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题型突破2　物质结构与性质
1.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中○代表F原子
B. 该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D. 该化合物中所有碘氧键键长相等
2.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是(　　)
A.键角:NH3>N
B.熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
3.(2023·山东卷)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　)
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
4.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
5.(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,部分晶体结构如下图所示,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:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
1.原子结构与性质
(1)基态原子的核外电子排布表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化电子排布式 Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe:3d64s2
电子排布图(轨道表示式) O:
(2)元素的第一电离能的应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之,则越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1 In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2 I1,所以钠元素的化合价为+1价。
(3)元素电负性的应用
2.分子结构与性质
(1)分子空间结构的判断
序 号 分子或 离子 中心原 子上的 孤电子 对数 中心原 子上的 价层电 子对数 VSEPR 模型 名称 分子或 离子的 空间 结构 中心原 子的杂 化轨道 类型
① CS2 0 2 直线 直线 sp
② HCHO 0 3 平面 三角 平面 三角 sp2
③ NCl3 1 4 四面体 三角锥 sp3
④ S 0 4 正四 面体 正四 面体 sp3
⑤ H3O+ 1 4 四面体 三角锥 sp3
(2)氢键及其对物质性质的影响
①分子间氢键使物质沸点较高。
②使物质易溶于水。
③解释一些特殊现象:例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键,体积大,密度小)。
3.晶体熔、沸点高低的比较
(1)共价晶体
原子半径越小—→键长越短—→键能越大—→熔、沸点越高
(2)离子晶体
一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。
④在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低。
(4)金属晶体
金属离子半径越小,所带电荷数越多,其金属键越强,熔、沸点就越高。金属晶体熔、沸点差别很大。
1.(2024·北京大兴模拟)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(　　)
A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键
B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化
C.三种物质的晶体类型相同
D.三种物质均能导电
2.(2024·广东湛江质检)化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(　　)
A.元素电负性:E>Y>Z
B.简单氢化物的沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和Y的空间结构均为三角锥形
3.(2024·湖南娄底一模)某化合物结构如图所示。其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>M>W
C.该配合物中X均满足8电子稳定结构
D.该配合物中X的杂化类型有sp2、sp3
4.(2024·山东威海二模)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(　　)
A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
5.(2024·浙江宁波质检)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
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
6.(2024·辽宁辽阳一模)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,某种性质递变规律如图所示,下列元素性质与元素对应正确的是(　　)
A.原子半径:F、Cl、Br、I B.电负性:Si、P、S、Cl
C.第一电离能:Si、P、S、Cl D.最高化合价:C、N、O、F
7.(2024·山东烟台一模)短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大,可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似,下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:Z>X>Y
B.第一电离能:Y>X>Z
C.阳离子中存在大π键
D.X2Y2电子式:︰︰︰︰︰
题型突破2　物质结构与性质
1.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中○代表F原子
B. 该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D. 该化合物中所有碘氧键键长相等
答案　C
解析　由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,黑色的大球代表I原子。A.图中○(白色的小球)代表O原子,灰色的小球代表F原子,A不正确;B.根据该化合物结构片断可知,每个I原子与3个O原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键,才能确定该化合物化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确;C.I原子的价电子数为7,该化合物中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为-2,则I元素的化合价为+5,据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键,I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目,因此,该化合物中I原子存在孤对电子,C正确;D.该化合物中既存在I—O单键,又存在I==O双键,单键和双键的键长是不相等的,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D不正确。
2.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是(　　)
A.键角:NH3>N
B.熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
答案　D
解析　NH3中N为sp3杂化,N中N为sp2杂化,则键角:NH3N—H…N,D项正确。
