高考化学真题(2022)及模拟题专题解析—物质结构与性质综合题

高考化学真题（2022）及模拟题专题解析—物质结构与性质综合题
2022年高考真题汇总及解析
1．（2022·全国甲卷）2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。

回答下列问题：
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______。

(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。

第一电离能的变化图是_______(填标号)，判断的根据是_______；第三电离能的变化图是_______(填标号)。

(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构_______。

(4) CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为_______和_______；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因_______。

(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是_______；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为_______pm。

【答案】(1)
(2) 图a 同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N 元素的第一电离能较C、O两种元素高图b
(3)
(4) sp 2 sp 3 C-F 键的键能大于聚乙烯中C-H 的键能，键能越大，化学性质越稳定
(5) Ca 2+ 34 a pm 【解析】根据基态原子的电子表示式书写价电子排布式；根据电离能的排布规律分析电离能趋势和原因；根据氢键的表示方法书写(HF)3的结构；根据键能影响物质稳定性的规律分析两种物质的稳定性差异；根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数，判断粒子种类。

(1)F 为第9号元素其电子排布为1s 22s 22p 5，则其价电子排布图为，故答案为。

(2)C 、N 、O 、F 四种元素在同一周期，同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N 元素的2p 能级为半充满状态，因此N 元素的第一电离能较C 、O 两种元素高，因此C 、N 、O 、F 四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F ，满足这一规律的图像为图a ，气态基态正2价阳离子失去1个电子生成气态基态正3价阳离子所需要的的能量为该原子的第三电离能，同一周期原子的第三电离能的总体趋势也依次升高，但由于C 原子在失去2个电子之后的2s 能级为全充满状态，因此其再失去一个电子需要的能量稍高，则满足这一规律的图像为图b ，故答案为：图a 、同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N 元素的2p 能级为半充满状态，因此N 元素的第一电离能较C 、O 两种元素高、图b 。

(3)固体HF 中存在氢键，则(HF)3的链状结构为。

(4)CF 2=CF 2中C 原子存在3对共用电子对，其C 原子的杂化方式为sp 2杂化，但其共聚物ETFE 中C 原子存在4对共用电子对，其C 原子为sp 3杂化；由于F 元素的电负性较大，因此在与C 原子的结合过程中形成的C-F 键的键能大于聚乙烯中C-H 的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，故答案为：sp 2、sp 3、C-F 键的键能大于聚乙烯中C-H 的键能，键能越大，化学性质越稳定。

(5)根据萤石晶胞结构，浅色X 离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中浅色X 离子共有8×18
+6×12=4个，深色Y 离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个深色Y 离子，因此该晶胞的化学式应为XY 2，结合萤石的化学式可知，X 为Ca 2+；根据晶胞，将晶胞分成8个相等的小正方体，仔细观察CaF 2的晶胞结构
不难发现F -位于晶胞中8个小立方体的体心，小立方体边长为1a 23，Ca 2+与F -之间距离就
是小晶胞体对角线的一半，因此晶体中正负的核间距的最小的距离为34 a pm ，故答案为：Ca 2+、34 a pm 。

2．（2022·全国乙卷）卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。

回答下列问题：
(1)氟原子激发态的电子排布式有_______，其中能量较高的是_______。

(填标号)
a.22411s 2s 2p 3s
b.22421s 2s 2p 3d
c.21s 1s 2s 2p
d.22321s 2s 2p 3p
(2)①一氯乙烯()23C H Cl 分子中，C 的一个_______杂化轨道与Cl 的x 3p 轨道形成C-Cl _______键，并且Cl
的x 3p 轨道与C 的x 2p 轨道形成3中心4电子的大π键()
43∏。

②一氯乙烷()25C H Cl 、一氯乙烯()23C H Cl 、一氯乙炔()2C HCl 分子中，C-Cl 键长的顺序是_______，理由：(ⅰ)C 的杂化轨道中s 成分越多，形成的C-Cl 键越强：(ⅱ)_______。

