化學(xué)第15講 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選考）

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1、第第1515講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)( (選考選考) )-2-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(2017課標(biāo)全國,35)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}:(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色,其中紫色對應(yīng)的輻射波長為nm(填標(biāo)號)。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號是,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為。K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是。-3-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考

2、點(diǎn)三(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu),邊長為a=0.446nm,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示。K與O間的最短距離為nm,與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,I處于各頂角位置,則K處于位置,O處于位置。-4-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三答案:(1)A(2)N球形K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少,金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)體心棱心-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三2

3、.(2016課標(biāo)全國,37)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs,第一電離能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為,其中As的雜化軌道類型為。(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1000,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9,其原因是。-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三(5)GaAs的熔點(diǎn)為1238,密度為gcm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGagmol-1和MAsgmol-1,原

4、子半徑分別為rGapm和rAspm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)三解析:(1)As的原子序數(shù)是33,則基態(tài)As原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。(2)Ga和As位于同一周期,同周期主族元素從左向右原子半徑逐漸減小,則原子半徑GaAs;由于As的4p能級處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),因此第一電離能Ga”或“”或“Mn。氧原子價(jià)電子排布式為2s22p4,其核外未成對電子數(shù)是2,錳原子價(jià)電子排布式為3

5、d54s2,其核外未成對電子數(shù)是5,故基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。(2)CO2和CH3OH中的中心原子碳原子的價(jià)層電子對數(shù)分別是2和4,故碳原子的雜化方式分別為sp和sp3。(3)四種物質(zhì)固態(tài)時(shí)均為分子晶體,H2O、CH3OH都可以形成分子間氫鍵,一個(gè)水分子中兩個(gè)H都可以參與形成氫鍵,而一個(gè)甲醇分子中只有羥基上的H可用于形成氫鍵,所以水的沸點(diǎn)高于甲醇。CO2的相對分子質(zhì)量大于H2的,所以CO2分子間范德華力大于H2分子間的,則沸點(diǎn)CO2高于H2,故沸點(diǎn)H2OCH3OHCO2H2。-28-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-29-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(

6、2016課標(biāo)全國,37)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar,有個(gè)未成對電子。(2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因。(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是。-30-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為,微粒之間存在的作用力是。(6)晶胞有兩個(gè)

7、基本要素:晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm,其密度為gcm-3(列出計(jì)算式即可)。-31-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:(1)3d104s24p22(2)Ge原子半徑大,原子間形成的單鍵較長,p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成鍵(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次升高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(4)OGeZn(5)sp3共價(jià)鍵-32-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:(1)Ge是第四周期A族元素,是32號元素,排布式為Ar3d104s24p2,2

8、個(gè)4p電子分別位于2個(gè)不同軌道上,有2個(gè)未成對電子。(2)Ge的原子半徑比C大,原子間形成單鍵較長,p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成“肩并肩”重疊方式的鍵。(3)鍺鹵化物均為分子晶體,對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高。(4)元素的非金屬性越強(qiáng),吸引電子能力就越強(qiáng),則電負(fù)性越強(qiáng),電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺GeZn。(5)金剛石中C為sp3雜化,C與C之間為非極性共價(jià)鍵,Ge單晶與金剛石結(jié)構(gòu)相似,雜化方式與存在的作用力也與金剛石一樣。-33-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-34-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3

9、.(2015課標(biāo)全國,37)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個(gè)未成對電子。回答下列問題:(1)四種元素中電負(fù)性最大的是(填元素符號),其中C原子的核外電子排布式為。(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是(填分子式),原因是;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為和。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1 3的化合物E,E的立體構(gòu)型為,中心原子的雜化軌道類型為。-35-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為,中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為,單質(zhì)D與濕潤的Na

10、2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為。(5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566nm,F的化學(xué)式為;晶胞中A原子的配位數(shù)為;列式計(jì)算晶體F的密度(gcm-3)。-36-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(2)O3O3相對分子質(zhì)量較大,范德華力大分子晶體離子晶體(3)三角錐形sp3-37-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:根據(jù)題目條件,可推出A、B、C、D分別為O、Na、P、Cl。(1)電負(fù)性最大的為O,P的核外電子排布為1s22s22p63s23p3。(2)單質(zhì)A有O2、O

11、3兩種同素異形體,相對分子質(zhì)量大的,分子間作用力也大,沸點(diǎn)高。A、B的氫化物分別為H2O、NaH,晶體類型分別為分子晶體、離子晶體。(3)E為PCl3,P含有一對孤電子對,價(jià)層電子對數(shù)為4,立體構(gòu)型為三角錐形,中心原子P的雜化類型為sp3雜化。-38-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-39-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1.中心原子雜化軌道數(shù)的判斷雜化軌道數(shù)=鍵數(shù)+孤電子對數(shù)=價(jià)層電子對數(shù)2.中心原子價(jià)層電子對數(shù)、雜化類型與粒子的立體構(gòu)型-40-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3.分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系 -41-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-42

12、-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三真題示例核心建模對點(diǎn)演練(2017黑龍江大慶三模)鹵族元素在生活中有廣泛應(yīng)用,根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。(1)寫出氟元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖:,鹵族元素位于元素周期表的區(qū)。(2)在一定濃度的氫氟酸溶液中,部分溶質(zhì)以二分子締合(HF)2形式存在,使HF分子締合的作用力是。(3)BF3常溫下是氣體,有強(qiáng)烈的接受孤電子對的傾向。BF3分子的立體構(gòu)型為,固態(tài)時(shí)的晶體類型是,BF3與NH3相遇立即生成白色固體,寫出該白色固體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式并標(biāo)注出其中的配位鍵。-43-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三真題示例核心建模對點(diǎn)演練(4)根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)判斷,熔點(diǎn)最高、硬度最大的是(填化學(xué)式)。-44-考

13、點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三真題示例核心建模對點(diǎn)演練氟化鈣晶胞(6)CaF2晶胞如圖所示。已知:NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,棱上相鄰的兩個(gè)Ca2+的核間距為acm,則CaF2的密度可表示為 gcm-3。-45-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三真題示例核心建模對點(diǎn)演練-46-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三真題示例核心建模對點(diǎn)演練-47-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三真題示例核心建模對點(diǎn)演練-48-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(2017課標(biāo)全國,35)我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列問題:(1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為。

14、(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是。-49-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-50-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。從結(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為,不同之處為。(填標(biāo)號)A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價(jià)層電子對數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵類型-51-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(4)R的

15、晶體密度為dgcm-3,其立方晶胞參數(shù)為anm,晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為。-52-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-53-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-54-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(2016課標(biāo)全國,37)東晉華陽國志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}:(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級上的未成對電子數(shù)為。(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍(lán)色溶液。Ni(NH3)6SO4中

16、陰離子的立體構(gòu)型是。在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為,提供孤電子對的成鍵原子是。氨的沸點(diǎn)(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;氨是分子(填“極性”或“非極性”),中心原子的軌道雜化類型為。-55-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)單質(zhì)銅及鎳都是由鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為:的原因是。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為。若合金的密度為dgcm-3,晶胞參數(shù)a=nm。-56-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)

17、正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3(3)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子-57-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-58-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-59-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三1.均攤法確定晶胞的組成(1)長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(xiàn)-60-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-61-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.晶體熔點(diǎn)高低的比較(1)不同類型晶體的熔點(diǎn)高低一般規(guī)律:原子晶體離子晶體分子晶體。(2)原子晶體:由共價(jià)鍵形成的原子晶體中,原子半徑小的鍵長短,鍵能大,晶

18、體的熔點(diǎn)高。(3)離子晶體:一般地說,陰陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強(qiáng),其晶體的熔點(diǎn)就越高。(4)分子晶體:分子間作用力越大,物質(zhì)的熔點(diǎn)越高;具有氫鍵的分子晶體熔點(diǎn)反常地高。組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔點(diǎn)越高。組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔點(diǎn)越高。-62-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(5)金屬晶體:金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,金屬鍵越強(qiáng),金屬熔點(diǎn)就越高。-63-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-64-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2017河南鄭州三模)CuSO4和Cu(

19、NO3)2是自然界中重要的銅鹽。請回答下列問題:(1)CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子的核外價(jià)電子排布式為,S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椤?3)CuSO4的熔點(diǎn)為560,Cu(NO3)2的熔點(diǎn)為115,CuSO4熔點(diǎn)更高的原因是。(4)向CuSO4溶液中加入過量NaOH能生成配合物Cu(OH)42-。不考慮立體構(gòu)型,Cu(OH)42-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為(用箭頭表示出配位鍵的位置)。(5)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常利用新制氫氧化銅檢驗(yàn)醛基的存在,乙醛分子中碳原子的雜化方式為。-65-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(6)利用新制的Cu(OH)2檢驗(yàn)醛基時(shí),生成紅色的Cu2O,其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。若Cu2O晶體的密度為dgcm-3,Cu和O的原子半徑分別為rCupm和rOpm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,列式表示Cu2O晶胞中原子的空間利用率為。-66-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-67-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-68-真題示例核心建模對點(diǎn)演練考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三