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专题15 物质结构与性质综合题
考向 三年考情（2023-2025） 命题趋势
物质结构与性质综合题 2025北京卷、、2025山东卷2025上海卷、2025浙江卷、2024全国甲卷、2024山东卷、2024浙江6月卷、2024浙江1月卷、2023全国甲卷、2023全国乙卷、2023天津卷、2023海南卷、2023山东卷、2023浙江卷、2023北京卷、2022全国甲卷、2022·全国乙卷、2022湖南卷、2022山东卷、2022北京卷 在当前的旧高考中，"物质结构与性质"属于选择性考试内容，以综合性客观题形式出现，随着新课程的落实，"物质结构与性质"已成为选择性必修课程，将成为新高考的必考内容，在新高考中，部分卷区不再设置"物质结构与性质"综合题，而是将其考查分散到选择题和其他综合题当中。纵观近年来高考真题，物质结构与性质综合题基本上考的都是最基本、最典型、最主干的知识点。以下是高考时时常考的知识点：原子结构与元素的性质方面，如原子电子排布式，元素原子的性质；化学键与物质的性质方面，如杂化轨道类型，分子(离子)空间构型；分子间作用力与物质的性质方面；如晶胞判断与计算。试题均建构在以教材为主的中学化学基础知识之上，没有偏离教材体系和考试说明的要求， 试题基本保持稳定。试卷并不能把所有的知识面全部覆盖，也不能保证重要知识点可能反复出现。
1．（2025·北京卷）通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。
(2)分子中键角小于，从结构角度解释原因： 。
(3)的晶胞是立方体结构，边长为，结构示意图如下。
①的配体中，配位原子是 。
②已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。()
(4)和反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下，和反应生成而不生成。分析原因： 。
②从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由： 。
【答案】(1)
(2)CH4中碳原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0；NH3中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1；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，CH4分子中H-C-H的键角为109°28′，故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′
(3) N
(4) 生成的活化能更低 根据MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可得到反应的热化学方程式为，该反应的正反应为气体系数减小的放热反应，故低压高温有利于脱除NH3生成MgCl2。
【详解】（1）
Mg是第12号元素，其基态最外层电子的电子排布式为3s2，故其基态原子最外层轨道表示式为：。
（2）CH4中碳原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0；NH3中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1；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，CH4分子中H-C-H的键角为109°28′，故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′。
（3）①的内界为，故其配体为NH3，由于N原子有孤电子对，所以配位原子为N；
②根据均摊法，该晶胞中的个数为，的个数为8，故每个晶胞中含有4个，则晶体的密度为。
（4）①由MgCl2和NH3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；
②根据MgCl2和NH3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NH3生成MgCl2。
2．（2025·山东卷）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，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)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)。
(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m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，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原子为 个。
【答案】(1) 四 VIII 4：5
(2) N O sp2 O
(3) n
【详解】（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，故答案为：四；VIII；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；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。
（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=，因此原子的半径为。
②m截面面积Sm=a2pm2，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pm-2；n截面面积为pm2，每个顶点被8个相邻晶胞共享，每个顶点参与形成四个通过体心的截面，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 pm-2，因此催化活性较低的是n截面，该截面单位面积含有的原子为个 pm-2。
3．（2025·上海卷）(以下题目中的图片根据回忆所得信息结合文献资料重新整合所得，仅供参考)
(1)钨作灯丝与_______性质有关(不定项)。
A．延展性 B．导电性 C．高熔点 D．
(2)钨有金属光泽的原因 (从微观角度解释)。
(3)原子在晶胞中的_______位置。
A．顶点 B．棱上 C．面上 D．体心
(4)钨在周期表中的位置是_______。
A．第五周期第ⅡB族 B．第五周期第ⅣB族 C．第六周期第ⅡB族 D．第六周期第ⅥB族
