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专题11 物质结构与元素周期律
目录
01 模拟基础练
【题型一】原子结构 核素
【题型二】元素周期表 元素周期律
【题型三】微粒间的相互作用力
【题型四】杂化轨道理论与分子空间构型
【题型五】简单晶体结构分析及晶胞计算
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 原子结构 核素
1．(2024·河南平顶山高三第一次质量检测)氚管是一种应用在深海夜光手表中的发光装置。其主要结
构是在一个密闭玻璃管中充入氚气，由氚在β 衰变时释放出的电子射中涂在玻璃管内部的荧光粉，发出荧
光。下列说法错误的是( )
A．氚原子核内中子数为2 B．β 衰变属于化学变化
C．H、D、T 互为同位素 D．含有氚的废水具有放射性
2．“嫦娥五号”顺利将
月壤带回地球。科学家发现月壤中有地球土壤中没有的
3He。
3He 是一
种优良的核反应原料，与氘发生核聚变反应，放出巨大的能量：
，下列有关说法正确
的是( )
A．D2和H2互为同位素 B．等质量的
3He 和
2H 具有相同的中子数
C．
3He 与
发生的核聚变反应属于化学变化 D．
3He 位于周期表的第1 行、第18 列
3．北斗导航系统上使用的原子钟是世界上最准确的原子钟——2000 万年相差一秒，该原子钟上使用
的核素是
，已知铯是第ⅠA 族元素，下列说法错误的是( )
A．Cs 元素的相对原子质量为137
B．CsOH 溶液能溶解氧化铝
1
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C．
与
核外电子层结构相同
D．酚酞遇Cs2CO3溶液变红色
4．钋－210 属于极毒性放射性元素，以相同重量来比较，钋－210 的毒性是氰化物的2．5 亿倍，只需
一颗尘埃大小就足以取人性命，而且没有解毒剂。下列有关
210
84PO说法正确的是( )
A．
与
互为同素异形体
B．
与
互为同位素
C．
的质子数为84，中子数为126
D．Po 元素的相对原子质量为210
5．我国新一代“人造太阳”HL-2M“托卡马克”装置近日取得突破性进展，等离子体电流突破1 兆安
培，距离可控核聚变点火又近了一步。“人造太阳”中的核聚变反应之一为H+ H→He+ n。下列说法
错误的是( )
A．常温同压下，等质量的
3
1H2、
1
1H2体积之比为1 3∶
B．
2
1H2O 与
1
1H2O 化学性质基本相同
C．1mol3
1H 的中子数比1mol2
1H 的多1mol
D．
3
1H2O 能稳定存在于自然界中
题型二 元素周期表 元素周期律
6．元素X 的原子，其M 层与K 层电子数相同；元素Y 的原子，其L 层上有5 个电子。X 和Y 所形成
的稳定化合物的摩尔质量为( )
A．148 g·mol－1 B．100 g·mol－1 C．90 g·mol－1
D．38 g·mol－1
7．下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A．H2SO4的酸性强于H2SiO3 B．
与热水能反应，Al 与热水很难反应
C．H2O 的稳定性强于H2S D．HI 的沸点高于HBr
8．下列关于物质的结构与性质的叙述正确的是( )
A．Li、Na 同主族， Na 保存在煤油中，可推断Li 也保存在煤油中
B．Be、Mg 同主族，MgO 不溶于强碱，可推断BeO 也不溶于强碱
C．Ge、Pb 同主族，Ge 可作半导体材料，可推断Pb 也可作半导体材料
D．O、S 同主族，H2O2有氧化性，可推断H2S2也有氧化性
9．下列有关物质性质的比较正确的是( )
A．碱性：Ba(OH)2＜Ca(OH)2 ＜KOH B．离子半径：Mg2+＜O2-＜F--
C．还原性：SiH4＞PH3＞HCl D．热稳定性：CH4＞NH3＞HF
10．X、Y、Z、W、R 五种前20 号主族元素，原子序数依次增大。基态X 原子中有3 个未成对电子，Z
2
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是元素周期表中电负性最大的元素，Y 和W 同主族，常温下0.01mol·L-1R 的最高价氧化物对应的水化物溶
液的pH=12。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：r(W)<r(R)
B．最高正价：X<Y<Z
C．第一电离能：I1(X )> I1(Y )> I1(Z )
D．简单氢化物的键角：Y>W
11．W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，W 的最高正价与最低负价代数和为0，X
的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，Y 的最外层电子数为偶数，Z 的核外电子数等于X 与Y 的
最外层电子数之和。下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：X>Y B．W、X、Y 可能形成离子晶体
C．原子半径：Z>Y>X D．W 与Z 形成的化合物中可能含有非极性键
12．某种天然硅酸盐矿石主要成分的化学式为R[Z2W3Y10]•3X2Y，其中X、Y、Z、W、R 是主族元素，
