届高考化学二轮复习物质结构与性质学案Word文件下载.docx

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（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（5）某FexNy的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe（x－n）CunNy。

FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。

解析　

（1）先写出26号元素铁的基态核外电子排布式[Ar]3d64s2，再由外向内失3个电子，得Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。

（2）丙酮中—CH3中碳原子形成4根单键，为sp3杂化，羰基中碳原子形成1个π键，为sp2杂化。

丙酮的结构式为

，有9个σ键（6个C—H，2个C—C，1个C—O）。

（3）非金属性H＜C＜O。

（4）乙醇与丙酮的晶体类型都为分子晶体，乙醇分子间存在氢键和范德华力，而丙酮分子间只存在范德华力，氢键的作用力强于范德华力，使沸点升高。

（5）能量低更稳定，Cu代替a位置的Fe（顶点上的Fe），晶胞中Cu个数为8×

＝1，Fe个数为6×

＝3，N个数为1，化学式为Fe3CuN。

答案　

（1）[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5

（2）sp2和sp3　9NA　（3）H<

C<

O

（4）乙醇分子间存在氢键　（5）Fe3CuN

3.（2016·

江苏化学，21）[Zn（CN）4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：

4HCHO＋[Zn（CN）4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn（H2O）4]2＋＋4HOCH2CN

（1）Zn2＋基态核外电子排布式为_______________________________________。

（2）1molHCHO分子中含有σ键的数目为________mol。

（3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。

HOCH2CN的结构简式

（4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。

（5）[Zn（CN）4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，不考虑空间构型，[Zn（CN）4]2－的结构可用示意图表示为________。

解析　

（1）先写锌原子基态核外电子排布式[Ar]3d104s2，再由外向内失2个电子，得Zn2＋核外电子排布式为[Ar]3d10。

（2）甲醛结构式为

，σ键数为3。

（3）HOCH2CN可表示为HOCH2C≡N，碳原子分别为sp3杂化、sp杂化。

（4）等电子体可以“左右移位、平衡电荷”判断，H2O等电子体阴离子为NH。

（5）Zn2＋提供空轨道，CN－中碳原子提供孤对电子形成配位键。

答案　

（1）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10

（2）3　（3）sp3和sp　（4）NH

（5）

4.（2015·

江苏化学，21）下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：

2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→

4[Cr（H2O）6]3＋＋3CH3COOH

（1）Cr3＋基态核外电子排布式为________；

配合物[Cr（H2O）6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______（填元素符号）。

（2）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为____________________________________________________________________；

1molCH3COOH分子含有σ键的数目为______。

（3）与H2O互为等电子体的一种阳离子为__________________（填化学式）；

H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为____________________________________________________________________。

解析　

（1）Cr为24号元素，注意写Cr3＋基态核外电子排布式时，应先写出铬原子的基态核外电子排布式[Ar]3d54s1，再由外向内依次失去3个电子，则Cr3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d3；

Cr3＋有空轨道，H2O中O有孤对电子，形成配合物时O为配位原子。

（2）CH3COOH中—CH3中的碳原子为sp3杂化，—COOH中的碳原子为sp2杂化。

由CH3COOH的结构式

，可知1mol分子中含有σ键7mol。

（3）采用“左右移位，平衡电荷”法，可得出与H2O互为等电子体的阳离子H2F＋。

H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为它们分子间还可以形成氢键。

答案　

（1）1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3　O

（2）sp3和sp2　7NA（或7×

6.02×

1023）

（3）H2F＋　H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键

5.（2014·

江苏化学，21）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。

（1）Cu＋基态核外电子排布式为________。

（2）与OH—互为等电子体的一种分子为________（填化学式）。

（3）醛基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________。

（4）含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。

（5）Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。

铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

解析　

（1）Cu＋是由Cu原子失1个4s电子形成的，Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋的核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。

（2）可以采用“平衡电荷，左右移位”的方法：

将负电荷加给氧原子，变为氟原子，即与OH－互为等电子体的分子为HF。

（3）醛基中碳原子形成了1个π键和3个σ键，故碳原子为sp2杂化。

乙醛的结构式为：

，一个分子含有6个σ键，则1mol乙醛中含有6molσ键。

（5）由铜的晶胞结构示意图可知，晶胞为面心立方，每个铜原子周围等距且最近的铜原子个数为12个。

答案　

（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10

（2）HF　（3）sp2　6NA或6×

1023个

（4）2Cu（OH）2＋CH3CHO＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O

（5）12

备考策略

进行“物质结构与性质”模块复习时，要重视基础知识的掌握和应用，如常见原子或离子的电子排布式、简单原子轨道的杂化类型、化学键（特别是共价键）的类型、简单分子或离子的空间构型、分子间作用力、等电子体的判断方法、晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定等。

[考点精要]

一、原子结构与性质

1.基态原子的核外电子排布

（1）排布规律

能量最低原理

原子核外电子先占有能量最低的原子轨道

泡利不相容原理

每个原子轨道中最多只能容纳2个自旋状态不同的电子

洪特规则

原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同

说明：

能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系能量较低，原子较稳定。

（2）表示形式

①核外电子排布式，如Cr：

1s22s22p63s23p63d54s1，可简化为[Ar]3d54s1。

②价层电子排布式：

如Fe：

3d64s2。

③电子排布图又称轨道表示式：

如O：

（3）基态原子核外电子排布表示方法中的常见误区

①在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

a.

（违反能量最低原理）

b.

（违反泡利原理）

c.

（违反洪特规则）

d.

②当出现d轨道时，虽然电子按ns、（n－1）d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把（n－1）d放在ns前，如Fe：

1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：

1s22s22p63s23p64s23d6错误。

③注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。

如Fe的电子排布式：

1s22s22p63s23p63d64s2；

简化电子排布式：

[Ar]3d64s2；

价电子排布式：

2.第一电离能、电负性

（1）规律：

在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，从上往下逐渐减小、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小。

（2）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。

（3）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。

二、分子结构与性质

1.共价键

（1）分类

①

②配位键：

形成配位键的条件是成键原子一方（A）能够提供孤电子对，另一方（B）具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A―→B。

（2）σ键和π键的判断方法：

共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π键。

2.杂化轨道

（1）方法：

判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型

①看中心原子有没有形成双键或叁键。

如果有1个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；

如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；

如果全部是单键，则为sp3杂化。

②由分子的空间构型结合价层电子对互斥理论判断。

没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。

如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。

（2）识记：

常见杂化轨道类型与分子构型

杂化轨

道类型

参加杂化的

原子轨道

分子构型

示例

sp

1个s轨道，

1个p轨道

直线形

CO2、BeCl2、HgCl2

sp2

2个p轨道

平面三角形

BF3、BCl3、HCHO

sp3

3个p轨道

等性杂化

正四面体

CH4、CCl4、NH

不等性杂化

具体情

况不同

NH3（三角锥形）、

H2S、H2O（Ⅴ形）

3.三种作用力及对物质性质的影响

范德华力

氢键

共价键

作用微粒

分子

H与N、O、F

原子

强度比较

共价键＞氢键＞范德华力

影响因素

组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大

形成氢键元素的电负性

原子半径

对性质

的影响

影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质

分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大

键能越大，稳定性越强

三、晶体结构与性质

1.明确晶体类型的2种判断方法

（1）据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。

如由分子通过分子间作用力（范德华力、氢键）形成的晶体属于分子晶体；

由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；

由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体，由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体，或由金属原子形成的晶体属于金属晶体。

（2）据各类晶体的特征性质判断。

如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；

熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体；

熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；

能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。

2.突破晶体熔、沸点高低的比较

（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律

原子晶体＞离子晶体＞分子晶体

金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。

（2）原子晶体

由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。

如熔点：

金刚石＞碳化硅＞硅。

（3）离子晶体

一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其晶体的熔、沸点就越高，如熔点：

MgO＞NaCl＞CsCl。

（4）分子晶体

①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；

具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。

如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。

SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。

③组成和结构不相似的分子晶体（相对分子质量接近），分子的极性越大，其熔、沸点越高。

如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。

（5）金属晶体

金属阳离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。

如熔、沸点：

Al＞Mg＞Na。

3.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法

熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目

A.NaCl（含4个Na＋，4个Cl－）

B.干冰（含4个CO2）

C.CaF2（含4个Ca2＋，8个F－）

D.金刚石（含8个C）

E.体心立方（含2个原子）

F.面心立方（含4个原子）

[考法指导]

以指定元素或物质为背景的多角度立体考查

苏锡常镇二调）硝基苯可与金属Fe、盐酸反应生成苯胺和FeCl2，反应如下：

（1）写出Fe2＋基态核外电子排布式：

（2）苯胺分子中C、N原子的杂化方式分别是_____________________________________________________________________。

1mol苯胺分子中含σ键的数目是________。

（3）苯胺与盐酸反应可生成氯化苯胺盐

，氯化苯胺盐中含有的化学键有_____________________________________________________。

（4）苯胺在水中的溶解度大于硝基苯，其原因是______________________________________________________________________

