5年（2021-2025）高考1年模擬化學(xué)真題分類匯編PAGEPAGE1專題11物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題題型五年考情（2021-2025）命題趨勢物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題（5年4考）2025·北京卷2024·北京卷2023·北京卷2022·北京卷北京卷的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題，重點(diǎn)考查學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)表示、分子結(jié)構(gòu)與鍵角關(guān)系、晶胞密度計(jì)算、反應(yīng)能量變化及平衡條件分析等多方面的能力。旨在引導(dǎo)學(xué)生從微觀到宏觀、從結(jié)構(gòu)到性質(zhì)、從能量變化到平衡控制等多個(gè)角度全面認(rèn)識物質(zhì)及其變化，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和系統(tǒng)思維能力，體現(xiàn)了化學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系和整體性，與《課程標(biāo)準(zhǔn)》學(xué)業(yè)質(zhì)量水平2中“能綜合運(yùn)用化學(xué)知識對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化進(jìn)行分析”的要求相一致。1．（2025·北京卷）通過和的相互轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)的高效存儲和利用。（1）將的基態(tài)原子最外層軌道表示式補(bǔ)充完整：。（2）分子中鍵角小于，從結(jié)構(gòu)角度解釋原因：。（3）的晶胞是立方體結(jié)構(gòu)，邊長為，結(jié)構(gòu)示意圖如下。①的配體中，配位原子是。②已知的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。()（4）和反應(yīng)過程中能量變化示意圖如下。①室溫下，和反應(yīng)生成而不生成。分析原因：。②從平衡的角度推斷利于脫除生成的條件并說明理由：。【答案】（1）（2）CH4中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為0；NH3中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1；孤電子對對成鍵電子對的排斥能力大于成鍵電子對對成鍵電子對的排斥能力，CH4分子中H-C-H的鍵角為109°28′，故NH3分子中H-N-H的鍵角小于109°28′（3）N（4）生成的活化能更低根據(jù)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的放熱反應(yīng)，故低壓高溫有利于脫除NH3生成MgCl2。【解析】（1）Mg是第12號元素，其基態(tài)最外層電子的電子排布式為3s2，故其基態(tài)原子最外層軌道表示式為：。（2）CH4中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為0；NH3中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1；孤電子對對成鍵電子對的排斥能力大于成鍵電子對對成鍵電子對的排斥能力，CH4分子中H-C-H的鍵角為109°28′，故NH3分子中H-N-H的鍵角小于109°28′。（3）①的內(nèi)界為，故其配體為NH3，由于N原子有孤電子對，所以配位原子為N；②根據(jù)均攤法，該晶胞中的個(gè)數(shù)為，的個(gè)數(shù)為8，故每個(gè)晶胞中含有4個(gè)，則晶體的密度為。（4）①由MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可知，反應(yīng)生成的活化能更低，故室溫下易于生成；②根據(jù)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可得到反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的放熱反應(yīng)，脫除生成是指逆反應(yīng)方向，故低壓高溫有利于脫除NH3生成MgCl2。2．（2024·北京卷）錫()是現(xiàn)代“五金”之一，廣泛應(yīng)用于合金、半導(dǎo)體工業(yè)等。（1）位于元素周期表的第5周期第IVA族。寫出的基態(tài)原子最外層軌道表示式：。（2）和是錫的常見氯化物，可被氧化得到。①分子的模型名稱是。②的鍵是由錫的軌道與氯的軌道重疊形成σ鍵。（3）白錫和灰錫是單質(zhì)的常見同素異形體。二者晶胞如圖：白錫具有體心四方結(jié)構(gòu)；灰錫具有立方金剛石結(jié)構(gòu)。①灰錫中每個(gè)原子周圍與它最近且距離相等的原子有個(gè)。②若白錫和灰錫的晶胞體積分別為和，則白錫和灰錫晶體的密度之比是。（4）單質(zhì)的制備：將與焦炭充分混合后，于惰性氣氛中加熱至，由于固體之間反應(yīng)慢，未明顯發(fā)生反應(yīng)。若通入空氣在下，能迅速被還原為單質(zhì)，通入空氣的作用是。【答案】（1）（2）平面三角形雜化（3）4（4）與焦炭在高溫下反應(yīng)生成，將還原為單質(zhì)【解析】（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基態(tài)Sn原子的最外層電子排布式為5s25p2，Sn的基態(tài)原子最外層軌道表示式為；（2）①SnCl2中Sn的價(jià)層電子對數(shù)為2+×(4-2×1)=3，故SnCl2分子的VSEPR模型名稱是平面三角形；②SnCl4中Sn的價(jià)層電子對數(shù)為4+×(4-4×1)=4，有4個(gè)σ鍵、無孤電子對，故Sn采取sp3雜化，則SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵；（3）①灰錫具有立方金剛石結(jié)構(gòu)，金剛石中每個(gè)碳原子以單鍵與其他4個(gè)碳原子相連，此5碳原子在空間構(gòu)成正四面體，且該碳原子在正四面體的體心，所以灰錫中每個(gè)Sn原子周圍與它最近且距離相等的Sn原子有4個(gè)；②根據(jù)均攤法，白錫晶胞中含Sn原子數(shù)為8×+1=2，灰錫晶胞中含Sn原子數(shù)為8×+6×+4=8，所以白錫與灰錫的密度之比為∶=；（4）將SnO2與焦炭充分混合后，于惰性氣氛中加熱至800℃，由于固體之間反應(yīng)慢，未發(fā)生明顯反應(yīng)；若通入空氣在800℃下，SnO2能迅速被還原為單質(zhì)Sn，通入空氣的作用是：與焦炭在高溫下反應(yīng)生成CO，CO將SnO2還原為單質(zhì)Sn，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。3．（2023·北京卷）硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。（1）基態(tài)原子價(jià)層電子排布式是。（2）比較原子和原子的第一電離能大小，從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由：。（3）的空間結(jié)構(gòu)是。（4）同位素示蹤實(shí)驗(yàn)可證實(shí)中兩個(gè)原子的化學(xué)環(huán)境不同，實(shí)驗(yàn)過程為。過程ⅱ中，斷裂的只有硫硫鍵，若過程ⅰ所用試劑是和，過程ⅱ含硫產(chǎn)物是。（5）的晶胞形狀為長方體，邊長分別為、，結(jié)構(gòu)如圖所示。

晶胞中的個(gè)數(shù)為。已知的摩爾質(zhì)量是，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。（6）浸金時(shí)，作為配體可提供孤電子對與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由：?！敬鸢浮浚?）（2），氧原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子（3）四面體形（4）和（5）4（6）中的中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子【解析】（1）S是第三周期ⅥA族元素，基態(tài)S原子價(jià)層電子排布式為。答案為；（2）S和O為同主族元素，O原子核外有2個(gè)電子層，S原子核外有3個(gè)電子層，O原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去1個(gè)電子，即O的第一電離能大于S的第一電離能。答案為I1(O)>I1(S)，氧原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子；（3）的中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4，無孤電子對，空間構(gòu)型為四面體形，可看作是中1個(gè)O原子被S原子取代，則的空間構(gòu)型為四面體形。答案為四面體形；（4）過程Ⅱ中斷裂的只有硫硫鍵，根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，整個(gè)過程中最終轉(zhuǎn)化為，S最終轉(zhuǎn)化為。若過程ⅰ所用的試劑為和，過程Ⅱ的含硫產(chǎn)物是和。答案為和；（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)晶胞中含有個(gè)，含有4個(gè)；該晶體的密度。答案為4；；（6）具有孤電子對的原子就可以給個(gè)中心原子提供電子配位。中的中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子。4．（2022·北京卷）工業(yè)中可利用生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)物和硫鐵礦聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸，實(shí)現(xiàn)能源及資源的有效利用。（1）結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。①的價(jià)層電子排布式為。②中O和中S均為雜化，比較中鍵角和中鍵角的大小并解釋原因。③中與與的作用力類型分別是。（2）晶體的晶胞形狀為立方體，邊長為，結(jié)構(gòu)如圖2。①距離最近的陰離子有個(gè)。②的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為。該晶體的密度為。（3）加熱脫水后生成，再與在氧氣中摻燒可聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸。分解和在氧氣中燃燒的能量示意圖如圖3。利用作為分解的燃料，從能源及資源利用的角度說明該工藝的優(yōu)點(diǎn)?！敬鸢浮浚?）孤電子對有較大斥力，使鍵角小于鍵角配位鍵、氫鍵（2）6（3）燃燒放熱為分解提供能量；反應(yīng)產(chǎn)物是制備鐵精粉和硫酸的原料【解析】（1）①Fe的價(jià)層電子排布為3d64s2，形成Fe2+時(shí)失去4s上的2個(gè)電子，于是Fe2+的價(jià)層電子排布為3d6。②H2O中O和中S都是sp3雜化，H2O中O雜化形成的4個(gè)雜化軌道中2個(gè)被孤電子對占據(jù)，2個(gè)被鍵合電子對占據(jù)，而中S雜化形成的4個(gè)雜化軌道均被鍵合電子對占據(jù)。孤電子對與鍵合電子對間的斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對間的斥力，使得鍵角與鍵角相比被壓縮減小。③H2O中O有孤電子對，F(xiàn)e2+有空軌道，二者可以形成配位鍵。中有電負(fù)性較大的O元素可以與H2O中H元素形成氫鍵。答案為：3d6；孤電子對有較大斥力，使鍵角小于鍵角；配位鍵、氫鍵。（2）①以位于面心Fe2+為例，與其距離最近的陰離子所處位置如圖所示（圓中）：。

