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备战2025年高考二轮复习化学（湖南版）大单元选择题突破练4（Word版附解析）
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这是一份备战2025年高考二轮复习化学（湖南版）大单元选择题突破练4（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了基本概念和理论是化学思维的基石等内容，欢迎下载使用。
学生用书P207
(选择题每小题3分)
题组一 元素推断与“位—构—性”的关系
1.(2024·北京丰台区一模)我国研究人员开发出的铝/镁/铝层压板,质量轻、耐腐蚀。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Mg>AlB.第一电离能:MgC.碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3D.氧化性:Mg2+答案:B
解析:同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:Mg>Al,A正确;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但Mg的最外层s能级为全充满状态,第一电离能:Mg>Al,B错误;同周期元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,对应的最高价氧化物的水化物的碱性减弱,金属性:Mg>Al,则碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,C正确;金属性:Mg>Al,金属的还原性越强,对应离子的氧化性越弱,则氧化性:Mg2+2.(2024·湖南长沙一中一模)LK-99是一种将Pb2(SO4)O和Cu3P按一定比例在真空石英管中加热到925 ℃后形成的铜掺杂改性铅磷灰石材料,可表示为M(10-x)Yx(XW4)6。W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素,M、Y为金属元素,M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数。下列说法正确的是( )
A.基态Y2+比基态Y+更稳定
B.M的单质是半导体
C.原子半径:MD.X元素最高价氧化物对应的水化物是一种中强酸
答案:D
解析:M、Y为金属元素,M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数,可知M为Pb,Y为Cu,W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素,可知X为P,W为O。
基态Cu+价层电子排布为3d10,基态Cu2+价层电子排布为3d9,因此基态Cu+比基态Cu2+更稳定,A错误;元素周期表的金属元素和非金属元素的交界处可以找到半导体材料,Pb位于元素周期表第六周期第ⅣA族,不是半导体,B错误;电子层数越多,原子半径越大,原子半径:M(Pb)>X(P),C错误;P元素最高价氧化物对应的水化物H3PO4是中强酸,D正确。
3.(2024·河北卷)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2ZQWXZ3+YW4R,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:WB.第一电离能:XC.单质沸点:ZD.电负性:W答案:C
解析:侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H、C、N、O、Na、Cl。原子半径:H4.(2024·湖南长沙四区3月调研)X、Y、Z为短周期主族元素,化合物ZYX2是一种有机中间体,能与水发生剧烈反应生成强酸HX和一种常见的温室气体ZY2。下列说法正确的是( )
A.电负性:ZB.基态Z原子和Y原子的未成对电子数相等
C.ZYX2的空间结构为三角锥形
D.ZY2的分子中,σ键与π键个数比为2∶1
答案:B
解析:一种常见的温室气体ZY2为二氧化碳,强酸HX为氯化氢,所以ZYX2为COCl2,所以X、Y、Z为氯、氧和碳。电负性:碳<氯<氧,A错误;基态Z原子电子排布式1s22s22p2,未成对电子数是2,基态Y原子电子排布式1s22s22p4,未成对电子数是2,两者相等,B正确;COCl2的结构式为,中心原子没有孤电子对,中心原子价层电子对是3,所以空间结构为平面三角形,C错误;ZY2分子的结构式为OCO,σ键与π键个数比为1∶1,D错误。
5.(2023·湖南卷)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素;基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等;基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:XC.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
答案:C
解析:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,根据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等,可知X的电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,即X为O元素或Mg元素,基态O原子的未成对电子数为2,基态Mg原子无未成对电子,由于基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3,则X为O元素,基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素,Z为P元素,则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WY2,结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为+2价,又其原子序数最大,故W为Ca元素、Y为F元素。元素电负性:F>O>P>Ca,A错误;原子半径:F6.(2024·湖北三月联合测评)X是宇宙中最丰富的元素,Y位于第四周期且基态原子中有5个未成对电子,基态W原子的s能级与p能级的电子数相等,ZW是N2的等电子体,四种元素形成的配合物XY(ZW)5结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.第一电离能:W>Z
B.电负性:W>Z>X
C.配体ZW中配位原子为Z
D.Y的最高价氧化物为碱性氧化物
答案:D
解析:X是宇宙中最丰富的元素,则X为H元素;Y位于第四周期且基态原子中有5个未成对电子,则Y为Mn元素;基态W原子的s能级与p能级的电子数相等,ZW是N2的等电子体,则Z为C元素、W为O元素。氧元素的第一电离能大于碳元素,A正确;元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为O>C>H,则电负性的大小顺序为O>C>H,B正确;由图可知,一氧化碳是配合物的配体,给予孤电子对的配位原子是碳原子,C正确;七氧化二锰是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物,D错误。
7.(2024·湖南株洲质检)某储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法错误的是( )
A.简单氢化物沸点:XB.Y和W位于同一主族
C.第一电离能:XD.阴、阳离子中均有配位键
答案:B
解析:由题干信息可知,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,故Z为C或者O;根据多孔储氢材料前驱体结构图可知,Y周围形成了4个单键,再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大可知,Y为N,故Z为O;M只形成一个单键,M为H,X为C,则W为B。NH3分子间存在氢键,则NH3的沸点高于CH4,A正确;N位于第ⅤA族,B位于第ⅢA族,二者不属于同主族元素,B错误;第一电离能:C8.(2024·湖南重点高中二模)短周期主族元素X、Y、Z、R在元素周期表中的相对位置如图所示。
已知:Z单质与浓烧碱溶液反应产生气泡并生成盐。下列叙述正确的是( )
A.工业上一定用电解法制备Z的单质
B.R的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
C.X的简单氢化物的键角可能小于Y的简单氢化物的键角
D.Y的简单氢化物VSEPR模型为平面三角形
答案:B
解析:Z单质与浓烧碱溶液反应产生气泡并生成盐,Z为Al或Si,根据元素的相对位置,X为C或N,Y为N或O,R为S或Cl。
Z可能是Al或Si,若是Si,则不能用电解法制得,故A错误。R为S或Cl,最高价氧化物对应的水化物分别是H2SO4或HClO4,都是强酸,故B正确。若X为C,则Y为N,甲烷分子中键角是109°28',NH3中N原子有1个孤电子对,键角小于109°28';若X是N,则Y是O,H2O中O上有2个孤电子对,H2O的键角小于NH3的,故C错误。Y的简单氢化物是NH3或H2O,中心原子都是4个价层电子对,故VSEPR模型为四面体形,故D错误。
题组二 物质结构与性质的关系
9.(2024·湖南长郡中学一模)超氧化钾(KO2)与CO2反应会生成K2CO3并放出O2,下列说法正确的是( )
A.KO2中K的化合价为+2价
B.CO32-的空间结构为平面三角形
C.CO2的空间填充模型为
D.KO2只含离子键
答案:B
解析:K是碱金属,KO2中K的化合价为+1价,A错误;CO32-中心原子价层电子对数为3+12(4+2-3×2)=3,且没有孤电子对,空间结构为平面三角形,B正确;碳原子半径大于氧原子半径,CO2的空间填充模型为,C错误;KO2是离子化合物,含有离子键,O2-中含有非极性共价键,D错误。
10.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是( )
A.VSEPR理论认为VSEPR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.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
答案:A
解析:本题考查化学基本概念和理论知识。
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,A项错误;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,元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果,B项正确;在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,且自旋相反,这个原理被称为泡利原理,C项正确;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,D项正确。
11.(2024·湖北卷)结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
答案:B
解析:甘油分子中有3个羟基,分子间可以形成更多的氢键,且O元素的电负性较大,故其分子间形成的氢键较强,因此甘油是黏稠液体,A正确;王水溶解铂,是因为浓盐酸提供的Cl-能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物,从而促进铂的溶解,在这个过程中浓盐酸没有表现氧化性,B不正确;冰晶体中水分子间形成较多的氢键,由于氢键具有方向性,因此,水分子间形成氢键后空隙变大,冰晶体中水分子的空间利用率相对较低,冰的密度小于干冰,C正确;石墨属于混合型晶体,在石墨的二维结构平面内,每个碳原子以C—C与相邻的3个碳原子结合,形成六元环层。碳原子有4个价电子,而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键,还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上,层内碳原子的这些p轨道相互平行,相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键,这些p轨道的电子可以在整个层内运动,因此石墨能导电,D正确。
12.(2024·湖南卷)下列有关化学概念或性质的判断错误的是( )
A.CH4分子是正四面体结构,则CH2Cl2没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中C—H的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由R4N+与PF6-组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
答案:B
解析:CH2Cl2为四面体结构,因此CH2Cl2没有同分异构体,A正确;环己烷中碳原子采用sp3杂化,苯分子中碳原子采用sp2杂化,由于同能层中s轨道更接近原子核,因此杂化轨道的s成分越多,其杂化轨道更接近原子核,由此可知sp2杂化轨道参与组成的C—H共价键的电子云更偏向碳原子核,即苯分子中的C—H键长小于环己烷,键能更高,B错误;带1个单位电荷,其相对分子质量为92,因此其质荷比为92,C正确;当阴、阳离子体积较大时,其电荷较为分散,导致离子之间的作用力较低,所以熔点接近室温,D正确。
13.(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是( )
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个CN22-周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.CN22-为V形结构
答案:D
解析:LiH中H元素为-1价,CN22-中N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2可知,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C,A正确;根据均摊法可知,Li+位于晶胞中的面上,则晶胞中含有Li+的个数为8×12=4,B正确;观察位于体心的CN22-可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,C正确;CN22-的中心原子C原子的价层电子对数为2+12×(4+2-3×2)=2,且CN22-与CO2互为等电子体,则CN22-为直线形分子,D错误。
14.(2024·湖南长沙一中三模)吡咯()、呋喃()、噻吩()都是常见杂环化合物。下列关于三种物质的说法错误的是( )
A.三种分子中化学键类型相同
B.三种分子均易溶于水
C.N、O、S原子杂化方式相同
D.沸点:吡咯>噻吩>呋喃
答案:B
解析:由题图可知,三种分子含有的化学键类型相同,A正确。呋喃、噻吩均难溶于水,B错误。杂环化合物是四个C和N(O、S)共面,每个碳原子及杂原子上均有一个p轨道且互相平行,在碳原子的p轨道中有一个电子,杂原子提供一个孤电子对形成Π56;吡咯的N原子形成3条σ键,杂化方式为sp2,呋喃的O原子(噻吩的S原子)形成2条σ键以及一个孤电子对,杂化方式为sp2,则N、O、S三种原子杂化方式均为sp2,C正确。三者均是分子晶体,吡咯分子间可形成氢键,呋喃及噻吩分子间只存在范德华力,而噻吩的相对分子质量比呋喃的大,沸点较高,故沸点:吡咯>噻吩>呋喃,D正确。
15.(2024·湖南岳阳三模)钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3在太阳能电池领域具有重要的应用价值,其晶胞结构如图1所示,B代表Pb2+,A的原子分数坐标为(0,0,0),B的为(12,12,12)。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中错误的是( )
图1
图2
A.该晶体的密度为6.2×1030a3NAg· cm-3
B.N、I、Pb均属于p区元素
C.C的原子分数坐标为(1,12,12)
D.若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示
答案:A
解析:A有8个在顶点,个数为8×18=1;B位于体心,个数为1;C位于面心,个数为6×12=3;结合化学式可知C代表碘离子,A为(CH3NH3)+,晶胞质量为620NAg,晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,该晶体的密度为620NA(a×10-10)3g·cm-3=6.2×1032a3NA g·cm-3,故A错误;N、I、Pb分别为第ⅤA、ⅦA、ⅣA族元素,均属于p区元素,故B正确;结合坐标轴及C原子位置可知C的原子分数坐标为(1,12,12),故C正确;若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示,中心为面心和体心的投影重叠,故D正确。X
Y
Z
R
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
学生用书P207
(选择题每小题3分)
题组一 元素推断与“位—构—性”的关系
1.(2024·北京丰台区一模)我国研究人员开发出的铝/镁/铝层压板,质量轻、耐腐蚀。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:Mg>AlB.第一电离能:Mg
解析:同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:Mg>Al,A正确;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但Mg的最外层s能级为全充满状态,第一电离能:Mg>Al,B错误;同周期元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,对应的最高价氧化物的水化物的碱性减弱,金属性:Mg>Al,则碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,C正确;金属性:Mg>Al,金属的还原性越强,对应离子的氧化性越弱,则氧化性:Mg2+
A.基态Y2+比基态Y+更稳定
B.M的单质是半导体
C.原子半径:M
答案:D
解析:M、Y为金属元素,M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数,可知M为Pb,Y为Cu,W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素,可知X为P,W为O。
基态Cu+价层电子排布为3d10,基态Cu2+价层电子排布为3d9,因此基态Cu+比基态Cu2+更稳定,A错误;元素周期表的金属元素和非金属元素的交界处可以找到半导体材料,Pb位于元素周期表第六周期第ⅣA族,不是半导体,B错误;电子层数越多,原子半径越大,原子半径:M(Pb)>X(P),C错误;P元素最高价氧化物对应的水化物H3PO4是中强酸,D正确。
3.(2024·河北卷)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2ZQWXZ3+YW4R,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W
