资源描述
物质结构与性质高考卷中对物质结构与性质选考题的考查不涉及元素推断、知识点考查较为固定、难点为晶体结构及晶胞计算。全国卷常考知识点有：原子的电子排布式和轨道表示式的书写、价电子排布、化学键类型、分子的空间构型、熔沸点比较，氢键、电负性、第一电离能的比较、典型晶体结构、晶胞的相关计算、晶格能的比较等。“物质结构与性质”考试内容具有“起点高、落点低”的特点.物质结构与性质模块中平行的知识点居多，而且知识点之间比较孤立，即知识零碎，缺乏一定的系统性。鉴于此对于该模块复习可运用下列方法：（1）应用实物模型，进行对比复习。如应用各种形状的分子模型复习分子的立体结构，利用晶体的结构模型复习晶体的结构。（2）对类似、平行的知识点进行归纳、对比复习。如对四种晶体类型的 复习，可以从维系晶体结构的作用力（包括化学键、分子间作用力）、微粒种类、空间构型等方面列表归纳、对比，找出各知识点间的相同点和不同点。（3）运用“构性”关系进行复习。物质结构与性质的主要知识点就是结构与性质，物质的结构决定物质的性质，物质的性质又体现物质的结构，在解题中可以通过已知物质的性质信息来推知物质的结构，从而确定物质的种类，甚至是结构式或化学式。例25 （2016年高考新课标卷）锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：（1）基态Ge原子的核外电子排布式为_，有_个未成对电子。（2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_。（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔点/49.526146沸点/83.1186约400（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。（6）晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（，0，）；C为（，0）。则D原子的坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为_gcm-3（列出计算式即可）。叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成键；（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeCl4GeBr4GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCl4GeBr4GeI4；（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：OGeZn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是OGeZn ；（5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；（6） 根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(，)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是81/8+61/2+4=8，所以晶胞的密度=cm3。答案：（1）3d104s24p2 ；2（2）Ge原子半径大，原子间形成的单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键；（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。（4）OGeZn；（5）sp3 ；共价键；（6）(，)；例26 （2016年高考新课标卷）东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：（1）镍元素基态原子的电子排布式为_，3d能级上的未成对的电子数为_。（2）硫酸镍溶于氨水形成SO4蓝色溶液。SO4中阴离子的立体构型是_。在2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点 （填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是_；氨是_分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_。（3）单质铜及镍都是由_键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICuINi的原因是_。（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a=_nm。间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦（PH3）；根据价层电子对互斥理论，氨中心原子N的键电子对数等于3，孤电子对数为（5-3）2=1，则中心原子是sp3杂化，分子成三角锥形，正负电荷重心不重叠，氨是极性分子。（3）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子，所以ICuINi。（4）根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为61/2=3，镍原子的个数为81/8=1，则铜和镍原子的数量比为3：1。根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d g/cm3，根据=mV，则晶胞参数a=nm。答案：（ 1）1s22s22p63s23p63d84s2或 3d84s2 2（2）正四面体配位键 N高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3（3）金属 铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子（4）3:1 【适应练习】1.（2016年高考四川卷）M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：（1）R基态原子的电子排布式是 ，X和Y中电负性较大的是 （填元素符号）。（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_。（3）X与M形成的XM3分子的空间构型是_。（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如右图所示，则图中黑球代表的离子是_（填离子符号）。（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是_。2.（2016年高考新课标卷）砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：（1）写出基态As原子的核外电子排布式_。（2）根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As。（填“大于”或“小于”）（3）AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。（4）GaF3的熔点高于1000，GaCl3的熔点为77.9，其原因是_。（5）GaAs的熔点为1238，密度为gcm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_,Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol-1 和MAs gmol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。（2）H2S的沸点低于H2O的主要原因是水分子间形成氢键，使水的沸点升高。（3）SO3中硫原子的价层电子对为3+（6-32）/2=3，没有孤电子对，硫原子的杂化方式为sp2，该分子的空间构型为平面三角形（4）根据晶胞结构可以算出白球的个数为，黑球的个数为8个，由于这种离子化合物的化学式为Na2O，黑球代表的是Na+。（5）根据题意知重铬酸钾被还原为Cr3+，则过氧化氢被氧化生成氧气，利用化合价升降法配平，反应的化学方程式为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4= K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O 。答案：（1）1s22s22p63s1或3s1 Cl（2）H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键（3）平面三角形（4）Na（5）K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O2.解析：（1）As的原子序数是33，则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。（2）同周期自左向右原子半径逐渐减下，则原子半径Ga大于As，由于As的4p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能Ga小于As。（3）AsCl3分子的价层电子对数34，即含有一对孤对电子，所以立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。（4）由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔沸点高；（5）GaAs的熔点为1238，密度为 gcm-3，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ca和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%。答案：（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3或3d104s24p3 (2) 大于 小于 （3）三角锥形 sp3（4）GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；（5）原子晶体；共价键
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