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选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2025·山东潍坊二模)某离子液体由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M组成,其结构如图所示。其中Y、Z位于同周期相邻主族,基态W和M的p轨道均含一个未成对电子。下列说法错误的是( )
A.简单离子半径:M>Z>W
B.电负性:M>Y>X
C.氢化物的沸点:Z一定大于Y
D.该离子液体的阴、阳离子中均含有配位键
C
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解析:结构中X形成1个单键,且在五种元素中原子序数最小,为H元素,Y均形成四个单键,为C元素,Y、Z位于同周期相邻主族,Z为N元素,阳离子由N(CH3)3与H+结合形成,N上有1个孤电子对与H+形成配位键,基态W和M的p轨道均含一个未成对电子,基态W的价层电子排布式为3s23p1,基态M的价层电子排布式为3s23p5,阴离子为AlC,其中Al3+提供空轨道,Cl-提供孤电子对,二者形成配位键。A.Al3+、N3-均为10电子微粒,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故离子半径:N3->Al3+,Cl-为18电子微粒,所以Cl-的半径最大,因此简单离子半径:Al3+<
N3-<Cl-,故A正确;B.元素的非金属性越强,电负性越大,因此电负性:H<C,C有2个价层电子,Cl有7个价层电子,Cl更容易吸引电子,因此电负性:C<Cl,故电负性:
H<C<Cl,故B正确;C.C和N的氢化物种类众多,因此N的氢化物的沸点不一定大于C的氢化物,故C错误;D.由上述分析可知,该离子液体中阴、阳离子中均含有配位键,故D正确。
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2.(2025·河北石家庄模拟)某种催化剂的阴离子结构如图所示,其组成元素中X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期主族元素,仅Y、Z的基态原子的核外电子均填充在3个能级中,W为第四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素。下列说法正确的是( )
A.最简单氢化物的热稳定性:Z>Y
B.酸性KMnO4溶液不能氧化ZX3YX
C.该阴离子中W的化合价和配位数均为6
D.X2Y、X2Y2两种分子均为极性分子,分子中Y原子均为sp3杂化
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解析:题干阴离子的组成元素中X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期主族元素,仅Y、Z的基态原子的核外电子均填充在3个能级中,根据阴离子结构中原子成键数目,X为H、Y为O、Z为C,W为第四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素,W为Cr,据此分析。A.非金属性:O>C,最简单氢化物的热稳定性:H2O>CH4,A错误;B.酸性KMnO4溶液能氧化CH3OH,B错误;C.根据阴离子结构,W的配位键有6个,配体有4个,W的化合价为+3价,C错误;D.H2O、H2O2两种分子均为极性分子,分子中O原子价层电子对数均为4,均为sp3杂化,D正确。
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3.(2025·安徽部分地市适应性考试)在检验J的金属离子的实验中,会生成一种鲜红色的沉淀,其结构如图所示,构成该物质的元素X、D、E、G为前两周期元素。X是原子半径最小的元素。基态D原子核外电子排布在3个能级上,且自旋状态不同的电子数之比为1∶2。E的第一电离能比同周期的相邻元素都大。基态G原子的核外电子有8种运动状态。J位于周期表第四周期第10列。下列说法正确的是( )
A.最简单氢化物沸点:E>G>D
B.X与G之间的氢键是一种特殊的共价键
C.中心原子J的配位数为4,配体数为2
D.此物质中,D原子的杂化方式有sp、sp2、sp3
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解析:由X、D、E、G为前两周期元素,结合信息,易推出X为氢元素,其余为第二周期元素,D为碳元素,G为氧元素,由于E的第一电离能比同周期相邻元素都大,结合物质结构可知,E为氮元素,J位于周期表第四周期第10列,说明是第Ⅷ族的镍元素。A.H2O在常温下呈液态,NH3和CH4在常温下呈气态,由于氨分子之间存在氢键,沸点:NH3>CH4,则沸点由高到低的顺序应为H2O>NH3>CH4,A项错误;B.氢键属于一种较强烈的分子间作用力,不属于化学键范畴,B项错误;C.由题给结构简式可知,每个HON==C(CH3)C(CH3)==NO-含有两个N作为配原子,即配体数为2,两个该离子与Ni2+形成四配位的配合物,C项正确;D.此物质中,饱和碳原子的杂化方式为sp3,不饱和碳原子的杂化方式为sp2,无sp杂化的碳原子,D项错误。
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4.(2025·河北部分重点中学联合测评)最近,科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐)进行掺杂和改进,可提高锂离子电池传输电荷的能力。LiTFSI的结构如图所示,其中A、B、C、D为原子序数依次增大的同一短周期元素,C与E位于同一主族。下列说法错误的是( )
A.第一电离能的大小为D>B>C>A
B.B、C、E元素的简单气态氢化物的VSEPR模型相同