3.(2023·山东卷)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　)
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
答案　B
解析　A.石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动,故石墨晶体能导电,而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子,故与石墨相比,(CF)x导电性减弱,A错误;B.(CF)x中C原子的所有价键均参与成键,没有未参与成键的孤电子或者不饱和键,故与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强,B正确;C.已知C的原子半径比F的大,故可知(CF)x中C—C的键长比C—F长,C错误;D.由题干结构示意图可知,在(CF)x 中C与周围的3个碳原子形成共价键,每个C—C被2个碳原子共用,和1个F原子形成共价键,即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键,D错误。
4.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
答案　A
解析　A.甲烷分子的中心原子的价层电子对为4,水分子的中心原子价层电子对也为4,所以他们的VSEPR模型都是四面体,A正确;B.S的孤电子对为1,C的孤电子对为0,所以S的空间构型为三角锥形,C的空间构型为平面三角形,B错误,C.CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;D.XeF2和XeO2分子中,XeF2的价层电子对数=2+(8-2×1)=5,XeO2的价层电子对数=2+(8-2×2)=4,成键电子对数相同,孤电子对不相等,孤电子对越多,排斥力越大,所以键角不等,D错误。
5.(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,部分晶体结构如下图所示,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:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
答案　A
解析　A.由晶体结构图可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H与[B(OCH3)4]-中的O形成氢键,因此,该晶体中存在N—H…O氢键,A说法正确;B.同一周期元素原子的第一电离能从左到右呈递增趋势,但是第ⅡA族、ⅤA族元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C1.原子结构与性质
(1)基态原子的核外电子排布表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化电子排布式 Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe:3d64s2
电子排布图(轨道表示式) O:
(2)元素的第一电离能的应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之,则越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1 In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2 I1,所以钠元素的化合价为+1价。
(3)元素电负性的应用
2.分子结构与性质
(1)分子空间结构的判断
序 号 分子或 离子 中心原 子上的 孤电子 对数 中心原 子上的 价层电 子对数 VSEPR 模型 名称 分子或 离子的 空间 结构 中心原 子的杂 化轨道 类型
① CS2 0 2 直线 直线 sp
② HCHO 0 3 平面 三角 平面 三角 sp2
③ NCl3 1 4 四面体 三角锥 sp3
④ S 0 4 正四 面体 正四 面体 sp3
⑤ H3O+ 1 4 四面体 三角锥 sp3
(2)氢键及其对物质性质的影响
①分子间氢键使物质沸点较高。
②使物质易溶于水。
③解释一些特殊现象:例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键,体积大,密度小)。
3.晶体熔、沸点高低的比较
(1)共价晶体
原子半径越小—→键长越短—→键能越大—→熔、沸点越高
(2)离子晶体
一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。
④在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低。
(4)金属晶体
金属离子半径越小,所带电荷数越多,其金属键越强,熔、沸点就越高。金属晶体熔、沸点差别很大。
1.(2024·北京大兴模拟)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(　　)
A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键
B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化
C.三种物质的晶体类型相同
D.三种物质均能导电
答案　A
2.(2024·广东湛江质检)化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(　　)
A.元素电负性:E>Y>Z
B.简单氢化物的沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和Y的空间结构均为三角锥形
答案　A
解析　由题给信息分析知,E为O,Y为N,Z为H,M为P,X为Mg。元素电负性:O>N>H,A正确;简单氢化物的沸点:H2O>NH3>PH3,B错误;第一电离能:N>O>Mg,C错误;NH3中心原子价层电子对数为4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,N价层电子对数为3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,D错误。
3.(2024·湖南娄底一模)某化合物结构如图所示。其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>M>W
C.该配合物中X均满足8电子稳定结构
D.该配合物中X的杂化类型有sp2、sp3
答案　D
解析　X是有机分子的骨架元素,说明X为C元素;W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子,即W的价层电子排布为3d104s1,即W为Cu元素;M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,根据结构可知,M为H元素,Y为N元素,Z为P元素。电子层数越多,半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,半径越大,则原子半径由大到小的顺序为Z>X>Y,A错误;N原子的2p能级为半充满状态,第一电离能较高,H原子比C原子半径小得多,核外电子受到原子核的引力大,电离需要更多的能量,故第一电离能H>C,而Cu的电子层数最大,较容易失去一个电子,其第一电离能最小,故第一电离能由大到小的顺序为Y>M>X>W,B错误;该配合物中与W形成配位键的X不满足8电子稳定结构,C错误;该配合物中X的价层电子对数有3和4,故其杂化类型有sp2、sp3,D正确。
4.(2024·山东威海二模)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(　　)
A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
答案　A
解析　F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,F—F不稳定,因此F—F的键能小于Cl—Cl的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—H的极性大于Cl—H的极性,导致HF分子极性强于HCl,C不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在(HF)2,D不符合题意。
