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2025版新教材高考化学第二轮复习
专题六　化学键　分子和晶体的结构与性质
五年高考
考点1　化学键
1.(2024江西,2,3分)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是 ( )
A.分子的极性:SiH4>NH3
B.键的极性:H—Cl>H—H
C.键角:H2O>CH4
D.分子中三键的键长:>
2.(2024黑、吉、辽,2,3分)下列化学用语或表述正确的是 ( )
A.中子数为1的氦核素He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p-p σ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
3.(2024贵州,2,3分)下列叙述正确的是 ( )
A.KBr的电子式:K+[∶Br]-
B.聚乙炔的结构简式:
C.S的空间结构:平面三角形
D.的名称:2-甲基-2-丁烯
4.(2024山东,9,2分)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
5.(2024湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是　 ( )
A.NaOH的电子式:Na+[····H]-
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.Cl2分子中σ键的形成:
6.(2023河北,7,3分)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He替代H2填充探空气球更安全 He的电子构型稳定,不易得失电子
B. BF3与NH3形成加合物[H3N→BF3] BF3中的B有空轨道接受NH3中N的孤电子对
C. 碱金属中Li的熔点最高 碱金属中Li的价电子数最少,金属键最强
D. 不存在稳定的NF5分子 N原子价层只有4个原子轨道,不能形成5个N—F键
7.(2023重庆,7,3分)橙皮苷广泛存在于脐橙中,其结构简式(未考虑立体异构)如下图所示:
关于橙皮苷的说法正确的是 ( )
A.光照下与氯气反应,苯环上可形成C—Cl键
B.与足量NaOH水溶液反应,O—H键均可断裂
C.催化剂存在下与足量氢气反应,π键均可断裂
D.与NaOH醇溶液反应,多羟基六元环上可形成π键
8.(2023浙江1月选考,12,3分)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
9.(2022重庆,2,3分)BCl3水解反应方程式为BCl3+3H2O B(OH)3+3HCl,下列说法错误的是 ( )
A.Cl的原子结构示意图为
B.H2O的空间填充模型为
C.BCl3的电子式为····
D.B(OH)3的结构简式为
10.(双选)(2022海南,10,4分)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是　 ( )
A.HCl的电子式为H+[····]-
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
11.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是(C)
化学键 C—H Si—H C O C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性:CH4>SiH4　　　　　B.键长:C.熔点:CO2晶体硅
12.(2021重庆,4,3分)次磷酸根(H2P)的球棍模型如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.P的原子结构示意图为
B.次磷酸根的电子式为[H········H]-
C.次磷酸根的结构式为
D.次磷酸的分子式为H3PO2
13.(2021北京,3,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是 ( )
A.N2的结构式:
B.Na+的结构示意图:
C.溴乙烷的分子模型:
D.CO2的电子式:····C····
14.(2020海南,3,2分)下列叙述正确的是　 ( )
A.HClO的结构式为H—Cl—O
B.核内有33个中子的Fe表示为Fe
C.NH2OH的电子式为H······H
D.CH3CHO的球棍模型为
考点2　分子结构与性质
15.(2024黑、吉、辽,9,3分)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是 ( )
　
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
16.(2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:BC.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
17.(2024安徽,8,3分)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
18.(2024安徽,7,3分)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(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
19.(2023海南,4,2分)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是 ( )
A.P4分子呈正四面体,键角为109°28'
B.NaCl焰色为黄色,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.OF2是由极性键构成的极性分子
20.(2023河北,6,3分)下列说法正确的是 ( )
A.CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B.若AB2型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同
C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性
D.CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子
21.(2023湖北,9,3分)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
22.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是　 ( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
23.(2023天津,11,3分)下表列出25 ℃时不同羧酸的pKa(即-lgKa)。根据表中数据推测,结论正确的是 ( )
羧酸 CH3COOH CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH
pKa 4.76 2.59 2.87 2.90
A.酸性强弱:CH2ICOOH>CH2BrCOOH
B.对键合电子的吸引能力强弱:FC.25 ℃时的pKa大小:CHF2COOHD.25 ℃时0.1 mol/L溶液的碱性强弱:CH3COONa24.(2023重庆,10,3分)NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图如下:
下列说法正确的是 ( )
A.NCl3和SiCl4均为极性分子
B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化
C.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同
D.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键
25.(2023北京,10,3分)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
