【母題來源1】2020年高考山東卷第4題
【母題題文】下列關於C、Si及其化合物結構與性質的論述錯誤的是
A．鍵能C-C>Si-Si、C-H>Si-H，因此C2H6穩定性大於Si2H6
B．立方型SiC是與金剛石成鍵、結構均相似的共價晶體，因此具有很高的硬度
C．SiH4中Si的化合價為+4，CH4中C的化合價為-4，因此SiH4還原性小於CH4
D．Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以，是因為Si的原子半徑大於C，難形成之p-pπ鍵
【答案】C
【試題解析】A．因鍵能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，故C2H6的鍵能總和大於Si2H6，鍵能越大越穩定，故C2H6的穩定性大於Si2H6，A正確；B．SiC的成鍵和結構與金剛石類似均為原子晶體，金剛石的硬度很大，類比可推測SiC的硬度和很大，B正確；C．SiH4中Si的化合價為-4價，C的非金屬性強於Si，則C的氧化性強於Si，則Si的陰離子的還原性強於C的陰離子，則SiH4的還原性較強，C錯誤；D．Si原子的半徑大於C原子，在形成化學鍵時紡錘形的p軌道很難相互重疊形成π鍵，故Si原子間難形成雙鍵，D正確；故選C。
【母題來源2】2020年高考山東卷第7題
【母題題文】B3N3H6(無機苯)的結構與苯類似，也有大π鍵。下列關於B3N3H6的說法錯誤的是
A．其熔點主要取決於所含化學鍵的鍵能
B．形成大π鍵的電子全部由N提供
C．分子中B和N的雜化方式相同
D．分子中所有原子共平面
【答案】A
【試題解析】A．無機苯是分子晶體，其熔點主要取決於分子間的作用力，A錯誤；B．B原子最外層3個電子，與其它原子形成3個鍵，N原子最外層5個電子，與其它原子形成3個鍵，還剩餘2個電子，故形成大鍵的電子全部由N原子提供，B正確；C．無機苯與苯等電子體，分子中含有大鍵，故分子中B、N原子的雜化方式為sp2雜化，C正確；D．無機苯與苯等電子體，分子中含有大鍵，故分子中B、N原子的雜化方式為sp2雜化，所以分子中所有原子共平面，D正確；答案選A。
【命題意圖】本題主要考查選修3中的基礎知識，包括化學鍵、原子雜化方式、晶體類型等。
【命題方向】隨著新高考命題中選做題的取消，選修3的內容將由選做變為必做，根據最新的考試信息，可預測在2021年的山東卷化學試卷中，會出現以選修3知識為主體的單項選擇題，試題難度不會大，以考查選修3中的基本概念為主，如能層與能級、構造原理、電子云與原子軌道、能量最低原理與泡利規則、電離能與電負性、化學鍵類型、雜化軌道與分子的空間構型、手性分子、等電子體、晶胞類型及性質等。預測將是拼盤型的命題形式，每個選項都考查一個小知識點。
【得分要點】
1.原子結構與性質
（1）能級與能層
（2）原子軌道
（3）原子核外電子排布規律
①構造原理：隨著核電荷數遞增，大多數元素的電中性基態原子的電子按右圖順序填入核外電子運動軌道（能級），叫做構造原理。
能級交錯：由構造原理可知，電子先進入4s軌道，後進入3d軌道，這種現象叫能級交錯。
說明：構造原理並不是說4s能級比3d能級能量低（實際上4s能級比3d能級能量高），而是指這樣順序填充電子可以使整個原子的能量最低。也就是說，整個原子的能量不能機械地看做是各電子所處軌道的能量之和。
②能量最低原理
現代物質結構理論證實，原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處於最低狀態，簡稱能量最低原理。
構造原理和能量最低原理是從整體角度考慮原子的能量高低，而不局限於某個能級。
③泡利（不相容）原理：基態多電子原子中，不可能同時存在4個量子數完全相同的電子。換言之，一個軌道裡最多只能容納兩個電子，且電旋方向相反（用「↑↓」表示），這個原理稱為泡利原理。
④洪特規則：當電子排布在同一能級的不同軌道（能量相同）時，總是優先單獨佔據一個軌道，而且自旋方向相同，這個規則叫洪特規則。
洪特規則特例：當p、d、f軌道填充的電子數為全空、半充滿或全充滿時，原子處於較穩定的狀態。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14時，是較穩定狀態。
前36號元素中，全空狀態的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充滿狀態的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充滿狀態的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。
（4）基態原子核外電子排布的表示方法
①電子排布式
用數字在能級符號的右上角表明該能級上排布的電子數，這就是電子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。