(3)卤化物2CsICl 受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X 和红棕色液体Y 。

X 为_______。

解释X 的熔点比Y 高的原因_______。

(4)α-AgI 晶体中-I 离子作体心立方堆积(如图所示)，+Ag 主要分布在由-I 构成的四面体、八面体等空隙中。

在电场作用下，+Ag 不需要克服太大的阻力即可发生迁移。

因此，α-AgI 晶体在电池中可作为_______。

已知阿伏加德罗常数为A N ，则α-AgI 晶体的摩尔体积m V =_______3-1m mol ⋅(列出算式)。

【答案】(1) ad d
(2) sp 2 σ 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl 参与形成的大π键越多，形成的C-Cl 键的键长越短
(3) CsCl CsCl 为离子晶体，ICl 为分子晶体
(4) 电解质 -123
A N (50410)2
⨯⨯ 【解析】(1)F 的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s 22s 22p 5，
a ．1s 22s 22p 43s 1，基态氟原子2p 能级上的1个电子跃迁到3s 能级上，属于氟原子的激发态，a 正确；
b ．1s 22s 22p 43d 2，核外共10个电子，不是氟原子，b 错误；
c ．1s 22s 12p 5，核外共8个电子，不是氟原子，c 错误；
d ．1s 22s 22p 33p 2，基态氟原子2p 能级上的2个电子跃迁到3p 能级上，属于氟原子的激发态，d 正确； 答案选ad ；
而同一原子3p 能级的能量比3s 能级的能量高，因此能量最高的是1s 22s 22p 33p 2，答案选d 。

(2)①一氯乙烯的结构式为，碳为双键碳，采取sp 2杂化，因此C 的一个sp 2杂化轨道与Cl 的3p x 轨道形成C-Clσ键。

②C 的杂化轨道中s 成分越多，形成的C-Cl 键越强，C-Cl 键的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp 3杂化，一氯乙烯中碳采取sp 2杂化，一氯乙炔中碳采取sp 杂化，sp 杂化时p 成分少，sp 3杂化时p 成分多，因此三种物质中C-Cl 键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，同时Cl 参与形成的大π键越多，形成的C-Cl 键的键长越短，一氯乙烯中Cl 的3p x 轨道与C 的2p x 轨道形成3中心4电子的大π键(4
3Π )，一氯乙炔中
Cl 的3p x 轨道与C 的2p x 轨道形成2套3中心4电子的大π键(43Π )，因此三种物质中C-Cl 键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。

(3)CsICl 2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl ，红棕色液体为ICl ，而CsCl 为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl 为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl 的熔点比ICl 高。

(4)由题意可知，在电场作用下，Ag +不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI 晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为8⨯
18+1=2个，依据化学式AgI 可知，银离子个数也为2个，晶胞的物质的量n=A N N mol=A
2N mol ，晶胞体积V=a 3pm 3=(504⨯10-12)3m 3，则α-AgI 晶体的摩尔体积V m =V n =-1233
A
(50410)m 2mol N ⨯=-123A N (50410)2⨯⨯m 3/mol 。

4．（2022·广东卷）硒(Se )是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。

自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE )效应以来，AIE 在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。

一种含Se 的新型AIE 分子IV 的合成路线如下：
(1)Se 与S 同族，基态硒原子价电子排布式为_______。

(2)2H Se 的沸点低于2H O ，其原因是_______。

(3)关于I~III 三种反应物，下列说法正确的有_______。

A ．I 中仅有σ键
B ．I 中的Se-Se 键为非极性共价键
C ．II 易溶于水
D ．II 中原子的杂化轨道类型只有sp 与2sp
E ．I~III 含有的元素中，O 电负性最大
(4)IV 中具有孤对电子的原子有_______。

(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为24H SeO _______23H SeO (填“>”或“<”)。

研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠
(24Na SeO )可减轻重金属铊引起的中毒。

2
4SeO -的立体构型为_______。

(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。

化合物X 是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x 、y 、z 轴方向的投影均为图2。

①X 的化学式为_______。

②设X 的最简式的式量为r M ，晶体密度为3g cm ρ-⋅，则X 中相邻K 之间的最短距离为_______nm (列出计算式，A N 为阿伏加德罗常数的值)。

