第七講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)(二)

1、2010年高考總復(fù)習(xí)化學(xué)7物質(zhì)結(jié)構(gòu)（二）元素推斷型的無(wú)機(jī)題，知識(shí)的覆蓋面越來(lái)越大，除了常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物以外，有時(shí)還涉及到一些有機(jī)化合物的知識(shí)，很多試題會(huì)結(jié)合化學(xué)鍵、分子結(jié)構(gòu)的知識(shí)來(lái)考查，特別是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的10電子粒子、18電子粒子等知識(shí)。解答這類(lèi)問(wèn)題的難點(diǎn)主要集中在思維的全面性、有序性上。要在全面、細(xì)致的基礎(chǔ)上，結(jié)合重點(diǎn)知識(shí)、重要信息進(jìn)行深入的分析。例24（07江蘇）通常情況下，微粒A和B為分子，C和E為陽(yáng)離子，D為陰離子，它們都含有10個(gè)電子；B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D；A、B、E三種微粒反應(yīng)后可得C和一種白色沉淀。請(qǐng)回答：（1）用化學(xué)符號(hào)表示下列4種微粒：A：、B：、C：、D：（2

2、）寫(xiě)出A、B、E三種微粒反應(yīng)的離子方程式： 解析：高考中，10電子粒子是?？贾R(shí)點(diǎn)，要求考生能夠?qū)ΤＲ?jiàn)的10電子粒子進(jìn)行總結(jié)。10電子原子：Ne10電子簡(jiǎn)單離子：F、O2、N3、Na+、Mg2+、Al3+10電子分子：HF、H2O、NH3、CH410電子復(fù)雜離子：NH4+、OH、H3O+根據(jù)B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D，可以知道A為水。再根據(jù)A、B、E三種微粒反應(yīng)后可得C和一種白色沉淀，可以判斷出白色沉淀是金屬氫氧化物沉淀，B為NH3，而E為Mg2+或Al3+。答案：（1）H2O、NH3、NH4+、OH（2）Al3+3NH3H2O=Al（OH）3+3NH4+或Mg2+2NH3H2O=Mg

3、（OH）2+2NH4+例25（09北京卷）甲、乙、丙、丁4種物質(zhì)分別含2種或3種元素，它們的分子中各含18個(gè)電子。甲是氣態(tài)氫化物，在水中分步電離出兩種陰離子。下列推斷合理的是（ ）A某鈉鹽溶液含甲電離出的陰離子，則該溶液顯堿性，只能與酸反應(yīng)B乙與氧氣的摩爾質(zhì)量相同，則乙一定含有極性鍵和非極性鍵C丙中含有2周期IVA族的元素，則丙一定是甲烷的同系物D丁和甲中各元素質(zhì)量比相同，則丁中一定含有1價(jià)的元素解析：高考中，18電子粒子同樣屬于?？贾R(shí)點(diǎn)，常見(jiàn)的18電子粒子包括18電子原子：Ar18電子簡(jiǎn)單離子：Cl、S2、K+、Ca2+18電子分子：HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、F2、N2H

4、418電子復(fù)雜離子：HS、O22（過(guò)氧離子）18電子有機(jī)物：C2H6、CH3OH具體分析本題，甲是氣態(tài)氫化物，在水中分步電離出兩種陰離子，為二元弱酸，所以甲為H2S，它的鈉鹽有Na2S和NaHS兩種，NaHS與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均能反應(yīng)。A錯(cuò)。而乙可能為CH3OH，也可能為N2H4；B錯(cuò)。丙可能為CH4O，也可能為C2H6；C錯(cuò)。丁和甲中各元素質(zhì)量比相同，則丁為H2O2。答案：D例26（07全國(guó)）用A、B2、C2、D、E、F、G和H分別表示含有18個(gè)電子的八種微粒（離子或分子），請(qǐng)回答：（1）A元素是 、B元素是 、C元素是 （用元素符號(hào)表示）。（2）D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式是 。（3

5、）E是所有含18電子的微粒中氧化能力最強(qiáng)的分子，其分子式是 。（4）F是有兩種元素組成的三原子分子，其分子式是 ，電子式是 。（5）G分子中含有4個(gè)原子，其分子式是 。（6）H分子中含有8個(gè)原子，其分子式是 。答案：K KCa S SHCl HClF2 F2H2S H2SH2O2或PH3 H2O2（PH3）C2H6C2H6熱點(diǎn)三、化學(xué)鍵知識(shí)的應(yīng)用化學(xué)鍵是相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相互作用，原子之間通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合形成物質(zhì)。化學(xué)鍵的知識(shí)與原子結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系：在高考中，必考部分和選考部分對(duì)化學(xué)鍵的要求不同。在必考部分，主要要求考生掌握離子鍵、共價(jià)鍵的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握化學(xué)鍵、特別是共價(jià)鍵的知

6、識(shí)在中學(xué)化學(xué)中的應(yīng)用。1、離子鍵和共價(jià)鍵的形成定義形成過(guò)程存在離子鍵陰、陽(yáng)離子間的靜電作用易失、易得電子的原子（IA、IIA、VIA、VIIA ）（活潑金屬和非金屬）離子化合物（離子晶體）共價(jià)鍵非極性鍵相鄰原子間通過(guò)共用電子對(duì)與原子核間的作用形成得失電子能力相同的原子（同種非金屬原子之間）非金屬單質(zhì)、某些離子化合物（過(guò)氧化鈉）、共價(jià)化合物（過(guò)氧化氫）極性鍵得、失電子能力不同的原子（不同種非金屬原子之間）共價(jià)化合物，某些離子化合物原子之間相互結(jié)合時(shí)形成的化學(xué)鍵的類(lèi)型、化學(xué)鍵的數(shù)量都是由原子結(jié)構(gòu)決定的，在高考中，對(duì)于主族元素形成的常見(jiàn)單質(zhì)和化合物，要求考生能夠結(jié)合原子結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，分析物質(zhì)中的化

7、學(xué)鍵，并能夠用相關(guān)的化學(xué)用語(yǔ)準(zhǔn)確表達(dá)。在高考試卷II卷的非選擇題中，經(jīng)常考查電子式、結(jié)構(gòu)式的書(shū)寫(xiě)。表示物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)使用的化學(xué)用語(yǔ)，包括電子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。高考中要求考生掌握下列物質(zhì)的電子式的書(shū)寫(xiě)：氫氣、氮?dú)?、鹵素單質(zhì)、氯化氫、水、氨、二氧化碳、過(guò)氧化氫、氯化鈉、氯化鈣、硫化鈉、氫氧化鈉、過(guò)氧化鈉、氯化銨、甲烷、乙烯、乙炔、四氯化碳等。對(duì)于一些重要的物質(zhì)，如氯化氫、水、氯化鈉、氯化鈣、硫化鈉等，還要求能夠用電子式表示物質(zhì)的形成過(guò)程。例1（08海南卷）HBr分子的電子式為（ ）解析：HBr分子的H原子和Br原子是以共用電子對(duì)形成的化合物，沒(méi)有電子的轉(zhuǎn)移，不存在離子。答案：A2、化學(xué)鍵（特

8、別是共價(jià)鍵）知識(shí)的綜合運(yùn)用在中學(xué)化學(xué)要求掌握的常見(jiàn)物質(zhì)中，除稀有氣體單質(zhì)外，均含有化學(xué)鍵。在物質(zhì)中，存在最廣泛的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵，在非金屬單質(zhì)、共價(jià)化合物、某些離子化合物（復(fù)雜離子內(nèi)部）中都存在有共價(jià)鍵?；瘜W(xué)鍵對(duì)于物質(zhì)的性質(zhì)（包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)）有重要的影響。（1）共價(jià)鍵對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響化學(xué)變化的過(guò)程中有舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。破壞不同的化學(xué)鍵，難度不同。在化學(xué)科學(xué)中，把氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量稱(chēng)為鍵能，如果用逆向思維的方法，我們可以把拆開(kāi)1mol化學(xué)鍵所吸收的能量稱(chēng)作化學(xué)鍵的鍵能。我們可以利用鍵能對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析和研究。在有機(jī)化學(xué)中，研究烯烴、炔烴的

9、化學(xué)性質(zhì)時(shí)，可以通過(guò)對(duì)碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳碳三鍵的鍵能的對(duì)比得到相應(yīng)的結(jié)論。研究有機(jī)化學(xué)的基本反應(yīng)類(lèi)型時(shí)，也可以利用反應(yīng)前后化學(xué)鍵的變化進(jìn)行分析。（2）共價(jià)鍵對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響如果在物質(zhì)的分子中同時(shí)含有多個(gè)共價(jià)鍵，這些共價(jià)鍵之間會(huì)形成一定的夾角，即鍵角。鍵角的大小決定了物質(zhì)分子的空間構(gòu)型，特別是在研究有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，我們會(huì)經(jīng)常用到鍵角的知識(shí)對(duì)有機(jī)物分子的空間構(gòu)型進(jìn)行判斷，可以利用HNMR對(duì)有機(jī)物分子的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究，在探究有機(jī)物的反應(yīng)產(chǎn)物時(shí)，也要經(jīng)常利用分子的空間對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行分析。物質(zhì)的物理性質(zhì)在很大程度上與化學(xué)鍵鍵角有密切的關(guān)系。例2（08天津卷）下列敘述正確的是（ ）A1個(gè)甘

10、氨酸分子中存在9對(duì)共用電子BPCl3和BCl3分子中所有原子的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)CH2S和CS2分子都是含極性鍵的極性分子D熔點(diǎn)由高到低的順序是：金剛石碳化硅晶體硅H C C N O HH H H O 解析：甘氨酸的結(jié)構(gòu)式為：，由結(jié)構(gòu)式可以看出1個(gè)甘氨酸分子中存在10對(duì)共用電子；選項(xiàng)B中根據(jù)|元素的化合價(jià)|原子的最外層電子數(shù)8，則該原子的最外層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，BCl3中B原子的最外層電子數(shù)為3，化合價(jià)為3價(jià)，因此B原子未達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；選項(xiàng)C中H2S和CS2都是以極性鍵結(jié)合而成，H2S的空間結(jié)構(gòu)呈角形，正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，而CS2為直線型分子，正負(fù)電荷重心

11、重合，屬于非極性分子。選項(xiàng)D中三種物質(zhì)均為原子晶體，原子晶體的熔點(diǎn)與該晶體中的原子半徑有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，原子半徑小的，熔點(diǎn)高，所以選項(xiàng)D正確。答案：D例3（09海南）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的表述均正確，且存在因果關(guān)系的是（ ）表述表述A在水中，NaCl的溶解度比I2的溶解度大NaCl晶體中C1與Na+間的作用力大于碘晶體中分子間的作用力B通常條件下，CH4分子比PbH4分子穩(wěn)定性高Pb的原子半徑比C的大，Pb與H之間的鍵能比C與H間的小C在形成化合物時(shí)，同一主族元素的化合價(jià)相同同一主族元素原子的最外層電子數(shù)相同DP4O10、C6H12O6溶于水后均不導(dǎo)電P4O10、C6H12O6均屬于共價(jià)化合物

12、答案：B（3）鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)主要取決于反應(yīng)物與生成物的鍵能總和。舊分子反應(yīng)物中總鍵能生成物中總鍵能，反應(yīng)吸熱反應(yīng)物中總鍵能生成物中總鍵能，反應(yīng)放熱例4（08海南卷）反應(yīng)A(g)+B(g)C(g) +D(g)過(guò)程中的能量變化如圖所示，回答下列問(wèn)題。（1）該反應(yīng)是反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率（填“增大”、“減小”、“不變”），原因是；（3）反應(yīng)體系中加入催化劑對(duì)反應(yīng)熱是否有影響?，原因是。（4）在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1和E2的變化是：E1，E2（填“增大”、“減小”、“不變”）。解析：由圖可以知道，由于該反應(yīng)的反應(yīng)物

13、的總能量高于生成物的總能量，所以該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，即升高溫度，平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，所以A的轉(zhuǎn)化率減?。划?dāng)在反應(yīng)體系中加入催化劑，能同倍數(shù)改變化學(xué)反應(yīng)速率，因此對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)無(wú)影響，即對(duì)反應(yīng)熱也無(wú)影響。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)速率增大，所以E1和E2同時(shí)降低。答案：（1）放熱。（2）減??；該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。（3）不影響；催化劑不改變平衡的移動(dòng)。（4）減小、減小。熱點(diǎn)四、分子間作用力和氫鍵絕大多數(shù)物質(zhì)是由分子構(gòu)成的，分子間相互作用的強(qiáng)弱決定了物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的高低。在高考中，對(duì)于分子之間的相互作用，要求考生掌握一般規(guī)律：分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加，分子間作用

14、力逐漸增大。在某些物質(zhì)中，還存在著一種特殊的分子間相互作用氫鍵。高考中要求考生了解氫鍵的存在，以及形成氫鍵的一般條件。例5（06高考）下圖中每條折線表示周期表IVAVIIA中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化，每個(gè)黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是（ ）AH2S BHClCPH3 DSiH4解析：本題以教材中的 IVAVIIA各主族元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)變化情況圖示為信息呈現(xiàn)方式，考查內(nèi)容主要是對(duì)元素周期表的熟悉程度、組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)沸點(diǎn)變化規(guī)律及氫鍵對(duì)物質(zhì)沸點(diǎn)的影響，有一般也有特殊。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)也越高。在周期表中IVAVIIA各族元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高，但是VA、VIA、VIIA三主族中的NH3、H2O、HF分子間有氫鍵的作用使沸點(diǎn)升高反常，只有IVA元素氫化物沸點(diǎn)變化正常，由此判斷出a 點(diǎn)代表的是SiH4。答案：D除了無(wú)機(jī)化學(xué)中的NH3、H2O