2022版《導(dǎo)與練》高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)-板塊四-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修選考)

板塊四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修選考)NO.1

“品”高考考情——考什么?怎么考?精準(zhǔn)備考!題型1以某種或某類元素及其化合物為載體的考查AC1.(2021·全國乙卷,35)過渡金屬元素鉻(Cr)是不銹鋼的重要成分,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}:(1)對于基態(tài)Cr原子,下列敘述正確的是

(填標(biāo)號)。

A.軌道處于半充滿時(shí)體系總能量低,核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B.4s電子能量較高,總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動C.電負(fù)性比鉀高,原子對鍵合電子的吸引力比鉀大(2)三價(jià)鉻離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供電子對形成配位鍵的原子是

,中心離子的配位數(shù)為

。

N、O、Cl6(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如下圖所示。PH3中P的雜化類型是

。NH3的沸點(diǎn)比PH3的

,原因是

.

。H2O的鍵角小于NH3的,分析原因:

.

.

。

1.(2021·全國乙卷,35)過渡金屬元素鉻(Cr)是不銹鋼的重要成分,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用。回答下列問題:sp3高NH3分子間存在氫鍵H2O、NH3均為sp3雜化,其中心原子的孤電子對數(shù)分別為2、1,由于孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對對成鍵電子對的斥力,因此孤電子對數(shù)越多,鍵角越小(4)在金屬材料中添加AlCr2顆粒,可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu),如圖所示。處于頂角位置的是

原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl,則金屬原子空間占有率為

%(列出計(jì)算表達(dá)式)。1.(2021·全國乙卷,35)過渡金屬元素鉻(Cr)是不銹鋼的重要成分,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}:鋁2.(2020·全國Ⅱ卷,35)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料,回答下列問題:(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為

。

(2)Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如表所示,TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物,自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高,原因是

.

?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377-24.1238.31551s22s22p63s23p63d24s2TiF4為離子化合物,熔點(diǎn)高,其他三種均為共價(jià)化合物,隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大,熔點(diǎn)逐漸升高2.(2020·全國Ⅱ卷,35)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料,回答下列問題:(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示,其組成元素的電負(fù)性大小順序是

;金屬離子與氧離子間的作用力為

,Ca2+的配位數(shù)是

。

O>Ti>Ca離子鍵12Ti4+sp32.(2020·全國Ⅱ卷,35)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料,回答下列問題:(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘,降低了器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽,提升了太陽能電池的效率和使用壽命,其作用原理如圖(c)所示,用離子方程式表示該原理

、

。3.(2020·全國Ⅲ卷,35)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好,是一種具有潛力的固體儲氫材料?；卮鹣铝袉栴}:(1)H、B、N中,原子半徑最大的是

。根據(jù)對角線規(guī)則,B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素

的相似。

BSi(硅)配位Nsp3sp23.(2020·全國Ⅲ卷,35)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好,是一種具有潛力的固體儲氫材料?；卮鹣铝袉栴}:(3)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),其熔點(diǎn)比NH3BH3

(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之間,存在

,也稱“雙氫鍵”。

N>H>BC2H6低Hδ+與Hδ-的靜電引力3.(2020·全國Ⅲ卷,35)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好,是一種具有潛力的固體儲氫材料。回答下列問題:(4)研究發(fā)現(xiàn),氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)分別為apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度ρ=

g·cm-3(列出計(jì)算式,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

4.(2018·全國Ⅱ卷,35)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/℃-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列問題:(1)基態(tài)Fe原子價(jià)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。

(2)根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對數(shù)不同于其他分子的是

。

啞鈴(紡錘)H2S4.(2018·全國Ⅱ卷,35)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/℃-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列問題:(3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)?/p>

。

S8相對分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng)4.(2018·全國Ⅱ卷,35)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/℃-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列問題:(4)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,其中共價(jià)鍵的類型有

種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為

。

平面三角2sp34.(2018·全國Ⅱ卷,35)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/℃-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列問題:5.(2018·全國Ⅲ卷,35)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}:(1)Zn原子核外電子排布式為

。

(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)

I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是

.

。

(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃),其化學(xué)鍵類型是

;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是

。(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為

,C原子的雜化形式為

。

[Ar]3d104s2大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子離子鍵ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小平面三角形sp25.(2018·全國Ⅲ卷,35)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}:(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為

.

