2024年高考化学二轮复习回归基础训练专题20物质结构与性质基础（含解析）

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024年高考化学二轮复习回归基础专题20物质结构与性质基础训练
一、单选题，共19小题
1．（2023高三·全国·专题练习）通常情况下，原子核外p、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定，称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则的证据的是
①某种激发态碳原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2
②基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
③基态He原子的电子排布式为1s2，基态H原子的电子排布式为1s1
④Fe2+容易失电子转变为Fe3+，表现出较强的还原性
A．①②④ B．②④ C．③④ D．①②③
2．（23-24高三上·山东·期末）利用α粒子(即氦核)轰击不同原子，获得人工放射性元素和，合成反应如下：；。其中元素Y、Z的基态原子核外未成对电子数之比为1：3.下列说法正确的是
A．基态原子第一电离能：YC．简单阴离子还原性：X3．（23-24高三上·辽宁·期末）某离子液体的阴离子结构如图所示，其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X原子的最外层电子中未成对电子数目与成对电子数目相同。下列说法正确的是
A．电负性：Z>R>Q
B．简单离子半径：Q>Z>Y
C．五种元素形成的简单氢化物中沸点最高的是Z
D．同周期主族元素中只有一种元素的第一电离能大于Z
4．（23-24高三上·山东·阶段练习）W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，其内层电子数之和为18，最外层电子数之和为28，它们所形成的阴离子具有很高的亲水性，可以作为能源材料中的电解质，该离子结构如图所示。下列说法正确的是
A．离子构型为四面体 B．YWX-离子构型为V形
C．非金属性：X＜W＜Q D．该阴离子中∠Y-X-Y为180°
5．（2024·广西·模拟预测）下列有关物质结构与性质的说法错误的是
A．易溶于，可从和都是非极性分子的角度解释
B．对羟基苯甲酸存在分子内氢键，是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因
C．溶于氨水，是由于与反应生成了可溶性配合物
D．熔融能导电，是由于熔融状态下产生了自由移动的和
6．（23-24高三上·北京西城·期末）下列事实不能用氢键解释的是
A．密度： B．沸点：
C．稳定性： D．溶解性(水中)：
7．（23-24高三上·北京·阶段练习）下列化学用语或图示表达不正确的是
A．的空间结构模型：
B．H2O的VSEPR模型
C．二氧化碳的电子式：
D．p-pπ键电子云轮廓图
8．（23-24高三上·辽宁锦州·期末）一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示。已知化合物的摩尔质量为，晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．该化合物的化学式可表示为MnSe B．与Se原子距离最近的Se原子有12个
C．Mn、Se原子的最近距离是 D．晶胞密度为
9．（23-24高三上·山东·阶段练习）钙钛矿具有独特的晶体结构，广泛应用于传感器、固体电阻器等诸多领域。图1、2均为钙钛矿型化合物，其中图1中另两种离子为、，图2中另两种离子为和。
下列说法错误的是
A．钛酸钙的化学式为 B．图2中，Y为
C．中含有配位键 D．晶胞中与每个紧邻的有12个
10．（23-24高三上·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习）一种铜的溴化物晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．该化合物的化学式为CuBr2
B．铜原子的配位数为12
C．与每个Br紧邻的Br有6个
D．由图中P点和Q点原子的分数坐标，可确定R点原子的分数坐标为(，，)
11．（23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习）钙钛矿电池是第三代非硅薄膜太阳能电池的代表，具有较高的能量转化效率。如图是一种边长为的钙钛矿的正方体晶胞结构，其中原子占据正方体中心，O原子位于每条棱的中点。其中以原子1为原点，原子2的坐标为。下列有关说法错误的是
A．原子3的坐标为 B．原子与原子最近距离为
C．距离原子最近的O原子有6个 D．该晶胞密度约为
12．（2023·重庆·高考真题）“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由和(钇，原子序数比大13)组成，下列说法正确的是