為了避免電子排布式書寫過於繁瑣，把內層電子達到稀有氣體元素原子結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號表示，例如K：[Ar]4s1。
②電子排布圖(軌道表示式)
每個方框或圓圈代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子。
如基態硫原子的軌道表示式為
（5）電離能、電負性
①電離能是指氣態原子或離子失去1個電子時所需要的最低能量，第一電離能是指電中性基態原子失去1個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量。第一電離能數值越小，原子越容易失去1個電子。在同一周期的元素中，鹼金屬(或第ⅠA族)第一電離能最小，稀有氣體(或0族)第一電離能最大，從左到右總體呈現增大趨勢。同主族元素，從上到下，第一電離能逐漸減小。同一原子的第二電離能比第一電離能要大
②元素的電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。以氟的電負性為4.0，鋰的電負性為1.0作為相對標準,得出了各元素的電負性。電負性的大小也可以作為判斷金屬性和非金屬性強弱的尺度，金屬的電負性一般小於1.8，非金屬的電負性一般大於1.8，而位於非金屬三角區邊界的「類金屬」的電負性在1.8左右。它們既有金屬性，又有非金屬性。
2.分子結構與性質
（1）共價鍵的類型
①按成鍵原子間共用電子對的數目分為單鍵、雙鍵、三鍵。
②按共用電子對是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。
③按原子軌道的重疊方式分為σ鍵和π鍵，前者的電子云具有軸對稱性，後者電子云具有鏡像對稱性。
（2）鍵參數
①鍵能：氣態基態原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學鍵越穩定。
②鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，鍵長越短，共價鍵越穩定。
③鍵角：在原子數超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角。
④鍵參數對分子性質的影響
鍵長越短，鍵能越大，分子越穩定．
（3）等電子原理
原子總數相同、價電子總數相同的分子具有相似的化學鍵特徵，它們的許多性質相近。如CO和N2、CO2和N2O。
（4）分子構型與雜化軌道理論
雜化軌道的要點：當原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間形狀不同。
（5）分子構型與價層電子對互斥模型
價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的空間構型，而分子的空間構型指的是成鍵電子對空間構型，不包括孤對電子。
①當中心原子無孤對電子時，兩者的構型一致；
②當中心原子有孤對電子時，兩者的構型不一致。
（6）分子的性質
①分子間作用力的比較
②分子的極性
極性分子：正電中心和負電中心不重合的分子。
非極性分子：正電中心和負電中心重合的分子。
③溶解性
「相似相溶」規律：非極性溶質一般能溶於非極性溶劑，極性溶質一般能溶於極性溶劑．若存在氫鍵，則溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。
「相似相溶」還適用於分子結構的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小．與水反應也能增加物質的溶解度。如SO2
④手性
具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間裡不能重疊的現象。
⑤無機含氧酸分子的酸性
無機含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強，如HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4
3.晶胞的結構與性質
(1)概念
描述晶體結構的基本單元。
(2)晶體中晶胞的排列——無隙並置
①無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。
②並置：所有晶胞平行排列、取向相同。
（3）四種晶體性質比較
2．（山東省青島市2020屆高三第三次模擬）下列關於原子結構及元素周期表的說法錯誤的是
A．位於同一軌道內電子的運動狀態也不相同
B．位於 d 區和 ds 區的元素都是金屬元素
C．前四周期未成對電子數最多的元素位於ⅥB 族
D．基態原子最外層電子排布為ns1 的元素均在ⅠA 族或ⅠB族