26.(2022辽宁,7,3分)理论化学模拟得到一种离子,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
27.(2021海南,5,2分)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是( )
A.是非极性分子
B.键角∠FSF都等于90°
C.S与F之间共用电子对偏向S
D.S原子满足8电子稳定结构
28.(2021海南,11,4分)关于NH3性质的解释合理的是 ( )
选项 性质 解释
A 比PH3容易液化 NH3分子间的范德华力更大
B 熔点高于PH3 N—H键的键能比P—H大
C 能与Ag+以配位键结合 NH3中氮原子有孤电子对
D 氨水中存在N NH3·H2O是离子化合物
考点3　晶体结构与性质
29.(2024江西,12,3分)NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为a nm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是 ( )
A.Nb的配位数是6
B.Nb和O最短距离为a nm
C.晶体密度ρ= g/cm3
D.M的分数坐标为
30.(2024贵州,8,3分)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。 下列说法错误的是 ( )
A.富勒烯C60是分子晶体
B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
31.(2024湖南,12,3分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2 Li2CN2+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
32.(2024黑、吉、辽,14,3分)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 ( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
33.(2024安徽,14,3分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是 ( )
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=,Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
34.(2023湖北,11,3分)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是　 ( )
性质差异 结构因素
A. 沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 分子间作用力
B. 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型
C. 酸性:CF3COOH(pKa=0.23)远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性
D. 溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g) 阴离子电荷
35.(2023北京,1,3分)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。
金刚石 石墨 石墨炔
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
36.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是 ( )
　
A.图1晶体密度为 g·cm-3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
37.(2023重庆,9,3分)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.中心原子的配位数是4
B.晶胞中配合物分子的数目为2
C.晶体中相邻分子间存在范德华力
D.该晶体属于混合型晶体
38.(2023新课标,9,6分)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
39.(2023河北,11,3分)锆(Zr)是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 ( )
A.该氧化物的化学式为ZrO2
B.该氧化物的密度为 g·cm-3
C.Zr原子之间的最短距离为a pm
D.若坐标取向不变,将p点Zr原子平移至原点,则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心
40.(2023湖北,15,3分)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn,在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构,即得到晶体LaHx。下列说法错误的是 ( )
A.LaH2晶体中La的配位数为8
B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaHx
C.在LaHx晶胞中,H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3
41.(2023山东,5,2分)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
42.(2022天津,12,3分)一定条件下,石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 ( )
A.金刚石比石墨稳定
B.两物质的碳碳σ键的键角相同
C.等质量的石墨和金刚石中,碳碳σ键数目之比为4∶3
D.可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
43.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是 ( )
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
44.(2022湖北,9,3分)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
45.(2021辽宁,7,3分)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是 ( )
A.S位于元素周期表p区
B.该物质的化学式为H3S
C.S位于H构成的八面体空隙中
D.该晶体属于分子晶体
46.(2021湖北,10,3分)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 ( )
图a 图b
A.该晶胞的体积为a3×10-36 cm3
B.K和Sb原子数之比为3∶1
C.与Sb最邻近的K原子数为4
D.K和Sb之间的最短距离为a pm
47.(2023北京,15,10分)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根(S2)可看作是S中的一个O原子被S原子取代的产物。
(1)基态S原子价层电子排布式是　　　　　　　　。
(2)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:　　　　　　　　　　　。
(3)S2的空间结构是　　　　　。
(4)同位素示踪实验可证实S2中两个S原子的化学环境不同,实验过程为S。过程ⅱ中,S2断裂的只有硫硫键,若过程ⅰ所用试剂是NSO3和35S,过程ⅱ含硫产物是　　　　　　　　。
(5)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为　　　　。
已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度
为 　　　　g·cm-3。(1 nm=10-7 cm)
