专题十五　物质结构与性质 讲义-2025-2026学年二轮专题精训：高考题型分类突破

专题十五　物质结构与性质 【知识重构】 　电子层、能级与原子轨道 1.电子层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。 2.能级:同一电子层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一电子层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。 3.原子轨道:电子在原子核外的一个空间运动状态。 原子轨道 轨道形状 轨道个数 s 球形 1 p 哑铃形 3 　　温馨提示:第一电子层(K),只有s能级;第二电子层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三电子层(M),有s、p、d三种能级。 　原子核外电子的排布规律 构造原理 在构建基态原子时,原子核外电子按照以下顺序填入能级: 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…… 洪特规则 基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行 泡利原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子 能量最 低原理 在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低 　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 K:1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式 Cu:[Ar]3d104s1 价层电子排布 Fe:3d64s2 轨道表示式 (或电子排布图) O: 　　①常见原子或离子基态简化电子排布式 微粒 简化电子 排布式 微粒 简化电子 排布式 微粒 简化电子 排布式 Fe原子 [Ar]3d64s2 Ni原子 [Ar]3d84s2 Cr原子 [Ar]3d54s1 Fe2+ [Ar]3d6 Cu+ [Ar]3d10 Cr3+ [Ar]3d3 Fe3+ [Ar]3d5 Cu2+ [Ar]3d9 Mn2+ [Ar]3d5 　　②基态原子轨道表示式书写的常见错误 错误类型 错因剖析 改正 违背能量最低原理 违背泡利原理 违背洪特规则 违背洪特规则 　电离能、电负性 1.元素第一电离能的周期性变化规律 一般 规律 同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现增大的趋势,稀有气体元素的第一电离能最大,碱金属元素的第一电离能最小;同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小 特殊 情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,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(s2、p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能 　　2.电离能、电负性大小判断 规律 一般来说,在元素周期表中,主族元素的电负性从左到右逐渐增大,从上到下逐渐减小 特性 同周期主族元素,ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的元素 方法 常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小,如O与Cl的电负性比较:①HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl 　共价键类型 分类依据 类型 特征 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 两个原子轨道“头碰头”重叠 π键 两个原子轨道“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 　中心原子杂化类型和分子空间结构的判断 分子(A为 中心原子) 中心原子 杂化方式 中心原子孤 电子对数 空间结构 示例 AB2 sp 0 直线形 BeCl2 sp2 1 V形 SO2 sp3 2 V形 H2O AB3 sp2 0 平面三角形 BF3 sp3 1 三角锥形 NH3 AB4 sp3 0 四面体形 CH4 　原子个数相同,价电子数相同的粒子 粒子 价电子总数 空间结构 CO2、SCN-、N、、N2O、COS、CS2 16 直线形 C、N、SO3 24 平面三角形 SO2、O3、N 18 V形 S、P 32 四面体形 P、S、Cl 26 三角锥形 CO、N2、 10 直线形 CH4、N 8 正四面体形 　键的极性与分子极性的关系 类型 实例 两个键之间的夹角 键的极性 分子的极性 空间结构 X2 H2、N2 — 非极 性键 非极性分子 直线形 XY HCl、NO — 极性键 极性分子 直线形 XY2 (X2Y) CO2、CS2 180° 极性键 非极性分子 直线形 H2O 105° 极性键 极性分子 V形 XY3 BF3 120° 极性键 非极性分子 平面三角形 NH3 107° 极性键 极性分子 三角锥形 XY4 CH4、CCl4 109°28' 极性键 非极性分子 正四面体形 　范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 概念 分子间普遍存在的一种相互作用力,但不是化学键 已经与电负性很大的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子(N、O、F)之间的作用力 原子间通过共用电子对形成的化学键 存在 范围 分子之间 已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的F、N、O原子之间 相邻原子间 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原子的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大 一般来说,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、沸点和溶解度等物理性质; 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;分子内氢键会使物质的熔、沸点降低,在水中的溶解度减小 ①影响分子的稳定性,共价键键能越大,分子稳定性越强; ②影响共价晶体的熔、沸点和硬度 　共价键、离子键、金属键的比较 共价键 离子键 金属键 存在 分子或物质内部 强弱 判断 一般来说,键长越短,键能越大,共价键越强 ①电荷数越大,离子键越强;②成键的阴、阳离子的半径越小,离子键越强 ①与金属阳离子所带电荷成正比;②与阳离子半径成反比;③与价电子数成正比 对物质 性质的 影响 分子晶体的化学性质;共价晶体的物理性质和化学性质 物理性质和化学性质 物理性质和化学性质 　配合物 配合物 的组成 [中心离子(配体)n][外界] 典型配合物 [Cu(NH3)4]SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH 中心离子 Cu2+ Fe3+ Ag+ 中心离子 结构特点 一般是金属离子,特别是过渡金属离子,必须有空轨道 配体 NH3 SCN- NH3 配体结构 特点 分子或离子,必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等) 配位数(n) 4 3 2 外界 S 无 OH- 颜色 深蓝色 红色 无色 配离子所含 化学键 配体通过配位键与中心离子结合;配体中一般存在共价键 配合物所含 化学键 配位键、离子键;配体或外界中可能还含有共价键 配合物的 常见性质 若为离子化合物,多数能溶解、能电离,多数有颜色 金属羰基 配合物 是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物,如四羰基镍[Ni(CO)4]。在许多有机化合物的合成反应中,金属羰基配合物常常作为这些反应的催化剂 二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间。在固体状态下,两个戊环相互错开成全错位构型,温度升高时则绕垂直轴相对转动。二茂铁的化学性质稳定,类似芳香族化合物 　物质熔、沸点高低比较的规律 一般情况下,熔、沸点大小顺序为共价晶体>离子晶体>分子晶体,如金刚石>NaCl>Cl2;一般情况下,熔、沸点大小为金属晶体>分子晶体,如Na>Cl2。(金属晶体熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等) 共价 晶体 →键能越大→熔、沸点越高,如金刚石>石英>晶体硅 离子 晶体 一般来说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点就越高。如MgO>MgCl2,NaCl>CsCl 金属 晶体 金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如Al>Mg>Na 分子 晶体 ①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S ②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2 ④在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如正戊烷>异戊烷>新戊烷 　几种典型晶体模型 1.常见共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与棱长(a)的关系:a=8r (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构,键角均为109°28' (2)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子,最小的碳环为六元环,并且不在同一平面(实际为椅式结构),碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用,一个六元环实际拥有个碳原子 (4)C原子数与C—C数之比为1∶2,12 g金刚石中有2 mol共价键 (5)密度=(a为晶胞棱长) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为十二元环,即每个十二元环上有6个O、6个Si (2)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构,每个正四面体占有1个Si、4个“O”,n(Si)∶n(O)=1∶2 (3)每个Si原子被12个十二元环共用,每个O原子被6个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8个Si原子,含有16个O原子 (5)硅原子与Si—O共价键之比为1∶4,1 mol SiO2晶体中有4 mol 共价键 (6)密度=(a为晶胞棱长) SiC、 BP、 AlN (1)每个原子与4个另一种原子形成正四面体结构 (2)密度: ρ(SiC)=; ρ(BP)=; ρ(AlN)= (a为晶胞棱长) (3)若Si与C最近距离为d,则棱长(a)与最近距离(d)的关系:a=4d 　　2.常见分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)面心立方最密堆积:立方体的每个顶点有一个CO2分子,每个面心上也有一个CO2分子,每个晶胞中有4个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 (3)密度=(a为晶胞棱长) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度=(a为晶胞棱长) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连 (2)每个水分子实际拥有两个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因:每个水分子与周围四个水分子形成氢键 【微点拨】 (1)若分子间只有范德华力,则分子晶体采取分子密堆积,每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中,原子先以共价键形成分子,分子再以范德华力形成晶体。由于范德华力没有方向性和饱和性,分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如干冰、O2、I2、C60等分子 (2)若分子间靠氢键形成的晶体,则采取非密堆积结构,每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性,一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如冰晶体、苯甲酸晶体 　　3.常见离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl (1)一个NaCl晶胞中,有4个Na+,有4个Cl- (2)在NaCl晶体中,每个Na+同时强烈吸引6个Cl-,形成正八面体;每个Cl-同时强烈吸引6个Na+ (3)在NaCl晶体中,Na+和Cl-的配位数分别为6、6 (4)在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个,每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有12个 (5)密度=(a为晶胞棱长) CsCl (1)一个CsCl晶胞中,有1个Cs+,有1个Cl- (2)在CsCl晶体中,每个Cs+同时强烈吸引8个Cl-,即Cs+的配位数为8,每个Cl-同时强烈吸引8个Cs+,即Cl-的配位数为8 (3)在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个,形成正八面体,在CsCl晶体中,每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有6个 (4)密度=(a为晶胞棱长) ZnS (1)1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+ (2)Zn2+的配位数为4,S2-的配位数为4 (3)密度= CaF2 (1)1个CaF2的晶胞中,有4个Ca2+,有8个F- (2)CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数不同,Ca2+配位数是8,F-的配位数是4 (3)密度= 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的相反电性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数 的因素 (1)正、负离子半径比。AB型离子晶体中,阴、阳离子的配位数相等,但正、负离子半径比越大,离子的配位数越大。如ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数不同 　　4.