2015-2024年十年高考化學真題分類匯編專題22 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(解析版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題22原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點十年考情(2015-2024)命題趨勢考點1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2024·甘肅卷、2024·湖北卷、2023?海南卷、2023?江蘇卷、2021?北京卷、2021?天津卷、2021?北京卷原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)部分是高考必考的知識點：前四周期元素核外電子排布式的書寫與推斷；運用電離能、電負性解釋推斷某些元素的性質(zhì)；原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應用。考查題型為非選擇題，分數(shù)約為3～6分。本部分考查內(nèi)容的規(guī)律性強，因此命題空間廣闊，考方式也會向多方位、多層次發(fā)展。考點2微觀解釋性質(zhì)2024·河北卷、2024·廣東卷、2023?北京卷考點1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．(2024·甘肅卷，13，3分)溫室氣體N2O在催化劑作用下可分解為O2和N2，也可作為氧化劑氧化苯制苯酚。下列說法錯誤的是()A．原子半徑：O<N<C B．第一電離能：C<N<OC．在水中的溶解度：苯<苯酚 D．苯和苯酚中C的雜化方式相同【答案】B【解析】A項，C、N、O都是第二周期的元素，其原子序數(shù)依次遞增；同一周期的元素，從左到右原子半徑依次減小，因此，原子半徑從小到大的順序為O<N<C，A正確；B項，同一周期的元素，從左到右電負性呈遞增的趨勢，其中ⅡA和ⅤA的元素因其原子結(jié)構(gòu)相對較穩(wěn)定而出現(xiàn)反常，使其電負性大于同周期相鄰的元素，因此，第一電離能從小到大的順序為C<O<N，B不正確；C項，苯是非極性分子，苯酚是極性分子，且苯酚與水分子之間可以形成氫鍵，根據(jù)相似相溶規(guī)則可知，苯酚在水中的溶解度大于苯，C正確；D項，苯和苯酚中C的雜化方式均為sp2，雜化方式相同，D正確；故選B。2．(2024·湖北卷，12，3分)O2在超高壓下轉(zhuǎn)化為平行六面體的O8分子(如圖)。下列說法錯誤的是()A．O2和O8互為同素異形體 B．O8中存在不同的氧氧鍵C．O2轉(zhuǎn)化為O8是熵減反應 D．常壓低溫下O8能穩(wěn)定存在【答案】D【解析】A項，O2和O8是O元素形成的不同單質(zhì)，兩者互為同素異形體，A正確；B項，O8分子為平行六面體，由其結(jié)構(gòu)知，O8中存在兩種氧氧鍵：上下底面中的氧氧鍵、上下底面間的氧氧鍵，B正確；C項，O2轉(zhuǎn)化為O8可表示為4O2O8，氣體分子數(shù)減少，故O2轉(zhuǎn)化為O8是熵減反應，C正確；D項，O2在超高壓下轉(zhuǎn)化成O8，則在常壓低溫下O8會轉(zhuǎn)化成O2，不能穩(wěn)定存在，D錯誤；故選D。3．(2023?海南卷，4)下列有關元素單質(zhì)或化合物的敘述正確的是()A．P4分子呈正四面體，鍵角為B．NaCl焰色試驗為黃色，與Cl電子躍遷有關C．Cu基態(tài)原子核外電子排布符合構(gòu)造原理D．OF2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子【答案】D【解析】A項，P4分子呈正四面體，磷原子在正四面體的四個頂點處，鍵角為600，A錯誤；B項，NaCl焰色試驗為黃色，與Na電子躍遷有關，B錯誤；C項，Cu基態(tài)原子核外電子排布不符合構(gòu)造原理，考慮了半滿規(guī)則和全滿規(guī)則，價電子排布式為3d104s1，這樣能量更低更穩(wěn)定，C錯誤；D項，OF2的構(gòu)型是V形，因此是由極性鍵構(gòu)成的極性分子，D正確；故選D。4．(2023?江蘇卷，5，3分)氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應用。