(6)浸金时,S2作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　。
48.(2023山东,16,12分)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)-40 ℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为　　　　　,HOF水解反应的产物为　　　　　(填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为　　　　　;O—Cl—O键角　　　　　Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因　　　　　　　　　　　。
(3)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式
为　　　　 　　　　。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度　　　g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
49.(2022海南,19,14分)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题:
(1)基态O原子的电子排布式　　　　　　　　　　　　,其中未成对电子有　　　个。
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是　　　　　　　　　　。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取　　　　　杂化。
邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子。Zn与氨水反应的离子方程式
为　　　　　　　　　　　　　　。
(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是　　　　　　　　。
(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。◇abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形。以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面　　　　　、　　　　　。
三年模拟
题型强化练
题型1　杂化轨道类型及分子极性的判断
1.(2024湖北黄冈中学二模,4)科学研究发现新型含碳化合物COS和C3O2,它们的结构类似CO2,均为直线形分子。下列结论中错误的是 ( )
A.COS和CO2分子中碳原子的杂化方式均为sp
B.CO2是非极性分子,COS和C3O2也是非极性分子
C.COS、C3O2分子全部由双键构成
D.COS、C3O2分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构
2.(2024山东潍坊一模,6)AlCl3在气态或非极性溶剂中均可通过氯桥键二聚成Al2Cl6,熔融AlCl3和KCl可形成KAl2Cl7。下列说法正确的是 ( )
A.AlCl3为极性分子
B.Al2Cl6中Al原子的杂化方式为sp2
C.KAl2Cl7的熔点高于Al2Cl6
D.1 mol Al2Cl6中含有7 mol Al—Cl单键
3.(2024河北张家口一模,7)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 不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3 共价键具有饱和性
B 分子的极性:BF3C 冠醚12-冠-4能够与Li+形成超分子,而不能与K+形成超分子 该冠醚空腔的直径与Li+的直径相当,与K+的直径不匹配
D 沸点:N2低于CO 二者相对分子质量相同,但分子的极性不同
4.(2024安徽合肥二模,13)某科研团队利用单核钼配合物实现了硝酸盐的仿生催化还原,如下图所示。已知X中Mo的化合价为+4,下列说法错误的是 ( )
A.Y中Mo的化合价为+6
B.基态原子第一电离能:N>P>S
C.X中碳原子的杂化方式有sp和sp2两种
D.X和Y中均含有离子键、配位键和共价键
5.(2024湖北八市3月联考,9)芳杂环化合物吡啶()与咪唑()在科学研究与工业生产中有着重要作用,两者均含有与苯类似的6电子大π键,其碱性随N原子电子云密度的增大而增强。下列说法错误的是 ( )
A.吡啶和咪唑中的N均是sp2杂化
B.水溶性:吡啶和咪唑均强于苯
C.碱性:强于
D.中N②比N①更易与钴形成配位键
6.(2024河北邯郸第三次调研,6)已知:S2中的一个O原子被S原子取代的产物,S2可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。下列有关说法正确的是 ( )
A.SO3与S的键角相等
B.S的空间结构相同
C.SO3是极性分子
D.S2作为配体时,只有端基硫原子能提供孤电子对
题型2　晶胞结构分析与计算
7.(2024辽宁沈阳一模,7)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,下图表示1/8晶胞。下列说法中错误的是 ( )
A.该晶胞的体积为8a3×10-30 cm3
B.K和Sb原子数之比为3∶1
C.与K最邻近的Sb原子数为4
D.该晶胞的俯视图为
8.(2024北京海淀一模,8)将铁粉在NH3和H2的混合气氛中加热,可得含Fe和N的磁性材料,其晶体的晶胞如下图所示,晶胞边长均为a pm。下列说法不正确的是 ( )
已知:1 cm=1010 pm,阿伏加德罗常数的值为NA。
A.距离N最近的Fe有6个
B.Fe之间的最近距离为a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.若将N置于晶胞顶点,则Fe位于体心和棱心
9.(2024河北唐山一模,11)2022年诺贝尔化学奖授予了三位研究点击化学的科学家。Cu+催化的叠氮化物—炔烃环加成和催化剂CuCl的晶体结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.晶胞结构中,Cu+的配位数为8
B.基态Cu的价层电子排布式为3d94s2
C.叠氮化物—炔烃环加成反应只有σ键的断裂与形成
D.若晶体的密度为d g/cm3,则晶胞参数a=×107 nm
10.(2024湖北十一校二模,14)半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。通过晶体衍射测得晶胞中,面心上硒与顶点硒之间的距离为a nm,NA代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,在ZnSe晶胞坐标系中,A点硒原子坐标为(,,0),B点锌原子坐标为(,,)。下列说法错误的是 ( )
A.晶胞中与Se等距离且距离最近的Se原子有12个
B.C的原子坐标为(,,)
C.Se与Zn原子之间的最近距离为a nm
D.硒化锌晶体密度为×1021 g·cm-3
11.(2024湖北武汉4月调研,13)超导现象一直吸引着广大科学家的关注。某超导材料的晶体结构属于四方晶系,其晶胞如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:I1(Cu)>I1(Ba)
B.与Ba2+等距且最近的Cu2+有12个
C.该超导材料的化学式为HgBa2CuO4
D.该晶体的密度为 g·cm-3
12.(2024吉林延边一模,14)叠氮化合物是重要的有机合成试剂,化学兴趣小组的同学在实验室制备了一种叠氮化合物KN3,晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该晶胞中每个K+周围距离最近且相等的共有12个
B.该叠氮化合物的密度为 g·cm-3
C.用红外光谱法可测定该晶体的结构
D.NaN3与KN3相比,NaN3的熔点低于KN3的熔点
13.(2024河北石家庄一模,11)某晶体由Mg、Al、O三种元素组成,若将其晶胞按图1方式切成8个体积相同的小立方体,Mg2+、Al3+和O2-在小立方体中的分布如图2、图3所示。已知Mg2+之间的最小间距为a pm。下列说法错误的是 ( )