（5）金属铁单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。

则两种晶胞中Fe原子的配位数之比为________。

解析　

（1）26号元素铁，先写出基态铁原子的核外电子排布式[Ar]3d64s2，再由外向内失2个电子。

（2）苯环中碳原子以sp2方式杂化。

N原子价层电子对数为（5＋3）/2＝4，为sp3杂化。

注意苯环上还连有H原子。

6根C—C之间的σ键，5根C—H之间的σ键，1根C—N之间的σ键，2根N—H之间的σ键，共14根σ键。

（3）—N和H＋以配位键结合，—NH与Cl－之间以离子键结合。

（4）苯胺分子中—NH2与水分子间能形成氢键，使溶解度增大。

（5）金属晶体的配位数为和金属原子最近的且等距的金属原子个数。

前者面心立方，配位数为12（同层4个，上层4个，下层4个），后者体心立方，配位数为8。

答案　

（1）[Ar]3d6　

（2）sp2、sp3　14NA　（3）共价键、离子键、配位键（配位键可以不写）　（4）苯胺分子与水分子间可以形成氢键　（5）3∶2

2.（2018·

南通等七市联考）乙酸锰可用于制造钠离子电池的负极材料。

可用如下反应制得乙酸锰：

4Mn（NO3）2·

6H2O＋26（CH3CO）2O===4（CH3COO）3Mn＋8HNO2＋3O2↑＋40CH3COOH

（1）Mn3＋基态核外电子排布式为________。

（2）NO中氮原子轨道的杂化类型是________。

（3）与HNO2互为等电子体的一种阴离子的化学式为______________________________________________________________________

______________________________________________________________________。

（4）配合物[Mn（CH3OH）6]2＋中提供孤对电子的原子是________。

（5）CH3COOH能与H2O任意比混溶的原因，除它们都是极性分子外还有________。

（6）镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料，其晶胞为立方结构（如右图所示），图中原子位于顶点或面心。

该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为________。

解析　

（1）25号元素Mn基态原子核外排布式为[Ar]3d54s2，再由外向内失3个电子，Mn3＋的核外电子排布式为[Ar]3d4。

（2）NO中氮原子的价层电子对数为（5＋1）/2＝3，sp2杂化。

（3）与HNO2的等电子体的阴离子，可以以N原子左移一位得HCO，为HCOO－。

（4）[Mn（CH3OH）6]2＋中配体为CH3OH，配位原子O原子提供孤对电子。

（6）每个铝原子周围距离最近的镁原子距离是面对角线的一半，由图示可知，以右边Al原子为例，立方体右边面上有4个，左边内部有2个，右边晶胞内部有2个，共8个。

答案　

（1）[Ar]3d4　

（2）sp2　（3）HCOO－　（4）O

（5）CH3COOH分子与H2O分子间可形成氢键　（6）8

3.（2017·

盐城三模）配合物[Cu（CH3C≡N）4]BF4是双烯合成反应的催化剂，它被浓硝酸分解的化学方程式为：

[Cu（CH3C≡N）4]BF4Cu2＋＋H3BO3＋CO2↑＋HF…（未配平）。

（1）Cu2＋基态核外电子排布式为________；

铜与氮形成的一种化合物晶胞结构如右图所示，则该化合物的化学式为____________________________________________________________________。

（2）1molH3BO3分子中含有σ键的数目为________mol。

（3）N与CO2分子互为等电子体，N的结构式可表示为________。

（4）配合物[Cu（CH3C≡N）4]BF4中：

①配体CH3C≡N分子中碳原子杂化轨道类型为________。

②[Cu（CH3C≡N）4]＋的结构可用示意图表示为________（不考虑空间构型）。

解析　

（1）29号铜元素基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，由外向内失去2个电子得Cu2＋，核外电子排布式为[Ar]3d9。

晶胞中Cu离子个数为12×

1/4＝3，氮离子个数为8×

1/8＝1，化学式为Cu3N。

（2）H3BO3可表示为B（OH）3，含有3根B—O之间的σ键，3根O—H之间的σ键。

（4）①1个碳原子形成4根单键，sp3杂化，1个碳原子形成叁键，sp杂化。

②注意配们原子为N原子，与Cu＋直接相连。

答案　

（1）[Ar]3d9　Cu3N　

（2）6　（3）[N===N===N]－　（4）①sp和sp3

以推断元素为背景的“拼盘式”考查

4.（2018·

徐州考前模拟）原子序数依次递增的A、B、C、D、E五种元素，其中只有E是第四周期元素，A的一种核素中没有中子，B原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，D原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，E元素的原子结构中3d能级上未成对电子数是成对电子数的2倍。

回答下列问题：

（1）E的＋2价离子基态核外电子排布式为________。

（2）A、B、C、D原子中，电负性最大的是________（填元素符号）。

（3）1molB2A4分子中σ键的数目为________。

B4A6为链状结构，其分子中B原子轨道的杂化类型只有一种，则杂化类型为________。

（4）元素B的一种氧化物与元素C的一种氧化物互为等电子体，元素C的这种氧化物的分子空间构型为________。

（5）E和C形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为________。

解析　A为H元素，B为碳原子，D原子核外电子排布式为1s22s22p2（碳元素，不可能）或1s22s22p4（氧元素），则C为氮元素。

E元素，“3d能级上未成对电子数是成对电子数的2倍”，结构为3d6（未成对电子数为4，成对电子数为2）。

（2）H、C、