常见金属晶体结构分析 (1)金属晶体的几种堆积模型分析 简单立方 堆积 体心立方 堆积 (钾型) 面心立方 最密堆积 (铜型) 六方最密 堆积 (镁型) 晶胞 代表金属 Po Na、K、Fe Cu、Ag、Au Mg、Zn、Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有 的原子数 1 2 4 2 原子半径 (r)与立方体棱长为(a)的关系 a=2r a=4r a=4r — 　　(2)金属晶胞中原子空间利用率的计算: 空间利用率== ①简单立方堆积(如图1):原子的半径为r,立方体的棱长为2r,则V球=πr3,V晶胞=(2r)3=8r3,空间利用率=×100%=×100%=≈52%。 图1 ②体心立方堆积(如图2):原子的半径为r,体对角线c为4r,面对角线b为a,由(4r)2=a2+b2得a=r。1个晶胞中有2个原子,故空间利用率=×100%=×100%=×100%=≈68%。 图2 ③面心立方最密堆积(如图3):原子的半径为r,面对角线为4r,a=2r,V晶胞=a3=(2r)3=16r3,1个晶胞中有4个原子,则空间利用率=×100%=×100%=≈74%。 图3 ④六方最密堆积(如图4):原子的半径为r,底面为菱形(棱长为2r,其中一个角为60°),则底面面积S=2r×r=2r2,h=r,V晶胞=S×2h=2r2×2×r=8r3,1个晶胞中有2个原子,则空间利用率=×100%=×100%=≈74%。 图4 　　(3)晶体密度的计算公式推导过程: 若1个晶胞中含有x个微粒,则晶胞的物质的量n==,晶胞的质量m=n·M=·M;密度ρ===。 【题型解码】 题型1　原子结构与性质(选择题) 例1　O2在超高压下转化为平行六面体的O8分子(如图)。下列说法错误的是 (　　) A.O2和O8互为同素异形体 B.O8中存在不同的氧氧键 C.O2转化为O8是熵减反应 D.常压低温下O8能稳定存在 例1　D　解析　O2和O8是由O元素组成的不同单质,二者互为同素异形体,A项正确;O8分子为平行六面体,由其结构可知,O8中存在两种氧氧键,为上下底面中的氧氧键和上下底面间的氧氧键,B项正确;O2转化为O8的反应可表示为4O2O8,反应后气体分子数减少,故O2转化为O8是熵减反应,C项正确;O2在超高压下转化成O8,则在常压、低温下O8会转化成O2,O8不能稳定存在,D项错误。 变式1　由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.图中代表F原子 B.该化合物中存在过氧键 C.该化合物中I原子存在孤电子对 D.该化合物中所有碘氧键的键长相等 变式1　C　解析　由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,代表O原子,灰色的小球只形成1个共价键,代表F原子,则黑色的大球代表I原子,A项错误;根据均摊法可知,形成两个共价单键的O原子被I原子各占0.5个O原子(),刚好符合其化合物的化学式IO2F,若存在过氧键,其化学式为IO2.5F, B项错误;由上述推测可知,该化合物片段结构为,I原子形成4个σ键和1个π键,存在1个孤电子对,C项正确;该化合物中既存在I—O,又存在IO,单键和双键的键长是不相等的,D 项错误。 题型2　分子结构与性质(选择题) 例2　Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是 (　　) A.Si5Cl10分子结构可能是 B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸 C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2 D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10 例2　A　解析　Cl元素原子最外层有7个电子,该结构中,的两个Cl原子(被框住)分别形成了2个共价键,因此其中1个键应为配位键,而Si原子均通过sp3杂化轨道成键,则这两个硅原子(被框住)含有单电子,不稳定,因此Si5Cl10分子结构不是,A项错误;Si5Cl10与水反应可生成HCl,HCl是一种强酸,B项正确;Si5Cl10与NaOH溶液反应,Si元素均转化成Na2SiO3,Si元素的化合价升高,根据得失电子守恒可知,H元素的化合价降低,会有H2生成,C项正确;Si5Br10的相对分子质量大于Si5Cl10的,因此Si5Br10的范德华力更大,沸点更高,D项正确。 变式2　NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是 (　　) A.HCl的形成过程可表示为H·+·H+]- B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 变式2　B　解析　HCl是共价化合物,其电子式为,HCl的形成过程可表示为H×+·,A项错误;NH4ClO4中N的中心N原子的孤电子对数为×(5-1-4)=0,价层电子对数为4,Cl的中心Cl原子的孤电子对数为×(7+1-2×4)=0,价层电子对数为4,则二者的VSEPR模型和空间结构均为四面体形,B项正确;C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3,共有2种杂化方式,C项错误;NH3易液化,其汽化时吸收热量,可作制冷剂,干冰易升华,其升华时吸收热量,也可作制冷剂,NH3的分子间作用力为氢键和范德华力,CO2的分子间作用力仅存在范德华力,D项错误。 题型3　晶体结构与性质(选择题) 例3　金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图如图所示,晶胞的棱长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) A.该铋氟化物的化学式为BiF3 B.粒子S、T之间的距离为a pm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D.晶体中与铋离子距离最近且等距的氟离子有6个 例3　D　解析　根据题给晶胞结构,由均摊法可知,每个晶胞中含有1+12×=4个Bi3+,含有8+8×+6×=12个F-,故该铋氟化物的化学式为BiF3,A项正确;将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中MNPQ点的截面图可知,晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,令N的原子分数坐标为(0,0,1),与Q、M均在同一条棱上的F-的原子分数坐标为(1,0,0),则T的原子分数坐标为1,,,S的原子分数坐标为,,,所以粒子S、T之间的距离为×a pm=a pm,B项正确;由A项分析可知,每个晶胞中有4个Bi3+、12个F-,晶胞体积为(a pm)3=a3×10-30 cm3,则晶体密度为= g·cm-3= g·cm-3,C项正确;以晶胞体心处的铋离子为分析对象,距离其最近且等距的氟离子位于晶胞体内,有8个,D项错误。 变式3　某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 (　　) A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 变式3　B　解析　由均摊法得,结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5,含有S的数目为1+12×=4,Co与S的原子个数之比为9∶8,因此结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,A项正确;由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线长的,晶胞棱长为a,即S与S的最短距离为a,B项错误;,以图中的Li(图中画圈的灰球)为例,与其最近的S(图中画圈的白球)共4个,C项正确;(如图所示)当2个晶胞2放在一起时,图中加粗黑框截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D项正确。 题型4　物质结构与性质(综合题) 例4　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)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为　　　　(填字母)。  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　　　(填元素符号),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。锡的卤化物的熔点数据如表,结合变化规律说明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　。  物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 -34 29 143 (5)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Pb的配位数为　　　　。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为　　　　　　(列出计算式)g·cm-3。  例4　答案　(1)2　+4 (2)bd (3)C　sp3 (4)SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点一般比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高 (5)6　[或] 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。(2)CaC2俗称电石,其为离子化合物,由Ca2+和构成,两种离子之间存在离子键,中两个C原子之间存在非极性共价键,因此,该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键,故选bd。(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,含C、Si、H三种元素,其电负性大小为C>H>Si,则电负性最大的元素是C,硅原子与周围的4个原子形成共价键,没有孤电子对,价层电子对数为4,则硅原子的杂化轨道类型为sp3。(5)由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有4个Pb和4个S,且距离每个原子周围最近的其他元素的原子数均为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NA×(594×10-10 cm)3,因此该晶体密度为 g·cm-3= g·cm-3。 变式4　Ni(CO)4 (四羰合镍,沸点为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)基态Ni原子价层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a3,镍原子半径为　　　　　　。  (2)Ni(CO)4结构如图所示,其中含有σ键数目为　　　,Ni(CO)4晶体的类型为　　　。  变式4　答案　(1)　a (2)8　分子晶体 解析　(1)Ni为28号元素,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,则其价层电子的轨道表示式为;铜晶胞示意图为,镍的晶胞结构类型与铜的相同,则镍原子半径为晶胞面对角线长度的,因为晶胞体积为a3,所以晶胞棱长为a,面对角线长为a,则镍原子半径为a。(2)由Ni(CO)4的结构可知,4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键,而每个配体CO中含有1个σ键和2个π键,因此1个Ni(CO)4分子中含有8个σ键。Ni(CO)4的沸点很低,结合其结构可知,该物质由分子构成,因此其晶体类型为分子晶体。 　　1.立方体(长方体)晶胞组成的计算方法 　　2.有关晶胞各物理量之间的关系 3.晶体微粒与M、ρ之间的关系 若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量);又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g,因此有xM=ρa3NA。 【真题溯源精析】 1.(2026·湖南省长沙市·入学测验)型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数，。下列说法正确的是(    ) A. 与紧邻的有个 B. 晶胞内之间最近的距离为 C. 晶胞密度： D. 若晶胞顶点替换为，则 【答案】C  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：由图可知，以顶点面心原子为例，与紧邻的分别位于上下晶胞内，各个，共有个，故A错误； B.将晶胞分为个小的正方体，位于小正方体的体心，故晶胞内之间最近的距离为棱长的一半，即，故B错误； C.晶胞密度为，中，，，计算得到，中，，，计算得到，因为：，故，故C正确； D.在晶胞中顶点个和面心个，仅替换顶点时，在晶胞中的个数是，在晶胞中的个数是，则，故D错误； 故选：。 2.(2025·江西省·历年真题)晶格中的被去除，产生一个氧空位，相对原点的分数坐标为，则图中的分数坐标分别为(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：根据分析可知，晶格底层正方形的右上角是左边原点，位于晶格右侧侧面面心的的分数坐标为，位于底面面心的的分数坐标为， 故选：。 将晶格分为个小正方体，氧空位位于底层右下角的体心位置，分数坐标为，据此判断晶格底层正方形的右上角是左边原点，据此分析作答； 本题主要考查晶胞的分数坐标的判断，属于高考高频考点，难度中等。 3.(2025·浙江省·历年真题)能代表化合物的结构片段如图氢原子未画出，下列有关该化合物的描述不正确的是(    ) A. 图中球代表原子团 B. 该化合物易溶于水 C. 作还原剂时，该化合物释放 D. 氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键 【答案】D  【知识点】配合物与超分子 【解析】解：可以看作是结合一个形成的，在中，存在基团，从结构片段看，球的结构符合的特征，所以图中球代表原子团，故A正确； B.该化合物是离子化合物，且含有能与水形成氢键的基团如等，根据相似相溶原理，离子化合物一般易溶于水，所以该化合物易溶于水，故B正确； C.当该化合物作还原剂时，元素的化合价升高，可能会发生反应释放，故C正确； D.原子最外层有个电子，在中，原子形成了个单键，还存在一对孤电子对；同时，化合物中存在键，和等电负性较大的原子，容易形成氢键，所以晶体中存在氢键，故D错误； 故选：。 4.(2026·河南省·单元测试)的四方晶胞晶胞参数，省略中的氧，只标出和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(    ) A. 晶胞中位的分数坐标为 B. 晶胞中位和位的核间距为 C. 晶胞和晶胞中原子数之比是： D. 晶体密度小于晶体密度 【答案】D  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：晶胞中位位于晶胞的棱角，其分数坐标为，故A正确； B.位坐标为，位坐标为，该晶胞中位和位的核间距，故B正确； C.