2021年高考化学(江苏专用)二轮专题复习讲练：专题十六-物质结构与性质(选考)(含解析).docx

考纲要求1.原子结构与性质：(1)生疏原子核外电子的运动状态，了解电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义；(2)了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示136号元素的原子及简洁离子的基态核外电子排布。(3)了解主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律，能依据元素电负性说明元素的金属性和非金属性的周期性变化规律。2.化学键与物质的性质：(1)理解离子键、共价键的含义，能说明离子键、共价键的形成；(2)了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质；(3)了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等数据说明简洁分子的某些性质；(4)了解键的极性和分子的极性，了解极性分子和非极性分子的性质差异；(5)能依据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型推断简洁分子或离子的空间构型；(6)了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用；(7)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；(8)能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质；(9)知道金属晶体的基本积累方式，了解简洁晶体的晶胞结构特征；(10)了解简洁协作物的成键状况。3.分子间作用力与物质的性质：(1)知道分子间作用力的含义，了解化学键和分子间作用力的区分；(2)知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响；(3)了解氢键的存在对物质性质的影响；(4)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区分。考点一基态原子的核外电子排布1排布规律(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态不同的电子。(3)洪特规章：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。2表示方法(1)电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后挨次，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时留意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)简化电子排布式“稀有气体价层电子”的形式表示。如：Cu：Ar3d104s1(3)电子排布图用方框表示原子轨道，用“”或“”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后挨次和在轨道中的排布状况书写。如S：12022新课标全国卷，37(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，形成的协作物的颜色为_。答案41s22s22p63s23p63d5或Ar3d5血红色解析基态Fe原子的核外电子排布式为Ar3d64s2，其中3d轨道有4个轨道未布满，含有4个未成对电子。Fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。检验Fe3时，Fe3与SCN形成协作物而使溶液显血红色。22022江苏，21(A)(1)Cu基态核外电子排布式为_。答案Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10解析Cu的原子序数为29，依据洪特规章特例：能量相同的原子轨道在全布满(如p6和d10)、半布满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定，因此Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。32022安徽理综，25(1)Na位于元素周期表第_周期第_族；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_。答案三A21s22s22p63s23p2或Ne3s23p2解析Na元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，则Na位于元素周期表中第三周期第A族。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Ne3s23p2。42022四川理综，8(1)XY2是红棕色气体，Y基态原子的电子排布式是_。答案1s22s22p452022福建理综，31(1)基态硼原子的电子排布式为_。答案1s22s22p1解析B的原子序数为5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。62022浙江自选模块，15(1)节选31Ga基态原子的核外电子排布式是_。答案1s22s22p63s23p63d104s24p172021新课标全国卷，37(1)Ni2的价电子排布图为_。答案 “两原理，一规章”的正确理解1原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规章、泡利原理，若违反其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示在写基态原子的电子排布图时，常毁灭以下错误：2同能级的轨道半布满、全布满或全空状态的原子结构稳定如np3、np6Cr：3d54s1 Mn：3d54s2 Cu：3d104s1 Zn：3d104s2考点二元素的电离能和电负性1元素的电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJmol1。(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔确定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复毁灭从ns1到ns2np6的周期性变化。(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有渐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有渐渐减小的趋势。说明同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第A族、第A族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如Be、N、Mg、P。(3)元素电离能的应用推断元素金属性的强弱电离能越小，金属越简洁失去电子，金属性越强；反之越弱。推断元素的化合价假如某元素的In1In，则该元素的常见化合价为n价，如钠元素I2I1，所以钠元素的化合价为1价。2元素的电负性(1)元素电负性的周期性变化元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性渐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势。(2)12022新课标全国卷，37(1)改编在N、O、S中第一电离能最大的是_。答案N22022四川理综，8(1)已知Z基态原子的M层与K层电子数相等，则Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_。答案Cl解析第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为Cl元素。32021新课标全国卷，37(2)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。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)。答案KF42021山东理综，32(3)第一电离能介于B、N之间的其次周期元素有_种。答案35(2021安徽理综，25改编)已知Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，W的一种核素的质量数为28，中子数为14。则：(1)W位于元素周期表第_周期第_族。(2)Z的第一电离能比W的_(填“大”或“小”)。答案(1)三A(2)小62021山东理综，32(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是_。答案a72021福建理综，31(1)依据其次周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。答案考点三两大理论与分子构型1分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间外形不同。杂化类型杂化轨道数目杂化轨道夹角空间构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928正四周体形CH42.分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型全都。(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不全都。电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形三角形BF321V形SO2440四周体四周体形CH431三角锥形NH322V形H2O3.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互推断中心原子的杂化类型和分子空间构型有关，二者之间可以相互推断。分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子空间构型示例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31sp3三角锥形NH3AB40sp3正四周体形CH412022江苏，21(A)(3)节选醛基中碳原子的轨道杂化类型是_。答案sp222022新课标全国卷，37(3)节选乙醛中碳原子的杂化类型为_。答案sp3、sp232022福建理综，31(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_ mol配位键。答案242022四川理综，8(2)已知XY2为红棕色气体，X与H可形成XH3，则XY离子的立体构型是_，R2离子的3d轨道中有9个电子，则在R2的水合离子中，供应孤电子对的原子是_。答案V形O52022新课标全国卷，37(2)(3)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同族。则a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的_；酸根呈三角锥结构的酸是_。答案sp3HNO2、HNO3H2SO362021福建理综，31(3)H3OBHOFFF中阳离子的空间构型为_，阴离子的中心原子轨道接受_杂化。答案三角锥形sp372021山东理综，32(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。答案sp2sp382021江苏，21(A)(2)(4)已知元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，则在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是_，YZ的空间构型为_。答案sp3正四周体92022新课标全国卷，37(1)S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子接受的轨道杂化方式是_；答案sp3102022江苏，21(A)(1)(2)NO的空间构型是_，H2O分子中O原子轨道的杂化类型为_。答案平面三角形sp3112022山东理综，32(4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为_，甲醇分子内的OCH键角_(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的OCH键角。答案sp3小于考点四微粒作用与分子性质1共价键(1)共价键的类型按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。按原子轨道的重叠方式分为键和键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。(2)键参数键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定。(3)键、键的推断由轨道重叠方式推断“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。由共用电子对数推断单键为键；双键或三键，其中一个为键，其余为键。由成键轨道类型推断s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。(4)等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相像的化学键特征。物理性质相像，化学性质不同。常见等电子体：微粒通式价电子总数立体构型CO2、SCN、NO、NAX216e直线形CO、NO、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形SO、POAX432e正四周体形PO、SO、ClOAX326e三角锥形CO、N2AX10e直线形CH4、NHAX48e正四周体形(5)配位键孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。配位键a配位键的形成：成键原子一方供应孤电子对，另一方供应空轨道形成的共价键；b配位键的表示：常用“”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个NH键形成的过程与其他3个NH键形成的过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。协作物如Cu(NH3)4SO4配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。2分子性质(1)分子的极性分子构型与分子极性的关系键的极性与分子的极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四周体形非极性分子(2)溶解性“相像相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。“相像相溶”还适用于分子结构的相像性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，假如成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使ROH中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H，酸性越强，如HClOHClO2HClO3HClO4。3范德华力、氢键、共价键的比较范德华力氢键共价键作用粒子分子或原子(稀有气体)氢、氟、氮、氧原子(分子内、分子间)原子特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键氢键范德华力影响强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大组成和结构相像的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质组成和结构相像的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点上升，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔沸点上升，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3影响分子的稳定性共价键键能越大，分子稳定性越强12022新课标全国卷，37(3)1 mol乙醛分子中含有键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要缘由是_。答案6NACH3COOH存在分子间氢键22022江苏，21(A)(2)与OH互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。答案HF32022新课标全国卷，37(3)改编已知a是H，b是N，c是O，d是S，a与其他元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。答案N2H4、H2O242022浙江自选模块，15(2)(3)(2)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有疼惜神经系统的作用。该物质的结构式为以下关于维生素B1的说法正确的是_。A只含键和键 B既有共价键又有离子键C该物质的熔点可能高于NaCl D该物质易溶于盐酸(3)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有_。A离子键、共价键 B离子键、氢键、共价键C氢键、范德华力 D离子键、氢键、范德华力答案(2)BD(3)D52022安徽理综，25(2)用“”或“”填空：第一电离能离子半径熔点酸性Si_SO2_NaNaCl_SiH2SO4_HClO4答案碳化硅晶体硅。3分子间作用力分子晶体(1)分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性。(2)分子晶体：分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体，典型的有冰、干冰。其晶体结构模型及特点为干冰冰晶体模型结构特点干冰晶体是一种立方面心结构每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子四周，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个(同层4个，上层4个，下层4个)每个水分子四周只有4个紧邻的水分子，在四周体中心的每个水分子与四周体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚溶化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度反而增大，超过4 时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度渐渐减小分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的推断：组成和结构相像的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质熔化和汽化就需要更多的能量，熔沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。(3)NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高。影响物质的性质方面：增大物质的熔沸点，增大物质的溶解性。表示方法：XHY(N、O、F)，一般都是氢化物中存在。4金属键金属晶体(1)金属键：金属离子和自由电子之间猛烈的相互作用。运用自由电子理论可解释金属晶体的导电性、导热性和延展性。晶体中的微粒导电性导热性延展性金属离子和自由电子自由电子在外加电场的作用下发生定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用(2)金属晶体：通过金属键作用形成的晶体。金属键的强弱和金属晶体熔沸点的变化规律：阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，熔沸点越高，如熔点：NaMgNaKRbCs。金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。5分子晶体、原子晶体、离子晶体与金属晶体的结构微粒，以及微粒间作用力的区分晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体结构微粒原子分子金属阳离子、自由电子阴、阳离子微粒间作用(力)共价键分子间作用力简洁的静电作用离子键熔沸点很高很低一般较高，少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬，少部分软较硬溶解性难溶解相像相溶难溶(Na等与水反应)易溶于极性溶剂导电状况不导电(除硅)一般不导电良导体固体不导电，熔化或溶于水后导电实例金刚石、水晶、碳化硅等干冰、冰、纯硫酸、H2(S)等Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3、NaOH等6.物质熔沸点的比较(1)不同类晶体：一般状况下，原子晶体离子晶体分子晶体。(2)同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。分子晶体：对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔沸点越高。原子晶体：键长越短，键能越大，则熔沸点越高。(3)常温常压下状态：熔点：固态物质液态物质；沸点：液态物质气态物质。12022新课标全国卷，37(3)(4)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。Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度_ gcm3。答案161222022江苏，21(A)(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四周距离最近的铜原子数目为_。答案1232022浙江自选模块，15(1)节选某种半导体材料由Ga和As两种元素组成，该半导体材料的化学式_，其晶体结构类型为_。答案GaAs原子晶体42022四川理综，8(3)Z基态原子的M层与K层电子数相等，它与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示，晶胞中阴离子和阳离子的个数之比是_。答案2152022福建理综，31(2)(3)(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相像，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是_(填序号)。a立方相氮化硼含有键和键，所以硬度大b六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软c两种晶体中的BN键均为共价键d两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_，其结构与石墨相像却不导电，缘由是_。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为_。该晶体的自然矿物在青藏高原地下约300 km的古地壳中被发觉。依据这一矿物形成事实，推断试验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_。答案(2)bc(3)平面三角形层状结构中没有自由移动的电子(4)sp3高温、高压解析(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有键和键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相像，依据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b正确；B和N都是非金属元素，两种晶体中的BN键都是共价键，c正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相像，属于混合型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d错误。(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相像，同一层上的原子在同一平面内，依据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1个B原子与3个N原子相连，故为平面三角形结构；由于B最外层有3个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相像，故B原子为sp3杂化；该晶体存在地下约300 km的古地壳中，因此制备需要的条件是高温、高压。62022新课标全国卷，37(4)(5)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：(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_。(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四周体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，推断理由是_。答案(4)1(5)SO共价键和配位键H2OH2O与Cu2的配位键比NH3与Cu2的弱解析(4)e为Cu，c为O，由图1可知，晶胞中含Cu原子为4个，含O原子为812个，故化学式为Cu2O，O为2价，则Cu为1价。(5)含有H、N、O、S、Cu 5种元素的化合物，结合课本选修3络合物有关学问和题目所给信息，观看中心为1个Cu2，四周为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物化学式为Cu(NH3)4SO42H2O，加热时，由