专题14 物质结构与性质综合题（期中真题汇编，黑吉辽蒙专用）高三化学上学期

函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题14物质结构与性质综合题 1.【答案】(1)①1s22s22p3s23p3d ②2 (2)①配位键 ② N ③6 ④大 ⑤氨分子与水分子之间能形成氢键 (3)元素铜失去1 个电子后形成的Cu,3d达到全充满稳定状态，很难再失去第2个电子，而镍失去1个电子后形成的 N再失去的是4s能级上的1个电子，相对更容易，所以元素铜的第二电离能高于镍 3d 4s sp 2.【答案】(1) (2)a (3)① ②14：1 (4)C (5)①CuC1 ② 331 4’4’4 3.【答案】(1)①正四面体 ②自来水消毒（其它合理亦可） (2) BrCl+2NaOH=NaBrO+NaCl+H,O (3)AD (4)即 (5)① AB ②CoH2O2SCN2H2O或ColSCN23H2O ③ 4M×1021 abcNA 4.【答案】(1)①蒸馏烧瓶 ②C、F (2)①NO2+NH4 ②A(3) CC1蒸气易凝华，堵塞导管 (4)取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若 无白色沉淀生成 (5)88% (6) 140 a*10N 5.【答案】(1)d (2)CaF2 (3)H'+NH2.H2O=NH+H2O ② 2H+NbF+7NH3·H,O=NbOH5↓+7NH4+7F+2H2O (4)① 高温 Nb,O+5NbC ②37.2(5)c G 6.【答案】(1)①3d54s2 ②15 (2)O>C>H (3)①1.25（或 5 4 ②AD (4)①4 ②331 ③5.36×1023 4’4’4 XNA 7.【答案】(1)①ds ②4 (2)①N>O>H>C ②sp (3) 112 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 ①75 ② 143 2wA*10V石 3s 3p 8.【答案】(1)① ②正四面体形 (2)非极 性 (3)甲醇和水能形成分子间氢键，且甲醇是极性分子，水是极性溶剂，相似相溶 (4)①4 ②▣ ③3.24×1032 口 aNA 9.【答案】(1)sp (2)①增大 ②联苯-4,4二甲酸的刚性骨架更长，扩大了金属 节点间的距离 (3)图2 (4)①不能 ②图4所示结构单元并不能采用 “无隙并置”地方式在晶体中重复出现（或上面面心是黑球，下面面心是白球，合理即可） ③ 3/ 368 4.30Na ×1010 10.【答案】(1)①Na,S,0,+H2S04=Na,S0,+S1+S02t+H20 ②S,05中的中心S 原子的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基$原子含有孤电子对能做配位原子 ③A （2）HS0.(或S0） (3)AB (4) 细菌 4Fe+SO4+4H,01 (5)B 11.【答案】(1)①3d4s2 ②4：5 (2)①N ②sp ③ (3)①▣ ②n ⑧四 212 专题14 物质结构与性质综合题 1.(2025-2026高三上·吉林吉林市九校联考·期中)白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色．有金属光泽，故名白铜。云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题： （1）Ni2+的核外电子排布式为　　　　　　　　　　，3d能级上的未成对的电子数为　　　　　　　　　　。 （2）硫酸镍溶于氨水形成蓝色的溶液。 ①在中与之间形成的化学键称为　　　　　　　　　　，提供孤电子对的成键原子是　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。配位数为　　　　　　　　　　，与中心离子配位后氨气的键角比配位前变　　　　　　　　　　(填“大”或“小”)。 ②氨极易溶于，除因为它们都是极性分子外，还因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）元素铜与镍的第二电离能分别为：，，的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 2     （2）① 配位键    ② N    ③ 6    ④ 大    ⑤ 氨分子与水分子之间能形成氢键     （3）元素铜失去1个电子后形成的，3d达到全充满稳定状态，很难再失去第2个电子，而镍失去1个电子后形成的Ni+再失去的是4s能级上的1个电子，相对更容易，所以元素铜的第二电离能高于镍      【解析】(1)是28号元素，基态原子的核外电子排布式为，失去4s能级上的2个电子形成，其核外电子排布式为。3d能级最多容纳10个电子，现有8个电子，根据洪特规则，其轨道排布为3对成对电子和2个单电子，故未成对电子数为2； (2)① 在中，中心离子提供空轨道，配体中的原子提供孤电子对，两者之间形成配位键；配体的数目为6，故的配位数为6。游离的分子中原子有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力；当形成配位键后，原子的孤电子对变为成键电子对，排斥力减小，因此键角变大； ② 氨气极易溶于水，除了因为氨气和水都是极性分子符合“相似相溶”原理外，还因为氨分子与水分子之间能形成分子间氢键，极大地增加了溶解度； (3)的基态电子排布式为，失去1个电子后形成的电子排布式为，3d轨道达到全充满的稳定状态，较难失去第2个电子；而的基态电子排布式为，失去1个电子后形成的电子排布式为，再失去1个电子（即4s电子）相对容易。因此，元素铜的第二电离能高于镍。 2.(2025-2026高三上·辽宁沈阳郊联体·期中)电池在人类生产、生活中具有十分重要的作用，工业上采用、、LiCl和苯胺()等作为原料制备锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂()，采用单晶硅和铜、锗、镓、硒等的化合物作为太阳能电池的制备原料。 （1）基态铜原子的价层轨道表示式是　　　　　　　　　　　。 （2）下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示碳元素的曲线是　　　　　　　　　　　(填字母)。 （3）苯胺中N原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　，分子中σ键与π键的数目比为　　　　　　　　　　　。 （4）自然界中含硼元素的钠盐存在于天然矿藏中，其化学式为，它的结构单元是由两个和两个缩合而成的双六元环，应该写成，其结构如下图所示，则该晶体中不存在的作用力是　　　　　　　　　　　(填字母)。 A．离子键       B．共价键       C．金属键       D．范德华力       E．氢键 （5）下图为铜的某种氯化物晶胞示意图，该物质的化学式是　　　　　　　　　　　。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，如图中各原子坐标参数A为，则D原子的坐标参数为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）a     （3）①     ② 14:1     （4）C     （5）① CuCl    ②       【解析】(1)Cu是29号元素，核外含有29个电子，基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，价层轨道表示式是。 (2)结合图象分析，碳、硅、磷三种元素中，硅元素的第一电离能最小，则曲线c代表硅；碳、磷原子的价电子排布式分别为2s22p2、3s23p3，显然碳原子失去2p轨道的2个电子较易，失去2s轨道的2个电子较难，故碳元素的第一、二级电离能明显小于第三、四级电离能；磷原子失去3p轨道的3个电子相对较易，失去3s轨道的2个电子较难，故磷元素的第四级电离能明显大于第一、二、三级电离能，图中曲线a代表碳，曲线b代表磷。 (3)苯胺中N原子形成3个σ键、有1个孤电子对，杂化方式为sp3杂化；苯胺分子含有1个大π键，14个σ键(5个C-H键、6个C-C键、1个C-N键、2个N-H键)，则σ键和π键的数目比为14：1。 (4)根据题中的结构可知，Na+和酸根离子之间存在离子键，非金属原子之间存在共价键，水分子间存在范德华力，水分子之间存在氢键，该晶体内不存在金属键，故答案为：C。 (5)该晶胞中，含有铜原子个数4，氯原子个数为8×+6×=4，由于是离子晶体，则该晶胞中Cu、Cl最简个数比为1∶1，故该物质的化学式为CuCl；由题可知，若晶胞的棱长为1，经计算，D原子到x-y平面的距离为，到y-z平面、x-z平面的距离均为，故D原子的坐标参数为(，，)。 3.(2025-2026高三上·黑龙江省龙东十校联盟·期中)卤素、拟卤素、卤素互化物及其化合物有着广泛的应用。请回答下列问题： 部分含氯物质的类别与化合价关系如图所示。 （1）图中Y代表物质的阴离子的空间结构是　　　　　　、形，X的用途　　　　　　(写出一种即可)。 （2）氯化溴(BrCl)和、具有相似的性质。常温下BrCl可与NaOH溶液反应，化学方程式为　　　　　　。 （3）下列说法错误的是______(填字母)。 A. 电负性： B. 键能： C. 化学键极性： D. 沸点： （4）是一种拟卤素，其C原子均采用　　　　　　杂化。 （5）硫氰酸钴可用于毒品检验。其水合物晶体的晶胞结构如下图所示(所有原子都不在晶胞的顶点或棱上)。 ①晶体中微粒间作用力不含有　　　　　　(填标号)。 A．金属键       B．非极性键       C．氢键       D．极性键       E．配位键 ②硫氰酸钴水合物晶体的化学式为　　　　　　；设硫氰酸钴水合物晶体化学式的摩尔质量为，其晶胞参数分别为、、，。则晶体密度=　　　　　　(列计算式)。 【答案】（1）① 正四面体    ② 自来水消毒(其它合理亦可)     （2）     （3）AD     （4）sp     （5）① AB    ② 或    ③       【解析】(1)Y是高氯酸盐，其中阴离子的中心Cl原子价层电子对数为：，为杂化，没有孤电子对，则其空间结构是正四面体形；X是，其用途可用作自来水消毒(氧化剂或消毒剂都可)。 (2)BrCl中的溴元素显+1价，Cl元素显-1价，常温下BrCl与NaOH反应的化学方程式为：。 (3)A．在卤族元素中，从上到下电负性逐渐减小，则电负性：，A错误； B．在卤族元素中，从上到下原子半径逐渐增大，分子中键长增大，键能也逐渐减小，键能大小：，B正确； C．在卤族元素中，从上到下电负性逐渐减小，电负性越大，对键合电子的吸引力越大，H—X键的极性越强，则化学键极性：，C正确； D．在卤族元素中，从上到下相对分子质量逐渐增大，HF能形成分之间氢键，沸点：HF>HI>HBr>HCl，D错误； 故答案为AD。 (4)的结构式为：或，两种结构中C的价层电子对数均为2、并且无孤电子对，则VSEPR模型为直线形，所以C原子均采用sp杂化。 (5)① 根据硫氰酸钴水合物晶体的晶胞结构图可知，结晶水与结晶水分子间存在氢键、与两个水分子间通过配位键形成，水分子和中中均存在极性键，没有非极性键，不是金属晶体、不存在金属键，故答案为AB； ② 根据晶胞结构图可知，一个与两个通过离子键形成，还通过配位键与两个水分子结合，每个非配体的水分子连接两个单元，根据均摊规则可知，硫氰酸钴晶体还含有一个结晶水，所以硫氰酸钴水合物晶体的化学式为或；在晶胞中分子有2个在体内、4个分布于面上，所以晶胞中的分子数为，晶胞的质量，由于该晶体，所以晶胞体积，则晶胞密度。 4.(2025-2026高三上·吉林吉林市九校联考·期中)三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用和(沸点)在高温下制备无水，实验装置如图所示：回答下列问题： （1）装置A中仪器M的名称是　　　　　　　　　　　　　　　，实验装置合理的连接顺序为　　　　　　　　　　　(填装置字母标号，可重复使用)。 _____ （2）装置A中产生一种无毒气体，则发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，实验开始后，应先加热装置　　　　　　　　　　 (填“A”或“B”)。 （3）从安全的角度考虑，该实验装置的不足之处是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）由溶液制备纯净的的实验方案：取适量溶液，加入溶液调节充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，　　　　　　　　　　　　　　　，(填具体操作过程)则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到晶体。 （5）取三氯化铬样品，配制成溶液，移取加热至沸腾后，加适量溶液，生成沉淀0.515g，则样品中无水三氯化铬的质量分数为　　　　　　　　　　 (结果保留两位有效数字)。 （6）铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图所示。 氧离子与钙离子的最近距离为，阿伏加德罗常数为，则该复合氧化物晶体的密度为　　　　　　　　　　g·cm。 【答案】（1）① 蒸馏烧瓶    ② C、F     （2）①     ② A     （3）CrCl3蒸气易凝华，堵塞导管     （4）取最后一次洗涤液少许，加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成     （5）88%     （6）      【解析】由实验装置图可知，装置A中亚硝酸钠饱和溶液与氯化铵饱和溶液共热反应制备氮气，装置F中盛有的浓硫酸用于干燥氮气，装置E为四氯化碳蒸气提供装置，通入氮气的目的是使挥发出的四氯化碳加入装置B中与三氧化二铬反应生成氯化铬和空间构型为平面三角形的光气分子，装置C为冷凝收集三氯化铬的装置，装置F中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气，防止水蒸气进入装置C中导致氯化铬潮解，装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收光气，防止污染空气，据此分析解答。 (1)仪器M为蒸馏烧瓶；装置A生成惰性保护气（排尽装置内空气，防止被氧化），经F浓硫酸干燥、E载带蒸气进入B中发生反应，生成的易升华，需用冰水浴的装置C冷凝收集，后续再接F浓硫酸，防止D中水蒸气进入C导致潮解，最后连接D处理尾气，因此连接顺序为； (2)A中饱和溶液和饱和溶液加热发生归中反应，生成无毒的作为保护气，对应离子方程式为 。实验开始时先加热A，利用生成的排尽装置内的空气，避免后续加热B时被氧气氧化； (3)由实验装置图可知，该装置的设计缺陷为升华后的三氯化铬蒸气易凝华为固体堵塞导气管，可能发生意外事故； (4)沉淀表面的杂质离子为，检验洗涤液中是否存在即可判断沉淀是否洗净，通过硝酸酸化的溶液检验，无白色AgCl沉淀则说明洗涤干净； (5)Cr元素守恒，生成的沉淀为，其物质的量为，对应25 mL溶液中的物质的量也为0.005 mol，则250 mL溶液中总物质的量为0.05 mol，质量为，质量分数为； (6)该晶胞为钙钛矿型结构，Ca位于顶点共个，Cr位于体心共1个，O位于面心共个，晶胞组成为，摩尔质量为140 g/mol，氧离子与钙离子的最近距离为晶胞面对角线长度的一半，则晶胞面对角线长度为2a pm，因此晶胞边长为，设晶胞密度，由晶胞的质量公式可得 ，解得。 5.(2025-2026高三上·内蒙古兴安盟名校联盟·期中)金属铌(Nb)可用于制作超导体、高温合金等。由铌钽精矿[主要成分为、(五氧化二钽)、、CaO等]生产Nb粉的流程如下： 已知：①与少量氢氟酸反应生成，与过量氢氟酸反应生成； ②是一种二元强酸； ③仲辛醇的结构为。 回答下列问题： （1）Nb的原子序数比钒(V)大18，Nb位于元素周期表　　　　　　　　区。 （2）废渣的主要成分为　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“沉铌”无电子转移，则“沉铌”步骤发生反应的离子方程式为　　　　　　　　、　　　　　　　　。 （4）用在高温条件下还原可以生成和一种可燃性气体X，此反应的化学方程式为　　　　　　　　。取铌钽精矿5 kg，仅发生该反应，生成X体积为1120 L(标准状况)，忽略各步损失，则铌钽精矿中Nb元素的质量分数为　　　　　　　　%。 （5）下列说法正确的是　　　　　　　　(填标号)。 a．仲辛醇的系统命名为：2-羟基辛烷 b．和互为同素异形体 c．晶胞如图所示，晶胞为正方体，处于构成的正八面体空隙中 【答案】（1）d     （2）     （3）①     ②      （4）①     ② 37.2     （5）c      【解析】铌钽精矿与过量HF酸解生成、、（废渣）、（废气）；除去废渣、废气后，加入工业仲辛醇萃取出，再用硫酸反萃取进入水相；加足量氨水沉铌生成；经洗涤、烘干、灼烧生成；用在高温条件下还原生成，据此分析。 (1)V是23号元素，Nb原子序数为23+18=41，属于第5周期第VB族的过渡金属，价电子排布为，位于元素周期表的d区。 (2)酸解时HF与精矿中的CaO反应生成难溶的；同时HF和反应生成气态属于废气，因此废渣主要为。 (3)反萃取后体系中存在二元强酸，加入足量氨水时，首先发生强酸的中和反应：与氨水生成和水；后续和氨水反应，无电子转移，Nb保持+5价，生成沉淀，同时得到和，离子反应方程式为，。 (4)根据元素守恒，可燃性气体X为CO，配平反应得。标准状况下1120L CO的物质的量为，对应反应中中Nb元素总物质的量为20mol，Nb的摩尔质量为93g/mol，Nb元素质量为，精矿总质量5kg即5000g，质量分数为。 (5)a．醇的系统命名需选包含羟基的最长碳链为主链，羟基作为官能团，正确命名为2-辛醇，而非2-羟基辛烷，a错误； b．同素异形体是同种元素形成的不同单质，二者是同种元素的不同核素构成的同种化合物，不属于同素异形体，属于同位素对应的不同氧化物，b错误； c．观察晶胞结构，Nb位于体心，6个O分别位于晶胞6个面的面心，恰好构成正八面体，Nb处于该正八面体空隙中，c正确； 故选c。 6.(2025-2026高三上·辽宁营口·期中)锰是典型的变价金属，锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一。 （1）写出基态原子的价层电子排布式：　　　　　　　　　　　，基态原子的电子空间运动状态有　　　　　　　　　　　种。 （2）三醋酸锰是一种很好的有机反应氧化剂。