物質結構與性質應用推理集訓1.(2024·黑吉遼，2)下列化學用語或表述正確的是()A.中子數為1的氦核素：2B.SiO2的晶體類型：分子晶體C.F2的共價鍵類型：p?pσ鍵D.PCl3的空間結構：平面三角形答案C解析中子數為1的He核素其質量數為1+2=3，故應表示為23He，A錯誤；兩個F原子中2p軌道單電子相互重疊形成p?pσ鍵，C正確；PCl3的中心原子價層電子對數為4，存在1個孤電子對，其VSEPR模型為四面體形，PCl3的空間結構為三角錐形，2.(2024·湖北，5)基本概念和理論是化學思維的基石。下列敘述錯誤的是()A.VSEPR理論認為VSEPR模型與分子的空間結構相同B.元素性質隨著原子序數遞增而呈周期性變化的規律稱為元素周期律C.泡利原理認為一個原子軌道內最多只能容納兩個自旋相反的電子D.sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜而成答案A解析VSEPR模型是價層電子對的空間結構模型，而分子的空間結構指的是成鍵電子對的空間結構，不包括孤電子對，當中心原子無孤電子對時，兩者空間結構相同，當中心原子有孤電子對時，兩者空間結構不同，故A錯誤；在一個原子軌道內，最多只能容納2個電子，它們的自旋相反，這個原理被稱為泡利原理，故C正確；1個s軌道和3個p軌道混雜形成4個能量相同、方向不同的軌道，稱為sp3雜化軌道，故D正確。3.(2023·湖南，4)下列有關物質結構和性質的說法錯誤的是()A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子B.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛的沸點C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發生水解反應D.冠醚(18?冠?6)的空穴與K+尺寸適配，兩者能通過弱相互作用形成超分子答案A解析有手性異構體的分子被稱為手性分子，A錯誤；鄰羥基苯甲醛中含有分子內氫鍵，分子內氫鍵可以降低物質的熔、沸點，因此鄰羥基苯甲醛的熔、沸點低于對羥基苯甲醛的熔、沸點，B正確；超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體，冠醚(18?冠?6)的空穴大小為260~320pm，可以適配K+(276pm)，冠醚與K+之間通過弱相互作用結合，D正確。4.(2024·湖南，4)下列有關化學概念或性質的判斷錯誤的是()A.CH4分子是正四面體結構，則CH2Cl2沒有同分異構體B.環己烷與苯分子中C—H鍵的鍵能相等C.甲苯的質譜圖中，質荷比為92的峰歸屬于D.由R4N+與PF答案B解析CH2Cl2為四面體結構，任何兩個頂點都相鄰，故CH2Cl2沒有同分異構體，故A正確；環己烷中碳原子采用sp3雜化，苯分子中碳原子采用sp2雜化，由于同能層中s軌道更接近原子核，因此雜化軌道的s成分越多，其雜化軌道更接近原子核，由此可知sp2雜化軌道參與組成的C—H共價鍵的電子云更偏向碳原子核，即苯分子中的C—H鍵長小于環己烷，鍵能更高，故B錯誤；帶1個單位正電荷，其相對分子質量為92，其質荷比為92，故C正確；當陰、陽離子體積較大時，其電荷較為分散，離子鍵作用力較弱，以至于熔點接近室溫，故D正確。5.(2024·河北，8)從微觀視角探析物質結構及性質是學習化學的有效方法。