专题17 物质结构与性质(命题猜想)-2017年高考化学命题猜想与仿真押题(原卷版)

1、【考向解读】1原子结构与元素的性质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o键和n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；(4)理解金属键的含义，能用金属键理论

2、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电离能和电负性电离能含义第一电离能：气态电中性基态原子失去一个

3、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kJol-io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“屮)。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”(如锗、锑等)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，

4、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Is22s22p63s23p63d54si,价电子排布式是Ar3d54si；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MB族。试用“”y或“=”表示元素C、N、0、Si的下列关系：第一电离能：NOCSi(用元素符号表示，下同)。电负性：ONCSi。非金属性：0NCSi。例1.(2016高考全国丙卷)砷化镓(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：写出基态As原子的核外电子排布式。根据元素周

5、期律，原子半径GaAs，第一电离能GaAs。傾“大于”或“小于”)AsC13分子的立体构型为，其中As的杂化轨道类型为。CaF3的熔点高于1000C，GaCl3的熔点为77.9C，其原因是。GaAs的熔点为1238C,密度为pgcm-3，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MGgmo卜1和GaMAsgmo卜i,原子半径分别为rGapm和rAspm,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。【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nsi,B元素的原子价电子排布为ns2np2,C元素的最

6、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。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当n=3时B的最高价氧化物对应水化物相比，两者酸性(填化学式)。通过实验加以证明。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四种元素的第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。【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。1D:；*11111:k111111:；：；11111111:：III1*111111111II1111II

7、111请回答下列问题：表中属于d区元素的是(填元素符号)。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。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”)。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。元素和形成的化合物的电子式为。元素的基态原子核外电子排布式是。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溶液反应的化学方程式:【命题热点突破二】分子结构与物质的性质1

8、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化方式分子立体构型示例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22SP3V形HO2AB30Sp2平面二角形BF31Sp3三角锥形NH3AB40SP3正四面体形CH42.氢键对物质性质的影响氢键：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、0、F,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、羧酸、酰胺、氨基酸、蛋白质

9、、结晶水合物等中。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。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NH+可表示为4HILNIH配合物如Cu(NH)SO344、配位原子(提供孤电子对)(轟蠟|；配位体Cu(NH3)JSO4内k外A配位数配位体有孤电子对，如叩、NH、CO、F-、Cl

10、-、CN-等。中心原子有空轨道，如Fe3+、Cu2+、Ze+、Ag等。例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，云南镍白铜(铜镍合金)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：TOC o 1-5 h z镍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。硫酸镍溶于氨水形成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NH3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”)膦(PH3)，原因是?氨是分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂

11、化类型为。单质铜及镍都是由键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJmo卜】、INi=1753kJmol-1,心珀的原因是。某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。若合金的密度为dgcm-3，晶胞参数a=nm。【变式探究】C、H、0、N是构成蛋白质的主要元素。铬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：铬元素原子基态时的电子排布式为。C、N、0三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。CH2=CHCH=CH2是重要的化工原料，1mol该化合物中g键和n键数目之比是。C、H、O三种元素形成的最简单化合物的立体构型

12、是，其中心原子的杂化方式是。同碳原子数的醇与烷烃、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【变式探究】元素周期表第二周期有Li、Be、B、C、N、0、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、(填元素符号)。第一电离能原子序数TOC o 1-5 h zBF3、NF3的立体构型分别为、。33乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中的碳原子、氮原子的杂化方式分别为、。氟化氢水溶液中存在的氢键有种。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/(kJol

13、-i)561452293222【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。烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物，一

14、般随着分子里碳原子数的增多，熔沸点升高。链烃及其衍生物的同分异构体随着支链的增多，熔沸点降低。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。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，金属晶体有高有低。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：TOC o 1-5 h

15、 zR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)。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。X与M形成的XM3分子的空间构型是。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傾离子符号)。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。【变式探究】元素周期表中第三周期包括Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar8种元素。请回答下列问题:基态磷原子核外有种运动状态不同的电子。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T”代表Ar)如下所示，则其中“2”原子的结

16、构示意图为，“8”原子的电子排布式为。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pgcm-3，则该晶体的化学式为，晶胞的体积为cm3(用pNA表示，其中NA表示阿伏加德罗常数的值)。实验证明：KCl、MgO、CaO三种晶体的结构与NaCl晶体的结构相似，已知NaCl、KCl、CaO晶体的晶格能数据如下表：晶体NaClKClCaO晶格能/(kJ.mol-i)7867153401则KCl、MgO、CaO三种晶体的熔点从高到低的顺序是。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最近且等距离的Mg2+有个。Si、C和O的成键情况如下：化学键COCOSiOSiO键能/(kJ.mol-i)360803

17、464640C和0之间易形成含有双键的CO分子晶体，而Si和0之间则易形成含有单键的SiO原子晶体，请结22合数据分析其原因：。【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。镓(a)的基态原子的电子排布式是；Ga的第一电离能却明显低于Zn的，原因是3130II.第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式可表示为。NH3分子中N原子的杂化方式

18、为杂化，NH分子的立体构型是。3如图甲所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为AX3的是。ab甲乙图乙为一个铜晶胞，此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为pg/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为mol-1(用含a、p的代数式表示)。【方法技巧】求亠晶体密度根据晶胞结构确定各种粒子的数目一一晶胞质量根据晶胞的边长或微粒间距离一一一晶胞体积一2晶体微粒与M、p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pa

19、3Ng,因此有xM=pa3N。【高考真题解读】(2016高考全国丙卷)砷化镓(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：写出基态As原子的核外电子排布式。根据元素周期律，原子半径GaAs，第一电离能GaAs。傾“大于”或“小于”)AsC13分子的立体构型为，其中As的杂化轨道类型为。CaF3的熔点高于1000C，GaCl3的熔点为77.9C，其原因是GaAs的熔点为1238C,密度为pgcm-3,其晶胞结构如图所示。QAsGa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Mggmo卜1和GaTOC o 1-5 h zMAsgvmol-

20、1,原子半径分别为rGapm和rAspm,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。(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，云南镍白铜(铜镍合金)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：镍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。硫酸镍溶于氨水形成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NH3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”)膦(PH3)，原因是?氨是分子(填“极性”或“非极性”)，中心

21、原子的轨道杂化类型为。单质铜及镍都是由键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJmo卜】、INi=1753kJmol-1,心珀的原因是。某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。OCuNi晶胞中铜原子与镍原子的数量比为若合金的密度为dgcm-3，晶胞参数anm。3.(2016江苏，21,12分)Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHOZn(CN)42-4H4H2O=Zn(H2O)424HOCH2CNHCWC=Nh(k:h2cx的结构简式(1)Zn2基态核外电子排布式为TOC o 1-5 h z1molHCHO分子中含有。键的数目为mol。HOCH2CN分子

22、中碳原子轨道的杂化类型是与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-的结构可用示意图表示为。(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：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)。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X与M形成的XM3分子的空间

23、构型是。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傾离子符号)。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(2016课标I,37,15分)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用厂泛。回答下列问题：基态Ge原子的核外电子排布式为Ar，有个未成对电子。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TOC o 1-5 h z子结构角度分析，原因是。比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因GeCl4GeBr4Gel4熔点/c49.526146沸点

24、/c83.1186约400TOC o 1-5 h z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。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。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(0,1-2lr为C01-2?为B)00)。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)。1.(2015.福建理综，31,15分)科学家正在研究温室气体CH和CO的

25、转化和利用。42CH和CO所含的三种元素电负性从小到大的顺序为。42下列关于CH和CO的说法正确的是(填序号)。42固态C0属于分子晶体2CH分子中含有极性共价键，是极性分子4C.因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH熔点低于CO42d.CH和CO分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp42在Ni基催化剂作用下，CH和CO反应可获得化工原料CO和H。422TOC o 1-5 h z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),1molNi(CO)中含有molo键。44一定条件下，CH和CO都能与HO形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其

26、相关参数见下表。422CH与HO形成的水合物俗称“可燃冰”。42r-参数分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJmol-iCH40.43616.40CO20.51229.91甲烷分子CO?水合物/可燃冰y二氧化碳分子j水分子TOC o 1-5 h z“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CH的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径24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(2014裸标全国卷I,37,15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：准晶是一种无平移

27、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。基态Fe原子有个未成对电子，Fe3+的电子排布式为。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为。新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身还原成Cu2Oo乙醛中碳原子的杂化轨道类型为,1mol乙醛分子中含有的o键的数目为o乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是。CuO为半导体材料，在其立方晶胞2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。Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示Al单质的密度gcm-3(不必计算出结果)。(201

28、5.山东理综，33,15分)氟在自然界中常以CaF的形式存在。2下列关于CaF的表述正确的是。2Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用F-的离子半径小于Cl-,则CaF的熔点高于CaCl22阴阳离子比为2:1的物质，均与CaF晶体构型相同2CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电CaF2难溶于水，但可溶于含A13+的溶液中，原因是(用离子方程式表示)。已知AlF3-在溶液中可稳定存在。6F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,0样分子构型为，其中氧原子的杂化方式为F与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF、rF等。已知反应Cl(g)+3F(g)=2ClF(g)233223A

29、H=-313kjmol-1，FF键的键能为159kjmol-1，ClCl键的键能为242kjmol-1，则ClF中ClF键的平均键能为kJmol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的(填“高”或“低”)。(2015江苏化学，21A，12分)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2CrO2-+3CHCHOH+13H+13HO4Cr(HO)3+3CHCOOHTOC o 1-5 h z27322233Cr3+基态核外电子排布式为；配合物Cr(HO)3+中，与Cr3+形成配位键的原子是23(填元素符号)。CH3COOH中C原子轨道杂化类型为；1molCH3COOH分子含有。键的数目为。与h2o互为等电子体

30、的一种阳离子为(填化学式)；h2o与ch3ch2oh可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为。(2014.课标全国卷II,37，15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式，写出两种)。这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是；酸根呈三角锥结构的酸是(填化学式)。e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为。这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体该化合物中,阴离子为,阳离子中存在的化学键类型有；该化合物加热时首先失去的组分是，判断理由是(2015裸标全国卷I,37