高考化学二轮复习 2.4.2 物质结构与性质课件（选修）.ppt

第2讲物质结构与性质 选修 2 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 3 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 4 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 5 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 6 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 1 2016全国甲 东晋 华阳国志 南中志 卷四中已有关于白铜的记载 云南镍白铜 铜镍合金 闻名中外 曾主要用于造币 亦可用于制作仿银饰品 回答下列问题 1 镍元素基态原子的电子排布式为 3d能级上的未成对电子数为 2 硫酸镍溶于氨水形成 ni nh3 6 so4蓝色溶液 ni nh3 6 so4中阴离子的立体构型是 在 ni nh3 6 2 中ni2 与nh3之间形成的化学键称为 提供孤电子对的成键原子是 氨的沸点 填 高于 或 低于 膦 ph3 原因是 氨是分子 填 极性 或 非极性 中心原子的轨道杂化类型为 7 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 8 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 9 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 10 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 2 2016全国乙 锗 ge 是典型的半导体元素 在电子 材料等领域应用广泛 回答下列问题 1 基态ge原子的核外电子排布式为 ar 有个未成对电子 2 ge与c是同族元素 c原子之间可以形成双键 叁键 但ge原子之间难以形成双键或叁键 从原子结构角度分析 原因是 3 比较下列锗卤化物的熔点和沸点 分析其变化规律及原因 11 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 4 光催化还原co2制备ch4反应中 带状纳米zn2geo4是该反应的良好催化剂 zn ge o电负性由大至小的顺序是 5 ge单晶具有金刚石型结构 其中ge原子的杂化方式为 微粒之间存在的作用力是 6 晶胞有两个基本要素 则d原子的坐标参数为 12 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 晶胞参数 描述晶胞的大小和形状 已知ge单晶的晶胞参数a 565 76pm 其密度为g cm 3 列出计算式即可 13 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 解题要领 1 ge是第四周期 a族元素 是32号元素 电子排布式为 ar 3d104s24p2 2个4p电子分别位于2个不同轨道上 故有2个未成对电子 2 ge的原子半径比c大 原子间形成 单键较长 p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠 难以形成 肩并肩 重叠方式的 键 3 锗卤化物均为分子晶体 对于组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 分子间作用力越大 熔沸点越高 4 元素的非金属性越强 吸引电子能力就越强 则电负性越强 电负性由大到小的顺序为o ge zn 5 金刚石中c为sp3杂化 c与c之间为非极性共价键 ge单晶与金刚石结构相似 杂化方式与存在的作用力也与金刚石一样 14 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 1 2 15 热点一 热点二 热点三 热点四 原子结构有关原子结构的思维路径 16 热点一 热点二 热点三 热点四 问题探究1 核外电子排布的表示方法有哪些 1 电子排布式如cr 1s22s22p63s23p63d54s1 2 简化电子排布式如cu ar 3d104s1 3 价电子排布式如fe 3d64s2 4 电子排布图 或轨道表示式 17 热点一 热点二 热点三 热点四 2 元素的第一电离能和电负性有怎样的递变规律 分别有什么应用 1 递变规律 在元素周期表中 元素的第一电离能从左到右呈增大趋势 注意第 a族 第 a族元素的第一电离能大于同周期相邻元素 从上到下逐渐减小 元素的电负性从左到右逐渐增大 从上到下逐渐减小 2 应用 元素的第一电离能可用于 判断元素金属性的强弱 电离能越小 金属越容易失去电子 金属性越强 反之越弱 判断元素的化合价 i1 i2 表示各级电离能 如果某元素的in 1 in 则该元素的常见化合价为 n 如钠元素i2 i1 所以钠元素的化合价为 1价 元素的电负性可用于 判断金属性与非金属性的强弱 判断元素在化合物中的化合价 正或负 判断化学键的类型 18 热点一 热点二 热点三 热点四 例1 2015湖北联考 铁和铜都是日常生活中常见的金属 有着广泛的用途 请回答下列问题 1 铁在元素周期表中的位置为 2 k3 fe cn 6 溶液可用于检验 填离子符号 该离子的核外电子排布为 c n o三元素的第一电离能由大到小的顺序为 用元素符号表示 3 基态铜原子的价层电子排布式为 4 已知某元素m与铜能形成化合物 且m和铜的电负性分别为3 0和1 9 则m与铜形成的化合物属于 填 离子 或 共价 化合物 19 热点一 热点二 热点三 热点四 分析推理 1 由原子序数怎样确定元素在周期表中的位置 原子序数18时 一般常用 0族定位法 其关键在于 熟记各周期0族元素的原子序数 2 10 18 36 54 86等 掌握周期表中每纵行对应的族序数 如26fe 26 18 8 则fe在第四周期第 族 第8纵行对应第 族 20 热点一 热点二 热点三 热点四 2 由原子序数怎样书写电子排布式 原子序数18时 如第四周期元素 用原子序数 18就是其外围电子数 然后将外围电子数依次填入能级即可 如28ni 28 18 10 则ni的电子排布式为 ar 3d84s2 注意 能级交错 先排4s 再排3d 24cr及29cu的外围电子排布特殊 能量相同的原子轨道在全满 半满和全空状态时 体系的能量最低 分别为3d54s1 3d104s1 电子填充时先排4s再排3d 书写时先写3d再写4s 失电子时 先失4s再失3d 21 热点一 热点二 热点三 热点四 3 判断元素的第一电离能 电负性应注意哪些事项 均根据其在元素周期表中的递变规律判断 第一电离能递变规律 同周期从左至右呈增大趋势 但当原子轨道呈全满 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 同主族从上至下逐渐减小 电负性递变规律 从左到右逐渐增大 从上到下逐渐减小 4 怎样根据电负性判断化学键类型 通常是根据电负性的差值来判断化学键的类型 进而判断化合物的类型 一般电负性差值较大的元素原子间形成的化学键主要是离子键 差值小的则主要形成共价键 如cu cl两元素的电负性分别为1 9和3 0 则两元素原子间形成共价键 一般差值大于1 7时形成离子键 化合物类型为共价化合物 注意利用电负性的差值判断化学键类型只是一般规律 不是绝对的 22 热点一 热点二 热点三 热点四 答案 1 第四周期第 族 2 fe2 ar 3d6或1s22s22p63s23p63d6n o c 3 3d104s1 4 共价评分细则警示 2 写成noc或i n i o i c 均给分 23 热点一 热点二 热点三 热点四 对点训练1元素a的基态原子占据哑铃形原子轨道的电子总数为2 元素b与a同周期 其基态原子占据s轨道的电子数与p轨道相同 c是a的同族相邻元素 d是b的同族相邻元素 则 1 d原子核外l层电子的排布式为 c的核外电子排布式为 b的基态原子未成对电子数为个 2 已知a与d形成的化合物中a d之间的共用电子对偏向d 则a b c d元素的电负性由大到小的顺序为 a b c第一电离能由大到小的顺序为 24 热点一 热点二 热点三 热点四 答案 1 2s22p61s22s22p63s23p22 2 o s c sio c si解析哑铃形是p轨道且电子总数为2 a原子的电子排布式为1s22s22p2 为碳元素 b原子的电子排布式为1s22s22p4 为氧元素 c d分别为si s 由c s之间的共用电子对偏向s可知s的电负性大于c 25 热点一 热点二 热点三 热点四 两大理论与分子的立体构型有关推测或解释分子立体构型的思维路径 26 热点一 热点二 热点三 热点四 问题探究1 如何用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型 1 判断分子中中心原子上的价层电子对数 其中 a为中心原子的价电子数 阳离子要减去电荷数 阴离子要加上电荷数 x是与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 如 中心原子为s 键电子对数为4 孤电子对数 6 2 4 2 2 0 则价层电子对数为4 0 4 27 热点一 热点二 热点三 热点四 2 价层电子对互斥理论与分子构型 28 热点一 热点二 热点三 热点四 2 如何用杂化轨道理论解释分子的立体构型 29 热点一 热点二 热点三 热点四 3 如何判断中心原子的杂化类型 1 根据杂化轨道数判断 杂化轨道数 中心原子的孤电子对数 中心原子的 键个数 30 热点一 热点二 热点三 热点四 2 根据分子的立体构型判断 3 根据中心原子的成键类型判断 如果中心原子形成一个三键 则为sp杂化 如果形成一个双键 则为sp2杂化 如果全部是单键 则为sp3杂化 31 热点一 热点二 热点三 热点四 32 热点一 热点二 热点三 热点四 3 nh3极易溶于水 其立体构型为 试判断nh3溶于水后 形成nh3 h2o的合理结构 填字母代号 推理依据是 33 热点一 热点二 热点三 热点四 分析推理 1 怎样比较键角大小 当中心原子杂化类型相同时 与成键电子对间的排斥相比 孤对电子对成键电子对有更大的排斥作用 因此有孤对电子会使键角变小 孤对电子越多 键角越小 34 热点一 热点二 热点三 热点四 2 怎样判断分子的极性 根据键的极性和分子立体构型共同判断 a 完全由非极性键结合而成的分子是非极性分子 o3除外 b 由极性键结合而成的完全对称性分子为非极性分子 非对称性分子是极性分子 根据经验规律判断 对于abn型分子 若中心原子a的化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数 则为非极性分子 否则为极性分子 35 热点一 热点二 热点三 热点四 答案 1 非极性 2 sp和sp2三角锥形大于 sp3杂化极性 3 三角锥形bnh3 h2o电离生成铵根离子和氢氧根离子评分细则警示 1 大于 写成 不得分 2 极性分子也正确 36 热点一 热点二 热点三 热点四 对点训练2 2015潍坊一模 第二周期中碳 氮 氧是构成生命物质的三种主要元素 在生产生活中也有着重要的应用 1 第二周期中 第一电离能处于b与n之间的元素有种 2 bf3与一定量水形成 h2o 2 bf3晶体q q在一定条件下可转化为r bf3属于分子 填 极性 或 非极性 r中阳离子的立体构型为 阴离子的中心原子轨道采用杂化 37 热点一 热点二 热点三 热点四 h3o 中h o h键角比h2o中h o h键角大 原因是 3 乙烯酮 是一种重要的有机中间体 乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型有 答案 1 3 2 非极性 三角锥形sp3 h2o分子中氧原子有两对孤电子对 h3o 中氧原子只有一对孤电子对 排斥力较小 3 sp2和sp 38 热点一 热点二 热点三 热点四 解析 1 根据电离能的变化规律 2p能级半充满的氮原子和2s能级全充满2p能级全空的铍原子第一电离能要比同周期相邻原子高 故第一电离能介于b n之间的第二周期元素有be c o三种元素 2 bf3分子立体构型为平面正三角形 是由极性键结合而成的完全对称性分子 属于非极性分子 h3o 中氧原子杂化轨道类型为sp3 但氧原子上有一对孤对电子 所以立体构型为三角锥形 阴离子中b原子的价层电子对数为4 杂化轨道类型为sp3 h2o和h3o 中中心原子o的杂化类型均为sp3 但氧原子的孤电子对数不同 h2o中有两对孤电子对 h3o 中只有一对 排斥力较小 3 第一个c形成一个双键 杂化类型为sp2 第二个c形成两个双键 相当于一个三键 杂化类型为sp 39 热点一 热点二 热点三 热点四 粒子间作用与分子的性质有关分子性质的思维路径 40 热点一 热点二 热点三 热点四 问题探究1 共价键 范德华力 氢键对物质性质有哪些影响 41 热点一 热点二 热点三 热点四 42 热点一 热点二 热点三 热点四 2 分子具有哪些性质 有怎样的规律 1 溶解性 依据 相似相溶 的规律 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂 极性溶质一般能溶于极性溶剂 若存在氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇和水互溶 c2h5oh和h2o中的羟基相近 而戊醇在水中的溶解度明显减小 2 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 镜面对称 却在三维空间里不能重叠 互称手性异构体 具有手性异构体的分子叫手性分子 3 无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸可写成 ho mron 如果成酸元素r相同 则非羟基氧原子数n越大 酸性越强 如hclo hclo2 hclo3 hclo4 43 热点一 热点二 热点三 热点四 例3 2015湖北武汉四月调考 太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位 单晶硅太阳能电池片在加工时 一般掺杂微量的铜 硼 镓 硒等 回答下列问题 1 二价铜离子的电子排布式为 已知高温下cu2o比cuo更稳定 试从铜原子核外电子结构变化角度解释 2 铜与类卤素 scn 2反应生成cu scn 2 1mol scn 2中含有 键的数目为 类卤素 scn 2对应的酸有两种 理论上硫 44 热点一 热点二 热点三 热点四 3 硼元素具有缺电子性 其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物 如bf3能与nh3反应生成bf3 nh3 在bf3 nh3中b原子的杂化方式为 b与n之间形成配位键 氮原子提供 写出一种与nh3互为等电子体的离子的化学式 4 六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似 层间相互作用为 六方氮化硼在高温高压下 可以转化为立方氮化硼 其结构和硬度都与金刚石相似 下图是立方氮化硼晶 45 热点一 热点二 热点三 热点四 分析推理 1 怎样判断 键 键的数目 根据共价键数目判断 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 如例3 2 中 scn 2的结构为n c s s c n 所以1mol scn 2中含有 键数目为4na 46 热点一 热点二 热点三 热点四 47 热点一 热点二 热点三 热点四 48 热点一 热点二 热点三 热点四 对点训练3 2014福建理综 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 它们的晶体结构如图所示 49 热点一 热点二 热点三 热点四 1 基态硼原子的电子排布式为 2 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b n键均为共价键d 两种晶体均为分子晶体 3 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 50 热点一 热点二 热点三 热点四 4 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地下约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 5 nh4bf4 氟硼酸铵 是合成氮化硼纳米管的原料之一 1molnh4bf4含有mol配位键 51 热点一 热点二 热点三 热点四 答案 1 1s22s22p1 2 bc 3 平面三角形层状结构中没有自由移动的电子 4 sp3高温高压 5 2解析 1 硼原子核外有5个电子 电子排布式为1s22s22p1 2 六方相氮化硼与石墨相似 层间是分子间作用力 立方相氮化硼中都是单键 无 键 二者均不是分子晶体 b c正确 3 六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与3个氮原子形成平面三角形结构 最外层电子全部成键 没有自由移动的电子存在 故不能导电 4 立方相氮化硼晶体中 每个硼原子与4个氮原子形成4个 键 因此为sp3杂化 根据其存在的环境可知反应条件为高温高压 5 在1molnh4bf4中含有1moln h键和1molb f键 52 热点一 热点二 热点三 热点四 晶体的结构与性质有关晶胞计算的思维路径对于立方晶胞 无论是求其晶体密度 还是晶胞体积 边长等 都可建立如下思维路径 53 热点一 热点二 热点三 热点四 问题探究1 如何判断晶体的类型 1 根据各类晶体的概念判断 即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断 如由分子通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体 2 根据各类晶体的特征性质判断 如低熔沸点的晶体一般属于分子晶体 熔沸点较高且在水溶液或熔化状态下能导电的晶体属于离子晶体 熔沸点很高 不导电 不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体 能导电 传热 具有延展性的晶体属于金属晶体 54 热点一 热点二 热点三 热点四 2 如何比较晶体熔沸点的高低 1 不同类型晶体 一般情况下 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 铂等熔沸点很高 汞 铯等熔沸点很低 2 同种类型晶体 构成晶体质点间的作用力越大 则熔沸点越高 反之则越低 离子晶体 一般阴阳离子所带的电荷数越多 离子半径越小 则晶格能越大 晶体的熔沸点就越高 如熔点 mgo nacl 55 热点一 热点二 热点三 热点四 分子晶体 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 如熔沸点 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 如熔沸点co n2 对于有机物的同分异构体 支链越多 熔沸点越低 具有氢键的分子晶体熔沸点反常地高 如熔沸点h2o h2te h2se h2s 原子晶体 原子半径越小 键长越短 键能越大 晶体的熔沸点越高 如熔点 金刚石 碳化硅 硅 金属晶体 金属离子半径越小 离子所带电荷越多 金属键越强 金属熔沸点越高 如熔沸点 na mg al 56 热点一 热点二 热点三 热点四 57 热点一 热点二 热点三 热点四 4 常见晶体的晶胞有哪些 1 氯化钠 配位数为6 一个晶胞中有4个na 4个cl 2 氯化铯 体心立方 配位数为8 一个晶胞中有1个cs 1个cl 3 干冰 面心立方 配位数为12 一个晶胞中有4个co2 4 金刚石 一个晶胞中有8个碳原子 最小的环为6元环 5 po 简单立方堆积 k 体心立方堆积 mg 六方最密堆积 cu 面心立方最密堆积 配位数分别为6 8 12 12 一个晶胞中分别有1 2 2 4个原子 58 热点一 热点二 热点三 热点四 例4 2015湖北黄冈5月模考 氮化硼 bn 被称为一种 宇宙时代的材料 具有很大的硬度 1 基态硼原子有个未成对电子 氮离子的电子排布式为 2 下图的晶体结构中 黑球 白球分别代表不同的原子 离子或分子 则图1的晶胞中含有的粒子总数为 图2中的白球的配位数是 59 热点一 热点二 热点三 热点四 3 已知图3 4均表示bn晶体的结构 制备氮化硼的原理为bcl3 2nh3bn 2hcl nh4cl 当该反应中有1molbn生成时 则反应中可形成mol配位键 比较氮化硼晶体与晶体硅的沸点高低并解释原因 4 x射线的衍射实验可获取晶体的结构 包括晶胞形状 大小及原子的分布等参数 从而提供了又一种实验测定阿伏加德罗常数和元素的相对质量的方法 若图4晶胞的边长为anm 密度为 g cm 3 则阿伏加德罗常数为 要求化为最简关系 60 热点一 热点二 热点三 热点四 61 热点一 热点二 热点三 热点四 答案 1 11s22s22p6 2 58 3 2氮化硼晶体比晶体硅高 氮硼键的键能比硅硅键的键能大评分细则警示 4 单位换算错误不得分 62 热点一 热点二 热点三 热点四 对点训练4 2014山东理综 石墨烯 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 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 63 热点一 热点二 热点三 热点四 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 64 热点一 热点二 热点三 热点四 65 1 2 3 1 2016陕西师范大学附中一模 原子序数依次递增且都小于36的x y z q w五种元素 其中x是原子半径最小的元素 y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍 q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子 w元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子 回答下列问题 1 y2x2分子中y原子轨道的杂化类型为 y2x2分子中 键和 键个数比为 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 66 1 2 3 4 元素w能形成多种配合物 如 w co 5等 基态w3 的m层电子排布式为 w co 5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w co x晶体属于 填晶体类型 该晶体中w的化合价为 5 下列有关的说法正确的是 a 分子晶体中 共价键的键能越大 该分子晶体的熔沸点越高b 电负性顺序 x y z qc 因为cao的晶格能比kcl的高 所以kcl的熔点比cao的熔点低d h2yo3的分子结构中含有一个非羟基氧 故其为中强酸 67 1 2 3 6 q和na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图 距一个阴离子最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 已知该晶胞密度为 g cm 3 阿伏加德罗常数的值为na 求晶胞边长a cm 用含 na的计算式表示 68 1 2 3 69 1 2 3 3 等电子体是原子数相同 原子