专题13-物质结构与性质-ppt课件--2021届高考化学二轮复习.pptx
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1、学 案专题整合突破专题整合突破专题十三物质结构与性质专题十三物质结构与性质1 体系构建 串真知2 真题回放 悟高考3 知识深化 精整合4 典题精研 通题型5 预测演练 明考向1 体系构建 串真知返回导航2 真题回放 悟高考返回导航1原子结构与元素的性质:原子结构与元素的性质:(1)了了解解原原子子核核外外电电子子的的运运动动状状态态、能能级级分分布布和和排排布布原原理理,能能正正确确书写书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。(2)了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质
2、。(3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。(4)了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。返回导航2化学键与分子结构:化学键与分子结构:(1)理理解解离离子子键键的的形形成成,能能根根据据离离子子化化合合物物的的结结构构特特征征解解释释其其物物理理性质。性质。(2)了了解解共共价价键键的的形形成成、极极性性、类类型型(键键和和键键),了了解解配配位位键键的的含含义。义。(3)能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。(4)了解杂化轨道理论及简单的
3、杂化轨道类型了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。(5)能能用用价价层层电电子子对对互互斥斥理理论论或或者者杂杂化化轨轨道道理理论论推推测测简简单单分分子子或或离离子的空间结构。子的空间结构。返回导航3分子间作用力与物质的性质:分子间作用力与物质的性质:(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。了解范德华力的含义及对物质性质的影响。(2)了了解解氢氢键键的的含含义义,能能列列举举存存在在氢氢键键的的物物质质,并并能能解解释释氢氢键键对对物物质性质的影响。质性质的影响。4晶体结构与性质:晶体结构与性质:(1)了了解解晶晶体体的的类类型型,了了解解不不同同类类型型晶晶体体
4、中中结结构构微微粒粒、微微粒粒间间作作用用力的区别。力的区别。(2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。返回导航(3)了解分子晶体结构与性质的关系。了解分子晶体结构与性质的关系。(4)了了解解原原子子晶晶体体的的特特征征,能能描描述述金金刚刚石石、二二氧氧化化硅硅等等原原子子晶晶体体的的结构与性质的关系。结构与性质的关系。(5)理理解解金金属属键键的的含含义义,能能用用金金属属键键理理论论解解释释金金属属的的一一些些物物理理性性质质。了解金属晶体常见的堆积方式。了解金属晶体常见的堆积方式。(6)了了解解晶晶胞胞的的概概念念,能能根
5、根据据晶晶胞胞确确定定晶晶体体的的组组成成并并进进行行相相关关的的计计算。算。返回导航1(2020全全国国卷卷35)Goodenough等等人人因因在在锂锂离离子子电电池池及及钴钴酸酸锂锂、磷磷酸酸铁铁锂锂等等正正极极材材料料研研究究方方面面的的卓卓越越贡贡献献而而获获得得2019年年诺诺贝贝尔尔化化学奖。回答下列问题:学奖。回答下列问题:(1)基态基态Fe2与与Fe3离子中未成对的电子数之比为离子中未成对的电子数之比为_。4 5返回导航(2)Li及及其其周周期期表表中中相相邻邻元元素素的的第第一一电电离离能能(I1)如如表表所所示示。I1(Li)I1(Na),原原因因是是_。I1(Be)I1
6、(B)I1(Li),原原因因是是_。Na与与Li同同主主族族,Na的的电电子子层层数数更更多多,原原子子半半径径更更大大,故第一电离能更小故第一电离能更小I1/(kJ/mol)Li520Be900B801Pa496Mg738Al578Li,Be和和B为为同同周周期期元元素素,同同周周期期元元素素从从左左至至右右,第第一一电电离离能能呈呈现现增增大大的的趋趋势势;但但由由于于基基态态Be原原子子的的s能能级级轨轨道道处处于于全全充充满满状状态态,能能量量更更低低更更稳稳定定,故故其其第一电离能大于第一电离能大于B的的返回导航(3)磷磷酸酸根根离离子子的的空空间间构构型型为为_,其其中中P的的价价