A．Y位于元素周期表的第ⅢB族
B．基态原子的核外电子填充在6个轨道中
C．5种元素中，第一电离能最小的是
D．5种元素中，电负性最大的是
13．（2023·海南·高考真题）下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A．分子呈正四面体，键角为
B．NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关
C．Cu基态原子核外电子排布符合构造原理
D．是由极性键构成的极性分子
14．（2023·重庆·高考真题）和均可发生水解反应，其中的水解机理示意图如下：

下列说法正确的是
A．和均为极性分子 B．和中的均为杂化
C．和的水解反应机理相同 D．和均能与形成氢键
15．（23-24高三上·河北衡水·期中）物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是
选项 实例 解释
A 用替代填充探空气球更安全 的电子构型稳定，不易得失电子
B 与形成配合物 中的B有空轨道接受中N的孤电子对
C 碱金属中的熔点最高 碱金属中的价电子数最少，金属键最强
D 不存在稳定的分子 N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个键
A．A B．B C．C D．D
16．（23-24高三上·全国·期末）工业上可用处理水体中的氨氮(NH3、NH)生成。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．电负性：
C．属于分子晶体
D．第一电离能：
17．（2014·上海·高考真题）在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是
A．范德华力、范德华力、范德华力 B．范德华力、范德华力、共价键
C．范德华力、共价键、共价键 D．共价键、共价键、共价键
18．（23-24高三上·江苏常州·阶段练习）下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A．元素位于元素周期表的VIIIB族
B．绿矾中核外有6个未成对电子
C．(赤血盐)是含有配位键的离子化合物
D．若(黄血盐)受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为
19．（23-24高三上·河北石家庄·阶段练习）采用了氮化镓元件的充电器体积小、质量轻，在发热量、效率转换上相比普通充电器也有更大的优势，被称为“快充黑科技”，下图是氮化镓的三种晶体结构(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是
A．Ga、N均属于p区元素
B．图a晶体结构中含有6个Ga、6个N
C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，则晶体的密度为
D．三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为3∶2∶3
二、填空题，共2小题
20．（2024高三·全国·专题练习）钛酸钙具有特殊的物理、化学性质，钛酸钙结构材料是当前材料科学研究领域的热点之一，回答下列问题。
(1)钛在元素周期表中的位置是 。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的则用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。从结构角度解释TiCl3中Ti还原性较强的原因 。
(3)离子半径Ca2+>Ti4+，理由是 。
21．（23-24高三上·上海杨浦·阶段练习）NH3、H2O 以及分子 PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。

(1)PH3中P的杂化类型是 ，H2O 的键角小于 NH3，分析原因 。
(2)H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为 。
(3)的分子内部存在氢键，画出含氢键的分子结构： ，形成分子内氢键一般会使得熔点 。(填“升高”或“降低”)
三、解答题，共1小题
22．（2023·浙江·高考真题）氮的化合物种类繁多，应用广泛。

请回答：
(1)基态N原子的价层电子排布式是 。
(2)与碳氢化合物类似，N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是 。
A．能量最低的激发态N原子的电子排布式：
B．化学键中离子键成分的百分数：
C．最简单的氮烯分子式：
D．氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为 。
