2023版高三一輪總復習化學魯科版教案：第4章 大階段高考總結(三) 物質結構與性質

顏邃扇蜀接婚重物質結構與性質

高考命題分析

本階段主要涉及原子、分子、晶體結構與性質同時涉及元素周期表與元素

周期律等。在命題方向上主要有：①分子或離子的空間結構與雜化。②以物質

的價鍵結構為載體的推斷。③晶胞參數與晶體密度有關計算。④晶體中粒子坐

標參數的確定。

高考熱點再現(xiàn)GAOKAO

REDIANZAIXIAN

熱點一分子或離子的空間結構與雜化

立典例引領

【典例1](1)(2021?山東等級考，「6節(jié)選)Xe是第五周期的稀有氣體元

素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數為,

下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是(填標號)。

A.spB.sp2

C.sp3D.sp3d

(2)(2021?全國乙卷，T35節(jié)選)

[Cr(NH3)3(H2O)2CIp+中配體分子NH3,H2O以及分子PM的空間結構和

相應的鍵角如圖所示。

PH3中P的雜化類型是oNH3的沸點比PH3的，原因是

,出。的鍵角小于NH3的，分析原因：

[解析](l)XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價層電子對數為2

o-［x2

----------=5,其中心原子的雜化方式應為sp3do

⑵由題圖可知，PH3的中心原子P形成3個6鍵電子對和1個孤電子對，

則其雜化方式為sp\NH3、PH3均為分子晶體，但NH3分子間存在氫鍵，故NH3

沸點更高。H2。、NH3均為sp3雜化，其中心原子的孤電子對數分別為2、1,由

于孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對對成鍵電子對的斥力，因此孤

電子對數越多，鍵角越小。

［答案1(1)5D

⑵sp3高NH3分子間存在氫鍵H2O、NH3均為sp3雜化，其中心原子

的孤電子對數分別為2、1,由于孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對

對成鍵電子對的斥力，因此孤電子對數越多，鍵角越小

?知能升華

1.利用VSEPR理論推斷分子或離子的空間構型的思維方法:

“識”中"算"價二定“VSEPR“略”孤電子對“得”分子的

心原子—'電子對數理論"空間結構

孤電子b鍵電

對數子對數

2.根據VSEPR理論確定雜化類型

—直線形一aP-

-三角形一spZ一

VSEPR理論一一四面體形一sp'——雜化類型

-三:角雙錐形一8P3*1-

—八面體形-spd—

V即學即練.................................

1.(2020?全國I卷，T35節(jié)選)Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、

磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學獎。

磷酸根離子的空間構型為,其中P的價層電子對數為

、雜化軌道類型為?

［解析］PO#的中心原子P的價層電子對數為4,孤電子對數為0,中心原

子p為sp3雜化，故por的空間構型為正四面體形。

［答案］正四面體形4sp3

熱點二以物質的價鍵結構為載體的推斷

、，典例引領

【典例2】（雙選）（2021?河北選擇性考試，Tu）如圖所示的兩種化合物可應

用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短

周期元素，X和Z同主族，Y原子序數為W原子價電子數的3倍。下列說法正

確的是（）

XX77

A,

w/'ww/'、w

X、"l/Xz、||Iz

/Y、W小八"

