专题21 分子结构与性质 化学键（全国通用）-十年（2016-2025）高考化学真题分类汇编（含答案）

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知识点01 化学键
1．（2025·湖南·高考真题）加热时，浓硫酸与木炭发生反应：(浓)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．含质子数为
B．常温常压下，含σ键数目为
C．的稀硫酸中含数目为
D．与充分反应得到的分子数为
【答案】A
【详解】A．12g的12C的物质的量为1ml，每个12C原子含有6个质子，因此总质子数为6NA，A正确；
B．常温常压下，6.72L CO2的物质的量小于0.3ml，每个CO2分子含2个σ键，总σ键数小于0.6NA，B错误；
C．pH=1的稀硫酸中，浓度为0.1ml/L，1L溶液中数目为0.1NA，而非0.2NA，C错误；
D．SO2与O2生成SO3的反应为可逆反应，无法完全转化，实际生成的SO3分子数小于NA，D错误；
故选A。
2．（2025·湖南·高考真题）环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂，由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．过程中Ⅱ是催化剂
B．过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C．过程中元素的化合价发生了变化
D．丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
【答案】B
【详解】A．根据反应原理，Ⅰ先消耗再生成，是整个历程的催化剂，Ⅱ先生成，再消耗，是中间产物，A错误；
B．过程中存在中O-O非极性键的断裂，以及中非极性键的形成；还存在极性键的断裂，以及极性键的形成，B正确；
C．过程中Ti的化学键()始终是4个，配位键不会改变Ti的化合价，故元素的化合价不变，C错误；
D．反应生成了，且存在的分解反应，原子利用率小于100%，D错误；
故选B。
3．（2025·北京·高考真题）乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A．①中反应为
B．②中生成的过程中，有键断裂与形成
C．生成总反应的原子利用率为
D．催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率
【答案】C
【详解】A．①中反应物为CH3COOH、O2、Pd，生成物为H2O和Pd(CH3COO)2，方程式为：，A正确；
B．②中生成的过程中，有C-H断开和C-O的生成，存在键断裂与形成，B正确；
C．生成总反应中有H2O生成，原子利用率不是，C错误；
D．是反应的催化剂，改变了反应的历程，提高了反应速率，D正确；
答案选C。
4．（2025·江苏·高考真题）与通过电催化反应生成，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B．过程Ⅱ中发生了氧化反应
C．电催化与生成的反应方程式：
D．常温常压、无催化剂条件下，与反应可生产
【答案】A
【详解】A．过程Ⅱ为：和在酸性条件下被还原为和的反应，生成了N—H等极性共价键；过程Ⅲ为与生成的反应，生成了C—N极性共价键，A正确；
B．过程Ⅱ是得电子的还原反应，N元素的化合价由降为，C元素的化合价由降为，B错误；
C．所给离子方程式电荷不守恒，根据反应机理图可知，过程Ⅱ需要外界提供电子，则正确的反应方程式为，C错误；
D．常温常压、无催化剂条件下，与反应生成或，D错误；
故选A。
5．（2025·山东·高考真题）用硫酸和可制备一元弱酸。下列说法错误的是
A．的水溶液显碱性
B．的空间构型为V形
C．为含有共价键的离子化合物
D．的中心N原子所有价电子均参与成键
【答案】B
【详解】A．NaN3是强碱（NaOH）和弱酸（HN3）形成的盐，水解生成OH-，溶液显碱性，A正确。
B．与CO2是等电子体，两者结构相似 ，其中心原子均为sp杂化，其空间构型均为直线形，而非V形，B错误。
C．NaN3为离子化合物（Na+与通过离子键结合），内部三个N原子以共价键连接，C正确。
D．中心N原子通过sp杂化形成两个双键，无孤电子对，所有价电子参与成键，D正确。
故选B。
6．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）可用于水的杀菌消毒，遇水发生反应：。下列说法正确的是
A．反应中各分子的键均为键
B．反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C．键长小于H—O键长
D．HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
【答案】B
【详解】A．H2O中的H-O键是s-sp3 σ键，而非p-pσ键，A错误；
B．根据价层电子对互斥理论，Cl2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其VSEPR模型为四面体形；H2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其VSEPR模型为四面体形；HClO中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2，还含有2个成键电子对，因此其VSEPR模型为四面体形；反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形，B正确；
C．Cl的原子半径大于H，Cl-O键长应大于H-O键长，因此C错误；
D．HClO中Cl的最外层电子数为7，其1个价电子与O形成共价键，剩余6个价电子形成3对孤电子对，D错误；
故答案选B。
7．（2024·福建·高考真题）某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素，Z的单质为空气的主要成分之一。下列说法错误的是
A．第一电离能：
B．最简单氢化物沸点：
C．键长：
D．Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离：
【答案】A
【分析】由该阴离子结构可知Z形成2条共价键，Z的单质为空气的主要成分之一，可知Z为O；Y形成4条共价键，Y为C，Q形成1条共价键，Q为F，X得1个电子后形成4条共价键，则X最外层电子数为3，X为B，据此分析解答。
【详解】A．B、C、O为同周期元素，从左到右，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：BC-O>C-F，故C正确；
D．Y为C，其最高价氧化物的水化物为H2CO3，碳酸为二元弱酸，分步电离，电离方程式为：，故D正确；
故选A。
8．（2024·山东·高考真题）由O、F、I组成化学式为的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是
A．图中O(白色小球)代表F原子B．该化合物中存在过氧键
C．该化合物中I原子存在孤对电子D．该化合物中所有碘氧键键长相等
【答案】C
【分析】由图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小（F最大、I最小）及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。
【详解】A．图中O（白色的小球）代表O原子，灰色的小球代表F原子，A不正确；
B．根据该化合物结构片段可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为，因此，该化合物中不存在过氧键，B不正确；
C．I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为-1，O元素的化合价为-2，则I元素的化合价为+5，据此可以判断每I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤对电子，C正确；
D．该化合物中既存在I—O单键，又存在I=O双键，单键和双键的键长是不相等的，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，D不正确；
综上所述，本题选C。
9．（2024·山东·高考真题）下列化学用语表述错误的是
A．的电子式：
B．异丙基的结构简式：
C．NaCl溶液中的水合离子：
D．分子中键的形成：
【答案】C
【详解】
A．由Na+和OH-构成，电子式为：，故A正确；
B．异丙基的结构简式：，故B正确；
C．Na+离子半径比Cl-小，水分子电荷情况如图，Cl-带负电荷，水分子在Cl-周围时，呈正电性的H朝向Cl-，水分子在Na+周围时，呈负电性的O朝向Na+，NaCl溶液中的水合离子应为：、，故C错误；
D．分子中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的p-pσ键，形成过程为：，故D正确；
故选C。
10．（2024·山东·高考真题）在超高压下转化为平行六面体的分子(如图)。下列说法错误的是
A．和互为同素异形体B．中存在不同的氧氧键
C．转化为是熵减反应D．常压低温下能稳定存在
【答案】D
【详解】A．O2和O8是O元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，A项正确；
B．O8分子为平行六面体，由其结构知，O8中存在两种氧氧键：上下底面中的氧氧键、上下底面间的氧氧键，B项正确；
C．O2转化为O8可表示为4O2O8，气体分子数减少，故O2转化为O8是熵减反应，C项正确；
D．O2在超高压下转化成O8，则在常压低温下O8会转化成O2，不能稳定存在，D项错误；
答案选D。
11．（2024·海南·高考真题）过氧化脲[]是一种常用的消毒剂，可由过氧化氢()和脲加合而成，代表性结构如图所示。下列关于过氧化脲的说法正确的是
A．所有原子处于同一平面B．氧的化合价均为-2价
C．杀菌能力源于其氧化性D．所有共价键均为极性键
【答案】C
【详解】A．由题干物质结构式可知，过氧化氢为非平面分子，故不可能所有原子处于同一平面，A错误；
B．由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，其中O的化合价为-1价，其余氧的化合价为-2价，B错误；
C．由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，具有强氧化性，能使蛋白质变质，则杀菌能力源于其氧化性，C正确；
D．由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，过氧键为非极性键，其余共价键均为极性键，D错误；
故答案为：C。
12．（2024·江西·高考真题）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是
A．分子的极性：SiH4>NH3B．键的极性：H—Cl>H—H
C．键角：H2O>CH4D．分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH
【答案】B
【详解】A．SiH4中四条Si—H键完全相同，均为极性键，但由于SiH4为正四面体结构，故为非极性分子，NH3为三角锥形结构，3条N—H键的极性不能抵消，故为极性分子，故A错误；
B．H—H为非极性键，H—Cl为极性键，则键的极性：H—Cl＞H—H，故B正确；
C．水分子为V形结构，含两对孤对电子，甲烷为正四面体结构，不含孤对电子，孤对电子对成键电子对斥力较大，则键角：H2O＜CH4，故C错误；
D．原子半径C＞N，分子中三键的键长：HC≡N＜HC≡CH，故D错误；
故选B。
13．（2023·辽宁·高考真题）我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为：。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．含键数目为B．每生成转移电子数目为
C．晶体中含离子数目为D．溶液中含数目为
【答案】C
【详解】A．分子含有2个键，题中没有说是标况条件下，气体摩尔体积未知，无法计算键个数，A项错误；
B．2.8g的物质的量，1ml生成转移的电子数为12，则0.1ml转移的电子数为1.2，B项错误；
C．0.1ml晶体含有离子为、，含有离子数目为0.2，C项正确；
D．因为水解使溶液中的数目小于0.1，D项错误；
答案选C。
14．（2023·辽宁湖南·高考真题）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。

下列说法错误的是
A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强
B．M中的化合价为
C．该过程有非极性键的形成
D．该过程的总反应式：
【答案】B
【详解】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，A说法正确；
B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后，的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子，其中的化合价变为，因此，B说法不正确；
C．该过程M变为时，有键形成，是非极性键，C说法正确；
D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，D说法正确；
综上所述，本题选B。
15．（2022·北京·高考真题）由键能数据大小，不能解释下列事实的是
A．稳定性：B．键长：
C．熔点：D．硬度：金刚石>晶体硅
【答案】C
【详解】A．键能越大越稳定，键能大于，所以稳定性：，故不选A；
B．键能越大，键长越短，键能大于，所以键长：，故不选B；
C．CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点，不能用键能解释熔点，故选C；
D．金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，的键能大于，所以硬度：金刚石>晶体硅，故不选D；
选C。
16．（2022·北京·高考真题）已知：。下列说法不正确的是
A．分子的共价键是键，分子的共价键是键
B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
【答案】A
【详解】A．H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误；
B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确；
C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化学方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确；
D．与的反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将与反应的化学能转化为电能，故D正确；
故选A。
17．（2022·湖南·高考真题）下列说法错误的是
A．氢键，离子键和共价键都属于化学键
B．化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C．药剂师和营养师必须具备化学相关专业知识
D．石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
【答案】A
【详解】A．离子键和共价键都属于化学键，氢键属于分子间作用力，A说法错误；
B．第一张元素周期表是俄国化学家门捷列夫编制的，B说法正确；
C．药剂师和营养师的工作分别与药剂和营养物质有关，因此必须具备相关的化学专业知识才能胜任相关工作，C说法正确；
D．制造玻璃的主要原料是石灰石、石英和纯碱，制造水泥的主要原料是石灰石和黏土，D说法正确；
综上所述，本题选A。
18．（2021·天津·高考真题）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A．1ml/LHCl溶液中，HCl分子的数目为NA
B．22.4L氢气中，H2分子的数目为NA
C．180g葡萄糖中，C原子的数目为6NA
D．1mlN2中，σ键的数目为3NA
【答案】C
【详解】A．体积未知，HCl分子的数目不能计算，故A错误；
B．没有标准状态，不能计算H2分子的数目，故B错误；
C．葡萄糖的分子式为C6H12O6，故180g葡萄糖的分子的物质的量为1ml，C原子的数目为6NA，故C正确；
D．1mlN2中有1mlσ键，故σ键的数目为NA，故D错误；
故选C。
19．（2021·天津·高考真题）关于反应所涉及的物质，下列说法错误的是
A．H2SO4在该反应中为氧化剂B．Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质
C．Na2SO4是含有共价键的离子化合物D．SO2是导致酸雨的主要有害污染物
【答案】A
【详解】A．中无化合价的变化，不属于氧化还原反应，所以该反应中无氧化剂，故A错误；
B．Na2SO3不稳定，容易被空气中的O2氧化成硫酸钠变质，故B正确；
C．Na2SO4含有阴阳离子，存在离子键，硫酸根中含有共价键，故C正确；
D．SO2在空去中会转化成硫酸，形成酸雨，所以二氧化硫是导致酸雨的主要有害污染物，故D正确；
故选A。
20．（2017·北京·高考真题）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：
下列说法不正确的是
A．反应①的产物中含有水
B．反应②中只有碳碳键形成
C．汽油主要是C5～C11的烃类混合物
D．图中a的名称是2-甲基丁烷
【答案】B
【详解】A．反应①是CO2与H2反应生成了CO，根据元素守恒可推断有H2O生成，即反应化学方程式为CO2+H2=CO+H2O，产物中含有水，故A正确；
B．反应②是CO与H2反应生成(CH2)n，(CH2)n中还含有碳氢键，故B错误；
C．由示意图可知，汽油的主要成分是C5～C11的烃类混合物，故C正确；
D．根据a的球棍模型，可得其结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3，系统名称为2­-甲基丁烷，故D正确；
答案为B。
知识点02 分子的空间结构
21．（2025·全国卷·高考真题）研究发现水微滴表面有强电场，能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。
根据上述反应机理，下列叙述错误的是
A．三唑在反应循环中起催化作用B．换成，可生成
C．碳原子轨道的杂化存在从到的转变D．总反应为
【答案】B
【详解】A．由机理图可知，三唑在反应循环中，化学性质和质量没有变化，作催化剂，A正确；
B．由机理图可知，换成，可生成，B错误；
C．由机理图可知，转化为，因此碳原子轨道的杂化存在从到的转变，C正确；
D．由机理图可知，和反应生成和，总反应为，D正确；
故选B。
22．（2025·湖南·高考真题）是一种合成聚酯的催化剂，可用“硝酸钠法”制备，反应方程式为。下列说法错误的是
A．中元素的化合价为
B．的空间结构为平面三角形
C．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D．反应中消耗，转移
【答案】C
【详解】A．NaSbO3中Na为+1，O为-2，根据电荷守恒，Sb的化合价为+5，A正确；
B．的中心N原子价层电子对数是，采用杂化，无孤电子对，空间结构为平面三角形，B正确；
C．反应中氧化剂为NaNO3中的N（4ml）和O2（3ml），总物质的量7ml；还原剂为Sb（4ml）。氧化剂与还原剂物质的量之比为7:4，而非4:7，C错误；
D．O2、NaNO3同时做氧化剂，3ml O2参与反应，有4mlSb做还原剂，整个反应总电子转移为20ml（Sb的氧化，化合价：0→+5），D正确；
故选C。
23．（2025·云南·高考真题）下列化学用语或图示表示正确的是
A．的VSEPR模型：
B．的电子式：
C．Cl的原子结构示意图：
D．溶于水的电离方程式：
【答案】A
【详解】A．的中心原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，VSEPR模型为四面体形，A正确；
B．硫化钠是离子化合物，电子式：，B错误；
C．氯是第17号元素，Cl原子结构示意图为：，C错误；
D．是强电解质，溶于水完全电离，电离方程式：，D错误；
故选A。
24．（2025·河北·高考真题）下列化学用语表述正确的是
A．中子数为12的氖核素：B．氯化镁的电子式：
C．甲醛分子的球棍模型：D．的价层电子对互斥模型：
【答案】C
【详解】A．氖原子的质子数为10，中子数为12，故氖核素，A错误；
B．氯化镁为离子化合物，电子式为，B错误；
C．甲醛（HCHO）分子为平面三角形结构，球棍模型中原子大小、连接方式应与实际结构相符。甲醛中C原子连接2个H原子和1个O原子，且为平面结构，题中模型符合甲醛分子结构特点，C正确；
D．对于，中心C原子的价层电子对数，孤电子对数为0，价层电子对互斥模型应为平面三角形 ，D错误；
故选C。
25．（2024·福建·高考真题）我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．的键电子数为
B．的(价层)孤电子对数为
C．的杂化N原子数为
D．完全分解，产生的分子数为
【答案】B
【详解】A．1个分子中有8个键，每个键含有2个电子，共16个电子，的键电子数为，A正确；
B．分子中所有原子共面可知1个分子1~6处的6个N原子采取sp2杂化，7、8两处N原子采取sp杂化，其中8、1、3、4、5、6六处N原子各有一对孤电子对即1个分子有6对孤电子对，的(价层)孤电子对数为，B错误；
C．分子中所有原子共面可知，1个分子有6个N原子采取sp2杂化，的杂化N原子数为，C正确；
D．为，含有8mlN，根据氮原子守恒，完全分解产生4ml ，产生的N2分子数为4NA，D正确；
故答案为：B。
26．（2024·江西·高考真题）我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下)，制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是
15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2
A．22.4L15N2含有的中子数为16NAB．12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C．1ml[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NAD．生成1ml H2时，总反应转移的电子数为6NA
【答案】D
【详解】A．22.4L15N2的温度压强不知，不能计算物质的量，故A错误；
B．12gC（石墨）物质的量n1ml，C原子的杂化轨道上3个电子，有一个电子未参与杂化，sp2杂化轨道含有的电子数为3NA，故B错误；
C．双键中一个σ键，一个π键，则1ml[N=C=N]2﹣中含有的π键数为2NA，故C错误；
D．该反应中氮元素化合价0价降低到﹣3价，碳元素化合价0价升高到+4价，氢元素化合价﹣1价升高到0价，电子转移总数6e﹣，生成1ml H2时，总反应转移的电子数为6NA，故D正确；
故选D。
27．（2024·江苏·高考真题）反应可用于壁画修复。下列说法正确的是
A．的结构示意图为B．中既含离子键又含共价键
C．中S元素的化合价为D．的空间构型为直线形
【答案】C
【详解】
A．核外有18个电子，其结构示意图为，A错误；
B．是共价化合物，其中只含共价键，B错误；
C．中O元素化合价为-2，S元素的化合价为+6，C正确；
D．中的O的杂化类型为，O有2个孤电子对，因此的空间构型为V形，D错误；
综上所述，本题选C。
28．（2024·湖北·高考真题）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A．理论认为模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D．杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
【答案】A
【详解】A．VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者空间结构相同，当中心原子有孤电子对时，两者空间结构不同，故A错误；
B．元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫元素周期律，元素性质的周期性的变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果，故B正确；
C．在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理，故C正确；
D．1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道，称为sp3杂化轨道，故D正确；
故答案为：A。
（2024·甘肃·高考真题）温室气体在催化剂作用下可分解为和，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。据此完成下面小题。
29．下列说法错误的是
A．原子半径：B．第一电离能：
C．在水中的溶解度：苯