2024年高考化学一轮复习：物质结构与性质

专题突破卷06物质结构与性质

(考试时间：75分钟试卷满分：100分)

一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)

1.下列事实不能直接从原子结构角度解释的是

A.化合物IC1中I为+1价B.第一电离能：N>O

C.熔点：纯铁〉生铁D.热稳定性：NH3>PH3

【答案】C

【详解】A.C1和I同主族，最外层电子数相等，但I原子半径大于C1,故C1非金属性即得电子能力大于

I,则化合物IC1中I为+1价，能直接从原子结构角度解释，故A不符合题意；

B.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，由于第VA族元素最外层p轨道处于半满

稳定结构，所以它们的第一电离能大于同周期相邻元素，所以N的第一电离能大于O,故B不符合题意；

C.生铁是合金，熔点低，纯铁的熔点高，与合金内部原子的排布有关，与原子结构无关，故C符合题意；

D.N和P同主族，最外层电子数相等，但P原子半径大于N,故N非金属性大于P,则简单氢化物热稳定

性N4大于PI/能直接从原子结构角度解释，故D不符合题意；

故选C。

2.软钾镁矶(化学式为KFOjMgCljGH,。)是一种重要的钾肥。下列说法正确的是

A.半径大小：r(ci-)>r(K+)B.电负性大小：X(K)>X(H)

C.电离能大小：/(S)>/(O)D.碱性强弱：Mg(OH)>KOH

112

【答案】A

【详解】A.Cl-和K+具有相同的核外电子排布，且C1的核电荷数小于K,故半径大小r(ci)>r(K+),A

正确；

B.已知同一周期从上往下元素电负性依次减小，电负性大小：X(K)<X(H),B错误；

C.已知同一周期从上往下元素第一电离能依次减小，电离能大小：/(S)</(0),C错误；

11

D.已知金属性K>Na>Mg,故碱性强弱：Mg(OH)<KOH,D错误；

故答案为：Ao

3.下列说法正确的是

A.碱性：Al(OH)3>Mg(OH)2B.硬度：晶体硅〉金刚石

C.热稳定性：PH3>NH3D.酸性：CF3COOH>CC13COOH

【答案】D

【详解】A.元素的金属性越强，最高价氧化物的水化物碱性越强，金属性Mg>Al,则碱性:

Al(OH)<Mg(OH)2,故A错误;

B.二者均为共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，硬度越大，即硬度：金刚石>晶体硅，故B

错误;

C.元素的非金属性越强，气态氢化物热稳定性越强，非金属性N>P,则热稳定性：PH3<NH3,故C错误;

D.电负性F>C1,F-C键极性大于C1-C键极性，CF3coOH更容易电离出氢离子，则酸性：CF3coOH>

CC13COOH,故D正确;

答案选D。

4.下列化学用语表达正确的是

\7

A.CL的结构示意图为：

H

:

♦O♦

B.硼酸的电子式为:•:•

H••B•H

•・•O:

C.原子核内有10个中子的氧原子：16。

8

D.基态铜原子的价层电子轨道表示式为：旺画皿HU1U

3d4s

【答案】B

【详解】A.C1-的质子数是17,核外电子数为18,最外层电子数为8,其结构示意图为6112KK,故A错

误；

B.硼酸分子式为H3BO3,B原子与O原子间共用1对电子，H原子与O原子间共用1对电子，O原子最

H

外层电子数为8,其电子式为：0：,故B正确；

H：O：B：O：H

C.原子核内有10个中子的氧原子的质量数为8+10=18,该核素符号为180,故C错误；

8

D.基态铜原子的价层电子排布式为3dio4si,同一轨道上两个电子的方向相反，其轨道表示式为

flltlltlltlltT］田，故D错误；

3d4s

故选：B»

5.近年来，光催化剂的研究是材料领域的热点。一种Ru配合物（如图所示）复合光催化剂可将CO,转化为

HCOOHo下列说法错误的是

A.Ru配合物中第二周期元素的电负性：0>N>C

B.毗咤（0，原子在同一平面）中C、N原子的杂化方式分别为sp2、sp3

C.该配合物中Ru的配位数是6

D.PO3-中P的价层电子对数为4,空间结构为正四面体形

4

【答案】B

【详解】A.第二周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，因此电负性：0>N>C,故A正确；

B.0中原子在同一平面，则C、N原子的价层电子对数均为3,杂化方式均为spz,故B错误;

