2023年高考化学真题题源解密（新高考专用）专题12 物质结构与性质（选择题）（解析版）

专题十二物质结构与性质目录：2023年真题展现考向一分子的极性和共价键的极性考向二杂化类型和空间构型考向三电负性和电离能考向四晶胞及其计算考向五晶胞类型判断真题考查解读近年真题对比考向一电离能、电负性的应用考向二杂化轨道及空间构型考向三共价键的极性与分子极性的判断考向四晶体类型判断考向五晶胞粒子数与晶体化学式判断命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一分子的极性和共价键的极性1.（2023·山东卷第3题）下列分子属于极性分子的是（）A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4【答案】B【解析】CS2中C上的孤电子对数为EQ\f(1,2)×(4-2×2)=0，σ键电子对数为2，价层电子对数为2，CS2的空间构型为直线形，分子中正负电中心重合，CS2属于非极性分子，A项不符合题意；NF3中N上的孤电子对数为EQ\f(1,2)×(5-3×1)=1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，NF3的空间构型为三角锥形，分子中正负电中心不重合，NF3属于极性分子，B项符合题意；SO3中S上的孤电子对数为EQ\f(1,2)×(6-3×2)=0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3，SO3的空间构型为平面正三角形，分子中正负电中心重合，SO3属于非极性分子，C项不符合题意；SiF4中Si上的孤电子对数为EQ\f(1,2)×(4-4×1)=0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，SiF4的空间构型为正四面体形，分子中正负电中心重合，SiF4属于非极性分子，D项不符合题意。2.（2023·浙江选考第12题）共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：，下列说法不正确的是（）A.Al2Cl6的结构式为B.Al2Cl6为非极性分子C.该反应中NH3的配位能力大于氯D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应【答案】D【解析】由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，故A正确；由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子，故B正确；由反应方程式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键，配位能力大于氯原子，故C正确；溴元素的电负性小于氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝溴键弱于铝氯键，所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂，比双聚氯化铝更易与氨气反应，故D错误。3.（2023·浙江选考第10题）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是（）A.电负性：Z>XB.最高正价：Z<MC.Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y【答案】B【解析】Y的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C，X的2s轨道全充满，原子序数X<Y，则X为Be或B，M是地壳中含量最多的元素，M为O，原子序数Y<Z<M，则Z为N，Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na，据此分析。同一周期元素从左至右，电负性逐渐增大，Z>X，A正确；N最高正价为+5价，O无最高正价，最高正价N大于O，B错误；Na和O形成的过氧化钠中含有非极性共价键，C正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性N大于C，硝酸酸性强于碳酸，D正确。4.（2023·新课标卷第12题）“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心，可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)，其反应历程如下所示。下列说法错误的是（）A.NH2OH、NH3、H2O均为极性分子B.反应涉及N－H、N－O键断裂和N－H键生成C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+，后又被还原为Fe2+D.将NH2OH替换为ND2OD，反应可得ND2ND2【答案】D【解析】NH2OH、NH3、H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；由反应历程可知，有N－H、N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确；由反应历程可知，反应过程中，Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+，后面又得到电子生成Fe2+，C正确；由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误。考向二杂化类型和空间构型5.（2023·辽宁卷第6题）在光照下，螺呲喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺呲喃说法正确的是（）A.均有手性 B.互为同分异构体C.N原子杂化方式相同 D.