高考化学复习专题6物质结构与性质24页含答案解析docx.docx
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学案17 物质结构与性质
最新考纲展示
1.原子结构与元素的性质：
（1）了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布，价电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态；
（2）了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质；（3）了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用；（4）了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
2.化学键与物质的性质：
（1）理解离子键的形成，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，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；（3）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；（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，了解金属晶体常见的堆积方式；（5）了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3），能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。
3.分子间作用力与物质的性质：
（1）了解化学键和分子间作用力的区别；
（2）了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质；（3）了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别；（4）能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算；（5）了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。
基础回扣
1．原子结构与性质
（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：
_________________________________________________________________。
答案
（1）①1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
3d54s1
②4 7 6 ③四 ⅥB
（2）①N>O>C>Si ②O>N>C>Si
③O>N>C>Si
2．分子结构与性质
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）sp3杂化的是________；sp2杂化的是________；sp杂化的是________。
（3）分子构型为正四面体的是__________，为“V”形的是________，为直线形的是________。
（4）分子间能形成氢键的物质是________，能作配体形成配位键的是________。
（5）含有极性键的非极性分子是________。
答案
（1）AE
（2）BDF E AC
（3）D B AC
（4）BF BF
（5）ACDE
3．晶体结构与性质
（1）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；
②NaCl的密度为______________________________________________________________。
（2）用“>”、“<”或“＝”表示下列物质的熔沸点关系：
①H2O________H2S ②CH4________CCl4
③Na________Mg④CaO________MgO
⑤金刚石________石墨⑥SiO2________CO2
答案
（1）①4NA 6 正八面体
②ρ＝
g·cm－3
（2）①> ②< ③< ④< ⑤< ⑥>
4．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
（1）基态Mn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5（√）
（2）含有非极性键的分子不一定是非极性分子（√）
（3）原子晶体的熔沸点一定大于离子晶体的（×）
（4）金属晶体的熔沸点不一定大于分子晶体的（√）
（5）元素的电负性：
Al>Si（×）
（6）金属键具有方向性和饱和性（×）
（7）SiO2和CO2都是非极性分子（×）
（8）沸点：
H2O>NH3>PH3（√）
（9）氧的电子排布图[He]
（×）
（10）CS2分子中σ键与π键数目之比为2∶1（×）
题型1 核外电子排布与元素性质
1．（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。
2．（2013·高考题片段组合）按要求完成下列填空：
（1）[2013·新课标全国卷Ⅰ，37
（1）]基态Si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________。
（2）[2013·福建理综，31
（1）
（2）②]依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
基态铜原子的核外电子排布式为____________。
（3）[2013·新课标全国卷Ⅱ，37
（1）
（2）改编]Ni2＋的价层电子排布图为__________________________。
F、K、Fe、Ni四种元素中的第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。
（填元素符号）
答案
（1）M 9 4
（2）如图
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
（3）
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
K F
解析
（1）硅的基态原子中，能量最高的能层是第三电子层，符号为M，该能层有9个原子轨道，电子数为4。
（2）第2周期元素的第一电离能从左向右逐渐增大，但由于N元素的2p轨道处于半充满状态，较稳定，所以N元素的第一电离能大于O，据此可标出C、N、O三种元素的相对位置。
1．基态原子核外电子排布常见表示方法及易错点
（1）表示方法（以硫原子为例）
表示方法
举例
原子结构
示意图
电子式
电子排
布式
1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4
电子排
布图
（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
如：
②电子排布图
2．电离能和电负性
（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）由元素符号或原子序数直接书写或判断
1．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
2．过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。
一般而言，为d0或d10排布时，无颜色；为d1～d9排布时，有颜色，如[Co（H2O）6]2＋显粉红色。
据此判断，[Mn（H2O）6]2＋______颜色（填“无”或“有”）。
答案 有
3．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
4．根据题目要求写出有关的电子排布式：
（1）Se原子核外M层电子的排布式为__________。
（2）基态B原子的电子排布式为____________。
（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）1s22s22p1
（3）1s22s22p63s23p63d10
5．
（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
（二）由元素的结构特点和在周期表中的位置判断
6．现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息，回答问题。
A．元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B．元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C．原子的第一至第四电离能分别是：
I1＝738kJ·mol－1 I2＝1451kJ·mol－1 I3＝7733kJ·mol－1 I4＝10540kJ·mol－1
D．是前四周期中电负性最小的元素
E．在周期表的第七列
（1）已知BA5为离子化合物，写出其电子式__________。
（2）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________状。
（3）某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为
该同学所画的电子排布图违背了________。
（4）E位于________族，________区，价电子排布式为__________。
（5）检验D元素的方法是________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是________________________________________________________________________。
答案
（1）
（2）3 哑铃（或纺缍） （3）泡利原理 （4）ⅦB d 3d54s2 （5）焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量
解析 根据提供信息，可以推断A为H，B为N，C为Mg，D为K，E为Mn。
（1）NH5的电子式为
。
（2）N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子，电子云在空间有3个方向，原子轨道呈哑铃状。
（3）该同学所画的电子排布图中3s能级上的两个电子自旋方向相同，违背了泡利原理。
（4）Mn的价电子排布式为3d54s2，位于第四周期ⅦB族，属于d区元素。
（5）检验钾元素可以利用焰色反应。
7．A、B、C、D、E代表5种元素。
请填空：
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。
（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________。
（3）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________________________________________________________。
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_____________________________________。
答案
（1）N
（2）Cl K
（3）Fe 1s22s22p63s23p63d64s2（或[Ar]3d64s2）
（4）Cu 1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）
解析
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，则其价电子构型为2s22p3，元素符号为N。
（2）B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，则B为Cl元素，C元素的正一价离子的电子层结构与氩相同，则C为K元素。
（3）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，元素符号是Fe，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子即价电子构型为3d104s1，所以它的元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
题型2 分子的结构与性质
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
（1）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 ②sp2
（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．共价键
（1）分类
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）描述共价键的参数
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：
①氧族元素的原子作为中心原子A时提供6个价电子，作为配位原子B时不提供价电子；
②若为分子，电荷数为0；
③若为阳离子，则减去电荷数，如NH
，n＝
＝4；
④若为阴离子，则加上电荷数，如SO
，n＝
＝4。
3．判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法
（1）看中心原子有没有形成双键或三键。
如果有1个三键，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。
（一）分子空间构型与杂化轨道、价层电子对互斥模型的关系
1．肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物，则NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是__________。
答案 三角锥形 sp3
2．甲醛（H2C===O）在Ni催化
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