【配套新教材】2023届高考化学考点剖析专题卷 专题十三 物质的结构与性质

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【配套新教材】专题十三 物质的结构与性质
考点41 原子结构与性质（1~5、12、21~23题）
考点42 分子结构与性质（6、7、9~11、14~18、21~23题）
考点43 晶体结构与性质（8、13、19、20、21、22题）
考试时间 ：90分钟 满分：100分
一、选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。）
1.下列说法正确的是( )
A.表示3p能级上有两个轨道
B.M层中的原子轨道数目为3
C.同一原子中，2p、3p、4p能级的原子轨道数相同
D.基态Cl原子的轨道表示式为
2.研究表明，氮氧化物在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图所示）。下列有关各元素原子的说法正确的是( )

A.基态氮原子电子排布式为
B.基态的电子排布式为
C.的空间构型为三角锥形
D.中N的杂化方式为
3.下列说法正确的是( )
A.是双原子分子，是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B.并非所有的共价键都有方向性
C.同为三角锥形，这是由共价键的饱和性决定的
D.两原子轨道发生重叠后，电子出现在两核间的概率减小
4.港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索(如图所示)。钢索表面的合金保护层含有锌、铝和少量钒，下列说法错误的是( )

A.锌位于元素周期表的d区
B.基态铝原子中占据最高能级的电子的电子云轮廓图为哑铃形
C.钒位于元素周期表中第四周期第VB族
D.基态钒原子的价层电子排布式为

5.由元素Fe、Sm、As、F、O组成的化合物是一类重要的铁系超导材料。下列说法正确的是( )
A.由常温下HF、的状态可推知氢键强度：HF>
B.的轨道表示式个违背了泡利不相容原理
C.N、As同主族，沸点：
D.电负性：F>O>As
6.下列有关说法正确的是( )
A.水合铜离子的模型如图，该微粒中存在极性共价键、配位键、离子键
B.晶体的晶胞如图，距离最近的组成正四面体
C.氢原子的电子云图如图，氢原子核外大多数电子在原子核附近运动
D.金属Cu中Cu原子堆积模型如图，为面心立方最密堆积，Cu原子的配位数均为12，晶胞空间利用率68%
7.在中国古代，雌黄经常用来修改错字，其结构如图所示。下列说法错误的是( )

A.As原子的杂化方式为
B.简单氢化物的沸点：
C.与As同周期且基态原子核外未成对电子数目与As相同的元素只有V
D.已知分子中各原子均满足8电子结构，分子中键和键的个数比为3:1
8.磷化硼(BP)是一种耐磨涂料，它可作金属的表面保护层。磷化硼的晶胞结构如图，晶胞参数为。下列说法错误的是( )

A.BP键键长为
B.1个BP晶胞含4个B原子和4个P原子
C.电负性B>C>N
D.第一电离能N>O>C>B
9.亚硝酸不稳定，其溶液浓缩或见光时，会分解成。下列说法不正确的是( )
A.基态N原子未成对电子数为3
B.组成元素的电负性：O>N>H
C.是酸性氧化物，既有氧化性又有还原性
D.水中的氢键可以表示为OHO，其中HO的长度即为该氢键的键长
10.中科院的科学家已研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯，该材料可用作电动车的“超强电池”，充电只需7秒钟，即可续航35公里。已知石墨烯的结构如图所示，其一层层叠起来就是石墨。下列有关石墨烯和石墨晶体的说法不正确的是( )

A.石墨晶体内既有共价键又有范德华力
B.石墨晶体的熔、沸点很高，硬度很大
C.石墨烯晶体内每个六元环平均含有2个碳原子
D.石墨烯晶体中，C原子采取杂化
11.光气是一种重要的有机中间体，其结构式为，在常温常压下为无色气体，微溶于水。下列有关说法正确的是( )
A.光气中仅存在范德华力一种作用力
B.光气分子为极性分子
C.由于碳原子核外电子数是偶数，所以碳原子核外没有未成对电子
D.氯原子核外电子排布式为，共含有5种不同形状的电子云
12.现在含有元素硒(Se)的保健品已经进入市场，已知硒与氧元素同族，与钾元素同周期。下列关于硒的说法不正确的是( )
A. Se的第一电离能比F大 B.最高价氧化物对应水化物的化学式为
C.Br的电负性比Se大 D.O和Se为p区元素，K为s区元素
13.利用反应可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法错误的是( )

A. C(金刚石)属于共价晶体
B. 该反应利用了Na的强还原性
C. 和C(金刚石)中的C的杂化方式相同
D. NaCl晶胞如上图，NaCl晶体中每个周围有8个
14.吡咯和卟吩都是平面形分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨道，p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的型化学键，称为离域键，表示为，是成键原子数，是成键电子数。下列说法不正确的是( )

A.吡咯的分子式为
B.吡咯中存在离域键为
C.苯分子中也存在离域键
D.吡咯和卟吩中N原子的杂化方式都是杂化
15.下列现象与氢键有关的是( )
①的熔、沸点比VA族其他元素氢化物的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤ C.①②③④ D.①②③
二、不定项选择（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有一项或两项是符合题目要求的。）
16.下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是( )
A.键能，因此稳定性大于
B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
C.中Si的化合价为+4，中C的化合价为-4，因此还原性小于
D.Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成键
17.现有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子核外M电子层上有2对成对电子；Y原子的外围电子排布式为；Z原子的L电子层的p能级上有1个空轨道；Q原子的M电子层的p能级上有1个未成对电子且无空轨道；T原子的M电子层的p轨道半充满。下列叙述不正确的是( )
A.Y的单质与Q的单质在反应中会破坏金属键和共价键
B.T的某种单质的空间结构为正四面体形
C.X的最高价氧化物的空间结构为三角锥形
D.是由极性键构成的极性分子，其中Z原子采取sp杂化
18.如图所示为元素周期表短周期的一部分，其中D的原子核电荷数是B的2倍。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，不正确的是( )

A.固态的升华时只需克服范德华力
B.C的氢化物分子间能形成氢键而E的氢化物分子间不能形成氢键是因为C—H键更短
C.D的单质在过量的中燃烧的产物为
D.A与E形成的化合物分子是非极性分子
19.我国科学家合成了太阳能电池材料，其晶体结构如图所示，属于立方晶系，晶胞质量为，其中大黑球代表，原子坐标参数A为（0,0,0），B为（）。下列说法错误的是( )

A.B代表
B.每个晶胞含有的数目为6
C.C的原子坐标参数为（）
D.的摩尔质量为
20.晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图厅示。下列说法不正确的是( )

A.K与O间的最短距离为0.315nm
B.与K紧邻的O个数为6
C.在晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于体心位置，O处于棱心位置D.若晶体的密度为，则阿伏加德罗常数的值可表示为
三、非选择题（本题共3小题，共50分。）
21.（16分）近年来，科学家研究的以复合过渡金属镍的氢氧化物为催化剂、三乙醇胺为电子给体以及为光敏剂的催化体系，在可见光驱动下可高效催化还原。
（1）下列有关Ni原子的叙述正确的是_______（填字母）。
A.第一电离能比钙的大
B.基态Ni原子的核外价层电子排布式为
C.基态Ni原子形成基态时，先失去3d轨道上的电子
（2）三乙醇胺的制备：3。
①三乙醇胺所含的元素中，电负性由小到大的顺序为_______。
②的空间结构为_______。
③键角：_______（填“>”“As，D项正确。
6.答案：B
解析：水合铜离子中没有离子键，A错误；与距离最近的有1个在顶点，3个在面心，组成正四面体，B正确；氢原子核外只有1个电子，电子云表示电子出现的概率，C错误；Cu是面心立方最密堆积，即Cu位于晶体的顶点（8）和面心（6），所以配位数是12、晶胞利用率是74.05%，D错误。
7.答案：C
解析：由雌黄的结构可知，黑球代表As，白球代表S，雌黄 中砷原子形成3个单键，有1个孤电子对，采用杂化，A项正确；和均为分子晶体，其沸点高低与相对分子质量的大小有关，但因氨气分子间存在氢键导致其沸点偏高，B项正确；基态As原子核外电子排布式为，未成对电子数为3，与其同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素有V(核外电子排布式为)、Co(核外电子排布式为)，C项错误；分子中各原子均满足8电子结构，则其结构式为F，单键均为键，1个双键中有1个键、1个键，该分子中键和键的个数比为3:1，D项正确。
8.答案：C
解析：BP键键长等于晶胞体对角线长度的，为，A项正确；1个BP晶胞含4个B原子和4个P原子，B项正确，电负性N>C>B，C项错误；第一电离能N>O>C>B，D项正确。
9.答案：D
解析：A项，基态N原子未成对电子数为3，正确；B项，同周期主族元素从左到右电负性依次增大，元素的电负性：O>N>H，正确；C项，是酸性氧化物，由于N元素为+3价处于中间价态，所以其既有氧化性又有还原性，正确；D项，H…O的长度不是氢键键长，
O—H…O的长度才是氢键键长，错误。
10.答案：B
解析：石墨晶体中层内有共价键，层间为范德华力，A项正 确；石墨晶体的熔、沸点很高，但硬度不大，B项错误；由图可知，每 6个碳原子排列形成六元环，每个C原子为3个六元环所共有，则每个六元环平均含有碳原子数为，C项正确；由图可知，石墨烯为片层结构，C原子采取杂化，D项正确。
11.答案：B
解析：光气中存在共价键和范德华力两种作用力，A项错误；光气分子中C原子采取杂化，但由于3个键角不全相等，正、负电中心不重合，为极性分子，B项正确；碳原子核外电子排布式为，则2p能级上有2个未成对电子，C项错误；氯原子核外有s、p两种电子的电子云，即有球形和哑铃形两种形状，D项错误。
12.答案：A
解析：O、Se同主族，则第一电离能：O >Se，O、F同周期，则 第一电离能：F>O，故第一电离能：F>Se，A项错误；Se元素的最高正化合价为+ 6，则其最高价氧化物对应水化物的化学式为， B项正确；一般来说，同周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，Br和Se属于同周期元素，且原子序数：Br>Se，所以Br的电负性比Se大，C项正确；根据O、Se、K在周期表中的位置可知，D项正确。
13.答案：D
解析：金刚石属于共价晶体（原子晶体），A项正确；由题给化学方程式可知，中的碳元素被Na还原生成金刚石，B项正确；和金刚石中的C均为杂化，C项正确；NaC1晶体中每个周围有6个，每个周围有6个，D项错误。
14.答案：D
解析：由吡咯结构式可知，其分子式为，A正确。吡咯是平面形分子，在吡咯中，由于每个C原子最外层有4个电子，3个电子用于成键，只有一个孤电子，N原子最外层有5个电子，3个电子用于成键，还有2个孤电子，故成键原子数为5，成键电子数为6，则形成离域键为，B正确。苯分子是平面形分子，在苯分子中，由于每个C原子最外层有4个电子，3个电子用于成键，只有一个孤电子，故成键原子数为6，成键电子数为6，则形成离域键为，C正确。在吡咯分子中，N原子形成3个键，还有一个孤电子对形成离域键，故为杂化；卟吩分子中，连接H原子的N原子形成3个键，还有一个孤电子对形成离域键，故为杂化，剩余的2个N原子，形成2个键，还有一个孤电子对形成离域键，故为杂化，D错误。
15.答案：B
解析： 氢键存在于已经与F、O、N等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外分子中的F、O、N等电负性很大的原子之间,主要影响物质的物理性质。分子的稳定性由共价键的键能决定,与氢键无关。
16.答案：C
解析：本题考查碳、硅及其化合物的结构与性质。碳、硅的氢化物都是共价化合物，键能越大，共价键越牢固，对应的化合物越稳定，A项正确；立方型SiC与金刚石的成键方式、结构都相似，是一种具有空间网状结构的共价晶体，故具有很高的硬度和熔、沸点，B项正确；中Si的化合价为+4价，H的化合价为-1价，中C的化合价为-4价，电负性：C>H>Si，-1价的氢比-4价碳的还原性强，故的还原性强于，C项错误；π键是由两个原子的p轨道“肩并肩"重叠形成的，由于Si的原子半径大于C，故硅原子间难以形成π键，D项正确。
17.答案：CD
解析：X原子M电子层上有2对成对电子，其外围电子排布式为，则X为S；Y原子的外围电子排布式为，则Y为Fe；Z原子的L电子层的p能级上有1个空轨道，其外围电子排布式为，则Z为C；Q原子的M电子层的p能级上有1个未成对电子且无空轨道，其外围电子排布式为，则Q为Cl；T原子的M电子层的p轨道半充满，其外围电子排布式为，则T是P。A项，Y是Fe、Q是Cl，Fe和反应时会破坏Fe中的金属键和中的共价键，正确；B项，T是P，白磷（）为正四面体形，正确；C项，X是S，最高价氧化物为，中S原子上没有孤电子对，价电子对数为3，则为平面三角形，错误；D项，是，分子中只含极性键，为直线形的非极性分子，C原子采取sp杂化，错误。
18.答案：BC
解析：由所给部分元素周期表及D的原子核电荷数是B的2倍，可知A、B、C、D、E五种元素分别是C、O、F、S、Cl。HF分子间能形成氢键，主要是因为F的电负性大，且原子半径较小；硫在中燃烧生成，选B、C。
19.答案：BD
解析：由晶体结构图可知，题图表示2个晶胞，其中位于晶胞的顶点，个数为，B位于晶胞内部，个数为1，C位于晶胞面上，个数为，由化学式可知B代表，C代表。由分析可知，B代表，A项正确；图示晶体结构中含有2个晶胞，则每个晶胞含有的数目为3，B项错误；由原子坐标参数A为（0,0,0），B为（）可知，C的原子坐标参数为（），C项正确；由上述分析可知，每个晶胞中含有1个，设其摩尔质量为，则，解得，D项错误。
20.答案：BD
解析：K与O间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即，A项正确；由晶胞结构可知，与K紧邻的O有12个，B项错误；想象8个晶胞紧密堆积，则I处于顶角，O处于棱心，K处于体心，C项正确；设表示阿伏加德罗常数的值，由晶胞结构可知，其含有1个K，1个I，3个O，则该晶胞含有1个，故有，则，D项错误。
21.答案：（1）AB
（2）①；②三角锥形；③
（3）分子间存在氢键
（4）；21
（5）；
解析：（1）基态Ni原子的核外价层电子排布式为，形成基态时，先失去4s轨道上的2个电子；镍和钙的电子层数相同，镍的核电荷数比钙的大，第一电离能比钙的大，对键合电子的吸引力比钙的大。
（2）①三乙醇胺所含的元素分别为H、C、N、O，非金属性越强电负性越强，电负性由小到大的顺序为。②为杂化，空间结构为三角锥形。
（4）补全配体bpy（）的碳氢键，确定1mol配体bpy分子中含有键的数目为。
（5）由简单几何知识可确定O原子的投影点，如图：，OH在晶胞内的数目为2；Ni的数目为，晶胞体积为，晶胞密度为。
22.答案：（1）ds；
（2）；b分子为非极性分子，而水为极性溶剂，极性不同，根据相似相溶规律，b分子不溶于水
（3）+1；2；（）；
解析：（1）铜原子的核电荷数为29，核外电子排布式为，铜元素位于周期表中的ds区；核外电子排布式为，能量最高的能级是3d，则能量最高的能级的轨道表示式为。
（2）的中心原子为Pt，提供空轨道，配位原子为Cl、N，提供孤电子对，则在图a中用箭头标出配位键为；由b分子结构可知，b分子结构对称，为非极性分子，而水为极性溶剂，根据相似相溶规律，b分子不溶于水。
（3）由晶胞结构图可以看出，晶胞中Cu位于晶胞内，其个数为4，O有8个位于顶点、一个位于体心，其个数为，该晶体的化学式为，故中铜离子8的电荷数为+1；与每个铜离子最近的氧离子有2个，则铜离子的配位数为2；图中a原子和b原子坐标分别为（0,0,0），（），说明是以图中a点为坐标原点的，则c原子分数坐标为（）；晶胞的质量为，晶体的体积，晶胞的棱长，晶胞体对角线长为，由图可知晶胞中阴、阳离子最短距离为晶胞体对角线长的，即。
23.答案：（1）第2周期ⅦA族；球形
（2）CO；CO为极性分子，为非极性分子，极性分子与极性分子之间的范德华力较强
（3）4
（4）三角锥形；
（5）离子
解析：
由题意可知，A为F，B为H，C为O，D为N。
（1）F位于第2周期ⅦA族；H的原子轨道的形状为球形。
（2）CO为极性分子，为非极性分子，因为极性分子与极性分子之间的范德华力较强，故CO的沸点较高。
（3）HF和的混合物中的氢键有F—H…O、F—H…F、O—H…O、O—H…F。
（4）的空间结构为三角锥形，中心原子N采取杂化。
（5）甲与丙反应生成的化合物为，为离子化合物。