(5)根据价层电子对斥理论，的价层电子对数是 。
(6)图晶胞号O原子，若晶胞仅含1个完整四面体，组成该四面体的O编号是 。
表格(各种矿石密度)。
(7)给出晶胞参数，求并说明“重石头”俗名依据 。(有V和M？)
电解制备是光电陶瓷材料
已知
(8)写出电解的阳极方程式 。
(9)为获取高纯产物，制备时需要不断通入的原因 。
【答案】(1)BC
(2)金属晶体中有自由电子，所以当可见光照射到金属晶体表面时，晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定，电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来，使得金属不透明并具有金属光泽
(3)BC
(4)D
(5)4
(6)5、6、7、8
(7)；CaWO4的密度较大
(8)
(9)减少CO2，避免生成CaCO3
【分析】W丝除了有导电性以外，还具有很高的熔点， ，与电源正极相连的是电解池的阳极，与电源负极相连的是电解池的阴极，阳极失电子，阴极得电子；
【详解】（1）因为W丝具有导电性高熔点的性质，所以可以用来做灯丝，故答案为：BC；
（2）钨有金属光泽的原因是：金属晶体中有自由电子，所以当可见光照射到金属晶体表面时，晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定，电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来，使得金属不透明并具有金属光泽；
故答案为：金属晶体中有自由电子，所以当可见光照射到金属晶体表面时，晶体中的自由电子可以吸收光能而呈现能量较高的状态。但是这种状态不稳定，电子跃迁回到低能量状态时会将吸收的各种波长的光辐射出来，使得金属不透明并具有金属光泽；
（3）由图可知答案为：BC；
（4）74号W元素在56号Xe元素和86号Rn元素之间，所以W在第六周期第ⅥB族，故答案为D；
（5），故答案为4；
（6）四面体是由1个W原子和4个O原子构成的，其中W原子位于四面体的中心，4个O原子位于四面体的4个顶点。从图1-8中可以看到晶胞的结构，当W原子与5、6、7、8号O原子相邻时，能组成一个四面体，故答案为：5、6、7、8；
（7）晶胞参数通常指的是晶胞的边长和角度。假设图中标注的边长为a，角度为，，其中Z是晶胞中化学式单位的数量，M是化学式单位的摩尔质量，a是晶胞的体积，NA是阿伏伽德罗常数；“重石头”是CaWO4的俗名，因为CaWO4的密度较大，所以被称为“重石头”；故答案为；CaWO4的密度较大；
（8）W与电源正极相连，所以是电解池的阳极，故电极反应式为：，故答案为：；
（9）制备时需要不断通入的原因是：减少CO2，避免生成CaCO3；故答案为：减少CO2，避免生成CaCO3；
4．（2025·浙江卷）磷是生命活动中不可或缺的元素。请回答：
(1)关于ⅤA族元素原子结构的描述，下列说法正确的是_______。
A．基态P原子轨道上的电子自旋方向相同 B．的最外层电子数为18
C．的半径小于的半径 D．电子排布为的P原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图。
①化学式是 ；
②将该化合物加入到含少量石蕊的中，实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推测)。
(3)两分子脱水聚合得到一分子，从的结构角度分析差异的原因 。
(4)兴趣小组对某磷灰石[主要成分为和少量]进行探究，设计了两种制备的方法：
Ⅰ.用稍过量的浓与磷灰石反应，得到溶液、少量气体、渣(主要成分为)。
Ⅱ.将磷灰石脱水、还原，得到的白磷燃烧后与水反应制得溶液。
①方法I，所得溶液中含有的杂质酸是 。
②以方法Ⅰ中所得渣为硫源，设计实验制备无水，流程如下：
溶液A是 ，系列操作B是 ，操作C是 。
③方法Ⅱ中，脱水得到的(足量)与炭(C)、高温下反应，生成白磷和另一种可燃性气体，该反应的化学方程式是 。
【答案】(1)AD
(2) Ca3PCl3 溶液变蓝，有气体放出
(3)的负电荷密度大，更易结合氢离子
(4) 硫酸、盐酸、氢氟酸 碳酸钠溶液 过滤、加硫酸、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 加热脱水 2+30C+20SiO220CaSiO3+3P4+30CO↑
【详解】（1）A．基态P原子价电子排布式为3s23p3，根据洪特规则，轨道上的3个电子自旋方向相同，故A正确；
B．基态As原子价电子排布式为4s24p3，的价电子排布式为4s2，最外层电子数为2，故B错误；
C．比多一个电子层，所以的半径大于的半径，故C错误；
D．基态P原子的电子排布式为的，电子排布为的P原子处于激发态，故D正确；
选AD。
（2）①根据均摊原则，晶胞中Cl原子数、P原子数、Ca原子数，所以化学式是Ca3PCl3；
②Ca3PCl3中P显-3价，将该化合物加入到含少量石蕊的中，反应生成氯化钙、氢氧化钙、PH3气体，溶液呈碱性，实验现象是溶液变蓝，有气体放出。
（3）当两分子H3PO4脱水聚合时，结构发生变化，聚合结构的体积更大，负电荷分布更分散，更容易电离出氢离子，而的负电荷密度大，更易结合氢离子，所以聚合后的Ka3值增大；
（4）①方法I中，和浓硫酸反应生成硫酸钙、磷酸、氢氟酸、盐酸，氢氟酸和反应生成SiF4气体和水，所得溶液中含有的杂质酸是硫酸、盐酸、氢氟酸。
②碳酸钠和硫酸钙反应，硫酸钙转化为碳酸钙沉淀和硫酸钠，溶液A是碳酸钠溶液；过滤出碳酸钙，得硫酸钠、碳酸钠混合液，加硫酸除碳酸钠，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得，系列操作B是过滤、加硫酸、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，加热脱水得无水硫酸钠，操作C是加热脱水。
③方法Ⅱ中，脱水得到的(足量)与炭(C)、高温下反应，生成白磷和另一种可燃性气体，根据元素守恒，可燃性气体为CO，该反应的化学方程式是2+30C+20SiO2 20CaSiO3+3P4+30CO↑。
5．（2024·全国甲卷）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）俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 ，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。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。
物质
熔点/ 442 29 143
（5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。
