2009届高三化学复习《物质结构与性质》教案.pdf

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1、2009 届高三化学二轮复习教案 物质结构与性质【考试要求】原子结构与性质 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示常见元素（136 号）原子核外电子的排布。了解同一周期、同一主族中元素电离能和电负性的变化规律。化学键与物质的性质 了解共价键的主要类型 键和 键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质（对 键和 键之间相对强弱的比较不作要求）。了解极性键和非极性键，了解极性分子和非极性分子及其性质的差异。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（对 d 轨道参与杂化和 AB5 型以上复杂分子或离子的空间构型不作要求）。了解“等电子原理”

2、的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用。了解简单配合物的成键情况（配合物的空间构型和中心原子的杂化类型不作要求）。了解 NaCl 型和 CsCl 型离子晶体的结构特征。能根据离子化合物的结构特征和晶格能解释离子化合物的物理性质。了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。理解金属键的含义，能用金属键的自由电子理论解释金属的一些物理性质。知道金属晶体的基本堆积方式，了解常见金属晶体的晶胞结构（晶体内部空隙的识别、与晶胞的边长等晶体结构参数相关的计算不作要求）。分子间作用力与物质的性质 知道分子间作用力的含义，了解化学键和分子间作用力的区别。知道分子晶体的含义，了解

3、分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。了解氢键的存在对物质性质的影响（对氢键相对强弱的比较不作要求）。了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。【命题趋势】本专题考查表现为一道独立的综合题，约占 12 分。覆盖原子结构、分子结构、晶体结构等核心概念，知识点全面，但整体难度不大。【要点梳理】原子结构与性质 1构造原理 图（1）图（2）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

4、高的顺序依次排布。2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。同周期元素，从左往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。同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小。3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。（1）同周期元素从左到右，电负性逐渐增大；（2）同周期元素从上到下，元素的电负性逐渐减小。化学键与物质的性质 1键的极性和分子的极性 分子 共价键的极性 分子中正负 电荷中心 结论 举例 同核双原

5、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 2多原子分子（离子）的立体结构 化学式 中心原子孤对电子对数 杂化轨道数 杂化轨道类型 分子结构 CH4 0 4 sp3 正四面体 C2H4 0 3 sp2 平面三角形 BF3 0 3 sp2 平面三角形 CH2O 0 3 sp2 平面三角形 C2H2 0 2 sp 直线型 CO2 0 2 sp 直线型 NH3 1 4 sp3

6、三角锥形 NH4+0 4 sp3 正四面体 H2O 2 4 sp3 V 形 H3O+1 4 sp3 三角锥形 3价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型 电子对数 目 电子对的空间构型 成键电子对数 孤电子 对 数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例 2 直 线 2 0 直 线 CO2、C2H2 3 三角形 3 0 三角形 BF3、SO3 2 1 V形 SnCl2、PbCl2 4 四面体 4 0 四面体 CH4、SO42-CCl4、NH4+3 1 三角锥 NH3、PCl3 2 2 V形 H2O、H2S 4等电子原理及其应用 等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒，如：CO

7、和N2，CH4和 NH4+；等电子体具有相似的化学键特征，性质相似。5简单配合物 概念 表示 条件 共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。A B 电子对给予体 电子对接受体 其中一个原子必须提供孤对电子，另一原子必须能接受孤对电子的轨道。6典型离子晶体的结构特征 NaCl 型晶体 CsCl 型晶体 每个 Na+离子周围被六个 C1离子所包围，同样每个 C1也被六个 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。7金属键对金属通性的解释 金属通性 解释 金属光泽 金属中的自由电子能在一定范围内自由活动，无特征能量限制，可以在较宽范围

8、内吸收可见光并随即放出，因而使金属不透明、具一定金属光泽(多数为银白色)。导电 在外加电场的作用下，自由电子在金属内部发生定向运动，形成电流。导热 自由电子把能量从温度高的区域传到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的温度。有延展性 当金属受到外力作用时，金属原子之间发生相对滑动，表现为良好的延展性。8金属原子在空间的堆积方式 钠、钾、铬、钨等 体心立方堆积 镁、钛、锌等 六方堆积 金、银、铜、铝等 面心立方堆积 分子间作用力与物质的性质 1氢键对物质性质的影响 分子间氢键使物质的熔沸点升高，使物质的溶解性增强；分子内氢键一般使物质的熔沸点降低。分子间氢键 2几种类型的晶体的比较 晶体类型 金

9、属晶体 离子晶体 原子晶体 分子晶体 结 构 构成微粒 金属阳离子和自由电子 阴、阳离子 原子 分子 微粒间作用力 金属键 离子键 共价键 分子间作用力 性 质 熔、沸点 随金属键强弱变化，差别较大 较高 很高 较低 硬度 随金属键强弱变化，差别较大 较大 很大 较小 导电性 良好 水溶液和熔融状态能导电 一般不导电 一般不导电 举例 所有固态金属 NaCl、CsCl、CaF2 金刚石、晶体硅、SiO2 干冰、冰、I2【典例精析】HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N3也被称为类卤离子。用酸与叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得：NaNH2+N2O=NaN3+H2

10、O。HN3、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼金属，如溶解铜生成CuCl2。铜和铂的化合物在超导和医药上有重要应用，Cu 的化合物 A（晶胞如图）即为超导氧化物之一，而化学式为 Pt(NH3)2Cl2的化合物有两种异构体，其中 B 异构体具A 有可溶性，可用于治疗癌症。试回答下列问题：（1）基态铜原子核外电子排布式为 。（2）元素 N、S、P 的第一电离能（I1）由大到小的顺序为 。（3）HN3属于 晶体，N3的空间构型是_，与 N3互为等电子体的分子的化学式为 （写 1 种）。NH2的电子式为 ，其 中 心 原 子 的 杂 化 类 型是 。（4）CuCl2中的键型为 ，超导氧化物 A 的化

11、学式为 （5）治癌药物 B 的结构简式为 解析（1）根据铜的原子序数和构造原理可写出：1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 （2）同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小，N 和 P 原子的外层电子构型具有较稳定的 p3半满结构，第一电离能比硫的大，则 N、S、P 的第一电离能（I1）由大到小的顺序为：NPS（3）分子，直线，CO2(N2O、CS2，写 1 个即可)，sp3 （4）配位键（写共价键也可）根据晶胞中顶点、面、体心的分配关系，A 的化学式为 YBa2Cu3O7 （5）B 异构体具有可溶性，说明其为极性分子：ClPtClNH3NH3【变式反馈】1I短周期某主

12、族元素 M 的电离能情况如图（A）所示。则 M元素位于周期表的第 族。II图 B 是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像，折线c 可以表达出第 族元素氢化物的沸点的变化规律。不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线折线 a 和折线 b，你认为正确的是：，理由是：。III人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属则被科学家预测为是钛（Ti）。钛被誉为“未来世纪的金属”。试回答下列问题：（1）22Ti 元素基态原子的价电子层排布式为 。（2）在 Ti 的化合物中，可以呈现+2、+3、+4 三种化合价，其中以+4 价的 Ti 最为稳定。偏钛酸钡的热

13、稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如右图，则它的化学式是 。（3）现有含 Ti3+的配合物，化学式为TiCl（H2O）5Cl2H2O。配离子TiCl（H2O）52+中含有的化学键类型是 ，该配合物的配体是 。2下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出。根据信息回答下列问题：（1）周 期 表 中 基 态 Ga 原 子 的 最 外 层 电 子 排 布式为 。（2）Fe 元素位于周期表的 分区；Fe 与 CO 易形成配合物 Fe(CO)5，在 Fe(CO)5中铁的化合价为_；已知：原子数目和电子总数（或价电子总数）相同的微粒互

14、为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分 子 互 为 等 电 子 体 的 分 子 和 离 子 分 别 为 _和 _（填化学式）。（3）在 CH4、CO、CH3OH 中，碳原子采取 sp3杂化的分子有 。（4）根据 VSEPR 理论预测 ED4 离子的空间构型为_型。B、C、D、E 原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层 8 电子稳定结构的电子式为：_(写 3 种)【专题训练】1下列说法正确的是：（）A126g P4含有的 PP 键的个数为 6NA B12g 石墨中含有的 CC 键的个数为 2NA C12g 金刚石中含有的 CC 键的个数为 1.5NA D60gSiO2中含 Si

15、O 键的个数为 2NA 2 下 列 物 质 的 熔、沸 点 高 低 顺 序 中，正 确 的 是 （）A金刚石 晶体硅 二氧化硅 碳化硅 BCI4CBr4CCl4CH4 CMgOO2N2H2O D金刚石生铁纯铁钠 3已知各种硝基苯酚的性质如下表 名称 结构式 水中溶解度/g(25)熔点/沸点/邻硝基苯酚 OHNOO 0.2 45 100 间硝基苯酚 OHNOO 1.4 96 194 对硝基苯酚 ONOOH 1.7 114 295 下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是 ()A邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔沸点低于另两种硝基苯酚 B间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键 C对硝基苯酚

16、分子间能形成氢键，使其熔沸点较高 D三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键，所以在水中溶解度小 4下表是钠和镁的第一、二、三电离能（KJmol1）。元素 I1 I2 I3 Na 496 4 562 6 912 Mg 738 1 451 7 733 请试着解释：为什么钠易形成 Na，而不易形成 Na2+？为什么镁易形成 Mg2，而不易形成 Mg3+？5A、B、C、D 分别代表四种不同的短周期元素。A 元素的原子最外层电子排布为 ns1，B 元素的原子价电子排布为 ns2np2，C 元素的最外层电子数是其电子层数的3 倍，D 元素原子的 M 电子层的 P 亚层中有 3 个电子。(1)C 原子的电子排布

17、式为 (2)当 n=2 时，B 的原子结构示意图为 (3)若 A 元素的原子最外层电子排布为 2s1，B 元素的原子价电子排布为 3s23p2，元素 A 在周期表中的位置是 ，A、B、C、D 四种元素的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。6下图为周期表中部分元素某种性质（X 值）随原子序数变化的关系。（1）短周期中原子核外 p 亚层上电子数与 s 亚层上电子总数相等的元素是_（写元素符号）。（2）同 主 族 内 不 同 元 素 的X值 变 化 的 特 点 是_，同周期内，随着原子序数的增大，X 值变化总趋势是_。周期表中 X 值的这种变化特点体现了元素性质的_ 变化规律。（3）X

18、值较小的元素集中在元素周期表的_。a.左下角 b.右上角 c.分界线附近（4）下列关于元素此性质的说法中正确的是_（选填代号）。a.X值可反映元素最高正化合价的变化规律 b.X 值可反映原子在分子中吸引电子的能力 7氰气(CN)2无色、剧毒、有苦杏仁味，和卤素单质性质相似。（1）写 出(CN)2与 苛 性 钠 溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式_；（2）已知氰分子中键与键之间的夹角为 180，并有对称性，则(CN)2的 电 子 式 为 _，结 构 式 为_，分子空间构型为_，是_分子（填“极性”或“非极性”）；（3）氰分子中碳原子为_杂化；一个氰分子中包含_个 键，_个 键。8根据下列要求

19、，各用电子式表示一实例：（1）只含有极性键并有一对孤对电子的分子 （2）只含有离子键、极性共价键的物质 （3）只含有极性共价键、常温下为液态的非极性分子 9极性分子易溶于极性分子中，而非极性分子易溶于非极性分子中，又叫相似相溶原理。PtCl2(NH3)2为平面正方形结构，它可以形成两种固体：一种为淡黄色，在水中溶解度小；另一种为黄绿色，在水中溶解度较大，请在以下空格中画出这两种固体分子的几何构型图：淡黄色固体的分子构型 黄绿色固体的分子构型 黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体大的原因是 。10(1)利用 VSEPR 推断分子或离子的空间构型 PO43_；CS2_ ；AlBr3(共价分子)_

20、。(2)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有 1 个碳原子和 3 个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：120_；_。(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面形分子_，三角锥形分子_，四面体形分子_。11锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成配合物离子Zn(NH3)42+。回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为 （用化学式表示）。（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是

21、。硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠 硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式 。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因 。12下表列出了钠的卤化物和硅的卤化物的熔点：NaX NaF NaCl NaBr NaI 熔点 995 801 775 651 SiX4 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点 90.2 70.4 5.2 120.5 回答下列问题：（1）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高很多，其原因是 。（2）NaF 的熔点比 NaBr 的熔点高的原因是 。SiF4 的熔点比 SiBr4的熔点低的原因是 。（3）NaF 和

22、 NaBr 的晶格能的高低顺序为 ，硬度大小为 。13有五种短周期元素，xA、yB、zC、mD、nE，其中 x+y+z+m+n=57。已知 A 元素的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物在常温下能化合成一种化合物；C 元素的原子最外层电子数是其电子层数的 3 倍；D 元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，且 D 与 C 只能形成一种化合物；E 单质在空气中燃烧能生成一种淡黄色固体。试回答：A 元素名称 ，它在元素周期表中的位置 。B 元素原子的电子式 ，E 元素的简单离子结构示意图 。分别写出 A 和 B 的最高价氧化物对应水化物的分子式 、。写出 C 和 D 形成的化合物的化学式 ，其

23、晶体类型属于 。写出 A 的气态氢化物的结构式 ，其分子的空间构型为 ，属于 分子。参考答案【变式反馈】1IIIIA IIIVA；b；a 点所示的氢化物是水，其沸点高是由于在水分子间存在多条结合力较大的氢键，总强度远远大于分子间作用力，所以氧族元素中其它氢化物的沸点不会高于水。III（1）3d24s2。（2）BaTiO3；（3）极性共价键（或共价键）、配位键；H2O、Cl 2（1）4s24p1 （2）d 0 N2 CN CO （3）CH4 CH3OH （4）正四面体；可以为 CO2、NCl3、CCl4、CO 等电子式中的 2 个 【专题训练】1A；2B；3D 4Na 的 I1比 I2小很多，电

24、离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二电子容易得多，所以 Na 容易失去一个电子形成+1 价离子；Mg 的 I1和 I2相差不多，而 I2比 I3小很多，所以 Mg 容易失去两个电子形成十 2 价离子。5(1)1s22s22p4(3)第 2 周期 I A 族 OPSiLi 6（1）O，Mg；（2）同一主族，从上到下，X 值逐渐减小；逐渐增大；周期性；（3）a；（4）bc 7（1）(CN)2+2OHCN+CNO+H2O （2）CNNC，NCCN，直线型、非极性 （3）sp，3、4 8（1）N HHH；（2）O HNa+-；（3）CSS 9 淡黄色固体的分子构型 黄绿色固体的分子构型 10四面

25、体形 直线形 平面形 CH3+CH3 BF3 NF3 CF4 11（1）Al(OH)4-（2）Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2（3）（4）Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+可溶性锌盐与氨水反应产生的 Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成Zn(NH3)42+，氨水的用量不易控制 12（1）钠的卤化物是离子晶体，硅的卤化物是分子晶体，而离子键一般比分子间作用力强得多。(2)F-离子半径比 Br-小，NaF 离子键键能比 NaBr 大 (3)SiF4 的相对分子质量比 SiBr4小，SiF4 的分子间作用力比SiBr4小。(4)NaFNaBr NaFNaBr 13 氮 第二周期第A 族 Cl +112 8 HNO3 HClO4 SiO2 原子晶体 HNHH 三角锥型 极性分子