A.晶体中Mg2+的配位数为4
B.晶胞的体积为×10-30 cm3
C.晶体中三种元素的第一电离能:O>Mg>Al
D.晶体的化学式为MgAl2O4
14.(2024江西南昌一模,14)我国科学家在高压下设计了一种氢元素化合物体系的高温超导体,其晶胞结构如图所示。设该立方晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 ( )
A.该超导体的化学式为CaYH12
B.该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个
C.该晶体的密度为 g/cm3
D.该晶胞中相邻H原子之间最短距离为 pm
15.(2024天津南开二模,13,节选)(4)某种掺杂CaO的ZrO2晶胞结构如图所示,Ca位于晶胞的面心。
①晶体中每个O周围与其最近的O有　　　　　个。
②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞棱长为a pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度
为　　　　　　g/cm3。
16.(2024北京海淀二模,15,节选)Fe2+可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞,其边长为a pm。
已知:1 cm=1010 pm,阿伏加德罗常数的值为NA。
(4)该晶体的密度是　　　　　　g·cm-3。
(5)距离F最近的Cs的个数为　4　。
综合拔高练
建议用时:20分钟
1.(2024东北三省一模,8)下列事实不能通过比较Cl和F的电负性解释的是 ( )
A.键角:NF3B.键能:F—FC.pKa:三氟乙酸<三氯乙酸
D.分子极性:NF3>NCl3
2.(2024安徽合肥二模,5)CO2的捕集和转化对实现双碳战略目标具有十分重要的意义,单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可用作工业CO2的捕集剂。以CO2为原料可制备一系列化合物,如CH3OH、HCHO、HCOOH、葡萄糖等,可有效降低大气中的CO2浓度,还能缓解化石燃料资源短缺等问题。下列有关说法正确的是 ( )
A.键角∠OCH:CH3OH>HCHO
B.酸性:HCOOHC.单乙醇胺可捕集CO2是因其含有的氨基呈碱性
D.HCHO分子间存在氢键
3.(2024九省联考贵州卷,9)磷酸分子聚合可以生成链状多磷酸和环状多磷酸,三分子磷酸聚合形成的链状三磷酸结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.键能:P-O>PO
B.元素的电负性:P>O>H
C.P的空间结构:平面四边形
D.六元环状三磷酸的分子式为H3P3O9
4.(2024重庆一模,6)离子液体在化工领域具有广泛的应用前景。一种离子液体的结构如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
A.电负性:F>N>C>H
B.第一电离能:I1(N)>I1(F)>I1(C)>I1(B)
C.该化合物的离子键弱,熔点低
D.该化合物中N原子发生sp2和sp3杂化
5.(2024九省联考河南卷,9)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可用于印染、畜牧等领域,其晶体的部分结构如下图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性:O>S>Fe>H
B.基态Fe2+的价层电子排布式为3d44s2
C.晶体中N和S原子的杂化类型均为sp3
D.晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键
6.(2024重庆乌江新高考协作体一模,13)硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料,具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A.当1 mol ZnmS完全转化为ZnnS时,转移电子数为2 mol
B.在ZnmS体对角线的一维空间上会出现“”的排布规律
C.当ZnmS完全转化为LixZnyS时,每转移6 mol电子,生成3 mol LiZn(合金相)
D.若Li2S的晶胞参数为a nm,则E、F间的距离为a nm
7.(2024上海宝山一模,2,节选)铬属于过渡元素,三价铬离子能形成多种配位化合物,例如:[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+。
(2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子或离子是　　　　　,中心离子的配位数为　　　　　。
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中基态Cl原子核外电子的运动状态有　　　　　种。
A.2　　　　　　B.5　　　　　　C.7　　　　　　D.17
(4)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
①PH3的中心原子的杂化类型是　　　　　。
A.sp　　　　　　　B.sp2　　　　　　　C.sp3
PH3分子的空间结构是　　　　　。
A.直线形　　　　　B.平面三角形
C.三角锥形　　　　　D.正四面体形
②NH3的沸点比PH3的高,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③H2O的键角小于NH3,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)①铬的一种氮化物晶体的立方晶胞结构如下图所示。
每个晶胞中平均分摊　　　　　个Cr3+,　　　　　个N3-。
A.1　1　　　　B.4　3　　　　C.4　4　　　　D.14　13
②若晶胞参数为a nm,计算晶体密度ρ=　　　　　　　g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA)。
8.(2024北京海淀一模,15)三磷酸腺苷(ATP)是生物体的供能物质,由腺苷(A)与磷酸反应而成。
(1)比较N和P的第一电离能大小,并从原子结构角度说明理由:　　　　　　　　　　　　　。
(2)ATP比A更易溶于水,从微粒间相互作用的角度解释其原因:　　　　　。
(3)ATP的碱基中,碳原子的杂化方式为　　　　。
(4)ATP中的碱基与尿嘧啶作用时,形成的氢键的种类可能有　　　　　　　(用“X—H…Y”表示)。
(5)磷的含氧酸除了H3PO4以外,还有亚磷酸(H3PO3)等。
①H3PO3是二元酸,在水中O—H键能断裂解离出H+而P—H键不能,从元素性质的角度解释其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②P配位时配位原子是　　　,理由是　　　　　　　　　　　　。
专题六　化学键　分子和晶体的结构与性质
五年高考
考点1　化学键
1.(2024江西,2,3分)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是 (B)
A.分子的极性:SiH4>NH3
B.键的极性:H—Cl>H—H
C.键角:H2O>CH4
D.分子中三键的键长:>
2.(2024黑、吉、辽,2,3分)下列化学用语或表述正确的是 (C)
A.中子数为1的氦核素He B.SiO2的晶体类型:分子晶体
C.F2的共价键类型:p-p σ键 D.PCl3的空间结构:平面三角形
3.(2024贵州,2,3分)下列叙述正确的是 (B)
A.KBr的电子式:K+[∶Br]-
B.聚乙炔的结构简式:
C.S的空间结构:平面三角形
D.的名称:2-甲基-2-丁烯
4.(2024山东,9,2分)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 (C)
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
5.(2024湖南,2,3分)下列化学用语表述错误的是　 (C)
A.NaOH的电子式:Na+[····H]-
B.异丙基的结构简式:
