高中化学二轮复习 专题十五 物质结构与性质（选考）课件.ppt

专题十五物质结构与性质 选考 考点一原子结构与性质 考点三晶体结构与性质 考点二分子结构与性质 考点四物质结构与性质三大题型 原子结构与性质 考点一 1 排布规律 1 能量最低原理 基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道 如ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2 2 泡利原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 3 洪特规则 原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时 电子总是优先单独占据一个轨道 且自旋状态相同 2 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 的形式表示 如 cu ar 3d104s1 3 电子排布图用方框表示原子轨道 用 或 表示自旋方向不同的电子 按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写 如s 3 元素的电离能第一电离能 气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能 常用符号i1表示 单位为kj mol 1 1 原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加 元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化 每隔一定数目的元素 元素原子的外围电子排布重复出现从到 的周期性变化 ns1 ns2np6 2 元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增 元素的第一电离能呈周期性变化 同周期从左到右 第一电离能有逐渐的趋势 稀有气体的第一电离能最 碱金属的第一电离能最 同主族从上到下 第一电离能有逐渐的趋势 增大 大 小 减小 说明同周期元素 从左到右第一电离能呈增大趋势 同能级的轨道为全满 半满时较相邻元素要大 即第 a族 第 a族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素 如be n mg p 3 元素电离能的应用 判断元素金属性的强弱电离能越小 金属越容易失去电子 金属性越强 反之 越弱 判断元素的化合价如果某元素的in 1 in 则该元素的常见化合价为 n价 如钠元素i2 i1 所以钠元素的化合价为 1价 4 元素的电负性 1 元素电负性的周期性变化元素的电负性 不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性 随着原子序数的递增 元素的电负性呈周期性变化 同周期从左到右 主族元素电负性逐渐 同一主族从上到下 元素电负性呈现 的趋势 增大 减小 2 题组一基态原子的核外电子排布 1 2017 江苏 21 a 1 fe3 基态核外电子排布式为 1 2 3 4 ar 3d5 或1s22s22p63s23p63d5 答案 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 2017 全国卷 35 1 2 1 元素k的焰色反应呈紫红色 其中紫色对应的辐射波长为 nm 填标号 a 404 4b 553 5c 589 2d 670 8e 766 5 答案 2 基态k原子中 核外电子占据的最高能层的符号是 占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 a n 球形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 2017 全国卷 35 1 氮原子价层电子的轨道表达式 电子排布图 为 或 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 4 2017 全国卷 35 1 co基态原子核外电子排布式为 元素mn与o中 第一电离能较大的是 基态原子核外未成对电子数较多的是 1s22s22p63s23p63d74s2 或 ar 3d74s2 o mn 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 2016 江苏 21 a 1 zn2 基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10 或 ar 3d10 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6 2016 全国卷 37 1 基态ge原子的核外电子排布式为 ar 有 个未成对电子 3d104s24p2 2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7 2016 全国卷 37 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 1s22s22p63s23p63d84s2 或 ar 3d84s2 2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8 2016 全国卷 37 1 写出基态as原子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s24p3 或 ar 3d104s24p3 答案 反思归纳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 两原理 一规则 的正确理解 1 原子核外电子排布符合能量最低原理 洪特规则 泡利原理 若违背其一 则电子能量不处于最低状态 易误警示在写基态原子的电子排布图时 常出现以下错误 反思归纳 违反能量最低原理 违反泡利原理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 违反洪特规则 违反洪特规则 2 同能级的轨道半充满 全充满或全空状态的原子结构稳定 如np3 np6cr 3d54s1mn 3d54s2cu 3d104s1zn 3d104s2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3 