A版版高考化学总复习专题二十五物质结构与性质学案.docx

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A版版高考化学总复习专题二十五物质结构与性质学案

专题二十五　物质结构与性质

考纲解读

考点

考纲内容

高考示例

预测热度

原子结构

与性质

1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布式原理。

能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布和轨道表达式

2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质

3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用

4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质

2017课标Ⅰ,35,15分

2015课标Ⅰ,37,15分

2014课标Ⅰ,37,15分

★★

分子结构

与性质

1.了解共价键的形成、极性、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

2.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3）,能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构

3.了解化学键和分子间作用力的区别

4.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

5.了解配位键的含义

2017课标Ⅱ,35,15分

2016课标Ⅲ,37,15分

2015课标Ⅱ,37,15分

★★★

晶体结构

与性质

1.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别

2.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.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

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

2017课标Ⅲ,35,15分

2016课标Ⅱ,37,15分

2013课标Ⅱ,37,15分

★★★

分析解读　本专题通常以综合填空题的形式进行考查。

考查内容主要有:

电子排布式、电子排布图、分子结构、杂化轨道理论、电离能、微粒间作用力、晶格能、晶体结构的相关计算等。

备考时应注重对基础知识的熟练掌握以及运用基础知识分析问题、解决问题能力的培养。

命题探究

答案　

（1）A　

（2）N　球形　K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱　（3）V形　sp3　（4）0.315　12　（5）体心　棱心

核心考点

1.原子结构　2.金属晶体熔、沸点高低比较

3.杂化轨道理论　4.晶体结构及相关计算

审题关键

善于进行变形:

原题中要求指出

的几何构型及中心原子的杂化形式,直接依据

无法作出判断,只需将

进行适当变形,即变成I

问题即可迎刃而解。

解题思路

（1）紫色对应的辐射波长是可见光里最短的,应选A。

（2）K原子核外共四层电子,最高能层为N层;价层电子排布式为4s1,电子云轮廓图形状为球形;K的原子半径比Cr的原子半径大,K、Cr原子的价层电子排布式分别为4s1、3d54s1,K的价电子数比Cr的价电子数少,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱,熔、沸点越低。

（3）可把

改写为I

σ键电子对数为2,孤电子对数为

×（7-1-2×1）=2,即价层电子对数为4,则

的几何构型为V形,中心原子的杂化形式为sp3。

（4）K与O间的最短距离是面对角线的

即

anm=

×0.446nm≈0.315nm。

与K紧邻的O共有12个。

（5）以I为顶角画立方体,可以看出K处于体心位置,O处于棱心位置。

知识储备

光的颜色与波长

紫光:

400~435nm,蓝光:

435~480nm

青光:

480~490nm,绿光:

500nm~560nm

黄光:

580~595nm,红光:

605~700nm

关联知识

1.能层为K、L、M……,能级为s、p、d……

2.金属阳离子半径越小,所带电荷越多,金属键越强;金属键越强,金属晶体熔、沸点越高

3.中心原子杂化方式为sp3,VSEPR模型为正四面体;若中心原子无孤电子对,则微粒空间构型为正四面体形;若中心原子孤电子对数为1,则微粒空间构型为三角锥形;若中心原子孤电子对数为2,则微粒空间构型为V形

4.立方晶胞中与顶点微粒紧邻的面心微粒个数为（3×8）×

=12个

五年高考

考点一　原子结构与性质

1.（2013四川理综,4,6分）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。

下列说法正确的是（　　）

A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W

B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z

C.Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体

D.WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1

答案　C

2.（2016课标Ⅰ,37,15分）锗（Ge）是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。

回答下列问题:

（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]　　　　　,有　　　　　个未成对电子。

（2）Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。

从原子结构角度分析,原因是　。

（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

GeCl4

GeBr4

GeI4

熔点/℃

-49.5

146

沸点/℃

83.1

186

约400

（4）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　　　　　。

（5）Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为　　　　　,微粒之间存在的作用力是　　　。

（6）晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。

下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为（0,0,0）;B为（

）;C为（

0）。

则D原子的坐标参数为　　　　　。

②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。

已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为　　　　　g·cm-3（列出计算式即可）。

答案　

（1）3d104s24p2　2

（2）Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键

（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。

原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强

（4）O>Ge>Zn

（5）sp3　共价键

（6）①（

）　②

×107

3.（2016江苏单科,21A,12分）[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

HOCH2CN的结构简式

（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　　　　。

（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　　　　　　　。

答案　（12分）

（1）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）

（2）3

（3）sp3和sp

（4）N

（5）

或

4.（2015课标Ⅰ,37,15分）碳及其化合物广泛存在于自然界中。

回答下列问题:

（1）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。

（2）碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）CS2分子中,共价键的类型有　　　　、C原子的杂化轨道类型是　　　　,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子　　　　。

（4）CO能与金属Fe形成Fe（CO）5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于　　　　晶体。

（5）碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:

①在石墨烯晶体中,每个C原子连接　　　　个六元环,每个六元环占有　　　　个C原子。

②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接　　　　个六元环,六元环中最多有　　个C原子在同一平面。

答案　（15分）

（1）电子云　2（每空1分,共2分）

（2）C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构（2分）

（3）σ键和π键　sp　CO2、SCN-（或COS等）（2分,1分,2分,共5分）　（4）分子（2分）

（5）①3　2（每空1分,共2分）

②12　4（每空1分,共2分）

5.（2014课标Ⅰ,37,15分）早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。

回答下列问题:

（1）准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过　　　　方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（2）基态Fe原子有　　　　个未成对电子,Fe3+的电子排布式为　　　　　　　。

可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为　　　　。

（3）新制备的Cu（OH）2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。

乙醛中碳原子的杂化轨道类型为　　　　,1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为　　　　。

乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　。

Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有　　　　个铜原子。

（4）Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为　　　　。

列式表示Al单质的密度　　　　　　g·cm-3（不必计算出结果）。

答案　

（1）X-射线衍射

（2）4　1s22s22p63s23p63d5　血红色

（3）sp3、sp2　6NA　CH3COOH存在分子间氢键　16

（4）12　

教师用书专用（6—8）

6.[2014江苏单科,21（A）,12分]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　　　　。

答案　

（1）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10

（2）HF

（3）sp2　6mol或6×6.02×1023个

（4）2Cu（OH）2+CH3CHO+NaOH

CH3COONa+Cu2O↓+3H2O

（5）12

7.（2013课标Ⅰ,37,15分）硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。

回答下列问题:

（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）硅主要以硅酸盐、　　　　等化合物的形式存在于地壳中。

（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以　　　　相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献　　　　个原子。

（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。

工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。

（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:

化学键

C—C

C—H

C—O

Si—Si

Si—H

Si—O

键能/（kJ·mol-1）

356

413

336

226

318

452

①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（6）在硅酸盐中,Si

四面体[如图（a）]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。

图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为　　　　,Si与O的原子数之比为　　　　,化学式为　　　　。

答案　

（1）M　9　4

（2）二氧化硅

（3）共价键　3

（4）Mg2Si+4NH4Cl

SiH4+4NH3+2MgCl2

（5）①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。

而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅难以生成

②C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。

而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键

（6）sp3　1∶3　[SiO3

（或Si

）

8.（2013安徽理综,25,15分）X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:

元素