解析:侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H、C、N、O、Na、Cl。原子半径:H
A.电负性:Z
C.ZYX2的空间结构为三角锥形
D.ZY2的分子中,σ键与π键个数比为2∶1
答案:B
解析:一种常见的温室气体ZY2为二氧化碳,强酸HX为氯化氢,所以ZYX2为COCl2,所以X、Y、Z为氯、氧和碳。电负性:碳<氯<氧,A错误;基态Z原子电子排布式1s22s22p2,未成对电子数是2,基态Y原子电子排布式1s22s22p4,未成对电子数是2,两者相等,B正确;COCl2的结构式为,中心原子没有孤电子对,中心原子价层电子对是3,所以空间结构为平面三角形,C错误;ZY2分子的结构式为OCO,σ键与π键个数比为1∶1,D错误。
5.(2023·湖南卷)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素;基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等;基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
答案:C
解析:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,根据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等,可知X的电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,即X为O元素或Mg元素,基态O原子的未成对电子数为2,基态Mg原子无未成对电子,由于基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3,则X为O元素,基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素,Z为P元素,则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WY2,结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为+2价,又其原子序数最大,故W为Ca元素、Y为F元素。元素电负性:F>O>P>Ca,A错误;原子半径:F
A.第一电离能:W>Z
B.电负性:W>Z>X
C.配体ZW中配位原子为Z
D.Y的最高价氧化物为碱性氧化物
答案:D
解析:X是宇宙中最丰富的元素,则X为H元素;Y位于第四周期且基态原子中有5个未成对电子,则Y为Mn元素;基态W原子的s能级与p能级的电子数相等,ZW是N2的等电子体,则Z为C元素、W为O元素。氧元素的第一电离能大于碳元素,A正确;元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为O>C>H,则电负性的大小顺序为O>C>H,B正确;由图可知,一氧化碳是配合物的配体,给予孤电子对的配位原子是碳原子,C正确;七氧化二锰是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物,D错误。
7.(2024·湖南株洲质检)某储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法错误的是( )
A.简单氢化物沸点:X
C.第一电离能:X
答案:B
解析:由题干信息可知,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,故Z为C或者O;根据多孔储氢材料前驱体结构图可知,Y周围形成了4个单键,再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大可知,Y为N,故Z为O;M只形成一个单键,M为H,X为C,则W为B。NH3分子间存在氢键,则NH3的沸点高于CH4,A正确;N位于第ⅤA族,B位于第ⅢA族,二者不属于同主族元素,B错误;第一电离能:C
已知:Z单质与浓烧碱溶液反应产生气泡并生成盐。下列叙述正确的是( )
A.工业上一定用电解法制备Z的单质
B.R的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
C.X的简单氢化物的键角可能小于Y的简单氢化物的键角
D.Y的简单氢化物VSEPR模型为平面三角形
答案:B
解析:Z单质与浓烧碱溶液反应产生气泡并生成盐,Z为Al或Si,根据元素的相对位置,X为C或N,Y为N或O,R为S或Cl。
Z可能是Al或Si,若是Si,则不能用电解法制得,故A错误。R为S或Cl,最高价氧化物对应的水化物分别是H2SO4或HClO4,都是强酸,故B正确。若X为C,则Y为N,甲烷分子中键角是109°28',NH3中N原子有1个孤电子对,键角小于109°28';若X是N,则Y是O,H2O中O上有2个孤电子对,H2O的键角小于NH3的,故C错误。Y的简单氢化物是NH3或H2O,中心原子都是4个价层电子对,故VSEPR模型为四面体形,故D错误。
题组二 物质结构与性质的关系
9.(2024·湖南长郡中学一模)超氧化钾(KO2)与CO2反应会生成K2CO3并放出O2,下列说法正确的是( )
A.KO2中K的化合价为+2价
B.CO32-的空间结构为平面三角形
C.CO2的空间填充模型为
D.KO2只含离子键
答案:B
解析:K是碱金属,KO2中K的化合价为+1价,A错误;CO32-中心原子价层电子对数为3+12(4+2-3×2)=3,且没有孤电子对,空间结构为平面三角形,B正确;碳原子半径大于氧原子半径,CO2的空间填充模型为,C错误;KO2是离子化合物,含有离子键,O2-中含有非极性共价键,D错误。
10.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是( )
A.VSEPR理论认为VSEPR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.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
答案:A
解析:本题考查化学基本概念和理论知识。
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,A项错误;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,元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果,B项正确;在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,且自旋相反,这个原理被称为泡利原理,C项正确;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,D项正确。
11.(2024·湖北卷)结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
答案:B
解析:甘油分子中有3个羟基,分子间可以形成更多的氢键,且O元素的电负性较大,故其分子间形成的氢键较强,因此甘油是黏稠液体,A正确;王水溶解铂,是因为浓盐酸提供的Cl-能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物,从而促进铂的溶解,在这个过程中浓盐酸没有表现氧化性,B不正确;冰晶体中水分子间形成较多的氢键,由于氢键具有方向性,因此,水分子间形成氢键后空隙变大,冰晶体中水分子的空间利用率相对较低,冰的密度小于干冰,C正确;石墨属于混合型晶体,在石墨的二维结构平面内,每个碳原子以C—C与相邻的3个碳原子结合,形成六元环层。碳原子有4个价电子,而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键,还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上,层内碳原子的这些p轨道相互平行,相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键,这些p轨道的电子可以在整个层内运动,因此石墨能导电,D正确。
12.(2024·湖南卷)下列有关化学概念或性质的判断错误的是( )
A.CH4分子是正四面体结构,则CH2Cl2没有同分异构体
B.环己烷与苯分子中C—H的键能相等
C.甲苯的质谱图中,质荷比为92的峰归属于
D.由R4N+与PF6-组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
答案:B
解析:CH2Cl2为四面体结构,因此CH2Cl2没有同分异构体,A正确;环己烷中碳原子采用sp3杂化,苯分子中碳原子采用sp2杂化,由于同能层中s轨道更接近原子核,因此杂化轨道的s成分越多,其杂化轨道更接近原子核,由此可知sp2杂化轨道参与组成的C—H共价键的电子云更偏向碳原子核,即苯分子中的C—H键长小于环己烷,键能更高,B错误;带1个单位电荷,其相对分子质量为92,因此其质荷比为92,C正确;当阴、阳离子体积较大时,其电荷较为分散,导致离子之间的作用力较低,所以熔点接近室温,D正确。
13.(2024·湖南卷)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是( )
A.合成反应中,还原剂是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+个数为4
C.每个CN22-周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.CN22-为V形结构
答案:D
解析:LiH中H元素为-1价,CN22-中N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2可知,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C,A正确;根据均摊法可知,Li+位于晶胞中的面上,则晶胞中含有Li+的个数为8×12=4,B正确;观察位于体心的CN22-可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,C正确;CN22-的中心原子C原子的价层电子对数为2+12×(4+2-3×2)=2,且CN22-与CO2互为等电子体,则CN22-为直线形分子,D错误。
14.(2024·湖南长沙一中三模)吡咯()、呋喃()、噻吩()都是常见杂环化合物。下列关于三种物质的说法错误的是( )
A.三种分子中化学键类型相同
B.三种分子均易溶于水
C.N、O、S原子杂化方式相同
D.沸点:吡咯>噻吩>呋喃
答案:B
解析:由题图可知,三种分子含有的化学键类型相同,A正确。呋喃、噻吩均难溶于水,B错误。杂环化合物是四个C和N(O、S)共面,每个碳原子及杂原子上均有一个p轨道且互相平行,在碳原子的p轨道中有一个电子,杂原子提供一个孤电子对形成Π56;吡咯的N原子形成3条σ键,杂化方式为sp2,呋喃的O原子(噻吩的S原子)形成2条σ键以及一个孤电子对,杂化方式为sp2,则N、O、S三种原子杂化方式均为sp2,C正确。三者均是分子晶体,吡咯分子间可形成氢键,呋喃及噻吩分子间只存在范德华力,而噻吩的相对分子质量比呋喃的大,沸点较高,故沸点:吡咯>噻吩>呋喃,D正确。
15.(2024·湖南岳阳三模)钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3在太阳能电池领域具有重要的应用价值,其晶胞结构如图1所示,B代表Pb2+,A的原子分数坐标为(0,0,0),B的为(12,12,12)。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中错误的是( )
图1
图2
A.该晶体的密度为6.2×1030a3NAg· cm-3
B.N、I、Pb均属于p区元素
C.C的原子分数坐标为(1,12,12)
D.若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示
答案:A
解析:A有8个在顶点,个数为8×18=1;B位于体心,个数为1;C位于面心,个数为6×12=3;结合化学式可知C代表碘离子,A为(CH3NH3)+,晶胞质量为620NAg,晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,该晶体的密度为620NA(a×10-10)3g·cm-3=6.2×1032a3NA g·cm-3,故A错误;N、I、Pb分别为第ⅤA、ⅦA、ⅣA族元素,均属于p区元素,故B正确;结合坐标轴及C原子位置可知C的原子分数坐标为(1,12,12),故C正确;若沿z轴向xy平面投影,则其投影图如图2所示,中心为面心和体心的投影重叠,故D正确。X
Y
Z
R
选项
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
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