问题： (1)在元素周期表中Ni位于_______区，基态Ni原子核外电子有_______种空间运动状态。 (2)配合物Fe(CO)5易溶于CCl4，该配合物分子的空间构型为_______。 (3)邻二氮菲(phen，)可用于检验Fe2+，其组成元素电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)，实验表明，邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9，请解释原因_______。 (4)逐级电离能：I3(Mn)>I3(Fe)，可能的原因是_______。 (5)一种铁基超导化合物的晶胞结构如图。已知晶胞参数为apm、apm、2apm，a=β=γ=90°，化合物的摩尔质量为M g·mol-1，若NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为_______g·cm-3(用代数式表示)。该晶胞中，1号Fe原子的分数坐标为，3号In原子的分数坐标为，则2号S原子的分数坐标为_______。 【答案】(1) d 15 (2)三角双锥形 (3)N>C>H 酸性过强时会结合N，碱性过强时会与生成沉淀，均无法形成检验所需的配合物，因此适宜pH为2~9 (4)的价电子排布为，为半充满稳定结构，更难失去第三个电子；价电子排布为，失去第三个电子后可得到半充满稳定结构，因此 (5) 【解析】（1）Ni原子序数为28，位于第四周期Ⅷ族，元素周期表中ⅢB~Ⅷ族属于d区；基态Ni核外电子排布式为，核外共15个轨道，每个轨道对应一种电子的空间运动状态，因此共15种空间运动状态。 （2）Fe(CO)₅中Fe原子为中心原子，与5个CO配体结合，形成5个σ键，无孤对电子，故其空间构型为三角双锥形。 （3）C、H、N三种元素的电负性顺序为：；酸性过强时会结合N，碱性过强时会与生成沉淀，均无法形成检验所需的配合物，因此适宜pH为2~9。 （4）第三电离能是失去第三个电子需要的能量，电子排布的稳定性决定电离能大小，半充满的结构能量低更稳定，因此出现题中规律。 （5）由图可知，晶胞中Fe原子数为 ；In原子数为 ；S原子数为 8个，均在晶胞内部。则化学式为FeInS2，该晶胞包含4个FeInS2单元，晶胞体积，晶胞质量，因此密度； 分数坐标以晶胞参数为单位，原点为，2号S原子的分数坐标为。 5．（2026·山东淄博·一模）Co及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)在元素周期表中，Co位于第___________周期___________族，基态Co与基态Mn原子中未成对电子数之比为___________。 (2)双核钴配离子结构如图甲所示。已知三氮唑环结构()存在大π键。 ①Co的化合价为___________，1 mol该配离子中通过螯合作用形成的配位键有___________mol。 ②a、b处N原子形成大π键时p轨道能提供1对电子的是___________(填标号)。该配离子中N的杂化方式有___________种。 ③三氮唑()的沸点显著高于吡啶()的主要原因是___________。 (3)钴钐化合物可用作稀土永磁材料，其六方晶胞如图乙所示，A、B点原子的分数坐标分别为，。则___________；截面MNQP单位面积含有的Co原子为___________个。 【答案】(1) 四 第Ⅷ (2) +2 8 a 2 三氮唑分子间可以形成氢键，吡啶无法形成分子间氢键 (3) 5 【解析】（1）Co（钴）原子序数为27，核外电子排布为，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族； Mn（锰）核外电子排布为，根据洪特规则，Co的3d轨道有3个未成对电子，Mn的3d轨道有5个未成对电子，故未成对电子数之比为； （2）①Co化合价与螯合配位键数目配离子总电荷为，配体中仅2个硝酸根为价，其余配体均为中性。