【答案】（1）2 +4
（2）bd
（3）C
（4）SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高
（5）6
【解析】（1）ⅣA族元素基态原子的价层电子排布为，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）俗称电石，其为离子化合物，由和构成，两种离子间存在离子键，中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中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：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；
（4）根据表中数据可知，SnF4的熔点均远高于其余三种物质，故SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高，故原因为：SnF4属于离子晶体，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，离子晶体的熔点比分子晶体的高，分子晶体的相对分子量越大，分子间作用力越强，熔点越高；
（5）由晶胞结构图可知，该晶胞中有4个和4个，距离每个原子周围最近的原子数均为6，因此的配位数为6。设为阿伏加德罗常数的值，则个晶胞的质量为，个晶胞的体积为，因此该晶体密度为。
6．（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。
7．（2024·浙江6月卷）氧是构建化合物的重要元素。请回答：
（1）某化合物的晶胞如图1，的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，写出该化合物与足量溶液反应的化学方程式 。
（2）下列有关单核微粒的描述正确的是_______。
A．的基态原子电子排布方式只有一种
B．的第二电离能的第一电离能
C．的基态原子简化电子排布式为
D．原子变成，优先失去轨道上的电子
（3）化合物和的结构如图2。
①和中羟基与水均可形成氢键()，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说明理由 。
②已知、钠盐的碱性，请从结构角度说明理由 。
【答案】（1）12 K3ClO K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3 H2O
（2）AB
（3）HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水解能力大于D-
【解析】（1）由晶胞结构知，Cl位于8个顶点，O位于体心，K位于面心，1个晶胞中含Cl：8×=1个、含O：1个、含K：6×=3个，该化合物的化学式为K3ClO；由图可知，Cl-的配位数为=12；该化合物可看成KCl K2O，故该化合物与足量NH4Cl溶液反应生成KCl和NH3 H2O，反应的化学方程式为K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3 H2O。
（2）A．根据原子核外电子排布规律，基态Ar原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种，A项正确；
B．Na的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量，Na+和Ne具有相同的电子层结构，Na+的核电荷数大于Ne，Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne的，故Na的第二电离能＞Ne的第一电离能，B项正确；
C．Ge的原子序数为32，基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C项错误；
D．基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，Fe原子变成Fe+，优先失去4s轨道上的电子，D项错误；
答案选AB。
（3）①O、S、Se的电负性逐渐减小，键的极性：C=O＞C=S＞C=Se，使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大，从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA；
②HC、HD钠盐的碱性NaC＞NaD，说明酸性HC＜HD，原因是：S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键能小于O—H键，同时HC可形成分子间氢键，使得HD比HC更易电离出H+，酸性HD＞HC，C-的水解能力大于D-，钠盐的碱性NaC＞NaD。
8．（2024·浙江1月卷）氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
（2）下列说法正确的是_______。
A．电负性： B．离子半径：
C．第一电离能： D．基态2+的简化电子排布式：
（3）①，其中的N原子杂化方式为 ；比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中之一是。比较氧化性强弱： (填“>”、“<”或“=”)；写出A中阴离子的结构式 。
【答案】（1） 分子晶体
（2）CD
（3）sp3 ＜ 有孤电子对，孤电子对对成键电子排斥力大，键角变小 ＞
【解析】（1）由晶胞图可知，化学式为；由晶胞图可知构成晶胞的粒子为分子，故为分子晶体；
（2）A同一周期，从左到右，电负性依次增强，故顺序为，A错误；
B核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故顺序为，B错误；
C同一周期，从左到右，电离能增大的趋势，VA族和ⅥA族相反，故顺序为，C正确；
D基态的简化电子排布式：，Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4，D正确；
故选CD；
（3）①的价层电子对数，故杂化方式为sp3；价层电子对数为4，有一对孤电子对，价层电子对数，无孤对电子，又因为孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对成键电子的排斥力，故键角中的＜中的；
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中之一是，则A为NO2HS2O7，为硝酸失去一个OH-，得电子能力更强，氧化性更强，故氧化性强弱： ＞；阴离子为根据已知可知其结构式为。
