2013年高考化学二轮复习精品资料专题20 物质结构与性质教学案（教师版）

1 20132013 高考化学二轮复习精品资料专题高考化学二轮复习精品资料专题 2020 物质结构与性质 教学案 物质结构与性质 教学案 教师版 教师版 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 知识网络知识网络 2 3 4 重点知识整合重点知识整合 一 原子结构与元素的性质 1 基态原子的核外电子排布 1 排布规律 能量最低原理 基态原子核外电子先占有能量最低的原子轨道 如 Ge 1s22s22p63s23p63d104s24p2 5 泡利原理 每个原子轨道上最多只容纳 2 个自旋状态不同的电子 洪特规则 原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时 电子尽可能分占不同的原子轨道 且自 旋状态相同 注意 洪特通过分析光谱实验得出 能量相同的原子轨道在全充满 如 d10 半充满 如 d5 和全空 如 d0 时体系能量较低 原子较稳定 如 Cr 原子的电子排布式为 Ar 3d54s1 Cu 原子的电子排布式为 Ar 3d104s1 2 表示形式 电子排布式 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数 如 K 1s22s22p63s23p64s1或 Ar 4s1 电子排布图 每个小方框代表一个原子轨道 每个箭头代表一个电子 如碳原子 2 电离能 1 同周期元素随着原子序数的递增 原子的第一电离能逐渐增大 但 A 族元素的第 一电离能大于 A 族元素的第一电离能 A 族元素的第一电离能大于 A 族元素的第一电 离能 同主族元素 从上到下第一电离能逐渐减小 2 如果某主族元素的In 1远大于In 则该元素的常见化合价为 n 如钠元素I2远 大于I1 所以钠元素的化合价为 1 而过渡元素的价电子数较多 且各级电离能之间相 差不大 所以常表现多种化合价 如锰元素有 2 价 7 价 3 电负性 1 变化规律 同一周期 从左到右 元素的电负性递增 同一主族 自上到下 元素的电负性递减 2 运用 确定元素类型 电负性 1 8 非金属元素 电负性 1 8 金属元素 确定化学键类型 两元素电负性差值 1 7 离子键 两元素电负性差值 1 7 共价 6 键 判断元素价态正负 电负性大的为负价 小的为正价 电负性是判断元素金属性和非金属性强弱的重要参数之一 二 分子结构与性质 1 共价键 1 性质 共价键具有饱和性和方向性 2 分类 根据形成共价键的共用电子对的偏向或偏离的情况 分为极性键和非极性键 根据形成共价键的原子轨道重叠方式的不同 分为 键和 键 配位键 形成配位键的条件是成键原子一方 A 能够提供孤电子对 另一方 B 具有 能够接受电子对的空轨道 可表示为 A B 3 键参数 键能 气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量 键能越大 共价键越牢固 键长 形成共价键的两原子之间的核间距 键长越短 共价键越牢固 键角 在原子数超过 2 的分子中 两个共价键之间的夹角 2 分子的立体结构 1 价层电子对互斥理论 几种分子或离子的立体构型 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 分子或离子的 立体构型名称 CO202 直线形 SO213 V 形 H2O24 V 形 BF303 平面三角形 CH404 正四面体形 NH 404 正四面体形 NH314 三角锥形 SO2 3 14 三角锥形 2 杂化轨道理论 7 常见杂化轨道类型与分子构型规律 杂化轨道类型 参加杂化的原子轨道 分子构型 示例 sp 一个 s 轨道 一个 p 轨道 直线 形 CO2 BeCl2 HgCl2 sp2 一个 s 轨道 二个 p 轨道 平面 三角形 BF3 BCl3 CH2O sp3 一个 s 轨道 三个 p 轨道 正四 面体 CH4 CCl4 NH 具体 情况不同 NH3 三角锥形 H2S H2O V 形 3 键的极性和分子极性的关系 类型 实例 两个键之 间的夹角 键的极 性 分子的极性 空间构 型 X2 H2 N2 非极性 键 非极性分子 直线形 XY HCl N O 极性键 极性分 子 直线形 XY2 X2Y CO2 C S2 180 极性键 非极性 分子 直线形 SO2 120 极性键 极性分 子 V 形 H2O H 2S 105 极性键 极性分 子 V 形 XY3 BF3 120 极性键 非极性 分子 平面三 角形 NH3 107 极性键 极性分 子 三角锥 形 XY4 CH4 C 109 28 极性键 非极性正四面 8 Cl4 分子 体形 特别提醒 通常对于 ABn型分子 若中心原子最外层电子全部参与成键 则为非极 性分子 若中心原子最外层电子部分成键则为极性分子 4 配合物理论 1 配合物的组成 配体 含有孤电子对的分子或离子 如 NH3 H2O Cl Br I SCN 等 中心离子 一般是金属离子 特别是过渡金属离子 如 Cu2 Fe3 等 配位数 直接同中心原子 或离子 配位的含有孤电子对的分子 或离子 的数目 2 常见配合物 如 Cu NH3 4 OH 2 Cu NH3 4 SO4 Ag NH3 2 OH Fe SCN 3等 5 影响物质溶解度的因素 1 相似相溶 极性分子易溶于极性溶剂 非极性分子易溶于非极性溶剂 溶质与溶剂结构相似 溶解度较大 2 溶质能与溶剂形成氢键 溶解度较大 3 溶质能与溶剂反应 溶解度较大 三 晶体结构与性质 1 晶体的基本类型与性质 离子晶 体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 组成晶体微粒 阴 阳离子 分子 原子 金属阳离子和自由电 子 结 构 微粒间作用力 离子键 范德华力或氢 键 共价 键 金属键 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 熔 沸 点 较高 低 很高 一般较高 少部 分低 物 理 性 质 硬 度 硬而脆 小 大 一般较大 少部 分小 9 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 2 立方晶胞中粒子数目的计算 3 晶体熔 沸点高低的比较 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 汞 铯等沸点很低 2 原子晶体 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 阴阳离子的电荷数越多 离子半径越小 则离子间的作用力就越强 其离 子晶体的熔 沸点就越高 如熔点 MgO MgCl2 NaCl CsCl 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 沸点反常高 如 H2O H2Te H2Se H2S 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 SnH4 GeH4 SiH4 CH4 组成和结构不相似的物质 相对分子质量接近 分子的极性越大 其熔 沸点越高 如 CO N2 10 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 Na Mg Al 高频考点突破高频考点突破 考点一考点一 原子 分子结构与性质原子 分子结构与性质 例 1 Q R X Y Z 五种元素的原子序数依次递增 已知 Z 的原子序数为 29 其余的均为短周期主族元素 Y 原子价电子 外围电子 排布msnmpn R 原子核外 L 层电子数为奇数 Q X 原子 p 轨道的电子数分别为 2 和 4 请回答下列问题 1 Z2 的核外电子排布式是 2 在 Z NH3 4 2 中 Z2 的空轨道接受 NH3分子提供的 形成配 位键 3 Q 与 Y 形成的最简单气态氢化物分别为甲 乙 下列判断正确的是 a 稳定性 甲 乙 沸点 甲 乙 b 稳定性 甲 乙 沸点 甲 乙 c 稳定性 甲 乙 沸点 甲 乙 d 稳定性 甲乙 4 Q R Y 三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 用元素符号作答 5 Q 的一种氢化物相对分子质量为 26 其中分子中的 键与 键的键数之比为 6 五种元素中 电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于 11 知识归纳 1 原子结构与元素的性质 1 基态原子的核外电子排布规律 能量最低原理 基态原子核外的电子先占有能量最低的原子轨道 当能量较低的原子轨道被占满后 电子才依次进入能量较高的轨道 从而使原子处于能量最低的稳定状态 如 Ge 属于 32 号 元素 所以其核外电子的排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p2 泡利原理 12 在每个原子轨道上最多只能容纳 2 个自旋状态相反的电子 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时 总是优先占据一个轨道 而且自旋方向相同 这样有利于降低体系的能量 洪特规则特例 能量相同的轨道全充满 半充满或全空的状态是比较稳定的 如Error Error Error Error 2 核外电子排布的表示形式 电子排布式 a 用数字在能级符号的右上角标明该能级上排布的电子数 即电子排布式 如 Mg 1s22s22p63s2 b 为了避免电子排布式书写过于繁琐 把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分 以相应稀有气体的元素符号来表示 如 K Ar 4s1 轨道表示式 用一个小方框代表一个轨道 每个轨道中最多可容纳两个电子 如 K 3 第一电离能的变化规律 第一电离能的变化规律原因 在同一周期内 碱金属元素的第一电离 能最小 稀有气体元素的第一电离能最大 从左到右 元素的第一电离能在总体上呈现 由小到大的变化趋势 表示元素原子越来越 难失去电子 同周期元素 电子层数相同 核电荷数 增大 原子半径减小 原子核对外层电子的 有效吸引作用增强 失去第一个电子总体趋 势变难 价电子排布处于半满的轨道的元素 其第一电离能比邻近原子的第一电离能大 同主族元素 从上到下第一电离能逐渐 减小 表明原子越来越易失去电子 同主族元素价电子数目相同 原子半径 逐渐增大 原子核对核外电子的有效吸引作 用逐渐减弱 失去第一个电子所需能量减小 4 电负性的变化规律 同一周期 从左到右 元素电负性递增 13 同一主族 自上而下 元素电负性递减 5 电负性的运用 确定元素类型 电负性 1 8 非金属元素 电负性1 7 离子键 两元素电负性差值 H2Te H2Se H2S 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 SnH4 GeH4 SiH4 CH4 组成和结构不相似的物质 相对分子质量接近 分子的极性越大 其熔 沸点越高 如 CO N2 CH3OH CH3CH3 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 Na Mg Al 变式探究 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 请回答下列 问题 1 Ni 原子的核外电子排布式为 2 NiO FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同 Ni2 和 Fe2 的离子半径分别为 69 18 pm 和 78 pm 则熔点 NiO FeO 填 3 NiO 晶胞中 Ni 和 O 的配位数分别为 4 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 5 丁二酮肟常用于检验 Ni2 在稀氨水介质中 丁二酮肟与 Ni2 反应可生成鲜红色 沉淀 其结构如下图所示 该结构中 碳碳之间的共价键类型是 键 碳氮之间的共价键类型是 氮 镍之间形成的化学键是 该结构中 氧氢之间除共价键外还可存在 该结构中 碳原子的杂化轨道类型有 答案 1 Ar 3d84s2 2 3 6 6 4 LaNi5 5 键 键 配位键 氢键 sp2杂化 sp3杂化 难点探究难点探究 难点一难点一 原子 分子结构分析原子 分子结构分析 这类题目考查的基本内容为电子排布式 电子排布图的书写 电离能 电负性的大小 比较 杂化轨道理论 基层电子对互斥理论及分子的空间构型 化学键 分子间作用力及 氢键对物质的性质和结构的影响 命题的基本形式为结合元素及化合物 元素周期律和元 素周期表知识直接设问 例 1 氮元素可以形成多种化合物 19 回答以下问题 1 基态氮原子的价电子排布式是 2 C N O 三种元素第一电离能从大到小的顺序是 3 肼 N2H4 分子可视为 NH3分子中的一个氢原子被 NH2 氨基 取代形成的另一种氮 的氢化物 NH3分子的空间构型是 N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 肼可用作火箭燃料 燃烧时发生的反应是 N2O4 l 2N2H4 l 3N2 g 4H2O g H 1038 7 kJ mol 1 若该反应中有 4 mol N H 键断裂 则形成的 键有 mol 肼能与硫酸反应生成 N2H6SO4 N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同 则 N2H6SO4的晶体内 不存在 填标号 a 离子键 b 共价键 c 配位键 d 范德华力 4 图 17 1 a 表示某种含氮有机化合物的结构 其分子内 4 个氮原子分别位于正四 面体的 4 个顶点 见图 b 分子内存在空腔 能嵌入某离子或分子并形成 4个氢键予以识 别 下列分子或离子中 能被该有机化合物识别的是 填标号 图 17 1 a CF4 b CH4 c NH d H2O 4 大 因为第 A 族元素价电子的 p 轨道是半充满状态 原子更稳定 失去第一个电子更难 20 难点二难点二 晶体结构分析晶体结构分析 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类型 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 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 例 2 氮化硼 BN 是一种重要的功能陶瓷材料 以天然硼砂为起始物 经过一系列 反应可以得到 BF3和 BN 1 B 和 N 相比 电负性较大的是 BN 中 B 元素的化合价为 2 在 BF3分子中 F B F 的键角是 B 原子的杂化轨道类型为 BF3和过量 NaF 作用可生成 NaBF4 BF 的立体构型为 3 在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中 层内 B 原子与 N 原子之间的化学键为 层间作用力为 4 六方氮化硼在高温高压下 可以转化为立方氮化硼 其结构与金刚石相似 硬度 21 与金刚石相当 晶胞边长为 361 5 pm 立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子 个硼原子 立方氮化硼的密度是 g cm 3 只要求列算式 不必计算出数 值 阿伏加德罗常数为NA 点评 确定晶体一个晶胞中含有的微粒数目要熟悉一些常见晶体晶胞的结构 如 下表 晶 体 NaClCsCl 金刚石 CaF2 干冰 晶胞结构 晶胞中含 微粒数目 Na 1 12 4 1 4 Cl 8 6 1 8 1 2 Cs 1 Cl 8 1 8 C 8 6 1 8 1 2 Ca2 8 1 8 6 4 1 2 CO2 8 1 8 6 4 1 2 22 4 1 4 8 F 8 变式探究 下列叙述不正确的是 A X Y 可形成立方晶体结构的化合物 其晶胞中 X 占据所有棱的中心 Y 位于顶点 位置 则该晶体的组成式为 XY3 B CaO 晶体结构与 NaCl 晶体结构相似 每个 CaO 晶胞中含有 4 个 Ca2 和 4 个 O2 C 设 NaCl 的摩尔质量为M g mol 1 NaCl 的密度为 g cm 3 阿伏加德罗常数 为NA mol 1 在 NaCl 晶体中 两个距离最近的 Cl 中心间的距离为 cm 2 3 M 2 NA D 金刚石 碳化硅 晶体硅的熔点依次降低 难点三难点三 综合推断综合推断 例 3 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 Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的 2 倍 Z 原子基态时 2p 原子轨道上有 3 个未成对的电子 W 的原子序数为 29 回答下列问题 1 Y2X2分子中 Y 原子轨道的杂化类型为 1 mol Y2X2含有 键的数目为 2 化合物 ZX3的沸点比化合物 YX4的高 其主要原因是 3 元素 Y 的一种氧化物与元素 Z 的一种氧化物互为等电子体 元素 Z 的这种氧化物 的分子式是 4 元素 W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图 17 2 所示 该氯化物的化学式是 它可与浓盐酸发生非氧化还原反应 生成配合物 HnWCl3 反应的化学方程式为 23 图 17 2 答案 1 sp 杂化 3 mol 或 3 6 2 1023个 2 NH3分子间存在氢键 3 N2O 4 CuCl CuCl 2HCl H2CuCl3 或 CuCl 2HCl H2 CuCl3 点评 本题把元素推理和物质结构与性质融合成一体 考查学生对元素推理 原 子轨道杂化类型 分子空间结构 氢键 等电子体原理 晶胞结构 化学键的数目计算 新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力 本题基础性较强 重点突出 历届高考真题历届高考真题 2012 2012 高考高考 2012 2012 上海 上海 4 PH3是一种无色剧毒气体 其分于结构和 NH3相似 但 P H 键键能 比 N H 键键能低 下列判断错误的是 A PH3分子呈三角锥形 B PH3分子是极性分子 C PH3沸点低于 NH3沸点 因为 P H 键键能低 D PH3分子稳定性低于 NH3分子 因为 N H 键键能高 答案 C 24 解析 从上到下 同一主族元素形成的气态氢化物的稳定性越来越弱 对应的化学 键越来越强 沸点越来越低 C 错 考点定位 本题考查分子的构型及化学键键参数与分子性质的关系 2012 福建 30 化学一物质结构与性质 13 分 1 元素的第一电离能 Al Si 填 或 丁 乙 B 单质的还原性 丁 丙 甲 C 甲 乙 丙的氧化物均为共价化合物 D 乙 丙 丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应 2011 山东卷 元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置 下列说法正确的 是 A 元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 B 多电子原子中 在离核较近的区域内运动的电子能量较高 32 C P S Cl 得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 D 元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 解析 对应主族元素的原子其最高化合价等于元素原子的最外层电子数 但氟元素 无正价 氧元素没有最高化合价 A 不正确 在多电子原子中 电子的能量是不相同的 在离核较近的区域内运动的电子能量较低 在离核较远的区域内运动的电子能量较高 B 不正确 P S Cl 均属于第三周期的元素 且原子序数依次递增 所以非金属性依次增强 所以得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 依次选项 C 正确 元素 周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素一般既有金属性又有非金属性 在周期表中 第三纵行到第十纵行 包括 7 个副族和一个 共同组成了过渡元素 因此选项 D 也不正确 答案 C 2011 天津卷 以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是 A 第 IA 族元素铯的两种同位素 137Cs 比133Cs 多 4 个质子 B 同周期元素 除 0 族元素外 从左到右 原子半径逐渐减小 C 第 A 元素从上到下 其氢化物的稳定性逐渐增强 D 同主族元素从上到下 单质的熔点逐渐降低 2011 海南卷 是常规核裂变产物之一 可以通过测定大气或水中的含量变化 来检测核电站是否发生放射性物质泄漏 下列有关的叙述中错误的是 A 的化学性质与相同 B 的原子序数为 53 33 C 的原子核外电子数为 78 D 的原子核内中子数多于质子数 答案 C 解析 社会热点问题的体现 由于日本福岛核问题而使成为社会关注的焦点 本 题是相关同位素 核素考查 A 选项中考查同位素化学性质相同这点 B 选项落在考查 C 中电子数 53 因而错 D 是中子数的计算 思维拓展 对核素的考查是以前老的命题内容 今年核问题出现后 不少老教师已经猜测到此点 因而做了复习准备 这类题紧跟社会热 点问题或主题 每年都可把当年四月份之间与化学相关热点焦点作为备考点 2011 四川卷 下列推论正确的 A SiH4的沸点高于 CH4 可推测 PH3的沸点高于 NH3 B NH4 为正四面体结构 可推测出 PH4 也为正四面体结构 C CO2晶体是分子晶体 可推测 SiO2晶体也是分子晶体 D C2H6是碳链为直线型的非极性分子 可推测 C3H8也是碳链为直线型的非极性分子 解析 氨气分子之间存在氢键 沸点高于 PH3的 SiO2晶体也是原子晶体 C3H8不 是直线型的 碳链呈锯齿形且为极性分子 答案 B 2011 四川卷 下列说法正确的是 A 分子晶体中一定存在分子间作用力 不一定存在共价键 B 分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸 C 含有金属离子的晶体一定是离子晶体 D 元素的非金属型越强 其单质的活泼型一定越强 2011 上海卷 氯元素在自然界有 35Cl 和37Cl 两种同位素 在计算式 34 969 75 77 36 966 24 23 35 453 中 34 A 75 77 表示 35Cl 的质量分数 B 24 23 表示35Cl 的丰度 C 35 453 表示氯元素的相对原子质量 D 36 966 表示 37Cl 的质量数 解析 本题考察同位素相对原子质量的计算方法和元素丰度及质量数的理解 34 969 和 75 77 分别表示 35Cl 的相对原子质量和丰度 答案 C 2011 江苏卷 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 Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的 2 倍 Z 原子基态时 2p 原子轨 道上有 3 个未成对的电子 W 的原子序数为 29 回答下列问题 1 Y2X2分子中 Y 原子轨道的杂化类型为 1mol Y2X2含有 键的 数目为 2 化合物 ZX3的沸点比化合物 YX4的高 其主要原因是 3 元素 Y 的一种氧化物与元素 Z 的一种氧化物互为等电子体 元素 Z 的这种氧化物 的分子式是 4 元素 W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图 13 所示 该氯化物的化学式是 它可与浓盐酸发生非氧化还原反应 生成配合物 HnWCl3 反应的化学方程式为 35 2011 福建卷 氮元素可以形成多种化合物 回答以下问题 1 基态氮原子的价电子排布式是 2 C N O 三种元素第一电离能从大到小的顺序是 3 肼 N2H4 分子可视为 NH3分子中的一个氢原子被 NH2 氨基 取代形成的另一种 氮的氢化物 NH3分子的空间构型是 N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 肼可用作火箭燃料 燃烧时发生的反应是 N2O4 l 2N2H4 l 3N2 g 4H2O g H 1038 7kJ mol 1 若该反应中有 4mol N H 键断裂 则形成的 键有 mol 肼能与硫酸反应生成 N2H6SO4 N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同 则 N2H6SO4的晶体内 不存在 填标号 a 离子键 b 共价键 c 配位键 d 范德华力 4 图 1 表示某种含氮有机化合物的结构 其分子内 4 个氮原子分别位于正四面体的 4 个顶点 见图 2 分子内存在空腔 能嵌入某离子或分子并形成 4 个氢键予以识别 下列分子或离子中 能被该有机化合物识别的是 填标号 36 a CF4 b CH4 c NH4 d H2O N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同 可见它是离子晶体 晶体内肯定不存在范德华力 4 要形成氢键 就要掌握形成氢键的条件 一是要有 H 原子 二是要电负性比较强 半径比较小的原子比如 F O N 等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力 符合这样的 选项就是 c 和 d 但题中要求形成 4 个氢键 氢键具有饱和性 这样只有选 c 答案 1 2s22p3 2 N O C 3 三角锥形 sP3 3 d 4 c 2011 山东卷 氧是地壳中含量最多的元素 1 氧元素基态原子核外未成对电子数为 个 2 H2O 分子内的 O H 键 分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 3 H 可与 H2O 形成 H3O H3O 中 O 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 4 CaO 与 NaCl 的晶胞同为面心立方结构 已知 CaO 晶体密度为 ag cm 3 A N表示阿 伏加德罗常数 则 CaO 晶胞体积为 cm3 37 3 依据价层电子对互斥理论知 H3O 中 O 上的孤对电子对数 1 2 5 3 1 1 由 于 中心 O 的价层电子对数共有 3 1 4 对 所以 H3O 为四面体 因此 H3O 中 O 原子采用的是 sp3杂化 同理可以计算出 H2O 中 O 原子上的孤对电子对数 1 2 6 2 1 2 因此排 斥力较大 水中 H O H 键角较小 2011 重庆卷 用于金属焊接的某种焊条 其药皮由大理石 水泥 硅铁等配制而 成 1 Al 的原子结构示意图为 Al 与 NaOH 溶液反应的离子方 38 程式为 2 30Si 的原子的中子数为 SiO2晶体类型为 3 Al3 与 Yn 的电子数相同 Y 所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性 则该 族氢化物中沸点最低的是 4 焊接过程中 药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体 该气体是 5 经处理后的熔渣 36 0g 仅含 Fe2O3 Al2O3 SiO2 加入足量稀盐酸 分离得到 11 0g 固体 滤液中加入过量 NaOH 溶液 分离得到 21 4g 固体 则此熔渣中 Al2O3的质量 分数为 解析 本题考察原子的结构 晶体类型 方程式的书写以及有关计算 5 熔渣中只有 SiO2与盐酸不反应 因此 11 0g 是 SiO2的质量 Fe2O3 Al2O3溶于盐酸分 别生成 FeCl3 AlCl3 当滤液中加入过量 NaOH 溶液时 AlCl3生成 NaAlO2 FeCl3生成 Fe OH 3 沉淀 所以 21 4g 固体是 Fe OH 3的质量 其物质的量为mol molg g 2 0 107 4 21 1 由铁原 子守恒知 Fe2O3的物质的量为 0 1mol 其质量为 0 1mol 160g mol 1 16 0g 熔渣中 39 Al2O3的质量分数为 25 100 36 0 160 110 36 答案 1 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 2 16 原子晶体 3 HCl 4 CO2 5 25 2011 新课标全国卷 氮化硼 BN 是一种重要的功能陶瓷材料 以天然硼砂为起 始物 经过一系列反应可以得到 BF3和 BN 如下图所示 请回答下列问题 由 B2O3制备 BF3 BN 的化学方程式依次是 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 在 BF3分子中 F B F 的键角是 B 原子的杂化轨道类型为 BF3 和过 量 NaF 作用可生成 NaBF4 BF4 的立体结构为 在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中 层内 B 原子与 N 原子之间的化学键为 层间作用力为 5 六方氮化硼在高温高压下 可以转化为立方氮化硼 其结构与金刚石相似 硬度 与金刚石相当 晶苞边长为 361 5pm 立方氮化硼晶胞中含有 各氮原子 各硼原子 立方氮化硼的密度是 g cm 3 只要求列算式 不必计算出数值 阿伏 伽德罗常数为 NA 40 5 描述晶体结构的基本单元叫做晶胞 金刚石晶胞是立方体 其中 8 个顶点有 8 个碳原 子 6 个面各有 6 个碳原子 立方体内部还有 4 个碳原子 如图所示 所以 金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数 8 1 8 6 1 2 4 8 因此立方氮化硼晶胞中应该含 有 4 个 N 和 4 个 B 原子 由于立方氮化硼的一个晶胞中含有 4 个 N 和 4 个 B 原子 其质量 是g25 1002 6 4 23 是 立方体的体积是 361 5cm 3 因此立方氮化硼的密度是 g cm 3 答案 1 B2O3 3CaF2 3H2SO4 2BF3 3CaSO4 3H2O B2O3 2NH3 高温 2BN 3H2O 2 1s22s2sp1 N 3 3 120 sp2 正四面体 4 共价键 或极性共价键 分子间作用力 5 41 2011 上海卷 工业上制取冰晶石 Na3AlF6 的化学方程式如下 2Al OH 3 12HF 3Na2CO3 2Na3AlF6 3CO2 9H2O 根据题意完成下列填空 1 在上述反应的反应物和生成物中 属于非极性分子的电子式 属于弱酸的电离方程式 2 反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻 下列能判断它们的金属性或非金 属性强弱的是 选填编号 a 气态氢化物的稳定性 b 最高价氧化物对应水化物的酸性 c 单质与氢气反应的难易 d 单质与同浓度酸发生反应的快慢 3 反应物中某些元素处于同一周期 它们最高价氧化物对应的水化物之间发生反应 的离子方程式为 4 Na2CO3俗称纯碱 属于 晶体 工业上制取纯碱的原料是 解析 本题考察电子式和方程式的书写 元素周期律的应用和具体类型的判断 CO2 属于非极性分子 HF 和 H2O 属于极性分子 其中氟和氧位置相邻 且位于同一周期 钠和 铝 C 和 O 及 F 处于同一周期 答案 2 ac 3 Al OH 3 OH AlO2 H2O 42 4 离子晶体 氯化钠 二氧化碳和氨 2010 2010 高考高考 2010 全国卷 下列判断错误的是 A 沸点 333 NHPHAsH B 熔点 344 Si NNaClSiI C 酸性 42434 HClOH SOH PO C 碱性 3NaOHMg OHAl OH 2 2010 全国卷 13 下面关于 SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 A 存在四面体结构单元 O 处于中心 Si 处于 4 个顶角 B 最小的环上 有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子 C 最小的环上 Si 和 O 原子数之比为 1 2 D 最小的环上 有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子 解析 二氧化硅是原子晶体 结构为空间网状 存在硅氧四面体结构 硅处于中心 氧处于 4 个顶角所以 A 项错误 在 SiO2晶体中 每 6 个 Si 和 6 个 O 形成一个 12 元环 最 小环 所以 D 对 B C 都错误 答案 D 2010 上海卷 20 几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表 元素代号 XYZW 原子半径 pm 1601437066 主要化合价 2 3 5 3 3 2 43 下列叙述正确的是 A X Y 元素的金属性 X Y B 一定条件下 Z 单质与 W 的常见单质直接生成 2W2 C Y 的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D 一定条件下 W 单质可以将 Z 单质从其氢化物中置换出来 2010 江苏卷 13 已知 A B C D E 是短周期中原子序数依次增大的 5 种主族 元素 其中元素 A E 的单质在常温下呈气态 元素 B 的原子最外层电子数是其电子层数的 2 倍 元素 C 在同周期的主族元素中原子半径最大 元素 D 的合金是日常生活中常用的金 属材料 下列说法正确的是 A 元素 A B 组成的化合物常温下一定呈气态 B 一定条件下 元素 C D 的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应 C 工业上常用电解法制备元素 C D E 的单质 D 化合物 AE 与 CE 古有相同类型的化学键 2010 四川卷 8 下列说法正确的是 A 原子最外层电子数为 2 的元素一定处于周期表 IIA 族 44 B 主族元素 X Y 能形成 2 XY型化合物 则 X 与 Y 的原子序数之差可能为 2 或 5 C 氯化氢的沸点比氟化氢的沸点高 D 同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同 答案 B 解析 本题考查物质结构知识 本题可用举例法 氦原子最外层电子数为 2 为零 族 A 项错误 MgCl2中原子序数之差为 5 CO2中原子充数之差为 2 B 项正确 由于 HF 中 存在氢键 故 HF 的沸点比 HCl 的高 C 项错误 第 IA 中 H2O 为分子晶体 其它碱金属氧 化物为离子晶体 D 项错误 2010 天津卷 7 14 分 X Y Z L M 五种元素的原子序数依次增大 X Y Z L 是组成蛋白质的基础元素 M 是地壳中含量最高的金属元素 回答下列问题 L 的元素符号为 M 在元素周期表中的位置为 五种元 素的原子半径从大到小的顺序是 用元素符号表示 Z X 两元素按原子数目比 l 3 和 2 4 构成分子 A 和 B A 的电子式为 B 的结 构式为 硒 se 是人体必需的微量元素 与 L 同一主族 Se 原子比 L 原子多两个电子层 则 Se 的原子序数为 其最高价氧化物对应的水化物化学式为 该族 2 5 周期元素单质分别与 H2反应生成 l mol 气态氢化物的反应热如下 表示生成 1 mol 硒化 氢反应热的是 填字母代号 a 99 7 mol L 1 b 29 7 mol L 1 c 20 6 mol L 1 d 241 8 kJ mol 1 用 M 单质作阳极 石墨作阴极 NaHCO3溶液作电解液进行电解 生成难溶物 R R 受热分解生成化合物 Q 写出阳极生成 R 的电极反应式 由 R 生成 Q 的 化学方程式 45 2010 山东卷 32 分 化学 物质结构与性质 碳族元素包括 C Si Ge Sn Pb 1 碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成 其结构类似于石墨晶体 每个碳原子通过 杂化与周围碳原子成键 多层碳纳米管的层与层之间靠 结合在一起 2 CH4中共用电子对偏向 C SiH4中共用电子对偏向 H 则 C Si H 的电负性由大到 小的顺序为 3 用价层电子对互斥理论推断 SnBr2分子中 Sn Br 的键角 120 填 或 4 铅 钡 氧形成的某化合物的晶胞结构是 Pb4 处于立方晶胞顶点 Ba2 处于晶胞 中心 O2 处于晶胞棱边中心 该化合物化学式为 每个 Ba2 与 个 O2 配位 46 2010 福建卷 30 化学 物质结构与性质 13 分 1 中国古代四大发明之一 黑火药 它的爆炸反应为 A A AA A A A A 引燃 322 2KN O3C SA N3C O 已配平 除 S 外 上列元素的电负性从大到小依次为 在生成物中 A 的晶体类型为 含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化 类型为 已知CN 与 2 N结构相似 推算 HCN 分子中 键与 键数目之比为 2 原子序数小于 36 的元素 Q 和 T 在周期表中既处于同一周期又位于同一族 且 原子序数 T 比 Q 多 2 T 的基态原子外围电子 价电子 排布为 2 Q 的未成对电 子数是 3 在 3 CrCl的水溶液中 一定条件下存在组成为 26 x nn CrClH O n 和 x 均为 正整数 的配离子 将其通过氢离子交换树脂 R H 可发生离子交换反应 交换出来的H 经中和滴定 即可求出 x 和 n 确定配离子的组成 将含 0 0015 mol 47 26 x nn CrClH O 的溶液 与 R H 完全交换后 中和生成的H 需浓度为 0 1200 mol L 1 NaOH 溶液 25 00 ml 该配离子的化学式为 2010 江苏卷 21 12 分 本题包括 A B 两小题 分别对应于 物质结构与性质 和 实验化学 两个选修模块的内容 请选定其中一题 并在相应的答题区域内作答 若 两题都做 则按 A 题评分 A 乙炔是有机合成工业的一种原料 工业上曾用 2 CaC与水反应生成乙炔 1 2 CaC中 2 2 C 与 2 2 O 互为等电子体 2 2 O 的电子式可表示为 1mol 2 2 O 中含有的 键数目为 2 将乙炔通入 3 2 Cu NHCl溶液生成 22 Cu C红棕色沉淀 Cu 基态核外电子 排布式为 48 3 乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈 2 H CCHCN 丙烯腈分子中碳原子轨道杂 化类型是 分子中处于同一直线上的原子数目最多为 4 2 CaC晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似 如右图所示 但 2 CaC晶体中含有 的中哑铃形 2 2 C 的存在 使晶胞沿一个方向拉长 2 CaC晶体中 1 个 2 Ca 周围距离最近的 2 2 C 数目为 答案 1 2NA 2 1s22s22p63s23p63d10 3 sp 杂化 sp2杂化 3 4 4 解析 本题主要考察核外电子排布式 等电子体原理 杂化轨道 分子的平面构型 晶体结构等 1 根据等电子体原理可知 O22 的电子式 在 1mol 三键含有 2mol 的 键和 1mol 的键 故 1mol O22 中 含有 2NA个键 2 Cu 为 29 号元素 要注意 3d 轨道写在 4s 轨道的前面同时还有就是它的 3d 结构 Cu 的基本电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10 3 通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为 sp 和 sp2杂化 同一直 线上有 3 个原子 4 依据晶胞示意图可以看出 从晶胞结构图中可以看出 1 个 Ca2 周围距离最近的 C22 有 4 个 而不是 6 个 要特别主要题给的信息 2010 重庆卷 26 15 分 金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂 某钙线的主 要成分为金属 M 和Ca 并含有 3 5 质量分数 CaO 1 Ca元素在周期表中位置是 其原子结构示意图 2 Ca与最活跃的非金属元素 A 形成化合物 D D 的电子式为 D 的沸点 比 A 与Si形成的化合物 E 的沸点 49 3 配平用钙线氧脱鳞的化学方程式 P FeO CaO 34 2 CaPO Fe 4 将钙线试样溶于稀盐酸后 加入过量NaOH溶液 生成白色絮状沉淀并迅速变 成灰绿色 最后变成红褐色 n M OH 则金属 M 为 检测 n M的方法是 用离 子方程式表达 5 取 1 6g 钙线试样 与水充分反映 生成 224ml 2 H 标准状况 在想溶液中通 入适量的 2 CO 最多能得到 3 CaCO g 答案 5 分 1 第四周期第 A 族 2 高 3 2P 5FeO 3CaO 高温 Ca3 PO4 2 5Fe 4 Fe Fe 3SCN Fe SCN 3 5 1 1 解析 本题考查钙 铁的知识 1 Ca 为 20 号 位于第四周期 第 IIA 族 2 最活泼的金属为 F 2 CaF为离子化合物 4 SiF为分子晶体 故 2 FCa的沸点高 3 P 从 0 价升至 5 价 Fe从 2 价降至 0 价 根据得失电子守恒有 P 前配 2 F 0 e 前配 5 4 有 颜色变化可知 红褐色 2 N OH为 3 F OH e 3 Fe 与 KSCN 变血红色 5 Ca与Fe中只有 Ca与水能反应生成 2 H 由Ca 2 H得 n Ca 0 224 22 4 0 01mol n OCa 1 6 3 5 56 0 01MOL 由钙守恒得 m 2 COCa 0 01 0 001 100 1 1g 2009 2009 高考高考 2009 天津卷 下列叙述正确的是 A 1 个甘氨酸分子中存在 9 对共用电子 B PCl3和 BCl3分子中所有原子的最外层都达到 8 电子稳定结构 C H2S 和 CS2分子都是含极性键的极性分子 50 D 熔点由高到低的顺序是 金刚石 碳化硅 晶体硅 2009 上海卷 下列对化学反应的认识错误的是 A 会引起化学键的变化 B 会产生新的物质 C 必然引起物质状态的变化 D 必然伴随着能量的变化 答案 C 解析 在化学反应中 反应物和生成物的状态可能相同 也可能不相同 故 C 项错 2009 广东卷 我国稀土资源丰富 下列有关稀土元素与的说法正确 的是 A 与互为同位素 B 与的质量数相同 C 与是同一种核素 D 与的核外电子数和中子数均为 62 51 2009 江苏卷 下列有关化学用语使用正确的是 A 硫原子的原子结构示意图 B NH4Cl 的电子式 C 原子核内有 10 个中子的氧原子 D 对氯甲苯的结构简式 答案 C 解析 A 结构示意图是 S2 的 B Cl 的电子式应为 C 正确 D 为邻氯甲苯 对氯甲苯应为 2009 上海卷 在通常条件下 下列各组物质的性质排列正确的是 52 A 熔点 CO2 KCl SiO2 B 水溶性 HCl H2S SO2 C 沸点 乙烷 戊烷 丁烷 D 热稳定性 HF H2O NH3 2009 江苏卷 本题包括 A B 两小题 分别对应于 物质结构与性质 和 实验化 学 两个选修模块的内容 请选择其中一题 并在相应的答题区域内作答 若两题都做 则按 A 题评分 A 生物质能是一种洁净 可再生能源 生物质气 主要成分为 CO CO2 H2等 与 H2混 合 催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一 1 上述反应的催化剂含有 Cu Zn Al 等元素 写出基态 Zn 原子的核外电子排布式 2 根据等电子原理 写出 CO 分子的结构式 3 甲醇催化氧化可得到甲醛 甲醛与新制 Cu OH 2的碱性溶液反应生成 Cu2O 沉淀 甲醇的沸点比甲醛的高 其主要原因是 甲醛分子中碳原子 轨道的杂化类型为 甲醛分子的空间构型是 1 mol 甲醛分子中 键的数目为 在 1 个 Cu2O 晶胞中 结构如图所示 所包含的 Cu 原子数目为 B 环己酮是一种重要的化工原料 实验室常用下列方法制备环己酮 53 环己醇 环己酮和水的部分物理性质见下表 物质沸点 密度 g cm 3 20 溶解性 环己醇 161 1 97 8 0 962 4 能溶于水 环己酮 155 6 95 0 947 8 微溶于水 水 100 00 998 2 括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点 1 酸性 Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的 H 0 反应剧烈将导致体系温度迅速上升 副反应增多 实验中将酸性 Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中 在 55 60 进行反 应 反应完成后 加入适量水 蒸馏 收集 95 100 的馏分 得到主要含环己酮和水的 混合物 酸性 Na2Cr2O7溶液的加料方式为 蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 2 环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作 a 蒸馏 收集 151 156 的馏分 b 过滤 c 在收集到的馏分中加 NaCl 固体至饱和 静置 分液 d 加入无水 MgSO4固体 除 去有机物中少量水 上述操作的正确顺序是 填字母 上述操作 b c 中使用的玻璃仪器除烧杯 锥形瓶 玻璃棒外 还需 在上述操作 c 中 加入 NaCl 固体的作用是 3 利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮 环己酮分子中有 种不同化学环境的氢原子 答案 A 1 1s22s22p63s23p63d104s2 或 Ar 3d104s2 54 2 C O 2009 广东卷 选做题 从以下两道题中任选一道做 1 光催化制氢是化学研究的热点之一 科学家利用含有吡啶环 吡啶的结构