均摊：计算晶胞中的微粒数目：顶点位置：处于顶点的微粒被个晶胞共享，每个晶胞分摊到八分之一；棱上位置：处于棱上的微粒被个晶胞共享，每个晶胞分摊到四分之一；面上位置：处于面上的微粒被个晶胞共享，每个晶胞分摊到二分之一；内部位置：处于晶胞内部的微粒完全属于该晶胞，晶胞中原子个数为：，晶胞中原子个数为：，晶胞和晶胞中原子数之比是：，故C正确； D.晶体密度为：，晶体密度为：，晶体密度大于晶体密度，故D错误； 故选：。 5.(2026·四川省·同步练习)掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成摩尔质量为，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(    ) A. 晶体中与铋离子最近且距离相等的有个 B. 晶胞中含有的铋离子个数为 C. 第一电离能： D. 晶体的密度为 【答案】A  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：根据图知，晶体中与铋离子最近且距离相等的有个，故A正确； B.晶胞中原子个数为，故B错误； C.为金属，易失电子，非金属性较强，难失电子，所以第一电离能，故C错误； D.该晶胞中原子个数为，原子个数为，根据化学式知，该晶胞中含有个、个，晶胞的体积为，晶体的密度为，故D错误； 故选：。 6.(2025·重庆市·历年真题)三种氮氧化物的结构如图所示： 下列说法正确的是(    ) A. 氮氮键键能： B. 熔点： C. 分子的极性： D. 键角： 【答案】A  【知识点】极性分子和非极性分子、键能、键长、键角 【解析】解：由图中数据可知，氮氮键的键长：，则氮氮键的键能：，故A正确； B.两者均为分子晶体，分子量越大，分子间作用力越大，所以熔点：，故B错误； C.由图可知，是对称的平面结构，分子的极性较弱，是不对称结构，分子中正负电荷重心不重合，属于典型的极性分子，所以分子的极性：，故C错误； D.的结构为，中心原子存在对孤电子对，中心原子的杂化方式为杂化，受到孤电子对的影响，键角略小于，而中， 中心原子的孤电子对为，价电子对数为，没有孤电子对影响，键角为，故键角，故D错误； 故选：。 7.(2025·重庆市·历年真题)化合物的晶胞结构如图所示，下列叙述正确的是(    ) A. 中存在键 B. 属于混合型晶体 C. 的化学式可表示为 D. 中原子上有一对孤电子对 【答案】C  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：根据图知，相邻的、原子之间存在共价单键，所以中不存在键，故A错误； B.是由、原子共存的空间网状结构的晶体，该晶体中只存在共价键，所以属于共价晶体，不属于混合晶体，故B错误； C.该晶胞中原子个数为、原子个数是，的化学式为，故C正确； D.根据图知，每个碳原子连接个氮原子，每个氮原子连接个碳原子，所以中碳原子没有一对孤电子，故D错误； 8.(2026·陕西省宝鸡市·月考试卷)晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 一个晶胞中含有个原子 B. 晶胞中分子的取向相同 C. 号和号原子间的核间距为 D. 每个原子周围与其等距且紧邻的原子有个 【答案】D  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：由晶胞图可知，分子位于长方体的棱心和体心，个晶胞中含个分子，含有个原子，故A错误； B.由图可知晶胞中分子的取向不完全相同，如和，故B错误； C.号和号原子间的核间距离为上、下面面对角线的一半，即，故C错误； D.以体心的原子为例，由于，每个原子周围与其等距且紧邻距离最小的原子有个，故D正确， 故选：。 9.(2025·云南省·历年真题)是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图未画出及其作为电解质的电池装置如图。下列说法错误的是(    ) A. 每个晶胞中个数为 B. 该晶胞在平面的投影为 C. 取代后，该电解质的化学式为 D. 若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面的数目相等 【答案】C  【知识点】晶胞的有关计算 【解析】解：取代部分后产生空位，但：：，晶胞中，则每个晶胞中个数，故A正确； B.该晶胞在平面的投影即为其正视图，面或棱上原子的视图落在棱上，顶点原子的视图落在长方形的顶点，体内原子的视图在长方形内部，同一高度原子的视图重合，则该晶胞在平面的投影为，故B正确； C.取代部分后化学式为，化合物中元素化合价代数和为，即，解得，即取代后，该电解质的化学式为或，故C错误； D.电路中电流处处相等，和电子所带电荷数相等，若只有发生迁移，则外电路转移的电子数与通过截面的数目相等，故D正确； 故选：。 10.(2025·全国·历年真题)我国的蛇纹石资源十分丰富，它的主要成分是，伴生有少量、、等元素。利用蛇纹石转化与绿矾分解的合回收并矿化固定二氧化碳的实验流程如图所示。 已知： 回答下列问题： 绿矾在高温下分解，得到红棕色固体和气体产物反应的化学方程式为 ______。 经“焙烧”“水浸”，过滤分离后，滤液中金属离子的浓度分别为：、、、。滤渣的主要成分是 ______、______。 加入“调”，过滤后，滤渣是 ______、______，滤液中的浓度为 ______。 “焙烧”后得到。晶胞如图所示，晶胞中含有的个数为 ______。 调节“沉镍”后的溶液为碱性“矿化”反应的离子方程式为 ______。 蛇纹石“矿化”固定，得到，相当于固定______标准状况。 【答案】；   ；；   ；；；   ；   ；     【知识点】物质的分离、提纯、晶胞的有关计算 【解析】绿矾高温下分解生成红棕色固体和气体产物，红棕色固体为，根据氧化还原反应规律可知，还原产物为气体，结合原子守恒、电子守恒写出反应的化学方程式为， 故答案为：； 溶液中电荷守恒关系为，绿矾化学式为，根据元素守恒可知，滤渣中含有，分解还生成，则渣的主要成分是、， 故答案为：；； 的溶液中，滤液中金属离子的浓度分别为：、、、，浓度积，同理，，，则、转化为、沉淀，、没有转化为沉淀，即滤渣为、，，时滤液中， 故答案为：；；； 的质子数为、原子核对最外层电子的引力大，的质子数为、原子核对最外层电子的引力小，则离子半径：，所以晶胞图中的个数为， 故答案为：； “沉镍”后的溶液为碱性，通入气体“矿化”反应的离子方程式为， 故答案为：； 根据原子守恒可知，，标准状况下的体积为， 11.(2025·云南省·历年真题)从褐铁矿型金银矿含、、、、、等中提取、，并回收其它有价金属的一种工艺如图： 已知：金银矿中、元素的含量分别为、。 时，的为。 回答下列问题： 基态原子的价层电子排布式为 ______。 “还原酸浸”时，反应的离子方程式为 ______。 “浸金银”时，溶解涉及的主要反应如下： 上述过程中的催化剂为 ______。 “沉铜”前，“滤液”多次循环的目的为 ______。 根据“还原酸浸”“氧化”，推断、、的氧化性由强到弱的顺序为 ______。 “沉铁”后，调节“滤液”的至，无析出，则______。 一种锑锰合金的立方晶胞结构如图。 该晶胞中，每个周围与它最近且相等距离的有 ______个。 为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为，则晶体的密度为 ______列出计算式即可。 【答案】；   ；   ；   提高铜离子的回收率，充分利用溶液中的试剂如氨、硫代硫酸根等，减少原料损耗；   ；   ；   ； 或  【知识点】物质的分离、提纯、晶胞的有关计算 【解析】基态原子的价层电子排布式为， 故答案为：； “还原酸浸”时，与还原剂如在酸性条件下反应，离子方程式为：， 故答案为：； 在“浸金银”反应中，在反应中消耗、反应中再生，故催化剂为， 故答案为：； “滤液”多次循环的目的是提高铜离子的回收率，充分利用溶液中的试剂如氨、硫代硫酸根等，减少原料损耗， 故答案为：提高铜离子的回收率，充分利用溶液中的试剂如氨、硫代硫酸根等，减少原料损耗； 根据“还原酸浸”中氧化生成，以及氧化性强弱规律可知，氧化性顺序为：， 故答案为：； 时，时，由的，可得：，故， 故答案为：； 在合金的立方晶胞中，若位于顶点，位于面心，则每个周围最近且等距的有个，每个顶点参与形成个晶胞，每个面心参与形成个晶胞，因此该晶胞中，每个周围与它最近且相等距离的有个， 故答案为：； 晶胞中含个和个，摩尔质量为，晶胞体积为，密度计算式为：或， 故答案为：或。 12.(2026·北京市市辖区·入学测验)硫是一种重要的非金属元素。 基态原子的价层电子的轨道表示式为______。的模型名称为______，其空间结构为______。 、、的沸点由高到低的顺序为______。 的电子式为______。在和下，与两种气体反应生成固体时，放出的热量，该反应的热化学方程式为______。 时，的和分别为、，的为，则水溶液显______填“酸性”“中性”“碱性”。 硫化锂晶体的晶胞如图，晶胞中含有硫离子的数目为______；与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为______。 将硫粉和铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端引发反应，反应剧烈。实验中可能发生的反应为______用化学方程式表示。 【答案】；四面体形；形   ；  ；；   碱性；   ；；   、、  【知识点】分子的构型（分子或离子的空间结构）、核外电子分布及运动、杂化轨道理论、晶胞的有关计算 【解析】基态原子的价层电子为其、能级上的电子，则基态原子的价层电子的轨道表示式为；中硫原子的价层电子对个数为且含有个孤电子对，所以的模型为四面体形、分子空间结构为形， 故答案为：；四面体形；形； 、、位于同一主族，能形成分子间氢键，沸点最高，、不能形成分子间氢键但相对分子，的沸点小于，所以这三种氢化物的沸点由高到低的顺序是， 故答案为：； 是由、构成的离子化合物，中存在个极性键、中存在极性键，其电子式为；在和下，与两种气体反应生成固体时，放出的热量，根据反应物和生成物的状态及反应热书写该反应的热化学方程式为， 故答案为：；； 时，的和分别为、，的为，的水解平衡常数，的水解平衡常数，则水溶液的水解程度小于的水解程度，所以其水溶液呈碱性， 故答案为：碱性； 晶胞中含有硫离子的数目为；与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为， 故答案为：；； 具有弱氧化性，具有还原性，能将变价金属氧化为较低基态的硫化物，在加热条件下，能在空气中燃烧生成，和空气中的氧气反应生成，可能发生的反应为、、， 故答案为：、、。 13.(2025·福建省·历年真题)导电材料二硫代铁酸钾晶体呈紫色，不溶于水，可被盐酸酸解。 Ⅰ的制备 将铁粉、硫粉和过量充分混合后，焙烧小时。反应方程式： 反应所需的容器为______。填标号 将反应所得混合物置入水中煮沸，溶液呈深绿色因可溶性杂质，并有淡黄色______填化学式浮渣，倾去上层溶液及浮渣；重复多次直至上层溶液______填现象。过滤、洗涤和干燥后得到粗产品，产率为______保留至整数位。 Ⅱ的纯度测定平行测定次，以次为例 准确称取粗产品于锥形瓶中，加入浓盐酸加热至紫色固体完全溶解，有臭鸡蛋味的有毒气体放出，溶液中铁以形式存在。酸解反应的离子方程式为______。 将上述酸解液中的Ⅲ全部还原成Ⅱ，加入硫酸磷酸混酸和指示剂，立即用标准溶液滴定至终点呈紫色，消耗体积为。滴定过程发生反应： 无色 加入磷酸的目的是______。 测得纯度为______用、、列出计算式。 上述实验过程中，下列操作正确的是______。填标号 将粗产品置于托盘天平右盘称量 在通风橱中酸解粗产品 配制标准溶液时，定容后反复上下颠倒容量瓶混匀 滴定管用蒸馏水洗涤后，装入标准溶液并调零 Ⅲ单晶的结构投影如图 一个与所有紧邻形成的空间结构为______，共边连成______状填“链”“层”或“空间网”。 晶体中微粒间作用力有______。填标号 离子键 金属键 配位键 非极性共价键 【答案】；   ；无色无浮渣；；   ；   掩蔽生成的颜色，防止其影响终点判断； ；   ；   四面体形；链；     【知识点】化学键和分子间作用力、化学实验方案的设计与评价 【解析】反应问为，所需的容器为坩埚， 故答案为：； 将反应所得混合物置入水中煮沸，溶液中可能含亚铁离子，呈深绿色因可溶性杂质，不溶，则有淡黄色浮渣，倾去上层溶液及浮渣；将铁粉、硫粉和过量充分混合后，过量，产率为， 故答案为：；无色无浮渣；； 加入浓盐酸加热至紫色固体完全溶解，有臭鸡蛋味的有毒气体放出，溶液中铁以形式存在，酸解反应的离子方程式为， 故答案为：； 结合铁离子的溶液为棕黄色，加入磷酸的目的是掩蔽生成的颜色，防止其影响终点判断， 故答案为：掩蔽生成的颜色，防止其影响终点判断； 根据滴定过程发生反应：、无色，纯度为， 故答案为：； 不能将粗产品直接置于托盘天平右盘称量，可放在纸片上，故错误； 有气体生成，需要在通风橱中酸解粗产品，故正确； 配制标准溶液时，定容后需要反复上下颠倒容量瓶混匀，故正确； 滴定管用蒸馏水洗涤后，需要用标准液润洗，不能直接装入标准溶液，故错误； 故答案为：； 一个与所有紧邻形成的空间结构为四面体形，共边连成链状， 故答案为：四面体形；链； 单晶存在、、，存在离子键、存在配位键，不存在金属件、非极性共价键， 故答案为：。 反应问为，所需的容器为坩埚； 将反应所得混合物置入水中煮沸，溶液中可能含亚铁离子，呈深绿色因可溶性杂质，不溶，则有淡黄色浮渣，倾去上层溶液及浮渣；将铁粉、硫粉和过量充分混合后，过量； 加入浓盐酸加热至紫色固体完全溶解，有臭鸡蛋味的有毒气体放出，溶液中铁以形式存在； 结合铁离子的溶液为棕黄色分析； 根据滴定过程发生反应：、无色，结合系数关系解答； 熟悉常规实验操作，结合操作要点解答； 一个与所有紧邻形成的空间结构为四面体形，共边连成链状； 单晶存在、、，存在离子键、存在配位键。 14.(2025·海南省·历年真题)过渡金属钌的配合物可用于多种化学键的活化。和代表两种不同的烷基。水分子参与反应第步，经由配合物，得到，实现氧氢键断开。 回答问题： 同位素氘或，是一种常用的追踪标记原子，氘的质量数是 ______。 分子中键的极性大于分子中键，主要原因是 ______。 第步反应前后，杂化方式改变的碳原子是 ______填碳原子标号。 某溶剂中，用醇钾处理前体配合物，可将其转化为。转化反应方程式为：______。 若第步参与反应的小分子为即氨中所有氢原子皆被氘取代，经第步反应，得到。将答题卡中的结构图补充完整 ______须标出全部氘原子。 一种可用作强氧化剂的含银多氟化物的晶体晶胞，如图所示，完成、题。 与是同族相邻周期元素。已知该晶体中阳离子有个未成对电子，此阳离子的基态价电子排布式为 ______。 每个原子周围的紧邻氟原子围成规则配位结构，与该晶胞中氟原子的配位关系均已在图呈现。沿方向投影，见图已放大处理。方向紧邻晶胞中与配位的氟原子标号是 ______紧邻晶胞中相应氟原子标号与图示晶胞相同。 【答案】；   的电负性大于，且中孤电子对多一对，对共价键的排斥作用力更强；   ；   ；  ；   ；     【知识点】核外电子分布及运动、杂化轨道理论、配合物与超分子、晶胞的有关计算 【解析】同位素氘或，是一种常用的追踪标记原子，氘的质量数是， 故答案为：； 分子中键的极性大于分子中键，主要原因是的电负性大于，且中孤电子对多一对，对共价键的排斥作用力更强， 故答案为：的电负性大于，且中孤电子对多一对，对共价键的排斥作用力更强； 由图可知，第步反应前后，杂化方式改变的碳原子是，由双键碳原子变为饱和碳原子，由杂化变为杂化， 故答案为：； 某溶剂中，用醇钾处理前体配合物，可将其转化为，根据原子守恒，可得转化反应的方程式为：， 故答案为：； 第步参与反应的小分子为即氨中所有氢原子皆被氘取代，与形成配位键，经第步反应，失去个原子，该原子加成到处碳原子上，得到，故C的结构为：， 故答案为：； 与是同族相邻周期元素，已知该晶体中阳离子有个未成对电子，此阳离子的基态价电子排布式为， 故答案为：； 每个原子周围的紧邻氟原子围成规则配位结构，与该晶胞中氟原子的配位关系均已在图呈现。