7、层层电电子子对数为对数为_、杂化轨道类型为、杂化轨道类型为_。(4)LiFePO4的的晶晶胞胞结结构构示示意意图图如如(a)所所示示。其其中中O围围绕绕Fe和和P分分别别形形成成正正八八面面体体和和正正四四面面体体,它它们们通通过过共共顶顶点点、共共棱棱形形成成空空间间链链结结构构。每个晶胞中含有每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有的单元数有_个。个。正四面体形正四面体形4sp34返回导航电电池池充充电电时时,LiFeO4脱脱出出部部分分Li,形形成成Li1xFePO4,结结构构示示意意图如图如(b)所示,则所示,则x_,n(Fe2)n(Fe3)_。【解解析析】(1)基基态铁原原子子的的价价
8、电子子排排布布式式为3d64s2,失失去去外外层电子子转化化为Fe2和和Fe3,这两两种种基基态离离子子的的价价电子子排排布布式式分分别为3d6和和3d5,根根据据Hund规则可可知知,基基态Fe2有有4个个未未成成对电子子,基基态Fe3有有5个个未未成成对电子子,所所以以未未成成对电子子个个数数比比为45;(2)同同主主族族元元素素,从从上上至下,原子半径增大,第一至下,原子半径增大,第一电离能逐离能逐渐减小,所以减小,所以I1(Li)I1(Na);13 3返回导航同同周周期期元元素素,从从左左至至右右,第第一一电离离能能呈呈现增增大大的的趋势,但但由由于于A元元素素基基态原原子子s能能级轨
9、道道处于于全全充充满的的状状态,能能量量更更低低更更稳定定,所所以以其其第第一一电离离能能大大于于同同一一周周期期的的A元元素素,因因此此I1(Be)I1(B)I1(Li);(3)经过计算算,PO中中不不含含孤孤电子子对,成成键电子子对数数目目为4,价价层电子子对数数为4,因因此此其其构构型型为正正四四面面体体形形,P原原子子是是采采用用sp3杂化化方方式式形形成成的的4个个sp3杂化化轨道道;(4)由由题干干可可知知,LiFePO4的的晶晶胞胞中中,Fe存存在在于于由由O构构成成的的正八面体内部,正八面体内部,P存在由存在由O构成的正四面体内部;构成的正四面体内部;返回导航返回导航返回导航2
10、(2020全全国国卷卷35)钙钙钛钛矿矿(CaTiO3)型型化化合合物物是是一一类类可可用用于于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料,回答下列问题:生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料,回答下列问题:(1)基态基态Ti原子的核外电子排布式为原子的核外电子排布式为_。(2)Ti的的四四卤卤化化物物熔熔点点如如下下表表所所示示,TiF4熔熔点点高高于于其其他他三三种种卤卤化化物物,自自TiCl4至至TiI4熔熔点点依依次次升升高高,原原因因是是_。1s22s22p63s23p63d24s2化合物化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点熔点/37724.1238.3155T
11、iF4为为离离子子化化合合物物,熔熔点点高高,其其他他三三种种均均为为共共价价化化合合物物,随随相相对对分分子子质质量量的的增增大大分分子子间间作作用用力力增增大大,熔点逐渐升高熔点逐渐升高返回导航(3)CaTiO3的的晶晶胞胞如如图图(a)所所示示,其其组组成成元元素素的的电电负负性性大大小小顺顺序序是是_;金金属属离离子子与与氧氧离离子子间间的的作作用用力力为为_,Ca2的配位数是的配位数是_。OTiCa离子键离子键12返回导航(4)一一种种立立方方钙钙钛钛矿矿结结构构的的金金属属卤卤化化物物光光电电材材料料的的组组成成为为Pb2、I和和有有机机碱碱离离子子NH3NH,其其晶晶胞胞如如图图
12、(b)所所示示。其其中中Pb2与与图图(a)中中_的空间位置相同,有机碱的空间位置相同,有机碱CH3NH中,中,N原子的杂化轨道原子的杂化轨道类类型型是是_;若若晶晶胞胞参参数数为为anm,则则晶晶体体密密度度为为_gcm3(列出计算式列出计算式)。Ti4sp3返回导航(5)用用上上述述金金属属卤卤化化物物光光电电材材料料制制作作的的太太阳阳能能电电池池在在使使用用过过程程中中会会产产生生单单质质铅铅和和碘碘,降降低低了了器器件件效效率率和和使使用用寿寿命命。我我国国科科学学家家巧巧妙妙地地在在此此材材料料中中引引入入稀稀土土铕铕(Eu)盐盐,提提升升了了太太阳阳能能电电池池的的效效率率和和使
13、使用用寿寿命命,其其 作作 用用 原原 理理 如如 图图(c)所所 示示,用用 离离 子子 方方 程程 式式 表表 示示 该该 原原 理理_、_。2Eu3Pb2Eu2Pb22Eu2I22Eu32I返回导航【解解析析】(1)钛元元素素是是22号号元元素素,故故其其基基态原原子子的的核核外外电子子排排布布式式为1s22s22p63s23p63d24s2或或Ar3d24s2;(2)一一般般不不同同的的晶晶体体类型型的的熔熔沸沸点点是是原原子子晶晶体体离离子子晶晶体体分分子子晶晶体体,TiF4是是离离子子晶晶体体,其其余余三三种种则为分分子子晶晶体体,故故TiF4的的熔熔点点高高于于其其余余三三种种物
14、物质;TiCl4、TiBr4、TiI4均均为分分子子晶晶体体,对于于结构构相相似似的的分分子子晶晶体体,则其其相相对分分子子质量量越越大大,分分子子间作作用用力力依依次次越越大大,熔熔点点越越高高;(3)CaTiO3晶晶体体中中含含有有Ca、Ti、O三三种种元元素素,Ca、Ti是是同同为第第四四周周期期的的金金属属元元素素,Ca在在Ti的的左左边,根根据据同同一周期元素的一周期元素的电负性从左往右依次增大,故性从左往右依次增大,故TiCa,O为非金属,非金属,返回导航故故其其电负性性最最强,故故三三者者电负性性由由大大到到小小的的顺序序是是:OTiCa,金金属属阳阳离离子子和和氧氧负离离子子之
15、之间以以离离子子键结合合,离离子子晶晶体体晶晶胞胞中中某某微微粒粒的的配配位位数数是是指指与与之之距距离离最最近近且且相相等等的的带相相反反电性性的的离离子子,故故Ca2的的配配位位数数必必须是是与与之之距距离离最最近近且且相相等等的的氧氧离离子子的的数数目目,从从图(a)可可知知,该数数目目为三三个个相相互互垂垂直直的的三三个个面面上上,每每一一个个面面上上有有4个个,故故Ca2的的配配位位数数是是12;(4)比比较晶晶胞胞(a)(b)可可知知,将将图(b)中中周周围紧邻的的八八个个晶晶胞胞中中体体心心上上的的离离子子连接接起起来来,就就能能变为图(a)所所示示晶晶胞胞结构构,图(b)中中体
16、体心心上上的的Pb2就就变为了八个了八个顶点,即相当于点,即相当于图(a)中的中的Ti4;返回导航返回导航返回导航3(2020全全国国卷卷35)氨氨硼硼烷烷(NH3BH3)含含氢氢量量高高、热热稳稳定定性性好好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:(1)H、B、N中中,原原子子半半径径最最大大的的是是_。根根据据对对角角线线规规则则,B的一些化学性质与元素的一些化学性质与元素_的相似。的相似。BSi(硅硅)返回导航配位配位Nsp3sp2返回导航(3)NH3BH3分分子子中中,与与N原原子子相相连连的的H呈呈正正电电性性(H),与与B原原子子相
17、相连连的的H呈呈负负电电性性(H),电电负负性性大大小小顺顺序序是是_。与与NH3BH3原原 子子 总总 数数 相相 等等 的的 等等 电电 子子 体体 是是 _(写写 分分 子子 式式),其其 熔熔 点点 比比NH3BH3_(填填“高高”或或“低低”),原原因因是是在在NH3BH3分分子子之之间间,存存在在_,也称,也称“双氢键双氢键”。NHBC2H6低低H与与H的静电引力的静电引力返回导航(4)研研究究发发现现,氦氦硼硼烷烷在在低低温温高高压压条条件件下下为为正正交交晶晶系系结结构构,晶晶胞胞参参数数分分别别为为apm、bpm、cpm,90。氨氨硼硼烷的烷的222超晶胞结构如图所示。超晶胞
18、结构如图所示。氨氨硼硼烷烷晶晶体体的的密密度度_gcm3(列列出出计计算算式式,设设NA为为阿阿伏伏加加德德罗罗常数的值常数的值)。返回导航【解解析析】(1)在在所所有有元元素素中中,H原原子子的的半半径径是是最最小小的的,同同一一周周期期从从左左到到右右,原原子子半半径径依依次次减减小小,所所以以,H、B、N中中原原子子半半径径最最大大是是B。B与与Si在在元元素素周周期期表表中中处于于对角角线的的位位置置,根根据据对角角线规则,B的的一一些些化化学学性性质与与Si元元素素相相似似。(2)B原原子子最最外外层有有3个个电子子,其其与与3个个H原原子子形形成成共共价价键后后,其其价价层电子子对
19、只只有有3对,还有有一一个个空空轨道道;在在NH3中中,N原原子子有有一一对孤孤对电子子,故故在在NH3BH3分分子子中中,NB键为配配位位键,其其电子子对由由N原原子子提提供供。NH3BH3分分子子中中,B原原子子的的价价层电子子对数数为4,故其故其杂化方式化方式为sp3。返回导航返回导航由由于于NH3BH3分分子子属属于于极极性性分分子子,而而CH3CH3属属于于非非极极性性分分子子,两两者者相相对分分子子质量量接接近近,但但是是极极性性分分子子的的分分子子间作作用用力力较大大,故故CH3CH3熔熔点点比比NH3BH3低低。NH3BH3分分子子间存存在在“双双氢键”,类比比氢键的的形形成成
20、原原理理,说明明其其分分子子间存存在在H与与H的的静静电引引力力。(4)在在氨氨硼硼烷的的222的的超超晶晶胞胞结构构中中,共共有有16个个氨氨硼硼烷分分子子,晶晶胞胞的的长、宽、高高分分别为2apm、2bpm、2cpm,若将其平均分,若将其平均分为8份可以得到份可以得到8个小个小长方体,方体,返回导航返回导航4(2019全全国国卷卷35)在在普普通通铝铝中中加加入入少少量量Cu和和Mg后后,形形成成一一种种称称为为拉拉维维斯斯相相的的MgCu2微微小小晶晶粒粒,其其分分散散在在Al中中可可使使得得铝铝材材的的硬硬度度增增加加、延延展展性性减减小小,形形成成所所谓谓“坚坚铝铝”,是是制制造造飞
21、飞机机的的主主要要材材料料。回答下列问题:回答下列问题:(1)下下列列状状态态的的镁镁中中,电电离离最最外外层层一一个个电电子子所所需需能能量量最最大大的的是是_(填标号填标号)。A返回导航(2)乙乙二二胺胺(H2NCH2CH2NH2)是是一一种种有有机机化化合合物物,分分子子中中氮氮、碳碳的的杂杂化化类类型型分分别别是是_、_。乙乙二二胺胺能能与与Mg2、Cu2等等金金属属离离子子形形成成稳稳定定环环状状离离子子,其其原原因因是是_,其其中中与与乙乙二二胺胺形形成成的的化化合合物物稳稳定定性性相相对对较较高高的是的是_(填填“Mg2”或或“Cu2”)。sp3sp3乙二胺的两个乙二胺的两个N提
22、供孤对电子给提供孤对电子给金属离子形成配位键金属离子形成配位键Cu2返回导航(3)一些氧化物的熔点如表所示:一些氧化物的熔点如表所示:Li2O、MgO为为离离子子晶晶体体,P4O6、SO2为为分分子子晶晶体体。晶晶格格能能MgOLi2O,分分子子间间力力(分分子子量量)P4O6SO2解解释释表表中中氧氧化化物物之之间间熔熔点点差差异异的的原原因因_。氧化物氧化物Li2OMgO P4O6SO2熔点熔点/1570 280023.875.5返回导航(4)图图(a)是是MgCu2的的拉拉维维斯斯结结构构,Mg以以金金刚刚石石方方式式堆堆积积,八八面面体体空空隙隙和和半半数数的的四四面面体体空空隙隙中中
23、,填填入入以以四四面面体体方方式式排排列列的的Cu。图图(b)是是沿沿立方格子对角面取得的截图。可见,立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离原子之间最短距离x_pm,Mg原子之间最短距离原子之间最短距离y_pm。设阿伏加德罗常数的值。设阿伏加德罗常数的值为为NA,则,则MgCu2的密度是的密度是_gcm3(列出计算表达式列出计算表达式)。返回导航【解解析析】(1)ANe3s1属属于于基基态的的Mg,由由于于Mg的的第第二二电离离能能高高于于其其第第一一电离离能能,故故其其再再失失去去一一个个电子子所所需需能能量量较高高;BNe3s2属属于于基基态Mg原原子子,其其失失去去一一个个
24、电子子变为基基态Mg;CNe3s13p1属属于于激激发态Mg原原子子,其其失失去去一一个个电子子所所需需能能量量低低于于基基态Mg原原子子;DNe3p1属属于于激激发态Mg,其其失失去去一一个个电子子所所需需能能量量低低于于基基态Mg,综上上所所述述,电离离最最外外层一一个个电子子所所需需能能量量最最大大的的是是Ne3s1,答答案案选A;(2)乙乙二二胺胺中中N形形成成3个个单键,含含有有1对孤孤对电子子,属属于于sp3杂化;化;C形成形成4个个单键,不存在孤,不存在孤对电子,也是子,也是sp3杂化;化;返回导航返回导航返回导航5(2019全全国国卷卷35)近近年年来来我我国国科科学学家家发发
25、现现了了一一系系列列意意义义重重大大的的铁铁系系超超导导材材料料,其其中中一一类类为为FeSmAsFO组组成成的的化化合合物物。回答下列问题:回答下列问题:(1)元元 素素 As与与 N同同 族族。预预 测测 As的的 氢氢 化化 物物 分分 子子 的的 立立 体体 结结 构构 为为_,其其沸沸点点比比NH3的的_(填填“高高”或或“低低”),其其判判断断理由是理由是_。(2)Fe成成为为阳阳离离子子时时首首先先失失去去_轨轨道道电电子子,Sm的的价价层层电电子子排排布式为布式为4f66s2,Sm3价层电子排布式为价层电子排布式为_。三角锥形三角锥形低低NH3分子间存在氢键分子间存在氢键4s4
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