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适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习专题突破练5物质结构与性质课件
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这是一份适用于新高考新教材2024版高考化学二轮复习专题突破练5物质结构与性质课件，共54页。PPT课件主要包含了哑铃形，s24p2，OCH，平面正三角形，sp2杂化，混合型晶体等内容，欢迎下载使用。
2.(2023·北京朝阳区一模)34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质的比较不正确的是( )A.第一电离能:Se>33AsB.原子半径:SeH2SD.沸点:H2Se>H2S
解析 As的4p轨道处于半充满的稳定状态,较难失去电子,其第一电离能更大,故第一电离能:Se<33As,A错误。
3.(2023·辽宁葫芦岛一模)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3 ══ 2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为 B.Al2Cl6为非极性分子C.该反应中NH3的配位能力大于氯原子D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
解析 溴元素的电负性小于氯元素,Br原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,故双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与NH3反应,D错误。
4.(2023·广东佛山一模)连花清瘟胶囊的有效成分大黄素的结构如图所示,该成分有很强的抗炎抗菌药理活性,根据其结构进行分析,下列说法正确的是( )
A.该分子中碳原子的杂化类型均为sp2B.分子中所含元素的电负性:O>C>HC.基态氧原子核外电子的空间运动状态有8种D.该分子为非极性分子
解析 该分子中除—CH3中的碳原子采用sp3杂化之外,其余碳原子的杂化类型均为sp2,A错误;根据同周期主族元素从左往右元素的电负性依次增大,则电负性:O>C,再结合碳氢化合物中碳显负电性、H显正电性可知,电负性:O>C>H,B正确;O原子核外有8个电子,基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4,共占据5个不同的轨道,故基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,C错误;该分子结构不对称,则正电中心和负电中心不重合,故为极性分子,D错误。
5.(2023·北京东城区一模)对下列事实的解释不正确的是( )
解析 氢化物的稳定性与键能大小有关,与氢键无关,A错误。
6.(2023·北京顺义区一模)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、W、Z为短周期元素,W的单质常温下为黄绿色气体。下列说法不正确的是( )
A.X、Y的单质均存在同素异形体B.Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增C.R的单质可用于制造半导体材料D.工业上电解饱和NaW溶液得W2可使用阴离子交换膜
解析 W的单质常温下为黄绿色气体,则W为Cl元素,由元素在周期表中的位置可知,X为P元素,Y为O元素,Z为F元素,R为Ge元素。P对应的同素异形体有红磷、白磷等,O对应的同素异形体有氧气、臭氧等,A正确;同周期主族元素从左到右元素的非金属性增强,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增,B正确;Ge和Si位于同一主族,均为重要的半导体材料,C正确;工业上电解饱和食盐水可制得Cl2,因需要将产生的NaOH和Cl2分开,只允许阳离子通过离子交换膜,故需使用阳离子交换膜,D错误。
7.(2023·江西鹰潭一模)原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W组成的化合物的结构如图所示,基态Q原子最外层电子数是电子层数的3倍。下列说法正确的是( )
A.W和Z形成的某种化合物受到撞击时能瞬间释放出大量的气体B.简单离子半径W>QC.氢化物的沸点Y
8.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )A.该晶体中存在N—H…O氢键B.基态原子的第一电离能:C
A.四种元素中X的电负性最大B.简单离子半径:W
10.(2023·安徽宿州一模)我国科学家在嫦娥五号月壤样品中发现一种新矿物,命名为“嫦娥石”,其中含有原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z,W在地壳中含量最多,X的原子半径在同周期主族元素中最大,基态Y原子无未成对电子,Z的第一电离能大于同周期相邻元素。下列叙述正确的是( )A.W的简单氢化物的稳定性弱于ZB.最高价氧化物对应水化物的碱性X小于YC.Z的简单氢化物的空间结构为三角锥形D.W分别与X、Y、Z形成晶体,其类型相同
解析 原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z,W在地壳中含量最多,故W为O;X的原子半径在同周期主族元素中最大,则X为第三周期原子半径最大的元素,即X为Na;基态Y原子无未成对电子,则Y为Mg;Z的第一电离能大于同周期相邻元素,则Z为P。W为O,Z为P,由于O的非金属性强于P,故H2O的稳定性强于PH3,A错误;X为Na,Y为Mg,同一周期从左往右金属性依次减弱,则最高价氧化物对应水化物的碱性:NaOH>Mg(OH)2,B错误;Z为P,Z的简单氢化物为PH3,中心原子P的价层电子对数为4,含1对孤电子对,根据价层电子对互斥模型可知,其空间结构为三角锥形,C正确;W、X、Y、Z分别为O、Na、Mg、P,则W分别与X、Y、Z形成晶体的类型不完全相同,依次为离子晶体、离子晶体和分子晶体,D错误。
11.(2023·湖南常德一模)作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆,某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6,其晶胞结构如图,晶胞参数为a,下列有关表述不正确的是( )
A.Z表示的微粒为H2B.每个X原子周围最近且等距离的X原子有6个C.若A的分数坐标为(0,0.5,0.5),B的分数坐标为(0.75,0.75,0),则C的分数坐标为(1,0.5,1)D.若四条竖直棱的棱心位置均插入Z,则晶体的化学式为LaNi5H7
12.(2023·湖南邵阳一模)R、G、Y、X为原子序数依次增大的四种短周期元素,Y与G同周期,X与Y同主族。甲、乙、丙、丁、戊为这四种元素组成的化合物,其转化关系如图。下列说法中正确的是( )
A.Y的氢化物沸点高于G的氢化物沸点B.基态X原子核外电子有9种空间运动状态C.丁的稀溶液在反应③中作催化剂D.G的最高价氧化物的水化物的酸性比X的强
解析 根据短周期元素Y的原子能形成2个共价键可知,Y为O元素;Y与G同周期即均为第二周期元素,G原子形成4个共价键,则G为C元素;X与Y同主族,则X为S元素;R能形成1个共价键且原子序数最小,则R为H元素。Y为O元素,Y形成的氢化物H2O、H2O2常温下均为液态,G为碳元素,G形成的氢化物中碳原子数目较大时为固态,则氧的氢化物的沸点可能低于碳的氢化物的沸点,A错误;X为S元素,基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,空间运动状态有9种,B正确;丁为H2SO4,丙为CH3CH2OH,甲为CH2=CH2,乙为H2O,反应③为CH3CH2OH发生消去反应生成CH2=CH2和水,浓硫酸在反应③中作催化剂和脱水剂,C错误;G为C元素,X为S元素,非金属性:S>C,则最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3
碳酸镁分解产物是MgO和CO2,碳酸钙分解产物是CaO和CO2,MgO的离子键强于CaO,更加稳定
(4)在碳酸氢盐中,存在阴离子 的多聚链状结构(其结构单元如图),连接结构单元的主要作用力是氢键,请在下图中前后各连接一个结构单元,该结构中,碳原子杂化方式为 。
(5)一种碳化钨晶体的晶胞结构如图,若晶胞的高为b pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞底面六边形的边长为 pm(列出计算式)。
1.(2023·广东广州一模)四氯化锗(GeCl4)是光导纤维的常用掺杂剂,锗与硅同族。下列说法不正确的是( )A.基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2B.GeCl4的熔点比SiCl4低C.GeCl4的空间结构为正四面体形D.第一电离能大小:Cl>Si>Ge
解析 锗是32号元素,基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2,A正确;GeCl4与SiCl4晶体都属于分子晶体,GeCl4的相对分子质量大,GeCl4晶体内的分子间作用力大,则GeCl4的熔点比SiCl4高,B错误;GeCl4分子中Ge原子形成了4个σ键,孤电子对数为 (4-1×4)=0,价层电子对数为4,中心原子的杂化类型为sp3,空间结构为正四面体形,C正确;元素非金属性越强,其第一电离能越大,非金属性大小为Cl>Si>Ge,则第一电离能:Cl>Si>Ge,D正确。
2.(2023·湖北七市州3月联考)氟锑酸(HSbF6)可由氢氟酸和五氟化锑反应得到,其酸性是纯硫酸的2×1019倍,只能用特氟龙(即聚四氟乙烯)为材料的容器盛装。下列有关说法不正确的是( )
A.基态Sb原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p3B.SbF6的VSEPR模型为正八面体形C.HSbF6分子中含有配位键D.特氟龙号称“塑料之王”,可通过CF2=CF2发生加聚反应制备
解析 Sb为第五周期第ⅤA族元素,则基态Sb原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s25p3,A错误;SbF6中心原子Sb形成6个共价键,其VSEPR模型为正八面体形,B正确;HSbF6分子中含有配位键,C正确;CF2=CF2分子中存在碳碳双键,可以通过加聚反应制备特氟龙,D正确。
3.(2023·辽宁鞍山一模)三聚氰胺的分子结构如图所示,下列有关说法正确的是( )A.分子中N原子均是sp3杂化B.一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键C.分子中所有原子均位于同一平面上D.三聚氰胺属于极性分子,故极易溶于水
解析 由结构简式可知,三聚氰胺分子中单键氮原子的杂化方式为sp3杂化,双键氮原子的杂化方式为sp2杂化,A错误;分子中的单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,则三聚氰胺分子中共含有15个σ键,B正确;三聚氰胺分子中单键氮原子的杂化方式为sp3杂化,故分子中所有原子不可能位于同一平面上,C错误;三聚氰胺的分子结构对称,正、负电荷中心重合,属于非极性分子,D错误。
4.(2023·山东济南一模)冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18-冠-6可用作相转移催化剂,其与K+形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型B.该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面C.该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7∶1D.与二甲醚(CH3OCH3)相比,该螯合离子中“C—O—C”键角更大
解析 该螯合离子中碳与氧原子均采取sp3杂化,具有相同的杂化类型,A正确;该螯合离子中碳原子为饱和碳原子,所有的氧原子和碳原子不在同一平面,B错误;该螯合离子中的极性键为24个C—H、12个C—O和6个配位键,共42个极性键,非极性键为6个C—C,二者个数比为7∶1,C正确;与二甲醚(CH3OCH3)相比,该螯合离子中O的孤电子对数从2对变成1对,排斥作用减小,则“C—O—C”键角更大,D正确。
5.(2023·山东潍坊一模)“点击化学”研究获得2022年诺贝尔化学奖表彰,利用该原理可制得如图所示含 大π键的产物。已知杂化轨道中s成分越多,所形成的化学键越稳定。下列说法错误的是( )
A.铜离子降低了反应的活化能B.反应物中黑球对应元素的电负性强于NC.产物中α、β两位置的N原子中,α位置的N原子更容易形成配位键D.反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短
解析 铜离子在反应中作催化剂,能降低反应的活化能,从而加快反应速率,A正确;由 可知,α位置的N原子带正电,则与黑球直接连接的N应该显一定负电性,黑球对应元素应显一定正电性,故黑球对应元素的电负性弱于N,B错误;α位置的N原子中含有1对孤电子对,容易形成配位键,C正确;杂化轨道中s成分越多,所形成的化学键越稳定,反应物中氮氮键更稳定、键长更短,故反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短,D正确。
6.(2023·陕西榆林一模)短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液中,却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是( )A.简单离子半径:R>W>X>Y>ZB.Y与W具有相同的最高化合价C.Z、W的简单离子都能促进水的电离D.向元素X的最简单氢化物的稀溶液中滴加酚酞,无明显变化
解析 常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,可联想到Al在浓硝酸、浓硫酸中的钝化,则Z应为Al元素,W的原子序数大于Al,则W为S元素,R为原子序数大于S的短周期主族元素,则R为Cl元素;X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,且X的原子序数小于Y,应是指氨气极易溶于水,则X为N元素,Y为O元素。核外电子排布相同的简单离子,原子序数越小半径越大,另外电子层数越多,半径越大,故简单离子半径:W>R>X>Y>Z,A错误;W为S元素,Y为O元素,S的最高化合价为+6价,O没有+6价,最高化合价不同,B错误;Z、W的简单离子分别为Al3+、S2-,都可以发生水解,从而促进水的电离,C正确;X为N元素,N的气态氢化物为NH3,其水溶液显碱性,滴加酚酞,溶液显红色,D错误。
7.(2023·湖南岳阳一模)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。X的原子核只有1个质子,其中X、Y、Z、W原子序数依次增大,且Y、Z、W均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法一定正确的是( )
A.分子中Z原子的杂化轨道类型为spB.W与85号元素位于周期表中的同一主族C.X、Y、Z、W的原子核外未成对电子数分别为1、4、2、1D.氢化物的沸点:Y
8.(2023·湖北八市联考)某种离子液体的结构如图所示,X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Y、Z、M为同周期相邻元素,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Q为非金属性最强的元素。下列说法错误的是( )
解析 根据阳离子的结构可知,Z原子形成四个键,可知Z为C原子;Y、Z、M为同周期相邻元素,那么Y为B,M为N,X为H;根据阴离子的结构及Q为非金属性最强的元素可知,Q为F。Y的基态原子电子排布式为1s22s22p1,Q的基态原子电子排布式为1s22s22p5,未成对电子数均为1,A错误;非金属性NN>C>B,D正确。
9.(2023·河北沧州一模)ZnS是一种重要的光导体材料。如图是ZnS的某种晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,原子旁边标注的数字是该原子位于z轴上的高度(部分相同位置的原子未标注),下列说法正确的是( )
A.S2-周围等距离且最近的S2-有6个B.基态Zn原子核外有15种空间运动状态不同的电子C.Zn2+与S2-的最短距离为 pmD.在第三周期中,比S元素第一电离能大的元素有两种
10.(2023·广东茂名一模)我国科学家合成了一种深紫外非线性光学晶体新材料,该晶体中阴离子为[M11XY19Z3]3-。元素M、X、Y、Z均为短周期元素,M、Y与Z同周期,M的最外层电子数比次外层电子数多1,Z为电负性最强的元素,Y是地壳中含量最高的元素,X的3p轨道有3个电子。下列说法中不正确的是( )A.电负性:Y>XB.简单离子半径:Y>ZC.简单气态氢化物的稳定性:X
11.(2023·河北邯郸一模)氮化镓是一种优异的半导体,硬度很大,熔点约为1 700 ℃,氮化镓有三种晶体结构,其中最稳定的晶体的结构如图。下列关于该结构及其对应晶体的说法正确的是( )
A.氮化镓晶体属于分子晶体B.该结构中有8个N原子C.Ga原子周围等距离且最近的Ga原子数为6
12.(2023·辽宁辽阳一模)我国科学家开发铜钯催化剂高效实现电催化CO还原制备乙酸,铜钯的晶胞结构如图。已知:Cu、Pd的原子半径分别为a pm、b pm。下列叙述正确的是( )
A.乙酸的同分异构体均易溶于水B.该晶胞对应晶体的化学式为CuPd2C.距离Cu最近的Cu有8个
13.(2023·山东菏泽一模)我国在新材料领域研究的重大突破为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Cu等元素。回答下列问题:(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填字母,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。
(2)铵盐大多不稳定。从结构的角度解释NH4F比NH4I更易分解的原因是 。 (3)镍能形成多种配合物,其中Ni(CO)4是无色挥发性液体,K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]中的配位原子是 ;K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是 。
氟离子半径小于碘离子,氢氟键键能更大,更容易形成,故氟更易夺取铵根离子中的氢生成HF
K2[Ni(CN)4]为离子晶体,而Ni(CO)4为分子晶体
(4)氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构,六方氮化硼的结构与石墨类似,可用作润滑剂;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可用作研磨剂。六方氮化硼的晶体类型为 ;立方氮化硼晶胞的密度为ρ g·cm-3,晶胞的边长为a cm。设NA为阿伏加德罗常数的值,则阿伏加德罗常数的值NA= 。
2.(2023·北京朝阳区一模)34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质的比较不正确的是( )A.第一电离能:Se>33AsB.原子半径:Se
解析 As的4p轨道处于半充满的稳定状态,较难失去电子,其第一电离能更大,故第一电离能:Se<33As,A错误。
3.(2023·辽宁葫芦岛一模)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3 ══ 2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为 B.Al2Cl6为非极性分子C.该反应中NH3的配位能力大于氯原子D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
解析 溴元素的电负性小于氯元素,Br原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,故双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与NH3反应,D错误。
4.(2023·广东佛山一模)连花清瘟胶囊的有效成分大黄素的结构如图所示,该成分有很强的抗炎抗菌药理活性,根据其结构进行分析,下列说法正确的是( )
A.该分子中碳原子的杂化类型均为sp2B.分子中所含元素的电负性:O>C>HC.基态氧原子核外电子的空间运动状态有8种D.该分子为非极性分子
解析 该分子中除—CH3中的碳原子采用sp3杂化之外,其余碳原子的杂化类型均为sp2,A错误;根据同周期主族元素从左往右元素的电负性依次增大,则电负性:O>C,再结合碳氢化合物中碳显负电性、H显正电性可知,电负性:O>C>H,B正确;O原子核外有8个电子,基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4,共占据5个不同的轨道,故基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,C错误;该分子结构不对称,则正电中心和负电中心不重合,故为极性分子,D错误。
5.(2023·北京东城区一模)对下列事实的解释不正确的是( )
解析 氢化物的稳定性与键能大小有关,与氢键无关,A错误。
6.(2023·北京顺义区一模)下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、W、Z为短周期元素,W的单质常温下为黄绿色气体。下列说法不正确的是( )
A.X、Y的单质均存在同素异形体B.Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增C.R的单质可用于制造半导体材料D.工业上电解饱和NaW溶液得W2可使用阴离子交换膜
解析 W的单质常温下为黄绿色气体,则W为Cl元素,由元素在周期表中的位置可知,X为P元素,Y为O元素,Z为F元素,R为Ge元素。P对应的同素异形体有红磷、白磷等,O对应的同素异形体有氧气、臭氧等,A正确;同周期主族元素从左到右元素的非金属性增强,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故Y、Z的简单氢化物的稳定性依次递增,B正确;Ge和Si位于同一主族,均为重要的半导体材料,C正确;工业上电解饱和食盐水可制得Cl2,因需要将产生的NaOH和Cl2分开,只允许阳离子通过离子交换膜,故需使用阳离子交换膜,D错误。
7.(2023·江西鹰潭一模)原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W组成的化合物的结构如图所示,基态Q原子最外层电子数是电子层数的3倍。下列说法正确的是( )
A.W和Z形成的某种化合物受到撞击时能瞬间释放出大量的气体B.简单离子半径W>QC.氢化物的沸点Y
8.(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是( )A.该晶体中存在N—H…O氢键B.基态原子的第一电离能:C
A.四种元素中X的电负性最大B.简单离子半径:W
10.(2023·安徽宿州一模)我国科学家在嫦娥五号月壤样品中发现一种新矿物,命名为“嫦娥石”,其中含有原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z,W在地壳中含量最多,X的原子半径在同周期主族元素中最大,基态Y原子无未成对电子,Z的第一电离能大于同周期相邻元素。下列叙述正确的是( )A.W的简单氢化物的稳定性弱于ZB.最高价氧化物对应水化物的碱性X小于YC.Z的简单氢化物的空间结构为三角锥形D.W分别与X、Y、Z形成晶体,其类型相同
解析 原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z,W在地壳中含量最多,故W为O;X的原子半径在同周期主族元素中最大,则X为第三周期原子半径最大的元素,即X为Na;基态Y原子无未成对电子,则Y为Mg;Z的第一电离能大于同周期相邻元素,则Z为P。W为O,Z为P,由于O的非金属性强于P,故H2O的稳定性强于PH3,A错误;X为Na,Y为Mg,同一周期从左往右金属性依次减弱,则最高价氧化物对应水化物的碱性:NaOH>Mg(OH)2,B错误;Z为P,Z的简单氢化物为PH3,中心原子P的价层电子对数为4,含1对孤电子对,根据价层电子对互斥模型可知,其空间结构为三角锥形,C正确;W、X、Y、Z分别为O、Na、Mg、P,则W分别与X、Y、Z形成晶体的类型不完全相同,依次为离子晶体、离子晶体和分子晶体,D错误。
11.(2023·湖南常德一模)作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆,某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6,其晶胞结构如图,晶胞参数为a,下列有关表述不正确的是( )
A.Z表示的微粒为H2B.每个X原子周围最近且等距离的X原子有6个C.若A的分数坐标为(0,0.5,0.5),B的分数坐标为(0.75,0.75,0),则C的分数坐标为(1,0.5,1)D.若四条竖直棱的棱心位置均插入Z,则晶体的化学式为LaNi5H7
12.(2023·湖南邵阳一模)R、G、Y、X为原子序数依次增大的四种短周期元素,Y与G同周期,X与Y同主族。甲、乙、丙、丁、戊为这四种元素组成的化合物,其转化关系如图。下列说法中正确的是( )
A.Y的氢化物沸点高于G的氢化物沸点B.基态X原子核外电子有9种空间运动状态C.丁的稀溶液在反应③中作催化剂D.G的最高价氧化物的水化物的酸性比X的强
解析 根据短周期元素Y的原子能形成2个共价键可知,Y为O元素;Y与G同周期即均为第二周期元素,G原子形成4个共价键,则G为C元素;X与Y同主族,则X为S元素;R能形成1个共价键且原子序数最小,则R为H元素。Y为O元素,Y形成的氢化物H2O、H2O2常温下均为液态,G为碳元素,G形成的氢化物中碳原子数目较大时为固态,则氧的氢化物的沸点可能低于碳的氢化物的沸点,A错误;X为S元素,基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,空间运动状态有9种,B正确;丁为H2SO4,丙为CH3CH2OH,甲为CH2=CH2,乙为H2O,反应③为CH3CH2OH发生消去反应生成CH2=CH2和水,浓硫酸在反应③中作催化剂和脱水剂,C错误;G为C元素,X为S元素,非金属性:S>C,则最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3
碳酸镁分解产物是MgO和CO2,碳酸钙分解产物是CaO和CO2,MgO的离子键强于CaO,更加稳定
(4)在碳酸氢盐中,存在阴离子 的多聚链状结构(其结构单元如图),连接结构单元的主要作用力是氢键,请在下图中前后各连接一个结构单元,该结构中,碳原子杂化方式为 。
(5)一种碳化钨晶体的晶胞结构如图,若晶胞的高为b pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞底面六边形的边长为 pm(列出计算式)。
1.(2023·广东广州一模)四氯化锗(GeCl4)是光导纤维的常用掺杂剂,锗与硅同族。下列说法不正确的是( )A.基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2B.GeCl4的熔点比SiCl4低C.GeCl4的空间结构为正四面体形D.第一电离能大小:Cl>Si>Ge
解析 锗是32号元素,基态Ge原子的价层电子排布式为4s24p2,A正确;GeCl4与SiCl4晶体都属于分子晶体,GeCl4的相对分子质量大,GeCl4晶体内的分子间作用力大,则GeCl4的熔点比SiCl4高,B错误;GeCl4分子中Ge原子形成了4个σ键,孤电子对数为 (4-1×4)=0,价层电子对数为4,中心原子的杂化类型为sp3,空间结构为正四面体形,C正确;元素非金属性越强,其第一电离能越大,非金属性大小为Cl>Si>Ge,则第一电离能:Cl>Si>Ge,D正确。
2.(2023·湖北七市州3月联考)氟锑酸(HSbF6)可由氢氟酸和五氟化锑反应得到,其酸性是纯硫酸的2×1019倍,只能用特氟龙(即聚四氟乙烯)为材料的容器盛装。下列有关说法不正确的是( )
A.基态Sb原子的简化电子排布式为[Kr]5s25p3B.SbF6的VSEPR模型为正八面体形C.HSbF6分子中含有配位键D.特氟龙号称“塑料之王”,可通过CF2=CF2发生加聚反应制备
解析 Sb为第五周期第ⅤA族元素,则基态Sb原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s25p3,A错误;SbF6中心原子Sb形成6个共价键,其VSEPR模型为正八面体形,B正确;HSbF6分子中含有配位键,C正确;CF2=CF2分子中存在碳碳双键,可以通过加聚反应制备特氟龙,D正确。
3.(2023·辽宁鞍山一模)三聚氰胺的分子结构如图所示,下列有关说法正确的是( )A.分子中N原子均是sp3杂化B.一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键C.分子中所有原子均位于同一平面上D.三聚氰胺属于极性分子,故极易溶于水
解析 由结构简式可知,三聚氰胺分子中单键氮原子的杂化方式为sp3杂化,双键氮原子的杂化方式为sp2杂化,A错误;分子中的单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,则三聚氰胺分子中共含有15个σ键,B正确;三聚氰胺分子中单键氮原子的杂化方式为sp3杂化,故分子中所有原子不可能位于同一平面上,C错误;三聚氰胺的分子结构对称,正、负电荷中心重合,属于非极性分子,D错误。
4.(2023·山东济南一模)冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18-冠-6可用作相转移催化剂,其与K+形成的螯合离子结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.该螯合离子中碳与氧原子具有相同的杂化类型B.该螯合离子中所有非氢原子可以位于同一平面C.该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为7∶1D.与二甲醚(CH3OCH3)相比,该螯合离子中“C—O—C”键角更大
解析 该螯合离子中碳与氧原子均采取sp3杂化,具有相同的杂化类型,A正确;该螯合离子中碳原子为饱和碳原子,所有的氧原子和碳原子不在同一平面,B错误;该螯合离子中的极性键为24个C—H、12个C—O和6个配位键,共42个极性键,非极性键为6个C—C,二者个数比为7∶1,C正确;与二甲醚(CH3OCH3)相比,该螯合离子中O的孤电子对数从2对变成1对,排斥作用减小,则“C—O—C”键角更大,D正确。
5.(2023·山东潍坊一模)“点击化学”研究获得2022年诺贝尔化学奖表彰,利用该原理可制得如图所示含 大π键的产物。已知杂化轨道中s成分越多,所形成的化学键越稳定。下列说法错误的是( )
A.铜离子降低了反应的活化能B.反应物中黑球对应元素的电负性强于NC.产物中α、β两位置的N原子中,α位置的N原子更容易形成配位键D.反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短
解析 铜离子在反应中作催化剂,能降低反应的活化能,从而加快反应速率,A正确;由 可知,α位置的N原子带正电,则与黑球直接连接的N应该显一定负电性,黑球对应元素应显一定正电性,故黑球对应元素的电负性弱于N,B错误;α位置的N原子中含有1对孤电子对,容易形成配位键,C正确;杂化轨道中s成分越多,所形成的化学键越稳定,反应物中氮氮键更稳定、键长更短,故反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短,D正确。
6.(2023·陕西榆林一模)短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液中,却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是( )A.简单离子半径:R>W>X>Y>ZB.Y与W具有相同的最高化合价C.Z、W的简单离子都能促进水的电离D.向元素X的最简单氢化物的稀溶液中滴加酚酞,无明显变化
解析 常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,可联想到Al在浓硝酸、浓硫酸中的钝化,则Z应为Al元素,W的原子序数大于Al,则W为S元素,R为原子序数大于S的短周期主族元素,则R为Cl元素;X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,且X的原子序数小于Y,应是指氨气极易溶于水,则X为N元素,Y为O元素。核外电子排布相同的简单离子,原子序数越小半径越大,另外电子层数越多,半径越大,故简单离子半径:W>R>X>Y>Z,A错误;W为S元素,Y为O元素,S的最高化合价为+6价,O没有+6价,最高化合价不同,B错误;Z、W的简单离子分别为Al3+、S2-,都可以发生水解,从而促进水的电离,C正确;X为N元素,N的气态氢化物为NH3,其水溶液显碱性,滴加酚酞,溶液显红色,D错误。
7.(2023·湖南岳阳一模)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。X的原子核只有1个质子,其中X、Y、Z、W原子序数依次增大,且Y、Z、W均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法一定正确的是( )
A.分子中Z原子的杂化轨道类型为spB.W与85号元素位于周期表中的同一主族C.X、Y、Z、W的原子核外未成对电子数分别为1、4、2、1D.氢化物的沸点:Y
8.(2023·湖北八市联考)某种离子液体的结构如图所示,X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Y、Z、M为同周期相邻元素,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Q为非金属性最强的元素。下列说法错误的是( )
解析 根据阳离子的结构可知,Z原子形成四个键,可知Z为C原子;Y、Z、M为同周期相邻元素,那么Y为B,M为N,X为H;根据阴离子的结构及Q为非金属性最强的元素可知,Q为F。Y的基态原子电子排布式为1s22s22p1,Q的基态原子电子排布式为1s22s22p5,未成对电子数均为1,A错误;非金属性N
9.(2023·河北沧州一模)ZnS是一种重要的光导体材料。如图是ZnS的某种晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,原子旁边标注的数字是该原子位于z轴上的高度(部分相同位置的原子未标注),下列说法正确的是( )
A.S2-周围等距离且最近的S2-有6个B.基态Zn原子核外有15种空间运动状态不同的电子C.Zn2+与S2-的最短距离为 pmD.在第三周期中,比S元素第一电离能大的元素有两种
10.(2023·广东茂名一模)我国科学家合成了一种深紫外非线性光学晶体新材料,该晶体中阴离子为[M11XY19Z3]3-。元素M、X、Y、Z均为短周期元素,M、Y与Z同周期,M的最外层电子数比次外层电子数多1,Z为电负性最强的元素,Y是地壳中含量最高的元素,X的3p轨道有3个电子。下列说法中不正确的是( )A.电负性:Y>XB.简单离子半径:Y>ZC.简单气态氢化物的稳定性:X
11.(2023·河北邯郸一模)氮化镓是一种优异的半导体,硬度很大,熔点约为1 700 ℃,氮化镓有三种晶体结构,其中最稳定的晶体的结构如图。下列关于该结构及其对应晶体的说法正确的是( )
A.氮化镓晶体属于分子晶体B.该结构中有8个N原子C.Ga原子周围等距离且最近的Ga原子数为6
12.(2023·辽宁辽阳一模)我国科学家开发铜钯催化剂高效实现电催化CO还原制备乙酸,铜钯的晶胞结构如图。已知:Cu、Pd的原子半径分别为a pm、b pm。下列叙述正确的是( )
A.乙酸的同分异构体均易溶于水B.该晶胞对应晶体的化学式为CuPd2C.距离Cu最近的Cu有8个
13.(2023·山东菏泽一模)我国在新材料领域研究的重大突破为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Cu等元素。回答下列问题:(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填字母,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。
(2)铵盐大多不稳定。从结构的角度解释NH4F比NH4I更易分解的原因是 。 (3)镍能形成多种配合物,其中Ni(CO)4是无色挥发性液体,K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]中的配位原子是 ;K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是 。
氟离子半径小于碘离子,氢氟键键能更大,更容易形成,故氟更易夺取铵根离子中的氢生成HF
K2[Ni(CN)4]为离子晶体,而Ni(CO)4为分子晶体
(4)氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构,六方氮化硼的结构与石墨类似,可用作润滑剂;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可用作研磨剂。六方氮化硼的晶体类型为 ;立方氮化硼晶胞的密度为ρ g·cm-3,晶胞的边长为a cm。设NA为阿伏加德罗常数的值,则阿伏加德罗常数的值NA= 。
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