【备战】高考化学 专题37 物质结构与性质热点题型和提分秘籍（含解析）(1).doc

专题37 物质结构与性质热点题型和提分秘籍（含解析）【高频考点解读】 1化学键与物质的性质 (1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质； (2)了解共价键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(3)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系；(4)了解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；(5)了解简单分子如ch4、h2o、nh3等的空间结构。2分子间作用力与物质的性质 (1)了解化学键和分子间作用力的区别； (2)了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质； (3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、以及微粒间作用力的区别。【热点题型】题型一 化学键、分子间作用力与物质的性质例1(1)bf3与一定量的水形成(h2o)2bf3晶体q，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范德华力已知苯酚具有弱酸性，其ka1.11010；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_。(2)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：化学键 cc ch co sisi sih sio 键能/ (kjmol1) 356 413 336 226 318 452 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_。【提分秘籍】1.三种化学键的比较类型 比较 离子键 共价键 金属键 非极性键 极性键 本质 阴、阳离子间通过静电作用形成 相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成 金属阳离子与自由电子间的作用 成键条件(元素种类) 成键原子的得、失电子能力差别很大(活泼金属与非金属之间) 成键原子得、失电子能力相同(同种非金属) 成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属) 同种金属或不同种金属(合金) 特征 无方向性 无饱和性 有方向性、饱和性 无方向性无饱和性 表示方式(电子式)举例nahhh存在离子化合物(离子晶体)单质h2，共价化合物h2o2，离子化合物na2o2共价化合物hcl，离子化合物naoh金属单质(金属晶体)2. 范德华力、氢键、共价键的比较范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力 已经与非金属性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个非金属性很强的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对形成的相互作用 分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键、配位键 存在范围 分子间 某些含强极性键氢化物的分子间(如hf、h2o、nh3)或含f、n、o及h的化合物的分子内或其分子间 双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物中 特征 无方向性、 无饱和性 有方向性、 有饱和性 有方向性、 有饱和性 强度比较 共价键氢键范德华力 影响强度的因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 相对分子质量相近的分子，分子极性越强，分子间作用力越大 对于ahb，a、b的非金属性越强，b原子的半径越小，氢键越牢固 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性质的影响 影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大 影响分子的稳定性；共价键键能越大，分子稳定性越强 【举一反三】已知原子序数依次递增的5种非金属元素，a的原子半径在所有原子中最小，b元素组成的化合物种类最多，c的最外层电子数是内层电子数的3倍，且与b同周期，d与b同主族，e在c的下一周期，且是同周期元素中非金属性最强的元素。回答下列问题：(1)由a、b、c、e四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子bc2ba4a2c2be4，其中属于极性分子的是_(填序号)。(2)c的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_。(3)b、c两元素都能和a元素组成两种常见的溶剂，其分子式为_、_。de4在前者中的溶解性_(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。(4)ba4、be4和de4的沸点从高到低的顺序为_(填化学式)。(5)a、c、e三种元素可形成多种含氧酸，如aec、aec2、aec3、aec4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为_(填化学式)。【热点题型】题型二 晶体结构与物质性质例2、原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的a2b型氢化物均为v形分子，c的1价离子比e的1价离子少8个电子。回答下列问题：(1)元素a为_，c为_。(2)由这些元素形成的双原子分子为_。(3)由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是_，非直线形的是_(写2种)。(4)这些元素的单质或由它们形成的ab型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是_，离子晶体的是_，金属晶体的是_，分子晶体的是_(每空填一种)。(5)元素a和b形成的一种化合物与c和b形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中，该反应的化学方程式为_。【提分秘籍】 1.晶体的基本类型与性质的比较离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 结 构 组成晶体的微粒 阴、阳离子 分子 原子 金属阳离子和自由电子 微粒间作用力 离子键 范德华力或氢键 共价键 金属键 物理性质 熔、 沸点 较高 低 很高 一般较高，少部分低 硬度 硬而脆 小 大 一般较大，少部分小 导电性 不良(熔融可导电) 不良 不良 良导体 典型实例 离子化合物 多数非金属单质及其氧化物、氢化物等 金刚石、sio2、晶体硅、sic等 金属单质 【方法技巧】晶体类型的判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用力判断 (1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用力是离子键。 (2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用力是共价键。 (3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用力为分子间作用力。 (4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用力是金属键。2依据物质的分类判断 (1)金属氧化物(如k2o等)、强碱(naoh、koh等)和绝大多数的盐类都是离子晶体。 (2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除sio2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。 (3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。 (4)金属单质是金属晶体。3依据晶体的熔点判断 (1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度左右。 (2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。 (3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。 (4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4依据导电性判断 (1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。 (2)原子晶体一般为非导体。 (3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。 (4)金属晶体是电的良导体。5依据硬度和机械性能判断 (1)离子晶体硬度较大且脆。(2)原子晶体硬度大。(3)分子晶体硬度小且较脆。(4)金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。【举一反三】现有几组物质的熔点( )数据：a组 b组 c组 d组 金刚石：3 550 li：181 hf：83 nacl：801 硅晶体：1 410 na：98 hcl：115 kcl：776 硼晶体：2 300 k：64 hbr：89 rbcl：718 二氧化硅：1 723 rb：39 hi：51 cscl：645 据此回答下列问题：(1)a组属于_晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是_。(2)b组晶体共同的物理性质是_(填序号)。有金属光泽导电性导热性延展性 (3)c组中hf熔点反常是由于_。 (4)d组晶体可能具有的性质是_(填序号)。硬度小水溶液能导电固体能导电熔融状态能导电(5)d组晶体的熔点由高到低的顺序为naclkclrbclcscl，其原因为_。晶格能越大，熔点就越高【热点题型】题型三 考查晶体熔沸点高低 例3、参考下表中物质的熔点，回答有关问题： 物质 naf nacl nabr nai nacl kcl rbcl cscl 熔点/ 995 801 755 651 801 776 715 646 物质 sif4 sicl4 sibr4 sii4 sicl4 gecl4 sncl4 pbcl4 熔点/ -90.4 70.4 5.2 120 70.4 49.5 36.2 15 (1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤素离子及碱金属离子的_有关，随着_的增大，熔点依次降低。(2)硅的卤化物的熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与_有关，随着_增大，_增大，故熔点依次升高。(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与_有关，因为_，故前者的熔点远高于后者。【提分秘籍】有关晶体熔沸点高低的判断技巧1晶体熔、沸点的比较思路 对于物质熔、沸点的判断，首先看物质的状态，一般情况下固体液体气体；二是看物质所属类型，一般是原子晶体离子晶体分子晶体(注意不是绝对的，如氧化铝熔点大于晶体硅)，若晶体类型相同再根据相应规律进行判断。同类晶体熔沸点比较思路为：原子晶体共价键键能键长原子半径；分子晶体分子间作用力相对分子质量；离子晶体离子键强弱离子电荷、离子半径。2常见晶体的熔沸点高低的判断方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与比较。(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石碳化硅硅。 (3)离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：mgomgcl2naclcscl。(4)分子晶体分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如h2oh2teh2seh2s。组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如snh4geh4sih4ch4，f2cl2br2n2，ch3ohch3ch3。同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。例如：ch3ch2ch2ch2ch3 同分异构体的芳香烃，其熔、沸点高低顺序是邻间对位化合物。 (5)金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：namgnakrbcs。 3晶体熔沸点比较中常见易错点 (1)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 710 ，mgo的熔点为2 852 。(2)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如na的熔点为97 ，尿素的熔点为132.7 。 (3)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.421010 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.541010 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(4)alcl3晶体虽属于盐类，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190 )。 (5)合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。 【举一反三】已知氯化铝的熔点为190 (2.02106 pa)，但它在180 即开始升华。 (1)氯化铝是_(填“离子晶体”或“分子晶体”)。 (2)在500 k和1.01105 pa时，它的蒸气密度(换算成标准状况时)为11.92 gl1，试确定氯化铝在蒸气状态的化学式为_，微粒间的作用力类型有_。 (3)无水氯化铝在空气中强烈地“发烟”，其原因是_。 (4)设计一个更可靠的实验，判断氯化铝是离子晶体还是分子晶体，你设计的实验是_。【高考风向标】 1【2014年高考海南卷第19-题】（6分）对于钠的卤化物(nax)和硅的卤化物(six4)，下列叙述正确的是 asix4难水解 bsix4是共价化合物 cnax易水解 dnax的熔点一般高于six42【2014年高考海南卷第19-题】（14分）碳元素的单质有多种形式，下图依次是c60、石墨和金刚石的结构图： 回答下列问题： （1）金刚石、石墨、c60.碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。 （2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为_、_。 （3）c60属于_晶体，石墨属于_晶体。 （4）石墨晶体中，层内c-c键的键长为142 pm，而金刚石中c-c键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在c-c间的_共价键，而石墨层内的c-c间不仅存在_共价键，还有_键。 （5）金刚石晶胞含有_个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r= _a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率_（不要求计算结果）。 3【2014年高考山东卷第33题】石墨烯（如图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）（1）图甲中，1号c与相邻c形成键的个数为_（2）图乙中，1号c的杂化方式是_，该c与相邻c形成的键角_（填“”“”或“=”）图甲中1号c与相邻c形成的键角（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在h2o中，则氧化石墨烯中可与h2o形成氢键的原子有_（填元素符号）（4）石墨烯可转化为富勒烯（c60），某金属m与c60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，m原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中m原子的个数为_，该材料的化学式为_4【2014年高考新课标卷第37题】化学选修3：物质结构与性质(15分)早期发现的一种天然准晶颗粒由三种al、cu、fe元素组成。回答下列问题：（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。（2）基态铁原子有 个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为： 可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为 （3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 _；一摩尔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： 。