C.NaCl溶液中的水合离子:
D.Cl2分子中σ键的形成:
6.(2023河北,7,3分)物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是 (C)
选项 实例 解释
A. 用He替代H2填充探空气球更安全 He的电子构型稳定,不易得失电子
B. BF3与NH3形成加合物[H3N→BF3] BF3中的B有空轨道接受NH3中N的孤电子对
C. 碱金属中Li的熔点最高 碱金属中Li的价电子数最少,金属键最强
D. 不存在稳定的NF5分子 N原子价层只有4个原子轨道,不能形成5个N—F键
7.(2023重庆,7,3分)橙皮苷广泛存在于脐橙中,其结构简式(未考虑立体异构)如下图所示:
关于橙皮苷的说法正确的是 (C)
A.光照下与氯气反应,苯环上可形成C—Cl键
B.与足量NaOH水溶液反应,O—H键均可断裂
C.催化剂存在下与足量氢气反应,π键均可断裂
D.与NaOH醇溶液反应,多羟基六元环上可形成π键
8.(2023浙江1月选考,12,3分)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 (D)
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
9.(2022重庆,2,3分)BCl3水解反应方程式为BCl3+3H2O B(OH)3+3HCl,下列说法错误的是 (C)
A.Cl的原子结构示意图为
B.H2O的空间填充模型为
C.BCl3的电子式为····
D.B(OH)3的结构简式为
10.(双选)(2022海南,10,4分)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是　 (BD)
A.HCl的电子式为H+[····]-
B.Cl—Cl键的键长比I—I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
11.(2022北京,9,3分)由键能数据大小,不能解释下列事实的是(C)
化学键 C—H Si—H C O C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性:CH4>SiH4　　　　　B.键长:C.熔点:CO2晶体硅
12.(2021重庆,4,3分)次磷酸根(H2P)的球棍模型如图所示,下列说法错误的是 (B)
A.P的原子结构示意图为
B.次磷酸根的电子式为[H········H]-
C.次磷酸根的结构式为
D.次磷酸的分子式为H3PO2
13.(2021北京,3,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是 (D)
A.N2的结构式:
B.Na+的结构示意图:
C.溴乙烷的分子模型:
D.CO2的电子式:····C····
14.(2020海南,3,2分)下列叙述正确的是　 (C)
A.HClO的结构式为H—Cl—O
B.核内有33个中子的Fe表示为Fe
C.NH2OH的电子式为H······H
D.CH3CHO的球棍模型为
考点2　分子结构与性质
15.(2024黑、吉、辽,9,3分)环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是 (B)
　
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
16.(2024湖南,9,3分)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是 (A)
A.P为非极性分子,Q为极性分子
B.第一电离能:BC.1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等
D.P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化
17.(2024安徽,8,3分)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是 (C)
A.该物质中Ni为+2价
B.基态原子的第一电离能:Cl>P
C.该物质中C和P均采取sp2杂化
D.基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
18.(2024安徽,7,3分)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(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 (D)
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
19.(2023海南,4,2分)下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是 (D)
A.P4分子呈正四面体,键角为109°28'
B.NaCl焰色为黄色,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.OF2是由极性键构成的极性分子
20.(2023河北,6,3分)下列说法正确的是 (A)
A.CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体
B.若AB2型分子的空间构型相同,其中心原子的杂化方式也相同
C.干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性
D.CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子
21.(2023湖北,9,3分)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)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S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
22.(2023湖南,4,3分)下列有关物质结构和性质的说法错误的是　 (A)
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
23.(2023天津,11,3分)下表列出25 ℃时不同羧酸的pKa(即-lgKa)。根据表中数据推测,结论正确的是 (C)
羧酸 CH3COOH CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH
pKa 4.76 2.59 2.87 2.90
A.酸性强弱:CH2ICOOH>CH2BrCOOH
B.对键合电子的吸引能力强弱:FC.25 ℃时的pKa大小:CHF2COOHD.25 ℃时0.1 mol/L溶液的碱性强弱:CH3COONa24.(2023重庆,10,3分)NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图如下:
下列说法正确的是 (D)
A.NCl3和SiCl4均为极性分子
B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化
C.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同
D.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键
25.(2023北京,10,3分)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)
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
26.(2022辽宁,7,3分)理论化学模拟得到一种离子,结构如图。下列关于该离子的说法错误的是 (B)
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
27.(2021海南,5,2分)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是(A)
A.是非极性分子
B.键角∠FSF都等于90°
C.S与F之间共用电子对偏向S
D.S原子满足8电子稳定结构
