重难点06 原子、分子、晶体结构与性质-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（天津专用）

重难点06 原子、分子、晶体结构与性质 考点 五年考情分析 2025考向预测 1.化学用语 2.原子结构与性质 3.分子结构与性质 4.晶体结构与性质 2024·天津卷；2023·天津卷；2022·天津卷；2021·天津卷；2020·天津卷； 考查原子核外电子排布式、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算。 【思维导图】 【高分技巧】 一、电子排布式、电离能和电负性 1.原子核外电子排布遵循的原理及表示方法 (1)遵循的原理：构造原理、泡利原理、洪特规则、能量最低原理。 (2)表示方法 表示方法 举例 电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1 价电子排布式 Fe：3d64s2 电子排布图(或轨道表示式) O： 【特别提醒】能量相同的原子轨道在全满(s2、p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。 (3)未成对电子数的判断方法 ①根据电子排布式判断 设电子排布式中未充满电子的能级的电子数为n，该能级的原子轨道数为m，则n≤m时，未成对电子数为n；n>m时，未成对电子数为2m－n。 ②根据电子排布图判断 电子排布图能够直观地表示未成对电子数，即单独占据一个方框的箭头的个数。 2．第一电离能、电负性 (1)规律：在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右总体呈增大的趋势，从上向下逐渐减小，电负性从左到右逐渐增大，从上向下逐渐减小。如C、N、O、F元素。第一电离能由大到小顺序为F>N>O>C，电负性由大到小顺序为：F>O>N>C。 (2)特例：同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素。 (3)判断：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、共价键　杂化轨道与分子的空间结构 1.共价键 (1)分类 (2)σ键和π键的判断方法 共价单键为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。 (3)配位键与配位化合物的结构 (以[Cu(NH3)4]SO4为例) 配合物的组成 ①配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、H2O、CO、Cl－、Br－、I－、SCN－等。 ②中心离子：一般是金属离子，特别是过渡金属离子，如Cu2＋、Fe3＋等。 ③配位数：直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目。 ④常见配合物：如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3、Fe(CO)5等。 2．“四方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据中心原子的价层电子对数判断 如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。 (4)根据分子或离子中化学键类型判断 如没有π键为sp3杂化，含1个π键(如碳碳双键、碳氧双键)为sp2杂化，含2个π键(如碳碳三键、碳氮三键)为sp杂化。 3．用价层电子对互斥理论(VSEPR)推测分子的空间结构 (1)价层电子对数的计算 (2)应用 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 VSEPR模型名称 分子的空间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 4.键角大小的判断方法 (1)不同杂化类型：如键角：CH4<BF3<CO2。 (2)单键、双键、三键的影响：三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。 (3)杂化类型相同，中心原子孤电子对数越多，键角越小，如键角：CH4>NH3>H2O；>NH3；H3O＋>H2O。 (4)杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大，如键角：NH3>PH3>AsH3。 (5)杂化类型和孤电子对数相同，配位原子电负性越大，键角越小，如键角：NF3<NH3。 三、微粒间作用力对物质性质的影响 1.非极性分子与极性分子的判断 2．范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响 范德华力 氢键 共价键 作用微粒 分子 H与N、O、F 原子 强度比较 共价键>氢键>范德华力 影响因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 形成氢键元 素的电负性 原子半径 对性质 的影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大 键能越大，稳定性越强 3.晶体熔、沸点高低的比较 (1)一般情况下，不同类型晶体的熔、沸点高低规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；(金属晶体熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞等)。 (2)形成共价晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔、沸点越高，如：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。 (3)形成离子晶体的阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点就越高，如：MgO>MgCl2；NaCl>CsCl。 (4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如Al>Mg>Na。 (5)分子晶体的熔、沸点比较规律 ①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点就越高，如：HI>HBr>HCl； ②组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如：CO>N2； ③同分异构体分子中，支链越少，其熔、沸点就越高，如：正戊烷>异戊烷>新戊烷； ④同分异构体中的芳香烃及其衍生物的沸点，邻位取代物>间位取代物>对位取代物，如：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 四、晶胞的结构分析及计算 1.晶胞分析的方法——均摊法 晶胞 平行四面体 正六棱柱 正三棱柱 均摊 规则 顶点 ；棱上；面心；体内1。 顶点；水平棱，竖直棱；面心；体内1。 顶点；水平棱，竖直棱；面心；体内1。 2.晶体密度及粒子间距离的计算方法 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算晶体中粒子间距离 ①分析思路 ②常见堆积模型粒子之间的距离(a为晶胞参数，r为粒子半径) 简单立方 体心立方 面心立方 六方密堆积 金刚石型 a＝2r a＝4r a＝4r a＝2r a＝8r 3.常见离子晶体结构分析 晶胞 配位数及影响因素 密度的计算(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 配位数 影响因素 NaCl型 6 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的电荷比有关等　 CsCl型 8 ZnS型 4 CaF2型 F－：4 Ca2＋：8 4.运用立体几何模型突破原子坐标参数难题 (1)要看懂晶胞模型，找到原点 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，例如图中原子1的坐标为（ ，，），则原子2和3的坐标分别为（ ，，0）、（ 0，0，）。 没有给出原点，我们需要看坐标系提示的方向：，确定原子4的坐标为(0，0，0)。 (2)确定顶点坐标 顶点坐标一般在三个方向上都占坐标单位的整数值，如图，确定原子1～8的坐标：1(0，0，0)，2(0，1，0)，3(1，1，0)，4(1，0，0)，5(0，0，1)，6(0，1，1)，7(1，1，1)，8(1，0，1)。 (3)确定体心的坐标 如图，9原子位于体心，分别占据三个方向坐标单位的一半，因此原子9的坐标为（ ，，）。 (4)确定面心的坐标 如图所示，原子10～15分别位于六个面的面心，原子1的坐标为(0，0，0)，则确定坐标参数： 10（0，，），11（ ，，1），12（ 1，，），13（ ，，0），14（ ，0，），15（ ，1，） (5)特殊位置原子坐标参数 如图，金刚石晶胞，试确定原子1～4的坐标参数。 原子1～4位于晶胞内，但是不位于体心，在x轴上，原子1、2位于位置，原子3、4位于位置，x轴、y轴俯视图如图。 以此类推：x轴、z轴俯视图如图所示。 按照此方法我们可以确定原子坐标：1（，，），2（，，），3（，，），4（，，）。 （建议用时：40分钟） 1.（2024年天津卷）我国学者在碳化硅表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 【答案】B 【解析】SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，A错误；SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，熔点高、硬度大，B正确；C元素为6号元素，故核素的质子数为6，C错误；石墨烯是碳元素构成的单质，不属于烯烃，D错误；故选B。 2.（2023年天津卷）常温下，二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，具有强氧化性，已被联合国卫生组织(WTO)列为Al级高效安全消毒剂。已知，工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应，其反应的化学方程式：CH3OH+6NaClO3+3H2SO4=CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O，则下列说法正确的是 A．CO2是非极性分子 B．键角：ClO<ClO C．NaClO3在反应中做还原剂 D．ClO2分子空间构型为直线形 【答案】A 【解析】CO2的中心原子C原子的价层电子对数为2，C原子杂化类型为sp，CO2是非极性分子，A正确；ClO与ClO中氯原子的价层电子对数均为4，杂化类型均为sp3，ClO中氯原子有一个孤电子对，ClO中氯原子有二个孤电子对，ClO中孤电子对与成键电子对之间的排斥力小于ClO中孤电子对与成键电子对之间的排斥力，导致键角：ClO>ClO，B错误；该反应中，碳元素化合价由−2价变为+4价，氯元素化合价由+5价变为+4价，所以氧化剂是NaClO3，还原剂是甲醇，C错误；ClO2中Cl原子提供1对电子，有一个O原子提供1个电子，另一个O原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的轨道中形成大π键，Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键，Cl与另一个O形成的是普通的共价键（σ键，这个O只提供了一个电子参与形成大π键），Cl的价层电子对数3，则Cl原子的轨道杂化方式为sp2，ClO2分子空间构型为V形，D错误；故选A。 3.（2023年天津卷）下表列出25℃时不同羧酸的(即)。根据表中的数据推测，结论正确的是 羧酸 pKa 4.76 2.59 2.87 2.90 A．酸性强弱： B．对键合电子的吸引能力强弱：F<Cl<Br C．25℃时的pKa大小： D．