2024高考化学一轮复习讲义（步步高版）第5章 热点强化15　物质结构与性质选择题专练

热点强化15　物质结构与性质选择题专练

1．(2023·上海模拟)下列化学用语表达正确的是(　　)

A．基态硫原子的轨道表示式：

B．H2S的电子式：

C．SO3的VSEPR模型：

D．SO2分子的空间填充模型：

答案　C

解析　硫原子的核外电子总数为16，基态硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，基态S原子的轨道表示式为，故A错误；H2S为共价化合物，其电子式为，故B错误；SO3分子中S原子的价电子对数为3＋＝3，无孤电子对，其VSEPR模型为，故C正确；SO2中S的价电子对数为2＋＝3，故其空间结构为角形，其空间填充模型为，故D错误。

2．(2022·江苏，5)下列说法正确的是(　　)

A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°

B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子

C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2

D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同

答案　B

解析　金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，故A错误；SiH4的化学键为Si—H，SiCl4的化学键为Si—Cl，均为极性键，均为正四面体，正负电荷重心重合，均为非极性分子，故B正确；锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合型晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误。

3．(2022·山东，5)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、N—Ga。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

答案　A

解析　Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其均为共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的键长，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价电子对数为4)，C原子无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，所有原子的配位数也均为4，C、D说法正确。

4．(2022·辽宁，5)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是(　　)

A．X能与多种元素形成共价键

B．简单氢化物沸点：Z<Q

C．第一电离能：Y>Z

D．电负性：W<Z

答案　B

解析　短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，说明W为第3周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第2周期元素时，最外层电子排布为2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第3周期元素时，最外层电子排布为3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q分别为C、O和S，则Y为N。X为C，能与多种元素(H、O、N等)形成共价键，A正确；Z和Q形成的简单氢化物分别为H2O和H2S，由于H2O分子间能形成氢键，故H2O的沸点高于H2S，B错误；Y为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确；W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确。

5.(2022·丹东市模拟)萝卜硫素是具有美容效果的天然产物，其结构如图所示，该物质由五种短周期元素构成，其中W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y、Z原子核外最外层电子数相等，下列说法错误的是(　　)

A．第一电离能：X>Y>Z

B．简单离子半径：Z>X>Y

C．W、X与氢原子可形成直线形化合物

D．W、X、Y分别形成的简单氢化物的熔、沸点在同主族元素中均为最高

答案　D

解析　通过结构可知，萝卜硫素含H、C，萝卜硫素由五种短周期元素构成，则W、X、Y、Z中有一种是C，还有一种是S；W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y、Z原子核外最外层电子数相等，结合结构简式中的成键数目可知：X为N，Y为O，Z为S，W为C。同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大的趋势，其中第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能均高于其相邻元素，即N的第一电离能大于O；同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，即O的第一电离能大于S，故第一电离能：N＞O＞S，A正确；N3－和O2－的核外电子排布相同，N的原子序数小于O，故离子半径：N3－＞O2－，N3－、O2－核外有2个电子层，S2－核外有3个电子层，则离子半径：S2－＞N3－＞O2－，B正确；N、C、H组成的化合物为HCN，该分子的空间结构为直线形，C正确；X为N，Y为O，W为C，它们的简单氢化物分别为NH3、H2O和CH4，NH3和H2O分子间均存在氢键，使得它们的熔、沸点在同主族元素中均为最高，CH4分子间没有氢键，其熔、沸点在同主族元素中最低，D错误。

6.X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素；由5种元素组成的某化合物是电池工业中的重要原料，该化合物的结构式如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：Y＜Z＜W

B．最高价含氧酸酸性：Z＞M

C．电负性：X＜Y＜Z

D．该化合物中既含极性键又含非极性键

答案　D

解析　由题给信息推知X为H、Y为B、Z为C、W为F、M为S。同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以原子半径：F＜C＜B，即W＜Z＜Y，A错误；非金属性：S＞C，所以最高价含氧酸的酸性：H2SO4＞H2CO3，即Z＜M，B错误；C原子和C原子形成的共价键为非极性键，其余共价键均为极性键，D正确。

7．(2022·湖北，9)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

答案　B

解析　Ca2＋配位数为与其距离最近且等距离的F－的个数，如图所示，Ca2＋位于体心，F－位于面心，所以Ca2＋的配位数为6，A正确；F－与K＋的最近距离为棱长的，F－与Ca2＋的最近距离为棱长的，所以与F－距离最近的是Ca2＋，B错误；K＋位于顶角，个数为×8＝1，F－位于面心，个数为×6＝3，Ca2＋位于体心，个数为1，综上，该物质的化学式为KCaF3，C正确；F－与Cl－半径不同，替换后晶胞棱长将改变，D正确。

8．(2022·辽宁丹东模拟)某FexNy的晶胞如图1所示，晶胞边长为a pm，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，下列说法正确的是(　　)

