三年（2023-2025）高考化学真题分类汇编：专题05 物质结构与性质 元素周期律（解析版）

这是一份三年（2023-2025）高考化学真题分类汇编：专题05 物质结构与性质 元素周期律（解析版），共57页。试卷主要包含了三种氮氧化物的结构如下所示等内容，欢迎下载使用。
专题05 物质结构与性质 元素周期律
考点01 原子结构、化学键和元素周期律
1．（2025·江苏卷）科学家通过核反应01n+36Li→13H+24He发现氚13H。下列说法正确的是
A．01n表示一个质子
B．36Li的基态原子核外电子排布式为1s12s2
C．13H与12H互为同位素
D．24He的原子结构示意图为
【答案】C
【详解】A．01n质量数为1，质子数为0，中子数为1，因此其表示一个中子，A错误；
B．36Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，B错误；
C．质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，13H与12H质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，C正确；
D．24He原子核外只有2个电子，原子结构示意图为，D错误。
故选C。
2．（2025·甘肃卷）马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物，陶制文物的主要成分为硅酸盐，下列有关表述错误的是
A．基态Si原子的价层电子排布图：
B．816O的同位素818O可作为有机反应示踪原子
C．SiCl4的电子式为：
D．SiO2的球棍模型为：
【答案】D
【详解】A．Si为14号元素，其基态价电子排布式为3s23p2，故其基态价电子排布图为，A项正确；
B．16O和18O为氧元素的两种同位素，18O常用作同位素标记，可作为有机反应的示踪原子，B项正确；
C．SiCl4为分子晶体，Si与Cl形成一对共用电子对，故SiCl4的电子式为，C项正确；
D．SiO2为共价晶体，其球棍模型应为立体网状结构，不能表示SiO2，D项错误；
故选D。
3．（2025·山东卷）第70号元素镱Yb的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是
A．70174Yb的中子数与质子数之差为104B．70174Yb与70176Yb是同一种核素
C．基态Yb原子核外共有10个d电子D．Yb位于元素周期表中第6周期
【答案】D
【详解】A．中子数=174-70=104，与质子数70的差为104-70=34，而非104，A错误；
B．同位素之间质子数相同，但中子数不同，两者属于不同核素，B错误；
C．根据构造原理可知，Yb的电子排布为[Xe]4f146s2，在3d和4d轨道上有电子，共20个d电子，C错误；
D．根据Yb的价电子排布式可知，其有6s轨道，说明其有6个电子层，其位于第6周期，D正确；
故选D。
4．（2025·安徽卷）以下研究文物的方法达不到目的的是
A．用14C断代法测定竹简的年代
B．用X射线衍射法分析玉器的晶体结构
C．用原子光谱法鉴定漆器表层的元素种类
D．用红外光谱法测定古酒中有机分子的相对分子质量
【答案】D
【详解】A．14C断代法通过测定有机物中14C的残留量确定年代，竹简为植物制品，适用此方法，A正确；
B．X射线衍射法通过衍射图谱分析物质晶体结构，玉器为晶体矿物，适用此方法，B正确；
C．原子光谱法通过特征谱线鉴定元素种类，可用于分析漆器表层元素，C正确；
D．红外光谱法用于分析分子官能团和结构，无法直接测定相对分子质量（需质谱法），D达不到目的；
故选D。
5．（2025·重庆卷）三种氮氧化物的结构如下所示：
下列说法正确的是
A．氮氮键的键能：N2O>N2O3B．熔点：N2O3>N2O4
C．分子的极性：N2O4>N2OD．N−N−O的键角：a>b
【答案】A
【详解】A．由图中数据可知，氮氮键的键长：N2O＜N2O3，则氮氮键的键能：N2O>N2O3，A正确；
B．二者均为分子构成的物质，分子间作用力：N2O3＜N2O4，熔点：N2O3＜N2O4，B错误；
C．N2O4为对称的平面结构，极性较弱，而N2O结构不对称，正负电荷中心不能重合，属于典型的极性分子，故分子极性：：N2O4＜N2O，C错误；
D．N2O3结构为O=N−NO2，中心原子N存在5−2×1−1×12=1对孤对电子，中心原子N为sp2杂化，受孤对电子影响，键角略小于120°；而N2O4中心原子N的孤对电子为5−2×2−1×12=0，价电子数为3，也是sp2杂化，没有孤对电子的影响，故键角a＜b，D错误；
故选A。
6．（2025·安徽卷）氟气通过碎冰表面，发生反应①F2+H2O-40℃HOF+HF，生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O=HF+H2O2。下列说法正确的是
A．HOF的电子式为B．H2O2为非极性分子
C．反应①中有非极性键的断裂和形成D．反应②中HF为还原产物
【答案】A
【详解】
A．HOF中心原子为O，与H、F通过共用电子对形成共价键，电子式为，A正确
B．H2O2空间结构为半开页书形，正负电荷中心不重合，属于极性分子，B错误；
C．反应①中F-F非极性键断裂，但没有非极性键的形成，C错误；
D．F的电负性大于O，HOF中氟表现为-1价，O为0价，H为+1价，生成物HF中氟还是-1价，F的化合价没有变化，反应②中氧化剂为HOF，还原剂为H2O，H2O2既是氧化产物也是还原产物，HF既不是氧化产物也不是还原产物，D错误；
故选A。
7．（2025·黑吉辽蒙卷）化学家用无机物甲YW4ZXY成功制备了有机物乙YW22XZ，开创了有机化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y、Z同周期，基态X、Z原子均有2个单电子。下列说法正确的是
A．第一电离能：Z>Y>XB．甲中不存在配位键
C．乙中σ键和π键的数目比为6:1D．甲和乙中X杂化方式分别为sp和sp2
【答案】D
【分析】(YW2)2XZ为有机物，基态X、Z原子均有2个单电子，X、Z分别为IVA族和VIA族元素，X、Y、Z同周期、原子序数依次增大，若X、Y、Z为第三周期元素，则X、Y、Z分别为Si、P、S；若X、Y、Z为第二周期元素，则X、Y、Z分别为C、N、O；又YW4ZXY为无机物，(YW2)2XZ为有机物，所以X、Y、Z分别为C、N、O，W、X、Y、Z原子序数依次增大，能形成YW4ZXY，则W为H，综上所述，W、X、Y、Z分别为H、C、N、O。
【详解】A．C、N、O同周期，同一周期主族元素，从左到右第一电离能有逐渐增大的趋势，第VA族的第一电离能大于同周期相邻的两种元素，则第一电离能N＞O＞C，故A错误；
B．甲为NH4OCN，NH4+中有N原子提供孤对电子、H+提供空轨道形成的N→H配位键，故B错误；
C．乙为，其中有4个N-H、2个C-N、碳氧原子之间1个σ键，则一个中有7个σ键、1个π键，σ键与π键的数目比为7：1，故C错误；
D．甲为NH4OCN，其中的C原子与N原子形成三键、与O原子形成单键，σ键电子对数为2，无孤对电子，C原子采取sp杂化，乙为，其中的C原子形成3个σ键，即σ键电子对数为3，无孤对电子，C原子采取sp2杂化，故D正确；
故答案为：D。
8．（2025·广东卷）元素a~i为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A．a和g同主族B．金属性：g>h>i
C．原子半径：e>d>cD．最简单氢化物沸点：b>c
【答案】B
【分析】同周期中第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大，0族元素的第一电离能在同周期中最大，可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。
【详解】A．a是B，g是Na，二者不同主族，A错误；
B．Na、Mg、Al属于同周期，从左到右金属性依次减弱，B正确；
C．e、d、c分别是F、O、N，属于同周期元素，同周期主族元素从左到右原子半径依次减小，原子半径c>d>e，C错误；
D．b为C，c为N，NH3分子间存在氢键，沸点高，沸点NH3>CH4，D错误；
答案选B。
9．（2025·陕晋青宁卷）一种高聚物XYZ2n被称为“无机橡胶”，可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素，X、Y价电子数相等，X、Z电子层数相同，基态Y的2p轨道半充满，Z的最外层只有1个未成对电子，下列说法正确的是
A．X、Z的第一电离能：X>ZB．X、Y的简单氢化物的键角：X>Y
C．最高价含氧酸的酸性：Z>X>YD．X、Y、Z均能形成多种氧化物
【答案】D
【分析】X、Y价电子数相等，X、Y属于同一主族，且X形成5个键，Y形成3个键，基态Y的2p轨道半充满，则X为P元素，Y为N元素，X、Z电子层数相同， Z的最外层只有1个未成对电子，Z形成1个键，Z为Cl元素，以此分析。
【详解】A．第一电离能同周期从左到右有增大趋势，第一电离能：Cl>P，A错误；
B．X、Y的简单氢化物分别为：PH3和NH3，电负性：N>P，共用电子对距N近，成键电子对斥力N-H大于P-H，键角：NH3>PH3，B错误；
C．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸酸性越强，非金属性：Cl>N>P，酸性：HClO4>HNO3>H3PO4，C错误；
D．P、N、Cl均能形成多种氧化物，D正确；
答案选D。
10．（2025·江苏卷）在溶有15-冠−5()的有机溶剂中，苄氯()与NaF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：χ(F)rNa+D．X中15-冠−5与Na+间存在离子键
【答案】C
【详解】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：χF>χCl，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：rF−>rNa+，C正确；
D．15-冠-5是分子，与阳离子Na+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。
11．（2025·云南卷）钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料，所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素，M是原子半径最小的元素，Q是形成物质种类最多的元素，R是地壳中含量最高的元素，T、X、Y同周期，Q、X均与Y相邻，Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是
A．M与Z可形成离子化合物B．原子半径：RH3PO4，C错误；
D．P、N、Cl均能形成多种氧化物，D正确；
答案选D。
75．（2025·云南卷）钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料，所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素，M是原子半径最小的元素，Q是形成物质种类最多的元素，R是地壳中含量最高的元素，T、X、Y同周期，Q、X均与Y相邻，Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是
A．M与Z可形成离子化合物B．原子半径：RS，D正确；
综上所述，本题选D。
83. （2024·浙江卷6月）X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是
A. 键角：B. 分子的极性：
C. 共价晶体熔点：D. 热稳定性：
【答案】B
【分析】X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，则Z为O元素，Y为C元素，X为H元素，M为Si元素。
【解析】A．为，其中C原子的杂化类型为，的空间构型为平面正三角形，键角为120°；为，其中C原子的杂化类型为，的空间构型为三角锥形，由于C原子还有1个孤电子对，故键角小于109°28´，因此，键角的大小关系为，A正确；
B．为，其为直线形分子，分子结构对称，分子中正负电荷的重心是重合的，故其为百极性分子；分子结构不对称，分子中正负电荷的重心是不重合的，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为，B不正确；
C．金则石和晶体硅均为共价晶体，但是由于C的原子半径小于Si，因此，C—C键的键能大于Si—Si键的，故共价晶体熔点较高的是金刚石，C正确；
D．元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强；C的非金属性强于Si，因此，甲烷的稳定热稳定性较高，D正确；
综上所述，本题选B。
84. （2024·甘肃卷）X、Y、Z、W、Q为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子，Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是
A. X、Y组成的化合物有可燃性B. X、Q组成的化合物有还原性
C. Z、W组成的化合物能与水反应D. W、Q组成的化合物溶于水呈酸性
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W、Q为短周期元素，W元素的焰色试验呈黄色，W为Na元素；Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，则Z为O、Q为S；Y原子核外有两个单电子、且原子序数小于Z，Y为C元素；X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18，则X的最外层电子数为18-4-6-1-6=1，X可能为H或Li。
【解析】A．若X为H，H与C组成化合物为烃，烃能够燃烧，若X为Li，Li与C组成的化合物也具有可燃性，A项正确；
B．X、Q组成的化合物中Q（即S）元素呈-2价，为S元素的最低价，具有还原性，B项正确；
C．Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2，Na2O与水反应生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，C项正确；
D．W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，D项错误；
答案选D。
85. （2024·全国甲卷）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数，化合物W+[ZY6]-可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是
A. X和Z属于同一主族B. 非属性：X>Y>Z C. 气态氢化物的稳定性：Z>YD. 原子半径：Y>X>W
5．A
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，且能形成离子化合物，则W为Li或Na；又由于W和X原子序数之和等于的核外电子数，若W为Na，X原子序数大于Na，则W和X原子序数之和大于18，不符合题意，因此W只能为Li元素；由于Y可形成，故Y为第Ⅶ主族元素，且原子序数Z大于Y，故Y不可能为Cl元素，因此Y为F元素，X的原子序数为10-3=7，X为N元素；根据W、Y、Z形成离子化合物，可知Z为P元素；综上所述，W为Li元素，X为N元素，Y为F元素，Z为P元素。
A．由分析可知，X为N元素，Z为P元素，X和Z属于同一主族，A项正确；
B．由分析可知，X为N元素，Y为F元素，Z为P元素，非金属性：F＞N＞P，B项错误；
C．由分析可知，Y为F元素，Z为P元素，非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，即气态氢化物的稳定性：HF＞PH3，C项错误；
D．由分析可知，W为Li元素，X为N元素，Y为F元素，同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小，故原子半径：Li＞N＞F，D项错误；
故选A。
86. （2024·新课标卷） 我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A. W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B. 在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为
C. Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于溶液
D. 中提供电子对与形成配位键
【答案】A
【分析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为，Z为Fe元素，为。
【解析】A．W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A不正确；
B．在X的简单氢化物是，其中C原子轨道杂化类型为，B正确；
C．Y的氢氧化物是，其属于中强碱，其难溶于水，难溶于溶液，但是，由于电离产生的可以破坏的沉淀溶解平衡，因此可以溶于溶液，C正确；
D．中提供电子对与形成配位键，D正确；
综上所述，本题选A。
87. （2024·河北卷）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A. 原子半径：B. 第一电离能：
C. 单质沸点：D. 电负性：
【答案】C
【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【解析】A．一般原子的电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：，故A错误；
B．同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，ⅡA族、ⅤA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：，故B错误；
C．、为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，在常温下为固体，则沸点：，故C正确；
D．同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元素，从上到下电负性逐渐减小，电负性：，故D错误；
故选C。
88．（2023·全国甲卷）W、X、Y、Z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19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A．原子半径：B．简单氢化物的沸点：
C．与可形成离子化合物D．的最高价含氧酸是弱酸
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此解答。
【解析】A．X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；
B．X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；
C．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C正确；
D．Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误；
故选C。
89．（2023·全国乙卷）一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A．X的常见化合价有、B．原子半径大小为
C．YX的水合物具有两性D．W单质只有4种同素异形体
【答案】A
【分析】W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒， X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。
【解析】A．X为O，氧的常见价态有-1价和-2价，如H2O2和H2O，A正确；
B．W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；
C．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；
D．W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；
故选A。
90．（2023·湖南卷）日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2：1：3。下列说法正确的是
A．电负性：X>Y>Z>W
B．原子半径：XW，A错误；
B．同一周期原子半径从左到右依次减小，同一主族原子半径从上到下依次增大，故四种原子的原子半径大小为：YNaF
离子电荷：Mg2+>Na+,O2−>F−
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
芳烃
芘
并四苯
蒄
结构
结合常数
385
3764
176000
选项
结构或性质
用途
A
石墨呈层状结构，层间以范德华力结合
石墨可用作润滑剂
B
具有氧化性
可用作漂白剂
C
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
D
冠醚18-冠-6空腔直径()与直径()接近
冠醚18-冠-6可识别，能增大在有机溶剂中的溶解度
选项
性质差异
结构因素
A
沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)
分子间作用力
B
熔点：(1040℃)远高于(178℃升华)
晶体类型
C
酸性：()远强于()
羟基极性
D
溶解度(20℃)：(29g)大于(8g)
阴离子电荷