内容正文:
专题03 物质结构与性质
五年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易错速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
高考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
该专题旨在考查学生从微观层面理解物质构成和性质的能力,是 “宏观辨识与微观探析” 核心素养最直接的体现。选择题的命题主要围绕以下几个层次展开:
基础概念辨析:对能层、能级、轨道、电离能、电负性等基本概念的深度理解,而非简单记忆。
化学键与分子间作用力:考查化学键(离子键、共价键、金属键)的形成与本质,共价键的类型(σ键和π键)、键参数(键能、键长、键角),以及氢键、范德华力等分子间作用力对物质性质(熔沸点、溶解度)的影响。
分子空间结构:运用价层电子对互斥理论(VSEPR) 和杂化轨道理论预测和解释多原子分子的空间构型。
晶体结构与性质:辨析四大晶体的结构特点与物理性质(导电性、硬度、熔沸点)的对应关系,常涉及简单的晶胞分析。
预测方向:
深化电子排布:对轨道表示式(电子排布图) 的考查可能会更细致,如判断是否违反泡利原理或洪特规则。
拓展配位化学:结合配位键知识,考查配合物的成键情况、空间构型(如[Cu(NH₃)₄]²⁺)。
强化晶胞分析:选择题中可能出现更复杂的晶胞图,要求计算晶胞中原子数、判断配位数或简单比较原子间距。可能会链接晶体密度计算的基本公式。
关注新型晶体:以石墨型晶体、氮化硼、金属有机框架(MOFs) 等为背景,分析其杂化类型、成键特点或晶体类型。
考向一 元素周期表和元素周期律
2025·江苏卷第4题
2024·江苏卷第4题
2023·江苏卷第4题
2022·江苏卷第3题
2021·江苏卷第4题
考向二 分子结构与性质
2025·江苏卷第5题
2024·江苏卷第7题
2023·江苏卷第5题
2022·江苏卷第5题
2021·江苏卷第6题
考向三 晶体结构与性质
2025·江苏卷第14题(2)
2024·江苏卷第14题(2)
2022·江苏卷第14题(2)
2021·江苏卷第9题
考向一 元素周期表和元素周期律
【典题1】(2025·江苏·高考真题)在溶有15-冠()的有机溶剂中,苄氯()与发生反应:
下列说法正确的是
A.苄氯是非极性分子 B.电负性:
C.离子半径: D.X中15-冠与间存在离子键
◆一句话点评:以冠醚为载体,考向元素周期律、分子极性等知识。
【仿照题】 (2025·江苏连云港·一模)麻黄碱盐酸盐( )是治疗支气管哮喘的常用药物。下列说法正确的是
A.原子半径:r(C)<r(N) B.元素的电负性:χ(O)<χ(S)
C.酸性:HNO3<HClO4 D.元素的第一电离能:I1(N)<I1(O)
考向二 分子结构与性质
【典题1】(2025·江苏·高考真题)中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(,含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。下列说法正确的是
A.硫黄有等多种同素异形体
B.高温下青蒿素分子结构稳定
C.分子中键角大于分子中键角
D.题图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
◆一句话点评:以科学技术为情境载体,考查键角大小比较、氢键等知识。
【仿照题】(24-25高三上·江苏苏州·阶段练习)硫的化合物种类多,应用广。S存在S2、S4、S8等形态单质。H2S与SO2反应可以制取单质S,S的燃烧热为296 kJ·mol-1。工业上可以用FeS2制取SO2,SO2在450 ℃、常压及有催化剂条件下通过反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO2(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1制取SO3。质量分数为98%的硫酸,其密度为1.84 g·mL-1。Cu与浓硫酸反应可制取CuSO4,电解CuSO4溶液可以制取Cu。下列说法正确的是
A.H2S分子空间构型为直线形 B.SO2分子的键角小于SO3
C.H2SO4分子间不能形成氢键 D.中含有σ键和π键
考向三 晶体结构与性质
【典题1】(2024·江苏·高考真题)铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比 。
◆一句话点评:江苏高考对晶体的考查一般有两个方面,一是晶体类型的判断,二是晶体均摊法的计算及配位数的计算等。
【仿照题】(2025·江苏·二模)灼烧Ce2(CO3)3·8H2O制备CeO2
在空气中灼烧Ce2(CO3)3·8H2O,测得灼烧过程中剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化曲线如图2所示。已知a到b过程中产生的气体不能使无水CuSO4变蓝,但能被碱液完全吸收。
①a点固体产物为 (填化学式,写出计算过程)。
②“灼烧”过程中,产生的气体选用氨水吸收的原因为 。
③b点得到CeO2晶体,其晶胞如图3所示。晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为 。
考向一 元素周期表和元素周期律
1.(2024·江苏·高考真题)明矾可用作净水剂。下列说法正确的是
A.半径: B.电负性:
C.沸点: D.碱性:
2.(2023·江苏·高考真题)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
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
3.(2022·江苏·高考真题)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:
4.(2021·江苏·高考真题)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同个主族。下列说法正确的是
A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
考向二 分子结构与性质
5.(2024·江苏·高考真题)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化剂有选择性,如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中电催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列有关反应描述正确的是
A.催化氧化为,断裂键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键和键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为
6.(2023·江苏·高考真题)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素,基态H原子的核外电子排布,使得H既可以形成又可以形成,还能形成、、、、等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得,如水煤气法制氢反应中,与足量反应生成和吸收131.3kJ的热量。在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如在催化剂作用下与反应可得到。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.、、都属于氢元素
B.和的中心原子轨道杂化类型均为
C.分子中的化学键均为极性共价键
D.晶体中存在Ca与之间的强烈相互作用
7.(2022·江苏·高考真题)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛,甲烷具有较大的燃烧热,是常见燃料;是重要的半导体材料,硅晶体表面能与氢氟酸(,弱酸)反应生成(在水中完全电离为和);1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅-锗;我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;、是铅蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料下列说法正确的是
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
