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2018届高考化学二轮复习专题整合突破课件:第2部分 专项1 题型5 物质结构与性质(选做题)

资料类别: 化学/课件

所属版本: 通用

所属地区: 全国

上传时间:2018/3/16

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* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 高考非选择题五大题型突破
题型5 物质结构与性质(选做题)
 (对应学生用书第106页)
■题型特点解读·
1.试题结构
题头(介绍题目背景或物质结构知识,元素推断信息)+问题(拼盘式考查物质结构相关主干知识)。 
2.考查方式
(1)直接给出元素,围绕给出元素的原子结构、形成的物质等进行考查;
(2)给出元素原子的一些结构特点等,首先推导出元素,然后再进行相应的考查。
3.主要考查点
基态原子核外电子排布(电子排布式或价电子的轨道表达式)、第一电离能和电负性递变规律等;共价键类型、数目的判断、氢键配位键的表示、原子轨道杂化类型、分子构型判断、性质比较等;晶体类型的判断、晶体熔沸点高低的比较、氢键对溶解性的影响、晶体密度和晶体参数的计算、晶体空间利用率的计算、金属晶体的堆积方式等。
■解题策略指导·
1.基本思路
(1)掌握规律、注意特殊。如电离能、电负性规律和特殊(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)及核外电子排布中的能级交错等。
(2)根据题目类型总结解题方法。如化学键类型的判断方法,中心原子杂化轨道和价层电子对数的判断方法,中心原子孤对电子对数的判断方法,晶体类型的判断及计算方法等。
2.破题关键
推断元素,确定元素在周期表中的位置,联想变化规律和特殊性,根据要求规范回答问题。
■典例剖析示范·
(2017·全国Ⅲ卷)研究发现,甲醇反应①,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)Co②为___________________________________。
元素Mn与O中,③较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________。
(2)CO2和CH3OH分子中C④分别为________和________。
	(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为________________________________________________________________,
原因是_________________________________________________________。
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的⑤除了σ键外,还存在______________。
	(5)MgO⑥(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a′=0.448 nm,则r(Mn2+)为________nm。
	 ①命题背景:核心元素是Co和Mn,原子序数分别是27和25。
②规范解题:在书写基态原子核外电子排布时,区别电子排布式、价层电子排布式(或外围电子排布式)和电子排布图。
③考查规律:联想规律,注意特殊。
④杂化方式判断:注意判断方法。
⑤化学键判断:注意π键特点。
⑥晶胞结构:注意晶胞特点,面心立方最密堆积方式的含义,明确计算方法;注意解题规范,如在计算晶体密度时,要注意单位换算。
【解析】 (1)Co是27号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2。元素Mn与O中,由于O是非金属元素而Mn是金属元素,所以O的第一电离能大于Mn的。O基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,其核外未成对电子数是2,而Mn基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2,其核外未成对电子数是5,因此Mn的基态原子核外未成对电子数比O的多。
(2)CO2和CH3OH的中心原子C的价层电子对数分别为2和4,所以CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为sp和sp3。
(3)由于水和甲醇均为极性分子,二氧化碳和氢气均为非极性分子,所以水和甲醇的沸点高于二氧化碳和氢气的沸点;由于水分子中两个氢原子都可以参与形成分子间氢键,而甲醇分子中只有一个羟基上的氢原子可用于形成分子间氢键,所以水的沸点高于甲醇的沸点;由于二氧化碳的相对分子质量比氢气大,所以二氧化碳分子间作用力较大、沸点较高。
(4)硝酸锰是离子化合物,硝酸根和锰离子之间形成离子键,硝酸根中N原子与3个氧原子形成3个σ键,硝酸根中存在氮氧双键,所以还存在π键。
(5)因为O2-采用面心立方最密堆积方式,面对角线是O2-半径的4倍,即4r(O2-)=a,解得r(O2-)≈0.148 nm;根据晶胞的结构可知,棱上阴阳离子相切,因此2r(Mn2+)+2r(O2-)=0.448 nm,所以r(Mn2+)=0.076 nm。
【答案】 (1)[Ar]3d74s2 O Mn
(2)sp sp3
(3)H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大,范德华力较大
(4)离子键和π键(π键) 
(5)0.148 0.076
■即时应用体验·
1.(2017·桂林中学5月全程模拟)氮元素是自然界最丰富的元素,在化学中有很重要的地位。 
回答下列问题:
(1)基态氮原子的价层电子排布图为____________。第二周期的元素中,第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素共有________种。
(2)预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征五号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。 [(CH3)2NNH2]中N原子的杂化方式为____________。
(3)利用价层电子互斥理论解释NH3的立体构型为三角锥形的原因:________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
与NH3互为等电子体的离子为________________(填化学式,举一例即可)。
(4)在CuSO4溶液中加过量氨水后,再向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O,若要确定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶体还是非晶体,最科学的方法是对其进行________________实验。1 mol [Cu(NH3)4]2-含有的σ键的数目为________。
(5)氮化硼可用于制造飞机轴承,其晶胞如图所示,则处于晶胞顶点上的原子的配位数为________。若立方氮化硼的密度为ρ g/cm3,氮化硼的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA。如果硼原子的半径为r pm,则硼原子的空间利用率为________。(用含有ρ、M、NA、r的式子表示)
【解析】 (1)基态氮原子的价层电子排布图为;第二周期的元素中,第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素有Li、Be、B、C、O共5种;(2)[(CH3)2NNH2]中N原子的杂化方式为sp3杂化;(3)NH3中N原子成3个σ键,有一对孤电子对,价层电子对数为4,形成四面体的VSEPR模型,略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对,氨气分子立体构型就是三角锥形;可将中心原子N的核电荷放大和缩小的方法获得,与NH3互为等电子体的离子为H3O+或 CH 等;(4)确定物质是晶体还是非晶体,最科学的方法是对其进行X­射线衍射;1 mol [Cu(NH3)4]2-含有的σ键的数目为:N—H键12 mol,Cu—N键4 mol,共16 mol,或 9.632×1024。(5) 观察面心的N,每个N连有4个B原子,处于晶胞顶点上的原子的配位数为4;晶体中N位于晶胞体对角线的1/4处,将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形,距离最近的两个N原子相连,则连线为三角形的中位线,所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的一半,晶胞中N原子个数为×8+6×=4,B原子个数为4,4个B原子的体积为:πr3×4,晶胞体积:,B的空间利用率为πr3×4÷×100%=×100%。
【答案】 (1) 
5 (2)sp3
(3)NH3 中 N 原子有 3 个σ键,有一对孤电子对,价层电子对数为4,形成四面体的VSEPR模型,略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对,氨气分子立体构型就是三角锥形 H3O+、 CH等
(4)X­射线衍射 16NA(或 9.632×1024)
(5)4 ×100%
2.(2017· 邵阳第三次联考)人类很早就懂得使用铁器,如今对铁元素的研究依然热度不减。请回答:
(1)铁原子L能层上有________种不同运动状态的电子,基态铁原子的价电子排布式是________;
(2)血红素是血液的重要组成部分,其结构如图。其中C原子和N原子具有的相同的杂化方式是________,N与Fe之间存在的相互作用是________。血红素在人体内合成时的基本原料之一是甘氨酸(),其分子中含有σ键和π键的个数比是________;
(3)单质铁的某种晶体拥有体心立方晶胞,其配位数是________,若其晶胞边长为a pm,其晶体密度是________ g/cm3(用含a的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数)。
(4)铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])俗称赤血盐,可用于检验Fe2+,反应的离子方程式是______________________________________________________________
________________________________________________________________,
其配体的电子式是________,与其配体互为等电子体的微粒有____________ (任写两种,填化学式)。
【解析】 (1)铁的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,L能层为2s22p6,有8种不同运动状态的电子,基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。
(2)根据每个N原子含有的σ 键个数与孤电子对数之和判断其杂化方式;血红素中N原子有的含有3个σ键和一个孤电子对,属于sp3杂化;有的含有3个σ 键和一个π键,属于sp2杂化方式;C原子也有sp2和sp3两种杂化方式;N与Fe之间存在的相互作用是极性键、配位键;甘氨酸(),其分子中σ键和π键的个数比为9∶1。
(3)根据晶胞中的配位情况,一个晶胞中含有2个铁,1 pm=10-10 cm,由ρ=== g/cm3。 (4)铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])俗称赤血盐,可用于检验Fe2+,反应的离子方程式为 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓;其配体为CN-,它的电子式为[C⋮⋮N∶]-;等电子体为电子数相等,原子数也相等,与其配体互为等电子体的微粒有N2、CO、C等。
【答案】 (1)8 3d64s2 (2)sp2、sp3 极性键、配位键 9∶1 (3)8  (4)3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓ [C⋮⋮N∶]- N2、C、CO等
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