（新课标大纲解读）高考化学 重点 难点 核心考点全演练 专题15 物质结构与性质.doc

专题15 物质结构与性质1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。2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模型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。3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。一、基态原子核外电子排布常见表示方法1基态原子核外电子排布常见表示方法(以硫原子为例)表示方法举例原子结构示意图电子式 电子排布式1s22s22p63s23p4或ne3s23p4电子排布图2.常见错误二、电离能和电负性的应用1电离能的应用(1)判断金属性与非金属性强弱。(2)分析原子核外电子层结构，如某元素的in1in，则该元素的最外层电子数为n。(3)判断化学键类型。2电负性的应用(1)判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及金属性与非金属性的强弱。(2)判断元素在化合物中的价态。(3)判断化学键类型。三、价层电子对数和中心原子孤电子对数的判断方法运用价层电子对互斥模型结合中心原子孤电子对数可预测分子或离子的立体结构。(1)对abm型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为n(中心原子的价电子数每个配位原子提供 若为阴离子，则加上电荷数，如so，n4。(2)中心原子上的孤电子对数(axb)注意：分子：a为中心原子的价电子数x为中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。四、分子立体构型与价键模型1由价层电子对互斥模型判断分子立体构型的方法分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数电子对空间构型分子或离子的立体构型名称co202直线形直线形so213平面三角形v形h2o24正四面体形v形bf303平面三角形平面三角形ch404正四面体形正四面体形nh04正四面体形正四面体形nh314正四面体形三角锥形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常见杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化轨道类型参加杂化的原子轨道分子立体构型示例sp1个s轨道，1个p轨道直线形co2、becl2、hgcl2sp21个s轨道，2个p轨道平面三角形bf3、bcl3、hchosp31个s轨道，3个p轨道等性杂化正四面体ch4、ccl4、nh不等性杂化具体情况不同nh3(三角锥形) h2s、h2o(v形)3.判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法(1)根据中心原子的成键类型判断，如果有1个三键，则其中有2个键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键；则其中有1个键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。(2)根据分子的立体构型和价层电子对互斥模型判断分子立体构型中心原子孤电子对数中心原子杂化轨道类型常见分子示例直线形0spco2、becl2平面三角形0sp2bf3、hchov形1so2正四面体形0sp3ch4、ccl4、nh三角锥形1nh3、h3ov形2h2o、h2s4.等电子体的判断方法一是同主族变换法，如co2与cs2、cf4与ccl4是等电子体，二是左右移位法，如n2与co，co、no与so3是等电子体。如果是阴离子，价电子应加上阴离子所带的电荷数；如果是阳离子，价电子应减去阳离子所带的电荷数。如nh价电子为8，co价电子为24。5分子极性的判断(1)完全由非极性键结合而成的分子是非极性分子(o3除外)；(2)由极性键结合而成的非对称型分子一般是极性分子；(3)由极性键结合而成的完全对称型分子为非极性分子；(4)对于abn型分子，若中心原子a化2、1个晶胞所共有。4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 。5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 。6含有离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。7含共价键的晶体不一定是原子晶体，如分子晶体的结构粒子分子内部含共价键，离子晶体结构粒子离子内部也可能有共价键，如na2o2、naoh、nh4cl等。六、常见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判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2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以上。(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。3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。4依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。七、常见晶体熔沸点高低的判断规律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(1)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。(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，晶体的熔、沸点越高，如snh4geh4sih4ch4，f2cl2br2n2， 考点1、基态原子的核外电子排布及元素的性质【例1】(1)2013全国课标卷，37(1)(2)ni2的价层电子排布图为_。f、k、fe、ni四种元素中的第一电离能最小的是_，电负性最大的是_(填元素符号)。 (2)2012浙江自选模块，15(1)(2)可正确表示原子轨道的是()。a2s b2d c3px d3f写出基态镓(ga)原子的电子排布式_。(3)2012山东理综，32(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_。(4)2012全国课标卷，37(2)原子的第一电离能是指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，o、s、se原子的第一电离能由大到小的顺序为_。(5)2011福建理综，30(2)c、n、o三种元素第一电离能从大到小的顺序是_。(6)2011全国课标卷，37(2)基态b原子的电子排布式为_；b和n相比，电负性较大的是_，bn中b元素的化合价为_。【解析】(1)要注意写的是ni2不是ni；并且写的为价层电子排布图；根据电负性及第一电离能的【变式探究】现有五种元素，其中a、b、c为短周期主族元素，d、e为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。a元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素b元素原子的核外p电子数比s电子数少1c原子的第一至第四电离能分别是：i1738 kjmol1i21 451 kjmol1i37 733 kjmol1 i410 540 kjmol1d是前四周期中电负性最小的元素e在周期表的第七列(1)已知ba5为离子化合物，写出其电子式_。(2)b基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_个方向，原子轨道呈_状。(3)某同学根据上述信息，推断c基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背了_。(4)e位于_族_区，价电子排布式为_。(5)检验d元素的方法是_，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是_。【解析】根据提供信息，可以推断a为h，b为n，c为mg，d为k，e为mn。(1)nh5的电子式为hnh 【变式探究】a、b、c、d、e、f代表6种元素。请填空：(1)a元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_；(2)b元素的负一价离子和c元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，b的元素符号为_，c的元素符号为_；(3)d元素的正三价离子的3d能级为半充满，d的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_；(4)e元素基态原子的m层全充满，n层没有成对电子，只有一个未成对电子，e的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_ _。(5)f元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，则n_；原子中能量最高的是_电子。f和a的可能元素的电离能大小顺序是_，电负性大小顺序为_(用元素符号表示)。式为2s22p3，由此可知f是n元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能【例2】(2013海南化学，19节选)图a所示的转化关系中(具体反应条件略)，a、b、c和d分别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i的溶液为常见的酸，a的一种同素异形体的晶胞如图b所示。回答下列问题：(1)图a中由二种元素组成的物质中，沸点最高的是_，原因是_，该物质的分子构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(2)图a中的双原子分子中，极性最大的分子是_。(3)k的分子式为_，中心原子的杂化轨道类型为_，属于_分子(填“极性”或“非极性”)。【变式探究】已知a、b、c、d、e都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。a原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，b原子基态时s电子数与p电子数相等，c在元素周期表的各元素中电负性最大，d的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，e原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。(1)基态e原子的价电子排布式为_。(2)ab的立体构型是_，其中a原子的杂化轨道类型是_。(3)a与b互为等电子体，b的电子式可表示为_，1 mol b中含有的键数目为_na。(4)用氢键表示式写出c的氢化物水溶液中存在的所有氢键_。【变式探究】(1)h2se的酸性比h2s_(填“强”或“弱”)。气态seo3分子的立体构型为_，so离子的立体构型为_；(2)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och键角_(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的och键角。(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o原子轨道的杂化类型为_。1 mol co2中含有的键数目为_。(4)h可与h2o形成h3o，h3o中o原子采用_杂化。h3o中hoh键角比h2o中hoh键角大，原因为_。(5)so的立体构型是_，其中s原子的杂化轨道类型是_。【解析】(1)原子半径越大，其氢化物越容易电离出氢离子，所以h2se的酸性比h2s强；seo3的价层电【例3】请按所给的要求，回答下列问题：(1)2012全国，27(1)(4)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。元素a为_；c为_。由这些元素形成的双原子分子为_。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)这些元素的单质或由他们形成的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)(2)(2013全国新课标，37节选)f、k和ni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_；ni的配位数为_；列式计算该晶体的密度_gcm3。f、k和fe3三种离子组成的化合物k3fef6，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_。金刚石naclnas或co(或o2、cl2)(2)k2nif463.4离子键、配位键fef63f【变式探究】根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是()。晶体naclkclalcl3sicl4单质b熔点/ 810776190682 300沸点/ 1 4651 418180572 500a.sicl4是分子晶体b单质b可能是原子晶体calcl3加热能升华dnacl的键的强度比kcl的小【变式探究】原子序数小于36的x、y、z、w四种元素，其中x是形成化合物种类最多的元素之一，y的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，z的基态原子2p轨道上有3个未成对电子，w的原子序数为29。回答下列问题：(1)上述元素能形成原子晶体单质的是_(填元素符号，下同)，能形成金属晶体的是_。(2)元素y、z组成的晶体具有空间网状结构，其化学式为_，其硬度比晶体硅_(填“大”或“小”)。(3)一种由元素w与au组成的合金晶体具有立方最密堆积结构。其晶胞中w原子处于面心，au原子处于顶点位置，则该合金中w原子与au原子数目之比为_，w原子的配位数为_；该晶体中，原子之间的作用力是_。该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由w原子与au原子构成的四面体空隙中。若将w原子与au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与caf2的结构相似(如图所示)，该晶体储氢后的化学式应为_。难点1、有关晶胞计算的思维途径【例1】工业上利用tio2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物m(m可看做一种含氧酸盐)。经x射线分析，m晶体的最小重复单元为正方体(如图)，边长为4.031010m，顶点位置为ti4，体心位置为ba2所占，所有棱心位置为o2所占。(1)制备m的化学反应方程式是_(m用元素符号表示)。(2)在m晶体中，ba2的氧配位数(ba2周围等距离且最近的o2的数目)为_。(3)晶体m密度的计算式为_(ti的相对原子质量为48。)【方法技巧】晶体的结构分析是新课标高考的热点。试题的类型主要有两种：一是根据晶体晶胞的结构特点确定晶体的化学式；二是根据晶体晶胞的结构特点和有关数据，求算晶体的密度或晶体晶胞的体积、边长等。解答以上两种类型题目的关键是确定一个晶胞中含有微粒的个数。对于立方晶胞，无论是求其晶体密度、还是晶胞体积、边长等，都可建立如下思维途径：获得关系式：，再根据题目已知条件代入数据，移项、化简即可。【特别提醒】晶胞中微粒的计算方法均摊法均摊法的原则：晶胞任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶角(1个碳原子)被三个六边形共有，每个六边形占图示：1我国已研制出一种稀土制冷材料，其主要成分是lacamno。(1)锰原子的基态价层电子排布式为_。(2)s与o为同主族元素，其中电负性较大的是_；h2s分子中s原子杂化轨道类型为_；试从结构角度解释h2so4的酸性大于h2so3的酸性：_。(3)ca在空气中点燃生成cao和少量ca2n2。ca2n2和水反应可以生成nh2nh2，nh2nh2能否作配体？_(填“能”或“否”)。cao晶体与nacl晶体一样，为面心立方最密堆积，则一个cao晶胞中含有ca2数为_；欲比较cao与nacl的晶格能大小，需考虑的数据是_。2钾、镁、氟、硼等元素在每升海水中的含量都大于1毫克，属于海水中的常量元素。(1)钾、镁、氟、硼电负性从大到小的排列顺序是_。(2)镓与硼同主族，写出镓元素原子的价电子排布式(即外围电子排布式)：_。(3)用价层电子对互斥模型推断bf3和nf3的空间构型分别为_、_。(4)钾、镁、氟形成的某化合物的晶体结构为k在立方晶胞的中心，mg2在晶胞的8个顶角，f处于晶胞的棱边中心。由钾、镁、氟形成的该化合物的化学式为_，每个k与_个f配位。3研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题：(1)c、si、n元素的电负性由大到小的顺序是_ _，c60和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比，熔点高的是_，原因是_。(2)a、b均为短周期金属元素，依据表中数据，写出b的基态原子的电子排布式：_。电离能/(kjmol1)i1i2i3i4a9321 82115 39021 771b7381 4517 73310 540(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般地，d0或d10排布无颜色，d1d9排布有颜色。如co(h2o)62显粉红色。据此判断：mn(h2o)62_(填“无”或“有”)颜色。(4)利用co可以合成化工原料cocl2、配合物fe(co)5等。cocl2分子的结构式为cclocl，每个cocl2分子内含有_个键，_个键，其中心原子采取_杂化轨道方式。fe(co)5在一定条件下发生分解反应：fe(co)5(s)=fe(s)5co(g)。反应过程中，断裂的化学键只有配位键，则形成的化学键类型是_。4下表为周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。试填空。(1)写出上表中元素i的基态原子的电子排布式和价层电子排布图：_。元素c、d、e、f的第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。(2)元素a分别与c、d、e形成最简单的常见化合物分子甲、乙和丙。下列有关叙述不正确的有_。a甲、乙和丙分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、v形b甲、乙和丙分子中，中心原子均采取sp3的杂化方式c三种分子中键角由大到小的顺序是丙乙甲d甲、乙和丙分子均为由极性键构成的极性分子(3)由元素j、c、e组成一种化学式为j(ce)5的配位化合物，该物质常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点为103 ，易溶于非极性溶剂。据此可判断：该化合物的晶体类型为_。该化合物的晶体中存在的作用力有_。a离子键 b极性键c非极性键 d范德华力e氢键 f配位键根据共价键理论和等电子体理论分析，ce分子中键与键的数目比为_。(4)在测定a与f形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是_。(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如表中元素g与元素b，原因是_。在元素周期表中位于对角线的位置，因此它们的有些性质是相似的。5在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“a”代替)，可起到降低al2o3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2al(oh)312hf3na2co3=2a3co29h2o。根据题意完成下列填空：(1)冰晶石的化学式为_，含有离子键、_等化学键。(2)生成物中含有10个电子的分子是_(写分子式)，该分子的空间构型为_，中心原子的杂化方式为_。(3)反应物中电负性最大的元素为_(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：_。(4)al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。若已知al的原子半径为d，na代表阿伏加德罗常数，al的相对原子质量为m，则一个晶胞中al原子的数目为_；al晶体的密度为_(用字母表示)。6x、y、z、r、w均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；x2和y有相同的核外电子排布；z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低；r的基态原子在前