（新課標）高考化學總復習大題突破（五）物質結構與性質講義.docx

物質結構與性質(對應復習講義第181頁)題型解讀該題型專題是根據(jù)高考化學大題選做題物質結構與性質設計的。該題型的特點一般有三類：一類是指定一種重要元素從不同的角度設計若干問題考查物質結構與性質的重點知識；二類是指定若干不同元素或與反應有關的元素，從不同角度設計問題考查結構與性質的差異；三類是根據(jù)題干敘述推斷出若干元素，然后設計問題考查物質結構與性質的有關重要知識。類型1以指定的一種元素為載體考查物質結構與性質典例示范 (15分)(2016全國卷)鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar_，有_個未成對電子。(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構角度分析，原因是_。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔點/49.526146沸點/83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是_。(5)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為_，微粒之間存在的作用力是_。(6)晶胞有兩個基本要素：原子坐標參數(shù)，表示晶胞內部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為；C為。則D原子的坐標參數(shù)為_。晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a565.76 pm，其密度為_gcm3(列出計算式即可)。,研題破題 Ge(第四周期A族)32個電子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2未成對電子是軌道內只有一個電子雙鍵或三鍵說明含鍵鍵由pp軌道“肩并肩”重疊而成，要求原子半徑較小熔、沸點較低分子晶體電負性指吸引電子的能力，非金屬性越強，電負性越大Ge晶體為原子晶體D原子在晶胞的左后下方處答案與評分(1)3d104s24p22(每空2分，共4分)(2)Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵(2分)(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(2分)(4)OGeZn(1分)(5)sp3共價鍵(每空1分，共2分)(6)(2分)107(2分)母題變式(1)Ge元素有4價、2價兩種化合價，其中4價的化合物比2價的化合物穩(wěn)定，則GeCl2應具有較強的_(填“氧化性”或“還原性”)。(2)Ge單晶具有金剛石型結構，Ge原子不能形成密堆積的原因是_。答案(1)還原性(2)Ge晶體中粒子作用力為共價鍵，而共價鍵具有方向性和飽和性跟蹤訓練鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，制備金屬鈦的一種流程如下：請回答下列問題：(1)基態(tài)鈦原子的價層電子排布圖為_，其原子核外共有_種運動狀態(tài)不同的電子，Ti形成的4價化合物最穩(wěn)定，原因是_。金屬鈦晶胞如圖1所示，為_(填堆積方式)堆積。(2)已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為37 ，沸點為136 ，可知TiCl4為_晶體。用鋅處理TiCl4的HCl溶液，后經不同處理可得到兩種不同的TiCl36H2O晶體：Ti(H2O)6Cl3(紫色)、TiCl(H2O)5Cl2H2O(綠色)。兩者配位數(shù)_(填“相同”或“不同”)，綠色晶體中的配體是_。(3)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖2所示?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲，主要原因是_?；衔镆抑胁扇p3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序為_。CH3OCH2CO化合物甲CH3OCH2CNH2HCH3化合物乙圖2(4)硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結構如圖3所示。該陽離子為_。(5)鈣鈦礦晶體的結構如圖4所示。鈦離子位于立方晶胞的頂點，被_個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被_個氧離子包圍。鈣鈦礦晶體的化學式為_。答案(1)3d4s22最外層達到8電子穩(wěn)定結構六方最密(2)分子相同H2O、Cl(3)化合物乙分子間形成氫鍵NOC(4)TiO2(或TiO)(5)612CaTiO3類型2以同族或有聯(lián)系的一類元素為載體考查物質結構與性質典例示范 (15分)(2017全國卷)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應用前景。回答下列問題：(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為_。元素Mn與O中，第一電離能較大的是_，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是_。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。(3)在CO2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質中，沸點從高到低的順序為_，原因是_。(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)中的化學鍵除了鍵外，還存在_。(5)MgO具有NaCl型結構(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a0.420 nm，則r(O2)為_nm。MnO也屬于NaCl型結構，晶胞參數(shù)為a0.448 nm，則r(Mn2)為_nm。,研題破題 Co為27號元素1s22s22p63s23p63d74s2第一電離能指失去一個電子需要的能量，O是非金屬難失去電子未成對電子指的是一個原子軌道只有一個電子即，O的2p4為，Mn的3d5為CO2和CH3OH的結構式分別為CO，CHHHOH雜化方式分別為sp，sp34種物質為CO2、H2、CH3OH、H2O，均為分子晶體。H2O、CH3OH存在分子間氫鍵，但H2O形成的氫鍵較多Mn(NO3)2為離子化合物面心立方最密堆積面對角線上的O2緊密接觸4r(O2)aMnO屬于NaCl型結構Mn2與O2在棱上緊密接觸2r(O2)2r(Mn2)a0.448 nm答案與評分(1)Ar3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)(2分)OMn(每空1分，共2分)(2)spsp3(每空1分，共2分)(3)H2OCH3OHCO2H2(1分)H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大(2分，要點不全不給分)(4)離子鍵和鍵(鍵)(每空1分，共2分)(5)0.1480.076(每空2分，共4分)母題變式(1)CH3OH易溶于水的理由是_。(2)Co的價電子軌道表示式為_。(3)MnO的晶胞參數(shù)為a0.448 nm，阿伏加德羅常數(shù)為6.021023 mol1，MnO的摩爾質量為71 g/mol，則MnO晶體的密度為_gcm3。(列式即可)答案1)CH3OH和水均為極性分子，相似相溶，且CH3OH與H2O可形成分子間氫鍵(2)3d4s(3)跟蹤訓練太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、硒、氮、硼、鎵、鎂、鈣等化學物質。(1)基態(tài)亞銅離子(Cu)的價層電子排布式為_；高溫下CuO容易轉化為Cu2O，試從原子結構角度解釋原因：_。(2)氮元素原子的第一電離能在同周期中從大到小排第_位；NaN3是傳統(tǒng)安全氣囊中使用的氣體發(fā)生劑，與其陰離子互為等電子體的分子、離子分別是_(各舉1例)，N的立體構型是_。(3)鎵元素、硼元素位于同一主族，均具有缺電子性(價電子數(shù)少于價層軌道數(shù))。氮化鎵(GaN)的晶體結構如圖1所示，晶體中N、Ga原子的軌道雜化類型_(填“相同”或“不同”)。判斷該晶體結構中存在配位鍵的依據(jù)是_。(4)晶體硼的結構單元是正二十面體，每個單元中有12個硼原子(如圖2)，其中有兩個原子為10B，其余為11B，則該結構單元有_種不同的結構類型。(5)如圖3為碳化硅的晶胞。已知：碳的原子半徑為a108cm，硅的原子半徑為b108cm，假設碳、硅原子是剛性小球，在晶體中彼此相切，計算碳化硅晶體的密度為_(只要求列出算式)g/cm3，查表知該密度比實測值偏小，其原因可能是_。(6)難溶碳酸鹽受熱易分解，試比較MgCO3和CaCO3的穩(wěn)定性，并說明理由：_。解析(1)本問考查核外電子排布。亞銅離子的價層電子排布處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)，故高溫下CuO易轉化為Cu2O。(2)本問考查電離能含義和元素周期律。N的價層電子排布呈半充滿狀態(tài)，故N的第一電離能比O的大，氮元素原子的第一電離能在同周期中從大到小排第3位。根據(jù)等電子體的結構相似可推知N的立體構型。(3)本問考查雜化類型、配合物的成鍵情況。因Ga原子缺電子，價層有空軌道，N原子的孤對電子進入Ga原子的價層空軌道形成配位鍵，各自達到穩(wěn)定結構。(4)本問考查晶胞的組成。根據(jù)空間對稱情況，從上往下分為1、5、5、1個B原子，故有3種類型。(5)本問考查晶胞的組成并進行相關計算。