25℃时0.1mol/L溶液的碱性强弱： 【答案】C 【解析】根据电负性F＞Cl＞Br＞I，CH2FCOOH、CH2ClCOOH、CH2BrCOOH的酸性逐渐减弱，则酸性CH2ICOOH＜CH2BrCOOH，A错误；电负性越大，对键合电子的吸引能力越强，电负性：F>Cl>Br，对键合电子的吸引能力强弱：F>Cl>Br，B错误；F是吸电子基团，F原子个数越多，吸电子能力越强，使得羧基中O—H键极性增强，更易电离，酸性增强，则25℃时的pKa大小：CHF2COOH<CH2FCOOH，C正确； 根据pKa知，相同浓度下酸性CH3COOH＜CH2ClCOOH，酸性越强，其对应盐的水解程度越弱，碱性越弱，则相同浓度下碱性：CH2ClCOONa＜CH3COONa，D错误；故选C。 4.（2022年天津卷）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．两物质的碳碳键的键角相同 C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3 D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨 【答案】D 【解析】石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，故A错误；金刚石是空间网状正四面体形，键角为109°28′，石墨是层内正六边形，键角为120°，因此碳碳键的键角不相同，故B错误；金刚石是空间网状正四面体形，石墨是层内正六边形，层与层之间通过范德华力连接，1mol金刚石有2mol碳碳键，1mol石墨有1.5mol碳碳键，因此等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为3∶4，故C错误；金刚石和石墨是两种不同的晶体类型，因此可用X射线衍射仪鉴别，故D正确。综上所述，答案为D。 5.（2022年天津卷）嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图，下列有关含量前六位元素的说法正确的是 A．原子半径：Al＜Si B．第一电离能：Mg＜Ca C．Fe位于元素周期表的p区 D．这六种元素中，电负性最大的是O 【答案】D 【解析】Al、Si同周期，Al的核电荷数小于Si，原子半径：Al>Si，故A错误；Mg、Ca同主族，同主族从上到下第一电离能减小，故B错误；Fe位于元素周期表的d区，故C错误；同周期元素从左到右电负性增大，同主族元素从上到下电负性减弱，则由此可知六种元素中电负性最大的为O，故D正确；故选D。 6.（天津市重点校2023-2024学年高三期末联考）下列化学用语表述错误的是 A．用电子式表示的形成： B．分子的VSEPR模型： C．的名称：3-甲基戊烷 D．基态N原子的价层电子排布图： 【答案】B 【解析】K2S是离子化合物，用电子式表示K2S的形成过程：，A正确；NH3分子中心原子价层电子对数为4，VSEPR模型为正四面体形，B错误；展开写为CH3CH2CH(CH3)CH2CH3，主链5个碳，3号碳有甲基，命名为3-甲基戊烷，C正确；N是7号元素，价层电子排布式为2s22p3，价层电子排布图：，D正确；故选B。 7.（天津市河西区2023-2024学年高三一模）下列物质的有关叙述正确的是 A．它们的物理性质相同 B．它们充分燃烧后的产物相同 C．石墨能导电故属于金属晶体 D．分子中仅含σ键 【答案】B 【解析】金刚石、石墨、、碳纳米管都是碳单质，互为同素异形体。同素异形体的物理性质不相同，A错误；组成元素都为碳元素，充分燃烧的产物都为，B正确；石墨能导电，但石墨属于混合晶体，C错误；分子中含σ键和键，D错误；故选B。 8.（天津市红桥区2024届高三二模）下列化学用语或图示表达正确的是 A．中子数为18的氯原子： B．碳的基态原子轨道表示式： C．的模型： D．分子中键的形成： 【答案】D 【解析】质量数=质子数+中子数，则中子数为18的氯原子，质量数为35，其核素表示为：，A错误； 上述表示方法违背洪特规则，碳的基态原子电子排布式为1s22s22p2，则其轨道表示式： ，B错误；NH3的价电子对数为4，有一对孤电子对，VSEPR模型为，C错误；HCl分子中σ键是s-pσ键，是H的s轨道和Cl的p轨道头碰头方式重叠 ，D正确；故选D。 9.（天津市北辰区2024届高三三模）下列有关化学用语表示正确的是 A．乙炔分子的空间填充模型： B．水的VSEPR模型： C．基态Cr原子电子排布式 D．1-丁醇的键线式： 【答案】B 【解析】乙炔分子中C原子式sp杂化，分子构型为直线型，A错误；水分子的中心原子上有两个O-H键，两对孤电子对，采用sp3杂化，VSEPR模型：，B正确；基态Cr原子电子排布式，此时3d轨道为半充满，整体能量最低，C错误；是1-丙醇的键线式，D错误。故选B。 10.（天津市滨海新区2024届高三三模）化学处处呈现美，下列说法正确的是 A．通过晶体的射线衍射实验获得分子中键角为 B．绚烂烟花的产生是电子由基态跃迁到激发态时，能量以光的形式释放引起的 C．缺角的晶体在饱和溶液中变为完美立方体块，体现晶体的自范性 D．肼的结构相当于氨分子中的一个氢原子被氨基取代，存在顺式和反式两种同分异构体：和 【答案】C 【解析】P4分子中∠P−P−P键角为60°，A错误；绚烂烟花的产生是焰色试验，电子吸收能量，由基态跃迁到激发态，再由激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时放出热量，能量以光的形式释放，B错误；晶体具有规则的几何形状，有自范性，则缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性，C正确；肼(N2H4)的结构相当于氨分子中的一个氢原子被氨基取代，单键可以旋转，不存在顺式和反式两种同分异构体，D错误；故选C。 11.（2024届天津市第四中学模拟）结构决定物质性质是研究化学的重要方法，下列对结构与性质的描述错误的是 A．①中NaCl在水溶液中导电是因为在电流作用下破坏了NaCl中离子键 B．②中在纯金属中加入其它元素，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大 C．③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了超分子的自组装性 D．