2025高考化学三轮复习之物质结构与性质（解答大题）

第77页（共77页）2025高考化学三轮复习之物质结构与性质（解答大题）一．解答题（共20小题）1．（2025•淄博一模）氨及其化合物应用广泛。回答下列问题：（1）氮原子激发态的电子排布式有，其中能量较高的是（填标号）。a．1s22s22p23s1b．1s22s22p33d1c．1s22s22p2d．1s22s22p23p1（2）甲乙酮肟结构简式如图，其中氮原子采取的杂化方式为，键角①②（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）一种季铵类离子液体[Ach][Tf2N]及其制备前体A、B的结构如图所示，[Ach][Tf2N]熔点较低的原因是。A和B的水溶液酸性较强的是（填标号）。（4）银氮化合物X属于四方晶系，晶体中Ag、N原子分别形成二维层状结构，晶胞结构如图所示（晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°）。化合物X的化学式为；已知A点原子的分数坐标为(1，12，0)，则C点原子的分数坐标为，晶胞中A、B间距离为2．（2025•无锡一模）硼烷﹣四氢呋喃（BH3•THF，结构简式为）是一种硼氢化和还原性的试剂，易溶于四氢呋喃（）、遇水剧烈反应放出氢气。工业上常用于有机物中某些官能团的硼氢化和还原化。请回答下列问题：（1）BH3•THF组成元素的电负性由大到小的顺序为（用元素符号表示）。下列状态的硼中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（填标号）。A．1s22s22p1B．1s22s2C．1s22s12p1D．1s22p2（2）先将NaBH4和BF3溶于二乙二醇二甲醚（CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3）中，充分溶解，再加入四氢呋喃，反应30min、经分离提纯即得较纯净的BH3•THF，同时还有另一种产物NaF。①制备BH3•THF的化学方程式为。②制备过程中，BF3中B的杂化方式的变化是，上述物质中含配位键的是。③二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，其原因是。（3）硼氢化钠在室温下是α型的立方晶体（如图甲所示），6.3GPa下转变为四方晶体（如图乙所示）。①硼氢化钠的α型立方晶体中，离BH4-最近的BH4-有②硼氢化钠的四方晶体中，晶胞中A、B间距离d＝nm（用含a的代数式表示）。3．（2025•北京一模）H、C、N、O是中学化学重要的非金属元素，关于几种元素及其化合物回答：（1）基态C原子价电子层轨道表示式为：（2）N元素的第一电离能I1（N）比O元素的I1（O）大，试解释原因。（3）C与H形成的常见有机化合物CH≡CH、CH2＝CH2①CH≡CH分子的VSEPR模型名称是。②CH2＝CH2的C—H键是由碳的杂化轨道与氢的1s轨道重叠形成σ键。③CH≡CH、CH2＝CH2均能使溴的四氯化碳溶液褪色，从化学键的角度解释原因。（4）石墨相氮化碳（g—C3N4）是一种新型光催化材料，g—C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。g—C3N4晶体中存在的微粒间作用力有。（5）碳单质的一种共价晶体结构如图所示：①每个C原子周围与它最近且距离相等的C原子有个。②若该立方晶胞边长均为apm（1cm＝1010pm）阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为g•cm﹣34．（2025•青岛一模）铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。回答下列问题。（1）基态Cu原子价层电子排布式为。双核铜物种存在于色素细胞中，某大环双核铜配合物的配离子结构如图。（2）该配离子中所含第二周期元素的基态原子第一电离能由大到小的顺序为。（3）Cu的化合价为。（4）键角αβ（填“＞”“＜”或“＝”）、解释原因。（5）NH3和氨硼烷（NH3BH3）均可与金属Na反应表现出一定的酸性。酸性：NH3NH3BH3（填“＞”“＜”或“＝”）。一定条件下等物质的量Na与NH3BH3反应的化学方程式为。某电子型含铜化合物可用于超导材料，结构如图。（6）该化合物的化学式为。（7）Cu的配位数为。5．（2025•龙华区校级开学）锡（Sn）是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。单质Sn的制备：将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未明显发生反应。若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn。白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。（1）Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族，其价电子排布式为，在元素周期表中位于区。（2）灰锡晶胞含个Sn原子。（3）SnCl2中Sn原子采用杂化方式为，SnCl4易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂，请从分子结构角度分析原因。（4）若灰锡晶胞的边长为anm，该晶胞中距离最近的两个Sn原子核间距为。（5）单质锡的制备中，通入空气的作用是。6．（2024秋•西青区期末）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；基态硅原子核外电子的空间运动状态有种。（2）CaC2俗称电石，该化合物中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，硅原子的杂化轨道类型为，所含元素电负性由大到小的顺序为（已知：SiH4中硅元素为+4价）。（4）锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是。（5）结晶型PbS（摩尔质量为Mg/mol）可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为g•cm﹣3（列出计算式）。7．（2025•抚顺开学）根据所学知识回答下列问题：（1）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以（填“极性”或“非极性”）共价键相结合。（2）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的个数之比为。②1号原子的分数坐标为。③该晶胞的俯视投影图为（填标号）。（3）有一种氮化硼晶体的结构与金刚石相似，其晶胞结构如图所示。①氮化硼属于（填“分子晶体”或“共价晶体”）。②设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为g•cm﹣3。③1号原子和2号原子之间的距离为pm。8．（2025•济宁模拟）氮及其化合物具有较大应用价值，回答下列问题：（1）二甲胺（CH3）2NH常用作医药、农药等有机中间体的原料，其水溶液显碱性的原因（用离子方程式解释）；二甲胺可用于制备某储氢材料X，其结构如图，X所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为；X的阳离子中C—N—C的键角二甲胺中C—N—C的键角（填“＞”、“＜”或“＝”）；1molX中含有配位键的数目为。（2）一种N8分子的结构为，已知该分子中N原子采用了4种不同的成键方式，则①号N原子的杂化方式为，该分子也可以形成类似烯烃结构的顺反异构体，其顺式结构分子的结构式为。