设Co化合价为，则，解得；该配离子含2个多齿配体，每个配体分别与2个Co共形成4个螯合配位键，因此该配离子中螯合配位键共； ②大π键与杂化方式a处N原子形成3个σ键，价层剩余1对电子填充在p轨道，可提供1对电子参与大π键；b处N原子形成3个σ键(其中一个是配位键)，仅能提供5-2-2=1个电子参与大π键，故填a；配离子中，环上参与大π键的N为杂化，氨基（）中的N为杂化，硝酸根的N原子价层电子对数，N为杂化，共2种杂化方式； ③三氮唑结构中存在键，分子间可以形成氢键，分子间作用力显著增强；吡啶中N原子不直接连H，无法形成分子间氢键，分子间作用力更弱，因此三氮唑沸点显著高于吡啶； （3）①用均摊法计算晶胞原子数：Sm完全位于晶胞内，数目为； Co：；晶胞中间还有2个Co完全属于晶胞，总Co数目为，因此中； ② 截面是平行四边形，面积； 截面上Co数目：4个顶点Co共均摊得，中间2个Co完全属于截面，总Co数目为3，因此单位面积Co原子数。 6．（2026山东部分重点中学高三月考）砷及其化合物具有重要作用。回答下列问题： (1)As原子的简化电子排布式为___________。As、Se、Te这三种元素第一电离能由大到小的顺序为___________。 (2)的VSEPR模型为___________，的键角比的___________(填“大”“小”或“相等”)，的沸点比低的主要原因为___________。 (3)砷化硼的立方晶胞结构如图。 ①若晶胞边长为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为___________。 ②AA′C′C截面中，单位面积含有的As原子为___________个/。 【答案】(1) (2) 四面体形 小 与均为分子晶体且结构相似，但分子间存在氢键，分子间作用力强，沸点更高 (3) 【解析】（1）砷是第33号元素，位于第四周期第VA族，根据电子排布规则，As的完整电子排布为；As、Se、Te中，As 的4p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的Se；同主族从上到下第一电离能减小，故Se>Te。所以顺序为：As>Se>Te。 （2）中，氮是中心原子，根据VSEPR理论，中心原子的价层电子对数为，因此，的VSEPR模型为四面体形； AsH3和NH3分子内，元素As与N同族，N的电负性大于As，N-H和As-H相比，两个N-H键间的排斥力更大，NH3中键角更大，因此AsH3分子中的键角小于NH3中的键角； 根据题意，与均为分子晶体且结构相似，但分子间存在氢键，分子间作用力强，沸点更高。 （3）①由晶胞结构可知B原子位于顶点和面心，个数为，As位于体内个数为4，则晶胞的质量为： ，晶胞体积为：，则晶胞的密度为：； ②由晶胞结构可知，该对角面上的有4个顶点B原子，按图示上下两个面心的2个B原子处在该对角面上，核心位置，As原子位于该矩形平面内，上半部分的两个As对称分布在中轴线两侧，下半部分的两个As原子在该对角面两侧，不在面上，晶胞之中的其它原子均在该对角面之外。晶胞中各原子在矩形AA'CC'的位置为，所以面积为的截面含有的As原子为2个，故单位面积含有的As原子为个/。 7．（2026·山东日照·一模）2025年诺贝尔化学奖聚焦金属有机框架的研究，在气体吸附、催化、医疗、环境等领域应用广泛。回答下列问题： (1)第4周期中，与基态Zn原子未成对电子数相同的元素有______种。 (2)2-甲基咪唑的结构简式为，五元环上所有原子共平面。 ①H、C、N三种元素中，电负性最大的为______(填元素符号)。 ②2-甲基咪唑中碳原子的杂化方式为______。 ③已知：氮原子的电子云密度越高，结合质子的能力越强，碱性越强；甲基为推电子基团。判断碱性强弱：咪唑()______2-甲基咪唑(填“”“”或“”)。 (3)金属有机框架材料ZIF-8由与2-甲基咪唑离子组成的配合物，如下左图为其晶体结构，右图为其立方晶胞(省略C、H原子及部分成键结构)，晶胞参数为。 ①与其周围紧邻的氮原子形成的空间构型为______，晶胞俯视投影图中的位置正确的是______(填标号)。 