沿方向投影，见图已放大处理，由图可知，方向紧邻晶胞中与配位的氟原子标号是， 故答案为：。 15.(2025·浙江省·历年真题)铜在自然界大多以硫化物形式成矿。 请回答： 有关铜和硫的说法正确的是 ______。 A.基态硫原子有对成对电子 B.铜焰色试验呈绿色，与铜原子核外电子跃迁释放能量有关 C.基态铜原子失去个电子，轨道形成全充满结构 D.配位键强度： 一种铜化合物的晶胞如图，写出由配离子表示的该化合物的化学式 ______。 化合物化学式：和化学式：具有相似的结构，如图。 化合物给出趋势相对更大，请从结构角度分析原因 ______。 将化合物与足量稀硫酸混合，在加热条件下充分反应，得到气体和含的溶液，写出发生反应的化学方程式 ______。 设计实验检验气体 ______要求利用气体的氧化性或还原性。 有同学以为原料，设计如下转化方案： 步骤Ⅰ的化学方程式 ______。 步骤Ⅱ中，溶液中铜元素全部转化为难溶性。气体为 ______要求不引入其他新的元素；溶液中除、、外，浓度最高的两种离子 ______按浓度由高到低顺序。 【答案】；   ；   电负性：，化合物中，键极性更强，更易给出； ，或； 将气体同时少量的酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色，且产生淡黄色沉淀，即可证明气体是或将气体通入少量氯水中，氯水褪色，且产生淡黄色沉淀，即可证明气体是；   ； ；、  【知识点】铜的氧化物、核外电子分布及运动、铜的化合物、晶胞的有关计算 【解析】硫的原子序数是，基态硫原子的核外电子排布式为：，、、、轨道中的电子都是成对的，共对，轨道中有个电子，其中成对电子有对，共有对成对电子，故A正确； B.铜焰色试验是金属离子在高温下激发，电子跃迁，回到基态时，释放能量，以光的形式表现，故B正确； C.基态铜原子的核外电子排布式为：，失去个电子，轨道形成全充满结构，故C错误； D.和的配位数相同，但的中心铜离子电荷更高，说明中心铜离子的氧化态更高，配体结合更稳定，故D正确； 故答案为：； 根据图，结合均摊法计算可知，晶胞中的个数为，每个周围有个配位，故C的个数为，的个数为，每个周围有个配位，故的个数为，故该化合物的化学式为：， 故答案为：； 化合物和具有相似的结构，电负性：，化合物中，键极性更强，更易给出， 故答案为：电负性：，化合物中，键极性更强，更易给出； 将化合物为：，为价，为价，与足量稀硫酸混合，在加热条件下充分反应，得到气体和含的溶液，气体是，、元素化合价不变，根据原子守恒，可得发生反应的化学方程式为：，或， 故答案为：，或； 气体是，具有还原性，利用其还原性设计实验为：将气体同时少量的酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色，且产生淡黄色沉淀，即可证明气体是或将气体通入少量氯水中，氯水褪色，且产生淡黄色沉淀，即可证明气体是， 故答案为：将气体同时少量的酸性高锰酸钾溶液中，高锰酸钾溶液褪色，且产生淡黄色沉淀，即可证明气体是或将气体通入少量氯水中，氯水褪色，且产生淡黄色沉淀，即可证明气体是； 由图可知，中的元素被氧化为硫酸根离子，同时铁元素被氧化为价，故个，化合价升高价，根据原子守恒、化合价升降守恒，可得步骤Ⅰ的化学方程式为：， 故答案为：； 步骤Ⅱ中，溶液中铜元素全部转化为难溶性，铜元素被还原，需要加入还原性气体，又不引入其他新的元素，故该气体为，发生反应：，故溶液中除、、外，浓度最高的两种离子为：、， 故答案为：；、。 16.(2025·北京市·历年真题)通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。 将的基态原子最外层轨道表示式补充完整：______。 分子中键角小于，从结构角度解释原因：______。 的晶胞是立方体结构，边长为，结构示意图如图。 的配体中，配位原子是 ______。 已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 ______。 和反应过程中能量变化示意图如图。 室温下，和反应生成而不生成。分析原因：______。 从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由：______。 【答案】；   中碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为；中氮原子的价层电子对数为，孤电子对数为；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，分子中的键角为，故分子中的键角小于；   ；，   生成的活化能更低；根据和反应过程中的能量变化示意图可得到反应为放热反应，即，该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，脱除生成，是指逆反应方向，故低压高温有利于脱除生成  【知识点】键能、键长、键角、化学反应能量变化的本质原因、核外电子分布及运动、晶胞的有关计算 【解析】是第号元素，其基态最外层电子的电子排布式为，故其基态原子最外层轨道表示式为， 故答案为：； 中碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为；中氮原子的价层电子对数为，孤电子对数为；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，分子中的键角为，故分子中的键角小于， 故答案为：中碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为；中氮原子的价层电子对数为，孤电子对数为；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，分子中的键角为，故分子中的键角小于； 的内界为，故其配体为，由于原子有孤电子对，所以配位原子为；根据均摊法，该晶胞中的个数为，的个数为，故每个晶胞中含有个，则晶体的密度为， 故答案为：；， 由和反应过程中的能量变化示意图可知，反应生成的活化能更低，故室温下易于生成； 根据和反应过程中的能量变化示意图可得到反应为放热反应，即，该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，脱除生成，是指逆反应方向，故低压高温有利于脱除生成， 故答案为：生成的活化能更低；根据和反应过程中的能量变化示意图可得到反应为放热反应，即，该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，脱除生成，是指逆反应方向，故低压高温有利于脱除生成。 【全真模拟测评】 1.(2026·广东省·模拟题)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体图，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料图。下列说法错误的是(    ) A. 图晶体密度为 B. 图中原子的配位数为 C. 图表示的化学式为 D. 取代产生的空位有利于传导 【答案】C  【知识点】晶胞与晶体结构的测定、配位键与配位化合物 【解析】A.根据均摊法，图的晶胞中含：  ，：  ，：  ，个晶胞的质量为    ，晶胞的体积为，则晶体的密度为    ，项正确； B.图晶胞中，位于面心，与等距离最近的有个，原子的配位数为，项正确； C.根据均摊法，图中：，或空位为  。：  ，或：  ，的个数小于，根据正负化合价的代数和为，图的化学式为，项错误； D.进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明取代产生的空位有利于的传导，项正确； 故选C。 2.(2026·湖北省·联考题)硅及其化合物广泛应用于光电材料领域，其中与甲基咪唑反应可以得到，其结构如图所示。下列叙述错误的是 A. 的空间构型为正四面体 B. 个中含有个键。 C. H、、的电负性由大到小的顺序为 D. 甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为、 【答案】B  【知识点】共价键的类型、电负性、价层电子对互斥理论、杂化轨道理论 【解析】A.分子中形成个键，且不存在孤电子对，其结构与甲烷相似，空间构型是正四面体，A正确； B.共价单键为键、共价双键中含有个键、个键，配位键为键，则中含有个键，所以个中含有个键，则该物质中含有键，B错误； C.根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强，同一主族从上往下依次减弱，故H、、的电负性由大到小的顺序为，增强； D.由题干信息可知，甲基咪唑分子中存在甲基和碳碳双键，故碳原子的杂化轨道类型为、，D正确； 故答案为：。 3.(2025·四川省成都市·模拟题)砷化镉晶胞结构如图。图中“”和“”位是“真空”，晶胞参数为，建立如图的原子坐标系，号位的坐标为。已知：砷化镉的摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(    ) A. 砷化镉中与原子个数比为： B. 两个原子间最短距离为 C. 号位原子坐标参数为 D. 该晶胞的密度为 【答案】D  【知识点】晶胞与晶体结构的测定、晶体的特性、物质结构与性质综合考查 【解析】解： A.分析可知，晶胞中原子数目为，原子数目为，与原子个数比为：，故A正确； B.两个原子间最短距离为边长的一半，即，故B正确； C.号位的坐标为，则号位原子坐标参数为，故C正确； D.晶胞体积为，晶胞质量中含有个，故晶胞密度为，故D错误； 4.(2026·河南省·期末考试)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 (    ) A. 晶体最简化学式为 B. 晶体中与最近且距离相等的有个 C. 晶胞中和原子构成的多面体有个面 D. 晶体的密度为 【答案】C  【知识点】晶胞与晶体结构的测定 【解析】A.根据晶胞结构可知，其中个数： ，其中个数：，其中个数：  ，其中个数： ，故其最简化学式为  ，A正确； B.根据晶胞结构可知，  位于晶胞顶点，位于体心，则晶体中与  最近且距离相等的  有个，B正确； C.根据晶胞结构可知，晶胞中和原子构成的多面体有个面，C错误； D.根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为  ，则个晶胞质量为： ，晶胞体积为，则其密度为  ，D正确； 故选C。 5.(2025·安徽省·模拟题)在研究金刚石和石墨的基础上，我国科学家首次成功精准合成了和，其有望发展成为新型半导体材料。下列有关说法正确的是 A. 金刚石和石墨互为同素异形体，和互为同位素 B. 等质量和的混合物中含电子数为 C. 金刚石、和均为共价晶体 D. 等物质的量的金刚石和石墨中，碳碳键数目之比为 【答案】D  【知识点】共价键的类型、元素、同位素与核素、共价晶体 【解析】A.同素异形体是指由同种元素组成的不同单质，同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子。金刚石、石墨、  和  为碳元素的不同单质，互为同素异形体，项错误； B.等质量的和的混合物中，并没有明确具体的质量，无法确定电子总数，项错误； C.从空间结构可知，金刚石为共价晶体、和为分子晶体，项错误； D.金刚石中每个碳原子形成 个碳碳键，每个碳碳键被 个碳原子共用，所以平均每个碳原子形成 个碳碳键；石墨中每个碳原子形成 个碳碳键，每个碳碳键被 个碳原子共用，所以平均每个碳原子形成 个碳碳键。等物质的量的金刚石和石墨中，碳碳键数目之比为，项正确； 答案选D。 6.(2025·山西省晋中市·模拟题)由原子序数依次增大的、、、四种短周期主族元素合成一种“超分子”，其分子结构如下图其他重复单元的、未标注。已知基态、原子电子填充的最高能层均为层，基态原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，下列说法正确的是 A. 该超分子中存在共价键、范德华力、氢键、金属键 B. 该超分子反映了超分子“分子自组装”的特性 C. 四种元素基态原子的第一电离能： D. 由、、形成的单质分别为共价晶体、分子晶体和金属晶体 【答案】C  【知识点】电离能、同周期、同主族元素性质的递变、共价晶体、范德华力 【解析】由基态、原子电子填充的最高能层均为层，可推知、为第二周期元素，再结合分子结构中原子共价键的数目，以及冠醚的结构特点，可知为碳元素，为氧元素；形成一个共价键且原子序数比碳元素小，则为氢元素；根据题意可推知，基态原子的电子排布式为  ，为钠元素。 这是冠醚识别碱金属离子钠离子，则该超分子中存在共价键、范德华力，不存在金属键、氢键，A错误； B.该超分子能识别，反映了超分子“分子识别”的特性，B错误； C.同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，氢只有一个电子，第一电离能大于，则第一电离能：，C正确； D.碳元素可形成金刚石、石墨、  等晶体，不一定为共价晶体，D错误； 故选C。 7.(2026·北京市·月考试卷)下列说法正确的是(    ) A. 和分子中均含有键 B. 和的模型和空间结构均一致 C. 熔点：金刚石碳化硅晶体硅 D. 酸性： 【答案】C  【知识点】共价键的类型、多样的分子空间结构、价层电子对互斥理论、共价晶体 【解析】A.中为键，中为键，故A错误； B.的中心原子的价层电子对数，没有孤电子对，其模型和空间结构一致，均为正四面体形，但分子的模型为四面体结构，空间构型为三角锥形，故B错误； C.金刚石、碳化硅、晶体硅都为共价晶体，原子半径小于原子半径，键长：，共价键越短，键能越大，熔沸点越高，则熔点：金刚石碳化硅晶体硅，故C正确； D.的非金属性较强，吸引电子对的能力强，使得键易电离出，则酸性：，故D错误； 故选：。 8.(2025·山东省泰安市·模拟题)金属有机框架是一类由金属离子与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料。是其中最具代表性的材料之一，晶体由具有正四面体结构的如图和有机配体如图构成，其中与同一配体相连的两个的取向不同。 下列说法错误的是 A. 基态电子的空间运动状态为种 B. 晶体内部的空腔可以吸附小分子。若要增强与之间的吸附作用，可在配体上引入或 C. 的第二电离能小于 的第二电离能 D. 除外，可以作为有机配体用于构成金属有机框架 【答案】BC  【知识点】电离能、配位键与配位化合物、电子云与原子轨道、构造原理与电子排布式 【解析】A.基态的电子排布式为，核外电子占用个原子轨道，电子的空间运动状态为种，故A正确； B.能与水分子形成氢键，不能与水分子形成氢键，能增强与之间的吸附作用，不能增强与之间的吸附作用，故B错误； C.的第二电离能是失去上的个电子吸收的能量，的第二电离能是失去上的个电子吸收的能量，结构稳定，难失电子，所以的第二电离能大于的第二电离能，故C错误； D.  结构可知，含有个  及以上可以作为配体， 中原子含有孤电子对，能与金属阳离子形成配位键，满足作为配体的要求，故D正确； 选BC。 9.(2025·天津市·模拟题)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，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所示。根据已知信息回答下列问题： 基态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。 