C.根据图中Ru与周围的原子得到该配合物中Ru的配位数是6,故C正确；

D.PO3一中P的价层电子对数为4,无孤对电子，空间结构为正四面体形，故D正确。

4

综上所述，答案为B。

6.NC1可发生水解反应NCI+3HO=NH+3HC1O,下列说法正确的是

3323

A.NC1,分子空间构型为三角锥型

B.HO的VSEPR

2

C.质量数为35、中子数为18的C1原子，35。

18

D.用电子式表示H?。的形成过程：H-t6GH——►H+［：6：］2H+

【答案】A

【详解】A.NC1中氮原子形成了3个。键，有1对孤电子对，价层电子对数为4,其空间构型为三角锥

3

形，A正确；

B.H0中氧原子形成了2个◎键，有2对孤电子对，价层电子对数为4,其VSEPR模型为四面体型，B

2

错误；

C.质量数为35、中子数为18的C1原子，35C1,C错误；

17

D.水为共价化合物，则用电子式表示H0的形成过程为H+O+H->H:O:H，D错误

2...・

故选Ao

7.Fe（NH）［Fe（CN）］（俗称铁铁蓝）是一种蓝色的无机颜料。下列有关该物质说法错误的是

46

A.电负性：N>C>H

B.镂铁蓝中铁元素有两种化合价

C.NH+中H-N-H的键角比NH中的H-N-H的键角小

43

D.镀铁蓝中的配体是CN.,该配体中的。键与兀键之比是1:2

【答案】C

【详解】A.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；

B.化合物中正负化合价的代数和为0可知，镂铁蓝中铁元素有+2和+3两种化合价，B正确；

C.根据价层电子对互斥理论，NH+是正四面体,NH。是三角锥形，NH+中H-N-H的键角比N也中的H-N-H

4343

的键角大，C错误；

D.CN-中C和N间是三键，1个CN-中有1个◎键和2个兀键，则该配体中的◎键与兀键之比是1：2,D

正确；

故答案为：Co

8.X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。基态X原子核外有两个未成对电子，Y是

地壳中含量最高的元素，其中Z与X同族，W与Y同族。下列说法正确的是

A.原子半径：Z>Y>X

B.XY,和ZY,中的键角：Y-X-Y>Y-Z-Y

C.气态氢化物的沸点：Z>X

D.氧化物对应水化物的酸性：Q>W

【答案】B

【分析】X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大，Y是地壳中含量最高的元素，Y为O,基态X原子核

外有两个未成对电子，且在0之前，X为C；Z与X同主族，Z为Si,W与Y同族，则W为S,Q为C1；

【详解】A.电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，荷电核数越大，原子半径越小，A项错误；

B.CO,中C原子为sp杂化，键角为180。，SiO,中Si原子为sp3杂化，键角小于180。，B项正确；

C.没说明简单气态氢化物，C的气态氢化物种类繁多，没法比较沸点，C项错误；

D.没有说明最高价氧化物对应的水化物，无法比较，D项错误；

答案选B。

9.我国科学家用如图所示的阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液，显示了优良的循环性能。X、Y、

Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大，其中X、Y、Z位于同一周期，Y、W核外最外层电子数相等。

下列叙述正确的是

A.简单禺子半径大小顺序为W>Z>Y

B.每个阴离子中◎键与兀键的数目之比为5：2

C.Y的简单氢化物的沸点高于W的简单氢化物，是因为Y的非金属性强于W

D.X和Z形成的简单化合物各原子最外层均满足8电子稳定结构

【答案】D

【分析】根据图示,X形成4个单键,可能是第IVA族元素C或Si；Z形成一个单键,可能是H元素或第VIIA

族元素F或C1；3个Y有2个形成一个双键，另一个形成一个单键同时得到一个电子使整个原子团带一个

单位的负电荷，则Y是第VIA族的0元素，W的形成6个共价键，则W为与0元素同主族S元素，X、

Y、Z位于同一周期，则X、Y、Z、W分别是C、0、F、S四种元素。

【详解】A.S2一比02一多一个电子层，故硫离子的半径大于氧离子半径，02一与F-是核外电子排布相同的离子,

核电荷数越大，半径越小，故氧离子的半径大于氟离子的半径，则简单阴离子的半径顺序为S2一〉02一〉F-,A

错误；

B.单键均为。键，双键中含有1个◎键1个兀键，每个阴离子中0键与兀键的数目之比为7：2,B错误;

