专题2 选择题专攻 1.元素周期律、化学键与分子结构 （课件）-【步步高】2024年高考化学大二轮专题复习与增分策略（新高考，江苏专用）

1.元素周期律、化学键与分子结构 选择题专攻 核心精讲 01 1.元素第一电离能的周期性变化 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期元素从左到右，第一电离能有逐渐　　　的趋势，稀有气体的第一电离能最　　，氢和碱金属的第一电离能最　　。同族元素从上到下，第一电离能逐渐　　　。 增大 大 小 减小 说明　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。同能级的轨道为全充满、半充满时，元素的第一电离能较相邻元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能均大于同周期相邻元素。例如，Be、N、Mg、P。 3 2.元素的电负性 随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐　　　；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐 　　　。 增大 减小 4 3.共价键 (1)σ键、π键(以碳原子之间成键为例) 共价键 举例 说明 单键 (σ键)   ①相同原子之间形成的共价键是非极性键，如Cl2；不同原子之间形成的共价键是极性键，如HCl； ②分子中的大π键可用符号　 表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 )， 双键(1个 σ键、1个 π键)   5 共价键 举例 说明 三键(1个 σ键、2个 π键) －C≡C－  ①相同原子之间形成的共价键是非极性键，如Cl2；不同原子之间形成的共价键是极性键，如HCl； ②分子中的大π键可用符号　 表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 )， 大π键   6 (2)配位键 ①配合物的组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例，如图1所示。 ②一般来说，配合物内界与外界之间为离子键，电荷相互抵消。 ③配体有多个配位原子，与中心原子形成螯合物， 如铜离子与乙二胺形成配离子(图2)。 4.中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断 中心原子的杂化类型和分子的空间结构有关，二者之间可以相互判断。 分子组成(A为中心原子) 中心原子的 孤电子对数 中心原子的 杂化方式 分子的 空间结构 实例 AB2 0 sp 直线形 BeCl2 1 sp2 V形 SO2 2 sp3 V形 H2O AB3 0 sp2 平面三角形 BF3 1 sp3 三角锥形 NH3 AB4 0 sp3 正四面体形 CH4 8 特别提醒　(1)用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为LP—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。 (2)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(较少考查，了解) 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。 如乙烯分子中H—C==C的键角是121.3°；H—C—H的键角是117.4°，均接近120°。 ③杂化类型相同，中心原子的孤电子对数越多，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 键角：NH3>PH3>AsH3。 解释：N、P、As的电负性逐渐减小，中心原子的电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，成键电子对排斥力增大，键角增大。 ⑤杂化类型和孤电子对数均相同，配位原子的电负性越大，键角越小 键角：NF3<NH3。 解释：F的电负性比H大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对排斥力比NH3小，且NF3的孤电子对偏向N，孤电子对对成键电子对的排斥力较大。 对于第④、⑤种类型，可以归纳为判断中心原子的电子云密度，中心原子的电子云密度越大，则该分子的成键电子对排斥力越大，则键角越大。 真题演练 02 1 2 3 4 5 1.(2023·江苏，4)元素C、Si、Ge位于周期表中第ⅣA族。下列说法正确的是 A.原子半径：r(C)>r(Si)>r(Ge) B.第一电离能：I1(C)<I1(Si)<I1(Ge) C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料 √ 6 7 8 1 2 3 4 5 同主族元素从上往下原子半径逐渐增大，故原子半径：r(C)<r(Si)<r(Ge)，A错误； 同主族元素，从上往下原子半径逐渐增大，更易失电子，第一电离能：I1(C)>I1(Si)>I1(Ge)，B错误； 晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合型晶体，C60为分子晶体，C错误； 周期表中元素Si附近存在许多准金属，可在其周围寻找新的半导体材料，D正确。 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 √ 6 7 8 1 2 3 4 5 H2O2分子中的化学键既存在O—H极性共价键，也存在O—O非极性共价键，C错误； CaH2晶体中存在Ca2＋与H－之间的离子键，不存在Ca与H2之间的强烈相互作用，D错误。 6 7 8 1 2 3 4 5 3.(2022·江苏，3)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是 A.半径大小：r(Al3＋)<r(Na＋) B.电负性大小：χ(F)<χ(O) C.电离能大小：I1(O)<I1(Na) D.碱性强弱：NaOH<Al(OH)3 √ 6 7 8 核外电子数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，故半径大小为r(Al3＋)<r(Na＋)，故A正确； 同周期元素核电荷数越大电负性越大，故χ(F)＞χ(O)，故B错误； 同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为I1(O)＞I1(Na)，故C错误； 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NaOH＞Al(OH)3，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 √ 6 7 8 1 2 3 4 5 硝酸根离子的空间结构为平面三角形，B错误； [Ag(NH3)2]＋中含有2个配位键，D错误。 