4個(gè)陰離子位于楞上，2個(gè)位于體心位置上，共6個(gè)。②依據(jù)分?jǐn)偡芍О蠪e2+離子個(gè)數(shù)為，個(gè)數(shù)為。一個(gè)晶胞中相當(dāng)于含有4個(gè)FeS2，因此一個(gè)晶胞的質(zhì)量。所以晶體密度。答案為：6；（3）燃燒為放熱反應(yīng)，分解為吸熱反應(yīng)，燃燒放出的熱量恰好為分解提供能量。另外，燃燒和分解的產(chǎn)物如Fe2O3、SO2、SO3可以作為制備鐵精粉或硫酸的原料。答案為：燃燒放熱為分解提供能量；反應(yīng)產(chǎn)物是制備鐵精粉和硫酸的原料。1．（2025·北京市朝陽區(qū)二模）氮及其化合物在能源領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。（1）非常穩(wěn)定，通常只能與電離能小的、等金屬元素形成離子型化合物。①基態(tài)N原子價(jià)層電子排布式為。②、在水中均能產(chǎn)生。分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，解釋原因：。（2）我國科學(xué)家成功合成五氮陰離子鹽：(可表示為)，局部結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。①中和中N均為雜化，比較中鍵角和中鍵角大小并解釋原因：。②對于的穩(wěn)定存在有重要作用。與的作用力類型有。（3）通過、與的循環(huán)轉(zhuǎn)化，可實(shí)現(xiàn)由、與合成、與。合成過程與、的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下。①若和的晶胞體積分別為和，則和的密度之比為。②合成、與的總反應(yīng)方程式是?！敬鸢浮浚?）的VSEPR模型為四面體形，含一個(gè)孤電子對，略去孤電子對，的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形(中采取雜化，其中一個(gè)雜化軌道被一個(gè)孤電子對占據(jù))（2）有孤電子對，無孤電子對。孤電子對有較大斥力，使鍵角小于離子鍵、氫鍵（3）【解析】（1）①N是7號元素，基態(tài)N原子價(jià)層電子排布式為。②中N原子價(jià)電子對數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，含一個(gè)孤電子對，所以的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。（2）①中O原子有1個(gè)孤電子對，中N原子無孤電子對。孤電子對有較大斥力，使鍵角小于。②對于的穩(wěn)定存在有重要作用。與存在離子間的靜電作用，即與存在離子鍵，中存在N-H鍵，與可以形成氫鍵，所以作用力類型有離子鍵、氫鍵。（3）①根據(jù)Mg的晶胞結(jié)構(gòu)，鎂位于晶胞的頂角和體心，1個(gè)晶胞中含有2個(gè)Mg原子，根據(jù)MgO的晶胞結(jié)構(gòu)，鎂位于晶胞的棱邊和體心，O位于晶胞的頂角和面心，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Mg、4個(gè)O，若和的晶胞體積分別為和，Mg的密度為，的密度為，則和的密度之比為。②根據(jù)圖示，甲烷、氮?dú)?、水合成、與，總反應(yīng)方程式是。2．（2025·北京市朝陽區(qū)一模）碳元素具有豐富的化學(xué)性質(zhì)，碳及其化合物有著廣泛的應(yīng)用。（1）能測定含碳化合物的骨架結(jié)構(gòu)。在基態(tài)原子中，核外存在對自旋相反的電子。（2）我國科學(xué)家利用與等活潑金屬反應(yīng)合成了金剛石，為金剛石的合成提供了重要的研究思路。①第一電離能由大到小的順序?yàn)椤＂诘逆I是由碳的軌道與氯的軌道重疊形成鍵。（3）早期以石墨為原料在高溫高壓條件下合成金剛石。圖a為金剛石晶胞，圖b為石墨的層狀結(jié)構(gòu)(虛線所示部分為其晶胞，如圖c所示)。①石墨晶胞所含碳原子數(shù)為。②金剛石的密度為，晶胞形狀為立方體，邊長為，阿伏加德羅常數(shù)的值為(用含的關(guān)系式表示)。（4）碳在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起著重要作用。與較難發(fā)生反應(yīng)：，加碳生成可使反應(yīng)得以進(jìn)行。解釋加碳反應(yīng)更易進(jìn)行的原因：。【答案】（1）2（2）1個(gè)雜化（3）4（4）C和生成并放熱，使反應(yīng)趨勢變大(碳與反應(yīng)生成放出熱量，使體系溫度升高，同時(shí)降低，均促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行)【解析】（1）基態(tài)原子核外有6個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p2，核外存在2對自旋相反的電子；（2）①同周期從左到右第一電離能有增大趨勢，故第一電離能Cl>Mg>Na；②CCl4的中心原子為C，價(jià)層電子對數(shù)為4+，孤電子對為0，雜化方式為sp3雜化，C?Cl鍵是由碳的1個(gè)sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵；（3）①圖c為石墨的晶胞，內(nèi)部有1個(gè)C原子，面上有2個(gè)C原子，棱上有4個(gè)C原子，頂角有8個(gè)C原子，C原子個(gè)數(shù)為1+2；②金剛石晶胞中C原子數(shù)為4+8+6=8，質(zhì)量為，體積為(a×10-7)3cm3，根據(jù)密度公式，NA=；（4），?S<0，反應(yīng)難以自發(fā)進(jìn)行，加碳生成CO，放出熱量，使溫度升高，總反應(yīng)趨勢變大，同時(shí)消耗了O2，使平衡正向進(jìn)行。3．（2025·北京市東城區(qū)一模）我國人造金剛石產(chǎn)量居世界首位。以石墨或甲烷為原料可制備金剛石。Ⅰ．石墨和金剛石的晶胞()（1）基態(tài)碳原子的電子排布式為。（2）根據(jù)圖中信息判斷石墨晶體中層間沒有化學(xué)鍵相連，依據(jù)是。（3）金剛石在目前所有已知晶體中硬度最大。從結(jié)構(gòu)角度解釋其原因：。（4）石墨和金剛石的晶胞體積比為7：9，其密度比為(簡單整數(shù)比)。Ⅱ．人工合成金剛石方法一：高壓合成方法二：低壓合成方程式(石墨，)(金剛石，)

原理石墨與催化劑鎳(Ni)在高壓釜中的高溫高壓條件下形成共熔體(Ni，C)，金剛石比石墨更易從共熔體中析出與大量在微波爐里形成等離子體(含電子、、、等)，其中含碳粒子在硅晶體表面沉積并脫去，得到金剛石（5）將高壓合成金剛石過程中的能量變化，在圖中補(bǔ)充完整。（6）關(guān)于低壓合成，下列說法正確的是(填序號)。a．甲烷和金剛石中的碳原子、硅晶體中的硅原子均為雜化b．含碳粒子相互碰撞可能得到乙烷c．低壓可降低含碳粒子的濃度，有利于生成結(jié)構(gòu)規(guī)整的金剛石【答案】（1）（2）層間距遠(yuǎn)大于碳碳鍵鍵長（3）金剛石是共價(jià)晶體，為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵長很短，鍵能很大（4）（5）（6）abc【解析】（1）碳原子基態(tài)電子排布式為。（2）由圖可見，石墨層內(nèi)相鄰碳間距約，而層間相鄰碳原子間距約，遠(yuǎn)大于形成共價(jià)鍵所需的鍵長，說明層間并無化學(xué)鍵相連（只是較弱的范德華力）。（3）金剛石是共價(jià)晶體，每個(gè)碳原子以雜化方式與四個(gè)碳相連，形成三維網(wǎng)絡(luò)巨型分子，鍵能大，為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵長很短，鍵能很大，空間結(jié)構(gòu)極其牢固，因而硬度最高。（4）若取石墨、金剛石各自“標(biāo)準(zhǔn)”晶胞，石墨每個(gè)晶胞含原子數(shù)為：，金剛石每個(gè)晶胞含碳原子數(shù)為：，兩者晶胞體積比為，石墨的密度為：，金剛石密度為：，則其密度比為。（5）在高壓合成示意圖中，應(yīng)將“共熔體”的能量畫在最高處，起始“”和產(chǎn)物“”的能量均較低，且由于石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸癁槲鼰徇^程，產(chǎn)物能量略高于反應(yīng)物(但都低于中間的共熔體能量)，故圖像為：。（6）a．甲烷分子中，中心碳原子通過?雜化?與個(gè)氫原子形成正四面體結(jié)構(gòu)；金剛石為原子晶體，每個(gè)碳原子與周圍個(gè)碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子采取?雜化?方式?；晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，硅原子同樣以?雜化?與鄰近的個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，a正確；b．在含大量自由基的等離子體中，碳自由基通過相互碰撞確有可能生成乙烷等小分子，b正確；c．