備考2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第7講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題

第7講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接能從微粒的空間排布及其相互作用的角度對(duì)生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究中的簡(jiǎn)單案例進(jìn)行分析，舉例說(shuō)明物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的應(yīng)用價(jià)值，如配合物在生物、化學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，氫鍵對(duì)于生命的重大意義物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查2023全國(guó)乙，T35；2023全國(guó)甲，T35；2023北京，T15；2023山東，T16；2023年1月浙江，T17；2023年6月浙江，T17；2022全國(guó)乙，T35；2022北京，T15；2022廣東，T20；2022重慶，T18；2022湖南，T18；2022河北，T17；2022福建，T141.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從原子、分子水平分析常見(jiàn)物質(zhì)及其反應(yīng)的微觀特征；能聯(lián)系物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)解釋宏觀現(xiàn)象；能從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)說(shuō)明同類(lèi)物質(zhì)的共性和不同類(lèi)物質(zhì)性質(zhì)的差異及原因。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能對(duì)復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題情境中的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析以建立相應(yīng)的模型；能選擇不同模型綜合解釋或解決復(fù)雜的化學(xué)問(wèn)題命題分析預(yù)測(cè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是全國(guó)卷的選考內(nèi)容，也是部分省市單獨(dú)命題的基本考查內(nèi)容?？疾榈闹R(shí)點(diǎn)瑣碎，常選用新穎素材創(chuàng)設(shè)命題情境，綜合考查原子的核外電子排布，電離能、電負(fù)性大小比較，分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，晶胞的相關(guān)計(jì)算等，考查考生對(duì)微觀粒子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)知能力，體現(xiàn)了對(duì)宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查考點(diǎn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查1.物質(zhì)結(jié)構(gòu)常見(jiàn)考點(diǎn)剖析（1）以原子或離子結(jié)構(gòu)為主線的考查角度（2）以分子結(jié)構(gòu)為主線的考查角度（3）以晶體結(jié)構(gòu)為主線的考查角度2.性質(zhì)比較及解釋類(lèi)問(wèn)題模型構(gòu)建（1）“原因解釋”類(lèi)試題的解題流程（2）模型構(gòu)建敘述結(jié)構(gòu)→闡述原理→得出結(jié)論研透高考明確方向1.[以原子或離子結(jié)構(gòu)為主線考查][2022全國(guó)乙]鹵素單質(zhì)及其化合物在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有ad，其中能量較高的是d。（填標(biāo)號(hào)）a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2（2）鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)色晶體X和紅棕色液體Y。X為CsCl。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因CsCl是離子晶體，ICl是分子晶體。（3）α－AgI晶體中I－離子作體心立方堆積（如圖所示），Ag＋主要分布在由I－構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場(chǎng)作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α－AgI晶體在電池中可作為固體電解質(zhì)。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α－AgI晶體的摩爾體積Vm＝12×5043×10－36NAm3·mol－解析（1）因?yàn)榛鶓B(tài)氟原子的電子排布式是1s22s22p5，其中b、c不是9個(gè)電子，不能表示氟原子的核外電子排布，故選ad；3p能級(jí)的能量高于3s能級(jí)，從2p能級(jí)激發(fā)1個(gè)電子到3s能級(jí)比從2p能級(jí)激發(fā)2個(gè)電子到3p能級(jí)需要的能量低，故a和d相比，d能量較高。（2）鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，則反應(yīng)前后Cs、I均為＋1價(jià)，Cl為－1價(jià)，因此生成的無(wú)色晶體X是CsCl，紅棕色液體Y是ICl。CsCl是離子晶體，而ICl是分子晶體，故CsCl的熔點(diǎn)比ICl的高。（3）因?yàn)?個(gè)α－AgI晶胞含有2個(gè)Ag＋，即2個(gè)AgI，其體積V晶胞＝5043×10－36m3，故α－AgI晶體的摩爾體積Vm＝12×V晶胞·NA＝12×5043×10－36NAm3·mol－2.[以分子結(jié)構(gòu)為主線考查][2022廣東]硒（Se）是人體必需微量元素之一，含硒化合物在材料和藥物領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。自我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）效應(yīng)以來(lái)，AIE在發(fā)光材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。一種含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路線如下：（1）Se與S同族，基態(tài)硒原子價(jià)電子排布式為4s24p4。（2）H2Se的沸點(diǎn)低于H2O，其原因是水分子之間可以形成氫鍵。（3）關(guān)于Ⅰ～Ⅲ三種反應(yīng)物，下列說(shuō)法正確的有BDE。A.Ⅰ中僅有σ鍵B.Ⅰ中的Se—Se鍵為非極性共價(jià)鍵C.Ⅱ易溶于水D.Ⅱ中原子的雜化軌道類(lèi)型只有sp與sp2E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O電負(fù)性最大（4）Ⅳ中具有孤對(duì)電子的原子有Se、O。（5）硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為H2SeO4＞H2SeO3（填“＞”或“＜”）。（6）我國(guó)科學(xué)家發(fā)展了一種理論計(jì)算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程。化合物X是通過(guò)該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學(xué)式為K2SeBr6。②設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，則X中相鄰K之間的最短距離為12×34×Mrρ×NA×解析（1）Se位于第四周期，與S同族，為第ⅥA族元素，最外層電子數(shù)為6，所以基態(tài)硒原子價(jià)電子排布式為4s24p4。（2）水分子之間可以形成氫鍵，所以H2Se的沸點(diǎn)低于H2O的。（3）苯環(huán)中碳原子為sp2雜化，六個(gè)碳原子之間存在大π鍵，所以Ⅰ中不僅有σ鍵，還有大π鍵，A錯(cuò)誤；Se—Se鍵為非極性共價(jià)鍵，B正確；Ⅱ?yàn)榈湫偷臒N類(lèi)有機(jī)物，難溶于水，C錯(cuò)誤；Ⅱ中碳碳雙鍵和苯環(huán)中的碳原子均為sp2雜化，碳碳三鍵中的碳原子為sp雜化，D正確；同一周期，從左到右元素電負(fù)性逐漸增大，同一主族，從上到下元素電負(fù)性逐漸減小，所以Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O電負(fù)性最大，E正確。（5）H2SeO4和H2SeO3可表示為（HO）2SeO2和（HO）2SeO，H2SeO3中Se為＋4價(jià)，而H2SeO4中Se為＋6價(jià)，H2SeO4中Se的正電性高，導(dǎo)致Se—O—H中O的電子向Se偏移，更易電離出H＋，所以硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為H2SeO4＞H2SeO3。（6）①由題圖可知，的個(gè)數(shù)為6×12＋8×18＝4，K位于晶胞內(nèi)，K的個(gè)數(shù)為8，所以X的化學(xué)式為K2SeBr6。②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)沿x、y、z軸方向的投影可得相鄰K之間的最短距離為邊長(zhǎng)的12，設(shè)邊長(zhǎng)為anm，則ρ＝4×Mr（a×10－7）3×NA，所以a＝34×3.[以晶體結(jié)構(gòu)為主線考查][2023全國(guó)甲]將酞菁－鈷酞菁－三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為同素異形體，其中屬于共價(jià)晶體的是金剛石，C60間的作用力是范德華力。 圖1（2）酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p軌道能提供一對(duì)電子的N原子是③（填圖2酞菁中N原子的標(biāo)號(hào)）。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價(jià)為＋2，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成配位鍵。（3）氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示，二聚體中Al的軌道雜化類(lèi)型為sp3。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃，遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃，由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為離子鍵。AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，F(xiàn)－的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為apm，晶體密度ρ＝84NA（a×10－解析（1）題圖1所示物質(zhì)為碳元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體。金剛石是碳原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為共價(jià)晶體；石墨屬于混合型晶體，C60為典型的分子晶體；碳納米管是納米級(jí)石墨晶體，C60間的作用力是范德華力。（2）酞菁分子中所有原子共平面，由酞菁的結(jié)構(gòu)可知，酞菁分子中間有一個(gè)空腔，由8個(gè)碳原子和8個(gè)氮原子圍成，這個(gè)空腔存在一個(gè)18電子的大π鍵，其中兩個(gè)—NH—基團(tuán)各提供兩個(gè)p電子，其他的氮原子和碳原子各提供一個(gè)p電子，故p軌道能提供一對(duì)電子的N原子是③號(hào)N原子，鈷酞菁分子中鈷離子的化合價(jià)為＋2，氮原子提供孤對(duì)電子與鈷離子形成配位鍵。（3）根據(jù)AlCl3形成的二聚體結(jié)構(gòu)，可知每個(gè)Al和4個(gè)Cl成鍵，雜化軌道