2017年高考化学考点解读命题热点突破专题17物质结构与性质

1、专题17物质结构与性质【考向解读】1 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。2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(T键和兀键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(3)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

2、；(4)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；了解金属晶体常见的堆积方式；(5)了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)；(6)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离子的空间结构。3分子间作用力与物质的性质(2) 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；(4)能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算；(5)了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。【命题热点突破一】原子结构与元素性质的关系1 电离能和电负

3、性(1) 电离能含义第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号I，单位kJmol1o规律a.同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。b.同族元素：从上至下元素的第一电离能逐渐减小。C.同种原子：逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3)。(2) 电负性含义：不同元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。变化规律a.金属元素的电负性一般小于1.8,非金属元素的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属”(如错

4、、睇等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。b.在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。2.电离能和电负性(1)原子序数为24的元素原子的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布式是Ar3d54s1;有4个电子层，7个能级；有6个未成对电子；在周期表中的位置是第四周期第V!B族。(2)试用“V”或表示元素CN。Si的下列关系：第一电离能：N>O>C>Si(用元素符号表示，下同)。电负性：O>Nl>C>Si。非金属性：O>Nl>C>Si。

5、例1.(2016高考全国丙卷)神化钱(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)写出基态As原子的核外电子排布式。(2)根据元素周期律，原子半径GaAs,第一电离能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为,其中As的杂化轨道类型为。(4)CaF3的熔点高于1000C,GaCb的熔点为77.9C,其原因是O(5)GaAs的熔点为1238C,密度为pg-cm3,其晶胞结构如图所示。OAsGa该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmo1和Ms-1gmol,原子半径分别为rGapm和aspm,阿

6、伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。【解析】：(1用£元素在周期表中处于第VA族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式:Is3MGa+ MAs【变式探究】短周期元素 A B、C、D。A元素的原子最外层电子排布为ns1, B元素的原子价电子排布为ns2np2, C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍，D元素原子的M电子层的p能级中有3个未成对电子。(1)若A为非金属元素，则 A与C形成的化合物与 A与D形成的化合物相比，稳定性为 > (填化学式)。 n = 2时B的最高价氧化物对应水化物与

7、当n= 3时B的最高价氧化物对应水化物相比，两者酸性2s22P#313Pls3d104s:4p：或Ar3d-44P久2)同周期主族元素的原子半径随原子序额的递增而逐渐激小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第IIIA族，则原子半径：Ga>A8Gm、As原子的价电子排布式分别为4小4p：、4冉其中As原子的4P轨道处于半充满的稳定状杰j其第一电禽能较大，则第一电离能3)尔原子的价电子排布式为4城4芦，最外层有5个电子，则AsCh分子中As原子形成3个As-C：ffl,且含有1对未成键的ML对电子，则As的杂化轨道类型为城杂化，Ash分子的立体构型为三角锥形tMGaF.的熔点高于1

8、000七，GaCh的熔点为775七，苴原因是G岳是离子晶体，G心是分子晶俏而离子晶体的熔点高于分子晶体“GaAs的熔点为1"8七,其熔点较高据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合中分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，S个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合d匀幽去”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有左原子个数为9,8+同,2=4(个，Ga和As的原子半径分别为九曲11="10力皿乩=二cm,贝U原子的总体积为小子=4小乂(9<10、an)?4-1St(为父10飞cm)i1-10-?0(/ti+rk£

9、;)cm-。又知Ga和As的摩尔质量分另性g，mo和_l&gmo：，晶胞的密度为Pgcm-则晶胞的体积为r故CaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积1fijr一v赤十乩cm&._a.的百分率为产*100%=4M+Mx100%=-一-"J一=-X100%,cm-躇4儿&+&”5.3Mba+Mks【答案】：（1）1s22s22P63s23P63d1°4s24p>(填化学式)。通过实验 加以证明。(3)若A元素的原子最外层电子排布为2s1, B元素原子的价电子排布为3s23p2, A、B C、D四种元素的或内加104s24p3(2)大于 小于 (3

