(新)2022届高考二轮精品专题十二 物质结构与性质 学生版.docx
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1、专题 十二××物质结构与性质从近几年新课标的高考试题来看,“物质结构和性质”模块作为选考内容,仅命制一个大题主观题,该题目一般是以元素推断或某主族元素为背景,下设4至6个小题,10个空左右进行设计,以“拼盘”形式呈现,题目变化多端,知识覆盖较广,考查主要涉及以下内容:(1)原子结构:能量最低原理的应用;电子排布式、电子排布图的书写;电离能、电负性的大小比较和应用等。(2)分子结构:键、键、配位键的分析和判断;分子的构型、分子的极性的判断;“相似相溶原理”、等电子原理、氢键的性质等知识的应用。(3)晶体结构:晶体中粒子数目的确定;共价键、分子间作用力、离子键和金属键的判断以及
2、对晶体性质的影响;常见晶体的结构及熔、沸点的比较。今后的高考命题仍会侧重上述知识点进行设计,题型也不会有太大变化,但试题的背景会更加新颖,题目会更加综合,更注重体现科学新成果或新发现,更注重考生 “结构决定性质”思想的树立和空间想象能力的考查。一、原子结构与性质1、原子核外电子运动状态,以及电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义。电子云:用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近,电子出现的机会大,电子云密度越大;离核越远,电子出现的机会小,电子云密度越小。电子层(能层):根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,核外电子分别处于不同的电子层。原子
3、由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q。原子轨道(能级即亚层):处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不同类型的原子轨道上运动,分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道,s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形,d轨道和f轨道较复杂。各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。2、能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式。根据构造原理,基态原子核外电子的排布遵循图箭头所示的顺序。根据构造原理,可以将各能级按能量的差异分成能级组如图所示,由下而上表示七个能级组,其能量依次升高;在同一能级组内,从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。3、元素电离能和元素电负性
4、(1)第一电离能:气态电中性基态原子失去1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kJ/mol。 (2)元素的电负性:元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。二、化键与物质的性质1、离子键(1)化学键:相邻原子之间强烈的相互作用化键包括离子键、共价键和金属键。(2)离子键:阴、阳离子通过静电作用形成的化键。离子键强弱的判断:离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,离子晶体的熔沸点越高。2、共价键的主要类型键和键(1)共价键的分类和判断:键(“头碰头”重叠)和键(“肩碰肩”重叠)、极性键和非极性键,还有一类特殊的共价键-配位键。3、极性键
5、和非极性键(1)共价键:原子间通过共用电子对形成的化键(2)键的极性极性键:不同种原子之间形成的共价键,成键原子吸引电子的能力不同,共用电子对发生偏移非极性键:同种原子之间形成的共价键,成键原子吸引电子的能力相同,共用电子对不发生偏移(3)分子的极性非极性分子和极性分子的比较非极性分子极性分子形成原因整个分子的电荷分布均匀,对称整个分子的电荷分布不均匀、不对称存在的共价键非极性键或极性键极性键分子内原子排列对称不对称举例说明:分子共价键的极性正负电荷中心结论举例同核双原子分子非极性键重合非极性分子H2、N2、O2异核双原子分子极性键不重合极性分子CO、HF、HCl异核多原子分子分子中各键的向量
6、和为零重合非极性分子CO2、BF3、CH4分子中各键的向量和不为零不重合极性分子H2O、NH3、CH3Cl相似相溶原理:极性分子易溶于极性分子溶剂中(如HCl易溶于水中),非极性分子易溶于非极性分子溶剂中(如CO2易溶于CS2中)4、分子的空间立体结构常见分子的类型与形状比较分子类型分子形状键角键的极性分子极性代表物A球形非极性He、NeA2直线形非极性非极性H2、O2AB直线形极性极性HCl、NOABA直线形180°极性非极性CO2、CS2ABAV形180°极性极性H2O、SO2A4正四面体形60°非极性非极性P4AB3平面三角形120°极性非极性BF
7、3、SO3AB3三角锥形120°极性极性NH3、NCl3AB4正四面体形109°28极性非极性CH4、CCl4AB3C四面体形109°28极性极性CH3Cl、CHCl3AB2C2四面体形109°28极性极性CH2Cl2直 线三角形V形四面体三角锥V形(H2O)三、晶体结构与性质1、离子晶体离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量,晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能越大,离子晶体的熔点越高、硬度越大。离子晶体:通过离子键作用形成的晶体。典型的离子晶体结构:NaCl型和CsCl型。氯化钠晶体中,每个钠离子周围有6个氯离子
8、,每个氯离子周围有6个钠离子,每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子;氯化铯晶体中,每个铯离子周围有8个氯离子,每个氯离子周围有8个铯离子,每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。NaCl型晶体CsCl型晶体每个Na+离子周围被6个Cl离子所包围,同样每个Cl也被6个Na+所包围每个正离子被8个负离子包围着,同时每个负离子也被8个正离子所包围晶胞中粒子数的计算方法-均摊法位置顶点棱边面心体心贡献1/81/41/212、分子晶体(1)分子间作用力的含义,化学键和分子间作用力的区别分子间作用力:把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用,比化学键弱得多,包括范德华力和氢键。范德华
9、力一般没有饱和性和方向性,而氢键则有饱和性和方向性。(2)分子晶体的含义,分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。分子晶体:分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体。典型的有冰、干冰。分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量,熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。(3)氢键的存在对物质性质的影响NH3、H2O、HF中由于存在氢键,使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高影响物质的性质方面:增大溶沸点,增大溶解性表示方法:XHY(N、O、F)一般都是氢化物
10、中存在3、原子晶体(1)原子晶体:所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体(2)典型的原子晶体有金刚石(C)、晶体硅(Si)、二氧化硅(SiO2)金刚石是正四面体的空间网状结构,最小的碳环中有6个碳原子,每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键;晶体硅的结构与金刚石相似;二氧化硅晶体是空间网状结构,最小的环中有6个硅原子和6个氧原子,每个硅原子与4个氧原子成键,每个氧原子与2个硅原子成键(3)共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断:原子半径越小,形成共价键的键长越短,共价键的键能越大,其晶体熔沸点越高如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。4、分
11、子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体粒子原子分子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间作用(力)共价键分子间作用力复杂的静电作用离子键熔沸点很高很低一般较高,少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬,少部分软较硬溶解性难溶解相似相溶难溶(Na等与水反应)易溶于极性溶剂导电情况不导电(除硅)一般不导电良导体固体不导电,熔化或溶于水后导电实例金刚石、水晶、碳化硅等干冰、冰、纯硫酸、H2(S)Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3NaOH等 (70分钟)经典训练题1用化学用语表示2H2S+3O22SO2+2H2O中的相关微粒,其中正确的
12、是( )AH2S是极性分子BH2O的分子空间构型:直线形CH2S的沸点比H2O高DH2O分子中所有原子满足8电子结构2下列说法正确的是( )A元素J的基态原子核外有2个未成对电子,则该基态原子的价电子排布式可能为3d64s2B元素K的基态原子4s轨道上有2个电子,则该基态原子的价电子排布式可能为3d94s2C元素L、M的基态原子的最外层电子排布式分别为3s2、4s2,则L、M一定为同一族的元素D下列三种分子NH3、PH3、AsH3,键角由大到小的顺序是>>3 下列说法中正确的是( )I1I2I3I4I5I6I75781817274511575148301837623293AHF、H
13、Cl、H2S、PH3的稳定性依次增强B按Mg、Si、N、F的顺序,原子半径由小变大C晶体硅和石英(SiO2)晶体中的硅原子均采取sp3杂化D某主族元素的电离能I1I7数据如表所示(单位:kJ/mol),可推测该元素位于元素周期表第A族4下列说法不正确的是( )A晶格能由大到小:MgO>CaO>NaF>NaClB某金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+C熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电能力且可作手术刀的消毒液,从不同角度分类HgCl2是
14、一种共价化合物、非电解质、盐、离子晶体D含极性键的非极性分子往往是高度对称的分子,比如CO2、BF3、CH4这样的分子5分子或离子中的大键可表示为,其中x表示参与形成大键原子总数,y表示电子数,已知电子数=价电子总数-(电子对数+孤电子对数)×2。SO2和SO3的结构如图所示:下列关于SO2和SO3的有关说法正确的是( )ASO2的电子数为6BSO3的大键可表示为CSO3中心原子为sp3杂化方式DSO2与SO3空间构型相同 1近日,温州大学王舜教授课题组与美国北德克萨斯大学Zhenhai Xia教授合作在杂原子掺杂碳的超级电容领域取得了新突破。下列C原子电子排布图表示的状态中能量关系
15、正确的是( )ABC=D=2下列说法错误的是( )A电子排布式为的元素,其价态为+3时最稳定B在同一能级上运动的电子,其运动状态肯定不同C碳原子核外能量最高的电子云轮廓图如图所示D钠原子由时,吸收能量,由激发态转化成基态3C60可用作储存氢气的材料,结构如右图所示。继C60后,科学家又合成了Si60、N60,三种物质结构相似。下列有关说法正确的是( )AC60、Si60、N60都属于原子晶体BC60、Si60、N60分子内共用电子对数目相同C由于N-N键能小于NN,故N60的稳定性弱于N2D由于C-C键长小于Si-Si键,所以C60熔沸点低于Si604SCR法选择性催化还原技术是一种以作为还原
16、剂,将烟气中分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术,反应原理为:;。列说法正确的是( )A汽车尾气中含有,是引起温室效应的主要气体之一BN2中键与键之比为12C反应中每生成标况下的22.4L N2转移电子数1.5NAD的沸点比的沸点高5下列有关氮族元素单质及其化合物说法正确的是( )AN2与CO互为等电子体,化学性质相同BAsCl3分子的空间构型为平面三角形C氮的最高价氧化物晶体中含两种离子,阴离子的主体构型为平面三角形,则阴、阳离子、氮原子的杂化方式分别为sp2、spD肼(N2H4)的球棍模型透视图为,则肼分子中只含极性键1下列说法错误的是( )A基态氧原子的价电子排布图为BNH4F中存在离
17、子键、共价键、配位键C立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度DSi原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p 键2类比推理是学习化学的重要的思维方法,下列陈述及类比推理陈述均正确的是( )陈述类比推理陈述A单质的熔点Br2<I2单质的熔点Li<NaB工业上电解熔融的Al2O3得到铝单质工业上电解熔融的MgO得到镁单质C还原性:I>Br还原性:P3>N3D溶解度:CaCO3<Ca(HCO3)2溶解度:Na2CO3<NaHCO33下列关于物质的组成、结构或性质的叙述中,正确的是( )A第三周期主族元素中
18、,第一电离能和电负性最大的都是氯BHF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键C基态原子价电子排布式为(n-1)d68ns2的元素属于第B族D金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅为共价晶体,共价键依次增强,熔点依次升高4我国用BeO、KBF4等原料制备KBe2BO3F2晶体,在世界上首次实现在177.3nm深紫外激光倍频输出,其晶胞如图所示。下列说法错误的是( )A构成晶体的非金属元素的电负性由大到小的顺序为F>O>BBKBF4中的阴离子的中心原子的杂化方式为sp2C根据元素周期表中元素所处的位置可推测BeO与Al2O3性质相似D晶胞中的K+有2个位于晶胞内部,8个位于晶胞顶点,则1mo
19、l该晶胞含3mol KBe2BO3F25在分析化学中,常用丁二酮肟镍重量法来测定样品中Ni2+的含量,产物结构如图所示。下列关于该物质的说法,不正确的是( )A含有的化学键类型为共价键、配位键和氢键BNi2+利用其空轨道与丁二酮肟形成了配合物C该化合物中C的杂化方式有sp2、sp3D难溶于水的原因是形成了分子内氢键,很难再与水形成氢键6某科研团队研究发现硼氢化钠(NaBH4)在催化剂Ru表面与水反应可生成H2,其反应机理如图所示:根据以上信息判断,下列叙述错误的是( )A过程至过程中硼元素杂化方式:sp3sp2sp3B微粒X是过程中残留的水C整个过程总反应方程式:NaBH4+4H2O=NaB(
20、OH)4+4H2D1mol NaBH4的还原能力与标准状况下89.6L H2的还原能力相当(还原能力即生成H+失去电子的量)7元素M的基态原子的核外电子排布式为Kr4d105s25p5,下列有关元素M的说法正确的是( )AM的最高正化合价为+5价BM是一种过渡元素C常温下,M的单质呈液态DM的单质具有较强氧化性8 氮气可以做食品、灯泡等的填充气。实验室制取氮气的反应为:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。下列说法正确的是( )AN2的电子式为:B元素的第一电离能:O>NCP元素能形成PCl5,而N原子核外无d轨道,不能形成NCl5DCu元素的焰色反应是Cu原子核外电子能级跃迁的结果
21、,是金属特有的化学性质9X、Y是同周期的两种主族元素,他们的逐级电离能(I)数据如下表所示:电离能(kJ/mol)I1I2I3I4I5X49645626912954313353Y738145177331054013630下到有关说法正确的是( )A电负性:X>YB与水反应剧烈程度:XYCX的最外层电子数为1DY的最高化合价为+310A、D、E、W是中学常见的四种元素,原子序数依次增大,A的原子最外层电子数是次外层的2倍,D的氧化物属于两性氧化物,D、E位于同周期,A、D、E的原子最外层电子数之和为14,W是人体必需的微量元素,缺乏W会导致贫血症状。(1)E在元素周期表中的位置是_。A与E
22、组成的化合物是常用的溶剂,写出其电子式_(2)下列事实能用元素周期表相应规律解释的是(填字母序号)_。aD的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg(OH)2bE的气态氢化物的稳定性小于HFcA的单质能与二氧化硅高温下制得粗品硅单质(3)WE3的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板,反应的离子方程式为_。(4)W的单质可用于处理酸性废水中的NO,使其转换为NH,同时生成有磁性的W的氧化物X,再进行后续处理,上述反应的离子方程式为_。上述W的氧化物X能与D的单质反应,写出该反应的化学方程式为_。11(1)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为K4Fe(CN)6。CN的电子式是_;1mol该配离子中含键
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