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专题22 原子结构与性质
考点
十年考情(2015-2024)
命题趋势
考点1 原子结
构与性质
2024·甘肃卷、2024·湖北卷、2023•海南
卷、2023•江苏卷、2021•北京卷、2021•天
津卷、2021•北京卷
原子结构与性质部分是高考必考的知识
点：前四周期元素核外电子排布式的书
写与推断；运用电离能、电负性解释推
断某些元素的性质；原子结构与性质的
应用。考查题型为非选择题，分数约为
3～6 分。本部分考查内容的规律性强，
因此命题空间广阔，考方式也会向多方
位、多层次发展。
考点2 微观解
释性质
2024·河北卷、2024·广东卷、2023•北京卷
考点1 原子结构与性质
1．(2024·甘肃卷，13，3 分)温室气体N2O 在催化剂作用下可分解为O2和N2，也可作为氧化剂氧化苯
制苯酚。下列说法错误的是( )
A．原子半径：O<N<C
B．第一电离能：C< N<O
C．在水中的溶解度：苯<苯酚
D．苯和苯酚中C 的杂化方式相同
【答案】B
【解析】A 项， C 、N 、O 都是第二周期的元素，其原子序数依次递增；同一周期的元素，从左到
右原子半径依次减小，因此，原子半径从小到大的顺序为O<N<C，A 正确；B 项，同一周期的元素，从左
到右电负性呈递增的趋势，其中ⅡA 和ⅤA 的元素因其原子结构相对较稳定而出现反常，使其电负性大于
同周期相邻的元素，因此，第一电离能从小到大的顺序为C< O< N，B 不正确；C 项，苯是非极性分子，
苯酚是极性分子，且苯酚与水分子之间可以形成氢键，根据相似相溶规则可知，苯酚在水中的溶解度大于
苯，C 正确；D 项，苯和苯酚中C 的杂化方式均为sp2，杂化方式相同，D 正确；故选B。
2．(2024·湖北卷，12，3 分) O2在超高压下转化为平行六面体的O8分子(如图)。下列说法错误的是(
)
1
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A．O2和O8互为同素异形体
B．O8中存在不同的氧氧键
C．O2转化为O8是熵减反应
D．常压低温下O8能稳定存在
【答案】D
【解析】A 项，O2和O8是O 元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，A 正确；B 项，O8分子为平
行六面体，由其结构知，O8中存在两种氧氧键：上下底面中的氧氧键、上下底面间的氧氧键，B 正确；C
项，O2转化为O8可表示为4O2
O8，气体分子数减少，故O2转化为O8是熵减反应，C 正确；D 项，O2
在超高压下转化成O8，则在常压低温下O8会转化成O2，不能稳定存在，D 错误；故选D。
3．(2023•海南卷，4)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
B．NaCl 焰色试验为黄色，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
【答案】D
【解析】A 项，P4分子呈正四面体，磷原子在正四面体的四个顶点处，键角为600，A 错误；B 项，
NaCl 焰色试验为黄色，与Na 电子跃迁有关，B 错误；C 项，Cu 基态原子核外电子排布不符合构造原理，
考虑了半满规则和全满规则，价电子排布式为3d104s1，这样能量更低更稳定，C 错误；D 项，OF2的构型是
V 形，因此是由极性键构成的极性分子，D 正确；故选D。
4．(2023•江苏卷，5，3 分)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。
1
1H、
2
1H、
3
1H 是氢
元素的3 种核素，基态H 原子1s1的核外电子排布，使得H 既可以形成H+又可以形成H-，还能形成H2O、
H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢
反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ 的热量。H2在金属冶炼、新能
源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO3
-在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO-。我国科学家在氢
气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是( )
A．
1
1H、
2
1H、
3
1H 都属于氢元素
B．NH4
+和H2O 的中心原子轨道杂化类型均为sp2
C．H2O2分子中的化学键均为极性共价键
D．CaH2晶体中存在Ca 与H2之间的强烈相互作用
【答案】A
【解析】A 项，
1
1H、
2
1H、
3
1H 都属于氢元素，三者互为同位素，统称为氢元素，A 正确；B 项，
NH4
+和H2O 的中心原子轨道杂化类型均为sp3，B 错误；C 项，H2O2分子中的化学键既存在O-H 极性共价
键，也存在O-O 非极性共价键，C 错误；D 项，CaH2晶体中存在Ca2+与H-之间的离子键，为强烈相互作用，
D 错误。故选A。
5．(2021•北京卷，2)放射性核素
3
1H。下列说法不正确的是( )
A．
3
1H 原子核外电子数是1
B．
3
1H 原子核内中子数是3
C．可用质谱分辨H 和
3
1H
D．
3H2O 也具有放射性
【答案】B
2
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【解析】A 项，放射性核素
3
1H，质量数是3，质子数是1，质子数等于核外电子数，所以核外电子数
等于1，故A 正确；B 项，放射性核素
3
1H，质量数是3，质子数是1，所以中子数等于3-1=2，故B 错误；
C 项，质谱分析是根据质量分辨，
1
1H 和
3
1H 质量数不一样，可以分辨，故C 错误；D．
3
1H 是放射性核素，
所以
3H2O 也具有放射性，故D 正确。故选B
6．(2021•天津卷，3)核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘(2