（3）某种由NH3作为配体形成的新型储氢材料的晶胞结构如图，其中NH3为正八面体的顶点，H为正四面体的顶点，若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，则Q的原子分数坐标为；若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为g/cm3。9．（2025•潍坊一模）卤族元素的化合物在科研和生产中有着重要的作用。回答下列问题：（1）基态碘原子价电子排布式为；碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大，原因是。（2）HI主要用于药物合成，通常用I2反应生成PI3，PI3再水解制备HI，PI3的空间结构是，PI3水解生成HI的化学方程式是。（3）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）。10．（2025•河南模拟）锂离子电池是近年来的研究热点，应用的领域正在不断扩大，展示了广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益。（1）一种锂离子电池的电极材料LiFePO4可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺（）等作为原料制备。①原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+12表示，与之相反的用-12表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态铁原子，其价电子的自旋磁量子数的代数和为②在NH4H2PO4中除氢元素外，其余三种元素第一电离能最大的是（填元素符号），电负性最强的元素为（填元素符号）。③苯胺的熔点甲苯的熔点（填“＞”或“＜”），原因是。（2）某锂电池的负极材料是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构（底边为平行四边形）如图1所示，该晶体的化学式为。（3）某富锂超离子导体的晶胞是如图2所示的立方体。在该晶体中O原子的配位数为，晶体密度为g•cm﹣3。11．（2025•宝坻区校级一模）碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。人工合成的131I是医疗上常用的放射性同位素，回答下列问题：（1）将131I的基态原子最外层轨道表示补充完整。（2）碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大，解释原因。（3）HI主要用于药物合成，通常用I2和P反应生成PI3，PI3中的P—I键是由磷的轨道与碘的轨道重叠形成σ键，PI3的空间构型为。（4）已知键角PI3＞H2O。从结构角度解释其原因：。（5）KIO3晶体是一种性能良好的光学材料，其晶胞为立方体，边长为anm，晶胞中K、I、O分别处于顶点、体心、面心位置，结构如图。①与K原子紧邻的O原子有个。②KIO3的摩尔质量为214g•mol﹣1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度是g•cm﹣3（1nm＝10﹣9m）。12．（2025•平度市模拟）硼元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：（1）下列说法正确的是。A．电负性：C＞B＞BeB．第一电离能：Be＞B＞LiC．能量最低的激发态B原子的电子排布式：1s22s23p1D．单质硼（B）、氮化硼（BN）、乙硼烷（B2H6）的晶体类型相同（2）键角BF3NCl3；BF3与水反应可产生三种一元酸，其中一种含有配位键且酸根阴离子呈正四面体构型，写出该反应的化学方程式。（3）已知中心原子杂化轨道中s成分越多，共价键键能越大；电子云重叠程度越大，键长越短。实验测得BF3中B—F键长比BF4-中小，原因是（4）一定条件下，B2O3、KBF4、BeO发生非氧化还原反应可制得晶体BeₓByOzFm，其晶胞结构与其俯视图如图所示（氧原子未画出），晶胞参数a＝b≠c，α＝120°，β＝γ＝90°。若A点的原子分数坐标为（0，0，0），且E点到上顶面的垂直距离为dpm，则E点的原子分数坐标为。设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为g•cm﹣3（用含NA的代数式表示）。13．（2025•安徽模拟）碳酸盐矿物高温炼制过程中的CO2排放占我国工业碳排的50%以上，目前与此有关“减碳及碳中和”途径主要有以下三种：第一种：碳酸盐甲烷干重整（CaDRM）制合成气，即将碳酸盐热解与甲烷干重整反应耦合，获得高品质金属氧化物的同时，气相产物为CO和H2组成的合成气。（1）甲烷干重整反应为CH4与CO2反应生成合成气，其反应的化学方程式为：。（2）比较CaCO3分解和CaDRM的自发温度可知，CaDRM高于℃即可自发，比CaCO3直接分解的温度900℃要低，这可能是由于。第二种：碳酸盐加氢制甲烷。涉及的主要反应如下：Ⅰ.CaCO3（s）＝CaO（s）+CO2（g）ΔH1＝+177.7kJ/molⅡ.CO2（g）+4H2（g）＝CH4（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣164.7kJ/molⅢ.CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH3＝+41.2kJ/mol甲烷的选择性=转化为甲烷所消耗的二氧化碳的量（3）由图知，温度高于500℃后，碳酸钙的转化率上升，而甲烷的选择性下降，原因是升温更有利于反应（填写反应的序号）。升温后，高压反而不利于碳酸钙的转化，原因是此时反应（填写反应的序号）占主导地位。600℃时，若起始时CaCO3和H2物质的量之比为1：4，CO2的转化率为0.80，则Kp（Ⅲ）＝。（用平衡分压代替平衡浓度计算，列出计算式，不要求化简）第三种：水相碳酸盐加氢制甲酸（盐）（4）有关说法不正确的是。a．与前两种途径的固相反应相比，第三种途径能耗更低、副产物更少b．TiO2作为催化剂的载体，可能参与到Ni0与Ni2+的比例调节过程中c．H2在TiO2表面分解成H原子d．在催化剂作用下，由于HCOOH常温常压下即可分解生成H2，因而可作储氢材料e．在水溶液中，碳酸盐加氢制甲酸盐，水的电离程度增大（5）氧化镍除作催化剂外，还可以作着色剂、磁性材料等，其晶胞为氯化钠型（如图），已知图中最近的两个钠离子的距离为apm，设氧化镍与氯化钠的密度之比为3.2，则氧化镍晶胞中最近的两个氧离子的距离为pm。14．（2024秋•昌平区期末）镍及其化合物常用于催化剂。（1）Ni在周期表中的位置是。（2）某含镍催化剂的结构如图所示。①比较基态原子的第一电离能：PCl。②该物质中P的杂化轨道类型是。③该物质中Ni2+与Cl﹣、P原子之间形成的化学键的类型都是，理由是。（3）某氧化镍晶胞与氯化钠晶胞结构类似，每个镍离子周围与它最近且距离相等的氧离子有个。（4）科学家进行了一种等离子体电解制备镍粉的研究，该方法可以使生成金属立即冷却而避免氧化。电解装置阳极为镍片，阴极为钨丝，分别使用不同的电解液，其他条件相同的情况下，实验现象如表：序号abe电解质溶液NiCl2NiSO4NiSO4+NiCl2c（Ni2+）/mol/L0.40.40.4，c（Cl﹣）＝0.05现象阳极开始无气泡，后来产生气体阳极有气泡产生，速率随时间减慢阳极无气泡①a中产生气体的化学式是。②b中阳极反应的电极反应式是。③c中阳极不产生气泡的原因可能是。15．（2025•浦东新区开学）（1）请写出基态Se原子电子排布式，常温下硒单质是（气体、液体、固体），同周期的元素中含有最多未成对电子的元素是（请写元素符号）。（2）下列说法不正确的是。A．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为4个区，Se位于元素周期表p区B．Se的第二电离能小于33As的第二电离能C．硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4大于H2SeO3D．Se＝O不稳定，因为其键长较长，π键重叠程度小（3）人体代谢甲硒醇（CH3SeH）后可增加抗癌活性，下表中有机物沸点不同的原因。有机物甲醇甲硫醇（CH3SH）甲硒醇（CH3SeH）沸点/℃64.75.9525.05（4）CH3OH分子结构如图。①CH3OH分子中O的杂化轨道类型。A．sp杂化B．sp2杂化C．sp3杂化②键长a、b、c从长到短的顺序为。（5）一种铜铟硒晶体（化学式为CuInSe2）的晶胞结构如图所示，晶胞中In和Se未标明，用A或者B代替。推断In是（填“A”或“B”），晶体中一个Cu周围与它最近且等距离的A粒子的个数为，CuInSe2的晶体结构可用（填仪器名称）测定。16．（2025•湛江模拟）含磷化合物在生命体中有重要意义。白磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物PCl3和PCl5。已知：ⅰ、P4（s）+6Cl2（g）＝4PCl3（g）Δⅱ、P4（s）+10Cl2（g）＝4PCl5（g）Δ（1）则ⅲ、PCl3（g）+Cl2（g）⇌PCl5（g）ΔH＝。（2）实验测得PCl3（g）+Cl2（g）⇌PCl5（g）的速率方程为v正＝k正c（PCl3）•c（Cl2），v逆＝k逆c（PCl5），速率常数k（只与温度、催化剂有关）与活化能的经验关系式为Rlnk=-EaT（R为常数，①一定温度下，向密闭容器中充入适量PCl3（g）和Cl2（g），实验测得在催化剂Cat1、Cat2下Rlnk与1T的关系如图所示，下列说法正确的是A．随温度升高，该反应的速率常数k减小B．催化剂Cat1的催化效率更高C．该反应的平衡常数KD．加入催化剂，反应活化能Ea不变②一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molPCl3（g）和2molCl2（g），发生反应ⅲ，5min时反应达到平衡，容器中PCl5（g）的物质的量为0.5mol，Cl2（g）的平均反应速率为。若此时向该容器中再充入2molPCl5（g），当反应再次达到平衡，容器中PCl5（g）的浓度0.5mol•L﹣1（填“＞”“＜”或“＝”），该反应平衡常数K＝（保留2位有效数字）。（3）PCl5是一种白色晶体，其熔融时形成一种能导电的液体，其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，该晶体的晶胞如图甲所示。PCl5气态分子呈三角双锥形，其结构如图乙所示。①下列关于[PCl4]+、PCl5、[PClA．[PCl4]+B．PCl5分子中Cl﹣P—Cl键角有三种C．[PCD．三种粒子中各原子均满足8电子稳定结构②设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为（列出算式即可）g•cm﹣3。17．（2025•上海模拟）钙钛矿BaxCa1﹣xPbO3具有优异的电导性能。某兴趣小组以BaPbO3、CaCO3为原料进行了如下探究过程：已知：①所有气体体积数据均已折算至标准状况，溶液B的溶质为Ba（NO3）2、Pb（NO3）2、Ca（NO3）2。②沉淀E为BaC2O4、PbC2O4、CaC2O4混合物，调节Na2C2O4加入量可控制各组分比例。③Ka1（H2C2O4）＝5.6×10﹣2，Ka2（H2C2O4）＝1.5×10﹣4，Ksp（BaC2O4）＝1.2×10﹣4，Ksp（PbC2O4）＝2.7×10﹣11，Ksp（CaC2O4）＝2.3×10﹣9。（1）钾或钾盐的焰色反应为浅紫色（透过蓝色钴玻璃），下列有关原理分析的叙述正确的是。（不定项）A.电子从基态跃迁到较高的激发态B.电子从较高的激发态跃迁到基态C.焰色反应的光谱属于吸收光谱D.焰色反应的光谱属于发射光谱（2）基态Pb原子核外电子排布，最后占据能级的电子云轮廓图形状为。（3）气体A的成分为。（4）CH3NH3+中N原子的杂化方式为；NH4+中H—N—H的键角比NH3中H—N—H的键角大的原因是（5）“富氧焙烧”过程发生反应的化学方程式为。（6）适当增加溶液B中Na2C2O4的加入量，会使BaxCa1﹣xPbO3的x值。（选填“A.增大”“B.减小”或“C.不变”）（7）为降低产品的杂质含量，有同学提出用H2C2O4替代Na2C2O4作沉淀剂，请结合计算说明沉淀反应能进行的理由。有机—无机杂化钙钛矿材料具有良好的光致发光、半导体性能，其中[CdCl3]﹣的合成过程如下：（8）[CdCl3]﹣中存在配位键，接受孤电子对的中心离子或原子是。（9）[CdCl3]﹣具有较低的熔点。从结构角度解释原因。钛酸钙的晶胞结构如图所示。（10）写出钛酸钙晶体化学式；（11）该晶胞中，每个Ca周围与它最近且相等距离的O有个；该晶胞结构的另一种表示中，Ti处于各顶角位置，则O处于位置。（12）已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数为NA，计算该晶胞的密度g•cm﹣3。钙钛矿太阳能电池被称为第三代太阳能电池，图一是钙钛矿太阳能电池的工作示意图，图二是该电池作电源电解酸性硫酸铬溶液获取铬单质和硫酸的工作示意图：（13）C电极接钙钛矿太阳能电池的极。（选填“A”或“B”）；图二中的离子交换膜I为（选填“A.质子”或“阴离子”）交换膜；（14）D电极发生的电极反应式为；（15）当太阳能电池有9mol电子转移时，Cr棒上增重的质量为。18．（2025•普陀区二模）地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如图所示（X、Y均为氮氧化物），羟胺（NH2OH）以中间产物的形式参与循环。（1）上述过程中属于固氮的是。A.①B.②③C.④D.⑤（2）羟胺（NH2OH）可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，其中氮原子的杂化方式为。（3）下列N原子的轨道表示式表示的状态中，能量由高到低的顺序是。A.③④②①B.④③②①C.④②③①D.②④③①（4）NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是。A.羟胺中N元素的化合价为﹣3B.标准状况下，2.24LX和Y混合气体中氧原子数为0.1NAC.2.8gN2中含有的σ键为0.2NAD.1molNO2-中N的价层电子对数为羟胺（NH2OH）的水溶液呈碱性；与盐酸反应的产物盐酸羟胺（NH3OH]Cl）广泛用于药品、香料等的合成。[已知25℃时，Kb（NH3•H2O）＝1.8×10﹣5，Kb（NH2OH）＝﹣8.7×10﹣9。]（5）羟胺易溶于水，可能是因为。（6）NH2OH的水溶液呈弱碱性的原理与NH3的水溶液相似，用离子方程式表示其原因。（7）下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是（不定项）。A.键角：NH3＞B.熔点：NH2OH＜[NH3OH]ClC.25℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl＞NH4ClD.[NH3OH]Cl溶液中：c（Cl﹣）＞c（NH3OH+）2024年中国科学家首次提出了一种通过双中心催化（Pb和Cu作为电极材料）电解草酸（H2C2O）和羟胺（NH2OH）的混合溶液合成甘氨酸（）的方法。其中，X电极区的反应原理示意图如图：（8）①X电极为极A.阴B.阳C.正D.负②当生成1mol时，外电路中转移的电子数为。③X电极区总反应：。19．（2025•菏泽一模）钴和锂在电池材料、超级合金等高科技领域中发挥着关键作用。回答下列问题：（1）Co在元素周期表中位于第周期族。下列状态的钴中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（填标号）。A.[Ar]3d74s2B.[Ar]3d74s1C.[Ar]3d74s14p1D.