下列實例與解釋不符的是()選項實例解釋A原子光譜是不連續的線狀譜線原子的能級是量子化的BCO2、CH2O、CCl4鍵角依次減小孤電子對與成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力CCsCl晶體中Cs+與8個Cl-配位，而NaCl晶體中Na+與6個Cl-配位Cs+比Na+的半徑大D逐個斷開CH4中的C—H鍵，每步所需能量不同各步中的C—H鍵所處化學環境不同答案B解析CO2、CH2O、CCl4的中心C原子都無孤電子對，故不能用孤電子對與成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力解釋CO2、CH2O、CCl4鍵角依次減小，B錯誤；離子晶體的配位數取決于正、負離子半徑比，離子半徑比越大，配位數越大，Cs+周圍最多能排布8個Cl-，Na+周圍最多能排布6個Cl-，說明Cs+比Na+半徑大，故C正確；斷開CH4的C—H鍵越多，碳原子周圍共用電子對越少，原子核對共用電子對的吸引力越大，需要的能量越大，所以各步中的C—H鍵所處化學環境不同，每步所需能量不同，故D正確。6.(2024·河北，9)NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體，與某些易燃物作用可全部生成氣態產物，如：NH4ClO4+2C=NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有關化學用語或表述正確的是()A.HCl的形成過程可表示為H·+·Cl······→HB.NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結構C.在C60、石墨、金剛石中，碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式D.NH3和CO2都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力答案B解析HCl是共價化合物，其電子式為H··Cl······，HCl的形成過程可表示為H·+·Cl······→H··Cl······，A錯誤；NH4ClO4中NH4+的中心N原子的孤電子對數為12×(5-1-4)=0，價層電子對數為4，ClO4?的中心Cl原子的孤電子對數為12×(7+1-2×4)=0，價層電子對數為4，則二者的VSEPR模型和空間結構均為正四面體形，B7.(2024·湖北，8)結構決定性質，性質決定用途。下列事實解釋錯誤的是()事實解釋A甘油是黏稠液體甘油分子間的氫鍵較強B王水溶解鉑濃鹽酸增強了濃硝酸的氧化性C冰的密度小于干冰冰晶體中水分子的空間利用率相對較低D石墨能導電未雜化的p軌道重疊使電子可在整個碳原子平面內運動答案B解析甘油分子中有3個羥基，分子間可以形成更多的氫鍵，且O元素的電負性較大，故其分子間形成的氫鍵較強，因此甘油是黏稠液體，A正確；王水溶解鉑，主要是因為濃鹽酸提供的Cl-能與被硝酸氧化產生的高價態的鉑離子形成穩定的配合物從而促進鉑的溶解，B不正確；冰晶體中水分子間形成較多的氫鍵，氫鍵的方向性導致水分子間形成氫鍵后空隙變大，冰晶體中水分子的空間利用率相對較低，密度小于干冰，C正確；在石墨晶體結構中，每個碳原子用3個價電子通過sp2雜化軌道與相鄰的碳原子形成共價鍵，還有1個價電子處于碳原子的未雜化的2p軌道上，層內碳原子的這些p軌道相互平行，相鄰碳原子p軌道相互重疊形成大π鍵，這些p軌道的電子可以在整個層內運動，因此石墨能導電，D正確。8.(2023·湖北，9)價層電子對互斥理論可以預測某些微粒的空間結構。下列說法正確的是()A.CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體B.SO32?和C.CF4和SF4均為非極性分子D.XeF2與XeO2的鍵角相等答案A解析甲烷分子的中心原子的價層電子對數為4，水分子的中心原子價層電子對數也為4，所以VSEPR模型均為四面體，A正確；SO32?中中心原子的孤電子對數為1，CO32?中中心原子的孤電子對數為0，所以SO32?