高考化学二轮复习物质结构与性质学案全国通用4Word文件下载.docx
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（3）第一电离能越小，越容易形成较稳定的单核阳离子，故最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子为碘（或I）；
（4）HCl、HF分子中均存在“s p”σ键，SO2中存在“p p”π键，SCl2存在“p p”σ键，故D项符合题意。
（6）由图可知晶胞中含有Ca2＋个数为8×
＋6×
＝4个，O个数为12×
＋1＝4个，故钙的氧化物的化学式为CaO2；
设晶胞内离得最近的两个钙离子的间距为xcm，则晶胞的边长为xcm，
＝，（x）3＝，x＝。
答案：
（1）平面三角形 4s24p5
（2）A （3）碘（或I） （4）D （5）sp3杂化 N2（或CO）
（6）CaO2 ×
2．第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。
（1）铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢。
基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为________，该能层上具有的原子轨道数为________，电子数为________。
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？
________（填“是”或“否”），原因是______________________________________________（如果前一问填“是”，此问可以不答）。
（3）镓与第ⅤA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓（GaAs）就是其中一种，其晶胞结构如图所示（白色球代表As原子）。
在GaAs晶体中，每个Ga原子与________个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为________。
（4）与As同主族的短周期元素是N、P。
AsH3中心原子的杂化类型为________；
一定压强下将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是________，理由是______________________________________。
（5）铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为________；
设晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为________g·
cm－3。
（用含a和NA的式子表示）
（1）基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则最高能层为N，该能层具有4s4p4d4f轨道，轨道数为16，电子数为1。
（5）由图可得晶胞中含有Fe的个数为8×
＝4个，含有N的个数为1个，则氮化铁的化学式为Fe4N；
a3ρ＝＝，故ρ＝。
（1）N 16 1
（2）否 30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定 （3）4 正四面体 （4）sp3 NH3 NH3分子之间有氢键，沸点较高 （5）Fe4N
3．（2016·
佛山模拟）有些食物中铁元素含量非常丰富，其中非血红素铁是其存在形式之一，主要是三价铁与蛋白质和羧酸结合成络合物。
（1）Fe3＋的电子排布式为____________________。
（2）配合物Fe（CO）5的配位体是________；
常温下，Fe（CO）5为黄色液体，易溶于非极性溶剂，熔点为251K，沸点为376K，据此，可判断Fe（CO）5晶体属于________晶体。
（填“离子”、“原子”、“分子”或“金属”）
（3）金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成，单质铁中铁原子采用钾型模式堆积，原子空间利用率为68%，铁原子的配位数为______________。
（4）乙醛能被氧化剂氧化为乙酸，乙醛中碳原子的轨道杂化类型是______________；
1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为____________________。
（5）FeO晶体结构如图所示，FeO晶体中Fe2＋的配位数为________。
若该晶胞边长为bcm，则该晶体的密度为________g·
（1）Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
（2）Fe（CO）5的配位体为CO，Fe（CO）5的熔沸点低，易溶于非极性溶剂，故其为分子晶体。
（3）钾型堆积为体心立方堆积，故Fe的配位数为8。
（4）CH3CHO中甲基碳原子为sp3杂化，而醛基碳原子为sp2杂化。
CH3CHO的结构式为
单键为σ键，1个双键中含1个σ键、1个π键，故1molCH3CHO中含有6molσ键。
（5）该晶胞中Fe2＋周围最近等距离的O2－有6个，则Fe2＋的配位数为6。
该晶胞中含有4个Fe2＋、4个O2－，则晶体密度为＝g·
（1）1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
（2）CO 分子 （3）8 （4）sp2、sp3 6×
6.02×
1023或6NA （5）6
4.（2016·
太原模拟）前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A的最简单气态氢化物分子中含5个原子和10个电子；
基态B原子有3个未成对电子，在短周期元素中C的第一电离能最小，D的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸。
