高三化学专题复习物质结构教案.pdf

专题复习专题复习-物质结构与性质（一）物质结构与性质（一）考纲要求考纲要求 1.1.了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理，了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示能用电子排布式表示 1 13636 号元素的原子号元素的原子及简单离子的基态核外电子排布。及简单离子的基态核外电子排布。2.2.了解主族元素第一电离能、了解主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律，电负性等性质的周期性变化规律，能根据元素电负性说明元素能根据元素电负性说明元素的金属性和非金属性的周期性变化规律。的金属性和非金属性的周期性变化规律。3.3.能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型和杂化轨道能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型和杂化轨道类型。类型。【高考真题】【高考真题】1.(2010 江苏高考)乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。2 2 2 2(1)CaC2中C2与O2互为等电子体，O2的电子式可表示为；1molO2中含有的键数目为。(2)将乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu 基态核外电子排布式为。(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C CH C N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是；分子中处于同一直线上的原子数目最多为。(4)CaC2晶体的晶胞结构与 NaCl 晶体的相似（如右图所示），但 CaC2晶体中含有的中哑铃形 C22的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中 1 个 Ca2周围距离最近的 C22数目为。2.(2011 江苏高考)原子序数小于 36 的 X、Y、Z、W 四种元素，其中X 是形成化合物种最多的元素，Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2 倍，Z 原子基态时 2p 原子轨道上有 3 个未成对的电子，W 的原子序数为 29。回答下列问题：（1）Y2X2分子中 Y 原子轨道的杂化类型为，1mol Y2X2含有键的数目为。（2）化合物 ZX3的沸点比化合物 YX4的高，其主要原因是。（3）元素 Y 的一种氧化物与元素Z 的一种氧化物互为等电子体，元素Z 的这种氧化物的分子式是。（4）元素 W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13 所示，该氯化物的化学式是，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为。3.(2012 江苏高考)一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的 Cu(NO3)2和 Mn(NO3)2溶液中加入 Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得 CuMn2O4。2Mn 基态的电子排布式可表示为。NO3的空间构型(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化成 CO2，HCHO 被氧化成 CO2和 H2O。根据等电子原理，CO 分子的结构式为。H2O 分子中 O 原子轨道的杂化类型为。1molCO2中含有的 键数目为。22(3)向 CuSO4溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成Cu(OH)4。不考虑空间构型，Cu(OH)4 的结构可用示意图表示为。4.(2013 江苏高考)元素 X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素 Y基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的3 倍。(1)X 与 Y 所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。在 1 个晶胞中，X 离子的数目为。该化合物的化学式为。(2)在 Y 的氢化物(H2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是。(3)Z 的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是。2(4)Y 与 Z 可形成 YZ42YZ4的空间构型为(用文字描述)。2写出一种与 YZ4互为等电子体的分子的化学式：。(5)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2，1mol 该配合物中含有 键的数目为。5.(2014 江苏高考)含有 NaOH 的 Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。（1）Cu+基态核外电子排布式为（2）与 OH 互为等电子体的一种分子为（填化学式）。（3）醛基中碳原子的轨道杂化类型是；1mol 乙醛分子中含有 的键的数目为。（4）含有 NaOH 的 Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为。（5）Cu2O 在稀硫酸中生成 Cu 和 CuSO4。铜晶胞结构如右图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。考点一基态原子的核外电子排布1排布规律(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如 Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2 个自旋状态不同的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。2表示方法(1)电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)简化电子排布式“稀有气体价层电子”的形式表示。如：Cu：Ar3d104s1(3)电子排布图用方框表示原子轨道，用“”或“”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。如 S：12014新课标全国卷，372 基态 Fe 原子有_个未成对电子。Fe3的电子排布式为_。可用硫氰化钾检验 Fe3，形成的配合物的颜色为_。答案41s22s22p63s23p63d5或Ar3d5血红色解析基态 Fe 原子的核外电子排布式为Ar3d64s2，其中 3d 轨道有 4 个轨道未充满，含有 4个未成对电子。Fe 原子失去 4s 轨道的 2 个电子和 3d 轨道的 1 个电子形成 Fe3，则其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。检验 Fe3时，Fe3与 SCN形成配合物而使溶液显血红色。22014江苏，21A 1 Cu 基态核外电子排布式为_。答案Ar3d10或 1s22s22p63s23p63d10解析Cu 的原子序数为 29，根据洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满(如 p6和 d10)、半充满(如 p3和 d5)和全空(如 p0和 d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定，因此Cu 原子的基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，故 Cu核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。32014安徽理综，251 Na 位于元素周期表第_周期第_族；S 的基态原子核外有_个未成对电子；Si 的基态原子核外电子排布式为_。答案三A21s22s22p63s23p2或Ne3s23p2解析Na 元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s1，则 Na 位于元素周期表中第三周期第A 族。S 元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其中 3p 轨道有两个未成对电子。Si 元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2。4 2014 四 川 理 综，81 XY2是 红 棕 色 气 体，Y 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 是_。答案1s22s22p452014福建理综，311 基态硼原子的电子排布式为_。答案1s22s22p1解析B 的原子序数为 5，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。62014浙江自选模块，151 节选31Ga 基态原子的核外电子排布式是_。答案1s22s22p63s23p63d104s24p172013新课标全国卷，371 Ni2的价电子排布图为_。答案“两原理，一规则”的正确理解1原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：2同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定如 np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2考点二元素的电离能和电负性1元素的电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号 I1表示，单位为 kJmol1。(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到 ns2np6的周期性变化。(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。说明同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第A 族、第A 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如 Be、N、Mg、P。(3)元素电离能的应用判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。判断元素的化合价如果某元素的 In1In，则该元素的常见化合价为n 价，如钠元素I2I1，所以钠元素的化合价为1 价。2元素的电负性(1)元素电负性的周期性变化元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势。(2)12014新课标全国卷，371 改编在 N、O、S 中第一电离能最大的是_。答案N22014四川理综，81 已知 Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等，则 Z 所在周期中第一电离能最大的主族元素是_。答案Cl 解析第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为Cl 元素。32013新课标全国卷，372 前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D 中，A 和B 的价电子层中未成对电子均只有1 个，并且 A 和 B 的电子数相差为 8；与B 位于同一周期的 C 和 D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4 和 2，且原子序数相差为 2。四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_(填元素符号)。答案KF42013山东理综，323 第一电离能介于 B、N 之间的第二周期元素有_种。答案35(2013安徽理综，25 改编)已知 Z 的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，W 的一种核素的质量数为 28，中子数为 14。则：(1)W 位于元素周期表第_周期第_族。(2)Z 的第一电离能比 W 的_(填“大”或“小”)。答案(1)三A(2)小62013山东理综，321 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是_。答案a72013福建理综，311 依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F 元素的位置，用小黑点标出C、N、O 三种元素的相对位置。答案考点三两大理论与分子构型1分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。杂化类型spsp2sp3杂化轨道数目234杂化轨道夹角18012010928空间构型直线形平面三角形正四面体形实例BeCl2BF3CH42.分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。电子对数23成键对数232孤电子对数001电子对空间构型直线形三角形分子空间构型直线形三角形V 形实例BeCl2BF3SO2四面体440四面体3212形三角锥形V 形NH3H2OCH43.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子空间构型有关，二者之间可以相互判断。分子组成(A 为中心原子)中心原子的孤电子对数0AB212AB3AB412014江苏，21A 3 节选醛基中碳原子的轨道杂化类型是_。答案sp222014新课标全国卷，373 节选乙醛中碳原子的杂化类型为_。答案sp3、sp232014福建理综，315 NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1molNH4BF4含有_mol 配位键。答案242014四川理综，82 已知 XY2为红棕色气体，X 与 H 可形成 XH3，则XY2离子的立体构型是_，R2离子的 3d 轨道中有 9 个电子，则在R2的水合离子中，提供孤电子对的原子是_。答案V 形O52014新课标全国卷，3723改编周期表前四周期的元素a、b、c、d、e 原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b 的价电子层中的未成对电子有 3 个，c 的最外层电子数为其内层电子数的3 倍，d 与 c 同族。则 a 和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3 的_；酸根呈三角锥结中心原子的杂化方式spsp2sp3sp2sp3sp3分子空间构型直线形V 形V 形平面三角形三角锥形正四面体形示例BeCl2SO2H2OBF3NH3CH4010构的酸是_。答案sp3HNO2、HNO3H2SO362013福建理综，313 H3OBHOFFF中阳离子的空间构型为_，阴离子的中心原子轨道采用_杂化。答案三角锥形sp372013山东理综，323 BCl3和 NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。答案sp2sp382013江苏，21A 24已知元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子，元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍，则在 Y 的氢化物(H2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是_，YZ24的空间构型为_。答案sp3正四面体92012新课标全国卷，371 S 单质的常见形式为 S8，其环状结构如下图所示，S 原子采用的轨道杂化方式是_；答案sp3102012江苏，21A 12NO3的空间构型是_，H2O 分子中 O 原子轨道的杂化类型为_。答案平面三角形sp3112012山东理综，324 甲醛(H2C=O)在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内 C 原子的杂化方式为_，甲醇分子内的 OCH 键角_(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的 OCH 键角。答案sp3小于