9．（2023·全国甲卷）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
（1）图1所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______，间的作用力是_______。
（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是_______(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。
（3）气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中的轨道杂化类型为_______。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为_______。若晶胞参数为，晶体密度_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
【答案】（1）同素异形体 金刚石 范德华力
（2）③ +2 配位
（3） 离子 2
【解析】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；间的作用力是范德华力；
（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出；钴酞菁分子中，失去了2个的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
（3）由的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为，红色球的个数为，则灰色的球为，距最近且等距的有2个，则的配位数为2。若晶胞参数为a pm，则晶胞的体积为，晶胞的质量为，则其晶体密度。
10．（2023·全国乙卷）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题：
（1）基态原子的价电子排布式为_______。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为_______，铁的化合价为_______。
（2）已知一些物质的熔点数据如下表：
物质 熔点/℃
800.7
与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是_______。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因_______。的空间结构为_______，其中的轨道杂化形式为_______。
（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有_______个。该物质化学式为_______，B-B最近距离为_______。

【答案】（1） O＞Si＞Fe＞Mg +2
（2）钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：、、均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大 正四面体
（3） 1
【解析】（1）为26号元素，基态原子的价电子排布式为。元素的金属性越强，其电负性越小，元素的非金属性越强则其电负性越大，因此，橄榄石()中，各元素电负性大小顺序为O＞Si＞Fe＞Mg；因为中、、的化合价分别为+2、+4和-2，x+2-x=2，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，可以确定铁的化合价为+2。
（2）与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知， 、、熔点变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：、、均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。的空间结构为正四面体，其中的价层电子对数为4，因此的轨道杂化形式为。
（3）由硼镁化合物的晶体结构可知位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有个，由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1；晶体结构中在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为；由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度为，因此B-B最近距离为。
11．（2023·天津卷）铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
（1）基态Cu原子的价层电子排布式是 ，与相比较，离子半径较大的是 。
（2）铜的一种化合物的晶胞如图所示，其化学式为 。
（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备，写出该反应化学方程式： 。反应中，H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
（4）上述制备反应中，下列物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是是 (填序号)。
a．硝酸 b． c．
（5）Cu2+和I-的反应可用于Cu含量的定量分析。向CuCl2溶液中滴入KI溶液，生成一种碘化物白色沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝。该白色沉淀的化学式为 。反应中KI的作用为 。
【答案】（1）3d104s1 Cu+
（2）CuCl
（3）Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2
（4）b
（5）CuI 还原剂、沉淀剂
【解析】（1）已知Cu是29号元素，则铜的价层电子排布式是3d104s1，根据同一元素的微粒化合价高的离子有效核电荷数多，半径越小，故Cu+与Cu2+中半径较大的是Cu+，故答案为：3d104s1；Cu+；
（2）由题干铜的一种化合物的晶胞图所示可知，一个晶胞中含有Cu+为4个，含有Cl-个数为：=4个，故其化学式为CuCl，故答案为：CuCl；
（3）