E＋核外3个电子层均排满电子。
回答下列问题：
（1）基态E原子的外围电子排布图为____________。
（2）1mol（AB）2中含σ键数目为________________；
在A、B、D的含氧酸根离子中，呈平面三角形结构的是____________（填离子符号）。
（3）在A、B、D的气态氢化物中，属于极性分子的是____________；
CB3的晶体类型是________________，它的阴离子的等电子体分子有______________（填一种）。
（4）B、E两种元素形成某种化合物的晶胞结构如图（白色球代表B原子）。
已知B、E的原子半径分别为apm、bpm。
在该晶胞中，B原子的配位数为________。
该晶胞的空间利用率φ为____________________________。
含5个原子、10个电子的分子是CH4，则A为碳元素；
基态N原子有3个未成对电子，B为氮元素。
短周期元素中钠元素的第一电离能最小，C为钠元素。
硫酸是强酸，又是二元酸，D为硫元素，3个电子层排满电子，依次为2、8、18，所以E的原子序数为29，E为铜元素。
（1）基态铜原子的外围电子排布图为
（2）1个NCCN分子中含3个σ键，1mol（CN）2中含σ键数目为3NA；
C、N、S的含氧酸根离子分别为CO、NO、NO、SO、SO等，其中中心原子价层电子对数为3、成键电子对数为3的有CO、NO，二者均呈平面三角形。
（3）CH4、NH3、H2S分子中，极性分子有NH3、H2S。
NaN3是离子晶体，与N互为等电子体的分子有CO2、N2O。
（4）该晶胞由氮、铜原子构成，从图看出，N原子的配位数为6。
1个晶胞中，氮原子个数为8×
＝1，铜原子个数：
12×
＝3，它的化学式为Cu3N。
观察晶胞知，设晶胞边长为L，L＝2（a＋b）pm。
该晶胞的空间利用率φ＝×
100%＝×
100%。
（1）
（2）3NA CO、NO
（3）NH3、H2S 离子晶体 CO2（或N2O）
（4）6 ×
100%
5．（2016·
开封一模）T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表。
相关信息
T
T元素可形成自然界硬度最大的单质
W
W与T同周期，核外有一个未成对电子
X
X原子的第一电离能至第四电离能分别是：
I1＝578kJ·
mol－1，I2＝1817kJ·
mol－1，I3＝2745kJ·
mol－1，I4＝11575kJ·
mol－1
Y
常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质
Z
Z的一种同位素的质量数为63，中子数为34
（1）TY2是一种常用的溶剂，是________（填“极性分子”或“非极性分子”），分子中存在________个σ键。
W的最简单氢化物容易液化，理由是______________________。
（2）在25℃、101kPa下，已知13.5g的X固体单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式为_____________________________________。
（3）基态Y原子中，电子占据的最高能层符号为______，该能层具有的原子轨道数为______、电子数为________。
Y、氧、W元素的电负性由大到小的顺序为________（写元素符号）。
（4）已知Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9.00g·
cm－3，则晶胞边长为________________（用含立方根的式子表示）；
ZYO4常作电镀液，其中YO的空间构型是______________，其中Y原子的杂化轨道类型是______。
Z的单质与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：
Z＋HCl＋O2===ZCl＋HO2，HO2（超氧酸）不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。
下列说法或表示正确的是________。
A．O2是氧化剂
B．HO2是氧化产物
C．HO2在碱中能稳定存在
D．1molZ参加反应有1mol电子发生转移
由题目提供的信息可推得T、W、X、Y和Z分别为C、F、Al、S和Cu。
（1）CS2的结构式为S===C===S左右对称，为非极性分子，分子中存在两个σ键，两个π键，因为H、F之间易形成氢键，故HF的熔、沸点高，易液化。
（2）n（Al）＝＝0.5mol放出419kJ，则4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s）ΔH＝－419×
8＝－3352kJ·
mol－1。
（3）硫原子的核外电子排布图为
故最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为9，电子数为6；
因同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，同主族从上到下，电负性逐渐减弱，故S、O、F元素的电负性由大到小的顺序为F>
O>
S。
（4）由图可知Cu的晶胞为面心立方最密堆积，则每个晶胞含有4个Cu原子，设晶胞边长为x，则x3×
9.00g·
cm－3＝，故x＝×
10－8cm。
（1）非极性分子 2 分子间形成氢键
（2）4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s） ΔH＝－3352kJ·
mol－1 （3）M 9 6 F>
S （4）×
10－8cm 正四面体形 sp3 AD
6．（2016·
重庆二模）某复合硅酸盐水泥的成分有CaO、MgO、Al2O3、SO3和SiO2等。
（1）Ca的电子排布式为________。
（2）MgO的熔点比CaO的熔点________，其原因是______________________________。
（3）Al2O3溶于NaOH溶液形成Na[Al（OH）4]，[Al（OH）4]－的空间构型为________。
（4）S的氧化物的水化物中酸性最强的是________，从结构上分析其原因________________________________________________________________________。
（5）硅酸盐结构中的基本结构单元为[SiO]四面体，其中Si原子的杂化轨道类型为____________。
由两个结构单元通过共用一个原子形成的硅酸盐阴离子的化学式为________。
（6）CaO与NaCl的晶胞类型相同，CaO晶胞中Ca2＋的配位数为________，若CaO晶胞参数为anm，CaO的密度为________g·
cm－3（用a和NA表示）。
（6）根据NaCl晶胞中Na＋、Cl－的配位数为6，可以类推CaO晶胞中Ca2＋、O2－的配位数为6。
该晶胞中含有4个Ca2＋、4个O2－，CaO的密度为g÷
（a×
10－7cm）3＝g·
（1）1s22s22p63s23p64s2
（2）高 Mg2＋的半径小于Ca2＋的半径，MgO晶格能大，故其熔点高 （3）正四面体形 （4）H2SO4 H2SO4中S的正电荷高于H2SO3中S的正电荷，导致H2SO4的S—O—H中O的电子向S偏移程度更大，更容易电离出H＋，所以H2SO4的酸性强 （5）sp3 [Si2O7]6－ （6）6
7．（2016·
福州五校联考）铁基超导、C60K3、YBCO、钙氢合金都是超导材料，回答下列问题。
（1）Fe3＋中未成对电子数为________；
Fe2＋基态时核外电子排布式为________________________________________________________________________。
（2）C60分子（结构如图）中碳原子杂化轨道类型为________；
1molC60分子中含σ键数目为________。
（3）已知C60晶体为面心立方，C60K3中C则为体心立方，K＋填在空隙中，有关C60的说法正确的有______。
a．C60晶体易溶于CS2
b．C60晶体中，与每个C60分子紧邻的C60分子有12个
c．C60K3晶胞中，内部空隙中填有6个K＋
d．C60K3晶体熔融时不导电
（4）YBCO是一种高温超导材料，最早是通过在1000～1300K加热BaCO3、Y2（CO3）3、CuCO3的混合物制备的。
若YBa2Cu3O7－x（0≤x≤0.5）的材料在Tc温度下有超导性，当x＝0.2时，晶体中n（Cu3＋）∶n（Cu2＋）＝________。
（5）目前已合成的Ca（大球）与H（小球）形成的超导材料其晶胞结构如图，它的化学式为____________。
假定晶胞边长为anm，则晶体的密度为________g·
（2）C60分子中每个碳原子与另3个碳原子形成共价键，其中含1个双键和2个单键；
1个C60分子中总键数为：
60×
3/2＝90，故σ键数目也为90。
（3）由于C60是非极性分子，CS2也是非极性分子，a正确；
面心立方的配位数为12，b正确；
由于C60K3中C为体心立方，晶胞中C有2个，依据化学式晶胞中应有K＋6个，c正确；
C60K3是离子化合物，熔融时可以导电，d错误。
（4）先确定Y、Ba、O的化合价分别为＋3、＋2、－2，设Cu3＋为y，则Cu2＋为3－y，由化合物中各元素化合价代数和等于零即得。
（5）晶胞中共含Ca原子数为8×
＋1＝2；
氢原子全部位于面上，共有4×
6×
＝12个，故该超导材料的化学式为CaH6；
该晶胞的密度ρ＝g·
cm－3＝g·
（1）5 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
（2）sp2 90NA （3）abc （4）1∶4 （5）CaH6
考点一 原子结构与性质
考点定位
重要保分考点
错因定位
1.书写基态原子或离子的电子排布式或排布图时，不会利用能量最低原理、泡利原理及洪特规则进行检验和正误判断，如[诊断卷T3
（1）、T4
（1）、T6
（1）]。
2.比较第一电离能和电负性的相对大小时，不会利用同周期、同主族元素性质的递变规律判断，特别注意当元素原子的核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半满和全满结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能，如[诊断卷T2
（2）、T5（3）]。
1．练中回扣原子结构与性质的基本点
（1）原子序数为24的元素原子的基态原子
①核外电子排布式为________________，价电子排布式是____________。
②有________个电子层，________个能级；
有________个未成对电子。
③在周期表中的位置是第________周期第________族。
（2）试用“>
”“<
”或“＝”表示元素C、N、O、Si的下列关系：
①第一电离能：
____________（用元素符号表示，下同）。
②电负性：
________________。
③非金属性：
（1）①1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 3d54s1 ②4 7 6 ③四 ⅥB
（2）①N>
C>
Si ②O>
N>
Si
③O>
2．归纳原子结构与性质的相关知识，记住特殊命题点
（1）基态原子核外电子排布的四种表示方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr：
1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu：
[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe：
3d64s2
电子排布图
（或轨道表示式）
（2）常见错误防范
①电子排布式
a．3d、4s书写顺序混乱。
如
b．违背洪特规则特例。
②电子排布图