6 7 8 1 2 3 4 5 5.(2020·江苏，9)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是 A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强 B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱 C.原子半径r：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na) D.原子的最外层电子数n：n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br) √ 6 7 8 1 2 3 4 5 金属性：Na＞Mg，故碱性：NaOH＞Mg(OH)2，A项正确； 氯和溴均属于卤族元素，同一主族元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，得电子能力：Cl2＞Br2，B项错误； 同一周期主族元素，从左到右原子半径依次减小，则r(Br)>r(Na)＞r(Mg)＞r(Cl)，C项错误； 氯和溴属于同一主族，最外层电子数相等，D项错误。 6 7 8 1 2 3 4 5 6.(2023·北京，10)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是 A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能 B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D.气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HCl分子 √ 6 7 8 1 2 3 4 F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F—F不稳定，因此F—F的键能小于Cl—Cl的键能，与电负性无关，A符合题意； 氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意； 氟的电负性大于氯的电负性，F—H的极性大于Cl—H的极性，导致HF分子极性强于HCl，C不符合题意； 氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在(HF)2，D不符合题意。 5 6 7 8 1 2 3 4 7.(2023·湖北，9)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 C.CF4和SF4均为非极性分子 D.XeF2与XeO2的键角相等 √ 5 6 7 8 1 2 3 4 甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4，水分子的中心原子价层电子对数也为4，所以VSEPR模型均为四面体，A正确； CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4的中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误； XeF2和XeO2分子中，中心原子孤电子对数不相等，所以键角不等，D错误。 5 6 7 8 1 2 3 4 8.(2023·浙江1月选考，12)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：Al2Cl6＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，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 √ 5 6 7 8 1 2 3 4 5 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 ，是结构对称的非极性分子，故A、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。 6 7 8 考向预测 03 1 2 3 4 5 6 7 1.(2023·海安高级中学高三下学期3月月考)实验室可以用KMnO4和浓盐酸制Cl2。下列说法正确的是 A.半径大小：r(K＋)＞r(Cl－) B.KMnO4仅含离子键 C.电负性大小：χ(O)＞χ(Cl) D.Mn元素在元素周期表的ds区 √ 1 2 3 4 5 6 7 K＋与Cl－的电子层结构相同，但K＋的核电荷数比Cl－大，所以半径大小：r(K＋)＜r(Cl－)，A不正确； 氧和氯形成的化合物ClO2中Cl显正价，则电负性大小：χ(O)＞χ(Cl)，C正确； Mn元素的价电子排布式为3d54s2，在元素周期表的d区，D不正确。 1 2 3 4 5 6 7 2.(2023·连云港高级中学高三5月模拟)黑火药爆炸时发生反应2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑。下列说法正确的是 A.半径：r(S2－)＜r(K＋) B.熔点：K2S＜S C.第一电离能：I1(N)＜I1(O) D.电负性：χ(S)＜χ(O) √ 1 2 3 4 5 6 7 硫离子和钾离子具有相同的电子层数，核电荷数越大半径越小，即半径：r(S2－)＞r(K＋)，A错误； K2S是离子晶体，S为分子晶体，一般情况下，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点，B错误； 同一主族元素的电负性从上到下逐渐减小，即电负性：χ(S)＜χ(O)，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 3.(2023·连云港市高三下学期2月调研)祖母绿(主要成分Be3Al2Si6O18)被称为宝石之王，与其相似的天然绿色宝石有萤石[主要成分CaF2]、磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]。下列说法正确的是 A.半径：r(Al3＋)＞r(O2－) B.电负性：x(P)＞x(Si) C.第一电离能：I1(F)＜I1(O) D.