高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 3.2.5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）

題型五物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修)精選ppt高考對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查,主要包括:①原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì);②分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì);③晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等,雖然考查面廣,但試題整體難度不大?？疾閮?nèi)容主要涉及核外電子排布式、電子排布圖(軌道表示式)、電離能和電負(fù)性、σ鍵和π鍵、分子間作用力、氫鍵、化學(xué)鍵數(shù)目的計算、常見晶體的構(gòu)型、晶體的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系等,題目中所涉及的幾個問題常常是相互獨(dú)立的,但所考查的內(nèi)容卻是上述知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用。2精選ppt一二三一、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例1(1)基態(tài)硅(Si)原子中,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

、電子數(shù)為

。

(2)依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照右圖B、F的位置,用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對位置。3精選ppt一二三(3)①N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下: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的最高價氯化物的化學(xué)式是

。

③鍺元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有

。

A.是一種活潑的金屬元素B.其電負(fù)性大于硫C.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料D.其最高價氯化物的沸點(diǎn)低于其溴化物的沸點(diǎn)4精選ppt一二三答案

(1)M

9

4(3)①Al

②1s22s22p63s23p63d104s24p2

GeCl4

③CD5精選ppt一二三解析

(1)基態(tài)硅(Si)原子中,電子占據(jù)的最高能層為第三層,符號為M,該能層中有3個能級:3s、3p和3d,3s能級有1個原子軌道,3p能級有3個原子軌道,3d能級有5個原子軌道,所以該能層具有的原子軌道數(shù)為9,已填充的電子數(shù)為4。(2)同周期第一電離能從左至右呈增大趨勢,但當(dāng)各能級呈全滿、半滿、全空狀態(tài)時,第一電離能反常,即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。(3)由表中數(shù)據(jù)可知,該元素的I3?I4,則該元素最外層只有3個電子,即為Al。Ge為32號元素。32-18=14,電子排布式為[Ar]3d104s24p2或1s22s22p63s23p63d104s24p2,最外層4個電子,故最高價氯化物的化學(xué)式為GeCl4。6精選ppt一二三解題指導(dǎo)在書寫電子排布式時,要注意“原子、離子、價電子、最外層”等表述;比較第一電離能時要考慮洪特規(guī)則?？疾樵咏Y(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系,注意元素“位—構(gòu)—性”的相互關(guān)系。7精選ppt一二三(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時,雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2正確,1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。8精選ppt一二三(3)注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、原子外圍電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;簡化電子排布式:[Ar]3d104s1;外圍電子排布式:3d104s1。(4)當(dāng)元素的能級處于全空、半充滿、全滿狀態(tài)時,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定、能量最低,元素的電離能一般較高,如同周期元素的第一電離能ⅡA族元素大于ⅢA族元素,ⅤA族元素大于ⅥA族元素。9精選ppt一二三對點(diǎn)訓(xùn)練1有A、B、C、D、E5種元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,且都小于20。其中A為非金屬元素;A和E屬同一族,它們原子最外層電子排布為ns1,B和D也屬同一族,它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍。C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半。請回答下列問題:(1)A是

,B是

,C是

,D是

,E是

。

(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學(xué)式)

。寫出該物質(zhì)的一種主要用途:

。

10精選ppt一二三(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式:

。

(4)用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為

。

(5)元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是B

D(填“>”“<”或“=”,下同),C與E的第一電離能的大小關(guān)系是C

E。

11精選ppt一二三答案

(1)H

O

Al

S

K(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O做凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(5)>

>12精選ppt一二三解析

A、B、C、D、E5種元素核電荷數(shù)都小于20,故都為主族元素,A、E同一族且最外層電子排布為ns1,故為第ⅠA族,而A為非金屬元素,則A為氫;B、D為同一族,其原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍,故其最外層電子排布為ns2np4,為第ⅥA族元素,B的核電荷數(shù)小于D,則B為氧,D為硫,E為鉀;C原子最外層上的電子數(shù)為硫原子最外層上電子數(shù)的一半,則C為鋁,同主族元素自上而下電負(fù)性逐漸減小,故B(氧)的電負(fù)性大于D(硫),E(鉀)的第一電離能小于鈉,鈉的第一電離能小于C(鋁),故第一電離能:Al>K。13精選ppt一二三二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例2(1)H2Se的酸性比H2S

(填“強(qiáng)”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為

,的立體構(gòu)型為

。

(2)甲醛(HCHO)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子內(nèi)碳原子的雜化方式為

。

(3)在銅錳氧化物的催化下,CO被氧化為CO2,HCHO被氧化為CO2和H2O。①根據(jù)等電子體原理,CO分子的結(jié)構(gòu)式為

。

②H2O分子中氧原子軌道的雜化類型為

。

③1molCO2中含有的σ鍵數(shù)目為

。

14精選ppt一二三(4)H+可與H2O形成H3O+,H3O+中氧原子采用

雜化。H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大,原因?yàn)?/p>

。

(5)的立體構(gòu)型是

,其中硫原子的雜化軌道類型是

。

答案

(1)強(qiáng)平面三角形三角錐形(2)sp3(3)①C≡O(shè)

②sp3

③2×6.02×1023個(或2NA)(4)sp3

H2O中氧原子有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(5)正四面體sp315精選ppt一二三16精選ppt一二三17精選ppt一二三解題指導(dǎo)

不常見分子或離子的立體構(gòu)型一定要用價層電子對互斥理論來判斷,不要想當(dāng)然;對等電子體的判斷一般是從周期表的相鄰位置來考慮;對雜化問題有時也要依據(jù)價層電子對理論來判斷。σ鍵數(shù)目判斷方法:共價單鍵為σ鍵;共價雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵;共價三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。18精選ppt一二三方法規(guī)律拓展

1.價層電子對互斥模型(VSEPR模型)與分子立體構(gòu)型的關(guān)系:①當(dāng)中心原子無孤電子對時,兩者的構(gòu)型一致;②當(dāng)中心原子有孤電子對時,兩者的構(gòu)型不一致。2.原子軌道雜化類型的判斷:19精選ppt一二三20精選ppt一二三對點(diǎn)訓(xùn)練2(2015福建三明一中月考)2013年諾貝爾化學(xué)獎授予三位美國科學(xué)家,以表彰他們在開發(fā)多尺度復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)模型方面所做的貢獻(xiàn)。可以用量子化學(xué)計算小區(qū)間內(nèi)(如光合作用葉綠體光反應(yīng)時酶中、生物固氮時固氮酶中)的化學(xué)反應(yīng)。21精選ppt一二三22精選ppt一二三(3)煙酰胺結(jié)構(gòu)式如圖2所示,可用于合成光合輔酶NADPH,煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有

,1mol該分子中含σ鍵數(shù)目為

。

(4)配離子[Cu(NH3)4]2+中氮原子是配位原子。已知NF3與NH3的立體構(gòu)型相同,但NF3中N不易與Cu2+形成配離子,其原因是

。

23精選ppt一二三答案

(1)ABC(2)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3

②4(3)sp2、sp3

15NA(或15×6.02×1023)(4)N、F、H三種元素的電負(fù)性大小為F>N>H,在NF3中,共用電子對偏向氟原子,偏離氮原子,使得氮原子上的孤電子對難以與Cu2+形成配位鍵24精選ppt一二三25精選ppt一二三(3)根據(jù)圖像可知環(huán)上的氮原子存在雙鍵,因此是sp2雜化。氨基中的氮原子全部是單鍵應(yīng)該是sp3雜化。單鍵都是σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,所以根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知1mol該分子中含σ鍵數(shù)目為15NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)(或15×6.02×1023)。(4)由于N、F、H三種元素的電負(fù)性大小為F>N>H,在NF3中,共用電子對偏向氟原子,偏離氮原子,所以使得氮原子上的孤電子對難以與Cu2+形成配位鍵。26精選ppt一二三三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例3(2016全國丙)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題:(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式

。

(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga

As,第一電離能Ga

As。(填“大于”或“小于”)

(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為

,其中As的雜化軌道類型為

。

(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃,其原因是

。27精選ppt一二三(5)GaAs的熔點(diǎn)為1238℃,密度為ρg·cm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為

,Ga與As以

鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半徑分別為rGapm和rAspm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為

。

28精選ppt一二三答案

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3(2)大于小于(3)三角錐形sp3(4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體29精選ppt一二三解析

(1)As的原子序數(shù)是33,則基態(tài)As原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)Ga和As位于同一周期,同周期主族元素從左向右原子半徑逐漸減小,則原子半徑Ga>As;由于As的4p能級處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),因此第一電離能Ga<As。(3)AsCl3分子中As原子雜化軌道類型為sp3雜化,三個sp3雜化軌道分別與三個氯原子成鍵,還有一個sp3雜化軌道上有一對孤電子對,故AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體,離子晶體的熔點(diǎn)一般高于分子晶體。30精選ppt一二三31精選ppt一二三解題指導(dǎo)對常見典型的晶胞結(jié)構(gòu)要非常熟悉,如金剛石、二氧化硅、氯化鈉、氯化銫、氟化鈣、干冰還有金屬晶體的四種堆積模型等。要做到識圖、辨圖、析圖,通過分析晶體結(jié)構(gòu),計算晶胞結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵數(shù)目、粒子半徑、密度,或判斷金屬晶體堆積方式等;最后針對題目設(shè)計的其他問題進(jìn)行正確作答。32精選ppt一二三33精選ppt一二三34精選ppt一二三對點(diǎn)訓(xùn)練3(2015湖北武漢檢測改編)X、Y、Z