10、)三角锥形sp3 (4)GaF 3为离子晶体,GaCh为分子晶体(5)原子晶体共价303033X100%4兀10xNAprGa+rAs第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。【解析】因A的最外层电子排布为可能是H或L，C的最外层电子麴是其电子层蓟的3倍,应是。，D元素原子的M电子层的p能期中有3个未成对电子，电子排布式应为192一加飞一如,是FqA是非金属时应是与3D分别形成良。*PHjj凡。更稳定姓吕元素的原子价电子排布为主'm)当k2、3时分别是C、31,ACO1酸性强于氐SiOu可以通过向荏酸钠的溶洒中通入CO：气体得到白色沉淀加以证明.A元素的原子最外层电子排布为2J,应

11、是锂。B元素的原子价电子排布为3-加)应是硅，根据第一电离能的变化规律，由大到小的顺序为0>P>前>贯.【答案】(1)H2OPH3(2)H2COH2SiO3向硅酸钠的溶液中通入CO气体得到白色沉淀(3)O>P>Si>Li【变式探究】下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。一请回答下列问题：表中属于d区元素的是(填元素符号)。(2)表示元素的6个原子与元素的6个原子形成的某种环状分子的名称为;和形成的一种常见溶剂的化学式为,其立体构型为。(3)某元素原子的外围电子排布式为nsnnpn+1,该元素与元素形成的最简单分子X属于分子(填“极性”或“非极性

12、”)。(4)元素的第一电离能(填“>”、"=”或"V"，下同)元素的第一电离能；元素的电负性元素的电负性。(5)元素和形成的化合物的电子式为。(6)元素的基态原子核外电子排布式是。(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素与元素的氢氧化物有相似的性质。请写出元素的氢氧化物与NaOH§液反应的化学方程式：【解析】(1)只有元素即Ti属于d区元素。(2)环状分子为QH6,其名称为苯。是C,是Cl,两者形成的常见溶剂是CCLs轨宅最多容纳2个电子，故42,外围电子排布式为行卬I：即2人?：是氮元素。(4)Mg的第一电离能大于Al;P的电负性

13、小于Clo元素、®分别是Cl、Ca,两者形成的化合物是CC1”(6)元素励是如，其原子况轨道全充满亭行)元素为加，元素)为加9田：具有两性J可依照G(OH)：与NaOH溶淹反应的化学方程式写出Be(0H):与NaOH溶灌反应的化学方程式唾【答案】(1)Ti(2)聚CC14正四面体(3)极性(4) ><(5)ClCa2+Cl(6)1s22s22p63s23p63d104s1(Ar3d104s1)Be(OH)2+2NaOH=NBeO+2H2O【命题热点突破二】分子结构与物质的性质1 .中心原子杂化类型和分子构型的相互判析分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂

14、化方式分子立体构型示例AB20sp直线形BeCl212spV形SO23spV形H2OAR02sp平囿二角形BF313sp三角锥形NHAB403sp止四面体形CH2 .氢键对物质性质的影响(1)氢键：由已经和电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中(或同一分子中)电负性很强的原子之间形成的作用力。表示为AH-B(A、B为N、QF,一表示共价键，表示氢键)。氢键实质上也是一种静电作用。氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间。氢键存在于水、醇、竣酸、酰胺、氨基酸、蛋白质、结晶水合物等中。(2)氢键对物质性质的影响：溶质分子和溶剂分子间形成氢键，溶解度骤增，如氨

15、气极易溶于水。分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高。有些有机物分子可形成分子内氢键，此时的氢键不能使物-质的熔、沸点升高。3 .配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键；配位键的表示：常用“一”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如nf4可表示为HtINH*Lo(3)配合物如Cu(NH3)4SO4配位岐子(提供孤电子对)中心原子(提供空轨道、赢孝位数配位体有孤电子对，如H2。NH、COL、C、CN等。中心原子有空轨道，如Fe"、Cu2Zn2Ag+等。例2、(2016高

16、考全国甲卷)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南馍白铜(铜馍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)馍元素基态原子的电子排布式为,3d能级上的未成对电子数为。(2)硫酸馍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是。在Ni(NH3)62+中Ni2+与NH之间形成的化学键称为,提供孤电子对的成键原子是。氨的沸点(填“高于”或“低于")瞬(PH3)，原因是,氨是分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为。(3)单质铜及馍都是由键形成的晶体；元素铜与馍白第二电离能分别为：Icu=1958k