【答案】(1)4s 24p 4
(2)两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高
(3)BDE
(4)O 、Se
(5)＞ 正四面体形
(6) K 2SeBr 6 73A 4M 1102ρ
r N ⨯⨯ 【解析】(1)基态硫原子价电子排布式为3s 23p 4，Se 与S 同族，Se 为第四周期元素，因此基态硒原子价电子排布式为4s 24p 4。

(2)2H Se 的沸点低于2H O ，其原因是两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高。

(3)A ．I 中有σ键，还有大π键，故A 错误；B ．Se−Se 是同种元素，因此I 中的Se Se -键为非极性共价键，故B 正确；C ．烃都是难溶于水，因此II 难溶于水，故B 错误；D ．II 中苯环上的碳原子和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp 2，碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp ，故D 正确；E ．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此I~III 含有的元素中，O 电负性最大，故E 正确；综上所述，答案为：BDE 。

(4)根据题中信息IV 中O 、Se 都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子。

(5)根据非羟基氧越多，酸性越强，因此硒的两种含氧酸的酸性强弱为24H SeO ＞23H SeO 。

2
4SeO -中Se 价层
电子对数为14(6224)42
++-⨯=，其立体构型为正四面体形。

(6)①根据晶胞结构得到K 有8个，有1186482
⨯+⨯=，则X 的化学式为K 2SeBr 6。

②设X 的最简式的式量为r M ，晶体密度为3g cm ρ-⋅，设晶胞参数为anm ，得到
1
13A 73
M g mol 4mol m ρ===ρg cm V (a 10)r N ----⋅⨯⋅⨯，解得73A 4M a 10nm ρr N =，X 中相邻K 之间的最短距离为晶胞参数的一半即73A 4M 110nm 2ρ
r N 。

4．（2022·湖南卷）铁和硒(Se )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：
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：
①基态Se 原子的核外电子排布式为[]Ar _______；
②该新药分子中有_______种不同化学环境的C 原子；
③比较键角大小：气态3SeO 分子_______23SeO -
离子(填“>”“<”或“=”)，原因是_______。

(2)富马酸亚铁()424FeC H O 是一种补铁剂。

富马酸分子的结构模型如图所示：
①富马酸分子中σ键与π键的数目比为_______；
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_______。

(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2H ，将3-N 转化为2NH -
，
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2NH -
互为等电子体的一种分子为_______(填化学式)。

(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz 、yz 和xy 平面投影分别如图所示：
①该超导材料的最简化学式为_______；
②Fe 原子的配位数为_______；
③该晶胞参数a=b=0.4nm 、c=1.4nm 。

阿伏加德罗常数的值为A N ，则该晶体的密度为_______1g cm -⋅(列出计算式)。

【答案】(1) [Ar] 3d 104s 24p 4 6 ＞ SeO 3的空间构型为平面三角形，SeO 2-3的空间构型为三角锥形
(2) 11:3 O ＞C ＞H ＞Fe
(3) sp 3杂化 H 2O
(4) KFe 2Se 2 4 —21
A 2(39+562+792)N abc 10⨯⨯⨯⨯ 【解析】(1)①硒元素的原子序数为34，基态原子的电子排布式为[Ar] 3d 104s 24p 4；
②由结构简式可知，乙烷硒啉的分子结构对称，分子中含有6种化学环境不同的碳原子；
③三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°；
(2)①由球棍模型可知，富马酸的结构式为HOOCCH=CHCOOH ，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11：3；
②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢碳氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O ＞C ＞H ＞Fe ；
(3)①由结构简式可知，产物中氮原子的价层电子对数为4，原子的杂化方式为sp 3杂化，故答案为：sp 3杂化；
②水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体；
(4)①由平面投影图可知，晶胞中位于顶点和体心的钾原子个数为8×18
+1=2，均位于棱上和面上的铁原子和硒原子的个数为12×14+2×12=4，则超导材料最简化学式为KFe 2Se 2； ②由平面投影图可知，位于棱上的铁原子与位于面上的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4；
③设晶体的密度为dg/cm 3，由晶胞的质量公式可得：A 2(39+562+792)N ⨯⨯⨯=abc×10—21×d ，解得d=
—21
A 2(39+562+792)N abc 10⨯⨯⨯⨯。