闭环螺吡喃亲水性更好【答案】B【解析】手性是碳原子上连有四个不同的原子或原子团，因此闭环螺吡喃含有手性碳原子如图所示，，开环螺吡喃不含手性碳原子，故A错误；根据它们的结构简式，分子式均为C19H19NO，它们结构不同，因此互为同分异构体，故B正确；闭环螺吡喃中N原子杂化方式为sp3，开环螺吡喃中N原子杂化方式为sp2，故C错误；开环螺吡喃中氧原子显负价，电子云密度大，容易与水分子形成分子间氢键，水溶性增大，因此开环螺吡喃亲水性更好，故D错误。6.（2023·湖北卷第9题）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是（）A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B.SO32-和CO32-的空间构型均为平面三角形C.CF4和SF4均为非极性分子D.XeF2和XeO2的键角相等【答案】A【解析】甲烷分子的中心原子的价层电子对为4，水分子的中心原子价层电子对也为4，所以他们的VSEPR模型都是四面体，A正确；SO32-的孤电子对为1，CO32-的孤电子对为0，所以SO32-的空间构型为三角锥形，CO32-的空间构型为平面三角形，B错误，CH4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF2和XeO2分子中，孤电子对不相等，孤电子对越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误。7.（2023·新课标卷第9题）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。下列说法正确的是（）A.该晶体中存在N-H…O氢键B.基态原子的第一电离能：C<N<OC.基态原子未成对电子数：B<C<O<ND.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同【答案】A【解析】由晶体结构图可知，中的-NH2的H与中的O形成氢键，因此，该晶体中存在氢键，A正确；同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N，B不正确；B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C=O<N，C不正确；为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为sp2；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为sp3；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为sp3；综上所述，晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同，D不正确。8.（2023·北京卷第1题）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是（）A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化C.三种物质的晶体类型相同 D.三种物质均能导电【答案】A【解析】原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，A项正确；金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误；金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误。考向三电负性和电离能9.（2023·浙江卷第11题）X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是（）A.第一电离能：Y＞Z＞XB.电负性：Z＞Y＞X＞WC.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W＜ZD.W2X2与水反应生成产物之一是非极性分子【答案】A【解析】X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，则X为C，Y为N，Z为F，W原子在同周期中原子半径最大，则W为Na。根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，则第一电离能：Z＞Y＞X，故A错误；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，则电负性：Z＞Y＞X＞W，故B正确；根据同电子层结构核多径小，则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W＜Z，故C正确；W2X2与水反应生成产物之一为乙炔，乙炔是非极性分子，故D正确。10.（2023·湖北卷第6题）W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是（）A.分子的极性： B.第一电离能：X<Y<ZC.氧化性： D.键能：【答案】A【解析】Z2是氧化性最强的单质，则Z是F，X、Y、Z相邻，且X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，则X为N，Y为O，W的核外电子数与X的价层电子数相等，则W为B，即：W为B，X为N，Y为O，Z是F，以此解题。由分析可知，W为B，X为N，Z是F，WZ3为BF3，XZ3为NF3，其中前者的价层电子对数为3，空间构型为平面三角形，为非极性分子，后者的价层电子对数为4，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，为极性分子，则分子的极性：，A正确；由分析可知，X为N，Y为O，Z是F，同一周期越靠右，第一电离能越大，但是N的价层电子排布式为2s22p3，为半满稳定结构，其第一电离能大于相邻周期的元素，则第一电离能：Y<X<Z，B错误；由分析可知，W为B，X为N，Y为O，则为，为，两种化合物中N和B的化合价都是+3价，但是N的非金属性更强一些，故的氧化性更强一些，C错误；由分析可知，X为N，Y为O，Z是F，其中N对应的单质为氮气，其中包含三键，键能较大，D错误。