C.Y、W的简单氢化物分别为H2。、H2S,均为分子晶体，且结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高，

由于H2。分子间存在氢键，其沸点反常高，则简单氢化物的沸点Y>W,与非金属性无关，C错误；

：F：

D.X、Z形成CF4,CF4电子式：F：c：F：,各原子最外层均满足8电子稳定结构，D正确；

：F:

故答案选D。

10.物质的结构决定性质，下列比较，不正确的是

A.碱性：NaO大于NaOH；C1-NH小于CH-NH

2232

B.热稳定性：NH(g)小于HO(g)；金刚石大于硅晶体

32

C.沸点：CHCOOH大于CHCHOH；正丁烷大于异丁烷

332

D.酸性：CHCOOH大于C1CHCOOH；HC1O大于HC1O

324

【答案】D

【详解】A.碱性：Na,0大于NaOH；Cl原子电负性比C强，使共用电子对偏向C1,不利于N犀合水

电离H+,生成更多的OH,故C1-NH碱性小于CH-NH,A正确；

232

B.非金属性越强，氢化物的热稳定性越好，N的非金属性弱于O,故NH(g)热稳定性小于HO(g)；CC

32

的键长比SiS更短，键长越短，键能越大，热稳定性越好，故金刚石大于硅晶体，故B正确；

C.两者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，故CHCOOH大于CHCHOH；同

332

分异构体，支链越多，沸点越低，故正丁烷大于异丁烷，故c正确；

D.C1电负性强于H,使得C1CHCOOH更容易电离出H+,故酸性CHCOOH小于C1CHCOOH；HC1O为

2324,

强酸，HC1O为弱酸，故D错误。

答案为D。

11.氮、神元素为同主族元素。下列说法正确的是

A.基态As原子的电子排布式为[Ar]4s24P3

B.第一电离能：I[(N)<I](As)

C.最简单氢化物的沸点：NH3<ASH3

D.分子成键的键角：NH3>ASH3

【答案】D

【详解】A.As是33号元素，处于第四周期第VA族，根据构造原理可知，基态As原子的电子排布式为

[Ar]3d104s24P3,A项错误；

B.同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，I](N)*(P)>I](As),B项错误；

C.N%分子间可以形成氢键，沸点最高，As4的沸点比N4的低，C项错误；

D.As%中有3个◎键和1个孤电子对，价层电子对数为4,采取sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，NH3

中N的电负性大于As,成键电子偏向N,成键电子对之间的排斥作用增强，NH3的键角大于ASH3的，D

项正确；

故选D。

12.用氨水吸收硫酸工厂尾气中的SO,发生的反应为：2NHH0+S0=(NH)SO+H0o下列说法

23224232

正确的是

A.SO分子的空间结构呈V形

2

H

B.NH的电子式为­•

3H:\ll

C.H0是非极性分子

2

D.SO”中的S原子的杂化轨道类型为sp?杂化

3

【答案】A

【详解】A.SO中S原子的价层电子对数=2+匚史=3,含一对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形,

22

空间结构为V形，A正确；

II

B.NH,的电子式为,B错误；

C.H0中0原子杂化轨道数=◎键数+孤对电子对数=2+?=4,所以采取sp3杂化，分子构型为V型,

为极性分子，C错误；

D.SO：中S原子孤电子对数=6+2]x3=i,价层电子对数=上3=4,所以采取sp3杂化，D错误；

故选Ao

13.由铁及其化合物可制得FeSC^qH2。、FeC§、JFeC^等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。

已知NO能被FeSC>4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2c))广。4。高炉炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+

