1、版高考化学江苏版二轮专题复习配套文档专题九 物质结构与性质题型研究 Word版含答案题型特点物质的结构与性质综合题,常见题型有两种:一是围绕某一主题展开,二是在应用元素周期表、原子的结构与元素化合物的性质对元素进行推断的基础上,考查有关物质结构与性质中的重要知识点,重视考查面广,试题整体难度不大。考查内容主要涉及核外电子排布式、电子排布图、电离能和电负性、键和键、分子间作用力、氢键、化学键数目的计算、通过各种理论(杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、等电子体理论等)推测分子的空间构型、轨道杂化方式(sp、sp2、sp3)的判断、常见晶体的构型、金属晶体的堆积模型、晶胞中粒子数目的计算,试题中所设
2、计的几个问题常常是相互独立的,但所考查的内容却是上述知识点的综合应用。1.(2017江苏化学,21)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3基态核外电子排布式为_。(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_,1 mol丙酮分子中含有键的数目为_。(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。(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(xn)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,
3、其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_。解析(1)先写出26号元素铁的核外电子排布式Ar3d64s2,再由外向内失3e,得Fe3的核外电子排布式为Ar3d5。(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个键,为sp2杂化。丙酮的结构式为,有9个键(6个CH,2个CC,1个CO)。(3)非金属性HCO。(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81,Fe个数为63,N个数为1,化学式为Fe3CuN。答案
4、(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39NA(3)HCINi的原因是_。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。解析(1)Ni是28号元素,根据核外电子的排布规律可知,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知,Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道,其未成对电子数为2。(2)SO中,S原子的价层电子对数为4,成键电子对数为4,故SO的立体构型为正四面体。Ni(NH3)62中,由于Ni2具有空轨道,而NH3中N原子含有孤电子对,两者可通过配位键形成配离子。由于NH3
5、分子间可形成氢键,故NH3的沸点高于PH3。NH3分子中,N原子形成3个键,且有1个孤电子对,N原子的轨道杂化类型为sp3,立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称,NH3属于极性分子。(3)Cu、Ni均属于金属晶体,它们均通过金属键形成晶体。因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1,3d能级全充满,较稳定,失去第2个电子较难,因此第二电离能ICuINi。(4)由晶胞结构图可知,Ni原子处于立方晶胞的顶点,Cu原子处于立方晶胞的面心,根据均摊法,每个晶胞中含有Cu原子的个数为:63,含有Ni:原子的个数为:81,故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为31。答案(1)1s22s22p63s
6、23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子(4)31【考法训练2】 研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:(1)Co基态原子核外电子排布式为_。元素Mn与O中,第一电离能较大的是_,基态原子核外未成对电子数较多的是_。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_,原因是_
7、。(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了键外,还存在_。解析(1)Co为27号元素,Co的基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2;金属性越强,第一电离能越小,而金属性:MnO,故第一电离能较大的为O。Mn原子的价电子排布式为3d54s2,根据洪特规则,有5个未成对电子,而O原子的价电子排布式为2s22p4,仅有2个未成对电子,故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn;(2)根据价层电子对互斥理论,CO2中C原子价层电子对数为2,为sp杂化,而CH3OH中C原子的价层电子对数为4,为sp3杂化;(3)影响分子晶体沸点的
8、因素有范德华力和氢键,H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多,故H2O的沸点高,CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力大,沸点更高。(4)Mn(NO3)2为离子化合物,Mn2 与NO之间是离子键,根据NO的结构式,N与O之间存在双键,故除了键还存在离子键、键; 答案(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2水含氢键比甲醇中多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力大(4)离子键、键以推断元素为背景的“拼盘式”考查【考法训练3】 M、R、X、Y为原子序数依次增大
9、的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题:(1)R基态原子的电子排布式是_,X和Y中电负性较大的是_(填元素符号)。(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是_。(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是_。(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物,Z被还原为3价,该反应的化学方程式是_
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