③给出的能力： (填“>”或“<”)，理由是 。
(3)某含氮化合物晶胞如图，其化学式为 ，每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为 。
参考答案：
1．B
【详解】①1s22s22p2为基态，能量最低，激发态碳(C)原子电子排布式为1s22s12p3，与洪特规则的特例无关，故错误；
②基态铜（Cu）原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2，[Ar]3d104s1中d轨道处于全满，为稳定结构，故正确；
③He的s轨道为全满状态，而H的s轨道为半满状态，故错误；
④亚铁离子的3d轨道排布为3d6，失去一个电子后，变为3d5后为半满状态，较稳定，所以26Fe2+容易失去电子转变为稳定的26Fe3+，故正确；
故选B。
2．C
【分析】
由质子守恒可知，5+2=a+0，解得a=7，X为N元素；由质量数守恒可知，c+4=30+1，解得c=27，结合元素Y、Z的基态原子核外未成对电子数之比为1：3，则Y为Al元素，Z为P元素，以此解答。
【详解】A．同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，同一主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，则原子第一电离能：AlB．P3-有3个电子层，Al3+和N3-的电子层数相等，核电荷数越大，半径越小，则简单离子半径：Al3+C．同主族元素从上到下元素的非金属性增强，单质的氧化性减小，对应离子的还原性增强，则还原性：N3-D．NCl3的价层电子对数为4且含有1个孤电子对，构型为三角锥形，AlCl3价层电子对数为3且没有孤电子对，构型为平面三角形，故D错误；
故选C。
3．C
【分析】X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X原子的最外层电子中未成对电子数目与成对电子数目相同，可知X元素为C元素，结合Z元素的成键情况，可推断Z元素为O元素，则Y元素为N元素，结合R形成一个共价键可推断R元素为F元素，结合Q元素形成六个共价键推断Q元素为S元素；
【详解】A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：F>O>S，A错误；
B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：S2->N3->O2-，B错误；
C．五种元素形成的简单氢化物中沸点最高的是氧元素形成的水，水常温下为液态，其它均为气体，C正确；
D．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，同周期主族元素中N、F的第一电离能大于O，D错误；
故选C。
4．A
【分析】W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，其内层电子数之和为18，最外层电子数之和为28。从图中可以看出，W元素的化合价为4价，表明其最外层有4个电子，则W为碳；Q形成1个共价键，则Q应为氟；Y形成6个共价键，则最外层有6个电子，其为S；Z形成2个共价键，则Z为氧；X形成2个共价键，又获得1个电子，所以X的最外层电子数为5，其为氮元素。从而得出W、X、Z、Q、Y分别为C、N、O、F、S。
【详解】A．离子的化学式为，其相当于中的1个O原子被S替代，所以其构型与相似，为四面体结构，A正确；
B．YWX-离子为SCN-，其中心C原子的价层电子数为2，发生sp杂化，C原子的最外层无孤电子对，则其构型为直线形，B不正确；
C．X、W、Q分别为N、C、F，它们的电子层数相同，为同周期元素，则非金属性：C＜N＜F，C不正确；
D．该阴离子中，S-N-S的中心N原子最外层存在孤电子对，对成键电子有排斥作用，所以∠S-N-S小于180°，D不正确；
故选A。
5．B
【详解】A．单质碘和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于，A正确；
B．分子间氢键可以增大其熔沸点，则对羟基苯甲酸存在分子间氢键，是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因，B错误；
C．银离子可以和氨气形成配合物离子，导致氯化银可以溶解在氨水中，C正确；
D．氯化钠在熔融状态产生了自由移动的和，从而可以导电，D正确；
故选B。
6．C
【详解】A．水分子间存在氢键，氢键具有方向性，导致水结冰时存在较大空隙，密度比液态水小，A不符题意；
B．水分子间可形成氢键，硫化氢分子间不能形成氢键，所以沸点：，B不符题意；
C．原子半径：，键长：，键能：，所以稳定性：，与氢键无关，C符合题意；
D．氨分子与水分子间可形成氢键，增大溶解性；甲烷分子与水分子间不能形成氢键，所以溶解性(水中)：，D不符题意；
答案选C。
7．A