图晶胞密度为__________。该晶胞棱长为 用一个离子方程式证明氯元素的非金属性比碘元素强__________。 图中与等距离的个数为__________个。 为提高材料稳定性，常在表面包覆层，的晶体类型为__________，中心原子的杂化类型是__________。 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溶剂中，低温反应生成该材料的化学方程式__________。 【答案】  ；           共价晶体   ；       【知识点】晶胞与晶体结构的测定、电负性、物质结构与性质综合考查、共价晶体、离子晶体、构造原理与电子排布式 【解析】已知是号元素，根据能级构造原理可知，基态原子的价层电子排布式为，根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大可知，的电负性强于，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，故答案为：；； 由题干图晶胞示意图可知，一个晶胞中含有为  ，为，为  ，则一个晶胞的质量为：  ，该晶胞棱长为，则一个晶胞的体积为：，故图晶胞密度为      ，故答案为：  ； 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：即可知证明氯元素的非金属性比碘元素强，故答案为：； 由题干图所示晶胞可知，位于晶胞的顶点，为个面心，故图中与等距离的个数为个，故答案为：； 为提高材料稳定性，常在表面包覆层，具有空间网状结构，很高的熔沸点，则的晶体类型为共价晶体，每个与周围个形成个共价键，即其价层电子对数为，则中心原子的杂化类型是杂化，故答案为：共价晶体；； 由题干图晶胞示意图可知，一个晶胞中含有为  ，为，为  ，即该材料的化学式为：，则碘化绝与碘化铅在溶剂中，低温反应生成该材料即的化学方程式为：  ，故答案为：  。 10.(2025·山东省·模拟题)锂，铁，磷及其化合物在生产生活中有着重要的作用。 锂在元素周期表的位置是______，基态的价电子排布式为______。 邻二氮菲与能够生成稳定的橙色配合物，可用做的检测试剂。向溶液浅黄色中滴加邻二氮菲溶液，最终未观察到溶液呈现明显的橙色，原因是______。 黑磷与石墨类似，也具有层状结构如图，为了大幅度提高锂电池的充电速率，科学家研发了黑磷一石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图所示。 图中，黑磷区原子的杂化方式为______。 根据图和图的信息，下列说法不正确的有______填字母。 黑磷区键的键能完全相同 黑磷与石墨都属于混合型晶体 复合材料单层中，原子与原子之间的作用力属于范德华力 由石墨和黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应 氮原子之间可以形成双键，而磷原子之间很难形成双键，原因是______。 一种锂电池的正极材料磷酸亚铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于晶胞的顶角、棱心、面心，围绕和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。 图的晶体的晶胞参数分别为、，则该晶体的摩尔体积______已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积。 电池充电时磷酸亚铁锂会脱出部分，形成，结构如图所示，则______，______。 【答案】     第二周期族  ；      与  的配位能力更强，  溶液中  的浓度低    ；  原子半径小能够形成较强的键，原子的半径较大原子间形成的键较长，轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成键         ；       ；    【知识点】共价键的类型、晶胞与晶体结构的测定、物质结构与性质综合考查、杂化轨道理论、离子晶体、过渡晶体与混合型晶体 【解析】为号元素，在周期表中的位置为第二周期族；铁是号元素，基态的价电子排布式为  ； 因为与的配位能力更强，  溶液中的浓度低，所以未观察到溶液呈现明显的橙色； 黑磷区中根据图中形成的共价键，元素有三个和一个孤对电子，价层电子对数为，采用杂化； 根据图中键长的不同判断黑磷区键的键能不完全相同，故错误； 黑磷与石墨类似，也具有层状结构，根据石墨是混合型晶体知，黑磷也属于混合型晶体，故正确； 复合材料单层中，原子与原子之间的作用力属于共价键，故错误； 由石墨与黑磷制备该复合材料有新的化学键形成，新物质生成，故属于化学变化，故正确； 故答案为； 原子半径小能够形成较强的键，原子的半径较大原子间形成的键较长，轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成键； 根据均摊法，的个数为：  ，故L的单元数有个，该晶胞体积为，则磷酸亚铁锂晶体的摩尔体积    ； 由题图可知，小白球表示锂原子，由题图知，每个晶胞中的锂原子数为  ，故一个晶胞中有个  单元；由题图知，  结构中，一个晶胞含有    个锂原子，此时锂原子、铁原子的个数比为：，  ； 设  中二价铁离子的个数为，三价铁离子的个数为，由  ，  ，得到  ，即  。 11.(2025·山东省·模拟题)锂，铁，磷及其化合物在生产生活中有着重要的作用。 锂在元素周期表的位置是______，基态的价电子排布式为______。 邻二氮菲与能够生成稳定的橙色配合物，可用做的检测试剂。向溶液浅黄色中滴加邻二氮菲溶液，最终未观察到溶液呈现明显的橙色，原因是______。 黑磷与石墨类似，也具有层状结构如图，为了大幅度提高锂电池的充电速率，科学家研发了黑磷一石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图所示。 图中，黑磷区原子的杂化方式为______。 根据图和图的信息，下列说法不正确的有______填字母。 黑磷区键的键能完全相同 黑磷与石墨都属于混合型晶体 复合材料单层中，原子与原子之间的作用力属于范德华力 由石墨和黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应 氮原子之间可以形成双键，而磷原子之间很难形成双键，原因是_______。 一种锂电池的正极材料磷酸亚铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于晶胞的顶角、棱心、面心，围绕和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。 图的晶体的晶胞参数分别为、，则该晶体的摩尔体积______已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积。 电池充电时磷酸亚铁锂会脱出部分，形成，结构如图所示，则______，______。 【答案】     第二周期族   ；    与  的配位能力更强，  溶液中  的浓度低   ；  原子半径小能够形成较强的键，原子的半径较大原子间形成的键较长，轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成键      ；         ；    【知识点】晶胞与晶体结构的测定、配位键与配位化合物、杂化轨道理论、过渡晶体与混合型晶体、构造原理与电子排布式、原子半径 【解析】【详解】为号元素，在周期表中的位置为第二周期族；铁是号元素，基态的价电子排布式为  ； 因为与的配位能力更强，  溶液中的浓度低，所以未观察到溶液呈现明显的橙色； 黑磷区中根据图中形成的共价键，元素有三个和一个孤对电子，价层电子对数为，采用杂化； 根据图中键长的不同判断黑磷区键的键能不完全相同，故错误； 黑磷与石墨类似，也具有层状结构，根据石墨是混合型晶体知，黑磷也属于混合型晶体，故正确； 复合材料单层中，原子与原子之间的作用力属于共价键，故错误； 由石墨与黑磷制备该复合材料有新的化学键形成，新物质生成，故属于化学变化，故正确； 故答案为； 原子半径小能够形成较强的键，原子的半径较大原子间形成的键较长，轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成键； 根据均摊法，的个数为：  ，故L的单元数有个，该晶胞体积为，则磷酸亚铁锂晶体的摩尔体积    ； 由题图可知，小白球表示锂原子，由题图知，每个晶胞中的锂原子数为  ，故一个晶胞中有个  单元；由题图知，  结构中，一个晶胞含有    个锂原子，此时锂原子、铁原子的个数比为：，  ； 设  中二价铁离子的个数为，三价铁离子的个数为，由  ，  ，得到  ，即  。 12.(2025·山东省泰安市·模拟题)配位化合物在催化反应、材料合成、生物医药及环境治理等领域发挥关键作用。 Ⅰ铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。 以磺基水杨酸和咪唑衍生物为配体合成了单核心的铜配合物如图所示： 咪唑具有类似苯环的芳香性，上图标号为、的原子轨道能提供一对电子的是__________填标号。 上图中酚羟基中的原子始终与苯环共面，号原子的杂化方式为__________，处键键长__________乙醇中键键长填“”、“”或“”，原因：一是处、原子的杂化轨道中成分多，形成的键强，键长短；二是__________。 Ⅱ是第一种被发现的超导体，最外层有个电子。 分子的空间结构为__________；实验室用鉴别，反应生成黄色沉淀，中的配位数为，画出 的结构简式___________。 已知阴、阳离子的电子云在离子极化作用下发生变形，离子半径越大，变形性越大，电子云重叠程度越大。稳定性__________填“”“”或“” ，原因是__________。 Ⅲ某种由作为配体形成的新型储氢材料的晶胞结构如图，其中为正八面体的顶点，为正四面体的顶点。 若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，则的原子分数坐标为__________；若晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为__________  【答案】   ；     ；   处、原子参与形成大键，键的键长短      直线形   ；           ；  半径 ，离子半径越大，变形性越大，的电子云重叠程度更大更稳定          ；      【知识点】晶胞与晶体结构的测定、配位键与配位化合物、物质结构与性质综合考查、价层电子对互斥理论、杂化轨道理论 【解析】【详解】咪唑具有类似苯环的芳香性，则氮原子为杂化，两个原子的价层电子对数均为，对于号原子，有个  键，则个杂化轨道均各有个电子用于形成  键，轨道上有对孤电子对，对于号原子，有个  键，则个杂化轨道各有个电子用于形成  键，则第个杂化轨道有对孤电子对，故上图标号为、的原子轨道能提供一对电子的是； 上图中酚羟基中的原子始终与苯环共面，则苯环、号原子始终共平面，可以推测号原子的杂化方式为杂化，处、原子参与形成大键；处原子与苯环相连，原子为杂化，乙醇中原子为杂化。处键键长小于乙醇中键键长，原因一是处、原子的杂化轨道中成分多，形成的键强，键长短；二是处、原子参与形成大键，使键键能增大，键长缩短。 最外层有个电子，在中，与个形成个键，原子的价层电子对数  ，且不含孤电子对，分子的空间结构为直线形； 已知中的配位数为，和原子上有孤电子对，作为中心离子接受配体提供的孤电子对形成配位键。和作为配体与形成配位键，其结构简式为 ； 稳定性，对于和，中心离子均为，阴离子分别为和。已知离子半径越大，变形性越大，电子云重叠程度越大，原因是：的离子半径大于的离子半径，在的离子极化作用下电子云变形性更大，与的电子云重叠程度更大，形成的配位键更强。 若以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示品胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，根据晶胞结构可知的原子分数坐标为  ，为正八面体的项点，为正四面体的顶点，由晶胞结构可知。的个数为，的个数为，若晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为    。 13.(2025·广东省·模拟题)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，几种离子液体的结构如图。 回答下列问题： 基态铝原子的核外电子排布式为 ______。 基态氮原子的价层电子排布图为 ______填编号。 A. B. C. D. 化合物Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为 ______，化合物Ⅱ中阳离子的空间构型为 ______。 化合物Ⅲ中、、电负性由大到小的顺序为 ______。 传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是 ______。 铝离子电池的其中一种正极材料为，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。 晶体中与距离最近的的个数为 ______。 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，如图中原子的坐标为，原子的坐标为，则原子的坐标为 ______。 已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 ______列出计算式。 【答案】    、；四面体构型    离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键       【知识点】晶胞与晶体结构的测定、杂化轨道理论、构造原理与电子排布式 【解析】解：为第号元素，基态铝原子的核外电子排布式为， 故答案为：； 基态氮原子的核外电子排布式为，基态氮原子的价层电子排布图为， 故答案为：； 化合物Ⅰ中饱和碳原子杂化轨道类型为杂化，形成双键的碳原子杂化类型为杂化；化合物Ⅱ中可认为代替了中的个，则阳离子的空间构型为四面体构型， 故答案为：、；四面体构型； 化合物Ⅲ中、、，同周期电负性从左到右逐渐增大，同周期从上到下逐渐减弱，则电负性大小为：， 故答案为：； 传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键， 故答案为：离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成，形成稳定的离子键； 以左下角定点铝为例，最近的为号铝，故晶体中与距离最近的的个数为， 故答案为：； 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，如图中原子的坐标为，原子的坐标为，则原子的坐标为，与同高，则坐标相同，与的坐标相同， 故答案为：； 己知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，其中的占有数为，则所有原子的占有数为：，则晶体的密度为， 故答案为：。 14.(2026·广东省·模拟题)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。 回答下列问题： 基态原子的核外电子排布式为 ______，第一电离能 ______填“大于”或“小于”。 及其同族的、均可形成类似的氢化物，、、的沸点由高到低的顺序为 ______ 填化学式。 是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中原子的杂化轨道类型为 ______。 