3co2®AH=-23.5kJ-mol-i„下列有关说法不正确的是

7-Fe晶胞

A.如图所示％Fe的晶胞中，铁原子的配位数为12

B.配离子为[Fe(NO)(H2O)j2+，配位数为6

C.基态铁原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d74sl

D.该配合物中阴离子空间结构为正四面体形

【答案】C

【详解】A.根据晶胞结构图知，该晶胞中Fe原子的配位数=寸=12,故A正确；

B.[FelNOX与Oy?+中NO、1^0的个数之和为Fe2+的配位数，所以该配离子中配位数是6,故B正确；

C.基态铁原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2,故C错误；

D.该配合物的阴离子为SO2一，S原子价层电子对数=4+6+212x4=4且不含孤电子对,所以该离子为正四

42

面体形，故D正确；

故选：Co

14.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。W是自然界中形成化合物最多的元素，其核外

电子有4种空间运动状态；X的简单氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成化合物甲；Y是短周

期主族中原子半径最大的元素；Z与Y处于同一周期，且Z元素所形成的简单单质常温常压下为气态。下

列说法正确的是

A.Y的第一电离能在四种元素中最小

B.WZ是含极性键的极性分子

4

C.XZ的中心原子的杂化轨道类型为sp2

3

D.YZ晶胞中含1个Y+和一个乙

【答案】A

【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。W是自然界中形成化合物最多的元素，其

核外电子有4种空间运动状态，则W为C元素；X的简单氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成

化合物甲，则X为N元素；Y是短周期主族中原子半径最大的元素，则Y为Na元素；Z与Y处于同一周

期，且Z元素所形成的简单单质常温常压下为气态，则Z为C1元素，据此分析。

【详解】A.Na为金属，其第一电离能最小，故A正确;

B.CC'为含极性键的非极性分子，故B错误；

C.NC§的中心原子的价电子对数为：彳=4，中心原子的杂化轨道类型为sp3,故C错误;

D.NaCl晶胞中含4个Na+和4个C1-,故D错误；

故选：Ao

15.几种晶体的晶胞结构如图所示。已知：CaF「CaTQ均为立方晶胞。下列说法错误的是

A.相同条件下，熔点：CaF>CaI

22

B.另一种CaTiC^晶胞结构中，当Ca处于体心时，则O处于棱心

c.CaF晶胞中a点原子坐标参数为（0,0,0）,则b点原子坐标参数

2

D.三种晶体中，Ca的配位数均为8

【答案】D

【详解】A.F-半径小于1-，CaF的离子键强于Cal的，CaF熔点更高，A项正确；

222

B.另一种CaTiC^晶胞结构中，当Ca处于体心时，Ti处于顶角、O处于棱心，B项正确；

C.由CaF晶胞结构及a点原子坐标参数为（0,0,0）,可知b点原子坐标参数为，,C项正确；

21444J

D.CaTiO中Ca的配位数为12,D项错误；

3

故答案为：D。

二、填空题（本题包括4小题，共55分）

16.（12分）太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位，单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微

量的铜、铁、钻、硼、钱、硒等。其中某种重要的含铜的化合物结构如图。请回答下列问题:

H2rA

O*Cu*O

(1)铜位于周期表中区。

(2)基态二价铜离子的电子排布式为,已知高温下C40比CuO更稳定，试从核外电子排布角度解

释。

(3)硼核外电子的运动状态的概率密度分布可用形象化描述。

(4)Fe3+的价电子排布图为0

(5)N、0、Se三种元素中的第一电离能最大的为：o

【答案】dsIs22s22P63s23P63d9或[Ar]3d9Cu+的最外层电子排布式为3dio,而Cu2+的最外层电

子排布为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态C“。稳定性强于CuO电子云

魏

|」||*|*|N

【分析】铜是29号元素，电子排布式为Is22s22P63s23P63dlo4si,铁是26号元素，电子排布式为

Is22s22P63s23P63d64s2,结合第一电离能的变化规律分析解答。

【详解】(1)铜是29号元素，电子排布式为Is22s22P63s23P63dlo4si,位于周期表中ds区，故答案为：ds；

(2)Cu原子失去一个4s电子、一个3d电子生成二价铜离子，根据构造原理，基态二价铜离子的电子排布式

为Is22s22P63s23P63d9或[Ar]3d9；原子轨道中电子处于半满、全满、全空时较稳定，二价铜离子价电子排布

式为3d9、亚铜离子价电子排布式为3di。，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以较稳定，故答案

为：Is22s22P63s23P63d9；Cu+的最外层电子排布式为3dio,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因为最外层电子

排布达到全满时稳定，所以固态Cu,0稳定性强于CuO；

(3)硼核外电子的运动状态的概率密度分布可用电子云形象化描述，故答案为：电子云；

(4)基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,3d轨道有4个单电子，基态Fe原子失去2个4s电子和1个3d

电子形成稳定的Fe3+,所以Fe3+的价电子排布式为3d5,三价铁离子的3d能级上有5个自旋方向相同的电

蒯

子，其价电子排布图为।*i*i*।E,故答案为：m甲后干不卜

(5)同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第nA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻

元素，第一电离能N>O；同一主族，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，第一电离能0>Se；三种元

素中的第一电离能最大的为N,故答案为：N»

17.(15分)根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空:

(DAsCy分子的空间结构为,其中As的杂化轨道类型为.