在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2，根据氧化还原反应配平可得，该反应化学方程式为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O，由于反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2，导致反应中，H2O2实际消耗量总是大于理论，H2O2为共价化合物，故其电子式为：，故答案为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O；反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2；；
（4）HNO3被还原生成NO有毒，会污染环境，Cl2本身有毒也会污染环境，故上述制备反应中，下列物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是是O2，故答案为：b；
（5）Cu2+和I-的反应可用于Cu含量的定量分析，向CuCl2溶液中滴入KI溶液，生成一种碘化物白色沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝，说明反应生成了I2，根据化合价有升必有降的原理可知，反应中Cu的化合价降低到+1价，故反应的离子方程式为：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2，即该白色沉淀的化学式为CuI，反应中KI的作用为将Cu2+充分还原为CuI，故答案为：CuI；将Cu2+充分还原为CuI。
12．（2023·海南卷）我国科学家发现一种钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。

(代表单键、双键或叁键)
回答问题：
（1）配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是 。
（2）配合物Ⅰ中，R′代表芳基，空间结构呈角形，原因是 。
（3）配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是 。
（4）配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为和，配合物Ⅱ、Ⅲ和三者中，两个氮原子间键长最长的是 。
（5）近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。晶胞如图1所示，晶体中包含由V和Sb组成的二维平面(见图2)。
①晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子各自周围紧邻的锑原子数为 。锑和磷同族，锑原子基态的价层电子排布式为 。
②晶体中少部分钒原子被其它元素(包括Ti、Nb、Cr、Sn)原子取代，可得到改性材料。下列有关替代原子说法正确的是 。
a．有或价态形式 b．均属于第四周期元素
c．均属于过渡元素 d．替代原子与原离子的离子半径相近
【答案】（1）C、O、P、Cl
（2）根据VSEPR模型，氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，成键电子对之间呈角形
（3）N
（4）配合物Ⅱ
（5）6 ad
【解析】（1）根据题干配合物Ⅰ的结构图，中心原子钒的配位原子有C、O、P、Cl；
（2）根据VSEPR模型，中心原子氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，空间结构呈角形；
（3）配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是N；
（4）结合题干所给配合物Ⅱ和Ⅲ的结构，钒的化合价分别为和，配合物Ⅱ中氮原子间是氮氮单键，配合物Ⅲ中为氮氮双键， 中为氮氮三键，故配合物Ⅱ中两个氮原子间键长最长；
（5）①晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子填充在锑原子构成的八面体空隙中，周围紧邻的锑原子数为6；锑和磷同族，锑原子位于第五周期VA，其基态的价层电子排布式；
②a．中Cs为+1价，Sb为-3价，V的总化合价为+14，平均价态介于4-5之间，故替代后，化合价可能为或价态形式，故a正确；
b．Ti、Cr、Sn属于第四周期元素，Nb属于第五周期，故b错误；
c．Sn是IVA族元素，不属于过渡元素，故c错误；
d．钒原子填充在锑原子形成的八面体空隙中，替代原子与原离子的离子半径相近，才能填充进去，故d正确；
答案为：ad。
13．（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：
（1）时，与冰反应生成利。常温常压下，为无色气休，固态的晶体类型为_____，水解反应的产物为_____(填化学式)。
（2）中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键。中原子的轨道杂化方式_____；为键角_____键角(填“＞”“ ＜”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因_____。
（3）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】（1） 分子晶体 HF 、和
（2） ＞ 分子中键的键长小于中键的键长，其原因是：分子中既存在σ键，又存在大键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中键的键长较小，而只存在普通的σ键。
（3）
【解析】（1）常温常压下，为无色气体，则的沸点较低，因此，固态HOF的晶体类型为分子晶体。分子中F显-1价，其水解时结合电离的生成HF，则结合电离的，两者反应生成，不稳定，其分解生成，因此，水解反应的产物为HF 、和。
（2）中心原子为，中心原子为，二者均为V形结构，但中存在大键()。由中存在可以推断，其中原子只能提供1对电子，有一个原子提供1个电子，另一个原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的轨道中形成大键，提供孤电子对与其中一个形成配位键，与另一个形成的是普通的共价键（σ键，这个只提供了一个电子参与形成大键）， 的价层电子对数为3，则原子的轨道杂化方式为；中心原子为，根据价层电子对的计算公式可知，因此，的杂化方式为；根据价层电子对互斥理论可知，时，价电子对的几何构型为正四面体，时，价电子对的几何构型平面正三角形，杂化的键角一定大于的，因此，虽然和均为形结构，但键角大于键角，孤电子对对成键电子对的排斥作用也改变不了这个结论。分子中键的键长小于中键的键长，其原因是：分子中既存在σ键，又存在大键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中键的键长较小，而只存在普通的σ键。
