2026届高三化学考前《物质结构与性质》大题专练04

2026届考前《物质结构与性质》大题专练(四) 1．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 (1)Li＋的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。 ①基态锂离子核外能量最高的电子所处能层符号为 ________。 ②W中Li＋与孤电子对之间的作用属于________(填字母)。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 E．以上都不是 (2)冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是_______________________。 (3)烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。 ①水分子中键角________(填“>”“<”或“＝”)109°28′。 ②已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是_____________________________________________________________。 答案：(1)①K　 ②C　 (2)Li＋半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构　 (3)①<　②冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚之中的K＋因静电作用将MnO带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果 解析：(1)①基态锂离子核外只有1s能级上有电子，为K层上的电子，所以其能层符号为K。 ②Li＋提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键。 (2)冠醚Y空腔较大，Li＋半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。 (3)①水分子中氧原子的价电子对数是4，根据价层电子对互斥模型判断水分子价电子对空间结构为四面体。由于水分子中O原子含有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力较强，导致水分子中键角小于109°28′。②根据相似相溶原理知，冠醚Z可溶于烯烃，加入冠醚Z中的K＋因静电作用将MnO带入烯烃中，增大反应物的接触面积，提高了氧化效果。 2．石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。 (1)以Ni—Cr—Fe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Fe原子未成对电子数为_____。设石墨晶体中碳碳键的键长为a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为b m，则a________b(填“>”“<”或“＝”)，原因是______________________________________。 (2)比较表中碳卤化物的熔点，分析其熔点变化的原因是_________________________。 CCl4 CBr4(α型) CI4 熔点/℃ －22.92 48.4 168(分解) (3)金刚石的晶胞如图1所示。已知ZnS晶胞与金刚石晶胞排列方式相同，若图1中a与ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，则S2－在ZnS晶胞中的位置为________。 (4)石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。 ①在图3所示的氧化石墨烯中，采取sp3杂化形式的原子有________(填元素符号)。 ②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间键能的变化是________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (5)石墨烯具有很大的比表面积，有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为a m，12 g单层石墨烯单面的理论面积约为________ m2(列出计算式即可)。 答案：(1)4；＜；石墨晶体中的碳碳键除σ键外还有大π键，金刚石晶体中碳碳键只有σ键 (2)分子组成和结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故CCl4、CBr4、CI4熔点依次升高 (3)顶点、面心 (4)①C、O　②变小　(5)×NA×a2 解析：(1)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，在金刚石晶体中，C原子采用sp3杂化，碳原子之间只存在σ键，而石墨晶体中的C原子采用sp2杂化，碳原子之间除了σ键外还有大π键，使得石墨晶体中的碳碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长小。 (2)碳卤化物都是分子晶体，分子间通过范德华力相结合，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其分子间范德华力越强，熔点越高，由于相对分子质量：CCl4<CBr4<CI4，则熔点：CCl4<CBr4<CI4。 (3)若图1中a与ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，则ZnS晶胞中所含Zn2＋的个数为4，根据ZnS的化学式可知，只有S2－处于顶点和面心时，ZnS晶胞中S2－的个数为8×1/8＋6×1/2＝4。 (4)①氧化石墨烯中所标的1号碳原子形成3个碳碳单键和一个碳氧单键，C原子为sp3杂化，氧化石墨烯中羟基上的氧原子形成一个碳氧单键和一个氧氢单键，还有2个孤电子对，所以羟基上的氧原子为sp3杂化。②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间的大π键被氧化破坏变成了单键，键能变小。 (5)已知石墨烯中碳碳键的键长为a m，则其所在正六边形的面积为 m2，根据均摊法可以计算出每个正六边形所占有的碳原子数为6×1/3＝2，所以12 g(1 mol)单层石墨烯实际占有的正六边形个数为×NA，则单层石墨烯单面的理论面积约为×NA×a2 m2。 3．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题： (1)X、Y的元素符号依次为________、________。 (2)XZ2与YZ2分子的立体构型分别是________和________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(填分子式)，理由是________________________________________。 (3)Q的元素符号是________，它的基态原子的核外电子排布式为______________，在形成化合物时它的最高化合价为________。 (4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键：____________________。 答案：(1)S；C (2)V形；直线形；SO2；CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大 (3)Cr；1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；＋6 (4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O 解析：(1)X原子核外的M层中只有两对成对电子，则M层的电子排布图为，故X为S，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，则Y原子的核外电子排布式为1s22s22p2，故Y为C。 (2)Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，则Z为O，SO2、CO2的立体构型分别为V形、直线形。 (3)Q的核电荷数为24，为Cr，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，其价层电子排布式为3d54s1，则最高化合价为＋6。 (4)元素周期表中F的电负性最强，HF溶液中，HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间存在氢键。 4．已知A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题： (1)关于B2A2的下列说法中正确的是_______________________________________。 ①B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构 ②B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子 ③每个B2A2分子中σ键和π键数目比为1∶1 ④B2A2分子中的A—B键属于s－sp σ键 (2)A2E分子中心原子的杂化类型为___________。比较A2D与A2E分子的沸点，其中沸点较高的原因为_________________。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是________(填分子式)。 (3)已知ClO为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO中心氯原子的杂化轨道类型为________。 答案：(1)②④ 　(2)sp3；H2O分子之间存在氢键；O3　 (3)sp3 解析：A的一种同位素原子中无中子，则A为H元素；B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C元素；D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，则D为O元素、E为S元素；C的原子序数介于碳、氧之间，应为N元素；F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位，则F为Fe元素。 (1)①H原子核外不满足8电子稳定结构，错误；③C2H2分子的结构式为H－C≡C－H，一个分子中有3个σ键、2个π键，错误；④C2H2分子中C原子采取sp杂化，所以H、C之间形成的是s－sp σ键，正确。 (2)H2S中S形成2个σ键，孤电子对数＝＝2，为sp3杂化；O3分子为V形结构，与水相似，易溶于水。 (3)由中心氯原子周围有四对价层电子可知为sp3杂化。 5．许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题： (1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。基态Ti原子的价层电子排布式为________________，电负性B________________ H (填“大于”或“小于”)。 (2)CH、 －CH3、CH都是重要的有机反应中间体。CH的空间构型为________；分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则CO中的大π键应表示为________________。 (3)血红蛋白的结构如图所示，其中N原子的杂化方式为________________。 (4)焦炭、金刚石和C60都是碳的单质。已知金刚石中碳碳键的键长为154.45 pm，C60中碳碳键的键长为140～145 pm，二者比较熔点高的是________，理由是_____________________________________。 (5)已知，铁有α、γ、δ三种晶体结构，并且在一定条件下可以相互转化(如图), 请回答相关的问题： ①相同体积的α、γ、δ三种晶体的质量比为____________。 ②一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心，每个铁原子又为两个八面体共用，则该化合物的化学式为________________，该晶体中铁原子配位数为________________。 