山东专用高考化学二轮复习考前三个月第一部分专题5物质结构与性质练习.docx
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山东专用高考化学二轮复习考前三个月第一部分专题5物质结构与性质练习
物质结构与性质
最新考纲展示
1.原子结构与元素性质：
（1）了解元素、核素和同位素的含义；
（2）了解原子构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数、质量数以及它们之间的相互关系；（3）了解多电子原子的核外电子分层排布规律，能用电子排布式表示常见元素1～36号元素的原子核外电子及简单离子的排布；（4）理解元素周期律的实质，了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用；（5）以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系；（6）以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系；（7）了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律；（8）了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质，了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系，了解主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律。
2.化学键与物质的性质：
（1）了解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；
（2）了解共价键的形成及其主要类型（σ键和π键），能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；（3）能用价层电子对互斥理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构，了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3）；（4）理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；（5）了解键的极性和分子的极性；（6）了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
3.分子间作用力与物质的性质：
（1）了解分子间作用力和化学键的区别，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响；
（2）了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举存在氢键的常见物质；（3）了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别，能根据晶胞确定晶体的组成；（4）了解简单配合物的成键情况。
基础回扣
1．下列8种符号：
Li、
Li、
C、
N、
O、
Na、
Mg、
Cl
（1）包含________种元素，________种核素，其中互为同位素的是________。
（2）氯离子的结构示意图为____________，其价电子排布式__________。
（3）原子最外层电子数是次外层电子数2倍、3倍的分别是________、________。
（4）质量数相等的是________和________。
答案
（1）7 8
Li和
Li
（2）
3s23p6
（3）
C
O （4）
C
N
2．依据下表选择有关序号，用其相应的元素符号或化学式填空。
主族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
一
H
二
①
②
③
④
三
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
四
⑬
⑭
……
（1）这些元素中，______是最活泼的金属元素，________是最活泼的非金属元素，它的电子排布式为__________；________是最不活泼的元素。
（2）第三周期中，含有1个未成对电子的有__________、________、________。
（3）短周期元素最高价氧化物对应的水化物中，________酸性最强；________碱性最强；________呈两性（填化学式）。
（4）⑥和⑭的金属元素中，单质的熔点较低的是______，形成最高价氧化物熔点较高的是________（填化学式）。
（5）第三周期的主族元素中，第一电离能最小的是______，电负性最大是________。
（6）在所形成的气态氢化物中，最稳定的是________；最不稳定的是________。
（7）①元素能形成多种同素异形体，形成的晶体中，属于原子晶体的是________，分子晶体的是________（填名称）。
（8）第二周期元素与氢元素可形成多种10电子微粒，在分子中沸点最高是________，最低的是________，分子间能形成氢键的有________、________、________（填化学式）。
（9）氢元素与②、③三种元素既可形成共价化合物，又可形成离子化合物，各列举两个例子：
共价化合物______、________；离子化合物________、________。
答案
（1）K F 1s22s22p5 Ar
（2）Na Al Cl
（3）HClO4 NaOH Al（OH）3
（4）Ca MgO （5）Na Cl
（6）HF SiH4 （7）金刚石 C60
（8）H2O CH4 NH3 H2O HF
（9）HNO3 NH3·H2O NH4NO3 NH4NO2
3．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。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 3d54s1
（2）4 7 6 （3）四 ⅥB
4．分析下列化学式，选出划线元素符合要求的物质：
A．C2H2 B．H2O C．BeCl2 D．CH4 E．C2H4
F．N2H4
（1）既有σ键，又有π键的是________。
（2）分子间能形成氢键的物质是________，能作配体形成配位键的是________。
（3）既含有极性键又含有非极键的是________，属于非极性分子的是________。
答案
（1）AE
（2）BF BF （3）AEF ACDE
5．用“>”、“<”或“＝”表示下列物质的熔沸点关系：
（1）H2O________H2S
（2）CH4________CCl4
（3）Na________Mg________Al
（4）金刚石________石墨
（5）SiO2________CO2
答案
（1）>
（2）< （3）< < （4）< （5）>
6．晶体结构与性质
如图为NaCl晶胞示意图，边长为acm，在1mol的晶胞中：
（1）含有________个Na＋，1个Na＋周围与其距离最近并且距离相等的Cl－有________个，形成________构型。
（2）NaCl的密度为______________（列出计算式）。
答案
（1）4NA 6 正八面体
（2）ρ＝
g·cm－3
题型1 原子结构与元素周期律
1．（2014·上海，1）“玉兔”号月球车用
Pu作为热源材料，下列关于
Pu的说法正确的是（ ）
A.