降低壓強(qiáng)可降低碳自由基濃度，使得碳的沉積更有序，從而有利于生成結(jié)構(gòu)規(guī)整的金剛石，c正確；故選。4．（2025·北京市海淀區(qū)一模）鋰在儲能方面有重要作用，鹽湖鹵水是我國鋰的主要來源。鹽湖鹵水中的含量低，的含量較高，提鋰難度大。（1）Li在元素周期表中的位置是。（2）碳酸鹽沉淀法是最早應(yīng)用于鹽湖鹵水提鋰的方法。的空間構(gòu)型為。（3）冠醚萃取法可選擇性提取低濃度的。某種冠醚的結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)冠醚空腔大小與金屬離子接近時(shí)，金屬離子易被吸附進(jìn)入空腔中，實(shí)現(xiàn)萃取。該冠醚在某溶劑中的離子選擇性如下表。離子選擇性164：13：1從原子結(jié)構(gòu)角度解釋冠醚的離子選擇性的原因：。（4）用于新型鋰電池，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。立方晶胞棱長為)。①距離Li最近且等距的O的數(shù)目為。②已知阿伏伽德羅常數(shù)為。該晶體的密度為。【答案】（1）第二周期IA族（2）平面三角形（3）和的電子排布相同，核電荷數(shù)：大于，離子半徑：小于；相比于，與的離子半徑更接近，更易被冠醚吸附，更難與分離，故離子選擇性更低（4）4【解析】（1）Li在元素周期表中的位置是：第二周期IA族；（2）中C原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=3+0=3，空間構(gòu)型為平面三角形；（3）從原子結(jié)構(gòu)角度解釋冠醚的離子選擇性的原因：和的電子排布相同，核電荷數(shù)：大于，離子半徑：小于；相比于，與的離子半徑更接近，更易被冠醚吸附，更難與分離，故離子選擇性更低；（4）①由圖可知，距離Li最近且等距的O的數(shù)目為：4；②根據(jù)均攤法，晶胞中O2-個(gè)數(shù)為：，Li+個(gè)數(shù)為8，晶體的密度為：。5．（2025·北京市門頭溝區(qū)一模）硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。（1）“中國芯”的主要原材料是高純單晶硅，制備純硅的反應(yīng)原理：。①的分子結(jié)構(gòu)類似，中鍵是由硅的軌道與氯的3p軌道重疊形成鍵。②晶體熔點(diǎn)明顯高于，原因是。（2）Ge在元素周期表第4周期第IVA族?；鶓B(tài)Ge原子的價(jià)層電子軌道表示式是。（3）由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)，是一種潛在的拓?fù)浣^緣體材料。晶體可視為晶體(晶胞如圖所示)中部分原子被和取代后形成。①圖a中與Ge距離最近的Ge的數(shù)目為。②圖b為Ge晶胞中部分原子被和取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是。③圖為的晶胞，已知晶體的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則的摩爾質(zhì)量為(列出表達(dá)式，已知：)【答案】（1）1個(gè)雜化晶體硅是共價(jià)晶體，熔化破壞共價(jià)鍵，是分子晶體，熔化破壞分子間作用力，由于共價(jià)鍵的作用比分子間作用力強(qiáng)，所以共價(jià)晶體熔化需要吸收能量大，熔點(diǎn)高（2）（3）48個(gè)頂點(diǎn)不同，三套各4根平行棱不相同，三套各2個(gè)平行面不同，不可以無隙并置【解析】（1）①為正四面體空間構(gòu)型，中心原子采用雜化，鍵是由硅的1個(gè)雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成鍵；②二者晶體類型不同，晶體硅是共價(jià)晶體，熔化破壞共價(jià)鍵，是分子晶體，熔化破壞分子間作用力，由于共價(jià)鍵的作用比分子間作用力強(qiáng)，所以共價(jià)晶體熔化需要吸收能量大，熔點(diǎn)高；（2）Ge在元素周期表第4周期第IVA族，最外層4個(gè)電子，基態(tài)Ge原子的價(jià)層電子軌道表示式與同主族的C、Si相似，價(jià)層電子軌道表示式為；（3）①從圖a晶胞圖可看出，與Ge距離最近的Ge的數(shù)目為4個(gè)；②平行六面體晶胞是8個(gè)頂點(diǎn)相同，三套各4根平行棱，三套各2個(gè)平行面，可以無隙并置，該基本單元8個(gè)頂點(diǎn)不同，三套各4根平行棱不相同，三套各2個(gè)平行面不同，不可以無隙并置；③的晶胞中有Ge：、Hg：、Sb：8，化學(xué)式為，晶胞體積為，根據(jù)晶胞密度計(jì)算公式，則的摩爾質(zhì)量為g/mol；6．（2025·北京市平谷區(qū)一模）工業(yè)上利用鈦與鐵可以制造多種新型合金材料，廣泛用于航空、船舶、醫(yī)療、儲能等領(lǐng)域。（1）基態(tài)核外電子排布式為。（2）尿素與氯化鐵形成配合物是一種高效有機(jī)催化劑。尿素與鐵離子形成配位鍵時(shí)，最容易提供孤電子對的是元素，原因是。（3）研究表明用作光催化劑可將、、等氧化為、。下列說法正確的是（選填序號）。A．、均為直線型分子，但分子極性不同B．、、的第一電離能依次增大C．沸點(diǎn)比低得多，主要是因?yàn)榉肿娱g作用力較?。?）Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成鈦酸鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（位于立方體的頂點(diǎn)，處于立方體的中心）。該晶體中，和周圍個(gè)相緊鄰；若該晶胞的邊長為acm，則晶胞的密度為（設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)）。（5）納米晶體是一種貯氫容量大、價(jià)格低廉的儲氫材料。可由Mg和Fe的粉末在氣氛中反應(yīng)加熱球磨制得，該反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步反應(yīng)為，第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮浚?）1s22s22p63s23p63d6（2）NN的電負(fù)性比O小，容易提供孤電子對（3）A（4）12（5）2MgH2+Fe+H2Mg2FeH6或3MgH2+FeMg2FeH6+Mg【解析】（1）鐵是26號元素，F(xiàn)e2+的基態(tài)核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d6；（2）尿素中O和N有孤電子對，其中N的電負(fù)性小，容易提供孤電子對，故答案為：N；N的電負(fù)性比O小，容易提供孤電子對；（3）A．、中碳都是sp雜化，空間結(jié)構(gòu)都是直線型，其中是極性分子，是非極性分子，A正確；B．同周期越靠右，第一電離能越大，其中N元素的2p為半滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能比O大，B錯(cuò)誤；C．可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)較高，則沸點(diǎn)比低得多，主要是因?yàn)榭尚纬煞肿娱g氫鍵，C錯(cuò)誤；故選A；（4）由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，體心為Ca2＋，面心為O2－，該晶體中每個(gè)頂點(diǎn)Ti4＋與面心的O2－相鄰，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面為2個(gè)晶胞共用，晶體中，Ti4＋和周圍緊相鄰O2－數(shù)目為3×=12，該晶體中，Ti4+和周圍12個(gè)O2-相緊鄰；如圖晶胞中Ti4＋為8×=1，Ca2＋為1，O2－為6×=3，令晶胞邊長為acm，，密度ρ=；（5）本題的目的是制備Mg2FeH6，則第二步應(yīng)是制備Mg2FeH6，兩步反應(yīng)加起來可以消掉中間產(chǎn)物MgH2，且根據(jù)題意反應(yīng)物有鐵參與，因此第二步應(yīng)是或2MgH2+Fe+H2Mg2FeH6或3MgH2+FeMg2FeH6+Mg。7．（2025·北京市石景山區(qū)一模）金屬間化合物是金屬元素與金屬元素之間形成的化合物，和是兩種金屬間化合物。（1）基態(tài)Fe原子價(jià)層電子排布式是。（2）第一電離能，從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因。（3）的晶胞形狀為正方體，邊長為anm，一個(gè)晶胞中含有58個(gè)原子，其中有個(gè)。已知的摩爾質(zhì)量是，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。（4）（結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)。①寫出結(jié)構(gòu)的鐵鋁金屬間化合物轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)的化學(xué)方程式。②將放入十四烷酸的乙醇溶液中，中的Al被溶解于乙醇中的氧化，生成的鹽吸附在金屬基體表面形成許多均勻分布的微突起，使材料表面具有了類荷葉狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出超疏水現(xiàn)象（液滴難以浸潤表面并易滾動(dòng)脫離），寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明中的Al被氧化（填實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象）?！敬鸢浮浚?）