错误类型
错因剖析
违背能量最低原理
违背泡利原理
违背洪特规则
（3）特殊原子的核外电子排布式
①24Cr的核外电子排布
先按能量从低到高排列：
1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5为半充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d5，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d54s1。
②29Cu的核外电子排布
1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10为全充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d10，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s1。
（4）电离能与电负性变化规律与大小判断
①元素第一电离能的周期性变化规律
一般规律
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小。
同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。
特殊情况
第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。
通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空（p0、d0、f0）、半满（p3、d5、f7）和全满（p6、d10、f14）结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。
②电离能、电负性大小判断
规律
在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小
特性
同周期主族元素，第ⅡA族（ns2）全充满、ⅤA族（np3）半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素
方法
我们常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比较：
a.HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl：
b.Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl
（5）元素电离能的两大应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；
反之越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。
（6）电负性的三大应用
考向一 原子核外电子的排布
1．填写下列空白：
（1）（2016·
全国丙卷）写出基态As原子的核外电子排布式________。
（2）（2016·
全国甲卷）镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。
（3）（2015·
全国卷Ⅰ）碳及其化合物广泛存在于自然界中。
处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。
（4）（2015·
江苏高考）Cr3＋基态核外电子排布式为____________。
（5）（2015·
浙江高考）Cu2＋的电子排布式是________。
（6）（2015·
四川高考）Si元素基态原子的电子排布式是________。
（7）（2015·
安徽高考）N的基态原子核外电子排布式为________，Cu的基态原子最外层有________个电子。
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3
（2）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
（3）电子云 2
（4）1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
（5）1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
（6）1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
（7）1s22s22p3 1
考向二 元素的性质
2．填写下列空白：
全国丙卷）根据元素周期律，原子半径Ga____As，第一电离能Ga____As。
（填“>
”或“<
”）
全国乙卷）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。
Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。
全国卷Ⅱ）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；
C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；
D元素最外层有一个未成对电子。
则四种元素中电负性最大的是________（填元素符号）。
福建高考）CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________。
安徽高考）原子半径Al____Si，电负性：
N____O。
（用“>
（6）（2014·
安徽高考）第一电离能Si____S。
（7）（2013·
新课标卷Ⅱ）F、K、Fe、Ni四种元素中第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。
（填
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