[Ar]3d74p1（2）某种离子液体可作为锂电池的电解液，其结构如图。N、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为；PF6-的空间构型为；1mol该化合物中含有molσ键；该化合物中含N的五元杂环具有类似苯环的结构特征，标*号N原子采取的轨道杂化方式为（3）CoO2的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，晶胞棱边夹角均为90°。A、B点原子的分数坐标分别为（0，0，0）、（0.31，0.31，0），则C点原子的分数坐标为。则该晶体密度ρ＝g•cm﹣3（用含NA的代数式表示）。20．（2025•普陀区二模）氢能是一种优秀的新型清洁能源，储氢材料的发展对氢气的高效存储起到至关重要的作用，也是氢气能否被广泛利用的关键。AMH4型物质是一类无机储氢材料，其中A可为Li、Na、K，M可为B、Al、Ga。（1）氢气沸点低，其可能的原因是：。（2）研究发现，该类物质中A+离子半径越大、M元素电负性越强，物质越稳定，则该类物质中最稳定的一种的化学式为。A.LiAlH4B.KBH4C.NaBH4D.KGaH4（3）AMH4型物质中，H的活性与M—H键的极性相关，已知Al、B、H电负性分别为1.5、2.0、2.1，请解释NaAlH4还原性比NaBH4强的原因：。硼氢化钠（NaBH4）也是一种典型的AMH4型物质，其在催化剂钌（Ru）表面与水反应的历程如图所示：（4）NaBH4与水反应的离子方程式为：。（5）上述历程为放热过程，该反应能自发进行的条件是。A.高温B.低温C.任意温度D.无法判断（6）下列说法正确的是（不定项）。A.反应过程中硼元素的化合价发生了变化B.若将NaBH4中的H用D代替，反应后生成的气体中含有H2、HD和D2C.催化剂可以加快反应速率，其用量多少不影响反应速率D.相同物质的量的BH4-（7）已知：浓度较大时，NaB（OH）4易以NaBO2形式结晶析出。其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如图所示，试分析浓度过低或过高反应速率变慢的原因。硼氢化钠（NaBH4）的晶胞结构及晶胞参数如图所示：（8）该晶体中与BH4-距离最近的Na+的数量为（9）已知硼氢化钠（M＝38g•mol﹣1）晶体的密度为ρg•cm﹣3，则阿伏加德罗常数的值NA＝（用含p、a的代数式表示）。

2025高考化学三轮复习之物质结构与性质（解答大题）参考答案与试题解析一．解答题（共20小题）1．（2025•淄博一模）氨及其化合物应用广泛。回答下列问题：（1）氮原子激发态的电子排布式有ad，其中能量较高的是d（填标号）。a．1s22s22p23s1b．1s22s22p33d1c．1s22s22p2d．1s22s22p23p1（2）甲乙酮肟结构简式如图，其中氮原子采取的杂化方式为sp2，键角①＞②（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）一种季铵类离子液体[Ach][Tf2N]及其制备前体A、B的结构如图所示，[Ach][Tf2N]熔点较低的原因是阴、阳离子半径较大，离子间作用力弱。A和B的水溶液酸性较强的是A（填标号）。（4）银氮化合物X属于四方晶系，晶体中Ag、N原子分别形成二维层状结构，晶胞结构如图所示（晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°）。化合物X的化学式为AgN3；已知A点原子的分数坐标为(1，12，0)，则C点原子的分数坐标为(12，12，c+【答案】（1）ad；d；（2）sp2；＞；（3）阴、阳离子半径较大，离子间作用力弱；A；（4）AgN3；(12，1【分析】（1）a．1s22s22p23s1是2p轨道的一个电子激发到了3s轨道上，是激发态氮原子；b．1s22s22p33d1一共有8个电子，不是氮原子；c．1s22s22p2一共有6个电子，不是氮原子；d．1s22s22p23p1是2p轨道的一个电子激发到了3p轨道上，是激发态氮原子；（2）根据甲乙酮肟的结构简式，氮原子的价层电子对数为2+5-1-22=3，所以采取的杂化方式为sp2；键角①的中心碳原子为sp2（3）离子液体[Ach][Tf2N]中阴、阳离子半径较大，离子间作用力弱，所以熔点较低；（4）一个化合物X的晶胞中，含有Ag的个数为8×14+2=4，N的个数为8×14+12×12【解答】解：（1）a．1s22s22p23s1是2p轨道的一个电子激发到了3s轨道上，是激发态氮原子；b．1s22s22p33d1一共有8个电子，不是氮原子；c．1s22s22p2一共有6个电子，不是氮原子；d．1s22s22p23p1是2p轨道的一个电子激发到了3p轨道上，是激发态氮原子；故氮原子激发态的电子排布式有ad；由于3p轨道的能量大于3s，所以1s22s22p23p1的能量高于1s22s22p23s1；其中能量较高的是d，故答案为：ad；d；（2）根据甲乙酮肟的结构简式，氮原子的价层电子对数为2+5-1-22=3，所以采取的杂化方式为sp2；键角①的中心碳原子为sp2杂化且无孤对电子，氮原子上有孤对电子，孤对电子对成键电子的排斥作用大，导致键角②变小，所以键角①故答案为：sp2；＞；（3）离子液体[Ach][Tf2N]中阴、阳离子半径较大，离子间作用力弱，所以熔点较低；F的电负性大于H，所以A中N—H的极性增强，更易断裂，其水溶液的酸性较强，故答案为：阴、阳离子半径较大，离子间作用力弱；A；（4）一个化合物X的晶胞中，含有Ag的个数为8×14+2=4，N的个数为8×14+12×12+4=12，所以其化学式为AgN3；对比A点原子的分数坐标，可知C故答案为：AgN3；(12，1【点评】本题考查晶体结构，侧重考查学生晶胞计算的掌握情况，试题难度中等。2．（2025•无锡一模）硼烷﹣四氢呋喃（BH3•THF，结构简式为）是一种硼氢化和还原性的试剂，易溶于四氢呋喃（）、遇水剧烈反应放出氢气。工业上常用于有机物中某些官能团的硼氢化和还原化。请回答下列问题：（1）BH3•THF组成元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞B（用元素符号表示）。下列状态的硼中，电离最外层一个电子所需能量最大的是B（填标号）。A．1s22s22p1B．1s22s2C．1s22s12p1D．1s22p2（2）先将NaBH4和BF3溶于二乙二醇二甲醚（CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3）中，充分溶解，再加入四氢呋喃，反应30min、经分离提纯即得较纯净的BH3•THF，同时还有另一种产物NaF。①制备BH3•THF的化学方程式为4+3NaBH4+BF3→4+3NaF。②制备过程中，BF3中B的杂化方式的变化是sp2→sp3，上述物质中含配位键的是NaBH4、或BH3•THF。③二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，其原因是二乙二醇二甲醚和水都是极性分子，同时二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键。（3）硼氢化钠在室温下是α型的立方晶体（如图甲所示），6.3GPa下转变为四方晶体（如图乙所示）。