高考化學二輪復習專題12物質結構與性質(含解析)課件PPT-課件下載-教習網(wǎng)

一、物質結構與性質主觀題型的解題思路與方法物質結構與性質選考題的命題形式有兩種:一種是以元素推斷的形式切入;另一種是以已知元素及其化合物為命題素材。主要考查以下知識點:1.原子(或離子)的電子排布式、價電子排布式、電子排布圖、核外電子排布的三原理等。2.元素周期表和元素周期律。例如,周期表結構,元素在周期表中的位置推斷,原子(或離子)半徑、電負性、第一電離能等大小的比較,并涉及一些特例。3.共價鍵,如共價鍵的分類、σ鍵和π鍵數(shù)目的判斷、鍵參數(shù)的應用、鍵的極性與分子的極性。4.等電子原理。5.中心原子的雜化方式、分子的立體構型。
6.配合物理論,如配位離子的空間構型、配合物的組成推斷、配體數(shù)目的判斷、配位鍵的分析等。7.分子極性、非極性的判斷,氫鍵,無機含氧酸的酸性。8.晶體的相關知識,如晶體類型的判斷、晶體性質的比較、晶胞分析及計算等。解題時,首先要根據(jù)題給信息或元素周期表殘表等正確地推斷元素。解題過程中要注意審題,如在書寫電子排布式時,要注意“原子、離子、價電子、最外層電子”等表述,晶胞計算中所給微粒半徑的單位是cm還是pm等,看清題目條件和要求后,再逐一分析作答。其次,要熟記元素周期表前36號元素的原子序數(shù)、元素符號、名稱及對應位置,掌握各元素的電子排布式,會書寫21號元素及其后各元素原子的電子排布式,若用簡寫形式,則不要漏寫3d1~10這一亞層的排布,熟記元素周期律的有關知識及特例,如第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能分別比其后一族元素的大。認識σ鍵和π鍵的不同,每兩個原子之間可形成且只能形成一個σ鍵,雙鍵包括一個σ鍵和一個π鍵,三鍵包括一個σ鍵和兩個π鍵。
不常見的分子或離子的空間構型一定要用價層電子對理論來判斷;對等電子體的判斷一般是從元素周期表的相鄰位置來考慮;對雜化問題的分析有時也要依據(jù)價層電子對理論。對于晶胞結構,要做到識圖、辨圖、析圖,最后深刻記憶,如金剛石、二氧化硅、氯化鈉、氯化銫、氟化鈣、干冰等;對于金屬晶體的四種堆積模型,要理清半徑和晶胞棱長的關系,學會空間利用率的計算方法。晶胞計算常用公式為 ρ·V,其中n為一個晶胞中微粒的數(shù)目,M 為微粒的摩爾質量,ρ為微粒組成物質的密度,V 為一個晶胞的體積。計算時要注意兩點:一是晶胞邊長的計算(主要是幾何知識的應用);二是長度單位要轉化為cm,記住1 pm=10-12 m,1 nm=10-9 m。
對于簡答題,要注意回答的邏輯性,應以基本程序為依據(jù)(如概念、信息、結構、組成等)——如何影響(依據(jù)規(guī)律判斷,運用比較法等闡述)——得出結論。從微觀角度分析宏觀現(xiàn)象,是全國卷命題的一大亮點,備考時要認真研究歷年高考對相關內容的考查,體會答題要領,從合理的角度科學分析問題。
(一)從鍵能角度分析物質的穩(wěn)定性(2013年全國Ⅰ卷,37節(jié)選)碳和硅的有關化學鍵鍵能如表所示,簡要分析和解釋下列有關事實:
①硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是　。?答案??、貱—C鍵和C—H鍵的鍵能較高,所形成的烷烴穩(wěn)定,而硅烷中的 Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定;而Si—H鍵的鍵能小于Si—O鍵,所以Si—H 鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O鍵
(二)從氫鍵、分子間作用力及晶體類型的角度分析晶體熔、沸點的高低(2016年全國Ⅱ卷,37節(jié)選)氨的沸點　　　　(填“高于”或“低于”)膦(PH3)原因是　。?答案?　高于　NH3分子間可形成氫鍵(2018年全國Ⅱ卷,35節(jié)選)圖(a)為S8的結構,其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多,主要原因為　。?
答案?　S8相對分子質量大,分子間范德華力強
(2016年全國Ⅲ卷,37節(jié)選)GaF3的熔點高于1000 ℃,GaCl3的熔點為77.9℃,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。?答案?　GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體
(2017年全國Ⅲ卷,35節(jié)選)在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2 CH3OH+H2O)所涉及的4種物質中,沸點從高到低的順序為,原因　　　　　　　　　　是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?答案?　H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2的相對分子質量更大,范德華力更大(2017年全國Ⅰ卷,35節(jié)選)K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構型相同,但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低,原因是　。?答案?　K的原子半徑更大且價電子數(shù)更少,金屬鍵更弱
(三)從核外電子排布的角度分析化學鍵的類型、第一電離能等(2015年全國Ⅰ卷,37節(jié)選)碳在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?答案?　C有4個價電子且半徑較小,難以通過得到或失去電子達到穩(wěn)定結構(2017年全國Ⅱ卷,35節(jié)選)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案?　同周期元素從左向右隨著核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結合一個電子釋放出的能量依次增大　N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),原子相對穩(wěn)定,故不易結合一個電子(2018年全國Ⅲ卷,35節(jié)選)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)　　　　I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?答案?　大于　Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構,較難失電子
(四)從原子半徑角度分析π鍵的形成(2016年全國Ⅰ卷,37節(jié)選)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結構的角度分析,原因是　　　　　　　　　　　。?答案?　鍺元素的原子半徑大,難以通過“肩并肩”的方式形成π鍵(五)從化合價角度分析酸性強弱H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請根據(jù)結構與性質的關系解釋H2SeO4的酸性比H2SeO3強的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?答案?　H2SeO3和H2SeO4可分別表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中Se元素的化合價為+4價,而H2SeO4中Se元素的化合價為+6價,正電性更高,導致Se—O—H中O的電子更容易向Se偏移,越易電離出H+。
二、相關知識儲備1.五種表達式(1)電子排布式:Ga　1s22s22p63s23p63d104s24p1(2)簡化的電子排布式:Ga　[Ar]3d104s24p1(3)外圍電子排布式(價電子排布式):Cr　3d54s1(4)軌道表示式(電子排布圖):C (5)外圍軌道表示式(外圍電子排布圖):Cr　
2.周期表的分區(qū)與原子的價電子排布的關系
3.價層電子對數(shù)與分子空間構型
(1)ADm型分子的空間構型總是采取A的價層電子對相互斥力最小的那種幾何構型。(2)分子的空間構型與價層電子對數(shù)(包括成鍵電子對和孤電子對)有關。(3)分子中若有重鍵(雙、三鍵),均視為一個電子對。(4)電子對間的斥力順序:孤電子對與孤電子對>孤電子對與成鍵電子對>成鍵電子對與成鍵電子對。成鍵電子對間斥力順序:三鍵與三鍵>三鍵與雙鍵>雙鍵與雙鍵>雙鍵與單鍵>單鍵與單鍵。
4.中心原子雜化類型的判斷(1)根據(jù)中心原子上的價層電子對數(shù):中心原子上的價層電子對數(shù)n=中心原子上的σ鍵電子對數(shù)+中心原子上的孤電子對數(shù)。①中心原子上的σ鍵電子對數(shù):對于ABn型粒子是n;對于B3型粒子是2;對于有機物,須先寫出其結構式,再判斷。②中心原子上的孤電子對數(shù)m:中心原子上的孤電子對數(shù)=0.5(a-x·b),x為與中心原子結合的原子數(shù), b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù),a為中心原子的價電子數(shù),若為陰離子,還需加上其所帶電荷數(shù)(如CO32-:a=4+2=6);若為陽離子,還需減去其所帶電荷數(shù)(如NH4+:a=5-1=4)。③最后,根據(jù)中心原子上的價層電子對數(shù)n判斷中心原子的雜化類型:a.當n+m=2時,sp雜化;b.當n+m=3時,sp2雜化;c.當n+m=4時,sp3雜化。(2)氣態(tài)氫化物的中心原子一般為sp3雜化。如CH4中的C原子、NH3中的N原子、H2O中的O原子等。(3)碳原子雜化類型可據(jù)其形成的π鍵數(shù)判斷:無π鍵時是sp3雜化,有一個π鍵時是sp2雜化,有兩個π鍵時是sp雜化。
5.常見晶體的熔、沸點高低的判斷(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等沸點很高,而汞、鎵、銫等沸點很低,故金屬晶體一般不參與比較。(2)原子晶體:由共價鍵形成的原子晶體中,原子半徑小的鍵長短,鍵能大,晶體的熔、沸點高,如熔點:金剛石>碳化硅>硅。(3)離子晶體:一般來說,陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越大,其離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
(4)分子晶體①分子間作用力越大,物質的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體,熔、沸點反常地高,如沸點:H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,其范德華力越大,熔、沸點越高,如沸點:SnH4>GeH4>SiH4>CH4,F2Rb>Cs。
6.晶胞中微粒的計算方法——均攤法(1)立方體(長方體)晶胞組成的計算方法
(2)晶胞各物理量的計算對于立方晶胞,可簡化成下面的公式進行各物理量的計算,a3·ρ·NA=n·M,a表示晶胞的棱長,ρ表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,n表示1 ml晶胞中所含晶體的物質的量,M表示晶體的摩爾質量。
1.(2019年安徽合肥高三調研)磷化銦和砷化銦納米晶具備獨特的光學和電學特性,廣泛應用于生物醫(yī)學、通信、太陽能電池等領域?；卮鹣铝袉栴}:
以具體元素、物質或反應為命題情境,探究元素及其化合物的結構與性質。
(1)基態(tài)磷原子的電子排布式為　　　　　　 ;基態(tài)As原子中未成對電子數(shù)為　　。?(2)PH3分子的空間構型為　　　　　; As 中As原子的雜化方式為　　　　　　。?(3)AsH3與NH3在水中溶解度較大的是　　　　, 其原因是　　　　　　　　　　　。?(4)酞菁銦是有機分子酞菁與金屬銦形成的復雜分子,結構簡式如圖1所示,該分子中存在的化學鍵為　　　　 (填字母)。?
a.σ鍵　　　　　 b.π鍵c.離子鍵 d.配位鍵(5)砷化銦的晶胞結構如圖2所示,砷化銦晶體的化學式為　　　　　　　;該晶胞的棱長為a cm,砷化銦的摩爾質量為M g·ml-1,則砷化銦晶體的密度為　　　　　(用含a、NA、M的代數(shù)式表示)。?
1s22s22p63s23p3
NH3與水分子之間易形成氫鍵
解析?(1)P的原子序數(shù)為15,原子核外有15個電子,基態(tài)P原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3;As元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,3個4p電子在三個軌道中排布,故未成對電子數(shù)為3。(2)中心原子P形成了3個σ鍵,另外還有1對未成鍵價電子對,其價層電子對的總數(shù)是4,需要形成4個雜化軌道,采用sp3雜化。4個sp3雜化軌道中填充了3對σ鍵的成鍵電子對和1對未成鍵價電子對,使得分子的空間構型為三角錐形;As 中心原子的價層電子對數(shù)為 =4,所以As原子的雜化方式為sp3。(3)因為NH3與水分子之間易形成氫鍵,故AsH3與NH3相比較,在水中溶解度較大的是NH3。(4)根據(jù)酞菁銦的結構簡式可知,該分子中存在的學鍵為σ鍵、π鍵和配位鍵。(5)根據(jù)均攤法可得,每個砷化銦晶胞含有8× +6× =4個In原子,4個As原子,砷化銦晶體的化學式為InAs;則砷化銦晶體的密度
1.(2019年黑龍江大慶一中四模)人類對含硼(元素符號為B)物質結構的研究,極大地推動了結構化學的發(fā)展?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)B原子價層電子的電子排布式為　　　　,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是　　　　,占據(jù)該能層未成對電子的電子云輪廓圖形狀為　　　　　　　　。?(2)1923年化學家Lewis提出了酸堿電子理論。酸堿電子理論認為:凡是可以接受電子對的物質稱為酸,凡是可以給出電子對的物質稱為堿。已知BF3與F-反應可生成B , 則根據(jù)酸堿電子理論判斷,該反應中BF3屬于　　　　(填“酸”或“堿”),原因是　　　　　　　　 ?(3)NaBH4是有機合成中常用的還原劑,NaBH4中的陰離子空間構型是　　　　,中心原子的雜化形式為　　　　,NaBH4中存在　　　　　(填字母)。?a.離子鍵　b.金屬鍵　c.σ鍵　d.π鍵　e.氫鍵　　　　　　　　　　
BF3中B采用sp2雜化,未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對孤電子,形成配位鍵,因此BF3屬于酸
(4)比較第一電離能:IB　(填“>”或“

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