2019届高考化学一轮复习物质结构与性质学案

2019届高考化学一轮复习物质结构与性质学案

物质结构与性质 知识梳理 ‎1．题型剖析 ‎“物质结构与性质”综合题，重点考查考生对基础知识的掌握情况，要求考生掌握认识原子的核外电子的运动状态、排布原理及元素的某些性质，能从化学键角度认识分子的结构、性质，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题；能运用价层电子对互斥理论和晶体模型解释和推测简单分子或离子的空间结构及常见晶体的晶胞结构及类型，揭示现象的本质和规律。‎ ‎2．“六个”命题点 ‎(1)基本化学用语：书写1～36号元素原子及简单离子的基态核外电子排布式(或外围电子排布)；电子式或结构式的书写(有的需要找相似的等电子体结构去模仿)。‎ ‎(2)化学键及分子间作用力：σ键或π键的数目；键参数；氢键；范德华力。‎ ‎(3)分子结构与性质：分子的空间构型的判断、分子中中心原子的杂化类型的判断；“等电子体”的寻找和“等电子体的原理”的应用。‎ ‎(4)配合物组成结构的考查：配合物化学式的书写，配合物结构示意图的表示，配合物中的各种化学键。‎ ‎(5)元素周期表、元素周期律：主族元素的电负性和电离能的变化规律，特别注意一些元素的反常。‎ ‎(6)晶体结构和性质的考查：晶胞中微粒数目的计算，知识体熔、沸点往往受到氢键的影响。‎ ‎3．试题的“三种”呈现形式 ‎(1)以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。‎ ‎(2)以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质分别独立或侧重考查原子结构、分子结构和晶体结构。‎ ‎(3)以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。‎ 强化训练 ‎1．(2018·全国卷Ⅱ，35)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：‎ H2S S8‎ FeS2‎ SO2‎ SO3‎ H2SO4‎ 熔点/℃‎ ‎－85.5‎ ‎115.2‎ ‎>600‎ ‎－75.5‎ ‎16.8‎ ‎10.3‎ ‎(分解)‎ 沸点/℃‎ ‎－60.3‎ ‎444.6‎ ‎－10.0‎ ‎45.0‎ ‎337.0‎ 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__________________。‎ ‎(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________。‎ ‎(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_________________________________________g·cm－3；‎ 晶胞中Fe2＋位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。‎ 答案　(1)　或　哑铃(纺锤)‎ ‎(2)H2S　(3)S8相对分子质量大，分子间范德华力强　(4)平面三角　2　sp3　(5)×1021　a ‎2．碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途广泛。‎ ‎(1)C60分子能与F2发生加成反应，其加成产物为____________，C60分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子，则一个C60晶胞的质量为______________。‎ ‎(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是________(填字母)。‎ a．晶体的密度：干冰>冰 b．晶体的熔点：干冰>冰 c．晶体中的空间利用率：干冰>冰 d．晶体中分子间相互作用力类型相同 ‎(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的是__________(填字母)。‎ a．金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化 b．晶体中共价键的键长：金刚石中C—C<石墨中C—C c．晶体的熔点：金刚石>石墨 d．晶体中共价键的键角：金刚石>石墨 e．金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力 f．金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体 ‎(4)金刚石晶胞结构如图，立方BN结构与金刚石相似，在BN晶体中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为______，B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为________，一个晶胞中N原子数目为________。‎ ‎(5)C与孔雀石共热可以得到金属铜，铜原子的原子结构示意图为________，金属铜采用面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子)，则Cu的晶体中Cu原子的配位数为________。已知Cu单质的晶体密度为ρ g·cm－3，Cu的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则Cu的原子半径为________。‎ 答案　(1)C60F60　 g　(2)ac　(3)ae ‎(4)正四面体　3∶1　4‎ ‎(5)　12　× cm ‎3．(2017·全国卷Ⅱ，35)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：‎ ‎(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________。‎ ‎(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一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(a)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_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。‎ ‎①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 ‎②R中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则N中的大π键应表示为________。‎ ‎③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH)N—H…Cl、________、________。‎ ‎(4)R的晶体密度为d g·cm－3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为____________________________。‎ 答案　(1)(或)‎ ‎(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大　N的2p能级处于半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子 ‎(3)①ABD　C　②5　Π　③(H3O＋)O—H…N(N)　(NH)N—H…N(N)‎ ‎(4)(或×10－21)‎ ‎4.(2017·钦州二模)三硫化四磷是黄绿色针状结晶，其结构如图所示，不溶于冷水，溶于叠氮酸、二硫化碳、苯等有机溶剂。在沸腾的NaOH稀溶液中会迅速水解。回答下列问题：‎ ‎(1)三硫化四磷分子中P采取________杂化，与PO互为等电子体的化合物分子的化学式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)二硫化碳属于________(填“极性”或“非极性”)分子。‎ ‎(3)用NA表示阿伏加德罗常数的数值，0.1 mol三硫化四磷分子中含有的孤电子对数为______________。‎ ‎(4)纯叠氮酸HN3在常温下是一种液体，沸点较高，为308.8 K，主要原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)氢氧化钠具有NaCl型结构，其晶胞中Na＋和OH－之间的距离为a cm，晶胞中Na＋的配位数为__________，用NA表示阿伏加德罗常数的数值，NaOH的密度为__________ g·cm－3。‎ 答案　(1)sp3　SO3　(2)非极性 ‎(3)NA　(4)HN3分子间存在氢键 ‎(5)6　 ‎5．B、C、N、O、F是第二周期元素，根据要求回答问题：‎ ‎(1)基态硼原子的核外电子排布式为____________________________________________，‎ 有________种不同能量的电子。‎ ‎(2)根据等电子体原理，羰基硫(OCS)分子的电子式为______________；光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构，则光气分子的空间构型为__________________________。‎ ‎(3)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(CN)2分子中含有________个π键。‎ ‎(4)EminBF4的熔点为12 ℃，在常温下为液体，由有机物阳离子[Emin]＋和[BF4]－构成。该物质的晶体属于 ‎________晶体。‎ ‎(5)人造立方氮化硼的硬度仅次于金刚石而远远高于其他材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。立方氮化硼晶胞如图所示。晶体中每个N同时吸引____________个B原子；设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体的密度为d g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的B原子之间的距离为__________ pm。‎ 答案　(1)1s22s22p1　3　(2)　平面三角形　(3)N≡C—C≡N　4　(4)离子　(5)4　 ×1010‎ ‎6．第二周期的B、N元素组成的新型材料有着广泛用途。‎ ‎(1)基态硼原子有________个未成对电子，N3－的核外电子排布式为____________。‎ ‎(2)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物(HB==NH)3通过反应3CH4＋2(HB==NH)3＋6H2O===3CO2＋6H3BNH3制得。‎ ‎①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是________。(填字母)‎ A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变 B．CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是正四面体形、V形、直线形 C．第一电离能：N>O>C>B D．化合物A中存在配位键 ‎②1个(HB==NH)3分子中有________个σ键。‎ ‎(3)立方氮化硼的结构与硬度都与金刚石相似，但熔点比金刚石低，原因是_______________。如图是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图，请在图中圆球上涂“●”和画“×”分别标明B与N的相对位置。‎ ‎(4)X射线的衍射实验提供了立方氮化硼晶胞的棱长为a nm，密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数的值为________________(要求化为最简式)。‎ 答案　(1)1　1s22s22p6　(2)①A　②12　(3)B—N键的键长大于C—C键，键能小于C—C键，导致立方氮化硼的熔点比金刚石低　(或B与N的位置互换)　(4) ‎7．已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中常见元素，且原子序数依次增大，A的原子半径最小，B的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，D的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，E为周期表中电负性最大的元素，F元素有多种化合价，它的一种氢氧化物在空气中易被氧化且最终变为红褐色，G与F同族且原子序数比F大2，回答下列问题：‎ ‎(1)写出基态F原子的电子排布式________，其中含有________种能量不同的电子。‎ ‎(2)CE3和CA3均是三角锥形分子，键角分别为102°和107.3°，则C原子的杂化方式为______________，CA3是________(填“极性分子”或“非极性分子”)，其中CE3的键角比CA3的键角小的原因是______________________________________________________。‎ ‎(3)B、C、D三种元素形成的一种粒子与二氧化碳分子互为等电子体，其化学式为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)G单质晶体中原子的堆积方式如图所示，属于____________________(填“面心立方最密堆积”或“体心立方最密堆积”)，则晶胞中G原子的配位数为______________。若G原子半径为r cm，则G原子所形成的最小正四面体空隙中，能填充的粒子的最大直径为____ cm(用r表示)。‎ 答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2　7‎ ‎(2)sp3　极性分子　NF3中成键电子对偏向F原子，NH3中成键电子对偏向N原子，成键电子对与成键电子对之间的斥力作用前者小于后者 ‎(3)CNO－‎ ‎(4)面心立方最密堆积　12　(2－2)r ‎8．有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)，A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E原子最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。则：‎ ‎(1)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的，原因是____________________。‎ ‎(2)A、B、C三种元素的氢化物稳定性由强到弱的顺序为____________(用化学式表示)。‎ ‎(3)A的最简单氢化物分子的空间构型为____________，其中A原子的杂化类型是____________。‎ ‎(4)A的单质中σ键的个数为__________，π键的个数为________。‎ ‎(5)写出基态E原子的价电子排布式：______________。‎ ‎(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示，已知晶体的密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a＝________ cm。(用ρ、NA的计算式表示)。‎ 答案　(1)水分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强 ‎(2)HF>H2O>NH3‎ ‎(3)三角锥形　sp3　(4)1　2‎ ‎(5)3d104s1　(6)