2018届二轮复习物质结构与性质课件（选考）（40张）（全国通用）

2018届二轮复习物质结构与性质课件（选考）（40张）（全国通用）

题型五　物质结构与性质 ( 选修 ) - 2 - 高考对物质结构与性质的综合考查 , 主要包括 : ① 原子结构与性质 ; ② 分子结构与性质 ; ③ 晶体结构与性质等 , 虽然考查面广 , 但试题整体难度不大。考查内容主要涉及核外电子排布式、电子排布图 ( 轨道表示式 ) 、电离能和电负性、 σ 键和 π 键、分子间作用力、氢键、化学键数目的计算、常见晶体的构型、晶体的性质与结构的关系等 , 题目中所涉及的几个问题常常是相互独立的 , 但所考查的内容却是上述知识点的综合应用。 - 3 - 一 二 三 一、原子结构与性质 例 1 (1) 基态硅 (Si) 原子中 , 电子占据的最高能层符号为 　　　　 , 该能层具有的原子轨道数为 　　　　 、电子数为 　　　　 。   (2) 依据第二周期元素第一电离能的变化规律 , 参照右图 B 、 F 的位置 , 用小黑点标出 C 、 N 、 O 三种元素的相对位置。 - 4 - 一 二 三 (3) ① N 、 Al 、 Si 、 Zn 四种元素中 , 有一种元素的电离能数据如下 : 则该元素是 　　　　 ( 填写元素符号 ) 。   ② 基态锗 ( Ge ) 原子的电子排布式是 　　　　 。 Ge 的最高价氯化物的化学式是 　　　　 。   ③ 锗元素可能的性质或应用有 　　　　 。   A. 是一种活泼的金属元素 B. 其电负性大于硫 C. 其单质可作为半导体材料 D. 其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 - 5 - 一 二 三 答案 (1)M 　 9 　 4 (3) ① Al 　 ② 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 　 GeCl 4 　 ③ CD - 6 - 一 二 三 解析 (1) 基态硅 (Si) 原子中 , 电子占据的最高能层为第三层 , 符号为 M, 该能层中有 3 个能级 :3s 、 3p 和 3d,3s 能级有 1 个原子轨道 ,3p 能级有 3 个原子轨道 ,3d 能级有 5 个原子轨道 , 所以该能层具有的原子轨道数为 9, 已填充的电子数为 4 。 (2) 同周期第一电离能从左至右呈增大趋势 , 但当各能级呈全满、半满、全空状态时 , 第一电离能反常 , 即第 Ⅱ A 族、第 ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。 (3) 由表中数据可知 , 该元素的 I 3 ≪ I 4 , 则该元素最外层只有 3 个电子 , 即为 Al 。 Ge 为 32 号元素。 32-18=14, 电子排布式为 [Ar]3d 10 4s 2 4p 2 或 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 , 最外层 4 个电子 , 故最高价氯化物的化学式为 GeCl 4 。 - 7 - 一 二 三 解题指导 在书写电子排布式时 , 要注意 “ 原子、离子、价电子、最外层 ” 等表述 ; 比较第一电离能时要考虑洪特规则。考查原子结构与元素性质的关系 , 注意元素 “ 位 — 构 — 性 ” 的相互关系。 - 8 - 一 二 三 (2) 当出现 d 轨道时 , 虽然电子按 n s 、 ( n -1)d 、 n p 的顺序填充 , 但在书写电子排布式时 , 仍把 ( n -1)d 放在 n s 前 , 如 Fe:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 正确 ,1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 错误。 - 9 - 一 二 三 (3) 注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如 Cu 的电子排布式 :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 ; 简化电子排布式 :[Ar]3d 10 4s 1 ; 外围电子排布式 :3d 10 4s 1 。 (4) 当元素的能级处于全空、半充满、全满状态时 , 结构最稳定、能量最低 , 元素的电离能一般较高 , 如同周期元素的第一电离能 Ⅱ A 族元素大于 Ⅲ A 族元素 , Ⅴ A 族元素大于 Ⅵ A 族元素。 - 10 - 一 二 三 对点训练 1 有 A 、 B 、 C 、 D 、 E 5 种元素 , 它们的核电荷数依次增大 , 且都小于 20 。