11.（2023·辽宁卷第9题）某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是（）A.W与Y的化合物为极性分子 B.第一电离能C.Q的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键【答案】B【解析】W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W形成1条单键且核电荷数最小，W为H，X形成4条键，核电荷数大于H，且小于其他三种元素，X为C，Y形成2条单键，核电荷数大于C，Y为O，W、Y原子序数之和等于Z，Z为F，Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍，Q为Al。W与X的化合物不一定为极性分子，如H2O是极性分子，A正确；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能F>O>C，B错误；Q为Al，Al2O3为两性氧化物，C正确；该阴离子中L与Q之间形成配位键，D正确。12.（2023·湖南卷第6题）日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2：1：3。下列说法正确的是（）A.电负性：X>Y>Z>WB.原子半径：X<Y<Z<WC.Y和W的单质都能与水反应生成气体D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性【答案】C【解析】根据题中所给的信息，基态X原子s轨道上的电子式与p轨道上的电子式相同，可以推测X为O元素或Mg元素，由荧光粉的结构可知，X主要形成的是酸根，因此X为O元素；基态X原子中未成键电子数为2，因此Y的未成键电子数为1，又因X、Y、Z、W的原子序数依次增大，故Y可能为F元素、Na元素、Al元素、Cl元素，因题目中给出W为金属元素且荧光粉的结构中Y与W化合，故Y为F元素或Cl元素；Z原子的未成键电子数为3，又因其其原子序大于Y，故Y应为F元素、Z其应为P元素；从荧光粉的结构式可以看出W为某+2价元素，故其为Ca元素；综上所述，X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、P、Ca，据此答题。电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，根据其规律，同一周期从左到右依次增大，同一主族从上到下依次减小，故四种原子的电负性大小为：Y>X>Z>W，A错误；同一周期原子半径从左到右依次减小，同一主族原子半径从上到下依次增大，故四种原子的原子半径大小为：Y<X<Z<W，B错误；F2与水反应生成HF气体和O2，Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气，二者均可以生成气体，C正确；Z元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，几乎没有氧化性，D错误。考向四晶胞及其计算13.（2023·辽宁卷第14题）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是（）A.图1晶体密度为g∙cm-3B.图1中O原子的配位数为6C.图2表示的化学式为D.取代产生的空位有利于传导【答案】C【解析】根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×EQ\f(1,4)+1=3，O：2×EQ\f(1,2)=1，Cl：4×EQ\f(1,4)=1，1个晶胞的质量为g=g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为g÷(a3×10-30cm3)=g/cm3，A项正确；图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×EQ\f(1,4)=2。O：2×EQ\f(1,2)=1，Cl或Br：4×EQ\f(1,4)=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确。14.（2023·湖北卷第15题）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。，属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是（）A.晶体中La的配位数为8B.晶体中H和H的最短距离：C.在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼D.单位体积中含氢质量的计算式为【答案】C【解析】由LaH2的晶胞结构可知，La位于顶点和面心，晶胞内8个小立方体的中心各有1个H原子，若以顶点La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；由LaHX晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；由题干信息可知，在LaHX晶胞中，每个H结合4个H形成类似CH4的结构，这样的结构有8个，顶点数为4×8=32，且不是闭合的结构，故C错误；1个LaHX晶胞中含有5×8=40个H原子，含H质量为g，晶胞的体积为(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3cm3，则LaHX单位体积中含氢质量的计算式为，故D正确。15.（2023·湖南卷第11题）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为apm。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（）A.晶体最简化学式为KCaB6C6B.晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面D.