专题29.怎样进行物质结构与性质解题突破答案

1、解题突破（选考）考试说明中：要点很多，不一一展示，集中在三个方面：（1）原子结构与性质（2）化学键与物质的性质（3）分子间作用力与物质的性质。高考试卷中：江苏化学高考中“物质结构与性质”和“实验化学”并肩以非选择题的选做题登场，考生从中任选一个模块考试，根据调查反馈，学生以选做“物质结构与性质”为主流。常考知识点有：（1）电子排布式、轨道表示式、成对未成对电子、全满半满（2）分子立体构型（3）氢键（4）晶体类型、特点、性质（5）分子的极性（6）性质比较：熔沸点、稳定性、溶解性、电负性、电离能（7）杂化（8）晶胞（9）配位键、配合物（10）等电子体（11）键和键（12）周期表的分区等等。答题过程

2、中：认真审题，反复推敲，运用储备的“物质结构与性质”知识，对照题目要求准确答题。牢牢抓住重点，高度重视细节，坚决把握尺度。一。能力展示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

3、，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 。2.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·mol1若该反应中有4mol NH键断裂，则形成的键有_mol。肼能与

4、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）。a. CF4      b. CH4 

5、;     c. NH4     d. H2O过程分析：1. 由题意知X、Y、Z、W四种元素分别是：H、C、N、Cu。Y2X2为C2H2分子，其中碳原子的杂化类型为sp杂化，分子中含有含有三个键。ZX3为NH3分子，沸点高是因为分子间存在氢键，CO2与N2O互为等电子体, 氯化物的化学式通过均滩法得为CuCl，根据题意书写化学方程式。答案：（1）sp杂化 3mol或3××10 个 （2）NH3分子存在氢键（3）N2O（4）CuCl CuCl2HClH2CuCl3 (或CuCl2HClH2CuCl

6、3) 2.（1）基态氮原子的价电子排布式是2s22p3 ，学生可能审题时没注意到是价电子排布式。（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是NOC（3）NH3分子的空间构型是三角锥型，NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼(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，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O，H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。反应中有4mol NH键断裂，即有1molN2H4参加反应，生成2，则形成的键有3mol。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

7、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。这题中的（3）（4）两问亮点较多，让人耳目一新，其中第（4）耐人回味，这样子就把氢键的来龙去脉和特点考查彻底！高！答案：（1）2s22p3 （2）NOC （3）三角锥形 sP3 3 d （4）c精要点评：进行有效训练，做一些高考真题，感受到高考题的出题形式,难度,熟悉常考考点。主要考点包括:电子排布、立体构型、晶胞、氢键、金属堆积、杂化、晶格能、分子极性、熔沸点比较、极性键和非极性键

8、、范德华力、稳定性比较、溶解性比较、电负性、电离能、晶体类型与性质、电子跃迁、配位键,配合物、等电子体、键和键、周期表结构及分区、无机含氧酸酸性。2.加强审题训练，解题后注意错因分析，避免再犯错误。二能力培养1.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SnBr的键角120°（填“”“”或“”）。(4

9、)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。分析：(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。 (2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：CH Si。(3) SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，Sn

10、Br2空间构型为V型，键角小于120°。 (4)每个晶胞含有Pb4+：8×=1个，Ba2+：1个，O2-：12×=3个，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位。答案：(1) sp2 范德华力 (2) CH Si (3) 2.C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。（1）写出Si的基态原子核外电子排布式。从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为。（2）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为，微粒间存在的作用力是。（3）氧化物MO的电子总数与S

11、iC的相等，则M为（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是。（4）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键和键，SiO2中Si与O原子间不形成上述健。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述键。分析：（1）C、Si和O的电负性大小顺序为：OCSi。（2）晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连，呈正四面体结构，所以杂化方式是sp3 。（3）SiC电子总数是20个，则氧化物为MgO；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，M

12、gO与CaO的离子电荷数相同，Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大，熔点高。（4） Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键。答案：（1）1s22s22p63s23p2 OCSi （2） sp3 共价键 （3）Mg Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大 （4）Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的键方法指导：1.要通过原子结构推断元素的性质，通过元素的性质推断原子结构；通过化学键与分子间作用力推断分子结构与晶体性质，通过分子结构与晶体性质推断化学键类型与相互作用。知识点认识框架：