（3）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。
14．（2023·浙江卷）氮的化合物种类繁多，应用广泛。

请回答：
（1）基态N原子的价层电子排布式是___________。
（2）与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是___________。
A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：
B．化学键中离子键成分的百分数：
C．最简单的氮烯分子式：
D．氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为______。
③给出的能力： _______(填“>”或“<”)，理由是___________。
（3）某含氮化合物晶胞如图，其化学式为___________，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________。
【答案】（1）2s22p3
（2） A NnHn+2 2m(，m为正整数) ＜ 形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
（3） CaCN2 6
【解析】（1）N核电荷数为7，核外有7个电子，基态N原子电子排布式为1s22s22p3，则基态N原子的价层电子排布式是2s22p3；故答案为：2s22p3。
（2）①A．能量最低的激发态N原子应该是2p能级上一个电子跃迁到3s能级，其电子排布式：，故A错误；B．钙的金属性比镁的金属性强，则化学键中离子键成分的百分数：，故B正确；C．氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，则其分子式：，故C正确；D．氮烷中N原子有一对孤对电子，有三个价键，则氮原子的杂化方式都是，故D正确；综上所述，答案为：A。
②氮和氢形成的无环氮多烯，一个氮的氮烷为NH3，两个氮的氮烷为N2H4，三个氮的氮烷为N3H5，四个氮的氮烷为N4H6，设分子中氮原子数为n，其氮烷分子式通式为NnHn+2，根据又一个氮氮双键，则少2个氢原子，因此当双键数为m，其分子式通式为NnHn+2 2m(，m为正整数)；故答案为：NnHn+2 2m(，m为正整数)。
③形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，因此给出的能力：＜(填“>”或“<”)；故答案为：＜；形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂。
（3）钙个数为，个数为，则其化学式为CaCN2；根据六方最密堆积图 ，以上面的面心分析下面红色的有3个，同理上面也应该有3个，本体中分析得到 ，以这个进行分析，其俯视图为 ，因此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6；故答案为：CaCN2；6。
15．（2023·北京卷）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
（1）基态原子价层电子排布式是__________。
（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：____________________。
（3）的空间结构是__________。
（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程ⅱ中，断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是和，过程ⅱ含硫产物是__________。
（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为__________。
（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由：____________________。
【答案】（1）
（2），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
（3）四面体形
（4）和
（5） 4
（6）中的中心原子S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
【解析】（1）S是第三周期ⅥA族元素，基态S原子价层电子排布式为。答案为；
（2）S和O为同主族元素，O原子核外有2个电子层，S原子核外有3个电子层，O原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子，即O的第一电离能大于S的第一电离能。答案为I1(O)>I1(S)，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）的中心原子S的价层电子对数为4，无孤电子对，空间构型为四面体形，可看作是中1个O原子被S原子取代，则的空间构型为四面体形。答案为四面体形；
（4）过程Ⅱ中断裂的只有硫硫键，根据反应机理可知，整个过程中最终转化为，S最终转化为。若过程ⅰ所用的试剂为和，过程Ⅱ的含硫产物是和。答案为和；
（5）由晶胞结构可知，1个晶胞中含有个，含有4个；该晶体的密度。答案为4；；
（6）具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电子配位。中的中心原子S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。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题15 物质结构与性质综合题
考向 三年考情（2023-2025） 命题趋势
物质结构与性质综合题 2025北京卷、、2025山东卷2025上海卷、2025浙江卷、2024全国甲卷、2024山东卷、2024浙江6月卷、2024浙江1月卷、2023全国甲卷、2023全国乙卷、2023天津卷、2023海南卷、2023山东卷、2023浙江卷、2023北京卷、2022全国甲卷、2022·全国乙卷、2022湖南卷、2022山东卷、2022北京卷 在当前的旧高考中，"物质结构与性质"属于选择性考试内容，以综合性客观题形式出现，随着新课程的落实，"物质结构与性质"已成为选择性必修课程，将成为新高考的必考内容，在新高考中，部分卷区不再设置"物质结构与性质"综合题，而是将其考查分散到选择题和其他综合题当中。纵观近年来高考真题，物质结构与性质综合题基本上考的都是最基本、最典型、最主干的知识点。以下是高考时时常考的知识点：原子结构与元素的性质方面，如原子电子排布式，元素原子的性质；化学键与物质的性质方面，如杂化轨道类型，分子(离子)空间构型；分子间作用力与物质的性质方面；如晶胞判断与计算。试题均建构在以教材为主的中学化学基础知识之上，没有偏离教材体系和考试说明的要求， 试题基本保持稳定。试卷并不能把所有的知识面全部覆盖，也不能保证重要知识点可能反复出现。