科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料一，其立方晶胞结构如图所示，晶胞中、、分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为。 与间的最短距离为 ______，与紧邻的个数为 ______。 在晶胞结构的另一种表示中，处于各顶角位置，则在新的晶胞中，处于 ______位置，处于 ______位置。 设的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为______。列出计算表达式 【答案】；大于    和；  体心；棱心    【知识点】电离能、晶体的特性、化学计量的综合计算、泡利原理、洪特规则、能量最低原理、杂化轨道理论、构造原理与电子排布式 【解析】解：为号元素，基态原子的核外电子排布式为；能级为半充满结构，较为稳定，故第一电离能大于。 能形成分子间氢键、和不能形成分子间氢键，相对分子质量，故沸点： 最上方的原子为杂化，其余原子为杂化。 分析晶胞可知，与间的最短距离为面对角线的，即，与紧邻的个数为。 在晶胞结构的另一种表示中，处于各顶角位置，则在新的晶胞中，处于体心位置，处于棱心位置。 晶胞中，原子数目为，原子数目为，原子数目为，故晶胞中含有一个，晶胞质量为，晶胞体积为，密度 15.(2026·广东省·联考题)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： 基态原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为_______。 晶胞中原子均参与形成配位键，与的配位数之比为_______；_______；晶胞中有轨道参与杂化的金属离子是_______。 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、则吡啶中原子的价层孤电子对占据_______填标号。 A.轨道            轨道                         C.杂化轨道     杂化轨道 在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是_______，_______。 、、的碱性随原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是_______。 【答案】；第周期第族    ；；、        吡啶能与分子形成分子间氢键    吡啶和均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子      【知识点】共价键的类型、氢键、配位键与配位化合物、杂化轨道理论 【解析】已知是号元素，故基态原子的价电子排布式为：，在周期表中第四横行第纵列即位于第周期第族； 由题干晶胞示意图可知，，周围连接四个原子团，形成的配位键数目为：，空间结构为正方形，模型为平面四边形，采用杂化； 周围形成的配位键数目为：，模型为正八面体，采用杂化，所以  与  的配位数之比为； 含有小黑球小白球为：  ，含有棱上小黑球个数为：  ，晶胞中苯环在四个侧面且每个苯环只有一半属于该晶胞，所以苯环个数为：  ，则该晶胞的化学式为：  ，即  ； 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，则说明吡啶中原子也是采用杂化，杂化轨道只用于形成键和存在孤电子对，则吡啶中原子的价层孤电子对占据杂化轨道，故选D； 已知苯分子为非极性分子，分子为极性分子，且吡啶中原子上含有孤电子对能与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； 已知为推电子基团，是吸电子基团，则导致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：。 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 $ 专题十五　物质结构与性质 【知识重构】 　电子层、能级与原子轨道 1.电子层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。 2.能级:同一电子层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一电子层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。 3.原子轨道:电子在原子核外的一个空间运动状态。 原子轨道 轨道形状 轨道个数 s 球形 1 p 哑铃形 3 　　温馨提示:第一电子层(K),只有s能级;第二电子层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三电子层(M),有s、p、d三种能级。 　原子核外电子的排布规律 构造原理 在构建基态原子时,原子核外电子按照以下顺序填入能级: 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…… 洪特规则 基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行 泡利原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子 能量最 低原理 在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低 　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 K:1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式 Cu:[Ar]3d104s1 价层电子排布 Fe:3d64s2 轨道表示式 (或电子排布图) O: 　　①常见原子或离子基态简化电子排布式 微粒 简化电子 排布式 微粒 简化电子 排布式 微粒 简化电子 排布式 Fe原子 [Ar]3d64s2 Ni原子 [Ar]3d84s2 Cr原子 [Ar]3d54s1 Fe2+ [Ar]3d6 Cu+ [Ar]3d10 Cr3+ [Ar]3d3 Fe3+ [Ar]3d5 Cu2+ [Ar]3d9 Mn2+ [Ar]3d5 　　②基态原子轨道表示式书写的常见错误 错误类型 错因剖析 改正 违背能量最低原理 违背泡利原理 违背洪特规则 违背洪特规则 　电离能、电负性 1.元素第一电离能的周期性变化规律 一般 规律 同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现增大的趋势,稀有气体元素的第一电离能最大,碱金属元素的第一电离能最小;同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小 特殊 情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,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(s2、p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能 　　2.电离能、电负性大小判断 规律 一般来说,在元素周期表中,主族元素的电负性从左到右逐渐增大,从上到下逐渐减小 特性 同周期主族元素,ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的元素 方法 常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小,如O与Cl的电负性比较:①HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl 　共价键类型 分类依据 类型 特征 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 两个原子轨道“头碰头”重叠 π键 两个原子轨道“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 　中心原子杂化类型和分子空间结构的判断 分子(A为 中心原子) 中心原子 杂化方式 中心原子孤 电子对数 空间结构 示例 AB2 sp 0 直线形 BeCl2 sp2 1 V形 SO2 sp3 2 V形 H2O AB3 sp2 0 平面三角形 BF3 sp3 1 三角锥形 NH3 AB4 sp3 0 四面体形 CH4 　原子个数相同,价电子数相同的粒子 粒子 价电子总数 空间结构 CO2、SCN-、N、、N2O、COS、CS2 16 直线形 C、N、SO3 24 平面三角形 SO2、O3、N 18 V形 S、P 32 四面体形 P、S、Cl 26 三角锥形 CO、N2、 10 直线形 CH4、N 8 正四面体形 　键的极性与分子极性的关系 类型 实例 两个键之间的夹角 键的极性 分子的极性 空间结构 X2 H2、N2 — 非极 性键 非极性分子 直线形 XY HCl、NO — 极性键 极性分子 直线形 XY2 (X2Y) CO2、CS2 180° 极性键 非极性分子 直线形 H2O 105° 极性键 极性分子 V形 XY3 BF3 120° 极性键 非极性分子 平面三角形 NH3 107° 极性键 极性分子 三角锥形 XY4 CH4、CCl4 109°28' 极性键 非极性分子 正四面体形 　范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 概念 分子间普遍存在的一种相互作用力,但不是化学键 已经与电负性很大的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子(N、O、F)之间的作用力 原子间通过共用电子对形成的化学键 存在 范围 分子之间 已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的F、N、O原子之间 相邻原子间 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原子的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大 一般来说,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、沸点和溶解度等物理性质; 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;分子内氢键会使物质的熔、沸点降低,在水中的溶解度减小 ①影响分子的稳定性,共价键键能越大,分子稳定性越强; ②影响共价晶体的熔、沸点和硬度 　共价键、离子键、金属键的比较 共价键 离子键 金属键 存在 分子或物质内部 强弱 判断 一般来说,键长越短,键能越大,共价键越强 ①电荷数越大,离子键越强;②成键的阴、阳离子的半径越小,离子键越强 ①与金属阳离子所带电荷成正比;②与阳离子半径成反比;③与价电子数成正比 对物质 性质的 影响 分子晶体的化学性质;共价晶体的物理性质和化学性质 物理性质和化学性质 物理性质和化学性质 　配合物 配合物 的组成 [中心离子(配体)n][外界] 典型配合物 [Cu(NH3)4]SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH 中心离子 Cu2+ Fe3+ Ag+ 中心离子 结构特点 一般是金属离子,特别是过渡金属离子,必须有空轨道 配体 NH3 SCN- NH3 配体结构 特点 分子或离子,必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等) 配位数(n) 4 3 2 外界 S 无 OH- 颜色 深蓝色 红色 无色 配离子所含 化学键 配体通过配位键与中心离子结合;配体中一般存在共价键 配合物所含 化学键 配位键、离子键;配体或外界中可能还含有共价键 配合物的 常见性质 若为离子化合物,多数能溶解、能电离,多数有颜色 金属羰基 配合物 是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物,如四羰基镍[Ni(CO)4]。在许多有机化合物的合成反应中,金属羰基配合物常常作为这些反应的催化剂 二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间。在固体状态下,两个戊环相互错开成全错位构型,温度升高时则绕垂直轴相对转动。二茂铁的化学性质稳定,类似芳香族化合物 　物质熔、沸点高低比较的规律 一般情况下,熔、沸点大小顺序为共价晶体>离子晶体>分子晶体,如金刚石>NaCl>Cl2;一般情况下,熔、沸点大小为金属晶体>分子晶体,如Na>Cl2。(金属晶体熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等) 共价 晶体 →键能越大→熔、沸点越高,如金刚石>石英>晶体硅 离子 晶体 一般来说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点就越高。如MgO>MgCl2,NaCl>CsCl 金属 晶体 金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如Al>Mg>Na 分子 晶体 ①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S ②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4 ③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高,如CO>N2 ④在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低,如正戊烷>异戊烷>新戊烷 　几种典型晶体模型 1.常见共价晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 金刚石 原子半径(r)与棱长(a)的关系:a=8r (1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合,形成正四面体结构,键角均为109°28' (2)每个金刚石晶胞中含有8个碳原子,最小的碳环为六元环,并且不在同一平面(实际为椅式结构),碳原子为sp3杂化 (3)每个碳原子被12个六元环共用,每个共价键被6个六元环共用,一个六元环实际拥有个碳原子 (4)C原子数与C—C数之比为1∶2,12 g金刚石中有2 mol共价键 (5)密度=(a为晶胞棱长) SiO2 (1)SiO2晶体中最小的环为十二元环,即每个十二元环上有6个O、6个Si (2)每个Si与4个O以共价键结合,形成正四面体结构,每个正四面体占有1个Si、4个“O”,n(Si)∶n(O)=1∶2 (3)每个Si原子被12个十二元环共用,每个O原子被6个十二元环共用 (4)每个SiO2晶胞中含有8个Si原子,含有16个O原子 (5)硅原子与Si—O共价键之比为1∶4,1 mol SiO2晶体中有4 mol 共价键 (6)密度=(a为晶胞棱长) SiC、 BP、 AlN (1)每个原子与4个另一种原子形成正四面体结构 (2)密度: ρ(SiC)=; ρ(BP)=; ρ(AlN)= (a为晶胞棱长) (3)若Si与C最近距离为d,则棱长(a)与最近距离(d)的关系:a=4d 　　2.