13、微粒内部（原子结构与元素性质）微粒间相互作用（化学键分子间作用力与分子性质）物质聚集状态（晶体物质性质），掌握要点很重要。2.本专题知识点比较多、内容较丰富，我们需要把知识点网络化、系统化，并进行有序的存储，在平时练习中注重总结规律，善于发现问题，提高自己解决、分析问题能力。三能力测评1.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。(1) 中与互为等电子体，的电子式可表示为 ；1mol 中含有的键数目为 。(2)将乙炔通入溶液生成红棕色沉淀。基态核外电子排布式为 。(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。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)

14、 晶体的晶胞结构与晶体的相似（如右图所示），但晶体中含有的中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个周围距离最近的数目为 。2.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。（1）Cu位于元素周期表第I B族。Cu2的核外电子排布式为_。（2）右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为_。（3）胆矾CuSO4·5H2O可写成Cu(H2O4)SO4 ·H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是_（填字母）。A. 在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化 B. 在上述结构示意图中，存在配位键、共价键

15、和离子键C. 胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_。（5）Cu2O的熔点比Cu2S的_(填“高”或“低”)，请解释原因_。解题分析：1.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

16、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。答案：（1） 2NA （2）1s22s22p63s23p63d10（3）sp杂化 sp2杂化 3（4）42.（1）Cu（电子排布式为：Ar3d104s1）Cu2的过程中，参与反应的电子是最外层的4s及3d上各一个电子，故Cu2+离子的电子是为：Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9；（2）从

17、图中可以看出阴离子在晶胞有四类：顶点（8个）、棱上（4个）、面上（2个）、体心（1个），根据立方体的分摊法，可知该晶胞中有4个阴离子；（3）胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子化合物，C不正确；（4）N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子；（5）由于氧离子的例子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。答案：（1）Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9（2）4个（3）B、D（4）N、F、H三种元素的电负性：

18、F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2形成配位键。（5）高 。Cu2O与Cu2S相比阳离子相同，阴离子所带的电荷数也相同，但O2半径比S2半径小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高。防错机制：1. 出题者都想尽量在一道题中包罗万象，考查面广一点，所以复习时不能留下任何知识点的死角。核心知识点是必考的，一定要牢固掌握基础知识；细心审题，准确运用化学用语回答问题是关键。四能力提升1. 第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。（1）下列叙述正确的是 。（填字母）ACH2O与水分子间能形成氢键BCH2O和CO2分子中的中

19、心原子均采用sp2杂化CC6H6分子中含有6个键和1个大键，C6H6是非极性分子DCO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：元 素MnFe电离能/kJ·mol1I1717759I215091561I332482957Mn元素价电子排布式为 ，气态Mn2再失去一个电子比气态Fe2再失去一个电子难，其原因是 。OTi（3）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于 区。（4）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如上图所示，则X的化学式为 。（5）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN氧

20、化成CNO，再在酸性条件下CNO继续被NaClO氧化成N2和CO2。 H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为 。 与CNO互为等电子体微粒的化学式为 （写出一种即可）。 氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式 。2. 氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为 。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为 。（2）根据等电子原理，在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是 ；1 mol O22+中含有的键数目为 。（3）氧元素和过渡元素可形

21、成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为 。（4）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其晶体结构如右图所示，则该钙的氧化物的化学式为 。3. 能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。LaNiH2目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，右图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。 Ni原子的价电子排布式是 。 该合金储氢后，含1mol La的合金可吸附H2的数目为 。南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料对硝基苯酚水合物（化学式为C6H5NO32O）。实验表明，加热至94时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低

22、又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是 。对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是 。 科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO42互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是 ，其中心原子N的杂化方式是 。4. 已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍，B的电负性大于C，透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色，F的基态原子中有4个未成对电子。（1）基态的F3+核外电子排布式是 。（2）B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物，原因是 。（3）化合物FD3是棕色固体、易潮解、100左右时升华，它的晶体类型是 ；化合物ECAB中的阴离子与AC2互为等电子体，该阴离子的电子式是 。（4）FD3与ECAB溶液混合，得到含多种配合物的血红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是 。（5）化合物EFF(AB)6是一种蓝色晶体，下图表示其晶胞的（E未画出）。该蓝色晶体的一个晶胞中E的个数为