化学总复习 冲刺热点演练 热点7 物质结构与性质解题指导

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE1学必求其心得，业必贵于专精热点7物质结构与性质解题指导【解法指导】1．掌握规律、注意特殊。(1）电离能和电负性:在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小.但同周期主族元素，第ⅡA族（ns2）全充满、ⅤA族（np3)半充满,比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素。（2）核外电子排布：原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，每个轨道最多容纳2个自旋状态不同的电子;书写时3d在前4s在后，失去电子时，先失4s电子，再失3d电子。能级交错(先排4s，再排3d)；②24号元素Cr及29号元素Cu价电子层特殊分别为3d54s1、3d104s1，所以Cr原子内有6个未成对电子。2．根据题目类型总结解题方法(1）化学键类型的判断方法：①共价单键是σ键、共价双键中含有一个σ键和一个π键、共价三键中含有一个σ键和两个π键；②一个原子单方面提供孤对电子，另一个原子提供空轨道形成的是配位键，如在NHeq\o\al(＋，4)、［Cu(NH3）4］2＋、Ni(CO）4、[Ag（NH3)2］＋中。（2)中心原子杂化轨道和价层电子对数的判断方法:杂化轨道数=价层电子对数=中心原子孤对电子对数(未参与成键）＋中心原子形成的σ键个数。（3)中心原子孤对电子对数的判断方法：对于通式AXeq\o\al(n±,m）中心原子(A)上的孤电子对数=eq\f(A的族序数－X的化合价绝对值×m－（±n），2）。（4)要注意运用孤对电子进行判断如下：①有孤对电子的分子均是极性分子;②有孤对电子的分子，因为孤对电子的排斥力大,所以键角均小于无孤对电子的分子键角，如第ⅣA元素Sn的化合物SnBr2分子中的键角小于平面三角形的120°,NH3、H2O分子中的键角小于正四面体的109°28′。3．晶体类型的判断及计算(1)判断晶体类型时，应紧紧抓住题中所给信息如:①用类比法，如氮化铝晶体与金刚石类似，即可推出氮化铝晶体的立体结构与晶体类型，所以我们要记住几种常见晶体的类型及结构,如金刚石、晶体硅、二氧化硅、氯化钠等.②熔沸点法：原子晶体的熔沸点及硬度很高、分子晶体的熔沸点及硬度低。③从组成分析：如金属单质一定是金属晶体。(2)物质熔沸点判断时，除了要注意晶体类型外：①分子晶体还要注意氢键,能形成氢键的元素为第二周期中的后三种元素：N、O、F，所以凡是含有N—H、O—H、F-H键的化合物均可以形成氢键，如NH3、氨基酸、NH2—NH2、H2O、醇、HF等。氢键只与物质的物理性质有关，如熔沸点、溶解性等，而与物质的化学性质无关。②氢键分为分子内氢键和分子间氢键，分子内氢键对熔沸点几乎没有影响。③离子晶体熔沸点与晶格能有关，离子半径越小和离子所带电荷越多，晶格能越大，则熔沸点越高.④原子晶体之间熔沸点比较一般看共价键键能的大小或键长（原子半径大小）。(3)晶体化学式的求法：晶体的化学式的确定常用“均摊法”，其核心为若晶体中某位置上微粒被n个重复单元共用,那该粒子有eq\f（1,n）属于这个晶胞。如立方晶胞中:①顶点上粒子有eq\f（1，8）、②棱上粒子有eq\f（1，4）、③面心上粒子有eq\f(1,2)、④晶胞内部粒子完全属于这个晶胞。(4）有关晶胞各物理量的关系：对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数，n表示1mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示相对分子质量，a3×ρ×NA表示1mol晶胞的质量。【热点演练】1.文艺复兴时期，群青颜料曾用在许多著名的油画上，当时群青颜料是由贵重的青金石研磨并制成的。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物，其中含钠、铝、硅、硫、氯、氧等元素。（1)硅元素基态原子的价电子轨道表示式为_________.（2)第四周期中,与铝未成对电子数相同的金属元素有______种。(3）Na+和Ne