常见分子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 干冰 (1)面心立方最密堆积:立方体的每个顶点有一个CO2分子,每个面心上也有一个CO2分子,每个晶胞中有4个CO2分子 (2)每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有12个 (3)密度=(a为晶胞棱长) 白磷 (1)面心立方最密堆积 (2)密度=(a为晶胞棱长) 冰 (1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连 (2)每个水分子实际拥有两个“氢键” (3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因:每个水分子与周围四个水分子形成氢键 【微点拨】 (1)若分子间只有范德华力,则分子晶体采取分子密堆积,每个分子周围有12个紧邻的分子。在分子晶体中,原子先以共价键形成分子,分子再以范德华力形成晶体。由于范德华力没有方向性和饱和性,分子间尽可能采取密堆积的排列方式。如干冰、O2、I2、C60等分子 (2)若分子间靠氢键形成的晶体,则采取非密堆积结构,每个分子周围紧邻的分子数要小于12个。因为氢键有方向性和饱和性,一个分子周围其他分子的位置和数目是一定的。如冰晶体、苯甲酸晶体 　　3.常见离子晶体结构分析 晶体 晶体结构 结构分析 NaCl (1)一个NaCl晶胞中,有4个Na+,有4个Cl- (2)在NaCl晶体中,每个Na+同时强烈吸引6个Cl-,形成正八面体;每个Cl-同时强烈吸引6个Na+ (3)在NaCl晶体中,Na+和Cl-的配位数分别为6、6 (4)在NaCl晶体中,每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个,每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有12个 (5)密度=(a为晶胞棱长) CsCl (1)一个CsCl晶胞中,有1个Cs+,有1个Cl- (2)在CsCl晶体中,每个Cs+同时强烈吸引8个Cl-,即Cs+的配位数为8,每个Cl-同时强烈吸引8个Cs+,即Cl-的配位数为8 (3)在CsCl晶体中,每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个,形成正八面体,在CsCl晶体中,每个Cl-周围与它最接近且距离相等的Cl-共有6个 (4)密度=(a为晶胞棱长) ZnS (1)1个ZnS晶胞中,有4个S2-,有4个Zn2+ (2)Zn2+的配位数为4,S2-的配位数为4 (3)密度= CaF2 (1)1个CaF2的晶胞中,有4个Ca2+,有8个F- (2)CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数不同,Ca2+配位数是8,F-的配位数是4 (3)密度= 离子晶体的配位数 离子晶体中与某离子距离最近的相反电性离子的数目叫该离子的配位数 影响离子晶体配位数 的因素 (1)正、负离子半径比。AB型离子晶体中,阴、阳离子的配位数相等,但正、负离子半径比越大,离子的配位数越大。如ZnS、NaCl、CsCl (2)正、负离子的电荷比。如CaF2晶体中,Ca2+和F-的配位数不同 　　4.常见金属晶体结构分析 (1)金属晶体的几种堆积模型分析 简单立方 堆积 体心立方 堆积 (钾型) 面心立方 最密堆积 (铜型) 六方最密 堆积 (镁型) 晶胞 代表金属 Po Na、K、Fe Cu、Ag、Au Mg、Zn、Ti 配位数 6 8 12 12 晶胞占有 的原子数 1 2 4 2 原子半径 (r)与立方体棱长为(a)的关系 a=2r a=4r a=4r — 　　(2)金属晶胞中原子空间利用率的计算: 空间利用率== ①简单立方堆积(如图1):原子的半径为r,立方体的棱长为2r,则V球=πr3,V晶胞=(2r)3=8r3,空间利用率=×100%=×100%=≈52%。 图1 ②体心立方堆积(如图2):原子的半径为r,体对角线c为4r,面对角线b为a,由(4r)2=a2+b2得a=r。1个晶胞中有2个原子,故空间利用率=×100%=×100%=×100%=≈68%。 图2 ③面心立方最密堆积(如图3):原子的半径为r,面对角线为4r,a=2r,V晶胞=a3=(2r)3=16r3,1个晶胞中有4个原子,则空间利用率=×100%=×100%=≈74%。 图3 ④六方最密堆积(如图4):原子的半径为r,底面为菱形(棱长为2r,其中一个角为60°),则底面面积S=2r×r=2r2,h=r,V晶胞=S×2h=2r2×2×r=8r3,1个晶胞中有2个原子,则空间利用率=×100%=×100%=≈74%。 图4 　　(3)晶体密度的计算公式推导过程: 若1个晶胞中含有x个微粒,则晶胞的物质的量n==,晶胞的质量m=n·M=·M;密度ρ===。 【题型解码】 题型1　原子结构与性质(选择题) 例1　O2在超高压下转化为平行六面体的O8分子(如图)。下列说法错误的是 (　　) A.O2和O8互为同素异形体 B.O8中存在不同的氧氧键 C.O2转化为O8是熵减反应 D.常压低温下O8能稳定存在 变式1　由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.图中代表F原子 B.该化合物中存在过氧键 C.该化合物中I原子存在孤电子对 D.该化合物中所有碘氧键的键长相等 题型2　分子结构与性质(选择题) 例2　Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是 (　　) A.Si5Cl10分子结构可能是 B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸 C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2 D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10 变式2　NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是 (　　) A.HCl的形成过程可表示为H·+·H+]- B.NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C.在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D.NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 题型3　晶体结构与性质(选择题) 例3　金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图如图所示,晶胞的棱长为a pm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　) A.该铋氟化物的化学式为BiF3 B.粒子S、T之间的距离为a pm C.该晶体的密度为 g·cm-3 D.晶体中与铋离子距离最近且等距的氟离子有6个 变式3　某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 (　　) A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 题型4　物质结构与性质(综合题) 例4　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)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为　　　　(填字母)。  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　　　(填元素符号),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。锡的卤化物的熔点数据如表,结合变化规律说明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　。  物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 -34 29 143 (5)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Pb的配位数为　　　　。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为　　　　　　(列出计算式)g·cm-3。  变式4　Ni(CO)4 (四羰合镍,沸点为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)基态Ni原子价层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a3,镍原子半径为　　　　　　。  (2)Ni(CO)4结构如图所示,其中含有σ键数目为　　　,Ni(CO)4晶体的类型为　　　。  　　1.立方体(长方体)晶胞组成的计算方法 　　2.有关晶胞各物理量之间的关系 3.晶体微粒与M、ρ之间的关系 若1个晶胞中含有x个微粒,则1 mol晶胞中含有x mol微粒,其质量为xM g(M为微粒的相对“分子”质量);又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g,因此有xM=ρa3NA。 【真题溯源精析】 1.(2026·湖南省长沙市·入学测验)型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数，。下列说法正确的是(    ) A. 与紧邻的有个 B. 晶胞内之间最近的距离为 C. 晶胞密度： D. 若晶胞顶点替换为，则 2.(2025·江西省·历年真题)晶格中的被去除，产生一个氧空位，相对原点的分数坐标为，则图中的分数坐标分别为(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 3.(2025·浙江省·历年真题)能代表化合物的结构片段如图氢原子未画出，下列有关该化合物的描述不正确的是(    ) A. 图中球代表原子团 B. 该化合物易溶于水 C. 作还原剂时，该化合物释放 D. 氮原子上没有孤电子对，晶体中不存在氢键 4.(2026·河南省·单元测试)的四方晶胞晶胞参数，省略中的氧，只标出和的立方晶胞如图所示，为阿伏加德罗常数的值。 下列说法错误的是(    ) A. 晶胞中位的分数坐标为 B. 晶胞中位和位的核间距为 C. 晶胞和晶胞中原子数之比是： D. 晶体密度小于晶体密度 5.(2026·四川省·同步练习)掺杂的铋酸钡具有超导性。替代部分形成摩尔质量为，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(    ) A. 晶体中与铋离子最近且距离相等的有个 B. 晶胞中含有的铋离子个数为 C. 第一电离能： D. 晶体的密度为 6.(2025·重庆市·历年真题)三种氮氧化物的结构如图所示： 下列说法正确的是(    ) A. 氮氮键键能： B. 熔点： C. 分子的极性： D. 键角： 7.(2025·重庆市·历年真题)化合物的晶胞结构如图所示，下列叙述正确的是(    ) A. 中存在键 B. 属于混合型晶体 C. 的化学式可表示为 D. 中原子上有一对孤电子对 8.(2026·陕西省宝鸡市·月考试卷)晶胞是长方体，边长，如图所示。下列说法正确的是(    ) A. 一个晶胞中含有个原子 B. 晶胞中分子的取向相同 C. 号和号原子间的核间距为 D. 每个原子周围与其等距且紧邻的原子有个 9.(2025·云南省·历年真题)是优良的固态电解质材料，取代部分后产生空位，可提升传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图未画出及其作为电解质的电池装置如图。下列说法错误的是(    ) A. 每个晶胞中个数为 B. 该晶胞在平面的投影为 C. 取代后，该电解质的化学式为 D. 若只有发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面的数目相等 10.(2025·全国·历年真题)我国的蛇纹石资源十分丰富，它的主要成分是，伴生有少量、、等元素。利用蛇纹石转化与绿矾分解的合回收并矿化固定二氧化碳的实验流程如图所示。 已知： 回答下列问题： 绿矾在高温下分解，得到红棕色固体和气体产物反应的化学方程式为 ______。 经“焙烧”“水浸”，过滤分离后，滤液中金属离子的浓度分别为：、、、。滤渣的主要成分是 ______、______。 加入“调”，过滤后，滤渣是 ______、______，滤液中的浓度为 ______。 “焙烧”后得到。晶胞如图所示，晶胞中含有的个数为 ______。 调节“沉镍”后的溶液为碱性“矿化”反应的离子方程式为 ______。 蛇纹石“矿化”固定，得到，相当于固定______标准状况。 11.(2025·云南省·历年真题)从褐铁矿型金银矿含、、、、、等中提取、，并回收其它有价金属的一种工艺如图： 已知：金银矿中、元素的含量分别为、。 时，的为。 回答下列问题： 基态原子的价层电子排布式为 ______。 “还原酸浸”时，反应的离子方程式为 ______。 “浸金银”时，溶解涉及的主要反应如下： 上述过程中的催化剂为 ______。 “沉铜”前，“滤液”多次循环的目的为 ______。 根据“还原酸浸”“氧化”，推断、、的氧化性由强到弱的顺序为 ______。 “沉铁”后，调节“滤液”的至，无析出，则______。 一种锑锰合金的立方晶胞结构如图。 该晶胞中，每个周围与它最近且相等距离的有 ______个。 为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为，则晶体的密度为 ______列出计算式即可。 12.(2026·北京市市辖区·入学测验)硫是一种重要的非金属元素。 基态原子的价层电子的轨道表示式为______。的模型名称为______，其空间结构为______。 、、的沸点由高到低的顺序为______。 的电子式为______。在和下，与两种气体反应生成固体时，放出的热量，该反应的热化学方程式为______。 时，的和分别为、，的为，则水溶液显______填“酸性”“中性”“碱性”。 硫化锂晶体的晶胞如图，晶胞中含有硫离子的数目为______；与硫离子最近且距离相等的锂离子的数目为______。 将硫粉和铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端引发反应，反应剧烈。实验中可能发生的反应为______用化学方程式表示。 13.(2025·福建省·历年真题)导电材料二硫代铁酸钾晶体呈紫色，不溶于水，可被盐酸酸解。 Ⅰ的制备 将铁粉、硫粉和过量充分混合后，焙烧小时。反应方程式： 反应所需的容器为______。填标号 将反应所得混合物置入水中煮沸，溶液呈深绿色因可溶性杂质，并有淡黄色______填化学式浮渣，倾去上层溶液及浮渣；重复多次直至上层溶液______填现象。过滤、洗涤和干燥后得到粗产品，产率为______保留至整数位。 Ⅱ的纯度测定平行测定次，以次为例 准确称取粗产品于锥形瓶中，加入浓盐酸加热至紫色固体完全溶解，有臭鸡蛋味的有毒气体放出，溶液中铁以形式存在。酸解反应的离子方程式为______。 将上述酸解液中的Ⅲ全部还原成Ⅱ，加入硫酸磷酸混酸和指示剂，立即用标准溶液滴定至终点呈紫色，消耗体积为。滴定过程发生反应： 无色 加入磷酸的目的是______。 测得纯度为______用、、列出计算式。 上述实验过程中，下列操作正确的是______。填标号 将粗产品置于托盘天平右盘称量 在通风橱中酸解粗产品 配制标准溶液时，定容后反复上下颠倒容量瓶混匀 滴定管用蒸馏水洗涤后，装入标准溶液并调零 Ⅲ单晶的结构投影如图 一个与所有紧邻形成的空间结构为______，共边连成______状填“链”“层”或“空间网”。 