2022年高考模拟题汇总及解析
1．（2022·陕西西安·二模）硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。

(1)基态硒原子的价层电子排布式为_______。

(2)H 2SeO 3的中心原子杂化类型是：_______， 2-3SeO 的立体构型是_______。

与2-3SeO 互为等电子体的分子
有_______(写一种物质的化学式即可)。

(3)H 2Se 属于_______(填“极性”或“非极性”)分子；比较H 2Se 与H 2O 沸点高低，并说明原因：_______。

(4)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为_______；若
该晶胞密度为ρg·cm -3，硒化锌的摩尔质量为Mg·
mol -1，N A 代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a 为_______。

【答案】(1)4s 24p 4
(2) sp 3 三角锥形 PCl 3
(3) 极性 H 2Se 比H 2O 沸点低；因为H 2O 中存在分子间氢键，沸点较高，不H 2Se 存在氢键
(4) 4 3A 4M ·ρ
N ×1010 【解析】(1)硒为34号元素，基态Se 原子核外电子排布式为[Ar]3d 104s 24p 4，价层电子排布式为4s 24p 4，故答案为：4s 24p 4；
(2)H 2SeO 3的中心原子的价层电子对数为1
3+[6-2-2?(2-1)]2
=4，所以Se 杂化方式为sp 3杂化，2-3SeO 的中心原子Se 的价层电子对数为1
3+6+2-3?2)2
(=4，离子中有一对孤电子对，所以2-3SeO 的立体构型是三角锥形，等电子体是指价电子总数和原子总数都相等的微粒，与2-
3SeO 互为等电体的分子有PCl 3，故答案为：sp 3； 三角锥形；PCl 3；
(3)H 2Se 分子中有孤电子对，立体构型为V 形，正、负电荷中心不重合，所以H 2Se 属于极性分子； H 2Se 比H 2O 沸点低；因为H 2O 中存在分子间氢键，沸点较高， H 2Se 不存在氢键；
(4)根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒
原子的配位数为4；该晶胞中含有硒原子数为8×18+6×12=4，含有锌原子数为4，根据ρ＝m V =A 4M N V
，所以V =A 4M ρN ，则晶胞参数a 为3A 4M ·ρN cm=3A 4M ·ρN ×1010pm ，故答案为：4；3A 4M ·ρ
N ×1010。

2．（2022·陕西汉中·二模）主族元素N 、F 、Si 、As 、Se 、Cl 等的某些化合物对工农业生产意义重大，回答下列问题：
(1)Si 3N 4陶瓷是世界上最坚硬的物质之一，具有高强度、低密度、耐高温等性质，其属于_______晶体；SiCl 4中Si 采取的杂化类型为_______。

(2)O 、F 、Cl 电负性由大到小的顺序为_______；OF 2分子的空间构型为_______；OF 2的熔、沸点低于Cl 2O ，原因是_______。

(3)Se 元素基态原子的原子核外电子排布式为_______；As 的第一电离能比Se 的第一电离能大的原因为_______。

(4)XeF 2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，该晶胞中有_______个XeF 2分子。

