专题17物质结构与性质原卷版

专题17物质结构与性质【核心考点梳理】一、原子的核外电子排布考点点击：考查136号元素的原子和离子的基态核外电子排布、外围电子排布式（价电子排布式）、轨道表示式及由核外电子排布对元素进行推断。备考提示：熟悉背诵136号元素，重点是第四周期的金属原子或金属阳离子，区分核外电子排布式、外围电子排布式、轨道表示式（电子排布图）表示方式的不同，特别要关注Cu、Cr核外电子排布的特殊性，同时注意电子排布式“原子实”的简写。例1：（1）（江苏卷）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；（2）（海南卷）钒在元素周期表中的位置为，其价层电子排布图为；（3）（福建卷）基态Ni原子的电子排布式为_____，该元素位于元素周期表的第____族；（4）（全国I卷）基态Fe原子有_______个未成对电子，Fe3+的电子排布式为________；（5）（上海卷）氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是____________________。二、主族元素第一电离、电负性周期性变化规律考点点击：主族元素之间的第一电离、电负性的大小比较备考提示：ⅡA、ⅤA元素最外层电子处于全充满和半充满的状态，第一电离能比相邻族的要大，同一周期从左到右，元素的第一电离从小到大的顺序是：ⅠA<ⅢA<ⅡA<ⅣA<ⅥA<ⅤA<ⅦA，同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大（0族元素除外）例2：（1）（全国Ⅱ卷）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题，四种元素中电负性最大的是(填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________。（2）（福建卷）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。三、杂化轨道与空间构型考点点击：杂化轨道类型的判断、空间构型的判断、等电子体的书写与利用等电子原理书写电子式、结构式、判断空间构型备考提示：1.原子的杂化轨道数=σ键+孤对电子对数=（中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×配位原子个数)÷2；当中心原子采用sp3杂化，有4个配位原子，则为四面体，若有3个配位原子，则有一杂化轨道被孤对电子占据，略去孤对电子，就是分子的空间结构，故为三角锥形，有2个配位原子，为V形；当中心原子采用sp2杂化，有3个配位原子，为平面三角形，有2个配位原子，为V形；当中心原子采用sp杂化，则为直线形。2.等电子体是指原子数目和价电子（主族元素即为最外层电子）总数都相等的分子或离子间的互称，。书写时可以通过在同主族元素中找替代元素、在同周期相邻元素通过得失电子替换元素（离子）、价电子数分摊法（同时改变配位原子，中心原子）等技巧快速书写。电子体具有相似的结构与性质，可推测其它微粒的结构与构型如：SCN、N2O，和CO2互为等电子体，故可以根据CO2电子式推测电子式分别为：、例3：（1）（山东卷）OF2分子构型为_________，其中氧原子的杂化方式为_________。（2）（全国Ⅱ卷）C（磷元素）和D（氯元素）反应可生成组成比为1：3的化合物E，E的立体构型为，中心原子的杂化轨道类型为。化合物D2A（Cl2O）的立体构型为。（3）（全国Ⅰ卷）CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。（4）（江苏卷）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_____________；与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)。（5）（海南卷）V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是对，分子的立体构型为；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为；四、化学键与物质的性质考点点击：σ键和π键的数目判断、配位键与配合物、极性分子与非极性分子范德华力与氢键对物质性质的影响备考提示：1.共价键按轨道重叠方式分为：σ键（“头碰头”重叠）和π键（“肩碰肩”重叠）；按两原子间成键的数目分为单键(单键、配位键全是σ键)、双键(一个是σ键，另一个是π键)、三键(一个是σ键，另两个是π键)。2.由极性键构成的非极性分子在结构上要高度对称，如直线形、平面正三角形，正四面体这样才能使正负电荷的中心重合，物理性质上相似相溶。3.氢键是当氢原子与电负性大（N、O、F）的原子以共价键结合时产生的特殊分子间作用力，使物质的熔沸点升高，溶解性变大。例4：(1)（江苏卷）1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为______。H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。(2)（福建卷）Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有___molσ键。(3)（海南卷）下列物质的结构或性质与氢键无关的是A．乙醚的沸点B．乙醇在水中的溶解度C．氢化镁的晶格能D．DNA的双螺旋结构五、晶体类型与晶胞的计算考点点击：原子晶体、金属晶体、离子晶体类型及性质、晶胞的计算确定化学式备考提示：1活泼金属氧化物、强碱和绝大多数盐类属于离子晶体（AlCl3、BeCl2例外，属于分子晶体）；大多数非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物、酸和大多数有机物以及惰性气体均属于分子晶体；金属单质（除汞外）和合金属于金属晶体；

金刚石、晶体硅、晶体二氧化硅、碳化硅、硼等属于原子晶体。熔沸点低的单质和化合物一般为分子晶体；熔沸点较高的化合物一般为离子晶体；熔沸点很高的一般为原子晶体。2、正四面体晶胞计算：顶点贡献1/8、棱边1/4、面心1/2、体心1；正六面体晶胞计算顶点贡献1/6、侧棱边1/3、其它棱边1/4、面心1/2、体心1。另外写化学式时一般写最简整数比。例5：(1)（全国Ⅰ卷）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于晶体。(2)（全国Ⅱ卷）单质A（O2）有两种同素异形体，其中沸点高的是(填分子式)，原因是；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为和。(3)(全国Ⅰ卷)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：石墨烯晶体金刚石晶体①在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有个C原子。②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接个六元环，六元环中最多有个C原子在同一平面。(4)（海南卷）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为、。(5)（江苏卷）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。【点对点真题回顾】1.（2023·北京卷）中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是A.三种物质中均有碳碳原子间的键 B.三种物质中的碳原子都是杂化C.三种物质的晶体类型相同 D.三种物质均能导电2.（2023·北京卷）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。（1）基态原子价层电子排布式是__________。（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：____________。（3）的空间结构是__________。（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程ⅱ中，断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是和，过程ⅱ含硫产物是__________。（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为__________。（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由：____________________。3.（2022·北京卷）由键能数据大小，不能解释下列事实的是化学键键能/411318799358452346222A.稳定性： B.键长：C.熔点： D.硬度：金刚石>晶体硅4.（2022·北京卷）工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿联合制备铁精粉和硫酸，实现能源及资源的有效利用。（1）结构示意图如图1。①的价层电子排布式为___________。②中O和中S均为杂化，比较中键角和中键角的大小并解释原因___________。③中与与的作用力类型分别是___________。（2）晶体的晶胞形状为立方体，边长为，结构如图2。①距离最近的阴离子有___________个。②的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为。该晶体的密度为___________。（3）加热脱水后生成，再与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。分解和在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用作为分解的燃料，从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点___________。【点对点模拟仿真】1．（2023·北京海淀·101中学校考三模）甲磺酸