8.(2021·江苏·高考真题)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO3-转化为N2。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的空间构型为三角锥形
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
考向三 晶体结构与性质
9.(2021·江苏·高考真题)通过下列实验可从I2,的CCl4溶液中回收I2。
下列说法正确的是
A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式:I2+2OH-=I-+IO+H2O
B.通过过滤可将水溶液与CCl4分离
C.向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀,1个AgI晶胞(如图)中含14个I-
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
10.(2025·江苏·高考真题)如图甲所示,晶体中掺入少量后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。
区域A“”中的离子为 (填离子符号),区域B带 (填“正电”或“负电”)。
11.(2022·江苏·高考真题)(2)具有良好半导体性能。的一种晶体与晶体的结构相似,该晶体的一个晶胞中的数目为 ,在晶体中,每个S原子与三个紧邻,且间距相等,如图给出了晶胞中的和位于晶胞体心的(中的键位于晶胞体对角线上,晶胞中的其他已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的连接起来 。
1.强化记忆元素周期表的结构
2.“三看”法比较微粒半径大小
在中学化学要求的范畴内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小:
“一看”电子层数:当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
例:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)
r(O2-)<r(S2-)<r(Se2-)<r(Te2-)
r(Na)>r(Na+)
“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
例:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
例:r(Cl-)>r(Cl) r(Fe2+)>r(Fe3+)
3.元素第一电离能的递变性
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
第一电离能
增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)
依次减小
(1)特例
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)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时,原子的能量较低,为稳定状态,该元素具有较大的第一电离能,如第一电离能:Be>B;Mg>Al;N>O;P>S。
(2)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1价。
4.元素电负性的递变性
(1)规律
同周期元素从左到右,电负性逐渐增大;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小。
(2)应用
5.杂化轨道和空间结构的判断方法
(1)明确杂化轨道类型与分子结构的关系
杂化轨道类型
杂化轨道数目
分子构型
实例
sp
2
直线形
CO2、BeCl2、HgCl2
sp2
3
平面三角形
BF3、BCl3、CH2O
sp3
4
等性杂化:正四面体
CH4、CCl4、NH
不等性杂化:具体情况不同
NH3(三角锥形)、H2S、H2O(V形)
(2)价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用。
价层电子对数目
电子对的立体构型
成键电子对数
孤电子对数
分子的立体构型
实例
2
直线形
2
0
直线形
CO2、C2H2
3
三角形
3
0
三角形
BF3、SO3
2
1
V形
SnCl2、PbCl2
4
四面体
4
0
正四面体
CH4、SO、CCl4、NH
3
1
三角锥形
NH3、PH3
2
2
V形
H2O、H2S
6.极性分子与非极性分子(学用P8)
7.常见的几种典型晶体的晶胞结构图及其主要性质
化学式
晶胞
晶体类型
微粒间作用力
熔、沸点
配位数
CO2
分子
晶体
分子间
作用力
较低
12
H2O
(冰)
分子
晶体
分子间
作用力
和氢键
较低
—
NaCl
离子
晶体
离子键
较高
6
CsCl
离子
晶体
离子键
较高
8
C(金
刚石)
共价
晶体
共价键
很高
—
SiO2
共价
晶体
共价键
高
—
8. 晶胞中粒子数目的计算
1.(2025·江苏宿迁·模拟预测)四羟基合铝酸钠()与过量反应可制得。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.沸点: D.碱性:
2.(2025·江苏南京·模拟预测)青霉素()是世界上第一种抗生素。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.稳定性:
C.电负性: D.沸点:
3.(2025·江苏南通·三模)一种用于烧制陶瓷的黏土中含、、等物质。下列说法正确的是
A.离子半径: B.电负性:
C.熔点: D.第一电离能:
4.(24-25高三下·江苏常州·开学考试)氮的氢化物是重要的化工原料。NH3在纯氧中燃烧生成N2,在Pt-Rh催化下被O2氧化为NO。NO与O2反应生成NO2,NO2与水生成HNO3.NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成(联氨),若被-OH取代可形成NH2OH(羟胺)。Cu(OH)2能溶于氨水形成。常用作杀虫剂、媒染剂。下列说法正确的是
A.原子半径: B.沸点:
C.第一电离能: D.电负性:
5.(2025·江苏苏州·三模)冰晶石(Na3AlF6)可用于冶炼铝时降低Al2O3的熔融温度。下列说法正确的是
A.沸点:H2O>HF B.电离能:I1(O)>I1(F)
C.半径:r(Al3+)>r(Na+) D.碱性:Al(OH)3>NaOH
6.(2025·江苏盐城·模拟预测)短周期主族元素、、、的原子序数依次增大。是空气中含量最多的元素,基态、原子的能级电子总数均等于其能级电子总数,的主族序数与周期序数相同。下列有关说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.简单气态氢化物的热稳定性: D.最高价氧化物对应水化物的碱性:
7. (24-25高三上·江苏苏州·阶段练习)硫的化合物种类多,应用广。S存在S2、S4、S8等形态单质。H2S与SO2反应可以制取单质S,S的燃烧热为296 kJ·mol-1。工业上可以用FeS2制取SO2,SO2在450 ℃、常压及有催化剂条件下通过反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO2(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1制取SO3。质量分数为98%的硫酸,其密度为1.84 g·mL-1。Cu与浓硫酸反应可制取CuSO4,电解CuSO4溶液可以制取Cu。下列说法不正确的是
A.S2、S4、S8互为同素异形体
B.工业上不采用高压条件制取SO3的原因是常压条件下反应速率更快
C.质量分数为98%的硫酸其物质的量浓度为18.4 mol·L-1
D.可以用CuSO4·5H2O晶体鉴别浓硫酸和稀硫酸
8.(2025·江苏南通·三模)具有较强的氧化性,能够将磷氧化为或(可以水解得到两种酸),与氨反应生成溴化铵和氮气,可以氧化一些非金属阴离子,如与反应生成()。在催化剂作用下,苯与发生取代反应,该反应属于放热反应。醛与在碱的催化下,醛的氢被溴取代生成溴代醛。下列说法正确的是
A.基态溴原子的电子排布式为
B.中P原子的轨道杂化类型为杂化
C.是由极性键构成的非极性分子
D.的空间结构为平面三角形
9.(2025·江苏·二模)Cu 和 CuCl 是许多有机反应的催化剂。Cu 可作 CO2 制 CH3OH(25℃时标准燃烧热为 726.5kJ·mol-1) 反应 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH<0 的催化剂。CuCl 是一种难溶于水、乙醇的白色固体,可溶于浓氨水,潮湿的环境中易被氧气氧化为 Cu2(OH)3Cl 。CuCl 制备实验过程为:将硫酸铜与氯化钠加水溶解,并用盐酸调节酸度,再加入铜粉一起加热,得到可溶性的配合物 Na[CuCl2] ,经加水稀释、过滤、 洗涤、干燥即得 CuCl 产品。下列有关说法正确的是
A.基态 Cu+ 的电子排布式为[Ar]3d94s1
B.[CuCl2]- 中的配位键可以表示为[Cl ←Cu →Cl]−
C.NH3 中所含键角大于 H2O 中所含键角
D.CuCl 晶胞(如图所示)中距离每个Cl-最近的 Cu+有2个
10.(24-25高三下·江苏镇江·开学考试)卤族元素包括F、Cl、Br、I等,位于周期表ⅦA族。卤族元素可形成多种物质,磷可形成多种卤化物,其中固态PCl5和PBr5的结构分别为[PCl4]+[PCl6]-和[PBr4]+Br-。溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,一种金属卤化物晶胞如图所示。
下列说法正确的是
A.相同条件下,HF、HCl、HBr的沸点依次递增
B.HClO中存在H与Cl之间的sp σ键
C.PCl3和[PBr4]+中磷原子均为sp3杂化
D.图中所示金属卤化物中Pb2+周围最近的I-数为12
11.(2025·江苏·三模)氢化铝钠、乙硼烷、次磷酸都可做还原剂。(晶胞结构如图所示)能将酯还原为醇,而不能还原烯烃。可与反应生成(常温下气态,标准燃烧热为);能将羧酸还原。实验室在碱性条件下用NaClO氧化尿素可制得;是一元弱酸,可将溶液中的转化为银,自身变为,用于化学镀银。下列说法正确的是
A.C元素位于元素周期表中s区
B.是只含极性键的极性分子
C.有还原性,是因为其中的H元素有+1价和-1价
D.若晶胞上、下面心处的被取代,得到晶体的化学式为
12.(24-25高三下·江苏扬州·阶段练习)通过电解水可以制备H2。H2能在O2中燃烧并放热,H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。H2能通过反应2N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0合成氨。在催化剂、加热条件下,NH3能处理NO生成无污染气体。NH3在侯氏制碱法中也有重要应用。下列说法正确的是
A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B.工业合成氨采用高温条件是为了增大H2的平衡转化率
C.工业合成氨的反应中断裂σ键和π键
D.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
13.(2024高三上·江苏·专题练习)Cu、Ag位于元素周期表ⅠB族。Ag与空气中微量接触发生反应生成黑色。Cu可以形成、、、等化合物。有研究表明,无水为长链状结构,其片段如图。下列说法正确的是
A.属于离子化合物 B.的空间构型为三角锥
C.中的键角比中的小 D.中心原子的轨道杂化类型为
14.(24-25高三下·江苏扬州·阶段练习)催化反应广泛存在,如植物光合作用、铁触媒催化合成氨、合成火箭燃料N2H4 (液态,燃烧热为622kJ/mol)、铜催化重整CH4和H2O制H2和CO等。催化剂有选择性,如酸性条件下锑电催化还原CO2,生成HCOOH的选择性大于CO,通过选择性催化还原技术,NH3将柴油车尾气中的NO2转化为N2。下列说法不正确的是
A.植物光合作用过程中,酶能提高CO2和H2O分子的能量使之成为活化分子
B.NH3将NO2转化为N2的反应中催化剂能加快化学反应速率
C.酸性条件下锑电催化还原CO2时,HCOOH的生成速率大于CO
D.铁触媒催化合成氨的反应中,铁触媒能减小反应的活化能
15.(2025·江苏苏州·三模)F2在常温下与Cu反应生成致密的氟化物薄膜,高温时与Na2SO4反应生成硫酰氟(SO2F2)。CaF2与浓硫酸在加热条件下反应可制得HF,常温下测得HF的相对分子质量约为37。SO2通入KClO3酸性溶液中制得黄绿色气体ClO2常用作自来水消毒剂。Cl2和潮湿的Na2CO3反应生成Cl2O。(CN)2具有与卤素单质相似的化学性质。下列说法不正确的是
A.1mol硫酰氟(SO2F2)分子中含4molσ键
B.ClO和Cl2O的中心原子的杂化轨道类型为sp3
C.常温下,氟化氢分子间以配位键结合形成(HF)2
D.(CN)2分子中所有原子最外层均满足8电子结构
16.(2025·江苏常州·二模)氨硼烷()是一种储氢材料,N、H、B的电负性关系为。能与发生反应,催化剂Co-HAP能提高生成的速率。热解时能生成、、BN等。BN晶体有多种结构,其中的六方相BN与石墨相似具有层状结构,立方相BN与金刚石相似具有空间网状结构。能与反应生成,也能将环己酮()还原为环己醇()。下列说法正确的是
A.空间网状结构的立方相BN熔点低
B.层状结构的六方相BN可作润滑剂
C.空间网状结构的立方相BN的硬度比层状结构的六方相BN的小
D.相同条件下,等质量的立方相BN与六方相BN在足量中燃烧放出的热量相同
17.(2025·江苏·三模)是一种常见的蚀刻剂,与反应生成HF及氮的氧化物。下列说法正确的是
A.中N为-3价 B.沸点:
C.的空间结构为平面三角形 D.电离能:
18.(2025·江苏·三模)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。甲烷具有较大的燃烧热,甲烷水蒸气催化重整可以生产和。、是重要的半导体材料,是一种高强度耐高温材料,可由、C、高温反应制得,同时生成。、是铅蓄电池的电极材料,醋酸铅是一种弱电解质,其水溶液可用于吸收气体。
下列说法正确的是
A.基态核外电子排布式:
B.中心原子的杂化方式为
C.为分子晶体
D.(如图所示)含键
19.(2025·江苏·二模)Cu2-xSe 是一种钠离子电池的正极材料,放电过程中晶胞变化如下图所示。
①1molCu2-xSe转化为NayCu2-xSe时转移电子的物质的量为 mol。
②NayCu2-xSe中Cu+与 Cu2+ 的个数比为 。
20.(2025·江苏盐城·三模)某钴氧化物的晶胞如图所示,该氧化物中钴离子的价电子排布式为 。
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五年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易错速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
高考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘高考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
该专题旨在考查学生从微观层面理解物质构成和性质的能力,是 “宏观辨识与微观探析” 核心素养最直接的体现。选择题的命题主要围绕以下几个层次展开:
基础概念辨析:对能层、能级、轨道、电离能、电负性等基本概念的深度理解,而非简单记忆。
化学键与分子间作用力:考查化学键(离子键、共价键、金属键)的形成与本质,共价键的类型(σ键和π键)、键参数(键能、键长、键角),以及氢键、范德华力等分子间作用力对物质性质(熔沸点、溶解度)的影响。
分子空间结构:运用价层电子对互斥理论(VSEPR) 和杂化轨道理论预测和解释多原子分子的空间构型。
晶体结构与性质:辨析四大晶体的结构特点与物理性质(导电性、硬度、熔沸点)的对应关系,常涉及简单的晶胞分析。
预测方向:
深化电子排布:对轨道表示式(电子排布图) 的考查可能会更细致,如判断是否违反泡利原理或洪特规则。
拓展配位化学:结合配位键知识,考查配合物的成键情况、空间构型(如[Cu(NH₃)₄]²⁺)。
强化晶胞分析:选择题中可能出现更复杂的晶胞图,要求计算晶胞中原子数、判断配位数或简单比较原子间距。可能会链接晶体密度计算的基本公式。
关注新型晶体:以石墨型晶体、氮化硼、金属有机框架(MOFs) 等为背景,分析其杂化类型、成键特点或晶体类型。
考向一 元素周期表和元素周期律
2025·江苏卷第4题
2024·江苏卷第4题
2023·江苏卷第4题
2022·江苏卷第3题
2021·江苏卷第4题
考向二 分子结构与性质
2025·江苏卷第5题
2024·江苏卷第7题
2023·江苏卷第5题
2022·江苏卷第5题
2021·江苏卷第6题
考向三 晶体结构与性质
2025·江苏卷第14题(2)
2024·江苏卷第14题(2)
2022·江苏卷第14题(2)
2021·江苏卷第9题
考向一 元素周期表和元素周期律
【典题1】(2025·江苏·高考真题)在溶有15-冠()的有机溶剂中,苄氯()与发生反应:
下列说法正确的是
A.苄氯是非极性分子 B.电负性:
C.离子半径: D.X中15-冠与间存在离子键
【答案】C
【解析】A.苄氯分子含有饱和C原子,且饱和碳原子连有三种不同的基团,分子空间结构不对称,故苄氯为极性分子,A错误;
B.同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性:,B错误;
C.电子层结构相同时,离子半径随原子序数增大而减小,故离子半径:,C正确;
D.15-冠-5是分子,与阳离子之间不存在离子键,二者通过非共价键形成超分子,D错误;
故选C。
◆一句话点评:以冠醚为载体,考向元素周期律、分子极性等知识。
【仿照题】 (2025·江苏连云港·一模)麻黄碱盐酸盐( )是治疗支气管哮喘的常用药物。下列说法正确的是
A.原子半径:r(C)<r(N) B.元素的电负性:χ(O)<χ(S)
C.酸性:HNO3<HClO4 D.元素的第一电离能:I1(N)<I1(O)
【答案】C
【解析】A.电子层数越多半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,原子半径r(C) >r(N),A错误;
B.同主族元素,从上到下非金属性依次减小,电负性依次减小,则氧元素的电负性大于硫元素,B错误;
C.非金属元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,Cl的氧化性大于N的氧化性,故酸性:HNO3<HClO4,C正确;
D.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,N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N元素的第一电离能O元素,D错误;
故选C。
考向二 分子结构与性质
【典题1】(2025·江苏·高考真题)中国对人类科学进步与技术发展贡献卓著。黑火药(主要成分:、S和C)是中国古代四大发明之一。侯德榜发明的“联合制碱法”将合成氨法与氨碱法联合,突破了国外制碱技术封锁。我国科学家在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素;采用有机合成与酶促合成相结合的方法,人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。徐光宪提出的稀土串级萃取理论使我国稀土提取技术取得重大进步。屠呦呦等采用低温、乙醚冷浸提取的青蒿素(,含)在治疗疟疾中起到重要作用。闵恩泽研制新型催化剂解决了重油裂解难题。下列说法正确的是
A.硫黄有等多种同素异形体
B.高温下青蒿素分子结构稳定
C.分子中键角大于分子中键角
D.题图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
【答案】D
【解析】A.同素异形体是同种元素形成的不同单质间的互称,是离子不是单质,A错误;
B.根据信息可知青蒿素中含有—O—O—,类比双氧水的分子结构可知其不稳定,高温条件下易分解,B错误;
C.中心原子N原子价层电子对数为,采用杂化,孤电子对数为1,中心原子C原子价层电子对数为,采用杂化,孤电子对数为0,中心原子杂化方式相同时,孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对的排斥力越大,键角越小,则分子中H—N—H键角小于分子中H—C—H键角,C错误;
D.鸟嘌呤、胞嘧啶中含有、、O原子、N原子,可形成氢键,从而实现互补配对,如图所示:,D正确。
故选D。
◆一句话点评:以科学技术为情境载体,考查键角大小比较、氢键等知识。
【仿照题】(24-25高三上·江苏苏州·阶段练习)硫的化合物种类多,应用广。S存在S2、S4、S8等形态单质。H2S与SO2反应可以制取单质S,S的燃烧热为296 kJ·mol-1。工业上可以用FeS2制取SO2,SO2在450 ℃、常压及有催化剂条件下通过反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO2(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1制取SO3。质量分数为98%的硫酸,其密度为1.84 g·mL-1。Cu与浓硫酸反应可制取CuSO4,电解CuSO4溶液可以制取Cu。下列说法正确的是
A.H2S分子空间构型为直线形 B.SO2分子的键角小于SO3
C.H2SO4分子间不能形成氢键 D.中含有σ键和π键
【答案】B
【解析】A.H2S的中心原子为S,键电子对数为2,孤电子对数为2,空间构型为V形,A项错误;
B.SO2的中心原子为S,键电子对数为2,孤电子对数为1,空间构型为V形,键角小于,SO3的中心原子为S,键电子对数为3,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形,键角为,故SO2分子的键角小于SO3,B项正确;
C.硫酸的结构为,含O—H键,硫酸分子间能形成氢键,C项错误;
D.的结构与相似,硫原子之间以单键相结合,的结构中只有σ键,没有π键,D项错误;
答案选B;
考向三 晶体结构与性质
【典题1】(2024·江苏·高考真题)铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比 。
【答案】2:1
【解析】由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞中体内有4个Fe原子,面上有8个Fe原子,根据均摊法可知,Fe原子的数目为;原子全部在晶胞的面上,共有,因此,其中原子数目比2:1。
◆一句话点评:江苏高考对晶体的考查一般有两个方面,一是晶体类型的判断,二是晶体均摊法的计算及配位数的计算等。
【仿照题】(2025·江苏·二模)灼烧Ce2(CO3)3·8H2O制备CeO2
在空气中灼烧Ce2(CO3)3·8H2O,测得灼烧过程中剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化曲线如图2所示。已知a到b过程中产生的气体不能使无水CuSO4变蓝,但能被碱液完全吸收。
①a点固体产物为 (填化学式,写出计算过程)。
②“灼烧”过程中,产生的气体选用氨水吸收的原因为 。
③b点得到CeO2晶体,其晶胞如图3所示。晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为 。
【答案】Ce2(CO3)3 吸收CO2,减少碳排放;氨水吸收液中生成的NH4HCO3,可循环使用 12
【解析】①已知Ce2(CO3)3·8H2O的摩尔质量为604g/mol,a到b过程中产生的气体不能使无水CuSO4变蓝,但能被碱液完全吸收,说明这时不再放出水蒸气,即a点处结晶水已经完全失去,设灼烧1molCe2(CO3)3·8H2O固体,则起始固体质量为:1mol×604g/mol=604g,a点对应剩余固体质量为:604g×76.16%=460g,即这阶段减少质量为604g-460g=144g,144g÷18g/mol=8mol,即失去8molH2O,故a点固体产物为Ce2(CO3)3,故答案为:Ce2(CO3)3;
②煅烧过程中,将产生CO2,故“灼烧”过程中,产生的气体选用氨水吸收能够吸收CO2,减少碳排放,同时生成NH4HCO3,可循环使用,故答案为:吸收CO2,减少碳排放;氨水吸收液中生成的NH4HCO3,可循环使用;
③由题干晶胞可知,一个晶胞中黑球个数为:8×+6×=4个,白球为8个,结合化学式CeO2,可知黑球代表Ce,白球代表O,故晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为12,故答案为:12。
考向一 元素周期表和元素周期律
1.(2024·江苏·高考真题)明矾可用作净水剂。下列说法正确的是
A.半径: B.电负性:
C.沸点: D.碱性:
【答案】B
【解析】A.有2个电子层,而有3个电子层,因此,的半径较大,A错误;
B.同一主族的元素,其电负性从上到下依次减小,O和S都是ⅥA的元素,O元素的电负性较大,B正确;
C.虽然的相对分子质量较大,但是分子间可形成氢键,因此的沸点较高,C错误;
D.元素的金属性越强,其最高价的氧化物的水化物的碱性越强,K的金属性强于Al,因此的碱性较强,D错误;
综上所述,本题选 B。
2.(2023·江苏·高考真题)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
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
【答案】D
【解析】A.同主族元素原子半径从上往下原子半径增大,故原子半径:,A错误;
B.同周期主族元素,从上往下原子半径增大,更易失电子,第一电离能:,B错误;
C.晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合晶体,C60为分子晶体,C错误;
D.周期表中元素Si附近存在许多准金属,可在其周围寻找半导体材料,D正确。
故选D。
3.(2022·江苏·高考真题)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;
故选A。
4.(2021·江苏·高考真题)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同个主族。下列说法正确的是
A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
【答案】B
【分析】前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,则X为N元素;Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al;基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,则Z为Cl;W与Z处于同一主族,则W为Br。
【解析】A.根据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,因此原子半径:r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W),故A错误;
B.根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p处于半充满状态,因此X(N)的第一电离能比同周期相邻元素的大,故B正确;
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱即Al(OH)3<HClO4,故C错误;
D.同主族从上到下,非金属性逐渐减弱,简单氢化物的稳定性逐渐减弱,所以Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,故D错误。
综上所述,答案为B。
考向二 分子结构与性质
5.(2024·江苏·高考真题)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、和制(二甲醚)、催化氧化等。催化剂有选择性,如与反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中电催化生成、氯自由基催化分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列有关反应描述正确的是
A.催化氧化为,断裂键
B.氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程
C.丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键和键
D.石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为
【答案】B
【解析】A. 催化氧化为,断裂键和生成,A错误;
B. 根据题意,氯自由基催化O3分解氟氯烃破坏臭氧层,则氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程,B正确;
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键,丁烷是饱和烷烃,没有键,C错误;
D. 石墨碳原子轨道的杂化类型为转化为,金刚石碳原子轨道的杂化类型为,石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为,D错误;
故选B。
6.(2023·江苏·高考真题)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素,基态H原子的核外电子排布,使得H既可以形成又可以形成,还能形成、、、、等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得,如水煤气法制氢反应中,与足量反应生成和吸收131.3kJ的热量。在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如在催化剂作用下与反应可得到。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.、、都属于氢元素
B.和的中心原子轨道杂化类型均为
C.分子中的化学键均为极性共价键
D.晶体中存在Ca与之间的强烈相互作用
【答案】A
【解析】A.、、都属于氢元素,三者互为同位素,统称为氢元素,A正确;
B.和的中心原子轨道杂化类型均为,B错误;
C.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;
D.晶体中存在Ca2+与之间的离子键,为强烈相互作用,D错误。
故选A。
7.(2022·江苏·高考真题)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛,甲烷具有较大的燃烧热,是常见燃料;是重要的半导体材料,硅晶体表面能与氢氟酸(,弱酸)反应生成(在水中完全电离为和);1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅-锗;我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;、是铅蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料下列说法正确的是
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】A.金刚石中的碳原子为正四面体结构,夹角为109°28′,故A错误;
B.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;
C.锗原子()基态核外电子排布式为[Ar]3d10,故C错误;
D.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;
故选B。
8.(2021·江苏·高考真题)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO3-转化为N2。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的空间构型为三角锥形
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
【答案】A
【解析】A.NH3能形成分子间氢键,氨分子是一个极性分子,氮原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷,当氨分子互相靠近时,由于取向力的作用,带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢,A正确;
B.硝酸根离子的空间构型是个标准的正三角形,N在中间,O位于三角形顶点,N和O都是sp2杂化,B错误;
C.NH3和NH都是sp3杂化,但NH3中存在一个孤电子对,是三角锥结构,而NH为标准的正四面体,所以键角是不一样的,NH3中每两个N—H键之间夹角为107°18',正四面体为109°28',C错误;
D.N-H为σ键,配位键也为σ键,则[Ag(NH3)2]+中含有8个σ键,2个配位键,D错误;
答案选A。
考向三 晶体结构与性质
9.(2021·江苏·高考真题)通过下列实验可从I2,的CCl4溶液中回收I2。
下列说法正确的是
A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式:I2+2OH-=I-+IO+H2O
B.通过过滤可将水溶液与CCl4分离
C.向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀,1个AgI晶胞(如图)中含14个I-
D.回收的粗碘可通过升华进行纯化
【答案】D
【解析】A.选项所给离子方程式元素不守恒,正确离子方程式为:3I2+6OH-=5I-+IO+3H2O,A错误;
B.水溶液与CCl4不互溶,二者应分液分离,B错误;
C.根据均摊法,该晶胞中所含I-的个数为=4,C错误;
D.碘易升华,回收的粗碘可通过升华进行纯化,D正确;
综上所述答案为D。
10.(2025·江苏·高考真题)如图甲所示,晶体中掺入少量后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。
区域A“”中的离子为 (填离子符号),区域B带 (填“正电”或“负电”)。
【答案】 负电
【解析】晶胞掺杂过程中,应由半径相近的微粒进行替换,则区域A中,由替换,区域B中,由替换;按照均摊法,区域B中含:3个、:1个、:个,,则区域B带负电。
11.(2022·江苏·高考真题)(2)具有良好半导体性能。的一种晶体与晶体的结构相似,该晶体的一个晶胞中的数目为 ,在晶体中,每个S原子与三个紧邻,且间距相等,如图给出了晶胞中的和位于晶胞体心的(中的键位于晶胞体对角线上,晶胞中的其他已省略)。如图中用“-”将其中一个S原子与紧邻的连接起来 。
【答案】4 或
【解析】因为的晶体与晶体的结构相似,由NaCl晶体结构可知,一个晶胞含有4个和4个Cl,则该晶体的一个晶胞中的数目也为4;晶体中,每个S原子与三个紧邻,且间距相等,根据晶胞中的和的位置(中的键位于晶胞体对角线上)可知,每个S原子与键所在体对角线上距离最近的顶点相邻的三个面的三个面心位置的紧邻且间距相等,其中一个S原子与紧邻的连接图如下:或;故答案为:4;或。
1.强化记忆元素周期表的结构
2.“三看”法比较微粒半径大小
在中学化学要求的范畴内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小:
“一看”电子层数:当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
例:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)
r(O2-)<r(S2-)<r(Se2-)<r(Te2-)
r(Na)>r(Na+)
“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
例:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
例:r(Cl-)>r(Cl) r(Fe2+)>r(Fe3+)
3.元素第一电离能的递变性
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
第一电离能
增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)
依次减小
(1)特例
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)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时,原子的能量较低,为稳定状态,该元素具有较大的第一电离能,如第一电离能:Be>B;Mg>Al;N>O;P>S。
(2)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1价。
4.元素电负性的递变性
(1)规律
同周期元素从左到右,电负性逐渐增大;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小。
(2)应用
5.杂化轨道和空间结构的判断方法
(1)明确杂化轨道类型与分子结构的关系
杂化轨道类型
杂化轨道数目
分子构型
实例
sp
2
直线形
CO2、BeCl2、HgCl2
sp2
3
平面三角形
BF3、BCl3、CH2O
sp3
4
等性杂化:正四面体
CH4、CCl4、NH
不等性杂化:具体情况不同
NH3(三角锥形)、H2S、H2O(V形)
(2)价层电子对互斥理论在判断分子构型中的应用。
价层电子对数目
电子对的立体构型
成键电子对数
孤电子对数
分子的立体构型
实例
2
直线形
2
0
直线形
CO2、C2H2
3
三角形
3
0
三角形
BF3、SO3
2
1
V形
SnCl2、PbCl2
4
四面体
4
0
正四面体
CH4、SO、CCl4、NH
3
1
三角锥形
NH3、PH3
2
2
V形
H2O、H2S
6.极性分子与非极性分子(学用P8)
7.常见的几种典型晶体的晶胞结构图及其主要性质
化学式
晶胞
晶体类型
微粒间作用力
熔、沸点
配位数
CO2
分子
晶体
分子间
作用力
较低
12
H2O
(冰)
分子
晶体
分子间
作用力
和氢键
较低
—
NaCl
离子
晶体
离子键
较高
6
CsCl
离子
晶体
离子键
较高
8
C(金
刚石)
共价
晶体
共价键
很高
—
SiO2
共价
晶体
共价键
高
—
8. 晶胞中粒子数目的计算
1.(2025·江苏宿迁·模拟预测)四羟基合铝酸钠()与过量反应可制得。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.沸点: D.碱性:
【答案】B
【解析】A.第一电离能指气态基态原子失去第一个电子所需的能量,H比Na的半径小,Na更易失去电子,故第一电离能:,A错误;
B.电负性反映了原子吸引电子的能力,CH4中C显负价而H显正价,C的电负性更大,B正确;
C.水分子间能形成氢键,甲烷分子间不能,所以H2O的沸点高于CH4,C错误,
D.NaOH为强碱,Al(OH)3碱性弱且显两性,D错误,
故选B。
2.(2025·江苏南京·模拟预测)青霉素()是世界上第一种抗生素。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.稳定性:
C.电负性: D.沸点:
【答案】B
【解析】A.氮原子的2p轨道为半充满结构,因此第一电离能高于氧,即第一电离能:,A错误;
B.同周期元素,从左往右非金属性依次增大,则非金属性:O>N,元素的非金属性越强,其简单氢化物的热稳定性越强,则热稳定性:,B正确;
C.同周期元素,从左往右电负性增大,则电负性:,C错误;
D.、均是由分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,但是水分子间可形成氢键,因此水的沸点高于,即沸点:,D错误;
答案选B。
3.(2025·江苏南通·三模)一种用于烧制陶瓷的黏土中含、、等物质。下列说法正确的是
A.离子半径: B.电负性:
C.熔点: D.第一电离能:
【答案】B
【解析】A.为电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则离子半径顺序为,A错误;
B.同主族元素电负性从左到右依次增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,则电负性:,B正确;
C.SiO2属于共价晶体,SO2和CO2属于分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越强,熔点越高,则熔点:,C错误;
D.第一电离从左到右依次增大,但第ⅡA、ⅤA族元素为充满、半充满结构比较稳定,第一电离能大于相邻主族元素,则第一电离能:,D错误;
故选B。
4.(24-25高三下·江苏常州·开学考试)氮的氢化物是重要的化工原料。NH3在纯氧中燃烧生成N2,在Pt-Rh催化下被O2氧化为NO。NO与O2反应生成NO2,NO2与水生成HNO3.NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成(联氨),若被-OH取代可形成NH2OH(羟胺)。Cu(OH)2能溶于氨水形成。常用作杀虫剂、媒染剂。下列说法正确的是
A.原子半径: B.沸点:
C.第一电离能: D.电负性:
【答案】C
【解析】A.电子层数越多半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,原子半径:,故A错误;
B.三种物质均是由分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,但是水分子间可形成氢键,因此水的沸点最高,氨气也能形成分子间氢键,但氢键数量少于水,强度弱与水,故沸点:,故B错误;
C.同主族从上到下,第一电离能逐渐减小,同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,但ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故第一电离能:,故C正确;
D.非金属性越强,电负性越大,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,故电负性:,故D错误;
故选C;
5.(2025·江苏苏州·三模)冰晶石(Na3AlF6)可用于冶炼铝时降低Al2O3的熔融温度。下列说法正确的是
A.沸点:H2O>HF B.电离能:I1(O)>I1(F)
C.半径:r(Al3+)>r(Na+) D.碱性:Al(OH)3>NaOH
【答案】A
【解析】A.虽然二者均可以形成分子间氢键,但是水分子间能形成多个氢键,导致水的沸点高于,A正确;
B.同一周期元素从左到右半径逐渐减小,第一电离能逐渐增大,故电离能,B错误;
C.和均为电子离子,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,故半径大小为:,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,金属性强弱为:,故碱性强弱为,D错误;
故选A。
6.(2025·江苏盐城·模拟预测)短周期主族元素、、、的原子序数依次增大。是空气中含量最多的元素,基态、原子的能级电子总数均等于其能级电子总数,的主族序数与周期序数相同。下列有关说法正确的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.简单气态氢化物的热稳定性: D.最高价氧化物对应水化物的碱性:
【答案】B
【分析】、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素,是空气中含量最多的元素,则X为N,基态、原子的能级电子总数均等于其能级电子总数,则Y、Z的电子排布式为、,Y为O,Z为Mg,的主族序数与周期序数相同,则为Al。
【解析】A.由于同周期中原子半径随原子序数增大而减小,原子半径:Al(W)<Mg(Z),O(Y)在第二周期,其原子半径在三者中最小,故原子半径正确顺序为Mg > Al > O,故A错误;
B.一般规律:同周期原子的第一电离能随原子序数增大而增大,由于N的2p轨道处于半充满状态,N比O更稳定,第一电离能:N(X)>O(Y);Mg(Z)为非金属元素,其电离能在三者中最小,故第一电离能:N > O > Mg,故B正确;
C.非金属性:O>N,对应简单氢化物的热稳定性:H2O(Y)>NH3(X),故C错误;
D.因金属性:Mg > Al,对应的碱的碱性:Mg(OH)2(Z)>Al(OH)3(W),故D错误;
故选B。
7. (24-25高三上·江苏苏州·阶段练习)硫的化合物种类多,应用广。S存在S2、S4、S8等形态单质。H2S与SO2反应可以制取单质S,S的燃烧热为296 kJ·mol-1。工业上可以用FeS2制取SO2,SO2在450 ℃、常压及有催化剂条件下通过反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO2(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1制取SO3。质量分数为98%的硫酸,其密度为1.84 g·mL-1。Cu与浓硫酸反应可制取CuSO4,电解CuSO4溶液可以制取Cu。下列说法不正确的是
A.S2、S4、S8互为同素异形体
B.工业上不采用高压条件制取SO3的原因是常压条件下反应速率更快
C.质量分数为98%的硫酸其物质的量浓度为18.4 mol·L-1
D.可以用CuSO4·5H2O晶体鉴别浓硫酸和稀硫酸
【答案】B
【解析】A.S2、S4、S8是由同种元素形成的性质不同的单质,互为同素异形体,A项正确;
B.工业上生产SO3时的反应为,采用高压,平衡正向移动,反应速率加快,但常压下SO2的转化率已经很大,增大压强,二氧化硫的转化率增大不明显,而且增大压强,会增加成本,因此工业上制取SO3选择常压条件,B项错误;
C.质量分数为98%的硫酸,密度为1.84 g·mL-1,其物质的量浓度为,C项正确;
D.CuSO4·5H2O为蓝色晶体,浓硫酸具有吸水性,能使蓝色晶体变为白色,而稀硫酸没有吸水性,无此现象,故可以用CuSO4·5H2O晶体鉴别浓硫酸和稀硫酸,D项正确;
答案选B;
8.(2025·江苏南通·三模)具有较强的氧化性,能够将磷氧化为或(可以水解得到两种酸),与氨反应生成溴化铵和氮气,可以氧化一些非金属阴离子,如与反应生成()。在催化剂作用下,苯与发生取代反应,该反应属于放热反应。醛与在碱的催化下,醛的氢被溴取代生成溴代醛。下列说法正确的是
A.基态溴原子的电子排布式为
B.中P原子的轨道杂化类型为杂化
C.是由极性键构成的非极性分子
D.的空间结构为平面三角形
【答案】B
【解析】A.溴为35号元素,其基态原子电子排布式为[Ar]3d104s24p5,故A错误;
B.PBr3中P原子价层电子对数为:,则P原子的轨道杂化类型为sp3杂化,故B正确;
C.由S8结构可知,其环状结构对称,正负电荷中心重合,是由非极性键构成的非极性分子,故C错误;
D.中Br原子价层电子对数为:,孤电子对数为1,杂化类型为sp3杂化,其空间结构为三角锥形,故D错误;
故选B。
9.(2025·江苏·二模)Cu 和 CuCl 是许多有机反应的催化剂。Cu 可作 CO2 制 CH3OH(25℃时标准燃烧热为 726.5kJ·mol-1) 反应 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH<0 的催化剂。CuCl 是一种难溶于水、乙醇的白色固体,可溶于浓氨水,潮湿的环境中易被氧气氧化为 Cu2(OH)3Cl 。CuCl 制备实验过程为:将硫酸铜与氯化钠加水溶解,并用盐酸调节酸度,再加入铜粉一起加热,得到可溶性的配合物 Na[CuCl2] ,经加水稀释、过滤、 洗涤、干燥即得 CuCl 产品。下列有关说法正确的是
A.基态 Cu+ 的电子排布式为[Ar]3d94s1
B.[CuCl2]- 中的配位键可以表示为[Cl ←Cu →Cl]−
C.NH3 中所含键角大于 H2O 中所含键角
D.CuCl 晶胞(如图所示)中距离每个Cl-最近的 Cu+有2个
【答案】C
【解析】A. 铜是29号元素,基态 Cu+ 的电子排布式为,A错误;
B.[CuCl2]- 的中心原子为铜,配位原子是氯,配位键可以表示为,B错误;
C.NH3 中N的价电子数为4,孤对电子数为1,H2O 中O的价电子数为4,孤对电子数为2,N和O均为,孤对电子数越多,对成键电子的排斥力越大,键角越小,NH3 中所含键角大于 H2O 中所含键角,C正确;
D.由晶胞图知,CuCl 晶胞中Cu+位于小立方体的体心,Cl-位于顶点和面心,故距离每个Cl-最近的 Cu+有4个,D错误;
故答案选C。
10.(24-25高三下·江苏镇江·开学考试)卤族元素包括F、Cl、Br、I等,位于周期表ⅦA族。卤族元素可形成多种物质,磷可形成多种卤化物,其中固态PCl5和PBr5的结构分别为[PCl4]+[PCl6]-和[PBr4]+Br-。溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,一种金属卤化物晶胞如图所示。
下列说法正确的是
A.相同条件下,HF、HCl、HBr的沸点依次递增
B.HClO中存在H与Cl之间的sp σ键
C.PCl3和[PBr4]+中磷原子均为sp3杂化
D.图中所示金属卤化物中Pb2+周围最近的I-数为12
【答案】C
【解析】A.分子间存在氢键,沸点最高,且HCl、HBr的组成和结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,则沸点:,即相同条件下,HCl、HBr、HF的沸点依次递增,A错误;
B.次氯酸结构式为:,氢与氧之间形成O-H键,氧与氯之间形成O-Cl键,不存在之间的键,B错误;
C.中原子价层电子对数为:,中原子价层电子对数为:,二者的磷原子均为杂化,C正确;
D.图中所示金属卤化物的晶胞中位于体心,位于面心,则图中所示金属卤化物中周围最近的数为,D错误;
故选C。
11.(2025·江苏·三模)氢化铝钠、乙硼烷、次磷酸都可做还原剂。(晶胞结构如图所示)能将酯还原为醇,而不能还原烯烃。可与反应生成(常温下气态,标准燃烧热为);能将羧酸还原。实验室在碱性条件下用NaClO氧化尿素可制得;是一元弱酸,可将溶液中的转化为银,自身变为,用于化学镀银。下列说法正确的是
A.C元素位于元素周期表中s区
B.是只含极性键的极性分子
C.有还原性,是因为其中的H元素有+1价和-1价
D.若晶胞上、下面心处的被取代,得到晶体的化学式为
【答案】D
【解析】A.C元素位于元素周期表中p区,A错误;
B.含N-N键,为非极性键,B错误;
C.中H的化合价都为-1价,C错误;
D.若晶胞上、下面心处被取代,则晶胞中个数为,个数为,个数为,则晶体的化学式为,D正确。
故选D。
12.(24-25高三下·江苏扬州·阶段练习)通过电解水可以制备H2。H2能在O2中燃烧并放热,H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。H2能通过反应2N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0合成氨。在催化剂、加热条件下,NH3能处理NO生成无污染气体。NH3在侯氏制碱法中也有重要应用。下列说法正确的是
A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B.工业合成氨采用高温条件是为了增大H2的平衡转化率
C.工业合成氨的反应中断裂σ键和π键
D.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
【答案】C
【解析】A.燃料电池工作时,化学能不可能全部转化为电能,部分转化为热能,A错误;
B.该反应是放热反应,温度高会降低平衡转化率,但是温度太低会影响催化剂活性,故采用适当温度,B错误;
C.工业合成氨的反应中断裂氮气的σ键和π键,氢气的σ键,C正确;
D.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的H=反应中断裂旧共价键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和,D错误;
故选C;
13.(2024高三上·江苏·专题练习)Cu、Ag位于元素周期表ⅠB族。Ag与空气中微量接触发生反应生成黑色。Cu可以形成、、、等化合物。有研究表明,无水为长链状结构,其片段如图。下列说法正确的是
A.属于离子化合物 B.的空间构型为三角锥
C.中的键角比中的小 D.中心原子的轨道杂化类型为
【答案】D
【解析】A.无水为长链状结构,从其片段图可知,铜、氯原子以共价键结合,所以不属于离子化合物,故A错误;
B.的中心原子碳原子的价层电子对数为3+×(4+2-3×2)=3,无孤电子对,空间构型为平面三角形,故B错误;
C.的中心原子硫原子的价层电子对数为4+×(6+2-4×2)=4,无孤电子对,空间构型为正四面体形,键角109º28´,的中心原子硫原子的价层电子对数为3+×(6+2-3×2)=4,孤电子对数为1,空间构型为三角锥形,键角小于109º28´所以的键角比中的大,故C错误;
D.的中心原子N原子的价层电子对数为3+×(5+1-3×2)=3,中心原子的轨道杂化类型为,故D正确;
故选D;
14.(24-25高三下·江苏扬州·阶段练习)催化反应广泛存在,如植物光合作用、铁触媒催化合成氨、合成火箭燃料N2H4 (液态,燃烧热为622kJ/mol)、铜催化重整CH4和H2O制H2和CO等。催化剂有选择性,如酸性条件下锑电催化还原CO2,生成HCOOH的选择性大于CO,通过选择性催化还原技术,NH3将柴油车尾气中的NO2转化为N2。下列说法不正确的是
A.植物光合作用过程中,酶能提高CO2和H2O分子的能量使之成为活化分子
B.NH3将NO2转化为N2的反应中催化剂能加快化学反应速率
C.酸性条件下锑电催化还原CO2时,HCOOH的生成速率大于CO
D.铁触媒催化合成氨的反应中,铁触媒能减小反应的活化能
【答案】A
【解析】A.植物光合作用过程中,酶为催化剂,能降低反应活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快反应速率,A错误;
B.催化剂能降低反应活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快化学反应速率,B正确;
C.已知,酸性条件下锑电催化还原CO,生成HCOOH的选择性大于CO,则酸性条件下锑电催化还原CO2生成两种产物的速率:v(CO)<v(HCOOH),C正确;
D.铁触媒能降低活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快反应速率,D正确;
故选A;
15.(2025·江苏苏州·三模)F2在常温下与Cu反应生成致密的氟化物薄膜,高温时与Na2SO4反应生成硫酰氟(SO2F2)。CaF2与浓硫酸在加热条件下反应可制得HF,常温下测得HF的相对分子质量约为37。SO2通入KClO3酸性溶液中制得黄绿色气体ClO2常用作自来水消毒剂。Cl2和潮湿的Na2CO3反应生成Cl2O。(CN)2具有与卤素单质相似的化学性质。下列说法不正确的是
A.1mol硫酰氟(SO2F2)分子中含4molσ键
B.ClO和Cl2O的中心原子的杂化轨道类型为sp3
C.常温下,氟化氢分子间以配位键结合形成(HF)2
D.(CN)2分子中所有原子最外层均满足8电子结构
【答案】C
【解析】A.,单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,1mol硫酰氟(SO2F2)分子中含4molσ键,A正确;
B.ClO中心原子Cl原子的价层电子对数为,为sp3杂化,Cl2O中心原子O原子的价层电子对数为,为sp3杂化,B正确;
C.常温下,氟化氢分子间以氢键结合形成(HF)2,C错误;
D.(CN)2电子式,分子中所有原子最外层均满足8电子结构,D正确;
故选C。
16.(2025·江苏常州·二模)氨硼烷()是一种储氢材料,N、H、B的电负性关系为。能与发生反应,催化剂Co-HAP能提高生成的速率。热解时能生成、、BN等。BN晶体有多种结构,其中的六方相BN与石墨相似具有层状结构,立方相BN与金刚石相似具有空间网状结构。能与反应生成,也能将环己酮()还原为环己醇()。下列说法正确的是
A.空间网状结构的立方相BN熔点低
B.层状结构的六方相BN可作润滑剂
C.空间网状结构的立方相BN的硬度比层状结构的六方相BN的小
D.相同条件下,等质量的立方相BN与六方相BN在足量中燃烧放出的热量相同
【答案】B
【解析】A.空间网状结构的立方相BN结构和金刚石相似,属于共价晶体,熔点很高,故A错误;
B.六方相BN与石墨相似具有层状结构,层与层之间为范德华力,范德华力比较弱,所以六方相BN和石墨一样也可以做润滑剂,故B正确;
C.空间网状结构的立方相BN和金刚石结构相似,硬度很大,而层状结构的六方相BN和石墨结构相似,硬度很小,所以空间网状结构的立方相BN的硬度比层状结构的六方相BN的大,故C错误;
D.立方相BN与六方相BN结构不同,断键需要的能量不同,所以相同条件下,等质量的立方相BN与六方相BN在足量O2中燃烧放出的热量不同,故D错误;
故选B。
17.(2025·江苏·三模)是一种常见的蚀刻剂,与反应生成HF及氮的氧化物。下列说法正确的是
A.中N为-3价 B.沸点:
C.的空间结构为平面三角形 D.电离能:
【答案】B
【解析】A.电负性:F>N,则中F为-1价,N为+3价,故A错误;
B.HF、H2O均含分子间氢键,水分子之间因形成的氢键多而沸点更高,沸点:H2O>HF,故B正确;
C.NF3中一个N的孤电子对数为,且一个N形成了3个键,则N的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体,略去孤电子对,其空间构型为三角锥形,故C错误;
D.N、O位于第二周期,价层电子排布式依次为2s22p3、2s22p4,由于N的2p轨道处于半满稳定状态,其第一电离能大于O的,即电离能:,故D错误;
故选B。
18.(2025·江苏·三模)周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。甲烷具有较大的燃烧热,甲烷水蒸气催化重整可以生产和。、是重要的半导体材料,是一种高强度耐高温材料,可由、C、高温反应制得,同时生成。、是铅蓄电池的电极材料,醋酸铅是一种弱电解质,其水溶液可用于吸收气体。
下列说法正确的是
A.基态核外电子排布式:
B.中心原子的杂化方式为
C.为分子晶体
D.(如图所示)含键
【答案】B
【解析】A.为32号元素,其基态核外电子排布式:,A错误;
B.中心原子S的价层电子对数为,S的杂化方式为,B正确;
C.已知是一种高强度耐高温材料,则为共价晶体,C错误;
D.由图知,每个Si形成4个Si-O键,则含键,D错误;
故选B。
19.(2025·江苏·二模)Cu2-xSe 是一种钠离子电池的正极材料,放电过程中晶胞变化如下图所示。
①1molCu2-xSe转化为NayCu2-xSe时转移电子的物质的量为 mol。
②NayCu2-xSe中Cu+与 Cu2+ 的个数比为 。
【答案】0.25 5 ∶ 1
【解析】①根据均摊法可知,截入1个Na+后,晶胞中,Na+与Se2-的个数之比为1:4,NayCu2-xSe的化学式为Na0.25Cu2-xSe,所以1molCu2-xSe转化为Na0.25Cu2-xSe时,Cu元素降低了0.25价,转移电子的物质的量为0.25mol,故答案为:0.25;
②由图可知,截入1个Na+后,晶胞NayCu2-xSe的化学式为:Na0.25Cu1.5Se,设Cu+与Cu2+的个数分别为x、(1.5-x),根据化合价代数和为0,有,解得:x=1.25,
则Cu+与Cu2+的个数之比为:1.25∶(1.5-1.25)=5∶1。
20.(2025·江苏盐城·三模)某钴氧化物的晶胞如图所示,该氧化物中钴离子的价电子排布式为 。
【答案】
【解析】晶胞中,的个数是,钴离子的个数是,故该钴离子为,基态Co原子形成时,先失去4s能级的电子,故的价电子排布式为。
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