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 点原子的分数坐标为(12，12，1
2)。

已知Xe-F 键长为rpm ，则B 点原子的分数坐标为_______；晶胞中A 、B 间距离d=_______pm 。

【答案】(1) 原子 sp 3
(2) F ＞O ＞Cl V 形 OF 2和Cl 2O 是结构相似的分子晶体，Cl 2O 的相对分子量大于OF 2，分子间作用力大于OF 2
(3) [Ar]3d 104s 24p 4 As 原子的4p 轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素
(4) 2 (0，0，r c ) 22a +(-r) 22
c 【解析】(1)由物理性质可知，四氮化三硅为熔沸点高、硬度大的原子晶体；四氯化硅中硅原子的价层电子
对数为4，硅原子的杂化方式为sp 3杂化，故答案为：原子；sp 3；
(2)元素的非金属性越强，电负性越大，氟、氧、氯三种元素的非金属性强弱顺序为F ＞O ＞Cl ，则电负性的大小顺序为F ＞O ＞Cl ；OF 2分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，则分子的空间构型为V 形；结构相似的分子晶体，相对分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，OF 2和Cl 2O 是结构相似的分子晶体，Cl 2O 的相对分子量大于OF 2，分子间作用力大于OF 2，所以OF 2的熔、沸点低于Cl 2O ，故答案为：F ＞O ＞Cl ；V 形；OF 2和Cl 2O 是结构相似的分子晶体，Cl 2O 的相对分子量大于OF 2，分子间作用力大于OF 2；
(3)硒元素的原子序数为34，位于元素周期表第四周期ⅥA 族，基态原子的原子核外电子排布式为
[Ar]3d 104s 24p 4；砷原子的4p 轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，所以砷的第一电离能比硒的第一电离能大，故答案为：[Ar]3d 104s 24p 4；As 原子的4p 轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素；
(4)由晶胞结构可知，晶胞中原子半径大的氙原子位于顶点和体心，原子个数为8×18+1=2，原子半径小的氟原子位于棱上和体内，原子个数为原子半径小的氟原子位于棱上和体内，原子个数为8×14
+2=4，所以晶胞中有2个XeF 2分子；由晶胞中体心A 点原子的分数坐标为(12，12，1
2)可知，晶胞的边长为1，则位于棱的r c 处B 点原子的分数坐标为(0，0，r c )；由晶胞结构可得如下示意图： ，图中y 为面
对角线的12，则y 2a ，x 为(c 2—r)，则A 、B 间距离d 22a +(-r)22c ，故答案为：2；(0，0，r c )；22a +(-r)22
c 。

3．（2022·陕西榆林·三模）我国科学家制备的23NiO/Al O /Pt 催化剂能实现氨硼烷(H 3NBH 3)高效制备氢气的目
的，制氢原理：()3334324H NBH 4CH OH NH B OCH 3H 催化剂
−−−→++↑ 请回答下列问题：
(1)基态Al 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_______。

(2)已知几种元素的电负性如下表所示。

元素
H B C N O 电负性 2.1 2.0 2.5 3.0 3.5
①上述制氢反应中，有_______种元素的原子采取3sp 杂化。

②3NH 中键角∠HNH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)33H NBH 中键角∠HNH 。

③B 、C 、N 、O 的电负性依次增大，其主要原因是_______。

④在氨硼烷中，H —B 键中H 带部分_______(填“正”或“负”)电荷。

(3)某有机硼化合物的结构简式如图1所示，1mol 该有机物中含_______mol σ键。

组成该有机物的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为_______(填元素符号)。

(4)化硼是一种新型无机非金属材料，晶胞结构如图2所示。

以晶胞参数为单位长度建立坐标系，表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。

a 点磷原子的坐标为(0，0，0)，b 点磷原子的坐标为(1，1，0)，则c 点硼原子的坐标为_______。

(5)四氢铝钠(NaAlH 4)是有机合成中重要的还原剂，晶胞结构如图3所示。

①4AlH -的空间构型为_______，4AlH -
的配位数为_______。

②已知N A 为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为_______(用含a 、N A 的代数式表示)-3g cm ⋅。