17、Jmol1、INi=1753kJ-molICu>INi的原因是。(4)某馍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。o晶胞中铜原子与馍原子的数量比为nm若合金的密度为dg-cm3,晶胞参数a=对电子数为nC)SOT中，S原子的价层电子对数为5+-=4,成键电子对数为霜故SOT的立体构型为【解析】：(1)N1是2S号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为任2mp行事3P$3击4沙根据洪特规则可知，Xi原子M自搬上8个电子尽可能分占5个不同的轨道；其未成正四面体。PmNERL中，由于NT具有空轨道，而二中'原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子.由于、法分子间可形

18、成氢键,故X比的沸点高于?HjoNH:分子中，X原子形成3个二键,且有1个孤电子对，X原子的轨道杂化类型为SPS立体构型为三角锥形。由于空瞄构不对称三属干极性分子口(3)Cu、Ni均属于金属晶体?它们均通过金属键形成晶体口因C11元素基态原子的价层电子排布式为3d”HWd能线全充满，较糕定，失去第二个电子较难，因此14由晶胞结构图可知，X原子处于立方昆胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cn原子的个数为6*二九含有N原子的个数为S$=1，故晶胞中Cu原子与N原子的数量匕53：屋中艮据阳二/厂可得，1mol晶胞的质量为i64N+5g)g=MHgmr、A3则*=js&#

19、163;强/m=U强xJI，1。-皿【答案】：(1)1s22s22P63s23P63d84s2或A。3d84s22(2)正四面体配位键N高于NH分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子，馍失去的是4s1电子(4)3：1_；25117lp.02X1023Xd3*10【变式探究】C、H、QN是构成蛋白质的主要元素。铭在工业上有重要应用，但其化合物对人体有害。请回答下列问题：(1)铭元素原子基态时的电子排布式为。(2)C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序是,电负性由大到小的顺序是。(3)CH2=CH-CH=C2重要的化工原料，1mol该化合物中(r键和兀键数目之比是。

20、(4)C、H O三种元素形成的最简单化合物的立体构型是,其中心原子的杂化方式是(5)同碳原子数的醇与烷烧、同碳原子数的多元醇与一元醇相比，前者都比后者的熔、沸点高，其原因是【解析】(1)氏的窕轨道处于半充黄状态的稳定结构，其电子排布式是1-2一加七一3pWd七一或Ax3dMs：o单键都是。键，双键中包括一个二键和T兀键。所以1个CR-CH-CH=CA分子中含有9个。僦口2个江键，数目之匕堤9：2.(4)3H、。三种元素形成的最简单化合物是HCH。，其立体构型是平面三角形结构孑中心原子是C原子，形成3个:键，所以是即:杂化。仿)雷分子中含有羟基j易形成分子间氢键，并且氢键越多，熔、潴点越高，所以

21、同碳原子数的醇与烷烧、同碳原子数的多元醇与一元酉字相比,前者都比后者的熔、沸点高。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)(2)N>O>CO>N>C(3)9:2一一一_.2(4)平面二角形sp(5)醇分子中含有羟基，易形成分子间氢键，且氢键越多，熔、沸点越高(答出要点即可)【变式探究】元素周期表第二周期有Li、Be、B、CM。F七种主族元素。请回答下列问题：(1)如图是第二周期主族元素第一电离能示意图。其中、分别表示、(填元素符号)。原子序数(2)BF3、NF3的立体构型分别为、。乙二胺(H2NCHCHNH)分子中的碳原子、氮原子的

22、杂化方式分别为(4)氟化氢水溶液中存在的氢键有种。(5)请用下表中化学键键能数据分析：硼和硅在自然界无游离态，都以含氧化合物形式存在的原因是化学键BOSiOBBSiSi键能/(kJ-molb561452293222【解析】第二周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但加、N反常，则酬电皿0,为5为Be*(2)即：中b无孤电子对.，立体构型为平面三角形,丽，中N有一对孤电子对，立体构型为三角锥形。乙二胺中每个碳形成四根键，无孤电子对，杂化类型为印:每个氮原子形成三根键,有一对孤电子对，杂化类型为即、氯化氢水溶液中印与HF、联与凡0、HF与M之间均存在氢键，氯键类型有4种口(5)根据题给的键能数