晶体的密度为【答案】C【解析】根据晶胞结构可知，其中K个数：8×EQ\f(1,8)=1，其中Ca个数：1，其中B个数：12×EQ\f(1,2)=6，其中C个数：12×EQ\f(1,2)=6，故其最简化学式为KCaB6C6，A正确；根据晶胞结构可知，K+位于晶胞体心，Ca位于定点，则晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+有8个，B正确；根据晶胞结构可知，晶胞中B和C原子构成的多面体有14个面，C错误；根据选项A分析可知，该晶胞最简化学式为KCaB6C6，则1个晶胞质量为：，晶胞体积为a3×10-30cm3，则其密度为，D正确。考向五晶胞类型判断16.（2023·湖北卷第11题）物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是（）选项性质差异结构因素A沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子间作用力B熔点：(1040℃)远高于(178℃升华)晶体类型C酸性：()远强于()羟基极性D溶解度(20℃)：(29g)大于(8g)阴离子电荷【答案】D【解析】正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故A正确；AlF3为离子化合物，形成的晶体为离子晶体，熔点较高，AlCl3为共价化合物，形成的晶体为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，故B正确；由于电负性F>H，C-F键极性大于C-H键，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故C正确；碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO3-间存在氢键，与晶格能大小无关，即与阴离子电荷无关，故D错误；故选D。【命题意图】命题一般采取结合新科技，新能源等社会热点为背景，主要考查原子的结构与性质、分子的结构与性质和晶体的结构与性质是命题的三大要点。主要考查学生的抽象思维能力、逻辑思维能力、推理能力。【考查要点】1.原子核外电子的运动状态2.核外电子排布规律3.核外电子排布与元素周期律（表）4.微粒间的相互作用5.共价键的本质和特征6.分子的空间结构7.晶体和聚集状态8.晶胞的计算【课标链接】1.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，并说明含义。2.能说出元素电离能、电负性的含义，能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律，能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系，能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱，推测化学键的极性。3.能从原子价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。能列举元素周期律（表）的应用。4.能说出微粒间作用（离子键、共价键、配位键和分子间作用力等）的主要类型、特征和实质；能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别；能说明典型物质的成键类型。5.能利用电负性判断共价键的极性，能根据共价分子的结构特点说明简单分子的某些性质；能运用离子键、配位键、金属键等模型，解释离子化合物、配合物、金属等物质的某些典型性质；能说明分子间作用力（含氢键）对物质熔、沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点。6.能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构；能根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。7.能说出晶体与非晶体的区别；能结合实例描述晶体中微粒排列的周期性规律；能借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型说明晶体中的微粒及其微粒间的相互作用。考向一电离能、电负性的应用1.（2022·辽宁卷）短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是（）A．X能与多种元素形成共价键 B．简单氢化物沸点：C．第一电离能： D．电负性：【答案】B【解析】短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，最外层电子排布为2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布为3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q分别为C．O和S，则Y为N。A．X为C，能与多种元素(H、O、N、P、S等)形成共价键，A正确；B．Z和Q形成的简单氢化物为H2O和H2S，由于H2O分子间能形成氢键，故H2O沸点高于H2S，B错误；C．Y为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确；D．W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确。2.（2022·江苏卷）工业上电解熔融和冰晶石的混合物可制得铝。下列说法正确的是（）A．半径大小： B．电负性大小：C．电离能大小： D．碱性强弱：【答案】A【解析】A．核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为，故A正确；B．同周期元素核电荷数越大电负性越大，故，故B错误；C．同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为，故C错误；D．