【答案】(1)6∶7
(2) 4 小于 原子半径依次减小，得电子能力依次增强 负
(3) 42 N>O>C>B (4)(14，34，34
) (5) 正四面体形 8 21
3
A 10810N a ⨯⨯ 【解析】(1)铝元素的原子序数为13，基态原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 1，则原子中球形的s 能级与哑铃形的p 能级上电子数之比为6∶7，故答案为：6∶7；
(2)①由方程式可知，制氢反应的化合物中硼、碳、氮、氧四种原子的价层电子对数都为4，杂化方式均为sp 3杂化，故答案为：4；
②氨分子中氮原子含有1对孤对电子，33H NBH 中氨分子的孤对电子与硼原子形成配位键，孤电子对对成键电子对的排斥力大，所以氨分子中键角∠HNH 小于33H NBH 中键角∠HNH ，故答案为：小于；
③同周期元素，从左到右原子半径依次减小，得电子能力依次增强，元素的非金属性依次增强，元素的电负性依次增大，则硼、碳、氮、氧四种元素的电负性依次增大，故答案为：原子半径依次减小，得电子能力依次增强；
④由电负性的大小可知，氢元素的电负性大于硼元素，则在氨硼烷中，H —B 键中共用电子对偏向氢原子，氢原子带部分负电荷，故答案为：负；
(3)有机物分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，由有机硼化合物的结构简式可知，1mol 有机物中含有42molσ键；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p 轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则硼、碳、氮、氧四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>B ，故答案为：42；N>O>C>B ；
(4)由位于顶点a 点磷原子的坐标为(0，0，0)、顶点b 点磷原子的坐标为(1，1，0)可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线14
处的c 点硼原子的坐标为(14，34，34)，故答案为：(14，34，34)； (5)①四氢合铝酸根离子中铝原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，则离子的空间构型为正四面体形；由晶胞结构可知，位于体心的四氢合铝酸根离子与位于棱上和面心的钠离子距离最近，则四氢合铝酸根离子的配位数为8，故答案为：正四面体形,8；
②由晶胞结构可知，位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8×18+4×12=4，位于棱上、面上的钠离子个数为4×14+6×12=4，设晶体的密度为dg/cm 3，由晶胞的质量公式可得：A 454N ⨯=(a×10—7)2×2a×10—7×d ，解得d=213A 10810N a ⨯⨯，故答案为：213
A 10810N a ⨯⨯。

4．（2022·山西太原·二模）我国科学家研究了具有高稳定性的二维硼烯氧化物(B m O n )的超导电性。

回答下列问题：
(1)第一电离能介于B 、N 之间的第二周期元素为_______(填元素符号)。

(2)①已知二维硼烯氧化物的部分结构如图所示，则该氧化物的化学式为_____，其中硼原子的杂化轨道类型为_____。

②键长和键角的数值可通过晶体的X 射线衍射实验获得。

经过该实验测定，二维硼烯氧化物中B-B 键的键长大于B-O 键的键长，其原因是_______。

(3)硼烷又称硼氢化合物，随着硼原子数的增加，硼烷由气态经液态至固态，其原因_______。

(4)LiBH 4 -LiI 复合材料在低温下表现出较高的离子电导率。

BH 4-
离子中H 的化合价为-1，其原因可能是
_______，BH 4-
可以被PS 34-离子部分取代，PS 34-离子的空间结构为_______。

(5)Fe 3O 4是电子导体，其导电率显著高于Fe 2O 3，这归因于Fe 2+和Fe 3+中心之间的电子交换。

如图甲所示， Fe 3O 4晶体中，O 2-围成正四面体空隙(如：1、3、6、7围成)和正八面体空隙(如：3、6、7、8、9、12围成)，Fe 3O 4中有一半的Fe 3+填充在正四面体空隙中， Fe 2+和另一半 Fe 3+填充在正八面体空隙中。

则没有填充阳离子的正四面体空隙数与没有填充阳离子的正八面体空隙数之比为_______。

FeO 、Fe 2O 3都具有与Fe 3O 4相似的立方堆积结构，氧化亚铁晶体的晶胞如图乙所示，已知：氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm -3，N A 代表阿伏加德罗常数的值。