11H、21H、31H是氫元素的3種核素，基態(tài)H原子1s1的核外電子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，還能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得H2，如水煤氣法制氫反應中，H2O(g)與足量C(s)反應生成1molH2(g)和1molCO(g)吸收131.3kJ的熱量。H2在金屬冶煉、新能源開發(fā)、碳中和等方面具有重要應用，如HCO3-在催化劑作用下與H2反應可得到HCOO-。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列說法正確的是()A．11H、21H、31H都屬于氫元素B．NH4+和H2O的中心原子軌道雜化類型均為sp2C．H2O2分子中的化學鍵均為極性共價鍵D．CaH2晶體中存在Ca與H2之間的強烈相互作用【答案】A【解析】A項，11H、21H、31H都屬于氫元素，三者互為同位素，統(tǒng)稱為氫元素，A正確；B項，NH4+和H2O的中心原子軌道雜化類型均為sp3，B錯誤；C項，H2O2分子中的化學鍵既存在O-H極性共價鍵，也存在O-O非極性共價鍵，C錯誤；D項，CaH2晶體中存在Ca2+與H-之間的離子鍵，為強烈相互作用，D錯誤。故選A。5．(2021?北京卷，2)放射性核素31H。下列說法不正確的是()A．31H原子核外電子數(shù)是1 B．31H原子核內(nèi)中子數(shù)是3C．可用質(zhì)譜分辨H和31H D．3H2O也具有放射性【答案】B【解析】A項，放射性核素31H，質(zhì)量數(shù)是3，質(zhì)子數(shù)是1，質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，所以核外電子數(shù)等于1，故A正確；B項，放射性核素31H，質(zhì)量數(shù)是3，質(zhì)子數(shù)是1，所以中子數(shù)等于3-1=2，故B錯誤；C項，質(zhì)譜分析是根據(jù)質(zhì)量分辨，11H和31H質(zhì)量數(shù)不一樣，可以分辨，故C錯誤；D．31H是放射性核素，所以3H2O也具有放射性，故D正確。故選B6．(2021?天津卷，3)核聚變發(fā)電有望成為解決人類能源問題的重要手段之一、氘(21H)是核聚變反應的主要原料，下列有關敘述正確的是()A．21H的中子數(shù)為2 B．21H的核電荷數(shù)為1C．21H是自然界中最輕的原子 D．21H是氫元素的一種同素異形體【答案】B【解析】A項，21H的中子數(shù)為2-1=1，故A錯誤；B項，21H的質(zhì)子數(shù)為1，則核電荷數(shù)為1，故B正確；C項，自然界中最輕的原子是11H，不是21H，故C錯誤；D項，21H是氫元素的一種同位素，故D錯誤；故選B。7．(2021?北京卷，13)Li電池使用過程中會產(chǎn)生LiH，對電池的性能和安全性帶來影響?？捎肈2O與LiH進行反應測定LiH含量，由產(chǎn)物中的n(D2)/n(HD)比例可推算n(Li)/n(LiH)。已知：(1)2LiH2Li+H2△H>0(2)LiH+H2O=LiOH+H2↑下列說法不正確的是()A．H2O、D2O的化學性質(zhì)基本相同B．Li與D2O反應的方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑C．n(D2)/n(HD)比例小說明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項，H與D互為同位素、具有相同的核外電子排布，則H2O、D2O的化學性質(zhì)基本相同，A正確；B項，類似于鈉和水的反應，Li與D2O反應生成LiOD與D2，化學方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B正確；C項，D2由Li與D2O反應生成、HD通過反應LiH+D2O=LiOD+HD，則n(D2)/n(HD)比例小說明n(Li)/n(LiH)比例小，C不正確；D項，升溫，2LiH2Li+H2△H>0平衡右移，Li增多LiH減少，則結(jié)合選項C可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)，D正確；故選C。考點2微觀解釋性質(zhì)1．(2024·河北卷，8，3分)從微觀視角探析物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)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(xù)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C-H鍵，每步所需能量不同各步中的C-H鍵所處化學環(huán)境不同【答案】B【解析】A項，原子光譜是不連續(xù)的線狀譜線，說明原子的能級是不連續(xù)的，即原子能級是量子化的，故A正確；B項，CO2中心C原子為sp雜化，鍵角為180°，CH2O中心C原子為sp2雜化，鍵角大約為120°，CH4中心C原子為sp3雜化，鍵角為109°28′，三種物質(zhì)中心C原子都沒有孤電子對，三者鍵角大小與孤電子對無關，故B錯誤；C項，離子晶體的配位數(shù)取決于陰、陽離子半徑的相對大小，離子半徑比越大，配位數(shù)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；D項，斷開第一個鍵時，碳原子周圍的共用電子對多，原子核對共用電子對的吸引力較弱，需要能量較小，斷開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，需要的能量變大，所以各步中的C-H鍵所處化學環(huán)境不同，每步所需能量不同，故D正確；故選B。2．(2024·廣東卷，13，3分)下列陳述I與陳述Ⅱ均正確，且具有因果關系的是()選項陳述I陳述ⅡA酸性：CF3COOH＜CCl3COOH電負性：F＞ClB某冠醚與Li+能形成超分子，與K+則不能Li+與K+的離子半徑不同C由氨制硝酸：NH3→NO→NO2→HNO3NH3和NO2均具有氧化性D苯酚與甲醛反應，可合成酚醛樹脂合成酚醛樹脂的反應是加聚反應【答案】B【解析】A項，電負性F＞Cl，F(xiàn)的吸電子能力大于Cl，導致CF3COOH中O-H鍵的極性大于CCl3COOH中O-H鍵的極性，故酸性：CF3COOH＞CCl3COOH，故陳述I不正確，A不符合題意；B項，冠醚最大的特點就是能與正離子，尤其是與堿金屬離子形成超分子，并且隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子形成超分子，某冠醚與Li+能形成超分子，與K+則不能，則說明Li+與K+的離子半徑不同，陳述I與陳述Ⅱ均正確，且具有因果關系，B符合題意；C項，由氨制硝酸過程中，NH3做還原劑，體現(xiàn)了NH3的還原性，故陳述Ⅱ不正確，C不符合題意；D項，苯酚與甲醛反應，可合成酚醛樹脂，該反應是縮聚反應，故陳述Ⅱ不正確，D不符合題意；故選B。3．(2023?北京卷，10)下列事實不能通過比較氟元素和氯元素的電負性進行解釋的是()A．鍵的鍵能小于Cl-Cl鍵的鍵能B．三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC．氟化氫分子的極性強于氯化氫分子的極性D．氣態(tài)氟化氫中存在(HF)2，而氣態(tài)氯化氫中是分子【答案】A【解析】A項，F(xiàn)原子半徑小，電子云密度大，兩個原子間的斥力較強，F(xiàn)-F鍵不穩(wěn)定，因此F-F鍵的鍵能小于Cl-Cl鍵的鍵能，與電負性無關，A符合題意；B項，氟的電負性大于氯的電負性。F-C鍵的極性大于Cl-C鍵的極性，使F3C—的極性大于Cl3C—的極性，導致三氟乙酸的羧基中的羥基極性更大，更容易電離出氫離子，酸性更強，B不符合題意；C項，氟的電負性大于氯的電負性，F(xiàn)-H鍵的極性大于Cl-H鍵的極性，導致HF分子極性強于HCl，C不符合題意；D項，氟的電負性大于氯的電負性，與氟原子相連的氫原子可以與另外的氟原子形成分子間氫鍵，因此氣態(tài)氟化氫中存在(HF)2，D不符合題意；故選A。專題22原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點十年考情(2015-2024)命題趨勢考點1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2024·甘肅卷、2024·湖北卷、2023?海南卷、2023?江蘇卷、2021?北京卷、2021?天津卷、2021?北京卷原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)部分是高考必考的知識點：前四周期元素核外電子排布式的書寫與推斷；運用電離能、電負性解釋推斷某些元素的性質(zhì)；原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的應用。考查題型為非選擇題，分數(shù)約為3～6分。本部分考查內(nèi)容的規(guī)律性強，因此命題空間廣闊，考方式也會向多方位、多層次發(fā)展?？键c2微觀解釋性質(zhì)2024·河北卷、2024·廣東卷、2023?北京卷考點1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．(2024·甘肅卷，13，3分)溫室氣體N2O在催化劑作用下可分解為O2和N2，也可作為氧化劑氧化苯制苯酚。下列說法錯誤的是()A．原子半徑：O<N<C B．第一電離能：C<N<OC．在水中的溶解度：苯<苯酚 D．苯和苯酚中C的雜化方式相同【答案】B【解析】A項，C、N、O都是第二周期的元素，其原子序數(shù)依次遞增；同一周期的元素，從左到右原子半徑依次減小，因此，原子半徑從小到大的順序為O<N<C，A正確；B項，同一周期的元素，從左到右電負性呈遞增的趨勢，其中ⅡA和ⅤA的元素因其原子結(jié)構(gòu)相對較穩(wěn)定而出現(xiàn)反常，使其電負性大于同周期相鄰的元素，因此，第一電離能從小到大的順序為C<O<N，B不正確；C項，苯是非極性分子，苯酚是極性分子，且苯酚與水分子之間可以形成氫鍵，根據(jù)相似相溶規(guī)則可知，苯酚在水中的溶解度大于苯，C正確；D項，苯和苯酚中C的雜化方式均為sp2，雜化方式相同，D正確；故選B。2．(2024·湖北卷，12，3分)O2在超高壓下轉(zhuǎn)化為平行六面體的O8分子(如圖)。下列說法錯誤的是()A．O2和O8互為同素異形體 B．O8中存在不同的氧氧鍵C．O2轉(zhuǎn)化為O8是熵減反應 D．常壓低溫下O8能穩(wěn)定存在【答案】D【解析】A項，O2和O8是O元素形成的不同單質(zhì)，兩者互為同素異形體，A正確；B項，O8分子為平行六面體，由其結(jié)構(gòu)知，O8中存在兩種氧氧鍵：上下底面中的氧氧鍵、上下底面間的氧氧鍵，B正確；C項，O2轉(zhuǎn)化為O8可表示為4O2O8，氣體分子數(shù)減少，故O2轉(zhuǎn)化為O8是熵減反應，C正確；D項，O2在超高壓下轉(zhuǎn)化成O8，則在常壓低溫下O8會轉(zhuǎn)化成O2，不能穩(wěn)定存在，D錯誤；故選D。3．(2023?海南卷，4)下列有關元素單質(zhì)或化合物的敘述正確的是()A．P4分子呈正四面體，鍵角為B．NaCl焰色試驗為黃色，與Cl電子躍遷有關C．Cu基態(tài)原子核外電子排布符合構(gòu)造原理D．OF2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子【答案】D【解析】A項，P4分子呈正四面體，磷原子在正四面體的四個頂點處，鍵角為600，A錯誤；B項，NaCl焰色試驗為黃色，與Na電子躍遷有關，B錯誤；C項，Cu基態(tài)原子核外電子排布不符合構(gòu)造原理，考慮了半滿規(guī)則和全滿規(guī)則，價電子排布式為3d104s1，這樣能量更低更穩(wěn)定，C錯誤；D項，OF2的構(gòu)型是V形，因此是由極性鍵構(gòu)成的極性分子，D正確；故選D。4．(2023?江蘇卷，5，3分)氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應用。11H、21H、31H是氫元素的3種核素，基態(tài)H原子1s1的核外電子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，還能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得H2，如水煤氣法制氫反應中，H2O(g)與足量C(s)反應生成1molH2(g)和1molCO(g)吸收131.3kJ的熱量。H2在金屬冶煉、新能源開發(fā)、碳中和等方面具有重要應用，如HCO3-在催化劑作用下與H2反應可得到HCOO-。我國科學家在氫氣的制備和應用等方面都取得了重大成果。下列說法正確的是()A．11H、21H、31H都屬于氫元素B．NH4+和H2O的中心原子軌道雜化類型均為sp2C．H2O2分子中的化學鍵均為極性共價鍵D．CaH2晶體中存在Ca與H2之間的強烈相互作用【答案】A【解析】A項，11H、21H、31H都屬于氫元素，三者互為同位素，統(tǒng)稱為氫元素，A正確；B項，NH4+和H2O的中心原子軌道雜化類型均為sp3，B錯誤；C項，H2O2分子中的化學鍵既存在O-H極性共價鍵，也存在O-O非極性共價鍵，C錯誤；D項，CaH2晶體中存在Ca2+與H-之間的離子鍵，為強烈相互作用，D錯誤。故選A。5．(2021?北京卷，2)放射性核素31H。下列說法不正確的是()A．31H原子核外電子數(shù)是1 B．31H原子核內(nèi)中子數(shù)是3C．可用質(zhì)譜分辨H和31H D．3H2O也具有放射性【答案】B【解析】A項，放射性核素31H，質(zhì)量數(shù)是3，質(zhì)子數(shù)是1，質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，所以核外電子數(shù)等于1，故A正確；B項，放射性核素31H，質(zhì)量數(shù)是3，質(zhì)子數(shù)是1，所以中子數(shù)等于3-1=2，故B錯誤；C項，質(zhì)譜分析是根據(jù)質(zhì)量分辨，11H和31H質(zhì)量數(shù)不一樣，可以分辨，故C錯誤；D．31H是放射性核素，所以3H2O也具有放射性，故D正確。故選B6．(2021?天津卷，3)核聚變發(fā)電有望成為解決人類能源問題的重要手段之一、氘(21H)是核聚變反應的主要原料，下列有關敘述正確的是()A．21H的中子數(shù)為2 B．21H的核電荷數(shù)為1C．21H是自然界中最輕的原子 D．21H是氫元素的一種同素異形體【答案】B【解析】A項，21H的中子數(shù)為2-1=1，故A錯誤；B項，21H的質(zhì)子數(shù)為1，則核電荷數(shù)為1，故B正確；C項，自然界中最輕的原子是11H，不是21H，故C錯誤；D項，21H是氫元素的一種同位素，故D錯誤；故選B。7．(2021?北京卷，13)Li電池使用過程中會產(chǎn)生LiH，對電池的性能和安全性帶來影響?？捎肈2O與LiH進行反應測定LiH含量，由產(chǎn)物中的n(D2)/n(HD)比例可推算n(Li)/n(LiH)。已知：(1)2LiH2Li+H2△H>0(2)LiH+H2O=LiOH+H2↑下列說法不正確的是()A．H2O、D2O的化學性質(zhì)基本相同B．Li與D2O反應的方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑C．n(D2)/n(HD)比例小說明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項，H與D互為同位素、具有相同的核外電子排布，則H2O、D2O的化學性質(zhì)基本相同，A正確；B項，類似于鈉和水的反應，Li與D2O反應生成LiOD與D2，化學方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B正確；C項，D2由Li與D2O反應生成、HD通過反應LiH+D2O=LiOD+HD，則n(D2)/n(HD)比例小說明n(Li)/n(LiH)比例小，C不正確；D項，升溫，2LiH2Li+H2△H>0平衡右移，Li增多LiH減少，則結(jié)合選項C可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)，D正確；故選C?？键c2微觀解釋性質(zhì)1．(2024·河北卷，8，3分)從微觀視角探析物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)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(xù)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C-H鍵，每步所需能量不同各步中的C-H鍵所處化學環(huán)境不同【答案】B【解析】A項，原子光譜是不連續(xù)的線狀譜線，說明原子的能級是不連續(xù)的，即原子能級是量子化的，故A正確；B項，CO2中心C原子為sp雜化，鍵角為180°，CH2O中心C原子為sp2雜化，鍵角大約為120°，CH4中心C原子為sp3雜化，鍵角為109°28′，三種物質(zhì)中心C原子都沒有孤電子對，三者鍵角大小與孤電子對無關，故B錯誤；C項，離子晶體的配位數(shù)取決于陰、陽離子半徑的相對大小，離子半徑比越大，配位數(shù)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；D項，斷開第一個鍵時，碳原子周圍的共用電子對多，原子核對共用電子對的吸引力較弱，需要能量較小，斷開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，需要的能量變大，所以各步中的C-H鍵所處化學環(huán)境不同，每步所需能量不同，故D正確；故選B。2．(2024·廣東卷，13，3分)下列陳述I與陳述Ⅱ