①硼氢化钠的α型立方晶体中，离BH4-最近的BH4-有②硼氢化钠的四方晶体中，晶胞中A、B间距离d＝142anm（用含【答案】（1）O＞C＞H＞B；B；（2）①4+3NaBH4+BF3→4+3NaF；②sp2→sp3；NaBH4、或BH3•THF；③二乙二醇二甲醚和水都是极性分子，同时二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键；（3）①12；②142【分析】（1）BH3•THF中组成元素为H、C、O、B，该物质为还原性物质，遇水放出氢气，推断出BH3中H显负价，即H的电负性强于B，同周期从左向右电负性增大；（2）①根据题意，制备BH3•THF的方程式为4+3NaBH4+BF3→4+3NaF；②BF3中B的价层电子对数为3+3×12=3，杂化类型为sp2，依据硼烷﹣四氢呋喃的结构简式，推出B的杂化类型为sp3，即制备过程中B的杂化类型为sp2→sp3，BH3中B形成三个σ键，B还有一个空轨道，能容纳③二乙二醇二甲醚、水属于极性分子，苯为非极性分子，根据“相似相溶”，二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键；（3）①根据α型立方晶体可知，以一个棱上的BH4-为基准，离最近BH4②在四方晶体中，A的坐标为（0，0，0），B的坐标为（12a，a，3【解答】解：（1）BH3•THF中组成元素为H、C、O、B，遇水放出氢气，则BH3中H显负价，即H的电负性强于B，同周期从左向右电负性增大，四种元素电负性由大到小顺序是O＞C＞H＞B；A．1s22s22p1是基态B原子，能量低；B．1s22s2是基态B+，能量低，2s的能量低于2p，失去一个电子所需能量大于基态B；C．1s22s12p1是B+激发态，能量高；D．1s22p2是B+激发态，能量高；失去一个电子所需能量最大的是1s22s2，故答案为：O＞C＞H＞B；B；（2）①制备BH3•THF的方程式为4+3NaBH4+BF3→4+3NaF，故答案为：4+3NaBH4+BF3→4+3NaF；②BF3中B的价层电子对数为3+3×12=3，为sp2，B为sp3，则B的杂化类型为sp2→sp3，BH3中B形成三个σ键，B还有一个空轨道，能容纳孤电子对，形成配位键，含配位键的是NaBH4、或BH3•THF故答案为：sp2→sp3；NaBH4、或BH3•THF；③二乙二醇二甲醚、水属于极性分子，苯为非极性分子，二乙二醇二甲醚在水中的溶解度大于在苯中的溶解度，二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键，增加了在水中的溶解度，故答案为：二乙二醇二甲醚和水都是极性分子，同时二乙二醇二甲醚能与水分子形成氢键；（3）①以一个棱上的BH4-为基准，离最近BH4-的距离是边长的22故答案为：12；②在四方晶体中，A的坐标为（0，0，0），B的坐标为（12a，a，32a），A、B间的距离是故答案为：142【点评】本题考查晶体结构，侧重考查学生晶胞计算的掌握情况，试题难度中等。3．（2025•北京一模）H、C、N、O是中学化学重要的非金属元素，关于几种元素及其化合物回答：（1）基态C原子价电子层轨道表示式为：（2）N元素的第一电离能I1（N）比O元素的I1（O）大，试解释原因N原子的2p轨道处于半满状态，比较稳定，失去最外层一个电子所需能量高。（3）C与H形成的常见有机化合物CH≡CH、CH2＝CH2①CH≡CH分子的VSEPR模型名称是直线形。②CH2＝CH2的C—H键是由碳的sp2杂化轨道与氢的1s轨道重叠形成σ键。③CH≡CH、CH2＝CH2均能使溴的四氯化碳溶液褪色，从化学键的角度解释原因CH≡CH、CH2＝CH2均含有π键，不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应。（4）石墨相氮化碳（g—C3N4）是一种新型光催化材料，g—C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。g—C3N4晶体中存在的微粒间作用力有范德华力、共价键。（5）碳单质的一种共价晶体结构如图所示：①每个C原子周围与它最近且距离相等的C原子有4个。②若该立方晶胞边长均为apm（1cm＝1010pm）阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为96NA(a×10【答案】（1）；（2）N原子的2p轨道处于半满状态，比较稳定，失去最外层一个电子所需能量高；（3）①直线形；②sp2；③CH≡CH、CH2＝CH2均含有π键，不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应；（4）范德华力、共价键；（5）①4；②96N【分析】（1）基态C原子价层电子排布式为2s22p2；（2）原子轨道中电子处于半满、全满时，比较稳定，能量低；（3）①CH≡CH分子中C原子为sp杂化；②CH2＝CH2分子中C原子为sp2杂化；③π键是原子轨道采用“肩并肩”形成的，重叠程度小，不稳定；（4）石墨层间存在范德华力，层内存在共价键；（5）①由晶体结构图可知，体内的C原子与最近的4个C原子形成四面体；②C原子位于顶点、面上和体内，个数为8×18+6×12+4＝8，晶胞质量为8×12NAg，晶胞体积为（a×10﹣10【解答】解：（1）基态C原子价层电子排布式为2s22p2，价电子层轨道表示式为，故答案为：；（2）N原子价层电子排布式为2s22p3，O原子价层电子排布式为2s22p4，N原子的2p轨道处于半满状态，比较稳定，失去最外层一个电子所需能量高，故答案为：N原子的2p轨道处于半满状态，比较稳定，失去最外层一个电子所需能量高；（3）①CH≡CH分子中C原子为sp杂化，VSEPR模型名称是直线形，故答案为：直线形；②CH2＝CH2分子中C原子为sp2杂化，C—H键是由碳的sp2杂化轨道与氢的1s轨道重叠形成σ键，故答案为：sp2；③CH≡CH、CH2＝CH2均含有π键，不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应，使溴的四氯化碳溶液褪色，故答案为：CH≡CH、CH2＝CH2均含有π键，不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应；（4）石墨层间存在范德华力，层内存在共价键，g—C3N4具有和石墨相似的层状结构，g—C3N4晶体中层间存在范德华力，层内存在共价键，故答案为：范德华力、共价键；（5）①由晶体结构图可知，体内的C原子与最近的4个C原子形成四面体，即每个C原子周围与它最近且距离相等的C原子有4个，故答案为：4；②C原子位于顶点、面上和体内，个数为8×18+6×12+4＝8，晶胞质量为8×12NAg，晶胞体积为（a×10﹣10）3cm3，晶体密度ρ=mV=8×12故答案为：96N【点评】本题考查物质结构和性质，涉及核外电子排布、杂化理论、空间构型、化学键、晶胞结构与计算等知识，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等。4．（2025•青岛一模）铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。回答下列问题。（1）基态Cu原子价层电子排布式为3d104s1。双核铜物种存在于色素细胞中，某大环双核铜配合物的配离子结构如图。（2）该配离子中所含第二周期元素的基态原子第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。（3）Cu的化合价为+1、+2。（4）键角α＞β（填“＞”“＜”或“＝”）、解释原因中心原子N为sp3杂化，C为sp2杂化。（5）NH3和氨硼烷（NH3BH3）均可与金属Na反应表现出一定的酸性。酸性：NH3＜NH3BH3（填“＞”“＜”或“＝”）。一定条件下等物质的量Na与NH3BH3反应的化学方程式为2Na+2NH3＝2NaNH2+H2↑。某电子型含铜化合物可用于超导材料，结构如图。（6）该化合物的化学式为Re2CuO5。（7）Cu的配位数为6。【答案】（1）3d104s1；（2）N＞O＞C；（3）+1、+2；（4）＞；中心原子N为sp3杂化，C为sp2杂化；（5）＜；2Na+2NH3＝2NaNH2+H2↑；（6）Re2CuO5；（7）6。