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子。（4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0405nm，晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示铝单质的密度 gcm3(不必计算出结果)5【2014年高考新课标卷第37题】化学选修3：物质结构与性质（15分）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）b、c、d中第一电离能最大的是 （填元素符号），e的价层电子轨道示意图为 。（2）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，写两种）。 （3）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）（4）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 。（5）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 。6【2014年高考福建卷第31题】【化学物质结构与性质】(13分)氮化硼(bn)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如右图所示。基态硼原子的电子排布式为 。 关于这两种晶体的说法，正确的是 (填序号)。a.立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大 b.六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c.两种晶体中的bn键均为共价键 d.两种晶体均为分子晶体六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为 ，其结构与石墨相似却不导电，原因是 。立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为 。该晶体的天然矿物在青藏高原在下约300km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是 。nh4bf4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mo nh4bf4含有 mol配位键。 7【2014年高考江苏卷第21a题】物质结构与性质含有naoh的cu(oh)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米cu2o。（1）cu+基态核外电子排布式为 （2）与oh互为等电子体的一种分子为 （填化学式）。（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ；1mol乙醛分子中含有的键的数目为 。（4）含有naoh的cu(oh)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为 。（5）cu2o在稀硫酸中生成cu和cuso4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为 。【随堂巩固】 1.元素h、c、n、o、f都是重要的非金属元素,fe、cu是应用非常广泛的金属。(1)fe元素基态原子的核外电子排布式为。(2)c、h元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中键与键的个数比为。(3)c、n、o三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(4)在测定hf的相对分子质量时,实验测得值一般高于理论值,其主要原因是 。(5)c、n两元素形成的化合物c3n4形成的原子晶体,结构类似金刚石,甚至硬度超过金刚石,其原因是 。(6)如图为石墨晶胞结构示意图,该晶胞中含有c原子的个数为。2.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。(1)基态ni原子的价电子(外围电子)排布式为;(2)金属镍能与co形成配合物ni(co)4,写出与co互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式、;(3)很多不饱和有机物在ni催化下可与h2发生加成反应。如ch2=ch2、hcch、hcho,其中碳原子采取sp2杂化的分子有(填物质序号),hcho分子的立体结构为形;(4)ni2+和fe2+的半径分别为69 pm和78 pm,则熔点niofeo(填“”);(5)金属镍与镧(la)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为;3.一水硫酸四氨合铜()(cu(nh3)4so4h2o)是一种重要的染料及农药中间体。请回答下列相关问题:(1)cu的核外电子排布式为。(2)n的l层中有对成对电子;n立体构型是,其中心原子的杂化方式为。(3)氨水溶液中存在多种氢键,任表示出其中两种;(4)cu(nh3)4so4h2o中呈深蓝色的离子是,该微粒中的“电子对给予一接受键”属于键;(5)cu的一种氯化物晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式。4. a、b、c、d是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。a原子l层的成对电子数和未成对电子数相等,b原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,c是地壳中含量最多的元素。d是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。请回答下列问题:(1)a、b、c的第一电离能由小到大的顺序是(用对应的元素符号表示);基态d原子的电子排布式为。(2)a的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取杂化;b的空间构型为(用文字描述)。(3)1 mol ab-中含有的键个数为。(4)如图是金属ca和d所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中ca和d的原子个数比是。(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构xyn,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金lanin晶胞体积为9.010-23 cm3,储氢后形成laninh4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则lanin中n=(填数值);氢在合金中的密度为。5.已知x、y和z三种元素的原子序数之和等于42。x元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。x跟y可形成化合物x2y3,z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:(1)x元素原子基态时的电子排布式为,该元素的符号是。(2)y元素原子的电子排布图为,元素x与y的电负性比较:xy(填“”或“”、“oc(5)2114一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(cumn2o4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(hcho)。(1)向一定物质的量浓度的cu(no3)2和mn(no3)2溶液中加入na2co3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得cumn2o4。mn2基态的电子排布式可表示为_。no的空间构型是_(用文字描述)。(2)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o原子轨道的杂化类型为_。1 mol co2中含有的键数目为_。(3)向cuso4溶液中加入过量naoh溶液可生成cu(oh)42。不考虑空间构型，cu(oh)42的结构可用示意图表示为_。15碳、氢、氟、氮、硅等非金属元素与人类的生产生活息息相关。回答下列问题。(1)写出硅原子的电子排布式_。c、si、n的电负性由大到小的顺序是_。(2)氟化氢水溶液中存在的氢键有_种。(3)科学家把c60和k掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合