专题22 原子结构与性质 十年（2015-2024）高考化学真题分类汇编(解析版)

2013-2024年十年高考真题汇编PAGEPAGE1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<OC．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()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4O2O8，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。11H、21H、31H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1molH2(g)和1molCO(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．11H、21H、31H都属于氢元素B．NH4+和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2C．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，11H、21H、31H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31H。下列说法不正确的是()A．31H原子核外电子数是1 B．31H原子核内中子数是3C．可用质谱分辨H和31H D．3H2O也具有放射性【答案】B【解析】A项，放射性核素31H，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31H，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，11H和31H质量数不一样，可以分辨，故C错误；D．31H是放射性核素，所以3H2O也具有放射性，故D正确。故选B6．(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(21H)是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是()A．21H的中子数为2 B．21H的核电荷数为1C．21H是自然界中最轻的原子 D．21H是氢元素的一种同素异形体【答案】B【解析】A项，21H的中子数为2-1=1，故A错误；B项，21H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11H，不是21H，故C错误；D项，21H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)2LiH2Li+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，2LiH2Li+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BCO2、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CCsCl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ⅡA酸性：CF3COOH＜CCl3COOH电负性：F＞ClB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→HNO3NH3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KaC．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【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