答案：(1)3d24s2；小于 (2)平面三角形；Π　 (3)sp2、sp3 (4)金刚石；金刚石是共价晶体，C60是分子晶体 (5)①3∶4∶4　 ②Fe3C；2 解析：(1)Ti原子核外有22个电子，价层电子排布式为3d24s2，BH中B元素为＋3价，H元素为－1价，B元素的电负性小于H元素； (2)CH中心原子的价层电子对数为3＋＝3，为sp2杂化，没有孤电子对，为平面三角形；CO中参与形成大π键的原子数为4个，参与形成大π键的电子数为6个，可表示为Π； (3)血红蛋白中N原子有两种成键方式，中有三个σ键和一个孤电子对，杂化方式为sp3，中有三个σ键，无孤电子对，杂化方式为sp2； (4)金刚石是共价晶体，熔化时需要破坏共价键，C60为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，无须破坏共价键，所以C60熔点低于金刚石； (5)根据晶胞的结构可知，三种晶体中含有的铁原子数分别是8×＋1＝2、8×＋6×＝4、8×＝1，所以相同体积的α、γ、δ三种晶体的质量比为∶∶＝ 3∶4∶4；②根据均摊原则每个铁原子又为两个八面体共用，所以铁与碳原子数之比是6×∶1＝3∶1，所以化学式是Fe3C；碳原子配位数为6，铁原子配位数为2。 6．2021年10月18日《自然·化学》发表我国科学家研究成果，发现AgCrS2(AMX2家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题： (1)基态硫原子核外最多有________________个电子顺时针旋转。基态铬原子有________________种电子运动状态。 (2)氧族元素有氧、硫、硒、碲等元素。这四种元素中，电负性最大的是________________ (填元素符号)。科学家用亚硒酸盐和硫酸盐跟踪固氮酶，研究反应机理。SeO中硒的杂化轨道类型是________，TeO的空间结构模型为________________。H2O、H2S、H2Se、H2Te的键角由大到小的顺序为________________。 (3)配合物[Cr(OH)3(H2O)(en)](en为H2NCH2CH2NH2)的中心离子配位数为________________ (Cr与O、N均形成了配位键)，1 mol该配合物中含____________ mol σ键。 (4)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。已知A、B的原子坐标分别为(0，0，0)、(1，1，0)，则C的原子坐标为________________，1个钙原子与________________个氧原子等距离且最近，已知钙和氧的最近距离为a pm，则该晶体的密度为____________g/cm3 (列出计算式即可) 答案：(1)9；24　(2)O；sp3；正四面体形；H2O＞H2S＞H2Se＞H2Te　 (3)6　22 (4)(，1，)；12； 解析：(1)基态硫原子的电子排布图为核外最多有9个电子顺时针旋转。铬是24号元素，核外有24个电子，基态铬原子有24种电子运动状态； (2)元素非金属性越强电负性越大，氧族元素有氧、硫、硒、碲等元素，这四种元素中，电负性最大的是O。SeO中硒原子杂化轨道数是＝4，杂化轨道类型是sp3，TeO中碲原子杂化轨道数是＝4，无孤电子对，空间结构模型为正四面体形；O、S、Se、Te原子半径依次增大，H2O、H2S、H2Se、H2Te中成键电子对的排斥作用减弱，所以键角由大到小的顺序为H2O＞H2S＞H2Se＞H2Te； (3)配合物[Cr(OH)3(H2O)(en)](en为H2NCH2CH2NH2)，H2NCH2CH2NH2中2个N和Cr3＋配位，中心离子配位数为6，单键、配位键全是σ键，1 mol该配合物中含22 mol σ键。 (4)根据A、B的原子坐标分别为(0，0，0)、(1，1，0)，可知C的原子坐标为(，1，)；根据图示，1个钙原子与12个氧原子等距离且最近；1个晶胞含有Ca原子数8×＝1、O原子数6×＝3、Cr原子数1，钙和氧的最近距离为a pm，则晶胞面对角线为2a pm，晶胞的边长为a pm，该晶体的密度为 g/cm3。 7．铝在合金制造和铝离子电池等方面用途非常广泛，铝离子电池常用室温下的离子液体AlCl3/[EMIM]Cl作电解质。回答下列问题： (1)基态Al原子核外价层电子排布图为____________________。 Mg、Al及Si的第一电离能从大到小的顺序为_________________________。 (2)铝离子电池工作时，离子液体电解质中阴离子有AlCl、Al2Cl，阳离子为EMIM＋()。 ①AlCl的空间构型为________；Al2Cl中各原子最外层均达到8电子结构，则其结构式为________。 ②EMIM＋中环上所有原子共面，则其中两个氮原子的杂化方式分别是________、________；分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则中的大π键应表示为________。 ③[EMIM]＋[F(HF)3]－也是一种常见的离子液体，画出[F(HF)3]－的结构式：________。 (3)一种金属间化合物的晶胞结构如下图所示： 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(0，0，0)，B点原子的分数坐标为(，，)，则C点原子在z轴方向上的分数坐标z＝________(用含c、s的代数式表示)；设Mg、Cu和Al原子半径分别为rMg pm、rCu pm、rAl pm，则金属原子的空间占有率为________%(列出计算表达式)。 答案：(1) ；Si＞Mg＞Al (2) (3)　×100 解析：(1)已知Al为13号元素，其基态Al原子核外价电子排布图为： ，根据同一周期元素的第一电离从左往右呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故Mg、Al及Si的第一电离能从大到小的顺序为：Si>Mg>Al； (2)①已知AlCl中心原子上的价层电子对数为：4＋(3＋1－4×1)＝4，故其空间构型为正四面体，Al2Cl中各原子最外层均达到8电子结构，即每个Al周围形成4对共用电子对，则其结构式为；②EMIM＋中环上所有原子共面，由可知，与乙基相连的N原子若有孤电子对，则不可能为平面结构，则无孤电子对，其价层电子对数为3，即为sp2杂化，与甲基相连的N则无孤电子对，价层电子对数为3，杂化方式为sp2；中环上由5个原子参与成键，与乙基相连的N原子提供2个电子，每个碳原子提供1个电子，与甲基相连的N原子提供1个电子，故该大π键应表示为Π；③[EMIM]＋[F(HF)3]－也是一种常见的离子液体，根据H和F的最外层电子数可知，H和F只能形成一个共价键，HF中存在分子间氢键，故 [F(HF)3]－的结构式为：； (3)由题干图示晶胞图可知C点原子离坐标原点在z轴方向上的距离为：，故C点在z轴方向上的分数坐标z＝＝；设Mg、Cu和Al原子半径分别为rMg pm、rCu pm、rAl pm，由题干图示晶胞可知，一个晶胞中含有Al原子个数为：8×＝4个，含有Cu原子个数为：8×＋2×＝2个，含有Mg原子个数为：4×＋1＝2个，则金属原子的空间占有率为×100%。 