。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為

g·cm-3(列出計(jì)算式)。

六方最密堆積(A3型)以新材料、新產(chǎn)品涉及元素為載體的考查題型21.(2021·全國甲卷,35)我國科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項(xiàng)目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計(jì)劃。該項(xiàng)目通過太陽能發(fā)電電解水制氫,再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}:3s23p2(1)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價(jià)電子層的電子排布式為

;單晶硅的晶體類型為

。SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體,其中Si采取的雜化類型為

。SiCl4可發(fā)生水解反應(yīng),機(jī)理如下:

含s、p、d軌道的雜化類型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為

(填標(biāo)號)。

原子晶體(或共價(jià)晶體)sp3②1.(2021·全國甲卷,35)我國科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項(xiàng)目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計(jì)劃。該項(xiàng)目通過太陽能發(fā)電電解水制氫,再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}:(2)CO2分子中存在

個(gè)σ鍵和

個(gè)π鍵。

(3)甲醇的沸點(diǎn)(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間,其原因是

。

22甲醇和水均能形成分子間氫鍵,而甲硫醇不能,且水比甲醇的氫鍵多1.(2021·全國甲卷,35)我國科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項(xiàng)目被形象地稱為“液態(tài)陽光”計(jì)劃。該項(xiàng)目通過太陽能發(fā)電電解水制氫,再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇?；卮鹣铝袉栴}:(4)我國科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑,其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4+在晶胞中的配位數(shù)是

,晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm,該晶體密度為

g·cm-3(寫出表達(dá)式)。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑,化學(xué)式可表示為ZnxZr1-xOy,則y=

(用x表達(dá))。

82-x2.(2020·全國Ⅰ卷,35)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為

。

(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是

。

I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是

.

.

。

I1/(kJ·mol-1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578Na與Li同族,Na電子層數(shù)多,原子半徑大,易失電子Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增加。Be為1s22s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大。與Li相比,B核電荷數(shù)大,原子半徑小,較難失去電子,第一電離能較大2.(2020·全國Ⅰ卷,35)Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。回答下列問題:(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為

,其中P的價(jià)層電子對數(shù)為

、雜化軌道類型為

。

(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個(gè)晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有

個(gè)。

電池充電時(shí),LiFePO4脫出部分Li+,形成Li1-xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,則x=

,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=

。正四面體4sp3413∶33.(2019·全國Ⅱ卷,35)近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料,其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}:(1)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為

,其沸點(diǎn)比NH3的

(填“高”或“低”),其判斷理由是

。

(2)Fe成為陽離子時(shí)首先失去

軌道電子,Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,Sm3+價(jià)層電子排布式為

。

(3)比較離子半徑:F-

O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。

三角錐形低NH3分子間存在氫鍵4s4f5小于3.(2019·全國Ⅱ卷,35)近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料,其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}:(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。SmFeAsO1-xFx4.(2019·全國Ⅲ卷,35)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?；卮鹣铝袉栴}:(1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是

,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)

(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為

,其中Fe的配位數(shù)為

。

Mg相反44.(2019·全國Ⅲ卷,35)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備。回答下列問題:(4)NH4H2PO4中,電負(fù)性最高的元素是

;P的

雜化軌道與O的2p軌道形成

鍵。

分子晶體苯胺分子之間存在氫鍵Osp3σ4.(2019·全國Ⅲ卷,35)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?；卮鹣铝袉栴}:(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示:這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為

(用n代表P原子數(shù))。(PnO3n+1)(n+2)-(1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為

。

(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)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(a)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

.

。

5.(2017·全國Ⅱ卷,35)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}: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(gè)電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個(gè)電子(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。①從結(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為

,不同之處為

。(填標(biāo)號)

A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價(jià)層電子對數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵類型5.(2017·全國Ⅱ卷,35)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}:ABDC(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。5.(2017·全國Ⅱ卷,35)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}:55.(2017·全國Ⅱ卷,35)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}:(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。5.(2017·全國Ⅱ卷,35)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}:(4)R的晶體密度為dg·cm-3,其立方晶胞參數(shù)為anm,晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元,該單元的相對質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為

。

(1)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

。

(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為

和

。

(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?/p>

,原因是

.

。(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外,還存在

。

[Ar]3d74s2OMnspsp3H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2相對分子質(zhì)量較大,范德華力較大離子鍵和π鍵(鍵)0.148(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實(shí)驗(yàn)測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為

nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a′=0.448nm,則r(Mn2+)為

nm。

0.076提煉命題點(diǎn)命題點(diǎn)2021年2020年2019年2018年2017年甲乙ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ電子排布式、電離能和電負(fù)性√√√√√√√√√√√√√共價(jià)鍵類型、雜化軌道類型和空間結(jié)構(gòu)√√√√√√√√√√√√√√結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)——原因解釋類簡答題√√√√√√√√√√√√√√晶體結(jié)構(gòu)分析及簡單計(jì)算√√√√√√√√√√√√√考情分析與預(yù)測物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)大題通常會以某種元素、物質(zhì)或新材料的組成元素為背景材料,圍繞這幾種元素的原子及其化合物從不同的角度進(jìn)行設(shè)問,達(dá)到對物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊知識點(diǎn)的覆蓋性考查。從題目設(shè)計(jì)形式上看,題干一般先給出一定的材料背景,然后設(shè)置5道左右的小問題,小題的考查點(diǎn)從簡單的原子結(jié)構(gòu)到抽象的晶胞結(jié)構(gòu)逐步深入。從上面的統(tǒng)計(jì)來看,在原子結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有:電子排布式或軌道表示式的書寫,電離能、電負(fù)性大小的比較與應(yīng)用,近兩年開始涉及電子運(yùn)動狀態(tài)(電子云、電子的自旋狀態(tài))、原子半徑比較(這應(yīng)該是必修知識)等;在分子結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有:化學(xué)鍵類型的判斷、分子的極性、粒子空間構(gòu)型的判斷、中心原子雜化方式的判斷、氫鍵的形成及對物質(zhì)性質(zhì)的影響等,2020年出現(xiàn)了化學(xué)鍵類型、價(jià)層電子對數(shù)目判斷,2021年出現(xiàn)了配位數(shù)的確定,這部分知識屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心知識內(nèi)容,其中結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的原因解釋類簡答題是這部分的常見形式,需要考生具備完整的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識體系才能作答;在晶體結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有:晶體類型的判斷,晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算(晶體密度的計(jì)算、晶胞中原子數(shù)的計(jì)算及晶體化學(xué)式的確定、晶胞參數(shù)的確定、空間利用率的計(jì)算等),晶體中作用力的判斷及對晶體性質(zhì)的影響,常見晶體的熔、沸點(diǎn)的高低比較。其中涉及晶胞微粒的計(jì)算難度相對較大,對考生綜合能力要求較高。全國Ⅰ卷對于晶體結(jié)構(gòu)的考查較為靈活,經(jīng)常會出現(xiàn)新穎的設(shè)問。這些需要在備考過程中,通過練習(xí),對晶胞的結(jié)構(gòu)形成完整的認(rèn)識,方能應(yīng)對各種不同的考查。NO.2

“拆”大題拆分——這么拆,這么練,各個(gè)擊破!命題點(diǎn)1電子排布式、電離能和電負(fù)性1.基態(tài)原子的核外電子排布(1)原子核外電子能級順序必備知識(2)核外電子排布規(guī)律能量最低原理原子核外電子總是優(yōu)先占有能量最低的原子軌道泡利原理每個(gè)原子軌道上最多容納2個(gè)自旋方向相反的電子洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時(shí),基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋狀態(tài)相同(3)核外電子排布的四種表示方法注意:①3d能級的半滿、全滿更穩(wěn)定。Cr、Cu的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2。②雖然電子填充是按照4s、3d的順序,但書寫電子排布式時(shí)仍按照3d、4s的順序書寫。2.兩種原子軌道空間形狀原子軌道軌道形狀軌道個(gè)數(shù)s球形1p啞鈴形3(px,py,pz)3.電離能、電負(fù)性(1)元素第一電離能與電負(fù)性的周期性變化元素的第一電離能電負(fù)性同周期(從左

到右)同主族(自上

而下)同周期(從左

到右)同主族(自上

而下)元素的第一電離能總體上呈增大的趨勢元素的第一電離能逐漸減小主族元素的電負(fù)性逐漸增大主族元素的電負(fù)性逐漸減小(2)特殊情況同能級的軌道為全滿、半滿、全空時(shí),第一電離能較相鄰元素要大,即ⅡA族、ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。4.電離能、電負(fù)性的應(yīng)用(1)電離能的應(yīng)用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);反之越弱判斷元素的化合價(jià)如果某元素的In+1?In,則該元素的常見化合價(jià)為+n,如鈉元素I2?I1,所以鈉元素的化合價(jià)為+1(2)電負(fù)性的應(yīng)用素養(yǎng)提能1.(1)(2020·全國Ⅱ卷,35)①基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為

。

答案①1s22s22p63s23p63d24s2解析(1)①鈦元素是22號元素,故其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。②CaTiO3的晶胞組成元素的電負(fù)性大小順序是

。

解析

②CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素,Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素,Ca在Ti的左邊,根據(jù)同一周期元素的電負(fù)性從左往右依次增大,則電負(fù)性Ti>Ca,O為非金屬元素,故其電負(fù)性最強(qiáng),故三者電負(fù)性由大到小的順序是O>Ti>Ca。答案②O>Ti>Ca(2)(2020·全國Ⅲ卷,35)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

