《3年高考2年模拟》2022课标版高中化学一轮复习 微专题12　物质结构与性质热点题型突破 .pptx

1、必备知识 整合 关键能力 突破 微专题微专题1212物质结构与性质物质结构与性质 热点题型突破热点题型突破 必备知识 整合 关键能力 突破 物质结构与性质为选做题,各小题之间相对独立,主要考查原子结构与性 质、分子结构与性质、晶体结构与性质。 (1)原子结构部分的主要命题点有电子排布式或排布图的书写,电离能、电负 性大小的比较与判断。 (2)分子结构部分的主要命题点有化学键类型的判断,分子构型的判断,中心 原子杂化方式的判断。 (3)晶体结构部分的主要命题点有晶体类型的判断,晶体结构的相关计算等。 必备知识 整合 关键能力 突破 热点题型热点题型 热点题型一物质结构与性质之元素化合物型热点题型

2、一物质结构与性质之元素化合物型 例例1(2020河北衡水期末)白磷(P4)在化工、军事等领域有着广泛应用。工 业上采用Ca3(PO4)2、SiO2及C为原料制备,产物除P4外,还有CaSiO3、CO等。 回答下列问题: (1)下列状态的钙中,电离最外层第一个电子所需能量最小的是C(填选项 字母)。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)SiO2硬而脆,其原因是SiO2为原子晶体,SiO键键能较大,硬度大;共价键 具有方向性,受外力时会发生原子错位而断裂,故脆。 (3)P的空间构型为正四面体形,酸性条件下,可与Fe3+形成H3Fe(PO4)2 从而掩蔽溶液中的Fe3+,基态Fe3+核外M层有9种

3、空间运动状态不同的电子。 (4)P4分子中P原子的杂化形式为sp3,P4难溶于水而易溶于CS2,原因是 P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶原理,P4难溶于水而 易溶于CS2。 (5)CO可与第四周期过渡元素形成羰基配合物,形成配合物时,每个CO提 供一对电子与金属原子形成配位键,研究发现金属原子的价电子和CO提供的 3 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 电子总和等于18。1molCr(CO)x中所含键的物质的量为12mol(填数值)。 (6)天然硅酸盐组成复杂,其复杂性在其阴离子,而阴离子的基本结构单元是 硅氧四面体(Si)。硅、氧原子通过共用氧原子形成不同的硅酸

4、根负离子, 无限长链的硅酸根离子(如图a所示)的化学式可用通式表示为SinO3n2n-(或 SiO3)(用n代表Si原子数,不考虑边界氧原子)。 4 O 2 n n 必备知识 整合 关键能力 突破 (7)单晶硅的晶体结构与金刚石的一种晶体结构相似(如图b所示),则晶胞中 Si原子的体积占晶胞体积的百分率为100%(合理答案均可) (列出计算式即可)。 3 4 8 3 8 3 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)Ar4s2为基态的Ca原子;Ar4s1为基态的Ca+;Ar4s14p1为激发态Ca 原子;Ar4p1为激发态Ca+;Ca的第二电离能高于其第一电离能,所以Ca+再失 去一个电子

5、所需能量大于Ca原子,而激发态Ca原子失去最外层第一个电子所 需能量最小,故选C。(3)P中心P原子的孤电子对数为0,价层电子对数为4, 故P的空间构型为正四面体形;基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5,一个 空间运动状态称为一个轨道,故有9种空间运动状态不同的电子。(4)白磷的 空间构型为正四面体形,每个P原子形成3个键,同时有一对孤电子对,即P原 子的杂化方式是sp3;P4和CS2均为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶 原理,P4难溶于水而易溶于CS2。(5)Cr的价电子数为6,故x=6,每个CO中 3 4 O 3 4 O 186 2 必备知识 整合 关键能力 突破 C

6、与O形成一个键,与中心原子Cr形成一个配位键,故1molCr(CO)6中含 12mol键。(6)由题图a结构可知,硅氧原子个数比为1 3,不考虑边界氧原子, 通式为SinO3n2n-(或SiO3)。(7)该晶胞中Si原子个数=4+8+6=8,设Si原 子半径为rcm,该晶胞中硅原子总体积=8r3cm3,设晶胞边长为acm,由几 何关系可知最近的两个硅原子中心距离为体对角线的,则a=2r,解得 a=r,晶胞体积为,因此空间利用率=100%。 2n n 1 8 1 2 4 3 1 4 1 4 3 8 3 3 8 cm 3 r 3 4 8 3 8 3 必备知识 整合 关键能力 突破 热点题型二物质结

