高考化學二輪專題復習 上篇 專題突破與素養(yǎng)提升14-15

專題十四物質(zhì)結構與性質(zhì)(選考)[最新考綱]1．原子結構與元素的性質(zhì)(1)了解原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)；(2)了解元素電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)；(3)了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應用；(4)了解電負性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負性的關系。2．化學鍵與物質(zhì)的性質(zhì)(1)理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結構特征解釋其物理性質(zhì)；(2)了解共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)；(3)了解簡單配合物的成鍵情況；(4)了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結構與性質(zhì)的關系；(5)理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)；(6)了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)，能用價層電子對互斥模型或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或者離子的空間結構。3．分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)(1)了解化學鍵和分子間作用力的區(qū)別；(2)了解氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)；(3)了解分子晶體與原子晶體、離子晶體、金屬晶體的結構微粒、微粒間作用力的區(qū)別。自查1．基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律(1)能量最低原理：原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2。(2)泡利原理：在一個原子軌道中，最多只能容納2個電子，并且這兩個電子的自旋狀態(tài)相反。(3)洪特規(guī)則：當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，并且自旋狀態(tài)相同。洪特規(guī)則特例：當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。2．元素第一電離能的周期性變化(1)同一周期，隨著原子序數(shù)的增加，元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，稀有氣體元素的第一電離能最大，堿金屬元素的第一電離能最小。(2)同一主族，隨著電子層數(shù)的增加，元素的第一電離能逐漸減小。(3)同種原子：逐級電離能越來越大(即I1<I2<I3…)。(4)第一電離能的變化與元素原子的核外電子排布有關。通常情況下，當原子核外電子排布在能量相同的軌道上形成全空、半滿和全滿結構時，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。同周期ⅡA族元素第一電離能大于ⅢA族元素，ⅤA族元素第一電離能大于ⅥA族元素。3．元素原子電負性的周期性變化(1)金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性又有非金屬性。(2)在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負性逐漸減小。4．共價鍵(1)分類①共價鍵電子云重疊方式σ鍵和π鍵共用電子是否偏移非極性鍵和極性鍵共用電子對數(shù)eq\a\vs4\al(單鍵、雙鍵和三鍵)②配位鍵：形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A)能夠提供孤電子對，另一方(B)具有能夠接受孤電子對的空軌道，可表示為A→B。(2)鍵參數(shù)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(鍵能,鍵長,鍵角))5．雜化軌道的類型雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角立體構型實例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面體形CH46.晶體的基本類型與性質(zhì)離子晶體分子晶體原子晶體金屬晶體結構組成晶體的微粒陰、陽離子分子原子金屬陽離子和自由電子微粒間作用力離子鍵范德華力或氫鍵共價鍵金屬鍵物理性質(zhì)熔、沸點較高低很高一般較高，少部分低硬度硬而脆小大一般較大，導電性不良(熔融可導電)不良不良良導體典型實例離子化合物多數(shù)非金屬單質(zhì)及其氧化物、氫化物等金剛石、SiO2、晶體硅、SiC等金屬單質(zhì)自悟1．下列三種基態(tài)原子的核外電子排布式是否正確？為什么？(1)鉻原子基態(tài)電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2(2)銅原子基態(tài)電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2(3)鐵原子基態(tài)電子排布式為：1s22s22p63s23p64s23d6提示不正確。能量相同的原子軌道在全充滿(如p6、d10和f14)、半充滿(如p3、d5和f7)和全空(如p0、d0和f0)狀態(tài)時，體系能量最低，原子較穩(wěn)定。正確的寫法應為Cu：1s22s22p63s23p63d54s1；Cr：1s22s22p63s23p63d104s1，當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns，(n－1)d，np順序填充，但在書寫電子排布時，仍把(n－1)d軌道放在ns軌道前面，鐵原子基態(tài)電子排布式應寫為1s22s22p63s23p63d64s2。2．單質(zhì)分子都是非極性分子嗎？提示不是，如O3分子為極性分子。3．所有的晶胞結構中處于頂點的原子對晶胞的貢獻都是eq\f(1,8)嗎？提示不一定，若晶胞不是立方結構時，晶胞結構中處于頂點的原子對晶胞的貢獻不一定是eq\f(1,8)，如是六棱柱時，每個頂點上的原子對該晶胞的貢獻是eq\f(1,6)。4．什么叫氫鍵？氫鍵屬于化學鍵嗎？氫鍵有什么特征？提示已經(jīng)與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負性很強的原子之間的作用力，稱為氫鍵，氫鍵不屬于化學鍵，是一種特殊的分子間作用力，其大小介于范德華力和化學鍵之間，具有一定的方向性和飽和性。5．怎樣判斷化學鍵的類型和數(shù)目？提示(1)只有兩原子的電負性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，這時形成離子鍵。(2)通過物質(zhì)的結構式，可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。6．配離子[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋與H2O之間的配位鍵是怎樣形成的？中心離子、配體、配位原子、配位數(shù)各是什么？提示水分子中的氧原子提供孤電子對，銅離子提供空軌道接受水分子的孤電子對，從而形成一種特殊的共價鍵——配位鍵。其中Cu2＋是中心離子，H2O是配體，H2O中的氧原子是配位原子，配位數(shù)是4。自建必考點一基態(tài)原子的核外電子排布及元素的性質(zhì)[突破核心考點]基態(tài)原子或離子的核外電子排布式和電子排布圖，價電子的電子排布式和電子排布圖。元素的第一電離能和電負性的變化規(guī)律及其應用是每年高考的必考內(nèi)容，通常以元素推斷為背景進行考查。復習備考的關鍵是掌握原子核外電子排布的三個規(guī)律。元素第一電離能和電負性的化學意義及其變化規(guī)律，另外在解題時一定要認真審題看清題目要求，規(guī)范作答?！菊骖}1】(1)[·全國課標卷Ⅱ，37(1)(2)]①Ni2＋的價層電子排布圖為________。②F、K、Fe、Ni四種元素中的第一電離能最小的是________，電負性最大的是________(填元素符號)。(2)[·浙江自選模塊，15(1)(2)]①可正確表示原子軌道的是()。A．2sB．2dC．3pxD．3f②寫出基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式________________。(3)[·山東理綜，32(2)]Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是________。(4)[·全國課標卷，37(2)]原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為________。(5)[·福建理綜，30(2)]C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________。(6)[·全國課標卷，37(2)]基態(tài)B原子的電子排布式為________；B和N相比，電負性較大的是________，BN中B元素的化合價為________。[思維提示]①掌握基態(tài)原子核外電子的排布規(guī)律；②理解原子的第一電離能和電負性的變化規(guī)律及其應用；③認真審題明確題目要求。解析(1)①要注意寫的是Ni2＋不是Ni；并且寫的為價層電子排布圖；②根據(jù)電負性及第一電離能的遞變規(guī)律可知，第一電離能最小的為K，電負性最大的為F。(3)Ni的外圍電子排布式為3d84s2，3d能級上有2個未成對電子，第二周期中未成對電子數(shù)為2的元素有C、O，其中C的電負性較小。(5)同周期元素第一電離能從左向右有增大的趨勢，但第ⅤA族元素最外層p軌道電子處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于第ⅥA族元素，因此三者的第一電離能從大到小的順序為N>O>C。(6)B的原子序數(shù)為5，不難寫出其電子排布式。B和N同處第二周期，N的電負性比B強，所以在BN中B元素顯＋3價。答案(1)①↑↓↑↓↑↓↑↑②KF(2)①AC②1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1(3)C(碳)(4)O>S>Se(5)N>O>C(6)1s22s22p1N＋3【題組】1．現(xiàn)有五種元素，其中A、B、C為短周期主族元素，D、E為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。請根據(jù)下列相關信息，回答問題。A．元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素B．元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1C．原子的第一至第四電離能分別是：I1＝738kJ·mol－1I2＝1451kJ·mol－1I3＝7733kJ·mol－1I4＝10540kJ·mol－1D．是前四周期中電負性最小的元素E．在周期表的第七列(1)已知BA5為離子化合物，寫出其電子式________。(2)B基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有________個方向，原子軌道呈________狀。(3)某同學根據(jù)上述信息，推斷C基態(tài)原子的核外電子排布圖為該同學所畫的電子排布圖違背了________。(4)E位于________族________區(qū)，價電子排布式為________________。(5)檢驗D元素的方法是____________，請用原子結構的知識解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。解析根據(jù)提供信息，可以推斷A為H，B為N，C為Mg，D為K，E為Mn。(1)NH5的電子式為[Heq\o\al(·,·)Neq\o\al(·,·)H]＋[eq\o\al(·,·)H]－。(2)N的基態(tài)原子中能量最高的電子為2p能級上的電子，電子云在空間有3個方向，原子軌道呈啞鈴狀。(3)該同學所畫的電子排布圖中3s能級上的兩個電子自旋方向相同，違背了泡利不相容原理。(4)Mn的價電子排布式為3d54s2，位于第四周期ⅦB族，屬于d區(qū)元素。(5)檢驗鉀元素可以利用焰色反應。答案(1)[Heq\o\al(·,·)Neq\o\al(·,·)H]＋[eq\o\al(·,·)H]－(2)3啞鈴(3)泡利不相容原理(4)ⅦBd3d54s2(5)焰色反應當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將以光的形式釋放能量2．A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為____________；(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同，B的元素符號為________，C的元素符號為________；(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為____________________________________________；(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________________________________________________。(5)F元素的原子的最外層電子排布式為nsnnpn＋1，則n＝________；原子中能量最高的是________電子。F和A的可能元素的電離能大小順序是________，電負性大小順序為________(用元素符號表示)。解析(1)A元素基態(tài)原子的次外層有2個電子，故次外層為K層，A元素有2個電子層，由題意可寫出其電子排布圖為：，則該元素核外有6個電子，為碳元素，其元素符號為C，另外氧原子同樣也符合要求，其電子排布圖為：。(2)B－、C＋的電子層結構都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素鐵。(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號Cu。(5)s能級只有1個原子軌道，故最多只能容納2個電子，即n＝2，所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3，由此可知F是N元素；根據(jù)核外電子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外電子中的2p能級能量最高。答案(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)22pN>O>CO>N>C[掌握方法技能]一、基態(tài)原子核外電子排布常見表示方法及易錯點1．表示方法(以硫原子為例)表示方法舉例原子結構示意圖電子式·eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))·電子排布式1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4電子排布圖2.常見錯誤二、電離能和電負性的應用1．電離能的應用(1)判斷金屬性與非金屬性強弱。(2)分析原子核外電子層結構，如某元素的In＋1?In，則該元素的最外層電子數(shù)為n。(3)判斷化學鍵類型。2．電負性的應用(1)判斷一種元素是金屬元素還是非金屬元素，以及金屬性與非金屬性的強弱。(2)判斷元素在化合物中的價態(tài)。(3)判斷化學鍵類型。必考點二分子立體構型與價鍵模型[突破核心考點]價層電子對數(shù)和中心原子孤電子對數(shù)的判斷方法運用價層電子對互斥模型結合中心原子孤電子對數(shù)可預測分子或離子的立體結構。(1)對ABm型分子或離子，其價層電子對數(shù)的判斷方法為n＝(中心原子的價電子數(shù)＋每個配位原子提供的價電子數(shù)×m±電荷數(shù))/2注意：①氧族元素的原子作為中心原子A時提供6個價電子，作為配位原子B時不提供價電子；②若為分子，電荷數(shù)為0；③若為陽離子，則減去電荷數(shù)，如NHeq\o\al(＋,4)，n＝eq\f(5＋1×4－1,2)＝4；④若為陰離子，則加上電荷數(shù)，如SOeq\o\al(2－,4)，n＝eq\f(6＋2,2)＝4。(2)中心原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)注意：①分子：a為中心原子的價電子數(shù)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(陽離子：a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù),陰離子：a為中心原子的價電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)（絕對值）))②x為中心原子結合的原子數(shù)；③b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)。【真題2】(·海南化學，19－Ⅱ節(jié)選)圖A所示的轉化關系中(具體反應條件略)，a、b、c和d分別為四種短周期元素的常見單質(zhì)，其余均為它們的化合物，i的溶液為常見的酸，a的一種同素異形體的晶胞如圖B所示。回答下列問題：(1)圖A中由二種元素組成的物質(zhì)中，沸點最高的是________，原因是________________________，該物質(zhì)的分子構型為________，中心原子的雜化軌道類型為________。(2)圖A中的雙原子分子中，極性最大的分子是________。(3)k的分子式為________，中心原子的雜化軌道類型為________，屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。[思維提示]eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①a為短周期元素的單質(zhì),由圖B知a原子形成四個共價鍵)))?eq\a\vs4\al(a為C進一步推出：b、c、f、g分別為H2、O2、CO、CO2)②由“b為H2”和“i的水溶液為常見的酸”可推出d、i、k分別為Cl2、HCl、COCl2。解析由題干信息可推知：a為C，b為H2，c為O2，d為Cl2，f為CO，g為CO2，k為COCl2，i為HCl。(1)所有兩元素形成的物質(zhì)中，只有水是液態(tài)，其他都是氣體。(2)所有雙原子分子中，只有H、Cl電負性差值最大，因而極性最大。(3)COCl2的結構式為，則中心原子C的雜化類型為sp2，該分子屬于極性分子。答案(1)H2O分子間形成氫鍵V形(或角形)sp3雜化(2)HCl(3)COCl2sp2雜化極性【題組】1．(·石家莊質(zhì)檢)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36號元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，B原子基態(tài)時s電子數(shù)與p電子數(shù)相等，C在元素周期表的各元素中電負性最大，D的基態(tài)原子核外有6個能級且全部充滿電子，E原子基態(tài)時未成對電子數(shù)是同周期元素中最多的。(1)基態(tài)E原子的價電子排布式為________。(2)ABeq\o\al(2－,3)的立體構型是________，其中A原子的雜化軌道類型是________。(3)Aeq\o\al(2－,2)與Beq\o\al(2＋,2)互為等電子體，Beq\o\al(2＋,2)的電子式可表示為________，1molBeq\o\al(2＋,2)中含有的π鍵數(shù)目為________NA。(4)用氫鍵表示式寫出C的氫化物水溶液中存在的所有氫鍵________。解析A原子的核外電子排布式為1s22s22p2，為C；B原子的核外電子排布式為1s22s22p4，為O；C在周期表中電負性最大，為F；D原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，為Ca；E在同周期元素中未成對電子數(shù)最多，為Cr。(1)基態(tài)Cr原子的價電子排布式為3d54s1。(2)COeq\o\al(2－,3)的立體構型為平面三角形，C原子的雜化類型為sp2。(3)Oeq\o\al(2＋,2)含10個電子，電子式為[eq\o\al(·,·)O??Oeq\o\al(·,·)]2＋。1個三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵，則1mol[eq\o\al(·,·)O??Oeq\o\al(·,·)]2＋含2molπ鍵。(4)HF溶液中存在的氫鍵有F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。答案(1)3d54s1(2)平面三角形sp2(3)[eq\o\al(·,·)O??Oeq\o\al(·,·)]2＋2(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O2．(高考題組合)(1)H2Se的酸性比H2S________(填“強”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構型為________，SOeq\o\al(2－,3)離子的立體構型為________；(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)在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化為CO2，HCHO被氧化為CO2和H2O。①根據(jù)等電子體原理，CO分子的結構式為________。②H2O分子中O原子軌道的雜化類型為________。③1molCO2中含有的σ鍵數(shù)目為________。(4)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________________________________。(5)SOeq\o\al(2－,4)的立體構型是________，其中S原子的雜化軌道類型是________。解析(1)原子半徑越大，其氫化物越容易電離出氫離子，所以H2Se的酸性比H2S強；SeO3的價層電子對數(shù)是3，Se原子上無孤電子對，故分子的立體構型是平面三角形；SOeq\o\al(2－,3)的價層電子對數(shù)是4，S原子上孤電子對數(shù)是1，所以離子的空間構型是三角錐形。(2)甲醇分子內(nèi)C的成鍵電子對數(shù)為4，無孤電子對，雜化類型為sp3，故甲醇分子內(nèi)O—C—H鍵角比甲醛分子內(nèi)O—C—H鍵角小。(3)①CO與N2互為等電子體，根據(jù)氮分子的結構式可以寫出CO的結構式為C≡O。②H2O中O原子存在兩對孤電子對，配位原子為2，價電子對為4，所以O原子采用sp3雜化。③二氧化碳分子內(nèi)含有兩個碳氧雙鍵，雙鍵中有一個為σ鍵，一個為π鍵，則1molCO2中含有2molσ鍵。(4)依據(jù)價層電子對互斥模型知H3O＋中O上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，由于氧原子的價層電子對數(shù)為3＋1＝4，所以H3O＋為三角錐形結構，因此H3O＋中O原子采用的是sp3雜化；同理可以計算出H2O中O原子上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，因為孤電子對數(shù)越多排斥力較大，所以水中H—O—H鍵角較小。(5)硫酸根中心原子的價層電子對為4，無孤電子對，所以為正四面體結構，中心原子為sp3雜化。答案(1)強平面三角形三角錐形(2)sp3小于(3)①C≡O②sp3③2×6.02×1023個(或2NA)(4)sp3H2O中O原子有2對孤電子對，H3O＋只有1對孤電子對，排斥力較小(5)正四面體sp3[掌握方法技能]1．由價層電子對互斥模型判斷分子立體構型的方法分子或離子中心原子的孤電子對數(shù)分子或離子的價層電子對數(shù)電子對空間構型分子或離子的立體構型名稱CO202直線形直線形SO213平面三角形V形H2O24正四面體形V形BF303平面三角形平面三角形CH404正四面體形正四面體形NHeq\o\al(＋,4)04正四面體形正四面體形NH314正四面體形三角錐形①當中心原子無孤電子對時，兩者的構型一致；②當中心原子有孤電子對時，兩者的構型不一致。2．常見雜化軌道類型與分子立體構型的關系雜化軌道類型參加雜化的原子軌道分子立體構型示例sp1個s軌道，1個p軌道直線形CO2、BeCl2、HgCl2sp21個s軌道，2個p軌道平面三角形BF3、BCl3、HCHOsp31個s軌道，3個p軌道等性雜化正四面體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)3.判斷分子或離子中中心原子的雜化軌道類型的一般方法(1)根據(jù)中心原子的成鍵類型判斷，如果有1個三鍵，則其中有2個π鍵，用去了2個p軌道，則為sp雜化；如果有1個雙鍵；則其中有1個π鍵，則為sp2雜化；如果全部是單鍵，則為sp3雜化。(2)根據(jù)分子的立體構型和價層電子對互斥模型判斷分子立體構型中心原子孤電子對數(shù)中心原子雜化軌道類型常見分子示例直線形0spCO2、BeCl2平面三角形0sp2BF3、HCHOV形1SO2正四面體形0sp3CH4、CCl4、NHeq\o\al(＋,4)三角錐形1NH3、H3O＋V形2H2O、H2S4.等電子體的判斷方法一是同主族變換法，如CO2與CS2、CF4與CCl4是等電子體，二是左右移位法，如N2與CO，COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)與SO3是等電子體。如果是陰離子，價電子應加上陰離子所帶的電荷數(shù)；如果是陽離子，價電子應減去陽離子所帶的電荷數(shù)。如NHeq\o\al(＋,4)價電子為8，COeq\o\al(2－,3)價電子為24。5．分子極性的判斷(1)完全由非極性鍵結合而成的分子是非極性分子(O3除外)；(2)由極性鍵結合而成的非對稱型分子一般是極性分子；(3)由極性鍵結合而成的完全對稱型分子為非極性分子；(4)對于ABn型分子，若中心原子A化合價的絕對值等于該元素原子最外層電子數(shù)，則為非極性分子，否則為極性分子。必考點三晶體結構與性質(zhì)[突破核心考點]有關晶體的易錯警示1．具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，如玻璃。2．晶胞是從晶體中“截取”出來具有代表性的最小重復單元，而不一定是最小的“平行六面體”。3．在使用均攤法計算晶胞中粒子個數(shù)時，要注意晶胞的形狀，不同形狀的晶胞，應先分析任意位置上的一個粒子被幾個晶胞所共用，如六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面心、體心依次被6、3、4、2、1個晶胞所共有。4．原子晶體的熔點不一定比離子晶體高，如石英的熔點為1710℃，MgO的熔點為2852℃。5．金屬晶體的熔點不一定比分子晶體的熔點高，如Na的熔點為97℃，尿素的熔點為132.7℃。6．含有離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬陽離子。7．含共價鍵的晶體不一定是原子晶體，如分子晶體的結構粒子分子內(nèi)部含共價鍵，離子晶體結構粒子離子內(nèi)部也可能有共價鍵，如Na2O2、NaOH、NH4Cl等?！菊骖}3】(高考題匯編)請按所給的要求，回答下列問題：(1)[·全國，27(1)～(4)]原子序數(shù)依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外層電子數(shù)為其周期數(shù)的二倍；b和d的A2B型氫化物均為V形分子，c的＋1價離子比e的－1價離子少8個電子。①元素a為________；c為________。②由這些元素形成的雙原子分子為________。③由這些元素形成的三原子分子中，分子的空間結構屬于直線形的是________，非直線形的是________________________。(寫2種)④這些元素的單質(zhì)或由他們形成的AB型化合物中，其晶體類型屬于原子晶體的是________，離子晶體的是________，金屬晶體的是________，分子晶體的是________。(每空填一種)(2)(·全國新課標Ⅱ，37節(jié)選)F、K和Ni三種元素組成的一個化合物的晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為________；Ni的配位數(shù)為__________；②列式計算該晶體的密度__________g·cm－3。③F－、K＋和Fe3＋三種離子組成的化合物K3FeF6，其中化學鍵的類型有______________；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為__________，配位體是____________。[思維提示]①掌握根據(jù)晶胞結構推斷化學式的技巧；②能根據(jù)邊長、相對原子質(zhì)量，求算晶體密度。解析(1)原子序數(shù)依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外層電子數(shù)為其周期數(shù)的二倍，故a為C；b和d的A2B型氫化物均為V形分子，c的＋1價離子比e的－1價離子少8個電子，則b為O，c為Na，d為S，e為Cl；由這些元素形成的雙原子分子為CO、O2、Cl2；由這些元素形成的三原子分子中，分子的空間結構屬于直線形的是CO2、CS2，非直線形的是：H2O、H2S、O3、SCl2、ClO2、SO2；這些元素的單質(zhì)或由他們形成的AB型化合物中，其晶體類型屬于原子晶體的是金剛石，離子晶體的是NaCl，金屬晶體的是Na，分子晶體的是S或CO、O2、Cl2。(2)①F原子數(shù)＝1×eq\f(1,4)×16＋1×eq\f(1,2)×4＋2＝8K原子數(shù)＝1×eq\f(1,4)×8＋2＝4Ni原子數(shù)＝1×eq\f(1,8)×8＋1＝2即該化合物的化學式為K2NiF4Ni的配位體是距其最近的異種原子F，分別在它的前面、后面、左邊、右邊、上邊、下邊，共6個F原子。③在K3[FeF6]中K＋與[FeF6]3－之間是離子鍵，[FeF6]3－中Fe3＋與F－之間是配位鍵，F(xiàn)e3＋是中心體，F(xiàn)－是配位體。答案(1)①CNa②CO(或O2或Cl2)③CO2(或CS2)H2O、H2S、O3、SCl2、ClO2、SO2(任寫兩種)④金剛石NaClNaS或CO(或O2、Cl2)(2)①K2NiF46②eq\f(39×4＋59×2＋19×8,6.02×1023×4002×1308×10－30)＝3.4③離子鍵、配位鍵[FeF6]3－F－【題組】1．根據(jù)下表給出的幾種物質(zhì)的熔點、沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關說法中錯誤的是()。晶體NaClKClAlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點/℃810776190－682300沸點/℃14651418180572500A.SiCl4是分子晶體B．單質(zhì)B可能是原子晶體C．AlCl3加熱能升華D．NaCl的鍵的強度比KCl的小解析由表中所給熔、沸點數(shù)據(jù)可知，SiCl4應為分子晶體，A項正確；單質(zhì)B可能為原子晶體，B項正確；AlCl3的沸點低于熔點，它可升華，C項也正確；NaCl的熔、沸點高于KCl的，表明Na＋與Cl－鍵斷裂較K＋與Cl－鍵斷裂難，即NaCl的鍵的強度大于KCl的，D項錯誤。答案D2．(·淄博模擬)原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素之一，Y的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，Z的基態(tài)原子2p軌道上有3個未成對電子，W的原子序數(shù)為29。回答下列問題：(1)上述元素能形成原子晶體單質(zhì)的是________(填元素符號，下同)，能形成金屬晶體的是________。(2)元素Y、Z組成的晶體具有空間網(wǎng)狀結構，其化學式為________，其硬度比晶體硅________(填“大”或“小”)。(3)一種由元素W與Au組成的合金晶體具有立方最密堆積結構。其晶胞中W原子處于面心，Au原子處于頂點位置，則該合金中W原子與Au原子數(shù)目之比為________，W原子的配位數(shù)為________；該晶體中，原子之間的作用力是________。該晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到由W原子與Au原子構成的四面體空隙中。若將W原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結構與CaF2的結構相似(如圖所示)，該晶體儲氫后的化學式應為______________。解析X是形成化合物種類最多的元素之一，則X是碳或氫；由題意知Y是碳，Z是氮，W是銅，則X是氫。(1)碳元素可形成金剛石，銅元素可形成金屬晶體。(2)根據(jù)“晶體具有空間網(wǎng)狀結構”及元素組成可知，Y、Z組成的晶體為原子晶體，碳氮鍵強于硅硅鍵，故Y、Z組成的晶體硬度比晶體硅大；結合化合價可知，該晶體的化學式為C3N4。(3)由題意知晶胞中Cu原子的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，Au原子的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1。結合CaF2的結構可知氫原子在晶胞內(nèi)有8個，故儲氫后的化學式為H8AuCu3。答案(1)CCu(2)C3N4大(3)3∶14金屬鍵H8AuCu3[掌握方法技能]一、常見晶體類型的判斷方法1．依據(jù)構成晶體的微粒和微粒間的作用判斷(1)離子晶體的構成微粒是陰、陽離子，微粒間的作用是離子鍵。(2)原子晶體的構成微粒是原子，微粒間的作用是共價鍵。(3)分子晶體的構成微粒是分子，微粒間的作用為分子間作用力。(4)金屬晶體的構成微粒是金屬陽離子和自由電子，微粒間的作用是金屬鍵。2．依據(jù)晶體的熔點判斷(1)離子晶體的熔點較高，常在數(shù)百至一千攝氏度以上。(2)原子晶體熔點高，常在一千攝氏度至幾千攝氏度。(3)分子晶體熔點低，常在數(shù)百攝氏度以下至很低溫度。(4)金屬晶體多數(shù)熔點高，但也有相當?shù)偷摹?．依據(jù)導電性判斷(1)離子晶體溶于水形成的溶液及熔融狀態(tài)時能導電。(2)原子晶體一般為非導體。(3)分子晶體為非導體，而分子晶體中的電解質(zhì)(主要是酸和強極性非金屬氫化物)溶于水，使分子內(nèi)的化學鍵斷裂形成自由移動的離子，也能導電。(4)金屬晶體是電的良導體。4．依據(jù)硬度和機械性能判斷離子晶體硬度較大且脆。原子晶體硬度大。分子晶體硬度小且較脆。金屬晶體多數(shù)硬度大，但也有較低的，且具有延展性。二、常見晶體熔沸點高低的判斷規(guī)律1．不同類型晶體的熔、沸點高低一般規(guī)律原子晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體的熔、沸點差別很大，如鎢、鉑等沸點很高，如汞、鎵、銫等沸點很低，金屬晶體一般不參與比較。2．原子晶體由共價鍵形成的原子晶體中，原子半徑小的鍵長短，鍵能大，晶體的熔、沸點高。如熔點：金剛石>碳化硅>硅。3．離子晶體一般地說，陰、陽離子所帶電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強，其離子晶體的熔、沸點就越高，如熔點：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。4．分子晶體(1)分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；具有氫鍵的分子晶體，熔、沸點反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。(2)組成和結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，晶體的熔、沸點越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F(xiàn)2<Cl2<Br2<I2。(3)組成和結構不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量相近)，分子的極性越大，其晶體的熔、沸點越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。(4)同分異構體分子中，支鏈越少，其熔沸點就越高，如CH3(CH2)3CH3>CH3CH2CH(CH3)2>C(CH3)4。5．金屬晶體金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，金屬熔、沸點就越高，如熔、沸點：Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs。有關晶胞計算的思維途徑【示例】工業(yè)上利用TiO2和碳酸鋇在熔融狀態(tài)下制取化合物M(M可看做一種含氧酸鹽)。經(jīng)X射線分析，M晶體的最小重復單元為正方體(如圖)，邊長為4.03×10－10m，頂點位置為Ti4＋，體心位置為Ba2＋所占，所有棱心位置為O2－所占。(1)制備M的化學反應方程式是__________________________________(M用元素符號表示)。(2)在M晶體中，Ba2＋的氧配位數(shù)(Ba2＋周圍等距離且最近的O2－的數(shù)目)為________。(3)晶體M密度的計算式為ρ＝________(Ti的相對原子質(zhì)量為48。)解析(1)用均攤法可以推出M的化學式為BaTiO3，由此可寫出化學方程式：TiO2＋BaCO3eq\o(=,\s\up7(熔融))BaTiO3＋CO2↑。(2)與鋇離子緊鄰等距的氧離子位于每條棱上，共有12個。(3)1mol該化合物的體積為eq\f(137＋48＋16×3,ρ)＝(4.03×10－10)3NA，整理得ρ＝eq\f(137＋48＋16×3,NA（4.03×10－10）3)。答案(1)TiO2＋BaCO3eq\o(=,\s\up7(熔融))BaTiO3＋CO2↑(2)12(3)eq\f(137＋48＋16×3,NA（4.03×10－10）3)【以題說法】晶體的結構分析是新課標高考的熱點。試題的類型主要有兩種：一是根據(jù)晶體晶胞的結構特點確定晶體的化學式；二是根據(jù)晶體晶胞的結構特點和有關數(shù)據(jù)，求算晶體的密度或晶體晶胞的體積、邊長等。解答以上兩種類型題目的關鍵是確定一個晶胞中含有微粒的個數(shù)。對于立方晶胞，無論是求其晶體密度、還是晶胞體積、邊長等，都可建立如下思維途徑：獲得關系式：ρ＝eq\f(n×M,a3×NA)，再根據(jù)題目已知條件代入數(shù)據(jù)，移項、化簡即可。【借題發(fā)揮】晶胞中微粒的計算方法——均攤法eq\a\vs4\al(均攤法)原則：晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么，每個晶胞對這個原子分得的份額就是eq\f(1,n)①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算eq\x(粒子)eq\x(位于棱上)eq\x(同為4個晶胞所共有，\f(1,4)粒子屬于該晶胞)eq\x(位于頂角)eq\x(同為8個晶胞所共有，\f(1,8)粒子屬于該晶胞)eq\x(位于面上)eq\x(同為2個晶胞所共有，\f(1,2)粒子屬于該晶胞)eq\x(位于內(nèi)部)eq\x(整個粒子都屬于該晶胞)②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定，如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂角(1個碳原子)被三個六邊形共有，每個六邊形占eq\f(1,3)圖示：eq\a\vs4\al()(時間：45分鐘類型：Ⅱ卷15分填空題專項訓練)一、低檔題1．(15分)(·成都診斷檢測)我國已研制出一種稀土制冷材料，其主要成分是LaCaMnO。(1)錳原子的基態(tài)價層電子排布式為________。(2)S與O為同主族元素，其中電負性較大的是________；H2S分子中S原子雜化軌道類型為________；試從結構角度解釋H2SO4的酸性大于H2SO3的酸性：____________。(3)Ca在空氣中點燃生成CaO和少量Ca2N2。①Ca2N2和水反應可以生成NH2—NH2，NH2—NH2能否作配體？________(填“能”或“否”)。②CaO晶體與NaCl晶體一樣，為面心立方最密堆積，則一個CaO晶胞中含有Ca2＋數(shù)為________；欲比較CaO與NaCl的晶格能大小，需考慮的數(shù)據(jù)是________。解析(1)Mn位于周期表第四周期第ⅦB族，其基態(tài)價層電子排布式為3d54s2。(2)O的電負性較大；H2S中心原子S上有兩對孤電子對，H2S分子中S原子雜化軌道類型為sp3雜化；H2SO3和H2SO4可表示成(HO)2SO和(HO)2SO2，H2SO4的非羥基氧原子數(shù)目大于H2SO3，故H2SO4的酸性大于H2SO3的酸性。(3)①由于H2N—NH2中的氮原子上有孤電子對可以作為配體和其他離子形成配合物。②由NaCl的晶胞結構可知一個CaO晶胞中含有4個Ca2＋；晶格能的大小與離子半徑和離子所帶的電荷數(shù)有關。答案(1)3d54s2(2)Osp3H2SO4的非羥基氧原子數(shù)目大于H2SO3(3)①能②4Ca2＋、O2－與Na＋、Cl－的離子半徑與離子所帶的電荷數(shù)2．(15分)鉀、鎂、氟、硼等元素在每升海水中的含量都大于1毫克，屬于海水中的常量元素。(1)鉀、鎂、氟、硼電負性從大到小的排列順序是___________________________。(2)鎵與硼同主族，寫出鎵元素原子的價電子排布式(即外圍電子排布式)：________________。(3)用價層電子對互斥模型推斷BF3和NF3的空間構型分別為________、________。(4)鉀、鎂、氟形成的某化合物的晶體結構為K＋在立方晶胞的中心，Mg2＋在晶胞的8個頂角，F(xiàn)－處于晶胞的棱邊中心。由鉀、鎂、氟形成的該化合物的化學式為________，每個K＋與________個F－配位。解析(1)同周期中，隨著原子序數(shù)的遞增，元素電負性增大；同主族中，隨著原子序數(shù)的遞增，元素電負性減小，而且一般情況下，非金屬元素的電負性大于金屬元素的電負性。(2)鎵為31號元素，位于第四周期，與B同主族，故最外層有3個電子，即價電子排布式為4s24p1。(3)BF3的中心原子只有3個價電子，與3個F原子提供的3個電子形成3對成鍵電子，而NF3的中心原子N有5個價電子，與3個F原子提供的3個電子形成3對成鍵電子，還有1對孤電子對，故前者為平面三角形，后者為三角錐形。(4)晶胞中的K＋為1個，Mg2＋為8×eq\f(1,8)＝1個，F(xiàn)－為12×eq\f(1,4)＝3個，故鉀、鎂、氟形成的某化合物的化學式為KMgF3；晶胞12條棱上的12個F－與處于晶胞中心的K＋等距離，所以每個K＋與12個F－配位。答案(1)F>B>Mg>K(2)4s24p1(3)平面三角形三角錐形(4)KMgF312二、中檔題3．(15分)研究物質(zhì)的微觀結構，有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì)。請回答下列問題：(1)C、Si、N元素的電負性由大到小的順序是________________________________________________________________，C60和金剛石都是碳的同素異形體，二者相比，熔點高的是________，原因是____________________________。(2)A、B均為短周期金屬元素，依據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫出B的基態(tài)原子的電子排布式：________________。電離能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540(3)過渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色，與其d軌道電子排布有關。一般地，d0或d10排布無顏色，d1～d9排布有顏色。如[Co(H2O)6]2＋顯粉紅色。據(jù)此判斷：[Mn(H2O)6]2＋________(填“無”或“有”)顏色。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。①COCl2分子的結構式為CClOCl，每個COCl2分子內(nèi)含有________個σ鍵，________個π鍵，其中心原子采取________雜化軌道方式。②Fe(CO)5在一定條件下發(fā)生分解反應：Fe(CO)5(s)=Fe(s)＋5CO(g)。反應過程中，斷裂的化學鍵只有配位鍵，則形成的化學鍵類型是________。解析(1)非金屬性越強，元素電負性越大，根據(jù)三種元素在元素周期表中的位置，可知它們的電負性關系是N＞C＞Si。C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，金剛石的熔點較高。(2)從表中電離能數(shù)值來看，A、B的第三電離能出現(xiàn)突躍，可見它們是第ⅡA族元素，因A、B均為短周期元素，且B的第一、二電離能均比A的小，故B是鎂。(3)Mn2＋的3d軌道有5個電子，故[Mn(H2O)6]2＋有顏色。(4)①單鍵是σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵。因碳、氧形成雙鍵，故碳原子采取的是sp2雜化。②Fe(CO)5的配位鍵是鐵原子與CO形成的，分解產(chǎn)物CO的化學鍵并未改變，生成了鐵單質(zhì)，故形成的化學鍵是金屬鍵。答案(1)N＞C＞Si金剛石金剛石為原子晶體，C60為分子晶體(2)1s22s22p63s2(3)有(4)①31sp2②金屬鍵4．(15分)(·湖北聯(lián)考)下表為周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。試填空。(1)寫出上表中元素I的基態(tài)原子的電子排布式和價層電子排布圖：________________________________________________________________。元素C、D、E、F的第一電離能由大到小的順序是________(用元素符號表示)。(2)元素A分別與C、D、E形成最簡單的常見化合物分子甲、乙和丙。下列有關敘述不正確的有________。A．甲、乙和丙分子的空間構型分別為正四面體形、三角錐形、V形B．甲、乙和丙分子中，中心原子均采取sp3的雜化方式C．三種分子中鍵角由大到小的順序是丙>乙>甲D．甲、乙和丙分子均為由極性鍵構成的極性分子(3)由元素J、C、E組成一種化學式為J(CE)5的配位化合物，該物質(zhì)常溫下呈液態(tài)，熔點為－20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可判斷：①該化合物的晶體類型為________。②該化合物的晶體中存在的作用力有________。A．離子鍵B．極性鍵C．非極性鍵D．范德華力E．氫鍵F．配位鍵③根據(jù)共價鍵理論和等電子體理論分析，CE分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為________。(4)在測定A與F形成的化合物的相對分子質(zhì)量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是__________________________________________________。(5)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如表中元素G與元素B，原因是_____________________________________________________________。解析根據(jù)這幾種元素在周期表中的位置推知：A為H(氫)，B為Be，C為C(碳)，D為N，E為O，F(xiàn)為F(氟)，G為Al，H為Cl，I為Cr，J為Fe，(1)Cr元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，其價層電子排布圖為，一般來說，同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，但N元素原子2p軌道上電子達到半充滿，故其第一電離能要大于O的第一電離能，因此這四種元素的第一電離能由大到小的順序為F(氟)>N>O>C(碳)。(2)甲、乙、丙分別為CH4、NH3、H2O，這三種分子的中心原子均采取sp3的雜化方式，它們的空間構型分別為正四面體形、三角錐形、V形，CH4分子中的鍵角為109°28′，而NH3分子和H2O分子上有未成鍵的孤電子對；孤對電子越多，排斥力越大，鍵角越小，所以鍵角順序為H2O<NH3<CH4，故A項、B項正確，C項錯誤；這三種分子中，CH4為非極性分子，NH3、H2O均為極性分子，D項錯誤。(3)由該化合物的熔沸點可判斷它為分子晶體，分子晶體中均存在范德華力，由該分子的結構可以看出其晶體中還存在極性鍵和配位鍵；CO分子和N2分子互為等電子體，故CO分子的結構與N2類似，為C≡O，因此CO分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為1∶2。(4)A與F形成的化合物為HF，它的分子間存在的氫鍵會使HF相互結合形成(HF)n，從而使得測的相對分子質(zhì)量偏高。(5)Be和Al在元素周期表中位于對角線的位置，因此它們的有些性質(zhì)是相似的。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)F>N>O>C(2)CD(3)①分子晶體②BDF③1∶2(4)氟化氫氣體中存在因氫鍵而相互締合形成的締合分子(HF)n(5)Be與Al在元素周期表中位于對角線的位置5．(15分)(·貴州省六校聯(lián)考)在電解煉鋁過程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔點的作用。冰晶石的生產(chǎn)原理為2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2A＋3CO2↑＋9H2O。根據(jù)題意完成下列填空：(1)冰晶石的化學式為________，含有離子鍵、________等化學鍵。(2)生成物中含有10個電子的分子是________(寫分子式)，該分子的空間構型為________，中心原子的雜化方式為________。(3)反應物中電負性最大的元素為________(填元素符號)，寫出其原子最外層的電子排布圖：________。(4)Al單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖丙所示。若已知Al的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數(shù)，Al的相對原子質(zhì)量為M，則一個晶胞中Al原子的數(shù)目為________；Al晶體的密度為________(用字母表示)。解析(1)冰晶石的化學式為Na3AlF6，Na＋與AlFeq\o\al(3－,6)之間為離子鍵，而AlFeq\o\al(3－,6)是以配位鍵形成的。(2)生成物中10電子分子是H2O，氧原子采取sp3雜化，由于氧原子含有兩對孤電子對，故分子結構為V形。(3)F是電負性最大的元素，其最外層電子排布圖為。(4)鋁晶胞的原子處于晶胞頂角和面心，故一個晶胞含有的Al原子數(shù)目為6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4。設Al晶胞的邊長為a，則有：2a2＝(4d)2，a＝2eq\r(2)d，Al晶胞的體積為V＝16eq\r(2)d3，故Al晶體的密度為eq\f(M,4\r(2)d3NA)。答案(1)Na3AlF6配位鍵(2)H2OV形sp3(3)F(4)4eq\f(M,4\r(2)d3NA)6．(15分)X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素，其原子序數(shù)依次增大；X2－和Y＋有相同的核外電子排布；Z的氣態(tài)氫化物的沸點比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點低；R的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多；W為金屬元素，X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時反應可用于實驗室制取Z的氣體單質(zhì)。回答下列問題(相關回答均用元素符號表示)：(1)R的基態(tài)原子的核外電子排布式是____________。(2)Z的氫化物的沸點比其上一周期同族元素氫化物的沸點低的原因是__________________________________________________________________。(3)X與Z中電負性較大的是________。Z的某種含氧酸鹽常用于實驗室制取X形成的單質(zhì)，此酸根離子的空間構型為________，此離子中所含化學鍵的類型是________，X—Z—X的鍵角________109°28′(填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤電子對之間的斥力＞孤電子對與成鍵電子對之間的斥力＞成鍵電子對之間的斥力)。(4)X與Y形成的化合物Y2X的晶胞如圖。其中X離子的配位數(shù)為________，與一個X離子距離最近的所有的Y離子為頂點的幾何體為________。該化合物與MgO相比，熔點較高的是________。(5)已知該化合物的晶胞邊長為apm，則該化合物的密度為________g·cm－3(只要求列出算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA)。解析(1)依據(jù)洪特規(guī)則可推知前四周期中基態(tài)原子中單電子數(shù)最多也即價層電子排布式為3d54s1(單電子數(shù)為6)，則R為鉻元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。(2)結合題干信息可推知元素X、Y、Z、W分別為O、Na、Cl、Mn；因HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間不存在氫鍵，故沸點：HF＞HCl。(3)O與Cl中電負性較大的是O；Cl的含氧酸鹽中用于實驗室制取氧氣的鹽為KClO3，ClOeq\o\al(－,3)的價層電子對數(shù)為4(3個σ鍵、1個孤電子對)，故ClOeq\o\al(－,3)的空間構型(VSEPR模型為四面體)為三角錐形；ClOeq\o\al(－,3)中Cl、O間為共價鍵，由于中心原子上存在一對孤電子對，孤電子對的排斥力大于成鍵電子對，故O—Cl—O的鍵角小于109°28′。(4)由晶胞結構可知O2－(晶胞中空心球)的配位數(shù)為8；與一個O2－距離最近的Na＋為頂點形成的幾何體為立方體；由于Mg2＋所帶電荷數(shù)比Na＋多，且離子半徑小于Na＋的離子半徑，因此MgO的晶格能大于Na2O的，則熔點：MgO＞Na2O。(5)利用“均攤法”可知一個晶胞中含有4個Na2O微粒，故該化合物的密度為eq\f(4×62,NA×a3×10－30)g·cm－3(注：1pm＝10－10cm)。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1(2)HF分子間存在氫鍵，而HCl分子間不存在氫鍵(3)O三角錐形共價鍵(或極性鍵、配位鍵均可)＜(4)8立方體或正方體MgO(5)eq\f(4×62,NA×a3×10－30)三、高檔題7．(15分)(·石家莊聯(lián)考)元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷(As)、銻(Sb)等。這些元素無論在研制新型材料，還是在制作傳統(tǒng)化肥、農(nóng)藥等方面都發(fā)揮了重要的作用。請回答下列問題：(1)N4分子是一種不穩(wěn)定的多氮分子，這種物質(zhì)分解后能產(chǎn)生無毒的氮氣并釋放出大量能量，能被應用于制造推進劑或炸藥。N4是由四個氮原子組成的氮單質(zhì)，其中氮原子采用的軌道雜化方式為sp3，該分子的空間構型為________，N—N鍵的鍵角為________。(2)基態(tài)砷原子的最外層電子排布式為________。(3)電負性是用來表示兩個不同原子形成化學鍵時吸引鍵合電子能力的相對強弱，是元素的原子在分子中吸引共用電子對的能力。由此判斷N、P、As、Sb的電負性從大到小的順序是______________。(4)聯(lián)氨(N2H4)可以表示為H2N—NH2，其中氮原子采用的軌道雜化方式為________，聯(lián)氨的堿性比氨的堿性________(填“強”或“弱”)，其原因是_________________________________________________________________。寫出N2H4與N2O4反應的化學方程式：____________________。(5)元素X與N同周期，且X的原子半徑是該周期主族元素原子半徑中最小的，X與Ca形成的化合物CaX2的晶胞結構如圖所示：CaX2的晶體類型是________，一個晶胞中含有Ca的離子數(shù)為________，含有X的離子數(shù)為________。解析(1)N4中氮原子的軌道雜化方式為sp3，其空間構型可參照P4(白磷)，應為正四面體結構，N—N鍵的鍵角為60°；(2)砷位于第四周期ⅤA族，其最外層電子排布式為4s24p3；(3)同主族元素從上到下，元素的電負性逐漸減?。?4)聯(lián)氨(HN2—NH2)中氮原子與其他原子結合形成三個σ鍵，還有一對孤電子對，其軌道雜化方式為sp3；與NH3相比，N2H4堿性弱，因為N2H4相當于NH3的一個H原子換成了—NH2，N原子的吸電子能力遠強于H原子，因此N2H4中的N原子上電子云密度小于NH3，更難結合H＋；(5)N元素位于第二周期，該周期中原子半徑最小的主族元素為F，CaF2為離子晶體，該晶胞中Ca2＋的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，F(xiàn)－均在晶胞內(nèi)部，故為8個。答案(1)正四面體60°(2)4s24p3(3)N>P>As>Sb(4)sp3弱N2H4中的N原子上電子云密度小于NH3，更難結合H＋2N2H4＋N2O4=3N2＋4H2O(5)離子晶體48專題十五有機化學基礎(選考)[最新考綱]1．有機化合物的組成與結構(1)能根據(jù)有機化合物的元素含量、相對分子質(zhì)量確定有機化合物的分子式；(2)了解常見有機化合物的結構。了解有機物分子中的官能團，能正確地表示它們的結構；(3)了解確定有機化合物結構的化學方法和某些物理方法；(4)了解某些有機化合物存在同分異構現(xiàn)象，能判斷簡單有機化合物的同分異構體(不包括手性異構體)；(5)能根據(jù)有機化合物命名規(guī)則命名簡單的有機化合物；(6)能列舉事實說明有機物分子中基團之間存在相互影響。2．烴及其衍生物的性質(zhì)與應用(1)以烷、烯、炔和芳香烴的代表物為例，比較它們在組成、結構、性質(zhì)上的差異；(2)了解天然氣、石油液化氣和汽油的主要成分及其應用；(3)舉例說明烴類物質(zhì)在有機合成和有機化工中的重要作用；(4)了解鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的組成和結構特點以及它們的相互聯(lián)系；(5)了解加成反應、取代反應和消去反應；(6)結合實際了解某些有機化合物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響，關注有機化合物的安全使用問題。3．糖類、氨基酸和蛋白質(zhì)(1)了解糖類的組成和性質(zhì)特點，能舉例說明糖類在食品加工和生物質(zhì)能能源開發(fā)上的應用；(2)了解氨基酸的組成、結構特點和主要化學性質(zhì)，氨基酸與人體健康的關系；(3)了解蛋白質(zhì)的組成、結構和性質(zhì)；(4)了解化學科學在生命科學發(fā)展中所起的重要作用。4．合成高分子化合物(1)了解合成高分子化合物的組成與結構特點，能依據(jù)簡單合成高分子化合物的結構分析其鏈節(jié)和單體；(2)了解加聚反應和縮聚反應的特點；(3)了解新型高分子材料的性能及其在高新技術領域中的應用；(4)了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量方面的貢獻。自查1．官能團與有機物的性質(zhì)官能團主要化學性質(zhì)烷烴①在光照下發(fā)生鹵代反應；②不能使酸性KMnO4溶液褪色；③高溫分解不飽和烴烯烴①跟X2、H2、HX、H2O等發(fā)生加成反應；②加聚；③易被氧化，可使酸性KMnO4溶液褪色炔烴—C≡C—①跟X2、H2、HX、H2O等發(fā)生加成反應；②易被氧化，可使酸性KMnO4溶液褪色；③加聚苯①取代——硝化反應、磺化反應、鹵代反應(Fe或Fe3＋作催化劑)；②與H2發(fā)生加成反應苯的同系物①取代反應；②使酸性KMnO4溶液褪色續(xù)表鹵代烴—X①與NaOH溶液共熱發(fā)生取代反應；②與NaOH醇溶液共熱發(fā)生消去反應醇—OH①跟活潑金屬Na等反應產(chǎn)生H2；②消去反應，加熱時，分子內(nèi)脫水生成烯烴；③催化氧化；④與羧酸及無機含氧酸發(fā)生酯化反應酚—OH①弱酸性；②遇濃溴水生成白色沉淀；③遇FeCl3溶液呈紫色醛①與H2加成為醇；②被氧化劑(如O2、[Ag(NH3)2]＋、Cu(OH)2等)氧化為羧酸羧酸酸的通性；②酯化反應酯發(fā)生水解反應，生成羧酸(鹽)和醇2.常見重要官能團的檢驗方法官能團種類試劑判斷依據(jù)碳碳雙鍵或碳碳三鍵溴的CCl4溶液橙紅色褪去酸性KMnO4溶液紫紅色褪去鹵素原子NaOH溶液、稀硝酸、AgNO3溶液有沉淀生成醇羥基鈉有H2放出酚羥基FeCl3溶液顯紫色濃溴水有白色沉淀產(chǎn)生醛基銀氨溶液有銀鏡生成新制Cu(OH)2懸濁液有磚紅色沉淀產(chǎn)生羧基NaHCO3溶液有CO2氣體放出3.提純常見有機物的方法混合物試劑分離方法主要儀器甲烷(乙烯)溴水洗氣洗氣瓶苯(乙苯)酸性KMnO4溶液，NaOH溶液分液分液漏斗溴乙烷(乙醇)水分液分液漏斗苯(苯酚)NaOH溶液分液分液漏斗硝基苯(苯)——蒸餾蒸餾燒瓶乙醇(H2O)新制生石灰蒸餾蒸餾燒瓶乙酸乙酯(乙酸、乙醇)飽和Na2CO3溶液分液分液漏斗乙醇(乙酸)NaOH溶液蒸餾蒸餾燒瓶乙烷(乙炔)酸性KMnO4溶液、NaOH溶液洗氣洗氣瓶自悟1．具有相同官能團的物質(zhì)是否一定屬于同一類物質(zhì)？提示具有同一官能團的物質(zhì)不一定是同一類有機物。如：(1)CH3—OH、雖都含有—OH官能團，但二者屬不同類型的有機物。(2)含有醛基的有機物，有的屬于醛類，有的屬于酯類，有的屬于糖類等。2．利用酸性KMnO4溶液是否能夠鑒別烷烴和炔烴？是否能夠除去烷烴中的炔烴？提示酸性KMnO4溶液可鑒別烷烴、炔烴，但不能用來除去烷烴中的炔烴，因為酸性KMnO4溶液可把炔烴氧化成其他物質(zhì)，在除去炔烴的同時，又引入了其他雜質(zhì)。3．醇的氧化產(chǎn)物與結構有怎樣的關系？提示4．在有機反應中①取代反應，②水解反應，③消去反應，④加成反應，能引入羥基的反應有哪些？提示①取代反應，②水解反應，④加成反應。分別如：CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O))CH3CH2OH＋NaBrCH3COOCH2CH3＋H2Oeq\o(,\s\up7(H＋))CH3COOH＋CH3CH2OHCH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑))CH3CH2OH5．乙醇、苯酚、乙酸、水的分子結構中均有—OH，這些—OH的活潑性強弱順序如何？為什么—OH的活潑性不同？提示—OH的活潑性由強到弱順序為：乙酸>苯酚>水>乙醇。由于這些—OH所連的基團不同，—OH受相連基團的影響就不同，故羥基上的氫原子的活潑性也就不同。6．發(fā)生縮聚反應的單體分子中至少含有幾個官能團？提示單體分子中至少含有2個官能團，官能團可以相同，也可以不同。7．如何檢驗溴乙烷在NaOH醇溶液中加熱發(fā)生了消去反應？鹵代烴發(fā)生消去反應有什么規(guī)律？提示把生成的氣體通入酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液，若能使酸性KMnO4溶液或溴的四氯化碳溶液褪色，則說明溴乙烷在NaOH醇溶液中發(fā)生了消去反應。鹵代烴發(fā)生消去反應的規(guī)律為：。因此只含一個碳原子的鹵代烴和連有鹵素原子的碳原子無鄰位碳原子或鄰位碳原子上無氫原子鹵代烴都不能發(fā)生消去反應。自建必考點一官能團與有機化合物的性質(zhì)[突破核心考點]有關官能團性質(zhì)的易混點1．注意苯環(huán)的結構與六元環(huán)的區(qū)別，不要看到含雙鍵的六元環(huán)就認為是苯環(huán)。2．注意酚羥基的性質(zhì)與醇羥基的區(qū)別。注意酚羥基與苯環(huán)的相互影響，如苯環(huán)鄰對位氫易取代、酚羥基易電離等。3．注意醇的催化氧化規(guī)律，伯醇氧化為醛、仲醇氧化為酮，叔醇不能氧化。4．不是所有的醇或鹵代烴都能發(fā)生消去反應的，與連有醇羥基(或鹵素原子)的碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子，則不能發(fā)生消去反應。5．酚酯與普通酯的區(qū)別，1mol酚酯(如HCOOC6H5)水解時耗2molNaOH；1mol普通酯(如CH3COOC2H5)水解時耗1molNaOH。6．能與Na2CO3溶液發(fā)生反應的有：羧酸、苯酚，但苯酚與Na2CO3溶液反應生成NaHCO3而得不到CO2。【真題1】(·山東理綜，10)莽草酸可用于合成藥物達菲，其結構簡式如圖所示，下列關于莽草酸的說法正確的是()。A．分子式為C7H6O5B．分子中含有2種官能團C．可發(fā)生加成和取代反應D．在水溶液中羧基和羥基均能電離出H＋[思維提示]解析A項，莽草酸的分子式為C7H10O5，錯誤。B項，分子中含有羥基、羧基、碳碳雙鍵三種官能團，錯誤。C項，在莽草酸中含有碳碳雙鍵，所以能發(fā)生加成反應；因含有羧基及羥基，可發(fā)生酯化反應即取代反應，正確。D項，在水溶液中羥基不能電離出H＋，羧基能電離出H＋，錯誤。答案C【題組】1.(·西安聯(lián)考)普伐他汀是一種調(diào)節(jié)血脂的藥物，其結構簡式如圖所示(未表示出其空間構型)。下列關于普伐他汀的性質(zhì)描述不正確的是()。A．能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應B．能使酸性KMnO4溶液褪色C．能發(fā)生加成、取代、消去反應D．1mol該物質(zhì)最多可與2molNaOH反應解析在普伐他汀的結構中含有的官能團有醇羥基(—OH)、羧基(—COOH)、酯基()和碳碳雙鍵()，所以能發(fā)生取代反應、加成反應、消去反應，也能使酸性KMnO4溶液褪色。但因無酚羥基，故不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。分子中的羧基(—COOH)和酯基()都能和NaOH溶液反應，故1mol該物質(zhì)可與2molNaOH反應。答案A2．(·皖北統(tǒng)考)已知酯類在銅鉻氧化物催化下與氫氣反應得到醇：R1COOR2＋2H2eq\o(→,\s\up7(銅鉻氧化物))R1CH2OH＋R2OH，羰基雙鍵可同時被還原，但苯環(huán)在催化氫化過程中不發(fā)生變化。圖為某有機物M的結構簡式：請回答下列問題。(1)M的分子式為________。(2)M分子中的含氧官能團為________(填字母代號)。A．醇羥基B．酚羥基C．酯基D．羧基E．醚鍵(3)寫出M在足量的NaOH溶液中發(fā)生反應的化學方程式：______________。將反應中生成的有機物用稀硫酸酸化，所得的有機物N再與足量的溴水反應，最多可消耗Br2的物質(zhì)的量為________。(4)寫出有機物M在銅鉻氧化物催化下與足量H2反應的化學方程式：__________________________________________________________________。(5)設(4)中生成的相對分子質(zhì)量較大的有機物為P，則N與P的關系為________(填字母代號)。A．同一種物質(zhì)B．同系物C．同分異構體D．同素異形體解析(2)有機物M中的官能團只有兩種：酚羥基和酯基。(3)1molM最多可消耗5molNaOH。酚與溴水反應時，應在酚羥基的鄰、對位發(fā)生取代。(4)M屬于碳酸酯，1molM可消耗3molH2。(5)有機物N與P都是。答案(1)C20H14O5(2)BC(3)＋5NaOH→＋NaOCOONa＋3H2O6mol(4)＋3H2eq\o(→,\s\up7(銅鉻氧化物))＋CH3OH(5)A[掌握方法技能]常見官能團的特征反應1．能使溴水褪色的有機物通常含有、—C≡C—或—CHO。2．能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有機物通常含有、—C≡C—、—CHO或苯的同系物。3．能發(fā)生加成反應的有機物通常含有、—C≡C—、—CHO或苯環(huán)，其中—CHO和苯環(huán)一般只能與H2發(fā)生加成反應。4．能發(fā)生銀鏡反應或能與新制Cu(OH)2懸濁液反應的有機物必含有—CHO。5．能與鈉反應放出H2的有機物必含有—OH或—COOH。6．能與Na2CO3或NaHCO3溶液反應放出CO2或使石蕊試液變紅的有機物必含有—COOH。7．能發(fā)生消去反應的有機物為醇或鹵代烴等。8．能發(fā)生水解反應的有機物為鹵代烴、酯(油脂)、糖或蛋白質(zhì)等。9．遇FeCl3溶液顯紫色的有機物必含有酚羥基。10．能發(fā)生連續(xù)氧化的有機物是伯醇或烯烴。必考點二常見有機反應類型[突破核心考點]有機反應類型往往與官能團的性質(zhì)結合在一起進行綜合考查。有機反應類型的判斷通常有以下四個方面：1．不同有機反應類型的特征反應條件。2．反應物和生成物的組成和結構。3．不同官能團的特征反應類型。4．不同試劑可能發(fā)生的常見反應類型。【真題2】(·全國新課標Ⅱ，38)化合物I(C11H12O3)是制備液晶材料的中間體之一，其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定條件下合成：已知以下信息：A的核磁共振氫譜表明其只有一種化學環(huán)境的氫；②eq\o(→,\s\up7(①B2H6),\s\do5(②H2O2/OH－))R—CH2CH2OH；③化合物F苯環(huán)上的一氯代物只有兩種；④通常在同一個碳原子上連有兩個羥基不穩(wěn)定，易脫水形成羰基?；卮鹣铝袉栴}：(1)A的化學名稱為__________。