A．    B．    C． ②设阿伏加德罗常数的值为，配合物的摩尔质量为，则晶体密度______(用含、、的代数式表示)。 【答案】(1)2 (2) N 、 (3) 正四面体 A 【解析】（1）基态Zn原子的价电子排布图为：，未成对电子数为0，则在第4周期中，价电子中未成对电子数也为0的原子有Ca：和Kr：共2种。 （2）①元素的非金属性越强，电负性越大，在H、C、N三种元素中，非金属性，所以电负性最大的为N； ②2-甲基咪唑中五元环上所有原子共平面，五元环上的碳原子形成3个键，无孤电子对，则该五元环上碳原子的杂化方式为：；同时还连接了一个结构，可形成4个键，则该碳原子的杂化方式为：； ③因为甲基为推电子基，2- 甲基咪唑中甲基的推电子作用使氮原子的电子云密度升高，结合质子的能力增强，碱性增强，故碱性有：咪唑2-甲基咪唑。 （3）①由晶胞结构可知，与其周围紧邻的N原子形成的空间构型为：正四面体；根据晶胞结构可知每个面都有4个形成一个正方形，则从晶胞俯视投影中该正方形会在棱上产生3个点，则符合该投影的为：A； ②根据晶胞图，1个晶胞中有数为：，则晶胞的化学式为：的；晶胞参数为 ，则晶体密度。 8．（2026·山东聊城·一模）氮族元素具有多样的成键能力，能够形成大量不同类型的化合物。回答下列问题：(1)甘氨酸()与硫酸铜在一定条件下可以生成顺式有机铜配合物[]，可用作铜补充剂及配位化学研究。 (1)该配合物中第一电离能最大的元素是___________(填元素名称)，中心离子配位数为4，配位原子为___________(填元素符号)，中心离子的杂化方式为___________(填标号)。 A．      B．dsp       C．       D． (2)非金属卤化物中心原子具有和价层空轨道时可发生亲核水解；中心原子有孤电子对时，孤电子对进攻的可发生亲电水解。下列既能发生亲核水解也能发生亲电水解的是___________(填标号)。 A． B． C． D． (3)南开大学某课题组成功合成了无机二茂铁类似物。环状是芳香性配体，中的大键应表示为___________(分子中的大键可用符号表示，其中m代表形成大键的原子数，n代表形成大键的电子数) (4)超强酸“魔酸”是五氟化锑()和氟磺酸()的混合物，五氟化锑中F—Sb—F键的键角的度数有___________种。 (5)GaAs的立方晶胞结构如图甲所示，将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示。 ①图甲中，与As原子距离最近且相等的As原子有___________个；若表示阿伏加德罗常数的值，最近的两个Ga原子间距离为xnm，则该晶体的密度为___________ 。 ②图乙中，a、b的分数坐标分别为和，则c点As的分数坐标为___________。 【答案】(1) 氮 N、O C (2)D (3) (4)3 (5) 12 【解析】（1）配合物中含、、、、，同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，且的轨道为半充满稳定结构，第一电离能：，第一电离能最大的为氮。甘氨酸中的原子和的原子均有孤电子对，可与配位，故配位原子为、。配位数为4，形成平面正方形结构，杂化方式为，故选C。 （2）A．无孤电子对，无价层空轨道，均不能发生，A不符合题意； B．有价层空轨道（亲核水解），但无孤电子对（不能亲电水解），B不符合题意； C．有孤电子对（亲电水解），但无空轨道（不能亲核水解），C不符合题意； D．有价层空轨道（亲核水解），且有孤电子对（亲电水解），D符合题意； （3）为平面四元环，4个原子均参与成键。每个原子提供1个未参与键的电子，加上整体所带2个负电荷，共个电子。因此形成4中心6电子大键，表示为。 （4）为三角双锥构型，位于锥心，位于锥顶和底面。锥顶与底面4个之间一种键角、底面相邻2个之间一种键角、底面相对2个之间一种键角，因此共3种不同键角。 （5）①由晶胞结构可知，与As原子距离最近且相等的As原子有12个（同层4个、上下层各4个）。最近的两个Ga原子间距为，即面对角线的一半为，故晶胞边长。