的空間構型為三角錐形，CO32?的空間構型為平面三角形，B錯誤；CF4為正四面體結構，為非極性分子，SF4中心原子有孤電子對，為極性分子，C錯誤；9.(2024·湖南，9)通過理論計算方法優化了P和Q的分子結構，P和Q呈平面六元并環結構，原子的連接方式如圖所示，下列說法錯誤的是()A.P為非極性分子，Q為極性分子B.第一電離能：B<C<NC.1molP和1molQ所含電子數目相等D.P和Q分子中C、B和N均為sp2雜化答案A解析由題給分子結構圖，P和Q分子都滿足對稱，正、負電中心均重合，都是非極性分子，A錯誤；同周期從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，氮原子的2p軌道為穩定的半充滿結構，第一電離能大于相鄰元素，則第一電離能由小到大的順序為B<C<N，故B正確；P的分子式為C24H12，Q的分子式為B12N12H12，P、Q分子都含156個電子，1molP和1molQ所含電子數目相等，C正確；P和Q分子中C、B和N均與其他三個原子成鍵，P和Q分子呈平面結構，故P和Q分子中C、B和N均為sp2雜化，D正確。10.(2024·安徽，8)某催化劑結構簡式如圖所示。下列說法錯誤的是()A.該物質中Ni為+2價B.基態原子的第一電離能：Cl>PC.該物質中C和P均采取sp2雜化D.基態Ni原子價電子排布式為3d84s2答案C解析由結構簡式可知，P原子的3個單電子與苯環形成共用電子對，P原子剩余的孤電子對與Ni形成配位鍵，Cl-提供孤電子對與Ni形成共價鍵，由于整個分子呈電中性，故該物質中Ni為+2價，A項正確；同周期元素隨著原子序數的增大，第一電離能有增大趨勢，故基態原子的第一電離能：Cl>P，B項正確；C均存在于苯環上，采取sp2雜化，P價層電子對數為4，采取sp3雜化，C項錯誤；Ni的原子序數為28，位于第四周期第Ⅷ族，基態Ni原子價電子排布式為3d84s2，D項正確。11.(2023·湖北，11)物質結構決定物質性質。下列性質差異與結構因素匹配錯誤的是()選項性質差異結構因素A沸點：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子間作用力B熔點：AlF3(1040℃)遠高于AlCl3(178℃升華)晶體類型C酸性：CF3COOH(pKa=0.23)，遠強于CH3COOH(pKa=4.76)羥基極性D溶解度(20℃)：Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)陰離子電荷答案D解析由于新戊烷支鏈多，對稱性好，分子間作用力小，所以沸點較低，故A正確；AlF3為離子晶體，熔點較高，AlCl3為分子晶體，熔點較低，則AlF3熔點遠高于AlCl3，故B正確；由于電負性：F>H，C—F鍵極性大于C—H鍵，使得羧基上的羥基極性增強，氫原子更容易電離，酸性增強，故C正確；碳酸氫鈉在水中的溶解度比碳酸鈉小的原因是碳酸氫鈉晶體中HCO3?間存在氫鍵，導致其不易溶于水，與陰離子電荷無關，故12.(2022·遼寧，7)理論化學模擬得到一種N13A.所有原子均滿足8電子結構B.N原子的雜化方式有2種C.空間結構為四面體形D.常溫下不穩定答案B解析由N13+的結構式可知，所有N原子均滿足8電子穩定結構，A正確；中心N原子為sp3雜化，與中心N原子直接相連的N原子為sp2雜化，與端位N原子直接相連的N原子為sp雜化，端位N原子為sp2雜化，則N原子的雜化方式有3種，B錯誤；中心N原子為sp3雜化，則其空間結構為四面體形，C正確；N13+中含—N‥題型突破練[分值：50分](選擇題1~10題，每小題3分，11~15題，每小題4分，共50分)1.下列有關物質結構的說法正確的是()A.NO2?B.NH4HCO3中C原子和N原子的雜化方式相同C.