2019版高考化学大二轮复习 专题六 物质结构与性质 16 物质结构与性质课件.ppt

专题六物质结构与性质 第16讲物质结构与性质 选考 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 原子结构与性质1 基态原子的核外电子排布 1 基态原子的核外电子排布排布规律 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 四种表示方法 2 元素第一电离能和电负性的递变性 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 2017课标 节选 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐 N5 6 H3O 3 NH4 4Cl 用R代表 回答下列问题 氮原子价层电子的轨道表达式 电子排布图 为 元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能 E1 第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示 其中除氮元素外 其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 氮元素的E1呈现异常的原因是 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 1s22s22p63s23p63d74s2或 Ar 3d74s2OMn 3 1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar 3d84s22 金属铜失去的是全充满的3d10电子 镍失去的是4s1电子 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 1 氮原子位于第二周期第 A族 价电子是最外层电子 其价电子排布图为 根据图 a 可知 同周期从左到右 元素的原子半径逐渐减小 元素非金属性增强 得到电子能力增强 因此同周期从左到右元素的第一电子亲和能 E1 增大 N原子的2p能级处于半充满状态 原子结构相对稳定 故氮元素的E1呈现异常 2 Co是27号元素 其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或 Ar 3d74s2 一般元素的非金属性越强 第一电离能越大 金属性越强 第一电离能越小 故第一电离能O Mn 氧原子价电子排布式为2s22p4 其核外未成对电子数是2 锰原子价电子排布式为3d54s2 其核外未成对电子数是5 故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 镍为28号元素 其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或 Ar 3d84s2 3d能级上的电子排布图 或轨道表示式 为 故3d能级上未成对电子数为2 金属晶体中金属阳离子和自由电子以金属键结合 Ni Cu的外围电子排布式分别为3d84s2 3d104s1 二者的第二电离能是 Cu失去的是全充满的3d10上的1个电子 而镍失去的是4s1上的1个电子 名师揭密在原子结构与元素的性质 基态微粒的电子排布式 电离能及电负性的比较 和元素周期律部分 每年的出题方式只是稍有变化 并没有较大变化 做题过程中一定要注意仔细审题 避免非智力因素失分 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 表示基态原子核外电子排布的四方法 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 第一电离能 电负性 1 元素第一电离能的周期性变化规律 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 电负性大小判断 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2018辽宁鞍山第一中学高三模拟 钛 铬 铁 镍 铜等金属及其化合物在工业上有重要用途 1 钛铁合金是钛系储氢合金的代表 该合金具有放氢温度低 价格适中等优点 Cu的基态原子价电子排布式为 Ni的基态原子共有种不同能级的电子 2 制备CrO2Cl2的化学方程式为K2Cr2O7 3CCl42KCl 2CrO2Cl2 3COCl2 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 用元素符号表示 COCl2分子中各原子均满足8电子稳定结构 COCl2分子中 键和 键的个数比为 中心原子的杂化方式为 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 NiO FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同 其中Ni2 和Fe2 的离子半径分别为6 9 10 2nm和7 8 10 2nm 则熔点NiO 填 或 FeO 原因是 答案 1 3d104s1 7 2 O Cl C 3 1sp2 两者均为离子晶体 且阴阳离子电荷数均为2 但Fe2 的离子半径较大 离子晶体晶格能小 因此其熔点较低 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 1 Cu是29号元素 位于元素周期表中第四周期第 B族 故Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1 Ni是28号元素 原子核外有1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s等7个能级 2 制备CrO2Cl2的化学方程式为K2Cr2O7 3CCl42KCl 2CrO2Cl2 3COCl2 反应式中非金属元素有O C Cl CCl4中C表现正化合价 Cl表现负化合价 CrO2Cl2中Cl为 1价 O为 2价 电负性越大 对成键电子吸引力越大 元素相互化合时该元素表现负价 故电负性 O Cl C COCl2分子中有1个CO键和2个C Cl键 所以COCl2分子中 键的数目为3 键的数目为1 键与 键个数比为3 1 中心原子价电子对数 3 3 故中心原子杂化方式为sp2 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 NiO FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同 说明二者都是离子晶体 离子晶体的熔点与离子键的强弱有关 离子所带电荷数越多 离子半径越小 离子键越强 熔点越高 因为Ni2 的离子半径小于Fe2 的离子半径 所以熔点 NiO FeO 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 分子结构与性质1 有以下物质 HF Cl2 H2O N2 C2H4 1 只含有极性键的是 2 只含有非极性键的是 3 既有极性键又有非极性键的是 4 只含有 键的是 5 既有 键又有 键的是 COCl2分子的结构式为 COCl2分子内含有D A 4个 键B 2个 键 2个 键C 2个 键 1个 键D 3个 键 1个 键 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 写出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式 空间构型 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳未参与成键的孤电子对 未参与杂化的p轨道可用于形成 键 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 2018课标 35节选 硫及其化合物有许多用途 相关物质的物理常数如下表所示 回答下列问题 1 基态Fe原子价层电子的电子排布图 轨道表达式 为 基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形 2 根据价层电子对互斥理论 H2S SO2 SO3的气态分子中 中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 图 a 为S8的结构 其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多 主要原因为 4 气态三氧化硫以单分子形式存在 其分子的立体构型为形 其中共价键的类型有种 固体三氧化硫中存在如图 b 所示的三聚分子 该分子中S原子的杂化轨道类型为 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 H2S 3 S8相对分子质量大 分子间范德华力强 4 平面三角2sp3 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 1 基态铁原子价层电子的电子排布图为 基态硫原子电子占据的最高能级为3p 其电子云轮廓图为哑铃形 或纺锤形 2 H2S SO2 SO3中心原子价层电子对数分别为4 3 3 故H2S分子的中心原子价层电子对数不同于SO2 SO3 3 S8分子的相对分子质量比SO2大 分子间范德华力强 故其熔 沸点比SO2高很多 4 气态三氧化硫中心原子价层电子对数为3 孤电子对数为0 故其分子的立体构型为平面三角形 共价键有 键和 键两种类型 根据图 b 所示 固态三氧化硫每个硫原子与四个氧原子形成4个 键 故S原子的杂化轨道类型为sp3 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 1 2017课标 节选 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐 N5 6 H3O 3 NH4 4Cl 用R代表 回答下列问题 经X射线衍射测得化合物R的晶体结构 其局部结构如图所示 从结构角度分析 R中两种阳离子的相同之处为 不同之处为 填标号 A 中心原子的杂化轨道类型B 中心原子的价层电子对数C 立体结构D 共价键类型 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 2017课标 节选 研究发现 在CO2低压合成甲醇反应 CO2 3H2CH3OH H2O 中 Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性 显示出良好的应用前景 回答下列问题 CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和 在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中 沸点从高到低的顺序为 原因是 硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料 Mn NO3 2中的化学键除了 键外 还存在 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 spsp3 H2O CH3OH CO2 H2H2O与CH3OH均为极性分子 H2O中氢键比甲醇多 CO2与H2均为非极性分子 CO2相对分子质量较大 范德华力较大 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 CO2和CH3OH中的中心原子碳原子的价层电子对数分别是2和4 故碳原子的杂化方式分别为sp和sp3 四种物质固态时均为分子晶体 H2O CH3OH都可以形成分子间氢键 一个水分子中两个H都可以参与形成氢键 而一个甲醇分子中只有羟基上的H可用于形成氢键 所以水的沸点高于甲醇 CO2的相对分子质量大于H2的 所以CO2分子间范德华力大于H2分子间的 则沸点CO2高于H2 故沸点H2O CH3OH CO2 H2 硝酸锰是离子化合物 一定存在离子键 中氮原子与3个氧原子形成3个 键 氮原子剩余的2个价电子 3个氧原子各自的1个价电子及得到的1个电子形成4原子6电子的大 键 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 名师揭密在价层电子对互斥理论和杂化轨道理论部分 每年的出题方式大致相同 并没有较大变化 在备考中只要对基础知识掌握牢固 这类问题就比较容易解决 其中杂化形式的判断要形成思路 明确计算方法 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 中心原子杂化轨道数的判断杂化轨道数 键电子对数 孤电子对数 价层电子对数2 中心原子价层电子对数 杂化类型与粒子的立体构型 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 分子构型与分子极性的关系 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 4 三种作用力及对物质性质的影响 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一化学键 分子间作用力的分析和判断1 2018陕西汉中高三质量检测 X Y Z W为原子序数递增的短周期主族元素 R为过渡元素 Y的最高价氧化物的水化物是强酸 Z元素基态原子中有2个未成对电子 基态W原子的价层电子排布式为nsn 1npn 1 X与W为同主族元素 基态的R原子M能层全充满 核外有且仅有1个未成对电子 请回答下列问题 1 基态R原子的核外价层电子排布式为 2 X Y Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 填元素符号 3 元素Y的简单气态氢化物的沸点 填 高于 或 低于 元素X的简单气态氢化物的沸点 其主要原因是 元素Y的简单气态氢化物中Y原子的杂化类型为 元素X的简单气态氢化物分子的空间构型为 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 4 Y的气态氢化物在水中可形成氢键 其氢键最可能的形式为 填字母序号 答案 1 3d104s1 2 N O C 3 高于NH3分子间形成氢键sp3正四面体 4 B 5 1 1 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 根据题意可知X Y Z W R分别为C N O Si Cu 1 基态铜原子的核外有29个电子 价层电子排布式为3d104s1 2 同周期元素的第一电离能从左到右有增大趋势 但氮原子2p轨道半充满 第一电离能大于O 所以C N O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N O C 3 NH3分子间有氢键 NH3的沸点高于CH4的沸点 元素NH3中氮原子价电子对数是4 氮原子的杂化类型为sp3 CH4分子的空间构型为正四面体 4 水中氢原子与NH3中氮原子形成氢键 故选B 5 CO2分子中的大 键应表示 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二杂化方式 空间构型的判断 H2Se属于 填 极性 或 非极性 分子 单质硒的熔点为217 它属于晶体 2 根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是V形的是 填字母 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 分子 CN 2中键与键之间的夹角为180 并有对称性 分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构 其结构式为 1个分子中含有个 键 CN 2称为 拟卤素 具有类似Cl2的化学性质 则 CN 2与NaOH水溶液反应的化学方程式为 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 铜是重要的金属 广泛应用于电气 机械制造 国防等领域 铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途 CuSO4晶体中硫原子的杂化方式为 向CuSO4溶液中加入过量氨水 可生成 Cu NH3 4 SO4 下列说法正确的是 a 氨气极易溶于水 是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键b NH3分子和H2O分子 分子立体构型不同 氨气分子的键角小于水分子的键角c Cu NH3 4 SO4所含有的化学键有离子键 极性共价键和配位键d Cu NH3 4 SO4的组成元素中电负性最大的是氮元素 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 答案 1 sp3三角锥形PCl3 极性分子 2 B D N C C N4 CN 2 2NaOHNaCN NaCNO H2O 3 sp3 c 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 原子采取sp3杂化 氨气极易溶于水 是由于氨分子与水分子之间形成氢键 a错误 NH3分子和H2O分子的中心原子都是采用sp3杂化 但NH3分子内有1对孤电子对 H2O分子内有2对孤电子对 孤电子对越多对成键电子对的排斥作用力越强 键角被挤压得越小 故氨气分子的键角大于水分子的键角 b错误 Cu NH3 4 SO4所含有的化学 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 晶体结构与性质1 以下是几种常见的晶胞结构及晶胞中粒子的排列方式 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 NaCl晶胞含4个Na 4个Cl 干冰晶胞含4个CO2 CaF2晶胞含4个Ca2 8个F 金刚石晶胞含8个C 体心立方含2个原子 面心立方含4个原子 2 1 分子晶体具有熔点低 硬度很小 易升华的物理特性 2 原子晶体中相邻原子间以共价键相结合 高硬度 高熔点是原子晶体的物理特性 3 晶格能越大 形成的离子晶体越稳定 而且熔点越高 硬度越大 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2018全国 36 15分 锌在工业中有重要作用 也是人体必需的微量元素 回答下列问题 1 Zn原子核外电子排布式为 2 黄铜是人类最早使用的合金之一 主要由Zn和Cu组成 第一电离能I1 Zn I1 Cu 填 大于 或 小于 原因是 3 ZnF2具有较高的熔点 872 其化学键类型是 ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2 ZnBr2 ZnI2能够溶于乙醇 乙醚等有机溶剂 原因是 4 中华本草 等中医典籍中 记载了炉甘石 ZnCO3 入药 可用于治疗皮肤炎症或表面创伤 ZnCO3中 阴离子空间构型为 C原子的杂化形式为 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 5 金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示 这种堆积方式称为 六棱柱底边边长为acm 高为ccm 阿伏加德罗常数的值为NA Zn的密度为g cm 3 列出计算式 答案 Ar 3d104s2 2 大于Zn的3d能级与4s能级为全满稳定结构 较难失电子 3 离子键ZnF2为离子化合物 ZnCl2 ZnBr2 ZnI2的化学键以共价键为主 极性较小 4 平面三角形sp2 5 六方最密堆积 A3型 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 3 由ZnF2的熔点较高可知ZnF2是离子晶体 化学键类型是离子键 根据相似相溶原理 由ZnCl2 ZnBr2 ZnI2的溶解性可知 这三种物质为分子晶体 化学键以共价键为主 极性较小 名师揭密物质结构的考点基本固定 晶体结构部分每年都出题 一般考查晶胞中原子数的计算 晶体化学式的确定及晶体密度的计算等有关物质结构的主干知识 因此我们要重视基础知识的掌握和应用 学会用均摊法分析晶体的组成 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 1 物质熔 沸点高低比较规律 1 一般情况下 不同类型晶体的熔 沸点高低规律 原子晶体 离子晶体 分子晶体 如熔 沸点 金刚石 NaCl Cl2 金属晶体 分子晶体 如熔 沸点 Na Cl2 金属晶体熔 沸点有的很高 如钨 铂等 有的则很低 如汞等 2 形成原子晶体的原子半径越小 键长越短 则键能越大 其熔沸点就越高 如 金刚石 石英 碳化硅 晶体硅 3 形成离子晶体的阴阳离子所带的电荷数越多 离子半径越小 则离子键越强 熔 沸点就越高 如熔 沸点 MgO MgCl2 NaCl CsCl 4 金属晶体中金属离子半径越小 离子所带电荷数越多 其形成的金属键越强 金属单质的熔 沸点就越高 如Al Mg Na 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 5 分子晶体的熔 沸点比较规律 组成和结构相似的分子 相对分子质量越大 其熔 沸点就越高 如 HI HBr HCl 组成和结构不相似的分子 分子极性越大 其熔 沸点就越高 如 CO N2 同分异构体分子中 支链越少 其熔 沸点就越高 如 正戊烷 异戊烷 新戊烷 同分异构体中的芳香烃及其衍生物 邻位取代物 间位取代物 对位取代物 如 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 晶胞中微粒数目的计算方法 均摊法 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 3 晶体密度的计算 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组一根据晶胞的结构求化学式 配位数 原子个数1 碳 氮 氧 硫 氯 铝 铁和铜是中学重要的元素 其单质和化合物在生活 生产中有广泛应用 回答下列问题 1 基态铜原子的价层电子排布式为 基态铝原子核外电子云形状有 填名称 2 C H O N四种元素形成的丁二酮肟常用于检验Ni2 在稀氨水介质中 丁二酮肟与Ni2 反应可生成鲜红色沉淀 其结构如图1所示 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 该结构中 碳碳之间的共价键类型是 键 从轨道重叠方式来分析 碳氮之间的共价键类型是 氮镍之间形成的化学键是 该结构中 碳原子的杂化轨道类型为 3 氮化铝是一种新型无机非金属材料 具有耐高温 耐磨等特性 空间结构如图2所示 铝的配位数为 氮化铝的晶体类型是 4 N和Cu形成的化合物的晶胞结构如图3所示 则该化合物的化学式为 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 答案 1 3d104s1球形 哑铃形 2 键和 键配位键 sp2 sp3杂化 3 4原子晶体 4 Cu3N 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 1 铜元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1 电子占据s p轨道 s轨道为球形 p轨道为哑铃形 2 1个双键是由1个 键和1个 键组成的 所以碳氮之间的共价键类型是 键和 键 镍原子有空轨道 氮原子有孤电子对 因此二者之间形成配位键 在该结构中有4个碳原子形成4个 键 4个碳原子形成3个 键和1个 键 因此杂化轨道类型分别是sp3和sp2杂化 3 由氮化铝的空间结构知 1个铝原子连接4个氮原子 铝原子的配位数为4 根据氮化铝具有耐高温 耐磨等特性 推知它属于原子晶体 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 题组二晶胞的边长与密度之间的计算2 1 C60和金刚石都是碳的同素异形体 二者相比较熔点高的是 超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛 氮化铝晶体与金刚石类似 每个铝原子与个氮原子相连 与同一个氮原子相连的铝原子构成的空间构型为 金属镍粉在CO气流中轻微加热 生成无色挥发性液态Ni CO 4 呈正四面体构型 试推测Ni CO 4的晶体类型是 Ni CO 4易溶于下列 填字母 A 水B 四氯化碳C 苯D 硫酸镍溶液 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 AlCl3在177 8 时升华 蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在 下列关于AlCl3的推断错误的是 A 氯化铝为共价化合物B 氯化铝为离子化合物C 氯化铝难溶于有机溶剂D Al2Cl6中存在配位键 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 硒化锌 ZnSe 是一种重要的半导体材料 其晶胞结构如图所示 该晶胞中硒原子的配位数为 若该晶胞密度为 g cm 3 硒化锌的摩尔质量为Mg mol 1 NA代表阿伏加德罗常数 则晶胞参数a为pm 答案 1 金刚石 4正四面体 分子晶体BC BC 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 解析 1 C60是分子晶体 金刚石是原子晶体 所以金刚石的熔点远远高于C60的 由金刚石结构中每个碳原子均以sp3杂化与其他四个碳原子相连形成四个共价键构成正四面体结构可推测每个铝原子与4个氮原子相连 与同一个氮原子相连的铝原子构成的空间构型为正四面体 由挥发性液体可知Ni CO 4是分子晶体 由正四面体构型可知Ni CO 4是非极性分子 由AlCl3易升华可知AlCl3是分子晶体 Al Cl键不属于离子键应该为共价键 铝原子最外层三个电子全部成键 形成三个Al Cl 键 无孤电子对 是非极性分子 易溶于有机溶剂 Al有空轨道 与Cl的孤电子对能形成配位键 A D正确 精要排查 真题示例 知能提升 对点演练 2 根据硒化锌晶胞结构图可知 每个锌原子周围有4个硒原子 每个硒原子周围也有4个锌原子 所以硒原子的配位数为4 该晶胞中