2020版高考化学突破二轮复习第1部分 专题13 有机化学基础(选修③).doc
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1、 1原子结构与元素的性质:(1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写 1 36 号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和电子排布图;(2)了解电离能的含义,并能用以说明元素的 某些性质;(3)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。 2.化学键与分子结构:(1)理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质;(2) 了解共价键的形成、极性、类型( 键和 键), 了解配位键的含义;(3)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 单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3);(5)能
2、用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空 间结构。 3.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;(2)了解氢键的含 义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。 4.晶体结构与性质:(1)了解晶体的类型, 了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别;(2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质 的影响;(3)了解分子晶体结构与性质的关系;(4)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;(5)理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质,了解金属晶体 常见的堆积方式;(6)了解晶胞的概念
3、,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 1(2019 全国卷)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为 Fe- Sm- As- F- O 组成的化合物。回答下列问题:(相对原子质量:Fe:56,Sm:150,As:75,F:19,O:16) (1)元素 As 与 N 同族。 预测 As 的氢化物分子的立体结构为_, 其沸点比 NH3的_(填“高” 或“低”),其判断理由是_。 (2)Fe 成为阳离子时首先失去_轨道电子, Sm 的价层电子排布式为 4f66s2, Sm3 价层电子排布式 为_。 (3)比较离子半径:F _O2(填“大于”“等于”或“小于”)。 (4)
4、一种四方结构的超导化合物的晶胞如图 1 所示。晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如图 2 所示。 图 1 图 2 图中 F 和 O2共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用 x 和 1x 代表,则该化合物的化学 式表示为_;通过测定密度 和晶胞参数,可以计算该物质的 x 值,完成它们关系表 达式:_g cm 3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图 1 中 原子 1 的坐标为 1 2, 1 2, 1 2 ,则原子 2 和 3 的坐标分别为_、_。 解析 (2)Fe 的价层电子排布式为 3d64s2,成为阳离子时首先失去的是 4s 轨道
5、的电子。Sm3 是 Sm 原 子失去 3 个电子形成的, Sm 的价层电子排布式为 4f66s2, 失去 3 个电子时, 首先失去 6s 轨道上的 2 个电子, 再失去 4f 轨道上的 1 个电子,因此 Sm3 的价层电子排布式为 4f5。 (3)O2 和 F的核外电子层结构相同,F的核电荷数大,因此 F的半径小。 (4)由题图可知, As、 Sm 都在晶胞的面上, 该晶胞中 As 的原子个数4 1/22, Sm 的原子个数4 1/2 2,Fe 在晶胞的棱上和体心,Fe 的原子个数14 1/42,F 和 O2在晶胞的顶点和上下底面,F和 O2 的个数和21 28 1 82,已知 F 和 O2的
6、比例依次为 x 和 1x,所以该物质的化学式为 SmFeAsO 1xFx。 1 个晶胞的质量 2281161x19x NA g,晶胞的体积 a2c 10 30 cm3 ,所以晶胞的密度 2281161x19x a2cNA 10 30 g cm 3。根据图 1 中原子 1 的坐标为 1 2, 1 2, 1 2 ,可看出原子 2 的 z 轴为 0,x、y 轴 均为1 2,则原子 2 的坐标为 1 2, 1 2,0 ;原子 3 的 x、y 轴均为 0,z 轴为 1 2,则原子 3 的坐标为 0,0,1 2 。 答案 (1)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键 (2)4s 4f5 (3)小于 (4)Sm
7、FeAsO1xFx 2281161x19x a2cNA 10 30 1 2, 1 2,0 0,0,1 2 2(2018 全国卷)Li 是最轻的固体金属,采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优 良性能,得到广泛应用。回答下列问题: (1)下列 Li 原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。 (2)Li 与H 具 有 相 同 的 电 子 构 型 , r(Li ) 小 于r(H ) , 原 因 是 _。 (3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式 为_。LiAlH4中,存在_(填标号)。 A离子键
8、B 键 C 键 D氢键 (4)Li2O 是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的 Born- Haber 循环计算得到。 图(a) 可知,Li 原子的第一电离能为_ kJ mol 1,O=O 键键能为_ kJ mol1,Li 2O 晶格能为 _ kJ mol 1。 (5)Li2O 具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为 0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为 NA, 则 Li2O 的密度为_ g cm 3(列出计算式)。 图(b) 解析 (1)根据能级能量 E(1s)S。 逐级电离能逐渐增大(即 I1sp3。 杂化类型相同,中心原子孤电子对越多,键角越小,如 H2OPH3。 杂化类
9、型和孤电子对数相同,配位原子的电负性越大,键角越小,如 NCl3Mg2,Cu2的配位数比 Mg2大,故乙二胺与 Cu2 形成的配合物更稳定。 (2)在周期表中存在“对角线”关系的元素化学性质相似,如 Li 和 Mg、Be 和 Al、B 和 Si 等,所以与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是 Mg。Mg 元素基态原子核外 M 层上只有 3s 轨道上 2 个自旋状态相反的 电子。 在蒸汽状态下 FeCl3以双聚分子存在,即分子式为 Fe2Cl6;每个 Fe 原子与 3 个 Cl 原子形成共价键, 还可以提供空轨道与另 1 个 Cl 原子提供的孤对电子形成配位键,结构式可表示为 ;由结构式可知,F
10、e 的配位数为 4。 答案 (1)A sp3 sp3 乙二胺的两个 N 提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2 (2)Mg 相反 5(2018 全国卷,节选)硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示: H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔点/ 85.5 115.2 600 (分解) 75.5 16.8 10.3 沸点/ 60.3 444.6 10.0 45.0 337.0 回答下列问题: (1)基态 Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_,基态 S 原子电子占据最 高能级的电子云轮廓图为_形。 (2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态
11、分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子 的是_。 (3) 图 (a) 为 S8的 结 构 , 其 熔 点 和 沸 点 要 比 二 氧 化 硫 的 熔 点 和 沸 点 高 很 多 , 主 要 原 因 为 _ _ _。 图(a) 图(b) (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为_形,其中共价键的类型有_ 种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中 S 原子的杂化轨道类型为_。 解析 (2)价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数,H2S 中 S 的成键电子对数为 2,孤电子对数 为61 2 2 2, 故价层电子对数为 4(或价层电子对数为61 2 2 4), 同理
12、, SO2中 S 的价层电子对数为60 2 2 3,SO3中 S 的价层电子对数为60 3 2 3,H2S 中 S 的价层电子对数不同于 SO2、SO3。(4)气态 SO3为单 分子,分子中 S 无孤电子对,其分子的立体构型为平面三角形,S 和 O 之间形成双键,故共价键有 键和 键两种。固态 SO3为三聚分子,分子中每个 S 与 4 个 O 成键,S 无孤电子对,故原子的杂化轨道类型为 sp3。 答案 (1) 哑铃(纺锤) (2)H2S (3)S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (4)平面三角 2 sp3 晶体结构与性质 1四类晶胞结构及其代表物 (1)离子晶体 (2)金属晶体:简单立方堆
13、积(Po),体心立方堆积(Na、K),六方最密堆积(Mg、Zn),面心立方最密堆积 (Cu、Ag)。 (3)分子晶体(图 a) (4)原子晶体(图 b) 图 a 图 b 2晶胞计算的思维方法 (1)“均摊法”原理 注意:立方体晶胞中各线段之间的关系 对于不是平行六面体的晶胞,用均摊法计算粒子数时,要注意均摊比例的不同,如三棱柱晶胞和六 棱柱晶胞等。 (2)晶体密度的相关计算 若 1 个晶胞中含有 x 个微粒,则 1 mol 晶胞中含有 x mol 微粒,其质量为 xM g(M 为微粒的相对“分子” 质量);1 个晶胞的质量为 V g(V 为晶胞的体积),则 1 mol 晶胞的质量为 VNA g
14、,因此有 xMVNA。注意 计算 V 时要注意晶胞的立体形状灵活计算,且注意 V 与 单位一致。 (3)晶胞中原子空间利用率晶胞中含有粒子的体积 晶胞体积 100%。如面心立方最密堆积(如图所示) 分析:a2 2r; V(球)4 4 3r 3; V(晶胞)a3(2 2r)316 2r3; 空间利用率 V球 V晶胞 100% 4 4 3r 3 16 2r3100%74%。 3比较晶体熔、沸点高低的规律方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律 原子晶体离子晶体分子晶体。 金属晶体的熔、沸点差别很大。如钨、铂等熔点很高,汞、铯等熔点很低。 (2)同类型晶体的熔、沸点高低一般规律 原子晶体 由共
15、价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。如熔点:金刚石碳 化硅硅。 离子晶体 一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,晶格能就越大,其 晶体的熔、沸点就越高。如熔点:MgONaClCsCl。 分子晶体 a分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。如 H2OH2TeH2SeH2S。 b组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。如 SnH4GeH4SiH4CH4。 c组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔、沸点越高。如 CON2。 金属晶体 金属离子半径越小,离
16、子电荷数越多,金属键越强,金属熔、沸点就越高。如熔、沸点:AlMgNa。 晶体结构及其晶胞计算 1(2019 潍坊模拟)某磷青铜晶胞结构如下图所示: (1)其中原子坐标参数 A 为(000);B 为 0,1 2, 1 2 。则 P 原子的坐标参数为_。 (2)该晶体中距离 Cu 原子最近的 Sn 原子有_个,这些 Sn 原子所呈现的构型为_。 (3)若晶体密度为 a g cm 3,最近的 Cu 原子核间距为_pm(用含 N A和 a 的代数式表示)。 答案 (1) 1 2, 1 2, 1 2 (2)4 平面正方形 (3) 2 2 3 342 a NA 10 10 2(2019 济宁模拟)萤石(
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