（2）Mg失去的是3s能級上的電子，Al失去的是3p能級上的電子，3p能級電子的能量比3s能級電子的能量高，所以第一電離能（3）24（4）將金屬Fe和Al分別放入十四烷酸的乙醇溶液中，反應(yīng)相同時(shí)間，F(xiàn)e表面觀察不到超疏水現(xiàn)象，Al表面觀察到超疏水現(xiàn)象【解析】（1）Fe是26號元素，處于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，其價(jià)層電子排布式為3d64s2；（2）Mg失去的是3s能級上的電子，Al失去的是3p能級上的電子，3p能級電子的能量比3s能級電子的能量高，所以第一電離能Mg＞Al；（3）一個(gè)晶胞中含有58個(gè)原子，由化學(xué)式Mg17Al12可知，晶胞中Al原子數(shù)目為58×=24；晶胞相當(dāng)于有2個(gè)“Mg17Al12”，晶胞質(zhì)量=，則晶體密度==；（4）①DO3結(jié)構(gòu)化學(xué)式為Fe3Al，B2結(jié)構(gòu)晶胞中Fe原子數(shù)目=8×=1，Al原子數(shù)目為1，其化學(xué)式為FeAl，DO3結(jié)構(gòu)的鐵鋁金屬間化合物轉(zhuǎn)化為B2結(jié)構(gòu)的化學(xué)方程式為；②Fe3Al中的Al被溶解于乙醇中的O2氧化生成氧化鋁，氧化鋁再與C13H27COOH反應(yīng)生成鹽(C13H27COO)3Al和水，化學(xué)方程式為4Al+3O2+12C13H27COOH═6H2O+4(C13H27COO)3Al；利用鋁反應(yīng)生成的鹽表現(xiàn)出超疏水現(xiàn)象設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)證明Fe3Al中的Al被氧化的具體方案：將金屬Fe和Al分別放入十四烷酸的乙醇溶液中，反應(yīng)相同時(shí)間，F(xiàn)e表面觀察不到超疏水現(xiàn)象，Al表面觀察到超疏水現(xiàn)象。8．（2025·北京市順義區(qū)一模）硒是動(dòng)物和人體所必需的微量元素之一，含硒化合物在藥物和材料領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。（1）硒和硫在周期表中位于同一主族。①基態(tài)Se原子價(jià)層電子排布式是。②25℃時(shí)，溶液的pH小于溶液的pH，原因是。（2）由二苯基二硒醚（Ⅰ）合成含硒藥物Ⅳ的化學(xué)方程式為：①下列說法不正確的是。A．反應(yīng)物中所有碳原子的雜化方式均為B．中O—Se—O鍵角大于中O—Se—O鍵角C．化合物Ⅳ的熔點(diǎn)主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能大?、谙嗤瑝簭?qiáng)下，比較化合物V（苯硒酚）和苯酚沸點(diǎn)高低并解釋原因。（3）硒化鋅（ZnSe）是一種重要的半導(dǎo)體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。①該晶胞中硒原子的配位數(shù)為。②若該晶胞密度為，硒化鋅的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為，則晶胞邊長a為nm?！敬鸢浮浚?）Se原子半徑大于S原子半徑，H-Se鍵鍵能小，更容易電離出（2）AC苯酚沸點(diǎn)高，兩者都是分子晶體，苯酚還存在分子間氫鍵，氫鍵比范德華力強(qiáng)，導(dǎo)致苯酚沸點(diǎn)更高（3）4【解析】（1）①Se位于第四周期第VIA族，基態(tài)Se原子價(jià)層電子排布式是；②25℃時(shí)，溶液的pH小于溶液的pH，說明H2S的酸性弱于，更加容易電離產(chǎn)生H+，H-Se的鍵能更小，原因是：Se原子半徑大于S原子半徑，H-Se鍵鍵能小，更容易電離出。（2）①A．II中存在碳碳三鍵，C原子的雜化方式均為，A錯(cuò)誤；B．中心Se原子價(jià)層電子對數(shù)為3+=3，雜化方式為是sp2，中心Se原子價(jià)層電子對數(shù)為3+=4，雜化方式為是sp3，則中O—Se—O鍵角大于中O—Se—O鍵角，B正確；C．化合物Ⅳ是分子晶體，熔點(diǎn)主要取決于分子間作用力大小，C錯(cuò)誤；故選AC；②苯酚中含有羥基，可以形成分子間氫鍵，相同壓強(qiáng)下，苯酚沸點(diǎn)高，原因是：兩者都是分子晶體，苯酚還存在分子間氫鍵，氫鍵比范德華力強(qiáng)，導(dǎo)致苯酚沸點(diǎn)更高。（3）①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，以位于面心的Se原子為研究對象，該晶胞中與硒原子距離最近且相等的Zn有4個(gè)，位于上下兩個(gè)晶胞中，該晶胞中硒原子的配位數(shù)為4；②若該晶胞中Zn的個(gè)數(shù)為4，Se的個(gè)數(shù)為=4，硒化鋅的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為，密度為，則晶胞邊長a為nm。9．（2025·北京市通州區(qū)一模）氮、磷、砷在自然界中分布廣泛，其化合物有重要用途。（1）As位于元素周期表的第4周期，第VA族。將As的基態(tài)原子最外層軌道表示式補(bǔ)充完整：。（2）比較N原子和As原子的第一電離能大小，從原子結(jié)構(gòu)角度說明理由：。（3）可用作鍋爐用水軟水劑，的空間結(jié)構(gòu)為。（4）工業(yè)上常用改性季銨鹽從煉銅煙灰堿性溶液中萃取砷，其工藝流程短、成本低。萃取反應(yīng)機(jī)理如下：①物質(zhì)Ⅳ為(填化學(xué)式)。②關(guān)于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種物質(zhì)，下列說法正確的有(填序號)。a．Ⅰ中的化學(xué)鍵均為σ鍵b．Ⅱ中As的化合價(jià)為+5c．Ⅲ中C原子的雜化軌道類型均為雜化（5）砷化硼晶體是具有超高熱導(dǎo)率的半導(dǎo)體材料，其晶胞為立方體，邊長為anm，結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶體中與頂點(diǎn)B原子等距且最近的B原子個(gè)數(shù)為。②該結(jié)構(gòu)中存在配位鍵，提供空軌道的原子是。③已知阿伏加德羅常數(shù)的值為，則該晶體的密度為。()④如果把晶體中砷原子換成氮原子，形成的晶體的熔點(diǎn)明顯升高，原因?yàn)?。【答案】?）（2）第一電離能。N和As為同主族元素，電子層數(shù)，原子半徑，原子核對最外層電子的吸引作用（3）正四面體形（4）c（5）12B氮化硼與砷化硼晶體類型相同，N原子半徑小于As，即B—N鍵的鍵長比B—As的鍵長短，B—N鍵的鍵能比B—As的鍵能大【解析】（1）As位于元素周期表的第4周期第VA族，其基態(tài)原子最外層軌道為：；（2）N和As為同主族元素，電子層數(shù)，原子半徑，原子核對最外層電子的吸引作用，導(dǎo)致第一電離能：；（3）在中P原子的價(jià)層電子對數(shù)為，P為sp3雜化，離子的空間構(gòu)型為正四面體形；（4）①根據(jù)方程式的元素守恒可知，物質(zhì)Ⅳ為；②a．單鍵均為σ鍵，雙鍵中含有1個(gè)σ鍵1個(gè)π鍵，Ⅰ中的碳氧雙鍵中含有π鍵，a錯(cuò)誤；b．結(jié)合Ⅲ的結(jié)構(gòu)可知，Ⅱ中As的化合價(jià)為+3，b錯(cuò)誤；c．根據(jù)Ⅲ的結(jié)構(gòu)可知，Ⅲ中C原子均為飽和碳原子，其雜化軌道類型均為雜化，d正確；故選c；（5）①由圖，晶體中與頂點(diǎn)B原子等距且最近的B原子位于面心位置，每個(gè)面心B被2個(gè)晶胞共用，頂點(diǎn)B周圍有8個(gè)晶胞，則其個(gè)數(shù)為；②該結(jié)構(gòu)中存在配位鍵，B提供空軌道、As提供孤電子對形成配位鍵，故為B；③根據(jù)“均攤法”，晶胞中含個(gè)As、4個(gè)B，則晶體密度為；④氮化硼與砷化硼晶體類型相同，N原子半徑小于As，即B—N鍵的鍵長比B—As的鍵長短，B—N鍵的鍵能比B—As的鍵能大，導(dǎo)致晶體中砷原子換成氮原子，形成的晶體的熔點(diǎn)明顯升高。10．（2025·北京市西城區(qū)一模）硼元素在醫(yī)藥、陶瓷、新型電池等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。（1）基態(tài)B原子的電子排布式是。（2）Be、B均為第二周期的元素，基態(tài)原子的第一電離能BeB(填“>”“<”或“”)。（3）硼酸是一元弱酸，具有抑菌消炎作用。硼酸顯酸性的原理：。①反應(yīng)中B原子的雜化軌道類型的變化為。②生成的過程中形成了配位鍵，原因是。（4）硼化鈣是制高純度硼合金的原料，其晶胞形狀為立方體，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，原子全部組合為正八面體，各頂點(diǎn)通過鍵連接成三維骨架，位于晶胞的中心。①硼化鈣的化學(xué)式是。②已知硼化鈣晶體的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則相鄰兩個(gè)間的最短距離為。（5）咪唑基-四氟硼酸鹽型離子液體具有難揮發(fā)、高離子傳導(dǎo)性等優(yōu)點(diǎn)，可作為新型電池的電解液，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。若將咪唑基中的烴基(-R)替換為原子，該離子液體的黏稠度將增加，不利于離子傳導(dǎo)，從粒子間相互作用的角度解釋原因：(寫一點(diǎn))?！敬鸢浮浚?）（2）>（3）由雜化變?yōu)殡s化中的原子提供空軌道，中的原子提供孤電子對（4）（5）將烴基替換為原子，陽離子體積減小，離子鍵增強(qiáng)，同時(shí)咪唑基中的鍵可與中的原子形成氫鍵【解析】（1）B是5號元素，根據(jù)構(gòu)造原理，可知基態(tài)B原子的核外電子排布式是，故答案為：。（2）根據(jù)同一周期從左往右元素第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA和第ⅤA反常，則第一電離能由大到小的順序?yàn)锽e＞B，故答案為：＞。（3）①硼酸中B原子價(jià)層對數(shù)是，則B原子的雜化方式為雜化，中B原子價(jià)層對數(shù)為4，則B原子的雜化方式為雜化，故答案為：由雜化變?yōu)殡s化。②因?yàn)橹械脑犹峁┛哲壍溃械脑犹峁┕码娮訉?，所以生成的過程中形成了配位鍵，故答案為：中的原子提供空軌道，中的原子提供孤電子對。（4）①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，立方體晶胞的頂點(diǎn)均為，則頂點(diǎn)均攤有，Ca位于體心，個(gè)數(shù)為1，則硼化鈣的化學(xué)式為，故答案為：。②設(shè)晶胞為acm，因?yàn)镃a位于體心，則相鄰兩個(gè)間的最短距離為acm，已知硼化鈣晶體的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為，解得a=，故答案為：。（5）將烴基替換為原子，陽離子體積減小，離子鍵增強(qiáng)，同時(shí)咪唑基中的鍵可與中的原子形成氫鍵，將該離子液體的黏稠度將增加，不利于離子傳導(dǎo)，故答案為：將烴基替換為原子，陽離子體積減小，離子鍵增強(qiáng)，同時(shí)咪唑基中的鍵可與中的原子形成氫鍵。11．（2025·北京市西城區(qū)二模）硅及其化合物在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。（1）硅原子①基態(tài)硅原子的價(jià)層電子軌道表示式是。②原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)椋?）