化学第1部分 核心突破 5 物质结构与性质（选考）

核心专题突破第一部分第一部分专题五物质结构与性质专题五物质结构与性质(选考选考)20172017考点解读考点解读高频考点 1原子结构与性质。原子结构尤其是核外电子排布图，价层轨道示意图等，电离能、电负性的大小比较。2分子结构与性质。分子的立体结构与中心原子的杂化方式、共价键的主要类型键和键，用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质，分析简单配合物的成键情况。化学键和分子间作用力、氢键的区别及应用。3晶体结构与性质。了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别，计算晶胞化学式、体积、粒子间距离及密度。1建立三条主线基本框架 原子结构构造原理(136号元素核外电子排布)元素性质(原子半径、主要化合价、第一电离能、电负性周期性变化规律)。分子结构共价键(键和键、极性键、非极性键、配位键)键参数(键长、键角、键能)分子的立体结构(杂化轨道理论、价层电子对互斥理论)分子的极性分子间的作用力(氢键、范德华力)解释分子的稳定性、熔沸点、溶解性。晶体结构构成晶体微粒典型物质结构微粒间的作用决定晶体性质的因素。备考策略 2深刻理解概念和灵活运用概念 物质结构与性质涉及的概念抽象。如电子云、能级、基态、激发态、原子轨道、杂化、键和键、氢键、电离能、电负性、晶格能、晶胞。复习中要准确理解概念，并能灵活运用概念解释一些事实。如：第一电离能要注意：气态、电中性、基态、失去一个电子、气态基态阳离子等关键性字。例：解释Na、Ca的活泼性，NH3易与Cu2配位，NF3难与Cu2配位，解释氯有多种价态，H2O2、O3的分子结构。栏目导航栏目导航2 2年考情回顾年考情回顾热点题型突破热点题型突破热点题源预测热点题源预测对点规范演练对点规范演练2 2年考情回顾年考情回顾设问方式原子或离子核外电子排布，价电子排布式的书写及未成对电子的确定例(2016全国卷乙，37)，(2016全国卷甲，37)，(2016全国卷丙，37)元素第一电离能和电负性大小的比较例(2016全国卷乙，37)，(2016全国卷甲，37)物质中化学键类型的确定例(2016全国卷乙，37)，(2016全国卷甲，37)(2016全国卷丙，37)分子中中心原子的杂化方式，以及分子的空间构型的确定例(2016全国卷甲，37)，(2016全国卷丙，37)晶体的性质、结构和有关晶胞的简单计算例(2016全国卷乙，37)，(2016全国卷甲，37)，(2016全国卷丙，37)审题要点明确基态原子核外电子的排布规律及第一电离能，电负性的变化规律，注意规律特殊点的应用掌握分子极性与非极性判断的方法、杂化轨道类型判断的方法，以及晶体熔、沸点高低判断的方法牢记共价键两种类型：键和键熟记晶体的四种类型：离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体的典型代表物的晶胞模型解题模板原子(或离子)的核外电子排布问题：明要求知元素用原理写排布再检查元素性质的递变规律问题：定位置想规律找特例共价键类型判断问题：了解形成理解分类掌握判断方法分子或离子构型与中心原子杂化方式问题：找中心用方法定杂化判构型晶胞计算问题：观察形状确定个数计算密度 解题规律：1题型：卷填空题(选做)。2考向：本考点在高考中常见的命题角度有原子核外电子的排布规律及其表示方法、原子结构与元素电离能和电负性的关系及其应用。在高考试题中，各考查点相对独立，难度不大。热点题型突破热点题型突破题型一原子结构与性质题型一原子结构与性质 方法点拨：1基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式 按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)简化电子排布式“稀有气体价层电子”排布的形式表示。如：Cu：Ar3d104s1(2)电负性的应用 1(1)(2015全国卷)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态14C原子中，核外存在_对自旋相反的电子。(2)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)，其中P原子的核外电子排布式为_。(3)基态Fe原子有_个未成对电子。Fe3的电子排布式为_。可用硫氰化钾检验Fe3，形成的配合物的颜色为_。电子云电子云2O1s22s22p63s3(或或Ne3s23p3)41s22s23s23p63d5(或或Ar3d5)红色红色(4)N、O、S中第一电离能最大的是_(填元素符号)，Cu的价层电子轨道示意图为_。(5)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。(6)Ni2的价层电子排布图为_。F、K、Fe、Ni四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_。(填元素符号)NM94KF 在同一原子轨道上填充的2个电子自旋方向_；同周期从左向右电负性_，同主族从上到下电负性_；第一电离能从左向右有逐渐增大的趋势，但第_族与第_族高于相邻同周期元素。相反相反增大增大减小减小AVA【变式考法】(1)N、O、F为同一周期的元素，则N、O、F原子的第一电离能由大到小的顺序是什么？为什么？答案：第一电离能：FNO；同周期主族元素，从左到右，第一电离能呈依次增大的趋势，但是第VA族元素(ns2np3)因p轨道处于半满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的第A族元素，故NO。(3)与Cu属于同一周期，且未成对价电子数最多的是什么元素？其基态原子核外电子排布式是什么？答案：与铜在同一周期，且未成对价电子数最多，可推知其价电子排布分为3d54s1，应为Cr，原子序数为24，故其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2 3p63d54s1。2现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。A元素原子的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素 B元素原子的核外p电子数比s电子数少1 C原子的第一至第四电离能分别是：I1738 kJmol1，I21 451 kJmol1，I37 733kJmol1，I410 540 kJmol1 D是前四周期中电负性最小的元素 E在周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式_。(2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_个方向，原子轨道呈_状。(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背了_。(4)E位于_族，_区，价电子排布式为_。(5)检验D元素的方法是_，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是_ _。3哑铃哑铃(或纺锤或纺锤)泡利原理泡利原理Bd3d54s2焰色反应焰色反应当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量能量 3A、B、C、D、E代表5种元素。请回答下列问题：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_。(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。NClKFe1s22s22p63s23p63d64s2(或或Ar3d64s2)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或或Ar3d104s1)解析：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，则其价电子构型为2s22p3，元素符号为N。(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，则B为Cl元素，C元素的正一价离子的电子层结构与氩相同，则C为K元素。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，元素符号是Fe，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子即价电子构型为3d104s1，所以它的元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1.解题规律：1题型：卷(选做)填空题 2考向：本考点在高考中的常见命题角度有围绕某物质判断共价键的类型和数目，分子的极性、中心原子的杂化方式，微粒的立体构型，氢键的形成及对物质的性质影响等，考查角度较多，但各个角度独立性大，难度不大。题型二分子结构与性质题型二分子结构与性质 2用价层电子对互斥理论判断分子空间构型(1)价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数电子对空间构型分子或离子的立体构型CO202直线形直线形SO213平面三角形V形H2O24正四面体形V形BF303平面三角形平面三角形CH404正四面体形正四面体形NH04正四面体形正四面体形NH314正四面体形三角锥形5三种作用力及对物质性质的影响范德华力氢键共价键作用微粒分子H与N、O、F原子强度比较共价键氢键范德华力影响因素组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大形成氢键元素的电负性大，原子半径小原子半径对性质的影响影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大键能越大，稳定性越强 1(1)(2015全国卷)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。CS2分子中，共价键的类型有_，C原子的杂化轨道类型是_，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：_。(2)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_,1 mol乙醛分子中含有的键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。C原子有原子有4个价电子且半径小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构个价电子且半径小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构键和键和键键spCO2、SCN(或或COS等等)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键存在分子间氢键(3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是_；酸根呈三角锥结构的酸是_(填化学式)。sp3H2O2、N2H4HNO2、HNO3H2SO3(4)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_ _。SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_ _。化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol1)356413336226318452CC键和键和CH键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和键和SiH键的键键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于键的键能大于CO键，键，CH键比键比CO键稳定。而键稳定。而SiH键的键能却远小于键的键能却远小于SiO键，所以键，所以SiH键不稳键不稳定而倾向于形成稳定性更强的定而倾向于形成稳定性更强的SiO键键(5)F、K和Fe3三种离子组成的化合物K3FeF6，其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。离子键、配位键离子键、配位键FeF63F 共价键的类型有_和_，单键为_键，双键有_和_；有机物中碳原子_孤电子对，故碳原子周围若有2个原子，则为_杂化，若有3个原子，则为_杂化，若有4个原子，则为_杂化；键能越小，分子越_。键键键键键键键键键键无无spsp2sp3不稳定不稳定【变式考法】(1)有机物CH3CHCHCN中(键与键之比是多少？碳原子的杂化方式有哪几种？答案：3 1；有sp、sp2、sp3杂化。(2)配位化合物内界与外界之间是什么化学键？配位体与中心原子之间的键本质上属于什么键？答案：离子键；配位体与中心原子之间的键属于共价键。2砷(As)在地壳中含量不大，但砷的化合物却是多种多样。(1)基态砷原子的电子排布式为_；砷与溴的第一电离能较大的是_。(2)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3，其主要原因是_。(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO的空间构型为_，与其互为等电子体的一种分子为_。1s22s22p63s23p63d104s24p3(或或Ar3d104s24p3)Br(或溴或溴)AsH3的相对分子质量大于的相对分子质量大于PH3的相对分子质量，故的相对分子质量，故AsH3分子间的范德华力大于分子间的范德华力大于PH3分分子间的范德华力子间的范德华力正四面体形正四面体形CCl4(或其他合理答案或其他合理答案)(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示。该化合物的分子式为_，As原子采取_杂化。(5)GaAs是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中，As与Ga之间存在的化学键有_(填字母)。A离子键 B键C键D氢键 E配位键F金属键G极性键As4O6sp3BEG 3(2016陕西延安质检)C、H、O、N是构成蛋白质的主要元素。铬在工业上有重要应用，但其化合物对人体有害。请回答下列问题：(1)铬元素原子基态时的电子排布式为_。(2)C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序是_，电负性由大到小的顺序是_。(3)CH2=CHCH=CH2是重要的化工原料，1 mol该化合物中键和键数目之比是_。1s22s22p63s23p63d54s1(或或Ar3d54s1)NOCONC9 2(4)C、H、O三种元素形成的最简单化合物的立体构型是_，其中心原子的杂化方式是_。(5)同碳原子数的醇与烷烃、同碳原子数的多元醇与一元醇相比，前者都比后者的熔、沸点高，其原因是_ _。平面三角形平面三角形sp2醇分子中含有羟基，易形成分子间氢键，且氢键越多，醇分子中含有羟基，易形成分子间氢键，且氢键越多，熔、沸点越高熔、沸点越高(答出要点即可答出要点即可)分子结构性质认识的“五误”(1)误认为分子的稳定性与分子间作用力和氢键有关，其实分子的稳定性与共价键的强弱有关。(2)误认为组成相似的分子，中心原子的杂化类型相同，关键是要看其键和孤电子对数是否相同。如CO2和SO2中心原子的杂化方式不同，CO2分子中C原子sp杂化，SO2分子中S原子sp2杂化。(3)误认为只要含有氢键物质的熔沸点就高，其实不一定，分子间的氢键会使物质的熔沸点升高，而分子内氢键一般会使物质的熔沸点降低。(4)误认为只有极性键的分子都一定是极性分子，其实不一定。如CO2、BF3等是非极性分子。(5)误认为杂化轨道构型和分子构型一致，其实不一定。如H2O是sp3杂化，杂化轨道构型为四面体，但由于分子中存在孤对电子，根据价层电子对互斥理论可知，H2O是V型。解题规律：1题型：卷填空题(选做)。2考向：本考点高考中常见的命题角度有晶体的类型判断、结构与性质的关系，晶体熔沸点高低的比较，配位数、晶胞模型分析及有关计算等是物质结构选考模块的必考点。题型三晶体结构与性质题型三晶体结构与性质 方法点拨：1物质熔沸点的判断 原子晶体中键长越短，共价键越稳定，物质熔沸点越高，反之越低。离子晶体中阴、阳离子半径越小，电荷数越多，离子键越强，熔沸点越高，反之越低。金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子间的静电作用越强，熔沸点越高，反之越低。分子晶体中分子间作用力越大，物质的熔沸点越高，反之越低(具有氢键的分子晶体的熔沸点反常，较高)。(1)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。(2)在高级脂肪酸甘油酯中，不饱和程度越大，熔沸点越低。(3)烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物，一般随着分子里碳原子数的增多，熔沸点升高。(4)链烃及其衍生物的同分异构体随着支链的增多，熔沸点降低。(5)相同碳原子数的有机物分子中官能团不同时，一般随着相对分子质量的增大，熔沸点升高；官能团相同时，官能团数越多，熔沸点越高。(6)晶体类型不同时熔沸点的一般规律为：原子晶体离子晶体分子晶体，金属晶体有高有低。1(1)(2015全国卷)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_晶体。碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：分子分子 a在石墨烯晶体中，每个C原子连接_个六元环，每个六元环占有_个C原子。b在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_个六元环，六元环中最多有_个C原子在同一平面。32124(2)O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如下图所示，晶胞参数a0.566 nm，F的化学式为_；晶胞中O原子的配位数为_；列式计算晶体F的密度(gcm3)：Na2O8(3)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度：(4)Cu和O形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则Cu离子的电荷为_。121 由H、N、O、S、Cu 5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。H2O与与Cu2的配位键比的配位键比NH3与与Cu2的弱的弱共价键和配位键共价键和配位键H2O(5)在硅酸盐中，SiO四面体如图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。sp31 3(6)F、K和Ni三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；Ni的配位数为_；列式计算该晶体的密度：_。K2NiF46(1)熔点较低的物质一般属于_；(2)化合物F的晶胞构成类似于_的晶胞；(3)从图1晶胞中得Cu与O之比为_，故离子化合物为Cu2O；图2中从配位体的构型可判断配位体为_和_，故配合物离子为Cu(NH3)4(H2O)22，结合元素种类外界应为_；(4)SiO构型可类比_，故为_杂化；图(b)中由于共用问题，Si与O原子个数比为_。分子晶体分子晶体CaF22 1NH3H2OCH4sp31 3【变式考法】(1)金刚石的一个晶胞中含有多少个C原子？配位数是多少？(2)上题第(2)小题中化合物F晶胞中Na原子的配位数为多少？答案：Na原子的配位数为4。2元素周期表中第三周期包括Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 8种元素。请回答下列问题：(1)基态磷原子核外有_种运动状态不同的电子。(2)第三周期8种元素按单质熔点()大小顺序绘制的柱形图(已知柱形“1”代表Ar)如下所示，则其中“2”原子的结构示意图为_，“8”原子的电子排布式为_。151s22s22p63s23p2或或Ne3s23p2(3)氢化镁储氢材料的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为 gcm3，则该晶体的化学式为_，晶胞的体积为_cm3(用、NA表示)(4)如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是_。MgH2b(1)求FexO中的x具体数值为_(精确至0.01)，晶体中Fe元素只有2价和3价，则在Fe2、Fe3的总数中，Fe2所占分数为_(用小数表示，精确至0.001；Fe的相对原子质量为55.9)。(2)此晶体的化学式为_。(3)晶体中与O2距离最近且相等的Fe2或Fe3所围成的几何构形是_。(4)晶体中，Fe离子间最近距离为_cm。0.920.826正八面体正八面体3.03108晶体的认识误区(1)CO2和SiO2尽管有相似的分子组成，但二者物理性质有较大差异，原因是二者的晶体类型不同，CO2属于分子晶体，SiO2属于原子晶体，二者不能混淆。(2)离子晶体中不一定都含有金属元素，如NH4Cl是离子晶体；金属元素和非金属元素组成的晶体不一定是离子晶体，如AlCl3是分子晶体；含有金属离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属离子。(3)含阴离子的晶体中一定含有阳离子，但含阳离子的晶体中不一定含阴离子，如金属晶体。(4)易误认为金属晶体的熔点比分子晶体的熔点高，其实不一定，如Na的熔点为97，尿素的熔点为132.7。晶胞的计算热点题源预测热点题源预测考向预测晶胞的计算，主要包括晶体、化学式的确定、密度、空间利用率以及晶胞体积、粒子间距的计算，既能考查考生的空间想象能力，又能考查综合分析并解决问题的能力。解题关键根据不同的晶胞形状确定晶胞中粒子的个数，一般采用均摊法。而最关键是确定一个粒子为几个晶胞共有，从而确定物质的化学式及晶胞的质量。另外，通过几何关系弄清晶胞的体积与微粒间跨度的关系以及晶胞边长与微粒间距离的关系。失分防范在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定势，不能对任何形状的晶胞使用相同的均摊。不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子是几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面依次被6、3、4、2个晶胞共用。气态团簇分子不是晶胞，不能分摊。【预测】某离子晶体晶胞结构如图所示，X()位于立方体的顶点，Y()位于立方体的中心。试分析：(1)晶体中每个Y同时吸引着_个X。(2)该晶体的化学式为_。(3)设该晶体的摩尔质量为M gmol1，晶体密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X之间的距离为_cm。【变式考法】根据下列各晶胞示意图，简单计算有关问题：(1)N与B能够形成一种硬度接近金刚石的物质，其晶体结构如图，若其晶胞边长为a cm，则其密度为_ gcm3(只列算式)。Cu3N对点规范演练对点规范演练