基態Cr原子與基態Fe原子的未成對電子數相同D.Se的價層電子軌道表示式若寫作不符合洪特規則答案A解析根據價層電子對互斥模型計算可知，NO2?和NO3?中N原子的價層電子對數均為3，其VSEPR模型均為平面三角形，A正確；NH4HCO3中C原子為sp2雜化，N原子為sp3雜化，二者的雜化方式不同，B錯誤；基態Cr原子的價層電子排布為3d54s1，基態Fe原子的價層電子排布為3d64s2，二者的未成對電子數分別為6和4，不相同，C錯誤；2.(2024·安徽高三模擬)BCl3和NCl3均是化工中重要的化合物。已知BCl3的熔點是-107℃，NCl3的熔點是-40℃。下列說法正確的是()A.鍵角：BCl3>NCl3B.兩者均為極性分子C.兩者在液態時均具有良好的導電性D.N—F鍵能比N—Cl鍵能大，NF3的熔點高于-40℃答案A解析BCl3的空間結構為平面三角形，NCl3的空間結構為三角錐形，故鍵角：BCl3>NCl3，A項正確；BCl3中心B原子沒有孤電子對，為sp2雜化，是非極性分子，B項錯誤；兩者的熔點較低，屬于分子晶體，故液態時導電性較差，C項錯誤；NCl3和NF3均是分子晶體，熔點與分子間作用力、極性有關，與鍵能無關，D項錯誤。3.(2024·安徽安慶高三下學期模擬)羥胺(NH2OH)是白色片狀晶體，熔點為32.05℃，極易溶于水，受熱易分解生成NH3和N2，常用作還原劑，也用作合成抗癌藥和農藥的原料。羥胺結構可看做是氨分子內的1個氫原子被羥基取代而形成。已知：NH2OH+H2ONH3OH++OH-Kb=8.7×10-9。下列有關說法正確的是()A.羥胺的堿性比氨強B.H2O、NH4+C.羥胺極易溶于水主要原因是形成分子內氫鍵D.∠HNH大小：NH2OH>N答案B解析因為羥基氧的電負性比氫大，氮原子再結合氫原子的能力減弱，所以羥胺的堿性比氨弱，A錯誤；NH2OH和NH4+中的氮原子、H2O中的氧原子價層電子對數都為4，所以H2O、NH4+與NH2OH的VSEPR模型結構相同，都是四面體形，B正確；羥胺分子含有—OH和—NH2，與水分子可形成分子間氫鍵，故羥胺易溶于水，C錯誤；銨根離子中含有4個N—H，沒有孤電子對，采取sp3雜化，NH2OH分子中氮原子上有一個孤電子對，排斥力大，故NH4+中∠HNH比4.(2024·廣西統考一模)物質的結構決定物質的性質，下列性質差異與結構因素匹配正確的是()選項性質差異結構因素A沸點：H2O>H2S半徑：O<SB酸性：CH3COOH>C2H5OH羥基的極性C鍵角：CH4(109°28')大于NH3(107°)中心原子的雜化方式D熔點：低于NaBF4晶體類型答案B解析乙酸中羥基與羰基相連，乙醇中羥基與乙基相連，羰基的吸電子能力強于乙基，因此乙酸中的羥基極性更強，更易電離，B正確；甲烷和氨的中心原子的雜化方式均為sp3，其鍵角差異是氨的中心N原子上有孤電子對，根據價層電子對互斥理論，孤電子對與σ鍵的斥力大于σ鍵之間的斥力，因此氨的鍵角略小于109°28'，C不正確；與NaBF4均為離子化合物，判斷離子化合物的熔點高低通常用離子鍵強弱，離子鍵強弱與離子所帶電荷數、離子的半徑和離子的電子層結構有關，離子所帶電荷數越多，半徑越小，離子鍵越強，熔點越高，與NaBF4中離子所帶電荷相同，但的陽離子半徑大于Na+，因此離子鍵弱，熔點低，D不正確。5.