原子序数依次增大，且处于四个不同周期。Y 元素是地壳中含量最高的元素，化合物RY 在实验室中常用
作干燥剂。下列说法正确的是( )
A．原子半径：W＞Z＞Y B．工业制备Z 单质采用热还原法
C．X 和R 形成的化合物，X 显负价 D．W 的最高价氧化物可溶于稀硝酸
题型三 微粒间的相互作用力
13．物质发生下列变化时，需克服的作用力不属于化学键的是( )
A．HCl 溶于水 B．I2升华 C．H2O 电解 D．烧碱熔化
14．对下列物质溶于水时破坏的作用力描述错误的是( )
A．氯化钠，破坏了离子键 B．氯化氢，破坏了共价键
C．蔗糖，破坏了分子间作用力 D．二氧化碳，没有破坏作用力
15．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，熔化时所克服的作用力也完全相同的是
A．CO2和SiO2 B．NaCl 和HCl C．(NH4)2CO3和CO(NH2)2 D．NaH 和KCl
16．下列各物质中，按熔点由高到低的顺序排列正确的是( )
A．CH4>SiH4>GeH4>SnH4 B．KCl>NaCl>MgCl2>MgO
C．Rb>K>Na>Li D．金刚石>Si>钠
17．NF3可由NH3和F2在Cu 催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2=====NF3＋3NH4F，该化学方程
式中的5 种物质不所含的晶体类型有( )
A．离子晶体 B．分子晶体 C．共价晶体 D．金属晶体
18．二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率和去烟，
可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法不正确的是( )
3
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A．二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H5
-)之间为配位键
B．lmol 环戊二烯(
)中含有
键的数目为11NA
C．二茂铁分子中存在π 键
D．Fe2+的电子排布式为ls 22s 22p63s23p63d44s2
19．下列有关物质的性质规律正确的是( )
A．键角：ClO2
-＜ClO3
-＜ClO4
-
B．酸性：CH3COOH＞CCl3COOH＞CF3COOH
C．乙醇在水中的溶解度小于丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)，可以用相似相溶原理解释
D．噻吩(
)相对分子质量大于吡咯(
)，故噻吩的沸点高于吡咯
题型四 杂化轨道理论与分子空间构型
20．下列有关分子的结构和性质的说法正确的是( )
A．H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子
B．NF3和PCl3均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化
C．H3BO3和H3PO3均为三元酸，结构式均为
(X＝B，P)
D．CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形分子，键角均为109°28′
21．LiAlH4是重要的还原剂与储氢材料，在120℃下的干燥空气中相对稳定，其合成方法为：
NaAlH4+LiCl=LiAlH4+NaCl。下列说法正确的是( )
A．基态铝原子核外有7 种不同空间运动状态的电子
B．该反应可以在水溶液中进行
C．AlH4
-与AlCl3中Al 原子杂化方式相同
D．AlH4
-与PH4
+互为等电子体，其空间构型均为正方形
22．氨基乙酸钠(H2N—CH2COONa)用于有机产品的合成，也可用于工业洗涤剂中间体的生产以及生化
研究。下列说法正确的是( )
A．碳、氮原子的杂化类型相同
4
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B．氨基乙酸钠中N 原子的价层电子对数为4
C．1 mol 氨基乙酸钠分子中所含σ 键的物质的量为10 mol
D．氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
23．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均为常见的燃料，关于这三者的结构与性质，下列说法不正确的是(
)
A．CH3OH 的电子式为
B．N2H4空间结构为平面形
C．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水
D．CH3OH 和(CH3)2NNH 中C、O、N 杂化方式均相同
24．一定条件下发生反应：Fe＋6HCN＋2K2CO3=K4[Fe(CN)6]＋H2↑＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的
是( )
A．K4[Fe(CN)6]的中心原子的核外电子排布式为[Ar]3d5
B．该反应中只存在离子键和共价键的断裂和形成
C．HCN、CO2、CO3
2-中碳的杂化方式和空间构型均相同