28.(2021海南,11,4分)关于NH3性质的解释合理的是 (C)
选项 性质 解释
A 比PH3容易液化 NH3分子间的范德华力更大
B 熔点高于PH3 N—H键的键能比P—H大
C 能与Ag+以配位键结合 NH3中氮原子有孤电子对
D 氨水中存在N NH3·H2O是离子化合物
考点3　晶体结构与性质
29.(2024江西,12,3分)NbO的立方晶胞如图,晶胞参数为a nm,P的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是 (D)
A.Nb的配位数是6
B.Nb和O最短距离为a nm
C.晶体密度ρ= g/cm3
D.M的分数坐标为
30.(2024贵州,8,3分)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。 下列说法错误的是 (C)
A.富勒烯C60是分子晶体
B.图示中的K+位于Au形成的二十面体笼内
C.全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D.锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
31.(2024湖南,12,3分)Li2CN2是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为2LiH+C+N2 Li2CN2+H2,晶胞如图所示,下列说法错误的是 (D)
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
32.(2024黑、吉、辽,14,3分)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是 (B)
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
33.(2024安徽,14,3分)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如下图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是 (B)
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=,Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
34.(2023湖北,11,3分)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是　 (D)
性质差异 结构因素
A. 沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 分子间作用力
B. 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型
C. 酸性:CF3COOH(pKa=0.23)远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性
D. 溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g) 阴离子电荷
35.(2023北京,1,3分)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。
金刚石 石墨 石墨炔
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是　 (A)
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
36.(2023辽宁,14,3分)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是 (C)
　
A.图1晶体密度为 g·cm-3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
37.(2023重庆,9,3分)配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示,下列说法错误的是 (D)
A.中心原子的配位数是4
B.晶胞中配合物分子的数目为2
C.晶体中相邻分子间存在范德华力
D.该晶体属于混合型晶体
38.(2023新课标,9,6分)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)
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
39.(2023河北,11,3分)锆(Zr)是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (B)
A.该氧化物的化学式为ZrO2
B.该氧化物的密度为 g·cm-3
C.Zr原子之间的最短距离为a pm
D.若坐标取向不变,将p点Zr原子平移至原点,则q点Zr原子位于晶胞xy面的面心
40.(2023湖北,15,3分)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn,在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系,晶胞结构和参数如图所示。高压下,LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构,即得到晶体LaHx。下列说法错误的是 (C)
A.LaH2晶体中La的配位数为8
B.晶体中H和H的最短距离:LaH2>LaHx
C.在LaHx晶胞中,H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D.LaHx单位体积中含氢质量的计算式为 g·cm-3
41.(2023山东,5,2分)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 (B)
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
42.(2022天津,12,3分)一定条件下,石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是 (D)
A.金刚石比石墨稳定
B.两物质的碳碳σ键的键角相同
C.等质量的石墨和金刚石中,碳碳σ键数目之比为4∶3
D.可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
43.(2022山东,5,2分)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是 (A)
A.GaN的熔点高于AlN
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取sp3杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
44.(2022湖北,9,3分)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 (B)
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
45.(2021辽宁,7,3分)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是 (D)
A.S位于元素周期表p区
B.该物质的化学式为H3S
C.S位于H构成的八面体空隙中
D.该晶体属于分子晶体
46.(2021湖北,10,3分)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是 (B)
图a 图b
A.该晶胞的体积为a3×10-36 cm3
B.K和Sb原子数之比为3∶1
C.与Sb最邻近的K原子数为4
D.K和Sb之间的最短距离为a pm
47.(2023北京,15,10分)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根(S2)可看作是S中的一个O原子被S原子取代的产物。
(1)基态S原子价层电子排布式是　3s23p4　。