其所含元素、、的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　。 （3）某种晶体脱出部分原子形成存在空位的(如图所示)，可使晶体具有半导体性质。 ①晶体中　　　　　　　　　　　。 ②下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 A．       B．       C．       D． （4）硒化锰(MnSe)是一种半导体材料，有三种晶型，其中-MnSe的立方晶胞如图a所示，晶胞边长为。图b是-MnSe晶胞沿轴方向的投影图，其中1号原子的分数坐标为。 ①β-MnSe晶体中Mn的配位数为　　　　　　　　　　　。 ②图中2号原子的分数坐标为　　　　　　　　　　　。 ③设表示阿伏加德罗常数的值，-MnSe晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 15     （2）     （3）① 1.25(或)    ② AD     （4）① 4    ②     ③       【解析】(1)Mn为25号元素，基态原子的价层电子排布式：；基态原子的核外电子排布式为：，电子占据的轨道总数为：1+1+3+1+3+5+1=15，空间运动状态有15种； (2)同周期，从左往右，元素的电负性逐渐增大，同主族，从上往下，元素的电负性逐渐减小，故、、的电负性由大到小的顺序为：； (3)①由图可知，晶胞中的个数为，脱出O后剩余的氧原子个数为，则脱出O后晶体的化学式为，所以晶体中(或)； ②晶体中有原子脱出时，出现空位，这种方法需要金属元素具有可变价态，其中中的化合价下降只能为0，中的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0高的价态，说明和难以通过这种办法获得半导体性质，故选AD； (4)①如图所示，β-MnSe晶体中Mn的配位数为：4； ②根据1号原子的分数坐标为，图中2号原子的分数坐标为：； ③根据均摊法，Mn原子的个数为4，Se原子的个数为：，设表示阿伏加德罗常数的值，-MnSe晶体的密度为：。 7.(2025-2026高三上·辽宁省实验中学·期中)镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。 （1）铜属于元素周期表中的　　　　　　　区元素，与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有　　　　　　　种。 （2）碱性条件下，检验是否存在的化合物被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　(用元素符号表示)，分子中N原子的杂化类型为　　　　　　　。 （3）一种由、、组成的化合物的立方晶胞如图所示： ①填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为　　　　　　　%。 ②若距离最近的两个的核间距为a pm，表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为　　　　　　　。 【答案】（1）① ds    ② 4     （2）①     ②      （3）① 75    ②       【解析】(1)Cu的原子序数为29，价电子排布式为3d104s1，属于ds区元素，与Cu同周期且基态原子最外层未成对电子数与相同的元素有K、Cr、Ga、Br，共4种； (2)试镁灵”由H、C、N、O四种元素组成，同周期主族元素，从左至右，第一电离能有增大趋势，N的2p能级半充满，更稳定，第一电离能大于O，C电子层数比H多，且考虑内层电子屏蔽效应，第一电离能，第一电离能由大到小的顺序为；分子中氮氮双键的氮原子形成2个σ键，有1对孤电子对，硝基中的氮原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化类型均为； (3)① 晶胞中由阴离子构成的八面体空隙位于顶点和面心，共有个，只有位于面心的3个填充在八面体空隙中，八面体空隙的填充率为75%； ② 根据均摊法计算，一个晶胞中含有=3个，1个，=3个，距离最近的两个间距为晶胞面对角线的一半，若距离最近的两个间距为a pm，则晶胞边长为 pm，晶胞密度为=。 8.(2025-2026高三上·辽宁重点高中·期中)甲醇是重要的化工原料。通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： （1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅或多晶硅。基态原子价层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　；是生产高纯硅的前驱体，其空间结构为　　　　　　　　　　　。 （2）为　　　　　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 （3）甲醇能与水以任意比例互溶，其原因是　　　　　　　　　　　。 （4）我国科学家已成功开发出以固溶体为核心的高选择性二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂。其中立方晶胞如图所示，晶胞边长为。 ①的配位数为　　　　　　　　　　　。 ②与之间的最短距离为　　　　　　　　　　　。 ③该晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 正四面体形     （2）非极性     （3）甲醇和水能形成分子间氢键，且甲醇是极性分子，水是极性溶剂，相似相溶     （4）① 4    ②     ③       【解析】(1)硅为14号元素，基态硅原子价层电子轨道表示式为；SiCl4中心Si原子价层电子对数为4+ =4，杂化类型为sp3，不存在孤电子对，分子空间结构为正四面体形； (2)CO2是对称的直线形分子，所以属于非极性分子； (3)甲醇能与水以任意比例互溶，其原因是甲醇和水能形成分子间氢键，且甲醇是极性分子，水是极性溶剂，相似相溶； (4)①该晶胞中氧离子周围有4个距离相等且最近的锌离子，氧离子的配位数为4； ②根据晶胞结构，锌和氧微粒之间最短核间距为体对角线的，最短核间距为； ③晶胞边长为apm，体积为a3pm，1个晶胞中有4个锌离子、4个氧离子，ZnO晶体的密度为=。 