(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为，

CH—CH—<'H-<'—(H(H

(3)一种有机化合物的结构简式为:I

CH.(11

①该分子中有一个SP2杂化碳原子；一个Sp3杂化碳原子;

②该分子中有个Sp2—Sp30键；____个Sp3—Sp30键。

(4)SCN-与NO+的结构相同，微粒呈形，中心原子都采取杂化。

2------------------

(5)CO2-、NO-等微粒具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是，空间结构呈形，中心原子都

33

采取杂化。

【答案】⑴三角锥形SP3

(2)sp3、sp2

(3)2633

(4)直线sp

(5)24平面三角sp2

【详解】(DAsCy中As元素价电子对数为4,As的杂化方式为sp3杂化，AsC§分子的空间结构为三角锥形。

H()

(2)CH3coOH的结构式为［什H,分子中甲基上的碳原子采取sp3杂化，竣基中碳原子采取sp2杂化。

H

(3)有机物中饱和碳原子采取Sp3杂化，双键上的碳原子采取sp2杂化，三键上的碳原子是采取sp杂化。①

该分子中有2个sp2杂化碳原子；6个sp3杂化碳原子；②该分子中有3个sp2—Sp3O键；3个sp3—Sp3O键。

(4)SCN.与NO；的中心原子采取sp杂化，形成直线形分子。(5)CO?\NO；与SO3为等电子体，SO3中S采

取SP2杂化形成平面三角形分子。

18.(14分)磷酸铁锂(LiFePOj是一种重要的锂离子电池正极材料。

(l)LiFePO的晶胞结构示意图如图・1所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共

4

顶点、共棱形成空间链结构。

①图-1、图-2中小球表示的是（填微粒符号）。

②图-1中每个晶胞中含有LiFePO’的单元数有个。

（2）利用钛铁矿（主要成分为FeO-TiO,,含有少量MgO、CaO、Si。?等杂质）制备磷酸铁和锂离子电池正极材

料（LiFePOj的部分工业流程如图4所示:

H2O2HJPO,Li2CO}HCO/2Hq

钛铁矿LiFcPO(

盐酸富钛渔

图-4

①基态Fe?+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为

②磷酸根离子的空间构型为o

（3）1molHCO4分子中含有的◎键的数目为。

④燃烧得到LiFePC^的化学方程式为o

⑤制备LiFePO’的过程中，理论上所需17%双氧水与HCO-2H0的质量比为.

【答案】⑴Li+4

(2)4：5正四面体形7鼠

煨烧

LiCO+HC0-2HO+2FePO^=2LiFePO+3COT+3HO100:63

2322424422

【详解】（1）①由题中图示可以看出图-1、图-2中小球表示的是Li+；

②根据Li+数目计算，Li+位于顶点和面心和棱心，Li+数为：x8+4x：+4x：=4,故图一1中每个晶胞中含有

o42

LiFePO的单元数有4个；

4

故答案为：Li+；4。

(2)①基态Fez+的电子排布式为[Ar]3d6,未成对的电子有4个，Fe3+电子排布式为[Ar]3d5,未成对的电子

有5个，离子中未成对的电子数之比为4:5；

②磷酸根离子P03-中心原子成4个。键，价层电子对为4,采取sp3杂化，空间构型为正四面体形;

4

③lmolH,C,C>4分子中含有的。键的数目为7NA；

④根据流程图可知FePOj和HFOJ2H,。，股烧得到LiFePOj化学方程式为

LiCO+HC0»2HO+2FePOH.

23224242LiFeP40+3C20t+32H0

⑤由得失电子守恒：H,0,~2Fes+,有燃烧方程式可知：H,C,O/2H,O~FePOj故有

HO-HCO-2H0,二者物质的量之比为1：1,理论上所需17%双氧水与HC。-2H。的质量比为

2222422242

—:126=100:63；

17%

烦烧

故答案为：4,5；正四面体形；7N；LiCO+HC0«2HO+2FePO2LiFePO+3C0T+3H