。

解析(2)NH3BH3分子中,與N原子相連的H呈正電性,說明N的電負(fù)性大于H;與B原子相連的H呈負(fù)電性,說明H的電負(fù)性大于B,因此3種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹>H>B。

答案

(2)N>H>B(3)(2019·全國Ⅰ卷,35)下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是

(填標(biāo)號)。

解析(3)由題給信息知,A項(xiàng)和D項(xiàng)代表Mg+,B項(xiàng)和C項(xiàng)代表Mg。A項(xiàng),Mg+再失去一個(gè)電子較難,即第二電離能大于第一電離能,所以電離最外層一個(gè)電子所需能量A大于B;3p能級的能量高于3s,3p能級上電子比3s能級上電子易失去,故電離最外層一個(gè)電子所需能量A>C、A>D,選A。答案

(3)A(4)(2019·全國Ⅱ卷,35)Fe成為陽離子時(shí)首先失去

軌道電子,Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,Sm3+價(jià)層電子排布式為

。

解析(4)Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2,其陽離子Fe2+、Fe3+的價(jià)層電子排布式分別是3d6、3d5,兩者均首先失去4s軌道上的電子;Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,失去3個(gè)電子成為Sm3+時(shí),首先失去6s軌道上的電子,然后失去1個(gè)4f軌道上的電子,故Sm3+的價(jià)層電子排布式為4f5。答案

(4)4s

4f52.(1)(2018·全國Ⅱ卷,35)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/℃-60.3444.6-10.045.0337.0則基態(tài)Fe原子價(jià)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。

(2)(2018·全國Ⅲ卷,35)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。①Zn原子核外電子排布式為

。

答案

(2)①1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2解析(2)①鋅的核外有30個(gè)電子,因此其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,也可寫作[Ar]3d104s2。(2)(2018·全國Ⅲ卷,35)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。②黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)

I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是

。

答案②大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子解析

②鋅的價(jià)層電子排布式為3d104s2,為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失去電子,銅的價(jià)層電子排布式為3d104s1,較易失去一個(gè)電子,因此鋅的第一電離能大于銅的第一電離能。(3)(2017·全國Ⅰ卷,35)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?；鶓B(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號是

,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為

。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(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是

。

答案

(3)N球形K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少,金屬鍵較弱解析(3)基態(tài)K原子核外有K、L、M、N4個(gè)能層,能量依次增高,處于N層上的1個(gè)電子位于s軌道,s電子云輪廓圖形狀為球形。金屬原子半徑越小,價(jià)電子數(shù)越多,金屬鍵越強(qiáng),其熔、沸點(diǎn)越高。3.(1)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

。

解析(1)銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子,由于全滿狀態(tài)更穩(wěn)定,所以ICu>INi。答案(1)銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子(2)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

(2)大于小于解析(2)同周期元素從左到右,原子半徑逐漸減小,故原子半徑Ga大于As;As原子的4p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以第一電離能Ga小于As。(3)C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/p>

。

答案

(3)H<C<O解析

(3)H、C、O的電負(fù)性由小到大為H<C<O。(4)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)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

(4)同周期元素隨核電荷數(shù)增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個(gè)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)定性解析(4)同周期元素隨核電荷數(shù)增大,原子半徑逐漸變小,結(jié)合電子形成穩(wěn)定型結(jié)構(gòu)的趨勢增大,故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大,更易形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。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(gè)電子。命題點(diǎn)2共價(jià)鍵類型、雜化軌道類型和空間結(jié)構(gòu)1.共價(jià)鍵(1)共價(jià)鍵必備知識②從成鍵軌道種類判斷:s軌道、雜化軌道參與形成的共價(jià)鍵全部為σ鍵;p-p軌道可以形成σ鍵,也可以形成π鍵(優(yōu)先形成σ鍵,從第二個(gè)共價(jià)鍵開始只能形成π鍵)。(3)配位鍵①配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵(一方提供空軌道,另一方提供孤電子對)。(4)配合物①配合物的結(jié)構(gòu)(以[Cu(NH3)4]SO4為例):②中心原子:提供空軌道,多為過渡元素的離子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。③配位體:提供孤電子對,多為有孤電子對的分子或離子,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。④配位數(shù):與中心原子形成配位鍵的原子或離子數(shù),通常為偶數(shù),如2、4、6等。2.確定分子立體構(gòu)型的三種方法(1)雜化軌道理論①基本觀點(diǎn):雜化軌道成鍵滿足原子軌道最大重疊要求,雜化軌道形成的共價(jià)鍵更加牢固。②雜化軌道類型與分子構(gòu)型的關(guān)系。(2)價(jià)層電子對互斥理論①基本觀點(diǎn):分子中的價(jià)電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥作用,盡可能在空間上彼此遠(yuǎn)離。說明:a.m為與中心原子成鍵的配位原子個(gè)數(shù)。b.陽離子要減去電荷數(shù),陰離子要加上電荷數(shù)。c.氧原子作配位原子時(shí),不提供電子。③價(jià)層電子對空間構(gòu)型與分子的立體構(gòu)型價(jià)層電子對空間構(gòu)型是價(jià)層電子對(包括成鍵電子對、孤電子對)的立體構(gòu)型,分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對空間構(gòu)型。中心原子無孤電子對,兩者構(gòu)型一致;中心原子有孤電子對,兩者構(gòu)型不同。④價(jià)層電子對互斥理論在判斷分子構(gòu)型中的應(yīng)用。(3)等電子體及應(yīng)用①概念:原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征、空間構(gòu)型。③常見的等電子體3.化學(xué)鍵的極性與分子極性的關(guān)系(1)化學(xué)鍵極性取決于成鍵原子是否相同(同種原子是非極性鍵,不同種原子是極性鍵)。(2)分子的極性取決于共價(jià)鍵的極性和分子的立體構(gòu)型。類型實(shí)例鍵的極性立體構(gòu)型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子4.共價(jià)鍵、氫鍵、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用微粒分子與N、O、F成鍵的H與N、O、F原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大形成氫鍵元素的電負(fù)性原子半徑對性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高,溶解度增大鍵能越大,穩(wěn)定性越強(qiáng)素養(yǎng)提能答案

(1)正四面體4

sp31.(1)(2020·全國Ⅰ卷,35)磷酸根離子的空間構(gòu)型為

,其中P的價(jià)層電子對數(shù)為

,雜化軌道類型為

。

答案

(2)O>Ti>Ca離子鍵12(2)(2020·全國Ⅱ卷,35)CaTiO3的晶胞如圖所示,其組成元素的電負(fù)性大小順序是

;金屬離子與氧離子間的作用力為

,Ca2+的配位數(shù)是

。

解析

(2)O為非金屬元素,其電負(fù)性在三種元素中最大,Ca和Ti同為第四周期元素,金屬性Ca大于Ti,故電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Ti>Ca;金屬陽離子與O2-之間形成離子鍵;題圖晶胞中Ca2+位于體心,O2-位于棱上,12條棱每條棱上均有一個(gè)O2-,Ca2+的配位數(shù)為12。答案

(3)配位N

sp3

sp22.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

、

。

sp2sp3平面三角形(3)圖①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:

.

。

∠1含有孤電子對,孤電子對與成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電子對之間的斥力,因而夾角∠1比∠2大2.碳與氫、氮、氧能形成多種重要物質(zhì)。(4)圖②為碳的一種同素異形體C60分子,每個(gè)C60分子中含有σ鍵的數(shù)目為

。

90(5)圖③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(gè)原子形成的空間結(jié)構(gòu)是

。

正四面體3.碳、氮元素及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),回答下列問題。(1)K3[Fe(CN)6]晶體中Fe3+與CN-之間的作用力為

,該化學(xué)鍵能夠形成的原因是

。

解析

(1)Fe3+能提供空軌道,CN-能提供孤電子對,兩者結(jié)合形成配位鍵。答案(1)配位鍵Fe3+提供空軌道,CN-提供孤電子對,形成配位鍵3.碳、氮元素及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),回答下列問題。解析

(2)題給有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)不對稱,為極性分子。苯環(huán)上的碳原子為sp2雜化,其他碳原子均形成4個(gè)共價(jià)單鍵,為sp3雜化,氮原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵,孤電子對數(shù)為1,故為sp3雜化,羥基氧原子形成2個(gè)共價(jià)單鍵,孤電子對數(shù)為2,故為sp3雜化。C、N、O位于同一周期,其電負(fù)性逐漸增大。答案

(2)極性O(shè)>N>C3.碳、氮元素及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),回答下列問題。(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中氮原子雜化類型為

,乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺,但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高很多,原因是

。

解析

(3)乙二胺分子中每個(gè)氮原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵,孤電子對數(shù)為1,故為sp3雜化。乙二胺分子中,氫原子與電負(fù)性較大的氮原子相連,分子間能形成氫鍵,三甲胺分子中氫原子與電負(fù)性較小的碳原子相連,分子間不能形成氫鍵。答案

(3)sp3乙二胺分子間可以形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵3.碳、氮元素及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),回答下列問題。(4)NH4Cl晶體中陽離子中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為

,該晶體中不含有

(填字母)。

A.離子鍵 B.極性共價(jià)鍵C.非極性共價(jià)鍵 D.配位鍵E.σ鍵 F.π鍵答案

(4)4

CF命題點(diǎn)3結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)——原因解釋類簡答題1.價(jià)層電子對互斥對分子鍵角的影響(1)價(jià)層電子對(成鍵電子對、孤電子對)之間相互排斥,盡可能地在空間遠(yuǎn)離。(2)價(jià)層電子對之間斥力大小順序:孤電子對—孤電子對?孤電子對—成鍵電子對>成鍵電子對—成鍵電子對。必備知識(3)排斥力大小對鍵角的影響2.分子結(jié)構(gòu)對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)對溶解度的影響“相似相溶”規(guī)律:非極性分子組成的溶質(zhì)一般能溶于非極性分子組成的溶劑,極性分子組成的溶質(zhì)一般能溶于極性分子組成的溶劑。如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。(2)對無機(jī)含氧酸分子酸性的影響①無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn。②如果成酸元素R相同,則n值越大(非羥基氧原子越多),酸性越強(qiáng),如:HClO<HClO2<HClO3<HClO4。3.范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)范德華力存在于分子晶體中,對物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度都有影響。①范德華力越大,分子晶體熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高;溶質(zhì)分子與溶劑分子間的范德華力越大,則溶質(zhì)分子的溶解度越大。②對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大。(2)氫鍵分為分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵,影響物質(zhì)性質(zhì)的主要是分子間氫鍵。①氫鍵具有方向性和飽和性,形成分子內(nèi)氫鍵后,就減少了分子間氫鍵的形成。②分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)升高,溶解度增大。4.晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點(diǎn)比較原子晶體>離子晶體>分子晶體。(2)同類型晶體的熔、沸點(diǎn)比較①原子晶體元素非金屬性越強(qiáng),形成共價(jià)鍵越短,鍵越牢固,晶體的熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn):金剛石>碳化硅>硅。②離子晶體陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間離子鍵越強(qiáng),其晶體的熔、沸點(diǎn)就越高,如熔點(diǎn):MgO>NaCl>CsCl。③分子晶體a.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn):SnH4>GeH4>SiH4>CH4。b.分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常地高。如熔點(diǎn):H2O>H2Te>H2Se>H2S;易形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高于形成分子內(nèi)氫鍵的。如沸點(diǎn):對羥基苯甲醛>鄰羥基苯甲醛。c.組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高。如熔點(diǎn):CO>N2,CH3OH>CH3CH3。④金屬晶體金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,金屬鍵越強(qiáng),金屬熔、沸點(diǎn)就越高。如熔、沸點(diǎn):Al>Mg>Na。素養(yǎng)提能1.按要求回答下列問題:(1)(2020·全國Ⅰ卷,35)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是

。

I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是

。

I1/(kJ·mol-1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578解析

(1)Li和Na均為第ⅠA族元素,由于Na電子層數(shù)多,原子半徑大,故Na比Li容易失去最外層電子,即I1(Li)>I1(Na)。Li、Be、B均為第二周期元素,隨原子序數(shù)遞增,第一電離能有增大的趨勢,而Be的2s能級處于全充滿狀態(tài),較難失去電子,故第一電離能Be比B大。答案

(1)Na與Li同族,Na電子層數(shù)多,原子半徑大,易失電子Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增加。Be為1s22s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大。與Li相比,B核電荷數(shù)大,原子半徑小,較難失去電子,第一電離能較大1.按要求回答下列問題:(2)(2020·全國Ⅱ卷,35)Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如表所示,TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物,自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高,原因是

。

化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃377-24.1238.3155解析

(2)TiF4為離子化合物,熔點(diǎn)高,TiCl4、TiBr4、TiI4為共價(jià)化合物,TiCl4、TiBr4、TiI4為分子晶體,其結(jié)構(gòu)相似,隨相對分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增大,熔點(diǎn)逐漸升高,故熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)門iF4>TiI4>TiBr4>TiCl4。答案(2)TiF4為離子化合物,熔點(diǎn)高,其他三種均為共價(jià)化合物,隨相對分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增大,熔點(diǎn)逐漸升高2.(1)(2019·全國Ⅰ卷,35)①乙二胺(H2NCH2CH2NH2)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+”)。

解析

(1)①由于乙二胺的兩個(gè)N可提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵,因此乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子;由于銅離子的半徑較大且含有的空軌道多于鎂離子,因此與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是Cu2+。答案

(1)①乙二胺的兩個(gè)N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵Cu2+

②一些氧化物的熔點(diǎn)如下表所示:氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點(diǎn)/℃1570280023.8-75.5解釋表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的原因

。

答案②Li2O、MgO為離子晶體,P4O6、SO2為分子晶體,晶格能MgO>Li2O,分子間力(分子量)P4O6>SO2解析②由于Li2O、MgO為離子晶體,P4O6、SO2為分子晶體,晶格能MgO>Li2O,分子間力(分子量)P4O6>SO2。所以熔點(diǎn)大小順序是MgO>Li2O>P4O6>SO2。解析(2)①Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,Li的核電荷數(shù)大于H的核電荷數(shù),因此Li的原子核對電子的吸引能力強(qiáng),即Li+半徑小于H-半徑。(2)①(2018·全國Ⅰ卷,35)Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H-),原因是

。

答案

(2)①Li+核電荷數(shù)較大②(2017·全國Ⅱ卷,35)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)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

②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(gè)電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個(gè)電子解析②同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故得到一個(gè)電子時(shí)所放出的能量依次增大。而N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性。解析

(1)影響分子晶體沸點(diǎn)的因素有范德華力和氫鍵,H2O與CH3OH均為極性分子,H2O分子中氧原子呈現(xiàn)更強(qiáng)的負(fù)電性,可以形成更多的氫鍵,故H2O的沸點(diǎn)高,CO2與H2均為非極性分子,CO2相對分子質(zhì)量較大,范德華力大,沸點(diǎn)更高。答案(1)H2O>CH3OH>CO2>H2

H2O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)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液,氨的沸點(diǎn)

(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是

。

解析

(2)氨氣分子間可形成氫鍵,而PH3分子間不能形成氫鍵。答案(2)高于氨氣分子間可形成氫鍵(3)GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃,其原因是

。

解析

(3)F的電負(fù)性遠(yuǎn)大于Cl,GaF3屬于離子晶體而GaCl3屬于分子晶體,所以GaF3的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于GaCl3的熔點(diǎn)。答案(3)GaF3是離子晶體,GaCl3是分子晶體(4)乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是

。

解析

(4)CH3COOH分子中的氧原子與羧基上的氫原子之間可以形成氫鍵,乙醛中沒有與氧原子成鍵的氫原子,不能形成氫鍵。答案(4)CH3COOH存在分子間氫鍵命題點(diǎn)4晶體結(jié)構(gòu)分析及簡單計(jì)算1.幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)必備知識2.晶胞的表示(1)晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個(gè)參數(shù)來表示,包括晶胞的3組棱長a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ。如立方晶胞中,晶胞參數(shù)a=b=c,α=β=γ=90°。(2)原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。3.晶胞的計(jì)算(1)①“均攤法”原理(2)立方體晶胞中微粒間的距離關(guān)系素養(yǎng)提能1.(1)(2020·全國Ⅰ卷,35)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個(gè)晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有

個(gè)。

電池充電時(shí),LiFePO4脫出部分Li+,形成Li1-xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,則x=

,n(Fe2+)∶n(Fe3+)=

。

(2)(2020·全國Ⅱ卷,35)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I-和有機(jī)堿離子CH3N,其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中

的空間位置相同,有機(jī)堿CH3N中,N原子的雜化軌道類型是

;若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為

g·cm-3(列出計(jì)算式)。

(3)(2020·全國Ⅲ卷,35)研究發(fā)現(xiàn),氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)分別為apm、bpm、cpm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度ρ=

g·cm-3(列出計(jì)算式,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

2.(1)ZnF2具有金紅石型四方結(jié)構(gòu),KZnF3具有鈣鈦礦型立方結(jié)構(gòu),兩種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:①ZnF2和KZnF3晶體(晶胞頂點(diǎn)為K+)中,Zn的配位數(shù)之比為

。

答案

(1)①1∶12.(1)ZnF2具有金紅石型四方結(jié)構(gòu),KZnF3具有鈣鈦礦型立方結(jié)構(gòu),兩種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:②若NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則ZnF2晶體的密度為

g·cm-3(用含a、c、NA的代數(shù)式表示)。

2.(1)ZnF2具有金紅石型四方結(jié)構(gòu),KZnF3具有鈣鈦礦型立方結(jié)構(gòu),兩種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:③KZnF3晶胞中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,0,0),C為(0,1,0),則D的原子坐標(biāo)參數(shù)為

。

(2)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鍺單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)?；卮鹣铝袉栴}:①金剛石晶胞如圖1所示,其中含有

個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=

a,碳原子在晶胞中的空間占有率為

(不要求計(jì)算結(jié)果)。

(2)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鍺單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)?；卮鹣铝袉栴}:(3)硒有三種晶體(α單斜體、β單斜體和灰色三角晶),灰硒的晶體為六方晶胞結(jié)構(gòu),原子排列為無限螺旋鏈,分布在六方晶格上,同一條鏈內(nèi)原子作用很強(qiáng),相鄰鏈之間原子作用較弱,其螺旋鏈狀圖、晶胞結(jié)構(gòu)圖和晶胞俯視圖如圖所示:已知正六棱柱的邊長為acm,高為bcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為

g·cm-3(用含NA、a、b的式子表示)。

NO.3

“組”題點(diǎn)組合——考什么,練什么,整體突破!題型1以某種或某類元素及其化合物為載體的考查1.(2021·全國乙卷,28)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物,具有強(qiáng)氧化性,可與金屬直接反應(yīng),也可用作有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}:(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體,由于性質(zhì)相似①,Liebig誤認(rèn)為是ICl,從而錯(cuò)過了一種新元素的發(fā)現(xiàn),該元素是

。

(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。③PH3中P的雜化類型是

。NH3的沸點(diǎn)比PH3的

,原因是

,

H2O的鍵角小于NH3的,分析原因:

。

(4)在金屬材料中添加AlCr2顆粒,可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)④,如圖所示,處于頂角位置的是

原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為rCr和rAl,則金屬原子空間占有率為

%(列出計(jì)算表達(dá)式)。

[審題指導(dǎo)]①基態(tài)Cr原子的電子排布屬于特殊的半滿狀態(tài),更穩(wěn)定意味著能量更低。要清楚兩個(gè)事實(shí):能量4s<3d,能量低,離核近;電負(fù)性是吸引電子能力,與金屬性基本是相反的。②從配離子[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+的化學(xué)式可確定中心離子為Cr3+,NH3、H2O、Cl-都是配位體,而且NH3中N原子有一對孤電子對,H2O中O原子有兩對孤電子對,Cl-中有四對孤電子對,滿足配位原子的要求,進(jìn)而很簡單的確定配位數(shù)。③圖中已給出充分的解題信息,PH3有四對成鍵電子,為sp3雜化;H2O有兩對孤電子對,NH3有一對孤電子對。根據(jù)孤電子對、成鍵電子對對鍵角的影響來解釋。④通過分?jǐn)傇瓌t得出晶胞中有2個(gè)黑球、4個(gè)白球,結(jié)合AlCr2的組成確定黑球代表Al原子;根據(jù)空間占有率的計(jì)算公式,通過晶胞體積及2個(gè)黑球(Al)、4個(gè)白球(Cr)的體積得出結(jié)果。答案

(1)AC(2)N、O、Cl

6(3)sp3高NH3分子間存在氫鍵H2O、NH3均為sp3雜化,其中心原子的孤電子對數(shù)分別為2、1,由于孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對對成鍵電子對的斥力,因此孤電子對數(shù)越多,鍵角越小2.(2021·廣西桂林二模)硫及其化合物有許多用途。請回答下列問題:(1)基態(tài)硫原子的價(jià)電子排布式為

,其電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖形狀為

。

解析(1)S位于周期表中第3周期第ⅥA族,基態(tài)硫原子的價(jià)電子排布式為3s23p4,其電子占據(jù)的最高能級為3p能級,電子云輪廓圖形狀為啞鈴形。答案

(1)3s23p4啞鈴形2.(2021·廣西桂林二模)硫及其化合物有許多用途。請回答下列問題:(2)常見含硫的物質(zhì)有單質(zhì)硫(S8)、SO2、Na2S、K2S等,四種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序依次為

,原因是

。

解析

(2)Na2S、K2S為離子晶體,熔點(diǎn)較高,離子半徑K+>Na+,離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,所以熔點(diǎn)Na2S>K2S,S8、SO2為分子晶體,熔點(diǎn)較低,相對分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高,相對分子質(zhì)量S8>SO2,所以熔點(diǎn)S8>SO2,故四種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序依次為Na2S>K2S>S8>SO2。答案

(2)Na2S>K2S>S8>SO2

Na2S、K2S為離子晶體,熔點(diǎn)較高,離子半徑K+>Na+,離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,所以熔點(diǎn)Na2S>K2S,S8、SO2為分子晶體,熔點(diǎn)較低,相對分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高,相對分子質(zhì)量S8>SO2,所以熔點(diǎn)S8>SO22.(202