根據(jù)“相切”這一信息結合原子半徑進行計算，但形成共價鍵時原子間有部分重疊，實際體積應偏小，故計算得到的密度會比實測值偏小。(6)本問考查離子晶體的結構微粒及微粒間的作用力的區(qū)別。碳酸鹽分解時破壞的是碳原子與氧原子間的共價鍵，鎂離子的半徑小，對陰離子的作用更強，有助于共價鍵的斷裂，故碳酸鎂穩(wěn)定性弱些。答案(1)3d10Cu2O中Cu的價層電子排布處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)(2)3CO2、SCN(其他答案合理即可)直線形(3)相同GaN晶體中，每個Ga原子與4個氮原子結合，而Ga原子只有3個價電子，且價層有空軌道，故需N原子提供孤電子對形成配位鍵(4)3(5)碳、硅原子間形成共價鍵，發(fā)生部分重疊，使碳、硅原子間的實際距離比兩個原子半徑之和要小，所以計算得到的晶胞體積比實際的偏大，計算得到的密度比實測值偏小(6)穩(wěn)定性CaCO3MgCO3，碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根離子中的氧離子，從而使碳酸根離子分解為二氧化碳分子，產物中氧化鎂和氧化鈣均為離子晶體，因為鎂離子的半徑小于鈣離子的半徑，氧化鎂的晶格能較大，更穩(wěn)定，更易于生成類型3以推斷元素為載體考查物質結構與性質典例示范 (15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數(shù)為其內層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子。回答下列問題：(1)b、c、d中第一電離能最大的是_(填元素符號)，e的價層電子軌道示意圖為_。(2)a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為_；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是_(填化學式，寫出兩種)。(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是_；酸根呈三角錐結構的酸是_。(填化學式)(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結構如圖1，則e離子的電荷為_。(5)這5種元素形成的一種11型離子化合物中，陰離子呈四面體結構；陽離子呈軸向狹長的八面體結構(如圖2所示)。該化合物中，陰離子為_，陽離子中存在的化學鍵類型有_；該化合物加熱時首先失去的組分是_，判斷理由是_。,研題破題 推出a為H推出c為O繼而確定b為N，d為S推出e為1s22s22p63s23p63d104s1即29號CuA、A比同周期相鄰兩族的第一電離能都大三角錐形雜化類型為sp3形成的含氧酸有HNO3、HNO2、H2SO4、H2SO3根據(jù)圖1可知c、e形成的化合物的化學式為Cu2OCu的化合價為1價可推出陰離子為SO，陽離子為Cu(NH3)4(H2O)22答案與評分(1)N3d4s(每空1分，共2分)(2)sp3(1分)H2O2、N2H4(2分)(3)HNO2、HNO3(2分)H2SO3(1分)(4)1(2分)(5)SO(1分)共價鍵和配位鍵(2分)H2O(1分)H2O與Cu2的配位鍵比NH3與Cu2的弱(1分)母題變式(1)SO、SO、NO、NO的雜化類型分別為_。(2)題中圖1中c的配位數(shù)為_。(3)1 molCu(NH3)4(H2O)22中鍵數(shù)目為_。答案(1)sp3、sp3、sp2、sp2(2)4(3)22NA跟蹤訓練已知A、B、C、D、E五種元素是周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。其中A、B、C為同周期的非金屬元素，且B、C原子中均有兩個未成對電子。D、E為同周期元素且分別位于s區(qū)和d區(qū)。五種元素所有的s能級電子均為全充滿。E的d能級電子數(shù)等于A、B、C最高能層的p能級電子數(shù)之和?；卮鹣铝袉栴}：(1)五種元素中，電負性最大的是_(填元素符號)。(2)E常有2價，3價兩種價態(tài)，畫出E2的價電子排布圖_。(3)與BC互為等電子體的分子、離子分別是_(各舉1例)，BC的結構式為_(若有配位鍵，須用“”表示出來)，實驗測得該分子的極性極弱，試從結構方面進行解釋_。(4)自然界中，含A的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學式寫作Na2A4O710H2O，實際上它的結構單元是由2個H3AO3和2個A(OH)4縮合而成的雙六元環(huán)，應該寫成Na2A4O5(OH)48H2O，其結構式如圖1所示，它的陰離子可形成鏈狀結構。圖1A原子的雜化方式為_。Na2A4O5(OH)48H2O的陰離子由極性鍵和配位鍵構成，請在圖中用“”標出其中的配位鍵。該陰離子通過_相互結合形成鏈狀結構。已知H3AO3為一元弱酸，根據(jù)上述信息，用離子方程式解釋分析H3AO3為一元酸的原因：_。(5)E2在水溶液中以E(H2O)62形式存在，向含