A．该FexNy的化学式为Fe2N

B．与N等距且最近的N为8个

C．两个a位置Fe的最近距离为a pm

D．其中较稳定的Cu替代型产物的化学式为FeCu3N

答案　C

解析　根据切割法，FexNy的晶胞中Fe原子数是8×＋6×＝4，N原子数是1，该FexNy的化学式为Fe4N，故A错误；N原子位于晶胞体心，与N等距且最近的N为6个，故B错误；两个a位置Fe的最近距离为面对角线的一半，面对角线为a pm，所以两个a位置Fe的最近距离为a pm，故C正确；能量越低越稳定，Cu完全替代该晶体中b位置Fe形成的物质能量低，稳定性强，晶胞中铜原子数是8×＝1，铁原子数是6×＝3，N原子数是1，化学式为Fe3CuN，故D错误。

9．第ⅤA族元素的原子(以R表示)与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构为三角锥形。PCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于PCl5分子的说法不正确的是(　　)

A．每个原子都达到最外层8电子稳定结构

B．Cl—P—Cl的键角有120°、90°、180°三种

C．PCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的PCl3

D．分子中5个P—Cl的键能不都相同

答案　A

解析　P原子的最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以PCl5中P的最外层不满足8电子稳定结构，A错误；由图可知，三角双锥上下两个顶点Cl原子与中心P原子形成的Cl—P—Cl的键角为180°，中间为平面三角形，其中两个顶点Cl原子与中心P原子形成的Cl—P—Cl的键角为120°，通过中间的三角形所在的平面将三角双锥截为两个完全相同的三角锥，在上面的三角锥中Cl—P—Cl的键角为90°，所以Cl—P—Cl的键角有90°、120°、180°三种，B正确；PCl5PCl3＋Cl2↑，则PCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的PCl3，C正确；键长越短，键能越大，因分子中P—Cl的键长不都相同，所以键能不都相同，D正确。

10．铝离子电池常用离子液体AlCl3/[EMIM]Cl作电解质，其中阴离子有AlCl、Al2Cl，阳离子为EMIM＋()，EMIM＋以单个形式存在时可以获得良好的溶解性能。下列说法错误的是(　　)

A．EMIM＋中存在大π键，表示为Π

B．Al2Cl中各原子最外层均达到8电子结构

C．1 mol EMIM＋中所含σ键数为17NA

D．为使EMIM＋获得良好的溶解性，不能将与N原子相连的—CH3、—C2H5替换为H原子

答案　C

解析　中环上由5个原子参与成键，与乙基相连的N原子提供2个电子，每个碳原子提供1个电子，与甲基相连的N原子提供1个电子，故该大π键应表示为Π，A正确；Al2Cl中每个Al原子周围形成4个共用电子对，则其结构式为，各原子最外层均达到8电子稳定结构，B正确；单键为σ键，一个双键中含有一个σ键和1个π键，1 mol EMIM＋中所含σ键数为19NA，C错误；氮原子上连H原子易形成分子间氢键，为防止离子间形成氢键而发生聚沉，使该离子不易以单个形式存在，所以与N原子相连的—CH3、—C2H5不能被氢原子替换，D正确。

11．(2022·黄冈模拟)某物质用途非常广泛，可用来制造耐火陶瓷，作颜料，还可以用于冶炼金属。其具有的长方体形晶胞结构可用如图表示，已知6个N原子形成了正八面体，晶胞参数的单位为pm，M原子的相对原子质量为m，N原子的相对原子质量为n。下列说法错误的是(　　)

A．该物质的化学式可能为MN2

B．该晶胞密度为ρ＝×10－30 g·cm－3

C．M原子的配位数为6，N原子的配位数为3

D．若N1原子的坐标为(x，x，0)，则N2原子的坐标为(1－x，1－x，0)

答案　B

解析　由图示晶胞可知，一个晶胞中含有M的个数为8×＋1＝2，N的个数为4×＋2＝4，故该物质的化学式可能为MN2或N2M，A正确；一个晶胞的质量为 g，一个晶胞的体积为a2c×10－30cm3，则该晶胞密度为ρ＝＝＝×1030g·cm－3，B错误；由图示晶胞可知，一个M原子周围距离最近且相等的N原子个数为6，则M原子的配位数为6，一个N原子周围距离最近且相等的M原子个数为3，则N原子的配位数为3，C正确；由图示晶胞可知，N1、N2原子均在底面上，若N1原子的坐标为(x，x，0)，则N2原子的坐标为(1－x，1－x，0)，D正确。

12．(2022·葫芦岛市模拟)砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为a pm，建立如图的原子坐标系，①号位的坐标为(，，)。已知：砷化镉的摩尔质量为M g·mol－1，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)

A．砷化镉中Cd与As原子个数比为3∶2

B．两个Cd原子间最短距离为0.5a pm

C．③号位原子坐标参数为(，1，)

D．该晶胞的密度为 g·cm－3

答案　D

解析　由图示晶胞可知，一个晶胞中As个数为8×＋6×＝4，Cd的个数为6，故砷化镉中Cd与As原子个数比为6∶4＝3∶2，A正确；由图示晶胞可知，平行于边的同一直线上Cd原子将边长4等分，故两个Cd原子间最短距离为0.5a pm，B正确；由图示可知，③号位原子位于右侧面的面心上，故其坐标参数为(，1，)，C正确；由A项分析可知，一个晶胞中含有6个Cd和4个As，即含有2个As2Cd3，故该晶胞的密度为g·cm－3，D错误。