晶體硅①晶體硅的熔點(diǎn)和硬度均低于金剛石，其原因是。②一定溫度下，某體積為，質(zhì)量為mg的晶體硅，其晶胞為立方體，如圖1所示，邊長為，Si的摩爾質(zhì)量為，則阿伏加德羅常數(shù)。③下列能說明硅的晶體類型略向金屬晶體過渡的是。a．硅原子之間的相互作用具有方向性和飽和性b．硅有導(dǎo)電性，導(dǎo)電能力大于金剛石（3）硅的含氧化合物①二氧化硅中的硅氧四面體基本結(jié)構(gòu)單元如圖2所示，其中硅原子的雜化方式為。②自然界中的云母由片狀的硅酸根離子和片間的金屬離子構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)。i．如圖3所示，每個(gè)硅氧四面體通過共用3個(gè)氧原子分別與相鄰的硅氧四面體連接，形成無限伸展的片狀的硅酸根離子，其中硅原子和氧原子的個(gè)數(shù)比為。ii．云母易被從片間撕開，原因是?！敬鸢浮浚?）（2）晶體硅和金剛石都屬于共價(jià)晶體，原子半徑：，鍵長：鍵鍵，鍵能：C-C鍵鍵，鍵能越大，熔點(diǎn)越高、硬度越大b（3）雜化2：5片內(nèi)的共價(jià)鍵的強(qiáng)度大于片間的離子鍵等相互作用的強(qiáng)度【解析】（1）①基態(tài)硅原子的價(jià)層電子排布為3s23p2，價(jià)層電子軌道表示式是；②同周期元素從左到右第一電離能增大，但由于P的3p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，因此第一電離能大于相鄰元素，則由小到大的順序?yàn)镾i<S<P。（2）①晶體硅的熔點(diǎn)和硬度均低于金剛石，其原因是晶體硅和金剛石都屬于共價(jià)晶體，原子半徑：，鍵長：鍵鍵，鍵能：C-C鍵鍵，鍵能越大，熔點(diǎn)越高、硬度越大；②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，含有硅原子個(gè)數(shù)為，根據(jù)密度公式可得：；③硅晶體中硅原子之間具有方向性和飽和性，金屬晶體中金屬鍵沒有方向性和飽和性，故a不選；金剛石是共價(jià)晶體，若硅有導(dǎo)電性，且導(dǎo)電能力大于金剛石，則可說明硅的晶體類型略向金屬晶體過渡，故答案為b。（3）①二氧化硅中的硅為四面體構(gòu)型，則雜化方式為sp3；②i．根據(jù)均攤法，一個(gè)硅氧四面體中，有3個(gè)氧原子被2個(gè)相鄰Si原子共用、1個(gè)氧原子只與1個(gè)硅原子結(jié)合，則；ii．云母由片狀的硅酸根離子和片間的金屬離子構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)，片內(nèi)為由共價(jià)鍵構(gòu)成的硅酸根陰離子，片間為金屬陽離子，硅酸根離子和金屬離子通過離子鍵構(gòu)成云母多層結(jié)構(gòu)，離子鍵強(qiáng)度較低，而共價(jià)鍵強(qiáng)度較高，因此云母易被從片間撕開形成單層結(jié)構(gòu)，故答案為：片內(nèi)的共價(jià)鍵的強(qiáng)度大于片間的離子鍵等相互作用的強(qiáng)度。12．（2025·北京市延慶區(qū)一模）H、C、N、O是中學(xué)化學(xué)重要的非金屬元素，關(guān)于幾種元素及其化合物回答：（1）基態(tài)C原子價(jià)電子層軌道表示式為：。（2）N元素的第一電離能比O元素的大，試解釋原因。（3）C與H形成的常見有機(jī)化合物、。①分子的模型名稱是。②的鍵是由碳的雜化軌道與氫的軌道重疊形成鍵。③、均能使溴的四氯化碳溶液褪色，從化學(xué)鍵的角度解釋原因。（4）石墨相氮化碳是一種新型光催化材料，具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，其中一種二維平面結(jié)構(gòu)如圖所示。晶體中存在的微粒間作用力有。（5）碳單質(zhì)的一種共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。①每個(gè)C原子周圍與它最近且距離相等的C原子有個(gè)。②若該立方晶胞邊長均為，阿伏伽德羅常數(shù)的值為。則該晶體的密度為?！敬鸢浮浚?）（2）N的2p軌道呈“半充滿”，電子排布較為穩(wěn)定，使得其失去外層第一個(gè)電子所需能量更高（3）直線形sp2、都含有π鍵，π鍵不穩(wěn)定，在一定條件下易與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，從而使溴的四氯化碳溶液褪色（4）共價(jià)鍵、范德華力（5）4【解析】（1）基態(tài)C原子價(jià)電子排布式為2s22p2，價(jià)電子層軌道表示式為：。（2）N元素的第一電離能大于O元素，主要原因是N的2p軌道呈“半充滿”，電子排布較為穩(wěn)定，使得其失去外層第一個(gè)電子所需能量更高。（3）①分子中存在碳碳三鍵，C原子雜化方式為sp，模型名稱是直線形；②分子中存在碳碳雙鍵，C原子雜化方式為sp2，鍵由碳的sp2雜化軌道與氫的1s軌道頭碰頭重疊形成σ鍵；③、均能使溴的四氯化碳溶液褪色，從化學(xué)鍵的角度解釋原因是：、都含有π鍵，π鍵不穩(wěn)定，在一定條件下易與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，從而使溴的四氯化碳溶液褪色。（4）具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)存在共價(jià)鍵，層間為范德華力。（5）該晶胞為金剛石的共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)：①?每個(gè)C原子呈四面體配位，它周圍最近且距離相等的C原子數(shù)為4個(gè)；②?在該立方晶胞中共有＝8個(gè)C原子，若晶胞邊長為?a?pm，阿伏伽德羅常數(shù)為，則該晶體的密度為。13．（2025·人大附中三模）黃銅礦(主要成分為)可用于生產(chǎn)和硫酸。第一階段轉(zhuǎn)化過程如下：（1）基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為。（2）分子的空間構(gòu)型為。（3）晶胞為立方體，結(jié)構(gòu)如圖，“●”表示的原子為(填“銅”或“氧”)。其晶胞邊長為cm。已知：密度為，摩爾質(zhì)量為，阿伏伽德羅常數(shù)的值為。（4）與結(jié)構(gòu)相似，但的熔點(diǎn)比的高約，原因是。（5）將還原為單質(zhì)時(shí)，使用的還原劑一般為或焦炭。①焦炭還原可涉及以下反應(yīng)：．

．

則還原的熱化學(xué)方程式為；②從資源與反應(yīng)原理的角度分析，使用或焦炭作還原劑的優(yōu)點(diǎn)分別為?！敬鸢浮浚?）(或)（2）V形（3）氧（4）與均為離子晶體，結(jié)構(gòu)相似，陽離子均為，陰離子體積，的離子鍵強(qiáng)于的，因此熔點(diǎn)較高（5）

資源角度：使用還原可節(jié)約還原劑；反應(yīng)原理：使用焦炭作還原劑，反應(yīng)過程中生成，還原的速率更快【解析】（1）銅為29號元素，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為(或)，故答案為：(或)。（2）分子的價(jià)層電子對數(shù)=，中心原子上的孤電子對數(shù)為1，分子的空間構(gòu)型為V形，故答案為：V形。（3）由題干晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，一個(gè)晶胞中含有黑球個(gè)數(shù)為：，白球?yàn)?，則白球代表銅，黑球代表氧；設(shè)晶胞邊長為acm，根據(jù)，有，解得a=，故答案為：氧；。（4）與均為離子晶體，結(jié)構(gòu)相似，陽離子均為，陰離子體積，的離子鍵強(qiáng)于的，因此熔點(diǎn)較高，故答案為：與均為離子晶體，結(jié)構(gòu)相似，陽離子均為，陰離子體積，的離子鍵強(qiáng)于的，因此熔點(diǎn)較高。（5）①將反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ，得到，則，則還原的熱化學(xué)方程式為，故答案為：。②資源角度：使用還原可節(jié)約還原劑；反應(yīng)原理：使用焦炭作還原劑，反應(yīng)過程中生成，還原的速率更快，故答案為：資源角度：使用還原可節(jié)約還原劑；反應(yīng)原理：使用焦炭作還原劑，反應(yīng)過程中生成，還原的速率更快。14．（2025·北京市海淀區(qū)二模）我國科學(xué)家在中國空間站首次實(shí)現(xiàn)了銦硒半導(dǎo)體的微重力培養(yǎng)，銦（In）和硒（Se）的單質(zhì)是制備銦硒半導(dǎo)體的重要原料。（1）主族元素In原子序數(shù)為49，其位于元素周期表的區(qū)。（2）粗硒中主要含碲（Te）單質(zhì)等雜質(zhì)。硒與碲同主族，可用氣態(tài)氫化物熱解法制備少量的高純硒，流程如下圖。結(jié)合元素周期律解釋該法能分離硒和碲的原因：。（3）氧化揮發(fā)法是制備高純硒的另一種方法。粗硒經(jīng)高溫氧化后產(chǎn)生蒸氣，冷凝后溶于水形成溶液，除雜后向溶液中通入可獲得高純硒。①已知分子中含兩個(gè)羥基，中Se的雜化方式為。②向溶液中通入時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（4）一種銦硒半導(dǎo)體晶體的晶胞如圖，晶胞底面邊長為apm，高為cpm。①該晶體的化學(xué)式為。②阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。（已知：）【答案】（1）p（2）Se與Te同主族，非金屬性Se>Te，Se更易與生成氣態(tài)氫化物，從而與Te分離（3）（4）【解析】（1）主族元素In原子序數(shù)為49，電子排布式：，其位于元素周期表的p區(qū)；（2）硒與碲同主族，可用氣態(tài)氫化物熱解法制備少量的高純硒，Se與Te同主族，非金屬性Se>Te，Se更易與生成氣態(tài)氫化物，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，從而與Te分離；（3）①H2SeO3中心Se原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=4，中心原子雜化類型是sp3雜化；②溶液除雜后向溶液中通入可獲得高純硒和硫酸，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；（4）①根據(jù)結(jié)構(gòu)得到該晶胞中，In有個(gè)，Se有，因此該化合物的化學(xué)式為；②晶體的密度為。