Pu与
U互为同位素
B.
Pu与
Pu互为同素异形体
C.
Pu与
U具有完全相同的化学性质
D.
Pu与
Pu具有相同的最外层电子
答案 D
解析 本题考查同位素，
Pu与
U是两种不同的元素，
Pu与
Pu的质子数相同（质子数＝核外电子数），中子数不同，互为同位素，故D正确。
2．[2014·天津理综，7
（1）
（2）]元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：
（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是________。
a．原子半径和离子半径均减小
b．金属性减弱，非金属性增强
c．氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强
d．单质的熔点降低
（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为________，氧化性最弱的简单阳离子是________。
答案
（1）b
（2）氩 Na＋（或钠离子）
解析
（1）第三周期元素从左到右原子序数依次增大，从左到右原子半径逐渐减小，金属元素阳离子的半径小于同一周期非金属元素阴离子半径，a错误；第三周期元素从左到右元素得电子能力增强，失电子能力减弱，即金属性减弱，非金属性增强，b正确；第三周期元素从左到右最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，酸性增强，c错误；第三周期元素单质熔点最高的是硅，最低的是氯气，所以从左到右元素单质的熔点不是逐渐降低的，d错误。
（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素的原子结构示意图为
，其元素名称是氩；Na的失电子能力最强，所以Na＋的氧化性最弱。
3．（2014·高考题片段组合）按要求完成下列填空：
（1）[2014·新课标全国卷Ⅰ，37
（2）节选]基态铁原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为__________________。
答案 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
（2）[2014·新课标全国卷Ⅱ，37
（1）]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。
a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。
b、c、d中第一电离能最大的是________（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为________________。
答案 N
解析 由于周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。
a的核外电子总数与其电子层数相同，则a为氢元素，b的价电子层中的未成对电子有3个，则b为氮元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则c为氧元素；d与c同主族，则d为硫元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e为铜元素。
氮元素的2p轨道处于半充满，第一电离能最大。
（3）[2014·四川理综，8
（1）]X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。
XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋离子的3d轨道中有9个电子。
Y基态原子的电子排布式是________________________________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是____________________________________________。
答案 1s22s22p4 Cl
解析 X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。
XY2是红棕色气体，该气体是NO2，则X是氮元素，Y是氧元素；X与氢元素可形成XH3，该气体是氨气；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则该元素的原子序数是2＋8＋2＝12，即为镁元素；Z（镁）在第三周期中，非金属性最强的是氯。
1．“四同”的判断方法
判断的关键是抓住描述的对象。
（1）同位素——原子，如
H、
H、
H。
（2）同素异形体——单质，如O2、O3。
（3）同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。
（4）同分异构体——化合物，如正戊烷、新戊烷。
2．巧记10e－、18e－微粒
10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。
以Ne为中心记忆10电子体：
此外，由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分—CH3、—NH2、—OH、—F为9电子体，两两组合得到的物质如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。
3．粒子半径比较的一般方法
（1）电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小。
（2）电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
（3）电子层结构相同（核外电子排布相同）的离子半径（包括阴、阳离子）随核电荷数的增加而减小。
（4）同种元素原子形成的微粒半径，随核外电子数的增多而增大。
（5）电子数和核电荷数都不同时，可通过一种参照物进行比较。
如比较Al3＋与S2－的半径大小，可找出与Al3＋电子数相同、与S2－同族的元素O2－比较，r（Al3＋）＜r（O2－），且r（O2－）＜r（S2－），故r（Al3＋）＜r（S2－）。
4．基态原子的核外电子排布
（1）排布规律
①能量最低原理：
原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：
1s22s22p63s23p63d104s24p2。
②泡利原理：
每个原子轨道上最多容纳2个自旋状态不同的电子。
③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。
洪特规则特例：
能量相同的轨道处于全充满、半充满或全空的状态时原子是比较稳定的。
如
（2）表示形式
①电子排布式：
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，如K：
1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
②电子排布图：
每个小框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如碳原子：
。
5．电离能和电负性的变化规律
（1）元素第一电离能的周期性变化规律
①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；
②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；
③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
①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；
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。
（一）原子、离子构成及表示法
1．下列关于指定粒子构成的叙述中，不正确的是（ ）
A．37Cl与39K具有相同的中子数
B．第114号元素的一种核素
X与
Pb具有相同的最外层电子数
C．H3O＋与OH－具有相同的质子数和电子数
D．O
与S2－具有相同的质子数和电子数
答案 C
解析 37Cl和39K含有的中子数都是20，A正确；
X与
Pb的核电荷数之差为114－82＝32，即相差一个电子层，属于同一主族元素，具有相同的最外层电子数，B正确。
2．下列关于原子结构及微粒间的数量关系的说法不正确的是（ ）
A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．微粒Na＋、Mg2＋、O2－具有相同的电子层结构
C．短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构
D.
Ca2＋的中子数比核外电子数多10
答案 A
解析 A项，同位素概念不清；B项中都与Ne的电子层结构相同；C项可形成XY4化合物，均满足原子最外层8电子稳定结构。
3．据报道，在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的能导致温室效应的气态化合物，它的结构式为16O===C===18O。
下列说法正确的是（ ）
A．16O与18O为同种核素
B．16O===C===18O与16O===C===16O互为同位素
C．16O===C===18O与16O===C===16O的化学性质几乎完全相同
D．目前提出的“低碳经济”的目标是向空气中增加CO2，促进碳的平衡
答案 C
解析 A项中是O元素的两种核素；B项同位素研究的对象是原子。
4．Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________；27号元素价层电子排布式为________，它位于第________周期第________族，其化学符号是________，有________个成单电子。
答案 C 3d74s2 四 Ⅷ Co 3
5．根据题目要求写出有关的电子排布式：
（1）原子序数为34，其核外M层电子的排布式为__________。
（2）基态氮原子的电子排布式为____________，价电子层的电子排布图为__________。
（3）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。
Cu＋基态核外电子排布式为________________。
答案
（1）3s23p63d10
（2）1s22s22p3
（3）1s22s22p63s23p63d10
（二）电离能和电负性
6．C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是________；C、N、O、F元素的第一电离能由大到小的顺序是________。
答案 N>C>Si F>N>O>C
7．
（1）N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：
电离能
I1
I2
I3
I4
……
Ia/kJ·mol－1
578
1817
2745
11578
……
则该元素是________（填写元素符号）。
（2）基态锗（Ge）原子的电子排布式是________，Ge的最高价氯化物分子式是________，该元素可能的性质或应用有________。
A．是一种活泼的金属元素
B．其电负性大于硫
C．其单质可作为半导体材料
D．能形成稳定氢化物GeH4
答案
（1）Al
（2）1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 GeCl4 C
题型2 价键模型与分子空间构型
1．[2014·高考题片段组合]按要求回答下列问题。
（1）[2014·四川理综，8
（2）改编]NO
离子的立体构型是________；Cu2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是________。
答案 V形 O
解析 NO
与O3互为等电子体，两者结构相似，为V形；铜离子含有空轨道，而水分子中的氧原子含有孤电子对，因此在Cu2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是O原子。
（2）[2014·江苏，21（A）—
（2）（3）]与OH－互为等电子体的一种分子为__________（填化学式）。
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________。
答案 HF sp2 6mol
解析 等电子体为原子数相同，价电子数相同。
醛基中碳原子有碳氧双键，为sp2杂化；根据结构得出共含有6molσ键。
（3）[2014·新课标全国卷Ⅱ，37
（2）（3）改编]H与N、O、S元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是__________（填化学式，写出两种）。
这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。
（填化学式）
答案 sp3 H2O2、N2H4 HNO2、HNO3 H2SO3
解析 二元共价化合物中，分子呈三角锥形的是NH3，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物的有：
H2O2、N2H4等。
HNO2中价电子对数
＝
＝3
同理计算HNO3和H2SO3的价电子对数分别为3、4。
注意氧原子作配体，不提供价电子。
（4）[2014·山东理综，33
（1）
（2）（3）]石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
②图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________（填“>”、“<”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
③若将图乙所示的氧化石墨烯分散到H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有____________（填元素符号）。
答案 ①3 ②sp3 < ③O、H
解析 ①由图可知，甲中，1号C与相邻C形成3个C—C键，形成σ键的个数为3。
②图乙中，1号C形成3个C—C键及1个C—O键，C原子以sp3杂化，为四面体构型，而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2，为平面结构，则图乙中C与相邻C形成的键角<图甲中1号C与相邻C形成的键角。
③水中的O电负性较强，吸引电子的能力强，易与氧化石墨烯中的O—H上的H形成氢键，氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键。
2．（2013·高考题片段组合）按要求回答下列问题。
（1）[2013·山东理综，32（3）]BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。
第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。
答案 sp2 sp3 3
解析 杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对。
BCl3分子中B原子形成3个σ键，无孤电子对，则B原子采取sp2杂化；NCl3中N原子形成3个σ键，且有1对孤电子对，则N原子采取sp3杂化。
Be、B、N、O原子的最外层电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p3、2s22p4，Be原子的2s轨道处于全充满的稳定状态，故其第一电离能大于B；N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于O，因此元素的第一电离能介于B和N元素之间的第二周期的元素有Be、C、O3种。
（2）（2013·海南，19改编）H2O分子空间构型是______，其杂化方式为________________。
化合物COCl2中心原子的杂化轨道类型为__________。
答案 V形（或角形） sp3 sp2
（3）[2013·江苏，21（A）—（4）（5）]SO
的空间构型为________（用文字描述）；写出一种与SO
互为等电子体的分子的化学式：
______________________；Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn（NH3）4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为________。
答案 正四面体 CCl4或SiCl4 16×6.02×1023个
解析 SO
中由于硫原子是sp3杂化，所以为空间正四面体构型；与SO
互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SO
→SiF4→SiCl4→CCl4等；[Zn（NH3）4]2＋中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。
1．化学键与化合物的关系
说明：
（1）从图中可以看出，离子化合物一定含有离子键，离子键只能存在于离子化合物中。
（2）共价键可存在于离子化合物、共价化合物和共价单质分子中。
（3）氢键不是化学键，它是一种较强的分子间作用力。
存在N、O、F与H原子形成的化合物中。
2．用价层电子对互斥理论判断分子空间构型
（1）价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；
②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。
分子或离子
中心原子的孤电子对数
分子或离子的价层电子对数
电子对空间构型
分子或离子的立体构型
CO2
0
2
直线形
直线形
SO2
1
3
平面三角形
V形
H2O
2
4
正四面体形
V形
BF3
0
3
平面三角形
平面三角形
CH4
0
4
正四面体形
正四面体形
NH
0
4
正四面体形
正四面体形
NH3
1
4
正四面体形
三角锥形
（2）运用价层电子对互斥模型可预测分子或离子的立体结构，但要注意判断其价层电子对数，对ABm型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为n＝
注意：
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