C.该化合物中A、B、C、D元素原子最外层均满足8电子稳定结构
D.Al3+与E的简单阴离子在溶液中能大量共存
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解析:A、B、C、D为原子序数依次增大的同一短周期元素,C与E位于同一主族,A形成4个共价键,A为碳;D形成1个共价键,D为氟;E形成6个共价键,E为硫,则C为氧、B为氮。A.同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈变大趋势,但是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,第一电离能的大小为F>N>O>C,A正确;B.B、C、E元素的简单气态氢化物分别为NH3、H2O、H2S,中心原子的价层电子对数均为4,则VSEPR模型相同,B正确;C.8电子稳定结构即每个原子最外层都有8个电子,A为C,成键数为4,最外层电子数为4,和为8,满足8电子稳定结构,B为N,成键数为2,带一个单位负电荷,最外层电子数为5,和为8,满足8电子稳定结构,C为O,成键数为2,最外层电子数为6,和为8,满足8电子稳定结构,D为F,成键数为1,最外层电子数为7,和为8,满足8电子稳定结构,故该化合物中A、B、C、D元素原子最外层均满足8电子稳定结构,C正确;D.Al3+与S2-在溶液中发生相互促进的水解反应,生成Al(OH)3和H2S,D错误。
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5.(2025·安徽皖北协作体模拟)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期p区元素,由这四种元素形成的微粒Q可作为溶剂离子液体的阴离子,Q的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.常温下Z的单质与水反应生成两种酸
B.X的单质可能为共价晶体
C.简单离子半径:W>Y>Z
D.Z、Y的最简单氢化物均能形成分子间氢键
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解析:X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期p区元素,Z形成1个共价键,X形成4个共价键,Y可形成2个共价键,W形成6个共价键,则X、Y、Z、W依次为C、O、F、S。A.Z为F元素,F2和水反应生成HF和O2,只能生成一种酸,A错误;B.X为C元素,形成的单质如金刚石为共价晶体,B正确;C.电子层数越多,离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小。S2-有3个电子层,O2-和F-都有2个电子层,且O的核电荷数小于F,所以简单离子半径:S2->O2->F-,C正确;D.F、O的最简单氢化物为HF、H2O,HF、H2O均能形成分子间氢键,D正确。
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6.(2025·山东菏泽二模)一种食品添加剂的结构如图。已知X、Y、Z、M、R、Q为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为23,X的基态原子核外电子只有一种自旋状态,M与Q同族。下列说法错误的是( )
A.原子半径:R>Y>Z
B.第一电离能:R>Z>M
C.简单氢化物的热稳定性:M>Q
D.X的氧化物与Q的氧化物反应可能发生氧化还原反应
B
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A.由分析知,R为Na,Y为C,Z为N,Na位于第三周期,原子半径最大,C和N为同周期,原子半径:C>N,则原子半径:Na>C>N,A正确;B.由分析知,R为Na,Z为N,M为O,Na的第一电离能在三者中最小,由于N的2p轨道为半充满结构,第一电离能大于O,故第一电离能:N>O>Na,B错误;C.M为O,Q为S,非金属性:O>S,非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则简单氢化物的热稳定性:H2O>H2S,C正确;D.H的氧化物中H2O2能与S的氧化物中的SO2发生SO2+H2O2 H2SO4反应,该反应中,S的化合价升高,O的化合价降低,属于氧化还原反应,D正确。
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7.(2025·山东实验中学一模)科学家利用四种原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z “组合”成一种超分子,该超分子具有高效的催化性能,其结构如图所示,W、X、Z分别位于不同周期,Z的原子半径在同周期主族元素中最大(注:实线代表共价键,其他重复单元的W、X未标注)。下列说法正确的是( )
A.环状结构与Z通过离子键作用,体现了超分子“分子
识别”的特征
B.Y、Z、X形成的某种常见化合物的热溶液可用于洗涤废旧镍电池表面的矿物油污
C.CaW2和CaY2两种化合物中,阳离子与阴离子个数比均为1∶2
D.X、Y、W形成的某种化合物中X元素的化合价可能为+3价
D
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解析:W、X、Z分别位于不同周期,根据图示可知W形成1个共价键,且是原子序数最小的元素,则W是H元素;X形成4个共价键,则X是C元素;Z的原子半径在同周期主族元素中最大,则Z是Na元素;Y形成2个共价键,原子序数比C大,比Na小,则Y是O元素。A.环状结构与Z通过配位键作用,体现了超分子“分子识别”的特征,A错误;B.碳酸钠溶液因C的水解而呈碱性,矿物油污在碱性条件下不能溶解,B错误;C.CaH2和CaO2两种化合物中,阳离子与阴离子个数比分别为1∶2和1∶1,C错误;D.X、Y、W形成的化合物H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,D正确。
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8.(2025·河南名校学术联盟模拟)短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y、Z基态原子最外层的能层符号相同,这5种元素组成一种锂离子电池的溶剂M,M的结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A.电负性:Z>Y>W>R
B.XY2和YZ2分子都是直线形分子
C.简单氢化物稳定性:Z>Y>W
D.晶体M是含极性键和非极性键的分子晶体
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解析:由M的结构式可知,R原子能形成1个单键,Z原子能形成1个单键,由原子序数排序可知R为氢。W原子能形成6个键,Y原子能形成2个键,结合原子序数大小可知,W为硫,Y为氧。又因为Z和Y、X位于同周期,X原子形成4个单键,故X原子最外层有4个电子,即X为碳,Z为氟。A.非金属性越强电负性越大,F、O、S、H的电负性依次减小,故A正确;B.OF2分子中O原子价层电子对数为4,其中有2个孤电子对,它是V形分子,故B错误;C.非金属性越强,简单氢化物越稳定,HF、H2O、H2S的稳定性依次减弱,故C正确;D.晶体M含极性键(C—H键、C—S键、S—O键等)、非极性键(C—C键),是分子构成的晶体,故D正确。
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9.(2025·湖南部分学校联考)如图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期。X的电负性大于Z,工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素。E与Y的价层电子数之和与Mg的质子数相同,W3-与E-的电子结构相同。下列说法错误的是( )
A.W、Y形成的最高价氧化物的水化物分子式不同
B.第一电离能:E>W>X
C.E和Y的简单氢化物沸点:E>Y
D.简单离子半径:W>E>Y
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解析:X、Y、Z、W为同一主族的元素,图中它们一个原子均形成了三个共价键,根据分子的成键特征可知,四者均为第ⅤA族元素,工业上利用沸点差异能从空气中分离出Y的单质,则Y为N;E与Y的价层电子数之和与Mg的质子数相同,E形成1个共价键,则E最外层有7个电子,E为Cl;再结合W3-与E-的电子结构相同,W为P;X的电负性大于Z,结合同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则推测X为As、Z为Sb,综上,X、Y、Z、W、E依次为As、N、Sb、P、Cl。A.W为P、Y为N,对应的最高价氧化物的水化物分子式分别为H3PO4、HNO3,A正确;B.同一主族,从上往下,元素的第一电离能逐渐减小,同周期从左往右,元素的第一电离能整体呈增大的趋势(但第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素),所以第一电离能:Cl>P>As,即E>W>X,B正确;C.Y为N、E为Cl,NH3分子间可形成氢键,因此其沸点高于HCl,C错误;D.W、E、Y对应的简单离子分别为P3-、Cl-、N3-,P3-、Cl-的电子层数相同,且比N3-多一层;P3-和Cl-电子层数相同,前者的核电荷数小于后者;所以简单离子半径:P3->Cl->N3-,D正确。
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10.(2025·湖北十一校联考)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y、Z、W在第二周期且相邻;M的基态原子3d轨道上有2个未成对电子,且价层电子的空间运动状态有6种。由该五种元素形成的一种配合物的结构如图所示,其中Y、Z、W原子的最外层均达到8电子稳定结构。下列说法正确的是( )
A.该配合物中存在的化学键有共价键、配位键、氢键
B.1 mol该配合物中含有4 mol配体,且M的化合价为+2价
C.X、Y、Z三种元素可以形成盐
D.ZX3形成的晶体中配位数为12
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解析:由题干信息可知,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y、Z、W在第二周期且相邻,M的基态原子3d轨道上有2个未成对电子即3d2或者3d8,且价层电子的空间运动状态有6种,即占有6个轨道,即为3d84s2,则为Ni,由该五种元素形成的一种配合物的结构图所示信息可知,Y形成4个共价键,Z形成4个共价键,W形成2个共价键且能形成氢键,其中Y、Z、W原子的最外层均达到8电子稳定结构,则W为O、Z为N、Y为C,X只形成1个共价键,则X为H,据此分析解题。A.氢键不是化学键,则该配合物中存在的化学键有共价键、配位键,A错误;B.由题干配合物的
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结构可知,1 mol该配合物中含有2 mol配体( ),且M的化合价为+2价,B错误;C.由分析可知,X为H、Y为C、Z为N,故X、Y、Z三种元素可以形成盐,如NH4CN,C正确;D.由分析可知,X为H、Z为N,由于NH3分子间存在氢键,即ZX3形成的晶体不能形成面心立方,故其配位数不为12,D错误。
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