2019版高考化学大复习专题六物质结构与性质16物质结构与性质课件.pptx

1、专题六物质结构与性质,第16讲物质结构与性质(选考),-3-,-4-,-5-,-6-,-7-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,原子结构与性质 1.基态原子的核外电子排布 (1)基态原子的核外电子排布排布规律。,-8-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)四种表示方法。,2.元素第一电离能和电负性的递变性,-9-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(1)(2017课标节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题: 氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。 元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一

2、价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈现异常的原因是。,-10-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-11-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2OMn (3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22金属铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子,-12-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)氮原子位于第二周期第A族,价电子是最外层电子,其价电子排布图为

3、 。根据图(a)可知,同周期从左到右,元素的原子半径逐渐减小,元素非金属性增强,得到电子能力增强,因此同周期从左到右元素的第一电子亲和能(E1)增大;N原子的2p能级处于半充满状态,原子结构相对稳定,故氮元素的E1呈现异常。 (2)Co是27号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。一般元素的非金属性越强,第一电离能越大,金属性越强,第一电离能越小,故第一电离能OMn。氧原子价电子排布式为2s22p4,其核外未成对电子数是2,锰原子价电子排布式为3d54s2,其核外未成对电子数是5,故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。,-13-,精要排查,

4、真题示例,知能提升,对点演练,(3)镍为28号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2,3d能级上的电子排布图(或轨道表示式)为 ,故3d能级上未成对电子数为2。金属晶体中金属阳离子和自由电子以金属键结合。Ni、Cu的外围电子排布式分别为3d84s2、3d104s1,二者的第二电离能是:Cu失去的是全充满的3d10上的1个电子,而镍失去的是4s1上的1个电子。,名师揭密在原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)和元素周期律部分,每年的出题方式只是稍有变化,并没有较大变化。做题过程中一定要注意仔细审题,避免非智力因素失分

5、。,-14-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.表示基态原子核外电子排布的四方法,-15-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.第一电离能、电负性 (1)元素第一电离能的周期性变化规律。,-16-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)电负性大小判断。,-17-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2018辽宁鞍山第一中学高三模拟)钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。 (1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。 Cu的基态原子价电子排布式为。 Ni的基态原子共有种不同能级的电子。 (2)制备CrO2Cl2的化学方

6、程式为K2Cr2O7+3CCl4 2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是(用元素符号表示)。 COCl2分子中各原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中键和键的个数比为;中心原子的杂化方式为。,-18-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.910-2 nm和7.810-2 nm。则熔点NiO(填“”“”或“=”)FeO,原因是。,答案:(1)3d104s17(2)OClC31sp2两者均为离子晶体,且阴阳离子电荷数均为2,但Fe2+的离子半径较大

7、,离子晶体晶格能小,因此其熔点较低,-19-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)Cu是29号元素,位于元素周期表中第四周期第B族,故Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1;Ni是28号元素,原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s等7个能级;(2)制备CrO2Cl2的化学方程式为K2Cr2O7+3CCl4 2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2。反应式中非金属元素有O、C、Cl,CCl4中C表现正化合价,Cl表现负化合价,CrO2Cl2中Cl为+1价,O为-2价,电负性越大,对成键电子吸引力越大,元素相互化合时该元素表现负价,故电负性:OClC;COCl2分子

8、中有1个C O键和2个CCl键,所以COCl2分子中键的数目为3,键的数目为1,键与键个数比为31,中心原子价电子对数=3+ =3,故中心原子杂化方式为sp2;,-20-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。因为Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以熔点:NiOFeO。,-21-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,分子结构与性质 1.有以下物质:HF,Cl2,H2O,N2,C2H4。 (1)只含有极性键的是 ; (2)只

9、含有非极性键的是 ; (3)既有极性键又有非极性键的是 ; (4)只含有键的是 ; (5)既有键又有键的是 。,.COCl2分子的结构式为 ,COCl2分子内含有 D。 A.4个键B.2个键、2个键 C.2个键、1个键D.3个键、1个键,-22-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.写出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。,-23-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,3.杂化轨道只用于形成 键或者用来容纳未参与成键的孤电子对,未参与杂化的p轨道可用于形成 键。,-24-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.(2018课标,35节选)硫及其化合物有许多用途,相关

10、物质的物理常数如下表所示:,回答下列问题: (1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。 (2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2,SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是。,-25-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为。 (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为形,其中共价键的类型有种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为。,-26-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,

11、(2)H2S(3)S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (4)平面三角2sp3,-27-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)基态铁原子价层电子的电子排布图为 ,基态硫原子电子占据的最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形)。 (2)H2S、SO2、SO3中心原子价层电子对数分别为4、3、3,故H2S分子的中心原子价层电子对数不同于SO2、SO3。 (3)S8分子的相对分子质量比SO2大,分子间范德华力强,故其熔、沸点比SO2高很多。 (4)气态三氧化硫中心原子价层电子对数为3,孤电子对数为0,故其分子的立体构型为平面三角形,共价键有键和键两种类型;根据图(b)所示,固

12、态三氧化硫每个硫原子与四个氧原子形成4个键,故S原子的杂化轨道类型为sp3。,-28-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(1)(2017课标节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题: 经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。,从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为,不同之处为。(填标号) A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数 C.立体结构D.共价键类型,-29-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-30-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)(2017课标

13、节选)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题: CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。 在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为,原因是。 硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了键外,还存在。,-31-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)spsp3 H2OCH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大,-32

14、-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-33-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)CO2和CH3OH中的中心原子碳原子的价层电子对数分别是2和4,故碳原子的杂化方式分别为sp和sp3。四种物质固态时均为分子晶体,H2O、CH3OH都可以形成分子间氢键,一个水分子中两个H都可以参与形成氢键,而一个甲醇分子中只有羟基上的H可用于形成氢键,所以水的沸点高于甲醇。CO2的相对分子质量大于H2的,所以CO2分子间范德华力大于H2分子间的,则沸点CO2高于H2,故沸点H2OCH3OHCO2H2。硝酸锰是离子化合物,一定存在离子键。 中氮原子与3个氧原子形成3个键,氮原子剩余的2个价电子、

15、3个氧原子各自的1个价电子及得到的1个电子形成4原子6电子的大键。,-34-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,名师揭密在价层电子对互斥理论和杂化轨道理论部分,每年的出题方式大致相同,并没有较大变化;在备考中只要对基础知识掌握牢固,这类问题就比较容易解决;其中杂化形式的判断要形成思路,明确计算方法。,-35-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.中心原子杂化轨道数的判断 杂化轨道数=键电子对数+孤电子对数=价层电子对数 2.中心原子价层电子对数、杂化类型与粒子的立体构型,-36-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,3.分子构型与分子极性的关系,-37-,精要排查,真题示例,

16、知能提升,对点演练,4.三种作用力及对物质性质的影响,-38-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组一化学键、分子间作用力的分析和判断 1.(2018陕西汉中高三质量检测)X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素,R为过渡元素。Y的最高价氧化物的水化物是强酸,Z元素基态原子中有2个未成对电子,基态W原子的价层电子排布式为nsn-1npn-1,X与W为同主族元素。基态的R原子M能层全充满,核外有且仅有1个未成对电子。请回答下列问题: (1)基态R原子的核外价层电子排布式为。 (2)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(填元素符号)。 (3)元素Y的简单气态氢化物的沸点(填“

17、高于”或“低于”)元素X的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是,元素Y的简单气态氢化物中Y原子的杂化类型为,元素X的简单气态氢化物分子的空间构型为。,-39-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(4)Y的气态氢化物在水中可形成氢键,其氢键最可能的形式为(填字母序号)。,答案:(1)3d104s1(2)NOC(3)高于NH3分子间形成氢键sp3正四面体(4)B(5) 11,-40-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:根据题意可知X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、Si、Cu。 (1)基态铜原子的核外有29个电子,价层电子排布式为3d104s1。(2)同周期元素的第一电离能从左到右

18、有增大趋势,但氮原子2p轨道半充满,第一电离能大于O,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC。(3)NH3分子间有氢键,NH3的沸点高于CH4的沸点,元素NH3中氮原子价电子对数是4,氮原子的杂化类型为sp3,CH4分子的空间构型为正四面体。(4)水中氢原子与NH3中氮原子形成氢键,故选B。(5)CO2分子中的大键应表示,-41-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组二杂化方式、空间构型的判断,H2Se属于(填“极性”或“非极性”)分子;单质硒的熔点为217 ,它属于晶体。 (2)根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是V形的是(填字母)。,-42-,精要

19、排查,真题示例,知能提升,对点演练,分子(CN)2中键与键之间的夹角为180,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为,1个分子中含有个键;(CN)2称为“拟卤素”,具有类似Cl2的化学性质,则(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为。,-43-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)铜是重要的金属,广泛应用于电气、机械制造、国防等领域,铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。 CuSO4晶体中硫原子的杂化方式为。 向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成Cu(NH3)4SO4,下列说法正确的是。 a.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成

20、3种不同的氢键 b.NH3分子和H2O分子,分子立体构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角 c.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键 d.Cu(NH3)4SO4的组成元素中电负性最大的是氮元素,-44-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,答案:(1)sp3三角锥形PCl3极性分子 (2)B、DNCCN4(CN)2+2NaOH NaCN+NaCNO+H2O(3)sp3c,-45-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,-46-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,原子采取sp3杂化;氨气极易溶于水,是由于氨分子与水分子之间形成氢键,a错误;NH3分子和H

21、2O分子的中心原子都是采用sp3杂化,但NH3分子内有1对孤电子对,H2O分子内有2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对的排斥作用力越强,键角被挤压得越小,故氨气分子的键角大于水分子的键角,b错误;Cu(NH3)4SO4所含有的化学,-47-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,晶体结构与性质 1.以下是几种常见的晶胞结构及晶胞中粒子的排列方式:,-48-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,NaCl晶胞含 4个Na+, 4个Cl-;干冰晶胞含 4个CO2;CaF2晶胞含 4个Ca2+, 8个F-;金刚石晶胞含 8个C;体心立方含 2个原子;面心立方含 4个原子。 2.(1)分子晶体具

22、有熔点 低、硬度 很小、易升华的物理特性。 (2)原子晶体中相邻原子间以共价键相结合, 高硬度、 高熔点是原子晶体的物理特性。 (3)晶格能 越大,形成的离子晶体越稳定,而且熔点越高,硬度越大。,-49-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2018全国,36,15分)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题: (1)Zn原子核外电子排布式为。 (2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是。 (3)ZnF2具有较高的熔点(872 ),其化学键类型是;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnB

23、r2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是。 (4)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为,C原子的杂化形式为。,-50-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为 gcm-3(列出计算式)。,答案:Ar3d104s2(2)大于Zn的3d能级与4s能级为全满稳定结构,较难失电子(3)离子键ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小(

24、4)平面三角形sp2(5)六方最密堆积(A3型),-51-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(3)由ZnF2的熔点较高可知ZnF2是离子晶体,化学键类型是离子键;根据相似相溶原理,由ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的溶解性可知,这三种物质为分子晶体,化学键以共价键为主、极性较小。,名师揭密物质结构的考点基本固定,晶体结构部分每年都出题,一般考查晶胞中原子数的计算、晶体化学式的确定及晶体密度的计算等有关物质结构的主干知识,因此我们要重视基础知识的掌握和应用,学会用均摊法分析晶体的组成。,-52-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.物质熔、沸点高低比较规律 (1)一般情况下

25、,不同类型晶体的熔、沸点高低规律:原子晶体离子晶体分子晶体,如熔、沸点:金刚石NaClCl2;金属晶体分子晶体,如熔、沸点:NaCl2(金属晶体熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等)。 (2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短,则键能越大,其熔沸点就越高,如:金刚石石英碳化硅晶体硅。 (3)形成离子晶体的阴阳离子所带的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点就越高,如熔、沸点:MgOMgCl2,NaClCsCl。 (4)金属晶体中金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如AlMgNa。,-53-,精要排查,真题示例,知能提升,对

26、点演练,(5)分子晶体的熔、沸点比较规律。 组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,其熔、沸点就越高,如:HIHBrHCl。 组成和结构不相似的分子,分子极性越大,其熔、沸点就越高,如:CON2。 同分异构体分子中,支链越少,其熔、沸点就越高,如:正戊烷异戊烷新戊烷。 同分异构体中的芳香烃及其衍生物,邻位取代物间位取代物对位取代物,如:邻二甲苯间二甲苯对二甲苯。,-54-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.晶胞中微粒数目的计算方法均摊法,-55-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,3.晶体密度的计算,-56-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组一根据晶胞的结构求化学式

27、、配位数、原子个数 1.碳、氮、氧、硫、氯、铝、铁和铜是中学重要的元素,其单质和化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题: (1)基态铜原子的价层电子排布式为;基态铝原子核外电子云形状有(填名称)。 (2)C、H、O、N四种元素形成的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,其结构如图1所示。,-57-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,该结构中,碳碳之间的共价键类型是键,从轨道重叠方式来分析,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,碳原子的杂化轨道类型为。 (3)氮化铝是一种新型无机非金属材料,具有耐高温、耐磨等特性,空

28、间结构如图2所示。铝的配位数为。氮化铝的晶体类型是。 (4)N和Cu形成的化合物的晶胞结构如图3所示,则该化合物的化学式为。,-58-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,答案:(1)3d104s1球形、哑铃形 (2)键和键配位键sp2、sp3杂化 (3)4原子晶体(4)Cu3N,-59-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)铜元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,电子占据s、p轨道,s轨道为球形,p轨道为哑铃形。(2)1个双键是由1个键和1个键组成的,所以碳氮之间的共价键类型是键和键;镍原子有空轨道,氮原子有孤电子对,因此二者之间形成配位键。在该结构中有4个碳原子形成4个键,4个碳原子形成3个键和1个键,因此杂化轨道类型分别是sp3和sp2杂化。(3)由氮化铝的空间结构知,1个铝原子连接4个氮原子,铝原子的配位数为4;根据氮化铝具有耐高