【答案】D
【解析】A．電子運動狀態取決於主量子數（電子層），角量子數（電子亞層），磁量子數（電子軌道），自旋量子數（電子自旋方向），位於同一軌道內電子，它們的自旋方向不同，運動狀態也不相同，故A正確；
B．d區和ds區的元素包括副族和第VIII族元素，副族和第VIII族元素全部是金屬元素，故B正確；
C．前四周期元素即1～36號元素，未成對電子數最多的元素外圍電子排布為3d54s1，共有6個未成對電子，該元素是鉻，處於周期表中第四周期第ⅥB族，故C正確；
D．基態原子的最外層電子排布是ns1，若為主族元素，則為第IA族，若為過渡金屬元素，則為第VIB或IB元素，故D錯誤；
答案為D。
3．（山東省濟南市2020屆高三5月高考模擬）某元素基態原子M層上有一個未成對的單電子，則該基態原子價電子排布不可能是（ ）
A．3d14s2 B．3d94s2 C．3s23p1 D．3s23p5
【答案】B
【解析】某元素基態原子M層上有一個未成對的單電子，可能的電子排布式為：1s22s22p63s1、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p5、1s22s22p63s23p63d14s2，所以基態原子價電子排布不可能是3d94s2，故答案為：B。
4．（山東省棗莊三中、高密一中、萊西一中2020屆高三下學期第一次在線聯考）下列關於物質結構與性質的說法，不正確的是( )
A．I3AsF6晶體中存在I3＋離子,I3＋離子的幾何構型為V形
B．C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為H＜C＜O
C．水分子間存在氫鍵，故H2O的熔沸點及穩定性均大於H2S
D．第四周期元素中，Ga的第一電離能低於Zn
【答案】C
B．非金屬性：H＜C＜O，則C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為H＜C＜O，B選項正確；
C．非金屬簡單氫化物的熔沸點與氫鍵和範德華力有關，而穩定性與非金屬性有關，H2O的穩定性大於H2S是因為O的非金屬性大於S，C選項錯誤；
D．Zn的核外電子排布為[Ar]3d104s2，電子所在的軌道均處於全充滿狀態，較穩定，故第一電離能大於Ga，D選項正確；
答案選C。
【點睛】C選項在分析時需要注意，非金屬簡單氫化物的熔沸點與氫鍵和範德華力有關，若含有氫鍵，物質熔沸點增大，沒有氫鍵時，比較範德華力，範德華力越大，熔沸點越高；而簡單氫化物的穩定性與非金屬性有關，非金屬性越強，越穩定。一定要區分兩者間的區別。
5．（2020·山東省高三二模）已知C3N4晶體很可能具有比金剛石更大的硬度,且原子間以單鍵結合。下列有關C3N4晶體的說法中正確的是()
A．C3N4晶體是分子晶體
B．C3N4晶體中C—N鍵的鍵長比金剛石中的C—C鍵的鍵長長
C．C3N4晶體中C、N原子個數之比為4∶3
D．C3N4晶體中粒子間通過共價鍵相結合
【答案】D
【解析】A. C3N4晶體具有比金剛石更大的硬度,則 C3N4晶體是原子晶體，故A錯誤；
B. 因N的原子半徑比C原子半徑小,則 C3N4晶體中，CN鍵的鍵長比金剛石中CC鍵的鍵長要短，故B錯誤；
C. 原子間均以單鍵結合,則 C3N4晶體中每個C原子連接4個N原子，而每個N原子連接3個C原子，所以晶體中C、N原子個數之比為3:4，故C錯誤；
D. C3N4晶體中構成微粒為原子，微粒間通過共價鍵相結合，故D正確；
故選：D。
【點睛】
C3N4晶體具有比金剛石更大的硬度，且原子間均以單鍵結合，則為原子晶體，每個C原子周圍有4個N原子，每個N原子周圍有3個C原子，形成空間網狀結構，C-N鍵為共價鍵，比C-C鍵短。
6．（2020·山東省高三三模）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數逐漸增大，四種元素形成的化合物甲的結構如圖所示：
且W與X、Y、Z均可形成電子數相等的分子，W2Z常溫常壓下為液體。下列說法正確的是
A．YW3分子中的鍵角為120°
B．W2Z的穩定性大於YW3
C．物質甲分子中存在6個σ鍵
D．Y元素的氧化物對應的水化物為強酸
【答案】B
【解析】【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數逐漸增大，根據四種元素形成的化合物結構，其中各原子的核外電子排布均處於穩定結構。根據圖示可知，X原子最外層含有4個電子，Y原子最外層含有5個電子，Z原子最外層含有6個電子，W最外層含有1個或7個電子，結合原子序數及「W與X、Y、Z均可形成電子數相等的分子，W2Z常溫常壓下為液體」可知，W為H，X為C，Y為N，Z為O元素，據此分析解答。
【詳解】根據分析可知，W為H，X為C，Y為N，Z為O元素。
A．YW3為NH3，為三角錐形的分子，分子中的鍵角＜120°，故A錯誤；
