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热点强化16 物质结构与性质选择题专练
1.(2022·天津模拟)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:HSH
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 原子的价层电子对数为3+=3,
无孤电子对,其VSEPR 模型为
,故C 正确;SO2中S 的价层电子对数为2+=3,故
其空间结构为V 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,正负电荷中心重合,
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( )
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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 原子的价层电子对数
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 为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子,可分类讨论:
①为第二周期元素时,最外层电子排布为2s22p2或2s22p4,即C 或O;②为第三周期元素时,
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( )
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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.(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。
7.(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( )
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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 根据均摊法,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。
8.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
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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;PCl5=====PCl3+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。
9.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。
10.(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( )
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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。
11.(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。
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