8．Fe、Ni元素性质非常相似，属于铁系元素，得到广泛应用，请回答下列问题： (1)Fe元素位于元素周期表的________区(填分区)。 (2)基态Ni3＋核外电子排布式为________。 (3)鉴定Ni2＋的特征反应是将丁二酮肟加入Ni2＋盐溶液中，生成鲜红色的螯合物M，M结构如图1所示： ①组成M的五种元素中，除H元素外，另外四种元素第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号)，其中C原子的杂化类型为________。 ②图中各微粒间不存在的作用力有________(填标号)。 a．配位键 b．极性键 c．非极性键 d．π键 e．离子键 f．氢键 (4)一种铁氮化合物具有高磁导率，可用于制电子元件，其晶胞结构如图2所示。 ①该铁氮化合物的化学式为________。 ②在该晶胞结构的另一种表示中，N处于顶点位置，则铁处于________位置。 ③若该化合物密度为ρ g·cm－3，用NA表示阿伏加德罗常数，则由Fe(Ⅱ)构成的正八面体的体积为________cm3。 答案：(1)d　 (2)1s22s22p63s23p63d7 (3)①N>O>C>Ni；sp3、sp2　 ②e (4)①Fe4N或Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N　 ②体心和棱心 ③ 解析：(1)铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，位于d区。 (2)Ni的原子序数为28，其基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，则Ni3＋的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d7。 (3)①另外四种元素为N、O、C、Ni，同一周期从左向右第一电离能呈增大趋势，第ⅤA族因最外层处于半满结构，使得其第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，而同一族从上向下第一电离能逐渐减小，因此N、O、C、Ni第一电离能由大到小的顺序为：N>O>C>Ni；由M的结构可知，既有饱和碳原子、又有形成双键的碳原子，因此碳原子采取sp3、sp2杂化。②由M结构可知，M中存在N→Ni配位键，C—C非极性键，C－N、C－H、O－H极性键，C＝N双键中含有π键，还有2个氢键，不存在离子键，答案选e。 (4)①依据晶胞结构，Fe原子个数为：8×＋6×＝4，其中Fe(Ⅱ)占3个、Fe(Ⅲ)占1个，N原子位于体心，原子数目为1，因此铁氮化合物的化学式为：Fe4N或Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N。 ②依据晶胞结构图知，若N处于顶点位置，则Fe处于体心和棱心位置。 ③氮化铁的化学式为Fe4N，则晶胞质量m＝，若晶胞边长为a cm，则晶胞质量m＝ρV＝ρa3 g＝，a3＝，Fe(Ⅱ)围成的八面体相当于两个正四棱锥，底面为正方形，对角线长为晶胞边长、并且两对角线相互垂直、S底＝a2 cm2，正四棱锥的高等于a cm，根据V锥＝S底h＝××a2×a＝ cm3，八面体体积V＝2V锥＝ cm3＝ cm3。 9．2020年2月15日，由国家科研攻关组的主要成员单位的专家组共同研判磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(2019－nCoV)的感染。 (1)已知磷酸氯喹的结构如图所示，则所含C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为_______。P原子核外价层电子排布式为________，其核外电子有________个运动状态。 (2)磷酸氯喹中N原子的杂化方式为________，NH3是一种极易溶于水的气体，其沸点比AsH3的沸点高，其原因是________________________________________________________。 (3)H3PO4中PO的空间构型为________。 (4)磷化镓是一种由ⅢA族元素镓(Ga)与ⅤA族元素磷(P)人工合成的Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被P原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。 ①磷化镓晶体中含有的化学键类型为________(填字母)。 A．离子键 B．配位键 C．σ键 D.π键 E．极性键 F．非极性键 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图，则原子2的分数坐标为________。 ③若磷化镓的晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ga和P原子的最近距离为________ pm。 答案：(1)N＞O＞C；3s23p3；15 (2)sp2、sp3；NH3分子间能形成氢键 (3)正四面体　 (4)①BCE ②(，，) ③××1010 解析：(2)磷酸氯喹中N原子有两种情况，价层电子对数分别是3、4，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型分别为sp2、sp3；NH3分子间能形成氢键，而AsH3分子间不能形成氢键，所以NH3沸点高。 (3)PO的价层电子对数＝4＋＝4，无孤电子对，则其VSEPR模型与空间构型相同，均为正四面体形。 (4)①金刚石晶胞内部的碳原子数为4，顶点和面心的碳原子为4，所以磷化镓晶体为共价晶体，只存在共价键，每个P与4个Ga以单键相连，每个Ga也与4个P以单键相连，而P最外层有5个电子、Ga最外层有3个电子，只能形成三对共用电子对，它们之间有四个共价键，所以有一个配位键，P与Ga之间存在的单键是极性共价键，是σ键。