D．HCN 水溶液中存在 4 种氢键
25．铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，铜催化烯烃硝化反应时会产生NO，又如CuCl2可与
某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物，其结构如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．配合物分子中N、C 原子均存在sp2和sp3杂化轨道
B．1 mol 有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键有5 mol
C．NO 的键角比NO 小
D．该配合物中存在着离域大π 键、π 键
26．实验室中常用丁二酮肟来检验Ni2＋，反应时形成双齿配合物，离子方程式如下：
5
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下列说法不正确的是( )
A．基态Ni2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8
B．丁二酮肟分子中碳原子与氮原子的杂化方式均为sp3
C．每个二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ)含有32 个σ 键
D．二(丁二酮肟)合镍(Ⅱ)的中心原子的配体数目和配位数分别为2、4
题型五 简单晶体结构分析及晶胞计算
27．[原创题]纳米TiO2被广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。其中一种晶胞结构如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．氧元素位于元素周期表的p 区
B．钛原子核外有22 种空间运动状态不同的电子
C．每个O 周围距离最近的Ti 数目是3
D．晶体的密度为
g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)
28．锌与硫所形成化合物晶体的晶胞如图所示。下列判断错误的是( )
A．Zn 位于元素周期表的d 区
B．该晶胞中Zn2+和S2-数目相等
C．S2-位于Zn2+构成的四面体空隙中
D．氧化锌的熔点高于硫化锌
6
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29．近期，我国科技工作者合成了一种高质量的纳米棒发光材料，其晶胞结构如图所示，晶胞的边长
a。下列说法错误的是( )
A．与Cs+距离最近I-个数为12
B．Pb2+的配位数为6
C．Pb2+与Cs+间最短距离为
2 a
2
D．该物质的化学式为CsPbI3
30．某荧光材料由X2+与Y2-组成，其摩尔质量为
1
Mg mol
，NA为阿伏加德罗常数的值。其晶胞结构
如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．该晶体的化学式是XY
B．该晶胞参数为anm，则其晶体密度为
30
3
3
A
4 10
g cm
a
M
N
C．X2+的配位数是4，Y2-的配位数也是4
D．若A 点的原子坐标为
3 3 1
,
,
4 4 4
，则B 点的原子坐标为
1 3 3
,
,
4 4 4
1．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂，氯化钾(KCl)是一种重要的钾肥。下列说法正确的是( )
A．元素的电负性：
B．离子半径：Cl->K+
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C．元素的第一电离能：S>O D．碱性：Al(OH)3>KOH
2．关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法不正确的是( )
A．CH3OH 为极性分子
B．N2H4空间结构为平面形
C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2的原因是N2H4分子间氢键数目更多
D．CH3OH 和(CH3)2NNH2中C、O、N 杂化方式均相同
3．SO3及其三聚体环状结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．SO3与CO3
2-、NO3
-互为等电子体，空间结构都为平面三角形
B．SO3为非极性分子，中心原子杂化类型sp3
C．三聚体环状结构中S 与O 形成的共价键的键长有a、b 两类
D．该三聚体环状结构中含有12 个σ 键
4．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，易溶于水，在水中的溶解度约为Cl2的5 倍，其水溶液在较高
温度与光照下会生成ClO2
-与ClO3
-。ClO2是一种极易爆炸的强氧化性气体，实验室制备ClO2的反应为
2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4下列关于ClO2、ClO2
-、ClO3
-的说法正确的是( )
A．ClO2分子是极性分子
B．ClO2
-中含有非极性键
C．ClO3
-的空间构型为平面三角形