④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，属于混合晶体，熔点高于金刚石 【答案】A 【解析】①中NaCl在水溶液中导电是因为在水分子作用下破坏了NaCl中离子键、形成了可自由移动的水合钠离子和水合氯离子，A错误；②中在纯金属中加入其它元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大，B正确；超分子具有自组装性，例如③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了这一点，C正确；④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，层内存在C-C键，层间存在分子间作用力，属于混合晶体，石墨中C-C的键长比金刚石中C-C的键长短，则石墨熔点高于金刚石，D正确；故选A。 12.（天津市和平区2023-2024学年高三质量调查）下列化学用语表述不正确的是 A．中子数为10的氧原子： B．基态N原子的价层电子排布图： C．HClO的电子式： D．分子的VSEPR模型： 【答案】D 【解析】已知O是8号元素，质量数等于质子数加中子数，故中子数为10的氧原子表示为：，A正确；已知N是7号元素，基态N原子的核外电子排布式为：1s22s22p3，则基态N原子的价层电子排布图：，B正确；已知H、Cl最外层上只有1个未成对电子，O最外层有2个未成对电子，HClO为共价化合物，故HClO的电子式为：，C正确；NH3分子中N原子的价层电子对数为3+（5-3）=4，VSEPR模型为四面体，含有1对孤电子对，即，D错误；故选D。 13.（天津市十二区县重点校2024届高三第一次模拟）金云母的化学式为，下列说法正确的是 A．半径大小： B．在中的溶解性： C．第一电离能大小： D．氢化物沸点： 【答案】A 【解析】电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；半径大小：，A正确； 四氯化碳、氟气为非极性分子，HF为极性分子，根据相似相溶可知，在中的溶解性：，B错误；  同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能大小：，C错误；常温下水为液态，而氨气、HF为气体，则水的沸点最大，D错误；故选A。 14.（天津市河西区2023-2024学年高三二模）下列元素随原子序数的递增，其对应的某种性质逐渐增大的是 A．第一电离能：C、N、O、F B．单质的熔点：Li、Na、K、Rb C．元素的电负性：Si、P、S、Cl D．单质的还原性：Na、Mg、Al、Si 【答案】C 【解析】同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但有反常的,第一电离能：C、O、N、F增大，A不符合要求；碱金属属于金属晶体，随着原子序数增大，金属键减弱，熔点降低，B不符合要求；同周期从左向右元素的电负性逐渐增大，C符合要求；同周期从左向右单质的还原性逐渐减弱，D不符合要求；故选C。 15.（天津市南开区2023-2024学年高三第二次质量监测）我国科学家在寻找“点击反应”的砌块过程中，发现一种新的化合物，结构如下图所示，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，已知Z的原子序数是Y的2倍，基态X原子有3个未成对电子，下列说法正确的是 A．单质的沸点：Z>W B．电负性：Z>X C．第一电离能：Y>X D．原子半径：W>Z>Y>X 【答案】A 【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，基态X原子有3个未成对电子，则X为N元素；由化合物的结构可知，化合物中Y、Z、W形成的共价键数目分别为2、6、1，Z的原子序数是Y的2倍，则Y为O元素、Z为S元素、W为Cl元素。 【解析】常温下，硫单质为固态，氯气为气态，则硫单质的沸点高于氯气，故A正确；元素的非金属性越强，电负性越大，氮元素的非金属性强于硫元素，所以氮元素的电负性大于硫元素，故B错误；氮原子的2p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，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故C错误；同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则硫原子的原子半径大于氯原子、氮原子的原子半径大于氧原子，故D错误；故选A。 16.（天津市河北区2024届高三质量检测）如图是周期表中短周期的一部分，三种元素的原子核外电子总数等于的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，下列叙述正确的是 A．B为第二周期元素 B．第一电离能： C．A、C元素简单氢化物的稳定性： D．C元素的最高价氧化物对应的水化物酸性很强 【答案】B 【分析】由题中信息可知：三种元素的原子核外电子总数等于B的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，设A的质子数为x，则B的质子数为x+9，C的质子数为x+2，由A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，可知，x+(x+9)+(x+2)=2(x+9)，解得x=7，A为N元素，B为S元素，C为F元素，由此分析。 【解析】B为S元素，是第三周期元素，故A错误；同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，A为N元素，C为F元素，则第一电离能：，故B正确；非金属性：F＞N，则简单氢化物的稳定性：HF＞NH3，故C错误；C为F元素，为第ⅦA族元素，没有正化合价、不存在C元素的最高价氧化物及其对应的水化物，故D错误；故选B。 17.（天津市河东区2024届高三第二次模拟）下列有关说法正确的是 A．Na2O和Na2O2固体中阳离子和阴离子个数比都是 B．