1、 - 1 -专题 06 物质结构与性质【考纲解读】一、 原子结构与元素的性质1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136 号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 二、 化学键与物质的性质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.了解共价键的主要类型 键和 键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解简单配合物的成键情况。4.了解原子晶体的特征，能描述金刚石
2、、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。6.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。三、 分子间作用力与物质的性质1.了解化学键和分子间作用力的区别。2.了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。3.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。【考题预测】1、下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )A原子核外电子排布式为 1s2 的 X 原子与原子核外电子排布式为 1s22s2 的 Y 原子
3、B原子核外 M 层上仅有两个电子的 X 原子与原子核外 N 层上仅有两个电子的 Y 原子C2p 轨道上有一个空轨道的 X 原子与 3p 轨道上只有一个空轨道的 Y 原子D最外层都只有一个电子的 X、Y 原子【答案】 C【解析】A 中 1s2 结构的 He,1s22s2 结构为 Be，两者性质不相似。B 项 X 原子为 Mg，Y原子 N 层上有 2 个电子的有多种元素，如第四周期中 Ca、Fe 等都符合，化学性质不一定相- 2 -似。C 项为同主族的元素，化学性质一定相似。D 项最外层只有 1 个电子可能是第A 族元素，过渡元素中也有很多最外层只有 1 个电子的，故性质不一定相似。【命题解读】原
4、子核外电子的排布规律是中学化学原子结构的重点内容，也是元素周期律的基础。原子轨能级是决定核外电子排布和构型的重要因素，原子的外层电子构型是随原子序数的增加呈现周期性变化，而原子的外层电子构型的周期性变化又引起元素性质的周期性变化，元素性质周期性变化的规律称元素周期律，反映元素周期律的元素排布称元素周期表。2、在乙烯分子中有 5 个 键和 1 个 键，它们分别是 ( )Asp 2 杂化轨道形成 键，末杂化的 2p 轨道形成 键Bsp 2 杂化轨道形成 键，未杂化的 2p 轨道形成 键CCH 之间是 sp2 杂化轨道形成 键，C C 之间是未杂化的 2p 轨道形成 键DCC 之间是 sp2 杂化轨
5、道形成 键，C H 之间是未杂化的 2p 轨道形成 键【答案】A【解析】在乙烯分子中，每个碳原子的 2s 轨道与 2 个 2p 轨道杂化形成 3 个 sp2 杂化轨道，其中 2 个 sp2 杂化轨道分别与 2 个氢原子的 1s 轨道“头碰头”重叠形成 CH 键，另外1 个 sp2 杂化轨道形成 CC 键。2 个碳原子未杂化的 2p 轨道“ 肩并肩”重叠形成 1 个 键。【命题解读】 高考考纲明确要求：了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。随着课程改革的深入，高考中对杂化轨道理论知识的考查也在不断
6、加强，对元素原子杂化轨道及空间构型的判断主要采取价电子对互斥理论和归纳记忆法。3下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，晶体类型也相同的是 ( )ASiO 2 和 SO2 BCO 2 和 H2O CNaCl 和 HCl DCCl 4 和 KCl【答案】B【解 x 析】SiO 2 是共价键形成的原子晶体，SO 2 是共价键形成的分子晶体，A 错；CO 2和 H2O 均为共价键，而且是分子晶体，B 对；NaCl 是离子键形成的离子晶体，HCl 是共价键形成的分子晶体，C 错；CCl 4 是共价键形成的分子晶体，KCl 是离子键形成的离子晶体，D错。【命题解读】 高考考纲明确要求：了解分子晶体与原子晶
7、体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。高考命题主要考查了离子键、共价键的概念，同时隐含着考查离子化合物、共价化合物的区别及离子化合物、共价化合物与化学键的关系。充分体现了对学生基本知识的掌握情况及基础知识的运用能力的考查。- 3 -4、已知 A、B、C、D、E 五种元素的核电荷数依次增大，除 E 为第四周期元素外，其余都是短周期元素。其中 A、 B、C 是同一周期的非金属元素，A 元素最外层电子数是内层电子数的 2 倍，B 元素基态原子的最外层有 3 个未成对电子，化合物 DC 的晶体为离子晶体，D 的二价阳离子与 C 的阴离子具有相同的电子层结构，E 元素的正三价离子的 3d
8、 亚层为半充满状态。请根据上述情况，回答下列问题（答题时，A 、B 、C 、D、E 用所对应的元素符号表示）：（1）元素 B、C 的第一电离能的大小关系是 ，其原因为 。（2）A 的氢化物：A 2H2 分子的空间构型是 ，其中心原子采取的杂化形式为 ，分子中含有 个 键， 个 键。（3）写出化合物 DC 的电子式 ，E 原子的核外电子排布式是 。（4）由 E 元素形成的金属的晶胞结构如右图，则该晶胞中含有金属原子的数目为 。（5）配合物 E(CO)5 常温下呈液态，熔点为 -20.5，沸点为 103，易溶于非极性溶剂，据此判断 E(CO)5 晶体属于 （填晶体类型） 。【答案】 （1）NO N
9、的第一电离能大于O，这是因为N 的2p轨道处于半充满稳定状态，原子失去一个电子较难 （2）直线形 sp 3（1分） 2 （3） Ar3d64s2 （4）2 （5）分子晶体 【解析】由题中信息可推知A、B、C、D、E五种元素分别为：C、N、O、Mg、Fe。 （1）N的第一电离能大于O，这是因为N的2p轨道处于半充满稳定状态，原子失去一个电子较难。 （2）因中心原子C采取sp杂化，故C 2H2是直线型分子，分子中有3个 键（两个C-H和CC中有一个键）和2个 键。 （3）MgO 的电子式为： ；Fe 原子的核外电子排布式为： Ar3d64s2 。 （4）由 “均摊法”可知每个晶胞中含有Fe的个数为
10、： 81/8+12.（5）由此配合物的熔沸点和溶解性可知为分子晶体。5、有 A、B 、C、D、E、F 六种短周期元素，其原子序数依次增大。 A 原子基态时 p 能级原子轨道上电子数等于次外层电子数，C 元素的原子基态时 s 能级与 p 能级上的电子数相等，D 是短周期中电负性最小的元素， E 原子的第一至第四电离能（kJmol 1 ）分别为：- 4 -578、1817、2745、11575， F 原子的价电子层构型与 C 原子的价电子层构型相同。请回答下列问题：（1）推测 B 的第 I 电离能 C 的第 I 电离能（填“”、 “（2 分） （2）1s 22s22p63s1 （2 分）2NaCl
11、 2Na + Cl2；（2 分） 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2（2 分）NaCl + CO2 + NH3 + H2O NaHCO3 + NH4Cl （2 分） （其他合理答案也可） （3） （2 分）（4）Fe 2Al （3 分）【解析】根 据 题 目 叙 述 可 得 A 和 C 原 子 基 态 时 的 电 子 排 布 式 分 别 为1s22s2sp2、 1s2s22p4， 故 A 为 碳 元 素 ， C 为 氧 元 素 ， B 氮 元 素 。 D 是短周期中电负性最小的元素应为金属性最活泼的钠元素，根据 E 的电离能可知， E 原子最外层有 3 个电子，为铝元素
12、，F 为硫元素。取 AlFe 晶胞的 1/4（ ）进行研究，根据均摊法有：Fe：81/8 + 41/42，Al：1，故该合金的化学式为 Fe2Al。6、 氯化铬酰 (CrO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应，请回答下列问题：(1)写出铬原子的基态电子排布式 _，与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_(填元素符号) ，其中一种金属的阳离子易与 H2O- 5 -或 NH3 通过_结合在一起。(2)CrO2Cl2 常温下为深红色液体，能与 CCl4、CS 2 等互溶，据此可判断 CrO2Cl2 是_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)在苯、CH
13、 3OH、HCHO、CS 2、CCl 4 五种有机溶剂中，碳原子采取 sp2 杂化的分子有_(填序号) ，CS 2 分子的空间构型是 _。【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d54s1(3 分) K、Cu(4 分) 配位键(2 分) (2)非极性(2分) (3)(2 分) 直线形 (2 分) 【解析】 (1)铬元素是 24 号元素，其原子的基态电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，与铬同周期 (第四周期)的所有元素的基态原子中，最外层电子数为1 个的还有 K、 Cu；其中易与 H2O 或 NH3 结合的离子是 Cu2+，则应该通过配位键形成配位化合物。 (2)因
14、为 CrO2Cl2 能与 CCl4、CS 2 等互溶，依据“相似相溶 ”规律，可确定 CrO2Cl2 是非极性分子；(3)分别分析题给五种有机物分子的空间结构，其中心碳原子的杂化类型分别为：sp2、sp 3、sp 2、sp、sp 3，CS 2 分子的空间构型是直线形，与 CO2 相似。7 某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“ 吸收 ”H2，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收” 氢气的金属，称为储氢合金。已知LiH、 NaH 及 LiAlH4 都是常见的金属的氢化物，其中 Li
15、AlH4 可由下列途径合成：4 LiH AlCl3 LiAlH4 3 LiCl。试探究下列相关问题：下列有关说法正确的是_。ANaH 的熔点比 LiH 高 B乙醚(C 2H5OC2H5)是非极性分子C化学性质锂与镁相似 DLiAlH 4 的结构可表示为镧镍合金、铜钙合金及铈钴合金都具有相同类型的晶胞结构 XYn，它们有很强的储氢能力，其中铜钙合金的晶胞结构为：- 6 -试回答下列问题在周期表中镧和铈处于周期表 区。铜简化的核外电子排布式为_。已知镧镍合金 LaNin 晶胞体积为 9.01023 cm3，储氢后形成 LaNinH4.5 的合金( 氢进入晶胞空隙，体积不变)，则 LaNin 中 n
16、 = _ (填数值)；氢在合金中的密度为 _gcm3 。中美科学家合作发现在 C60 上的钙和锶吸附性很强，可以先把钙和锶均匀地覆盖在 C60 表面上，形成 M32C60，然后吸附 H2。Ca 32C60 上可至少吸附 92 个氢分子(如图) 。有关说法正确的是_。A钙的第一电离能和电负性均比锶的小BC 60 属于分子晶体CCa 32C60 储氢是与 H2 发生加成反应D吸附相同数目氢分子时， 储氢质量分数 Ca32C60 比 Sr32C60 高【答案】 CD f Ar3d104s1 5 BD 【解析】 问题：A 不正确，因为钠离子半径比锂离子半径大，晶格能 NaH 小于LiH。 B 不正确，
17、因为乙醚中氧原子是 sp3 杂化，分子成 V 型，整个分子不对称。C 正确，因为锂与镁处于元素周期表对角线位置，电负性相近。D 正确，由价层互斥理论知 AlH 成正面体结构。问题：镧和铈属于镧系元素，故属于 f 区。 铜核外电子数为 29，当 3d 上全充满时较稳定，价电子排布为 3d104s1。 = (4.5/6.021023)9.01023 0.083 gcm3 。问题 ：A 不正确，钙和锶同主族，从上至下，一般电负性逐渐减小，第一电离能- 7 -也逐渐减小。B 正确，C 60 属于分子晶体。 C 不正确，C 60 分子中有 30 个碳碳双键和 60 个碳碳单键，若加成，每个 C60 分子
18、只能吸收 30 个分子，且加成后氢气不易解吸，应是吸附。D正确，因为 Ca32C60 比 Sr32C60 相对分子质量低。8 有 A、B、C、D、E 、F、G 七种前四周期元素， G 的原子序数最大。已知：A、B 、C 三种元素的原子次外层电子排布都是(n1)s 2(n1)p 6；D、E、F 三种元素的原子序数分别等于 A、B、C 的最外层电子数； G 的最外层电子数和 A 相同，内层电子排布均符合 2n2， C 的气态单质在标准状况下每升的质量为 3.17g；A 与 C 能形成离子化合物 AC，A离子比 C 离子少一个能层； E 原子的最外层中 p 能级的电子数等于前一能层的电子总数。回答下
19、列问题：上述元素中的基态原子中，含有 2 个未成对电子的元素符号是 ；他们位于元素周期表的_区。A 与 D 能形成离子化合物 AD，则 AD 的电子式是 ；C 元素基态原子的价电子排布式为 。F 元素基态原子最外层电子的排布图（轨道表示式）为 ，核外共有_种运动状态不同的电子。单质 G 的晶胞如右图所示，则 G 原子的配位数为_。化合物 E2D2 分子中 键和 键的数目之比为_ ，化 合物 EC4 分子中 E 原子的杂化类型为_。【答案】 C、S p Na+H 3s23p5 7 12 3:2 sp3 【解析】由于 A、B、C 三种元素的原子次外层电子排布都是(n1)s 2(n1)p 6，说明A
20、、B 、C 都在第三周期。由 C 的气态单质在标准状况下每升的质量为 3.17g，可求得单质C 的摩尔质量为 71 gmol1 ，即 C 是氯，F 为氮。根据 A 与 C 能形成离子化合物 AC，A 离子比 C 离子少一个能层，说明 A 是钠，D 为氢。根据 G 的最外层电子数和 A 相同，内层电子排布均符合 2n2，且 G 的原子序数最大，说明 G 是铜。根据 E 原子的最外层中 p 能级的电子数等于前一能层的电子总数，说明 E 是碳，B 为硫。9、A、 B、C、D、E 均为短周期元素，其中 A 是形成化合物最多的元素；常温常压下，B 元素形成的单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积； C 和
21、 B 同周期，且 C 的电负性大于B；D 元素在地壳中含量最多；E 元素的单质在空气中含量最多；F 为常见金属，常用于制作导线，且不能与稀硫酸反应。- 8 -(1)C 位于元素周期表第_ 周期第_族，B 和 C 的最高价氧化物对应的水化物的酸性较弱的是_ _(写化学式 ) 。AB 2 是一种常用的溶剂， AB2 的化学式是_。(2) A、B、C 、D 四种元素的电负性由大到小的顺序是 _。E 的氢化物分子的空间构型是_，其中心原子采取_杂化。(3) A 的核外电子排布式是 _；E 的基态原子核外电子排布式是_。（4）写出化合物 AD2 的电子式_；一种由 C、D 组成的化合物与 AD2 互为等
22、电子体，其化学式为_。【答案】(1)三 A (2 分) H 2SO4 (1 分) CS2 (1 分)(2) OClS C(2 分) 三角锥型 (1 分) sp3(1 分)(3) 1s22s22p2 (2 分)； 1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d 104s1) (2 分)（4） C (2 分)； N2O (1 分) O O 【解析】由题意可知：A 是碳元素； B 是硫元素；C 是氯元素；D 是氧元素；E 是氮元素；F 是 Cu 元素。(1)C 元素位于元素周期表第三周期第A 族，Cl 的非金属性比 S 的非金属性强，所以 HClO4 的酸性比 H2SO4 的酸性强。AB
23、2 的化学式是 CS2，AD 2 的化学式是CO2。(2) Cl 的电负性比 S 的电负性强， OClSC；E 的氢化物为 NH3，空间构型为三角锥型，中心原子是 sp3 杂化。(3) 碳（C）的核外电子排布式为 1s22s22p2，铜(Cu)元素原子的 3d 轨道处于全满状态，1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d 104s1)。10、金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题：(1)Ni 原子的核外电子排布式为_；(2)NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni 2+和 Fe2 的离子半径分别为 69 pm 和 78 pm，则熔点 NiO
24、 _ FeO(填“”)；(3)NiO 晶胞中 Ni 和 O 的配位数分别为_、_ ；(4)金属镍与镧(La) 形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_；- 9 -(5)丁二酮肟常用于检验 Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮肟与 Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右上图所示。该结构中，碳碳之间的共价键类型是 键，碳氮之间的共价键类型是_，氮镍之间形成的化学键是_；该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_；该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_。【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d84s2 (2) (3)6 6 (4) LaNi5 (5) 一个 键
25、、一个 键；配位键；氢键； sp 2、sp 3【解析】 （1）利用能量最低原理等可知 28Ni 的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2。 （2）利用 Ni2+与 Fe2 的离子半径大小关系可知 NiO 的晶格能大于FeO 的，故熔点：NiOFeO 。 （3）利用信息知可类比 NaCl 的配位数可知 NiO 晶胞中 Ni与 O 的配位数均为 6。 （4）由“ 均摊法” 知每个晶胞中含有：一个 La（81/8 ） 、五个Ni（1+81/2） ，故该合金的化学式为：LaNi 5。 （5 ）在该结构中，碳氮双键中其中一个是 键、一个是 键；氮镍之间的键是由 N 原子提供孤对电子，Ni 提供空轨道形成的配位键。由于氧的电负性强，因此该结构中，氧氢之间除形成共价键外，还可以形成氢键。该结构中-CH 3 中的碳原子是 sp3 杂化、用于形成 C=N 的碳原子是 sp2 杂化。【命题解读】 “物质结构与性质 ”作为高中化学新课程的一个选修模块 ,侧重于帮助学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法,研究物质构成的奥秘, 认识物质结构与性质之间的关系, 提高分析问题和解决问题的能力。
