2013高考化学冲刺秘籍无机结构的分析与判断技巧

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

无机结构的分析与判断技巧新策略:无机结构包括:原子结构、分子结构和晶体结构等。在解答此类试题时,其主要方法与技巧包括:1.最外层8电子结构的判断技巧对于ABn型分子,如果A的化合价的绝对值加最外层电子数等于8,即A原子的最外层为8电子结构,如NH3、PCl3、H2S等。其计算式为:┃A的化合价┃+最外层电子数=8。2.非极性分子的判断技巧对于ABn型分子,如果A的化合价的绝对值等于最外层电子数,即为非极性分子。如CO2、BF3、PCl5等。其计算式为:┃A的化合价┃=最外层电子数。3.分子结构的分析与判断技巧常见的无机分子结构有直线形分子(如CO2)、平面三角形分子(如BF3)、弯曲形分子(如H2O)、三角锥形分子(如NH3)等。在解题时,要能将常见的分子构形根据电子排布的相似点,迁移到新的物质中。此类试题主要采用迁移类比法分析。4.晶体结构的分析与判断技巧常见的晶体有离子晶体(NaCl型和CsCl型)、分子晶体(如干冰)、原子晶体(如金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅及新型无机非金属材料)、金属晶体及过渡型晶体(如石墨)。在解题时,既要能分析其晶体结构,又要能将常见的晶体结构根据题中叙述,迁移到新的物质中。此类试题主要采用迁移类比法分析。经典题:例题1:下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是()[来源:Zxxk.Com]A.BeCl2B.PCl3C.PCl5D.N2方法:利用ABn型分子中价电子排布规律分析求解。捷径:根据金点子中的技法概述1知,属ABn型分子的有BeCl2、PCl3、PCl5,只有PCl3分子中的┃P的化合价+3┃+最外层电子数=8。故PCl3分子中P原子的最外层满足8电子结构,又Cl原子为-1价,也满足最外层8电子结构,故B符合题设要求。又因N2的电子式是,所有原子都满足最外层为8电子结构。以此得正确答案为BD。总结:BeCl2中Be原子的最外层只有2个电子,所以它不论形成离子化合物还是共价化合物,其最外层电子数都不可能是8。PCl3的电子式可联系到中学阶段所学的NH3分子的结构书写,即为。例题2:关于晶体的下列说法正确的是()A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低方法:从中学范围内四种类型的晶体综合分析。捷径:在金属晶体中,存在金属阳离子和自由电子,故B选项错误;晶体硅的熔点1410℃,要比金属钨的熔点(3419℃)低,而金属汞的熔点(常温下是液态)又比蔗糖、磷等(常温下是固态)低。以此说法正确的只有A。总结:部分考生由于对金属晶体理解不深,错误认为:在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子,而出现误选B的现象较多。例题3:已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如右图:则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为()A.2B.3C.4D.6方法:迁移类比法分析获解。捷径:硼氮苯又名无机苯,根据题中信息,其结构与苯相似,也呈平面结构,故邻、对位二氯代物异构体各有一种,间位二氯代物因出现硼、氮两种连接方式,故有2种异构体。以此二氯代物异构体共有4种,得答案C。总结:此题有不少考生,在迁移类比时未能分清无机苯与苯的不同之处,即苯中为6个碳,而无机苯中为N和B,而出现误选B。例题4:氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛用途,它属于()A.原子晶体B.分子晶体C.金属晶体D.离子晶体方法:迁移类比法分析。捷径:题干提供Si3N4是一种耐高温耐磨材料。也就是说Si3N4具有高的熔点和硬度,是典型原子晶体具有的物理性质。因此它属于原子晶体,选A。总结:此题为一新型无机非金属材料,在解题时要求考生将题中所述物质的性质与晶体的性质相比较。例题5:右图是石英晶体平面示意图,它实际上是立体的网状结构,其中硅、氧原子数之比为。原硅酸根离子SiO44-的结构可表示为左图。二聚硅酸根离子Si2O76-中,只有硅氧键,它的结构可表示为。方法:通过题设结构比较分析。捷径:通过石英晶体的平面示意图,可以看出一个硅原子周围有四个氧原子,一个氧原子周围有二个硅原子,所以在二氧化硅晶体中,硅原子与氧原子的最简单整数比为1︰2。原硅酸(H4SiO4)的结构可表示为,两个原硅酸分子可发生分子间脱水:生成二聚原硅酸,二聚原硅酸电离出6个H+后,形成带6个负电荷的二聚原硅酸根离子,以此二聚硅酸根离子的结构可表示为:总结:二氧化硅的真实结构相当于晶体硅结构中Si与Si之间插入一个氧原子而成。例题6:1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:①C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;②C60分子只含有五边形和六边形;③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30.请回答下列问题:(1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是_________,理由是:___________.(2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_______________,并简述其理由:____________________________________。(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为_______________.(4)C70分子也已制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知.通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目.C70分子中所含五边形数为____________,六边形数为_________.方法:根据题设结构分析,并与金刚石结构比较。捷径:(1)因固体C60为分子晶体,而金刚石为原子晶体,两者相比较,熔点较高者为金刚石。理由是:金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高。(2)因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60。也可由欧拉定理计算键数(即棱边数)::60+(12+20)-2=90C60分子中单键为:90-30=60。(4)设C70分子中五边形数为x,六边形数为y。依题意可得方程组:解得:五边形数x=12,六边形数y=25。总结:此题在当年高考中属较难题,部分考生未能正确作答的原因是未能理清C60结构及参于成键的电子数之故。例题7:(1)中学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7g.mol-1).(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。方法:迁移类比法分析。捷径:(1)1cm3中阴、阳离子总数=1.00cm3/(a×10-8cm)31cm3中Ni2+-O2-离子对数=1.00cm3/(a×10-8cm)3×1/2密度={[1.00cm3/(a×10-8cm)3]×74.7g·mol-1}/2×NA={[1.00cm3/(a×10-8cm)3]×74.7g·mol-1}/2×6.02×1023mol-1=(62.0/a3)gcm-3。(2)设1molNi0.97O中含Ni3+xmol,Ni2+(0.97-x)mol根据电中性原理得:3xmol+2(0.97-x)mol=2×1mol,解得x=0.06。Ni2+为(0.97-x)mol=0.91。离子数之比n(Ni3+):(Ni2+)=0.06:0.91=6:91。总结:该题的第(2)问虽不难,仅需通过电中性即可求解,但由于部分考生对题中Ni0.97O不会分析,从而造成无法作答。金钥匙:例题1:用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,同时用射频电火花喷射氮气,此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜,这种化合物可以比金刚石更坚硬,其原因可能是()A.碳、氮原子构成网状结构的晶体B.碳、氮的单质化学性质均不活泼C.碳、氮键比金刚石中的碳碳键更短D.氮原子最外层电子数比碳原子多方法:迁移类比分析求解。捷径:碳氮化合物比金刚石更坚硬,说明碳氮原子形成的是空间网状结构的原子晶体,由于氮原子半径比碳原子半径小,故N—C键比C—C键的键长短,键能大。答案:AC。总结:键长越短,键能越大,原子晶体熔沸点越高,硬度越大。例题2:Pt(NH3)2呈平面四边形结构。它可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中溶解度小;另一种为黄绿色,在水中溶解度较大。请在以下方框内画出相应的固体分子的结构图,并解释黄绿色固体在水中溶解度较大的原因。淡黄色固体黄绿色固体方法:将此固体的极性与水分子的极性相比较,根据相似者相溶原理分析。捷径:水为极性分子,黄绿色固体在水中溶解度较大,根据相似相溶原理,黄绿色固体中分子一定是极性分子,结构不对称,极性不能抵消,而淡黄色固体中的分子一定是非极性分子,因此,它在水中溶解度才会小。在Pt离子周围的平面上分布两种四个微粒,有两种可能(见右图):显然Ⅰ式极性抵消,为非极性分子,淡黄色固体。Ⅱ式极性不能抵消,为极性分子,黄绿色固体。总结:淡黄色、黄绿色都是固体性质的描述,无需(目前也无法)从结构上解释。溶解度的不同,才是本题的“题眼”所在。例题3:(1)右图为CO2分子晶体结构的一部分。观察图形,试说明每个CO2分子周围有个与之紧邻等距离的CO2分子。(2)试判断:①CO2②CS2③SiO2晶体的沸点由高到低排列的顺序是(填写相应物质的编号)。方法:结构分析与结构比较法。捷径:(1)以晶体中右面中心上的CO2分子为考查对象,在同一面上,与之相邻且等距离的CO2分子有4个,向左分析,与之相交的四个垂直面上共有4个CO2分子距离与之相等。再向右延伸,可以想象与之相交的四个垂直面上共有4个CO2分子距离与之相等。故在它的周围将有12个与之紧邻且等距的CO2分子。(2)由于③SiO2为原子晶体,所以沸点最高,而通常情况下,CO2为气态,CS2为液态,则沸点CS2高于CO2,因此,沸点③②①。总结:此题主要是考查空间思维能力,属于晶体结构的知识。例题4:阿伏加德罗常数是以12g12C所含有的碳原子数作为标准的,其测定方法有大分子油膜法、电解法等。随着科学技术的发展,其测定手段越来越多,测定精确度也越来越高。有人设想用NaCl晶体来测定阿伏加德罗常数,已知NaCl晶体的结构如右图所示,x射线测得NaCl晶体中靠得最近的Na+与Cl-间的平均距离为scm。为了测定方便,现仅借助于中学化学实验室中的常用仪器进行实验,请设计测定阿伏加德罗常数的整个实验过程,并写出测定步骤中所用器材及试剂的名称。测定过程中所获得的数据依次用a、b、c…表示,用所设计的测定方法及获得的数据测得的阿伏加德罗常数NA的表达式为NA=_________________。(因受实验条件的限制,NaCl很难制得大块的立方晶体)。方法:将宏观与微观通过体积关系相联系而获解。捷径:根据NaCl晶胞图知,1个晶胞相当于4个Na+和4个Cl-(顶点离子有1/8属于晶胞、棱上离子有1/4属于晶胞、面上离子有1/2属于晶胞、内部离子完全属于该晶胞),其体积为(2scm)3=8s3cm3。借助中学化学实验中常用仪器测阿伏加德罗常数,可设法获得一定质量NaCl的体积。因NaCl很难获得大块立方晶体,故NaCl晶体体积的确定是此题的难点。联想到中学化学中的定容容器,以此可采用体积加合法,使NaCl的体积与某种不相溶液体的体积加合后等于某一固定体积来测定NaCl的体积。其测定步骤为:①用托盘天平准确称取ag干燥、纯净的NaCl晶体;②将称得的晶体转移到100mL的容量

1 / 14
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功