由均摊法计算得晶胞中含4个，摩尔质量，则密度。 ②a为，b为，c点As原子位于晶胞内部，分数坐标为。 9．（2026·山东菏泽·一模）镍和钴单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： (1)基态Co原子核外电子的空间运动状态有_______种。已知的第五电离能：，从原子结构的角度分析的原因_______。 (2)配离子中电负性最小的元素是_______(填元素符号)，的空间结构为_______。 (3)一种具有光催化作用的配合物结构如图，其中Co的化合价为_______；中键角_______图中a处键角(填“>”“＜”或“=”)。已知配体为平面结构，则其中①号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．杂化轨道 (4)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，其六方晶胞示意图如下，晶胞参数原子的分数坐标分别为。设为阿伏加德罗常数的值。则晶体中与Sm最近且距离相等的Sm有_______个，晶体的密度为_______。 【答案】(1) 15 和分别指失去和上的一个电子所需能量，处于半充满稳定状态，需要的能量较高 (2) Ni 直线形 (3) +3 < D (4) 两或2 【解析】（1）基态核电荷数为27，电子排布式为，轨道电子总数：1+1+3+1+3+5+1=15，每个轨道对应一种电子的空间运动状态，故空间运动状态共15种。第五电离能是失去第五个电子的能量，电子排布为（半充满稳定结构），更难失电子；电子排布为，失一个电子后得到半充满稳定结构，更容易失电子，因此； （2） 含元素，为金属元素，电负性最小。与互为等电子体，中心的价层电子对数为2，无孤电子对，空间结构为直线形。 （3） 整个化合物为电中性，外界为个（带1个负电荷），配离子带1个正电荷；配体中为-2价，其余配体均为中性，设化合价为，，得。中心有对孤对电子，价电子对数为4，处形成4个键、无孤对电子，孤对电子对成键对的斥力大于成键对之间的斥力，因此中键角小于处键角。配体为平面结构，五元环为共轭平面，①号为杂化，孤电子对占据杂化轨道，未参与杂化的轨道一个电子参与形成大π键，故选D。 （4）黑球个数为，为，白球为，晶胞内1个，的坐标为，上下相邻晶胞的距离为（比同层更近），距离相等，共2个。晶胞中含1个、5个，晶胞体积，总质量，密度。 10．（2026·山东东营·一模）1995年我国科学家靳长青首次合成了钙锶铜氧氯高温超导体，回答下列问题： (1)锶(Sr)在元素周期表中的位置为_______，、、第一电离能从大到小的顺序是_______。 (2)由高碘酸根离子形成的铜配离子结构如图： ①其中铜离子价电子排布式为_______。 ②铜配离子中碘氧键的键长有_______种。 (3)氧氯高温超导体由、、、等在一定条件下制得，其四方晶胞如图所示： ①该晶体中分数坐标为(0.5，0.5，0.5)离子的配位数是_______，晶体化学式为_______(设最简式中为x)。 ②晶体中替换部分得到了世界上第一种_______(填“n”或“p”)型高温超导体(n型依靠带负电的电子导电，p型依靠带正电的空穴导电)。 ③铜氧平面层对于超导性是非常必要的，晶体中铜氧平面层的化学式为_______。 【答案】(1) 第5周期IIA族 Cu>Ca>Sr (2) 3d8 4 (3) 8 Sr(3-x)CaxCu2O4Cl2(元素顺序写反不扣分) p CuO2 【解析】（1）Sr是38号元素，为第ⅡA族元素，位于元素周期表第五周期第ⅡA族；同主族碱土金属第一电离能从上到下递减，故，过渡金属Cu的金属性小于Ca，第一电离能大于Ca，因此第一电离能顺序为。 （2）① 根据配离子电荷计算：每个基团电荷为（4个羟基失H或由高碘酸失去4个质子形成），两个共，配离子总电荷为，因此Cu为价；Cu原子价电子排布为，失去3个电子后，价电子排布为。 ② 碘氧键分为双键（）和单键（），其中单键分为三种：①普通的、②形成配位键的，由于形成配位键，电子云密度降低，重叠程度降低，键长被拉长、③键，所以一共4种键长； （3）① 分数坐标对应晶胞体心的阳离子，周围等距的异号阴离子共8个（1个面上2个，4个竖直的面一共8个），因此配位数为8； 均摊法计算晶胞中原子：黑球（）：，共个，共个，根据化合价代数和为0，共8个，离子个数比3：2：2：4，简式中为x，因此晶体化学式为。 ② 带2个负电荷，替换1个（带1个负电荷）后，阴离子总负电荷增加，为保持电中性，阳离子中产生带正电的空穴，因此是p型超导体。 ③ 铜氧平面层中，1个Cu结合4个O，每个O被2个Cu共用，因此，化学式为。 刷真题 1.（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。 2．（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：。 3．（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。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 物质结构与性质综合题 第一部分 破类题/变式·参考答案 热点设问01 原子核外电子排布的应用 破类题·提能力 1. 第四周期第ⅦB族 2.(1)第6周期Ⅷ族 Ti、Ni、Ge、Se 3.3d54s1 3 热点设问02 电离能、电负性、杂化理论的应用 破类题·提能力 1.(1) C、N 否 D > 2. N>C>H sp杂化 三联吡啶与乙醇分子间能形成分子间氢键，且两者均为极性分子，根据相似相溶原理，三联吡啶易溶于乙醇 3.(1)三角双锥形 （2）N>C>H 酸性过强时会结合N，碱性过强时会与生成沉淀，均无法形成检验所需的配合物，因此适宜pH为2~9 （3）的价电子排布为，为半充满稳定结构，更难失去第三个电子；价电子排布为，失去第三个电子后可得到半充满稳定结构，因此 热点设问03 晶胞结构的分析与计算 破类题·提能力 1. 面上 2. 第二部分 实战刷题·参考答案 刷模拟 1.(1) Cr ds N (2)2 （平面）三角形 AC (3)1.75 （，，） 2.(1)d （2）8 ＞ O＞N＞C （3）11：3 ＞ （4）6 3.(1) 第四周期ⅡB族     (2)N>C>H sp杂化 三联吡啶与乙醇分子间能形成分子间氢键，且两者均为极性分子，根据相似相溶原理，三联吡啶易溶于乙醇 (3) (，，) 八面体或八面体形 4.(1) d 15 (2)三角双锥形 (3)N>C>H 酸性过强时会结合N，碱性过强时会与生成沉淀，均无法形成检验所需的配合物，因此适宜pH为2~9 (4)的价电子排布为，为半充满稳定结构，更难失去第三个电子；价电子排布为，失去第三个电子后可得到半充满稳定结构，因此 (5) 5.(1)四 第Ⅷ (2) +2 8 a 2 三氮唑分子间可以形成氢键，吡啶无法形成分子间氢键 (3)5 6.(1) (2)四面体形 小 与均为分子晶体且结构相似，但分子间存在氢键，分子间作用力强，沸点更高 (3) 7.(1)2 (2)N 、 (3)正四面体 A 8.(1) 氮 N、O C (2)D (3) (4)3 (5)12 9.(1)15 和分别指失去和上的一个电子所需能量，处于半充满稳定状态，需要的能量较高 (2)Ni 直线形 (3)+3 < D (4)两或2 10.(1)第5周期IIA族 Cu>Ca>Sr (2)3d8 4 (3)8 Sr(3-x)CaxCu2O4Cl2(元素顺序写反不扣分) p CuO2 刷真题 1.（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 2.（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） 3.（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 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $