1、题型 5 物质结构与性质(选做题)(对应学生用书第 106 页)题型特点解读1试题结构题头(介绍题目背景或物质结构知识，元素推断信息)问题(拼盘式考查物质结构相关主干知识)。 2考查方式(1)直接给出元素，围绕给出元素的原子结构、形成的物质等进行考查；(2)给出元素原子的一些结构特点等，首先推导出元素，然后再进行相应的考查。3主要考查点基态原子核外电子排布(电子排布式或价电子的轨道表达式)、第一电离能和电负性递变规律等；共价键类型、数目的判断、氢键配位键的表示、原子轨道杂化类型、分子构型判断、性质比较等；晶体类型的判断、晶体熔沸点高低的比较、氢键对溶解性的影响、晶体密度和晶体参数的计算、晶体空
2、间利用率的计算、金属晶体的堆积方式等。解题策略指导1基本思路(1)掌握规律、注意特殊。如电离能、电负性规律和特殊(同周期主族元素，第A 族( ns2)全充满、A 族( np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第A 族和第A 族元素)及核外电子排布中的能级交错等。(2)根据题目类型总结解题方法。如化学键类型的判断方法，中心原子杂化轨道和价层电子对数的判断方法，中心原子孤对电子对数的判断方法，晶体类型的判断及计算方法等。2破题关键推断元素，确定元素在周期表中的位置，联想变化规律和特殊性，根据要求规范回答问题。典例剖析示范(2017全国卷)研究发现， 在 CO2低 压 合 成 甲
3、醇 反 应 CO2 3H2= = =CH3OH H2O 中 ， ，显示出良好的应用Co氧 化 物 负 载 的 Mn氧 化 物 纳 米 粒 子 催 化 剂 具 有 高 活 性 前景。回答下列问题：(1)Co 为_。基 态 原 子 核 外 电 子 排 布 式元素 Mn 与 O 中， 较大的是_，基态原子核外未成对电子数较多的是第 一 电 离 能_。(2)CO2和 CH3OH 分子中 C 分别为_和_。原 子 的 杂 化 形 式(3)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_，原因是_。(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO 3)2中的 除了 键外，还存在化
4、 学 键_。(5)MgO (如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验具 有 NaCl型 结 构测得 MgO 的晶胞参数为 a0.420 nm，则 r(O2 )为_nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为 a0.448 nm，则 r(Mn2 )为_nm。命题背景：核心元素是 Co 和 Mn，原子序数分别是 27 和 25。规范解题：在书写基态原子核外电子排布时，区别电子排布式、价层电子排布式(或外围电子排布式)和电子排布图。考查规律：联想规律，注意特殊。杂化方式判断：注意判断方法。化学键判断：注意 键特点。晶胞结构：注意晶胞特点，面心立方最密堆积方式的含义，明确计算
5、方法；注意解题规范，如在计算晶体密度时，要注意单位换算。【解析】 (1)Co 是 27 号元素，其基态原子核外电子排布式为Ar3d 74s2或1s22s22p63s23p63d74s2。元素 Mn 与 O 中，由于 O 是非金属元素而 Mn 是金属元素，所以 O 的第一电离能大于 Mn 的。O 基态原子核外电子排布式为 1s22s22p4，其核外未成对电子数是2，而 Mn 基态原子核外电子排布式为Ar3d 54s2，其核外未成对电子数是 5，因此 Mn 的基态原子核外未成对电子数比 O 的多。(2)CO2和 CH3OH 的中心原子 C 的价层电子对数分别为 2 和 4，所以 CO2和 CH3O
6、H 分子中 C 原子的杂化形式分别为 sp 和 sp3。(3)由于水和甲醇均为极性分子，二氧化碳和氢气均为非极性分子，所以水和甲醇的沸点高于二氧化碳和氢气的沸点；由于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的沸点；由于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。(4)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 N 原子与 3 个氧原子形成 3 个 键，硝酸根中存在氮氧双键，所以还存在 键。(5)因为 O2 采用面心立方最密堆积方式，面对角线是 O2 半径的 4 倍，即 4
7、r(O2 ) a，2解得 r(O2 )0.148 nm；根据晶胞的结构可知，棱上阴阳离子相切，因此 2r(Mn2 )2 r(O2 )0.448 nm，所以 r(Mn2 )0.076 nm。【答案】 (1)Ar3d 74s2 O Mn(2)sp sp 3(3)H2OCH3OHCO2H2 H 2O 与 CH3OH 均为极性分子，H 2O 中氢键比甲醇多；CO 2与 H2均为非极性分子，CO 2分子量较大，范德华力较大(4)离子键和 键( 键) 64(5)0.148 0.076即时应用体验1(2017桂林中学 5 月全程模拟)氮元素是自然界最丰富的元素，在化学中有很重要的地位。 【导学号：97184
8、298】回答下列问题：(1)基态氮原子的价层电子排布图为_。第二周期的元素中，第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素共有_种。(2)预计于 2017 年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征五号运载火箭燃料为偏二甲肼(CH3)2NNH2。 (CH 3)2NNH2中 N 原子的杂化方式为_。(3)利用价层电子互斥理论解释 NH3的立体构型为三角锥形的原因：_。与 NH3互为等电子体的离子为_(填化学式，举一例即可)。(4)在 CuSO4溶液中加过量氨水后，再向该溶液中加入一定量乙醇，析出Cu(NH 3)4SO4H2O，若要确定Cu(NH 3)4SO4H2O 是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行_
9、实验。1 mol Cu(NH 3)42 含有的 键的数目为_。(5)氮化硼可用于制造飞机轴承，其晶胞如图所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为_。若立方氮化硼的密度为 g/cm3，氮化硼的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为NA。如果硼原子的半径为 r pm，则硼原子的空间利用率为_。(用含有 、 M、 NA、 r的式子表示)【解析】 (1)基态氮原子的价层电子排布图为 ；第二周期的元素中，第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素有 Li、Be、B、C、O 共 5 种；(2)(CH 3)2NNH2中 N 原子的杂化方式为 sp3杂化；(3)NH 3中 N 原子成 3 个 键，有一对孤电子对，价层电子
10、对数为 4，形成四面体的 VSEPR 模型，略去 VSEPR 模型中心原子上的孤电子对，氨气分子立体构型就是三角锥形；可将中心原子 N 的核电荷放大和缩小的方法获得，与 NH3互为等电子体的离子为 H3O 或 CH 等；(4)确定物质是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行 3X射线衍射；1 mol Cu(NH3)42 含有的 键的数目为：NH 键 12 mol，CuN 键 4 mol，共 16 mol，或 9.63210 24。(5) 观察面心的 N，每个 N 连有 4 个 B 原子，处于晶胞顶点上的原子的配位数为 4；晶体中 N 位于晶胞体对角线的 1/4 处，将体心与下底面相对的两顶点相
11、连可构成等腰三角形，距离最近的两个 N 原子相连，则连线为三角形的中位线，所以晶体中最近的两个 N 原子的距离为底面对角线的一半，晶胞中 N 原子个数为 86 4，B 原子个数为 4,4 个 B 原子的体积为： r34，晶胞18 12 43体积： ，B 的空间利用率为 r34 100% 100%。MNA4 43 M4NA 4 NAr33M【答案】 (1) 5 (2)sp 3(3)NH3 中 N 原子有 3 个 键，有一对孤电子对，价层电子对数为 4，形成四面体的VSEPR 模型，略去 VSEPR 模型中心原子上的孤电子对，氨气分子立体构型就是三角锥形 H3O 、 CH 等 3(4)X射线衍射
12、16 NA(或 9.63210 24)(5)4 100%4 NAr33M2(2017 邵阳第三次联考)人类很早就懂得使用铁器，如今对铁元素的研究依然热度不减。请回答：(1)铁原子 L 能层上有_种不同运动状态的电子，基态铁原子的价电子排布式是_；(2)血红素是血液的重要组成部分，其结构如图。其中 C 原子和 N 原子具有的相同的杂化方式是_，N 与 Fe 之间存在的相互作用是_。血红素在人体内合成时的基本原料之一是甘氨酸( )，其分子中含有 键和 键的个数比是_；(3)单质铁的某种晶体拥有体心立方晶胞，其配位数是_，若其晶胞边长为 a pm，其晶体密度是_ g/cm 3(用含 a 的代数式表示
13、， NA表示阿伏加德罗常数)。(4)铁氰化钾(K 3Fe(CN)6)俗称赤血盐，可用于检验 Fe2 ，反应的离子方程式是_，其配体的电子式是_，与其配体互为等电子体的微粒有_ (任写两种，填化学式)。【解析】 (1)铁的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，L 能层为 2s22p6，有 8 种不同运动状态的电子，基态铁原子的价电子排布式为 3d64s2。(2)根据每个 N 原子含有的 键个数与孤电子对数之和判断其杂化方式；血红素中 N 原子有的含有 3 个 键和一个孤电子对，属于 sp3杂化；有的含有 3 个 键和一个 键，属于 sp2杂化方式；C 原子也有 sp2和 sp
14、3两种杂化方式；N 与 Fe 之间存在的相互作用是极性键、配位键；甘氨酸( )，其分子中 键和 键的个数比为 91。(3)根据晶胞中的配位情况，一个晶胞中含有 2 个铁，1 pm10 10 cm，由 mV g/cm3。 (4)铁氰化钾(K 3Fe(CN)6)俗称赤nMNA a10 10 3 112NAa310 30血盐，可用于检验 Fe2 ，反应的离子方程式为 3Fe2 2Fe(CN) 63 =Fe3Fe(CN)62；其配体为 CN ，它的电子式为CN ；等电子体为电子数相等，原子数也相等，与其配体互为等电子体的微粒有 N2、CO、C 等。22【答案】 (1)8 3d 64s2 (2)sp 2、sp 3 极性键、配位键 91 (3)8 (4)3Fe 2 2Fe(CN) 63 =Fe3Fe(CN)62 CN N 2、C112NAa310 30、CO 等22
