2018届二轮复习高考非选择题五大题型突破题型5物质结构与性质(选做题)教案（全国通用）

2018届二轮复习高考非选择题五大题型突破题型5物质结构与性质(选做题)教案（全国通用）

题型5　物质结构与性质(选做题)‎ ‎■题型特点解读·‎ ‎1．试题结构 题头(介绍题目背景或物质结构知识，元素推断信息)＋问题(拼盘式考查物质结构相关主干知识)。‎ ‎2．考查方式 ‎(1)直接给出元素，围绕给出元素的原子结构、形成的物质等进行考查；‎ ‎(2)给出元素原子的一些结构特点等，首先推导出元素，然后再进行相应的考查。‎ ‎3．主要考查点 基态原子核外电子排布(电子排布式或价电子的轨道表达式)、第一电离能和电负性递变规律等；共价键类型、数目的判断、氢键配位键的表示、原子轨道杂化类型、分子构型判断、性质比较等；晶体类型的判断、晶体熔沸点高低的比较、氢键对溶解性的影响、晶体密度和晶体参数的计算、晶体空间利用率的计算、金属晶体的堆积方式等。‎ ‎■解题策略指导·‎ ‎1．基本思路 ‎(1)掌握规律、注意特殊。如电离能、电负性规律和特殊(同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素)及核外电子排布中的能级交错等。‎ ‎(2)根据题目类型总结解题方法。如化学键类型的判断方法，中心原子杂化轨道和价层电子对数的判断方法，中心原子孤对电子对数的判断方法，晶体类型的判断及计算方法等。‎ ‎2．破题关键 推断元素，确定元素在周期表中的位置，联想变化规律和特殊性，根据要求规范回答问题。‎ ‎■典例剖析示范·‎ ‎ (2017·全国Ⅲ卷)研究发现， eq avs4al(甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，)①，显示出良好的应用前景。回答下列问题：‎ ‎ (1)Co②为___________________________________。‎ ‎ 元素Mn与O中，③较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。‎ ‎ (2)CO2和CH3OH分子中C④分别为________和________。‎ ‎ (3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________________________________________________________，‎ ‎ 原因是_________________________________________________________。‎ ‎ (4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的⑤除了σ键外，还存在______________。‎ ‎ (5)MgO⑥(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a＝0.420 nm，则r(O2－)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a′＝0.448 nm，则r(Mn2＋)为________nm。‎ ‎ 　①命题背景：核心元素是Co和Mn，原子序数分别是27和25。‎ ‎②规范解题：在书写基态原子核外电子排布时，区别电子排布式、价层电子排布式(或外围电子排布式)和电子排布图。‎ ‎③考查规律：联想规律，注意特殊。‎ ‎④杂化方式判断：注意判断方法。‎ ‎⑤化学键判断：注意π键特点。‎ ‎⑥晶胞结构：注意晶胞特点，面心立方最密堆积方式的含义，明确计算方法；注意解题规范，如在计算晶体密度时，要注意单位换算。‎ ‎【解析】　(1)Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2‎ ‎。元素Mn与O中，由于O是非金属元素而Mn是金属元素，所以O的第一电离能大于Mn的。O基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2，其核外未成对电子数是5，因此Mn的基态原子核外未成对电子数比O的多。‎ ‎(2)CO2和CH3OH的中心原子C的价层电子对数分别为2和4，所以CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为sp和sp3。‎ ‎(3)由于水和甲醇均为极性分子，二氧化碳和氢气均为非极性分子，所以水和甲醇的沸点高于二氧化碳和氢气的沸点；由于水分子中两个氢原子都可以参与形成分子间氢键，而甲醇分子中只有一个羟基上的氢原子可用于形成分子间氢键，所以水的沸点高于甲醇的沸点；由于二氧化碳的相对分子质量比氢气大，所以二氧化碳分子间作用力较大、沸点较高。‎ ‎(4)硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个氧原子形成3个σ键，硝酸根中存在氮氧双键，所以还存在π键。‎ ‎(5)因为O2－采用面心立方最密堆积方式，面对角线是O2－半径的4倍，即4r(O2－)＝a，解得r(O2－)≈0.148 nm；根据晶胞的结构可知，棱上阴阳离子相切，因此2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝0.448 nm，所以r(Mn2＋)＝0.076 nm。‎ ‎【答案】　(1)[Ar]3d74s2　O　Mn ‎(2)sp　sp3‎ ‎(3)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大，范德华力较大 ‎(4)离子键和π键(π键) ‎ ‎(5)0.148　0.076‎ ‎■即时应用体验·‎ ‎1．(2017·桂林中学5月全程模拟)氮元素是自然界最丰富的元素，在化学中有很重要的地位。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)基态氮原子的价层电子排布图为____________。第二周期的元素中，第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素共有________种。‎ ‎(2)预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征五号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。 [(CH3)2NNH2]中N原子的杂化方式为____________。‎ ‎(3)利用价层电子互斥理论解释NH3‎ 的立体构型为三角锥形的原因：________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 与NH3互为等电子体的离子为________________(填化学式，举一例即可)。‎ ‎(4)在CuSO4溶液中加过量氨水后，再向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O，若要确定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行________________实验。1 mol [Cu(NH3)4]2－含有的σ键的数目为________。‎ ‎(5)氮化硼可用于制造飞机轴承，其晶胞如图所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为________。若立方氮化硼的密度为ρ g/cm3，氮化硼的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA。如果硼原子的半径为r pm，则硼原子的空间利用率为________。(用含有ρ、M、NA、r的式子表示)‎ ‎【解析】　(1)基态氮原子的价层电子排布图为；第二周期的元素中，第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素有Li、Be、B、C、O共5种；(2)[(CH3)2NNH2]中N原子的杂化方式为sp3杂化；(3)NH3中N原子成3个σ键，有一对孤电子对，价层电子对数为4，形成四面体的VSEPR模型，略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，氨气分子立体构型就是三角锥形；可将中心原子N的核电荷放大和缩小的方法获得，与NH3互为等电子体的离子为H3O＋或 CH 等；(4)确定物质是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行X射线衍射；1 mol [Cu(NH3)4]2－含有的σ键的数目为：N—H键12 mol，Cu—N键4 mol，共16 mol，或 9.632×1024。(5) 观察面心的N，‎ 每个N连有4个B原子，处于晶胞顶点上的原子的配位数为4；晶体中N位于晶胞体对角线的1/4处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连，则连线为三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的一半，晶胞中N原子个数为×8＋6‎ ‎×＝4，B原子个数为4,4个B原子的体积为：πr3×4，晶胞体积：，B的空间利用率为πr3×4÷×100%＝×100%。‎ ‎【答案】　(1) ‎ ‎5　(2)sp3‎ ‎(3)NH3 中 N 原子有 3 个σ键，有一对孤电子对，价层电子对数为4，形成四面体的VSEPR模型，略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，氨气分子立体构型就是三角锥形　H3O＋、 CH等 ‎(4)X射线衍射　16NA(或 9.632×1024)‎ ‎(5)4　×100%‎ ‎2．(2017· 邵阳第三次联考)人类很早就懂得使用铁器，如今对铁元素的研究依然热度不减。请回答：‎ ‎(1)铁原子L能层上有________种不同运动状态的电子，基态铁原子的价电子排布式是________；‎ ‎(2)血红素是血液的重要组成部分，其结构如图。其中C原子和N原子具有的相同的杂化方式是________，N与Fe之间存在的相互作用是________。血红素在人体内合成时的基本原料之一是甘氨酸()，其分子中含有σ键和π键的个数比是________；‎ ‎(3)单质铁的某种晶体拥有体心立方晶胞，其配位数是________，若其晶胞边长为a pm，其晶体密度是________ g/cm3(用含a的代数式表示，NA 表示阿伏加德罗常数)。‎ ‎(4)铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])俗称赤血盐，可用于检验Fe2＋，反应的离子方程式是______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________，‎ 其配体的电子式是________，与其配体互为等电子体的微粒有____________ (任写两种，填化学式)。‎ ‎【解析】　(1)铁的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，L能层为2s22p6，有8种不同运动状态的电子，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。‎ ‎(2)根据每个N原子含有的σ 键个数与孤电子对数之和判断其杂化方式；血红素中N原子有的含有3个σ键和一个孤电子对，属于sp3杂化；有的含有3个σ 键和一个π键，属于sp2杂化方式；C原子也有sp2和sp3两种杂化方式；N与Fe之间存在的相互作用是极性键、配位键；甘氨酸()，其分子中σ键和π键的个数比为9∶1。‎ ‎(3)根据晶胞中的配位情况，一个晶胞中含有2个铁，1 pm＝10－‎10 cm，由ρ＝＝＝ g/cm3。 (4)铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])俗称赤血盐，可用于检验Fe2＋，反应的离子方程式为 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓；其配体为CN－，它的电子式为[∶C⋮⋮N∶]－；等电子体为电子数相等，原子数也相等，与其配体互为等电子体的微粒有N2、CO、C等。‎ ‎【答案】　(1)8　3d64s2　(2)sp2、sp3　极性键、配位键　9∶1　(3)8　　(4)3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓　[∶C⋮⋮N∶]－　N2、C、CO等