專題11物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題題型五年考情（2021-2025）命題趨勢物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題（5年4考）2025·北京卷2024·北京卷2023·北京卷2022·北京卷北京卷的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題，重點(diǎn)考查學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)表示、分子結(jié)構(gòu)與鍵角關(guān)系、晶胞密度計(jì)算、反應(yīng)能量變化及平衡條件分析等多方面的能力。旨在引導(dǎo)學(xué)生從微觀到宏觀、從結(jié)構(gòu)到性質(zhì)、從能量變化到平衡控制等多個(gè)角度全面認(rèn)識物質(zhì)及其變化，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和系統(tǒng)思維能力，體現(xiàn)了化學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系和整體性，與《課程標(biāo)準(zhǔn)》學(xué)業(yè)質(zhì)量水平2中“能綜合運(yùn)用化學(xué)知識對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化進(jìn)行分析”的要求相一致。1．（2025·北京卷）通過和的相互轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)的高效存儲和利用。（1）將的基態(tài)原子最外層軌道表示式補(bǔ)充完整：。（2）分子中鍵角小于，從結(jié)構(gòu)角度解釋原因：。（3）的晶胞是立方體結(jié)構(gòu)，邊長為，結(jié)構(gòu)示意圖如下。①的配體中，配位原子是。②已知的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。()（4）和反應(yīng)過程中能量變化示意圖如下。①室溫下，和反應(yīng)生成而不生成。分析原因：。②從平衡的角度推斷利于脫除生成的條件并說明理由：。【答案】（1）（2）CH4中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為0；NH3中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1；孤電子對對成鍵電子對的排斥能力大于成鍵電子對對成鍵電子對的排斥能力，CH4分子中H-C-H的鍵角為109°28′，故NH3分子中H-N-H的鍵角小于109°28′（3）N（4）生成的活化能更低根據(jù)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的放熱反應(yīng)，故低壓高溫有利于脫除NH3生成MgCl2。【解析】（1）Mg是第12號元素，其基態(tài)最外層電子的電子排布式為3s2，故其基態(tài)原子最外層軌道表示式為：。（2）CH4中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為0；NH3中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為1；孤電子對對成鍵電子對的排斥能力大于成鍵電子對對成鍵電子對的排斥能力，CH4分子中H-C-H的鍵角為109°28′，故NH3分子中H-N-H的鍵角小于109°28′。（3）①的內(nèi)界為，故其配體為NH3，由于N原子有孤電子對，所以配位原子為N；②根據(jù)均攤法，該晶胞中的個(gè)數(shù)為，的個(gè)數(shù)為8，故每個(gè)晶胞中含有4個(gè)，則晶體的密度為。（4）①由MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可知，反應(yīng)生成的活化能更低，故室溫下易于生成；②根據(jù)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可得到反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的放熱反應(yīng)，脫除生成是指逆反應(yīng)方向，故低壓高溫有利于脫除NH3生成MgCl2。2．（2024·北京卷）錫()是現(xiàn)代“五金”之一，廣泛應(yīng)用于合金、半導(dǎo)體工業(yè)等。（1）位于元素周期表的第5周期第IVA族。寫出的基態(tài)原子最外層軌道表示式：。（2）和是錫的常見氯化物，可被氧化得到。①分子的模型名稱是。②的鍵是由錫的軌道與氯的軌道重疊形成σ鍵。（3）白錫和灰錫是單質(zhì)的常見同素異形體。二者晶胞如圖：白錫具有體心四方結(jié)構(gòu)；灰錫具有立方金剛石結(jié)構(gòu)。①灰錫中每個(gè)原子周圍與它最近且距離相等的原子有個(gè)。②若白錫和灰錫的晶胞體積分別為和，則白錫和灰錫晶體的密度之比是。（4）單質(zhì)的制備：將與焦炭充分混合后，于惰性氣氛中加熱至，由于固體之間反應(yīng)慢，未明顯發(fā)生反應(yīng)。若通入空氣在下，能迅速被還原為單質(zhì)，通入空氣的作用是?！敬鸢浮浚?）（2）平面三角形雜化（3）4（4）與焦炭在高溫下反應(yīng)生成，將還原為單質(zhì)【解析】（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基態(tài)Sn原子的最外層電子排布式為5s25p2，Sn的基態(tài)原子最外層軌道表示式為；（2）①SnCl2中Sn的價(jià)層電子對數(shù)為2+×(4-2×1)=3，故SnCl2分子的VSEPR模型名稱是平面三角形；②SnCl4中Sn的價(jià)層電子對數(shù)為4+×(4-4×1)=4，有4個(gè)σ鍵、無孤電子對，故Sn采取sp3雜化，則SnCl4的Sn—Cl鍵是由錫的sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵；（3）①灰錫具有立方金剛石結(jié)構(gòu)，金剛石中每個(gè)碳原子以單鍵與其他4個(gè)碳原子相連，此5碳原子在空間構(gòu)成正四面體，且該碳原子在正四面體的體心，所以灰錫中每個(gè)Sn原子周圍與它最近且距離相等的Sn原子有4個(gè)；②根據(jù)均攤法，白錫晶胞中含Sn原子數(shù)為8×+1=2，灰錫晶胞中含Sn原子數(shù)為8×+6×+4=8，所以白錫與灰錫的密度之比為∶=；（4）將SnO2與焦炭充分混合后，于惰性氣氛中加熱至800℃，由于固體之間反應(yīng)慢，未發(fā)生明顯反應(yīng)；若通入空氣在800℃下，SnO2能迅速被還原為單質(zhì)Sn，通入空氣的作用是：與焦炭在高溫下反應(yīng)生成CO，CO將SnO2還原為單質(zhì)Sn，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。3．（2023·北京卷）硫代硫酸鹽是一類具有應(yīng)用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個(gè)原子被原子取代的產(chǎn)物。（1）基態(tài)原子價(jià)層電子排布式是。（2）比較原子和原子的第一電離能大小，從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由：。（3）的空間結(jié)構(gòu)是。（4）同位素示蹤實(shí)驗(yàn)可證實(shí)中兩個(gè)原子的化學(xué)環(huán)境不同，實(shí)驗(yàn)過程為。過程ⅱ中，斷裂的只有硫硫鍵，若過程ⅰ所用試劑是和，過程ⅱ含硫產(chǎn)物是。（5）的晶胞形狀為長方體，邊長分別為、，結(jié)構(gòu)如圖所示。

晶胞中的個(gè)數(shù)為。已知的摩爾質(zhì)量是，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。（6）浸金時(shí)，作為配體可提供孤電子對與形成。分別判斷中的中心原子和端基原子能否做配位原子并說明理由：?！敬鸢浮浚?）（2），氧原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子（3）四面體形（4）和（5）4（6）中的中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子【解析】（1）S是第三周期ⅥA族元素，基態(tài)S原子價(jià)層電子排布式為。答案為；（2）S和O為同主族元素，O原子核外有2個(gè)電子層，S原子核外有3個(gè)電子層，O原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去1個(gè)電子，即O的第一電離能大于S的第一電離能。答案為I1(O)>I1(S)，氧原子半徑小，原子核對最外層電子的吸引力大，不易失去一個(gè)電子；（3）的中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4，無孤電子對，空間構(gòu)型為四面體形，可看作是中1個(gè)O原子被S原子取代，則的空間構(gòu)型為四面體形。答案為四面體形；（4）過程Ⅱ中斷裂的只有硫硫鍵，根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，整個(gè)過程中最終轉(zhuǎn)化為，S最終轉(zhuǎn)化為。若過程ⅰ所用的試劑為和，過程Ⅱ的含硫產(chǎn)物是和。答案為和；（5）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，1個(gè)晶胞中含有個(gè)，含有4個(gè)；該晶體的密度。答案為4；；（6）具有孤電子對的原子就可以給個(gè)中心原子提供電子配位。中的中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4，無孤電子對，不能做配位原子；端基S原子含有孤電子對，能做配位原子。4．（2022·北京卷）工業(yè)中可利用生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)物和硫鐵礦聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸，實(shí)現(xiàn)能源及資源的有效利用。（1）結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。①的價(jià)層電子排布式為。②中O和中S均為雜化，比較中鍵角和中鍵角的大小并解釋原因。③中與與的作用力類型分別是。（2）晶體的晶胞形狀為立方體，邊長為，結(jié)構(gòu)如圖2。①距離最近的陰離子有個(gè)。②的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為。該晶體的密度為。（3）加熱脫水后生成，再與在氧氣中摻燒可聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸。分解和在氧氣中燃燒的能量示意圖如圖3。利用作為分解的燃料，從能源及資源利用的角度說明該工藝的優(yōu)點(diǎn)?！敬鸢浮浚?）孤電子對有較大斥力，使鍵角小于鍵角配位鍵、氫鍵（2）6（3）燃燒放熱為分解提供能量；反應(yīng)產(chǎn)物是制備鐵精粉和硫酸的原料【解析】（1）①Fe的價(jià)層電子排布為3d64s2，形成Fe2+時(shí)失去4s上的2個(gè)電子，于是Fe2+的價(jià)層電子排布為3d6。②H2O中O和中S都是sp3雜化，H2O中O雜化形成的4個(gè)雜化軌道中2個(gè)被孤電子對占據(jù)，2個(gè)被鍵合電子對占據(jù)，而中S雜化形成的4個(gè)雜化軌道均被鍵合電子對占據(jù)。孤電子對與鍵合電子對間的斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對間的斥力，使得鍵角與鍵角相比被壓縮減小。③H2O中O有孤電子對，F(xiàn)e2+有空軌道，二者可以形成配位鍵。中有電負(fù)性較大的O元素可以與H2O中H元素形成氫鍵。答案為：3d6；孤電子對有較大斥力，使鍵角小于鍵角；配位鍵、氫鍵。（2）①以位于面心Fe2+為例，與其距離最近的陰離子所處位置如圖所示（圓中）：。

