第18讲-物质结构与性质-2021高考化学二轮复习高分冲刺课件.ppt

1、第一部分专题整合突破专题五选考部分第十八讲物质结构与性质高 考 点 击最新考纲最新考纲考向分析考向分析1.原子结构与元素的性质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(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

2、性质了解电负性的概念，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质(2)了解共价键的形成、极性、类型了解共价键的形成、极性、类型(键和键和键键)，了解配位键的含义，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了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)(5)能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能用价层电子对互斥理论

3、或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构的空间结构物质结构与物质结构与性质为选做性质为选做题，作 为题，作 为“拼盘拼盘”命命制的题型，制的题型，各小题之间各小题之间相对独立，相对独立，主要考查原主要考查原子结构与性子结构与性质、分子结质、分子结构与性质、构与性质、晶体结构与晶体结构与性质。性质。最新考纲最新考纲考向分析考向分析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)了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响质性质的影

4、响4.晶体结构与性质晶体结构与性质(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(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)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的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

5、常见的堆积方式质。了解金属晶体常见的堆积方式(6)了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算算在原子结构部分主要在原子结构部分主要命题点有电子排布式命题点有电子排布式或电子排布图的书或电子排布图的书写，电离能、电负性写，电离能、电负性大小的比较与判断大小的比较与判断在分子结构部分主要在分子结构部分主要命题点有化学键类型命题点有化学键类型的判断，分子构型的的判断，分子构型的判断，中心原子杂化判断，中心原子杂化方式的判断。在晶体方式的判断。在晶体结构部分主要命题点结构部分主要命题点有晶体类型的判断，有晶体类型的判断，晶体结构的计算

6、等晶体结构的计算等高频考点、分层突破 1(1)(2018全国卷，35)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)(2018全国卷，35)Zn原子核外电子排布式为_。考点一原子结构与性质考点一原子结构与性质哑铃(纺锤)真真 题题 感感 悟悟悟真题、明方向悟真题、明方向1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2 (3)(2017全国卷，35)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。(4)(2017全国卷，35)Co基态原子核外电子排布式为_。(5)(2016全国卷，37

7、)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d能级上的未成对电子数为_。N 球形 1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 2(4)Co是27号元素，位于元素周期表第4周期第族，其基态原子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。(5)镍是28号元素，位于第4周期第族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2,3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2。2

8、(1)(2018全国卷，35)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(2)(2017全国卷，35)元素Mn与O中，第一电离能较大的是_，基态原子核外未成对电子数较多的是_。(3)(2016全国卷，37)根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As。(填“大于”或“小于”)(4)(2015全国卷，37)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)。

9、大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 O Mn 大于 小于 O 解析(1)Zn核外电子排布式为Ar3d104s2，Cu核外电子排布式为Ar3d104s1。Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子，所以第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu)。(2)元素Mn与O中，由于O是非金属元素而Mn是过渡元素，所以第一电离能较大的是O。O基态原子价电子排布式为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布式为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。(3)同一周期从左向右，原子半径逐渐减小，所以原子半径：GaAs。Ga的价电子排布为4s24

10、p1，As的价电子排布为4s24p3，As的4p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能GaSSe 小 (4)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。(5)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)。C(碳)K F 4W、X、Y、Z为前四周期的元素，原子序数依次增大。W原子中各能级上的电子数相等，有2个未成对电子

11、；X与W在同一周期，也有两个未成对电子；Y2与X2核外电子排布相同，Z的原子序数为28。(1)Z原子的价电子排布式为_。(2)与同周期的相邻元素比较，Y原子的第一电离能_(填“较大”或“较小”)，原因是_ _。3d84s2 较大 Mg的价电子排布为3s2，达到s能级的全充满状态，与相邻 原子比较，Mg原子相对稳定 键和键 sp杂化 0 平面三角形 6 高于 与NaCl晶体相比，MgO晶体中离子的电荷数大、半径小、因此MgO的晶格能 大于NaCl的晶格能 (5)由W、Y、Z三种元素组成的一种简单立方结构的化合物具有超导性，其晶胞中W位于体心位置，Y位于顶角，Z占据面心位置，该化合物的化学式为_，

12、晶体中Y原子周围距离最近的Z原子有_个，该新型超导材料晶胞参数a0.381 2 nm，列式计算该晶体的密度(gcm3)_。MgNi3C 12 1(1)(2018全国卷，35)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。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所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。考点二分子结构与性质考点二分子结构与性质H2S 真真 题题 感感 悟悟悟真题、明方向悟真题、明方向平面三角 2 sp3杂化 (2)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO

13、3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。(3)(2016全国卷，37)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。平面三角形 sp2杂化 三角锥形 sp3 2(1)(2017全国卷，35)在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是_。硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了键外，还存在_。(2)(2014全国卷，37)氢、氮、氧、硫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的酸是_；酸根呈三角锥结构的酸是_。(填化学式)H2

14、OCH3OHCO2H2 H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大，范德华力较大 离子键和键 HNO2、HNO3 H2SO3 (3)硼元素具有缺电子性，因而其化合物往往具有加和性。硼酸(H3BO3)是一元弱酸，写出硼酸在水溶液中的电离方程式_。硼酸(H3BO3)是一种具有片层结构的白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图)。含1 mol H3BO3的晶体中有_mol氢键，_mol 键。H3BO3中B的原子杂化类型为_。3 6 sp2 解析(1)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为H2OCH3O

15、HCO2H2，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；水分子中两个氢原子都可以参与形成分子间氢键，而甲醇分子中只有一个羟基上的氢原子可用于形成分子间氢键，所以水的沸点高于甲醇；二氧化碳的相对分子质量比氢气大，所以二氧化碳分子间作用力较大、沸点较高。硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中氮原子与3个氧原子形成3个键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在键。(2)符合题意的酸是HNO2、HNO3，酸根为三角锥形的酸是H2SO3。知能补漏 1键参数对分子性质的影响：核核 心心 突突 破破补知能、学方法补知能、学方法 2中心原子价层电子对(N)的求解方法

16、：(1)计算法：先求中心原子孤电子对数0.5(axb)，N孤电子对数键数。(2)电子式或结构式法：先写出分子相应的电子式或结构式，观察后再用N孤电子对数键数计算。(3)价态法：若中心原子的化合价绝对值等于其价电子数，则N键数。3中心原子价层电子对数、杂化类型与粒子的立体构型：价层电子对数价层电子对数234杂化轨道类型杂化轨道类型spsp2sp3 价层电子对模型价层电子对模型直线形直线形平面三角形平面三角形四面体形四面体形粒子组成形式与构型粒子组成形式与构型AB2直线形直线形AB2V形形AB3三角形三角形AB2V形形AB3三角锥形三角锥形AB4正四面体形正四面体形规律规律当中心原子无孤电子对时，

17、分子构型与价层电子对模型一致；当有孤电子对当中心原子无孤电子对时，分子构型与价层电子对模型一致；当有孤电子对时，分子的模型为去掉孤电子对后剩余部分的空间构型时，分子的模型为去掉孤电子对后剩余部分的空间构型 4.配位键与配位化合物的结构(以Cu(NH3)4SO4为例)：5分子构型与分子极性的关系：6键和键的判断：(1)由原子轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。(2)由共价键数目判断：单键为键，双键或三键中一个为键，其余为键。(3)由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全是键，杂化轨道形成的共价键全为键。方法指导 判断分子中心原子的杂化类型的方法 1根据杂化轨道的空间分布构型

18、判断：(1)若杂化轨道在空间的分布呈正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。(2)若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。(3)若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。4根据中心原子的价层电子对数参与杂化的轨道数目判断：如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化；中心原子的价层电子对数为3，是sp2杂化；中心原子的价层电子对数为2，是sp杂化。5根据分子或离子中有无键及其数目判断：如没有键，为sp3杂化；含一个键是sp2杂化；含两个键是sp杂化。备备 考考 验验 证证练典题、重应用练典题、重应用 1周期表前四周期的元素a、b、c、

19、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，e的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子。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的是_；酸根呈三角锥结构的酸是_。sp3 HNO2、HNO3 H2SO3 三角锥形 sp3 6NA CH3COOH存在分子间氢键 HF 5已知a是H，b是N，c是O，d是S，a与其他元素形成二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式

20、，写出两种)。6若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是_。解析由于在BCl3中B原子无孤电子对，但有空轨道，所以提供孤电子对的原子是X。N2H4、H2O2 X CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成 SiH键的键能却远小于SiO键，所以 SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键 ad N Cu(H2O)2(NH3)4SO4 1.(1)(2018全国卷，35)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_。考点三晶体结构与性质考点三晶

21、体结构与性质S8相对分子质量大，分子间范德华力强 真真 题题 感感 悟悟悟真题、明方向悟真题、明方向(2)(2017全国卷全国卷，35)K和和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但 金 属同，但 金 属 K 的 熔 点、沸 点 等 都 比 金 属的 熔 点、沸 点 等 都 比 金 属 C r 低，原 因 是低，原 因 是_。K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 原子晶体 (3)(2016全国卷，37)GaAs的熔点为1 238，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。(4)(2016全国卷，37)GaF3的熔

22、点高于1 000，GaCl3的熔点为77.9，其原因是_。共价 GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 解析(1)S8与SO2均为分子晶体，而S8相对分子质量大，因此分子间范德华力强，所以其熔沸点比SO2高。(2)K和Cr都属于金属晶体，Cr的价电子数多，半径小，金属键强，所以K的熔点、沸点等都比金属Cr低。(3)因为GaAs的熔点为1 238，熔点很高，晶体结构为立体网状结构，所以GaAs为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。(4)GaF3为离子晶体，靠比较强的离子键结合，GaCl3为分子晶体，靠很弱的范德华力结合，所以GaF3的熔点高。(2)(2017全国卷，35)KIO3晶体是一种性

23、能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。0.135 12 体心 棱心 (3)(2015全国卷，37)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：在石墨烯晶体中，每个C原子连接_个六元环，每个六元环占有_个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_个六元环，六元环中最多有_个C原子在同一平面。3 2 12 4 核核 心心 突突 破破补

24、知能、学方法补知能、学方法(3)离子晶体(4)金属晶体堆积模型堆积模型晶胞类型晶胞类型空间利用率空间利用率配位数配位数实例实例简单立方堆积简单立方堆积立方体立方体52%6Po体心立方堆积体心立方堆积体心立方体心立方68%8Na、K、Fe六方最密堆积六方最密堆积平行六面体平行六面体74%12Mg、Zn、Ti面心立方最密堆积面心立方最密堆积面心立方面心立方74%12Cu、Ag、Au 2.晶体密度及微粒间距离的计算：若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol该晶胞中含有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a3 g(a3为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为a

25、3NA g，因此有xMa3 NA。方法指导 1明确晶体类型的判断方法：(1)依据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力进行判断。如由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶体属于分子晶体，由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体，由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体，由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。(2)依据各类晶体的特征性质判断。如低熔沸点的晶体属于分子晶体；熔沸点较高、且在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体。熔沸点很高、不导电、不溶于水、硬度大的晶体属于原子晶体，能导热、导电，具有延展性的晶体属于金属晶体。2突破晶体熔、沸点高

26、低的比较：(1)一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低的比较规律：原子晶体离子晶体分子晶体，如金刚石NaClCl2；金属晶体的熔、沸点差别很大，如金属钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。(2)原子晶体 由共价键形成的原子晶体中，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体的熔沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅硅。(3)离子晶体 一般来说，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，其晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgONaClCsCl。(4)分子晶体 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。具有氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如H2OH

27、2S。组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子极性越大，其熔、沸点越高。如CON2，CH3OHCH3CH3。同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如正戊烷异戊烷新戊烷。(5)金属晶体 金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，金属键越强，金属熔沸点就越高。如熔沸点：AlMgNa。1前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，X、Y、Z、W为短周期元素，X的价电子排布式为nsnnp2n，Y在周期表所有元素中电负性最大，Z、W为同周期金属元素，Z的第一电离能大于W，R元素内层电子所在能层全部排满且最外层有两个电子。(1)R的基态原子核外电子排布式为_。备备 考考 验验 证证练

28、典题、重应用练典题、重应用1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2 (2)X的某种常见氢化物，既含有极性键又含有非极性键，其结构式为_，其中X原子的杂化方式为_。(3)Z的第一电离能大于W的第一电离能的原因为_。(4)Z与X形成的化合物熔点高于Z与Y形成的化合物，其原因为_。HOOH sp3杂化 Mg的价电子排布为3s2，稳定，能量低。Al的价电子排布为3s23p1，不稳定，能量高，因此Mg的第一电离能大于Al的第一电离能 MgO晶体中离子所带电荷数多，晶格能大，所以熔点高 ZnCl24NH3H2O=Zn(NH3)4Cl24H2O Na 解析X的价电子排布式为nsnnp

29、2n，n2，则X是氧，Y在周期表所有元素中电负性最大，Y是氟，Z、W为同周期金属元素，Z的第一电离能大于W，Z是镁、W是铝，R元素内层电子所在能层全部排满且最外层有两个电子，R为Zn。(1)R的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2。(2)既含有极性键又含有非极性键的氧的氢化物是H2O2，其结构式为HOOH，其中X原子的杂化方式为sp3杂化。(3)Mg的第一电离能大于Al的第一电离能的原因为Mg的价层电子排布为3s2，能量低稳定。Al的价层电子排布为3s23p1，不稳定，能量高，因此Mg的第一电离能大于Al的第一电离能。(4)Mg与O形成的化合

30、物MgO熔点高于Mg与F形成的化合物MgF2，其原因为MgO晶体中离子所带电荷数多，晶格能大，所以熔点高。2已知A、B、C为三种常见的单质，能发生如图1所示的转化关系，B的一种同素异形体的晶胞如图2所示：回答下列问题：(1)形成A的元素在周期表中的位置是_，A对应的基态原子的价电子排布为_。(2)在B单质对应的基态原子中，核外存在_对自旋方向相反的电子。(3)写出Y的一种常见等电子体分子的结构式_；两者相比较沸点较高的是_(填化学式)；Y分子中B对应原子的杂化方式为_。(4)配合物A(Y)x，常温下呈液态，熔点为20.5，沸点为103，易溶于非极性溶剂，据此可判断A(Y)x晶体属于_(填晶体类

31、型)。第4周期第族 3d64s2 2 NN CO sp 分子晶体 5 金属键 8 4 CH4、SiH4、GeH4 3 2 H2ONH3CO2 (3)碳元素与氮元素形成的某种晶体的晶胞如图所示(8个碳原子位于立方体的顶点，4个碳原子位于立力体的面心，4个氮原子在立方体内)，该晶体硬度超过金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。晶胞中碳原子的配位数为_。该晶体硬度超过金刚石的原因是_。已知该晶胞的密度为d gcm3，氮原子的半径为r1 cm，碳原子的半径为r2 cm，设NA为阿伏加德罗常数，则该晶胞的空间利用率为4 该晶体和金刚石均为原子晶体，该晶体中的CN键的键长比金刚石中的CC键的键长短，键能大，故硬度较金刚石大 _(用含用含d、r1、r2、NA的代数式表示，不必化简的代数式表示，不必化简)。