31ga 33as等基态原子核外电子排布 简写 常出现错误 31ga ar 4s24p1应为 ar 3d104s24p133as ar 4s24p3应为 ar 3d104s24p3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 题组二元素的电离能和电负性 9 2017 江苏 21 a 3 c h o三种元素的电负性由小到大的顺序为 h c o 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10 2017 全国卷 35 2 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 同周期元素随核电荷数依次增大 原子半径逐渐变小 故结合一个电子释放出的能量依次增大 n的2p能级处于半充满状态 具有稳定性 故不易结合一个电子 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 11 2016 全国卷 37 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 o ge zn 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12 2016 全国卷 37 3 元素铜与镍的第二电离能分别为icu 1959kj mol 1 ini 1753kj mol 1 icu ini的原因是 铜失去的是全充满的3d10电子 镍失去的是4s1电子 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13 在n o s中第一电离能最大的是 n 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14 第一电离能介于b n之间的第二周期元素有 种 3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势 正确的是 a 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16 依据第二周期元素第一电离能的变化规律 参照下图中b f元素的位置 用小黑点标出c n o三种元素的相对位置 答案 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 分子结构与性质 考点二 1 分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时 原子的价电子轨道相互混杂 形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道 杂化轨道数不同 轨道间的夹角不同 形成分子的空间结构不同 2 分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型 而分子的立体构型指的是成键电子对立体构型 不包括孤电子对 1 当中心原子无孤电子对时 两者的构型一致 2 当中心原子有孤电子对时 两者的构型不一致 3 中心原子杂化类型和分子立体构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子立体构型有关 二者之间可以相互判断 特别提醒 1 用价电子对互斥理论判断分子的立体构型时 不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间 还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小 排斥力大小顺序为lp lp lp bp bp bp lp代表孤电子对 bp代表成键电子对 2 三键 双键 单键之间的排斥力大小顺序 三键 三键 三键 双键 双键 双键 双键 单键 单键 单键 3 排斥力大小对键角的影响 4 共价键 1 共价键的类型 按成键原子间共用电子对的数目分为单键 双键和三键 按共用电子对是否偏移分为极性键 非极性键 按原子轨道的重叠方式分为 键和 键 前者的电子云具有轴对称性 后者的电子云具有镜像对称性 2 键参数 键能 气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量 键能越大 化学键越稳定 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键长越短 共价键越稳定 键角 在原子数超过2的分子中 两个共价键之间的夹角 键参数对分子性质的影响键长越短 键能越大 分子越稳定 3 键 键的判断 由轨道重叠方式判断 头碰头 重叠为 键 肩并肩 重叠为 键 由共用电子对数判断单键为 键 双键或三键 其中一个为 键 其余为 键 由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是 键 杂化轨道形成的共价键全部为 键 4 等电子原理原子总数相同 价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征 物理性质相似 化学性质不同 常见等电子体 5 配位键 孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对 配位键a 配位键的形成 成键原子一方提供孤电子对 另一方提供空轨道形成的共价键 配合物如 cu nh3 4 so4 配位体有孤电子对 如h2o nh3 co f cl cn 等 中心原子有空轨道 如fe3 cu2 zn2 ag 等 5 分子性质 1 分子构型与分子极性的关系 2 溶解性 相似相溶 规律 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂 极性溶质一般能溶于极性溶剂 若存在氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇和水互溶 而戊醇在水中的溶解度明显减小 3 无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成 ho mron 如果成酸元素r相同 则n值越大 r的正电性越高 使r o h中o的电子向r偏移 在水分子的作用下越易电离出h 酸性越强 如hclo hclo2 hclo3 hclo4 6 氢键 1 作用粒子 氢 氟 氧 氮原子 分子内 分子间 2 特征 有方向性和饱和性 3 强度 共价键 氢键 范德华力 4 影响强度的因素 对于a h b a b的电负性越大 b原子的半径越小 氢键键能越大 5 对物质性质的影响 分子间氢键的存在 使物质的熔 沸点升高 在水中的溶解度增大 如熔 沸点 h2o h2s hf hcl nh3 ph3 题组一 两大理论 与微粒构型1 2017 江苏21 a 2 丙酮 分子中碳原子轨道的杂化类型是 1mol丙酮分子中含有 键的数目为 sp2和sp3 9na 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2 2017 全国卷 35 3 x射线衍射测定等发现 i3asf6中存在离子 离子的几何构型为 中心原子的杂化形式为 v形 sp3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 3 2017 全国卷 35 2 co2和ch3oh分子中c原子的杂化形式分别为 和 sp sp3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 4 2016 江苏21 a 3 分子中碳原子轨道的杂化类型为 sp3 sp 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 5 2016 全国卷 37 5 节选 ge单晶具有金刚石结构 其中ge原子的杂化方式为 sp3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 6 2016 全国卷 37 3 ascl3分子的立体构型为 其中as的杂化轨道类型为 sp3 三角锥形 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 7 2015 全国卷 37 3 节选 cs2分子中 c原子的杂化轨道类型是 sp 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 8 2015 江苏 21 a 2 节选 ch3cooh中c原子轨道杂化类型为 sp3 sp2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 9 醛基中碳原子的轨道杂化类型是 sp2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 10 2014 新课标全国卷 37 3 节选 乙醛中碳原子的杂化类型为 sp3 sp2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 11 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的最外层只有一个电子 但次外层有18个电子 则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 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的是 酸根呈三角锥结构的酸是 sp3 hno2 hno3 h2so3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 12 中阳离子的空间构型为 阴离子的中心原子轨道采用 杂化 三角锥形 sp3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 题组二微粒作用与分子性质13 2017 全国卷 35 3 经x射线衍射测得化合物r的晶体结构 其局部结构如图 b 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 abd c 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 5 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 14 2017 全国卷 35 4 硝酸锰是制备co2 3h2 ch3oh h2o反应的催化剂的原料 mn no3 2中的化学键除了 键外 还存在 离子键 键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 15 2017 江苏 21 a 4 乙醇的沸点高于丙酮 这是因为 乙醇存在分子间氢键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 16 2017 全国卷 35 3 研究发现 在co2低压合成甲醇反应 co2 3h2 ch3oh h2o 中所涉及的4种物质中 沸点从高到低的顺序为 原因是 h2o ch3oh co2 h2 h2o与ch3oh均为极性分子 水含氢键 比甲醇中多 co2与h2均为非极性分子 co2相对分子质量较大 范德华 力大 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 17 2016 江苏 21 a 2 4 5 zn cn 4 2 在水溶液中与hcho发生如下反应 4hcho zn cn 4 2 4h 4h2o zn h2o 4 2 4hoch2cn hoch2cn的结构简式 2 1molhcho分子中含有 键的数目为 4 与h2o分子互为等电子体的阴离子为 3na 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 5 zn cn 4 2 中zn2 与cn 的c原子形成配位键 不考虑空间构型 zn cn 4 2 的结构可用示意图表示为 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 或 18 2016 全国卷 37 2 3 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 锗的原子半径大 原子之间形成的 单键较长 p p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠 难以形成 键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 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 gecl4 gebr4 gei4熔 沸点依次升高 原因是分子结构相似 相对分子质量依次增大 分子间相互作用力逐渐增强 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 19 2016 全国卷 37 2 硫酸镍溶于氨水形成 ni nh3 6 so4蓝色溶液 ni nh3 6 so4中阴离子的立体构型是 正四面体 在 ni nh3 6 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 配位键 n 高于 nh3分子间可形 成氢键极性 sp3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 20 2015 江苏 21 a 1 2 3 节选 下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶 1 配合物 cr h2o 6 3 中 与cr3 形成配位键的原子是 填元素符号 o 2 1molch3cooh分子含有 键的数目为 3 与h2o互为等电子体的一种阳离子为 填化学式 h2o与ch3ch2oh可以任意比例互溶 除因为它们都是极性分子外 还因为 7na 或7 6 02 1023 h2f h2o与ch3ch2oh之间可以形成氢键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 21 1mol乙醛分子中含有 键的数目为 乙酸的沸点明显高于乙醛 其主要原因是 6na ch3cooh存在分子间氢键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 22 与oh 互为等电子体的一种分子为 填化学式 hf 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 23 已知a是h b是n c是o d是s a与其他元素形成的二元共价化合物中 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 n2h4 h2o2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 24 若bcl3与xyn通过b原子与x原子间的配位键结合形成配合物 则该配合物中提供孤电子对的原子是 x 解析由于在bcl3中b原子无孤电子对 但有空轨道 所以提供孤电子对的原子是x 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 25 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 1 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 c c键和c h键较强 所形成的烷烃稳定 而硅烷中si si键和si h键的键能较低 易断裂 导致长链硅烷难以生成 2 sih4的稳定性小于ch4 更易生成氧化物 原因是 c h键的键能大于c o键 c h键比c o键稳定 而si h键的键能却远小于si o键 所以si h键不稳定而倾向于形成稳定性更强的si o键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 26 1 bf3与一定量的水形成晶体q h2o 2 bf3 q在一定条件下可转化为r 晶体q中各种微粒间的作用力不涉及 填序号 a 离子键b 共价键c 配位键d 金属键e 氢键f 范德华力 ad 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 2 已知苯酚 具有弱酸性 其ka 1 1 10 10 水杨酸第一级 电离形成的离子 能形成分子内氢键 据此判断 相同温度下 电离平衡常数ka2 水杨酸 ka 苯酚 填 或 其原因是 中形成分子内氢键 使其更难电离出h 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 晶体结构与性质 考点三 1 典型晶体模型 2 分子晶体 原子晶体 离子晶体与金属晶体的结构微粒 以及微粒间作用力的区别 3 物质熔 沸点的比较 1 不同类型晶体 一般情况下 原子晶体 离子晶体 分子晶体 2 同种类型晶体 构成晶体质点间的作用大 则熔 沸点高 反之则低 离子晶体 离子所带的电荷数越高 离子半径越小 则其熔 沸点就越高 分子晶体 对于同类分子晶体 相对分子质量越大 则熔 沸点越高 原子晶体 键长越短 键能越大 则熔 沸点越高 3 常温常压下状态 熔点 固态物质 液态物质 沸点 液态物质 气态物质 4 晶体结构的计算方法 晶体结构的计算常常涉及如下数据 晶体密度 na m 晶体体积 微粒间距离 微粒半径 夹角等 密度的表达式往往是列等式的依据 解答这类题时 一要掌握晶体 均摊法 的原理 二要有扎实的立体几何知识 三要熟悉常见晶体的结构特征 并能整合贯通 举一反三 1 均摊法 原理 又如 在六棱柱晶胞 如下图所示的mgb2晶胞 中 顶点上的原子为6个晶胞 同层3个 上层或下层3个 所共有 面上的原子为2个晶胞所共有 因此镁原子个数为12 2 3 硼原子个数为6 2 晶体微粒与m 之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒 则1mol该晶胞中含有xmol微粒 其质量为xmg m为微粒的相对分子质量 又1个晶胞的质量为 a3g a3为晶胞的体积 则1mol晶胞的质量为 a3nag 因此有xm a3na 1 2017 江苏 21 a 5 某fexny的晶胞如图1所示 cu可以完全替代该晶体中a位置fe或者b位置fe 形成cu替代型产物fe x n cunny fexny转化为两种cu替代型产物的能量变化如图2所示 其中更稳定的cu替代型产物的化学式为 fe3cun 答案 解析 图1fexny晶胞结构示意图 图2转化过程的能量变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析能量低更稳定 cu替代a位置的fe 顶点上的fe 晶胞中cu个数为8 1 fe个数为6 3 n个数为1 化学式为fe3cun 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析k原子半径大 且价电子数少 k原子价电子数为1 cr原子价电子排布为3d54s1 价电子数为6 金属键弱 熔 沸点低 2 2017 全国卷 35 2 4 5 2 k和cr属于同一周期 且核外最外层电子构型相同 但金属k的熔点 沸点等都比金属cr低 原因是 答案 解析 k的原子半径较大且价电子数较小 金属键较弱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 kio3晶体是一种性能良好的非线性光学材料 具有钙钛矿型的立体结构 边长为a 0 446nm 晶胞中k i o分别处于顶角 体心 面心位置 如图所示 k与o间的最短距离为 nm 与k紧邻的o个数为 12 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 在kio3晶胞结构的另一种表示中 i处于各顶角位置 则k处于 位置 o处于 位置 体心 棱心 解析由 4 可知k i的最短距离为体对角线的一半 i处于顶角 k处于体心 i o之间的最短距离为边长的一半 i处于顶角 o处于棱心 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 2017 全国卷 35 4 r的晶体密度为dg cm 3 其立方晶胞参数为anm 晶胞中含有y个 n5 6 h3o 3 nh4 4cl 单元 该单元的相对质量为m 则y的计算表达式为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 2017 全国卷 35 5 mgo具有nacl型结构 如图 其中阴离子采用面心立方最密堆积方式 x射线衍射实验测得mgo的晶胞参数为a 0 420nm 则r o2 为 nm mno也属于nacl型结构 晶胞参数为a 0 448nm 则r mn2 为 nm 0 148 0 076 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 2016 全国卷 37 5 6 5 ge单晶具有金刚石型结构 则微粒之间存在的作用力是 共价键 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 76pm 其密度为 g cm 3 列出计算式即可 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6 2016 全国卷 37 3 4 3 单质铜及镍都是由 键形成的晶体 金属 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 3 1 解析根据均摊法计算 晶胞中铜原子个数为6 1 2 3 镍原子的个数为8 1 8 1 则铜和镍的数量比为3 1 答案 解析 若合金的密度为dg cm 3 晶胞参数a nm 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 2016 全国卷 37 4 5 4 gaf3的熔点高于1000 gacl3的熔点为77 9 其原因是 gaf3是离子晶体 gacl3是分子晶体 解析由于gaf3是离子晶体 gacl3是分子晶体 所以离子晶体gaf3的熔 沸点高 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 gaas的熔点为1238 密度为 g cm 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mgag mol 1和masg mol 1 原子半径分别为rgapm和raspm 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 原子晶体 共价 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8 2015 全国卷 37 4 5 4 co能与金属fe形成fe co 5 该化合物熔点为253k 沸点为376k 其固体属于 晶体 分子 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 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 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 3 2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 12 4 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9 cu2o为半导体材料 在其立方晶胞内部有4个氧原子 其余氧原子位于面心和顶点 则该晶胞中有 个铜原子 al单质为面心立方晶体 其晶胞参数a 0 405nm 晶胞中铝原子的配位数为 列式表示al单质的密度 g cm 3 16 12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10 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 1 e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1 则e离子的电荷为 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 这5种元素形成的一种1 1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 共价键和配位键 h2o h2o与cu2 的配 位键比nh3与cu2 的弱 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析含有h n o s cu5种元素的化合物 结合课本选修3配合物有关知识和题目所给信息 观察中心为1个cu2 周围为4个nh3分子和2个h2o分子 得到该化合物的化学式为 cu nh3 4 h2o 2 so4 加热时 由于h2o和cu2 作用力较弱会先失去 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 前四周期原子序数依次增大的元素a b c d中 a和b的价电子层中未成对电子均只有一个 并且a 和b 的电子数相差为8 与b位于同一周期的c和d 它们的价电子层中未成对电子数分别为4和2 且原子序数相差为2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 a b和d三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示 该化合物的化学式为 d的配位数为 k2nif4 6 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析有4个未成对电子的一定是过渡金属元素 前四周期元素中只有3d64s2符合 因而c为fe元素 顺推出d为ni b为k a为f 即该化合物的化学式为k2nif4 d的配位体是距其最近的异种原子a 分别在它的前面 后面 左边 右边 上边 下边 共6个a原子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 列式计算该晶体的密度 g cm 3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 a b 和c3 三种离子组成的化合物b3ca6 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 fef6 3 f 解析在k3 fef6 中 k 与 fef6 3 之间是离子键 fef6 3 中fe3 与f 之间是配位键 fe3 是中心离子 f 是配位体 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 物质结构与性质三大题型 考点四 1 指定一种已知元素为背景以一种已知的元素立题 选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问 综合考查原子结构 分子结构和晶体结构 2 指定几种已知元素为背景以几种已知的元素立题 依托不同元素的物质分别独立或侧重考查原子结构 分子结构和晶体结构 3 以推断出的几种元素为背景以推断出的几种元素立题 依托它们之间组成的物质综合考查原子结构 分子结构和晶体结构 1 钛被称为继铁 铝之后的第三金属 制备金属钛的一种流程如下 1 2 3 请回答下列问题 1 基态钛原子的价层电子排布图为 其原子核外共有 种运动状态不同的电子 ti形成的 4价化合物最稳定 原因是 金属钛晶胞如图1所示 为 填堆积方式 堆积 22 最外层达到8电子稳定结构 六方最密 解析考查原子核外电子排布 电子的运动状态 晶胞组成 核外电子的运动状态要用4个量子数确定 各不相同 观察图1可知 正好符合镁晶胞的六方最密堆积 答案 解析 1 2 3 2 已知ticl4在通常情况下是无色液体 熔点为 37 沸点为136 可知ticl4为 晶体 用ticl4的hcl溶液 后经不同处理可得到两种不同的ticl3 6h2o晶体 ti h2o 6 cl3 紫色 ticl h2o 5 cl2 h2o 绿色 两者配位数 填 相同 或 不同 绿色晶体中的配体是 分子 相同 h2o cl 解析考查分子晶体 配合物的成键情况 因ticl4的熔 沸点较低 故ticl4为分子晶体 答案 解析 1 2 3 3 纳米tio2是一种应用广泛的催化剂 其催化的一个实例如图2所示 化合物乙的沸点明显高于化合物甲的 主要原因是 化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 图2 化合物乙分子间形成 氢键 n o c 答案 解析 1 2 3 解析考查氢键及第一电离能的大小比较 氢键的存在导致物质熔沸点升高 乙分子间含有氢键 甲分子间不含氢键 则化合物乙的沸点高于化合物甲的 化合物乙中采取sp3杂化的原子有c n o 同一周期元素 元素原子的第一电离能随着原子序数的递增而呈增大趋势 但第 a族 第 a族元素原子的第一电离能大于其相邻元素原子的第一电离能 所以第一电离能的大小关系为n o c 1 2 3 4 硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子 结构如图3所示 该阳离子为 图3 解析考查利用均摊法计算原子个数之比 由图3可知 每个o原子被2个ti原子共用 每个ti原子被2个o原子共用 利用均摊法计算二者原子个数之比为1 1 ti元素为 4价 o元素为 2价 据此可知该阳离子为tio2 或 答案 解析 1 2 3 5 钙钛矿晶体的结构如图4所示 钛离子位于立方晶胞的顶点 被 个氧离子包围成配位八面体 钙离子位于立方晶胞的体心 被 个氧离子包围 钙钛矿晶体的化学式为 6 12 catio3 答案 解析 1 2 3 解析考查根据晶胞结构书写晶体的化学式 钛离子位于立方晶胞的顶角 被6个氧离子包围成配位八面体 钙离子位于立方晶胞的体心 被12个氧离子包围 每个晶胞中钛离子和钙离子均为1个 晶胞的12个边长上各有1个氧离子 根据均摊原则 每个晶胞实际占有氧离子数为12 3 则晶胞的化学式为catio3 1 2 3 2 太阳能电池板材料除单晶硅外 还有铜 硒 氮 硼 镓 镁 钙等化学物质 1 基态亚铜离子 cu 的价层电子排布式为 高温下cuo容易转化为cu2o 试从原子结构角度解释原因 3d10 cu2o中cu 的价层电子排布处于稳定的全充满状态 解析考查核外电子排布 亚铜离子的价层电子排布处于稳定的全充满状态 故高温下cuo易转化为cu2o 答案 解析 1 2 3 2 氮元素原子的第一电离能在同周期中从大到小排第 位 nan3是传统安全气囊中使用的气体发生剂 与其阴离子互为等电子体的分子 离子分别是 各举1例 的立体构型是 3 co2 scn 其他答案合理即可 直 线形 答案 解析 解析考查电离能含义和元素周期律 n的价层电子排布呈半充满状态 故n的第一电离能比o的大 氮元素原子的第一电离能在同周期中从大到小排第3位 根据等电子体的结构相似可推知的立体构型 1 2 3 每个ga原子与4个氮原子结合 而ga原子只有3个价电子 且价层有空轨道 故需n原子提供孤对电子形成配位键 3 镓元素 硼元素位于同一主族 均具有缺电子性 价电子数少于价层轨道数 氮化镓 gan 的晶体结构如图1所示 晶体中n ga原子的轨道杂化类型 填 相同 或 不同 判断该晶体结构中存在配位键的依据是 相同 gan晶体中 解析考查杂化类型 配合物的成键情况 因ga原子缺电子 价层有空轨道 n原子的孤对电子进入ga原子的价层空轨道形成配位键 各自达到稳定结构 答案 解析 1 2 3 4 晶体硼的结构单元是二十面体 每个单元中有12个硼原子 如图2 其中有两个原子为10b 其余为11b 则该结构单元有 种不同的结构类型 3 解析考查晶胞的组成 根据空间对称情况 从上往下分为1 5 5 1个b原子 故有3种类型 答案 解析 1 2 3 5 如图3为碳化硅的晶胞 已知 碳的原子半径为a 10 8cm 硅的原子半径为b 10 8cm 假设碳 硅原子是刚性小球 在晶体中彼此相切 计算碳