1H)是核聚变反应的
主要原料，下列有关叙述正确的是( )
A．
2
1H 的中子数为2
B．
2
1H 的核电荷数为1
C．
2
1H 是自然界中最轻的原子
D．
2
1H 是氢元素的一种同素异形体
【答案】B
【解析】A 项，
2
1H 的中子数为2-1=1，故A 错误；B 项，
2
1H 的质子数为1，则核电荷数为1，故B 正
确；C 项，自然界中最轻的原子是
1
1H，不是
2
1H，故C 错误；D 项，
2
1H 是氢元素的一种同位素，故D 错误；
故选B。
7．(2021•北京卷，13)Li 电池使用过程中会产生LiH，对电池的性能和安全性带来影响。可用D2O 与
LiH 进行反应测定LiH 含量，由产物中的n(D2)/n(HD)比例可推算n(Li)/n(LiH)。
已知：(1)2LiH
2Li+H2 △H>0
(2)LiH+H2O=LiOH+H2↑
下列说法不正确的是( )
A．H2O、D2O 的化学性质基本相同
B．Li 与D2O 反应的方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑
C．n(D2)/n(HD)比例小说明n(Li)/n(LiH)比例大
D．80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)
【答案】C
【解析】A 项，H 与 D 互为同位素、具有相同的核外电子排布 ，则H2O、D2O 的化学性质基本相同，
A 正确；B 项，类似于钠和水的反应， Li 与D2O 反应生成LiOD 与D2，化学方程式是
2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B 正确；C 项，D2由Li 与D2O 反应生成、HD 通过反应LiH+D2O=LiOD+HD
，
则 n(D2)/n(HD)比例小说明n(Li)/n(LiH)比例小，C 不正确；D 项，升温，2LiH
2Li+H2 △H>0 平衡右
移，Li 增多LiH 减少，则结合选项C 可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD) ，D 正确；
故选C。
考点2 微观解释性质
1．(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
3
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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
【答案】B
【解析】A 项，原子光谱是不连续的线状谱线，说明原子的能级是不连续的，即原子能级是量子化的，
故A 正确；B 项，CO2中心C 原子为sp 杂化，键角为180°，CH2O 中心C 原子为sp2杂化，键角大约为
120°，CH4中心C 原子为sp3杂化，键角为109°28′，三种物质中心C 原子都没有孤电子对，三者键角大小
与孤电子对无关，故B 错误；C 项，离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小，离子半径比越
大，配位数越大，Cs+周围最多能排布8 个Cl-，Na+周围最多能排布6 个Cl-，说明Cs+比Na+半径大，故C
正确；D 项，断开第一个键时，碳原子周围的共用电子对多，原子核对共用电子对的吸引力较弱，需要能
量较小，断开C-H 键越多，碳原子周围共用电子对越少，原子核对共用电子对的吸引力越大，需要的能量
变大，所以各步中的C-H 键所处化学环境不同，每步所需能量不同，故D 正确；故选B。
2．(2024·广东卷，13，3 分)下列陈述I 与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是( )
选
项
陈述I
陈述Ⅱ
A
酸性：CF3COOH＜CCl3COOH
电负性：F＞Cl
B
某冠醚与Li+能形成超分子，与K+则不能
Li+与K+的离子半径不同
C
由氨制硝酸：NH3→NO→NO2→HNO3
NH3和NO2均具有氧化性
D
苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂
合成酚醛树脂的反应是加聚反应
【答案】B
【解析】A 项，电负性F＞Cl，F 的吸电子能力大于Cl，导致CF3COOH 中O-H 键的极性大于
CCl3COOH 中O-H 键的极性，故酸性：CF3COOH＞CCl3COOH，故陈述I 不正确，A 不符合题意；B 项，
冠醚最大的特点就是能与正离子，尤其是与碱金属离子形成超分子，并且随环的大小不同而与不同的金属
离子形成超分子，某冠醚与Li+能形成超分子，与K+则不能，则说明Li+与K+的离子半径不同，陈述I 与陈
述Ⅱ均正确，且具有因果关系，B 符合题意；C 项，由氨制硝酸过程中，NH3做还原剂，体现了NH3的还
原性，故陈述Ⅱ不正确，C 不符合题意；D 项，苯酚与甲醛反应，可合成酚醛树脂，该反应是缩聚反应，
故陈述Ⅱ不正确，D 不符合题意；故选B。
3．(2023•北京卷，10)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．
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
分子
4
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【答案】A
【解析】A 项，F 原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F-F 键不稳定，因此F-F 键的
键能小于Cl-Cl 键的键能，与电负性无关，A 符合题意；B 项，氟的电负性大于氯的电负性。F-C 键的极性
大于Cl-C 键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易
电离出氢离子，酸性更强，B 不符合题意；C 项，氟的电负性大于氯的电负性，F-H 键的极性大于Cl-H 键
的极性，导致HF 分子极性强于HCl，C 不符合题意；D 项，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；故选A。
5