1．（2025·北京卷）通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整： 。
(2)分子中键角小于，从结构角度解释原因： 。
(3)的晶胞是立方体结构，边长为，结构示意图如下。
①的配体中，配位原子是 。
②已知的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。()
(4)和反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下，和反应生成而不生成。分析原因： 。
②从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由： 。
2．（2025·山东卷）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，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)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)。
(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m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有原子个数越多，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原子为 个。
3．（2025·上海卷）(以下题目中的图片根据回忆所得信息结合文献资料重新整合所得，仅供参考)
(1)钨作灯丝与_______性质有关(不定项)。
A．延展性 B．导电性 C．高熔点 D．
(2)钨有金属光泽的原因 (从微观角度解释)。
(3)原子在晶胞中的_______位置。
A．顶点 B．棱上 C．面上 D．体心
(4)钨在周期表中的位置是_______。
A．第五周期第ⅡB族 B．第五周期第ⅣB族 C．第六周期第ⅡB族 D．第六周期第ⅥB族
(5)根据价层电子对斥理论，的价层电子对数是 。
(6)图晶胞号O原子，若晶胞仅含1个完整四面体，组成该四面体的O编号是 。
表格(各种矿石密度)。
(7)给出晶胞参数，求并说明“重石头”俗名依据 。(有V和M？)
电解制备是光电陶瓷材料
已知
(8)写出电解的阳极方程式 。
(9)为获取高纯产物，制备时需要不断通入的原因 。
4．（2025·浙江卷）磷是生命活动中不可或缺的元素。请回答：
(1)关于ⅤA族元素原子结构的描述，下列说法正确的是_______。
A．基态P原子轨道上的电子自旋方向相同 B．的最外层电子数为18
C．的半径小于的半径 D．电子排布为的P原子处于激发态
(2)某化合物的晶胞如图。
①化学式是 ；
②将该化合物加入到含少量石蕊的中，实验现象是 (从酸碱性和溶解性角度推测)。
(3)两分子脱水聚合得到一分子，从的结构角度分析差异的原因 。
(4)兴趣小组对某磷灰石[主要成分为和少量]进行探究，设计了两种制备的方法：
Ⅰ.用稍过量的浓与磷灰石反应，得到溶液、少量气体、渣(主要成分为)。
Ⅱ.将磷灰石脱水、还原，得到的白磷燃烧后与水反应制得溶液。
①方法I，所得溶液中含有的杂质酸是 。
②以方法Ⅰ中所得渣为硫源，设计实验制备无水，流程如下：
溶液A是 ，系列操作B是 ，操作C是 。
③方法Ⅱ中，脱水得到的(足量)与炭(C)、高温下反应，生成白磷和另一种可燃性气体，该反应的化学方程式是 。
5．（2024·全国甲卷）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）俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
（3）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 ，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。锡的卤化物熔点数据如下表，结合变化规律说明原因： 。
物质
熔点/ 442 29 143
（5）结晶型可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式)。
6．（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 。
7．（2024·浙江6月卷）氧是构建化合物的重要元素。请回答：
（1）某化合物的晶胞如图1，的配位数(紧邻的阳离子数)为 ；写出该化合物的化学式 ，写出该化合物与足量溶液反应的化学方程式 。
（2）下列有关单核微粒的描述正确的是_______。
A．的基态原子电子排布方式只有一种
B．的第二电离能的第一电离能
C．的基态原子简化电子排布式为
D．原子变成，优先失去轨道上的电子
（3）化合物和的结构如图2。
①和中羟基与水均可形成氢键()，按照氢键由强到弱对三种酸排序 ，请说明理由 。
②已知、钠盐的碱性，请从结构角度说明理由 。
8．（2024·浙江1月卷）氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
（2）下列说法正确的是_______。
A．电负性： B．离子半径：
C．第一电离能： D．基态2+的简化电子排布式：
（3）①，其中的N原子杂化方式为 ；比较键角中的 中的(填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。
②将与按物质的量之比1:2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，其中之一是。比较氧化性强弱： (填“>”、“<”或“=”)；写出A中阴离子的结构式 。
9．（2023·全国甲卷）将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：
（1）图1所示的几种碳单质，它们互为_______，其中属于原子晶体的是_______，间的作用力是_______。
（2）酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中轨道能提供一对电子的原子是_______(填图2酞菁中原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。
