（高考化学专练）题型20 物质结构与性质基础 （原卷版）

题型20物质结构与性质基础

目录

E考向归纳

【考向一】原子核外电子的排布..............................................................1

【考向二】元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较.......................................3

【考向三】“两大理论”与微粒构型.............................................................4

【考向四】分子性质与微粒作用..............................................................7

【考向五】成键方式、晶体类型的判断........................................................9

【考向六】晶体化学式及粒子数确定.........................................................11

【考向七】原子分数坐标分析方法...........................................................13

【考向八】有关晶胞参数的计算.............................................................15

【考向九】解释原因类简答题...............................................................20

高考练场

m考向归纳

【考向一】原子核外电子的排布

―-j

【典例1］短周期元素•R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子.下列关于基态R原子的描述正确的

A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形

B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2（n=2或3）

C.基态R原子的原子轨道总数为9

D.基态R原子的轨道表示式为叩|川］||

1.能层、能级、原子轨道数及最多容纳电子数

能层—二三四五•♦•

符号KMN0•♦•

能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s••••♦•

包含原子轨道数11313513571••••••

22626102610142••••••

最多容纳电子数

281832•••2n

2.常见原子轨道电子云轮廓图

原子轨道电子云轮廓图形状轨道个数

s球形1

P哑铃（或纺锤）形3(pop»P1

3.基态原子的核外电子排布

（1）原子核外电子排布的“三规律”

能量最低原理原子核外电子总是优先占有能量最低的原子轨道

泡利原理每个原子轨道里,最多只能容纳2个自旋状态相反的电子

当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

洪特规则

据一个轨道,而且自旋状态相同

（2）基态原子核外电子排布的四种表示方法

表示方法举例

电子排布式Cr：Is攵s22P63s23P63d54sl

简化电子排布式Cu：[Ar]3dl04s1

价电子排布式Fe：3d64s2

电子排布图（或轨道表示式）。曲曲醴E

【易错点】原子轨道处于全空、半充满、全充满状态更稳定.Cr、Cu的电子排布式分别为

Is22s22Pb3s23Pb3d2s'、Is22s22P63s23P63dHi4s）而非ls22s22pb3s23p63d*4s\Is22s22P63s23P63d94s2

【变式1-1】通常情况下，原子核外p、d能级等原子轨道上电子排布为〃全空“〃半充满”〃全充满”的时候

更加稳定,称为洪特规则的特例.下列事实能作为这个规则的证据的是

①某种激发态碳原子的电子排布式是Is22sl2P3而不是Is22s22P2

②基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d104sl而不是[Ar]3d“4s?

③基态He原子的电子排布式为Is）基态H原子的电子排布式为1s,

④Fb容易失电了转变为Fe",表现出较强的还原性

A.©®@B.②④C.③④I).®@@

【变式上2】（2023上•北京西城・高三北京育才学校校考期中）我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现,

月壤中存在一种含〃水”矿物下列化学用语或图示表达不正确的是

A.NaOH的电子式：Na4[:OH]*基态Fe?+的价电子排布式：3d54s'

基态s原子的价层电子的轨道表示式：画用，

C.凡。的VSEPR模型:

3s3p

【考向二】元素的电离能、电负性及微粒半径的大小比较

―-j

【臾例2】（2024上•山东•高三统考期末）利用a粒子（即氢核；He）轰击不同原子，获得人工放射性元素

[X和1Z.合成反应如下：黑B+；Hef?X+：n：；、Y+；Hef]Z+：n.其中元素Y、Z的基态原子核外未

成对电子数之比为1：3.下列说法正确的是

A.基态原子第一电离能：Y〈X〈ZB.简单离子半径：X〈Y〈Z

C.简单阴离子还原性：X<ZI）.X、Y的三氯化物分子构型相同

1.元素第一电离能的递变性

（1）规律

同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势（注意第IIA族、笫VA族的特殊性）；同主族元素自上而下，第

一电离能逐渐减小.

（2）特殊情况

当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空（p°、/、「°）、半充满（d、d\和全充满：/、『°、f“）

的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：

Bc>B;Mg>Al;N>O;P>S.

（3）应用

①判断元素金属性的强弱

电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱.

②判断元素的化合价

如果某元素的则该元素的常见化合价为+〃.

2.元素电负性的递变性

（1）规律

同周期主族元素从左到右，电负性依次增大；同主:族元素自上而下，电负性依次减小.

（2）应用

3.微粒半径的比较（以短周期为例）

（1）相同电性微粒半径大小的比较

①原子半径：左下角的钠最大

②阳离子半径：左下角的钠离了•最大

③阴离子半径：左卜角的磷离子最大

（2）不同电性微粒半径大小的比较

①同周期：阴离子半径〉阳离子半径，如Na'VCT

②同元素：电子数越多,微粒半径越大，如Fe'AFe"

③同结构：质子数越多,离子半径越小，如Na'VO?一

委］阂寅缥

【变式2-1］（2024上•北京・高三统考期末）碎化钱（GaAs）太阳能电池大量应用于我国超低轨通遥一体

卫星星座.卜・列说法正确的是

A.原子半径：As>GaB.电子层数：As>Ga

C.电负性：As>GaD.单质还原性：As>Ga

【变式2-2］（2024上-辽宁•高三校联考期末）某离子液体的阴离子结构如图所示，其中X、Y、Z、R、Q

是原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X原子的最外层电子中未成对电子数目与成对电子数目相

同.下列说法正确的是

RZZ

IHHR

XQYQ

Inn

RZz

R

A.电负性：Z>R>Q

B.简单离子半径：Q>Z>Y

C.五种元素形成的简单氢化物中沸点最高的是Z

D.同周期土族元素中只有一种元素的第一电离能人于Z

【考向三】〃两大理论”与微粒构型

典例分的

【典例3］（2024上・辽宁朝阳・高三统考期末）价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构.下列

说法正确的是

A.CO?和SO?的键角相同

B.PC0和BF3均为非极性分子

C.NO；和NO；的空间结构均为平面三角形

D.NH?和NH；的VSEPR模型均为四面体形

i.共价键

「特征：方向性和饱和性

键长、键能决定共价键稳定程度

键参数〈

i键长、键角决定分子立体结构

。键:电子云"头碰头”重叠

成键方式

(1)共价键《“键:电子云〃肩并肩”重叠

极性键：不同原子间

类型《极性

徘极性键：同种原子间

配位键：一方提供孤电子对

i另一方提供空轨道

(2)。键和Ji键的判定

,共价单键：。键

共价双键：1个。键

①〈1个n键

共价三键：1个。键

、2个n键

②s-s、s-p、杂化轨道之间一定形成。键;p-p可以形成。键，也可以形成n键(优先形成。键，其

余只能形成n键).

2.与分子结构有关的两种理论

(1)杂化轨道理论

①基本观点：杂化轨道成键满足原子轨道最大重叠原理;杂化轨道形成的共价键更加牢固.

②杂化轨道类型与分子立体构型的关系

杂化轨道类型杂化轨道数目分子立体构型实例

sp2直线形CO2、BcCL.HgCL

平面三角形

BF3、BC13>CH2O

sp23

V形SO2、SnBn

四面体形CHKCCL、CH3CI

sp84三角锥形NH3、PH3、NF3

V形H：，S、H，0

注意：杂化轨道数=与中心原子结合的原子数十中心原子的孤电子对数.

（2）价层电子对互斥理论

①基本观点：分子的中心原子上的价层电子对（包括。键电子对和中心原子上的孤电子对）由于相互

排斥，尽可能趋向彼此远离.

②价层电子对数的计算

中心原子的价层电子对数=1键电子对数（与中心原子结合的原子数）+中心原子的孤电子对数=。

键电子对数十1（a—xb）

其中a为中心原子的价电子数,x、力分别为与中心原子结合的原子数及与中心原子结合的原子最多能

接受的电子数（H为1,其他原子为〃8—该原子的价电子数”）.微粒为阳离子时，中心原子的价目子数要减去

离子所带电荷数;微粒为阴离子时,中心原子的价电子数要加上离子所带电荷数.如S0。中硫原子的孤电子对

数为止3*=l；H0+中氯原子的孤电子对数为6-l；3Xl=］；co厂中碳原子的孤电子对数为4+2；3X2=

乙乙乙

0.

【易错点】在计算孤电子对数时,出现0.5或1.5,则把小数进位为整数，即1或2.如N02的中心原子N的孤

5一2x9

电子对数为一；—=0.5-1,则价层电子对数为3,故VSEPR模型为平面三角形,分子立体构型为V形.

③利用价层电子对互斥理论判断分子（或离子）立体构型

价层电子对数孤电子对数分子（或离子）立体构型示例

o——Q——c

20CO?、BeCh

工直线形

30BF3、SO3、COf

平面三角形

31SQ

V形

&

40CH<.NHMsor.CC1,

正四面体形

41NH3、PCI3、H3O+

三角锥形

V

42HOH?S

V形

【变式3-1］（2023上•山东•高三山东省实验中学校考）W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主

族元素,其内层电子数之和为18,最外层电子数之和为28,它们所形成的阴离子具有很高的亲水性，可以作

为能源材料中的电解质，该离子结构如图所示.下列说法正确的是

QZZQ

A.Y?z；离子构型为四面体B.YWX-离子构型为V形

C.非金属性：XVWVQD.该阴离子中NY-X-Y为180°

【变式3-2］（2023上•河北邯郸-高三磁县第一中学校考）下列化学用语的表述正确的是

A.sp2杂化轨道模型：B.镀原子最外层电子的也子云图：

C.氨气分子的空间填充模型：（K）D.质量数为127的碘原子：岸

【考向四】分子性质与微粒作用

例分根

【典例4］（2024•广西・统考模拟预测）下列有关物质结构与性质的说法错误的是

A.12易溶于CCL,可从L和CCL都是非极性分子的角度解释

B.对羟基苯甲酸存在分子内氢键,是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因

C.AgCl溶于氨水,是由于AgCl与NH,反应生成了可溶性配合物［AglNHj］。

D.熔融NaCl能导电，是由于熔融状态下产生了自由移动的Na+和CP

分秘藕

1.分子性质

（1）分子构型与分子极性的关系

非极性分子

单质----*正负电荷中心重令*--结构对称

tt

双原子分子多原子分子

II

化合物一正负电荷中心不重合一结构不对称

I

极性分子

（2）溶解性

〃相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂;若存在氢键，则溶剂

和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好.

（3）无机含氧酸分子的酸性

无机含氧酸可写成（HO）&RO。,如果成酸元素R相同，则〃值越大,R的正电性越高，使R-O-H中0的电子向R

偏移,在水分子的作用下越易电离出酸性越强,如酸性：HC1Q<HC1O2<HC1O3<HC1O..

2.范德华力、氢键、共价键的比较

范德华力氢键共价键

氢，氟.氮.氧原子（分

作用粒子分子或原子（稀有气体）原子

子内、分子间）

有方向性、有饱和

特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性

性

强度比较共价键〉氢键,范德华力

①随着分子极性和相对分子

对于A—H-B—

质量的增大而增大成键原子半径越小，

影响强度A、B的电负性越大,B原

②组成和结构相似的物质，相键长越短,键能越

的因素子的半径越小,氢键键能

对分子质量越大，范德华力越大,共价键越稳定

越大

大

①影响物质的熔、沸点、溶

①影响分子的稳定

解度等物理性质②组成和结分子间氢键的存在，使物

对物质性性

构相似的物质，随相对分子质质的熔、沸点升高，在水

质的影响②共价键键能越大，

量的增大，物质的熔、沸点升中的溶解度增大

分子稳定性越强

高

变式演练1

【变式4-1]（2024上•江苏扬州・高三扬州中学校考）下列说法正确的是

A.键角：C12O>OF2B.酸性：CH3COOH>CH2FCOOH

C.分子的极性：02>。3I）.基态原子未成对电子数：Mn>Cr

【变式4-2]（2023上•北京西城-高三统考期末）下列事实不用用氢键解释的是

A.密度：H2O(1)>H2O(S)B.沸点：H20>H2S

c.稳定性：HF>H2OD.溶解性(水中)：NH3>CH4

【考向五】成键方式、晶体类型的判断

典例先杯

【典例5】(2023上•北京•高三北京一七一中校考)用NA表示阿伏加德罗常数.下列说法正确的是

A.标准状况下,22.4L乙狭中。键数为3N、，乃键数为2/人

B.质量相同的HQ和DQ所含的分子数相同

C.同温同压下，相同体积的5和CO?所含的原子数相同

D.12g金刚石中C—C键数为4NA

.豳蜀画画

1.。键、冗键的判断

(1)由轨道重叠方式判断：〃头碰头”重叠为。键，〃肩并肩"重叠为“键

(2)由共用电子对数判断：单键为。键;双键或三键，其中一个为。键,其余为H键

(3)由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全部是。键;杂化轨道形成的共价键全部为0键

配合物中。键的算法配位键是一种特殊的共价键

ImolNi(CO)［中含___molo4个C0中含有4个。键,外加4个配位键,也属于。键,总共8个。键

键

2.晶体类别的判断方法

(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断

由阴、阳离子形成离子健构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为原子晶体；由分子依

靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体

(2)依据物质的分类判断

①活泼金属氧化物和过氧化物(如KQ、岫2。2等)，强碱(如NaOlkKOH等)，绝大多数的盐是离子晶体

②部分非金属单质、所有非金属氧化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是

分子晶体

③常见的单质类原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等,常见的化合物类原子晶体有SiC、SiO?、AIM、

BP、CaAs等

④金属单质、合金是金属晶体

(3)依据晶体的熔点判断

不同类型晶体熔点大小的一般规律：原子晶体）离子晶体＞分子晶体.金属晶体的熔点差别很大，如铝、伯

等熔点很高,钠等熔点很低

⑷依据导电性判断

①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电

②原子晶体一般为非导体

③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质（主要是酸和强极性非金属氢化物）溶于水时,分子内的化学

键断裂形成自由移动的离子，也能导电

④金属晶体是电的良导体

（5）依据硬度和机械性能判断

一般情况下,硬度：原子晶体》离子晶体）分子晶体.金属晶体多数硬度大，但也有较小的,且具有延展性

【变式5-1]（2023上•北京-高三北京市第一六一中学校考）下列化学用语或图示表达不正确的是

A.PO；的空间结构模型：

B.%0的VSEPR模型，

c.二氧化碳的电子式：：6：：c：：6：

D.p-pn键电子云轮廓图

【变式5-2]（2023上­湖南长沙-高三统考）下列有关晶体结构说法正确的是

NaCI品胞CaF2晶胞

干冰品胞有E原子和F原「构成

(OCI-•Na+)(•Ca2>OF')的气态团簇分:模型

A.在NaG晶胞中，与Na，最邻近且等距离的Na，有6个

B.在干冰晶体中，每个晶胞拥有6个CO?分子

C.CaF?晶胞中Ca＞的配位数为4

D.该气态团簇分子的化学式为E,E

【考向六】晶体化学式及粒子数确定

'画画囹麻］

【典例6】(2024上•辽宁锦州•高三统考期末)一种由Mn、Se组成的化合物立方晶胞结构如图所示.已知

化合物的摩尔质量为Mg/mol,晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为N.、.下列说法错误的是

A.该化合物的化学式可表示为MnSeB.与Se原子距离最近的Se原子有12个

B4M7

C.Mn、Se原子的最近距离是在anmD.晶胞密度为厂一力3「8式'"

2”。)

1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

(1)原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被〃个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额

(2)方法:

①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算

a.处于顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有,每个粒子有!属于该晶胞

O

b.处丁棱边上的粒了，同时为4个晶胞所共有，每个粒了有:属丁该晶胞

c.处于晶面上的粒子，同时为2个晶胞所共有,每个粒子有:属于该晶胞

(1.处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定

1

上：,

顶点

-

4

12

三棱柱1

-

J

梭上

2

1

-

2

：1

内部

柱

六棱

碳

（1个

顶点

形，其

成六边

原子排

层内碳

胞每一

石墨晶

型

平面

J

形占

六边

,每个

形共有

个六边