互为等电子体，电离能I2(Na)____I1(Ne)(填“〉”或“<"）。(4）①已知氯有多种含氧酸，其电离平衡常数如下:化学式HClO4HClO3HClO2HClOKa1×10101×1011×10-24×10—8HClO4

的结构式为_______，HClO3

中Cl

原子的杂化轨道类型为______，HClO2

中含有的共价键类型为_______。以上几种含氧酸的酸性强弱不同，其原因为_________（从分子结构的角度）。②氢卤酸(HX）的电离过程如图.△H1和△H2

的递变规律都是HF

〉

HCl

〉

HBr

>

HI，其中△H1(HF）特别大的原因为_________，影响△H2

递变的因素为_______.(5)铝单质为面心立方晶体，晶胞参数a=q

nm，铝的摩尔质量为Mg/mol，原子半径为rpm，阿伏加德罗常数的值为NA。则铝单质的密度为_______g/cm3（列式即可,下同）,铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为______.2。向硫酸铜水溶液中逐滴加入氨水,先形成蓝色沉淀,继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，再向溶液中加入乙醇有深蓝色晶体（化学式为［CuNH3）4]SO4·H2O)析出.(1)写出上述实验前两步反应的离子方程式_____________________，________________。（2）铜元素基态原子的电子排布式为_______________________,铜单质晶体中的原则堆积模型属于_________________堆积(填堆积模型名称)。(3)在上述深蓝色晶体所含的非金属元素中，电负性最大的是_____________

（填元素符号)，第一电离能最大的是______（填元素符号），该晶体中的阴离子的立体构型是_______,阴离子的中心原子的杂化方式为____________________________。（4)氨的沸点____________（填“高于”或“低于”）膦（PH2），原因是_____________________。（5)Cu的一种氯化物晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是______________.若该晶体的密度为g·cm3，以NA表示阿伏伽德罗常数,则该晶胞的边长为=____mm。3。氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。我国采用铁触媒(以铁为主的混合物)

做催化剂合成氮。回答下列问题：(1）Fe基态原子核外电子排布式为____________。氮化铁是一种重要的无机化合物，不溶于水，暴露在潮湿环境中可释放出氨气,元素Fe和N中，第一电离能较大的是_______，基态原子核外未成对电子数较多的是_______________。（2）N的氧化物有N2O等，N2O与CO2

互为等电子体，N2O的空间构型为__________。（3)N有多种氢化物，其中肼(N2H4)常用作火箭推进剂的燃料，N2H4中N原子的杂化形式为___。（4）N、P、As为同族元素，NH3、PH3、AsH3三种物质的沸点由高到低的顺序为______，原因是______________。（5）K3［Fe（CN)6］常用于检验Fe2+，K3［Fe(CN)6］中存在的化学键类型有_______。（6）FeO晶体的晶胞与NaCl的相似，NaCl的晶胞如图所示。由于晶体缺陷，某氧化亚铁晶体的实际组成为Fe0.9O，其中包含有Fe2+和Fe3+，晶胞边长为428pm，则该晶体的密度__g/cm3