D．ClO2
-与ClO3
-的键角相等
5．氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反
应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。实验室用加热NH4Cl 和Ca(OH)2固体混合物的方法制取
少量氨气；侯氏制碱法用氨气、二氧化碳，与饱和食盐水制备纯碱碳酸钠。下列有关NH3、NF3、NH4
+、
NO2
-、NO3
-等含氮粒子的说法正确的是( )
A．NH3中N-H 键角比NH4
+中N-H 键角大
B．NH3极易溶于水，主要原因是NH3分子间能形成氢键
C．NH3的水溶液能导电，但一水合氨不能完全电离，因此NH3属于弱电解质
D．NH3、NF3的空间构型都是三角锥型，NO2
-、NO3
-中的N 都是sp2杂化
6．TiO2通过氮掺杂生成TiO(2-a)Nb的反应如图。已知原子1、2 的分数坐标为(0，0，
)和(1，0，0)，
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设阿伏加德罗常数的值为NA。
下列叙述不正确的是( )
A．原子3 的分数坐标为(1，1，
)
B．TiO2的密度为
g•cm-3
C．TiO(2-a)Nb晶体中a=
D．TiO(2-a)Nb晶体中b=
7．硅与镁能够形成二元半导体材料，其晶胞如图所示，已知晶胞参数为rnm。阿伏加德罗常数值为
NA。下列说法中不正确的是( )
A．镁原子位于硅原子所构成的正四面体空隙中
B．晶体中硅原子和镁原子的配位数之比为1 2∶
C．该晶体中两个硅原子间的最短距离为
D．晶体的密度为
8．我国科学家合成的T﹣碳，其晶胞结构可看作金刚石晶胞中的每个碳原子被4 个碳原子构成的正四
9
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面体单元替代，如图所示。T﹣碳的密度为金刚石的一半。下列说法不正确的是( )
A．每个T﹣碳晶胞中碳原子个数为32
B．T﹣碳与金刚石中碳原子的杂化方式相同
C．T﹣碳中碳原子数与共价键数之比为1：2
D．T﹣碳晶胞边长和金刚石晶胞边长之比为1：2
9．[Co(NH3)6]Cl2 晶体的晶胞如下图所示(己知该立方晶胞的边长为
，阿伏加德罗常数为NA，
[Co(NH3)6]Cl2的摩尔质量为
)。以下说法不正确的是( )
A．若规定A 点原子坐标为
，B 点原子坐标为
，则C 点原子坐标为
B．离[Co(NH3)6]2+最近的
有8 个
C．[Co(NH3)6]Cl2中，中心离子的配位数为8
D．[Co(NH3)6]Cl2晶体的密度为
1．(2024·北京卷，12，3 分)下列依据相关数据作出的推断中，不正确的是( )
A．依据相同温度下可逆反应的Q 与K 大小的比较，可推断反应进行的方向
10
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B．依据一元弱酸的Ka，可推断它们同温度同浓度稀溶液的
大小
C．依据第二周期主族元素电负性依次增大，可推断它们的第一电离能依次增大
D．依据F、Cl、Br、I 的氢化物分子中氢卤键的键能，可推断它们的热稳定性强弱
2．(2024·河北卷，8，3 分)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释
不符的是( )
选项
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
CO2、CH2O、CCl4键角依次减小
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
C
CsCl 晶体中Cs+与8 个Cl-配位，而NaCl 晶体中
Na+与6 个Cl-配位
Cs+比Na+的半径大
D
逐个断开CH4中
C-H 键，每步所需能量不同
各步中的C-H 键所处化学环境不
同
3．(2024·辽吉黑卷，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
4．(2024·湖北卷，15，3 分)科学家合成了一种如图所示的纳米“分子客车”，能装载多种稠环芳香烃。
三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。下列说法错误的是( )
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芳烃
芘
并四苯
蒄
结构
结合常数
385
3764
176000
A．芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2 个芘
D．芳烃π 电子数越多越有利于和“分子客车”的结合
5．(2021·湖北卷，9)下列有关N、P 及其化合物的说法错误的是( )
A．N 的电负性比P 的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B．N 与N 的π 键比P 与P 的强，可推断N≡N 的稳定性比P≡P 的高
C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大
D．HNO3 的分子间作用力较小，可推断HNO3 的熔点比H3PO4 的低
12