【分析】（1）基态Cu原子核外29个电子，电子排布式为[Ar]3d104s1；（2）该配离子中所含第二周期元素有N、O、C，同一周期从左到右第一电离能有增大的趋势，其中第IIA，VA元素第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能；（3）配离子中心原子Cu与4个N形成的配位键中的电子均来自N原子的孤电子对和RO﹣的O的孤电子对，离子带一个正电荷；（4）N＝C中N原子采取sp2杂化，饱和碳原子采取sp3杂化；（5）NH3分子中N原子有一对孤电子对，NH3BH3分子中N原子上的孤电子对与B原子的空轨道形成配位键，使得NH3BH3分子中的N原子上电子云密度变小，N—H键极性变大，容易电离出H离子，NH3BH3酸性强于NH3；（6）根据晶胞图可知1个晶胞中Re棱上8个、体内2个；Cu顶点8个、体内1个；O棱上16个，体内6，含有Re：8×14+2=4，Cu：8×（7）Cu的配位数即与铜离子距离最近的阴离子氧离子个数。【解答】解：（1）基态Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，价层电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1；（2）该同一周期从左到右第一电离能有增大的趋势，其中第IIA，VA元素第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，故基态原子第一电离能：N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；（3）配离子中心原子Cu与4个N形成的配位键中的电子均来自N原子的孤电子对和RO﹣的O的孤电子对，离子带一个正电荷，故两个Cu原子1个为+1价，1个为+2价，故答案为：+1、+2；（4）N＝C中N原子采取sp2杂化，饱和碳原子采取sp3杂化，使得键角α＞β，故答案为：＞；中心原子N为sp3杂化，C为sp2杂化；（5）NH3分子中N原子有一对孤电子对，NH3BH3分子中N原子上的孤电子对与B原子的空轨道形成配位键，使得NH3BH3分子中的N原子上电子云密度变小，N—H键极性变大，容易电离出H离子，NH3BH3酸性强于NH3；等物质的量Na与NH3BH3反应的化学方程式为2Na+2NH3＝2NaNH2+H2↑，故答案为：＜；2Na+2NH3＝2NaNH2+H2↑；（6）1个晶胞中Re棱上8个、体内2个，8×14+2=4，；Cu顶点8个、体内1个，8×18+1=2；O棱上16个，体内6，16×14+6=10，原子个数比Re：Cu：O：＝4：2：10故答案为：Re2CuO5；（7）Cu的配位数即与铜离子距离最近的阴离子氧离子个数，根据晶胞结构可知顶点处的铜与所在棱心上的氧可知铜的配位数为6，故答案为：6。【点评】本题考查晶体结构，侧重考查学生晶胞计算的掌握情况，试题难度中等。5．（2025•龙华区校级开学）锡（Sn）是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。单质Sn的制备：将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未明显发生反应。若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn。白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。（1）Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族，其价电子排布式为5s25p2，在元素周期表中位于p区。（2）灰锡晶胞含8个Sn原子。（3）SnCl2中Sn原子采用杂化方式为sp2，SnCl4易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂，请从分子结构角度分析原因SnCl4是非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂。（4）若灰锡晶胞的边长为anm，该晶胞中距离最近的两个Sn原子核间距为34anm（5）单质锡的制备中，通入空气的作用是与焦炭在高温下反应生成CO。CO将SnO2还原为单质Sn。【答案】（1）5s25p2；p；（2）8；（3）sp2；SnCl4是非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂；（4）34（5）与焦炭在高温下反应生成CO。CO将SnO2还原为单质Sn。【分析】（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2；（2）灰锡晶胞中含Sn原子数为8×18+6×1（3）SnCl2中Sn的价层电子对数为2+12×（4﹣2×1）＝3，故Sn采取sp2杂化；SnCl4中Sn的价层电子对数为4+12×（4﹣4×1）＝（4）灰锡中距离最近的两个Sn原子为晶胞中体对角线的14（5）将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO，CO将SnO2还原为单质Sn。【解答】解：（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2，位于元素周期表的p区，故答案为：5s25p2；p；（2）灰锡晶胞中含Sn原子数为8×18+6×1故答案为：8；（3）SnCl2中Sn的价层电子对数为2+12×（4﹣2×1）＝3，故Sn采取sp2杂化；SnCl4中Sn的价层电子对数为4+12×（4﹣4×1）＝4，有4故答案为：sp2；SnCl4是非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂；（4）灰锡中距离最近的两个Sn原子为晶胞中体对角线的14，故核间距为3故答案为：34（5）将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO，CO将SnO2还原为单质Sn，有关反应的化学方程式为2C+O2高温¯2CO、2CO+SnO2高温¯Sn+2CO故答案为：与焦炭在高温下反应生成CO。CO将SnO2还原为单质Sn。【点评】本题考查晶体结构，侧重考查学生晶胞计算的掌握情况，试题难度中等。6．（2024秋•西青区期末）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2，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为+4；基态硅原子核外电子的空间运动状态有8种。（2）CaC2俗称电石，该化合物中存在的化学键类型为ac（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，硅原子的杂化轨道类型为sp3杂化，所含元素电负性由大到小的顺序为C＞H＞Si（已知：SiH4中硅元素为+4价）。（4）锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是共价键。（5）结晶型PbS（摩尔质量为Mg/mol）可作为放射性探测器元件材料，其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为6。