CO2和SiO2的化学键类型和晶体类型相同 C．和NH3都可以做为配合物的配体 D．Al和N的原子轨道都有3个单电子 【答案】A 【解析】Na2O是由Na+和O2-构成的，Na2O2是由Na+和构成的，故Na2O和Na2O2固体中阳离子和阴离子个数比都是，A正确；已知CO2中含有共价键，属于分子晶体，而SiO2中含有共价键，属于共价晶体，故化学键类型相同，但晶体类型不相同，B错误；中没有孤电子对，不能做为配合物的配体，C错误； Al是13号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，原子轨道中只有1个单电子，而N是7号元素，其核外电子排布式为1s22s22p3，其原子轨道有3个单电子，D错误；故选A。 18.（天津市河东区2024届高三第二次模拟）现有三种元素基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正确的是 A．最高价含氧酸的酸性：③>①>② B．原子半径：③>②>① C．第一电离能：①>②>③ D．电负性：③>②>① 【答案】A 【解析】已知①1s22s22p63s23p4为S、②1s22s22p63s23p3为P、③1s22s22p63s23p5为Cl，据此分析解题。同一周期从左往右元素的非金属性依次增强，故其最高价含氧酸的酸性也依次增强即HClO4＞H2SO4＞H3PO4即③>①>②，A正确；同一周期从左往右元素的原子半径依次减小，即原子半径P＞S＞Cl即②>①>③，B错误；同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故第一电离能Cl＞P＞S即③>②>①，C错误；同一周期从左往右元素的电负性依次增强，故电负性Cl＞S＞P即③>①>②，D错误；故选A。 19.（天津市河北区2023-2024学年高三质量监测）下图为元素周期表前四周期的一部分。    下列有关X、Y、Z、W四种元素的说法中，正确的是 A．电负性：W>X B．单质熔点：Z>W C．原子半径：Z>Y D．第一电离能：Z>Y 【答案】B 【分析】由题干部分周期表所示信息可知，W、X、Y、Z四种元素分别为Br、F、P、S，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，X为F、W为Br，同一主族从上往下电负性依次减小，则电负性F>Br， A错误； B．由分析可知，Z为S，W为Br，常温下S为固体，而Br2是液体，故单质熔点S>Br2， B正确； C．由分析可知，Z为S、Y为P，同一周期从左往右原子半径依次减小，则原子半径P>S，C错误； D．由分析可知，Y为P、Z为S，同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA之间反常，则第一电离能P大于S，即Y>Z，D错误；故选B。 20.（天津市滨海新区塘沽第一中学2024届高三模拟）分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛应用，布洛芬具有抗炎、镇痛解热的作用，但直接服用对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的分子修饰。 下列有关说法不正确的是 A．甲分子最多有10个碳原子共平面 B．乙和丙均能在溶液和稀溶液中发生水解反应 C．以上三个分子都只有1个手性碳原子 D．甲与苯甲酸互为同系物 【答案】A 【解析】甲分子含有1个苯环，与苯环上连接的碳原子一定共平面，其余单键相连碳原子可通过旋转得出最多1个碳原子在其平面上，所以甲分子中最多有11个碳原子共平面()，A错误；乙中含有肽键，丙中含有酯基，均能在溶液和稀溶液中发生水解反应，B正确；手性碳原子是指，同一个碳原子上链接4个不同的原子或原子团，苯环上没有手性碳原子，甲基、亚甲基上没有手性碳原子，双键上没有手性碳原子，故以上三个分子的结构分析，都只有1个手性碳原子：，C正确；甲与苯甲酸结构相似，相差6个CH2，互为同系物，D正确；故选A。 21.（天津市耀华中学2024届高三模拟）下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ具有对应关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 电负性： 酸性： B 第一电离能： 与水反应剧烈程度： C 分子极性： 范德华力： D 分子间作用力： 热稳定性： 【答案】C 【解析】HF为弱酸，HCl为强酸，故酸性HCl>HF，故A说法错误；K的金属活泼性比Na的强，所以K与水反应更剧烈，故B说法错误；分子极性越强，范德华力越大，所以范德华力>，故C说法正确； 分子间作用力影响熔沸点，稳定性为化学性质，二者没有关联，故D说法错误；故选C。 22.（天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三模拟）可用作净水剂、媒染剂等。下列说法正确的是 A．电负性：Al>S B．原子半径： C．第一电离能： D．热稳定性： 【答案】B 【解析】同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，故电负性：Al<S，故A错误；同周期从左到右，原子半径逐渐减小，同主族从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径，故B正确；同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，，故C错误；O的非金属性强于N，故稳定性，故D错误。故选B。 23.（天津市塘沽一中2024届高三模拟）为原子序数依次增大的主族元素。基态原子中含有两种形状的电子云，且有一个单电子；基态原子的最高能级轨道中均有电子，且自旋方向相同；基态原子的价层电子排布式为是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是 A．电负性 B．简单氢化物的沸点： C．的第一电离能高于同周期相邻元素 D．