（3）气态通常以二聚体的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中的轨道杂化类型为_______。的熔点为，远高于的，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，的配位数为_______。若晶胞参数为，晶体密度_______(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
10．（2023·全国乙卷）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题：
（1）基态原子的价电子排布式为_______。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为_______，铁的化合价为_______。
（2）已知一些物质的熔点数据如下表：
物质 熔点/℃
800.7
与均为第三周期元素，熔点明显高于，原因是_______。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因_______。的空间结构为_______，其中的轨道杂化形式为_______。
（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示，晶胞中含有_______个。该物质化学式为_______，B-B最近距离为_______。

11．（2023·天津卷）铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
（1）基态Cu原子的价层电子排布式是 ，与相比较，离子半径较大的是 。
（2）铜的一种化合物的晶胞如图所示，其化学式为 。
（3）在H2O2作用下，铜与浓盐酸的反应可用于制备，写出该反应化学方程式： 。反应中，H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
（4）上述制备反应中，下列物质均可替代H2O2作氧化剂，最适合的是是 (填序号)。
a．硝酸 b． c．
（5）Cu2+和I-的反应可用于Cu含量的定量分析。向CuCl2溶液中滴入KI溶液，生成一种碘化物白色沉淀，且上层溶液可使淀粉溶液变蓝。该白色沉淀的化学式为 。反应中KI的作用为 。
12．（2023·海南卷）我国科学家发现一种钒配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。

(代表单键、双键或叁键)
回答问题：
（1）配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是 。
（2）配合物Ⅰ中，R′代表芳基，空间结构呈角形，原因是 。
（3）配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是 。
（4）配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为和，配合物Ⅱ、Ⅲ和三者中，两个氮原子间键长最长的是 。
（5）近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。晶胞如图1所示，晶体中包含由V和Sb组成的二维平面(见图2)。
①晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子各自周围紧邻的锑原子数为 。锑和磷同族，锑原子基态的价层电子排布式为 。
②晶体中少部分钒原子被其它元素(包括Ti、Nb、Cr、Sn)原子取代，可得到改性材料。下列有关替代原子说法正确的是 。
a．有或价态形式 b．均属于第四周期元素
c．均属于过渡元素 d．替代原子与原离子的离子半径相近
13．（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：
（1）时，与冰反应生成利。常温常压下，为无色气休，固态的晶体类型为_____，水解反应的产物为_____(填化学式)。
（2）中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键。中原子的轨道杂化方式_____；为键角_____键角(填“＞”“ ＜”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因_____。
（3）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)。
14．（2023·浙江卷）氮的化合物种类繁多，应用广泛。

请回答：
（1）基态N原子的价层电子排布式是___________。
（2）与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是___________。
A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：
B．化学键中离子键成分的百分数：
C．最简单的氮烯分子式：
D．氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为______。
③给出的能力： _______(填“>”或“<”)，理由是___________。
（3）某含氮化合物晶胞如图，其化学式为___________，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________。
15．（2023·北京卷）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
（1）基态原子价层电子排布式是__________。
（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：____________________。
（3）的空间结构是__________。
（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程ⅱ中，断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是和，过程ⅱ含硫产物是__________。
（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为__________。
（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由：____________________。
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