高考化学二轮复习 考前三级大排查 专题5 物质结构与性质

专题五物质结构与性质说明：下列叙述中，正确的在括号内打“√”，错误的在括号内打“×”。1．s电子的原子轨道都是球形，p电子的原子轨道都是纺锤形。ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道。 ()2．钠元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1，简化电子排布式为[Ne]3s1，其中方括号里的符号的意义是Na的内层电子排布与稀有气体Ne的核外电子排布相同。 ()3．按电子排布特点把元素周期表里的元素分成5个区：s区、p区、d区、f区和ds区。ⅠA族和ⅡA族元素位于s区，ⅢA～ⅦA族和0族元素位于p区，ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族元素位于d区，ⅠB族和ⅡB族元素位于ds区。 ()4．第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。一般地，原子的第一电离能越小，金属性越弱。()5．电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0为相对标准，得出各元素的电负性。 ()6．按共价键的共用电子对理论，一个原子只能与一定数目的原子结合成分子，如有H2、HCl，不可能有H3、H2Cl，这表明共价键具有饱和性的特征。多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性的特征。 ()7．共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。一般σ键比π键稳定。 ()8．CO2、BeCl2中的C、Be原子采用sp杂化，杂化轨道的空间构型是直线形；CH2O、BF3中的C、B原子采用sp2杂化，杂化轨道的空间构型是平面三角形；CH4、NH3、H2O中的C、N、O原子采用sp3杂化，杂化轨道的空间构型是四面体形。 ()9．杂化轨道只用于形成σ键，未参与杂化的p轨道可用于形成π键。()10．配位键就是“电子对给予­接受键”。金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 ()11．向硫酸铜溶液中滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液，反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)，Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 ()12．无共价键的分子(稀有气体)和只有非极性键的分子(如H2、P4等)属于非极性分子；由极性键形成的分子，若分子空间结构对称，正电荷中心与负电荷中心重合，则属于非极性分子(如CO2、BF3、CH4等)。 ()13．分子空间结构不对称，正电荷中心与负电荷中心不重合的分子属于极性分子，如HCl、H2O、NH3、H2O2等。 ()14．晶体呈现自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象。整块晶体中所有晶胞的形状及内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。 ()15．只含分子的晶体称为分子晶体。分子晶体中相邻分子仅靠范德华力相互吸引。分子晶体具有熔点低、硬度很小、易升华的物理特性。 ()16．原子间以共价键相结合而形成的具有三维的共价键网状结构的晶体称为原子晶体。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。 ()17．在金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用叫金属键。 ()18．离子晶体是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体。晶格能是最能反映离子晶体稳定性的数据。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。 ()自主核对1.√2.√3.√4.×(正确为：第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。一般地，原子的第一电离能越小，金属性越强。)5.√6.√7.√8.√9.×(正确为：杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤对电子，未参与杂化的p轨道可用于形成π键。)10.√11.√12.√13.√14.√15.×(正确为：只含分子的晶体称为分子晶体。分子晶体中相邻分子靠分子间作用力相互吸引。分子晶体具有熔点低、硬度很小、易升华的物理特性。)16.√17.√18.√说明：下列问题的答案中有2个是错误的，请找出，说明错因并改正。1．原子核外电子的排布规律有哪些？答案①能量最低原理：遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。②泡利原理：电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。③洪特规则：1个原子轨道里最多容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。2．每个周期开头第一种元素(ⅠA族)和结尾元素(0族)的最外层电子的排布式的通式如何表示？答案ⅠA族：ns1；0族：ns2np6(第一周期的为1s2)。3．原子第一电离的递变规律如何？答案同周期元素从左到右，原子的第一电离能呈增大的变化趋势(但ⅡA、ⅤA族元素的电离能比相邻元素的电离能高些)，表示元素原子越来越难失去电子；每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大。同主族元素从上到下，原子的第一电离能逐渐减小，表示元素原子越来越易失去电子。4．如何将共价键分类？答案根据原子轨道重叠方式，将共价键分为σ键(“头碰头”重叠)和π键(“肩并肩”重叠)。根据电子对是否偏移，将共价键分为极性键(发生偏移)和非极性键(不发生偏移)。根据原子间共用电子对的数目，将共价键分为单键、双键和三键。根据提供电子对的方式，将共价键分为普通共价键和配位键。5．配离子[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋与H2O之间的配位键是怎样形成的？中心离子、配体、配位原子、配位数各是什么？答案水分子中的氧原子提供孤对电子对，铜离子提供空轨道接受水分子的孤对电子对，从而形成一种特殊的共价键——配位键。其中Cu2＋是中心离子，H2O是配体，H2O中的氧原子是配位原子，配位数是4。6．什么是氢键？氢键有什么特征？答案由已经与电负性很强的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子(N、O、F)之间的作用力叫做氢键。氢键没有方向性和饱和性。7．区分晶体与非晶体的方法有哪些？答案(1)根据熔沸点。晶体具有固定的熔沸点。(2)根据某些物理性质的各向异性。晶体具有各向异性。(3)能否发生X­射线衍射(最科学的区分方法)。晶体能发生X­射线衍射。8．根据晶体的熔点如何判断晶体类型？答案原子晶体熔点高，常在一千至几千摄氏度；离子晶体的熔点较高，常在数百度至一千摄氏度；分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。题号错因改正(阅读分析，体验真题)1．(2012·山东－32(3))CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为多少？解析CO与N2结构相似，N2的结构简式为N≡N，则CO的结构简式为C≡O，所以CO分子内含有1个σ键与2个π键，即σ键与π键个数之比为1∶2。2．(2012·山东－32(4))甲醇(CH3OH)分子内C原子的杂化方式如何？甲醇分子内的O—C—H键角与甲醛(H2C=O)分子内的O—C—H键角相比，大小如何？为什么？解析甲醇分子中碳原子的杂化方式为sp3，分子构型是四面体；而甲醛分子中碳原子的杂化方式为sp2，分子构型是平面三角形，其O—C—H键角约为120°，比甲醇分子内的O—C—H键角大。3．(2012·全国新课标－37)O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序如何？气态SeO3分子和SOeq\o\al(2－,3)离子的立体构型各是什么？H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因是什么？解析根据同主族元素第一电离能的递变规律，第一电离能：O＞S＞Se。SeO3中S原子的杂化方式为sp2，故立体构型是平面三角形；SOeq\o\al(2－,3)中S原子的杂化方式为sp3，故立体构型是三角锥形。H2SeO4比H2SeO3酸性强是因为对同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，正电性越高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，O—H键越易断裂，越易电离产生H＋，其含氧酸的酸性越强。答案题号错因改正1混淆了泡利原理和洪特规则。①能量最低原理：遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。②泡利原理：1个原子轨道里最多容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。③洪特规则：电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。6没有理解氢键的形成原理。由已经与电负性很强的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子(N、O、F)之间的作用力叫做氢键。氢键具有方向性和饱和性。说明：阅读思考1～6题及答案，并完成7～8题。1．若以E表示某能级的能量：E(3d)、E(3px)、E(3py)、E(3s)、E(4s)。它们的能量由低到高的顺序如何？答案根据构造原理知，能量由低到高的顺序为：E(3s)<E(3px)＝E(3py)<E(4s)<E(3d)。2．元素电负性的递变规律如何？答案同周期，自左到右，元素原子的电负性逐渐变大。同主族，自上到下，元素原子的电负性逐渐变小。3．CO2、BF3、SO2、CH4、NH3、H2O等分子中电子对空间构型和分子空间构型各是什么？答案CO2的电子对空间构型和分子空间构型都是直线形；BF3和SO2的电子对空间构型都是平面三角形，BF3的分子空间构型是平面三角形，SO2的分子空间构型是V形；CH4、NH3、H2O的电子对空间构型都是四面体形，CH4的分子空间构型是正四面体形，NH3的分子空间构型是三角锥形，H2O的分子空间构型是V形。4．含极性键的分子一定是极性分子吗？含非极性键的分子一定是非极性分子吗？答案不一定。如C—H键是极性键，而CH4是非极性分子；O—O键是非极性键，而H2O2是极性分子。5．某晶体中粒子排列方式如图所示，则该晶体的化学式如何书写？