在该晶体中，与Fe 2+紧邻且等距离的Fe 2+数目为_______ ；Fe 2+与O 2-的最短核间距为_______cm(列出计算式)。

【答案】(1)Be 、C 、O
(2) B 2O sp 2 O 的原子半径小于B 的原子半径，二维硼烯氧化物中B-B 键的键长大于B-O 键的键长
(3)随着B 原子数增多，硼烷相对分子质量增大，范德华力增强，沸点升高
(4) 电负性H>B 正四面体
(5) 7：2
12 【解析】
(1)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，Be 元素原子2s 轨道为全充满稳定状态，N 元素原子2p 轨道为半充满稳定状态，其第一电离能均高于同周期相邻元素的，故第一电离能：N O C Be B >>>>，故答案为：Be C O 、、；
(2)①在每个环中，有氧原子个数2×12=1，B 原子数6×13
=2，该氧化物的化学式为B 2O ；1个硼原子周围连接三个σ键，没有孤对电子，杂化轨道类型为sp 2杂化；
②一般来说，原子半径越大，键长越长；O 的原子半径小于B 的原子半径，二维硼烯氧化物中B-B 键的键长大于B-O 键的键长；
(3)硼烷属于分子晶体，随着B 原子数增多，硼烷相对分子质量增大，范德华力增强，沸点升高；
(4)①由于电负性H>B ，4BH -中B 显正价，故H 的化合价为-1价，故答案为：电负性H>B ；
3
4PS -②中P 原子价层电子数5324442
+-⨯=+=，所以为3sp 杂化，且不含孤电子对，是正四面体构型； (5)34Fe O ①中()3n Fe +：()2n Fe +：()2n O 2-=：1：4，晶胞含有8个正四面体空隙，即有2个3Fe +和1个2Fe +，
1个三价铁离子放入正四面体空隙；晶胞中由3、6、7、9、8、12处的原子形成一个正八面体空隙，剩余
的空间以每条棱分析：如4、7、9、13或1、3、4、7等处的原子形成的四面体空隙为正八面体空隙的14
，共12条棱，则正八面体空隙有111244
+⨯=个，其中已经有一个放3Fe +，另外一个2Fe +占据一个正八面体空隙，所以有2个正八面体空隙没有被填充，故答案为：7：2；
②晶胞中2O -占据顶点和面心，所以有1186482
⨯+⨯=个，2Fe +有12个在棱上，1个在晶胞内，所以2Fe +有1121144
⨯+⨯=个，与2Fe +紧邻且等距离的2Fe +数目为12，得到1个晶胞有4个FeO ，1个晶胞的质量为A A 472288g g N N ⨯=，3A 288ρ=N a ，2Fe +与2O -的最短核间距为d 2a =
==12
5．（2022·山西临汾·三模）总订单数已经超过1000架的国产大飞机C919预定在今年交付，其制造使用了较
多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等)，多项技术打破了外国垄断。

(1)原子的能量由核电荷数、电子数、_______三个因素共同决定；基态B原子的核外电子填充在_______个轨道中。

(2)耐高温材料立方BN制备流程中用到NH3、BCl3和触媒剂Ca3B2N4。

①Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为_______。

②BCl3中B原子的_______轨道与Cl原子的_______轨道形成σ键；形成BCl3过程中基态B原子价电子层电子先激发，再杂化，激发后B原子的价电子排布图为_______。

③BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3，原因是_______。

(3)硼砂是非常重要的含硼矿物。

一种硼砂阴离子的结构如图1所示，则1mol该阴离子存在的配位键物质的量为_______，n=_______。

(4)制造硼合金的原料硼化钙(CaB6)晶胞结构如图2所示，硼原子全部组成B6正八面体，各个顶点通过B-B 键互相连接成三维骨架。

已知该晶体晶胞参数为apm，B6八面体中B-B键的键长为dpm，M点原子的坐标
参数为(1
2，1
2
，1
2
)，则N点原子的坐标参数为(___，1，0)。

_______
【答案】(1) 电子(运动)状态 3
(2) N>B>Ca sp2杂化3p BCl3和四氯化碳均为非极性分子，而氨气属于极性分子，相似相溶
(3) 2mol 2。