第11题物质结构与性质(选修3)课件

1、复习建议：4课时(题型突破2课时习题2课时)第11题物质结构与性质(选修3)命题调研(20152019五年大数据)命题角度1.原子结构与元素的性质2.化学键与分子结构3.晶体结构与性质知识点分布核心素养：宏观辨识与微观探析考情解码：预计2020年高考仍会借助新科技、新能源为背景，围绕某一主题考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、键、键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查重点，复习时加以重视！1.(2019课标全国，35)在普通铝中加入少量Cu

2、和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_(填标号)。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_、_。乙二胺能与Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_(填“Mg2”或“Cu2”)。(3)一些氧化物的熔点如表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1 5702 80023.875.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因_。

3、(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x_pm，Mg原子之间最短距离y_pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是_gcm3(列出计算表达式)。解析(1)由题给信息知，A项和D项代表Mg，B项和C项代表Mg。A项，Mg再失去一个电子较难，即第二电离能大于第一电离能，所以电离最外层一个电子所需能量A大于B；3p能级的能量高于3s，3p能级上电子较3s上易失去，故电离最外层一个电子所需能量AC、AD，选A。(2)乙二胺分子中，1个N原子形成

4、3个单键，还有一个孤电子对，故N原子价层电子对数为4，N原子采取sp3杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化。乙二胺中2个N原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形成的化合物较稳定。2.(2019课标全国，35)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。回答下列问题：(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_，其沸点比NH3的_(填“高”或“低”)，其判断理由是_。(2)Fe成为阳离子时

5、首先失去_轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3价层电子排布式为_。(3)比较离子半径：F_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。解析(1)AsH3的中心原子As的价层电子对数为(53)/24，包括3对成键电子和1对孤对电子，故其立体结构为三角锥形。NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子间氢键，从而使其沸点升高。(2)Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2、Fe3的价层电子排布式分别是3d6、3d5，二者均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm

6、3时首先失去6s轨道上的电子，然后失去1个4f轨道上的电子，故Sm3的价层电子排布式为4f5。(3)F与O2电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，离子半径越小，故离子半径FINi的原因是_。(3)(2016)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。(4)(2016)根据元素周期律，原子半径Ga_As(填“大于”或“小于”，下同)，第一电离能Ga_As。答案(1)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有相对稳定性，故不易结

7、合一个电子(2)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(3)OGeZn(4)大于小于智能点三分子间作用力及对物理性质的影响1.共价键(1)分类(2)键、键的判断方法由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。由共用电子对数判断单键为键；双键或三键，其中一个为键，其余为键。由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。2.特殊共价键：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。(3)配合物如Cu(NH3)4SO4：配位体有孤电子对，如H2O、NH

8、3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。示例 (全国卷精选)(1)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_。模板标准答案Ge原子半径大，原子间形成的单键较长，pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔点/ 49.526146沸点/ 83.1186约400模板标准答案GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强3.分子间

9、作用力及对物质性质的影响范德华力氢键共价键作用微粒分子H与N、O、F原子强度比较共价键氢键范德华力影响因素组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大形成氢键元素的电负性原子半径对性质的影响影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大键能越大，稳定性越强示例 (全国卷精选)(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。(2)经X射线衍射测得化合物R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体结构，其局部结构如图所示。从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体

10、结构D.共价键类型(3)Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。答案(1)spsp3(2)ABDC(3)正四面体形配位键N智能点四晶胞及组成微粒计算1.晶胞中微粒数目的计算方法均摊法2.晶胞求算(2)晶体微粒与M、之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1 mol晶胞的质量为a3 NA g，因此有xMa3 NA。示例 (全国卷精选)某镍白铜合金的立方

11、晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_nm。微题型1以指定元素或物质为背景的多角度立体考查典例演示1 钕铁硼磁铁是最常使用的稀土磁铁，被广泛应用于电子产品中。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他物质。回答下列问题：(1)钕(Nd)为60号元素，在元素周期表中位于第_周期；基态Fe2外围电子的轨道表达式为_。(2)实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。该分子中Al原子采取_杂化。Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成NaAl(OH)4，Al(OH)4中存在的化学键有_(填标号)。A.

12、离子键B.极性共价键C.金属键D.非极性共价键E.氢键(3)FeO是离子晶体，其晶格能可通过如下的BornHaber循环计算得到。基态Fe原子的第一电离能为_kJmol1，FeO的晶格能为_kJmol1。(4)因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是钕铁硼磁铁的一大弱点，可通过电镀镍(Ni)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成化合物四羰基镍Ni(CO)4，其为无色易挥发剧毒液体，熔点为25 ，沸点为43 ，不溶于水，易溶于乙醇、苯、四氯化碳等有机溶剂，四羰基镍的晶体类型是_，写出与配体互为等电子体的分子和离子的化学式_(各写一种)。(5)已知立方BN晶体硬度很大，其原因是_；其晶胞结构如图所示，设

13、晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为_ gcm3(列式即可，用含a、NA的代数式表示)。题型训练1 2019年5月910日，第十一届国际稀土峰会在山东青岛召开，世界各地行业精英齐聚青岛，共商稀土行业发展大计。稀土元素包括钪、钇和镧系元素。请回答下列问题：(1)写出基态二价钪离子(Sc2)的核外电子排布式_，其中电子占据的轨道数为_。(2)在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时，总是使之先转换成草酸盐，然后经过灼烧而得其氧化物，如2LnCl33H2C2O4nH2O=Ln2(C2O4)3nH2O6HCl。(3)下表列出了核电荷数为2125的元素的最

14、高正化合价：对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是_。元素名称钪钛钒铬锰元素符号ScTiVCrMn核电荷数2122232425最高正价34567(4)PrO2(二氧化镨)的晶胞结构与CaF2相似，晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。假设相距最近的Pr原子与O原子之间的距离为a pm，则该晶体的密度为_gcm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值，不必计算出结果)。微题型2以推断元素为背景的“拼盘式”考查典例演示2 A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子

15、。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为_。(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(3)C和D反应可生成组成比为13的化合物E，E的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)化合物D2A的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为_。(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，F的化学式为_；晶胞中A原子的配位数为_；列式计算晶体F的密度(gcm3) _。解析由C元素原子核

16、外电子总数是最外层电子数的3倍可知，C是磷元素；由A2和B具有相同的电子构型，且A、B原子序数小于15可知，A是氧元素，B是钠元素；A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，因此D是氯元素。(1)元素的非金属性OClP，则电负性OClP，Na是金属元素，其电负性最小；P的电子数是15，根据构造原理可写出其核外电子排布式。(2)氧元素有O2和O3两种同素异形体，相对分子质量O3O2，范德华力O3O2，则沸点O3O2。A和B的氢化物分别是H2O和NaH，所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。(3)PCl3分子中P含有一对孤电子对，其价层电子对数为

17、4，因此其立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化轨道类型为sp3杂化。题型训练2 A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。已知A元素基态原子的核外电子分占四个原子轨道；B元素基态原子的成对电子数是未成对电子数的6倍；C元素是同周期元素中电负性最大的元素；D元素基态原子的L层与M层的电子数相等，且与s能级的电子总数相等；E元素可与C元素形成2种常见化合物，其中一种为棕黄色，另一种为浅绿色。请回答下列问题：(1)E元素基态原子的价层电子排布式为_，属于_区的元素。(2)A、B两元素的氧化物的晶体类型分别为_、_；写出B元素的最高价氧化物与HF溶液反应的化学方程式：_。解析本题考查物质结构

18、和性质，涉及晶胞计算、晶体类型判断等知识点，意在考查考生的分析判断及计算能力。根据题意可知A为C(碳)，B为Si，C为Cl、D为Ca、E为Fe。(1)E元素(Fe)基态原子的价层电子排布式为3d64s2，属于d区的元素。(2)CO2、SiO2分别属于分子晶体、原子晶体。SiO2与HF溶液反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O。(3)H2C=CH2的产量常作为衡量石油化工发展水平的标志，该分子中键和键的数目分别为5、1。【题型解码素养生成】题型解码：四步解题第一步：根据所确定的元素的位置，完成排布式(图)的书写，注意第四周期元素，并根据所处位置完成电负性和电离能的大小比较，注意特殊情况。第二步：根据所组成的物质结构特点，确定对应物质的分子极性、空间构型、中心原子杂化、及微粒间的作用力对性质的影响，注意氢键和配位键这两种特殊作用