的合金餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物 【答案】A 【分析】由题干信息可知，为原子序数依次增大的主族元素，基态原子的价层电子排布式为，即，是O，W是地壳中含量最多的金属元素，则W是Al，基态原子中含有两种形状的电子云，且有一个单电子，即1s22s22p1，故为B，基态原子的最高能级轨道中均有电子，且自旋方向相同，即1s22s22p3，故为N。 【解析】A．同主族元素从上到下，元素电负性逐渐减小，电负性，即，A错误； B．常温常压H2O液态，NH3为气态，则沸点，B正确； C．N的2p轨道半充满，稳定，难失电子，因此N的第一电离能高于同周期相邻元素，C正确； D．Al既与酸又与碱反应，则不宜长时间存放酸性或碱性食物，D正确；故选A。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点06 原子、分子、晶体结构与性质 考点 五年考情分析 2025考向预测 1.化学用语 2.原子结构与性质 3.分子结构与性质 4.晶体结构与性质 2024·天津卷；2023·天津卷；2022·天津卷；2021·天津卷；2020·天津卷； 考查原子核外电子排布式、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算。 【思维导图】 【高分技巧】 一、电子排布式、电离能和电负性 1.原子核外电子排布遵循的原理及表示方法 (1)遵循的原理：构造原理、泡利原理、洪特规则、能量最低原理。 (2)表示方法 表示方法 举例 电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 简化电子排布式 Cu：[Ar]3d104s1 价电子排布式 Fe：3d64s2 电子排布图(或轨道表示式) O： 【特别提醒】能量相同的原子轨道在全满(s2、p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。 (3)未成对电子数的判断方法 ①根据电子排布式判断 设电子排布式中未充满电子的能级的电子数为n，该能级的原子轨道数为m，则n≤m时，未成对电子数为n；n>m时，未成对电子数为2m－n。 ②根据电子排布图判断 电子排布图能够直观地表示未成对电子数，即单独占据一个方框的箭头的个数。 2．第一电离能、电负性 (1)规律：在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右总体呈增大的趋势，从上向下逐渐减小，电负性从左到右逐渐增大，从上向下逐渐减小。如C、N、O、F元素。第一电离能由大到小顺序为F>N>O>C，电负性由大到小顺序为：F>O>N>C。 (2)特例：同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素。 (3)判断：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、共价键　杂化轨道与分子的空间结构 1.共价键 (1)分类 (2)σ键和π键的判断方法 共价单键为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。 (3)配位键与配位化合物的结构 (以[Cu(NH3)4]SO4为例) 配合物的组成 ①配体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3、H2O、CO、Cl－、Br－、I－、SCN－等。 ②中心离子：一般是金属离子，特别是过渡金属离子，如Cu2＋、Fe3＋等。 ③配位数：直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目。 ④常见配合物：如[Cu(NH3)4](OH)2、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、Fe(SCN)3、Fe(CO)5等。 2．“四方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间构型判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形，则分子的中心原子发生sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。 (3)根据中心原子的价层电子对数判断 如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。 (4)根据分子或离子中化学键类型判断 如没有π键为sp3杂化，含1个π键(如碳碳双键、碳氧双键)为sp2杂化，含2个π键(如碳碳三键、碳氮三键)为sp杂化。 3．用价层电子对互斥理论(VSEPR)推测分子的空间结构 (1)价层电子对数的计算 (2)应用 价层电子对数 σ键电子对数 孤电子对数 VSEPR模型名称 分子的空间结构 实例 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 4.键角大小的判断方法 (1)不同杂化类型：如键角：CH4<BF3<CO2。 (2)单键、双键、三键的影响：三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。 (3)杂化类型相同，中心原子孤电子对数越多，键角越小，如键角：CH4>NH3>H2O；>NH3；H3O＋>H2O。 (4)杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大，如键角：NH3>PH3>AsH3。 (5)杂化类型和孤电子对数相同，配位原子电负性越大，键角越小，如键角：NF3<NH3。 三、微粒间作用力对物质性质的影响 1.非极性分子与极性分子的判断 2．范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响 范德华力 氢键 共价键 作用微粒 分子 H与N、O、F 原子 强度比较 共价键>氢键>范德华力 影响因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 形成氢键元 素的电负性 原子半径 对性质 的影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大 键能越大，稳定性越强 3.