9.(2025-2026高三上·黑龙江省大庆市实验中学·期中)黄铜矿(主要成分为)可用于冶炼，主要物质转化过程如下： 过程中产生的可用金属有机框架(MOFs)收集，三维多孔金属有机骨架材料MOFs，其晶体结构如下图所示。对苯二甲酸(BDC)作为有机配体，与无机基团连接，化学式为。 请回答下列问题： （1）中O原子的杂化轨道类型为　　　　　　　　　　　。 （2）MOFs的孔道尺寸可通过选择不同长度的有机配体进行调控。若将对苯二甲酸替换为联苯-4，4-二甲酸(结构简式如图)，则孔道尺寸会　　　　　　　　　　　(填“增大”或“减小”)，原因是　　　　　　　　　　　。 （3）下图中，表示晶胞的是　　　　　　　　　　　(填“图2”或“图3”)。 （4）的晶胞如图4所示。 ①图5所示结构单元　　　　　　　　　　　(填“能”或“不能”)作为晶胞，原因是　　　　　　　　　　　。 ②已知：晶体的密度是4.30 ，阿伏加德罗常数的值为，晶胞中底边边长　　　　　　　　　　　pm(用计算式表示；的摩尔质量为 ； )。 【答案】（1）sp3     （2）① 增大    ② 联苯-4，4-二甲酸的刚性骨架更长，扩大了金属节点间的距离     （3）图2     （4）① 不能    ② 图4所示结构单元并不能采用“无隙并置”地方式在晶体中重复出现(或上面面心是黑球，下面面心是白球，合理即可)    ③       【解析】(1)由图可知氧原子与四个Zn连接，因此O原子的杂化轨道类型为sp3杂化； (2)由于联苯-4，4-二甲酸的刚性骨架更长，扩大了金属节点间的距离，因此，将对苯二甲酸替换为联苯-4，4-二甲酸，孔道尺寸会增大； (3)根据晶胞中均摊法可知，图2所示晶胞中含有Cu个数为：4个，O原子个数为：，故其化学式为：Cu2O，图3所示晶胞中含有Cu个数为： 个，O原子个数为：，故其化学式为：CuO；综上，答案为图2； (4)① 图4所示结构单元并不能采用“无隙并置”地方式在晶体中重复出现(或上面面心是黑球，下面面心是白球)，故图5所示结构单元不能作为晶胞； ② 由题干图4所示晶胞可知，一个晶胞中含有：Cu原子个数为，Fe个数为： ，含有S个数为8，故一个晶胞的质量为：，CuFeS2晶体的密度是4.30 g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，故有2(a×10-10)3×4.30 g/cm3=，故CuFeS2晶胞中底边边长a=×1010 pm。 10.(2025-2026高三上·辽宁省大连市第二十四中学·期中)请回答下列问题。 （1）硫代硫酸钠（），易溶于水，易与酸反应。 ①写出与稀硫酸反应的化学方程式　　　　　　　　　。 ②硫代硫酸根（）可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。-作为配体可提供孤电子对与照相底片上未曝光的溴化银形成配离子而溶解。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由　　　　　　　　　。 ③可被氧化为，从物质结构的角度分析的结构为　　　　　　　　　（填字母）。 （2）在一定条件下，用氧化。随着参加反应的变化，氧化产物不同。当时，氧化产物的化学式为　　　　　　　　　。 （3）某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体，J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是　　　　　　　　　（填字母）。 A.上图中有5种物质在一定条件下能与NaOH溶液反应 B.上图中物质G、H、J、M既有氧化性又有还原性 C.上图中物质G、H、J、K在一定条件下能与浓硫酸反应 D.1 mol G与足量的J反应，转移电子数为 E.上图涉及的9种物质，若在纯净状态下，属于电解质的有7种 （4）海洋出水的铁质文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。无氧环境中，文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与反应生成FeS和的离子方程式　　　　　　　　　。 （5）纳米铁粉具有较强的还原性和吸附性，利用纳米铁粉去除水中Cr（Ⅵ）的反应机理（作载体）如图所示。下列说法正确的是            （填字母）。 A. 纳米铁粉能产生丁达尔效应 B. Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）的途径有2种 C. Cr元素参与的反应都有电子转移 D. 与共沉淀的离子方程式为 【答案】（1）①     ② 中的中心S原子的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对能做配位原子    ③ A     （2）（或）     （3）AB     （4）     （5）B      【解析】(1)①与稀硫酸反应生成硫、硫酸钠、二氧化硫和水，化学方程式。故答案为：； ② 硫代硫酸根（）可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。-作为配体可提供孤电子对与照相底片上未曝光的溴化银形成配离子而溶解。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由：中的中心S原子的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对能做配位原子。故答案为：中的中心S原子的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对能做配位原子； ③可被氧化为，中硫的平均化合价为+ ，从物质结构的角度分析，两端硫原子各连接 3 个氧（+6-1 价），中间两个硫通过 S-S 键连接（氧化态为 0 价），平均氧化态为+ =+2.5，的结构为A，B中硫的化合价为+ =+2价。故答案为：A； (2)在一定条件下，用氧化。随着参加反应的变化，氧化产物不同。