第11題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3)課件

1、復(fù)習(xí)建議：4課時(shí)(題型突破2課時(shí)習(xí)題2課時(shí))第11題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3)命題調(diào)研(20152019五年大數(shù)據(jù))命題角度1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)2.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)3.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)分布核心素養(yǎng)：宏觀辨識(shí)與微觀探析考情解碼：預(yù)計(jì)2020年高考仍會(huì)借助新科技、新能源為背景，圍繞某一主題考查原子核外電子排布式(圖)、電離能、電負(fù)性、鍵、鍵、雜化方式、分子或離子的空間構(gòu)型(價(jià)層電子對(duì)互斥理論)、化學(xué)鍵及氫鍵、晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及微粒間作用力、晶體的熔、沸點(diǎn)比較及晶胞的計(jì)算，特別是對(duì)空間想象能力和計(jì)算能力的考查，是近幾年的考查重點(diǎn)，復(fù)習(xí)時(shí)加以重視！1.(2019課標(biāo)全國(guó)，35)在普通鋁中加入少量Cu

2、和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅(jiān)鋁”，是制造飛機(jī)的主要材料。回答下列問(wèn)題：(1)下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是_(填標(biāo)號(hào))。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是_、_。乙二胺能與Mg2、Cu2等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是_，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是_(填“Mg2”或“Cu2”)。(3)一些氧化物的熔點(diǎn)如表所示：氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點(diǎn)/1 5702 80023.875.5解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因_。

3、(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離x_pm，Mg原子之間最短距離y_pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是_gcm3(列出計(jì)算表達(dá)式)。解析(1)由題給信息知，A項(xiàng)和D項(xiàng)代表Mg，B項(xiàng)和C項(xiàng)代表Mg。A項(xiàng)，Mg再失去一個(gè)電子較難，即第二電離能大于第一電離能，所以電離最外層一個(gè)電子所需能量A大于B；3p能級(jí)的能量高于3s，3p能級(jí)上電子較3s上易失去，故電離最外層一個(gè)電子所需能量AC、AD，選A。(2)乙二胺分子中，1個(gè)N原子形成

4、3個(gè)單鍵，還有一個(gè)孤電子對(duì)，故N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，N原子采取sp3雜化；1個(gè)C原子形成4個(gè)單鍵，沒有孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，采取sp3雜化。乙二胺中2個(gè)N原子提供孤電子對(duì)與金屬鎂離子或銅離子形成穩(wěn)定的配位鍵，故能形成穩(wěn)定環(huán)狀離子。由于銅離子半徑大于鎂離子，形成配位鍵時(shí)頭碰頭重疊程度較大，其與乙二胺形成的化合物較穩(wěn)定。2.(2019課標(biāo)全國(guó)，35)近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為FeSmAsFO組成的化合物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)元素As與N同族。預(yù)測(cè)As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_，其沸點(diǎn)比NH3的_(填“高”或“低”)，其判斷理由是_。(2)Fe成為陽(yáng)離子時(shí)

5、首先失去_軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3價(jià)層電子排布式為_。(3)比較離子半徑：F_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。解析(1)AsH3的中心原子As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(53)/24，包括3對(duì)成鍵電子和1對(duì)孤對(duì)電子，故其立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。NH3中N的電負(fù)性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子間氫鍵，從而使其沸點(diǎn)升高。(2)Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2，其陽(yáng)離子Fe2、Fe3的價(jià)層電子排布式分別是3d6、3d5，二者均首先失去4s軌道上的電子；Sm失去3個(gè)電子成為Sm

6、3時(shí)首先失去6s軌道上的電子，然后失去1個(gè)4f軌道上的電子，故Sm3的價(jià)層電子排布式為4f5。(3)F與O2電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，原子核對(duì)核外電子的吸引力越大，離子半徑越小，故離子半徑FINi的原因是_。(3)(2016)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是_。(4)(2016)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga_As(填“大于”或“小于”，下同)，第一電離能Ga_As。答案(1)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有相對(duì)穩(wěn)定性，故不易結(jié)

7、合一個(gè)電子(2)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(3)OGeZn(4)大于小于智能點(diǎn)三分子間作用力及對(duì)物理性質(zhì)的影響1.共價(jià)鍵(1)分類(2)鍵、鍵的判斷方法由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為鍵，“肩并肩”重疊為鍵。由共用電子對(duì)數(shù)判斷單鍵為鍵；雙鍵或三鍵，其中一個(gè)為鍵，其余為鍵。由成鍵軌道類型判斷s軌道形成的共價(jià)鍵全部是鍵；雜化軌道形成的共價(jià)鍵全部為鍵。2.特殊共價(jià)鍵：配位鍵(1)孤電子對(duì)分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。(2)配位鍵成鍵原子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道形成的共價(jià)鍵。(3)配合物如Cu(NH3)4SO4：配位體有孤電子對(duì)，如H2O、NH

8、3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空軌道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。示例 (全國(guó)卷精選)(1)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_。模板標(biāo)準(zhǔn)答案Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長(zhǎng)，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)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/ 49.526146沸點(diǎn)/ 83.1186約400模板標(biāo)準(zhǔn)答案GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)3.分子間

9、作用力及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵氫鍵范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大形成氫鍵元素的電負(fù)性原子半徑對(duì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使熔、沸點(diǎn)升高，溶解度增大鍵能越大，穩(wěn)定性越強(qiáng)示例 (全國(guó)卷精選)(1)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。(2)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為_，不同之處為_。(填標(biāo)號(hào))A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C.立體

10、結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵類型(3)Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_。在Ni(NH3)62中Ni2與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是_。答案(1)spsp3(2)ABDC(3)正四面體形配位鍵N智能點(diǎn)四晶胞及組成微粒計(jì)算1.晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算方法均攤法2.晶胞求算(2)晶體微粒與M、之間的關(guān)系若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對(duì)原子質(zhì)量)；又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為a3 g(a3為晶胞的體積，a為晶胞邊長(zhǎng)或微粒間距離)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為a3 NA g，因此有xMa3 NA。示例 (全國(guó)卷精選)某鎳白銅合金的立方

11、晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_。若合金的密度為d gcm3，晶胞參數(shù)a_nm。微題型1以指定元素或物質(zhì)為背景的多角度立體考查典例演示1 釹鐵硼磁鐵是最常使用的稀土磁鐵，被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。生產(chǎn)釹鐵硼磁鐵的主要原材料有稀土金屬釹、純鐵、鋁、硼以及其他物質(zhì)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)釹(Nd)為60號(hào)元素，在元素周期表中位于第_周期；基態(tài)Fe2外圍電子的軌道表達(dá)式為_。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得AlCl3的實(shí)際存在形式為Al2Cl6，其分子的球棍模型如圖所示。該分子中Al原子采取_雜化。Al2Cl6與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成NaAl(OH)4，Al(OH)4中存在的化學(xué)鍵有_(填標(biāo)號(hào))。A.

12、離子鍵B.極性共價(jià)鍵C.金屬鍵D.非極性共價(jià)鍵E.氫鍵(3)FeO是離子晶體，其晶格能可通過(guò)如下的BornHaber循環(huán)計(jì)算得到。基態(tài)Fe原子的第一電離能為_kJmol1，F(xiàn)eO的晶格能為_kJmol1。(4)因材料中含有大量的釹和鐵，容易銹蝕是釹鐵硼磁鐵的一大弱點(diǎn)，可通過(guò)電鍍鎳(Ni)等進(jìn)行表面涂層處理。已知Ni可以形成化合物四羰基鎳Ni(CO)4，其為無(wú)色易揮發(fā)劇毒液體，熔點(diǎn)為25 ，沸點(diǎn)為43 ，不溶于水，易溶于乙醇、苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑，四羰基鎳的晶體類型是_，寫出與配體互為等電子體的分子和離子的化學(xué)式_(各寫一種)。(5)已知立方BN晶體硬度很大，其原因是_；其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，設(shè)

13、晶胞中最近的B、N原子之間的距離為a nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體的密度為_ gcm3(列式即可，用含a、NA的代數(shù)式表示)。題型訓(xùn)練1 2019年5月910日，第十一屆國(guó)際稀土峰會(huì)在山東青島召開，世界各地行業(yè)精英齊聚青島，共商稀土行業(yè)發(fā)展大計(jì)。稀土元素包括鈧、釔和鑭系元素。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫出基態(tài)二價(jià)鈧離子(Sc2)的核外電子排布式_，其中電子占據(jù)的軌道數(shù)為_。(2)在用重量法測(cè)定鑭系元素和使鑭系元素分離時(shí)，總是使之先轉(zhuǎn)換成草酸鹽，然后經(jīng)過(guò)灼燒而得其氧化物，如2LnCl33H2C2O4nH2O=Ln2(C2O4)3nH2O6HCl。(3)下表列出了核電荷數(shù)為2125的元素的最

14、高正化合價(jià)：對(duì)比上述五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正化合價(jià)，你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是_。元素名稱鈧鈦釩鉻錳元素符號(hào)ScTiVCrMn核電荷數(shù)2122232425最高正價(jià)34567(4)PrO2(二氧化鐠)的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2相似，晶胞中Pr(鐠)原子位于面心和頂點(diǎn)。假設(shè)相距最近的Pr原子與O原子之間的距離為a pm，則該晶體的密度為_gcm3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，不必計(jì)算出結(jié)果)。微題型2以推斷元素為背景的“拼盤式”考查典例演示2 A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素，A2和B具有相同的電子構(gòu)型；C、D為同周期元素，C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子

15、?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)四種元素中電負(fù)性最大的是_(填元素符號(hào))，其中C原子的核外電子排布式為_。(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是_(填分子式)，原因是_；A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為_和_。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為13的化合物E，E的立體構(gòu)型為_，中心原子的雜化軌道類型為_。(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為_，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_，單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A，其化學(xué)方程式為_。(5)A和B能夠形成化合物F，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)a0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為_；晶胞中A原子的配位數(shù)為_；列式計(jì)算晶體F的密度(gcm3) _。解析由C元素原子核

16、外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍可知，C是磷元素；由A2和B具有相同的電子構(gòu)型，且A、B原子序數(shù)小于15可知，A是氧元素，B是鈉元素；A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)依次增大，C、D為同周期元素，且D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子，因此D是氯元素。(1)元素的非金屬性O(shè)ClP，則電負(fù)性O(shè)ClP，Na是金屬元素，其電負(fù)性最??；P的電子數(shù)是15，根據(jù)構(gòu)造原理可寫出其核外電子排布式。(2)氧元素有O2和O3兩種同素異形體，相對(duì)分子質(zhì)量O3O2，范德華力O3O2，則沸點(diǎn)O3O2。A和B的氫化物分別是H2O和NaH，所屬晶體類型分別為分子晶體和離子晶體。(3)PCl3分子中P含有一對(duì)孤電子對(duì)，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為

17、4，因此其立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子P的雜化軌道類型為sp3雜化。題型訓(xùn)練2 A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。已知A元素基態(tài)原子的核外電子分占四個(gè)原子軌道；B元素基態(tài)原子的成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的6倍；C元素是同周期元素中電負(fù)性最大的元素；D元素基態(tài)原子的L層與M層的電子數(shù)相等，且與s能級(jí)的電子總數(shù)相等；E元素可與C元素形成2種常見化合物，其中一種為棕黃色，另一種為淺綠色。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)E元素基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為_，屬于_區(qū)的元素。(2)A、B兩元素的氧化物的晶體類型分別為_、_；寫出B元素的最高價(jià)氧化物與HF溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)

18、和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、晶體類型判斷等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的分析判斷及計(jì)算能力。根據(jù)題意可知A為C(碳)，B為Si，C為Cl、D為Ca、E為Fe。(1)E元素(Fe)基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d64s2，屬于d區(qū)的元素。(2)CO2、SiO2分別屬于分子晶體、原子晶體。SiO2與HF溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO24HF=SiF42H2O。(3)H2C=CH2的產(chǎn)量常作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，該分子中鍵和鍵的數(shù)目分別為5、1?！绢}型解碼素養(yǎng)生成】題型解碼：四步解題第一步：根據(jù)所確定的元素的位置，完成排布式(圖)的書寫，注意第四周期元素，并根據(jù)所處位置完成電負(fù)性和電離能的大小比較，注意特殊情況。第二步：根據(jù)所組成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定對(duì)應(yīng)物質(zhì)的分子極性、空間構(gòu)型、中心原子雜化、及微粒間的作用力對(duì)性質(zhì)的影響，注意氫鍵和配位鍵這兩種特殊作用