②P原子1和P原子2及其对称的另外两个P原子为正四面体结构，根据投影图可知晶胞在三维坐标的位置如图，则原子2的分数坐标为(，，)。 ③晶胞中P原子数为4，Ga原子数为8×＋6×＝4，晶胞的质量m＝ g＝ g，化学式为GaP，晶胞的体积V＝＝ cm3，晶胞的边长a＝ cm，P原子与周围最近的4个Ga原子形成正四面体，晶胞顶点Ga原子与四面体中心P原子连线处于晶胞对角线上，且二者距离等于体对角线长度的，而体对角线长度等于晶胞棱长的倍，所以晶胞中Ga和P原子的最近距离为a＝× cm＝××1010 pm。 10．锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一， Li－bfsi(阴离子bfsi－结构见下图。A)深受关注。 回答问题： (1) Li－bfsi的制备前体Li－bfsi (B)，可由C的氟化反应得到，C中第三周期元素有____(填元素符号)。 (2)C分子中，两个H－N－S键角均为117O，S－N－S键角为126O，N的原子轨道杂化类型为_______。 (3)B溶于某溶剂发生自耦电离(2BA＋F)，阳离子F的结构式为_______。 (4)B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：B_______D(填“＞”或“＜”)；沸点大小关系：B(170℃)＞E(60.8℃)，其原因是____________________________________。 (5)研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者，原因是_______。 (6)Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为a、b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl居于立方体中心，立方体棱长为d)。图中氢原子皆己隐去。 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●Li)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为_______；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为_______。 ②两种晶型的密度近似相等，则c＝_______。(以含a、b和d的代数式表达) 答案：Cl、S (2)sp2 (3)或 (4)＞；B分子间存在氢键 (5)G中正、负电荷距离更近，G中N原子的配位能力强于H中磺酰基上的O原子，G溶液中阴阳离子浓度小于H溶液 (6)① ；8 ② 解析：(1)由图可知，C中第三周期元素为氯元素和硫元素，故答案为：Cl、S； (2)由键角可知，C中氮原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：sp2； (3)由原子个数和电荷总数守恒可知，阳离子F的结构式可能为或，故答案为：或； (4)氟原子是吸电子基，会使氮氢键的极性增强，电离出氢离子的能力增大，乙基是供电子基，会使氮氢键的极性减弱，电离出氢离子的能力减弱，则b的酸性强于D；由图可知，B分子能形成分子间氢键，E分子不能形成分子间氢键，所以B的分子间作用力强于B，沸点强于B，故答案为：B分子间存在氢键； (5)由图可知，G中正、负电荷距离更近，G中N原子的配位能力强于H中磺酰基上的O原子，G溶液中阴阳离子浓度小于H溶液，所以有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者，故答案为：G中正、负电荷距离更近，G中N原子的配位能力强于H中磺酰基上的O原子，G溶液中阴阳离子浓度小于H溶液； (6)①由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的氯离子个数为1，位于顶点的氧离子个数为8×＝1，位于棱上的锂离子个数为12×＝3，由化合价代数和为0可知，晶胞中锂离子的个数为2，则锂离子的总缺位率为＝；晶胞中位于体心的氯离子与位于棱上的锂离子距离最近，其中上下棱上的锂离子为两个立方体所共有，则氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为4+8×＝4；故答案为：；4； ②设Li2(OH)Cl的相对分子质量为M，由晶胞结构可知，长方体形晶胞的密度为，立方体形晶胞，由两种晶型的密度近似相等可知，c＝，故答案为：。 第 13 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届考前《物质结构与性质》大题专练(四) 1．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。 (1)Li＋的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。 ①基态锂离子核外能量最高的电子所处能层符号为 ________。 ②W中Li＋与孤电子对之间的作用属于________(填字母)。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 E．以上都不是 (2)冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是_______________________。 (3)烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。 ①水分子中键角________(填“>”“<”或“＝”)109°28′。 ②已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是_____________________________________________________________。 2．石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。 (1)以Ni—Cr—Fe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Fe原子未成对电子数为_____。