答案在该晶体的晶胞中，有8个A原子处于顶点上，有12个B原子处于棱上，故N(A)∶N(B)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,8)×8))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))×12＝1∶3，故化学式为AB3。6．CsCl、SiC、Fe和CO2分别属于哪种晶体类型？答案CsCl属于离子晶体，SiC属于原子晶体，Fe属于金属晶体，CO2属于分子晶体。7．下列元素基态原子的电子排布式都是错误的，各违背了哪一规律？如何改正？(1)6C：1s22s22peq\o\al(2,x)2peq\o\al(0,y)2peq\o\al(0,z)；(2)21Sc：1s22s22p63s23p63d3；(3)22Ti：[Ne]3s23p10。________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)违背了洪特规则，应为1s22s22peq\o\al(1,x)2peq\o\al(1,x)2peq\o\al(0,z)。(2)违背了能量最低原理，应为1s22s22p63s23p63d14s2。(3)违背了泡利原理，应为[Ne]3s23p63d24s28．为什么卤素单质从F2～I2的沸点越来越高？H2O与H2S的组成和结构相似，且相对分子质量H2O<H2S，为什么沸点H2O>H2S?________________________________________________________________________________________________________________________________。答案F2～I2组成和结构相似，相对分子质量越来越大，因而范德华力越来越大，沸点越来越高。液态水分子之间存在氢键(1)根据电离能可判断主族元素在元素周期表中的族序数、价电子数，进而确定其最高化合价。根据电负性可判断化合物中元素化合价的正负。(2)长方体(正方体)晶胞中所含粒子数的计算方法：①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共有，每个粒子的eq\f(1,8)属于该晶胞；②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共有，每个粒子的eq\f(1,4)属于该晶胞；③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共有，每个粒子的eq\f(1,2)属于该晶胞；④处于体内的粒子，则完全属于该晶胞。(时间：30分钟满分：70分)小题满分练(包括7小题，每小题4分；每小题只有一个选项符合题意，共28分，限时10分钟)1．下列有关叙述中正确的是 ()。A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动B．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同C．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的D．H2、F2、HCl和H2O中的σ键都是s－pσ键解析原子轨道和电子云都是从概率上来对电子运动状态进行描述的，它并不是电子的实际运动路线或轨迹，因而s轨道呈球形并不代表s电子就做圆周运动，故A错误、C正确；3px、3py、3pz三个轨道基态时能量完全相同，三者的区别仅在于其轨道的伸展方向不同而已，故B错误；H2、F2、HCl和H2O中只有H2O、HCl中的σ键是s－pσ键，故D错误。答案C2．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是 ()。A．最外层有8个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．最外层有3个未成对电子的原子D．次外层无未成对电子的原子解析在元素周期表中，凡s区、d区、ds区的元素，它们的最外层电子数均不超过2个，只有p区的元素最外层电子数可为3～8个。过渡元素的最外层只有1个或2个电子，稀有气体元素最外层均为8个电子(氦为2个电子)，则最外层有8个电子的原子肯定是稀有气体元素，故A错误；而最外层有3个未成对电子的原子，其最外层有5个电子，故C正确；最外层电子排布为ns2的原子除第ⅡA族外，还有稀有气体元素氦和许多过渡元素，故B错误；次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素及第ⅠB、ⅡB族元素，故D错误。答案C3．下列分子和离子中中心原子价层电子对构型为四面体且分子或离子的立体结构为V形的是 ()。A．NHeq\o\al(＋,4) B．PH3C．CO2 D．OF2解析中心原子价层电子对构型为四面体，说明中心原子应采用sp3杂化。立体结构为V形，分子或离子中应该含有3个原子，CO2是直线形分子，OF2是V形分子。答案D4．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C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应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于主族元素来说，元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价(O、F除外)，故A错误；离核较近的区域内运动的电子能量较低，故B错误；非金属性：P<S<Cl，故得电子能力、最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，故C正确；位于金属与非金属分界线附近的元素既有金属元素又有非金属元素，而过渡元素包括所有的副族元素和第Ⅷ族元素，故D错误。答案C5．下列关于金属及金属键的说法正确的是 ()。A．金属键具有方向性和饱和性B．金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用C．金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子D．金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光解析共价键和氢键具有方向性和饱和性，金属键没有方向性和饱和性，A错误；金属内部本身就有自由电子，金属导电是由于在外加电场作用下自由电子发生了定向移动，C错误；金属具有光泽是因为电子吸收并放出可见光，D错误。答案B6．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键键能高解析PH3沸点低于NH3沸点，因为NH3分子间存在氢键。答案C7．有关晶体的结构如图所示，下列说法中不正确的是 ()。A．在NaCl晶体(图甲)中，距Na＋最近的Cl－形成正八面体B．该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FEC．在CO2晶体(图丙)中，一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻D．在碘晶体(图丁)中，碘分子的排列有两种不同的方向解析B中，由于是气态团簇分子，其分子式应为E4F4或F4E4。答案B大题争分练(包括3小题，共42分，限时20分钟)8．(针对练，12分)有X、Y、Z、W四种晶体，分别由C、H、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成，对这四种晶体进行实验，结果如表所示：熔点/℃硬度水溶性导电性水溶液与AgNO3反应X801较大易溶水溶液(或熔融态)导电白色沉淀Y3900很大不溶不导电不反应Z－114.2很小易溶液态不导电白色沉淀W97.81很软浮在水面上，与水反应并放出气体液态和固体都导电沉淀和气体(1)晶体的化学式分别为：X________，Y________，Z________，W________。(2)晶体的类型分别为：X________，Y________，Z________，W________。(3)晶体中粒子间的作用力或化学键类型分别为：X________，Y________，Z________，W________。解析熔点：原子晶体>离子晶体>分子晶体，并结合导电性、硬度等性质综合判断。W与水反应放出气体，液态和固体都导电，可推知W为Na。答案(1)NaCl(1分)C(1分)HCl(1分)Na(1分)(2)离子晶体(1分)原子晶体(1分)分子晶体(1分)金属晶体(1分)(3)离子键(1分)共价键(1分)分子间作用力(1分)金属键(1分)9．(针对练，16分)图示法和图像法都是常用的科学研究方法。(1)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。①写出基态Cu原子的核外电子排布式_____________________________。②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)_____________________________________________________________。(2)下图是研究部分元素氢化物的沸点变化规律的图像，折线c可以表达出第________族元素氢化物的沸点变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b，你认为正确的是________(填“a”或“b”)，理由是___________________________________。(3)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫做第一电离能(设为E)。如图所示：①同周期内，随着原子序数的增大，E值变化的总趋势是_______________________________________________________________；②根据图中提供的信息，试推断E氧________E氟(填“>”、“<”或“＝”，下同)；③根据第一电离能的含义和元素周期律，试推断E镁________E钙。解析(1)铜是29号元素，位于元素周期表第四周期，第ⅠB族，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。胆矾晶体中存在配离子[Cu(H2O)4]2＋，H2O中的O原子提供孤对电子对，Cu2＋提供空轨道形成配位键，从而可以写出水合铜离子的结构简式。(2)由图示氢化物的沸点变化规律看出，c的氢化物沸点逐渐升高，说明没有氢键的影响，应是第ⅣA族元素。折线a和b都说明氢化物中含有氢键，第二周期氢化物的沸点为100℃，应为第ⅥA族元素，但a线的变化趋势不对，b正确。(3)同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能总趋势是逐渐增大；同主族内，随着电子层数的增多，第一电离能总趋势是逐渐减小。答案(1)①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2分)(2)ⅣA(2分)b(2分)A点表示的氢化物是水，其沸点高是由于在水分子之间存在氢键，氢键的强度远大于范德华力。所以氧族元素中其他氢化物的沸点不会高于水(2分)(3)①增大(1分)②<(2分)③>(2分)10．(综合练，14分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、