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（新高考）2021届高考二轮复习专题十一 物质结构与性质 学生版
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这是一份（新高考）2021届高考二轮复习专题十一 物质结构与性质 学生版，共20页。试卷主要包含了原子结构与性质，化键与物质的性质，晶体结构与性质，二氧化硅等内容，欢迎下载使用。
专题 十一
××
物质结构与性质
命题趋势
从近几年新课标的高考试题来看，“物质结构和性质” 模块作为选考内容，仅命制一个大题——主观题，该题目一般是以元素推断或某主族元素为背景，下设4至6个小题，10个空左右进行设计，以 “拼盘”形式呈现，题目变化多端，知识覆盖较广，考查主要涉及以下内容：
(1)原子结构：能量最低原理的应用；电子排布式、电子排布图的书写；电离能、电负性的大小比较和应用等。
(2)分子结构：σ键、π键、配位键的分析和判断；分子的构型、分子的极性的判断；“相似相溶原理”、等电子原理、氢键的性质等知识的应用。
(3)晶体结构：晶体中粒子数目的确定；共价键、分子间作用力、离子键和金属键的判断以及对晶体性质的影响；常见晶体的结构及熔、沸点的比较。
今后的高考命题仍会侧重上述知识点进行设计，题型也不会有太大变化，但试题的背景会更加新颖，题目会更加综合，更注重体现科学新成果或新发现，更注重考生 “结构决定性质”思想的树立和空间想象能力的考查。
考点清单
一、原子结构与性质
1、原子核外电子运动状态，以及电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。
电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小。
电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层。原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q。
原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。
2、能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式。
①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。
②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。
3、元素电离能和元素电负性
（1）第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。
（2）元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。
二、化键与物质的性质
1、离子键
（1）化学键：相邻原子之间强烈的相互作用。化键包括离子键、共价键和金属键。
（2）离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化键。
离子键强弱的判断：离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。
2、共价键的主要类型σ键和π键
（1）共价键的分类和判断：σ键（“头碰头”重叠）和π键（“肩碰肩”重叠）、极性键和非极性键，还有一类特殊的共价键-配位键。
3、极性键和非极性键
（1）共价键：原子间通过共用电子对形成的化键
（2）键的极性
极性键：不同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。
非极性键：同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。
（3）分子的极性
非极性分子和极性分子的比较
非极性分子
极性分子
形成原因
整个分子的电荷分布均匀，对称
整个分子的电荷分布不均匀、不对称
存在的共价键
非极性键或极性键
极性键
分子内原子排列
对称
不对称
举例说明：
分子
共价键的极性
正负电荷中心
结论
举例
同核双原子分子
非极性键
重合
非极性分子
H2、N2、O2
异核双原子分子
极性键
不重合
极性分子
CO、HF、HCl
异核多原子分子
分子中各键的向量和为零
重合
非极性分子
CO2、BF3、CH4
分子中各键的向量和不为零
不重合
极性分子
H2O、NH3、CH3Cl
相似相溶原理：极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）
4、分子的空间立体结构
常见分子的类型与形状比较
分子类型
分子形状
键角
键的极性
分子极性
代表物
A
球形
非极性
He、Ne
A2
直线形
非极性
非极性
H2、O2
AB
直线形
极性
极性
HCl、NO
ABA
直线形
180°
极性
非极性
CO2、CS2
ABA
V形
≠180°
极性
极性
H2O、SO2
A4
正四面体形
60°
非极性
非极性
P4
AB3
平面三角形
120°
极性
非极性
BF3、SO3
AB3
三角锥形
≠120°
极性
极性
NH3、NCl3
AB4
正四面体形
109°28′
极性
非极性
CH4、CCl4
AB3C
四面体形
≠109°28′
极性
极性
CH3Cl、CHCl3
AB2C2
四面体形
≠109°28′
极性
极性
CH2Cl2
直线
三角形
V形
四面体
三角锥
V形（H2O）
三、晶体结构与性质
1、离子晶体
①离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能越大，离子晶体的熔点越高、硬度越大。
②离子晶体：通过离子键作用形成的晶体。
典型的离子晶体结构：NaCl型和CsCl型，氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子；氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。
NaCl型晶体
CsCl型晶体
每个Na+离子周围被6个Cl−离子所包围，同样每个Cl−也被6个Na+所包围
每个正离子被8个负离子包围着，同时每个负离子也被8个正离子所包围
晶胞中粒子数的计算方法--均摊法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
2、分子晶体
（1）分子间作用力的含义，化学键和分子间作用力的区别。
分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性。
（2）分子晶体的含义，分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。
分子晶体：分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体，典型的有冰、干冰。
分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。
（3）氢键的存在对物质性质的影响
NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高
影响物质的性质方面：增大溶沸点，增大溶解性
表示方法：X—H……Y(N、O、F)一般都是氢化物中存在
3、原子晶体
（1）原子晶体：所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体
（2）典型的原子晶体有金刚石（C）、晶体硅(Si)、二氧化硅（SiO2）
金刚石是正四面体的空间网状结构，最小的碳环中有6个碳原子，每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键；晶体硅的结构与金刚石相似；二氧化硅晶体是空间网状结构，最小的环中有6个硅原子和6个氧原子，每个硅原子与4个氧原子成键，每个氧原子与2个硅原子成键
（3）共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断：原子半径越小，形成共价键的键长越短，共价键的键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
4、分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别
晶体类型
原子晶体
分子晶体
金属晶体
离子晶体
粒子
原子
分子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
粒子间作用（力）
共价键
分子间作用力
复杂的静电作用
离子键
熔沸点
很高
很低
一般较高，少部分低
较高
硬度
很硬
一般较软
一般较硬，少部分软
较硬
溶解性
难溶解
相似相溶
难溶（Na等与水反应）
易溶于极性溶剂
导电情况
不导电
（除硅）
一般不导电
良导体
固体不导电，熔化或溶于水后导电
实例
金刚石、水晶、碳化硅等
干冰、冰、纯硫酸、H2(S)
Na、Mg、Al等
NaCl、CaCO3
NaOH等
精题集训
（70分钟）
经典训练题
1．（双选）13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是（ ）
A．元素Al在周期表中位于第3周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)
A．b=15
B．电负性X＞Y
C．X、Y分别与氢原子形成的简单化合物中，X、Y的杂化方式都是sp3杂化
D．X与Y形成的化合物只有两种
3．吡啶又称为氮苯，与苯都有大π键。吡啶可以看作苯分子中的一个(CH)被取代的化合物，其广泛用于医药工业原料。一种由糠醛制备吡啶的原理如下：
下列说法正确的是（ ）
A．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有原子均可能共平面
B．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有碳原子的杂化方式相同
C．吡啶与苯分子的熔点高低主要取决于所含化学键的键能
D．吡啶与苯分子中参与形成大π键的各原子所提供的电子数相同
4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且处于不同主族，W元素2p轨道电子数为2，在短周期元素中X的第一电离能最小，Y元素3p轨道有2个单电子。下列说法错误的是（ ）
A．元素电负性：Y
高频易错题
1． [Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品，实验室可利用CoCl2制取该配合物：2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O2=2
[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。下列叙述正确的是（ ）
A．NH是三角锥型结构
B．H2O2分子中只含极性共价键
C．1mol [Co(NH3)6]3+中含6mol配位键
D．NH3和H2O与Co3+的配位能力：NH3
选项
叙述
解释
A
键的极性的强弱：N-H>O-H>F-H
电负性：N
稳定性：H2O>H2S
两种元素同主族，且半径O
熔点：
I形成分子内氢键，II形成分子间氢键
D
酸性：HI>HBr>HCl
HI、HBr、HCl中的范德华力逐渐减小
3．铑的配合物离子可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．中心离子Rh的配位数在反应过程中没有发生变化
B．CH3COI是反应中间体
C．CO分子中的键有一半为配位键
D．的空间构型为八面体型
4．“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅，反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是（ ）
A．SiCl4为极性分子 B．HCl的电子式为
C．单晶硅为分子晶体 D．Si原子的结构示意图为
5．硼烯具有优异的电学、力学、热学等属性，将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。科学家已成功合成多种结构的硼烯，如图为“皱褶”式硼烯的结构。下列说法错误的是（ ）
A．“皱褶”式硼烯中每个硼原子共用3对电子
B．“皱褶”式硼烯中硼原子达到8电子稳定结构
C．硼烯有望代替石墨烯作电极材料
D．氧化硼的水化物是一种弱酸，与过量OH−反应可生成B(OH)或BO
精准预测题
1．在催化剂作用下，O2与CO反应生成CO2的历程如下(个别微粒未画出)
下列说法不正确的是（ ）
A．CO2分子的空间结构是直线形
B．在催化剂作用下，CO中的化学键未完全断裂
C．生成CO2的过程中有非极性键形成
D．吸附在催化剂表面的氧原子和一氧化碳分子发生了反应
2．下列说法正确的是（ ）
A．水稳定是因为水中含有大量的氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C．可燃冰(CH4·8H2O)的形成是由于甲烷分子与水分子之间存在氢键
D．氨气极易溶于水，原因之一是氨分子与水分子之间形成了氢键
3．（双选）TiO2的“纳米材料”有广泛的应用，工业上可利用TiCl4制取。TiCl4熔点为-25℃，沸点为136.4℃。制取TiO2的反应为①2FeTiO3+7Cl2+3C=2TiCl4+2FeCl3+3CO2，②TiCl4+O2=TiO2+2Cl2，下列说法错误的是（ ）
A．CO2和CCl4中碳的杂化方式不同
B．O2、Cl2、CO2都是含有非极性键的非极性分子
C．TiCl4晶体是离子晶体，配位数为4
D．FeCl3与KSCN溶液生成的[Fe(SCN)6]3−中，Fe3+为中心离子，SCN−为配体
4．已知：NaF的熔点993℃、MgF2的熔点1261℃。下列分析错误的是（ ）
A．NaF和MgF2均由阴、阳离子构成
B．离子半径和离子所带电荷数决定离子键强弱
C．NaF中的离子键比MgF2中的弱
D．MgF2的摩尔质量比NaF的大，所以MgF2熔点高
5．氨硼烷的结构和乙烷相似，下列关于NH3BH3的叙述正确的是（ ）
A．电负性大小顺序：
B．分子中所有原子共平面
C．分子中N—B键是配位键，其电子对由N提供
D．氨硼烷为共价晶体，具有很高的熔点
6．下列说法正确的是（ ）
A．基态钙原子核外有2个未成对电子
B．CaTiO3晶体中与每个Ti4+最邻近的O2−有12个(如图是其晶胞结构模型)
C．分子晶体中都存在共价键
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
7．[Zn(CN)4]2−在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN，下列说法错误的是（ ）
A．Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B．1mol HCHO分子中含有σ键的数目为3mol
C．HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D．[Zn(CN)4]2−中Zn2+与CN−的C原子形成配位键，结构可表示为
8．硅和碳是重要的非金属元素，有关化学键键能如下表所示：
化学键
C-C
C-H
C-O
Si-Si
Si-H
Si-O
键能/(kJ·mol−1)
356
413
336
226
318
452
下列说法正确的是（ ）
A．热稳定性：CH4
C．共价键的键能与成键原子的核间距一定成反比
D．硅烷在种类和数量上都不如烷烃多
9．氨基乙酸铜是一种有机原料，其分子结构如图。下列关于该物质的说法正确的是（ ）
A．其熔点主要取决于所含化学键的键能
B．分子中O和N的杂化方式相同
C．其组成元素的基态原子中，含有未成对电子数最多的是N
D．分子中所有原子共平面
10．（双选）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，元素Z与X同主族。下列说法错误的是（ ）
A．第一电离能：W＞X＞Y B．电负性：Y＞W＞Z
C．简单离子半径：Z＞X＞Y D．最简单氢化物的沸点：X＞Z＞W
11．掺杂Ni2+的 KZnF3纳米复合玻璃陶瓷能够获得超宽带发光，成为新型发光玻璃陶瓷。KZnF3可由K2CO3、ZnF2、NH4HF2制备。回答下列问题：
(1)N元素在周期表中的位置___________，位于周期表___________区。
(2)Ni2+能与NH3形成配离子[Ni(NH3)6]2+，NH3的空间构型是___________，与NH3互为等电子体的阳离子是___________。
(3)基态Ni原子的外围电子排布式为___________；其核外电子占据的最高能层符号为___________。
(4)KZnF3中K与Zn属于同一周期，第一电离能K___________Zn(填“大于”或“小于”)，原因是___________。
(5)如图为KZnF3的晶胞结构示意图。KZnF3晶胞中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)；C为(0，1，0)，则D的原子坐标参数为___________。
12．草酸铁铵{(NH4)3[Fe(C2O4)3]}常用于摄影和蓝色印刷等，其制备原理为：Fe(OH)3+3NH4HC2O4=(NH4)3[Fe(C2O4)3]+3H2O。
回答下列问题：
(1)基态C原子核外电子云有________种形状；基态铁原子最先失去________能级(填能级符号)上的电子。
(2)(NH4)3[Fe(C2O4)3]中C2O作为配体时两个单键氧能同时作为配位原子与金属离子形成环状结构。
①该配合物中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
②上述配合物的中心离子配位数为 。
③1mol C2O中含有σ键的数目为 在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键简称大π键。如苯的大π键可表示为(π的右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个电子)，C2O的大π键可表示为_________。
(3)写出一种与NH所含价电子数和原子总数均相等微粒的化学式_________；N元素的一种同素异形体N4中所有原子均满足8电子稳定结构，N4的结构式为________；CH4、NH3、H2O分子中键角由大到小的顺序为________。
(4)铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图所示的藏面。假设铁原子半径为rpm，NA为阿伏加德罗常数的值，则铁晶体密度为______g·cm−3。
参考答案
经典训练题
1．【答案】AD
【解析】A．Al为13号元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A正确；B．P位于第ⅤA族，最低负价为-3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；C．P的3p能级轨道半满，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，故C错误；D．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性P
【解析】轰击原子得到质子和原子，则+→+，由此得出4+b=1+17，b=14；X核内质子数与中子数相等，则a=7。A．由以上分析可知，b=14，A不正确；B．由分析知，、分别为N、O，则电负性N＜O，B不正确；C．X、Y分别与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O，X、Y的价层电子对数都为4，则杂化方式都是sp3杂化，C正确；D．X与Y形成的化合物可能有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，D不正确；故选C。
3．【答案】D
【解析】A．由结构简式可知，糠醇分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，故A错误；B．由结构简式可知，糠醇分子中含有饱和碳原子，碳原子的杂化方式为sp2和sp3，与糠醛、吡啶分子中所有碳原子的杂化方式不相同，故B错误；C．吡啶与苯分子都是分子晶体，熔点高低主要取决于分子间作用力的大小，与所含化学键的键能无关，故C错误；D．吡啶分子中的大π键由5个原子和6个电子形成，苯分子中的大π键由6个原子和6个电子形成，参与形成大π键的各原子所提供的电子数相同，故D正确；故选D。
4．【答案】B
【解析】W元素2p轨道电子数为2，则电子排布式为：1s22s22p2，则W为C；X素在短周期中第一电离能最小，同一周期，第ⅠA方族元素第一电离能最小，同一主族，从上到下，第一电离能减小，则X为Na；Y元素3p轨道有2个单电子有两种情况：一种是3p轨道只有2个电子，且为单电子，另一种是3p轨道有4个电子，2个成对，2个单电子，对应的为Si、S，但W、X、Y、Z处于不同主族，所以Y为S；短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，所以Z为Cl。A．同一周期元素从左到右，电负性逐渐增加，元素电负性S
1．【答案】C
【解析】A．NH中心原子N价层电子对=σ电子对+孤电子对=4+=4，故空间构型为正四面体形，A错误；B．H2O2的结构式为H—O—O—H，既含极性键O—H，又含非极性键O—O，B错误；C．每个NH3配体与中心Co3+间形成一根配位键，故1mol该配离子中含6mol配位键，C正确；D．由于电负性O＞N，故N对电子吸引能力弱，所以NH3中N更容易给出自身孤电子对形成配位键，D错误；故答案选C。
2．【答案】B
【解析】A．电负性：NHBr>HCl，HI、HBr、HCl中共价键越来越强，在水中电离能力变弱，故D错误；故答案为B。
3．【答案】A
【解析】A．根据图示整个过程中中心离子Rh的变化为、、、，中心离子所连共价键数分别为4、6、5、6，所以配位数也发生了变化，故A错误；B．中间体是指在反应过程中生成，既不是反应物，也不是最终的生成物，图示中CH3COI是反应中间体，故B正确；C．CO分子的结构式为：其与N2的结构相似，均含三重建，有一个σ键和两个π键，但在CO分子中，有一对共用电子对由O提供，形成配位键，用箭头表示，故C正确；D．结构中中心离子的配位数为6，其空间构型为八面体，故D正确；故选A。
4.【答案】B
【解析】A．SiCl4和CH4的空间构型一样，都是正四面体构型，结构对称，为非极性分子，A错误；B．HCl的电子式为，B正确；C．单晶硅与金刚石的晶体结构相似，为空间网状结构，为原子晶体，C错误；D．Si原子的结构示意图为，D错误；故选B。
5.【答案】B
【解析】A．硼原子最外层最多有3个电子，可形成3对共用电子对，达到6个电子，因此“皱褶”式硼烯中每个硼原子共用3对电子，故A正确；B．硼原子最外层最多有3个电子，可形成3对共用电子对，达到6个电子，因此“皱褶”式硼烯中硼原子未达到8电子稳定结构，故B错误；C．由于硼烯有着很高的表面活性，也更容易发生化学反应，故硼烯有望代替石墨烯作电极材料，故C正确；D．氧化硼的水化物是一种弱酸，与过量OH−反应可生成B(OH)或BO和H2O，故D正确。综上所述，答案为B。
精准预测题
1．【答案】C
【解析】A．CO2分子的空间结构是直线形，故A正确；B．根据图示，在催化剂作用下，CO中的化学键未完全断裂，故B正确；C．生成CO2的过程中有C=O键形成，没有形成非极性键，故C错误；D．根据图示，吸附在催化剂表面的氧原子和一氧化碳分子发生反应生成二氧化碳，故D正确；选C。
2．【答案】D
【解析】A．水很稳定是因为水分子内的共价键较强，与氢键无关，故A错误；B．能形成分子间氢键的熔、沸点高，邻羟基苯甲醛是分子内形成氢键，对羟基苯甲醛是分子间形成氢键，邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，故B错误；C．甲烷分子与水分子之间不存在氢键，故C错误；D．氨分子与水分子之间形成了氢键，使氨气的溶解度增大，所以氨气极易溶于水，故D正确；故选D。
3．【答案】BC
【解析】A．CO2中的C为sp杂化，CCl4中的C为sp3杂化，故A正确；B．CO2结构对称，正负电荷中心重合，含有极性键，但是非极性分子，故B错误；C．TiCl4晶体是分子晶体，配位数为4，故C错误；D．FeCl3与KSCN溶液生成的[Fe(SCN)6]3−中，Fe3+连接了6个SCN−，则Fe3+为中心离子，SCN−为配体，故D正确；故选BC。
4．【答案】D
【解析】A．NaF与MgF2均为离子化合物，由阴阳离子构成，A正确；B．离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷有关，一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，B正确；C．由于半径：r(Mg2+)
【解析】A．第二周期元素电负性从左至右逐渐增大，N在B的右边，应该比B的大，A错误；B．结构与乙烷相似，乙烷中所有原子不在同一平面内，B错误；C．N原子最外层有5个电子，与H形成三个共价键后，还有一个孤电子对，B原子最外层3个电子，与H形成三个共价键后，无多余电子，但是可以提供空轨道，与N形成配位键，C正确；D．氨硼烷结构和乙烷相似，为分子晶体，熔点较低，D错误；故选C。
6．【答案】B
【解析】A．基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，均为成对电子，故A错误；B．由该晶胞可知，每个Ti4+最邻近的O2−有12个(12个面对角线上)，故B正确；C．分子晶体中不一定都存在共价键，如稀有气体为单原子分子，其分子晶体中只有分子间作用力，不存在化学键，故C错误；D．金属晶体的熔点区别较大，如Hg在常温下为气态，而某些分子晶体的熔点相比Hg高，如大分子量的有机物，故D错误；故答案为B。
7．【答案】C
【解析】A．Zn原子序数为30，位于ⅡB族，所以，Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10，A选项正确；B．1分子HCHO含2个C-H键和1个C=O键，共有3个σ键，所以，1mol HCHO分子中含有σ键的数目为3mol，B选项正确；C．HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化，-CN(-C≡N)中的C为sp杂化，C选项错误；D．[Zn(CN)4]2−中Zn2+与CN−的C原子形成配位键，Zn为sp3杂化，配位原子形成正四面体，所以，[Zn(CN)4]2−结构可表示为，D选项正确；答案选C。
【点评】一般，两原子间形成的共价键，有且只有1个σ键，如：C=O双键含1个σ键、1个π键，C≡N叁键含1个σ键、2个π键。
8.【答案】D
【解析】A．C与Si是同主族元素，同种主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，简单氢化物的热稳定性逐渐减弱，所以热稳定性CH4＞SiH4，A项错误；B．金刚石与晶体硅都是原子晶体，原子晶体的熔沸点主要与共价键强度有关，由表可知，C-C键的键能大于Si-Si键，说明C-C键更稳定，金刚石的熔点比晶体硅高，B项错误；C．共价键的键能与成键原子的核间距及成键原子的种类均有关，C项错误；D．由表可知，C-C键的键能大于Si-Si键且C-H键的键能大于Si-H键，说明C-C键和C-H键更稳定，因而所形成的烷烃更稳定，种类和数量也更多，而Si-Si键和Si-H键键能低，易断裂，导致长链硅烷难以生成，限制了硅烷的种类和数量，D项正确；答案选D。
9.【答案】C
【解析】A．该物质是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体，其熔点主要取决于分子间作用力大小，与物质分子内所含化学键的键能大小无关，A错误；B．分子中O杂化类型有sp3杂化、sp2杂化，而N的杂化方式类型只有sp3杂化，可见分子中O和N的杂化类型不完全相同，B错误；C．在该物质的组成元素的基态原子中，Cu原子只有1个未成对电子，C、O各有2个成单电子，N原子有3个成单电子，故含有未成对电子数最多的是N原子，C正确；D．NH3分子是三角锥形分子，分子中含有2个氨基，可看作是NH3分子中氢原子被一个原子基团代替，因此分子中所有原子不可能共平面，D错误；故选C。
10.【答案】BD
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，则W核外电子排布是1s22s22p3，W是N元素；基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，则X核外电子排布式是1s22s22p4，X是O元素；基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，Y核外电子排布式是1s22s22p63s1，Y是Na元素，元素Z与X同主族，则Z是P元素。根据上述分析可知：W是N，X是O，Y是Na，Z是P元素。A．非金属元素第一电离能大于金属元素；同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA、第VA元素处于轨道的全满、半满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞Na，即W＞X＞Y，A正确；B．同一周期元素随原子序数的增大，元素电负性逐渐增大；同一主族元素，原子核外电子层数越多，元素电负性越小，所以电负性：N＞P＞Na，即W＞Z＞Y，B错误；C．离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子排布相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小。O2−、Na+核外电子排布都是2、8，有2个电子层；P3-核外电子排布是2、8、8，有３个电子层，所以简单离子半径：P3−＞O2−＞Na+，即离子半径：Z＞X＞Y，C正确；D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞N＞P，所以最简单氢化物的沸点：H2O＞NH3＞PH3，即氢化物的稳定性：X＞W＞Z，D错误；故合理选项是BD。
11.【答案】（1）第二周期VA族或第2周期VA族 P
（2） 三角锥形 H3O+
（3） 3d84s2 N
（4） 小于 K的原子半径大于Zn，Zn的外围电子排布为3d104s2的全充满结构，能量更低，更加的稳定
（5） (0，，)
【解析】(1)N元素为7号元素，原子核外电子排布为2、5，则在周期表中的位置为第二周期VA族或第2周期VA族；能量最高的电子排布在p轨道上，所以位于周期表P区。答案为：第二周期VA族或第2周期VA族；P；(2)Ni2+能与NH3形成配离子[Ni(NH3)6]2+，NH3中N原子的价层电子对数为4，且N原子最外层有1对孤电子对，所以空间构型是三角锥形，与NH3互为等电子体的阳离子是H3O+。答案为：三角锥形；H3O+；(3)基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则外围电子排布式为3d84s2；其核外电子占据的最高能层为第4电子层，能层符号为N。答案为：3d84s2；N；(4)KZnF3中K与Zn属于同一周期，但Zn的原子序数大、原子半径小，所以第一电离能K小于Zn，原因是：K的原子半径大于Zn，Zn的外围电子排布为3d104s2 的全充满结构，能量更低，更加的稳定。答案为：K的原子半径大于Zn，Zn的外围电子排布为3d104s2的全充满结构，能量更低，更加的稳定；(5)由KZnF3的晶胞结构示意图可以看出，D原子在面心，距离Y轴、Z轴的距离都为边长的，则D的原子坐标参数为(0，，)。答案为：(0，，)。
【点评】确定原子坐标参数时，在晶胞中给原子准确定位非常关键。
12.【答案】（1）2 4s
（2） O>N>C>H 6 5NA
（3） CH4、SiH4或AlH、BH CH4>NH3>H2O
（4）
【解析】(1)基态C原子的电子排布式为，只有s和p轨道，所以核外电子云有两种形状；基态铁原子的价电子排布式为，4s轨道比3d轨道能量高，根据能量最低原理，能量高的优先失去，故先失去4s轨道，故填2、4s；(2)①该化合物中的非金属元素为C、H、O、N，根据元素周期律，同周期非金属性从左到右依次增强，故非金属性O>N>C，又非金属性C>H，所以这四种元素的非金属性大小顺序为：O>N>C>H，非金属性越强，电负性越强，故填O>N>C>H；②配离子C2O中有两个单键氧原子可以与中心离子形成环状结构，每个C2O可形成两根键，共有3个C2O可以成键，故配位数为6，故填6；③C2O的结构为，其中碳氧双键中各含一个σ键和一个π键，碳氧单键、碳碳单键之间均为σ键，共有5个σ键，即1mol C2O中存在5NA个σ键，C2O中碳氧双键的离域电子数为2，两个双键，共4个离域电子，碳氧单键中的氧原子提供两个离域电子，这样的离域电子有4个，共计8个离域电子，综上草酸离子的大π键可表示为，故填5NA、；(3)价电子数=(最外层电子数—电荷数)÷2，正电荷即减，负电荷即加，铵根价电子数为(5+4×1-1)÷2=4，满足价电子数为4，且原子个数为5的微粒有CH4、SiH4、AlH、BH；N4中，要N原子满足8电子稳定结构，则每个N原子连三根键，满足此条件的N4的空间结构为正四面体，结构简式为；电负性越强，成键电子对更偏向于电负性强的原子，NH3、CH4、H2O三种物质的中心原子都是sp3杂化，杂化轨道都是正四面体构形，其中CH4是等性杂化，四条杂化轨道都是成键电子，键角=正常正四面体键角=109°28′，NH3和H2O都是不等性杂化，中心原子N、O分别有1条、2条杂化轨道填入孤对电子，孤对电子的排斥力比成键电子大，因此键角被压缩，孤对电子数越多，斥力越大，键角被压缩的越小，所以键角大小顺序为CH4>NH3>H2O。故填CH4或SiH4、AlH、BH、、CH4>NH3>H2O；(4)在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是r pm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为，在每个晶胞中含有铁原子的数目为=2个，晶胞密度ρ=====
，故填。
【点评】孤对电子的斥力大于成键电子对，孤对电子越多，斥力越大。
专题 十一
××
物质结构与性质
命题趋势
从近几年新课标的高考试题来看，“物质结构和性质” 模块作为选考内容，仅命制一个大题——主观题，该题目一般是以元素推断或某主族元素为背景，下设4至6个小题，10个空左右进行设计，以 “拼盘”形式呈现，题目变化多端，知识覆盖较广，考查主要涉及以下内容：
(1)原子结构：能量最低原理的应用；电子排布式、电子排布图的书写；电离能、电负性的大小比较和应用等。
(2)分子结构：σ键、π键、配位键的分析和判断；分子的构型、分子的极性的判断；“相似相溶原理”、等电子原理、氢键的性质等知识的应用。
(3)晶体结构：晶体中粒子数目的确定；共价键、分子间作用力、离子键和金属键的判断以及对晶体性质的影响；常见晶体的结构及熔、沸点的比较。
今后的高考命题仍会侧重上述知识点进行设计，题型也不会有太大变化，但试题的背景会更加新颖，题目会更加综合，更注重体现科学新成果或新发现，更注重考生 “结构决定性质”思想的树立和空间想象能力的考查。
考点清单
一、原子结构与性质
1、原子核外电子运动状态，以及电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。
电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小。
电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层。原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q。
原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。
2、能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式。
①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。
②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。
3、元素电离能和元素电负性
（1）第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。
（2）元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。
二、化键与物质的性质
1、离子键
（1）化学键：相邻原子之间强烈的相互作用。化键包括离子键、共价键和金属键。
（2）离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化键。
离子键强弱的判断：离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。
2、共价键的主要类型σ键和π键
（1）共价键的分类和判断：σ键（“头碰头”重叠）和π键（“肩碰肩”重叠）、极性键和非极性键，还有一类特殊的共价键-配位键。
3、极性键和非极性键
（1）共价键：原子间通过共用电子对形成的化键
（2）键的极性
极性键：不同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。
非极性键：同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。
（3）分子的极性
非极性分子和极性分子的比较
非极性分子
极性分子
形成原因
整个分子的电荷分布均匀，对称
整个分子的电荷分布不均匀、不对称
存在的共价键
非极性键或极性键
极性键
分子内原子排列
对称
不对称
举例说明：
分子
共价键的极性
正负电荷中心
结论
举例
同核双原子分子
非极性键
重合
非极性分子
H2、N2、O2
异核双原子分子
极性键
不重合
极性分子
CO、HF、HCl
异核多原子分子
分子中各键的向量和为零
重合
非极性分子
CO2、BF3、CH4
分子中各键的向量和不为零
不重合
极性分子
H2O、NH3、CH3Cl
相似相溶原理：极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）
4、分子的空间立体结构
常见分子的类型与形状比较
分子类型
分子形状
键角
键的极性
分子极性
代表物
A
球形
非极性
He、Ne
A2
直线形
非极性
非极性
H2、O2
AB
直线形
极性
极性
HCl、NO
ABA
直线形
180°
极性
非极性
CO2、CS2
ABA
V形
≠180°
极性
极性
H2O、SO2
A4
正四面体形
60°
非极性
非极性
P4
AB3
平面三角形
120°
极性
非极性
BF3、SO3
AB3
三角锥形
≠120°
极性
极性
NH3、NCl3
AB4
正四面体形
109°28′
极性
非极性
CH4、CCl4
AB3C
四面体形
≠109°28′
极性
极性
CH3Cl、CHCl3
AB2C2
四面体形
≠109°28′
极性
极性
CH2Cl2
直线
三角形
V形
四面体
三角锥
V形（H2O）
三、晶体结构与性质
1、离子晶体
①离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能越大，离子晶体的熔点越高、硬度越大。
②离子晶体：通过离子键作用形成的晶体。
典型的离子晶体结构：NaCl型和CsCl型，氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子；氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。
NaCl型晶体
CsCl型晶体
每个Na+离子周围被6个Cl−离子所包围，同样每个Cl−也被6个Na+所包围
每个正离子被8个负离子包围着，同时每个负离子也被8个正离子所包围
晶胞中粒子数的计算方法--均摊法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
2、分子晶体
（1）分子间作用力的含义，化学键和分子间作用力的区别。
分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性。
（2）分子晶体的含义，分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。
分子晶体：分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体，典型的有冰、干冰。
分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。
（3）氢键的存在对物质性质的影响
NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高
影响物质的性质方面：增大溶沸点，增大溶解性
表示方法：X—H……Y(N、O、F)一般都是氢化物中存在
3、原子晶体
（1）原子晶体：所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体
（2）典型的原子晶体有金刚石（C）、晶体硅(Si)、二氧化硅（SiO2）
金刚石是正四面体的空间网状结构，最小的碳环中有6个碳原子，每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键；晶体硅的结构与金刚石相似；二氧化硅晶体是空间网状结构，最小的环中有6个硅原子和6个氧原子，每个硅原子与4个氧原子成键，每个氧原子与2个硅原子成键
（3）共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断：原子半径越小，形成共价键的键长越短，共价键的键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
4、分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别
晶体类型
原子晶体
分子晶体
金属晶体
离子晶体
粒子
原子
分子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
粒子间作用（力）
共价键
分子间作用力
复杂的静电作用
离子键
熔沸点
很高
很低
一般较高，少部分低
较高
硬度
很硬
一般较软
一般较硬，少部分软
较硬
溶解性
难溶解
相似相溶
难溶（Na等与水反应）
易溶于极性溶剂
导电情况
不导电
（除硅）
一般不导电
良导体
固体不导电，熔化或溶于水后导电
实例
金刚石、水晶、碳化硅等
干冰、冰、纯硫酸、H2(S)
Na、Mg、Al等
NaCl、CaCO3
NaOH等
精题集训
（70分钟）
经典训练题
1．（双选）13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是（ ）
A．元素Al在周期表中位于第3周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)
A．b=15
B．电负性X＞Y
C．X、Y分别与氢原子形成的简单化合物中，X、Y的杂化方式都是sp3杂化
D．X与Y形成的化合物只有两种
3．吡啶又称为氮苯，与苯都有大π键。吡啶可以看作苯分子中的一个(CH)被取代的化合物，其广泛用于医药工业原料。一种由糠醛制备吡啶的原理如下：
下列说法正确的是（ ）
A．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有原子均可能共平面
B．糠醛、糠醇、吡啶分子中所有碳原子的杂化方式相同
C．吡啶与苯分子的熔点高低主要取决于所含化学键的键能
D．吡啶与苯分子中参与形成大π键的各原子所提供的电子数相同
4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且处于不同主族，W元素2p轨道电子数为2，在短周期元素中X的第一电离能最小，Y元素3p轨道有2个单电子。下列说法错误的是（ ）
A．元素电负性：Y
高频易错题
1． [Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工产品，实验室可利用CoCl2制取该配合物：2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O2=2
[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。下列叙述正确的是（ ）
A．NH是三角锥型结构
B．H2O2分子中只含极性共价键
C．1mol [Co(NH3)6]3+中含6mol配位键
D．NH3和H2O与Co3+的配位能力：NH3
选项
叙述
解释
A
键的极性的强弱：N-H>O-H>F-H
电负性：N
稳定性：H2O>H2S
两种元素同主族，且半径O
熔点：
I形成分子内氢键，II形成分子间氢键
D
酸性：HI>HBr>HCl
HI、HBr、HCl中的范德华力逐渐减小
3．铑的配合物离子可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．中心离子Rh的配位数在反应过程中没有发生变化
B．CH3COI是反应中间体
C．CO分子中的键有一半为配位键
D．的空间构型为八面体型
4．“中国芯”的主要原材料是高纯单晶硅，反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是（ ）
A．SiCl4为极性分子 B．HCl的电子式为
C．单晶硅为分子晶体 D．Si原子的结构示意图为
5．硼烯具有优异的电学、力学、热学等属性，将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。科学家已成功合成多种结构的硼烯，如图为“皱褶”式硼烯的结构。下列说法错误的是（ ）
A．“皱褶”式硼烯中每个硼原子共用3对电子
B．“皱褶”式硼烯中硼原子达到8电子稳定结构
C．硼烯有望代替石墨烯作电极材料
D．氧化硼的水化物是一种弱酸，与过量OH−反应可生成B(OH)或BO
精准预测题
1．在催化剂作用下，O2与CO反应生成CO2的历程如下(个别微粒未画出)
下列说法不正确的是（ ）
A．CO2分子的空间结构是直线形
B．在催化剂作用下，CO中的化学键未完全断裂
C．生成CO2的过程中有非极性键形成
D．吸附在催化剂表面的氧原子和一氧化碳分子发生了反应
2．下列说法正确的是（ ）
A．水稳定是因为水中含有大量的氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C．可燃冰(CH4·8H2O)的形成是由于甲烷分子与水分子之间存在氢键
D．氨气极易溶于水，原因之一是氨分子与水分子之间形成了氢键
3．（双选）TiO2的“纳米材料”有广泛的应用，工业上可利用TiCl4制取。TiCl4熔点为-25℃，沸点为136.4℃。制取TiO2的反应为①2FeTiO3+7Cl2+3C=2TiCl4+2FeCl3+3CO2，②TiCl4+O2=TiO2+2Cl2，下列说法错误的是（ ）
A．CO2和CCl4中碳的杂化方式不同
B．O2、Cl2、CO2都是含有非极性键的非极性分子
C．TiCl4晶体是离子晶体，配位数为4
D．FeCl3与KSCN溶液生成的[Fe(SCN)6]3−中，Fe3+为中心离子，SCN−为配体
4．已知：NaF的熔点993℃、MgF2的熔点1261℃。下列分析错误的是（ ）
A．NaF和MgF2均由阴、阳离子构成
B．离子半径和离子所带电荷数决定离子键强弱
C．NaF中的离子键比MgF2中的弱
D．MgF2的摩尔质量比NaF的大，所以MgF2熔点高
5．氨硼烷的结构和乙烷相似，下列关于NH3BH3的叙述正确的是（ ）
A．电负性大小顺序：
B．分子中所有原子共平面
C．分子中N—B键是配位键，其电子对由N提供
D．氨硼烷为共价晶体，具有很高的熔点
6．下列说法正确的是（ ）
A．基态钙原子核外有2个未成对电子
B．CaTiO3晶体中与每个Ti4+最邻近的O2−有12个(如图是其晶胞结构模型)
C．分子晶体中都存在共价键
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
7．[Zn(CN)4]2−在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN，下列说法错误的是（ ）
A．Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B．1mol HCHO分子中含有σ键的数目为3mol
C．HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D．[Zn(CN)4]2−中Zn2+与CN−的C原子形成配位键，结构可表示为
8．硅和碳是重要的非金属元素，有关化学键键能如下表所示：
化学键
C-C
C-H
C-O
Si-Si
Si-H
Si-O
键能/(kJ·mol−1)
356
413
336
226
318
452
下列说法正确的是（ ）
A．热稳定性：CH4
C．共价键的键能与成键原子的核间距一定成反比
D．硅烷在种类和数量上都不如烷烃多
9．氨基乙酸铜是一种有机原料，其分子结构如图。下列关于该物质的说法正确的是（ ）
A．其熔点主要取决于所含化学键的键能
B．分子中O和N的杂化方式相同
C．其组成元素的基态原子中，含有未成对电子数最多的是N
D．分子中所有原子共平面
10．（双选）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，元素Z与X同主族。下列说法错误的是（ ）
A．第一电离能：W＞X＞Y B．电负性：Y＞W＞Z
C．简单离子半径：Z＞X＞Y D．最简单氢化物的沸点：X＞Z＞W
11．掺杂Ni2+的 KZnF3纳米复合玻璃陶瓷能够获得超宽带发光，成为新型发光玻璃陶瓷。KZnF3可由K2CO3、ZnF2、NH4HF2制备。回答下列问题：
(1)N元素在周期表中的位置___________，位于周期表___________区。
(2)Ni2+能与NH3形成配离子[Ni(NH3)6]2+，NH3的空间构型是___________，与NH3互为等电子体的阳离子是___________。
(3)基态Ni原子的外围电子排布式为___________；其核外电子占据的最高能层符号为___________。
(4)KZnF3中K与Zn属于同一周期，第一电离能K___________Zn(填“大于”或“小于”)，原因是___________。
(5)如图为KZnF3的晶胞结构示意图。KZnF3晶胞中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)；C为(0，1，0)，则D的原子坐标参数为___________。
12．草酸铁铵{(NH4)3[Fe(C2O4)3]}常用于摄影和蓝色印刷等，其制备原理为：Fe(OH)3+3NH4HC2O4=(NH4)3[Fe(C2O4)3]+3H2O。
回答下列问题：
(1)基态C原子核外电子云有________种形状；基态铁原子最先失去________能级(填能级符号)上的电子。
(2)(NH4)3[Fe(C2O4)3]中C2O作为配体时两个单键氧能同时作为配位原子与金属离子形成环状结构。
①该配合物中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
②上述配合物的中心离子配位数为 。
③1mol C2O中含有σ键的数目为 在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键简称大π键。如苯的大π键可表示为(π的右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个电子)，C2O的大π键可表示为_________。
(3)写出一种与NH所含价电子数和原子总数均相等微粒的化学式_________；N元素的一种同素异形体N4中所有原子均满足8电子稳定结构，N4的结构式为________；CH4、NH3、H2O分子中键角由大到小的顺序为________。
(4)铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图所示的藏面。假设铁原子半径为rpm，NA为阿伏加德罗常数的值，则铁晶体密度为______g·cm−3。
参考答案
经典训练题
1．【答案】AD
【解析】A．Al为13号元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A正确；B．P位于第ⅤA族，最低负价为-3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；C．P的3p能级轨道半满，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，故C错误；D．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性P
【解析】轰击原子得到质子和原子，则+→+，由此得出4+b=1+17，b=14；X核内质子数与中子数相等，则a=7。A．由以上分析可知，b=14，A不正确；B．由分析知，、分别为N、O，则电负性N＜O，B不正确；C．X、Y分别与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O，X、Y的价层电子对数都为4，则杂化方式都是sp3杂化，C正确；D．X与Y形成的化合物可能有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，D不正确；故选C。
3．【答案】D
【解析】A．由结构简式可知，糠醇分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，故A错误；B．由结构简式可知，糠醇分子中含有饱和碳原子，碳原子的杂化方式为sp2和sp3，与糠醛、吡啶分子中所有碳原子的杂化方式不相同，故B错误；C．吡啶与苯分子都是分子晶体，熔点高低主要取决于分子间作用力的大小，与所含化学键的键能无关，故C错误；D．吡啶分子中的大π键由5个原子和6个电子形成，苯分子中的大π键由6个原子和6个电子形成，参与形成大π键的各原子所提供的电子数相同，故D正确；故选D。
4．【答案】B
【解析】W元素2p轨道电子数为2，则电子排布式为：1s22s22p2，则W为C；X素在短周期中第一电离能最小，同一周期，第ⅠA方族元素第一电离能最小，同一主族，从上到下，第一电离能减小，则X为Na；Y元素3p轨道有2个单电子有两种情况：一种是3p轨道只有2个电子，且为单电子，另一种是3p轨道有4个电子，2个成对，2个单电子，对应的为Si、S，但W、X、Y、Z处于不同主族，所以Y为S；短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，所以Z为Cl。A．同一周期元素从左到右，电负性逐渐增加，元素电负性S
1．【答案】C
【解析】A．NH中心原子N价层电子对=σ电子对+孤电子对=4+=4，故空间构型为正四面体形，A错误；B．H2O2的结构式为H—O—O—H，既含极性键O—H，又含非极性键O—O，B错误；C．每个NH3配体与中心Co3+间形成一根配位键，故1mol该配离子中含6mol配位键，C正确；D．由于电负性O＞N，故N对电子吸引能力弱，所以NH3中N更容易给出自身孤电子对形成配位键，D错误；故答案选C。
2．【答案】B
【解析】A．电负性：N
3．【答案】A
【解析】A．根据图示整个过程中中心离子Rh的变化为、、、，中心离子所连共价键数分别为4、6、5、6，所以配位数也发生了变化，故A错误；B．中间体是指在反应过程中生成，既不是反应物，也不是最终的生成物，图示中CH3COI是反应中间体，故B正确；C．CO分子的结构式为：其与N2的结构相似，均含三重建，有一个σ键和两个π键，但在CO分子中，有一对共用电子对由O提供，形成配位键，用箭头表示，故C正确；D．结构中中心离子的配位数为6，其空间构型为八面体，故D正确；故选A。
4.【答案】B
【解析】A．SiCl4和CH4的空间构型一样，都是正四面体构型，结构对称，为非极性分子，A错误；B．HCl的电子式为，B正确；C．单晶硅与金刚石的晶体结构相似，为空间网状结构，为原子晶体，C错误；D．Si原子的结构示意图为，D错误；故选B。
5.【答案】B
【解析】A．硼原子最外层最多有3个电子，可形成3对共用电子对，达到6个电子，因此“皱褶”式硼烯中每个硼原子共用3对电子，故A正确；B．硼原子最外层最多有3个电子，可形成3对共用电子对，达到6个电子，因此“皱褶”式硼烯中硼原子未达到8电子稳定结构，故B错误；C．由于硼烯有着很高的表面活性，也更容易发生化学反应，故硼烯有望代替石墨烯作电极材料，故C正确；D．氧化硼的水化物是一种弱酸，与过量OH−反应可生成B(OH)或BO和H2O，故D正确。综上所述，答案为B。
精准预测题
1．【答案】C
【解析】A．CO2分子的空间结构是直线形，故A正确；B．根据图示，在催化剂作用下，CO中的化学键未完全断裂，故B正确；C．生成CO2的过程中有C=O键形成，没有形成非极性键，故C错误；D．根据图示，吸附在催化剂表面的氧原子和一氧化碳分子发生反应生成二氧化碳，故D正确；选C。
2．【答案】D
【解析】A．水很稳定是因为水分子内的共价键较强，与氢键无关，故A错误；B．能形成分子间氢键的熔、沸点高，邻羟基苯甲醛是分子内形成氢键，对羟基苯甲醛是分子间形成氢键，邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，故B错误；C．甲烷分子与水分子之间不存在氢键，故C错误；D．氨分子与水分子之间形成了氢键，使氨气的溶解度增大，所以氨气极易溶于水，故D正确；故选D。
3．【答案】BC
【解析】A．CO2中的C为sp杂化，CCl4中的C为sp3杂化，故A正确；B．CO2结构对称，正负电荷中心重合，含有极性键，但是非极性分子，故B错误；C．TiCl4晶体是分子晶体，配位数为4，故C错误；D．FeCl3与KSCN溶液生成的[Fe(SCN)6]3−中，Fe3+连接了6个SCN−，则Fe3+为中心离子，SCN−为配体，故D正确；故选BC。
4．【答案】D
【解析】A．NaF与MgF2均为离子化合物，由阴阳离子构成，A正确；B．离子键的强弱与离子半径和离子所带电荷有关，一般来说，离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，B正确；C．由于半径：r(Mg2+)
【解析】A．第二周期元素电负性从左至右逐渐增大，N在B的右边，应该比B的大，A错误；B．结构与乙烷相似，乙烷中所有原子不在同一平面内，B错误；C．N原子最外层有5个电子，与H形成三个共价键后，还有一个孤电子对，B原子最外层3个电子，与H形成三个共价键后，无多余电子，但是可以提供空轨道，与N形成配位键，C正确；D．氨硼烷结构和乙烷相似，为分子晶体，熔点较低，D错误；故选C。
6．【答案】B
【解析】A．基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，均为成对电子，故A错误；B．由该晶胞可知，每个Ti4+最邻近的O2−有12个(12个面对角线上)，故B正确；C．分子晶体中不一定都存在共价键，如稀有气体为单原子分子，其分子晶体中只有分子间作用力，不存在化学键，故C错误；D．金属晶体的熔点区别较大，如Hg在常温下为气态，而某些分子晶体的熔点相比Hg高，如大分子量的有机物，故D错误；故答案为B。
7．【答案】C
【解析】A．Zn原子序数为30，位于ⅡB族，所以，Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10，A选项正确；B．1分子HCHO含2个C-H键和1个C=O键，共有3个σ键，所以，1mol HCHO分子中含有σ键的数目为3mol，B选项正确；C．HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化，-CN(-C≡N)中的C为sp杂化，C选项错误；D．[Zn(CN)4]2−中Zn2+与CN−的C原子形成配位键，Zn为sp3杂化，配位原子形成正四面体，所以，[Zn(CN)4]2−结构可表示为，D选项正确；答案选C。
【点评】一般，两原子间形成的共价键，有且只有1个σ键，如：C=O双键含1个σ键、1个π键，C≡N叁键含1个σ键、2个π键。
8.【答案】D
【解析】A．C与Si是同主族元素，同种主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，简单氢化物的热稳定性逐渐减弱，所以热稳定性CH4＞SiH4，A项错误；B．金刚石与晶体硅都是原子晶体，原子晶体的熔沸点主要与共价键强度有关，由表可知，C-C键的键能大于Si-Si键，说明C-C键更稳定，金刚石的熔点比晶体硅高，B项错误；C．共价键的键能与成键原子的核间距及成键原子的种类均有关，C项错误；D．由表可知，C-C键的键能大于Si-Si键且C-H键的键能大于Si-H键，说明C-C键和C-H键更稳定，因而所形成的烷烃更稳定，种类和数量也更多，而Si-Si键和Si-H键键能低，易断裂，导致长链硅烷难以生成，限制了硅烷的种类和数量，D项正确；答案选D。
9.【答案】C
【解析】A．该物质是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体，其熔点主要取决于分子间作用力大小，与物质分子内所含化学键的键能大小无关，A错误；B．分子中O杂化类型有sp3杂化、sp2杂化，而N的杂化方式类型只有sp3杂化，可见分子中O和N的杂化类型不完全相同，B错误；C．在该物质的组成元素的基态原子中，Cu原子只有1个未成对电子，C、O各有2个成单电子，N原子有3个成单电子，故含有未成对电子数最多的是N原子，C正确；D．NH3分子是三角锥形分子，分子中含有2个氨基，可看作是NH3分子中氢原子被一个原子基团代替，因此分子中所有原子不可能共平面，D错误；故选C。
10.【答案】BD
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W的原子2p轨道处于半充满状态，则W核外电子排布是1s22s22p3，W是N元素；基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子，则X核外电子排布式是1s22s22p4，X是O元素；基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种，Y核外电子排布式是1s22s22p63s1，Y是Na元素，元素Z与X同主族，则Z是P元素。根据上述分析可知：W是N，X是O，Y是Na，Z是P元素。A．非金属元素第一电离能大于金属元素；同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA、第VA元素处于轨道的全满、半满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞Na，即W＞X＞Y，A正确；B．同一周期元素随原子序数的增大，元素电负性逐渐增大；同一主族元素，原子核外电子层数越多，元素电负性越小，所以电负性：N＞P＞Na，即W＞Z＞Y，B错误；C．离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子排布相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小。O2−、Na+核外电子排布都是2、8，有2个电子层；P3-核外电子排布是2、8、8，有３个电子层，所以简单离子半径：P3−＞O2−＞Na+，即离子半径：Z＞X＞Y，C正确；D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。元素的非金属性：O＞N＞P，所以最简单氢化物的沸点：H2O＞NH3＞PH3，即氢化物的稳定性：X＞W＞Z，D错误；故合理选项是BD。
11.【答案】（1）第二周期VA族或第2周期VA族 P
（2） 三角锥形 H3O+
（3） 3d84s2 N
（4） 小于 K的原子半径大于Zn，Zn的外围电子排布为3d104s2的全充满结构，能量更低，更加的稳定
（5） (0，，)
【解析】(1)N元素为7号元素，原子核外电子排布为2、5，则在周期表中的位置为第二周期VA族或第2周期VA族；能量最高的电子排布在p轨道上，所以位于周期表P区。答案为：第二周期VA族或第2周期VA族；P；(2)Ni2+能与NH3形成配离子[Ni(NH3)6]2+，NH3中N原子的价层电子对数为4，且N原子最外层有1对孤电子对，所以空间构型是三角锥形，与NH3互为等电子体的阳离子是H3O+。答案为：三角锥形；H3O+；(3)基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则外围电子排布式为3d84s2；其核外电子占据的最高能层为第4电子层，能层符号为N。答案为：3d84s2；N；(4)KZnF3中K与Zn属于同一周期，但Zn的原子序数大、原子半径小，所以第一电离能K小于Zn，原因是：K的原子半径大于Zn，Zn的外围电子排布为3d104s2 的全充满结构，能量更低，更加的稳定。答案为：K的原子半径大于Zn，Zn的外围电子排布为3d104s2的全充满结构，能量更低，更加的稳定；(5)由KZnF3的晶胞结构示意图可以看出，D原子在面心，距离Y轴、Z轴的距离都为边长的，则D的原子坐标参数为(0，，)。答案为：(0，，)。
【点评】确定原子坐标参数时，在晶胞中给原子准确定位非常关键。
12.【答案】（1）2 4s
（2） O>N>C>H 6 5NA
（3） CH4、SiH4或AlH、BH CH4>NH3>H2O
（4）
【解析】(1)基态C原子的电子排布式为，只有s和p轨道，所以核外电子云有两种形状；基态铁原子的价电子排布式为，4s轨道比3d轨道能量高，根据能量最低原理，能量高的优先失去，故先失去4s轨道，故填2、4s；(2)①该化合物中的非金属元素为C、H、O、N，根据元素周期律，同周期非金属性从左到右依次增强，故非金属性O>N>C，又非金属性C>H，所以这四种元素的非金属性大小顺序为：O>N>C>H，非金属性越强，电负性越强，故填O>N>C>H；②配离子C2O中有两个单键氧原子可以与中心离子形成环状结构，每个C2O可形成两根键，共有3个C2O可以成键，故配位数为6，故填6；③C2O的结构为，其中碳氧双键中各含一个σ键和一个π键，碳氧单键、碳碳单键之间均为σ键，共有5个σ键，即1mol C2O中存在5NA个σ键，C2O中碳氧双键的离域电子数为2，两个双键，共4个离域电子，碳氧单键中的氧原子提供两个离域电子，这样的离域电子有4个，共计8个离域电子，综上草酸离子的大π键可表示为，故填5NA、；(3)价电子数=(最外层电子数—电荷数)÷2，正电荷即减，负电荷即加，铵根价电子数为(5+4×1-1)÷2=4，满足价电子数为4，且原子个数为5的微粒有CH4、SiH4、AlH、BH；N4中，要N原子满足8电子稳定结构，则每个N原子连三根键，满足此条件的N4的空间结构为正四面体，结构简式为；电负性越强，成键电子对更偏向于电负性强的原子，NH3、CH4、H2O三种物质的中心原子都是sp3杂化，杂化轨道都是正四面体构形，其中CH4是等性杂化，四条杂化轨道都是成键电子，键角=正常正四面体键角=109°28′，NH3和H2O都是不等性杂化，中心原子N、O分别有1条、2条杂化轨道填入孤对电子，孤对电子的排斥力比成键电子大，因此键角被压缩，孤对电子数越多，斥力越大，键角被压缩的越小，所以键角大小顺序为CH4>NH3>H2O。故填CH4或SiH4、AlH、BH、、CH4>NH3>H2O；(4)在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是r pm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为，在每个晶胞中含有铁原子的数目为=2个，晶胞密度ρ=====
，故填。
【点评】孤对电子的斥力大于成键电子对，孤对电子越多，斥力越大。
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