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为4MNA×(594×10-10【答案】（1）2；+4；8；（2）ac；（3）sp3杂化；C＞H＞Si；（4）共价键；（5）4M【分析】（1）ⅣA族元素原子的价层电子排布式为ns2np2，核外未成对电子数为2，元素呈现的最高化合价为+4；基态硅原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p2，核外电子的空间运动状态等于轨道数；（2）CaC2的电子式为，存在离子键和非极性共价键；（3）聚甲基硅烷中Si形成4个σ键，没有孤电子对，采取sp3杂化；SiH4中硅元素为+4价，聚甲基硅烷中涉及元素的电负性从大到小的顺序为C＞H＞Si；（4）锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是共价键；（5）由题给晶胞图可知，晶胞中距离黑球（白球）最近的白球（黑球）数目为6，则Pb的配位数为6；晶胞中含有Pb、S的个数均为4，晶胞的质量为4MNAg，晶胞的体积为：（594×10﹣10）3cm3，代入公式【解答】解：（1）ⅣA族元素原子的价层电子排布式为ns2np2，核外未成对电子数为2，元素呈现的最高化合价为+4；基态硅原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p2，核外电子的空间运动状态等于轨道数，基态硅原子核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+2＝8，故答案为：2；+4；8；（2）CaC2的电子式为，存在离子键和非极性共价键，不存在极性共价键和配位键，故ac正确；故答案为：ac；（3）聚甲基硅烷中Si形成4个σ键，没有孤电子对，采取sp3杂化；SiH4中硅元素为+4价，聚甲基硅烷中涉及元素的电负性从大到小的顺序为C＞H＞Si，故答案为：sp3杂化；C＞H＞Si；（4）锗单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的相互作用是共价键，故答案为：共价键；（5）由题给晶胞图可知，晶胞中距离黑球（白球）最近的白球（黑球）数目为6，则Pb的配位数为6；晶胞中含有Pb、S的个数均为4，晶胞的质量为4MNAg，晶胞的体积为：（594×10﹣10）3cm3，则晶体的密度为ρ=mV=故答案为：4M【点评】本题主要考查晶胞的计算，为高频考点，题目难度一般。7．（2025•抚顺开学）根据所学知识回答下列问题：（1）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以非极性（填“极性”或“非极性”）共价键相结合。（2）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的个数之比为3：1。②1号原子的分数坐标为（12，12，1）③该晶胞的俯视投影图为A（填标号）。（3）有一种氮化硼晶体的结构与金刚石相似，其晶胞结构如图所示。①氮化硼属于共价晶体（填“分子晶体”或“共价晶体”）。②设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为1032a3NA③1号原子和2号原子之间的距离为34apm【答案】（1）非极性；（2）①3：1②（12，12，③A；（3）①共价晶体；②10③34a【分析】（1）相同原子间形成的共价键属于非极性键；（2）①根据均摊法计算原子个数；②1号原子位于上底面的面心；③俯视投影时，顶点的原子位于正方形的顶点，上下底面面心的原子位于正方形中心，侧面面心的原子位于正方形的棱心；（3）①由晶胞结构图可知，N原子、B原子形成空间立体网状结构；②N原子位于顶点和面心，个数为8×18+6×12=4，4个B原子位于体内，晶胞质量为4×(11+14)NAg，晶胞体积为（a×10﹣10③由2号原子向下作垂线到侧面面心平面交点为3，则23的距离为14apm，3点到1点的距离为24apm，即可求得【解答】解：（1）Si晶体中存在Si—Si键，属于相同原子间形成的共价键，属于非极性键，故答案为：非极性；（2）①Ni位于顶点，个数为8×18=1，Cu位于面心，个数为6×12=3，Cu：故答案为：3：1②1号原子位于上底面的面心，根据坐标原点可知，其坐标为（12，12，故答案为：（12，12，③俯视投影时，顶点的原子位于正方形的顶点，上下底面面心的原子位于正方形中心，侧面面心的原子位于正方形的棱心，其投影图为，故答案为：A；（3）①由晶胞结构图可知，N原子、B原子形成空间立体网状结构，属于共价晶体，故答案为：共价晶体；②N原子位于顶点和面心，个数为8×18+6×12=4，4个B原子位于体内，晶胞质量为4×(11+14)NAg，晶胞体积为（a×10﹣10）3cm3，晶体密度ρ=mV=4×(11+14)故答案为：10③由2号原子向下作垂线到侧面面心平面交点为3，则23的距离为14apm，3点到1点的距离为24apm，则12号原子间的距离为故答案为：34a【点评】本题考查晶体结构与性质，侧重考查学生空间想象能力与计算能力，题目难度中等。8．（2025•济宁模拟）氮及其化合物具有较大应用价值，回答下列问题：（1）二甲胺（CH3）2NH常用作医药、农药等有机中间体的原料，其水溶液显碱性的原因（CH3）2NH+H2O⇌（CH3）2NH2++OH﹣（用离子方程式解释）；二甲胺可用于制备某储氢材料X，其结构如图，X所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C＞B；X的阳离子中C—N—C的键角＞二甲胺中C—N—C的键角（填“＞”、“＜”或“＝”）；1molX中含有配位键的数目为2NA（2）一种N8分子的结构为，已知该分子中N原子采用了4种不同的成键方式，则①号N原子的杂化方式为sp3，该分子也可以形成类似烯烃结构的顺反异构体，其顺式结构分子的结构式为。（3）某种由NH3作为配体形成的新型储氢材料的晶胞结构如图，其中NH3为正八面体的顶点，H为正四面体的顶点，若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，则Q的原子分数坐标为(14，34，34)；若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为N【答案】（1）（CH3）2NH+H2O⇌（CH3）2NH2++OH﹣；N＞O＞C＞B；＞；（2）sp3；；（3）(14，【分析】（1）二甲胺（CH3）2NH水溶液显碱性的原因是（CH3）2NH结合H2O电离的H+生成（CH3）2NH2+和OH﹣，其离子方程式为：（CH3）2NH+H2O⇌（CH3）2NH2++OH﹣；由结构图可知，X所含第二周期元素为：B、C、N、O，同一周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C＞B；二甲胺和X的阳离子中，氮原子均采用sp3杂化，二甲胺中氮原子上含有1对孤电子对，X的阳离子中氮原子上没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力较大，导致二甲胺中C—N—C的键角较小，则X的阳离子中C—N—C的键角＞二甲胺中C—N—C（2）中①号N原子形成2个σ键，同时含有2对孤电子对，其价层电子对数为4，则①号N原子的杂化方式为sp3，该分子中含有氮氮双键，也可以形成类似烯烃结构的顺反异构体，顺式结构中相同的原子或原子团位于双键的同一侧；（3）若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，根据晶胞结构可知Q的原子分数坐标为(14，34，34)；NH3为正八面体的顶点，H为正四面体的顶点，由晶胞结构可知，BH4的个数为8，Fe（NH3）6的个数为【解答】解：（1）二甲胺（CH3）2NH水溶液显碱性的原因是（CH3）2NH结合H2O电离的H+生成（CH3）2NH2+和OH﹣，其离子方程式为：（CH3）2NH+H2O⇌（CH3）2NH2++OH﹣；由结构图可知，X所含第二周期元素为：B、C、N、O，同一周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C＞B；二甲胺和X的阳离子中，氮原子均采用sp3杂化，二甲胺中氮原子上含有1对孤电子对，X的阳离子中氮原子上没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力较大，导致二甲胺中C—N—C的键角较小，则X的阳离子中C—N—C的键角＞二甲胺中C—N—C的键角；X的阳离子和阴离子中各含有1个配位键，则故答案为：（CH3）2NH+H2O⇌（CH3）2NH2++OH﹣；N＞O＞C＞B；＞；（2）中①号N原子形成2个σ键，同时含有2对孤电子对，其价层电子对数为4，则①号N原子的杂化方式为sp3，该分子中含有氮氮双键，也可以形成类似烯烃结构的顺反异构体，顺式结构中相同的原子或原子团位于双键的同一侧，则其顺式结构分子的结构式为：，故答案为：sp3；；（3）若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，根据晶胞结构可知Q的原子分数坐标为(14，34，34)；NH3为正八面体的顶点，H为正四面体的顶点，由晶胞结构可知，BH4的个数为8，Fe（NH3）6的个数为故答案为：(14，【点评】本题主要考查晶胞的计算，为高频考点，题目难度一般。9．（2025•潍坊一模）卤族元素的化合物在科研和生产中有着重要的作用。回答下列问题：（1）基态碘原子价电子排布式为5s25p5；碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大，原因是碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，相似相溶。（2）HI主要用于药物合成，通常用I2反应生成PI3，PI3再水解制备HI，PI3的空间结构是三角锥形，PI3水解生成HI的化学方程式是PI3+3H2O＝3HI+H3PO3。（3）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13；该晶型中氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为8②两种晶型的密度近似相等，则c＝2d3ab（以含a、b【答案】（1）5s25p5；碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，相似相溶；（2）三角锥形；PI3+3H2O＝3HI+H3PO3；（3）①13；8②2d【分析】（1）I元素位于第五周期第VIIA族，基态碘原子价电子排布式为5s25p5。碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大，是因为碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，所以根据相似相溶原理；（2）PI3的中心原子P的价层电子对数为3+5-1×32=4，有一对孤电子对，故其空间结构是三角锥形，PI3（3）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8×18=1，位于棱上的锂离子个数为12×14=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3-23②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2MabcN【解答】解：（1）I元素位于第五周期第VIIA族，基态碘原子价电子排布式为5s25p5。碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大，是因为碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，所以根据相似相溶原理，碘单质在CS2中的溶解度比在水中的溶解度大，故答案为：5s25p5；碘单质、CS2均为非极性分子，水为极性分子，相似相溶；（2）PI3的中心原子P的价层电子对数为3+5-1×32=4，有一对孤电子对，故其空间结构是三角锥形，PI3水解生成HI，化合价不变，则化学方程式是PI3+3H2O＝3HI+H3故答案为：三角锥形；PI3+3H2O＝3HI+H3PO3；（3）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8×18=1，位于棱上的锂离子个数为12×14=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3-23=13；晶胞中位于体心的氯离子与位于12条棱上的锂离子距离最近，但离子的缺位率故答案为：13；8②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2MabcNA，立方体形晶胞M故答案为：2d【点评】本题考查晶体结构，侧重考查学生晶胞计算的掌握情况，试题难度中等。10．（2025•河南模拟）锂离子电池是近年来的研究热点，应用的领域正在不断扩大，展示了广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益。（1）一种锂离子电池的电极材料LiFePO4可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺（）等作为原料制备。①原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+12表示，与之相反的用-12表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态铁原子，其价电子的自旋磁量子数的代数和为+2或﹣②在NH4H2PO4中除氢元素外，其余三种元素第一电离能最大的是N（填元素符号），电负性最强的元素为O（填元素符号）。③苯胺的熔点＞甲苯的熔点（填“＞”或“＜”），原因是苯胺分子间存在氢键，而甲苯分子间仅有较弱的范德华力。（2）某锂电池的负极材料是锂原子嵌入石墨烯层间，其晶胞结构（底边为平行四边形）如图1所示，该晶体的化学式为LiC6。（3）某富锂超离子导体的晶胞是如图2所示的立方体。在该晶体中O原子的配位数为6，晶体密度为72.5NA×a3×10【答案】（1）①+2或﹣2；②N；O；③＞；苯胺分子间存在氢键，而甲苯分子间仅有较弱的范德华力；（2）LiC6；（3）6；72.5N【分析】（1）①根据价层电子排布计算；②同主族元素第一电离能从上到下依次减小，故N＞P，第ⅤA族元素由于p轨道半满，第一电离能大于VIA族，故N＞O，所以第一电离能最大的是N，电负性由原子吸引电子的能力决定，周期表中越靠近右上角的元素电负性最强；③苯胺分子间存在氢键，而甲苯分子间仅有较弱的范德华力，氢键的强度远高于范德华力，破坏分子间作用需要更多能量，因此苯胺的熔点显著高于甲苯；（2）根据均摊法计算求解；（3）根据均摊法计算求解；【解答】解：（1）①铁的原子序数为26，其价层电子排布为：3d64S2，若“↑”为+12，此时价层电子自旋磁量子数的代数和为（+12）×6+（-12）×2＝+2；若“↑”为-12，此时价层电子自旋磁量子数的代数和为（-12）×6+（故答案为：+2或﹣2；②同主族元素第一电离能从上到下依次减小，故N＞P，第ⅤA族元素由于p轨道半满，第一电离能大于VIA族，故N＞O，所以第一电离能最大的是N，电负性由原子吸引电子的能力决定，周期表中越靠近右上角的元素电负性最强；故答案为：N；O；③苯胺分子间存在氢键，而甲苯分子间仅有较弱的范德华力，氢键的强度远高于范德华力，破坏分子间作用需要更多能量，因此苯胺的熔点显著高于甲苯；故答案为：＞；苯胺分子间存在氢键，而甲苯分子间仅有较弱的范德华力；（2）由图可知，Li原子位于顶点，个数为4×16+4×112=1，C原子位于面上和体内，个数为8×1故答案为：LiC6；（3）在该晶体中心O原子周围等距离且最近的Li原子有6个，故O原子的配位数为6；晶胞中Cl原子个数为4×14=1，O原子个数为2×12=1，Li原子个数为：8×14+1＝3故答案为：6；；72.5N【点评】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布与运动，电离能、晶胞结构与计算等，掌握均摊法进行晶胞有关计算。11．（2025•宝坻区校级一模）碘及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。人工合成的131I是医疗上常用的放射性同位素，回答下列问题：（1）将131I的基态原子最外层轨道表示补充完整。（2）碘单质在CS2中的溶解度比在水中的大，解释原因碘单质