当时，4molH2O2中氧得1×2×4mol电子，1molH2S失8mol电子得+6价的硫，氧化产物的化学式为（或）。故答案为：（或）； (3)某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体，J具有漂白性，J为SO2，则G为H2S，H为S，K为SO3，L为Na2SO4，M为NaHSO3,N为Na2SO3。 A.上图中有5种物质G、H、J、K、M在一定条件下能与NaOH溶液反应，故A正确； B.上图中物质G为H2S，+1价的H可显氧化性，-2价的S可显还原性，H、J、M中S的化合价均处于中间价态既有氧化性又有还原性，故B正确； C.上图中物质J、K在一定条件下不能与浓硫酸反应，故C错误； D.G(H2S)与 J(SO2)反应的方程式为 2H2S+SO2=3S↓+2H2O。1 mol G与足量的J反应，转移电子数为2，故D错误； E.上图涉及的9种物质，若在纯净状态下，属于电解质的有5种：G为H2S，L为Na2SO4，M为NaHSO3,N为Na2SO3，还有NaOH，故E错误； 故答案为：AB； (4)无氧环境中，文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。Fe与反应生成FeS和和氢氧根离子，离子方程式 。故答案为： ； (5)A. 纳米铁粉是纯净物，不是胶体，不能产生丁达尔效应，故A错误； B. Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）的途径有2种：与亚铁离子反应或下纳米铁粉反应，故B正确； C. Cr元素参与的反应中形成Cr(OH)3没有电子转移，故C错误； D. 与共沉淀的离子方程式为或，故D错误； 故答案为：B。 11.(2025-2026高三上·内蒙古治区包头多校联考·期中)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）在元素周期表中，基态原子的价层电子排布式　　　　　。基态原子与基态离子未成对电子数之比为　　　　　。 （2）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　　　　　。 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）。 （3）可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为）。 ①晶胞中原子的半径为　　　　　。 ②研究发现，晶胞中阴影所示，两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是　　　　　，该截面单位面积含有的Fe原子为　　　　　个。 【答案】（1）①     ② 4：5     （2）① N    ②     ③ O     （3）①     ② n    ③       【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，故价电子排布式为；基态原子未成对电子数为4，基态离子价电子排布式为，未成对电子数为5，比值为4：5。 (2)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，故答案为N； ② 尿素分子中C原子形成3个键，无孤电子对，采取的轨道杂化方式为杂化； 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。 (3)①为体心立方晶胞，晶胞边长为a pm，体对角线长度为，体心立方晶胞中Fe原子半径r与体对角线关系为4r=，因此Fe原子的半径为。 ②m截面面积，每个顶点被8个相邻晶胞共享，每个晶胞的面被两个晶胞共用，每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面，所含原子数为，单位面积原子数为个，n截面面积为，每个角原子被4个相邻晶面共享，体心原子完全属于本截面，所含原子数为，单位面积原子数为个，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的Fe原子为个。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14 物质结构与性质综合题 1.(2025-2026高三上·吉林吉林市九校联考·期中)白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色．有金属光泽，故名白铜。云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题： （1）Ni2+的核外电子排布式为　　　　　　　　　　，3d能级上的未成对的电子数为　　　　　　　　　　。 （2）硫酸镍溶于氨水形成蓝色的溶液。 ①在中与之间形成的化学键称为　　　　　　　　　　，提供孤电子对的成键原子是　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。配位数为　　　　　　　　　　，与中心离子配位后氨气的键角比配位前变　　　　　　　　　　(填“大”或“小”)。 ②氨极易溶于，除因为它们都是极性分子外，还因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）元素铜与镍的第二电离能分别为：，，的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.(2025-2026高三上·辽宁沈阳郊联体·期中)电池在人类生产、生活中具有十分重要的作用，工业上采用、、LiCl和苯胺()等作为原料制备锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂()，采用单晶硅和铜、锗、镓、硒等的化合物作为太阳能电池的制备原料。 （1）基态铜原子的价层轨道表示式是　　　　　　　　　　　。 （2）下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示碳元素的曲线是　　　　　　　　　　　(填字母)。 （3）苯胺中N原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　，分子中σ键与π键的数目比为　　　　　　　　　　　。 （4）自然界中含硼元素的钠盐存在于天然矿藏中，其化学式为，它的结构单元是由两个和两个缩合而成的双六元环，应该写成，其结构如下图所示，则该晶体中不存在的作用力是　　　　　　　　　　　(填字母)。 A．离子键       B．共价键       C．金属键       D．范德华力       E．氢键 （5）下图为铜的某种氯化物晶胞示意图，该物质的化学式是　　　　　　　　　　　。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，如图中各原子坐标参数A为，则D原子的坐标参数为　　　　　　　　　　　。 3.(2025-2026高三上·黑龙江省龙东十校联盟·期中)卤素、拟卤素、卤素互化物及其化合物有着广泛的应用。请回答下列问题： 部分含氯物质的类别与化合价关系如图所示。 （1）图中Y代表物质的阴离子的空间结构是　　　　　　、形，X的用途　　　　　　(写出一种即可)。 （2）氯化溴(BrCl)和、具有相似的性质。常温下BrCl可与NaOH溶液反应，化学方程式为　　　　　　。 （3）下列说法错误的是______(填字母)。 A. 电负性： B. 键能： C. 化学键极性： D. 沸点： （4）是一种拟卤素，其C原子均采用　　　　　　杂化。 （5）硫氰酸钴可用于毒品检验。其水合物晶体的晶胞结构如下图所示(所有原子都不在晶胞的顶点或棱上)。 ①晶体中微粒间作用力不含有　　　　　　(填标号)。 A．金属键       B．非极性键       C．氢键       D．极性键       E．配位键 ②硫氰酸钴水合物晶体的化学式为　　　　　　；设硫氰酸钴水合物晶体化学式的摩尔质量为，其晶胞参数分别为、、，。则晶体密度=　　　　　　(列计算式)。 4.(2025-2026高三上·吉林吉林市九校联考·期中)三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。某化学小组用和(沸点)在高温下制备无水，实验装置如图所示：回答下列问题： （1）装置A中仪器M的名称是　　　　　　　　　　　　　　　，实验装置合理的连接顺序为　　　　　　　　　　　(填装置字母标号，可重复使用)。 _____ （2）装置A中产生一种无毒气体，则发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，实验开始后，应先加热装置　　　　　　　　　　 (填“A”或“B”)。 （3）从安全的角度考虑，该实验装置的不足之处是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）由溶液制备纯净的的实验方案：取适量溶液，加入溶液调节充分反应后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，　　　　　　　　　　　　　　　，(填具体操作过程)则证明沉淀已洗涤干净；低温烘干沉淀，得到晶体。 （5）取三氯化铬样品，配制成溶液，移取加热至沸腾后，加适量溶液，生成沉淀0.515g，则样品中无水三氯化铬的质量分数为　　　　　　　　　　 (结果保留两位有效数字)。 （6）铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，其晶胞结构如图所示。 氧离子与钙离子的最近距离为，阿伏加德罗常数为，则该复合氧化物晶体的密度为　　　　　　　　　　g·cm。 5.(2025-2026高三上·内蒙古兴安盟名校联盟·期中)金属铌(Nb)可用于制作超导体、高温合金等。由铌钽精矿[主要成分为、(五氧化二钽)、、CaO等]生产Nb粉的流程如下： 已知：①与少量氢氟酸反应生成，与过量氢氟酸反应生成； ②是一种二元强酸； ③仲辛醇的结构为。 回答下列问题： （1）Nb的原子序数比钒(V)大18，Nb位于元素周期表　　　　　　　　区。 （2）废渣的主要成分为　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“沉铌”无电子转移，则“沉铌”步骤发生反应的离子方程式为　　　　　　　　、　　　　　　　　。 （4）用在高温条件下还原可以生成和一种可燃性气体X，此反应的化学方程式为　　　　　　　　。取铌钽精矿5 kg，仅发生该反应，生成X体积为1120 L(标准状况)，忽略各步损失，则铌钽精矿中Nb元素的质量分数为　　　　　　　　%。 （5）下列说法正确的是　　　　　　　　(填标号)。 a．仲辛醇的系统命名为：2-羟基辛烷 b．和互为同素异形体 c．晶胞如图所示，晶胞为正方体，处于构成的正八面体空隙中 6.(2025-2026高三上·辽宁营口·期中)锰是典型的变价金属，锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一。 （1）写出基态原子的价层电子排布式：　　　　　　　　　　　，基态原子的电子空间运动状态有　　　　　　　　　　　种。 （2）三醋酸锰是一种很好的有机反应氧化剂。其所含元素、、的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　。 （3）某种晶体脱出部分原子形成存在空位的(如图所示)，可使晶体具有半导体性质。 ①晶体中　　　　　　　　　　　。 ②下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 A．       B．       C．       D． （4）硒化锰(MnSe)是一种半导体材料，有三种晶型，其中-MnSe的立方晶胞如图a所示，晶胞边长为。图b是-MnSe晶胞沿轴方向的投影图，其中1号原子的分数坐标为。 ①β-MnSe晶体中Mn的配位数为　　　　　　　　　　　。 ②图中2号原子的分数坐标为　　　　　　　　　　　。 ③设表示阿伏加德罗常数的值，-MnSe晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 7.(2025-2026高三上·辽宁省实验中学·期中)镁、铜、硼及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。 （1）铜属于元素周期表中的　　　　　　　区元素，与铜同周期且基态原子最外层未成对电子数与基态铜原子相同的元素有　　　　　　　种。 （2）碱性条件下，检验是否存在的化合物被称为“试镁灵”，其结构简式如图所示，其组成元素中第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　(用元素符号表示)，分子中N原子的杂化类型为　　　　　　　。 （3）一种由、、组成的化合物的立方晶胞如图所示： ①填充在由阴离子构成的八面体空隙中，则八面体空隙的填充率为　　　　　　　%。 ②若距离最近的两个的核间距为a pm，表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞密度为　　　　　　　。 8.(2025-2026高三上·辽宁重点高中·期中)甲醇是重要的化工原料。通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题： （1）太阳能电池板的主要材料为单晶硅或多晶硅。基态原子价层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　；是生产高纯硅的前驱体，其空间结构为　　　　　　　　　　　。 （2）为　　　　　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 （3）甲醇能与水以任意比例互溶，其原因是　　　　　　　　　　　。 （4）我国科学家已成功开发出以固溶体为核心的高选择性二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂。其中立方晶胞如图所示，晶胞边长为。 ①的配位数为　　　　　　　　　　　。 ②与之间的最短距离为　　　　　　　　　　　。 ③该晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 9.(2025-2026高三上·黑龙江省大庆市实验中学·期中)黄铜矿(主要成分为)可用于冶炼，主要物质转化过程如下： 过程中产生的可用金属有机框架(MOFs)收集，三维多孔金属有机骨架材料MOFs，其晶体结构如下图所示。对苯二甲酸(BDC)作为有机配体，与无机基团连接，化学式为。 请回答下列问题： （1）中O原子的杂化轨道类型为　　　　　　　　　　　。 （2）MOFs的孔道尺寸可通过选择不同长度的有机配体进行调控。若将对苯二甲酸替换为联苯-4，4-二甲酸(结构简式如图)，则孔道尺寸会　　　　　　　　　　　(填“增大”或“减小”)，原因是　　　　　　　　　　　。 （3）下图中，表示晶胞的是　　　　　　　　　　　(填“图2”或“图3”)。 （4）的晶胞如图4所示。 ①图5所示结构单元　　　　　　　　　　　(填“能”或“不能”)作为晶胞，原因是　　　　　　　　　　　。 ②已知：晶体的密度是4.30 ，阿伏加德罗常数的值为，晶胞中底边边长　　　　　　　　　　　pm(用计算式表示；的摩尔质量为 ； )。 10.(2025-2026高三上·辽宁省大连市第二十四中学·期中)请回答下列问题。 （1）硫代硫酸钠（），易溶于水，易与酸反应。 ①写出与稀硫酸反应的化学方程式　　　　　　　　　。 ②硫代硫酸根（）可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。-作为配体可提供孤电子对与照相底片上未曝光的溴化银形成配离子而溶解。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由　　　　　　　　　。 ③可被氧化为，从物质结构的角度分析的结构为　　　　　　　　　（填字母）。 （2）在一定条件下，用氧化。随着参加反应的变化，氧化产物不同。当时，氧化产物的化学式为　　　　　　　　　。 （3）某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体，J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是　　　　　　　　　（填字母）。 A.上图中有5种物质在一定条件下能与NaOH溶液反应 B.上图中物质G、H、J、M既有氧化性又有还原性 C.上图中物质G、H、J、K在一定条件下能与浓硫酸反应 D.1 mol G与足量的J反应，转移电子数为 E.上图涉及的9种物质，若在纯净状态下，属于电解质的有7种 （4）海洋出水的铁质文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。无氧环境中，文物中的Fe与海水中的在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与反应生成FeS和的离子方程式　　　　　　　　　。 （5）纳米铁粉具有较强的还原性和吸附性，利用纳米铁粉去除水中Cr（Ⅵ）的反应机理（作载体）如图所示。下列说法正确的是            （填字母）。 A. 纳米铁粉能产生丁达尔效应 B. Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）的途径有2种 C. Cr元素参与的反应都有电子转移 D. 与共沉淀的离子方程式为 11.(2025-2026高三上·内蒙古治区包头多校联考·期中)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题： （1）在元素周期表中，基态原子的价层电子排布式　　　　　。基态原子与基态离子未成对电子数之比为　　　　　。 （2）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　　　　　。 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）。 （3）可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示（晶胞边长为）。 ①晶胞中原子的半径为　　　　　。 ②研究发现，晶胞中阴影所示，两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是　　　　　，该截面单位面积含有的Fe原子为　　　　　个。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $