高中化學高考二輪復習 上篇18

第15講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[最新考綱]1．原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(1)了解原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)；(2)了解元素電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)；(3)了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應用；(4)了解電負性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負性的關(guān)系。2．化學鍵與物質(zhì)的性質(zhì)(1)理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)；(2)了解共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)；(3)了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；(4)理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)；了解金屬晶體常見的堆積方式；(5)了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)；(6)能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3．分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)(1)了解化學鍵和分子間作用力的區(qū)別；(2)了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)；(3)了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別；(4)能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進行相關(guān)的計算；(5)了解晶格能的概念及其對離子晶體性質(zhì)的影響。常考點一原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系[知識特訓]1．填空：掌握電離能和電負性概念(1)電離能①含義第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，符號I，單位kJ·mol－1。②規(guī)律a．同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢。b．同族元素：從上至下元素的第一電離能逐漸減小。c．同種原子：逐級電離能越來越大(即I1<I2<I3…)。(2)電負性①含義：不同元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強。②變化規(guī)律a．金屬元素的電負性一般小于，非金屬元素的電負性一般大于，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在左右，它們既有金屬性又有非金屬性。b．在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負性逐漸減小。2．填空：電離能和電負性概念的應用(1)原子序數(shù)為24的元素原子的基態(tài)原子①核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，價電子排布式是[Ar]3d54s1；②有4個電子層，7個能級；有6個未成對電子；③在周期表中的位置是第四周期第ⅥB族。(2)試用“＞”“＜”或“＝”表示元素C、N、O、Si的下列關(guān)系：①第一電離能：N＞O＞C＞Si(用元素符號表示，下同)。②電負性：O＞N＞C＞Si。③非金屬性：O＞N＞C＞Si。[精華聚焦]1．基態(tài)原子核外電子排布的表示方法(1)電子排布式按電子排入各電子層中各能級的先后順序，用能級符號依次寫出各能級中的電子數(shù)，同時注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)簡化電子排布式“[稀有氣體]＋價層電子”排布的形式表示。如：Cu：[Ar]3d104s1(3)電子排布圖用方框表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的電子，按排入各能層中各能級的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如：S：2.元素電離能和電負性的應用(1)元素電離能的應用,①判斷元素金屬性的強弱,電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強；反之越弱。,②判斷元素的化合價,如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n價，如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1價。(2)電負性的應用,應用[重溫真題]1．原子核外電子的排布(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對自旋相反的電子。[2023·全國新課標Ⅰ，37(1)](2)基態(tài)Ni原子的電子排布式為________，該元素位于元素周期表中的第________族。[2023·福建理綜，31(3)②](3)N的基態(tài)原子核外電子排布式為________；Cu的基態(tài)原子最外層有________個電子。[2023·安徽理綜，25(2)](4)Si元素基態(tài)原子的電子排布式是_____________________________________________。[2023·四川理綜，8(1)](5)Cu2＋的電子排布式是________。[2023·浙江自選，15(1)](6)Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，與Cr3＋形成配位鍵的原子是________(填元素符號)。[2023·江蘇化學，31A(1)](7)Mg原子核外電子排布式為________；Ca原子最外層電子的能量________Mg原子最外層電子的能量。(選填“低于”、“高于”或“等于”)。(2023·上海化學，26)解析(1)基態(tài)14C原子核外電子排布式為1s22s22p2，2個s軌道分別存在1對自旋相反的電子，2p軌道上的2個電子自旋方向相同。(2)28號元素Ni的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；該元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。(3)N為7號元素，基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3；Cu為29號元素，其原子核外各電子層電子數(shù)依次為：2、8、18、1，最外層有1個電子。(4)Si位于第三周期第ⅣA族，從而可寫出其基態(tài)原子的電子排布式。(5)Cu的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去2個電子生成Cu2＋，Cu2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(6)Cr為24號元素，注意寫Cr3＋基態(tài)核外電子排布式時，應先寫出鉻原子的基態(tài)核外電子排布式[Ar]3d54s1，再由外向內(nèi)依次失去3個電子，則Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d3；Cr3＋有空軌道，H2O中O有孤電子對，形成配合物時O為配位原子。(7)Mg為12號元素，其原子核外各電子層電子數(shù)依次為2、8、2，根據(jù)金屬性：Ca>Mg，則Ca原子最外層電子的能量高于Mg原子最外層電子的能量。答案(1)電子云2(2)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2Ⅷ(3)1s22s22p31(4)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2(5)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(6)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)O(7)1s22s22p63s2或[Ne]3s2高于2．元素的性質(zhì)(1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為________________________________________________________________________。[2023·福建理綜，31(1)](2)原子半徑：Al________Si，電負性：N________O(用“>”或“<”填空)。[2023·安徽理綜，25(3)節(jié)選](3)第一電離能Si________S(用“>”或“<”填空)。[2023·安徽理綜，25(2)](4)F、K、Fe、Ni四種元素中第一電離能最小的是________，電負性最大的是________(填元素符號)。[2023·新課標Ⅱ，37(2)改編](5)請回答下列問題：①N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下：電離能I1I2I3I4……Im/kJ·mol－15781817274511578則該元素是________(填寫元素符號)。②基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式是________。Ge的最高價氯化物分子式是________。該元素可能的性質(zhì)或應用有________。A．是一種活潑的金屬元素B．其電負性大于硫C．其單質(zhì)可作為半導體材料D．其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點[2023·浙江自選，15(1)(2)]解析(1)元素的非金屬性越強，其電負性越大。因為元素的非金屬性由強到弱的順序為：O＞C＞H，所以元素的電負性從小到大的順序為：H＜C＜O。答案(1)H、C、O(2)><(3)＜(4)KF(5)①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2GeCl4CD感悟高考1．題型：Ⅱ卷填空題(選做)2．考向：本考點在高考中常見的命題角度有原子核外電子的排布規(guī)律及其表示方法、原子結(jié)構(gòu)與元素電離能和電負性的關(guān)系及其應用。在高考試題中，各考查點相對獨立，難度不大。3．注意點：在寫電子排布圖時，要正確理解洪特規(guī)則及其特例以及能量最低原理的應用。[最新模擬]1．短周期元素A、B、C、D。A元素的原子最外層電子排布為ns1，B元素的原子價電子排布為ns2np2，C元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，D元素原子的M電子層的p能級中有3個未成對電子。(1)若A為非金屬元素，則A與C形成的化合物與A與D形成的化合物相比，穩(wěn)定性為________＞________(填化學式)。(2)n＝2時B的最高價氧化物對應水化物與當n＝3時B的最高價氧化物對應水化物相比，兩者酸性________＞________(填化學式)。通過實驗__________________________________加以證明。(3)若A元素的原子最外層電子排布為2s1，B元素原子的價電子排布為3s23p2，A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序是________________(用元素符號表示)。解析因A的最外層電子排布為ns1，可能是H或Li、Na。C的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，應是O，D元素原子的M電子層的p能級中有3個未成對電子，電子排布式應為1s22s22p63s23p3是P。A是非金屬時應是H，與C、D分別形成H2O、PH3，H2O更穩(wěn)定。B元素的原子價電子排布為ns2np2，當n＝2、3時分別是C、Si，H2CO3酸性強于H2SiO3；可以通過向硅酸鈉的溶液中通入CO2氣體得到白色沉淀加以證明。A元素的原子最外層電子排布為2s1，應是鋰。B元素的原子價電子排布為3s23p2，應是硅。根據(jù)第一電離能的變化規(guī)律，由大到小的順序為O＞P＞Si＞Li。答案(1)H2OPH3(2)H2CO3H2SiO3向硅酸鈉的溶液中通入CO2氣體得到白色沉淀(3)O＞P＞Si＞Li2．(2023·棗莊模擬)下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。請回答下列問題：(1)表中屬于d區(qū)元素的是________(填元素符號)。(2)表示元素①的6個原子與元素③的6個原子形成的某種環(huán)狀分子的名稱為________；③和⑦形成的一種常見溶劑的化學式為________，其立體構(gòu)型為________。(3)某元素原子的外圍電子排布式為nsnnpn＋1，該元素與元素①形成的最簡單分子X屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。(4)元素④的第一電離能________(填“＞”、“＝”或“＜”，下同)元素⑤的第一電離能；元素⑥的電負性________元素⑦的電負性。(5)元素⑦和⑧形成的化合物的電子式為_________________________________________。(6)元素⑩的基態(tài)原子核外電子排布式是________________________________________。(7)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如上表中元素②與元素⑤的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請寫出元素②的氫氧化物與NaOH溶液反應的化學方程式：______________________________________________________。解析(1)只有元素⑨即Ti屬于d區(qū)元素。(2)環(huán)狀分子為C6H6，其名稱為苯。③是C，⑦是Cl，兩者形成的常見溶劑是CCl4。(3)s軌道最多容納2個電子，故n＝2，外圍電子排布式為nsnnpn＋1，即2s22p3是氮元素。(4)Mg的第一電離能大于Al；P的電負性小于Cl。(5)元素⑦、⑧分別是Cl、Ca，兩者形成的化合物是CaCl2。(6)元素⑩是Cu，其原子3d軌道全充滿。(7)元素②為Be，元素⑤為Al，Be(OH)2具有兩性，可依照Al(OH)3與NaOH溶液反應的化學方程式寫出Be(OH)2與NaOH溶液反應的化學方程式。答案(1)Ti(2)苯CCl4正四面體(3)極性(4)＞＜(5)[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－Ca2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－(6)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(7)Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O——————[練后歸納]——————————————————“兩原理，一規(guī)則”的正確理解1．原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀態(tài)。易誤警示在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤：(1)(違反能量最低原理)(2)↑↑(違反泡利原理)(3)↑↓(違反洪特規(guī)則)(4)↑↓(違反洪特規(guī)則)2．同能級的軌道半充滿、全充滿或全空狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定如np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2?？键c二分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)[知識特訓]1．填空：掌握共價鍵的類型分類依據(jù)類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移原子間共用電子對的數(shù)目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對三鍵原子間有三對共用電子對2.分析下列化學式，選出劃線元素符合要求的物質(zhì)：A．C2H2B．H2OC．BeCl2D．CH4E．C2H4F．N2H4①既有σ鍵，又有π鍵的是AE。②sp3雜化的是BDF；sp2雜化的是E；sp雜化的是AC。③分子構(gòu)型為正四面體的是D，為“V”形的是B，為直線形的是AC。④分子間能形成氫鍵的物質(zhì)是BF，能作配體形成配位鍵的是BF。⑤含有極性鍵的非極性分子是ACDE。3．H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用sp3雜化。H3O＋中HOH鍵角比H2O中HOH鍵角大，原因為H2O中O原子有2對孤電子對，排斥力較大，H3O＋只有1對孤電子對，排斥力較小。4．SOeq\o\al(2－,4)的立體構(gòu)型是正四面體，其中S原子的雜化軌道類型是sp3雜化。[精華聚焦]1．中心原子雜化類型和分子構(gòu)型的相互判析分子組成(A為中心原子)中心原子的孤電子對數(shù)中心原子的雜化方式分子立體構(gòu)型示例AB20sp直線形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角錐形NH3AB40sp3正四面體形CH42.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵：由已經(jīng)和電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中(或同一分子中)電負性很強的原子之間形成的作用力。表示為AH…B(A、B為N、O、F，—表示共價鍵，…表示氫鍵)。氫鍵實質(zhì)上也是一種靜電作用。①氫鍵不屬于化學鍵，屬于一種較弱的作用力，其大小介于范德華力和化學鍵之間。②氫鍵存在于水、醇、羧酸、酰胺、氨基酸、蛋白質(zhì)、結(jié)晶水合物等中。(2)氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：①溶質(zhì)分子和溶劑分子間形成氫鍵，溶解度驟增，如氨氣極易溶于水。②分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點升高。③有些有機物分子可形成分子內(nèi)氫鍵，此時的氫鍵不能使物質(zhì)的熔、沸點升高。3．配位鍵(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。(2)配位鍵①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價鍵；②配位鍵的表示：常用“→”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NHeq\o\al(＋,4)可表示為。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。[重溫真題]1．(2023·安徽理綜，7)碳酸亞乙烯酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑，其結(jié)構(gòu)如右圖。下列有關(guān)該物質(zhì)的說法正確的是()A．分子式為C3H2O3B．分子中含6個σ鍵C．分子中只有極性鍵D．g該物質(zhì)完全燃燒得到LCO2解析A項，該有機物的分子式為C3H2O3，正確；B項，雙鍵中含有一個σ鍵和一個π鍵，則該有機物分子中含有8個σ鍵，錯誤；C項，分子中的碳碳雙鍵是非極性鍵，其它共價鍵是極性鍵，錯誤；D項，由于沒有給出所處的狀況，故無法確定mol該物質(zhì)完全燃燒生成CO2氣體的體積，錯誤。答案A2．(1)①碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②CS2分子中，共價鍵的類型有_______________________________________________，C原子的雜化軌道類型是________，寫出兩個與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[2023·新課標全國Ⅰ，37(2)(3)](2)利用價層電子對互斥理論判斷TU3(PCl3)的立體構(gòu)型是________。[2023·四川理綜，8(2)](3)①CH3COOH中C原子軌道雜化類型為______________________________________；1molCH3COOH分子含有σ鍵的數(shù)目為________。②與H2O互為等電子體的一種陽離子為________(填化學式)；H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為____________________________________。[2023·江蘇化學，21A(2)(3)](4)①關(guān)于下列分子的說法不正確的是________。A．既有σ鍵又有π鍵B．O—H鍵的極性強于C—H鍵的極性C．是非極性分子D．該物質(zhì)的分子之間不能形成氫鍵，但它可以與水分子形成氫鍵②下列說法正確的是________。A．HOCH2CH(OH)CH2OH與CH3CHClCH2CH3都是手性分子B．NHeq\o\al(＋,4)和CH4的空間構(gòu)型相似C．BF3與都是平面型分子D．CO2和H2O都是直線型分子[2023·浙江自選，15(3)(4)]解析(1)①碳原子有4個價電子，不易得電子也不易失電子，故鍵型以共價鍵為主。②CS2與CO2互為等電子體，結(jié)構(gòu)簡式為S=C=S，分子中含2個σ鍵、2個π鍵，因此碳原子采用sp雜化。與CS2互為等電子體的分子或離子，與其具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式，可用如下兩種方法尋找其等電子體，一是同主族替換，如CO2、COS，二是“左右移位、平衡電荷”，如SCN－、OCN－等。(2)PCl3分子有4對價層電子對，其中有一對孤電子對，三對成鍵電子對，根據(jù)電子對互斥理論可知，PCl3分子呈三角錐形。(3)①CH3COOH中—CH3中的碳原子為sp3雜化，—COOH中的碳原子為sp2雜化。由CH3COOH的結(jié)構(gòu)簡式，可知1mol分子中含有σ鍵7mol。②采用“左右移位，平衡電荷”法，可得出與H2O互為等電子體的陽離子H2F＋。H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶，除了因為它們都是極性分子外，還因為它們分子間還可以形成氫鍵。(4)①A選項，分子中含有碳碳雙鍵，因此既有σ鍵又有π鍵；B選項，O的電負性強于C的，因此O—H鍵的極性強于C—H鍵的極性；C選項，該分子結(jié)構(gòu)不對稱，因此屬于極性分子；D選項，該分子含有羥基，分子之間能形成氫鍵。②A選項，HOCH2CH(OH)CH2OH分子中沒有手性碳原子，不屬于手性分子，所以錯誤；B選項，兩種微粒均為正四面體結(jié)構(gòu)，所以正確；C選項，BF3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，兩者均屬于平面型分子，所以正確；CO2分子為直線型結(jié)構(gòu)，H2O分子為“V”形結(jié)構(gòu)，所以錯誤。答案(1)①C有4個價電子且半徑小，難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)②σ鍵和π鍵sp雜化CO2、COS、SCN－、OCN－等(2)三角錐形(3)①sp3雜化和sp2雜化7NA(或7××1023)②H2F＋H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵(4)①CD②BC3．(1)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化為乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為________，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是________________________________。[2023·課標卷Ⅰ，37(3)](2)Zn的氯化物與氨水反應可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為________。[2023·江蘇化學，21A(5)]中碳原子的雜化軌道類型有________。[2023·四川理綜，10(1)](4)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構(gòu)型為________，其中氧原子的雜化方式為________________。[2023·山東理綜，33(3)]答案(1)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵(2)16NA或16××1023(3)sp2、sp3(4)V形sp3雜化4．(2023·福建理綜，31節(jié)選)(1)下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是________(填序號)。a．固態(tài)CO2屬于分子晶體b．CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子c．因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp(2)Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有________molσ鍵。(3)一定條件下，CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol－1CH4CO2①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是__________________________________。②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是________________________________________________________________________。解析(1)a項，固態(tài)CO2是由CO2分子通過分子間作用力結(jié)合而成的分子晶體，正確；b項，CH4分子中含有極性共價鍵，但由于該分子中的共價鍵排列對稱，因此該分子是非極性分子，錯誤；c項，固態(tài)時CH4和CO2都是分子晶體，分子之間通過分子間作用力結(jié)合，分子間作用力越強，物質(zhì)的熔沸點就越高，而不是取決于分子內(nèi)共價鍵的強弱，錯誤；d項，CH4分子中碳原子形成的都是σ鍵，C原子采取sp3雜化，而CO2分子中的C原子與兩個O原子形成的是碳氧雙鍵，含有2個σ鍵和2個π鍵，C原子采取sp雜化，正確。故答案選a、d。(2)Ni能與CO形成正四面體型的配合物Ni(CO)4，在每個配位體中含有1個σ鍵，在每個配位體與中心原子之間也形成1個σ鍵，所以1molNi(CO)4中含有8molσ鍵。(3)①“可燃冰”中分子間存在的兩種作用力分別是分子間作用力(也叫范德華力)和氫鍵。②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為nm，大于CO2分子的直徑nm)，而且CO2與H2O分子之間的結(jié)合能大于CH4，因此可以實現(xiàn)用CO2置換出“可燃冰”中CH4的設(shè)想。答案(1)ad(2)8(3)①氫鍵、范德華力②CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑，且與H2O的結(jié)合能大于CH4感悟高考題型：Ⅱ卷選做題考向：本考點在高考中的常見命題角度有圍繞某物質(zhì)判斷共價鍵的類型和數(shù)目，分子的極性、中心原子的雜化方式，微粒的立體構(gòu)型，氫鍵的形成及對物質(zhì)的性質(zhì)影響等，考查角度較多，但各個角度獨立性大，難度不大。注意點：注意掌握σ鍵與π鍵以及雜化軌道類型的判斷方法。[最新模擬]1．(2023·西安五校聯(lián)考)C、H、O、N是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要元素。鉻在工業(yè)上有重要應用，但其化合物對人體有害。請回答下列問題：(1)鉻元素原子基態(tài)時的電子排布式為________。(2)C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序是________，電負性由大到小的順序是________。(3)CH2CH—CHCH2是重要的化工原料，1mol該化合物中σ鍵和π鍵數(shù)目之比是________。(4)C、H、O三種元素形成的最簡單化合物的立體構(gòu)型是________，其中心原子的雜化方式是________。(5)同碳原子數(shù)的醇與烷烴、同碳原子數(shù)的多元醇與一元醇相比，前者都比后者的熔、沸點高，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)Cr的3d軌道處于半充滿狀態(tài)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。(3)單鍵都是σ鍵，雙鍵中包括一個σ鍵和一個π鍵。所以1個CH2CH—CHCH2分子中含有9個σ鍵和2個π鍵，數(shù)目之比是9∶2。(4)C、H、O三種元素形成的最簡單化合物是HCHO，其立體構(gòu)型是平面三角形結(jié)構(gòu)；中心原子是C原子，形成3個σ鍵，所以是sp2雜化。(5)醇分子中含有羥基，易形成分子間氫鍵，并且氫鍵越多，熔、沸點越高，所以同碳原子數(shù)的醇與烷烴、同碳原子數(shù)的多元醇與一元醇相比，前者都比后者的熔、沸點高。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(2)N＞O＞CO＞N＞C(3)9∶2(4)平面三角形sp2(5)醇分子中含有羥基，易形成分子間氫鍵，且氫鍵越多，熔、沸點越高(答出要點即可)2．元素周期表第二周期有Li、Be、B、C、N、O、F七種主族元素。請回答下列問題：(1)如圖是第二周期主族元素第一電離能示意圖。其中③、⑥分別表示________、________(填元素符號)。(2)BF3、NF3的立體構(gòu)型分別為________、________。(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中的碳原子、氮原子的雜化方式分別為________、________。(4)氟化氫水溶液中存在的氫鍵有________種。(5)請用下表中化學鍵鍵能數(shù)據(jù)分析：硼和硅在自然界無游離態(tài)，都以含氧化合物形式存在的原因是____________________________________________________________?；瘜W鍵BOSiOBBSiSi鍵能/(kJ·mol－1)561452293222解析(1)第二周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，但Be、N反常，則②為N，③為O，⑤為B，⑥為Be。(2)BF3中B無孤電子對，立體構(gòu)型為平面三角形，NF3中N有一對孤電子對，立體構(gòu)型為三角錐形。(3)乙二胺中每個碳形成四根鍵，無孤電子對，雜化類型為sp3，每個氮原子形成三根鍵，有一對孤電子對，雜化類型為sp3。(4)氟化氫水溶液中HF與HF、H2O與H2O、HF與H2O之間均存在氫鍵，氫鍵類型有4種。(5)根據(jù)題給的鍵能數(shù)據(jù)，B—B鍵、Si—Si鍵的鍵能分別比B—O鍵、Si—O鍵的鍵能小，用鍵能越小越不穩(wěn)定來解釋。答案(1)OBe(2)平面三角形三角錐形(3)sp3sp3(4)4(5)B—O鍵的鍵能大于B—B鍵的鍵能，Si—O鍵的鍵能也大于Si—Si鍵的鍵能，所以B—B鍵和Si—Si鍵不穩(wěn)定，而傾向于形成穩(wěn)定性更強的B—O鍵和Si—O鍵3．(2023·濰坊一模)銅是重要的金屬，廣泛應用于電氣、機械制造、國防等領(lǐng)域，銅的化合物在科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途。回答下列問題：(1)Cu原子的價層電子排布式為________。(2)CuSO4晶體中S原子的雜化方式為________，SOeq\o\al(2－,4)的立體構(gòu)型為________。(3)向CuSO4溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4，下列說法正確的是________。a．氨氣極易溶于水，是因為NH3分子和H2O分子之間形成3種不同的氫鍵b．NH3分子和H2O分子，分子立體構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角c．[Cu(NH3)4]SO4所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵d．[Cu(NH3)4]SO4的組成元素中電負性最大的是氮元素解析(1)Cu元素的原子序數(shù)為29，未成對電子數(shù)是1，價層電子排布式為3d104s1；(2)SOeq\o\al(2－,4)中S原子的價層電子數(shù)＝eq\f(6＋0＋2,2)＝4，孤電子對數(shù)為0，采取sp3雜化，立體構(gòu)型為正四面體；(3)氨氣極易溶于水，是由于氨分子中N原子與水分子的H原子形成氫鍵，a錯誤；NH3分子和H2O分子的中心原子都是采用sp3雜化，但NH3分子內(nèi)有1對孤電子對，H2O分子內(nèi)有2對孤電子對，孤電子對越多對成鍵電子對的排斥作用力越強，鍵角被擠壓得越小，故氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角，b錯誤；[Cu(NH3)4]SO4所含有的化學鍵有[Cu(NH3)4]2＋與SOeq\o\al(2－,4)之間的離子鍵、氨分子與Cu2＋間的配位鍵和SOeq\o\al(2－,4)、NH3中的極性共價鍵，c正確；[Cu(NH3)4]SO4的組成元素中電負性最大的是氧元素，d錯誤。答案(1)3d104s1(2)sp3正四面體(3)c—————[解題微模板]——————————————————用價層電子對互斥理論推測分子或離子立體構(gòu)型的思維程序用價層電子對互斥理論推測簡單分子(ABn型)、離子(ABeq\o\al(m±,n)型)立體構(gòu)型的方法解題思路—eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(確定價層,電子對數(shù))\o(→,\s\up10(價層電子對盡可能遠離),\s\do10(均分空間))\a\vs4\al(價層電子,對立體構(gòu)型),\a\vs4\al(確定孤電,子對數(shù))\o(→,\s\up10(孤電子對的排斥作用較強),\s\do10(孤電子對與成鍵電子對盡可能遠離))\a\vs4\al(變形后的,立體構(gòu)型)))eq\o(→,\s\up10(去掉孤電子對),\s\do10(所占空間))分子(離子)的立體構(gòu)型?？键c三晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[知識特訓]1．判斷(1)C60固態(tài)時為原子晶體。(×)(2)離子化合物的熔點一定比共價化合物的高。(×)(3)同一主族不同元素的最高價氧化物的晶體結(jié)構(gòu)一定相同。(×)(4)NaCl晶體不導電，所以晶體中不含有離子。(×)2．填空(1)如圖為NaCl晶胞示意圖，邊長為acm，在1mol的晶胞中，①含有4NA個Na＋，1個Na＋周圍與其距離最近并且距離相等的Cl－有6個，形成正八面體構(gòu)型；②NaCl的密度為ρ＝eq\f(4×,a3NA)g·cm－3。(2)用“＞”“＜”或“＝”表示下列物質(zhì)的熔沸點關(guān)系：①H2O＞H2S②CH4＜CCl4③Na＜Mg④CaO＜MgO⑤金剛石＜石墨⑥SiO2＞CO2[精華聚焦]1．物質(zhì)熔沸點的判斷原子晶體中鍵長越短，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)熔沸點越高，反之越低。離子晶體中陰、陽離子半徑越小，電荷數(shù)越多，離子鍵越強，熔沸點越高，反之越低。金屬晶體中金屬原子的價電子數(shù)越多，原子半徑越小，金屬陽離子與自由電子間的靜電作用越強，熔沸點越高，反之越低。分子晶體中分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點越高，反之越低(具有氫鍵的分子晶體的熔沸點反常，較高。)(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點越高。(2)在高級脂肪酸甘油酯中，不飽和程度越大，熔沸點越低。(3)烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物，一般隨著分子里碳原子數(shù)的增多，熔沸點升高。(4)鏈烴及其衍生物的同分異構(gòu)體隨著支鏈的增多，熔沸點降低。(5)相同碳原子數(shù)的有機物分子中官能團不同時，一般隨著相對分子質(zhì)量的增大，熔沸點升高；官能團相同時，官能團數(shù)越多，熔沸點越高。(6)晶體類型不同時熔沸點的一般規(guī)律為：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，金屬晶體有高有低。2．晶胞中微粒的計算方法——均攤法原則：晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)圖示：[重溫真題]1．[2023·山東理綜，33(1)]下列有關(guān)CaF2的表述正確的是________。a．Ca2＋與F－間僅存在靜電吸引作用b．F－的離子半徑小于Cl－，則CaF2的熔點高于CaCl2c．陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同d．CaF2中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導電解析(1)＋與F－間既存在靜電吸引作用又存在靜電斥力，錯誤；與CaCl2均為離子晶體，其中離子所帶電荷數(shù)相同，而F－的離子半徑小于Cl－，故晶格能：CaF2＞CaCl2，所以CaF2的熔點高于CaCl2，正確；c.晶體構(gòu)型還與離子的大小有關(guān)，所以陰陽離子比為2∶1的物質(zhì)，不一定與CaF2晶體構(gòu)型相同，錯誤；d.離子晶體在熔融時發(fā)生電離從而導電，正確。答案bd2．[2023·全國新課標Ⅰ，37(4)(5)](1)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于________晶體。(2)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：①在石墨烯晶體中，每個C原子連接________個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有________個C原子。②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接________個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有________個C原子在同一平面。解析(1)Fe(CO)5的熔沸點低，為分子晶體。(2)①由圖可知，石墨烯中每個碳被3個六元環(huán)所共有，每個六元環(huán)占有的碳原子數(shù)為6×eq\f(1,3)＝2。②金剛石晶體中每個碳原子被12個環(huán)所共有。六元環(huán)呈船式或椅式結(jié)構(gòu)，最多有4個原子共平面。答案(1)分子(2)①32②1243．(1)ClF3的熔、沸點比BrF3的________(填“高”或“低”)。[2023·山東理綜，33(4)節(jié)選](2)熔點：金剛石________晶體硅，沸點：CH4________SiH4(用“>”或“<”填空)。[2023·安徽理綜，25(3)節(jié)選](3)X(C)所在周期元素最高價氧化物對應的水化物中，酸性最強的是________(填化學式)；Z(F)和U(Cl)的氫化物中沸點較高的是________(填化學式)；Q(Mg)、R(Si)、U(Cl)的單質(zhì)形成的晶體，熔點由高到低的排列順序是________(填化學式)。[2023·四川理綜，8(3)](4)下列有關(guān)性質(zhì)的比較，正確的是________。A．第一電離能：O>NB．水溶性：CH3CH2OH>CH3CH2OCH2CH3C．沸點：HCl>HFD．晶格能：NaCl>MgO[2023·浙江自選，15(5)]解析(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，晶體的熔沸點越高，故ClF3的熔、沸點比BrF3的低。(3)碳元素所在的周期是第二周期，能形成含氧酸且非金屬性最強的是氮元素，故該周期酸性最強的是HNO3；HF分子間存在氫鍵，故HF的沸點高于HCl；單質(zhì)鎂是金屬晶體，單質(zhì)硅是原子晶體，單質(zhì)氯氣是分子晶體，故三者的熔點由高到低的排列順序是：Si、Mg、Cl2。(4)A選項，N的第一電離能大于O的第一電離能，所以錯誤；B選項，乙醇分子中有親水基團，乙醚分子中無親水基團，所以正確；C選項，HF分子間存在氫鍵，沸點比HCl高，所以錯誤；D選項，MgO中離子電荷數(shù)比NaCl中離子電荷數(shù)大，且離子半徑小，MgO的晶格能大于NaCl的晶格能，所以錯誤。答案(1)低(2)><(3)HNO3HFSi、Mg、Cl2(4)B4．(1)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示，晶胞中陰離子與陽離子的個數(shù)比是________。[2023·四川理綜，8(3)](2)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為________，該材料的化學式為________。[2023·山東理綜，32(4)](3)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為________。[2023·江蘇，21(5)](4)金剛石晶胞含有________個碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率____________________(不要求計算結(jié)果)。[2023·海南卷，19－Ⅱ(5)]答案(1)2∶1(2)12M3C60(3)12(4)8eq\f(\r(3),8)eq\f(8×\f(4,3)πr3,a3)＝eq\f(\r(3)π,16)感悟高考1．題型：Ⅱ卷填空題(選做)2．考向：本考點高考中常見的命題角度有晶體的類型、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，晶體熔沸點高低的比較，配位數(shù)、晶胞模型分析及有關(guān)計算等是物質(zhì)結(jié)構(gòu)選考模塊的必考點。3．注意點：準確判斷一個晶胞中含有各種微粒的個數(shù)，是解答有關(guān)晶胞計算的前提。[最新模擬]1．元素周期表中第三周期包括Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar8種元素。請回答下列問題：(1)基態(tài)磷原子核外有________種運動狀態(tài)不同的電子。(2)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點(℃)大小順序繪制的柱形圖(已知柱形“1”代表Ar)如下所示，則其中“2”原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________，“8”原子的電子排布式為________。(3)氫化鎂儲氫材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，已知該晶體的密度為ρg·cm－3，則該晶體的化學式為________，晶胞的體積為________cm3(用ρ、NA表示，其中NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。(4)實驗證明：KCl、MgO、CaO三種晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的結(jié)構(gòu)相似，已知NaCl、KCl、CaO晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表：晶體NaClKClCaO晶格能/(kJ·mol－1)7867153401則KCl、MgO、CaO三種晶體的熔點從高到低的順序是________________。其中MgO晶體中一個Mg2＋周圍和它最近且等距離的Mg2＋有________個。(5)Si、C和O的成鍵情況如下：化學鍵COCOSiOSiO鍵能/(kJ·mol－1)360803464640C和O之間易形成含有雙鍵的CO2分子晶體，而Si和O之間則易形成含有單鍵的SiO2原子晶體，請結(jié)合數(shù)據(jù)分析其原因：______________________________________________。解析(1)P的核外有15個電子，每個電子的運動狀態(tài)均不同。(2)第三周期元素的單質(zhì)，除Ar外，只有Cl2為氣體，熔點較低，單質(zhì)硅為原子晶體，熔點最高。(3)該晶體的晶胞中含有2個“MgH2”，則晶胞的體積為eq\f(2×26,NA)÷ρ＝eq\f(52,ρ·NA)(cm3)。(4)晶格能越大，離子晶體的熔點越高，而晶格能與離子的電荷和半徑有關(guān)，可以判斷晶格能：MgO＞CaO＞KCl，則熔點：MgO＞CaO＞KCl。答案(1)15(2)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2(3)MgH2eq\f(52,ρ·NA)(4)MgO＞CaO＞KCl12(5)碳與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(803kJ·mol－1×2＝1606kJ·mol－1)大于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(360kJ·mol－1×4＝1440kJ·mol－1)，故碳與氧之間易形成含雙鍵的CO2分子晶體；硅與氧之間形成含有雙鍵的分子放出的能量(640kJ·mol－1×2＝1280kJ·mol－1)小于形成含單鍵的原子晶體放出的能量(464kJ·mol－1×4＝1856kJ·mol－1)，故硅與氧之間易形成含單鍵的SiO2原子晶體2．第四周期元素由于受3d能級電子的影響，性質(zhì)的遞變規(guī)律與短周期元素略有不同。Ⅰ.第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢是逐漸增大的。鎵(31Ga)的基態(tài)原子的電子排布式是________________；31Ga的第一電離能卻明顯低于30Zn的，原因是______________________________________。Ⅱ.第四周期過渡元素的明顯特征是形成多種多樣的配合物。(1)CO和NH3可以和很多過渡金屬形成配合物。CO與N2互為等電子體，CO分子中C原子上有一對孤電子對，C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則CO的結(jié)構(gòu)式可表示為________。NH3分子中N原子的雜化方式為________雜化，NH3分子的立體構(gòu)型是________。(2)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖，所表示的化學式為AX3的是________。(3)圖乙為一個銅晶胞，此晶胞立方體的邊長為acm，Cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為ρg/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________mol－1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。解析Ⅰ.根據(jù)構(gòu)造原理，31Ga的基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；因30Zn的4s能級處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，第一電離能較大。Ⅱ.(1)因為“CO與N2互為等電子體”，故其具有相同的結(jié)構(gòu)，由N2的結(jié)構(gòu)、“C原子上有一對孤電子對”和“C、O原子都符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”可知，CO的結(jié)構(gòu)式可表示為C＝←O；NH3分子中中心原子N的雜化方式為sp3雜化，立體構(gòu)型為三角錐形。(2)a圖中1個黑球周圍有6個相鄰白球，1個白球周圍有3個相鄰黑球，故黑∶白＝1∶2；b圖中1個黑球周圍有6個相鄰白球，1個白球周圍有2個相鄰黑球，故黑∶白＝1∶3。(3)一個銅晶胞所含有的銅原子數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，由ρg/cm3＝eq\f(\f(4,NA)×64g/mol,（acm）3)得：NA＝eq\f(256,ρa3)mol－1。答案Ⅰ.1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p130Zn的4s能級處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定Ⅱ.(1)C＝Osp3三角錐形(2)b(3)eq\f(256,ρa3)——————[解題微模板]————————————————————eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(1.根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定各種粒子的數(shù)目\o(→,\s\up7(求))晶胞質(zhì)量,根據(jù)晶胞的邊長或微粒間距離\o(→,\s\up7(求))晶胞體積))晶體密度2．晶體微粒與M、ρ之間的關(guān)系若1個晶胞中含有x個微粒，則1mol晶胞中含有xmol微粒，其質(zhì)量為xMg(M為微粒的相對原子質(zhì)量)；又1個晶胞的質(zhì)量為ρa3g(a3為晶胞的體積，a為晶胞邊長或微粒間距離)，則1mol晶胞的質(zhì)量為ρa3NAg，因此有xM＝ρa3NA。能力提升訓練1．(2023·湖北荊州質(zhì)檢)已知A、B、C、D、E、F、G為前四周期中的七種元素且原子序數(shù)依次增大，其中A的基態(tài)原子中沒有成對電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；C原子核外成對電子數(shù)比未成對電子數(shù)多1個，其氫化物常用作制冷劑；D原子未成對電子數(shù)與周期數(shù)相同；在E元素所在周期中該原子的第一電離能最??；F原子價電子排布式為nsn－1npn＋1；G原子有6個未成對電子。請回答下列問題：(1)G元素基態(tài)原子的價電子排布式為________。(2)B、C、D三種元素的最簡單氫化物的鍵角由小到大的順序為________(填元素符號)，常溫下硬度最大的B單質(zhì)、E2F、A2D及A2F的沸點由大到小的順序為______________________________________(填化學式)。(3)D元素與氟元素相比，電負性：D元素________氟元素(填“＞”、“＝”或“＜”)，下列表述中能證明這一事實的是________(填選項序號)。A．常溫下氟氣的顏色比D單質(zhì)的顏色深B．氟氣與D的氫化物劇烈反應，產(chǎn)生D的單質(zhì)C．氟與D形成的化合物中D元素呈正價態(tài)D．比較兩元素的單質(zhì)與氫氣化合時得電子的數(shù)目(4)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子軌道的雜化類型為________；1molB2A4分子中含σ鍵________mol。解析A的基態(tài)原子中沒有成對電子，則A為氫元素；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，每種軌道中的電子總數(shù)相同，則B的核外電子排布式為1s22s22p2，則B為碳元素；C的氫化物可作制冷劑，則C為氮元素；D原子未成對電子數(shù)與周期數(shù)相同，知D為氧元素；根據(jù)同一周期元素的第一電離能從左往右逐漸增大，故E屬于第ⅠA族，結(jié)合F中n＝3知F為S元素，則E為Na元素；由G原子有6個未成對電子知該元素為鉻元素。(1)24號Cr元素的價電子排布式為3d54s1。(2)CH4、NH3、H2O的鍵角分別為°、°、°，則鍵角由小到大的順序為O＜N＜C；硬度最大的B單質(zhì)為金剛石，屬原子晶體，E2F是Na2S，屬離子晶體，H2O屬分子晶體且因為含有氫鍵沸點較高，硫化氫屬分子晶體，熔沸點較低，根據(jù)一般熔沸點：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，故它們沸點由大到小的順序為C＞Na2S＞H2O＞H2S。(3)D元素為氧元素，其電負性比氟小，B項，氟氣與水發(fā)生反應置換出氧氣，說明氟的非金屬性強于氧，故其電負性大于氧，C項，根據(jù)OF2中氧顯正價、氟顯負價，可判斷電負性氟大于氧。(4)C2H4是乙烯，分子中C原子采用sp2雜化；根據(jù)其結(jié)構(gòu)簡式CH2CH2知1molC2H4分子中含σ鍵5mol。答案(1)3d54s1(2)O＜N＜CC＞Na2S＞H2O＞H2S(3)＜BC(4)sp2雜化52．A、B、D、E、F五種元素的原子序數(shù)依次增大，除F為過渡元素外，其余四種均是短周期元素。已知：①F的單質(zhì)為生活中最常見的金屬之一，原子最外層有2個電子；②E原子的價電子排布為msnmpn，B原子的核外L層電子數(shù)為奇數(shù)；③A、D原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請回答下列問題：(1)F的穩(wěn)定價態(tài)離子的電子排布式是________________，A、B、D、E四種元素的第一電離能由大到小的順序為________________(用元素符號表示)。(2)對于B的簡單氫化物，其中心原子的軌道雜化類型是________，分子的立體構(gòu)型為________________，該氫化物易溶于D的簡單氫化物的主要原因是______________。(3)D原子分別與A、B原子形成的單鍵中，鍵的極性較強的是________(用具體的化學鍵表示)。(4)如圖所示的晶胞是由A、D兩元素組成的，下列有關(guān)該晶體的說法中正確的是________。a．該晶體的化學式為ADb．該晶體中A、D原子間形成的是雙鍵c．該晶體熔點可能比SiO2晶體高d．該晶體可溶于水解析由已知①知F為鐵元素；由已知③知A、D分別是第ⅣA、ⅥA族元素，結(jié)合幾種元素原子序數(shù)關(guān)系及已知②可判斷A是碳元素、D是氧元素、E是硅元素、B是氮元素。(4)由所給晶胞圖知該晶體屬于原子晶體，組成仍為CO2，碳、氧之間形成單鍵，因CO鍵鍵長比SiO鍵短，故該CO2原子晶體的熔點可能比SiO2高且不溶于水。答案(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5Si＜C＜O＜N(2)sp3三角錐形NH3與H2O分子間易形成氫鍵(3)CO(4)c3．(2023·煙臺調(diào)研)納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B的單質(zhì)燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：電離能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540(1)某同學根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如下圖所示，該同學所畫的電子排布圖違背了________。(2)ACl2分子中A原子的雜化類型為________。(3)氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C60可用作儲氫材料。已知金剛石中的C—C鍵的鍵長大于C60中C—C鍵的鍵長，有同學據(jù)此認為C60的熔點高于金剛石，你認為是否正確________(填“是”或“否”)，并闡述理由______________________________。(4)科學家把C60和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導體。寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式______________，該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為________。(5)繼C60后，科學家又合成了Si60、N60等，C、Si、N元素的電負性由大到小的順序是______________________________，NCl3分子的VSEPR模型為________。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則一個Si60分子中π鍵的數(shù)目為________。解析(1)E(3s)<E(3p)，3s軌道排滿后才能排3p軌道；(2)由表格電離能可推測出A是Be，B是Mg，BeCl2中心原子的價層電子對數(shù)為2，采取sp雜化；(3)C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，決定二者熔沸點的作用力不同；(4)K原子序數(shù)為19，價電子為4s1，從晶胞可看出C60的個數(shù)8×eq\f(1,8)＋1＝2，K原子的個數(shù)12×eq\f(1,2)＝6，K原子和C60分子的個數(shù)比為3∶1；(5)根據(jù)同周期、同主族元素原子的電負性遞變規(guī)律可知：C、Si、N原子電負性由大到小的順序是N>C>Si；NCl3中心原子價層電子對數(shù)為4，VSEPR模型為四面體；Si的價電子數(shù)為4，每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子相連且最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個Si原子周圍只有1個π鍵，且2個Si共用1個π鍵，所以一個Si60分子中π鍵的數(shù)目為(60×1)×eq\f(1,2)＝30。答案(1)能量最低原理(2)sp雜化(3)否C60為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵(4)4s13∶1(5)N>C>Si四面體形304．前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D、E中，A的基態(tài)原子核外3個能級上有電子，且每個能級上的電子數(shù)相等，B原子核外電子有7種不同的運動狀態(tài)，C元素原子核外的M層中只有2對成對電子，D＋與C2－的電子數(shù)相等，E元素位于元素周期表的ds區(qū)，且基態(tài)原子價電層電子均已成對?；卮鹣铝袉栴}：(1)E2＋的價層電子排布圖為________________。(2)五種元素中第一電離能最小的是________(填元素符號)，CAB－離子中，A原子的雜化方式是________。(3)AB－、D＋和E2＋三種離子組成的化學物質(zhì)D2E(AB)4，其中化學鍵的類型有________________，該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為________，配位體是________。(4)C和E兩種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為________，E的配位數(shù)為________，C采取________(填“簡單立方”、“體心立方”、“六方最密”或“面心立方最密”)堆積；②列式表示該晶體的密度：________g·cm－3。解析(1)因E在ds區(qū)且基態(tài)原子均成對可知E為Zn，失去4s能級層上的兩個電子得Zn2＋。(2)由題意可知A為C，B為N，C為S，D為K，其中第一電離能最小的即金屬性最強的為K；在SCN－中C形成兩個σ鍵兩個π鍵，為sp雜化。(3)K2Zn(CN)4中含有離子鍵和共價鍵，而Zn2＋存在空軌道，與CN－形成配位鍵。(4)①根據(jù)均攤原理知其化學式為ZnS，由圖中虛線連接可知Zn的配位數(shù)為4，S采取六方最密堆積；②晶胞的體積V＝a×eq\f(\r(3),2)×a×b×10－30cm3，所以密度ρ＝eq\f(2×（65＋32）,×1023×\f(\r(3),2)a2×b×10－30)g·cm－3。答案(1)(2)Ksp雜化(3)共價鍵、配位鍵、離子鍵[Zn(CN)4]2－CN－(4)①ZnS4六方最密②eq\f(2×（65＋32）,×1023×\f(\r(3),2)a2×b×10－30)5．(2023·蘇州市高三學情調(diào)研)已知：硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)即可得到配合物A，其結(jié)構(gòu)如圖所示。請回答下列問題：(1)Cu元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為________。(2)元素C、N、O的第一電離能由大到小的順序為________。(3)配合物A中碳原子的軌道雜化類型為________。(4)1mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為________________。(5)氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫出二氧化碳的一種等電子體：________(寫化學式)。(6)已知：硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結(jié)構(gòu)如圖。則該化合物的化學式是________。解析(1)基態(tài)Cu原子核外有29個電子，外圍電子排布式為3d104s1。(2)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，C、N、O的第一電離能由大到小的順序為N＞O＞C。(3)配合物A中碳原子為sp2雜化、sp3雜化。(4)氨基乙酸根的結(jié)構(gòu)為，1mol氨基乙酸鈉(H2N—CH2—COONa)含8molσ鍵。(5)與CO2互為等電子體的有N2O、SCN－、Neq\o\al(－,3)等。(6)該晶胞中Cu的個數(shù)為4，O的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，Cu、O的個數(shù)比為2∶1，故化學式為Cu2O。答案(1)3d104s1(2)N＞O＞C(3)sp2、sp3(4)8××1023(5)N2O(或SCN－、Neq\o\al(－,3)等)(6)Cu2O6．(2023·課標全國Ⅱ，37)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元素最外層有一個未成對電子?；卮鹣铝袉栴}：(1)四種元素中電負性最大的是________(填元素符號)，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反應可生成組成比為1∶3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________，中心原子的價層電子對數(shù)為________，單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A，其化學方程式為________________________________________________________________________。(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)a＝nm，F(xiàn)的化學式為________；晶胞中A原子的配位數(shù)為________；列式計算晶體F的密度(g·cm－3)________。解析由C元素原子核外電子總數(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元素最外層有一個未成對電子，因此D是氯元素。(1)元素的非金屬性O(shè)>Cl>P，則電負性O(shè)>Cl>P，Na是金屬，其電負性最?。籔的電子數(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，相對分子質(zhì)量O3>O2，范德華力O3>O2，則沸點O3>O2。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含有一對孤電子對，其價層電子對數(shù)為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。(4)Cl2O分子中心原子O原子含有2對孤電子對，其價層電子對數(shù)為4，因此其立體構(gòu)型為V形；根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒可寫出Cl2與濕潤的Na2CO3反應的化學方程式。(5)根據(jù)化合物F的晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法可計算出氧原子個數(shù)：N(O)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，鈉原子全部在晶胞內(nèi)，N(Na)＝8，因此F的化學式為Na2O；以頂角氧原子為中心，與氧原子距離最近且等距離的鈉原子有8個，即晶胞中A原子的配位數(shù)為8；晶胞參數(shù)即晶胞的棱長a＝nm，晶體F的密度＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4×62g/mol,×1023mol－1),（×10－7cm）3)＝g/cm3。答案(1)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(2)O3O3相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大分子晶體離子晶體(3)三角錐形sp3雜化(4)V形42Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋CO2＋2NaCl)(5)Na2O8eq\f(4×62g/mol,（×10－7cm）3××1023mol－1)＝g/cm37．過渡元素Ti、Mn、Fe、Cu等可與C、H、O形成多種化合物。請回答下列問題：(1)根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區(qū)域，其中Mn屬于________區(qū)。(2)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料?；鶓B(tài)Ti2＋中電子占據(jù)的最高能層符號為________，該能層具有的原子軌道數(shù)為________。BHeq\o\al(－,4)的立體構(gòu)型是________。(3)在Cu的催化作用下，乙醇可被空氣中氧氣氧化為乙醛，乙醛分子中碳原子的雜化方式是________，乙醛分子中HCO的鍵角________乙醇分子中HCO的鍵角(填“大于”、“等于”或“小于”)。(4)電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO將CN－氧化成CNO－，再在酸性條件下CNO－繼續(xù)被NaClO氧化成N2和CO2。①H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為________________。②與CN－互為等電子體微粒的化學式為________(寫出一種即可)(5)單質(zhì)鐵有δ、γ、α三種同素異形體，三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)之比為________，δ、γ、α三種晶胞的邊長之比為________。解析(1)Mn的外圍電子排布式為3d54s2，位于元素周期表的d區(qū)。(2)Ti的原子序數(shù)為22，Ti2＋核外有20個電子，Ti2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d2或[Ar]3d2，電子占據(jù)的最高能層為M層，M層有s、p、d三種能級，軌道數(shù)為1＋3＋5＝9。BHeq\o\al(－,4)的立體構(gòu)型為正四面體形。(3)CH3CHO中左邊碳原子的雜化類型為sp3，右邊碳原子的雜化類型為sp2。乙醛分子中H—C—O的鍵角大于乙醇分子中H—C—O的鍵角。(4)①電負性：H＜C＜N＜O。②CO、N2與CN－互為等電子體。(5)δ為體心立方，γ為面心立方，α為簡單立方，三種晶胞中Fe原子的配位數(shù)分別為8、12、6，配位數(shù)之比為4∶6∶3。設(shè)Fe的原子半徑為r，δ、γ、α晶胞的邊長分別為a1、a2、a3，則δ中eq\r(3)a1＝4r，γ中eq\r(2)a2＝4r，α中a3＝2r，則邊長之比為：eq\f(4,\r(3))r∶(2eq\r(2)r)∶(2r)＝eq\f(2,\r(3))∶eq\r(2)∶1。答案(1)d(2)M9正四面體形(3)sp2、sp3大于(4)①H＜C＜N＜O②CO(或N2等)(5)4∶6∶3eq\f(2,\r(3))∶eq\r(2)∶18．氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。eq\a\vs4\al()(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為________________________________________________。(2)關(guān)于這兩種晶體的說法，正確的是________(填序號)。a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟c．兩種晶體中的B－N鍵均為共價鍵d．兩種晶體均為分子晶體(3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________________，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導電，原因是______________________________________________。(4)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為________。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是______________________________________________。(5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1molNH4BF4含有________mol配位鍵。解析(1)硼為第5號元素，核外有5個電子，基態(tài)硼原子的電子排布式為1s22s22p1。(2)a項，立方相氮化硼類似于金剛石的結(jié)構(gòu)只有σ鍵，沒有π鍵，錯誤；b項，六方相氮化硼類似于石墨的結(jié)構(gòu)，層與層之間存在分子間作用力，質(zhì)地軟，正確；c項，B—N間通過共用電子對結(jié)合，均為共價鍵，正確；d項，立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為混合型晶體，錯誤。(3)由六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)可知，層內(nèi)每個硼原子與相鄰的3個氮原子構(gòu)成平面三角形，由于六方相氮化硼結(jié)構(gòu)中已沒有自由移動的電子，故其不導電。(4)立方相氮化硼晶體中每個硼原子與相鄰的4個氮原子形成共價鍵，有4個雜化軌道，發(fā)生的是sp3雜化，根據(jù)題意，結(jié)合地理知識，合成立方相氮化硼晶體的條件為高溫、高壓。(5)NH4BF4由NHeq\o\al(＋,4)和BFeq\o\al(－,4)構(gòu)成，1個NHeq\o\al(＋,4)中含1個配位鍵，1個BFeq\o\al(－,4)中含1個配位鍵，故1molNH4BF4中含有2mol配位鍵。答案(1)1s22s22p1或[He]2s22p1(2)bc(3)平面三角形層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子(4)sp3高溫、高壓(5)2第16講有機化學基礎(chǔ)[最新考綱]1．有機化合物的組成與結(jié)構(gòu)(1)能根據(jù)有機化合物的元素含量、相對分子質(zhì)量確定有機化合物的分子式。(2)常見有機化合物的結(jié)構(gòu)。了解有機物分子中的官能團，能正確地表示它們的結(jié)構(gòu)。(3)了解確定有機化合物結(jié)構(gòu)的化學方法和某些物理方法。(4)了解有機化合物存在異