【详解】A．在中，中心P原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，则其空间构型为正四面体，空间结构模型为，A不正确；
B．H2O的中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，则其VSEPR模型为四面体，即为，B正确；
C．二氧化碳分子中，C原子与每个O原子形成2对共用电子，其电子式为，C正确；
D．p-pπ键是两个p轨道肩并肩重叠，其电子云轮廓图为，D正确；
故选A。
8．C
【详解】A．根据均摊原则，晶胞中Se原子数为 、Mn原子数为4，该化合物的化学式可表示为MnSe，故A正确；
B．根据图示，与Se原子距离最近的Se原子有12个，故B正确；
C．Mn、Se原子的最近距离为体对角线的，距离，故C错误；
D．每个晶胞中含有4个Se、4个Mn，所以晶胞密度为，故D正确；
选C。
9．B
【详解】A．根据均摊原则，晶胞中Ca2+数为 、A离子数为、B离子数为1，根据化合价代数和等于0，A是O2-、B是Ti4+，钛酸钙的化学式为，故A正确；
B．根据均摊原则，图2中，数为、X离子数为1、Y离子数，根据化合价代数和等于0，Y为、X为，故B错误；
C．N原子能形成3个共价键，中有1个N-H键为配位键，故C正确；
D．根据图示，图1中与每个紧邻的有12个，故D正确；
选B。
10．D
【详解】A．该晶胞中，溴原子位于8个顶点和6个面心，共有个，铜原子位于晶胞内部，共有4个，故该化合物的化学式为，故A错误；
B．1个铜原子连接4个溴原子，则铜原子的配位数是4，故B错误；
C．溴原子位于晶胞的顶点和面心，与干冰结构类似，所以与每个Br紧邻的Br有12个，故C错误；
D．R点原子在x、y、z三个坐标轴中的坐标均为，故坐标参数为()，故D正确；
故答案选D。
11．B
【详解】A．原子1为原点，原子2的坐标为，则原子3的坐标为，A正确；
B．原子与原子最近距离为体对角线的一半，晶胞边长为，体对角线的一半为，B错误；
C．如图，以顶点原子为中心，与该晶胞及周围晶胞距离最近的O原子有6个，围成正八面体，C正确；
D．该晶胞中含有1个，1个Ti，3个O，摩尔质量为136g/mol，晶胞边长为，可得该晶胞密度约为，D正确；
故选B。
12．A
【详解】A．钇原子序数比大13，为39号元素，为元素周期表的第五周期第ⅢB族，A正确；
B．钙为20号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，基态原子的核外电子填充在10个轨道中，B错误；
C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，5种元素中，钙第一电离能比铁小，C错误；
D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；5种元素中，电负性最大的是O，D错误；
故选A。
【点睛】
13．D
【详解】A．分子呈正四面体，磷原子在正四面体的四个顶点处，键角为，A错误；
B．NaCl焰色试验为黄色，与Na电子跃迁有关，B错误；
C．Cu基态原子核外电子排布不符合构造原理，考虑了半满规则和全满规则，价电子排布式为3d104s1，这样能量更低更稳定，C错误；
D. 的构型是V形，因此是由极性键构成的极性分子，D正确；
故选D。
14．D
【详解】A．中中心原子N周围的价层电子对数为：3+=4，故空间构型为三角锥形，其分子中正、负电荷中心不重合，为极性分子，而中中心原子周围的价层电子对数为：4+=4，是正四面体形结构，为非极性分子，A错误；
B．和中中心原子N周围的价层电子对数均为：3+=4，故二者均为杂化，B错误；
C．由题干NCl3反应历程图可知，NCl3水解时首先H2O中的H原子与NCl3上的孤电子对结合，O与Cl结合形成HClO，而SiCl4上无孤电子对，故SiCl4的水解反应机理与之不相同，C错误；
D．和分子中均存在N-H键和孤电子对，故均能与形成氢键，D正确；
故答案为：D。
【点睛】
15．C
【详解】A．氢气具有可燃性，使用氢气填充气球存在一定的安全隐患，而相比之下,氦气是一种惰性气体,不易燃烧或爆炸，因此使用电子构型稳定，不易得失电子的氦气填充气球更加安全可靠，故A正确；
B．三氟化硼分子中硼原子具有空轨道，能与氨分子中具有孤对电子的氮原子形成配位键，所以三氟化硼能与氨分子形成配合物，故B正确；
C．碱金属元素的价电子数相等，都为1，锂离子的离子半径在碱金属中最小，形成的金属键最强，所以碱金属中锂的熔点最高，故C错误；
D．氮原子价层只有4个原子轨道，3个不成对电子，由共价键的饱和性可知，氮原子不能形成5个氮氟键， 所以不存在稳定的五氟化氮分子，故D正确；
故选C。
16．B
【详解】A．同一周期元素的原子半径随原子序数的递增而减小；同一族的元素从上到下，随电子层数增多，原子半径增大。原子半径：，故A错误；
B．同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减，电负性：，故B正确；
C．属于离子晶体，故C错误；
D．N原子最外层电子为半满，第一电离能大于O原子，故D错误；
故答案选B。
17．B
【详解】石蜡→液体石蜡破坏范德华力，液体石蜡→石蜡蒸气破坏范德华力，石蜡蒸气→裂化气破坏共价键，故B符合题意。
答案选B。
18．C
【详解】A．Fe是26号元素，位于周期表的第Ⅷ族，A项错误；
B．价电子排布为，核外有4个未成对电子，B项错误；
C．(赤血盐)中通过配位键与6个结合为，是含有配位键的离子化合物，C项正确；
D．若(黄血盐)受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，根据均摊原则，碳原子数为 、铁原子数为，则其化学式为，D项错误；
故选C。
19．D
【详解】A． Ga、N的价电子分别是4s24p1、2s22p3、Ga、N均属于p区元素，故A正确；
B． 图a晶体结构中含有12×+2×+3=6个Ga、6×+4=6个N，故B正确；
C． 图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，取晶胞的八分之一作为一个小立方体，小立方体的对角线为2xnm，小立方体的边长为 nm，晶胞的边长为2 nm，则晶体的密度为ρ= =，故C正确；
D． a的晶胞为，Ga原子的配位数为4，三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为4∶4∶6=2∶2∶3，故D错误；
故选D。
20．(1)第四周期第IVB族
(2) +1或-1 +3价Ti外围电子为3d1，失去一个电子后，3d能级处于全空稳定状态
(3)Ca2+和Ti4+电子层结构相同，核电荷数Ti＞Ca，导致离子半径Ca2+大于Ti4+
【详解】（1）Ti核电荷数为22，位于周期表的第四周期第ⅣB族；
（2）Ti价电子排布式为3d24s2价电子排布图为3d2是分占2个d轨道、自旋方向相同的2个电子，4s轨道填了自旋方向相反的2个电子，则其价电子自旋磁量子数的代数和为或；+3价Ti外围电子为3d1，失去一个电子后，3d能级处于全空稳定状态，因此TiCl3中Ti(Ⅲ)还原性较强；
（3）Ca2+和Ti4+核外均为18电子，电子层结构相同，核电荷数Ti＞Ca，导致离子半径Ca2+大于Ti4+ 。
21．(1) sp3 NH3含有1个孤电子对，而H2O含有2个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大
(2)KH>H2O>PH3
(3) 较低
【详解】（1）由结构可知PH3中P的价层电子对数为4，P采用sp3杂化；
NH3含有1个孤电子对，而H2O含有2个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，因此H2O 的键角小于 NH3；
（2）KH为离子晶体，H2O、PH3均为分子晶体，H2O分子间存在氢键，因此熔点：KH>H2O>PH3；
（3）的分子内部F原子与羟基H之间存在氢键，可表示为：；形成分子内氢键使得分子间作用力减弱，一般会使得熔点降低。
22．(1)2s22p3
(2) A NnHn+2 2m(，m为正整数) ＜ 形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
(3) CaCN2 6
【详解】（1）N核电荷数为7，核外有7个电子，基态N原子电子排布式为1s22s22p3，则基态N原子的价层电子排布式是2s22p3；故答案为：2s22p3。
（2）①A．能量最低的激发态N原子应该是2p能级上一个电子跃迁到3s能级，其电子排布式：，故A错误；B．钙的金属性比镁的金属性强，则化学键中离子键成分的百分数：，故B正确；C．氮有三个价键，最简单的氮烯即含一个氮氮双键，另一个价键与氢结合，则其分子式：，故C正确；D．氮烷中N原子有一对孤对电子，有三个价键，则氮原子的杂化方式都是，故D正确；综上所述，答案为：A。
②氮和氢形成的无环氮多烯，一个氮的氮烷为NH3，两个氮的氮烷为N2H4，三个氮的氮烷为N3H5，四个氮的氮烷为N4H6，设分子中氮原子数为n，其氮烷分子式通式为NnHn+2，根据又一个氮氮双键，则少2个氢原子，因此当双键数为m，其分子式通式为NnHn+2 2m(，m为正整数)；故答案为：NnHn+2 2m(，m为正整数)。
③形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，因此给出的能力：＜(填“>”或“<”)；故答案为：＜；形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂。
（3）钙个数为，个数为，则其化学式为CaCN2；根据六方最密堆积图 ，以上面的面心分析下面红色的有3个，同理上面也应该有3个，本体中分析得到 ，以这个进行分析，其俯视图为 ，因此距离最近的钙离子个数为6，其配位数为6；故答案为：CaCN2；6。
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