新坐标高考化学二轮复习第1部分专题突破篇专题6物质结构与性质选考.docx

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新坐标高考化学二轮复习第1部分专题突破篇专题6物质结构与性质选考

专题6　物质结构与性质（选考）

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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，会表示常见元素（1～36号）原子核外电子、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）了解原子晶体的特征，能描述常见原子晶体的结构与性质的关系。

（4）理解金属键并用其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），能用其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）了解四种晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

（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。

　原子结构与性质

1．某元素的原子序数为24，请完成：

（1）该元素符号为________，核外电子数为________，原子中电子的运动状态有________种。

（2）该元素原子的电子排布式为________，价电子排布式________，价电子排布图________。

（3）电子占有的能级数为________，占有的原子轨道数为________。

（4）原子结构示意图为________，原子中有________个未成对电子。

（5）在周期表中位于第_______周期_______族，________________________________________________________________________区。

【答案】　

（1）Cr　24　24　

（2）[Ar]3d54s1（或1s22s22p63s23p63d54s1）　3d54s1　

↑

（3）7　15　（4）

（5）四　ⅥB　d

2．试用“>”“<”或“＝”表示元素C、N、O、Si的下列关系：

（1）第一电离能：

_________________________________________________，

（2）原子半径：

___________________________________________________，

（3）电负性：

_____________________________________________________，

（4）非金属性：

___________________________________________________，

（5）气态氢化物的热稳定性：

_______________________________________。

【答案】　

（1）N>O>C>Si　

（2）Si>C>N>O　（3）O>N>C>Si　（4）O>N>C>Si　（5）H2O>NH3>CH4>SiH4

1．3种化学用语

（1）

结构示意图原子离子

（2）电子排布式

（3）

2．第一电离能与电负性的比较

同周期（从左到右）

同主族（自上而下）

第一电离能

增大趋势（注意ⅡA、ⅤA的特殊性）

依次减小

电负性

依次增大

依次减小

3.电离能与电负性的应用

（1）电离能

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。

（2）电负性

①判断元素性质的强弱；②判断元素化合价的正负；③判断化学键类型。

题组1　描述核外电子排布的化学用语

破题

思路

明确粒子（原子或离子）种类→审清核外电子或价（外围）电子的化学用语→联想书写方法和注意点→做出判断或书写

1.填写下列空白

（1）（2015·福建高考）基态Ni原子的电子排布式为________________，该元素位于元素周期表中的第________________________________________族。

（2）（2015·浙江高考）Cu2＋的电子排布式是_____________________________。

（3）（2015·江苏高考）Cr3＋基态核外电子排布式为_______________________。

（4）（2014·安徽高考）S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为____________________。

（5）（2014·全国卷Ⅰ）基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为_______________________________________________________。

（6）（2014·上海高考）氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是_______________________________________________________________。

【解析】　

（1）Ni的原子序数为28，故基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；在元素周期表中，Ni位于第四周期第Ⅷ族。

（2）Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去2个电子生成Cu2＋，Cu2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。

（3）Cr是24号元素，Cr原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，Cr原子由外向里失去3个电子后变为Cr3＋，故Cr3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。

（4）S元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其中3p轨道有两个未成对电子。

Si元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。

S的最外层有6个电子，为3s23p4,3p能级三个轨道、四个电子，依据泡利原理和洪特规则，先每个轨道排1个电子，方向相同，排满后再排，方向相反，故有两个未成对电子。

（5）26号元素Fe核外电子排布式是[Ar]3d64s2。

即在基态Fe原子上有4个未成对电子，当Fe原子失去4s的2个电子后，再失去1个3d电子就得到Fe3＋，因此，Fe3＋的电子排布式是1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。

（6）氮元素原子最外层有5个电子，根据核外电子排布规律可知，最外层电子排布的轨道表示式是

↑↓

↑

【答案】　

（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　Ⅷ

（2）1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

（3）1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3

（4）2　1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2

（5）4　1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5

（6）

↑↓

↑

2．

（1）第四周期最外层电子数为1的元素有_________________________（填元素符号）。

（2）第四周期有3个未成对电子的元素有________（填元素符号），其价电子排布式为__________________。

（3）第四周期三价阳离子中有5个未成对电子的元素为________，其原子的核外电子排布式为____________。

【答案】　

（1）K、Cr、Cu

（2）V、Co、As　3d34s2、3d74s2、4s24p3

（3）Fe　[Ar]3d64s2

题组2　以元素推断为载体的化学用语考查

破题

思路

分析题意―→寻找突破口（原子结构、元素性质、组成等）―→联想确定其他元素―→完成解答

3.现有A、B、C、D、E5种原子序数依次增大的前四周期元素，已知A元素原子核外有6种运动状态不同的电子。

B元素原子核外电子分占3个不同的能级，且在同周期中所含未成对电子数最多。

C元素原子核外次外层电子数是最外层电子数的2倍。

D元素有多种化合价，且常温下D元素的气态单质与NaOH溶液反应，可得两种含D元素的化合物。

E元素原子核外内层电子已填满，最外层只有1个电子。

（1）A的核外电子排布图为________________，B的价电子排布式________。

（2）C、D中未成对电子数分别为________、________，D的离子结构示意图为________。

（3）E的核外电子排布式为________，原子结构示意图为________。

（4）E的一价阳离子的价电子排布图____________________________。

【解析】　A元素核外有6种运动状态不同的电子，说明A核外有6个电子，即为C；B应为1s22s22p3即为N；C的原子结构示意图为

，即为Si；根据D的气态单质与NaOH溶液反应生成两种含D元素的盐，可知D为Cl；E为Cu。

【答案】　

（1）

（2）2　1　

（3）[Ar]3d104s1　

（4）

↑↓

4．（2014·全国卷Ⅱ改编）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同主族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。

回答下列问题：

（1）c的核外电子占有的能级数为________，其价电子排布式为________。

（2）d的离子核外电子排布式为_________________________________。

（3）e的价层电子轨道示意图为_______________________________，

其二价阳离子的外围电子排布式为_______________________________。

【解析】　根据题意知，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，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。

【答案】　

（1）3　2s22p4

（2）1s22s22p63s23p6

（3）

题组3　元素性质的比较及其应用

破题

思路

分析题意―→明确元素在周期表中的位置―→联想元素性质在同周期或同主族的递变规律―→做出判断

5.填写下列空白

（1）（2015·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________。

（2）（2014·安徽高考）试比较Si和S的第一电离能的大小，Si________S（用“>”或“<”填写）。

（3）（2014·四川高考）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。

则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________。

（4）（2014·上海高考）铜液的组成元素有H、C、N、O、Cu，上述元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为____________。

（5）（2013·全国卷Ⅱ）前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

回答下列问题：

①D2＋的价层电子排布图为________。

②四种元素中第一电离能最小的是________，电负性最大的是________。

（填元素符号）

【解析】　

（1）非金属性越强，则电负性越大，故H、C、O的电负性依次增大。

（2）同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，即Si

（3）红棕色气体XY2为NO2。

则X为N，Y为O，Z基态原子的M层和K层电子数均为2，故Z为Mg，氧原子核外有8个电子，其基态原子的电子排布式为1s22s22p4。

第三周期元素中第一电离能最大的主族元素是Cl。

（4）铜液的组成元素中，属于短周期元素的是H、C、N、O。

同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，则四种元素的原子半径大小顺序是C>N>O>H。

（5）①由元素C的价电子层中未成对电子数为4知，其不可能位于短周期，结合题意知，元素C位于第四周期，进一步可推出元素A为F，元素B为K，元素C为Fe，元素D为Ni。

②K原子易失电子，第一电离能最小，F的非金属性最强，电负性最大。

【答案】　

（1）H

（2）<

（3）1s22s22p4　Cl

（4）C>N>O>H

（5）①

↑↓

↑

②K　F

6．

（1）第三周期元素中，第一电离能介于Al和P之间的元素有________。

（2）C、N、O的第一电离能大小顺序为________，电负性大小顺序为________。

【答案】　

（1）Mg、Si、S　

（2）N>O>C　O>N>C

7．

（1）Mn和Fe的部分电离能数据如下表

元素

电离能/kJ·mol－1

717

759

1509

1561

3248

2957

Mn元素价电子排布式为________，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是_________________________________

__________________________________________________________。

（2）指出下列化合物中显负价的元素符号

①NF3________；②Cl2O7________；③HCN________。

【解析】　

（1）轨道上的电子处于全充满、半充满、全空时稳定，难失电子。

（2）由共价键组成的化合物中，电负性大的显负价。

【答案】　

（1）3d54s2　Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态）

（2）①F　②O　③N

原子结构与性质的几个误区

（1）在写电子排布式（图）时，要注意泡利原理和洪特规则及半充满和全充满的理解领悟。

（2）写电子排布式时按能级序号从小到大把同能层的能级写在一起。

（3）判断第一电离能时，前四周期中同周期元素ⅡA族、ⅤA族第一电离能比较大，其原因：

ⅡA族价电子排布为ns2呈全满状态，能量低，比较稳定，更难失去电子，ⅤA族价电子排布为ns2np3，p轨道半充满，能量低，比较稳定。

例如I1（Mg）>I1（Al），I1（N）>I1（O）。

　分子结构与性质

1．指出下列分子或离子的中心原子的孤电子对数、杂化类型和立体结构。

（1）CO2：

________、________、________。

（2）HCHO：

________、________、________。

（3）NH3：

________、________、________。

（4）CCl4：

________、________、________。

（5）NH

：

________、________、________。

（6）CO

：

________、________、________。

【答案】　

（1）0　sp　直线形　

（2）0　sp2　平面三角形

（3）1　sp3　三角锥形　（4）0　sp3　正四面体形

（5）0　sp3　正四面体形　（6）0　sp2　平面三角形

2．

（1）指出下列分子是极性还是非极性分子：

①CS2________；②CH3Cl________；③NH3________________________；

④BF3________。

（2）HClO、HClO2、HClO3、HClO4中酸性最强的为________。

（3）H2O、H2S、H2Se、H2Te的沸点大小顺序为________。

（4）与CO2互为等电子体的分子有________。

（5）在CH3CHO分子中，C—C的类型为________（填“极性键”或“非极性键”），C===O的类型为________（填“π键”或“σ键”或“π键和σ键”），碳原子采用的杂化方式为________，该分子属于________分子（填“极性”或“非极性”）。

【答案】　

（1）非极性分子　极性分子　极性分子　非极性分子

（2）HClO4　（3）H2O>H2Te>H2Se>H2S

（4）CS2、N2O

（5）非极性键　π键和σ键　sp2和sp3　极性

1．价层电子对互斥理论、杂化理论和电子对立体结构的关系（ABm）

价层电子对数

杂化类型

立体结构

直线形

sp2

平面三角形

sp3

四面体形

2.有机物中碳的杂化类型判断

（1）

：

sp3　

（2）

：

sp2　（3）

：

3．分子极性的两种判断方法

（1）由极性键构成的分子可能是极性分子或非极性分子。

①若分子的立体构型对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等；

②若分子的立体构型不对称，则为极性分子，如NH3、CH3Cl等。

（2）判断ABn型分子极性的经验规律。

ABn型分子中中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时，该分子为非极性分子；若中心原子的化合价的绝对值不等于该元素所在主族的序数即该主族元素的价电子数时，该分子为极性分子。

4．氢键的表示及对性质的影响

（1）表示式：

A—H…B—（A、B为N、O、F中的任一种）。

（2）形成分子间氢键，使分子的熔、沸点反常高，使分子的溶解性增强。

（3）在有机异构体中，形成分子内氢键的沸点低于形成分子间氢键的物质。

题组1　杂化类型、粒子空间构型、键角大小、σ键、π键等分子结构的考查

破题

思路

键角大小的判断方法

（1）杂化类型相同，中心原子的孤电子对越多，键角越小，如H2O

（2）杂化类型相同，组成相同，键长越小，键角越大，如H2O>H2S

（1）（2015·江苏高考）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1molCH3COOH分子含有σ键的数目为________。

（2）（2015·浙江高考）下列说法正确的是________。

A．HOCH2CH（OH）CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子

B．NH

和CH4的空间构型相似

C．BF3与都是平面型分子

D．CO2和H2O都是直线型分子

（3）（2015·福建高考）Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4,1molNi（CO）4中含有________molσ键。

（4）（2014·山东高考）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在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）。

【解析】　

（1）CH3COOH中，甲基中C原子与其他原子形成4个σ键，故C原子采取sp3杂化；而羧基中C原子形成3个σ键和1个π键，故C原子采取的是sp2杂化。

CH3COOH的结构式为

，单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故1个CH3COOH分子中含有7个σ键，因此1molCH3COOH中含有7×6.02×1023个σ键。

（2）A选项，HOCH2CH（OH）CH2OH分子中没有手性碳原子，不属于手性分子，所以错误；B选项，两种微粒均为正四面体结构，所以正确；C选项，BF3为平面正三角形结构，苯为平面正六边形结构，两者均属于平面型分子，所以正确；CO2分子为直线型结构，H2O分子为“V”形结构，所以错误。

（3）1个CO分子中存在1个σ键，而Ni（CO）4中Ni与CO之间还存在4个σ键，故1molNi（CO）4中含有8molσ键。

（4）①图甲中，1号C与相邻的3个C形成1个碳碳双键和2个碳碳单键，既形成3个σ键和1个π键。

②图乙中，1号C除与3个C形成化学键外，还与羟基氧原子形成化学键，故该C采取sp3杂化。

③氧化石墨烯中含有羟基，羟基氧原子可与水分子中的氢原子形成氢键，羟基氢原子可与水分子中的氧原子形成氢键。

【答案】　

（1）sp3和sp2　7NA（或7×6.02×1023）

（2）BC　（3）8　（4）①3　②sp3　＜　③O、H

2．比较下列物质中的键角大小（填“>”“＝”或“<”）

（1）H2O________H3O＋　

（2）NH3________NH

（3）CO

________SO

　（4）NH3________PH3

（5）NF3________NCl3

【解析】　

（1）H2O中孤电子对比H3O＋多，键角小；

（2）NH3中孤电子对比NH

多，键角小；（3）CO

的C为sp2杂化，键角约为120°，SO

的S为sp3杂化，键角约为109°28′；（4）键长N—H

【答案】　

（1）<　

（2）<　（3）>　（4）>　（5）>

题组2　化学键与分子间作用力、分子性质的综合考查

破题

思路

粒子间作用

（1）（2015·福建高考）下列关于CH4和CO2的说法正确的是________（填序号）。

a．固态CO2属于分子晶体

b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

（2）（2015·浙江高考）①下列物质中既有离子键又有共价键的是________。

A．MgO　B．NaOH

C．CaCl2D．（NH4）2SO4

②关于下列分子的说法不正确的是________。

A．既有σ键又有π键

B．O—H键的极性强于C—H键的极性

C．是非极性分子

D．该物质的分子之间不能形成氢键，但它可以与水分子形成氢键

（3）（2015·江苏高考）①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__________

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