5.(2024·浙江宁波质检)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
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案　D
解析　由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,是结构对称的非极性分子,故A、B正确;由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,C正确;溴元素的电负性小于氯元素,原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,D错误。
6.(2024·辽宁辽阳一模)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,某种性质递变规律如图所示,下列元素性质与元素对应正确的是(　　)
A.原子半径:F、Cl、Br、I B.电负性:Si、P、S、Cl
C.第一电离能:Si、P、S、Cl D.最高化合价:C、N、O、F
答案　C
解析　A.同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则溴原子的原子半径大于氯原子,错误;B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,则硫元素的电负性大于磷元素,错误;C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si,正确;D.氟元素的非金属性强,没有正化合价,错误。
7.(2024·山东烟台一模)短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大,可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似,下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:Z>X>Y
B.第一电离能:Y>X>Z
C.阳离子中存在大π键
D.X2Y2电子式:︰︰︰︰︰
答案　D
解析　Z能形成6个共价键且阴离子带有1个单位的负电荷,Z为P,X能形成3个共价键,X为N,Y形成1个共价键,Y为F。P具有3个电子层,原子半径最大,N、F同周期,原子序数越大,原子半径越小,则原子半径:P>N>F,A正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能呈减小趋势,则第一电离能:F>N>P,B正确;已知该阳离子中的环状结构与苯环类似,该阳离子形成大π键的原子数为5,形成大π键的电子数为6,该阳离子存在大π键,C正确;N2F2的电子式为︰︰︰︰︰︰,D错误。(共31张PPT)
第一篇　新高考题型突破
题型突破选择题　题型突破2　物质结构与性质
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模拟预测
板块Ⅲ　物质结构与性质
1.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中○代表F原子
B. 该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I原子存在孤对电子
D. 该化合物中所有碘氧键键长相等
C
解析　由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,黑色的大球代表I原子。A.图中○(白色的小球)代表O原子,灰色的小球代表F原子,A不正确;B.根据该化合物结构片断可知,每个I原子与3个O原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键,才能确定该化合物化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确;C.I原子的价电子数为7,该化合物中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为-2,则I元素的化合价为+5,据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键,I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目,因此,该化合物中I原子存在孤对电子,C正确;D.该化合物中既存在I—O单键,又存在I==O双键,单键和双键的键长是不相等的,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D不正确。
2.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。
已知25 ℃时,Ka(HNO2)=7.2×10-4,
Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是(　　)
A.键角:NH3>N
B.熔点:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
D
解析　NH3中N为sp3杂化,N中N为sp2杂化,则键角:NH3N—H…N,D项正确。
3.(2023·山东卷)石墨与F2在450 ℃反应,石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x,该物质仍具润滑性,其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　)
A.与石墨相比,(CF)x导电性增强
B.与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强
C.(CF)x中C—C的键长比C—F短
D.1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
B
解析　A.石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动,故石墨晶体能导电,而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子,故与石墨相比,(CF)x导电性减弱,A错误;B.(CF)x中C原子的所有价键均参与成键,没有未参与成键的孤电子或者不饱和键,故与石墨相比,(CF)x抗氧化性增强,B正确;C.已知C的原子半径比F的大,故可知(CF)x中C—C的键长比C—F长,C错误;D.由题干结构示意图可知,在(CF)x 中C与周围的3个碳原子形成共价键,每个C—C被2个碳原子共用,和1个F原子形成共价键,即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键,D错误。
4.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
A
解析　A.甲烷分子的中心原子的价层电子对为4,水分子的中心原子价层电子对也为4,所以他们的VSEPR模型都是四面体,A正确;B.S的孤电子对为1,C的孤电子对为0,所以S的空间构型为三角锥形,C的空间构型为平面三角形,B错误,C.CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;D.XeF2和XeO2分子中,XeF2的价层电子对数=2+(8-2×1)=5,XeO2的价层电子对数=2+(8-2×2)=4,成键电子对数相同,孤电子对不相等,孤电子对越多,排斥力越大,所以键角不等,D错误。
5.(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,部分晶体结构如下图所示,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:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
A
解析　A.由晶体结构图可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H与[B(OCH3)4]-中的O形成氢键,因此,该晶体中存在N—H…O氢键,A说法正确;B.同一周期元素原子的第一电离能从左到右呈递增趋势,但是第ⅡA族、ⅤA族元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C1.原子结构与性质
