2023版高考化学步步高大二轮复习讲义第一部分 专题10　题型专攻3 物质结构与性质选择题【解析版】

这类题目往往将元素化合物知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来，综合性较强，难度较大，解题的关键是正确推断元素，常用的方法有：

1．原子或离子结构示意图。

2．元素主要化合价的特征关系。

3．原子半径的递变规律。

4．元素周期表中短周期的特殊结构

如：(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族左侧无元素分布。

(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。

利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。

如：已知X、Y、Z、W四种短周期元素的位置关系如图：

则可以推出X为He，再依次推知Y为F、Z为O、W为P。

5．部分元素及其化合物的特性

(1)形成化合物种类最多的元素或对应单质是自然界中硬度最大的物质的元素：C。

(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。

(3)地壳中含量最多的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。

(4)地壳中含量最多的金属元素：Al。

(5)最活泼的非金属元素或无正化合价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。

(6)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素：Cs。

(7)焰色试验呈黄色的元素：Na。焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素：K。

(8)单质密度最小的元素：H。单质密度最小的金属元素：Li。

(9)常温下单质呈液态的非金属元素：Br。常温下单质呈液态的金属元素：Hg。

(10)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。

(11)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素：N。元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素：S。

(12)短周期元素W的简单氢化物(常温下为气体)可用作制冷剂，则W是氮(N)；短周期元素T的一种单质在空气中能够自燃，则T是磷(P)。

(13)若r是由短周期元素组成的二元化合物，0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，则r是HCl；若r是由短周期元素组成的三元化合物，0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，则r是HNO3或HClO3或HClO4；若r是由短周期元素组成的三元化合物，0.005 mol·L－1 r溶液的pH为2，则r是H2SO4。

6．微粒结构的特性

(1)熟记主族元素的价层电子排布式

Ⅰ A：ns1　ⅡA：ns2　ⅢA：ns2np1　ⅣA：ns2np2

ⅤA：ns2np3　ⅥA：ns2np4　ⅦA：ns2np5

(2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式

Sc：3d14s2　Ti：3d24s2　V：3d34s2　Cr：3d54s1

Mn：3d54s2  Fe：3d64s2  Co：3d74s2  Ni：3d84s2

Cu：3d104s1  Zn：3d104s2

7．按要求回答问题。

(1)在元素周期表中，第一电离能最大的是______________________。

(2)试比较F、N、O、C的第一电离能、电负性大小：____________________________。

(3)试比较H、C、Si的第一电离能、电负性大小：_______________________________。

答案　(1)He　(2)第一电离能：F>N>O>C、电负性：F>O>N>C　(3)第一电离能：H>C>Si、电负性：C>H>Si

8．认识几种含氧酸的结构

1．(2022·湖北，7)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是(　　)

A．具有自范性

B．与C60互为同素异形体

C．含有sp3杂化的碳原子

D．化学性质与金刚石有差异

答案　A

解析　自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确；金刚石与碳玻璃互为同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有差异，D正确。

2．(2022·湖北，9)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．Ca2＋的配位数为6

B．与F－距离最近的是K＋

C．该物质的化学式为KCaF3

D．若F－换为Cl－，则晶胞棱长将改变

答案　B

解析　Ca2＋配位数为与其距离最近且等距离的F－的个数，如图所示，Ca2＋位于体心，F－位于面心，所以Ca2＋的配位数为6，A正确；F－与K＋的最近距离为棱长的，F－与Ca2＋的最近距离为棱长的，所以与F－距离最近的是Ca2＋，B错误；K＋位于顶角，个数为×8＝1，F－位于面心，个数为×6＝3，Ca2＋位于体心，个数为1，综上，该物质的化学式为KCaF3，C正确；F－与Cl－半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。

3．(2022·湖北，11)磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O===P(N3)3。下列关于该分子的说法正确的是(　　)

A．为非极性分子

B．空间结构为正四面体形

C．加热条件下会分解并放出N2

D．分解产物NPO的电子式为

答案　C

解析　磷酰三叠氮分子是不对称结构，分子中的正负电荷中心不重合，是极性分子，A项错误；磷酰三叠氮分子含有三个P—N及一个P==O，则空间结构为四面体形，B项错误；磷酰三叠氮是一种高能分子，加热条件下会分解并放出N2，C项正确；NPO为共价化合物，则电子式为，D项错误。

4．(2022·辽宁，2)下列符号表征或说法正确的是(　　)

A．H2S电离：H2S2H＋＋S2－

B．Na位于元素周期表p区

C．CO空间结构：平面三角形

D．KOH电子式：

答案　C

解析　H2S是二元弱酸，电离分步进行，其第一步电离方程式为H2SH＋＋HS－，A错误；基态Na原子的价电子排布式是3s1，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，B错误；CO中中心碳原子的价层电子对数为3＋×(4＋2－3×2)＝3，故其空间结构为平面三角形，C正确；KOH是离子化合物，电子式应为，D错误。

5．(2022·辽宁，5)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是(　　)

A．X能与多种元素形成共价键

B．简单氢化物沸点：Z<Q

C．第一电离能：Y>Z

D．电负性：W<Z

答案　B

解析　短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，最外层电子排布为2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布为3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q分别为C、O和S，则Y为N。X为C，能与多种元素(H、O、N、P、S等)形成共价键，A正确；Z和Q形成的简单氢化物分别为H2O和H2S，由于H2O分子间能形成氢键，故H2O的沸点高于H2S，B错误；Y为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确；W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确。

6．(2022·辽宁，7)下列类比或推理合理的是(　　)

答案　A

解析　Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大，沸点逐渐升高，可推知分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，由于相对分子质量：H2<N2<O2，所以沸点：H2<N2<O2，故A正确；非金属元素最高价含氧酸的酸性与非金属性有关，元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以酸性：HClO4>HIO4，酸性：HCl<HI，故B错误；由金属性：Fe>Cu，可推出氧化性：Fe2＋<Cu2＋，由离子方程式2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可得，氧化性：Fe3＋>Cu2＋，故C错误；Ag2CrO4和AgCl的阴、阳离子个数比不相同，不能通过Ksp大小来比较二者在水中的溶解度，故D错误。

7．(2022·辽宁，8)理论化学模拟得到一种N离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(　　)

A．所有原子均满足8电子结构

B．N原子的杂化方式有2种

C．空间结构为四面体形

D．常温下不稳定

答案　B

解析　由N的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；N中含叠氮结构()，常温下不稳定，D正确。

8．(2021·辽宁1月适应性测试，4)下列说法错误的是(　　)

A．CH4分子球棍模型：

B．基态Si原子价层电子排布图：

C．第一电离能：N>O>C

D．石墨质软的原因是其层间作用力微弱

答案　A

解析　C原子的半径大于H原子，因此CH4分子的球棍模型：，A错误；基态Si原子价层电子排布式为3s23p2，价层电子排布图为，B正确；N原子的2p轨道处于半充满状态，因此其第一电离能比其相邻元素的大，则第一电离能：N>O>C，C正确；在石墨中，同层的C原子以共价键结合，而每层之间以范德华力结合，其层间作用力微弱，层与层之间可以滑动，因此较为松软，D正确。

9．(2021·湖北1月选考模拟，5)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素，W2X是维持生命过程的必需物质，WY可用于玻璃的刻蚀，ZX2是酸雨的主要形成原因之一，室温下化合物ZY4是气体。下列说法错误的是(　　)

A．Y的第一电离能在四种元素中最大

B．W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化

C．W2X的沸点高于W2Z的沸点

D．ZY4分子中原子均为8电子结构

答案　D

解析　WY是HF，则W2X是H2O，ZX2是SO2，即W是H，X是O，Y是F，Z是S。A项，在H、O、F、S中，F的第一电离能最大，正确；B项，H2O中O的价层电子对数为4，O原子采用sp3杂化，SO2中S的价层电子对数是3，S原子采用sp2杂化，正确；C项，由于H2O分子间可以形成氢键，所以H2O的沸点高于H2S的沸点，正确；D项，SF4的结构式为，F达到8电子结构，S最外层有10个电子，错误。

1．(2022·辽宁省3月联合考试)下列化学用语使用正确的是(　　)

A．基态O原子的轨道表示式：

B．Na＋的结构示意图：

C．NaOH的电子式：

D．中子数为8的碳的核素：C

答案　D

解析　已知Na是11号元素，故质子数为11，则Na＋的结构示意图为，B错误；NaOH为离子化合物，其电子式为，C错误；中子数为8的碳的核素，其质量数是14，可表示为C，D正确。

2．(2022·辽宁省高三3月联合考试)某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，A点的原子坐标参数为(0,0,0)，C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是(　　)

A．B点的原子坐标参数为

B．距离Co2＋最近且等距离的Ti4＋的数目为8

C．该晶体的密度为 g·cm－3

D．Ti4＋与O2－之间的最短距离为a nm

答案　C

解析　根据题目所给已知条件，可知B点的原子坐标参数为，A项不符合题意；Co2＋在晶胞体心，距离Co2＋最近且等距离的Ti4＋在晶胞8个顶点，B项不符合题意；该晶体的化学式为CoTiO3，CoTiO3的摩尔质量为155 g·mol－1，1 nm＝10－7 cm，该晶体的密度为 g·cm－3，C项符合题意；Ti4＋与O2－之间的最短距离为立方晶胞中面对角线的一半，即a nm，D项不符合题意。

3．(2022·辽宁省名校联盟高三3月联合考试)Cu、Au能形成多种组成固定的合金，其中一种晶体的晶胞结构(立方体)如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．该晶体的化学组成可表示为CuAu