4個(gè)陰離子位于楞上，2個(gè)位于體心位置上，共6個(gè)。②依據(jù)分?jǐn)偡芍О蠪e2+離子個(gè)數(shù)為，個(gè)數(shù)為。一個(gè)晶胞中相當(dāng)于含有4個(gè)FeS2，因此一個(gè)晶胞的質(zhì)量。所以晶體密度。答案為：6；（3）燃燒為放熱反應(yīng)，分解為吸熱反應(yīng)，燃燒放出的熱量恰好為分解提供能量。另外，燃燒和分解的產(chǎn)物如Fe2O3、SO2、SO3可以作為制備鐵精粉或硫酸的原料。答案為：燃燒放熱為分解提供能量；反應(yīng)產(chǎn)物是制備鐵精粉和硫酸的原料。1．（2025·北京市朝陽區(qū)二模）氮及其化合物在能源領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。（1）非常穩(wěn)定，通常只能與電離能小的、等金屬元素形成離子型化合物。①基態(tài)N原子價(jià)層電子排布式為。②、在水中均能產(chǎn)生。分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，解釋原因：。（2）我國科學(xué)家成功合成五氮陰離子鹽：(可表示為)，局部結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。①中和中N均為雜化，比較中鍵角和中鍵角大小并解釋原因：。②對于的穩(wěn)定存在有重要作用。與的作用力類型有。（3）通過、與的循環(huán)轉(zhuǎn)化，可實(shí)現(xiàn)由、與合成、與。合成過程與、的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下。①若和的晶胞體積分別為和，則和的密度之比為。②合成、與的總反應(yīng)方程式是?！敬鸢浮浚?）的VSEPR模型為四面體形，含一個(gè)孤電子對，略去孤電子對，的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形(中采取雜化，其中一個(gè)雜化軌道被一個(gè)孤電子對占據(jù))（2）有孤電子對，無孤電子對。孤電子對有較大斥力，使鍵角小于離子鍵、氫鍵（3）【解析】（1）①N是7號元素，基態(tài)N原子價(jià)層電子排布式為。②中N原子價(jià)電子對數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，含一個(gè)孤電子對，所以的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。（2）①中O原子有1個(gè)孤電子對，中N原子無孤電子對。孤電子對有較大斥力，使鍵角小于。②對于的穩(wěn)定存在有重要作用。與存在離子間的靜電作用，即與存在離子鍵，中存在N-H鍵，與可以形成氫鍵，所以作用力類型有離子鍵、氫鍵。（3）①根據(jù)Mg的晶胞結(jié)構(gòu)，鎂位于晶胞的頂角和體心，1個(gè)晶胞中含有2個(gè)Mg原子，根據(jù)MgO的晶胞結(jié)構(gòu)，鎂位于晶胞的棱邊和體心，O位于晶胞的頂角和面心，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Mg、4個(gè)O，若和的晶胞體積分別為和，Mg的密度為，的密度為，則和的密度之比為。②根據(jù)圖示，甲烷、氮?dú)?、水合成、與，總反應(yīng)方程式是。2．（2025·北京市朝陽區(qū)一模）碳元素具有豐富的化學(xué)性質(zhì)，碳及其化合物有著廣泛的應(yīng)用。（1）能測定含碳化合物的骨架結(jié)構(gòu)。在基態(tài)原子中，核外存在對自旋相反的電子。（2）我國科學(xué)家利用與等活潑金屬反應(yīng)合成了金剛石，為金剛石的合成提供了重要的研究思路。①第一電離能由大到小的順序?yàn)椤＂诘逆I是由碳的軌道與氯的軌道重疊形成鍵。（3）早期以石墨為原料在高溫高壓條件下合成金剛石。圖a為金剛石晶胞，圖b為石墨的層狀結(jié)構(gòu)(虛線所示部分為其晶胞，如圖c所示)。①石墨晶胞所含碳原子數(shù)為。②金剛石的密度為，晶胞形狀為立方體，邊長為，阿伏加德羅常數(shù)的值為(用含的關(guān)系式表示)。（4）碳在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起著重要作用。與較難發(fā)生反應(yīng)：，加碳生成可使反應(yīng)得以進(jìn)行。解釋加碳反應(yīng)更易進(jìn)行的原因：?！敬鸢浮浚?）2（2）1個(gè)雜化（3）4（4）C和生成并放熱，使反應(yīng)趨勢變大(碳與反應(yīng)生成放出熱量，使體系溫度升高，同時(shí)降低，均促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行)【解析】（1）基態(tài)原子核外有6個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p2，核外存在2對自旋相反的電子；（2）①同周期從左到右第一電離能有增大趨勢，故第一電離能Cl>Mg>Na；②CCl4的中心原子為C，價(jià)層電子對數(shù)為4+，孤電子對為0，雜化方式為sp3雜化，C?Cl鍵是由碳的1個(gè)sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵；（3）①圖c為石墨的晶胞，內(nèi)部有1個(gè)C原子，面上有2個(gè)C原子，棱上有4個(gè)C原子，頂角有8個(gè)C原子，C原子個(gè)數(shù)為1+2；②金剛石晶胞中C原子數(shù)為4+8+6=8，質(zhì)量為，體積為(a×10-7)3cm3，根據(jù)密度公式，NA=；（4），?S<0，反應(yīng)難以自發(fā)進(jìn)行，加碳生成CO，放出熱量，使溫度升高，總反應(yīng)趨勢變大，同時(shí)消耗了O2，使平衡正向進(jìn)行。3．（2025·北京市東城區(qū)一模）我國人造金剛石產(chǎn)量居世界首位。以石墨或甲烷為原料可制備金剛石。Ⅰ．石墨和金剛石的晶胞()（1）基態(tài)碳原子的電子排布式為。（2）根據(jù)圖中信息判斷石墨晶體中層間沒有化學(xué)鍵相連，依據(jù)是。（3）金剛石在目前所有已知晶體中硬度最大。從結(jié)構(gòu)角度解釋其原因：。（4）石墨和金剛石的晶胞體積比為7：9，其密度比為(簡單整數(shù)比)。Ⅱ．人工合成金剛石方法一：高壓合成方法二：低壓合成方程式(石墨，)(金剛石，)

原理石墨與催化劑鎳(Ni)在高壓釜中的高溫高壓條件下形成共熔體(Ni，C)，金剛石比石墨更易從共熔體中析出與大量在微波爐里形成等離子體(含電子、、、等)，其中含碳粒子在硅晶體表面沉積并脫去，得到金剛石（5）將高壓合成金剛石過程中的能量變化，在圖中補(bǔ)充完整。（6）關(guān)于低壓合成，下列說法正確的是(填序號)。a．甲烷和金剛石中的碳原子、硅晶體中的硅原子均為雜化b．含碳粒子相互碰撞可能得到乙烷c．低壓可降低含碳粒子的濃度，有利于生成結(jié)構(gòu)規(guī)整的金剛石【答案】（1）（2）層間距遠(yuǎn)大于碳碳鍵鍵長（3）金剛石是共價(jià)晶體，為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵長很短，鍵能很大（4）（5）（6）abc【解析】（1）碳原子基態(tài)電子排布式為。（2）由圖可見，石墨層內(nèi)相鄰碳間距約，而層間相鄰碳原子間距約，遠(yuǎn)大于形成共價(jià)鍵所需的鍵長，說明層間并無化學(xué)鍵相連（只是較弱的范德華力）。（3）金剛石是共價(jià)晶體，每個(gè)碳原子以雜化方式與四個(gè)碳相連，形成三維網(wǎng)絡(luò)巨型分子，鍵能大，為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，鍵長很短，鍵能很大，空間結(jié)構(gòu)極其牢固，因而硬度最高。（4）若取石墨、金剛石各自“標(biāo)準(zhǔn)”晶胞，石墨每個(gè)晶胞含原子數(shù)為：，金剛石每個(gè)晶胞含碳原子數(shù)為：，兩者晶胞體積比為，石墨的密度為：，金剛石密度為：，則其密度比為。（5）在高壓合成示意圖中，應(yīng)將“共熔體”的能量畫在最高處，起始“”和產(chǎn)物“”的能量均較低，且由于石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸癁槲鼰徇^程，產(chǎn)物能量略高于反應(yīng)物(但都低于中間的共熔體能量)，故圖像為：。（6）a．甲烷分子中，中心碳原子通過?雜化?與個(gè)氫原子形成正四面體結(jié)構(gòu)；金剛石為原子晶體，每個(gè)碳原子與周圍個(gè)碳原子通過共價(jià)鍵結(jié)合，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子采取?雜化?方式?；晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，硅原子同樣以?雜化?與鄰近的個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，a正確；b．在含大量自由基的等離子體中，碳自由基通過相互碰撞確有可能生成乙烷等小分子，b正確；c．降低壓強(qiáng)可降低碳自由基濃度，使得碳的沉積更有序，從而有利于生成結(jié)構(gòu)規(guī)整的金剛石，c正確；故選。