XXZz

A.X和Z的最高化合價均為+7價

B.HX和HZ在水中均為強酸，電子式可表示為H:X：與H：Z：

C.四種元素中，Y原子半徑最大，X原子半徑最小

D.Z、W和氫三種元素可形成同時含有離子鍵和共價鍵的化合物

CD［由題圖和題意可知，X和Z分別是F、C1;又Y原子序數為W原子

價層電子數的3倍且題給化合物中Y、W分別可形成5、3個共價鍵，故W、Y

分別為N、PoF只有一1、0兩種價態(tài)，無正價，A錯誤；鹽酸為強酸，氫氟酸

為弱酸，B錯誤；根據元素周期律可知，四種元素原子半徑由大到小的順序為

P>C1>N>F,即Y>Z>W>X,C正確；C1、N、H三種元素可形成離子化合物NH4C1,

其既含有離子鍵又含有共價鍵，D正確。］

,知能升華

解題思維流程

前四周期元素原子的結構特點（電子微觀結構中的成鍵

排布、價電子排布特點、化合價特點）特點與數目

I確定元索I

選項分析（電離能、電負性、化學鍵、典型性質等）

\\即學即練

2.（2021?廣東?？迹?019年諾貝爾化學獎頒給研究鋰電池的科學家，一種用

作鋰電池電解液的鋰鹽結構如圖所示。其中，X位于第3周期，X原子的電子

數為Z原子的兩倍，W、Z、Y位于同一周期。下列敘述正確的是（）

A.原子半徑：X>Z>W

B.非金屬性：X>Z>W

C.Y的氫化物可用于刻蝕玻璃

D.X的氧化物對應的水化物均為強酸

C［據結構圖可知X可以形成6個共價鍵，X原子的電子數為Z原子的兩

倍，則原子序數為偶數，且位于第3周期，所以X為S元素，則Z為O元素；

W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一個共價鍵，則Y為F元素，整個離子帶

一個單位負電荷，則W為N元素。電子層數越多，原子半徑越大，電子層數相

同，核電荷數越小原子半徑越大，所以原子半徑S>N>0,即X>W>Z,A錯誤；

同周期自左至右非金屬性增強，同主族自上而下非金屬性減弱，所以非金屬性

O>N>S,即Z>W>X,B錯誤；Y為F元素，其氫化物為HF,可以與SKh反

應從而刻蝕玻璃，故C正確；X為S元素，其+4價氧化物對應的水化物H2s03

為弱酸，故D錯誤。］

熱點三晶胞參數與晶體密度的計算

「典例引領*???????????????????????????????????????????????????

【典例3】（1）（2021?全國乙卷，T35節(jié)選）在金屬材料中添加AlCr2顆粒，

可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCr2具有體心四方結構，如圖所

示，處于頂角位置的是原子。設Cr和A1原子半徑分別為rcr和r.,則

金屬原子空間占有率為%（列出計算表達式）。

（2）（2021?湖南選擇性考試，T18節(jié)選）下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某

化合物的晶胞示意圖。

?X

?Y

Oz

①已知化合物中Ge和O的原子個數比為1:4,圖中Z表示原子（填

元素符號），該化合物的化學式為;

②已知該晶胞的晶胞參數分別為anm、bnm>cnm,a=#=7=90°,則該

晶體的密度〃=g?rT3（設阿伏加德羅常數的值為NA,用含a、b、c、NA

的代數式表示）。

［解析］（1）由題圖可知，1個晶胞中所含黑球的個數為8X：+1=2（個），白

O

球的個數為8義1+2=4（個），已知該物質的化學式為AlCr2,故黑球代表鋁原子,

位于頂角和體心，白球代表絡原子，位于棱上和晶胞內。由題給晶胞圖可知，

該晶胞的體積為a2c,則金屬原子空間占有率=叫您黑黑住起X100%,即

44

2X+4X§兀兄r

------------2------------X100%o

aLc

（2）①由晶胞結構圖可知，1個晶胞中，對于X原子，8個位于頂點、4個位

于棱上、6個位于面上、3個位于晶胞內，故1個晶胞中含有X的數目為8x1+

O

4X；+6X；+3=8（個）；對于Y原子，4個Y原子均位于晶胞內；對于Z原子,

16個Z原子均位于晶胞內。其中Ge和O的原子個數比為1：4,則X為Mg,

Y為Ge,Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學式為Mg2GeO4。②1個晶

A,,24X8+73X4+16X16740,

胞的質篁=福g=RTgj個晶胞的體積=a5cX1021cm3,

740

NAg74X1023

則晶體的密度p=,-,—尸mg?cm—30

iabcXvi1n0211cm-5abcNx&

44

2X鏟+4X-nrkr

［答案］⑴鋁,2X100

74X1023

⑵①OMg2GeO4斬菽丁

知能升華

3nlz............................................................................................