7、构与性质之元素推断型热点题型二物质结构与性质之元素推断型 例例2(2020山西大同月考)X、Y、Z、E、F五种元素的原子序数依次增大。 已知:F位于周期表中第四周期第B族,其余的均为短周期主族元素;E 的氧化物是光导纤维的主要成分;Y原子核外L层电子数为奇数;X是形 成化合物种类最多的元素;Z原子p轨道的电子数为4。请回答下列问题: (1)Y原子价电子轨道表达式(电子排布图)为。 必备知识 整合 关键能力 突破 (2)X、Y、E三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为SiCINi的原因是铜失去的是全充满 的3d10电子,镍失去的是4s1电子。 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)Ni2+与丁

8、二酮肟生成鲜红色丁二酮肟镍沉淀,该反应可用于检验Ni2+。 1mol丁二酮肟分子中含有键的数目为15NA(设阿伏加德罗常数的值 为NA)。 丁二酮肟镍分子中碳原子的杂化轨道类型为sp3、sp2。 必备知识 整合 关键能力 突破 (4)Ni的晶胞结构如图所示,镍晶体配位数目是12;若Ni的原子半径为dpm, Ni的密度计算表达式是1030g/cm3;Ni原子空间利用率的计算表达 式是。(Ni的相对原子量用Mr表示) 3 3 4 4 3 (2 2 ) d d r 3 A 2 8 M N d 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)Ni为第28号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p

9、63s23p63d84s2 或Ar3d84s2,3d能级上未成对电子数为2。 (3)已知丁二酮肟的结构式为,分子中含有13个单键和 2个双键,则共有15个键,所以1mol丁二酮肟含有键数为15NA;甲基上碳 原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,为sp3杂化,连接甲基的碳原子含有 3个价层电子且不含孤电子对,为sp2杂化。 (4)镍晶体为面心立方堆积,配位数是12;Ni的密度应由晶胞内Ni的质量除以 必备知识 整合 关键能力 突破 晶胞体积计算,晶胞中所包含的Ni原子数目:8+6=4,故晶胞质量为g, 又已知Ni原子的半径为dpm,晶胞棱长为2dpm,晶胞体积为16d3pm3= 16d310-

10、30cm3,故晶胞密度为1030g/cm3;空间利用率的计算表达式 为。 1 8 1 2 r A 4M N 22 2 r 3 A 2 8 M N d 3 3 4 4 3 (2 2 ) d d 必备知识 整合 关键能力 突破 1.在分析化学的电位法中,甘汞电极常做参比电极,它是由金属汞及其难溶盐 Hg2Cl2和KCl溶液组成的电极。Hg2Cl2(甘汞)毒性较小,而HgCl2(升汞)有剧毒。 (1)K元素的基态原子的电子填充于6个不同的能级。 (2)Hg的价层电子排布式为5d106s2,Hg元素位于元素周期表的ds区。 (3)Hg2Cl2在400500时升华,由此推测Hg2Cl2的晶体类型为分子晶

11、体。 (4)KCl和NaCl相比,NaCl的熔点更高,原因是两者均为离子晶体,离子 所带电荷相同,Na+半径比K+小,NaCl的晶格能更大,熔点更高。 必备知识 整合 关键能力 突破 (5)把NH4Cl和HgCl2按一定比例混合,在密封管中加热时,生成某种晶体,其晶 胞结构如图所示。用X-射线衍射法测得该晶体的晶胞为长方体(晶胞参数a= b=419pm、c=794pm),每个N可视为被8个Cl-围绕,距离为335pm,Cl-与Cl- 尽可能远离。 4 H 必备知识 整合 关键能力 突破 该晶体的化学式为NH4HgCl3。 晶体中Cl-的空间环境不相同(填“相同”或“不相同”),用题中数据 说明

12、理由体心的Cl-距离N为335pm,棱心的Cl-距离N为397pm。 设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为g/ cm3(列出计算表达式)。 4 H 4 H 10210 A 325.5 (419 10)794 10N 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)K元素的基态原子核外有19个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1, 共填充于6个不同的能级。(2)Hg的价电子排布式为5d106s2,则Hg为第六周期第 B族元素,位于元素周期表的ds区。(3)Hg2Cl2在400500时升华,熔、沸点较 低,故其为分子晶体。(4)NaCl和KCl均为离子晶体,离子所带电荷

13、相同,Na+半径 比K+小,故NaCl的晶格能更大、熔点更高。(5)由晶胞示意图可知,N位于 晶胞的顶点,一个晶胞中含有N的数目为8=1,Cl-位于晶胞的棱上和体内, 一个晶胞中含有Cl-的数目为4+2=3,Hg2+位于晶胞的体心,一个晶胞中含有 Hg2+的数目为1,则该晶体的化学式为NH4HgCl3。根据题给数据,侧棱上的 4 H 4 H 1 8 1 4 必备知识 整合 关键能力 突破 氯离子与铵根离子的距离为pm=397pm;已知铵根离子被8个氯离子围绕, 距离为335pm,说明这8个Cl-是位于晶胞体内的Cl-;因为晶体中Cl-的位置不同, 所以体内和侧棱上的氯离子为两种空间环境不同的微

14、粒。 根据公式=,n=可得,该晶体的密度:= =gcm-3。 794 2 m V m M A N N A 101010 144 120135.5 3 101010 g N acm bcmccm 10210 A 325.5 (419 10)794 10N 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2020河南名校联考)铂、钴、镍及其化合物在工业和医药等领域有重要应 用。回答下列问题: (1)筑波材料科学国家实验室科研小组发现了在5K下呈现超导性的晶体 CoO2,该晶体具有层状结构。 晶体中原子Co与O的配位数之比为2 1。 基态钴原子的价电子排布图为。 (2)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于

15、CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4 属于分子晶体;写出两种与CO具有相同空间构型和键合形式的分子或 必备知识 整合 关键能力 突破 离子:N2、CN-(答案合理即可)。 (3)某镍配合物结构如图所示: 分子内含有的化学键有CE(填序号)。 A.氢键B.离子键C.共价键D.金属键E.配位键 必备知识 整合 关键能力 突破 配合物中C、N、O三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序是NOC, 试从原子结构解释为什么同周期元素原子的第一电离能NO:N原子2p能 级电子为半满状态,较稳定,不易失去电子,而O原子失去2p能级上一个电子可 以达到稳定的半满状态。 (4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为

16、12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图 所示,若金属铂的密度为dgcm-3,则晶胞参数a=107nm(列计算式)。 3 A 195 4 dN 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)晶体中原子配位数之比等于电荷数之比,因此Co与O的配位数之比 为2 1;钴原子为27号元素,其价电子排布式为3d74s2,因此基态钴原子的价电 子排布图为。 (2)配合物Ni(CO)4常温下为液态,熔、沸点低,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,因 此固态Ni(CO)4属于分子晶体,根据等电子理论与CO具有相同空间构型和键 合形式的分子或离子有N2、CN-等。 (3)氢键不是化学键,故A不符合题意;该配合物中没

17、有阴、阳离子,因此无离 子键,故B不符合题意;该配合物中含有CC键、CH键、键等共价 键,故C符合题意;该配合物不是金属晶体,不含有金属键,故D不符合题意;该 必备知识 整合 关键能力 突破 配合物中含有NNi配位键,故E符合题意。 (4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,为最密堆积,其立方晶胞沿x、y或z轴 的投影图如题图所示,则晶体为面心立方最密堆积,一个晶胞中含有的铂原子 个数为8+6=4,金属铂晶体的棱长为a,金属铂的密度为dgcm-3,则= =dgcm-3,因此晶胞参数a=107nm。 1 8 1 2 m V 1 1 A 73 195g mol4 l (10 ) N mo a 3

18、A 195 4 dN 必备知识 整合 关键能力 突破 3.(2020河南六市第一次联合调研监测)黄铜矿是工业炼铜的原料,含有的主 要元素是硫、铁、铜,请回答下列问题。 (1)基态硫原子中核外电子有9种空间运动状态。Fe2+的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。 (2)液态SO2可发生自耦电离2SO2SO2+S,S的空间构型是三角锥 形,与SO2+互为等电子体的分子有N2或CO(任写一种)(填化学式,任写 一种)。 2 3 O 2 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)CuCl熔点为426,融化时几乎不导电,CuF的熔点为908,沸点1100, 都是铜()的卤

19、化物,熔、沸点相差这么大的原因是CuCl为分子晶体,CuF 为离子晶体,离子晶体的熔、沸点比分子晶体高。 (4)乙硫醇(C2H5SH)是一种重要的合成中间体,分子中硫原子的杂化形式是 sp3。乙硫醇的沸点比乙醇的沸点低(填“高”或“低”),原因是 乙醇分子间有氢键,而乙硫醇没有。 (5)黄铜矿主要成分X的晶胞结构及晶胞参数如图所示,X的化学式是 CuFeS2,其密度为1021g/cm3(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。 2 A 736 a bN 必备知识 整合 关键能力 突破 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,故硫原子有1+1+3

20、+1+3=9个轨 道,所以基态硫原子中核外电子有9种空间运动状态;Fe是26号元素,核外有26个 电子,铁原子失去最外层的两个电子变成Fe2+,Fe2+的电子排布式是1s22s22p63s23p63d6 或 Ar3d6。(2)S中的硫原子有三个化学键,一对孤对电子,属于sp3杂化,空间 构型为三角锥形;SO2+有两个原子,总价电子数为10,与SO2+互为等电子体的分 子有N2、CO等。(3)CuCl熔点为426,熔化时几乎不导电,则CuCl为分子晶体, 熔、沸点比较低,CuF的熔点为908,沸点为1100,则CuF为离子晶体,熔、 沸点比较高。(4)乙硫醇(C2H5SH)里的S除了共用的两对电

21、子外还有两对孤电 子对参与杂化,所以形成的是sp3杂化,乙醇里有电负性 2 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 较强的氧原子,分子间可以形成氢键,其沸点比乙硫醇的沸点高。(5)对晶胞 结构分析可知,晶胞中的Cu原子数为8+4+1=4,Fe原子数为6+4=4, S原子数为8,X的化学式中原子个数比为Cu Fe S=1 1 2,所以X的化学 式为CuFeS2。由题图可知晶胞内共含4个“CuFeS2”,据此计算:晶胞的质量 为4g=g,晶胞的体积为anmanmbnm=a2b10-21cm3,所以晶 胞的密度为=1021g/cm3。 1 8 1 2 1 2 1 4 A 6456322 N A 73

22、6 N A 2213 736 10m g N a bc 2 A 736 a bN 必备知识 整合 关键能力 突破 4.(2020湖南常德模拟)我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝” “中国紫”,直到近年来人们才研究出来其成分为BaCuSi4O10,BaCuSi2O6。 (1)“中国蓝”“中国紫”中均具有Cun+,n=2,基态时该阳离子的价电子 排布式为3d9。 (2)在5500年前,古代埃及人就已经知道如何合成蓝色颜料“埃及蓝” (CaCuSi4O10),其合成原料中用CaCO3代替了BaCO3,其他和“中国蓝”一致。 根据所学,从原料分解的角度判断“埃及蓝”的合成温度比“中国蓝”更

23、 低(填“高”或“低”)。 必备知识 整合 关键能力 突破 (3)配离子Cu(CN中,中心离子的杂化类型是sp2,该配离子的空间构型 为平面三角形;CN-中配位原子是C(填名称)。 (4)CaCux合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。 (a)是由Cu和Ca共同组成的层,层中CuCu之间由实线相连;(b)是完全由Cu 原子组成的层,CuCu之间也由实线相连。图中虚线构建的六边形,表示由 这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置;(c)是由(a)和(b)两种原子层交替 堆积成CaCux合金的晶体结构图。在这种结构中,同一层的CaCu距离为 294pm,相邻两层的CaCu距离

24、为327pm。 2 3 ) 必备知识 整合 关键能力 突破 必备知识 整合 关键能力 突破 该晶胞中Ca有18个Cu原子配位(不一定要等距最近)。 同一层中,Ca原子之间的最短距离是294pm,设NA为阿伏加德罗常数 的值,CaCu晶体的密度是gcm-3(用含m、n的式子表示)。 3 2 A 240 3 m nN 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)根据化学式BaCuSi4O10,BaCuSi2O6,其中Ba为+2价,Si为+4价,O为-2 价,由化合价代数和为零得:“中国蓝”“中国紫”中均具有Cun+离子,n=2,基 态时该阳离子的价电子排布式为3d9。(2)钙离子半径小,与氧之间

25、的作用力 大,碳酸钙更容易分解,故从原料分解的角度判断“埃及蓝”的合成温度比 “中国蓝”更低。(3)配离子Cu(CN中,中心离子的价层电子对数是3且不 含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化方式为sp2,该配 离子的空间构型为平面三角形;CN-中配位原子是C,因为N元素电负性较大, 不易提供孤电子对。(4)以题图(c)上面面心上的Ca原子为例,该晶胞中Ca 原子配位的Cu原子包含其上面6个、相同层6个、下层6个,所以其配位数是 2 3 ) 必备知识 整合 关键能力 突破 18;同一层中,六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形, 所以Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2294pm=294pm;该晶胞 中Ca原子个数为12+2=3、Cu原子个数为12+6+6=15,该晶胞体积= (m2sin606n)cm3=m2ncm3,晶体密度=gcm-3=g cm-3。 3 2 3 1 6 1 2 1 2 1 2 1 2 3 3 2 A 2 3 4015 64 3 3 2 N m n 2 A 240 3 m nN