B．非金屬性越強，氫化物越穩定，水的穩定性大於氨氣，故B正確；
C．物質甲的結構簡式為CO(NH2)2，存在7個σ鍵和1個π鍵，故C錯誤；
D．N元素的氧化物對應的水化物可能是硝酸，也可能為亞硝酸，其中亞硝酸為弱酸，故D錯誤；
故選B。
【點睛】
根據物質中常見原子的成鍵情況推斷元素為解答關鍵。本題的易錯點為C，要注意物質中化學鍵數目的判斷方法的應用。
【答案】B
【解析】A．水合銅離子中水中的氧原子提供孤對電子與銅離子形成配位鍵，水中的H原子和O原子形成極性共價鍵，但不存在這離子鍵，A選項錯誤；
B．CaF2晶體的晶胞中，F-位於體心，而Ca2+位於頂點和面心，距離F-最近的Ca2+組成正四面體，B選項正確；
C．電子云密度表示電子在某一區域出現的機會的多少，H原子最外層只有一個電子，所以不存在大多數電子一說，只能說H原子的一個電子在原子核附近出現的機會多，C選項錯誤；
D．金屬Cu中Cu原子堆積模型為面心立方最密堆積，配位數為12，但空間利用率為74%，D選項錯誤；
答案選B。
【點睛】
本題考查了配合物、離子晶體、電子云、最密堆積等知識，解題關鍵是對所給圖要仔細觀察，並正確理解掌握基本概念。
8．（2020·山東省高三一模）下列各組中的X和Y兩種原子，化學性質一定相似的是 ()
A．X原子和Y原子最外層都只有1個電子
B．X原子的核外電子排布式為1s2，Y原子的核外電子排布式為1s22s2
C．X原子的2p能級上有3個電子，Y原子的3p能級上有3個電子
D．X原子核外M層上僅有2個電子，Y原子核外N層上僅有2個電子
【答案】C
【解析】A.最外層都只有1個電子的X和Y，可能為H與鹼金屬元素，性質不同，故A錯誤；B.原子的核外電子排布式為1s2的X為He，原子的核外電子排布式為1s22s2的Y為Be，兩者性質不同，故B錯誤；C.原子的2p能級上有3個電子的X為N，原子的3p能級上有3個電子的Y為P，二者位於周期表同一主族，性質相似，所以C選項是正確的；D.原子核外M層上僅有2個電子的X為Mg，原子核外N層上僅有2個電子的Y的M層電子數不確定，元素種類很多，但價電子數不同，性質不相同故D錯誤。所以C選項是正確的。
【點睛】
解答時注意原子核外電子排布特點與對應元素化合物的性質的關係，原子的結構決定元素的化學性質，原子核外最外層的電子或價電子數目相等，則元素對應的單質或化合價的性質相似。
9．（山東省日照市2020屆高三3月實驗班聯考）下列說法錯誤的是（ ）
A．12g石墨中含有σ鍵的物質的量為1.5mol
B．硫離子電子共有18種運動狀態，且其2p與3p軌道形狀和能量相等
C．電負性：C＜N＜O
D．I3+離子的幾何構型是V型
10．（2020·山東省高三其他）下列有關原子結構與性質的說法正確的是（ ）
A．的基態原子的第一電離能依次遞增
B．的基態電子排布式為
C．有6種不同能量的電子
D．化合物中S元素顯-2價，說明C元素比S元素的電負性弱
【答案】D
【解析】A．同周期元素自左往右第一電離能呈增大趨勢，但是Mg的基態原子最外層為全滿狀態，能量低不容易失去一個電子，Al的基態原子最外層電子以排布，容易失去一個電子形成穩定結構，故基態原子的第一電離能Mg比Al高，故A錯誤；
B．對於Cr的3d軌道來說，5電子是半充滿狀態，結構更穩定，所以應採取的排布方式，故B錯誤；
C．的核外電子排布式為應有5種不同能量的電子，故C錯誤；
D．化合物中元素顯負價，說明其吸引電子的能力強，電負性強，即C元素比S元素的電負性弱，故D正確；
答案選D。
【解析】A．Fe為26號元素，其原子核外共有26個電子，Fe原子失去4s軌道上的2個電子得到Fe2+，則Fe2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其最高能層電子排布為3s23p63d6，A選項錯誤；
B．配合物K4[Fe(CN)6]中配體為CN-，由於電負性N＞C，所以C原子提供孤對電子，即配位原子是碳原子，B選項正確；
C．(CN)2分子的結構式為N≡C—C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵和2個π鍵，因此(CN)2分子中σ鍵和π鍵數目比為3:4，C選項正確；
D．Fe3C的晶胞結構中碳原子的配位數為6，與碳原子緊鄰的鐵原子，以C原子為原點建立三維坐標系，Fe原子位於坐標軸上且關於原點(碳原子)對稱，6個Fe形成的空間結構為正八面體，故C原子的配位數為6，配位數之比等於相應原子數目反比，
【解析】A．由雌黃的結構圖可知，砷和硫原子均形成單鍵，均為sp3雜化方式，故A正確；
B．兩者均為分子晶體，沸點高低與相對分子質量的大小有關，但因氨氣分子間存在氫鍵導致其沸點高於AsH3的沸點，故B正確；
C．As基態原子核外電子排布為：，未成對電子數為3，與其同周期且基態原子核外未成對電子數目相同的元素有V：、Co：，故C錯誤；