(2)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:　O和S为同主族元素,S原子半径比O原子大 ,S原子更易电离出最外层的电子,第一电离能比O原子小　。
(3)S2的空间结构是　四面体形　。
(4)同位素示踪实验可证实S2中两个S原子的化学环境不同,实验过程为S。过程ⅱ中,S2断裂的只有硫硫键,若过程ⅰ所用试剂是NSO3和35S,过程ⅱ含硫产物是　A　。
(5)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、b nm、c nm,结构如图所示。
晶胞中的[Mg(H2O)6]2+个数为　4　。
已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g·mol-1,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 ×1021　g·cm-3。(1 nm=10-7 cm)
(6)浸金时,S2作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由:　S2中中心S原子不能做配体,端基S原子能做配体;因为S2中中心S原子无孤电子对,端基S原子有孤电子对　。
48.(2023山东,16,12分)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)-40 ℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为　分子晶体　,HOF水解反应的产物为　HF和H2O2　(填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为　sp2　;O—Cl—O键角　>　Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因　ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—O σ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短　。
(3)一定条件下,CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合价为+2。上述反应的化学方程式为　CuCl2+4K+2F2 2KCl+K2CuF4　。若阿伏加德罗常数的值为NA,化合物X的密度ρ= 　g·cm-3(用含NA的代数式表示)。
49.(2022海南,19,14分)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题:
(1)基态O原子的电子排布式　1s22s22p4或[He]2s22p4　,其中未成对电子有　2　个。
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是　自由电子在外加电场中做定向移动　。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取　sp2　杂化。
邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是　两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,熔点更高　。
(4)金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子。Zn与氨水反应的离子方程式为　Zn+4NH3·H2O [Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH-+2H2O　。
(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是　N的电负性小于O　。
(6)左下图为某ZnO晶胞示意图,右下图是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。◇abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形。以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面　◇bcfe　、　◇dcih　。
三年模拟
题型强化练
题型1　杂化轨道类型及分子极性的判断
1.(2024湖北黄冈中学二模,4)科学研究发现新型含碳化合物COS和C3O2,它们的结构类似CO2,均为直线形分子。下列结论中错误的是 (B)
A.COS和CO2分子中碳原子的杂化方式均为sp
B.CO2是非极性分子,COS和C3O2也是非极性分子
C.COS、C3O2分子全部由双键构成
D.COS、C3O2分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构
2.(2024山东潍坊一模,6)AlCl3在气态或非极性溶剂中均可通过氯桥键二聚成Al2Cl6,熔融AlCl3和KCl可形成KAl2Cl7。下列说法正确的是 (C)
A.AlCl3为极性分子
B.Al2Cl6中Al原子的杂化方式为sp2
C.KAl2Cl7的熔点高于Al2Cl6
D.1 mol Al2Cl6中含有7 mol Al—Cl单键
3.(2024河北张家口一模,7)物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是 (B)
选项 实例 解释
A 不存在稳定的H3、H2Cl和Cl3 共价键具有饱和性
B 分子的极性:BF3C 冠醚12-冠-4能够与Li+形成超分子,而不能与K+形成超分子 该冠醚空腔的直径与Li+的直径相当,与K+的直径不匹配
D 沸点:N2低于CO 二者相对分子质量相同,但分子的极性不同
4.(2024安徽合肥二模,13)某科研团队利用单核钼配合物实现了硝酸盐的仿生催化还原,如下图所示。已知X中Mo的化合价为+4,下列说法错误的是 (D)
A.Y中Mo的化合价为+6
B.基态原子第一电离能:N>P>S
C.X中碳原子的杂化方式有sp和sp2两种
D.X和Y中均含有离子键、配位键和共价键
5.(2024湖北八市3月联考,9)芳杂环化合物吡啶()与咪唑()在科学研究与工业生产中有着重要作用,两者均含有与苯类似的6电子大π键,其碱性随N原子电子云密度的增大而增强。下列说法错误的是 (D)
A.吡啶和咪唑中的N均是sp2杂化
B.水溶性:吡啶和咪唑均强于苯
C.碱性:强于
D.中N②比N①更易与钴形成配位键
6.(2024河北邯郸第三次调研,6)已知:S2中的一个O原子被S原子取代的产物,S2可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。下列有关说法正确的是 (D)
A.SO3与S的键角相等
B.S的空间结构相同
C.SO3是极性分子
D.S2作为配体时,只有端基硫原子能提供孤电子对
题型2　晶胞结构分析与计算
7.(2024辽宁沈阳一模,7)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,下图表示1/8晶胞。下列说法中错误的是 (D)
A.该晶胞的体积为8a3×10-30 cm3
B.K和Sb原子数之比为3∶1
C.与K最邻近的Sb原子数为4
D.该晶胞的俯视图为
8.(2024北京海淀一模,8)将铁粉在NH3和H2的混合气氛中加热,可得含Fe和N的磁性材料,其晶体的晶胞如下图所示,晶胞边长均为a pm。下列说法不正确的是 (C)
已知:1 cm=1010 pm,阿伏加德罗常数的值为NA。
A.距离N最近的Fe有6个
B.Fe之间的最近距离为a pm
C.该晶体的密度为 g·cm-3
D.若将N置于晶胞顶点,则Fe位于体心和棱心
9.(2024河北唐山一模,11)2022年诺贝尔化学奖授予了三位研究点击化学的科学家。Cu+催化的叠氮化物—炔烃环加成和催化剂CuCl的晶体结构如图所示。下列说法正确的是 (D)
A.晶胞结构中,Cu+的配位数为8
B.基态Cu的价层电子排布式为3d94s2
C.叠氮化物—炔烃环加成反应只有σ键的断裂与形成
D.若晶体的密度为d g/cm3,则晶胞参数a=×107 nm