(2024·山東濰坊昌樂二中一模)對下列一些實驗事實的理論解釋錯誤的是()選項實驗事實理論解釋AP原子的第一電離能大于S原子磷原子的半徑比硫原子的半徑大B乙烯的化學性質比乙烷活潑乙烯分子結構中存在π鍵C向加入過量氨水的硫酸銅溶液中加入乙醇，將析出深藍色晶體乙醇的加入降低了[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度DHCl氣體極易溶于水HCl和H2O均為極性分子答案A解析P原子3p能級軌道半充滿，較穩定，其第一電離能大于同周期相鄰元素，故P原子的第一電離能大于S原子，A錯誤；乙烯分子結構中存在π鍵，不穩定易斷裂，而乙烷沒有π鍵，所以乙烯的化學性質比乙烷活潑，B正確；[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度在乙醇中比水中要小，因此向加入過量氨水的硫酸銅溶液中加入乙醇，將析出深藍色晶體，C正確；HCl和H2O均為極性分子，根據相似相溶原理，可知HCl氣體極易溶于水，D正確。6.(2024·福建龍巖市高三下學期一模)反應：Al2Cl6+2NH3=2Al[(NH3)Cl3]中，共價化合物Al2Cl6的結構式為，下列說法錯誤的是()A.1molAl[(NH3)Cl3]中通過p?p軌道重疊形成的σ鍵數目為4NAB.Al2Cl6分子中所有原子最外層均滿足8電子結構C.反應前后Al原子配位數不變D.Al[(NH3)Cl3]屬于極性分子答案A解析Al[(NH3)Cl3]分子中含有3個Al—Cl、3個N—H和1個N—Al，其中Al—Cl為sp3?pσ鍵，N—H為sp3?sσ鍵，N—Al屬于配位鍵，不是軌道重疊形成，則1molAl[(NH3)Cl3]中無p?p軌道重疊形成的σ鍵，故A錯誤；由Al2Cl6分子結構圖可知，Al原子外圍有4個成鍵電子對，Cl原子有2個成鍵電子對和2個孤電子對或Cl原子有1個成鍵電子對和3個孤電子對，所以Al2Cl6分子中所有原子最外層均滿足8電子結構，故B正確；由Al2Cl6分子結構圖可知，Al原子的配位數為4；Al[(NH3)Cl3]分子中含有3個Al—Cl、1個N—Al(實質為配位鍵)，則Al原子的配位數也是4，即反應前后Al原子配位數不變，故C正確；Al[(NH3)Cl3]分子中含有3個Al—Cl、1個N—Al，且兩種鍵的鍵長不相等，正、負電中心不重合，所以Al[(NH3)Cl3]屬于極性分子，故D正確。7.(2024·黑龍江高三一模)下列關于物質結構或性質及解釋存在錯誤的是()選項物質結構或性質解釋A鍵角：CO2>CH4CO2中C原子為sp雜化，為直線形分子；CH4中C原子為sp3雜化，為正四面體形分子B穩定性：HF>HClHF分子間可以形成氫鍵，HCl分子間不存在氫鍵CBF3與NH3形成[H3N→BF3]BF3中的B有空軌道接受NH3中N的孤電子對D冠醚能加快KMnO4與環己烯的反應速率冠醚上不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子，冠醚通過與K+結合將MnO答案B解析CO2中C原子為sp雜化，為直線形分子，鍵角為180°，CH4中C原子為sp3雜化，為正四面體形分子，鍵角為109°28'，因此鍵角：CO2>CH4，A正確；元素非金屬性越強，氣態氫化物越穩定，非金屬性：F>Cl，因此穩定性：HF>HCl，氣態氫化物的穩定性與氫鍵無關，B錯誤；BF3中的B有空軌道，NH3中N有孤電子對，因此BF3中的B與NH3中N可形成配位鍵，C正確；冠醚上不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子，冠醚通過與K+結合將MnO4?帶入有機相，起到催化劑的作用，因此冠醚能加快KMnO48.(2024·南京、鹽城高三一模)一定溫度和壓強下，CO2可轉化為具有良好溶解能力和流動性能的超臨界流體。下列物質結構與性質或物質性質與用途不具有對應關系的是()A.干冰中CO2分子間的范德華力較弱，CO2具有較好的熱穩定性B.金剛石具有很高的硬度，可用作地質鉆探鉆頭C.