B．与1个Cu原子距离最近的Au原子是4个

C．Au填充了由与之距离最近的Cu原子构成的正八面体空隙

D．根据图中信息，铜原子a的分数坐标为(0.5,0.5,0.5)

答案　B

解析　由晶胞结构可知，晶胞中位于面心铜原子的个数为6×＝3，位于顶角的金原子的个数为8×＝1，则晶体的化学式为Cu3Au，故A错误；由晶胞结构可知，晶胞中金原子和距离最近的铜原子为顶角和面心的位置关系，则1个铜原子距离最近的金原子是4个，故B正确；由晶胞结构可知，晶胞中金原子和距离最近的铜原子为顶角和面心的位置关系，则金原子没有填充由与之距离最近的铜原子构成的正八面体空隙，故C错误；由晶胞结构可知，铜原子a位于晶胞右侧面的面心，分数坐标为(1,0.5,0.5)，故D错误。

4．(2022·辽宁省名校联盟高三3月联合考试)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q、R的最高价态与简单氢化物沸点的关系如图所示，Z的简单液态氢化物可用作制冷剂。下列说法正确的是(　　)

A．简单氢化物键角：Y＞Z＞Q

B．简单离子半径：W＞X＞Z

C．第一电离能：R＞Q＞W

D．含氧酸的酸性：Z＞W＞Y

答案　A

解析　Z的简单液态氢化物可用作制冷剂，Z是N；W最高价态与Z相等，W是P；Q是S；R是Cl；Y是C；X最高价态是0，X是F。简单氢化物键角：CH4>NH3>H2S，A项正确；简单离子半径：P3－>N3－>F－，B项错误；第一电离能：Cl>P>S，C项错误；最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2CO3，D项错误。

5．(2022·辽宁省名校联盟高三3月联合考试)一种离子液体的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X、Y、Z是构成蛋白质的必需元素，且W、Z同主族，—Me代表甲基，下列有关说法错误的是(　　)

A．Y、Z第一电离能：Y＜Z

B．X和Q形成的最简单化合物能刻蚀玻璃

C．Z、W氧化物对应水化物的酸性一定为Z＞W

D．X、Y形成的链状化合物CmHn中σ键数目为m＋n－1

答案　C

解析　X、Y、Z是构成蛋白质的必需元素，图示结构中X形成1个共价键，Y形成4个共价键，Z形成3个共价键、失去一个电子后形成4个共价键，则X为H、Y为C、Z为N；W、Z同主族，W为P；Q形成一个共价键且原子序数比N大比P小，则Q为F。由分析可知，Y为C、Z为N，则第一电离能：N＞C，A项正确；X为H、Q为F，HF能刻蚀玻璃，B项正确；Z为N、W为P，N、P最高价氧化物对应水化物的酸性一定为N＞P，但非最高价时HNO2酸性不如H3PO4强，C项错误；X为H、Y为C，H、C形成的链状化合物CmHn中，σ键数目应为m＋n－1，因为两原子间成键一定有且仅有一个σ键，D项正确。

6．(2022·辽宁省锦州市高三第一次质量检测)我国科学家成功合成了一种具有超高能量且室温下稳定的盐(局部结构如图)，其中含有两种10电子离子。下列说法错误的是(　　)

A．经X射线衍射实验可测得该盐的晶体结构

B．该盐可用于制造炸药

C．两种10电子离子中均含配位键

D．图中Z中Z原子采取sp3杂化

答案　D

解析　由图可知X的半径最小，且只能形成一个共价键，则X为H元素；有两种10电子离子可能为H3O＋、NH，由图示半径大小可推知Y为O元素，Z为N元素。由该盐的局部结构图可知经X射线衍射实验可以测定该盐的晶体结构，故A正确；该物质是一种具有超高能量的盐，则可用于制造炸药，故B正确；由分析知有两种10电子离子为H3O＋、NH，两者中均含配位键，故C正确；图中Z为N，图示N的结构为平面正五边形，说明N中N原子采取sp2杂化，故D错误。

7．(2022·辽宁高三3月联合考试)已知短周期元素X、Y、Z、W分别位于三个不同周期，且原子序数依次递增，已知Y、Z、W形成的化合物结构如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．简单氢化物沸点：Y＜W

B．原子半径：W＞Z＞Y＞X

C．Y与Z形成的化合物，阴、阳离子之比分别为1∶2和1∶1

D．X2Y2、WX3均为含18e－的分子

答案　D

解析　短周期元素X、Y、Z、W分别位于三个不同周期，且原子序数依次递增，所以X为氢，根据化合物结构可判断，Y为氧，Z为钠，W为磷，据此分析解答。水分子之间可以形成氢键，所以沸点：H2O＞PH3，A错误；同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素自上而下原子半径依次增大，因此原子半径：Na＞P＞O＞H，B错误；Y与Z形成的化合物为氧化钠和过氧化钠，阴、阳离子之比都为1∶2，C错误；X2Y2、WX3分别为H2O2、PH3，分子中均含有18e－，D正确。