2025年高考化学复习考点追踪与预测（新高考）专题15 物质结构与性质综合练习（原卷版）

专题验收评价专题15物质结构与性质综合内容概览A·常考题不丢分【考点一结构决定性质原因解释】【考点二晶胞结构分析与计算】【微专题晶胞投影】B·综合素养拿高分/拓展培优拿高分C·挑战真题争满分【考点一结构决定性质原因解释】1．（2023·四川绵阳·校考三模·节选）铁及其化合物在生活、生产中有重要应用。回答下列问题：(1)乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe是一种常用的补铁剂。①Fe2+的价层电子排布式是。③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为。2．（2023·四川成都·棠湖中学校考一模·节选）阿尔维德卡尔森因发现多巴胺获得了2000年诺贝尔生理学或医学奖，多巴胺是一种神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质。这种脑内分泌物也能传递兴奋及开心的信息。其结构式如下图a所示，化学式为C8H11NO2。回答下列问题：(2)多巴胺分子中碳原子的杂化方式有。(3)1mol多巴胺中含有键的数目为。(4)多巴胺与盐酸作用能形成盐酸多巴胺，结构如上图b所示，多巴胺和盐酸多巴胺中H—N—H键的键角，前者(填“大于”“等于”或“小于”)后者，理由是。3．（2023·浙江·校联考一模·节选）氟及其化合物种类繁多，应用广泛。请回答：(4)氟化氢是弱酸，在水溶液中存在；但，当HF浓度大于5molL-1时，氢氟酸是一种相当强的酸，请解释原因：。4．（2024·陕西商洛·校联考一模·节选）被认为是良好的光学基质材料，可由、、制备。回答下列问题：(1)基态Zn原子的价电子轨道表达式为；基态N原子中未成对电子数为。(2)O的第一电离能小于N的第一电离能的原因是；的组成元素中电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(3)中阴离子的空间构型为；其中C原子的杂化方式为。5．（2023·河南·淅川县第一高级中学校联考模拟预测·节选）工业上利用镁精矿石可以制备单质Mg，其反应原理为、。请回答下列问题：(1)基态硅原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为；上述反应原理中所涉及的非金属元素的电负性从大到小的顺序为（用元素符号表示）。(2)钙或钙盐的焰色为砖红色，该光谱属于光谱（填“吸收”或“发射”）。(3)单质镁、单质硅的晶体类型依次为、。(4)排放出的二氧化碳可用碳酸酐酶固定，碳酸酐酶的部分结构如图所示：已知：为平面形分子。①上述碳酸酐酶的部分结构中氮原子、氧原子的杂化类型依次为、。②1mol分子中含有键。【考点二晶胞结构分析与计算】1．（2024·陕西安康·统考一模·节选）美国某大学一课题组在金属有机框架(MOF)中成功构筑了含有双核镍氢中心的新型催化剂，用以催化有机物的选择性氢化反应。回答下列问题：提示：，为芳烃基，，为烃基。(5)一种镍铌合金的晶胞结构如图所示。镍、铌原子的最近距离为pm。该晶体密度为。已知：为阿伏加德罗常数的值，c>2a。2．（2023·河南·淅川县第一高级中学校联考模拟预测·节选）工业上利用镁精矿石可以制备单质Mg，其反应原理为、。请回答下列问题：(5)MgO具有NaCl型结构，X射线衍射实验测得MgO晶胞边长为anm。设为阿伏加德罗常数的值，则MgO晶体的密度为（（用含a、的代数式表示）。3．（2023·河北秦皇岛·昌黎一中校考模拟预测·节选）硼是第ⅢA族唯一的非金属元素，是农作物生长必需的微量营养元素。硼的单质及化合物都有重要用途。回答下列问题：(6)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中，则四面体空隙的占有率为；该晶体的化学式为。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，称为原子的分数坐标，如A点，B点原子的分数坐标分别为(0，0，0)、()，则C点原子的分数坐标为晶胞中C、D间距离。4．（2023·山东·校联考模拟预测·节选）硒是典型的半导体材料。(3)锂硒电池正极的充放电原理为硒晶胞中含有个原子，若晶胞参数边长为，在晶胞中2个、间距离是，填充在的型空隙中，充电过程正极材料体积(填“膨胀”、“不变”或“收缩”)5．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测·节选）镍是一种亲铁元素，地核主要由铁、镍元素组成。(4)某种镁、镍和碳三种元素形成的晶体具有超导性。该晶体可看作是镁原子做顶点，镍原子作面心的面心立方堆积(晶胞结构如图，未标出碳原子位置)，碳原子只填充在由镍构成的八面体空隙。

①图中碳原子的位置位于晶胞的。②已知晶胞中相邻且最近的镁、碳原子间核间距为为阿伏加德罗常数的值，其密度为(列出算式即可)。【微专题晶胞投影】1．（2024上·山东烟台·高三统考期末·节选）铁的化合物种类繁多，应用广泛。回答下列问题：(3)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，称作原子的分数坐标。由铁、钾、硒形成的一种超导材料的晶胞结构如下图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。原子坐标xyzK0.50.50.5Fe00.5mSe00n注：m、n均≠0晶胞中Fe的数目为，距离K(0.5，0.5，0.5)最近的Se的数目为，该晶体的密度ρ=g·cm–3.(NA表示阿伏加德罗常数的值，用含a、c、NA的计算式表示)，该晶胞在yz平面投影为(填标号)。A．

B．

C．

D．

2．（2024上·山东威海·高三统考期末·节选）开发高效储氢材料是重要的研究方向。回答下列问题：(2)镧(La)和氢原子可以形成一系列储氢晶体材料，属于立方晶系，La原子作面心立方堆积。La晶体吸附，形成，晶胞中H填充在La原子的正四面体空隙中，晶胞沿体对角线的投影如图①所示。高压下，中每个H再结合4个H构成小正四面体结构形成，其晶胞从各个面的投影均如图②所示。①晶胞中La原子的分数坐标有种，晶胞中La原子个数与正四面体空隙数之比为，H原子的配位数为。②高压下，吸附得到晶体的反应式为(x用数字表示)。若晶胞棱长为apm，La原子与最近的氢原子的距离为bpm，则晶胞中每个小正四面体内H-H的最短距离为pm(用含a和b的式子表示)。3．（2024上·浙江宁波·高三统考期末·节选）硼是一种用途广泛的化工原料矿物，在生活中占有重要地位。请回答：(3)某种硼的离子化合物BxAy晶胞如图所示：①晶胞中A离子占据顶点、面心、棱心和体心位置，硼离子占据半数立方体空隙，BxAy的化学式为；②若将下底面左上角的A离子选为晶胞顶点，则位于体心的A离子分数坐标为(，，)，已知该坐标若出现负数是不合理的，写出以X为晶胞顶点时剩余B离子的分数坐标；③已知该晶胞中B-A的距离为apm，则B-B的距离为pm；④沿XY轴45度夹角方向打出一道光，在晶胞后垂直于光的方向放置一块屏幕，晶胞在屏幕上形成的部分投影如下，请补全。4．（2024上·内蒙古锡林郭勒盟·高三统考期末·节选）铬及其化合物被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高科技等领域。(4)Cr—N系列涂层具有良好的耐磨和耐腐蚀性。某氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同，已知N原子在晶胞中的位置如图乙所示：①下列为晶胞中Cr原子沿x轴方向的投影的是(填字母)。a．

b．

c．

d．②晶胞中N原子的坐标是A(0，0，0)，B(，，0)，则距A和B最近的Cr原子的坐标是。5．（2023上·山东菏泽·高三统考期中·节选）铁系元素(铁、钴、镍)构成了丰富的物质世界，其形成的物质在生产生活中用途广泛。回答下列问题：(4)一种铁基超导材料晶胞结构如图a所示，铁原子沿z轴方向的投影如图b所示。该材料的化学式为，已知体心与顶点的原子有着相同的化学环境，晶胞中原子1分数坐标为(0，0，0.628)，则原子2的分数坐标为，体心原子与原子1之间的距离为。1．（2024·山东潍坊·昌乐二中校考模拟预测）中国海军航母建设正在有计划、有步骤地向前推进，建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击，航母的甲板要耐高温，航母的外壳要耐腐蚀。(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，Ni2＋的核外电子排布式为，铬元素位于周期表中区。(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料——聚硅氧烷(结构如图所示)，其中C原子的杂化方式为杂化。(3)海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。①根据下表数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是(填元素符号)。卤素原子氟氯溴碘第一电离能/(kJ/mol)1681125111401008②根据价层电子对互斥理论，预测ClO的空间构型为形；写出一个ClO的等电子体的化学符号：。(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。2．（2023·浙江·校联考模拟预测）分析物质的结构可以解释物质的性质。请回答：(1)水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于键，该键是由杂化轨道和轨道重叠形成的，水分子的VSEPR模型名称是。(2)由铁原子核形成的四种微粒，价电子排布图分别为：①、②、、④，有关这些微粒的叙述，不正确的是______。A．微粒半径：④>①>②B．得电子能力：②>①>③C．电离一个电子所需最低能量：②>①>④D．微粒③价电子在简并轨道中单独分占，且自旋相同，故不能再继续失去电子(3)八硝基立方烷结构如图所示，是一种新型高能炸药，其爆炸性强的原因是。(4)某种冰的晶胞结构如图所示，晶胞参数，，。该晶体密度为(列出数学表达式，不必计算出结果)。3．（2024·四川内江·统考一模）铁和氮是化学学习中的重要元素，高附加值的铁和氮的化合物也逐渐融入我们的学习和生活中｡Ⅰ、富马酸亚铁()是一种补铁剂，富马酸分子结构模型如图：(1)基态铁原子的价电子排布式是｡(2)由富马酸分子的结构模型可知其结构简式为，则富马酸分子中键与键的数目比为｡Ⅱ、磷酸铁锂()电池是绿色环保型电池(3)Fe､P､O三种元素电负性从大到小的顺序是｡(4)写出一种与互为等电子体的分子(填化学式)｡(5)磷酸铁锂()电池的负极材料是镶嵌了的石墨，嵌入石墨的两层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为的嵌入化合物，平面结构如图所示，则｡Ⅲ、雷氏盐是分析化学中常用的试剂，其化学式为｡(6)的沸点比高的主要原因是，分子易与形成配离子，而不易形成配离子的原因是｡(7)雷氏盐中阳离子的空间结构为(填字母，下同)，阴离子的空间结构最可能的是｡4．（2023·陕西汉中·统考一模）砷化铝(AlAs)常用作光谱分析试剂和制备电子组件的原料，是一种新型半导体材料。回答下列问题：(1)基态As原子的核外价电子排布式为；第一电离能(填“>”或“＜”)，其原因是。(2)是一种剧毒气体，其中心原子杂化轨道类型。(3)的熔点约为712℃，的熔点约为194℃，其晶体类型分别是、。(4)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图1所示，其中的致密保护膜可阻止刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。①上述致密保护膜是一种常见的金属氧化物，其化学式为。②已知AlAs的立方晶胞如图2所示，其中As的配位数为；该晶体密度为，设为阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为pm。5．（2023·海南·模拟预测）N、P、为第VA族元素，该族元素及其化合物在生产，生活中有广泛应用。回答下列问题：(1)基态砷原子核外有个未成对电子，位于元素周期表的区。(2)已知：，的空间结构为，原子的杂化类型为；为正四面体结构，则1中含键。(3)《本草纲目》中记载砒霜()可入药，已知：的熔点为312.3℃，沸点为465℃。古代采用“升华法”提纯砒霜，砒霜升华时破坏的作用力有；(4)的键角为93.5°，的键角为92.1°，的键角大于的键角的原因是；(5)由砷，铁，钙组成的某种新材料，的晶胞结构如图所示。已知：，底边边长为a，高为b，1号原子的高为。①1号原子的坐标为，距离2号原子最近的原子有个。②该晶体密度为(为阿伏加德罗常数的值)。6．（2024·陕西西安·统考一模）“中国紫”——硅酸铜钡(BaCuSi2O6)，其合成原料为BaCO3、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]和砂子(SiO2)。回答下列问题：(1)基态原子核外电子的空间运动状态有种；基态原子的价电子排布式。(2)中中C原子的杂化方式为，与互为等电子体的分子是（写出一种即可）。(3)孔雀石溶于强酸可生成，与过量氨水可形成配离子，还可与其他微粒形成配离子，如与乙二胺形成配离子的结构如图：①此配离子内部不含有的化学键类型是（填字母）。A．离子键

B．非极性键

C．配位键

D．氢键②此配离子中的配位原子为，配位数为。③此配离子中三种非金属元素的电负性由大到小依次为（用元素符号作答）。④与相似，也能与乙二胺形成稳定环状离子，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的（填“”或“”）。(4)和C为同主族元素，但它们的氧化物干冰CO2和晶体的熔点差异很大，其原因是。(5)和形成的某种合金的立方体晶胞结构如图所示，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为ρg/cm3，则晶胞参数为a=（列出计算式）。7．（2023·宁夏石嘴山·石嘴山市第三中学校考三模）Co元素的某些化合物在电池、光电材料、催化剂等方面有广泛应用。回答下列问题：(1)一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示：①基态Co原子价电子排布图为。②外界的空间构型为，钴元素价态为。③配合物A配位数为，中心离子的杂化方式为(填标号)。A．sp3B．dsp2C．d2sp3D．sp3d④咪唑()具有类似苯环的结构，①号N比②号N更易与钴形成配位键的原因是。(2)Co的一种化合物为六方晶系晶体，晶胞结构如图所示，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，称作原子分数体标。已知晶胞含对称中心，其中1号氧原子的分数坐标为(0.6667，0.6667，0.6077)，则2号氧原子的分数坐标为；NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为g/cm3(用计算式表示)。8．（2023·上海浦东新·统考一模）钛被誉为太空金属和亲生物金属，拥有卓越的金属特性。它在特定温度下能与多种物质发生反应，在生产和日常生活中都能找到它的踪影。(1)原子的价电子排布式为，它在元素周期表中的位置是。(2)钠合金材料可用于制造超音速飞机，下列钛合金的性质与该用途无关的是___________。A．密度小 B．硬度大 C．熔点高 D．无磁性(3)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中，它们的核外电子具有不同的___________。A．能层数 B．能级数 C．占据轨道数 D．单电子数(4)钛能与卤素单质发生反应，生成用途多样的卤化钛。①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增，相关性质逐渐增强或变大的是。A．元素的电负性B．简单离子的还原性C．气态氢化物的热稳定性D．最高价氧化物对应水化物的酸性②的不同四卤化物熔点如图所示，利用晶体知识解释它们熔点变化的原因。③易与形成。下列关于分子说法错误的是。A．键角为B．是极性分子C．含有键D．中心原子采取杂化(5)钛溶于盐酸制得的三氯化钛()，可作为聚丙烯生产过程中的催化剂。晶体有两种异构体：(绿色)、(紫色)，两者配位数(选填“相同”或“不同”)，绿色晶体中配体是。(6)利用钛粉和碳粉反应可生成硬度接近金刚石的碳化钛，它在刀具制造领域有重要应用。碳化钠晶胞如图所示，其化学式为。设为阿伏加德罗常数的值，若晶胞边长为，则晶体的密度为。(写出表达式)9．（2024·四川资阳·统考二模）某合金基体是铁碳合金，还含有一定量的Cr、Ni、Cu、C等元素。回答下列问题：(1)基态碳原子核外电子所处的最高能层符号为，基态的外围电子排布图为。(2)六羰基铬[Cr(CO)₆]中σ键和π键的个数比为，与CO互为等电子体的是。A．B．C．D．E．HCl(3)完成下列含碳化合物相关分析：①A分子中采取sp²杂化的碳原子有个。②B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点，其原因是。(4)是离子晶体，其晶格能可通过Born-Haber循环计算得到。通过图中数据(填“能”或“不能”)计算出Cu原子的第一电离能，的晶格能为kJ∙mol-1。(5)的晶胞结构如图所示，A的原子坐标参数为(0，0，0)，B为(则C的原子坐标为；已知该晶体的密度为和的半径分别为和，NA代表阿伏加德罗常数的值，则该晶胞中离子的空间利用率为(用代数式表示)。10．（2023·陕西渭南·统考模拟预测）近日，科学家利用铁配合物催化氮气选择性转化成肼。铁配合物结构如图所示(Et为乙基)。回答下列问题：(1)基态最外层有个电子，转化为时失去的是轨道上的电子。(2)所含元素中，电负性最大的元素是。P原子的杂化类型是。(3)和的相对分子质量相同，但是常温常压下，呈液态，而呈气态，其主要原因是。(4)的VSEPR模型为。最多能与反应。(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。已知：为阿伏加德罗常数的值，六棱柱底边的边长为，高为，该晶体中Fe、N原子个数最简比为。该晶体的密度为(只列计算式)。

1.(2023•全国乙卷•节选)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(MgxFe2-xSiO4)。回答下列问题：(1)基态Fe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.(2022•河北省选择性考试•节选)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为)，是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_______。(2)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_______，原因是_______。3．（2023·山东·统考高考真题·节选）卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：(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。4．（2022·湖南·高考真题·节选）铁和硒()都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化，将转化为，反应过程如图所示：①产物中N原子的杂化轨道类型为；②与互为等电子体的一种分子为(填化学式)。5．（2021·全国·高考真题·节选）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目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：(3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因