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-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(1~36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σ键和π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、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C．2p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，化学性质不一定相似。-2-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ⅠA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σ键和1个π键，它们分别是()A．sp2杂化轨道形成σ键，末杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π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C—Hσ键，另外1个sp2杂化轨道形成C—Cσ键。2个碳原子未杂化的2p轨道“肩并肩”重叠形成1个π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()A．SiO2和SO2B．CO2和H2OC．NaCl和HClD．CCl4和KCl【答案】B【解x析】SiO2是共价键形成的原子晶体，SO2是共价键形成的分子晶体，A错；CO2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；CCl4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。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-3-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：A2H2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）N＞ON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sp3（1分）2（3）[Ar]3d64s2（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C2H2是直线型分子，分子中有3个键（两个C-H和C≡C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：[Ar]3d64s2。（4）由“均摊法”可知每个晶胞中含有Fe的个数为：8×1/8+1＝2.（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（kJ·mol－1）分别为：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“”、“”）。-4-（2）写出D原子基态时的核外电子排布，海水中有一种含有D元素的一种重要化合物，该物质是一种重要的化工原料，也是人体必不可少的物质，用方程式表示该物质在工业上的三种用途。（3）最近科学家研究发现，冻土在融化时释放出AC2气体很可能加速全球温度升高，写出AC2最高价氧化物的水化物的结构式。（4）E能与Fe形成合金，该合金的立体晶胞如图所示，合金的化学式为【答案】（1）（2分）（2）1s22s22p63s1（2分）2NaCl2Na+Cl2↑；（2分）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑（2分）NaCl+CO2+NH3+H2O＝NaHCO3+NH4Cl（2分）（其他合理答案也可）（3）（2分）（4）Fe2Al（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，F为硫元素。取Al－Fe晶胞的1/4（）进行研究，根据均摊法有：Fe：8×1/8+4×1/4＝2，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或NH3通过_________结合在一起。(2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是______(填“极性”或“非极性”)分子。-5-(3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有___________(填序号)，CS2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)①③(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)因为CrO2Cl2能与CCl4、CS2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、sp3、sp2、sp、sp3，CS2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LiAlH4可由下列途径合成：4LiH＋AlCl3回流乙醚LiAlH4＋3LiCl。试探究下列相关问题：⑴下列有关说法正确的是__________________。A．NaH的熔点比LiH高B．乙醚(C2H5OC2H5)是非极性分子C．化学性质锂与镁相似D．LiAlH4的结构可表示为⑵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：试回答下列问题①在周期表中镧和铈处于周期表区。-6-②铜简化的核外电子排布式为_____________________。③已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23cm3，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=_______(填数值)；氢在合金中的密度为________g·cm－3。⑶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。Ca32C60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B．C60属于分子晶体C．Ca32C60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】⑴CD⑵①f②[Ar]3d104s1③5⑶BD【解析】问题⑴：①A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，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AlH4－成正面体结构。问题⑵：①镧和铈属于镧系元素，故属于f区。②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。③ρ=(4.5/6.02×1023)÷9.0×10－23＝0.083g·cm－3。问题⑶：A不正确，钙和锶同主族，从上至下，一般电负性逐渐减小，第一电离能也逐渐减小。B正确，C60属于分子晶体。C不正确，C60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C