2022屆高考化學(xué)二輪教學(xué)案-題型四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題(選考)熱點題空

熱點題空1電子排布、電離能和電負(fù)性1．常見原子軌道電子云輪廓原子軌道電子云輪廓圖形狀軌道個數(shù)s球形1p啞鈴(紡錘)形3(px，py，pz)2.基態(tài)原子的核外電子排布(1)基態(tài)原子核外電子排布“三原則”①能量最低原理。②泡利原理。③洪特規(guī)則。[注意]ⅰ.在等價軌道(同一能級)上的電子排布處于全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，具有較低的能量和較強(qiáng)的穩(wěn)定性，故電子填充時優(yōu)先形成這類排布。例如，24Cr原子的外圍電子排布式是3d54s1，而不是3d44s2。ⅱ.在排布核外電子時，要先排4s能級，后排3d能級，但在書寫電子排布式時，要按能層順序書寫，即先寫3d能級，后寫4s能級。(2)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法舉例電子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1簡化表示式Cu：[Ar]3d104s1價電子排布式Fe：3d64s2電子排布圖O：3.元素第一電離能的遞變性同周期(從左到右)同主族(從上到下)第一電離能增大趨勢(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)依次減小(1)特例當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半充滿(p3、d5、f7)和全充滿(p6、d10、f14)的結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，為穩(wěn)定狀態(tài)，該元素具有較大的第一電離能，如第一電離能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。(2)應(yīng)用①判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之越弱。②判斷元素的化合價如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n價，如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1價。4．元素電負(fù)性的遞變性(1)規(guī)律同周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大；同主族元素從上到下，電負(fù)性逐漸減小。(2)應(yīng)用題組一核外電子排布規(guī)律1．(1)[2021·湖南，18(1)節(jié)選]基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為______________。(2)[2021·廣東，20(1)]基態(tài)硫原子的價電子排布式為__________。(3)[2020·江蘇，21A(1)節(jié)選]Fe基態(tài)核外電子排布式為_____________________________。(4)[2019·全國卷Ⅱ，35(2)]Fe成為陽離子時首先失去________軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為________。(5)[2018·全國卷Ⅱ，35(1)]基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為_____________，基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________形。(6)[2018·全國卷Ⅲ，35(1)]Zn原子核外電子排布式為__________________________。(7)[2018·全國卷Ⅰ，35(1)]下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為________、________(填字母)。答案(1)(2)3s23p4(3)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)(4)4s4f5(5)啞鈴(紡錘)(6)[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2)(7)DC2．按要求解答下列問題(1)Cu、Cu2＋、Cu＋基態(tài)核外電子排布式分別為__________________、_____________________、____________________________。(2)Mg原子核外電子排布式為______________________________________________；Ca原子最外層電子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外層電子的能量。(3)基態(tài)鐵原子有________個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為________________。(4)鈦在周期表中的位置：_______，鈦原子核外有______種空間運動狀態(tài)不同的電子，Ti2＋電子占據(jù)的最高能層的電子排布式為________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)1s22s22p63s2(或[Ne]3s2)高于(3)41s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(4)第四周期ⅣB族123s23p63d2題組二電離能、電負(fù)性的比較與判斷3．(1)[2018·全國卷Ⅰ，35(4)]Li2O是離子晶體，其晶格能可通過下圖的Born-Haber循環(huán)計算得到?？芍?，Li原子的第一電離能為________kJ·mol－1，O=O鍵鍵能為________kJ·mol－1，Li2O晶格能為________kJ·mol－1。(2)[2018·全國卷Ⅲ，35(2)節(jié)選]第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。(3)[2017·全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]元素Mn與O中，第一電離能較大的是________。(4)[2017·江蘇，21A(3)]C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序為____________________。(5)[2016·全國卷Ⅰ，37(4)]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(fù)性由大至小的順序是______________。(6)[2016·全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”)(7)[2016·全國卷Ⅱ，37(3)]單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體；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____________________________________________________________________________________________________。(8)[2017·全國卷Ⅱ，35(2)]元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)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(1)5204982908(2)大于(3)O(4)H<C<O(5)O>Ge>Zn(6)小于(7)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(8)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N的2p能級處于半充滿狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子4．元素的性質(zhì)(1)原子半徑：Al________Si，電負(fù)性：N________O(填“>”或“<”)。(2)已知X、Y和Z均為第三周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表：電離能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4X496456269129543Y7381451773310540Z5781817274511578①寫出X的核外電子排布式：__________________________________________________。②元素Y的第一電離能大于Z的原因是__________________________________________。(3)中國古代四大發(fā)明之一——黑火藥，它的爆炸反應(yīng)為2KNO3＋3C＋Seq\o(=,\s\up7(引燃))K2S＋N2↑＋3CO2↑，除S外，上述元素的電負(fù)性從大到小依次為_____________________________。(4)半夾心結(jié)構(gòu)催化劑M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。組成M的元素中，電負(fù)性最大的是________(填名稱)。(5)K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是________，各元素的第一電離能由大到小的順序為________。(6)砷與硒的第一電離能較大的是________。(7)N、O、P元素的電負(fù)性由小到大的順序是________。答案(1)＞＜(2)①1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)②Mg原子的3s軌道全充滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(3)O>N>C>K(4)氧(5)Fe(鐵)N>C>Fe>K(6)砷(7)P<N<O5．(1)下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是________(填標(biāo)號)。(2)Co基態(tài)原子核外電子排布式為________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是________，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是____________。(3)NH4H2PO4中電負(fù)性最高的元素是________。答案(1)A(2)[Ar]3d74s2OMn(3)O熱點題空2成鍵方式、雜化類型及立體構(gòu)型的判斷1．共價鍵類型的判斷(1)σ鍵和π鍵：單鍵都是σ鍵，雙鍵有1個σ鍵和1個π鍵，三鍵有1個σ鍵和2個π鍵。(2)極性鍵和非極性鍵：X—X型、Y—Y型是非極性鍵；X—Y型是極性鍵。(3)配位鍵：可表示為X→Y，其中X是配體，提供孤電子對，Y是配位中心，通常是過渡金屬原子或離子。2．雜化軌道和空間結(jié)構(gòu)的判斷方法(1)明確雜化軌道類型與分子或離子的立體構(gòu)型的關(guān)系雜化軌道類型雜化軌道數(shù)目分子或離子的立體構(gòu)型實例sp2直線形CO2、BeCl2、HgCl2sp23等性雜化：平面三角形BF3、BCl3不等性雜化：V形SO2sp34等性雜化：正四面體形CH4、CCl4、NHeq\o\al(＋,4)不等性雜化：具體情況不同NH3(三角錐形)、H2S、H2O(V形)(2)應(yīng)用價層電子對互斥理論判斷①基本觀點：分子中的價層電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥作用，盡可能趨向彼此遠(yuǎn)離。②價層電子對數(shù)的計算價層電子對數(shù)＝成鍵電子對數(shù)＋中心原子上的孤電子對數(shù)＝σ＋eq\f(1,2)(a－xb±n)σ：成鍵電子對數(shù)a：中心原子的價電子數(shù)x：與中心原子結(jié)合的原子數(shù)b：與中心原子結(jié)合的原子達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)所需電子數(shù)n：離子所帶的電荷，陽離子“－”，陰離子“＋”③價層電子對互斥理論在判斷分子或離子的立體構(gòu)型中的應(yīng)用價層電子對數(shù)電子對的立體構(gòu)型成鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)分子或離子的立體構(gòu)型實例2直線形20直線形CO2、C2H23平面三角形30平面三角形BF3、SO321V形SnCl2、PbCl24四面體形40正四面體形CH4、SOeq\o\al(2－,4)、CCl4、NHeq\o\al(＋,4)31三角錐形NH3、PH322V形H2O、H2S(3)應(yīng)用等電子原理判斷①基本觀點：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，具有許多相近的性質(zhì)。②常見的等電子體微粒通式價電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2、SCN－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)AX216直線形COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、SO3AX324平面三角形SO2、O3、NOeq\o\al(－,2)AX218V形SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)AX432正四面體形POeq\o\al(3－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、ClOeq\o\al(－,3)AX326三角錐形CO、N2AX10直線形CH4、NHeq\o\al(＋,4)AX48正四面體形方法技巧等電子體的判斷方法確定等電子體的方法(舉例)：變換過程中注意電荷改變，并伴有元素種類的改變。eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把O換成前一個原子N),\s\do5(少了1個電子，再得1個電子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N換成前一個原子C),\s\do5(少了1個電子，再得1個電子))eq\x(C\o\al(2－,2))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C換成后一個原子N多1個電子),\s\do5(把O換成前一個原子N少1個電子))eq\x(N2)序號方法示例1豎換：把同族元素(同族原子價電子數(shù)相同)上下交換，即可得到相應(yīng)的等電子體CO2與CS2O3與SO22橫換：換相鄰主族元素，這時候價電子數(shù)發(fā)生變化，再通過得失電子使價電子總數(shù)相等N2與CO3可以將分子變換為離子，也可以將離子變換為分子O3與NOeq\o\al(－,2)CH4與NHeq\o\al(＋,4)CO與CN－題組一化學(xué)鍵的判斷1．(1)[2020·江蘇，21A(4)]檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為____________。(2)[2020·江蘇，21A(1)節(jié)選][Fe(H2O)6]2＋中與Fe2＋配位的原子是________(填元素符號)。(3)[2018·江蘇，21A(4)]N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)＝________。(4)[2017·江蘇，21A(2)]丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是___________，1mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為________。(5)[2015·全國卷Ⅰ，37(3)節(jié)選]CS2分子中，共價鍵的類型有________________。(6)[2018·全國卷Ⅰ，35(3)節(jié)選]LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中，存在________(填標(biāo)號)。A．離子鍵 B．σ鍵C．π鍵 D．氫鍵答案(1)7NA(2)O(3)1∶2(4)sp2和sp39NA(5)σ鍵和π鍵(6)AB解析(4)丙酮中—CH3中碳原子形成4個單鍵，為sp3雜化，羰基中碳原子形成3個σ鍵、1個π鍵，為sp2雜化。丙酮的結(jié)構(gòu)式為，有9個σ鍵。2．(1)(2021·山東泰安一中高三模擬)CuSO4·5H2O結(jié)構(gòu)示意圖如圖：CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有________(填字母，下同)。加熱該藍(lán)色膽礬晶體得到白色硫酸銅固體破壞的相互作用有________。A．離子鍵 B．極性鍵C．非極性鍵 D．配位鍵E．氫鍵(2)(2021·南京市高三三模)1mol[Au(CN)2]－含有σ鍵的數(shù)目為________。(3)鎳的氨合離子[Ni(NH3)6]2＋中存在的化學(xué)鍵有________(填字母)。A．離子鍵 B．共價鍵C．配位鍵 D．氫鍵E．σ鍵 F．π鍵(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其中共價鍵的類型有________種。(5)(2020·海南?？谑杏^瀾湖學(xué)校)KClO4是助氧化劑，含有化學(xué)鍵的類型為________________。(6)(2021·上海高三一模)已知N2O為直線形極性分子，則該分子中所含化學(xué)鍵的類型有________(填字母)。a．極性共價鍵 b．非極性共價鍵c．離子鍵 d．金屬鍵(7)1molCN－中含有的π鍵的數(shù)目為________。(8)(2020·北京高三專題練習(xí))1mol乙醇分子中的極性共價鍵有________mol。答案(1)CDE(2)4NA(3)BCE(4)2(5)離子鍵、共價鍵(6)ab(7)2NA(8)7題組二雜化方式、立體構(gòu)型與等電子體的判斷3．(1)[2020·江蘇，21A(2)(3)節(jié)選]以鐵、硫酸、檸檬酸、雙氧水、氨水等為原料可制備檸檬酸鐵銨[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。①NH3分子中氮原子的軌道雜化類型是________。②與NHeq\o\al(＋,4)互為等電子體的一種分子為____________(填化學(xué)式)。(2)[2019·江蘇，21A(2)(3)節(jié)選]①SOeq\o\al(2－,4)的立體構(gòu)型為__________________________(用文字描述)。②抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為__________________。(3)[2020·山東，17(1)]CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：Sn為ⅣA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體，SnCl4立體構(gòu)型為____________，其固體的晶體類型為____________。(4)[2018·全國卷Ⅱ，35(2)(4)]①根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是________。②氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為________形，固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。(5)[2020·全國卷Ⅲ，35(3)節(jié)選]NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(Hδ＋)，與B原子相連的H呈負(fù)電性(Hδ－)，電負(fù)性大小順序是________________。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是________________(寫分子式)。(6)[2019·全國卷Ⅰ，35(2)]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是_______________________________________________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。答案(1)①sp3②CH4(或SiH4)(2)①正四面體形②sp3、sp2(3)正四面體形分子晶體(4)①H2S②平面三角sp3(5)N＞H＞BC2H6(6)sp3sp3乙二胺的兩個N提供孤電子對與金屬離子形成配位鍵Cu2＋4．按要求解答下列問題(1)①H2SeO3的中心原子雜化類型是________；SeOeq\o\al(2－,3)的立體構(gòu)型是________。②與SeOeq\o\al(2－,3)互為等電子體的分子有(寫一種物質(zhì)的化學(xué)式即可)________。(2)CaCN2中陰離子為CNeq\o\al(2－,2)，與CNeq\o\al(2－,2)互為等電子體的分子有N2O和________(填化學(xué)式)，由此可以推知CNeq\o\al(2－,2)的立體構(gòu)型為________。(3)陽離子(H3O＋)的立體構(gòu)型為________，氧原子的雜化軌道類型為________。答案(1)①sp3三角錐形②PCl3(2)CO2直線形(3)三角錐形sp3解析(1)①H2SeO3的中心原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(6＋2－3×2)＝4，所以中心原子雜化方式為sp3雜化，離子中有一對孤電子對，所以SeOeq\o\al(2－,3)的立體構(gòu)型是三角錐形。②等電子體是指價電子總數(shù)和原子總數(shù)都相等的微粒，與SeOeq\o\al(2－,3)互為等電子體的分子有PCl3。(2)CNeq\o\al(2－,2)中含有3個原子，且其價電子總數(shù)是16，與之互為等電子體的分子有N2O和CO2，而CO2的結(jié)構(gòu)式是O=C=O，立體構(gòu)型是直線形，等電子體結(jié)構(gòu)相似，所以CNeq\o\al(2－,2)的立體構(gòu)型為直線形。(3)H3O＋的中心原子O的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(6－3×1－1)＝4，因而為sp3雜化，離子中有一對孤電子對，故H3O＋的立體構(gòu)型為三角錐形。5．(1)在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時，有少量臭雞蛋氣味的氣體Y產(chǎn)生，Y分子中心原子的雜化類型為_______________________________________________________________，立體構(gòu)型是________。(2)Co3＋的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位數(shù)是______。配體Neq\o\al(－,3)中心原子的雜化類型為______。(3)BeFeq\o\al(2－,4)的立體構(gòu)型為____________，畫出HFeq\o\al(－,2)的結(jié)構(gòu)：________。(4)實驗測得[Mn(SCN)4]4－中Mn、C、N三種原子不在同一水平線上。則此配合物中配位原子為________，其雜化方式為________。答案(1)sp3V形(2)6sp(3)正四面體形[F—H…F]－(4)Ssp36．碳與氫、氮、氧能形成多種重要物質(zhì)。(1)尿素[CO(NH2)2]分子中碳、氮的雜化方式分別為__________、__________。(2)COeq\o\al(2－,3)的立體構(gòu)型是__________。(3)圖①為碳的一種同素異形體C60分子，每個C60分子中含有σ鍵的數(shù)目為_____________。圖②為碳的另一種同素異形體——金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)，D與周圍4個原子形成的空間結(jié)構(gòu)是__________________。答案(1)sp2sp3(2)平面三角形(3)90正四面體形熱點題空3結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)——解釋原因類簡答題1．分子的性質(zhì)(1)分子極性的判斷(2)“相似相溶”規(guī)律非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解度越大。(3)無機(jī)含氧酸分子的酸性無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，因而在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強(qiáng)。2．電子對之間的排斥作用力及對鍵角的影響(1)用價層電子對互斥理論判斷分子的立體構(gòu)型時，不僅要考慮中心原子的孤電子對所占據(jù)的空間，還要考慮孤電子對對成鍵電子對的排斥力大小。排斥力大小順序為LP—LP?LP—BP＞BP—BP(LP代表孤電子對，BP代表成鍵電子對)。(2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序三鍵—三鍵＞三鍵—雙鍵＞雙鍵—雙鍵＞雙鍵—單鍵＞單鍵—單鍵。(3)排斥力大小對鍵角的影響分子雜化軌道角度排斥力分析實際鍵角H2O109°28′LP—LP?LP—BP>BP—BP105°NH3109°28′LP—BP>BP—BP107°COCl2120°C=O對C—Cl的排斥力大于C—Cl對C—Cl的排斥力形成兩種鍵角分別為124°18′、111°24′3.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)分子間氫鍵使物質(zhì)沸點較高：例如沸點：NH3＞PH3(NH3分子間形成氫鍵)，H2O＞H2S(H2O分子間形成氫鍵)，HF＞HCl(HF分子間形成氫鍵)、C2H5OH＞CH3OCH3(C2H5OH分子間形成氫鍵)。(2)使物質(zhì)易溶于水：如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(該分子與水分子間形成氫鍵)。(3)解釋一些特殊現(xiàn)象：例如水結(jié)冰體積膨脹(水分子間形成氫鍵，體積大，密度小)。4．晶體熔、沸點高低的比較(1)一般情況下，不同類型晶體的熔、沸點高低規(guī)律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體，如：金剛石＞NaCl＞Cl2。(2)形成原子晶體的原子半徑越小、鍵長越短，則鍵能越大，其熔、沸點就越高，如：金剛石＞石英＞碳化硅＞晶體硅。(3)形成離子晶體的陰、陽離子的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，熔、沸點就越高，如：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。(4)金屬晶體中金屬離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，其形成的金屬鍵越強(qiáng)，金屬單質(zhì)的熔、沸點就越高，如：Al＞Mg＞Na。(5)分子晶體的熔、沸點比較規(guī)律①形成分子間氫鍵的分子，其熔、沸點就越高，如：H2O＞H2Se＞H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，其熔、沸點就越高，如：HI＞HBr＞HCl。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子(相對分子質(zhì)量接近)，分子極性越大，其熔、沸點就越高，如：CO＞N2。④同分異構(gòu)體分子中，支鏈越少，其熔、沸點就越高，如：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。5．答題模板——結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)簡答題例(2)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(jié)構(gòu)角度分析，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)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答案(2)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(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)1．(2020·浙江7月選考，26)(1)氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性HF大于HCl的主要原因是_______________________________________________________________________________。(2)CaCN2是離子化合物，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CaCN2的電子式是________。(3)常溫下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)原子半徑：F＜Cl，鍵能：F—H＞Cl—H(2)(3)乙醇與水之間形成氫鍵而氯乙烷不能與水形成氫鍵2．按要求解答下列問題：(1)搭載“神舟十一號”的長征-2F火箭使用的推進(jìn)劑燃料由N、H兩種元素組成，且原子個數(shù)N∶H為1∶2，其水溶液顯堿性。①該物質(zhì)中N原子的雜化方式為___________________________________________________，溶于水呈堿性的原因為___________________________________________________________(用離子方程式表示)。②氮元素的第一電離能比相鄰的氧元素大，其原因為_________________________________。(2)已知Fe2＋的離子半徑為61pm，Co2＋的離子半徑為65pm，在隔絕空氣條件下分別加熱FeCO3和CoCO3，實驗測得FeCO3受熱分解溫度低于CoCO3，其原因可能是____________________________________________________________________________________________。(3)Co(NH3)5Cl3是鈷的一種配合物，向含0.01mol該配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87g，則該配合物的配位數(shù)為____________。答案(1)①sp3N2H4＋H2ON2Heq\o\al(＋,5)＋OH－②氮原子的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，不易再失去電子(2)分解后生成的FeO和CoO中，F(xiàn)eO的晶格能更大(3)6解析(2)在隔絕空氣條件下分別加熱FeCO3和CoCO3，實驗測得FeCO3受熱分解溫度低于CoCO3，原因是Fe2＋的離子半徑小于Co2＋的離子半徑，則FeO的晶格能大于CoO的晶格能，所以CoCO3的受熱分解溫度要高一些。(3)向含0.01mol該配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87g，n(AgCl)＝eq\f(2.87g,143.5g·mol－1)＝0.02mol，則該配合物可表示為[Co(NH3)5Cl]Cl2，配位數(shù)為6。3．按要求回答下列問題。(1)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。①圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)為________。②圖乙中，1號C的雜化方式是________，該C與相鄰C形成的鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角。(2)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)，甲醇分子內(nèi)C原子的雜化方式為________，甲醇分子內(nèi)的O—C—H鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內(nèi)的O—C—H鍵角。(3)下圖為嘌呤的結(jié)構(gòu)，嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大，請解釋原因：_________________________________________________________________________________________________。(4)用價層電子對互斥理論推斷SnBr2分子中，Sn原子的軌道雜化方式為________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的鍵角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。(5)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用____________雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因為______________________________________________。答案(1)①3②sp3＜(2)sp3小于(3)∠1含有孤電子對，孤電子對的斥力大于成鍵電子對的斥力，因而夾角∠1比∠2大(4)sp2＜(5)sp3H2O中O原子有兩對孤電子對，H3O＋中O原子只有一對孤電子對，排斥力較小解析(1)①兩個成鍵原子間有且只有一個σ鍵，1號C與周圍3個C形成3個σ鍵。②圖乙中，1號C形成了4個σ鍵，雜化方式為sp3，形成四面體，1號C與相鄰C形成的鍵角接近109°28′；而甲中1號C形成平面三角形結(jié)構(gòu)，1號C與相鄰C形成的鍵角為120°，因此圖乙中的鍵角小。(2)甲醇中碳原子形成4個σ鍵，為sp3雜化，甲醇分子內(nèi)O—C—H鍵角接近109°28′，甲醛分子的立體構(gòu)型為平面形，O—C—H鍵角接近120°。(4)SnBr2分子中Sn原子價層電子對數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×1)＝3，所以Sn原子的軌道雜化方式為sp2，且含有一個孤電子對，所以該分子為V形，孤電子對對成鍵電子對有排斥作用，所以其鍵角小于120°。4．碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如表所示，簡要分析和解釋下列有關(guān)事實：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能/(kJ·mol－1)356413336226318452(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(yuǎn)不如烷烴多，原因是_______________________________________________________________________________。(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)C—C鍵和C—H鍵的鍵能較大，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較小，易斷裂，導(dǎo)致長鏈硅烷難以生成(2)C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定，而Si—H鍵的鍵能卻小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵5．