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12×+2×+3=6个，所以该结构的质量为6×65/NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a
cm，底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×
2
cm，高为c cm，所以体积为6×
cm。所以密度为：
3
g·cm-3。
点睛：本题是比较常规的结构综合习题，考查的知识点也是多数习题考查的重点知识。需要指出的是最后
一步的计算，可以选择其中的晶胞，即一个平行六面体作为计算的单元，直接重复课上讲解的密度计算过程即可。本题的解析中选择了比较特殊的解题方法，选择六棱柱作为计算单元，注意六棱柱并不是该晶体的晶胞（晶胞一定是平行六面体），但是作为一个计算密度的单元还是可以的。 4．【2018江苏卷】臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为+
和，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 （1）+
中心原子轨道的杂化类型为___________；的空间构型为_____________（用文字描述）。
（2）Fe2基态核外电子排布式为__________________。
（3）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________（填化学式）。 （4）N2分子中σ键与π键的数目比n（σ）∶n（π）=__________________。
（5）[Fe(H2O)6]2与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2中，NO以N原子与Fe2形成配位键。请在
+
+
+
[Fe(NO)(H2O)5]2结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
+
【答案】[物质结构与性质]
（1）sp3平面（正）三角形
（2）[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
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（3）NO2? （4）1∶2
（5）
--
【解析】分析：（1）用价层电子对互斥理论分析SO42中S的杂化方式和NO3的空间构型。
（2）Fe原子核外有26个电子，根据构造原理写出基态Fe的核外电子排布式，进一步写出Fe2的核外
+
电子排布式。
（3）用替代法写出O3的等电子体。 （4）N2的结构式为NN，三键中含1个σ键和2个π键。
（5）根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配
位原子。
（5）根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配
位原子，答案为：
+
。
--
点睛：本题以“臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42和NO3，NOx
也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材，考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、
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离子空间构型的判断、等电子体的书写、σ键和π键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对。
2018届高考模拟试题
5．【2018届黄冈中学二模】石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨
烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。
(1)图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为__________。
(2)图乙中，1号C的杂化方式是__________，该C与相邻C形成的键角__________(填“>”、“<”
或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
(3)我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者
更为稳定，其原因是____________________。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原
子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为____________，该材料的化学式为_______________。
(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，
金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________。
(6)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。
CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是___________________________；
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔
直径为0.586 nm，结合图表从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是：______________________________。
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参数分子 CH4 CO2 分子直径/nm 0.436 0.512 分子与H2O-的结合能E/(kJ·mol1) 16.40 29.91 【答案】 3 sp3 < 氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定 12 M3C60
×100% (或34%) 氢键、范
德华力 CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且CO2与水的结合能大于CH4与水的结合能 【解析】分析：本题对物质结构知识的综合考察。主要涉及到分子中σ键数目的计算、氢键、分子间作用
力等基础知识；根据中心原子价层电子对数就可以判定中心碳原子杂化方式，对于金刚石晶胞，体对角线与碳原子半径之间的关系为r= ，就能够解答出金刚石晶胞中碳原子的空间占有率。
(4) 该晶胞中M的原子个数为12×1/4+9=12；该晶胞中C60的个数为8×1/8+6×1/2=4，所以该材料
的化学式为M3C60；正确答案：12；M3C60。
(5)金刚石晶胞中含有碳原子数为8×1/8+6×1/2+4=8，金刚石不是紧密堆积结构，设体心有一个球，
半径为r cm，沿体对角线方向有5个球，体对角线距离为8r=a×√3, r= 子)= = ×8=32πr3/3，晶胞的体积 V(晶胞)= a3=（×100%；正确答案：，原子的体积V(原
）3，空间占有率= V(原子)/ V(晶胞)=
×100% (或34%)。
(6)①CH4与形成的水合物俗称“可燃冰”，分子晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键；正
确答案：氢键、范德华力。
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6．【2018届青州市三模】钛由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、
低密度，被美誉为“未来钢铁”、“战略金属”。
(1)基态钛原子核外共有_____种运动状态不相同的电子，价电子排布式____________________；与钛
同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有__种。
(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是___________________。 (3) TiCl4是氧化法制取钛的中间产物。TiCl4分子结构与CCl4相同，在常温下都是液体。TiCl4分子的
空间构型是_______________，Ti原子采取____杂化方式；TiCl4稳定性比CCl4差，极易水解，试从结构分析其原因：_______________________________。
(4)钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料，这种奇特的晶体结构让它具备了很
多独特的理化性质，比如吸光性、电催化性等。CaTiO3晶体结构如图所示。其中，A代表__________(写离子符号)，它的配位数是___________。
【答案】 22 3d24s2 3 钛原子的价电子数比Al多，金属键更强 正四面体 sp3 钛原子半径比碳大，
Ti-Cl键比C-Cl键的键长大、键能低，易断裂 Ca2 12
+
【解析】分析：（1）Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子；原子核外
有几个电子其电子就有几种运动状态；Ti位于第四周期，与钛同周期的所有元素的基态原子中，Ti原子未成对电子数是2，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se；
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