（列出计算式即可，用NA

表示阿伏伽德罗常数的值）。4.第四周期中共有18种元素，它们均具有重要的用途。请回答下列问题:（1）金属钒(V)在材料科学上有重要作用，被称为“合金的维生素"，基态钒原子的价电子排布式为__________,锗、砷、硒三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________（用元素名称表示）。(2）已知四溴化锗是电子工业中的一种常用试剂，其熔点为26.1℃，沸点为186℃，则GeBr4的晶体类型为________,中心原子的杂化类型为__________,该分子的立体构型是______。(3)钴能形成多种配合物，两种钴的配合物X、Y的化学式均为Co(NH3)5ClSO4，取X、Y的溶液进行如下实验(已知配体难电离出来)。则X的配离子为_______，Y的配体是_______。XXYY试剂BaCl2溶液AgNO3溶液BaCl2溶液AgNO3溶液现象白色沉淀无明显变化无明显变化白色沉淀(4)图甲为某晶体的二维平面示意图，所表示物质的化学式为AX3的是__________（填“a”或“b”)。图乙为金属铜的晶胞，若该晶胞立方体的边长为apm，金属铜的密度为ρg·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为__________mol－1（用含a、ρ的代数式表示）。5。黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，含少量脉石。工业炼铜的原理为2CuFeS2＋2SiO2＋5O2eq\o(=，\s\up7（高温））2Cu＋2FeSiO3＋4SO2.请回答下列问题:（1）基态Fe2＋的核外电子排布式为____________。KSCN是检验Fe3＋的试剂之一，与SCN－互为等电子体的一种分子为________（填化学式）。（2)在Cu、Fe、S、Si、O五种元素中，电负性最大的是________（填元素符号)。（3)SO2分子中S原子的杂化方式为________，分子的立体构型是________。(4）铜的一种氧化物的晶胞结构如图所示。①该化合物的化学式为________。②该化合物的熔点比Cu2S________(填“高”或“低").③若该晶体的密度是ρg·cm－3，则该晶胞的边长是________cm。（只要求列等式，不必计算出数值.设阿伏加罗常数的值为NA)6。祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，含有O、Si、Al、Be等元素。请回答下列问题：（1）基态Al原子中,电子占据的最高能级的符号是________，该能级具有的原子轨道数为________,轨道形状为________.(2）在500~600℃气相中，氯化铍以二聚体Be2Cl4的形式存在(如图）；在1000℃时,氯化铍则以BeCl2形式存在。在BeCl2分子中，Be的杂化方式为________，二聚体Be2Cl4中Be的杂化方式为________，1molBe2Cl4中含有______mol配位键。（3）氢化铝锂(LiAlH)是有机合成中一种重要的还原剂，可以将羧基还原为羟基，如可将乙酸还原为乙醇。乙酸和乙醇的熔、沸点数据如下表：乙酸乙醇熔点/℃16。6－114.1沸点/℃117。978。3乙酸分子中σ键与π键个数之比为________；乙酸熔点较高，标准状况下，乙酸是固体，乙酸与乙醇熔点相差很大，原因是________________________________.（4）用氧化物的形式表示出祖母绿的组成：__________。如图是Be与O形成的氧化物的立方晶胞结构，已知氧化铍的密度为ρg·cm－3，则晶胞边长为__________cm。(设NA为阿伏加德罗常数的值，用含ρ、NA的代数式表示）7。2015年10月中国药学家屠呦呦因发现青蒿素(一种用于治疗疟疾的药物）而获得诺贝尔生理医学奖。青蒿素(C15H22O5）的结构如图所示。请回答下列问题：(1）组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是,在基态O原子中，核外存在对自旋相反的电子。（2)下列关于青蒿素的说法正确的是（填序号).a.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键b。在青蒿素分子中，所有碳原子均处于同一平面c.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其它原子成键(3）在确定青蒿素结构的过程中，可采用NaBH4作为还原剂，其制备方法为：4NaH+B(OCH3）3→NaBH4+3CH3ONa.①NaH为晶体，如图是NaH晶胞结构，则NaH晶体的配位数是,若晶胞棱长为a，则Na原子间最小核间距为。②B（OCH3）3中B采用的杂化类型是.写出两个与B（OCH3)3具有相同空间构型的分子或离子。③NaBH4结构如图所示.结构中存在的作用力有.8.化学材料的研发和使用，为开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力提供有力支撑。请根据你所学知识回答：（1)太阳能热水器吸热涂层常使用一种以镍或镍合金空心球做吸收剂,则基态镍原子的外围电子排布式为____________。（2)由氧、镍和碳三种元素组成的化合物四碳基镍[Ni(CO)4］为无色挥发性剧毒液体,熔点-25℃，沸点43℃。不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂，四碳基镍的晶体类型是_________,写出一种与配体等电子体的化学式___________________.(3)三氟化氮在太阳能电池制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到，该反应的化学方程式为3F2+4NH3NF3+3NH4F,生成物NH4F固体所含化学键类型是__________。往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成［Cu（NH3)4］2+配离子。己知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+（4）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硒化镓、硫化锌薄膜电池等.①砷和镓的第一电离能关系为：As_____Ga（填“＞"、“＜”或“="）。②SeO2分子的空间构型为________.③硫化锌的晶胞结构如图所示，锌离子的配位数是______.己知此晶胞立方体的边长为apm，晶体的密度为ρg/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为__________mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。参考答案1。【解析】(1）硅为第14号元素,位于周期表第三周期第ⅣA族,硅的价电子轨道表示式为：；（2)Al原子的电子排布式为[Ne］3s23p1，Al原子未成对电子数为1，在第四周期中未成对电子数为1的有K［Ar］4s1、Sc[Ar］3d14s2、Cu[Ar]3d104s1、Ga［Ar］3d104s24p1、Br［Ar］3d104s24p5，其中金属元素有4种；(3)Na+和Ne电子层结构均为两层饱和结构，Na+的质子数为11,大于Ne的质子数,因此对越强，故酸性:HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。②ΔH1表示液态卤化氢气化：HX（aq)→HX（g)，吸收的能量；气化需要克服分子间作用力,由于氟化氢分子间有氢键,所以分子间作用力大熔沸点高，气化所吸收的能量高ΔH1特别大，ΔH2表示卤化氢分解成原子，HX（g)→H(g）+X(g)是破坏共价键的过程,因此影响ΔH2递变的因素：从上到下原子半径越大，键长越小，越容易分解，ΔH2越小；(5)Al是面心立方晶胞，平均占有的Al原子数为4个，根据密度公式：ρ=g/cm3，因此原子体积为4个球体的体积，占体积百分比=×100％=。【答案】(1)（2)4(3)>(4）sp3σ键和π键(或极性键）氧的含氧酸中非羟基氧原子数目越多，中心氯原子价态越高。正电性越高,导致Cl-O-H中的O的电子更向C1偏移，趟易电离出H+（4）HF的水溶液中存在氢健作用原子半径(或键长或键能（5）74%体的化学式［CuNH3)4]SO4·H2O，其所含的非金属元素中，电负性最大的是O，第一电离能最大的是N，该晶体中的阴离子是，中心原子是S原子的价层电子对数是4,孤对电子为0，则的立体构型是正四面体形，S原子的杂化方式为sp3杂化;（4）因为氨分子间除存在范德华力外，还存在氢键,而膦分子间不存在氢键只存在范德华力，故氨的沸点高于膦的沸点；（5）根据Cu的氯化物晶胞结构图知晶胞中Cl原子的个数是4，Cu原子的个数是×8+×6=4，因此该氯化物的化学式是CuCl，设该晶胞的边长为anm，根据m=得a3=×99。5,则a=。【答案】（1）Cu2＋＋2NH3·H2OCu（OH）2↓＋2Cu(OH）2＋4NH3·H2O［CuNH3)4]2+＋2OH－＋4H2O（2)1s22s22p63s23p63d104s1或3d104s1面心立方最密堆积（3）ON正四面体sp3（4)高于因氨分子间存在氢键，膦分子间不存在氢键而只存在范德华力，故氨的沸点高于膦的沸点(5)CuCl3.【解析】（1）Fe为26号元素，根据核外电子排布规律，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；N原子的价电子排布式为2s22p3，与Fe原子相比，N原子2p原子轨道为半充满稳定结构，则N原子第一电离能大于Fe原子;Fe和N基态原子核外未成对电子数分别是4和3，未成对电子数较多的是Fe原子。(2)N2O与CO2

互为等电子体,等电子体有相似的结构，CO2

分子为直线形,N2O的空间构型也为直线形。(3)N2H4中每个N

原子形成3个σ键，有一对孤电子对，则N

原子杂化形式为sp3杂化。(4）NH3之间除分子间作用力外，还形成了氢键，分子间作用力大,所以NH3沸点最高，而AsH3和PH3结构相似，相对分子质量大的AsH3分子间作用力大，沸点高,则沸点高低顺序为:NH3﹥AsH3﹥PH3；（5)K3［Fe（CN）6］是配位化合物，晶体中存在的化学键类型有离子键、配位键、共价键（或离子键、配位键、σ键、π键）;(6）FeO晶体的晶胞与NaCl的相似,NaCl的晶胞中有4个“NaCl”，则该晶体4个“Fe0。9O”，晶胞质量为：4（56+16）/NAg=265.6/NAg，晶胞体积为：cm3,则密度为。【答案】（1）1s22s22p63s23p63d64s2NFe(2)直线形(3）sp3（4)NH3﹥AsH3﹥PH3NH3之间形成了氢键,分子间作用力大,所以沸点高,AsH3和PH3结构相似，而AsH3的相对分子质量更大,故其分子间作用力比PH3大，所以AsH3的沸点比PH3更高（5)离子键、配位键、共价键或（离子键、配位键、σ键、π键)(6)［Co（NH3）5SO4］Cl，由此可确定X、Y的配离子及配体。(4）图甲a中1个灰球周围紧邻6个白球，1个白球周围紧邻3个灰球，灰球、白球的个数比为1∶2；同理可分析图甲b中灰球、白球的个数比为1∶3。设阿伏加德罗常数为NA，根据均摊法知该晶胞中含有4个铜原子，所以ρg·cm－3＝eq\f（4×\f（64g·mol－1,NA)，（a×10－10)3cm3)，NA＝eq\f(256,ρ·a3)×1030mol－1。【答案】(1)3d34s2砷＞硒＞锗(2）分子晶体sp3正四面体形（3）［Co(NH3)5Cl]2＋(2分）NH3、SOeq\o\al(2－，4）（4）beq\f（256,ρ·a3)×10305.【解析】（1）铁为26号元素，基态Fe2＋的核外电子排布式为[Ar］3d6或1s22s22p63s23p63d6。根据等电子体的概念知,与SCN－互为等电子体的分子有CO2、N2O、CS2、COS等.(2）在五种元素中,电负性最大的是O。(3)SO2分子中S原子的价层电子对数为eq\f（6，2）＝3,孤电子对数为1，所以采取的杂化方式是sp2，SO2分子的立体构型是V形。(4）①利用均摊法知,该化合物中O原子个数为1＋8×eq\f(1，8）＝2，Cu原子个数为4,铜原子和氧原子个数之比为2∶1，所以其化学式为Cu2O。②Cu2O和Cu2S都是离子晶体，由于氧离子的半径小于硫离子的半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，故Cu2O的熔点比Cu2S的高。③设晶胞的边长为acm,则ρa3＝eq\f(2,NA）×144，解得a＝eq\r(3,\f(288，ρNA)).【答案】（1)1s22s22p63s23p63d6（或［Ar］3d6）CO2、N2O、CS2、COS（写出一种即可)(2)O(3）sp2V形（4）①Cu2O②高③eq\r(3，\f（288,ρNA）)6.【解析】(1）基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，最高能级为3p；3p能级有3个原子轨道,轨道呈哑铃形。(2）BeCl2分子中，中心Be原子采取sp杂化；由Be2Cl4的结构可知，中心原子的价层电子对数为3，故Be采取sp2杂化。（4)根据复杂硅酸盐的氧化物书写规则可写出Be3Al2Si6O18的氧化物形式为3BeO·Al2O3·6SiO2。设晶胞边长为a，1个氧化铍晶胞中含有4个BeO,则1个晶胞的质量为4×eq\f(9＋16,NA)g＝eq\f（100,NA)g，晶胞的体积为a3，根据ρ＝eq\f(m,V)，得a＝eq\r（3,\f(100，ρNA))cm。【答案】(1)3p3哑铃形(1分）(2）spsp22（3)7∶1乙酸羧基中的两个氧原子与另外乙酸分子中羧基氢原子可形成氢键，比乙醇形成分子间氢键的概率大（4）3BeO·Al2O3·6SiO2eq\r（3，\f(100,ρNA）)子，若晶胞棱长为a，则Na原子间最小核间距为；②B（OCH3)3中B与3个O原子成键,为sp2杂化，