晶体熔、沸点高低的比较 (1)一般情况下，不同类型晶体的熔、沸点高低规律：共价晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；(金属晶体熔、沸点有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞等)。 (2)形成共价晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔、沸点越高，如：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。 (3)形成离子晶体的阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点就越高，如：MgO>MgCl2；NaCl>CsCl。 (4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如Al>Mg>Na。 (5)分子晶体的熔、沸点比较规律 ①组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点就越高，如：HI>HBr>HCl； ②组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如：CO>N2； ③同分异构体分子中，支链越少，其熔、沸点就越高，如：正戊烷>异戊烷>新戊烷； ④同分异构体中的芳香烃及其衍生物的沸点，邻位取代物>间位取代物>对位取代物，如：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 四、晶胞的结构分析及计算 1.晶胞分析的方法——均摊法 晶胞 平行四面体 正六棱柱 正三棱柱 均摊 规则 顶点 ；棱上；面心；体内1。 顶点；水平棱，竖直棱；面心；体内1。 顶点；水平棱，竖直棱；面心；体内1。 2.晶体密度及粒子间距离的计算方法 (1)计算晶体密度的方法 (2)计算晶体中粒子间距离 ①分析思路 ②常见堆积模型粒子之间的距离(a为晶胞参数，r为粒子半径) 简单立方 体心立方 面心立方 六方密堆积 金刚石型 a＝2r a＝4r a＝4r a＝2r a＝8r 3.常见离子晶体结构分析 晶胞 配位数及影响因素 密度的计算(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数) 配位数 影响因素 NaCl型 6 阳离子与阴离子的半径比值越大，配位数越多，另外配位数还与阴、阳离子的电荷比有关等　 CsCl型 8 ZnS型 4 CaF2型 F－：4 Ca2＋：8 4.运用立体几何模型突破原子坐标参数难题 (1)要看懂晶胞模型，找到原点 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，例如图中原子1的坐标为（ ，，），则原子2和3的坐标分别为（ ，，0）、（ 0，0，）。 没有给出原点，我们需要看坐标系提示的方向：，确定原子4的坐标为(0，0，0)。 (2)确定顶点坐标 顶点坐标一般在三个方向上都占坐标单位的整数值，如图，确定原子1～8的坐标：1(0，0，0)，2(0，1，0)，3(1，1，0)，4(1，0，0)，5(0，0，1)，6(0，1，1)，7(1，1，1)，8(1，0，1)。 (3)确定体心的坐标 如图，9原子位于体心，分别占据三个方向坐标单位的一半，因此原子9的坐标为（ ，，）。 (4)确定面心的坐标 如图所示，原子10～15分别位于六个面的面心，原子1的坐标为(0，0，0)，则确定坐标参数： 10（0，，），11（ ，，1），12（ 1，，），13（ ，，0），14（ ，0，），15（ ，1，） (5)特殊位置原子坐标参数 如图，金刚石晶胞，试确定原子1～4的坐标参数。 原子1～4位于晶胞内，但是不位于体心，在x轴上，原子1、2位于位置，原子3、4位于位置，x轴、y轴俯视图如图。 以此类推：x轴、z轴俯视图如图所示。 按照此方法我们可以确定原子坐标：1（，，），2（，，），3（，，），4（，，）。 （建议用时：40分钟） 1.（2024年天津卷）我国学者在碳化硅表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 A．是离子化合物 B．晶体的熔点高、硬度大 C．核素的质子数为8 D．石墨烯属于烯烃 2.（2023年天津卷）常温下，二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，具有强氧化性，已被联合国卫生组织(WTO)列为Al级高效安全消毒剂。已知，工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应，其反应的化学方程式：CH3OH+6NaClO3+3H2SO4=CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O，则下列说法正确的是 A．CO2是非极性分子 B．键角：ClO<ClO C．NaClO3在反应中做还原剂 D．ClO2分子空间构型为直线形 3.（2023年天津卷）下表列出25℃时不同羧酸的(即)。根据表中的数据推测，结论正确的是 羧酸 pKa 4.76 2.59 2.87 2.90 A．酸性强弱： B．对键合电子的吸引能力强弱：F<Cl<Br C．25℃时的pKa大小： D．25℃时0.1mol/L溶液的碱性强弱： 4.（2022年天津卷）一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 A．金刚石比石墨稳定 B．两物质的碳碳键的键角相同 C．等质量的石墨和金刚石中，碳碳键数目之比为4∶3 D．可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨 5.（2022年天津卷）嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图，下列有关含量前六位元素的说法正确的是 A．原子半径：Al＜Si B．第一电离能：Mg＜Ca C．