晶体中微粒间作用力有______。填标号 离子键 金属键 配位键 非极性共价键 14.(2025·海南省·历年真题)过渡金属钌的配合物可用于多种化学键的活化。和代表两种不同的烷基。水分子参与反应第步，经由配合物，得到，实现氧氢键断开。 回答问题： 同位素氘或，是一种常用的追踪标记原子，氘的质量数是 ______。 分子中键的极性大于分子中键，主要原因是 ______。 第步反应前后，杂化方式改变的碳原子是 ______填碳原子标号。 某溶剂中，用醇钾处理前体配合物，可将其转化为。转化反应方程式为：______。 若第步参与反应的小分子为即氨中所有氢原子皆被氘取代，经第步反应，得到。将答题卡中的结构图补充完整 ______须标出全部氘原子。 一种可用作强氧化剂的含银多氟化物的晶体晶胞，如图所示，完成、题。 与是同族相邻周期元素。已知该晶体中阳离子有个未成对电子，此阳离子的基态价电子排布式为 ______。 每个原子周围的紧邻氟原子围成规则配位结构，与该晶胞中氟原子的配位关系均已在图呈现。沿方向投影，见图已放大处理。方向紧邻晶胞中与配位的氟原子标号是 ______紧邻晶胞中相应氟原子标号与图示晶胞相同。 15.(2025·浙江省·历年真题)铜在自然界大多以硫化物形式成矿。 请回答： 有关铜和硫的说法正确的是 ______。 A.基态硫原子有对成对电子 B.铜焰色试验呈绿色，与铜原子核外电子跃迁释放能量有关 C.基态铜原子失去个电子，轨道形成全充满结构 D.配位键强度： 一种铜化合物的晶胞如图，写出由配离子表示的该化合物的化学式 ______。 化合物化学式：和化学式：具有相似的结构，如图。 化合物给出趋势相对更大，请从结构角度分析原因 ______。 将化合物与足量稀硫酸混合，在加热条件下充分反应，得到气体和含的溶液，写出发生反应的化学方程式 ______。 设计实验检验气体 ______要求利用气体的氧化性或还原性。 有同学以为原料，设计如下转化方案： 步骤Ⅰ的化学方程式 ______。 步骤Ⅱ中，溶液中铜元素全部转化为难溶性。气体为 ______要求不引入其他新的元素；溶液中除、、外，浓度最高的两种离子 ______按浓度由高到低顺序。 16.(2025·北京市·历年真题)通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。 将的基态原子最外层轨道表示式补充完整：______。 分子中键角小于，从结构角度解释原因：______。 的晶胞是立方体结构，边长为，结构示意图如图。 的配体中，配位原子是 ______。 已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 ______。 和反应过程中能量变化示意图如图。 室温下，和反应生成而不生成。分析原因：______。 从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由：______。 【全真模拟测评】 1.(2026·广东省·模拟题)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体图，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料图。下列说法错误的是(    ) A. 图晶体密度为 B. 图中原子的配位数为 C. 图表示的化学式为 D. 取代产生的空位有利于传导 2.(2026·湖北省·联考题)硅及其化合物广泛应用于光电材料领域，其中与甲基咪唑反应可以得到，其结构如图所示。下列叙述错误的是 A. 的空间构型为正四面体 B. 个中含有个键。 C. H、、的电负性由大到小的顺序为 D. 甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为、 3.(2025·四川省成都市·模拟题)砷化镉晶胞结构如图。图中“”和“”位是“真空”，晶胞参数为，建立如图的原子坐标系，号位的坐标为。已知：砷化镉的摩尔质量为，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(    ) A. 砷化镉中与原子个数比为： B. 两个原子间最短距离为 C. 号位原子坐标参数为 D. 该晶胞的密度为 4.(2026·河南省·期末考试)科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 (    ) A. 晶体最简化学式为 B. 晶体中与最近且距离相等的有个 C. 晶胞中和原子构成的多面体有个面 D. 晶体的密度为 5.(2025·安徽省·模拟题)在研究金刚石和石墨的基础上，我国科学家首次成功精准合成了和，其有望发展成为新型半导体材料。下列有关说法正确的是 A. 金刚石和石墨互为同素异形体，和互为同位素 B. 等质量和的混合物中含电子数为 C. 金刚石、和均为共价晶体 D. 等物质的量的金刚石和石墨中，碳碳键数目之比为 6.(2025·山西省晋中市·模拟题)由原子序数依次增大的、、、四种短周期主族元素合成一种“超分子”，其分子结构如下图其他重复单元的、未标注。已知基态、原子电子填充的最高能层均为层，基态原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，下列说法正确的是 A. 该超分子中存在共价键、范德华力、氢键、金属键 B. 该超分子反映了超分子“分子自组装”的特性 C. 四种元素基态原子的第一电离能： D. 由、、形成的单质分别为共价晶体、分子晶体和金属晶体 7.(2026·北京市·月考试卷)下列说法正确的是(    ) A. 和分子中均含有键 B. 和的模型和空间结构均一致 C. 熔点：金刚石碳化硅晶体硅 D. 酸性： 8.(2025·山东省泰安市·模拟题)金属有机框架是一类由金属离子与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料。是其中最具代表性的材料之一，晶体由具有正四面体结构的如图和有机配体如图构成，其中与同一配体相连的两个的取向不同。 下列说法错误的是 A. 基态电子的空间运动状态为种 B. 晶体内部的空腔可以吸附小分子。若要增强与之间的吸附作用，可在配体上引入或 C. 的第二电离能小于 的第二电离能 D. 除外，可以作为有机配体用于构成金属有机框架 9.(2025·天津市·模拟题)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，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所示。根据已知信息回答下列问题： 基态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。 图晶胞密度为__________。该晶胞棱长为 用一个离子方程式证明氯元素的非金属性比碘元素强__________。 图中与等距离的个数为__________个。 为提高材料稳定性，常在表面包覆层，的晶体类型为__________，中心原子的杂化类型是__________。 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溶剂中，低温反应生成该材料的化学方程式__________。 10.(2025·山东省·模拟题)锂，铁，磷及其化合物在生产生活中有着重要的作用。 锂在元素周期表的位置是______，基态的价电子排布式为______。 邻二氮菲与能够生成稳定的橙色配合物，可用做的检测试剂。向溶液浅黄色中滴加邻二氮菲溶液，最终未观察到溶液呈现明显的橙色，原因是______。 黑磷与石墨类似，也具有层状结构如图，为了大幅度提高锂电池的充电速率，科学家研发了黑磷一石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图所示。 图中，黑磷区原子的杂化方式为______。 根据图和图的信息，下列说法不正确的有______填字母。 黑磷区键的键能完全相同 黑磷与石墨都属于混合型晶体 复合材料单层中，原子与原子之间的作用力属于范德华力 由石墨和黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应 氮原子之间可以形成双键，而磷原子之间很难形成双键，原因是______。 一种锂电池的正极材料磷酸亚铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于晶胞的顶角、棱心、面心，围绕和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。 图的晶体的晶胞参数分别为、，则该晶体的摩尔体积______已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积。 电池充电时磷酸亚铁锂会脱出部分，形成，结构如图所示，则______，______。 11.(2025·山东省·模拟题)锂，铁，磷及其化合物在生产生活中有着重要的作用。 锂在元素周期表的位置是______，基态的价电子排布式为______。 邻二氮菲与能够生成稳定的橙色配合物，可用做的检测试剂。向溶液浅黄色中滴加邻二氮菲溶液，最终未观察到溶液呈现明显的橙色，原因是______。 黑磷与石墨类似，也具有层状结构如图，为了大幅度提高锂电池的充电速率，科学家研发了黑磷一石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图所示。 图中，黑磷区原子的杂化方式为______。 根据图和图的信息，下列说法不正确的有______填字母。 黑磷区键的键能完全相同 黑磷与石墨都属于混合型晶体 复合材料单层中，原子与原子之间的作用力属于范德华力 由石墨和黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应 氮原子之间可以形成双键，而磷原子之间很难形成双键，原因是_______。 一种锂电池的正极材料磷酸亚铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于晶胞的顶角、棱心、面心，围绕和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。 图的晶体的晶胞参数分别为、，则该晶体的摩尔体积______已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积。 电池充电时磷酸亚铁锂会脱出部分，形成，结构如图所示，则______，______。 12.(2025·山东省泰安市·模拟题)配位化合物在催化反应、材料合成、生物医药及环境治理等领域发挥关键作用。 Ⅰ铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。 以磺基水杨酸和咪唑衍生物为配体合成了单核心的铜配合物如图所示： 咪唑具有类似苯环的芳香性，上图标号为、的原子轨道能提供一对电子的是__________填标号。 上图中酚羟基中的原子始终与苯环共面，号原子的杂化方式为__________，处键键长__________乙醇中键键长填“”、“”或“”，原因：一是处、原子的杂化轨道中成分多，形成的键强，键长短；二是__________。 Ⅱ是第一种被发现的超导体，最外层有个电子。 分子的空间结构为__________；实验室用鉴别，反应生成黄色沉淀，中的配位数为，画出 的结构简式___________。 已知阴、阳离子的电子云在离子极化作用下发生变形，离子半径越大，变形性越大，电子云重叠程度越大。稳定性__________填“”“”或“” ，原因是__________。 Ⅲ某种由作为配体形成的新型储氢材料的晶胞结构如图，其中为正八面体的顶点，为正四面体的顶点。 若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，则的原子分数坐标为__________；若晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为__________  13.(2025·广东省·模拟题)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高，是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，几种离子液体的结构如图。 回答下列问题： 基态铝原子的核外电子排布式为 ______。 基态氮原子的价层电子排布图为 ______填编号。 A. B. C. D. 化合物Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为 ______，化合物Ⅱ中阳离子的空间构型为 ______。 化合物Ⅲ中、、电负性由大到小的顺序为 ______。 传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是 ______。 铝离子电池的其中一种正极材料为，其晶胞中铝原子的骨架如图所示。 晶体中与距离最近的的个数为 ______。 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，如图中原子的坐标为，原子的坐标为，则原子的坐标为 ______。 已知该晶体属于立方晶系，晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为 ______列出计算式。 14.(2026·广东省·模拟题)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。 回答下列问题： 基态原子的核外电子排布式为 ______，第一电离能 ______填“大于”或“小于”。 及其同族的、均可形成类似的氢化物，、、的沸点由高到低的顺序为 ______ 填化学式。 是一种全氮阳离子形成的高能物质，其结构如图所示，其中原子的杂化轨道类型为 ______。 科学家近期首次合成了具有极性对称性的氮化物钙钛矿材料一，其立方晶胞结构如图所示，晶胞中、、分别处于顶角、体心、面心位置，晶胞参数为。 与间的最短距离为 ______，与紧邻的个数为 ______。 在晶胞结构的另一种表示中，处于各顶角位置，则在新的晶胞中，处于 ______位置，处于 ______位置。 设的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为______。列出计算表达式 15.(2026·广东省·联考题)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： 基态原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为_______。 晶胞中原子均参与形成配位键，与的配位数之比为_______；_______；晶胞中有轨道参与杂化的金属离子是_______。 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、则吡啶中原子的价层孤电子对占据_______填标号。 A.轨道            轨道                         C.杂化轨道     杂化轨道 在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是_______，_______。 、、的碱性随原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是_______。 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 $