考前必讀系列叢書 化學非選擇題高頻考點講與練：高頻考點 選考物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的常見題型為綜合題，常以元素推斷或某一主題兩種方式引入,考查學生的歸納推理能力、信息遷移能力以及綜合應(yīng)用能力。物質(zhì)結(jié)構(gòu)包括原子結(jié)構(gòu)(原子核外電子排布、原子的雜化方式、元素電負性大小比較、元素金屬性、非金屬性的強弱)、分子結(jié)構(gòu)(化學鍵、分子的電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式的書寫、化學式的種類、官能團等）、晶體結(jié)構(gòu)(晶體類型的判斷、物質(zhì)熔沸點的高低、影響因素、晶體的密度、均攤方法的應(yīng)用等)。高考試題中選修3賦分為15分，常設(shè)10空左右設(shè)問,具有知識點較分散、設(shè)問相對獨立、整體難度不大、做題耗時較短的特點.一、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【考點綜述】原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在高考中常見的命題角度有原子核外電子的排布規(guī)律及其表示方法、原子結(jié)構(gòu)與元素電離能和電負性的關(guān)系及其應(yīng)用。在高考試題中，各考查點相對獨立，難度不大。試題側(cè)重原子核外電子排布式或軌道表示式,未成對電子數(shù)判斷，電負性、電離能、原子半徑和元素金屬性與非金屬性比較的考查。高考中考查點主要集中在電子排布的書寫及電離能、電負性大小比較上，所以在書寫基態(tài)原子電子排布時,應(yīng)避免違反能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則及特例；還需注意同能級的軌道半充滿、全充滿或全空狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定如Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：3d104s2；另外需理解電離能與金屬性及金屬元素價態(tài)的關(guān)系，電負性與非金屬性及組成化合物所形成的化學鍵的關(guān)系。【典例講評】例題1（全國卷分割分析)(1）（2016年全國新課標Ⅰ)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為［Ar］_______，有__個未成對電子.光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________________。（2）(2016年全國新課標Ⅱ）鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為________，3d能級上的未成對電子數(shù)為________.元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu〉INi的原因是____________________________________。（3)（2016年全國新課標Ⅲ）寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式_________________。根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga________As,第一電離能Ga________As(填“大于”或“小于”)。答案：（1）3d104s24p2;2;O＞Ge＞Zn(2）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar］3d84s2；2；金屬；銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子（3)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；大于；小于二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【考點綜述】分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在高考中的常見命題角度有圍繞某物質(zhì)判斷共價鍵的類型和數(shù)目，分子的極性、中心原子的雜化方式,微粒的立體構(gòu)型，氫鍵的形成及對物質(zhì)的性質(zhì)影響等,考查角度較多,但各個角度獨立性大，難度不大.試題側(cè)重微粒構(gòu)型、雜化方式、中心原子的價層電子對數(shù)、配位原子判斷與配位數(shù)、化學鍵類型、分子間作用力與氫鍵、分子極性的考查。?？键c有對σ鍵和π鍵判斷,要掌握好方法；雜化軌道的判斷，要理解常見物質(zhì)的雜化方式；通過三種作用力對性質(zhì)的影響解釋相關(guān)現(xiàn)象及結(jié)論。注意以下三個誤區(qū)：不要誤認為分子的穩(wěn)定性與分子間作用力和氫鍵有關(guān)，其實分子的穩(wěn)定性與共價鍵的強弱有關(guān);不要誤認為組成相似的分子，中心原子的雜化類型相同，關(guān)鍵是要看其σ鍵和孤電子對數(shù)是否相同。如BCl3中B原子為sp2雜化，NCl3中N原子為sp3雜化;不要誤認為只要含有氫鍵物質(zhì)的熔、沸點就高，其實不一定，分子間的氫鍵會使物質(zhì)的熔、沸點升高，而分子內(nèi)氫鍵一般會使物質(zhì)的熔、沸點降低。【典例講評】例題2（全國卷分割分析）（1）（2016年全國新課標Ⅰ）Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是_______________。Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為________________________，微粒之間存在的作用力是________________。比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因_____________________.GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃?49。526146沸點/℃83.1186約400（2）（2016年全國新課標Ⅱ）硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3）6］SO4藍色溶液。［Ni(NH3）6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。在［Ni(NH3）6］2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________.氨的沸點________（填“高于"或“低于”）膦(PH3)，原因是________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為________。（3）(2016年全國新課標Ⅲ)AsCl3分子的立體構(gòu)型為________，其中As的雜化軌道類型為________.答案：（1)Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p—p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵；QUOTEsp3;共價鍵;GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高.原因是分子結(jié)構(gòu)相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強（2）正四面體;配位鍵；N；高于；NH3分子間可形成氫鍵；極性；sp3（3）三角錐形;sp3三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【考點綜述】晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在高考中常見的命題角度有晶體的類型、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,晶體熔沸點高低的比較，配位數(shù)、晶胞模型分析及有關(guān)計算等是物質(zhì)結(jié)構(gòu)選考模塊的必考點。試題側(cè)重晶體類型判斷、物質(zhì)熔沸點的比較與原因、晶胞中微粒數(shù)的判斷、配位數(shù)、晶胞密度計算、晶胞參數(shù)、空間利用率計算的考查。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的難點就是涉及到晶胞特點的計算類題目，涉及有關(guān)晶胞的計算時,注意單位的換算。如面心立方晶胞與體心立方晶胞的配位數(shù)不同；晶胞參數(shù)給定單位是nm或pm時，忽略換算成cm?！镜淅v評】例題3（全國卷分割分析）（1）(2016年全國新課標Ⅰ）晶胞有兩個基本要素:①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數(shù)A為（0,0,0）；B為（，0，）；C為（，，0)。則D原子的坐標參數(shù)為______。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm，其密度為__________g·cm—3（列出計算式即可）.（2）（2016年全國新課標Ⅱ）單質(zhì)銅及鎳都是由______鍵形成的晶體。某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_____。②若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數(shù)a=________nm.（3)（2016年全國新課標Ⅲ）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm-3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為________________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol—1和MAsg·mol—1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___________。解析：（1）Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為1個s軌道與3個p軌道進行的sp3QUOTE雜化;由于是同一元素的原子通過共用電子對結(jié)合，所以微粒之間存在的作用力是非極性共價鍵（或?qū)憺楣矁r鍵)；(6)①根據(jù)各個原子的相對位置可知,D在各個方向的1/4處，所以其坐標是（，，)；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的Ge原子數(shù)是8×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度=cm3。(2）銅和鎳屬于金屬,則單質(zhì)銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體;①根據(jù)均攤法計算,晶胞中銅原子個數(shù)為6×1/2=3，鎳原子的個數(shù)為8×1/8=1，則銅和鎳原子的數(shù)量比為3：1；②根據(jù)上述分析，該晶胞的組成為Cu3Ni，若合金的密度為dg/cm3，根據(jù)ρ=m÷V，則晶胞參數(shù)a=nm。（3)GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm-3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，熔點很高，所以晶體的類型為原子晶體，其中Ga與As以共價鍵鍵合。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Ca和As的個數(shù)均是4個，所以晶胞的體積是。二者的原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100％＝。答案：（1）①（，，）；②（2）金屬；①3：1；②（3）原子晶體；共價鍵【考點測評】1.太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、銦、鎵、硒等化學物質(zhì)。（1)基態(tài)硅原子的電子排布式為。

(2)有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷。硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似。硅烷中硅采取雜化方式，硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如下圖所示,呈現(xiàn)這種變化的原因是

。

（3)硒和硫同為ⅥA族元素，與其相鄰的元素有砷和溴，則三種元素的電負性由小到大的順序為（用元素符號表示）。

（4）氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為，與SeO3互為等電子體的一種離子為（填離子符號）。

（5）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，在晶胞中金原子位于頂點，銅原子位于面心，則該合金中金原子（Au)與銅原子(Cu)個數(shù)比為;若該晶體的晶胞棱長為apm,則該合金密度為g·cm-3(列出計算式，不要求計算結(jié)果,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA）。

2.太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置.其材料有單晶硅，還有銅、鍺、鎵、硒等化合物。(1)亞銅離子(Cu+）基態(tài)時電子排布式為，其電子占據(jù)的原子軌道數(shù)目為個。

(2）圖1表示碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢,其中表示磷的曲線是(填字母）。

圖1碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢圖2二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)（3）單晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，在二氧化硅晶體中，Si、O原子所連接的最小環(huán)為十二元環(huán)，則每個Si原子連接個十二元環(huán)。

(4）氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示。常壓下，該晶體熔點1700℃,故其晶體類型為;判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是。

（5)與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能與水反應(yīng)生成［B（OH)4］—。[B(OH）4]-中B原子的雜化軌道類型為；不考慮空間構(gòu)型，［B（OH)4］-中原子的成鍵方式用結(jié)構(gòu)簡式表示為。

（6）某光電材料由鍺的氧化物與銅的氧化物按一定比例熔合而成，其中鍺的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示，該物質(zhì)的化學式為.已知該晶體密度為7.4g·cm—3,晶胞邊長為4。3×10—10m，則鍺的相對原子質(zhì)量為（保留小數(shù)點后一位）。

3。工業(yè)合成氨的原理是N2(g)+3H2(g）2NH3(g)ΔH=—93。0kJ·mol-1。已知:N—N鍵鍵能為193kJ·mol-1,N≡N鍵鍵能為946kJ·mol—1。(1)按照軌道重疊方式可知，N2分子中共價鍵類型為,其中較穩(wěn)定的是。

(2)合成氨常用鐵系催化劑，寫出基態(tài)鐵原子價電子排布圖:.

（3)在較高溫度下，鐵對氮氣的強化學吸附是合成氨速率的決定步驟.其中一種吸附方式為，該吸附方式能加快反應(yīng)速率的原因是.

(4)氨分子空間構(gòu)型是，其中氮原子采用的軌道雜化方式為,氨是(填“極性"或“非極性”)分子，能與水分子形成氫鍵,易溶于水。

（5)固態(tài)氨是面心立方晶胞，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:X射線衍射N—H鍵長N—N距離H-N—H鍵角數(shù)據(jù)101。9pm339。0pm107°固態(tài)氨晶體中氨分子的配位數(shù)為.

（6）列式計算固態(tài)氨的密度。4.碳、氮在自然界中廣泛存在.(1)CH3COOH中C原子軌道雜化類型有;1molCH3COOH分子中含有σ鍵的數(shù)目為.

(2)50號元素Sn在周期表中位置是；寫出50號元素Sn的基態(tài)原子核外電子排布式:.

(3)錫和碳一樣能生成四氯化物（SnCl4)，然而錫又不同于碳，配位數(shù)可超過4.SnCl4兩種可能的立體結(jié)構(gòu)分別是和。

(4）與H2O互為等電子體的一種陽離子為(填化學式)；H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因為它們都是極性分子外，還因為。

（5)元素X的某價態(tài)離子Xn+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3-形成的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示。①該晶體的陽離子與陰離子個數(shù)比為。

②該晶體Xn+中n=.

③晶體中每個N3—被個等距離的Xn+包圍。

5.新型儲氫材料是開發(fā)利用氫能的重要研究方向。(1）Ti（BH4)3是一種儲氫材料，可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。①基態(tài)Cl原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為，該能層具有的原子軌道數(shù)為。

②LiBH4由Li+和BQUOTE構(gòu)成，BQUOTE的立體結(jié)構(gòu)是，B原子的雜化軌道類型是，Li、B、H元素的電負性由大到小排列順序為.

（2)金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料。①LiH中，離子半徑Li+(填“〉"、“=”或“<”）H-。

②某儲氫材料是第3周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示。I1/kJ·mol—1I2/kJ·mol—1I3/kJ·mol-1I4/kJ·mol—1I5/kJ·mol-1738145177331054013630M是（填元素符號）。

（3）NaH具有NaCl型晶體結(jié)構(gòu)，已知NaH晶體的晶胞參數(shù)a=488pm（棱長)，Na+半徑為102pm，H-的半徑為,NaH的理論密度是g·cm-3(只列算式,不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為NA)。

參考答案1。解析：（2）硅烷中每個硅原子形成4個共價單鍵，故價層電子對數(shù)是4，為sp3雜化。硅烷均屬于分子晶體，分子晶體的熔、沸點高低取決于范德華力大小，相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大，熔、沸點越高。(3)同周期，隨原子序數(shù)增大，電負性逐漸增大。(4)SeO3中心原子價層電子對數(shù)是3，無孤對電子，故空間構(gòu)型是平面正三角形.SeO3有4個原子、24個價電子，故其等電子體為NQUOTE或CQUOTE等。（5）在晶胞中金原子位于頂點，則金原子個數(shù)為8×QUOTE=1,銅原子位于面心，則銅原子個數(shù)為6×QUOTE=3，則該合金中金原子(Au)與銅原子（Cu)個數(shù)比為1∶3。晶胞的體積V=(a×10—10cm）3，每個晶胞中銅原子個數(shù)是3，金原子個數(shù)為1,則ρ=QUOTEg·cm-3。答案：(1）1s22s22p63s23p2(2）sp3硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強（3）As<Se<Br(4)平面三角形CQUOTE(或NQUOTE）（5）1∶3QUOTE答案：（1)1s22s22p63s23p63d1014(2)b(3)12(4)原子晶體GaN晶體中，每1個Ga原子與4個N原子結(jié)合，而Ga原子只有3個價電子，故需提供1個空軌道形成配位鍵（5）sp3或(6）GeO72。53。解析:（1)N2分子的結(jié)構(gòu)為N≡N，共有1個σ鍵和2個π鍵，其中穩(wěn)定的是σ鍵。(3）N≡N鍵非常穩(wěn)定,而該吸附方式中不再是難斷裂的N≡N鍵，而是比較活潑的NN鍵，從而反應(yīng)速率加快。（5)面心立方晶胞中配位數(shù)為12。（6）因為固態(tài)氨晶體是面心立方結(jié)構(gòu)，則每個晶胞中含有4個NH3分子，在晶胞的每個面上，三個N原子處于相切位置，則面對角線的長度為2×339.0pm,則晶胞的棱長為QUOTE×2×339.0pm,則固體氨的密度=QUOTE.答案：（1)σ鍵、π鍵σ鍵(2）（3）氮氮三鍵變成雙鍵，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變(4)三角錐形sp3極性（5)12(6)QUOTE4。解析:（1)CH3COOH中甲基C原子采用sp3雜化，羧基C原子采用sp2雜化；CH3CHOOH分子中含有1個C—C鍵、3個C—H鍵、1個C—O鍵、1個CO鍵、1個O—H鍵，則1molCH3COOH分子中含有σ鍵的數(shù)目為7mol。（4