23、据,B-E键'Si前键的键能分别比E-0键、翅一0键的键能小，用键能越小越不稳定来解释。【答案】(1)OBe(2)平面三角形三角锥形(3)sp3sp3(4)4(5)BO键的键能大于B-B键的键能，SiO键的键能也大于Si-Si键的键能，所以B-B键和Si-Si键不稳定，而倾向于形成稳定性更强的B-O键和SiO键【命题热点突破三】晶体的结构与性质1 .物质熔沸点的判断原子晶体中键长越短，共价键越稳定，物质熔沸点越高，反之越低。离子晶体中阴、阳离子半径越小，电荷数越多，离子键越强，熔沸点越高，反之越低。金属晶体中金属原子的价电子数越多，原子半径越小，金属阳离子与自由电子间的静电作用越强，熔

24、沸点越高，反之越低。分子晶体中分子间作用力越大，物质的熔沸点越高，反之越低(具有氢键的分子晶体的熔沸点反常，较高。)(1)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高。(2)在高级脂肪酸甘油酯中，不饱和程度越大，熔沸点越低。(3)煌、卤代煌、醇、醛、竣酸等有机物，一般随着分子里碳原子数的增多，熔沸点升高。(4)链煌及其衍生物的同分异构体随着支链的增多，熔沸点降低。(5)相同碳原子数的有机物分子中官能团不同时，一般随着相对分子质量的增大，熔沸点升高；官能团相同时，官能团数越多，熔沸点越高。(6)晶体类型不同时熔沸点的一般规律为:原子晶体离子晶体分子晶体，金属晶体

25、有图有低。例3.（2016四川，8,13分）M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：（1）R基态原子的电子排布式是,X和Y中电负性较大白是（填元素符号）。（2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是（3）X与M形成的XM分子的空间构型是。（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是（填离子符号）。（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的

26、钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是。【解析】首先推断元素，M、氐X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，M基态原子L层中P轨道电子数是§轨道电子数的2倍；M是口,R是同周期元素中最活泼的金属元素，R是NajX和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，X是九则Y是名是一种过渡元素，基态原子心和3d轨道半充满，艮国介电子构型为3dH4Z是ChR是Ka.位于周期表第三周期IA族,其基态原子的电子排布式是N中9或后学型3心R和U中，非金属性强的电负性大，故电负性较大的是CL由于氧原子电负性大，氏。分子熊形成氯键,而氏&不熊，故氏0的潴点远远

27、高于HiS。（3）66中硫原子的价层电子对数是：3+（6-3乂2）=3,没有孤电子对，分子的空间构型是平面三角形。（4）白球个数：8耳+6昌=4,黑球个数：8,由于这种离子化合物的化学式为、能0,黑球代表的是Na-o（5）根据题意，在稀硫酸中KcCuO-被还原为C”一,则被氧化的化合物是压0比0二被氧化为。二,反应的化学方程式是3HzOz+RKbO44H二30二=1乂50）+302T+田:0+KiSOg(1)Ne3s7或1s22s22p63sbCl(2)H2s分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键(3)平面三角形(4)Na小(5)3H2O2+RCr2Q+4HSQ=Ci2(SO4)3+3QT+7

28、H2O+K2SQ【变式探究】元素周期表中第三周期包括Na、MgAl、Si、P、S、Cl、Ar8种元素。请回答下列问题：(1)基态磷原子核外有种运动状态不同的电子。(2)第三周期8种元素按单质熔点(C)大小顺序绘制的柱形图(已知柱形“1”代表Ar)如下所示，则其中“2”原子的结构示意图为,“8"原子的电子排布式为。(3)氢化镁储氢材料的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为pg-cm3,则该晶体的化学式为,晶胞的体积为cm3(用p、NA表示，其中NA表示阿伏加德罗常数的值)。(4)实验证明：KCl、MgOCaO三种晶体的结构与NaCl晶体的结构相似，已知NaCl、KCl、CaO晶体的晶格

29、能数据如下表：晶体NaClKClCaO晶格能/(kJ-mol1)7867153401则KCl、MgOCaO三种晶体的熔点从高到低的顺序是。其中MgOl!体中一个M6十周围和它最近且等距离的Md+有个。(5)Si、C和O的成键情况如下:化学键COCOSiOSiO键能/(kJ-mol1)360803464640C和O之间易形成含有双键的CO分子晶体，而Si和O之间则易形成含有单键的SiO2原子晶体，请结合数据分析其原因:【解析】(DP的核外有15个电子，每个电子的运动状态均不同。口)第三周期元素的单质，除虹外,只有C1；为气体，熔点较低，单质硅为原子晶体,熔点最高电(3)该晶体的晶胞中含有2个丁巴

30、氐;则晶胞的体积为学”=?(0才)。晶格能越大，离子晶体的熔点越高，而晶格能与离子的电荷矛畔径有关，可Jffijp,逸以判断晶格能：ffi£O>CaO>KCl,贝雌点：MgO>CaO>KCl.(+17)237【答案】(1)15(2)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(3)MgH252(4)MgO>CaO>KCl12pN'-(5)碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(803kJmol一><2=1606kJmol-)大于形成含单键的原子晶体放出的能量(360kJ-molX4=1440kJ-mol1),故碳与氧之间易形

31、成含双键的CO分子晶体;硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(640kJmolt><2=1280kJmol-)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(464kJ-mol1X4=1856kJ-mol1),故硅与氧之间易形成含单键的SiO2原子晶体【变式探究】第四周期元素由于受3d能级电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。I.第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。钱(31Ga)的基态原子的电子排布式是;31Ga的第一电离能却明显低于30Zn的，原因是n.第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。(1)CO和NH可以和很多过渡金属形成配合物。CO与

32、N2互为等电子体，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C。原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为。NH分子中N原子的杂化方式为杂化，NH分子的立体构型是。(2)如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX的是。甲乙(3)图乙为一个铜晶胞,此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为p g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为mol1(用含a、p的代数式表示)。【解析】I.根据构造原理，31Ga的基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104sZp1或Ar3d104sZp1;因3oZn的4s能级处于全充满状态，较稳定，第一电离能较大。II.因

33、为:8与息互为等电子体二故其具有相同的结构，由N；的结构原子上有一对孤电子对,和00原子都符合8电子稳定结构何知，co的结构式可表示为c二r;丽：分子中中心原子N的杂化方式为即:杂化，立体构型为三角锥形*（力a图中1个黑球周围有6个相邻白球，1个白球周围有3个相邻黑球，故黑：白=1：方b图中1个黑球周围有6个相邻白球11个白球周围有2个相邻黑球，故黑：白=1:4,11萨84gAol3。（3）一个铜晶胞所含有的铜原子数为£算8+彳乂8=4,由。官/即:二-jrrT：盛=?四广）82（aeOpa【答案】I.1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p130Z

34、n的4s能级处于全充满状态，较稳定n.C=Osp3三角锥形（2）b（3）-2563pa【方法技巧】求n,卫11 .根据晶胞结构确定各种粒子的数目>晶胞质量FV；晶体密度根据晶胞的边长或微粒间距离>晶胞体积J2.晶体微粒与Mp之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1mol晶胞中含有xmol微粒，其质量为xMg（M为微粒的相对原子质量）；又1个晶胞的质量为pa3g（a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离），则1mol晶胞的质量为pa3NAg,因此有xM=pa3N。【高考真题解读】1. （2016高考全国丙卷）神化钱（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材

35、料等。回答下列问题：（1）写出基态As原子的核外电子排布式。（2）根据元素周期律，原子半径GaAs,第一电离能GaAs。（填“大于”或“小于”）（3）AsCl3分子的立体构型为,其中As的杂化轨道类型为。（4）CaF3的熔点高于1000C,Ga.Cl3的熔点为77.9C,其原因是O（5）GaAs的熔点为1238C,密度为pg-cm3,其晶胞结构如图所示。OAsGu该晶体的类型为,Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmo1和MAsg-mol：原子半径分别为Gapm和Aspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。【解析】：（1）用元素在周期表中

36、处于第VA族,位于P元素的下一周期,则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布颊律写出其核外电子排布式：2P名吟叫吟或用剂叫印巴亡同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小,Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第UIA族,则原子半径：Ga>ASoGa、As原子的价电子排布式分别为4<4p、4s:4p-,其中Am原子的4P轨道处于半充满的稳定状态,其第一电离胃繇交大，则第一电离能：Gagx1以七原子的价电子排布式为4ApS最外层有5个电子，则A式上分子中标原子形成3个As-C：键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为行杂化，分子的立体构型为三角锥形

37、一费GE:的熔点高于1000七,GaCt的熔点为77.9七，其序因是GaF：是离子晶体，GK1是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。（5）GaAs的熔点为123St,其熔点菽高，据此推如GaAm为原子晶体，Ga与七原子之间认共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，S个A自原子处于晶胞的顶点6个A三原子处于晶胞的面心j结合"均摊法计算可知，每个晶胞中含有4个Gm原子，含有原子个数为8乂1S+6R2=%个），Ga和As的原子半径分别为apm=飞E1。一1二cm1产厢pm=上01口一：?m,则原子的总体积为F=4xx（rGixlCi-i'-cmy+14乂1

38、0一二tmp二胃打,：.&+.0）又知Ga和As的摩K质量分另的J&gm口厂和Agmor1,晶胞的密度为Pgcm-二，则晶胞的体积为厂钎=1.二公丁3A。心3故CaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积161r.v丁乂10-配总+&cm*iw-；oxv疹上r的百分率为尸处00°0=4,*100%=7r-，X10。%。cm-【答案】：（1）1s22s22P63s23P63d1°4s24p3或内加104s24p3（2）大于 小于 （3）三角锥形sp3 GaF3为离子晶体,GaCb为分子晶体（5）原子晶体共价304 兀 10 X Npr Ga + r As3MGa

39、+ MAsX100%2. （2016高考全国甲卷）东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南馍白铜（铜馍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:(1)馍元素基态原子的电子排布式为3d能级上的未成对电子数为。(2)硫酸馍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是。在Ni(NH3)62+中Ni2+与NH之间形成的化学键称为,提供孤电子对的成键原子是。氨的沸点(填“高于”或“低于")瞬(PH3)，原因是,氨是分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为。(3)单质铜及馍都是由键形成的晶体；元素铜与馍白

40、第二电离能分别为：Icu=1958kJmol11、lNi=1753kJ-mol,Icu>lNi的原因是。O(4)某馍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与馍原子的数量比为nni若合金的密度为dg-cm3,晶胞参数a=【解析】:N是2S号元素，根据校外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1岁2岁型3s汾町d洱春根据洪特规则可知，Xi原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为复(2)SOT中S原子的价层电子对数为宰=4,成键电子对数为心故&OT的立体构型为正四面体。次广中，由于、：一具有空轨道,而中*原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离

41、子电由于NH=分子间可形成氢键,故、H的沸点高于PH：o分子中，N原子形成3个。键，且有1个那电子对jN原子的轨道杂化类型为科立体构型为三角锥形，由于空间结构不对称，属于极性分子，(工C必、均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体“因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3W4R3d能级全充满，草交稳定，失去第二个电子较难，因此V;氐，个由晶胞结构图可知，“原子处于立方晶胞的顶点,Q原子处于立方晶胞的面心,根据均摊法，每个晶胞中含有匚口原子的个数为6>4=3,含有N1原子的个数为N二l,故晶胞中Cu原子与'原子的数量比为3：L根据制=/)/可得，1mo：0晶胞的底量为(科总十59)g

42、:吓MgET”l则问公显小m=国2；强7小刈。一皿【答案】：(1)1s22s22P63s23P63d84s2或A。3d84s22(2)正四面体配位键N高于NH分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子，馍失去的是4s1电子(4)3：1匕25123J*©6.02X10xd_323. (2016江苏，21,12分)Zn(CN)4在水溶中与HCH3生如下反应：4HCH®Zn(CN)42+4HI+4H2O=Zn(H2O)42+4HOC2CNHIH()CC=NI11的转构简式(1)Zn2+基态核外电子排布式为(2)1molHCHO分子中含有键的数目为mol。(

43、3)HOCHCN分子中碳原子轨道的杂化类型是(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为。Zn(CN)42中Zn2+与CN的C原子形成配位键。不考虑空间构型，Zn(CN)42一的结构可用示意图表示为【解析】(CZn是30号元素，为厂核外有2S个电子，根据原子核外电子排布规律可知基态核外()II电子排布式为19犷型叫或LM3d叽甲醛的结构式是HcH,在一个甲醛分子中含有3个道口1个兀键，所以在1molHCHO分子中含有二键的数目为3mole在HOOtCN分子中，连有羟S-OH的碳原子的杂化类型是邛三杂化，连有一CN的碳原子杂化轨道类型是平杂化。4)氏。含有10个电子，则与HiO分子互为等电子体的阴离

44、子为NH，在Zn(N广申Zn与GT的C原子形成K位键,C原子提供电子对，Zn：-的空轨道接受电子对【答案】(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)NH24. (2016四川，8,13分)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：(1)R基态原子的电子排布式是,X和Y中电负性较大的是(填元素符号)。(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似

45、的M的氢化物，其原因是(3)X与M形成的XM分子的空间构型是。(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是(填离子符号)。(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是。【解析】首先推断元素，SY为原子序数依次增大的短周期主族元素，M基态原子L层中P轨道电子数是0轨道电子数的二倍，是。3工是同周期元素中最活泼的金属元素,R是X和1形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物JX是5,则Y是c：iI是一种过渡元素，基杰原子45和冢轨道半充满，即价电子构型为3dM冉Z是尽是X力位于周期表第三周期IA族，

46、其基态原子的电子排布式是N，然或W婚2P咏bS和C.中，非金属性强的电负性大，故电负性较大的是口。由于氧原子电负性大，H9分子能形成氢键，而不能故H:0的沸点远远高于H赤。中硫原子的价层一，1一一，11电子对数是：3+(6-3«2)x-=3,没有那电子对，分子的空间构型是平面三角形。白球个数：Sx-+6x-=磊黑球个数：s,由干这种离子化合物的化学式为黑球代表的是Na)行)根据题意，在稀疏酸中KC匚0被还原为CV，则被氧化的化合物是比0:,比0;被氧化为0二，反应的化学方程式是3H:0:+K:Cr：0'+4屋SO=C&(SQ)3+3QT+7H2O4&SO。【答

47、案】(1)Ne3s1(或1s22s22p63s1)Cl(2)H2s分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键(3)平面三角形(4)Na+(5)3H2Q+&Cr2O7+4H2SQ=Cr2(SO4)3+3QT+7HO+K2SQ5. (2016课标I,37,15分)错(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar,有个未成对电子。(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是。(3)比较下列错卤化物的，熔点和沸点，分析其变化规律及原因GeCkGeBr4GeI4熔点

48、/c49.526146沸点/C83.1186约400(4)光催化还原CO制备CH反应中，带状纳米ZntGeO是该反应的良好催化剂。Zn、GaO电负性由大至小的顺序是。(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为，微粒之间存在的作用力是。(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(2,0,2);C为(2,0)。则D原子的坐标参数为。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为gcm3(列出计算式即可)。【解析】r：l)Ge为32号元素，其基态原子核外电子排

49、布式为Ar3出。4蛾有2个未成对电子。GeC：八GeBiiGeli的熔沸点依次增高口原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强*14)同周期从左至右电负性逐渐增强，则O'C,G陵Zn,而同主族由上至下电负性逐渐减弱；故ZG。综上所述，电负性8GQZn.(5)Ge单晶具有金刚石型结构，则其杂优方式为理工微粒之眼共价键结合.曲题图可知，D与周围四个原子形成正四面体结构jD为中心厚子，由A、&C三点坐标可知，D点坐8x73111fixLf标为q,1，彳晶胞中Ge的个数工8石+6、彳+4=8,故户,=工c./L”ru1八碧''4RgT"&qu

50、ot;乂乂82八产6.02x10*-xG6%76乂10%声cm8x73千 cm-6.02x565.75【答案】(1)3d104s24p22(2)错原子半径大，原子间形成的。单键较长，P-P轨道肩并肩重叠程度很小，难以形成兀键(3)GeCl4、GeB4、Gel4的熔沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强(4)O>Ge>Zn(5)sp3共价键_ 11 1(4，4, 4),8X73“6.02 X 565.763X 1071.(2015福建理综，31,15分)科学家正在研究温室气体CH和CO的转化和利用。(1)CH4和CO所含的三种元素电负性从小到大的顺

51、序为(2)下列关于CH和CO的说法正确的是(填序号)。a.固态CO属于分子晶体b.CH分子中含有极性共价键，是极性分子c.因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH熔点低于COd.CH和CO分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp(3)在Ni基催化剂作用下，CH和CO反应可获得化工原料CO和H2o基态Ni原子的电子排布式为,该元素位于元素周期表的第族。Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有mol<r键。4. )一定条件下，CH和CO都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。“、.一数分子分

52、子直径/nm分子与H2O的结合能曰J-mol1CH0.43616.40CO0.51229.91*甲烷分子匚水分子可燃冰H仇水介物二银化碳分子“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是。为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm,根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是【解析】元素的非金属性越强，其电负性越大因为元素的非金属性由强到弱的顺序为:0>c>H,所以元素的电负性从小到大的顺序为：H<C<0|(2)a项，固态CH是由CO：分子通过分子间作用力结合而成的分子晶体，正确项，例分子中含有极性共价

53、键"且由于该分子中的共价键排列对称，因此该分子是非极性分子，错误5。项，固态时CH.和C。：都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越强，物质的烧潴点就越高j而不是取决于分子内共价犍的强弱，错误才4项，CH.分子中碳原子形成的都是二樨Jc原子采取印：杂化，而CO：分子中的C原子与两个。原子形成的是碳氧双锥，含有2个仃键和2个兀键，C原子采取印杂化，正确。故答案选孤do史号元素Ni的基态原子的电子排布式为12-2p，-3p，/43或维3d'4s：j该元素位于元素周期表的第四周期第川族。虹能与8形成正四面体型的配合物班(C0)“在每个配位体中含有1个口键，在每个配

54、位体与中心原子之间也形成1个。键，昵、1molMi(CO).中含有8皿1。键口;1可燃冰“中分子间存在的2种作用力分别是分子间作用力(也叫范德华力)和氯键根据表中的救据可知，笼状结构的空腔直径为。,58S皿大于CO二分子的直径(0.512m),而且CO：与氏。分子之间的结合力大于CR,因此可以实现用C0：置换出可燃冰中CH；的设想。【答案】(1)H、CO(2)ad(3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2W8(4)氢键、范德华力CO的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大于CH45. (2014课标全国卷I,37,15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al

55、、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有个未成对电子，Fe"的电子排布式为。可用硫氧化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为。(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CHCHO氟化成乙酸，而自身还原成CuO。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为,1mol乙醛分子中含有的b键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是。C&O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。(4)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a=0.40

56、5nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示Al单质的密度gcm3(不必计算出结果)。【解析】用一定波长的X-射线照射到晶体上，根据记录仪上有无分离的斑点或明锐的谱线，可以鉴别晶体、准晶体和非晶体口基态Fe原子的电子排布式为Ax3dT4s+'价电子的轨道表示式为"小，故基态Fe原子的未成对电子数为4；F/的电子排布式为Ax3dl或312PFei与SC1T形成的配含物呈血红色。(MCHjCHD分子中一CH：中碳原子为力杂化,一CHO中碳原子为期;杂化。因Z酸分子间能照成氯SL故Z酸的潴点明显比乙醛高。CudO晶胞中氧原子数=4+5*+8x=8,故铜原子数为2X8=16o(4)面心立方晶胞中，铝原子的配位数为1北晶胞中原子数为8弋+OO色14上口&"3心加跳g4X277§):4,故铝单质的密度管区右宙左，.。2乂1。*(。53尸【皿飞【答案】(1)X射线衍射(2)41s22s2