(1)[2017·全國卷Ⅲ，35(3)]在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為______________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(2)[2017·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是________________________________________。(3)[2020·山東，17(2)]NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為____________(填化學(xué)式，下同)，還原性由強(qiáng)到弱的順序為______________，鍵角由大到小的順序為____________。(4)[2019·全國Ⅲ，35(3)]苯胺()的晶體類型是________。苯胺與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點(－5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(－95.0℃)、沸點(110.6℃)，原因是____________________________________。答案(1)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，水分子間含氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大(2)K原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(4)分子晶體苯胺分子之間存在氫鍵熱點題空4晶體結(jié)構(gòu)與有關(guān)晶胞參數(shù)的計算1．晶胞中粒子數(shù)目的計算熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目。A．NaCl(含4個Na＋，4個Cl－)B．干冰(含4個CO2)C．CaF2(含4個Ca2＋，8個F－)D．金剛石(含8個C)E．體心立方(含2個原子)F．面心立方(含4個原子)2．晶胞計算模板eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(一個晶胞中的粒子數(shù)目,摩爾質(zhì)量,阿伏加德羅常數(shù)))求一個晶胞的質(zhì)量,晶胞邊長或粒子半徑→求一個晶胞的體積))晶胞的密度得關(guān)系式：ρ＝eq\f(n×M,a3×NA)(a表示晶胞邊長，ρ表示密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量，M表示摩爾質(zhì)量)。題組一晶胞內(nèi)微粒數(shù)有關(guān)計算1．石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為________，該材料的化學(xué)式為________。答案12M3C60解析由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，位于棱上的M原子數(shù)為12，位于內(nèi)部的M原子數(shù)為9，M原子數(shù)共12×eq\f(1,4)＋9＝12；C60位于頂角8個，面心6個，含C60數(shù)共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。M原子與C60微粒數(shù)之比為3∶1，因而化學(xué)式M3C60。2．鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：(1)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為________nm，與K緊鄰的O的個數(shù)為________。(2)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。答案(1)0.31512(2)體心棱心解析(1)二者間的最短距離為晶胞面對角線長的一半，即eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm。O位于面心，K位于頂角，則與鉀緊鄰的氧原子有12個。(2)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，則K也為1個，應(yīng)處于體心，O處于棱心。3．以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如表所示。坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有________個Sn，找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有__________個。答案4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4解析由題給原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)和晶胞圖示可知，小白球表示的是Sn原子，Sn原子位于面心和棱上，因此一個晶胞中含Sn原子的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4。小黑球表示的是Cd原子，與Cd(0,0,0)最近的Sn有兩個，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)。灰球表示的是As原子，每個Sn周圍與Sn等距離的As原子有4個，即與單個Sn鍵合的As有4個。題組二根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，計算晶胞的邊長或密度4．[2019·全國卷Ⅰ，35(4)]圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢姡珻u原子之間最短距離x＝________pm，Mg原子之間最短距離y＝________pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是________g·cm－3(列出計算表達(dá)式)。答案eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)解析觀察圖(a)和圖(b)知，4個銅原子相切并與面對角線平行，有(4x)2＝2a2，x＝eq\f(\r(2),4)a。鎂原子堆積方式類似金剛石，有y＝eq\f(\r(3),4)a。已知1cm＝1010pm，晶胞體積為(a×10－10)3cm3，代入密度公式計算即可。5．[2018·全國卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為anm、FeS2相對式量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達(dá)式為_______________________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為________nm。答案eq