是一种强酸。下列说法正确的是A．推测甲磺酸难溶于水B．该分子中心原子S的价层电子对数为6C．分子中所有化学键均为极性共价键D．该分子中硫氧键的键长均相同2．（2023春·北京海淀·高三首都师范大学附属中学校考阶段练习）最近我国科学家预测并合成了新型材料T碳，可以看做金刚石结构中的一个碳原子被四个碳原子构成的正四面体单元替代(如下图所示，所有小球代表碳原子)。下列说法不正确的是A．T碳与金刚石晶体中所含化学键类型相同B．T碳与金刚石中碳原子采取的杂化方式相同C．T碳属于有机物，T碳与金刚石互为同分异构体D．T碳与金刚石晶体类型相同，熔化时均需破坏共价键3．（2023·北京海淀·清华附中校考三模）汽车尾气中的CO、、硫氧化物、乙烯、丙烯等碳氢化合物会引起光化学烟雾、酸雨等污染；汽油抗震添加剂四乙基铅(熔点为℃，极易挥发)的排放严重危害人体中枢神经系统。汽车尾气净化装置可将污染物中的CO和NO转化为无害气体和。下列有关说法正确的是A．和中的键角相等 B．丙烯中C原子为杂化C．中键和键数目之比为 D．固态四乙基铅为离子晶体4．（2023·北京·高三统考专题练习）解释下列现象的原因不正确的是选项现象原因A中含有共价键Al与Cl元素间的电负性差值小于1.7B碘在中的溶解度比在水中大碘和均为非极性分子，水是极性分子C对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键DHF的稳定性强于HClHF分子之间除了范德华力以外还存在氢键5．（2023·北京·高三专题练习）2023年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为铜([Cu])催化的叠氮−炔基Husigen成环反应，其原理如下图。下列说法不正确的是A．上述循环中H+是中间产物之一B．上述循环过程中只有极性键的断裂和形成C．Cu能降低反应的活化能，但不改变总反应的焓变D．中间产物中N采取sp2、杂化6．（2023·北京海淀·人大附中校考三模）与同族，有3种常见晶胞结构，最为常见的是立方(晶胞为立方体)、四方(晶胞为长方体，其底面为正方形)，立方性质与钻石接近，可加工为璀璨夺目的饰品。(1)Zr的价电子轨道表示式为。(2)将氧氯化锆配制成物质的量浓度为的溶液，持续煮沸50小时后过滤，即可得到粉末状的，制备的化学方程式。(3)上图所示立方的晶胞中，位于顶点的原子是。(4)上图所示四方的晶胞中，每个O原子周围，距离“最近”的Zr原子与其距离为或，其余Zr原子距离明显远于，距离每个O原子“最近”的Zr原子共个。(5)四方升温至2370℃时转化为立方，两种晶体中Zr原子间最近距离均为，则四方转化为立方时，密度(填“增大”“不变”或“减小”)。两种晶体中，密度较大的晶体的密度计算式为。(列出计算式即可。以表示阿伏加德罗常数的值。)7．（2023秋·北京海淀·高三101中学校考期中）I.在下列物质中：①CO2、②KCl、③CaBr2、④金刚石、⑤NH4Cl、⑥Ca(OH)2、⑦H3NBH3、⑧SiO2、⑨NH3、⑩SO3、⑪NaCl。请用序号回答下列问题：(1)既有离子键，又有极性键的是。(2)含有配位键的是。(3)属于共价化合物的是。(4)属于共价晶体是。(5)①、②、④、⑨、⑪中，熔点由高到低的顺序为。(6)①、④、⑨、⑩键角由大到小的顺序为。(7)平均1molSiO2中，含有共价键数目为。II.①CH3CH2OH②CH3CH(NH2)COOH③CH3CH2CH2CH2OH④⑤+⑥C2H5OC2H5(8)属于同分异构体，其中沸点较高的是(填序号，下同)；属于同系物，其中水溶性较好的是。(9)含有手性碳原子的是。核酸中与相匹配的是④、⑤中。8．（2023·北京海淀·高三统考专题练习）氮、氧、磷、砷及其化合物在工农业生产等方面有着重要应用。请按要求回答下列问题。(1)基态砷原子价电子排布图不能写为，是因为该排布方式违背了这一原理。(2)元素第一电离能NO(填“＞”或“＜”或“＝”，下同)，电负性P。(3)肼可用作火箭燃料等，它的沸点远高于乙烯的原因是：。(4)尿素()中碳原子杂化类型；离子的立体构型(即空间构型)为。(5)的熔点为1238℃可作半导体材料；而的熔点为77.9℃。①预测的晶体类型为。②晶胞结构如图所示，晶胞边长为。则晶胞中每个原子周围有个紧邻等距的原子；该晶体的密度为(列出计算式)。9．（2023·北京海淀·高三统考专题练习）钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。回答下列问题：(1)钛元素在元素周期表中的位置。(2)二氧化钛与(光气)、(二氯亚砜)等氯化试剂反应可用于制取四氯化钛。①的空间构型为