Fe位于元素周期表的p区 D．这六种元素中，电负性最大的是O 6.（天津市重点校2023-2024学年高三期末联考）下列化学用语表述错误的是 A．用电子式表示的形成： B．分子的VSEPR模型： C．的名称：3-甲基戊烷 D．基态N原子的价层电子排布图： 7.（天津市河西区2023-2024学年高三一模）下列物质的有关叙述正确的是 A．它们的物理性质相同 B．它们充分燃烧后的产物相同 C．石墨能导电故属于金属晶体 D．分子中仅含σ键 8.（天津市红桥区2024届高三二模）下列化学用语或图示表达正确的是 A．中子数为18的氯原子： B．碳的基态原子轨道表示式： C．的模型： D．分子中键的形成： 9.（天津市北辰区2024届高三三模）下列有关化学用语表示正确的是 A．乙炔分子的空间填充模型： B．水的VSEPR模型： C．基态Cr原子电子排布式 D．1-丁醇的键线式： 10.（天津市滨海新区2024届高三三模）化学处处呈现美，下列说法正确的是 A．通过晶体的射线衍射实验获得分子中键角为 B．绚烂烟花的产生是电子由基态跃迁到激发态时，能量以光的形式释放引起的 C．缺角的晶体在饱和溶液中变为完美立方体块，体现晶体的自范性 D．肼的结构相当于氨分子中的一个氢原子被氨基取代，存在顺式和反式两种同分异构体：和 11.（2024届天津市第四中学模拟）结构决定物质性质是研究化学的重要方法，下列对结构与性质的描述错误的是 A．①中NaCl在水溶液中导电是因为在电流作用下破坏了NaCl中离子键 B．②中在纯金属中加入其它元素，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大 C．③中人体细胞和细胞器的双分子膜以头向外而尾向内的方式排列体现了超分子的自组装性 D．④中石墨晶体是层状结构的，每个碳原子的配位数为3，属于混合晶体，熔点高于金刚石 12.（天津市和平区2023-2024学年高三质量调查）下列化学用语表述不正确的是 A．中子数为10的氧原子： B．基态N原子的价层电子排布图： C．HClO的电子式： D．分子的VSEPR模型： 13.（天津市十二区县重点校2024届高三第一次模拟）金云母的化学式为，下列说法正确的是 A．半径大小： B．在中的溶解性： C．第一电离能大小： D．氢化物沸点： 14.（天津市河西区2023-2024学年高三二模）下列元素随原子序数的递增，其对应的某种性质逐渐增大的是 A．第一电离能：C、N、O、F B．单质的熔点：Li、Na、K、Rb C．元素的电负性：Si、P、S、Cl D．单质的还原性：Na、Mg、Al、Si 15.（天津市南开区2023-2024学年高三第二次质量监测）我国科学家在寻找“点击反应”的砌块过程中，发现一种新的化合物，结构如下图所示，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，已知Z的原子序数是Y的2倍，基态X原子有3个未成对电子，下列说法正确的是 A．单质的沸点：Z>W B．电负性：Z>X C．第一电离能：Y>X D．原子半径：W>Z>Y>X 16.（天津市河北区2024届高三质量检测）如图是周期表中短周期的一部分，三种元素的原子核外电子总数等于的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，下列叙述正确的是 A．B为第二周期元素 B．第一电离能： C．A、C元素简单氢化物的稳定性： D．C元素的最高价氧化物对应的水化物酸性很强 17.（天津市河东区2024届高三第二次模拟）下列有关说法正确的是 A．Na2O和Na2O2固体中阳离子和阴离子个数比都是 B．CO2和SiO2的化学键类型和晶体类型相同 C．和NH3都可以做为配合物的配体 D．Al和N的原子轨道都有3个单电子 18.（天津市河东区2024届高三第二次模拟）现有三种元素基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正确的是 A．最高价含氧酸的酸性：③>①>② B．原子半径：③>②>① C．第一电离能：①>②>③ D．电负性：③>②>① 19.（天津市河北区2023-2024学年高三质量监测）下图为元素周期表前四周期的一部分。    下列有关X、Y、Z、W四种元素的说法中，正确的是 A．电负性：W>X B．单质熔点：Z>W C．原子半径：Z>Y D．第一电离能：Z>Y 20.（天津市滨海新区塘沽第一中学2024届高三模拟）分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛应用，布洛芬具有抗炎、镇痛解热的作用，但直接服用对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的分子修饰。 下列有关说法不正确的是 A．甲分子最多有10个碳原子共平面 B．乙和丙均能在溶液和稀溶液中发生水解反应 C．以上三个分子都只有1个手性碳原子 D．甲与苯甲酸互为同系物 21.（天津市耀华中学2024届高三模拟）下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ具有对应关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 电负性： 酸性： B 第一电离能： 与水反应剧烈程度： C 分子极性： 范德华力： D 分子间作用力： 热稳定性： 22.（天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三模拟）可用作净水剂、媒染剂等。下列说法正确的是 A．电负性：Al>S B．原子半径： C．第一电离能： D．热稳定性： 23.（天津市塘沽一中2024届高三模拟）为原子序数依次增大的主族元素。基态原子中含有两种形状的电子云，且有一个单电子；基态原子的最高能级轨道中均有电子，且自旋方向相同；基态原子的价层电子排布式为是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是 A．电负性 B．简单氢化物的沸点： C．的第一电离能高于同周期相邻元素 D．的合金餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$