碱性：Ca(OH)2＜Al(OH)3 √ 1 2 3 4 5 6 7 电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则铝离子的半径小于氧离子，故A错误； 同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则磷元素的电负性大于硅元素，故B正确； 同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，故C错误； 金属性：Ca＞Al，则氢氧化钙的碱性强于氢氧化铝，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 4.下列关于BeF2和SF2的说法错误的是 A.BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，成键电子对数也等 　于2 B.BeF2分子的孤电子对数为0 C.SF2分子中，中心原子S的价层电子对数等于4，其空间结构为四面体 　形，成键电子对数等于2，没有孤电子对 D.在气相中，BeF2是直线形而SF2是V形 √ 1 2 3 4 5 6 7 5.关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法正确的是 A.配位体是Cl－和H2O，配位数是8 B.中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋ C.内界和外界中Cl－的数目比是1∶2 D.在1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3 mol AgCl沉淀 √ 1 2 3 4 5 6 7 配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位体是Cl－和H2O，配位数是6，故A错误； 中心离子是Ti3＋，故B错误； 加入足量AgNO3溶液，外界中Cl－与Ag＋反应，内界中Cl－不与Ag＋反应，1 mol该配合物只能生成2 mol AgCl沉淀，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 6.铝离子电池常用离子液体AlCl3/[EMIM]Cl作电解质，其中阴离子有 　　 ，阳离子为EMIM＋( )，EMIM＋以单个形 式存在时可以获得良好的溶解性能。下列说法错误的是 C.1 mol EMIM＋中所含σ键为17 mol D.为使EMIM＋获得良好的溶解性，不能将与N原子相连的—CH3、—C2H5 　替换为H原子 √ 1 2 3 4 5 6 7 　　　　　 中环上由5个原子参与成键，与乙基相连的N原子提供 2个电子，每个碳原子提供1个电子，与甲基相连的N原子提供1个电子，故该大π键应表示为 ，A正确； 中每个Al原子周围形成4对共用电子对，则其结构式为 ，各原子最外层均达到8电子稳定结构，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 一个单键为一个σ键，一个双键中含有一个σ键和一个π键，1个EMIM＋中所含σ键有19个，1 mol EMIM＋中所含σ键为19 mol，C错误； 氮原子上连H原子形成分子间氢键，使该离子不易以单个形式存在，所以与N原子相连的—CH3、—C2H5不能被氢原子替换，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 7.检验Ni2＋反应的一种生成物为丁二酮肟镍，是一种鲜红色沉淀，其分子结构如图所示。下列说法正确的是 A.Ni2＋核外有14种运动状态不同的电子 B.该分子内微粒之间存在的作用力有共价键、 　配位键、离子键、氢键 C.基态N原子的价层电子轨道表示式为 D.H2O中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的σ键 √ 1 2 3 4 5 6 7 Ni2＋的价层电子排布式为3d8，能级、轨道中的电子运动状态各不相同，则Ni2＋核外有26种运动状态不同的电子，A说法错误； 该分子不是离子化合物，不含离子键，B说法错误； 基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，价层电子轨道表示式为 　　　　　　　　，C说法错误。 N：Π， NO：Π，SO2：Π，O3：Π，CO：Π Π Π NO：Π，SO2：Π，O3：Π，CO：Π Π Π N：Π， NH 2.(2023·江苏，5)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。H、H、H是氢元素的3种核素，基态H原子1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H＋又可以形成H－，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1 mol H2(g)和1 mol CO(g)吸收131.3 kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO－。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。 下列说法正确的是 A.H、H、H都属于氢元素 B.NH和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2 C.H2O2分子中的化学键均为极性共价键 D.CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用 H、H、H都属于氢元素，三者互为同位素，统称为氢元素，A正确； NH和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp3，B错误； 4.(2021·江苏，6)下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是 A.NH3能形成分子间氢键 B.NO的空间结构为三角锥形 C.NH3与NH中的键角相等 D.NH3与Ag＋形成的[Ag(NH3)2]＋中有6个配位键 NH3和NH中的N都是sp3杂化，但NH3中存在一对孤电子对，是三角锥形结构，而NH为正四面体形结构，所以键角不相等，C错误； B.SO和CO的空间构型均为平面三角形 SO中中心原子的孤电子对数为1，CO中中心原子的孤电子对数为0，所以SO的空间构型为三角锥形，CO的空间构型为平面三角形，B错误； KMnO4中，K＋与MnO之间存在离子键，MnO内部存在共价键，B不正确； SF2分子中，中心原子S的孤电子对数为＝2，成键电子对数为2，故价层电子对数为4，分子空间结构为V形。 AlCl、Al2Cl A.EMIM＋中存在大π键，表示为Π B.Al2Cl中各原子最外层均达到8电子结构 Π Al2Cl $$