高考化学最后冲刺提分 专题14 物质结构与性质(1).doc

核心考点十四 物质结构与性质两年真题重温1【2013全国新课标卷1，37】化学选修3:物质结构与性质 硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:（1）基态si原子中，电子占据的最高能层符号 ，该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。（2）硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以 相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献 个原子。（4）单质硅可通过甲硅烷(sih4)分解反应来制备。工业上采用mg2si和nh4ci在液氨介质中反应制得sih4,，该反应的化学方程式为 。（5）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: 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 。 （6）在硅酸盐中，sio44四面体(如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中si原子的杂化形式为 。si与o的原子数之比为 化学式为 【答案】（1）m；9；4 （2）二氧化硅； （3）共价键；3（4）mg2si4nh4cl=sih44nh32mgcl22【2013全国新课标卷2，37】化学选修3：物质结构与性质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1个，并且a和b+的电子相差为8；与b位于同一周期的c和d，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。回答下列问题：（1）d2+的价层电子排布图为_。（2）四种元素中第一电离最小的是_，电负性最大的是_。（填元素符号）（3）a、b和d三种元素组成的一个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_；列式计算该晶体的密度_gcm-3。（4）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_。3【2012山东理综化学卷，32】 化学一物质结构与性质】 金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。 （1）下列关于金属及金属键的说法正确的是_。 a.金属键具有方向性与饱和性 b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光（2） ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与ni相同且电负性最小的元素是 。co与n2结构相似，co分子内键与键个数之比为 。（3）过渡金属配合物ni(co)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n= 。（4）甲醛(h2c=o)在ni催化作用下加氢可得甲醇(ch3oh )。甲醇分子内c原子的杂化方式为 ，甲醇分子内的o-c-h键角 (填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子内的o-c-h键角。【答案】（1）b （2）c （3）4 1：2 （4）sp3 【解析】试题分析： （1）金属键没有方向性和饱和性，a错；金属键是金属阳离子和自由电子间的相互作用，b对；金属导电是因为在外加电场作用下发生定向移动，c错；金属具有光泽是因为自由电子能够吸收并放出可见光，d错。（2）ni的外围电子排布为3d84s1, 3d能级上有2个未成对电子。第二周期中未成对电子数为2的元素有c、o，其中c的电负性小。（3）co中c和o为叁键，含有1个键、2个键。（4）甲醇分子内c的成键电子对为4，无孤电子对，杂化类型为sp3，甲醇分子内och键角比甲醛分子内och键角大。命题意图猜想从近三年的高考试题来看，试题本身的难度并不大，且对于知识点的考查基本稳定，尤其是对核外电子排布，等电子原理与等电子体，氢键对物质性质的影响，分子或离子的空间构型及中心原子的轨道杂化类型，分子中键、键数目的确定，晶胞中微粒的个数，晶体结构的识别等这些知识点的考查成为固定形式。但是由于化学试卷整体阅读信息量较大，不少考生在前面做题花费的时间过多，到选做题时时间仓促，又未能认真审题，导致实际得分并不是很理想。展望2014不会有较大调整，在复习过程中针对常考知识点，要切实地回归课本狠抓重要知识点，强化主干知识的巩固和运用。最新考纲解读（一）原子结构与元素的性质1了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（136号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。（二）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了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3了解简单配合物的成键情况。4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。5理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。6了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp,sp2,sp3），能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。（三）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、微粒间作用力的区别。回归课本整合（一）原子结构与原子核外电子能级分布1电子云和原子轨道（1）电子运动的特点：质量极小 运动空间极小 极高速运动。电子云：电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，人们形象地把它叫做“电子云”称作电子云。电子云轮廓图称原子轨道。s的原子轨道是球的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，np能级各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有5个原子轨道；nf能级各有7个原子轨道。2泡利原理和洪特规则量子力学告诉我们：ns能级各有1个轨道，np能级各有3个个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个个轨道。而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“”来表示。一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道而且自旋方向相反，这个规则是洪特规则。洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。3能层与能级对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即e(s)e(p)e(d)e(f)。各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：能 层(n)一二三四五六七符 号klmnopq能 级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最 多 电 子 数26261026101422818322n24核外电子排布（1）构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如e(3d)e(4s)、e(4d)e(5s)、e(5d)e(6s)、e(6d)e(7s)、e(4f)e(5p)、e(4f)e(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。（2）能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。（3）表示方法：电子排布式和轨道表示式。（二）元素周期律1元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，这一规律叫做元素律。元素性质的周期性变化的本质原因是核外电子排布呈周期性变化。2元素性质周期性变化的具体表现随着核电荷数的递增，每隔一定数目的元素原子半径由大到小；主要化合价：正价由+1+7，负价由-4-1；元素性质：同一周期由前往后金属性减弱，非金属性增强，同一主族，由上往下金属性增强，非金属性减弱；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能量叫做第一电离能。电离能的大小决定了该元素的原子失电子能力大小，第一电离能越大，越难失电子，金属活动性越弱。同一主族，由上往下第一电离能减小，同一周期由前往后电离能增大，但二、三周期中的be、n、mg和p四种元素的原子第一电离能大于相邻的前后元素的原子（为什么？）电负性：电负性是原子在化学键中对键合电子吸引能力的标度。电负性越大，吸引电子的能力越强。电负性的大小也可作为衡量金属性、非金属性强弱的尺度，在元素周期表中，电负性最大的是f，金属的电负性一般1.8；同一周期由前往后电负性增大，同一主族，由上往下电负性减小。（三）共价键理论1共价键价键理论（1）共价键定义：原子之间通过共用电子对所形成的化学键实质：形成共用电子对或电子云重叠类型：键和键a键：沿健轴(两原子核的连线)方向以“头碰头”的方式发生原子轨道(电子云)的重叠所形成的共价键称为键单键。 种类：s-s重叠，s-p重叠，p-p重叠特点：轴对称(即以成键的两原子核为连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变)b键：两个原子沿键轴平行以“肩碰肩”方式发生原子轨道(电子云)重叠所形成的共价键称为键。(只有在生成键后，余下的p轨道才能生成键)特点：镜像对称(重叠形成的电子云由两块形成，分别位于两原子核构成的平面的两侧，互为镜像)c键和键比较重叠方式：键头碰头；键肩并肩。键的强度：键键成键电子：键（s-s；s-p；p-p）；键（p-p）。成键类型：键成单键；键成双键、叁键。（2）由原子轨道相互重叠形成的键和键总称价键轨道。（3）判断共价键类型规律：共价单键是键；而共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成。2价层电子对互斥模型（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键：分子中的价电子对相互排斥的结果。如：abn立体结构范例n=2直线型co2n=3平面三角形ch2on=4正四面体型ch4（2）中心原子上有孤对电子：孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。如h2o和nh3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而h2o分子呈v型，nh3分子呈三角锥型。如：化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型h2s22v形nh222v形bf303正三角形chcl304四面体sif404正四面体3杂化轨道理论（1）杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。（2）杂化轨道类型：sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角10928，称为sp3杂化轨道。sp杂化：夹角为180的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120的平面三角形杂化轨道。4配位键（1）“电子对给予接受键”被称为配位键。一方提供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。如：cu(h2o)2、nh4中存在配位键。表示：ab（ 前者是电子对给予体后者是电子对接受体）。条件：其中一个原子必须提供孤对电子。另一原子必须能接受孤对电子轨道。（2）通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。如铜氨配合物cu(nh3)42(深蓝色)的形成：cu2+2nh3h2o=cu(oh)2+2nh4cu(oh)2+4nh3h2o=cu(nh3)42+2oh+4h2o5键的极性和分子的极性（1）极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（+），另一个呈负电性(-)。（2）极性分子和非极性分子：极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合；非极性分子的正电中心和负电中心重合。（3）判断极性分子或非极性分子经验规律：若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子。6氢键及范德华力及其对物质的影响（1）范德华力：分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱，约比化学键能小l2数量级。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。（2）氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键普遍存在于已经与n、o、f等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的n、o、f等电负性很大的原子之间。例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。氢键表示方法：xhy。分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。8手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。（四）晶体结构1晶体类型与结构、性质关系晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。掌握下表内容是重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。比较四种晶体类型 2如何比较物质熔、沸点高低（1）由晶体结构来确定。首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素。一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体如：sio2naclco2(干冰)，但也有特殊，如熔点：mgosio2同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。如：金属石金刚砂晶体硅 原因 rc-crc-si xydx、y、z的气态氢化物中最稳定的是：z的氢化物【答案】ad【解析】试题分析：a、读图可知元素排列规律，正确；b、按图中规律，白格含有主族元素和零族元素，灰格中含有副族元素和第viii族元素，错误；c、原子半径：pno，错误；d、非金属性：onp，则稳定性：h2onh3ph3，正确。考点：考查元素周期表和元素周期律等相关知识。5(2014皖南八校第二次联考)scr法（选择性催化还原技术）是一种以nh3作为还原剂，将烟气中nox分解成无害的n2和h2o的干法脱硝技术，反应原理为：6no+4nh35n2+6h2o；6no2+8nh37n2+12h2o；no+no2+2nh32n2+3h2o下列说法正确的是（ ）anox主要来自于汽车尾气的排放，是引起温室效应的主要气体之一bn2中键与键之比为1:2c反应中每生成22.4ln2，转移电子数1.5nadnh3的沸点比ph3的沸点高6（2014届兰州一中期末）有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能i1(a)i1(c)i1(b)且其中基态b原子的2p轨道处半充满状态，已知bc2+与ac2互为等电子体，d为周期表前四周期中电负性最小的元素，f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)（1）写出bc2+的电子式_，基态f原子的核外电子排布式为_。（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，其主要原因是 。 （3）化合物甲由c、d两种元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式_。（4）化合物乙的部分结构如乙图，乙由a、b两元素组成，硬度超过金刚石。乙的晶体类型为_，其硬度超过金刚石的原因是_。乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为_。7（2014届临沂市一模）镓(ga)、锗(ge)、砷(as)、硒(se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：（1）基态锗原子的价电子排布式为_。（2）沸点:nh3_ash3(填“”、“”或“”，原因是_。（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如右图所示，该化合物的分子式为_，as原子采取_杂化。（4） h2seo4和h2seo3是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释h2seo4比h2seo3酸性强的原因_。（5）砷化镓可由(ch3)2ga和ash3在700下反应制得，反应的方程式为_；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为_g(用na表示阿伏加德罗常数的值）。8（2014届吉林市期末）有位于周期表前四周期的a、b、c、d、e、f六种元素，其原子序数依次增大。已知a原子核外有三个未成对电子；a与b形成的一种化合物常温下是红棕色气体；化合物c2e的晶体为离子晶体；d单质的熔点在同周期单质中最高；e原子核外的m层中只有两对成对电子；f原子核外最外层电子数与c相同，其余各层均充满。请根据以上信息，回答下列问题：（1）a、b、c、d四种原子的第一电离能由小到大的顺序为_（用元素符号表示）。（2）c的氯化物的熔点比d的氯化物的熔点 （填“高”或“低”），理由是 。（3）e的最高价氧化物分子的空间构型是 。（4）基态f+离子的核外电子排布式是 ，f的高价离子与a的最常见氢化物形成的配离子的化学式为 。（5）q分子是a2b的等电子体，q的结构式为 ，q分子的中心原子的杂化类型是 。（6）下图是b、f两元素组成的一种化合物的晶胞，其化学式为 。【答案】（1）na、si、o、n（或nasion，2分。填na、si、n、o或由大到小给1分）（2）高，（1分） nacl是离子晶体而sicl4是分子晶体。（2分）（3）平面三角形（2分）（4）1s22s22p63s23p63d10或ar3d10（1分），cu(nh3)42+（1分）。（5）oco或 scs（2分，写co2或cs2给1分）。sp杂化（2分） （6）cuo（2分）【解析】试题分析：