10.(2024湖北十一校二模,14)半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。通过晶体衍射测得晶胞中,面心上硒与顶点硒之间的距离为a nm,NA代表阿伏加德罗常数的值。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,在ZnSe晶胞坐标系中,A点硒原子坐标为(,,0),B点锌原子坐标为(,,)。下列说法错误的是 (B)
A.晶胞中与Se等距离且距离最近的Se原子有12个
B.C的原子坐标为(,,)
C.Se与Zn原子之间的最近距离为a nm
D.硒化锌晶体密度为×1021 g·cm-3
11.(2024湖北武汉4月调研,13)超导现象一直吸引着广大科学家的关注。某超导材料的晶体结构属于四方晶系,其晶胞如图所示。下列说法错误的是 (B)
A.第一电离能:I1(Cu)>I1(Ba)
B.与Ba2+等距且最近的Cu2+有12个
C.该超导材料的化学式为HgBa2CuO4
D.该晶体的密度为 g·cm-3
12.(2024吉林延边一模,14)叠氮化合物是重要的有机合成试剂,化学兴趣小组的同学在实验室制备了一种叠氮化合物KN3,晶胞结构如图所示。下列说法正确的是 (B)
A.该晶胞中每个K+周围距离最近且相等的共有12个
B.该叠氮化合物的密度为 g·cm-3
C.用红外光谱法可测定该晶体的结构
D.NaN3与KN3相比,NaN3的熔点低于KN3的熔点
13.(2024河北石家庄一模,11)某晶体由Mg、Al、O三种元素组成,若将其晶胞按图1方式切成8个体积相同的小立方体,Mg2+、Al3+和O2-在小立方体中的分布如图2、图3所示。已知Mg2+之间的最小间距为a pm。下列说法错误的是 (B)
A.晶体中Mg2+的配位数为4
B.晶胞的体积为×10-30 cm3
C.晶体中三种元素的第一电离能:O>Mg>Al
D.晶体的化学式为MgAl2O4
14.(2024江西南昌一模,14)我国科学家在高压下设计了一种氢元素化合物体系的高温超导体,其晶胞结构如图所示。设该立方晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是 (C)
A.该超导体的化学式为CaYH12
B.该晶胞中与Ca最近且距离相等的Y有8个
C.该晶体的密度为 g/cm3
D.该晶胞中相邻H原子之间最短距离为 pm
15.(2024天津南开二模,13,节选)(4)某种掺杂CaO的ZrO2晶胞结构如图所示,Ca位于晶胞的面心。
①晶体中每个O周围与其最近的O有　6　个。
②已知该晶胞为立方晶胞,晶胞棱长为a pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 　g/cm3。
16.(2024北京海淀二模,15,节选)Fe2+可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞,其边长为a pm。
已知:1 cm=1010 pm,阿伏加德罗常数的值为NA。
(4)该晶体的密度是 　g·cm-3。
(5)距离F最近的Cs的个数为　4　。
综合拔高练
建议用时:20分钟
1.(2024东北三省一模,8)下列事实不能通过比较Cl和F的电负性解释的是 (B)
A.键角:NF3B.键能:F—FC.pKa:三氟乙酸<三氯乙酸
D.分子极性:NF3>NCl3
2.(2024安徽合肥二模,5)CO2的捕集和转化对实现双碳战略目标具有十分重要的意义,单乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可用作工业CO2的捕集剂。以CO2为原料可制备一系列化合物,如CH3OH、HCHO、HCOOH、葡萄糖等,可有效降低大气中的CO2浓度,还能缓解化石燃料资源短缺等问题。下列有关说法正确的是 (C)
A.键角∠OCH:CH3OH>HCHO
B.酸性:HCOOHC.单乙醇胺可捕集CO2是因其含有的氨基呈碱性
D.HCHO分子间存在氢键
3.(2024九省联考贵州卷,9)磷酸分子聚合可以生成链状多磷酸和环状多磷酸,三分子磷酸聚合形成的链状三磷酸结构如图所示。下列说法正确的是(D)
A.键能:P-O>PO
B.元素的电负性:P>O>H
C.P的空间结构:平面四边形
D.六元环状三磷酸的分子式为H3P3O9
4.(2024重庆一模,6)离子液体在化工领域具有广泛的应用前景。一种离子液体的结构如图所示,下列有关说法不正确的是 (B)
A.电负性:F>N>C>H
B.第一电离能:I1(N)>I1(F)>I1(C)>I1(B)
C.该化合物的离子键弱,熔点低
D.该化合物中N原子发生sp2和sp3杂化
5.(2024九省联考河南卷,9)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O可用于印染、畜牧等领域,其晶体的部分结构如下图所示。下列说法正确的是(C)
A.电负性:O>S>Fe>H
B.基态Fe2+的价层电子排布式为3d44s2
C.晶体中N和S原子的杂化类型均为sp3
D.晶体中微粒间的相互作用只有离子键、共价键和配位键
6.(2024重庆乌江新高考协作体一模,13)硫化锌是一种优良的宽带隙半导体锂离子电池负极材料,具有在充电的同时合金化反应的特点。在充电过程中负极材料晶胞的组成变化如图所示。
下列说法正确的是 (B)
A.当1 mol ZnmS完全转化为ZnnS时,转移电子数为2 mol
B.在ZnmS体对角线的一维空间上会出现“”的排布规律
C.当ZnmS完全转化为LixZnyS时,每转移6 mol电子,生成3 mol LiZn(合金相)
D.若Li2S的晶胞参数为a nm,则E、F间的距离为a nm
7.(2024上海宝山一模,2,节选)铬属于过渡元素,三价铬离子能形成多种配位化合物,例如:[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+。
(2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子或离子是　N、O、Cl　,中心离子的配位数为　6　。
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中基态Cl原子核外电子的运动状态有　D　种。
A.2　　　　　　B.5　　　　　　C.7　　　　　　D.17
(4)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
①PH3的中心原子的杂化类型是　C　。
A.sp　　　　　　　B.sp2　　　　　　　C.sp3
PH3分子的空间结构是　C　。
A.直线形　　　　　B.平面三角形
C.三角锥形　　　　　D.正四面体形
②NH3的沸点比PH3的高,原因是　NH3分子间存在氢键　。
③H2O的键角小于NH3,原因是　NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化,与中心原子成键的原子都是H原子,孤电子对数分别是1、2;由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,则孤电子对数越多,键角越小　。
(5)①铬的一种氮化物晶体的立方晶胞结构如下图所示。
每个晶胞中平均分摊　4　个Cr3+,　4　个N3-。
A.1　1　　　　B.4　3　　　　C.4　4　　　　D.14　13
②若晶胞参数为a nm,计算晶体密度ρ= 　g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA)。
8.(2024北京海淀一模,15)三磷酸腺苷(ATP)是生物体的供能物质,由腺苷(A)与磷酸反应而成。
(1)比较N和P的第一电离能大小,并从原子结构角度说明理由:　N>P,N和P为同主族元素,电子层数P>N,原子半径P>N,原子核对最外层电子的吸引作用N>P　。
(2)ATP比A更易溶于水,从微粒间相互作用的角度解释其原因:　ATP更易与H2O形成氢键　。
(3)ATP的碱基中,碳原子的杂化方式为　sp2　。
(4)ATP中的碱基与尿嘧啶作用时,形成的氢键的种类可能有　N—H…N、N—H…O　(用“X—H…Y”表示)。
(5)磷的含氧酸除了H3PO4以外,还有亚磷酸(H3PO3)等。
①H3PO3是二元酸,在水中O—H键能断裂解离出H+而P—H键不能,从元素性质的角度解释其原因:　O的电负性大于P,O—H键极性大于P—H键,更易电离出H+　。
②P配位时配位原子是　O　,理由是　O有孤电子对,可以作配位原子没有孤电子对,不可作配位原子　。
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