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为，故D错误。考向二杂化轨道及空间构型3.（2022·辽宁卷）理论化学模拟得到一种离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是（）A.所有原子均满足8电子结构 B.N原子的杂化方式有2种C.空间结构为四面体形 D.常温下不稳定【答案】B【解析】由的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；中心N原子为杂化，与中心N原子直接相连的N原子为杂化，与端位N原子直接相连的N原子为杂化，端位N原子为杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；中心N原子为杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；中含叠氨结构()，常温下不稳定，D正确。4.（2022·辽宁卷）下列符号表征或说法正确的是（）A.电离： B.位于元素周期表p区C.空间结构：平面三角形 D.电子式：【答案】C【解析】是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为，A错误；基态原子的价电子排布式是，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，B错误；中心碳原子的价层电子对数为，故其空间结构为平面三角形，C正确；是离子化合物，电子式为，D错误。考向三共价键的极性与分子极性的判断5.（2022·江苏卷）下列说法正确的是（）A.金刚石与石墨烯中的夹角都为B.、都是由极性键构成的非极性分子C.锗原子()基态核外电子排布式为D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同【答案】B【解析】金刚石中的碳原子为正四面体结构，夹角为109°28′，故A错误；的化学键为Si-H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；的化学键为Si-Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；锗原子()基态核外电子排布式为[Ar]，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为原子晶体，故D错误。6.（2022·山东卷）GaN、AlN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N-Al键、N-Ga键。下列说法错误的是（）A.GaN的熔点高于AlN B.晶体中所有化学键均为极性键C.晶体中所有原子均采取sp３杂化 D.晶体中所有原子的配位数均相同【答案】A【解析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。考向四晶体类型判断7.（2022·江苏卷）下列说法正确的是（）A.金刚石与石墨烯中的夹角都为B.、都是由极性键构成的非极性分子C.锗原子()基态核外电子排布式为D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同【答案】B【解析】金刚石中的碳原子为正四面体结构，夹角为109°28′，故A错误；的化学键为Si-H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；的化学键为Si-Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；锗原子()基态核外电子排布式为[Ar]，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误。8.（2021·辽宁卷）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的是（）A．S位于元素周期表p区 B．该物质的化学式为C．S位于H构成的八面体空隙中 D．该晶体属于分子晶体【答案】D【解析】A．S的价电子排布式为：3s23p4，故S位于元素周期表p区，A正确；由该物质形成晶体的晶胞可知，H、S原子个数比为3:1，故该物质的化学式为，B正确；S位于H构成的八面体空隙中，如图所示，C正确；由于该晶体是一种新型超导材料，说明其是由阴、阳离子构成的，故该晶体属于离子晶体，D错误。考向五晶胞粒子数与晶体化学式判断9.（2022·湖北卷）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（）A.的配位数为6 B.与距离最近的是C.该物质的化学式为 D.若换为，则晶胞棱长将改变【答案】B【解析】配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数，如图所示，位于体心，F-位于面心，所以配位数为6，A正确；与的最近距离为棱长的，与的最近距离为棱长的，所以与距离最近的是，B错误；位于顶点，所以个数==1，F-位于面心，F-个数==3，位于体心，所以个数=1，综上，该物质的化学式为，C正确；与半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。分析近三年的高考试题，从试题的构成来看，给出一定的知识背景，主要考查基本概念，如电子排布式、轨道表示式、电离能、电负性、杂化方式以及空间构型等，联系数学几何知识考查晶体的计算等，一般利用均摊法考查晶胞中的原子个数，考查晶体的化学式的书写、晶体类型的判断等，考查学生的抽象思维能力、逻辑思维能力、推理能力。1.（2023·海南海口·模拟）实验室利用CoCl2制备的原理是。下列有关说法错误的是A．基态Co3+的价层电子排布式为3d6B．H2O2的电子式为C．NH4Cl在水中的电离方程式为D．