《高考快车道》选择题突破4　物质结构与元素周期律（课后习题）（学生版）（有答案）高三 二轮专题复习讲义 化学

选择题突破四　物质结构与元素周期律
题组一　元素推断与“位—构—性”的关系
1.(2025·河南卷)我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料,其由原子序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y和Z组成。基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,X所在族的族序数等于Q的质子数,基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍。下列说法正确的是(　　)
A.QY3为极性分子
B.ZY为共价晶体
C.原子半径:W>Z
D.1个X2分子中有2个π键
2.(2025·江苏南京、盐城一模)工业上可用NaClO处理水体中的氨氮(NH3、N)生成N2。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:r(O)B.电负性:χ(Na)<χ(N)<χ(O)
C.NH4Cl属于分子晶体
D.第一电离能:I1(H)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:W4.(2025·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
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
6.(2025·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
7.(2025·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
8.由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、R组成的一种离子液体,其结构如图。Z的最简单氢化物易液化,可用作制冷剂。W的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃,Z、R为同一主族元素。下列说法错误的是(　　)
A.电负性:W>Z>Y
B.最简单氢化物的沸点:Z>R
C.R空间结构为正八面体形
D.该离子液体中的Z原子的杂化方式均为sp3
题组二　物质结构与性质的关系
9.(2025·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.C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
10.下列化学用语表示正确的是(　　)
A.p-p π键的电子云形状:
B.固体HF中的氢键:H—F…H
C.二聚AlCl3中Al的杂化方式:sp3
D.石墨的层状结构:
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(　　)
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
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+与组成的离子液体常温下呈液态,与其离子的体积较大有关
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C周围与它最近且距离相等的Li+有8个
D.C为V形结构
14.(2025·河北卷)SmCok(k>1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下,晶胞参数a=500 pm、c=400 pm,M、N原子的分数坐标分别为()、()。设NA是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是(　　)
A.该物质的化学式为SmCo5
B.体心原子的分数坐标为()
C.晶体的密度为 g·cm-3
D.原子Q到体心的距离为100 pm
15.北京冬奥会使用的碲化镉(CdTe)太阳能电池,能量转化效率较高。立方晶系CdTe的晶胞结构如图甲所示,其晶胞参数为a pm。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A.Cd的配位数为4
B.相邻两个Te的核间距为pm
C.晶体的密度为 g·cm-3
D.若按图乙虚线方向切甲,可得到图丙
参考答案
1.D　2.B　3.C
4.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.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.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.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.D　解析 X形成1个化学键,则X可能为H或F;Y形成4个键,则Y可能为C或Si;Z失去1个电子后形成4个共价键,则Z为N或P;W形成1个化学键,则W为F或Cl;R形成5个共价键,则R为P或N;W的氢化物的水溶液能腐蚀玻璃,则W为F;因元素原子序数依次增大,则X、Y、Z、W、R分别为H、C、N、F、P。电负性F>N>C,A正确;最简单氢化物的沸点NH3>PH3,因为氨分子间存在氢键,B正确;P的中心原子有6个成键电子对,无孤电子对,空间结构为正八面体形,C正确;Z原子的杂化方式为sp2、sp3,D错误。
9.B　解析 K是碱金属,KO2中K的化合价为+1价,A错误;C中心原子价层电子对数为3+(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,中含有非极性共价键,D错误。
10.C　解析 p-p π键电子云形状为,A错误;固体HF中的氢键应为F—H…F,B错误;二聚AlCl3结构为,Al形成3个σ键,1个配位键(箭头表示的化学键),无孤电子对,为sp3杂化,C正确;石墨是错开的层状结构:,D错误。
11.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.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.D　解析 LiH中H元素为-1价,C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×=4,B正确;观察位于体心的C可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,C正确;C的中心原子C原子的价层电子对数为2+×(4+2-3×2)=2,且C与CO2互为等电子体,则C为直线形分子,D错误。
14.D　解析 依据M、N原子的分数坐标可确定体心原子的分数坐标为(),B项正确;由均摊法可知,白球位于晶胞体心,数目为1,黑球位于晶胞体内、顶角和棱上,数目为2+4×+4×+8×=5,故该物质的化学式为SmCo5,A项正确;晶胞体积为a2c pm3,则晶体密度= g·cm-3= g·cm-3= g·cm-3,C项正确;Q原子的分数坐标为(0,,1),而体心原子的分数坐标为(),原子Q到体心的距离为 pm= pm=50 pm,D项错误。
15.A　解析 由图甲所示信息可知,Cd位于晶胞8个顶角和6个面心,Te位于晶胞体内,故Cd的配位数即离某个Cd原子距离相等且最近的Te原子个数为4,A正确;由图甲可知,相邻两个Te的核间距为面对角线的一半即为a pm,B错误;由图甲可知,一个晶胞中含有Cd的数目为8×+6×=4,含有Te原子的数目为4,故一个晶胞的质量为 g,晶胞参数为a pm,则一个晶胞的体积为(a×10-10)3 cm3,故晶体的密度为 g·cm-3,C错误;若按图乙虚线方向切甲,由于体心没有原子,不能得到图丙,D错误。