1.晶體密度的計算

2.晶體空間利用率的計算

工即學即練

3.(2019?全國I卷，節(jié)選)圖(a)是MgCin的拉維斯結構，Mg以金剛石方式

堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)

是沿立方格子對角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離“=pm,

Mg原子之間最短距離y=pm。設阿伏加德羅常數的值為NA,則MgCm

的密度是g-cmT列出計算表達式)。

［解析］由圖(b)可知，立方格子面對角線長為啦a

pm,即為4個Cu原子直徑之和，則Cu原子之間最短距“

萬pm

離為學apm。由圖(b)可知，若將每個晶胞分為8個小立

方體，則Mg原子之間最短距離y為晶胞內位于小立方體體對角線中點的Mg原

子與頂點Mg原子之間的距離(如圖所示)，即小立方體體對角線長的一半，則y

=3pmX由X；=羋apm。由圖（a）可知，每個晶胞含Mg原子8X：+6X；+4

-3

=8個，含Cu原子16個，則MgCm的密度p=募41g-cmo

加卻啦近8X24+16X64

借狗4a4aNAA3><IO、。

熱點四晶胞中的原子坐標參數

一典例引領.................

【典例4】（2021?山東等級考，Tn,節(jié)選）XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數

如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90。，該晶胞中有個XeF2分子。以晶胞

參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分數

坐標，如A點原子的分數坐標為（；，R已知Xe—F鍵長為rpm,則B點

原子的分數坐標為;晶胞中A、B間距離d=pmo

［解析］圖中大球的個數為8義：+1=2,小球的個數為8X；+2=4,根據

oq

XeF2的原子個數比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個XeF2分

子；由A點坐標知該原子位于晶胞的中心，且每個坐標系的單位長度都記為1,

V知能升華

MraniM孫UMn'孫mum、

原子分數坐標的確定方法

(1)依據已知原子的坐標確定坐標系取向。

(2)一般以坐標軸所在正方體的棱長為1個單位。

(3)從原子所在位置分別向x、y、z軸作垂線，所得坐標軸上的截距即為該

原子的分數坐標。

—&-y_111

如圖，LIV，，頂角坐標為(o,o,o)；體心坐標為6，T)；

面心坐標為g,0)、(1,0,1)>(0,3)…棱心坐標為g，0，°)、(°，2,0)、

(0,0.1)—

V即學即練

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4.2019年諾貝爾化學獎授予美、英、日三位化學家，以表彰他們在鋰離子

電池研發(fā)領域作出的貢獻。胡化鋰被認為是很有潛力的正極材料，晶胞結構如

圖所示。

(1)晶胞可以看作是由鈿原子構成的面心立方晶胞，鋰原子填充在其中的四

面體和八面體空隙處。晶體的化學式為,圖中秘原子坐標參數：A為

(0,0,0),B為(0,1,1),C為o

(2)若晶胞參數為anm,則祕原子的半徑為nm,八面體間隙中的鋰

原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為nmo

［解析］(l)Bi位于頂點和面心，個數為8X：+6x1=4,Li(l)位于棱上和

oL

體心，個數為12x1+l=4,Li(2)位于體內，個數為8,Bi、Li個數比為4：(8

+4)=1：3,故晶體的化學式為BiLi3。C處于側面的面心，原子坐標參數為

1,5)。

、歷

(2)Bi為面心立方堆積，設Bi的原子半徑為xnm,則4x=y/2a,解得x=+

ao八面體空隙中鋰原子與四面體間隙中的鋰原子之間的最短距離為體對角線距

離的:，即坐。。

［答案1⑴BiLi3(或Li3Bi)(1,1,1)⑵尊號a

5.Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖所示。