设石墨晶体中碳碳键的键长为a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为b m，则a________b(填“>”“<”或“＝”)，原因是______________________________________。 (2)比较表中碳卤化物的熔点，分析其熔点变化的原因是_________________________。 CCl4 CBr4(α型) CI4 熔点/℃ －22.92 48.4 168(分解) (3)金刚石的晶胞如图1所示。已知ZnS晶胞与金刚石晶胞排列方式相同，若图1中a与ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，则S2－在ZnS晶胞中的位置为________。 (4)石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。 ①在图3所示的氧化石墨烯中，采取sp3杂化形式的原子有________(填元素符号)。 ②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间键能的变化是________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (5)石墨烯具有很大的比表面积，有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为a m，12 g单层石墨烯单面的理论面积约为________ m2(列出计算式即可)。 3．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题： (1)X、Y的元素符号依次为________、________。 (2)XZ2与YZ2分子的立体构型分别是________和________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(填分子式)，理由是________________________________________。 (3)Q的元素符号是________，它的基态原子的核外电子排布式为______________，在形成化合物时它的最高化合价为________。 (4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键：____________________。 4．已知A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题： (1)关于B2A2的下列说法中正确的是_______________________________________。 ①B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构 ②B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子 ③每个B2A2分子中σ键和π键数目比为1∶1 ④B2A2分子中的A—B键属于s－sp σ键 (2)A2E分子中心原子的杂化类型为___________。比较A2D与A2E分子的沸点，其中沸点较高的原因为_________________。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是________(填分子式)。 (3)已知ClO为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO中心氯原子的杂化轨道类型为________。 5．许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题： (1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。基态Ti原子的价层电子排布式为________________，电负性B________________ H (填“大于”或“小于”)。 (2)CH、 －CH3、CH都是重要的有机反应中间体。CH的空间构型为________；分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则CO中的大π键应表示为________________。 (3)血红蛋白的结构如图所示，其中N原子的杂化方式为________________。 (4)焦炭、金刚石和C60都是碳的单质。已知金刚石中碳碳键的键长为154.45 pm，C60中碳碳键的键长为140～145 pm，二者比较熔点高的是________，理由是_____________________________________。 (5)已知，铁有α、γ、δ三种晶体结构，并且在一定条件下可以相互转化(如图), 请回答相关的问题： ①相同体积的α、γ、δ三种晶体的质量比为____________。 ②一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心，每个铁原子又为两个八面体共用，则该化合物的化学式为________________，该晶体中铁原子配位数为________________。 6．2021年10月18日《自然·化学》发表我国科学家研究成果，发现AgCrS2(AMX2家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题： (1)基态硫原子核外最多有________________个电子顺时针旋转。基态铬原子有________________种电子运动状态。 (2)氧族元素有氧、硫、硒、碲等元素。这四种元素中，电负性最大的是________________ (填元素符号)。科学家用亚硒酸盐和硫酸盐跟踪固氮酶，研究反应机理。SeO中硒的杂化轨道类型是________，TeO的空间结构模型为________________。H2O、H2S、H2Se、H2Te的键角由大到小的顺序为________________。 (3)配合物[Cr(OH)3(H2O)(en)](en为H2NCH2CH2NH2)的中心离子配位数为________________ (Cr与O、N均形成了配位键)，1 mol该配合物中含____________ mol σ键。 (4)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。