(1)基态原子的核外电子排布表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化电子排布式 Cu:[Ar]3d104s1
价电子排布式 Fe:3d64s2
电子排布图(轨道表示式) O:
(2)元素的第一电离能的应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之,则越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1 In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2 I1,所以钠元素的化合价为+1价。
(3)元素电负性的应用
2.分子结构与性质
(1)分子空间结构的判断
序号 分子或离子 中心原子上的孤电子对数 中心原子上的价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构 中心原子的杂
化轨道类型
① CS2 0 2 直线 直线 sp
② HCHO 0 3 平面三角 平面三角 sp2
③ NCl3 1 4 四面体 三角锥 sp3
④ S 0 4 正四面体 正四面体 sp3
⑤ H3O+ 1 4 四面体 三角锥 sp3
(2)氢键及其对物质性质的影响
①分子间氢键使物质沸点较高。
②使物质易溶于水。
③解释一些特殊现象:例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键,体积大,密度小)。
3.晶体熔、沸点高低的比较
(1)共价晶体
原子半径越小—→键长越短—→键能越大—→熔、沸点越高
(2)离子晶体
一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子间的作用力就越强,离子晶体的熔、沸点就越高。
(3)分子晶体
①分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。
④在同分异构体中,一般支链越多,熔、沸点越低。
(4)金属晶体
金属离子半径越小,所带电荷数越多,其金属键越强,熔、沸点就越高。金属晶体熔、沸点差别很大。
1.(2024·北京大兴模拟)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(　　)
A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键
B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化
C.三种物质的晶体类型相同
D.三种物质均能导电
A
2.(2024·广东湛江质检)化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(　　)
A.元素电负性:E>Y>Z
B.简单氢化物的沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和Y的空间结构均为三角锥形
A
解析　由题给信息分析知,E为O,Y为N,Z为H,M为P,X为Mg。元素电负性:O>N>H,A正确;简单氢化物的沸点:H2O>NH3>PH3,B错误;第一电离能:N>O>Mg,C错误;NH3中心原子价层电子对数为4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,N价层电子对数为3,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,D错误。
3.(2024·湖南娄底一模)某化合物结构如图所示。其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>M>W
C.该配合物中X均满足8电子稳定结构
D.该配合物中X的杂化类型有sp2、sp3
D
解析　X是有机分子的骨架元素,说明X为C元素;W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子,即W的价层电子排布为3d104s1,即W为Cu元素;M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,根据结构可知,M为H元素,Y为N元素,Z为P元素。电子层数越多,半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,半径越大,则原子半径由大到小的顺序为Z>X>Y,A错误;N原子的2p能级为半充满状态,第一电离能较高,H原子比C原子半径小得多,核外电子受到原子核的引力大,电离需要更多的能量,故第一电离能H>C,而Cu的电子层数最大,较容易失去一个电子,其第一电离能最小,故第一电离能由大到小的顺序为Y>M>X>W,B错误;该配合物中与W形成配位键的X不满足8电子稳定结构,C错误;该配合物中X的价层电子对数有3和4,故其杂化类型有sp2、sp3,D正确。
4.(2024·山东威海二模)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(　　)
A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
A
解析　F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,F—F不稳定,因此F—F的键能小于Cl—Cl的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—H的极性大于Cl—H的极性,导致HF分子极性强于HCl,C不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在(HF)2,D不符合题意。
5.(2024·浙江宁波质检)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
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
D
6.(2024·辽宁辽阳一模)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,某种性质递变规律如图所示,下列元素性质与元素对应正确的是(　　)
A.原子半径:F、Cl、Br、I
B.电负性:Si、P、S、Cl
C.第一电离能:Si、P、S、Cl
D.最高化合价:C、N、O、F
C
解析　A.同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则溴原子的原子半径大于氯原子,错误;B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,则硫元素的电负性大于磷元素,错误;C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Si,正确;D.氟元素的非金属性强,没有正化合价,错误。
7.(2024·山东烟台一模)短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大,可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似,下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:Z>X>Y
B.第一电离能:Y>X>Z
C.阳离子中存在大π键
D.X2Y2电子式:︰︰︰︰︰
D
解析　Z能形成6个共价键且阴离子带有1个单位的负电荷,Z为P,X能形成3个共价键,X为N,Y形成1个共价键,Y为F。P具有3个电子层,原子半径最大,N、F同周期,原子序数越大,原子半径越小,则原子半径:P>N>F,A正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能呈减小趋势,则第一电离能:F>N>P,B正确;已知该阳离子中的环状结构与苯环类似,该阳离子形成大π键的原子数为5,形成大π键的电子数为6,该阳离子存在大π键,C正确;N2F2的电子式为︰︰︰︰︰︰,D错误。

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