高考化学大二轮复习 非选择题专项训练 5 物质结构与性质课件.ppt

题型五物质结构与性质 选修 2 高考对物质结构与性质的综合考查 主要包括 原子结构与性质 分子结构与性质 晶体结构与性质等 虽然考查面广 但试题整体难度不大 考查内容主要涉及核外电子排布式 电子排布图 轨道表示式 电离能和电负性 键和 键 分子间作用力 氢键 化学键数目的计算 常见晶体的构型 晶体的性质与结构的关系等 题目中所涉及的几个问题常常是相互独立的 但所考查的内容却是上述知识点的综合应用 3 一 二 三 一 原子结构与性质例1 1 基态硅 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 2 依据第二周期元素第一电离能的变化规律 参照右图b f的位置 用小黑点标出c n o三种元素的相对位置 4 一 二 三 3 n al si zn四种元素中 有一种元素的电离能数据如下 则该元素是 填写元素符号 基态锗 ge 原子的电子排布式是 ge的最高价氯化物的化学式是 锗元素可能的性质或应用有 a 是一种活泼的金属元素b 其电负性大于硫c 其单质可作为半导体材料d 其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 5 一 二 三 答案 1 m94 3 al 1s22s22p63s23p63d104s24p2gecl4 cd 6 一 二 三 解析 1 基态硅 si 原子中 电子占据的最高能层为第三层 符号为m 该能层中有3个能级 3s 3p和3d 3s能级有1个原子轨道 3p能级有3个原子轨道 3d能级有5个原子轨道 所以该能层具有的原子轨道数为9 已填充的电子数为4 2 同周期第一电离能从左至右呈增大趋势 但当各能级呈全满 半满 全空状态时 第一电离能反常 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 3 由表中数据可知 该元素的i3 i4 则该元素最外层只有3个电子 即为al ge为32号元素 32 18 14 电子排布式为 ar 3d104s24p2或1s22s22p63s23p63d104s24p2 最外层4个电子 故最高价氯化物的化学式为gecl4 7 一 二 三 解题指导在书写电子排布式时 要注意 原子 离子 价电子 最外层 等表述 比较第一电离能时要考虑洪特规则 考查原子结构与元素性质的关系 注意元素 位 构 性 的相互关系 8 一 二 三 2 当出现d轨道时 虽然电子按ns n 1 d np的顺序填充 但在书写电子排布式时 仍把 n 1 d放在ns前 如fe 1s22s22p63s23p63d64s2正确 1s22s22p63s23p64s23d6错误 9 一 二 三 3 注意比较原子核外电子排布式 简化电子排布式 原子外围电子排布式的区别与联系 如cu的电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 简化电子排布式 ar 3d104s1 外围电子排布式 3d104s1 4 当元素的能级处于全空 半充满 全满状态时 结构最稳定 能量最低 元素的电离能一般较高 如同周期元素的第一电离能 a族元素大于 a族元素 a族元素大于 a族元素 10 一 二 三 对点训练1有a b c d e5种元素 它们的核电荷数依次增大 且都小于20 其中a为非金属元素 a和e属同一族 它们原子最外层电子排布为ns1 b和d也属同一族 它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍 c原子最外层上电子数等于d原子最外层上电子数的一半 请回答下列问题 1 a是 b是 c是 d是 e是 2 由这五种元素组成的一种化合物是 写化学式 写出该物质的一种主要用途 11 一 二 三 3 写出c元素基态原子的电子排布式 4 用电子排布图表示d元素原子的价电子排布为 5 元素b与d的电负性的大小关系是bd 填 或 下同 c与e的第一电离能的大小关系是ce 12 一 二 三 答案 1 hoalsk 写元素名称也可 2 kal so4 2 12h2o做净水剂 3 1s22s22p63s23p1 5 13 一 二 三 解析a b c d e5种元素核电荷数都小于20 故都为主族元素 a e同一族且最外层电子排布为ns1 故为第 a族 而a为非金属元素 则a为氢 b d为同一族 其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍 故其最外层电子排布为ns2np4 为第 a族元素 b的核电荷数小于d 则b为氧 d为硫 e为钾 c原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半 则c为铝 同主族元素自上而下电负性逐渐减小 故b 氧 的电负性大于d 硫 e 钾 的第一电离能小于钠 钠的第一电离能小于c 铝 故第一电离能 al k 14 一 二 三 二 分子结构与性质例2 1 h2se的酸性比h2s 填 强 或 弱 气态seo3分子的立体构型为 的立体构型为 2 甲醛 hcho 在ni催化作用下加氢可得甲醇 ch3oh 甲醇分子内碳原子的杂化方式为 3 在铜锰氧化物的催化下 co被氧化为co2 hcho被氧化为co2和h2o 根据等电子体原理 co分子的结构式为 h2o分子中氧原子轨道的杂化类型为 1molco2中含有的 键数目为 15 一 二 三 4 h 可与h2o形成h3o h3o 中氧原子采用杂化 h3o 中h o h键角比h2o中h o h键角大 原因为 5 的立体构型是 其中硫原子的杂化轨道类型是 答案 1 强平面三角形三角锥形 2 sp3 3 c o sp3 2 6 02 1023个 或2na 4 sp3h2o中氧原子有2对孤电子对 排斥力较大 h3o 只有1对孤电子对 排斥力较小 5 正四面体sp3 16 一 二 三 17 一 二 三 18 一 二 三 解题指导不常见分子或离子的立体构型一定要用价层电子对互斥理论来判断 不要想当然 对等电子体的判断一般是从周期表的相邻位置来考虑 对杂化问题有时也要依据价层电子对理论来判断 键数目判断方法 共价单键为 键 共价双键中有一个 键和一个 键 共价三键中有一个 键和两个 键 19 一 二 三 方法规律拓展1 价层电子对互斥模型 vsepr模型 与分子立体构型的关系 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 2 原子轨道杂化类型的判断 20 一 二 三 21 一 二 三 对点训练22013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家 以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献 可以用量子化学计算小区间内 如光合作用叶绿体光反应时酶中 生物固氮时固氮酶中 的化学反应 22 一 二 三 23 一 二 三 3 烟酰胺结构式如图2所示 可用于合成光合辅酶nadph 烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有 1mol该分子中含 键数目为 4 配离子 cu nh3 4 2 中氮原子是配位原子 已知nf3与nh3的立体构型相同 但nf3中n不易与cu2 形成配离子 其原因是 24 一 二 三 答案 1 abc 2 1s22s22p63s23p63d3或 ar 3d3 4 3 sp2 sp315na 或15 6 02 1023 4 n f h三种元素的电负性大小为f n h 在nf3中 共用电子对偏向氟原子 偏离氮原子 使得氮原子上的孤电子对难以与cu2 形成配位键 25 一 二 三 26 一 二 三 3 根据图像可知环上的氮原子存在双键 因此是sp2杂化 氨基中的氮原子全部是单键应该是sp3杂化 单键都是 键 双键中含有1个 键和1个 键 所以根据结构简式可知1mol该分子中含 键数目为15na na表示阿伏加德罗常数的数值 或15 6 02 1023 4 由于n f h三种元素的电负性大小为f n h 在nf3中 共用电子对偏向氟原子 偏离氮原子 所以使得氮原子上的孤电子对难以与cu2 形成配位键 27 一 二 三 三 晶体结构与性质例3 2016全国 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gaas 第一电离能gaas 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 28 一 二 三 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 29 一 二 三 答案 1 1s22s22p63s23p63d104s24p3或 ar 3d104s24p3 2 大于小于 3 三角锥形sp3 4 gaf3为离子晶体 gacl3为分子晶体 30 一 二 三 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或 ar 3d104s24p3 2 ga和as位于同一周期 同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小 则原子半径ga as 由于as的4p能级处于半充满状态 稳定性强 因此第一电离能ga as 3 ascl3分子中as原子杂化轨道类型为sp3杂化 三个sp3杂化轨道分别与三个氯原子成键 还有一个sp3杂化轨道上有一对孤电子对 故ascl3分子的立体构型为三角锥形 4 gaf3为离子晶体 gacl3为分子晶体 离子晶体的熔点一般高于分子晶体 31 一 二 三 32 一 二 三 解题指导对常见典型的晶胞结构要非常熟悉 如金刚石 二氧化硅 氯化钠 氯化铯 氟化钙 干冰还有金属晶体的四种堆积模型等 要做到识图 辨图 析图 通过分析晶体结构 计算晶胞结构中化学键数目 粒子半径 密度 或判断金属晶体堆积方式等 最后针对题目设计的其他问题进行正确作答 33 一 二 三 34 一 二 三 35 一 二 三 对点训练3 2017江苏化学 铁氮化合物 fexny 在磁记录材料领域有着广泛的应用前景 某fexny的制备需铁 氮气 丙酮和乙醇参与 1 fe3 基态核外电子排布式为 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 3 c h o三种元素的电负性由小到大的顺序为 4 乙醇的沸点高于丙酮 这是因为 36 一 二 三 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 37 一 二 三 答案 1 ar 3d5或1s22s22p63s23p63d5 2 sp2和sp39mol 3 h c o 4 乙醇分子间存在氢键 5 fe3cun 38 一 二 三 解析 1 fe为26号元素 原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2