NH3的空间填充模型为【答案】C【解析】Co为27号元素，Co原子的价层电子排布式为3d74s2，则基态Co3+的价层电子排布式为3d6，A正确；H2O2为共价化合物，结构式为H-O-O-H，则电子式为，B正确；NH4Cl为强电解质，在水中发生完全电离，电离方程式为，C错误；NH3分子中的N原子，其价层电子对数为4，发生sp3杂化，由于孤电子对与成键电子对间的排斥作用，使分子结构呈三角锥形，则其空间填充模型为，D正确；故选C。2．（2023·广东·联考模拟）某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素，基态Z原子的核外电子填充了3个能级且有2个未成对电子。下列说法正确的是A．原子半径：M>W>ZB．仅由M与X形成的化合物中不可能含非极性共价键C．与W同周期且第一电离能介于W和Y之间的元素共有3种D．X、Y、Z两两间均能形成双原子分子【答案】C【分析】M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素，基态Z原子的核外电子填充了3个能级且有2个未成对电子，Z能形成2个共价键，Z是O元素；X形成4个单键，X是C元素，则Y是N元素，W为B元素，M能形成1个共价键，M是H元素。【解析】电子层数越多半径越大，电子层数相同，中子数越多半径越小，原子半径：B>O>H，故A错误；中含C-C键，C-C键是非极性共价键，故B错误；与B同周期且第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O，共3种，故C正确；C、N间不能形成双原子分子，故D错误；故选C。3．（2023·山东济南·统考三模）下列化学用语正确的是A．生命必需元素硒位于元素周期表第四周期VIA族，电子排布式为B．丙烯腈电解二聚法生产己二腈，阳极电极反应式为C．用MnS做沉淀剂除去污水中的，原理为D．用已知浓度的溶液滴定草酸，反应离子方程式为【答案】C【解析】已知Se为34号元素，生命必需元素硒位于元素周期表第四周期VIA族，故其电子排布式为，A错误；丙烯腈电解二聚法生产己二腈，己二腈应该在阴极上产生，故阴极电极反应式为，其阳极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，B错误；用MnS做沉淀剂除去污水中的，原理为，C正确；H2C2O4为弱酸，属于弱电解质，故用KMnO4溶液滴定草酸，离子方程式为，D错误。4．（2023·河北邯郸·统考三模）2022年诺贝尔化学奖授予对点击化学和生物正交化学做出贡献的三位科学家。我国科学家合成了一种点击化学试剂，X可分别与Y、M、Z形成原子个数为3、4、6的分子，衰变方程：。下列说法正确的是A．X的简单离子半径一定是元素周期表中最小的B．和互为同素异形体C．同一周期中，第一电离能小于Z的有5种元素D．Y、M形成简单氢化物的还原性：Y<M【答案】C【解析】X分别与Y、Z、M形成原子个数为3、6、4的分子，则X为H元素；M的质量数16，则M为O元素、Y为S元素、Z为N元素，根据衰变方程，可知Q的质子数为9，则Q是F元素。X为H元素，H-的半径大于Li+，故H元素的简单离子半径不一定是元素周期表中最小的，A错误；同素异形体是同种元素形成的不同单质，和是同种物质，B错误；同一周期中，第一电离能小于N的元素有Li、Be、B、C、O，一共5种元素，C正确；S的非金属性小于O，故还原性：H2S＞H2O，D错误。5．（2023·天津和平·统考三模）下列说法不正确的是A．Cu在周期中的ds区B．第一电离能：S<P<ClC．电负性：Na<H<B<CD．杂化轨道可用于形成共价键【答案】C【解析】Cu位于第四周期IB族，在周期中的ds区，故A正确；根据元素周期律，S、P、Cl三种元素位于同一周期，但P最外层处于半充满状态，故按S、P、Cl的顺序第一电离能依次增大，第一电离能：S<P<Cl，故B正确；在相同的周期中，元素从左到右的电负性递增，相同的主族元素自上而下电负性递减，电负性：Na<B<H<C，故C错误；杂化轨道只能用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对，杂化轨道可用于形成共价键，故D正确。6．（2023·重庆·统考三模）(俗称铵铁蓝)是一种蓝色的无机颜料。下列有关该物质说法错误的是A．电负性：B．铵铁蓝中铁元素有两种化合价C．中的键角比中的的键角小D．铵铁蓝中的配体是，该配体中的键与键之比是1:2【答案】C【解析】元素非金属性越强，其电负性越大，非金属性：N＞C＞H，则电负性的大小顺序：N＞C＞H，A正确；化合物中正负化合价的代数和为0可知，铵铁蓝中铁元素有+2和+3两种化合价，B正确；根据价层电子对互斥理论，是正四面体，NH3是三角锥形，中H-N-H的键角比NH3中的H-N-H的键角大，C错误；CN-中C和N间是三键，1个CN-中有1个σ键和2个π键，则该配体中的σ键与π键之比是1：2，D正确。7．（2023·浙江·模拟）X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，X在电池能源领域有重要而广泛的用途，Y的价层空轨道数目是半充满轨道数目的一半，Z的一种单质是常见的消毒剂，M与X为同主族元素，Q是地壳中含量最多的金属元素，下列说法不正确的是A．X的2s电子云比1s电子云更扩散B．Z与Q形成的晶体是典型的分子晶体C．五种元素的原子中第一电离能最高的是ZD．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞Q【答案】B【分析】X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，X在电池能源领域有重要而广泛的用途，则X为Li元素；Y的价层空轨道数目是半充满轨道数目的一半，则Y为C元素；Z的一种单质是常见的消毒剂，则Z为O元素；M与X为同主族元素，则M为Na元素；Q是地壳中含量最多的金属元素，则Q为Al元素。【解析】1s轨道离原子核的距离较近较，而2s轨道相对于1s轨道来说离原子核的距离就要远些了，所以锂原子的2s电子云比1s电子云更扩散，故A正确；氧化铝是共价键百分数大于离子键百分数的过渡晶体，不是分子晶体，故B错误；非金属元素的第一电离能大于金属元素，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则五种元素的原子中第一电离能最高的是氧原子，故C正确；碳元素的最高价氧化物对应水化物为弱酸碳酸，铝元素的最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物氢氧化铝，所以碳酸的酸性强于氢氧化铝，故D正确。8.（2023·辽宁·模拟）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：已知：晶胞参数，。下列说法错误的是A．该超导材料的最简化学式为B．Fe原子的配位数为4C．阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度的计算式为D．基态钾离子的电子占据的最高能级共有7个原子轨道【答案】D【分析】由平面投影图可知，钾原子8个位于顶点，1个位于体心，其个数为：8×+1=2，硒原子8个位于棱上，2个位于晶胞内部，其个数为8×+2=4，铁原子8个位于面心，其个数为8×=4，由此分析解题。【解析】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2，位于面上的铁原子个数为4，位于棱上和体内的硒原子的个数为4，则超导材料最简化学式为，A正确；由平面投影图可知，位于面心上的铁原子与位于棱上和体内的硒原子的距离最近，所以铁原子的配位数为4，B正确；设晶体的密度为，由晶胞的质量公式可得：，，C正确；已知K为19号元素，故基态钾离子的电子占据的最高能级即3p能级，共有3个原子轨道，D错误。9．（2023·浙江·联考一模）X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下：元素相关信息X最外层电子数是能层数的2倍Y单质是合成氨工业的原料Z核外无未成对电子的主族元素Q价层电子的排布式：M第四周期ⅠB元素下列说法不正确的是A．离子半径：Q>Y>ZB．简单氢化物的稳定性和沸点：X<YC．一定条件下，Z单质与反应可生成两种离子化合物D．微粒中σ键和Π键数目之比2∶1【答案】D【分析】X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素，X原子最外层电子数是能层数的2倍，X原子最外层电子排布为2s22p2，则X为C元素；Y元素的单质是合成氨工业的原料，则Y为N元素；Z为核外无未成对电子的主族元素，则Z为Mg元素；Q的价层电子的排布式，s轨道填满，即n-1=2，n=3，为3s23p４，则Q为S元素；M为第四周期IB元素，则M为Cu元素；【解析】电子层数越多，半径越大，核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，半径越小，故离子半径由大到小的顺序为:S2->N3->Mg2+，A正确；NH3形成分子间氢键，故沸点:NH3>CH4，N的非金属性比C的强，氢化物稳定性:NH3>CH4，B正确；Mg具有还原性，NO2具有氧化性，二者可发生反应:7Mg+2NO2=4MgO+Mg3N2，都为离子化合物，C正确；[Cu(CN)4]2-中存在C=N和Cu2+与N原子形成的配位键，σ键和π键数目之比8:8=1:1，D错误。10．（2023·广东·广州市二中三模）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中X、W元素的价电子数等于其周期数，Z是地壳中含量最多的元素。它们形成的一种化合物M结构式如右图，下列说法正确的是：A．化合物M中，W、Z、Y的均为杂化B．X和Z的单质都属于非极性分子C．氢化物的沸点：Y<ZD．中配位数为6【答案】D【分析】由化合物M结构式可知，X只形成1根共价键，且其价电子数等于其周期数，所以X为H元素；因为Z是地壳中含量最多的元素，所以Z是O元素；由化合物M结构式可知，Y形成4根共价键，且原子序数介于H和O之间，所以Y为C元素；由化合物M结构式可知，W形成3根共价键，且其价电子数等于其周期数，所以W为Al元素；【解析】化合物M中，Al的杂化为，C、O的杂化为，故A错误；H的单质为H2，属于非极性分子，O的单质有O2、O3两种，O2属于非极性分子，O3属于极性分子，故B错误；Y的氢化物为CH4，Z的氢化物为H2O，都是分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，且H2O分子中存在氢键，使沸点更高，故C错误；为，一个中有2个配位O原子，所以中配位数为6，故D正确；故选D。11．（2023·湖北·联考模拟）科学研究发现新型含碳化合物和，它们的结构类似，均为直线形分子。下列结论中错误的是A．是非极性分子，与也是非极性分子B．、、分子中碳原子的杂化方式均为C．、分子中键与键的数目之比均为D．、分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构【答案】A【解析】CO2正负电荷中心重合，为非极性分子，COS结构式为S=C=O，结构不对称，正负电荷中心不重合，为极性分子，C3O2结构式为O=C=C=C=O，正负电荷中心重合，为非极性分子，A错误；COS结构式为S=C=O，C3O2结构式为O=C=C=C=O，CO2结构式为O=C=O，C价层电子对数为2且无孤电子对，杂化方式均为sp杂化，B正确；COS结构式为S=C=O，C3O2结构式为O=C=C=C=O，双键中一条键为键，一条键键，因此、分子中键与键的数目之比均为，C正确；COS结构式为S=C=O，C3O2结构式为O=C=C=C=O，碳原子和氧原子最外层都满足8电子稳定结构，D正确。12．（2023·重庆·南开中学三模）是一种重要的有机溶剂，其工业制备原理为：，下列说法正确的是A．和中的C原子杂化方式均为B．和分子的空间结构分别是V形和正四面体C．为非极性分子，为极性分子D．液态挥发时主要破坏共价键【答案】C【解析】CS2和CCl4中的C原子的价层电子对数分别为、，杂化方式分别为sp、sp3，故A错误；根据CS2和CCl4中的C原子的价层电子对数分别为、，空间结构分别是直线形和正四面体形，故B错误；CS2中的C原子的价层电子对数为，为直线形结构，正负电荷中心重合，为非极性分子；S2Cl2中S原子的价层电子对数为，正负电荷中心不重合，为极性分子，故C正确；液态Cl2挥发时克服的是分子间作用力，化学键没有断裂，故D错误。13．（2023·湖北武汉·模拟）某种离子液体的结构如图所示，其中X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，Z与Q同主族。

下列说法错误的是A．简单离子半径：Q＞Z＞W B．简单氢化物键角：Y＞Q＞ZC．Z原子均满足8电子稳定结构 D．阴离子立体构型为正八面体形【答案】B【分析】由题干离子液态的结构示意图可知，X周围形成1个共价键，Y周围形成4个共价键，其中一个Z周围形成3个共价键，另一个Z形成4个共价键，且整个离子带一个单位正电荷，即该Z原子失去一个电极，即Z的最外层上有5的电子，Z和Q为同主族，则Z为N，Q为P，W周围也只形成了1个共价键，故X为H，Y为C、W为F，据此分析解题。【解析】由分析可知，Z、W、Q分别为N、F、P，根据电子层数越多半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，故简单离子半径P3-＞N3-＞F-即Q＞Z＞W，A正确；由分析可知，Y、Z、Q分别为C、N、P，其简单氢化物即CH4、NH3和PH3，已知CH4为正四面体形，键角为109°28′，而NH3、PH3为三角锥形结构，键角小于109°28′，且P的电负性小于N，P的半径大于N，故NH3中共用电子对更加靠近，排斥力更大，键角NH3更大，故键角CH4＞NH3＞PH3即Y＞Z＞Q，B错误；由题干离子液态的结构示意图可知，其中一个Z周围形成3个共价键，该Z原子还有1对孤电子对，另一个Z形成4个共价键，且整个离子带一个单位正电荷，故Z原子均满足8电子稳定结构，C正确；由题干离子液态的结构示意图可知，阴离子中心原子Q周围的价层电子对数为6，故其立体构型为正八面体形，D正确。14.（2023·北京东城·模拟）干冰(固态二氧化碳)在﹣78℃时可直接升华为气体，其晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是

A．CO2中有C=O键，中心原子C是sp2杂化B．每个晶胞中含有4个CO2分子C．每个CO2分子周围有12个紧邻CO2分子D．干冰升华时需克服分子间作用力【答案】A【解析】CO2的结构简式为O=C=O，空间构型为直线形，碳原子杂化方式为sp，故A说法错误；每个晶胞中含有CO2个数为=4，故B说法正确；根据晶胞图可知，与每个顶点的二氧化碳紧邻的CO2位于面心位置，则每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子，故C说法正确；干冰属于分子晶体，因此干冰升华时需要克服分子间作用了，故D说法正确。15．（2023·辽宁·模拟）几种晶体的晶胞结构如图所示。已知：、均为立方晶胞。下列说法错误的是

A．相同条件下，熔点：B．另一种晶胞结构中，当处于体心时，则处于棱心C．晶胞中a点原子坐标参数为，则b点原子坐标参数为D．三种晶体中，Ca的配位数均为8【答案】D【解析】半径小于，的离子键强于的，熔点更高，A项正确；另一种晶胞结构中，当处于体心时，处于顶角、O处于棱心，B项正确；由晶胞结构及a点原子坐标参数为，可知点原子坐标参数为，，C项正确；中的配位数为12，D项错误。一、第一电离能、电负性1.元素第一电离能的周期性变化规律。一般规律同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现增大的趋势,稀有气体元素的第一电离能最大,碱金属元素的第一电离能最小;同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。如同周期主族元素,第ⅡA族元素的原子最外层s能级全充满、ⅤA族元素的原子最外层p能级半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的主族元素2.电负性大小判断。规律在周期表中,同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,同主族从上往下逐渐减小方法常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小,如O与Cl的电负性比较:①HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl二、杂化轨道理论①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理；杂化轨道形成的共价键更加牢固。②杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子立体构型实例sp2直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2OV形SO2、SnBr2sp34四面体形CH4、CCl4、CH3Cl三角锥形NH3、PH3、NF3V形H2S、H2O注意：杂化轨道数＝与中心原子结合的原子数＋中心原子的孤电子对数。三、价层电子对互斥理论①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对(包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对)由于相互排斥，尽可能趋向彼此远离。②价层电子对数的计算中心原子的价层电子对数＝σ键电子对数(与中心原子结合的原子数)＋中心原子的孤电子对数＝σ键电子对数＋eq\f(1,2)(a－xb)其中a为中心原子的价电子数，x、b分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(H为1，其他原子为“8－该原子的价电子数”)。微粒为阳离子时，中心原子的价电子数要减去离子所带电荷数；微粒为阴离子时，中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数。如SO2中硫原子的孤电子对数为eq\f(6－2×2,2)＝1；H3O＋中氧原子