内容正文:
专题04 物质结构与性质
考点概览
题型一 元素周期律
题型二 分子的结构与性质
题型三 晶体结构分析
元素周期律题型一
1.(北京市西城区2025届高三下学期二模化学试题)中国科学家成功合成了一种非线性光学晶体氟硼铝酸铯(),其在精密测量领域有着重要的应用价值。下列说法不正确的是
A.元素的电负性:
B.基态氧原子的核外电子有8种运动状态
C.Cs是第六周期中原子半径最小的主族元素
D.X射线衍射实验可测定氟硼铝酸铯晶体的结构
【答案】C
【解析】A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,B、O、F位于同一周期,原子序数B<O<F ,所以电负性B <O<F,A正确;
B.基态氧原子的核外电子数为8,每个电子的运动状态都不同,所以核外电子有8种运动状态,B正确;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,Cs是第六周期第ⅠA族元素,是第六周期中原子半径最大的主族元素,C错误;
D.X射线衍射实验可用于测定晶体的结构,通过分析X射线衍射图谱能得到晶体中原子的排列等信息,所以可测定氟硼铝酸铯晶体的结构,D正确;
故选C。
2.(北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题)已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素,其基态原子的结构信息如下。
元素
X
Y
Z
W
结构信息
价层电子排布为
2p能级有3个单电子
有16个不同运动状态的电子
最外层有1个电子,内层原子轨道全部排满电子
下列说法正确的是
A.电负性:X>Y B.第一电离能:Y>Z
C.X和Z的所有单质均为分子晶体 D.W的最高价氧化物对应的水化物为强碱
【答案】B
【分析】根据已知,X的价层电子排布为nsnnpn,满足条件的n=2,则为C;Y的2p能级有3个单电子,即核外电子排布为1s22s22p3,则为N;Z有16个不同运动状态的电子,即核外有16个电子,则为S;根据已知:W最外层有1个电子,内层原子轨道全部排满电子,则W为第四周期元素,电子数为2+8+18+1=29,则为Cu。
【解析】A.同周期元素,原子序数越大,电负性越大,即电负性N>C,故A错误;
B.同一周期,从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N元素2p能级电子半满更稳定,第一电离能大于相邻元素,故N>O,同一主族,从上到下,第一电离能减小,所以O>S,因此第一电离能:N>S,故B正确;
C.C单质中金刚石为共价晶体,石墨属于混合型晶体,S单质为分子晶体,故C错误;
D.W的最高价氧化物对应的水化物为Cu(OH)2,是弱碱,故D错误;
故答案为B。
3.(北京市朝阳区2025届高三下学期二模化学试题)下列依据相关数据或原理作出的判断中,正确的是
A.依据HF、HCl、HBr、HI的相对分子质量依次增大,可判断它们的沸点依次升高
B.依据、的燃烧热,可计算相同条件下的
C.依据、、原子半径依次减小,可判断它们的第一电离能依次增大
D.依据原子光谱和构造原理,可判断基态原子的价层电子排布为
【答案】B
【解析】A.HF分子间能形成氢键,所以HF的沸点比HCl、HBr、HI的高,故A错误;
B.根据盖斯定律,依据、的燃烧热,可计算相同条件下的,故B正确;
C.Mg原子3s能级全充满,结构稳定,Mg原子第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能>>,故C错误;
D.基态原子的价层电子排布为,故D错误;
选B。
4.(北京市第二中学2024-2025学年高三下学期化学4月模拟测试题)某点击化学试剂由原子序数依次增大的X、Y、M、Z四种短周期元素组成,其中基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z的原子序数是Y的两倍,衰变方程:。下列说法错误的是
A.元素Y的第一电离能小于同周期相邻的两种元素
B.简单氢化物还原性:Z>X>M
C.简单氢化物的沸点:M>X
D.和互为同位素
【答案】D
【分析】根据基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,可推出Y是O,Z是S,再分析衰变方程发现M质子数比X大2,原子序数X<Y<M,因此确定M为F,X为N。据此分析解答;
【解析】A.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但基态N原子是半充满稳定结构,第一电离能大于O原子,因此O的第一电离能小于N和F,A正确;
B.简单氢化物还原性与非金属性顺序相反,非金属性:F>N>S,则简单氢化物还原性:Z>X>M,B正确;
C.F原子的电负性大于N,则HF中氢键强度大于NH3,简单氢化物的沸点:HF>NH3,C正确;
D.和都是氮气,为同种物质,D错误;
故选D。
分子的结构与性质题型二
1.(北京市海淀区2025届高三下学期二模化学试卷)下列依据相关数据作出的推断中,正确的是
A.依据离子半径:,可推断结构相似的晶体的熔点:NaBr>NaI
B.依据元素的电负性:C<N<F,可推断分子极性:
C.依据分子中羟基的数目,可推断在水中的溶解度大于葡萄糖的
D.依据元素的第一电离能:Mg>Al,可推断单质的还原性:Mg>Al
【答案】A
【解析】A.的离子半径小于,离子半径越小,离子间静电作用(库仑力)越强,晶格能越大,熔点越高。NaBr与NaI同为离子晶体且结构相似,因此NaBr的熔点应高于NaI;推断正确,A正确;
B.CF4是正四面体结构,极性键的矢量叠加后完全抵消,为非极性分子;NF3为三角锥形结构,极性未完全抵消,为极性分子。因此CF4的极性应小于NF3,推断错误,B错误;
C.葡萄糖分子含5个羟基,仅含1个羟基。羟基数目越多,与水形成氢键的能力越强,溶解度越高。因此的溶解度应小于葡萄糖,推断错误,C错误;
D.第一电离能Mg>Al,但金属单质的还原性Mg>Al(金属活动性顺序)。Mg的第一电离能大于Al是因为镁的价电子排布式为不易失去电子,而Al的价电子排布式为,容易失去3p能级电子,因此不能直接通过第一电离能推断单质还原性,推断错误,D错误;
故选A。
2.(北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题)下列说法正确的是
A.甲烷的二氯取代物有两种结构
B.RNA分子的多聚核苷酸链中,核苷酸之间通过氢键连接
C.气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
D.和NaCl晶体受热熔化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型
【答案】C
【解析】A.甲烷四个氢是等价的,二氯取代物只有一种结构,故A错误;
B.RNA分子的多聚核苷酸链中,核苷酸之间并非通过氢键连接,而是通过磷酸二酯键连接,故B错误;
C.Mn2+价电子排布为3d5,Fe2+价电子排布为3d6,Mn2+价电子排布为半满稳定结构,再失去一个电子比Fe2+困难,故C正确;
D.SiO2为共价晶体,NaCl为离子晶体,熔化时分别克服的粒子间相互作用是共价键、离子键,故D错误;
故答案为C。
3.(2024届北京市顺义区高三下学期二模化学试卷)下列物质性质的比较,与键的极性或分子的极性无关的是
A.酸性: B.硬度:金刚石晶体硅
C.水中溶解度: D.沸点:
【答案】B
【解析】A.C-Cl键的极性大于C-H键,导致ClCH2COOH、CH3COOH的酸性不同,说明键的极性影响其酸性,故A不选;
B.金刚石和晶体硅都是共价晶体,都存在非极性键,但键长C-C<Si-Si,硬度:金刚石>晶体硅,说明其硬度与键长有关,与键的极性无关,故B选;
C.极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂,非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂,氨气和水都是极性分子、四氯化碳是非极性分子,水中溶解度:NH3>CH4,说明其溶解度与分子的极性有关,故C不选;
D.CO、N2互为等电子体,二者相对分子质量相同,但CO是极性分子、N2是非极性分子,沸点:CO>N2,说明其沸点与分子的极性有关,故D不选;
故选:B。
4.(2024届北京市顺义区高三下学期二模化学试卷)科学家制备高效电催化剂,实现了羟甲基糠醛)到呋哺二甲醛)的转化,转化过程如图所示。已知和中的五元环均为平面结构,下列说法不正确的是
A.基态原子的价层电子排布式为 B.过程Ⅰ中,有生成
C.中的碳原子均采用杂化轨道成键 D.过程Ⅱ可表示为
【答案】C
【解析】A.Ni为第28号元素,基态原子的价层电子排布式为,故A正确;
B.由图可知,过程Ⅰ中,有生成,故B正确;
C.中存在饱和的C原子,采用sp3杂化,故C错误;
D.由图可知,过程Ⅱ是HMF与反应生成水和DFF,化学方程式为:,故D正确;
故选C。
5.(2024届北京市朝阳区高三下学期二模化学试题)一种控制分子是否发光的“分子开关”工作原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.分子P中的O均为杂化
B.分子P转化为超分子Q时,N与形成配位键
C.增大溶液pH并除去,可使超分子Q转变为分子P
D.推测分子P可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度
【答案】A
【解析】A.分子P中的O均形成2个σ键、有两对孤电子对,O的价层电子对数为4,O都采取sp3杂化,A项错误;
B.N上有孤电子对,H+有空轨道,故分子P转化为超分子Q时,N与H+形成配位键,B项正确;
C.分子P+Na++H+超分子Q,增大溶液pH并除去Na+,消耗H+,H+和Na+的浓度减小,反应逆向进行,超分子Q转变为分子P,C项正确;
D.分子P为有机物、易溶于有机溶剂,分子P能与Na+形成超分子,可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度,D项正确;
答案选A。
6.(2025届清华大学THUSSAT中学生标准学术能力诊断性测试(TDA))已知X、Y、Z、R、Q为原子序数依次增大的短周期元素,其中Y、Z、R在同一周期,五种元素组成的某化合物结构如图所示。下列说法中错误的是
A.化合物Y(RX)3能结合水中的OH-使溶液呈弱酸性
B.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z<Q
C.元素Y形成单质属于分子晶体
D.以Z2X2为原料制备的高分子化合物具有导电性
【答案】C
【分析】由题干信息可知,X、Y、Z、R、Q为原子序数依次增大的短周期元素,其中Y、Z、R在同一周期,则X为第一周期元素即为H,Q为第3周期元素,结合化合物结构式可知,Y形成3个共价键,Z形成4个共价键,R形成2个共价键,Q形成1个共价键,即Y为B,Z为C,R为O,Q为Cl,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,Y为B、R为O、X为H,即化合物Y(RX)3即为B(OH)3由于B中存在空轨道能够接受OH-中的孤电子对形成配位键,即能结合水中的OH-使溶液呈弱酸性,A正确;
B.由分析可知,Z为C、Q为Cl,已知非金属性Cl>C,则最高价氧化物对应的水化物酸性H2CO3<HClO4即Z<Q,B正确;
C.由分析可知,Y为B,元素Y形成单质即晶体硼属于共价晶体,C错误;
D.由分析可知,Z为C、X为H,以Z2X2即C2H2为原料制备的高分子化合物即聚乙炔中存在单键和双键交替结构,具有导电性,D正确;
故答案为:C。
7.(北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ无关的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
节日燃放的焰火
电子跃迁时释放能量
B
沸点:HBr>HCl
相对分子质量:HBr>HCl
C
麦芽糖属于还原性糖
有甜味、能发生水解反应
D
熔点:牛油>花生油
脂肪酸的饱和程度:牛油>花生油
【答案】C
【解析】A.焰火的颜色源于金属元素电子跃迁释放特定波长的光,陈述Ⅰ与Ⅱ直接相关,A不符合题意;
B.HBr、HCl均为分子晶体,HBr沸点高于HCl是因相对分子质量更大,分子间作用力更强,陈述Ⅱ正确解释Ⅰ,B不符合题意;
C.麦芽糖的还原性由结构中的游离醛基或半缩醛羟基决定,而甜味和水解能力是其他性质,与还原性无因果关系,两者无关,C符合题意;
D.牛油熔点高是因饱和脂肪酸比例高,分子排列紧密,陈述Ⅱ合理解释Ⅰ,D不符合题意;
故选C。
8.(2025届清华大学THUSSAT中学生标准学术能力诊断性测试(TDA))缬沙坦具有降血压效果持久稳定、毒副作用小等特点,其合成中间体X的结构简式如图所示。下列关于X的说法错误的是
A.该有机物中碳原子有、两种杂化方式
B.该有机物中含有3种官能团
C.一定条件下1X可与8发生加成反应
D.该有机物分子中只有1个手性碳原子
【答案】A
【解析】A.该有机物中苯环、酯基中的碳原子为杂化,-CN中的碳原子为sp杂化,甲基中的碳原子为杂化,A错误;
B.该有机物中含酯基、亚氨基、氰基,共3种官能团,B正确;
C.1mol苯环可与3molH2发生加成反应,1mol-CN可与2molH2发生加成反应,故1molX可与8molH2发生加成反应,C正确;
D.如图所示:,圈中碳原子为手性碳原子,该有机物分子中只有1个手性碳原子,D正确;
故选A。
晶体结构分析题型三
1.(北京市东城区2024届二模)一种由硼镁元素组成的离子化合物具有超导性能。该化合物晶体中硼通过共价键形成平面层,镁形成平面层,层和层等距交错排列,俯视图(部分)如图。
下列说法正确的是
A.硼层中硼的杂化类型为 B.该化合物的化学式为
C.镁周围最近且等距的硼有6个 D.镁层内存在离子键
【答案】B
【解析】A.由投影图可知,硼层中硼原子连接3个σ键,B原子价电子有3个,全部用于形成σ键,无孤电子对,价层电子对数为3+0=3,杂化类型为sp2,故A错误;
B.由投影图可知,每个镁原子上层距离其最近的硼原子有6个,下层距离其最近的硼原子也有6个,共12个,每个硼原子上层距离其最近的镁原子有3个,下层距离其最近的镁原子也有3个,共6个,则Mg、B原子个数比为1∶2,化学式为MgB2,故B正确;
C.由投影图可知,每个镁原子上层距离其最近的硼原子有6个,下层距离其最近的硼原子也有6个,共12个,故C错误;
D.Mg层内存在金属键,不存在离子键,故D错误;
故选B。
2.(2025届清华大学THUSSAT中学生标准学术能力诊断性测试(TDA))一种钾离子电池正极材料钾锰铁基普鲁士白充电或放电时变化如下图所示,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为晶胞俯视图。下列说法中错误的是
A.Ⅰ→Ⅱ的变化过程为充电过程
B.Ⅱ→Ⅲ过程中或的价态升高
C.每个晶胞Ⅰ完全转化为晶胞Ⅱ,转移电子数为4
D.晶胞Ⅲ中键数目为24
【答案】D
【分析】钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时装置为电解池,其为阳极,失去电子发生氧化反应,充电随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ,则Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程;
【解析】A.据“均摊法”,晶胞Ⅱ中含个FeC6、个MnN6、4个K,则晶胞I中也含有4个FeC6,由钾锰铁基普鲁士白的化学式可知晶胞中含有8个K,晶胞Ⅰ→Ⅱ的变化过程为脱出,发生氧化反应,为充电过程,A正确;
B.Ⅱ→Ⅲ过程中为充电过程,阳极发生氧化反应,则或的价态升高,B正确;
C.每个晶胞Ⅰ完全转化为晶胞Ⅱ,有4个脱出,则或的价态升高4,转移电子数为4,C正确;
D.结合A分析,晶胞Ⅲ中有24个CN-,CN-中含有碳氮叁键,1个叁键含有1个σ键2个π键,则其中键数目为48,D错误;
故选D。
3.(北京市丰台区第二中学2024届高三下学期三模化学试题)最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料:T-碳。可以看作金刚石结构中的一个 碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代(如图所示,所有小球都代表碳原子)。下列说法正确的是
A.T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体
B.T-碳晶体与金刚石晶体类似,属于原子晶体
C.T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同
D.T-碳与金刚石中的碳原子采取的杂化方式不同
【答案】B
【解析】A.根据题干信息和T-碳的晶胞分析可知,T-碳是由C元素组成的单质,与石墨、金刚石互为同素异形体,A选项错误;
B.T-碳可以看作金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代,属于原子晶体,B选项正确;
C.T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键均是共价键,相同,C选项错误;
D.T-碳与金刚石中的碳原子采取的杂化方式均采取sp3杂化,杂化方式相同,D选项错误;
答案选B。
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专题04 物质结构与性质
考点概览
题型一 元素周期律
题型二 分子的结构与性质
题型三 晶体结构分析
元素周期律题型一
1.(北京市西城区2025届高三下学期二模化学试题)中国科学家成功合成了一种非线性光学晶体氟硼铝酸铯(),其在精密测量领域有着重要的应用价值。下列说法不正确的是
A.元素的电负性:
B.基态氧原子的核外电子有8种运动状态
C.Cs是第六周期中原子半径最小的主族元素
D.X射线衍射实验可测定氟硼铝酸铯晶体的结构
2.(北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题)已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素,其基态原子的结构信息如下。
元素
X
Y
Z
W
结构信息
价层电子排布为
2p能级有3个单电子
有16个不同运动状态的电子
最外层有1个电子,内层原子轨道全部排满电子
下列说法正确的是
A.电负性:X>Y B.第一电离能:Y>Z
C.X和Z的所有单质均为分子晶体 D.W的最高价氧化物对应的水化物为强碱
3.(北京市朝阳区2025届高三下学期二模化学试题)下列依据相关数据或原理作出的判断中,正确的是
A.依据HF、HCl、HBr、HI的相对分子质量依次增大,可判断它们的沸点依次升高
B.依据、的燃烧热,可计算相同条件下的
C.依据、、原子半径依次减小,可判断它们的第一电离能依次增大
D.依据原子光谱和构造原理,可判断基态原子的价层电子排布为
4.(北京市第二中学2024-2025学年高三下学期化学4月模拟测试题)某点击化学试剂由原子序数依次增大的X、Y、M、Z四种短周期元素组成,其中基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z的原子序数是Y的两倍,衰变方程:。下列说法错误的是
A.元素Y的第一电离能小于同周期相邻的两种元素
B.简单氢化物还原性:Z>X>M
C.简单氢化物的沸点:M>X
D.和互为同位素
分子的结构与性质题型二
1.(北京市海淀区2025届高三下学期二模化学试卷)下列依据相关数据作出的推断中,正确的是
A.依据离子半径:,可推断结构相似的晶体的熔点:NaBr>NaI
B.依据元素的电负性:C<N<F,可推断分子极性:
C.依据分子中羟基的数目,可推断在水中的溶解度大于葡萄糖的
D.依据元素的第一电离能:Mg>Al,可推断单质的还原性:Mg>Al
2.(北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题)下列说法正确的是
A.甲烷的二氯取代物有两种结构
B.RNA分子的多聚核苷酸链中,核苷酸之间通过氢键连接
C.气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
D.和NaCl晶体受热熔化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型
3.(2024届北京市顺义区高三下学期二模化学试卷)下列物质性质的比较,与键的极性或分子的极性无关的是
A.酸性: B.硬度:金刚石晶体硅
C.水中溶解度: D.沸点:
4.(2024届北京市顺义区高三下学期二模化学试卷)科学家制备高效电催化剂,实现了羟甲基糠醛)到呋哺二甲醛)的转化,转化过程如图所示。已知和中的五元环均为平面结构,下列说法不正确的是
A.基态原子的价层电子排布式为 B.过程Ⅰ中,有生成
C.中的碳原子均采用杂化轨道成键 D.过程Ⅱ可表示为
5.(2024届北京市朝阳区高三下学期二模化学试题)一种控制分子是否发光的“分子开关”工作原理如图所示。
下列说法不正确的是
A.分子P中的O均为杂化
B.分子P转化为超分子Q时,N与形成配位键
C.增大溶液pH并除去,可使超分子Q转变为分子P
D.推测分子P可以增大NaCl在有机溶剂中的溶解度
6.(2025届清华大学THUSSAT中学生标准学术能力诊断性测试(TDA))已知X、Y、Z、R、Q为原子序数依次增大的短周期元素,其中Y、Z、R在同一周期,五种元素组成的某化合物结构如图所示。下列说法中错误的是
A.化合物Y(RX)3能结合水中的OH-使溶液呈弱酸性
B.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z<Q
C.元素Y形成单质属于分子晶体
D.以Z2X2为原料制备的高分子化合物具有导电性
7.(北京市东城区2025届高三下学期二模化学试题)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ无关的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
节日燃放的焰火
电子跃迁时释放能量
B
沸点:HBr>HCl
相对分子质量:HBr>HCl
C
麦芽糖属于还原性糖
有甜味、能发生水解反应
D
熔点:牛油>花生油
脂肪酸的饱和程度:牛油>花生油
8.(2025届清华大学THUSSAT中学生标准学术能力诊断性测试(TDA))缬沙坦具有降血压效果持久稳定、毒副作用小等特点,其合成中间体X的结构简式如图所示。下列关于X的说法错误的是
A.该有机物中碳原子有、两种杂化方式
B.该有机物中含有3种官能团
C.一定条件下1X可与8发生加成反应
D.该有机物分子中只有1个手性碳原子
晶体结构分析题型三
1.(北京市东城区2024届二模)一种由硼镁元素组成的离子化合物具有超导性能。该化合物晶体中硼通过共价键形成平面层,镁形成平面层,层和层等距交错排列,俯视图(部分)如图。
下列说法正确的是
A.硼层中硼的杂化类型为 B.该化合物的化学式为
C.镁周围最近且等距的硼有6个 D.镁层内存在离子键
2.(2025届清华大学THUSSAT中学生标准学术能力诊断性测试(TDA))一种钾离子电池正极材料钾锰铁基普鲁士白充电或放电时变化如下图所示,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为晶胞俯视图。下列说法中错误的是
A.Ⅰ→Ⅱ的变化过程为充电过程
B.Ⅱ→Ⅲ过程中或的价态升高
C.每个晶胞Ⅰ完全转化为晶胞Ⅱ,转移电子数为4
D.晶胞Ⅲ中键数目为24
3.(北京市丰台区第二中学2024届高三下学期三模化学试题)最近我国科学家预测并据此合成了新型碳材料:T-碳。可以看作金刚石结构中的一个 碳原子被四个碳原子构成一个正四面体结构单元替代(如图所示,所有小球都代表碳原子)。下列说法正确的是
A.T-碳与石墨、金刚石互为同分异构体
B.T-碳晶体与金刚石晶体类似,属于原子晶体
C.T-碳晶体和金刚石晶体中含有的化学键不同
D.T-碳与金刚石中的碳原子采取的杂化方式不同
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