已知A、B的原子坐标分别为(0，0，0)、(1，1，0)，则C的原子坐标为________________，1个钙原子与________________个氧原子等距离且最近，已知钙和氧的最近距离为a pm，则该晶体的密度为____________g/cm3 (列出计算式即可) 7．铝在合金制造和铝离子电池等方面用途非常广泛，铝离子电池常用室温下的离子液体AlCl3/[EMIM]Cl作电解质。回答下列问题： (1)基态Al原子核外价层电子排布图为____________________。 Mg、Al及Si的第一电离能从大到小的顺序为_________________________。 (2)铝离子电池工作时，离子液体电解质中阴离子有AlCl、Al2Cl，阳离子为EMIM＋()。 ①AlCl的空间构型为________；Al2Cl中各原子最外层均达到8电子结构，则其结构式为________。 ②EMIM＋中环上所有原子共面，则其中两个氮原子的杂化方式分别是________、________；分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则中的大π键应表示为________。 ③[EMIM]＋[F(HF)3]－也是一种常见的离子液体，画出[F(HF)3]－的结构式：________。 (3)一种金属间化合物的晶胞结构如下图所示： 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(0，0，0)，B点原子的分数坐标为(，，)，则C点原子在z轴方向上的分数坐标z＝________(用含c、s的代数式表示)；设Mg、Cu和Al原子半径分别为rMg pm、rCu pm、rAl pm，则金属原子的空间占有率为________%(列出计算表达式)。 8．Fe、Ni元素性质非常相似，属于铁系元素，得到广泛应用，请回答下列问题： (1)Fe元素位于元素周期表的________区(填分区)。 (2)基态Ni3＋核外电子排布式为________。 (3)鉴定Ni2＋的特征反应是将丁二酮肟加入Ni2＋盐溶液中，生成鲜红色的螯合物M，M结构如图1所示： ①组成M的五种元素中，除H元素外，另外四种元素第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号)，其中C原子的杂化类型为________。 ②图中各微粒间不存在的作用力有________(填标号)。 a．配位键 b．极性键 c．非极性键 d．π键 e．离子键 f．氢键 (4)一种铁氮化合物具有高磁导率，可用于制电子元件，其晶胞结构如图2所示。 ①该铁氮化合物的化学式为________。 ②在该晶胞结构的另一种表示中，N处于顶点位置，则铁处于________位置。 ③若该化合物密度为ρ g·cm－3，用NA表示阿伏加德罗常数，则由Fe(Ⅱ)构成的正八面体的体积为________cm3。 9．2020年2月15日，由国家科研攻关组的主要成员单位的专家组共同研判磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(2019－nCoV)的感染。 (1)已知磷酸氯喹的结构如图所示，则所含C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为_______。P原子核外价层电子排布式为________，其核外电子有________个运动状态。 (2)磷酸氯喹中N原子的杂化方式为________，NH3是一种极易溶于水的气体，其沸点比AsH3的沸点高，其原因是________________________________________________________。 (3)H3PO4中PO的空间构型为________。 (4)磷化镓是一种由ⅢA族元素镓(Ga)与ⅤA族元素磷(P)人工合成的Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被P原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。 ①磷化镓晶体中含有的化学键类型为________(填字母)。 A．离子键 B．配位键 C．σ键 D.π键 E．极性键 F．非极性键 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图，则原子2的分数坐标为________。 ③若磷化镓的晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞中Ga和P原子的最近距离为________ pm。 10．锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一， Li－bfsi(阴离子bfsi－结构见下图。A)深受关注。 回答问题： (1) Li－bfsi的制备前体Li－bfsi (B)，可由C的氟化反应得到，C中第三周期元素有____(填元素符号)。 (2)C分子中，两个H－N－S键角均为117O，S－N－S键角为126O，N的原子轨道杂化类型为_______。 (3)B溶于某溶剂发生自耦电离(2BA＋F)，阳离子F的结构式为_______。 (4)B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：B_______D(填“＞”或“＜”)；沸点大小关系：B(170℃)＞E(60.8℃)，其原因是____________________________________。 (5)研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者，原因是_______。 (6)Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为a、b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl居于立方体中心，立方体棱长为d)。图中氢原子皆己隐去。 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子(●Li)位置上存在缺位现象，锂离子的总缺位率为_______；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为_______。 ②两种晶型的密度近似相等，则c＝_______。(以含a、b和d的代数式表达) 第 7 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $