专题三 物质结构与性质 专项训练-2027届高三化学一轮复习

**基本信息** 聚焦物质结构与性质关联，以晶体结构、分子构型为核心，通过均摊法、VSEPR模型等方法系统训练，构建“微观结构-宏观性质”逻辑链，培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |晶体结构|7题（如2、6、12）|均摊法计算化学式/密度、分数坐标确定、配位数分析|晶胞构成→粒子间作用→晶体性质（熔沸点、硬度）| |分子结构|5题（如4、8、19）|VSEPR模型判断构型、杂化轨道理论应用|价层电子对→杂化类型→分子空间构型| |性质解释|6题（如1、11、14）|氢键类型（分子内/间）、键能比较、相似相溶原理|结构特征（键能、氢键、极性）→物质性质（稳定性、溶解性）|

专题三 物质结构与性质 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．物质的微观结构决定宏观性质，下列结构特征不能解释其性质的是(      ) 选项 结构特征 性质 A 金刚砂（SiC）属于共价晶体，C—Si键的键能大 金刚砂硬度大、熔点高 B 苯分子中存在大π键 苯难溶于水 C 对羟基苯甲醛只形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键 沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 D 基态氩原子的最外层电子数为8，原子结构稳定 氩气性质稳定，不易形成化合物 A.A B.B C.C D.D 2．我国科研人员利用钨的氧化物开发了新型催化剂。该氧化物的六方晶胞结构如图，2号O的分数坐标为。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(   ) A.该氧化物的化学式为 B.晶体密度为 C.3号W的分数坐标为 D.1号O和3号W的核间距为 3．某课题组合成的一种配合物，其内部空腔可识别并包裹特定结构的分子，形成超分子胶囊。该配合物的阴离子部分，其结构如图所示。 下列说法错误的是(      ) A.的配位数为6 B.配合物内部空腔通过非共价键作用识别特定结构的分子 C.改变配体骨架的基团或链的长短，配合物内部空腔可适配不同结构的分子 D.替换后，配体骨架的电子云分布不会发生改变 4．与水发生反应：。下列说法正确的是(      ) A.为极性键构成的极性分子 B.晶体中存在分子间氢键和范德华力 C.的中心原子采取杂化 D.和的VSEPR模型均为正四面体形 5．氧化物钙钛矿型晶胞中的离子半径关系为（M为顶点阳离子，N为体心阳离子），当时，会形成立方晶胞。一种由、和形成的钙钛矿型晶胞如图所示，其，。 下列说法错误的是(      ) A.紧邻12个 B.晶胞中1位上的分数坐标为 C.晶胞中 D.取代（）形成的是立方晶胞 6．一种新型固态电解质，（摩尔质量为）的立方晶胞结构示意图如下。已知：为阿伏加德罗常数的值；以晶胞参数a为单位长度建立坐标系可标注晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标，N点原子的分数坐标为（0，0，0）。下列说法正确的是(   ) A.T点原子的分数坐标为 B.每个周围与它最近且距离相等的有6个 C.沿z轴方向的投影为 D.若晶体密度为，则晶胞参数a为 7．我国科学家合成了一种大环化合物甲，能与形成超分子乙，其变化过程如图。下列说法错误的是(   ) A.乙的晶体类型为共价晶体 B.该过程体现了大环对的捕获与释放 C.乙中的与大环之间存在分子间作用力 D.调控pH可使甲和丙中的杂化方式发生可逆转变 8．下列分子空间构型相同的一组是(      ) A. B. C.HCN、HClO D. 9．1-环己基乙胺（X）溶于酸形成铵盐阳离子（Y），Y与18-冠-6作用形成超分子阳离子（Z），下列说法错误的是(      ) A.X→Y，键角增大 B.18-冠-6中C、O原子采取的轨道杂化方式相同 C.Z含手性碳原子 D.Z中存在共价键、离子键和氢键 二、填空题 10．与（L）通过配位键形成多孔金属有机框架材料，其四方晶胞结构如图所示（晶胞参数，，H原子略）。回答下列问题： （1）基态Cu原子的电子排布式为__________________________；C，N，O，F中第二电离能最大的是__________________。 （2）为平面分子，其中N原子采取的轨道杂化方式为__________________，该分子的孤电子对数为__________________。 （3）中__________________；其在室温下可选择性吸附，但不吸附和。分子被吸附在晶胞顶点，与框架结构中的F原子存在如图所示静电作用，晶体中与一个分子产生该作用的F原子有______________________个；不吸附和的原因是________________________。 （4）若阿伏加德罗常数的值为，则的对的理论吸附量为________。 三、单选题 11．下列对宏观事实的微观解释错误的是(      ) 选项 宏观事实 微观解释 A 霓虹灯发光 电子从能量较高的轨道跃迁至能量较低的轨道时，以光的形式释放能量 B 常温下，苯酚能与溶液反应，而乙醇不能 苯环使羟基中O-H键极性变强 C 不溶于水，可溶于苯 水是极性分子，与苯均为非极性分子 D 某汽车防冻液(主要成分为水和乙二醇)的凝固点为-40℃ 乙二醇水溶液分子间的范德华力大于水分子间的范德华力 A.A B.B C.C D.D 12．固体材料具有相变制冷效应，室温下其立方体晶胞结构示意图如下。下列说法错误的是(   ) A.每个晶胞中有4个 B.每个周围有12个紧邻的 C.之间的最短距离是 D.晶体密度表示为 13．关于粒子的结构与性质，下列说法错误的是(   ) A.和的空间结构均为三角锥形 B.和的模型相同，分子空间结构也相同 C.键角：（）（） D.与都是非极性分子 14．结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是(      ) 选项 事实 解释 A 热稳定性： 键能： B 酸性：乙酸>丙酸 推电子效应： C 沸点：邻羟基苯甲醛>水 邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键 D 在中的溶解度：苯 苯和为非极性分子，为极性分子 A.A B.B C.C D.D 15．腰带状的[20]胶原烯，兼具刚性与空腔适应性，能有效结合或形成超分子。 下列有关[20]胶原烯说法错误的是(   ) A.苯环与甲基的数量比为1：2 B.通过氢键作用与、形成超分子 C.超分子能在一定条件下释放、 D.能结合一定尺寸范围内的、衍生物 16．物质的性质与其结构密切相关。下列事实与结构因素不相符的是(   ) 选项 事实 结构因素 A 氨基酸的水溶性与值有关 碱性基团：氨基 B 合成氨工业用冷却法使氨液化而实现分离 分子间作用力：氢键 C 易水解形成红褐色胶体 特征：高电荷与小半径 D 的熔点低于 阴离子半径： A.A B.B C.C D.D 17．大面积单原子层二维金属Ga（2D）制备过程示意图如图。下列说法错误的是(   ) A.Ga位于周期表第四周期第ⅢA族，其简化电子排布式为 B.蓝宝石砧座的硬度高，其主要成分可当作共价晶体 C.常温常压下，等物质的量的Ga（2D）能量高于Ga（3D）晶体 D.Ga（2D）的一个基本结构单元为 18．金属钒（立方晶胞，Ⅰ）和硅粉高温熔炼可制取传统超导材料（立方晶胞，Ⅱ）。已知此体系中紧邻钒原子间的距离变短可增强超导性能。下列说法错误的是(   ) A. B.与Si紧邻的V有12个 C.晶胞Ⅱ中的价层电子总数为19 D.的超导性能优于金属钒 19．下列粒子的VSEPR模型为平面三角形且其空间结构为V形的是(      ) A. B. C. D. 20．多相系超导体晶体结构如图，晶胞参数，，下列说法错误的是(      ) A.1号Cu的坐标为 B.，， C.Y和Ba的O配位数不相等 D.O原子占据金属原子的八面体空隙 21．中俄科学家合成的世界上首个氦钠电子化合物,由、He原子和电子对()组成,化学式为,也可以表示为,其晶体结构(局部,电子对占位未表示)如图1,晶体结构在、、平面的投影(局部)均如图2。 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( ) A.该化合物的化学式为 B.He的配位数为8 C.该晶体的密度为 D.两个的最近核间距为 参考答案 1．答案：B 解析：苯难溶于水主要是因为苯为非极性分子，水为极性分子，与苯中存在大π键无关，B符合题意。 SiC共价晶体中C—Si键的键能大，故其硬度大、熔点高，A不符合题意；分子间氢键可使物质沸点升高，分子内氢键使物质沸点降低，故对羟基苯甲醛沸点高于邻羟基苯甲醛的沸点，C不符合题意；基态氩原子最外层已满足8电子稳定结构，不易得失电子或与其他元素结合形成共价键，故氩气性质稳定，不易形成化合物，D不符合题意。 2．答案：B 解析：根据题给晶胞结构和均摊法可知，W位于晶胞的棱上和面上，数目为，O位于晶胞面上和体内，数目为，故该氧化物的化学式为，A错误；1个晶胞中含有3个，晶胞质量为，晶胞体积为，则晶体的密度为，B正确；3号W位于晶胞下底面的棱上，根据2号O的分数坐标为及两者的位置关系可知，3号W的分数坐标为，C错误；1号O的分数坐标为，3号W的分数坐标为，则1号O与3号W的核间距为，D错误。 3．答案：D 解析：A.该配合物的阻离子含有6个配体（每条线都是1个配体），4个，每个周围有6个O（3个配体）作为配位原子，配位数为6，A正确；B.超分子对特定分子的识别依靠氢键、范德华力等非共价键作用，B正确；C.改变配体骨架的基团或链的长短，会调整空腔的大小、结构和作用位点，可适配不同结构的分子。C正确；D.所带正电荷数高于，对配位原子的电子吸引作用更强。会改变配体骨架的电子云分布。D错误；故选D。 4．答案：B 解析：A.中B原子采取杂化，没有孤电子对。为平面正二角形结构。虽然键为极性键，但原子结构对称，正负电荷中心重合，属于非极性分子。A错误；B.属于分子晶体。分子间存在范德华力，且分子中含有羟基，分子间可形成氢键，B正确；C.中心O原子的价层电子对数为，采取杂化C错误；D.中心B原子价层电子对数为4，VSEPR模型为正四面体形；中心B原子价层电子对数为3，VSEPR模型为平面二角形。D错误；故选B。 5．答案：D 解析：A.钙钛矿结构中顶点阳离子配位数为12，紧邻12个面心的，A正确；B.1位位于的面心，对应分数坐标为，B正确；C.代入δ公式：，结合，计算得，C正确；D.取代后，，新，不满足立方晶胞的δ范围，D错误；故选D。 6．答案：C 解析：根据题中所给晶胞结构示意图可知，晶胞沿z轴方向的投影为，C正确。 根据题中所给晶胞及建立的坐标系可知，N点原子的分数坐标为（0，0，0）时，T点原子的分数坐标为，A错误；根据题中所给晶胞可知，位于晶胞的顶点和体心，以位于晶胞体心的为研究对象，每个周围与它最近且距离相等的有8个，B错误；根据题中所给晶胞并结合均摊法可知，位于晶胞的棱上和面上，每个晶胞中含有的数目为位于晶胞的顶点和体心，每个晶胞中含有的数目为，1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，若晶体的密度为，则晶胞参数，D错误。 7．答案：A 解析：乙是大环化合物甲与通过分子间作用力结合而成的超分子，故乙不属于共价晶体，A错误，C正确；可“容纳”在大环化合物甲的空腔中，在碱性条件下，乙又能转化为和丙，故该过程体现了大环对的捕获与释放，B正确；根据题中所给的反应变化过程图可知，大环化合物甲中采取杂化，丙中采取杂化，通过调控pH可实现甲和丙中杂化方式的可逆转变，D正确。 8．答案：A 解析：A.的中心原子碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为直线形；的中心原子碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为直线型，二者空间构型相同，A符合题意；B.的中心原子硼原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为平面三角形；的中心原子氮原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，分子空间构型为三角锥形，二者空间构型不同，B不符合题意；C.HCN的中心原子碳原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为直线形；HClO的中心原子氧原子的价层电子对数为，孤电子对数为2，分子空间构型为角形，二者空间构型不同，C不符合题意；D.的中心原子硫原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，分子空间构型为平面三角形；的中心原子磷原子的价层电子对数为，孤电子对数为1，分子空间构型为三角锥形，二者空间构型不同，D不符合题意；故选A。 9．答案：D 解析：A.X中N原子有1对孤电子对，与形成配位键后，Y中N原子无孤电子对，孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力，因此X→Y时增大，A正确； B.18-冠-6中，C原子均形成4个σ键，价层电子对数为4；O原子均形成2个σ键，含2对孤电子对，价层电子对数也为4，二者均采取杂化，杂化方式相同，B正确； C.Z中连接环己基、甲基和的碳原子，同时连接4种不同的基团，属于手性碳原子，因此Z含手性碳原子，C正确； D.Z是超分子阳离子，内部存在共价键和氢键，离子键是阴阳离子之间的相互作用，Z内部不存在离子键，D错误； 故选D。 10．答案：（1）；O （2）；2 （3）1：2：1；4；和为非极性键构成的非极性分子，分子中不存在带显著正电荷的原子或成键电子对；共用电子对未发生偏移 （4） 解析：（1）Cu原子的序数为29。根据洪特规则的特例，当d轨道处于全满状态时能量更低、结构更稳定。因此，基态Cu原子的电子排布式为； 第二电离能是指失去第二个电子所需要的能量；的价电子排布为；的价电子排布为；的价电子排布为，2p轨道半充满的稳定状态，极难再失去电子；的价电子排布为；因此，氧的第二电离能最大。 （2）配体L类似于苯环，环上的每个N原子形成了2个σ键，并且保留了1对孤电子对，因此其价层电子对数为2+1=3，所以采取的是杂化；分子中有2个N原子，每个N原子有1对未参与成键的孤对电子，C和H均没有孤电子对，故整个分子的孤电子对数为2。 （3）Cu原子位于晶胞的体内，数目为1；位于上下底面心，共有个，配体L位于晶胞4个竖直面的面心上（图中六元环只画了一半），数目为个；故中；吸附在顶点，顶点同层平面内与4个八面体相邻，每个八面体都有1个F原子与形成如图所示静电作用，故答案为4；由图提示可知，吸附核心在于与的静电引力。和属于由非极性键构成的非极性分子，内部没有显著的电荷偏转，不具备可以被F吸引的正电荷中心，因此不被吸附。 （4）晶胞体积，1个晶胞中数目为，故中的物质的量为：。 11．答案：D 解析：霓虹灯发光的原理是原子核外电子从较高能量的激发态跃迁至较低能量的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量，A正确；苯环与—OH直接相连时，苯环中的大π键与O上的孤电子对形成共轭，使电子云偏移，O—H键的极性增强，O—H键容易断裂，B正确；水是极性分子，是非极性分子，苯是非极性分子，根据“相似相溶”原理可知，不溶于水，可溶于苯，C正确；乙二醇分子中的羟基可与水分子形成氢键，干扰水分子形成规则冰晶体的过程，故乙二醇水溶液的凝固点低，D错误。 12．答案：B 解析：A.位于晶胞顶点和面心，数目为，每个晶胞中有4个，A正确；B.位于晶胞顶点和面心，位于棱心和体心，以位于面心的为研究对象，每个周围紧邻的为6个，不是12个，B错误；C.位于棱心和体心，之间最短距离为晶胞面对角线的一半，即，C正确；D.晶胞含4个，总质量为，晶胞体积为，密度，D正确；故选B。 13．答案：D 解析：A.中心P价层电子对数为，含1对孤对电子，空间结构为三角锥形；中心O价层电子对数为，含1对孤对电子，空间结构也为三角锥形，A正确；B.和中心原子价层电子对数均为3，含1对孤对电子，VSEPR模型均为平面三角形，分子空间结构均为V形，B正确；C.和中S均为杂化，F电负性大于Cl，S−F键成键电子对更远离中心S，成键电子对间斥力更小，故键角，C正确；D.乙烯结构对称，为非极性分子；图2为顺-1，2-二氯乙烯，正负电荷中心不重合，为极性分子，不是非极性分子，D错误；故选D。 14．答案：C 解析：A.Cl原子半径小于I，H-Cl键长更短、键能更大，共价键更稳定，因此HCl热稳定性强于HI，A正确； B.烷基为推电子基团，乙基推电子效应强于甲基，使丙酸羧基的O-H键极性弱于乙酸，更难电离出，因此酸性乙酸强于丙酸，B正确； C.邻羟基苯甲醛形成分子内氢键会减弱分子间作用力，反而会降低沸点，其沸点高于水的原因是相对分子质量远大于水，范德华力更强，解释错误，C错误； D.根据相似相溶原理，非极性溶质易溶于非极性溶剂，苯和均为非极性分子，为极性分子，因此苯在中溶解度大于，D正确； 故选C。 15．答案：B 解析：A.由[20]胶原烯结构可知，苯环共10个，甲基共20个，二者数量比为1：2，A正确；B.[20]胶原烯、、均不含N、O、F与氢原子直接相连的结构，不满足氢键形成条件，二者通过非共价键形成超分子，并非氢键作用，B错误；C.超分子依靠弱相互作用结合，条件改变时弱相互作用被破坏，可释放、，C正确；D.[20]胶原烯兼具刚性与空腔适应性，尺寸在空腔可容纳范围内的、衍生物均可被结合，D正确；故选B。 16．答案：A 解析：A.氨基酸水溶性与pH有关是因为氨基酸同时含有碱性氨基和酸性羧基，不同pH下两种基团的解离状态共同影响水溶性，结构因素仅提及氨基，与事实不相符，A符合题意；B.分子间存在氢键，分子间作用力更强，沸点相对较高易液化，结构因素与事实相符，B不符合题意；C.电荷高、半径小，极化能力强，易结合水电离出的水解生成胶体，结构因素与事实相符，C不符合题意；D.两种物质均为离子晶体，阳离子相同，半径大于，对应离子晶体晶格能更小，熔点更低，结构因素与事实相符，D不符合题意；故选A。 17．答案：A 解析：Ga位于元素周期表第四周期第ⅢA族，其原子序数为31，简化电子排布式为，A错误。结合蓝宝石砧座硬度高的特点，可知其主要成分可视为共价晶体，B正确；根据Ga（3D）在加热、加压条件下可转化为Ga（2D）可知，Ga（3D）吸收热量转化为Ga（2D），则等物质的量的Ga（2D）的能量高于Ga（3D）的能量，C正确；根据Ga（2D）的俯视放大图可知，Ga（2D）的一个基本结构单元为，D正确。 18．答案：C 解析：根据晶胞Ⅱ（立方晶胞）及均摊法可知，Si位于晶胞的顶点和体内，数目为，V位于晶胞的面上，数目为，故，A正确；结合晶胞Ⅱ的结构，以体内的1个Si为研究对象，与Si距离最近且相等的V位于晶胞的6个面上，则与Si紧邻的V有12个，B正确；1个立方晶胞Ⅱ中含有2个，V、Si原子的价层电子数分别为5、4，则晶胞Ⅱ中的价层电子总数为，C错误；金属钒晶胞中紧邻钒原子间的距离为晶胞体对角线长度的一半，为晶胞中紧邻钒原子间的距离为0.24 nm，结合已知信息紧邻钒原子间的距离变短，超导性能增强可知，的超导性能优于金属钒的，D正确。 19．答案：A 解析：A.中心原子S的价层电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，含1对孤电子对，空间结构为V形，A符合题意；B中心原子C的价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型和空间结构均为直线形，B.不符合题意；C.中心原子B的价层电子对数为，无孤电子对，VSEPR模型和空间结构均为平面三角形，C.不符合题意；D.中心原子O的价层电子对数为，含2对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，D不符合题意；故选A。 20．答案：A 解析：A.1号Cu位于的棱上，对应分数坐标为，坐标为，A错误；B均摊法计算：Y在晶胞内部共1个，Ba在晶胞内部共2个，Cu为个，O总数为，故，B正确；C.以体心Y为研究对象，距离Y较近的O有8个，但由于的O配位数实际为4，同理距离较近的O有10个，但受限于，实际Ba的O配位数为6（即位于棱上的6个O），C正确；D.由题图可知，该晶胞中各位置的O均占据由周围6个金属原子形成的八面体空隙中（部分金属原子位于晶胞外，题图中未画出，例如4个Ba和2个Cu可形成1个八面体空隙），D正确；故选A。 21．答案：C 解析：根据晶体结构及其在平面的投影图可得该晶体的晶胞结构图为。A.根据“均摊法”可知,晶胞中He位于顶点和面心,数目为位于内部,数目为8,则该化合物的化学式为,A正确;B.根据晶胞特点可知,与He距离相等且最近的有8个,则其配位数为8,B正确;C.根据题图2可知,晶胞参数为,则晶胞的体积为,1个晶胞中含有4个单元,则晶胞的质量为,晶体的密度为,C错误;D.由晶胞结构图可知。两个的最近核间距为晶胞参数的,即,D正确;故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $