专题7物质的结构和性质(学生版）（2013年高考）

三年高考两年模拟一年预测【2013考点预测】物质结构与元素周期律这部分知识主要出现在选择题及填空题中。在选择题中，主要是有关原子结构的计算、同位素、元素周期律中物质或元素性质的递变规律、元素在周期表中的位置与其性质的关系、化合物中原子的电子排布、分子的结构、晶体的结构和性质、新发现的元素等。在非选择题中，主要考查元素的推断，物质的结构、性质、位置三者的关系。在高考卷中，本部分试题一般23个，分值为21分左右。原子结构和同位素的考点，常以重大科技成果为题材，寓教于考；化学键类型与晶体类型的判断、成键原子最外层8电子结构的判断、离子化合物和共价化合物的电子式、各类晶体物理性质的比较、晶体的空间结构等是高考的重点内容。【2013考点定位】一、原子结构与性质1、原子核外电子运动状态，以及电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义电子云用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小电子层（能层）根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q原子轨道（能级即亚层）处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用S、P、D、F表示不同形状的轨道，S轨道呈球形、P轨道呈纺锤形，D轨道和F轨道较复杂各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、72能级交错图和136号元素的核外电子排布式根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图箭头所示的顺序。根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。3元素电离能和元素电负性（1）第一电离能气态电中性基态原子失去1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。常用符号I1表示，单位为KJ/MOL。2元素的电负性元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。二化学键与物质的性质1离子键1化学键相邻原子之间强烈的相互作用化学键包括离子键、共价键和金属键2离子键阴、阳离子通过静电作用形成的化学键离子键强弱的判断离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高注离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1MOL离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量晶格能越大，离子晶体的熔点越高、硬度越大离子晶体通过离子键作用形成的晶体典型的离子晶体结构NACL型和CSCL型氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子；氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。NACL型晶体CSCL型晶体每个NA离子周围被6个C1离子所包围，同样每个C1也被6个NA所包围。每个正离子被8个负离子包围着，同时每个负离子也被8个正离子所包围。3晶胞中粒子数的计算方法均摊法位置顶点棱边面心体心贡献1/81/41/212共价键的主要类型键和键1共价键的分类和判断键（“头碰头”重叠）和键（“肩碰肩”重叠）、极性键和非极性键，还有一类特殊的共价键配位键2共价键三参数概念对分子的影响键能拆开1MOL共价键所吸收的能量（单位KJ/MOL）键能越大，键越牢固，分子越稳定键长成键的两个原子核间的平均距离（单位1010米）键越短，键能越大，键越牢固，分子越稳定键角分子中相邻键之间的夹角单位度）键角决定了分子的空间构型共价键的键能与化学反应热的关系反应热所有反应物键能总和所有生成物键能总和3极性键和非极性键1共价键原子间通过共用电子对形成的化学键2键的极性极性键不同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移非极性键同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移3分子的极性极性分子正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子非极性分子正电荷中心和负电荷中心相重合的分子分子极性的判断分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定非极性分子和极性分子的比较非极性分子极性分子形成原因整个分子的电荷分布均匀，对称整个分子的电荷分布不均匀、不对称存在的共价键非极性键或极性键极性键分子内原子排列对称不对称举例说明分子共价键的极性分子中正负电荷中心结论举例同核双原子分子非极性键重合非极性分子H2、N2、O2异核双原子分子极性键不重合极性分子CO、HF、HCL分子中各键的向量和为零重合非极性分子CO2、BF3、CH4异核多原子分子分子中各键的向量和不为零不重合极性分子H2O、NH3、CH3CL相似相溶原理极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCL易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）4分子的空间立体结构常见分子的类型与形状比较分子类型分子形状键角键的极性分子极性代表物A球形非极性HE、NEA2直线形非极性非极性H2、O2AB直线形极性极性HCL、NOABA直线形180极性非极性CO2、CS2ABAV形180极性极性H2O、SO2A4正四面体形60非极性非极性P4AB3平面三角形120极性非极性BF3、SO3AB3三角锥形120极性极性NH3、NCL3AB4正四面体形10928极性非极性CH4、CCL4AB3C四面体形10928极性极性CH3CL、CHCL3AB2C2四面体形10928极性极性CH2CL2直线三角形V形四面体三角锥V形H2O7简单配合物的成键情况概念表示条件共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。AB电子对给予体电子对接受体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的轨道。1配位键一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键即成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的共价键。2配合物由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子或离子以配位键形成的化配合物的性质配合物具有一定的稳定性配合物中配位键越强，配合物越稳定当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。三分子间作用力与物质的性质1分子间作用力的含义，化学键和分子间作用力的区别分子间作用力把分子聚集在一起的作用力分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性2分子晶体的含义，分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响1分子晶体分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体典型的有冰、干冰2分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断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，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高3氢键的存在对物质性质的影响NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高影响物质的性质方面增大溶沸点，增大溶解性表示方法XHYNOF一般都是氢化物中存在4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晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体粒子原子分子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间作用（力）共价键分子间作用力复杂的静电作用离子键熔沸点很高很低一般较高，少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬，少部分软较硬溶解性难溶解相似相溶难溶（NA等与水反应）易溶于极性溶剂导电情况不导电（除硅）一般不导电良导体固体不导电，熔化或溶于水后导电实例金刚石、水晶、碳化硅等干冰、冰、纯硫酸、H2SNA、MG、AL等NACL、CACO3NAOH等四、几种比较1、离子键、共价键和金属键的比较化学键类型离子键共价键金属键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键成键微粒阴阳离子原子金属阳离子和自由电子成键性质静电作用共用电子对电性作用形成条件活泼金属与活泼的非金属元素非金属与非金属元素金属内部实例NACL、MGOHCL、H2SO4FE、MG2、非极性键和极性键的比较非极性键极性键概念同种元素原子形成的共价键不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移原子吸引电子能力相同不同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子成键原子电性电中性显电性形成条件由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成（3）一般，合金的熔沸点低于成分金属的熔沸点，如生铁”或“YD第一电离能X_，原因是_。【备战2013】1氢是新型清洁能源，但难储运。研究发现，合金可用来储藏氢气。镧LA13957和镍NI5928的一种合金就是储氢材料。该合金的晶胞如右图，镍原子除一个在中心外，其他都在面上，镧原子在顶点上。储氢时氢原子存在于金属原子之间的空隙中。（1）一定条件下，该贮氢材料能快速、可逆地存储和释放氢气，若每个晶胞可吸收3个H2,这一过程用化学方程式表示为。（2）下列关于该贮氢材料及氢气的说法中，正确的是填序号A该材料中镧原子和镍原子之间存在化学键，是原子晶体B氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，同时放出热量C该材料贮氢时采用常温高压比采用常温常压更好D氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键很强，但其分子间作用力很弱E己知镧和镍的第一电离能分别为558EV、764EV,可见气态镧原子比气态镍原子更容易变成1价的气态阳离子（3）某研究性学习小组查阅的有关镍及其化合物的性质资料如下写出NI3的核外电子排布式写出将NIOOH溶于浓盐酸的离子方程式（4）NICO6为正八面体结构，镍原子位于正八面体的中心，配位体CO在正八面体的六个顶点上。若把其中两个CO配位体换成NH3得到新的配合物，则以下物质中互为同分异构体的是。填字母编号，任填一组图中黑点为NH3，圆圈为CO，NI略去2元素AD是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中的信息回答下列问题。元素ABCD物质或结构信息单质制成的的高压灯，发出的黄光透雾力强、射程远。工业上通过分离液态空气获得其单质。原子的最外层未达到稳定结构单质常温、常压下是气体，原子的L层有一个未成对的P电子2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同。（1）上表中与A属于同一周期的元素是_（写元素符号），写出D离子的电子排布式_。（2）D和C形成的化合物属于_晶体。写出C单质与水反应的化学方程式_。（3）对元素B的单质或化合物描述正确的是_。AB元素的最高正价为6B常温、常压下单质难溶于水I、镍常见化合价为2、3,在水溶液中通常只以2价离子的形式存在。3价的镍离子具有很强的氧化性，在水中会与水或酸根离子迅速发生氧化还原反应。II、在NI2的溶液中加入强碱时，会生成NIOH2沉淀，在强碱性条件下，该沉淀可以被较强的氧化剂如NACLO氧化为黑色的难溶性物质NIOOH。III、镍易形成配合物如NICO6、NINH362等。C单质分子中含有18个电子D在一定条件下镁条能与单质B反应（4）A和D两元素金属性较强的是（写元素符号）_。写出能证明该结论的一个实验事实_。3目前，全世界镍（NI）的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位，镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。（1）配合物NICO4常温下为液态，易溶于CCL4、苯等有机溶剂。固态NICO4属于晶体；基态NI原子的电子排布式为。（2）某配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力有（填编号）。A氢键B离子键C共价键D金属键E配位键（3）很多不饱和有机物在NI催化下可与H2发生加成反应。如CH2CH2、HCCH、HCHO等，其中碳原子采取SP2杂化的分子有（填物质序号），预测HCHO分子的立体结构为形。（4）氢气是新型清洁能源，镧（LA）和镍的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如右图所示，晶胞中心有一镍原子，其他镍原子都在晶胞面上。该晶体的化学式是。5碳是形成化合物最多的元素，其单质与化合物广布于自然界。（1）碳原子的核外电子排布式为。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是；（2）CS2是一种重要的有机溶剂，CS2分子的空间构型为；写出一种与CS2互为等电子体的物质的化学式；（3）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如右图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内）类似。每个冰晶胞平均占有个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是。请回答下列问题（1）AC2分子中含有_根键，属于_分子（填“极性分子”或“非极性分子”）（2）B的氢化物的空间构型为_，B原子的原子轨道采用_杂化，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是_。（3）写出A的常见氧化物与B的氧化物中互为等电子体的一组_（4）C元素的电负性_D元素的电负性（填“”，“”或“”）；用一个化学方程式表示_216A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素。请根据表中信息回答下列问题。元素ABCD性质或结构信息与同主族元素原子序数相差2原子的最外层电子排布式为NSNNP2N1原子序数是A、B两元素原子序数之和的2倍原子半径在所属周期中最小（1）写出B原子的最外层轨道排布式_。（2）A与B的单质可化合生成M，A与D的单质可化合生成N，M的空间构型为_。M与N可以在空气中化合生成E，E的电子式为_，写出在E溶于水所得的溶液中各离子浓度由大到小的顺序_。（3）C的单质在空气中燃烧可生成气体F，写出F与A、C形成的化合物反应的方程式，并标出电子转移的方向和数目_，F与A、B、D单质中的一种在溶液中充分反应可生成两种酸，写出该反应的离子方程式。7现有部分前四周期元素的性质或原子结构如下表元素编号元素性质或原子结构A第三周期中的半导体材料BL层S电子数比P电子数少1C第三周期主族元素中其第一电离能最大D前四周期呀中其未成对电子数最多（1）B单质分子中，含有_个键和_个键，元素B的气态氢化物的空间型为_。（2）C单质的熔点_A单质的熔点（填“高于”或“低于”），其原因是_（3）写出元素D基态原子的电子排布式_。8下表给出了十种短周期元素的原子半径及主要化合价（1）上述元素中，属于第2周期的元素共有种。（2）写出编号为的原子的核外电子排布式；上述元素中第一电离能最小的是（填元素符号）（3）上述元素中，最高价氧化物对应水化物酸性最强的物质的化学式，最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成含离子键的元素是（填编号）（4）写出编号为和的两种元素最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式。（5）对编号为和的两种元素形成化合物的水溶液进行加热蒸干，写出该过程反应的化学方程式。元素代号原子半径/NM0074016001520110009901860075008201020143最高或最低化合价22153711533623（6）上述元素中，有一种元素的单质是工业还原法冶炼金属的还原剂，写出该单质与铁的氧化物反应的化学方程式。9四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题。元素TXYZ性质结构信息原子核外S电子总数等于P电子总数；人体内含量最多的元素，且其单质是常见的助燃剂。单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下单质气体性质稳定，但其原子较活泼单质质软、银白色固体、导电性强。单质在空气中燃烧发出黄色的火焰。第三周期元素的简单离子中半径最小（1）写出元素T的离子结构示意图；写出元素X的气态氢化物的电子式；写出Z元素原子的核外电子排布式；元素Y的原子核外共有_种形状不同的电子云。（2）Z单质与Y最高价氧化物的水化物的水溶液反应的离子方程式（3）元素T与氟元素相比，非金属性较强的是（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