4．（2025·北京市海淀區(qū)一模）鋰在儲能方面有重要作用，鹽湖鹵水是我國鋰的主要來源。鹽湖鹵水中的含量低，的含量較高，提鋰難度大。（1）Li在元素周期表中的位置是。（2）碳酸鹽沉淀法是最早應(yīng)用于鹽湖鹵水提鋰的方法。的空間構(gòu)型為。（3）冠醚萃取法可選擇性提取低濃度的。某種冠醚的結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)冠醚空腔大小與金屬離子接近時(shí)，金屬離子易被吸附進(jìn)入空腔中，實(shí)現(xiàn)萃取。該冠醚在某溶劑中的離子選擇性如下表。離子選擇性164：13：1從原子結(jié)構(gòu)角度解釋冠醚的離子選擇性的原因：。（4）用于新型鋰電池，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。立方晶胞棱長為)。①距離Li最近且等距的O的數(shù)目為。②已知阿伏伽德羅常數(shù)為。該晶體的密度為?！敬鸢浮浚?）第二周期IA族（2）平面三角形（3）和的電子排布相同，核電荷數(shù)：大于，離子半徑：小于；相比于，與的離子半徑更接近，更易被冠醚吸附，更難與分離，故離子選擇性更低（4）4【解析】（1）Li在元素周期表中的位置是：第二周期IA族；（2）中C原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=3+0=3，空間構(gòu)型為平面三角形；（3）從原子結(jié)構(gòu)角度解釋冠醚的離子選擇性的原因：和的電子排布相同，核電荷數(shù)：大于，離子半徑：小于；相比于，與的離子半徑更接近，更易被冠醚吸附，更難與分離，故離子選擇性更低；（4）①由圖可知，距離Li最近且等距的O的數(shù)目為：4；②根據(jù)均攤法，晶胞中O2-個(gè)數(shù)為：，Li+個(gè)數(shù)為8，晶體的密度為：。5．（2025·北京市門頭溝區(qū)一模）硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。（1）“中國芯”的主要原材料是高純單晶硅，制備純硅的反應(yīng)原理：。①的分子結(jié)構(gòu)類似，中鍵是由硅的軌道與氯的3p軌道重疊形成鍵。②晶體熔點(diǎn)明顯高于，原因是。（2）Ge在元素周期表第4周期第IVA族。基態(tài)Ge原子的價(jià)層電子軌道表示式是。（3）由汞(Hg)、鍺(Ge)、銻(Sb)形成的一種新物質(zhì)，是一種潛在的拓?fù)浣^緣體材料。晶體可視為晶體(晶胞如圖所示)中部分原子被和取代后形成。①圖a中與Ge距離最近的Ge的數(shù)目為。②圖b為Ge晶胞中部分原子被和取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是。③圖為的晶胞，已知晶體的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則的摩爾質(zhì)量為(列出表達(dá)式，已知：)【答案】（1）1個(gè)雜化晶體硅是共價(jià)晶體，熔化破壞共價(jià)鍵，是分子晶體，熔化破壞分子間作用力，由于共價(jià)鍵的作用比分子間作用力強(qiáng)，所以共價(jià)晶體熔化需要吸收能量大，熔點(diǎn)高（2）（3）48個(gè)頂點(diǎn)不同，三套各4根平行棱不相同，三套各2個(gè)平行面不同，不可以無隙并置【解析】（1）①為正四面體空間構(gòu)型，中心原子采用雜化，鍵是由硅的1個(gè)雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成鍵；②二者晶體類型不同，晶體硅是共價(jià)晶體，熔化破壞共價(jià)鍵，是分子晶體，熔化破壞分子間作用力，由于共價(jià)鍵的作用比分子間作用力強(qiáng)，所以共價(jià)晶體熔化需要吸收能量大，熔點(diǎn)高；（2）Ge在元素周期表第4周期第IVA族，最外層4個(gè)電子，基態(tài)Ge原子的價(jià)層電子軌道表示式與同主族的C、Si相似，價(jià)層電子軌道表示式為；（3）①從圖a晶胞圖可看出，與Ge距離最近的Ge的數(shù)目為4個(gè)；②平行六面體晶胞是8個(gè)頂點(diǎn)相同，三套各4根平行棱，三套各2個(gè)平行面，可以無隙并置，該基本單元8個(gè)頂點(diǎn)不同，三套各4根平行棱不相同，三套各2個(gè)平行面不同，不可以無隙并置；③的晶胞中有Ge：、Hg：、Sb：8，化學(xué)式為，晶胞體積為，根據(jù)晶胞密度計(jì)算公式，則的摩爾質(zhì)量為g/mol；6．（2025·北京市平谷區(qū)一模）工業(yè)上利用鈦與鐵可以制造多種新型合金材料，廣泛用于航空、船舶、醫(yī)療、儲能等領(lǐng)域。（1）基態(tài)核外電子排布式為。（2）尿素與氯化鐵形成配合物是一種高效有機(jī)催化劑。尿素與鐵離子形成配位鍵時(shí)，最容易提供孤電子對的是元素，原因是。（3）研究表明用作光催化劑可將、、等氧化為、。下列說法正確的是（選填序號）。A．、均為直線型分子，但分子極性不同B．、、的第一電離能依次增大C．沸點(diǎn)比低得多，主要是因?yàn)榉肿娱g作用力較?。?）Ti的某氧化物和CaO相互作用能形成鈦酸鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（位于立方體的頂點(diǎn)，處于立方體的中心）。該晶體中，和周圍個(gè)相緊鄰；若該晶胞的邊長為acm，則晶胞的密度為（設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)）。（5）納米晶體是一種貯氫容量大、價(jià)格低廉的儲氫材料?？捎蒑g和Fe的粉末在氣氛中反應(yīng)加熱球磨制得，該反應(yīng)分兩步進(jìn)行。第一步反應(yīng)為，第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮浚?）1s22s22p63s23p63d6（2）NN的電負(fù)性比O小，容易提供孤電子對（3）A（4）12（5）2MgH2+Fe+H2Mg2FeH6或3MgH2+FeMg2FeH6+Mg【解析】（1）鐵是26號元素，F(xiàn)e2+的基態(tài)核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d6；（2）尿素中O和N有孤電子對，其中N的電負(fù)性小，容易提供孤電子對，故答案為：N；N的電負(fù)性比O小，容易提供孤電子對；（3）A．、中碳都是sp雜化，空間結(jié)構(gòu)都是直線型，其中是極性分子，是非極性分子，A正確；B．同周期越靠右，第一電離能越大，其中N元素的2p為半滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能比O大，B錯(cuò)誤；C．可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)較高，則沸點(diǎn)比低得多，主要是因?yàn)榭尚纬煞肿娱g氫鍵，C錯(cuò)誤；故選A；（4）由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，體心為Ca2＋，面心為O2－，該晶體中每個(gè)頂點(diǎn)Ti4＋與面心的O2－相鄰，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面為2個(gè)晶胞共用，晶體中，Ti4＋和周圍緊相鄰O2－數(shù)目為3×=12，該晶體中，Ti4+和周圍12個(gè)O2-相緊鄰；如圖晶胞中Ti4＋為8×=1，Ca2＋為1，O2－為6×=3，令晶胞邊長為acm，，密度ρ=；（5）本題的目的是制備Mg2FeH6，則第二步應(yīng)是制備Mg2FeH6，兩步反應(yīng)加起來可以消掉中間產(chǎn)物MgH2，且根據(jù)題意反應(yīng)物有鐵參與，因此第二步應(yīng)是或2MgH2+Fe+H2Mg2FeH6或3MgH2+FeMg2FeH6+Mg。7．（2025·北京市石景山區(qū)一模）金屬間化合物是金屬元素與金屬元素之間形成的化合物，和是兩種金屬間化合物。（1）基態(tài)Fe原子價(jià)層電子排布式是。（2）第一電離能，從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因。（3）的晶胞形狀為正方體，邊長為anm，一個(gè)晶胞中含有58個(gè)原子，其中有個(gè)。已知的摩爾質(zhì)量是，阿伏加德羅常數(shù)為，該晶體的密度為。（4）（結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)。①寫出結(jié)構(gòu)的鐵鋁金屬間化合物轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)的化學(xué)方程式。②將放入十四烷酸的乙醇溶液中，中的Al被溶解于乙醇中的氧化，生成的鹽吸附在金屬基體表面形成許多均勻分布的微突起，使材料表面具有了類荷葉狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出超疏水現(xiàn)象（液滴難以浸潤表面并易滾動(dòng)脫離），寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明中的Al被氧化（填實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象）。【答案】（1）（2）Mg失去的是3s能級上的電子，Al失去的是3p能級上的電子，3p能級電子的能量比3s能級電子的能量高，所以第一電離能（3）24（4）將金屬Fe和Al分別放入十四烷酸的乙醇溶液中，反應(yīng)相同時(shí)間，F(xiàn)e表面觀察不到超疏水現(xiàn)象，Al表面觀察到超疏水現(xiàn)象【解析】（1）Fe是26號元素，處于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，其價(jià)層電子排布式為3d64s2；（2）Mg失去的是3s能級上的電子，Al失去的是3p能級上的電子，3p能級電子的能量比3s能級電子的能量高，所以第一電離能Mg＞Al；（3）一個(gè)晶胞中含有58個(gè)原子，由化學(xué)式Mg17Al12可知，晶胞中Al原子數(shù)目為58×=24；晶胞相當(dāng)于有2個(gè)“Mg17Al12”，晶胞質(zhì)量=，則晶體密度==；（4）①DO3結(jié)構(gòu)化學(xué)式為Fe3Al，B2結(jié)構(gòu)晶胞中Fe原子數(shù)目=8×=1，Al原子數(shù)目為1，其化學(xué)式為FeAl，DO3結(jié)構(gòu)的鐵鋁金屬間化合物轉(zhuǎn)化為B2結(jié)構(gòu)的化學(xué)方程式為；②Fe3Al中的Al被溶解于乙醇中