石墨中碳原子未參與雜化的2p電子可在整個碳原子平面中運動，石墨具有導電性D.CO2是非極性分子，超臨界CO2流體可用于萃取物料中的低極性組分答案A解析干冰中CO2分子間的范德華力較弱，導致其熔、沸點低，而CO2具有較好的熱穩定性，是由分子內原子間的共價鍵決定的，二者間不存在對應關系，A符合題意；金剛石可用作地質鉆探鉆頭，是因為金剛石具有很高的硬度，二者具有對應關系，B不符合題意；石墨中碳原子發生sp2雜化，形成層內網狀結構，碳原子未參與雜化的2p電子形成大π鍵，在整個碳原子平面中運動，使石墨具有導電性，C不符合題意；CO2是非極性分子，依據相似相溶原理，非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，則超臨界CO2流體可用于萃取物料中的低極性組分，D不符合題意。9.(2024·福建省部分地市高三畢業班質量檢測)我國科學家首次成功精準合成了C10和C14。下列有關說法正確的是()A.C10和C14均含有大π鍵B.C10和C14均為共價晶體C.C10和C14互為同分異構體D.C10和C14均可發生取代反應答案A解析C10和C14中存在多個相互平行的p軌道，重疊在一起，形成大π鍵，故A正確；共價晶體具有空間網狀結構，C10和C14不是空間網狀結構，是由碳原子通過共價鍵形成的分子，均為分子晶體，故B錯誤；C10和C14均為碳元素形成的單質，不互為同分異構體，故C錯誤；C10和C14均可發生加成反應，不可發生取代反應，故D錯誤。10.(2024·河南新鄉市高三第二次模擬)由烏洛托品與發煙硝酸作用制得的“黑索金”()是一種爆炸力極強的烈性炸藥，引爆“黑索金”會產生等體積的N2、H2O及CO氣體。下列有關說法正確的是()A.硝酸分子為非極性分子B.第一電離能：C<N<OC.“黑索金”分子中C、N原子雜化方式不完全相同D.等物質的量的CO和N2分子中含有的配位鍵數目相等答案C解析硝酸分子為極性分子，A錯誤；由于氮原子的2p軌道是半充滿狀態，第一電離能反而比O要高，第一電離能大小為C<O<N，B錯誤；在“黑索金”中，碳原子的雜化方式為sp3雜化，氮原子的雜化方式為sp2和sp3，C正確；CO分子中有配位鍵，N2分子中沒有配位鍵，D錯誤。11.(2024·東北三省高三下學期三校二模聯考)穴醚是一類可以與堿金屬離子發生配位的雙環或多環多齒配體。某種穴醚的鍵線式如圖。下列說法錯誤的是()A.使用穴醚可以增大某些堿金屬鹽在有機溶劑中的溶解度B.穴醚分子中碳原子和氮原子的雜化軌道類型相同C.核磁共振氫譜顯示有4組吸收峰D.選取適當的穴醚，可以將不同的堿金屬離子分離答案C解析穴醚結構中存在空穴，可容納堿金屬離子，增大其在有機溶劑中的溶解度，故A正確；穴醚分子中碳原子和氮原子價層電子對數均為4，均為sp3雜化，故B正確；穴醚有3種等效氫，即核磁共振氫譜顯示有3組吸收峰，故C錯誤；穴醚有大小不同的空穴適配不同大小的堿金屬離子，選取適當的穴醚，可以將不同的堿金屬離子分離，故D正確。12.(2024·遼寧遼陽市高三模擬)研究表明：CO32?A.該種環狀三聚體是一種有機陰離子B.該種環狀三聚體中，O的雜化方式有2種C.高壓下，相較于單個碳酸根離子，該種環狀三聚體更穩定D.該種環狀三聚體與Mg2+形成的化合物中，化學鍵種類有極性共價鍵、離子鍵及配位鍵答案C解析相比無機陰離子，有機陰離子通常含有碳、氫元素，則該種環狀三聚體不是有機陰離子，故A錯誤；該種環狀三聚體中，O的雜化方式只有sp3，故B錯誤。13.(2024·遼寧葫蘆島市高三一模)中南大學何軍團隊發表了對新型單元素半導體材料黑砷晶體b?As的研究成果，其三維結構如圖所示。下列說法錯誤的是()A.與石墨相比，黑砷晶體中的As更易結合H+B.As原子的雜化方式與石墨中C原子不同C.與C60相比，同壓下黑砷晶體的沸點更低D.As原子與As—As的個數比為2∶3答案C解析與石墨相比，黑砷晶體中的As最外層有5個電子，因此黑砷晶體更易結合H+，故A錯誤；石墨中C原子為sp2雜化，As原子的雜化方式為sp3，故B正確；C60是分