其中 A 为非金属元素 ;A 和 E 属同一族 , 它们原子最外层电子排布为 n s 1 ,B 和 D 也属同一族 , 它们原子最外层的 p 能级电子数是 s 能级电子数的两倍。 C 原子最外层上电子数等于 D 原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题 : (1)A 是 　　　　 ,B 是 　　　　 ,C 是 　　　　 ,D 是 　　　　 ,E 是 　　　　 。   (2) 由这五种元素组成的一种化合物是 ( 写化学式 ) 　　　　 。写出该物质的一种主要用途 : 　 。   - 11 - 一 二 三 (3) 写出 C 元素基态原子的电子排布式 : 　 。   (4) 用电子排布图表示 D 元素原子的价电子排布为   　 。   (5) 元素 B 与 D 的电负性的大小关系是 B 　　　　 D( 填 “>”“<” 或 “=”, 下同 ),C 与 E 的第一电离能的大小关系是 C 　　　　 E 。   - 12 - 一 二 三 答案 (1)H 　 O 　 Al 　 S 　 K( 写元素名称也可 ) (2)KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O 　做净水剂 (3)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 (5)> 　 > - 13 - 一 二 三 解析 A 、 B 、 C 、 D 、 E 5 种元素核电荷数都小于 20, 故都为主族元素 ,A 、 E 同一族且最外层电子排布为 n s 1 , 故为第 Ⅰ A 族 , 而 A 为非金属元素 , 则 A 为氢 ;B 、 D 为同一族 , 其原子最外层的 p 能级电子数是 s 能级电子数的两倍 , 故其最外层电子排布为 n s 2 n p 4 , 为第 ⅥA 族元素 ,B 的核电荷数小于 D, 则 B 为氧 ,D 为硫 ,E 为钾 ;C 原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半 , 则 C 为铝 , 同主族元素自上而下电负性逐渐减小 , 故 B( 氧 ) 的电负性大于 D( 硫 ),E( 钾 ) 的第一电离能小于钠 , 钠的第一电离能小于 C( 铝 ), 故第一电离能 :Al>K 。 - 14 - 一 二 三 二、分子结构与性质 例 2 (1)H 2 Se 的酸性比 H 2 S 　　　　 ( 填 “ 强 ” 或 “ 弱 ”) 。气态 SeO 3 分子的立体构型为 　　　　 , 的立体构型为 　　　　 。   (2) 甲醛 (HCHO) 在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇 (CH 3 OH) 。甲醇分子内碳原子的杂化方式为 　　　　 。   (3) 在铜锰氧化物的催化下 ,CO 被氧化为 CO 2 ,HCHO 被氧化为 CO 2 和 H 2 O 。 ① 根据等电子体原理 ,CO 分子的结构式为 　　　　 。   ② H 2 O 分子中氧原子轨道的杂化类型为 　　　　 。   ③ 1 mol CO 2 中含有的 σ 键数目为 　　　　 。   - 15 - 一 二 三 (4)H + 可与 H 2 O 形成 H 3 O + ,H 3 O + 中氧原子采用 　　　　 杂化。 H 3 O + 中 H—O—H 键角比 H 2 O 中 H—O—H 键角大 , 原因为 　 。   (5) 的立体构型是 　　　　 , 其中硫原子的杂化轨道类型是 　　　　 。   答案 (1) 强　平面三角形　三角锥形　 (2)sp 3 (3) ① C ≡ O 　 ② sp 3 　 ③ 2×6.02×10 23 个 ( 或 2 N A ) (4)sp 3 　 H 2 O 中氧原子有 2 对孤电子对 , 排斥力较大 ,H 3 O + 只有 1 对孤电子对 , 排斥力较小 (5) 正四面体　 sp 3 - 16 - 一 二 三 - 17 - 一 二 三 - 18 - 一 二 三 解题指导 不常见分子或离子的立体构型一定要用价层电子对互斥理论来判断 , 不要想当然 ; 对等电子体的判断一般是从周期表的相邻位置来考虑 ; 对杂化问题有时也要依据价层电子对理论来判断。 σ 键数目判断方法 : 共价单键为 σ 键 ; 共价双键中有一个 σ 键和一个 π 键 ; 共价三键中有一个 σ 键和两个 π 键。 - 19 - 一 二 三 方法规律拓展 1 . 价层电子对互斥模型 (VSEPR 模型 ) 与分子立体构型的关系 : ① 当中心原子无孤电子对时 , 两者的构型一致 ; ② 当中心原子有孤电子对时 , 两者的构型不一致。 2 . 原子轨道杂化类型的判断 : - 20 - 一 二 三 - 21 - 一 二 三 对点训练 2 (2015 福建三明一中月考 )2013 年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家 , 以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。可以用量子化学计算小区间内 ( 如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中 ) 的化学反应。 - 22 - 一 二 三 - 23 - 一 二 三 (3) 烟酰胺结构式如图 2 所示 , 可用于合成光合辅酶 NADPH, 烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有 　　　　 ,1 mol 该分子中含 σ 键数目为 　　　　 。   (4) 配离子 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ 中氮原子是配位原子。已知 NF 3 与 NH 3 的立体构型相同 , 但 NF 3 中 N 不易与 Cu 2+ 形成配离子 , 其原因是     　 。   - 24 - 一 二 三 答案 (1)ABC (2) ① 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 或 [Ar]3d 3 　 ② 4 (3)sp 2 、 sp 3 　 15 N A ( 或 15×6.02×10 23 ) (4)N 、 F 、 H 三种元素的电负性大小为 F>N>H, 在 NF 3 中 , 共用电子对偏向氟原子 , 偏离氮原子 , 使得氮原子上的孤电子对难以与 Cu 2+ 形成配位键 - 25 - 一 二 三 - 26 - 一 二 三 (3) 根据图像可知环上的氮原子存在双键 , 因此是 sp 2 杂化。氨基中的氮原子全部是单键应该是 sp 3 杂化。单键都是 σ 键 , 双键中含有 1 个 σ 键和 1 个 π 键 , 所以根据结构简式可知 1 mol 该分子中含 σ 键数目为 15 N A ( N A 表示阿伏加德罗常数的数值 )( 或 15×6.02×10 23 ) 。 (4) 由于 N 、 F 、 H 三种元素的电负性大小为 F>N>H, 在 NF 3 中 , 共用电子对偏向氟原子 , 偏离氮原子 , 所以使得氮原子上的孤电子对难以与 Cu 2+ 形成配位键。 - 27 - 一 二 三 三、晶体结构与性质 例 3 (2016 全国丙 ) 砷化镓 ( GaAs ) 是优良的半导体材料 , 可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题 : (1) 写出基态 As 原子的核外电子排布式   　 。   (2) 根据元素周期律 , 原子半径 Ga 　　　　 As, 第一电离能 Ga 　　　　 As 。 ( 填 “ 大于 ” 或 “ 小于 ”)   (3)AsCl 3 分子的立体构型为 　　　　　　　 , 其中 As 的杂化轨道类型为 　　　　 。   (4)GaF 3 的熔点高于 1 000 ℃ ,GaCl 3 的熔点为 77.9 ℃ , 其原因是 　 。 - 28 - 一 二 三 (5)GaAs 的熔点为 1 238 ℃ , 密度为 ρ g·cm -3 , 其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为 　　　　 , Ga 与 As 以 　　　　 键键合。 Ga 和 As 的摩尔质量分别为 M Ga g·mol -1 和 M As g·mol -1 , 原子半径分别为 r Ga pm 和 r As pm, 阿伏加德罗常数值为 N A , 则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 　 。   - 29 - 一 二 三 答案 (1)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 或 [Ar]3d 10 4s 2 4p 3 (2) 大于　小于 (3) 三角锥形　 sp 3 (4)GaF 3 为离子晶体 ,GaCl 3 为分子晶体 - 30 - 一 二 三 解析 (1)As 的原子序数是 33, 则基态 As 原子的核外电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 或 [Ar]3d 10 4s 2 4p 3 。 (2)Ga 和 As 位于同一周期 , 同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小 , 则原子半径 Ga >As; 由于 As 的 4p 能级处于半充满状态 , 稳定性强 , 因此第一电离能 Ga

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