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1、題型五物質結構與性質(選修),高考對物質結構與性質的綜合考查,主要包括:原子結構與性質;分子結構與性質;晶體結構與性質等,雖然考查面廣,但試題整體難度不大?？疾閮热葜饕婕昂送怆娮优挪际健㈦娮优挪紙D(軌道表示式)、電離能和電負性、鍵和鍵、分子間作用力、氫鍵、化學鍵數目的計算、常見晶體的構型、晶體的性質與結構的關系等,題目中所涉及的幾個問題常常是相互獨立的,但所考查的內容卻是上述知識點的綜合應用。,一,二,三,一、原子結構與性質 例1(1)基態(tài)硅(Si)原子中,電子占據的最高能層符號為,該能層具有的原子軌道數為、電子數為。 (2)依據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

2、點標出C、N、O三種元素的相對位置。,一,二,三,(3)N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數據如下:,則該元素是(填寫元素符號)。 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式是。 鍺元素可能的性質或應用有。 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,一,二,三,答案 (1)M94 (3)Al1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4CD,一,二,三,解析 (1)基態(tài)硅(Si)原子中,電子占據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

3、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為9,已填充的電子數為4。(2)同周期第一電離能從左至右呈增大趨勢,但當各能級呈全滿、半滿、全空狀態(tài)時,第一電離能反常,即第A族、第A族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。(3)由表中數據可知,該元素的I3I4,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Ar3d104s24p2或1s22s22p63s23p63d104s24p2,最外層4個電子,故最高價氯化物的化學式為GeCl4。,一,二,三,解題指導在書寫電子排布式時,要注意“原子、離子、價電子、最外層”

4、等表述;比較第一電離能時要考慮洪特規(guī)則。考查原子結構與元素性質的關系,注意元素“位構性”的相互關系。,一,二,三,(2)當出現(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。,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:Ar3d104s1;外圍電子排布式:3d104s1。 (4)當元素的能級處于全空、半充

5、滿、全滿狀態(tài)時,結構最穩(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A族元素大于A族元素,A族元素大于A 族元素。,一,二,三,對點訓練1有A、B、C、D、E 5種元素,它們的核電荷數依次增大,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能級電子數是s能級電子數的兩倍。C原子最外層上電子數等于D原子最外層上電子數的一半。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(寫化學式)。寫出該物質的一種主要用途:。,一,二,三,(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式:。

6、 (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的電負性的大小關系是BD(填“”“<”或“=”,下同),C與E的第一電離能的大小關系是CE。,一,二,三,答案 (1)HOAlSK(寫元素名稱也可) (2)KAl(SO4)212H2O做凈水劑 (3)1s22s22p63s23p1 (5),一,二,三,解析 A、B、C、D、E 5種元素核電荷數都小于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A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能級電子數是s能級電子數的兩倍,故其最外層電子排布為ns2np4,為第A族元素,B的核電荷數小于D

7、,則B為氧,D為硫,E為鉀;C原子最外層上的電子數為硫原子最外層上電子數的一半,則C為鋁,同主族元素自上而下電負性逐漸減小,故B(氧)的電負性大于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:AlK。,一,二,三,二、分子結構與性質 例2(1)H2Se的酸性比H2S(填“強”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構型為, 的立體構型為。 (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。 根據等電子體原理,CO分子的結構式為。 H2O

8、分子中氧原子軌道的雜化類型為。 1 mol CO2中含有的鍵數目為。,一,二,三,(4)H+可與H2O形成H3O+,H3O+中氧原子采用雜化。H3O+中HOH鍵角比H2O中HOH鍵角大,原因為。 (5) 的立體構型是,其中硫原子的雜化軌道類型是。,答案 (1)強平面三角形三角錐形(2)sp3 (3)COsp326.021023個(或2NA) (4)sp3H2O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sp3,一,二,三,一,二,三,一,二,三,解題指導 不常見分子或離子的立體構型一定要用價層電子對互斥理論來判斷,不要想當然;對等電子體的判斷一般

9、是從周期表的相鄰位置來考慮;對雜化問題有時也要依據價層電子對理論來判斷。鍵數目判斷方法:共價單鍵為鍵;共價雙鍵中有一個鍵和一個鍵;共價三鍵中有一個鍵和兩個鍵。,一,二,三,方法規(guī)律拓展 1.價層電子對互斥模型(VSEPR模型)與分子立體構型的關系: 當中心原子無孤電子對時,兩者的構型一致; 當中心原子有孤電子對時,兩者的構型不一致。 2.原子軌道雜化類型的判斷:,一,二,三,一,二,三,對點訓練22013年諾貝爾化學獎授予三位美國科學家,以表彰他們在開發(fā)多尺度復雜化學系統(tǒng)模型方面所做的貢獻?？梢杂昧孔踊瘜W計算小區(qū)間內(如光合作用葉綠體光反應時酶中、生物固氮時固氮酶中)的化學反應。,一,二,三,

10、一,二,三,(3)煙酰胺結構式如圖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,1 mol該分子中含鍵數目為。 (4)配離子Cu(NH3)42+中氮原子是配位原子。已知NF3與NH3的立體構型相同,但NF3中N不易與Cu2+形成配離子,其原因是。,一,二,三,答案 (1)ABC (2)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d34 (3)sp2、sp315NA(或156.021023) (4)N、F、H三種元素的電負性大小為FNH,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,一,二,三,一,二,三,(3)根據圖像

11、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該是sp3雜化。單鍵都是鍵,雙鍵中含有1個鍵和1個鍵,所以根據結構簡式可知1 mol該分子中含鍵數目為15NA(NA表示阿伏加德羅常數的數值)(或156.021023)。 (4)由于N、F、H三種元素的電負性大小為FNH,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。,一,二,三,三、晶體結構與性質 例3(2016全國)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}: (1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。 (2)根據元素周期

12、律,原子半徑GaAs,第一電離能GaAs。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立體構型為,其中As的雜化軌道類型為。 (4)GaF3的熔點高于1 000 ,GaCl3的熔點為77.9 ,其原因是。,一,二,三,(5)GaAs的熔點為1 238 ,密度為 gcm-3,其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半徑分別為rGa pm和rAs pm,阿伏加德羅常數值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。,一,二,三,答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar

13、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,一,二,三,解析 (1)As的原子序數是33,則基態(tài)As原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。 (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GaAs;由于As的4p能級處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,因此第一電離能Ga

14、。 (4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體,離子晶體的熔點一般高于分子晶體。,一,二,三,一,二,三,解題指導對常見典型的晶胞結構要非常熟悉,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,通過分析晶體結構,計算晶胞結構中化學鍵數目、粒子半徑、密度,或判斷金屬晶體堆積方式等;最后針對題目設計的其他問題進行正確作答。,一,二,三,一,二,三,一,二,三,對點訓練3(2017江蘇化學)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。 (1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。 (2)丙

15、酮( )分子中碳原子軌道的雜化類型是,1 mol丙酮分子中含有鍵的數目為。 (3)C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為。 (4)乙醇的沸點高于丙酮,這是因為。,一,二,三,(5)某FexNy的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如圖2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為。,一,二,三,答案 (1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和sp39 mol (3)H