2019版高考化學一輪復習 第十二章 有機化學基礎 專題講座七 物質結構與性質綜合題難點突破學案.doc

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專題講座七　物質結構與性質綜合題難點突破 1．判斷σ鍵和π鍵及其個數(shù) 共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。 2．判斷中心原子的雜化軌道類型 (1)根據(jù)價層電子對數(shù)判斷 價層電子對數(shù) 雜化軌道類型 2 sp 3 sp2 4 sp3 (2)有機物中、及上的C原子都是sp2雜化，—C≡C—中的原子是sp雜化，C中的C原子是sp3雜化。 (3)根據(jù)等電子原理判斷 等電子體不僅結構和性質相似，中心原子的雜化軌道類型也相似。 3．判斷分子或離子的立體構型 (1)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷。 (2)利用等電子原理判斷陌生分子的立體構型。如N2O與CO2是等電子體，空間構型均為直線形，N2O的結構式也和CO2相似，為N==N==O。 (3)有機物中CH2==CH2、為平面形結構，CH≡CH為直線形結構，HCHO為平面三角形結構。 4．晶體結構中的有關計算 (1)根據(jù)晶體晶胞的結構特點確定晶體的化學式 晶胞中粒子數(shù)目的計算(均攤法) 注意　①當晶胞為六棱柱時，其頂點上的粒子被6個晶胞共用，每個粒子屬于該晶胞的部分為，而不是。 ②審題時一定要注意是“分子結構”還是“晶體結構”，若是分子結構，其化學式由圖中所有實際存在的原子個數(shù)決定，且原子個數(shù)可以不互質(即原子個數(shù)比可以不約簡)。 (2)根據(jù)晶體晶胞的結構特點和有關數(shù)據(jù)，求算晶體的密度或晶體晶胞的體積或晶胞參數(shù)a(晶胞邊長) 對于立方晶胞，可建立如下求算途徑： 得關系式：ρ＝(a表示晶胞邊長，ρ表示密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質的量，M表示摩爾質量)。 1．(2018福州質檢)鋅是人體必需的微量元素，明朝《天工開物》中有世界上最早的關于煉鋅技術的記載。回答下列問題： (1)基態(tài)Zn原子的價電子排布式為________________，在周期表中的位置為________________。 (2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。 ①組成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除H外其余元素的第一電離能由大到小順序為________________。 ②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液，未出現(xiàn)渾濁，其原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 ③已知[Zn(NH3)4]2＋的立體構型與SO相同，則在[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋的雜化類型為________。 ④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶體中存在的有________。 A．離子鍵 B．極性共價鍵 C．非極性共價鍵 D．配位鍵 E．范德華力 F．金屬鍵 (3)ZnS晶胞結構如圖(已知a為硫離子，b為鋅離子)所示，ZnS晶體的熔點約為1 700 ℃。 ①已知晶體密度為ρ gcm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。則1個ZnS晶胞的體積為________cm3。 ②ZnO與ZnS結構相似，熔點為1 975 ℃，其熔點較高的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)3d104s2　第四周期ⅡB族 (2)①N＞O＞S＞Zn　②[Zn(NH3)4]2＋難電離，溶液中Zn2＋濃度很小，無法產(chǎn)生沉淀?、踫p3　④ABD (3)①?、贠2－的半徑比S2－的小，ZnO晶體的晶格能較大 解析　(2)①N的2p軌道半充滿，處于較穩(wěn)定狀態(tài)，故N、O、S、Zn的第一電離能由大到小的順序：N＞O＞S＞Zn。②[Zn(NH3)4]2＋難電離，溶液中Zn2＋濃度很小，無法產(chǎn)生沉淀。③[Zn(NH3)4]2＋的立體構型為正四面體，Zn2＋的雜化類型為sp3雜化。④[Zn(NH3)4]SO4中含有離子鍵、極性共價鍵、配位鍵。 (3)①由題圖知，一個ZnS晶胞中含有4個Zn2＋，含S2－的個數(shù)為8＋6＝4,1個ZnS晶胞的質量為 g，故1個ZnS晶胞的體積為 cm3。 ②O2－的半徑比S2－的小，故ZnO晶體的晶格能較大，熔點較高。 2．(2017太原模擬)2013年諾貝爾化學獎授予三位美國科學家，以表彰他們在開發(fā)多尺度復雜化學系統(tǒng)模型方面所做的貢獻。這種模型可以用量子化學計算小區(qū)間內(如生物固氮時固氮酶中)的化學反應。 (1)固氮酶有鐵蛋白和鉬鐵蛋白兩種，它們不僅能夠催化N2還原成NH3，還能將環(huán)境底物乙炔(HC≡CH)催化還原成乙烯。 ①乙炔是________(填“非極性”或“極性”)分子。 ②碳負離子CH的立體構型為________。 ③根據(jù)等電子原理，NO＋的電子式為________________。 (2)釩可用于合成電池電極，也可用于人工合成二價的釩固氮酶(結構如圖a)。 ①V2＋基態(tài)時核外電子排布式為____________________________________________。 ②釩固氮酶中釩的配位原子有_________________________________________(填元素符號)。 (3)煙酰胺(結構如圖b)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有________，1 mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為________。 (4)12 g石墨烯(結構如圖c)中含有的正六邊形數(shù)目約為________；請你預測硅是否容易形成類似石墨烯的結構，并說明理由：_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①非極性?、谌清F形　③ (2)①1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3) ②S、N (3)sp2、sp3　15NA (4)0.5NA　不容易，硅原子半徑大，3p軌道不易形成π鍵 解析　(1)①乙炔的結構簡式為CH≡CH，為四原子直線對稱結構，為非極性分子。 ②CH的價層電子對數(shù)為3＋(4＋1－31)＝4，故CH的立體構型為三角錐形。 ③NO＋與N2為等電子體，故電子式為。 (2)②根據(jù)圖a可知V的配位原子為N和S。 (3)根據(jù)圖b可知—N==為sp2雜化，為sp3雜化。 (4)石墨烯中形成大π鍵成正六邊形結構，而Si的原子半徑較大，難形成π鍵，故不易形成類似石墨烯的結構。 3．(2017江西五市八校第二次聯(lián)考)有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子；C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子；E原子最外層有1個單電子，其次外層有3個能級且均排滿電子；D與E同周期，價電子數(shù)為2。則： (1)B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的，原因是________________________ ________________________________________________________________________。 (2)A、B、C三種元素的氫化物穩(wěn)定性由強到弱的順序為________________(用化學式表示)。 (3)A的最簡單氫化物分子的立體構型為________，其中A原子的雜化類型是________雜化。 (4)A的單質中σ鍵的個數(shù)為________，π鍵的個數(shù)為________。 (5)寫出基態(tài)E原子的價電子排布式：_____________________________________________。 (6)C和D形成的化合物的晶胞結構如圖所示，已知晶體的密度為ρ gcm－3，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則晶胞邊長a＝________cm(用ρ、NA的計算式表示)。 答案　(1)H2O分子間存在氫鍵 (2)HF＞H2O＞NH3　(3)三角錐形　sp3 (4)1　2　(5)3d104s1　(6) 解析　根據(jù)題干信息不難推出A、B、C、D、E五種元素分別是N、O、F、Ca、Cu。 (2)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性與元素的非金屬性有關，由于非金屬性F＞O＞N，所以穩(wěn)定性HF＞H2O＞NH3。 (3)A的最簡單氫化物是NH3，中心原子N原子的價層電子對數(shù)是4，孤電子對數(shù)是1，所以NH3分子的立體構型是三角錐形，N原子的雜化類型是sp3雜化。 (4)N2的結構式是N≡N，所以σ鍵個數(shù)是1，π鍵個數(shù)是2。 (6)C和D形成的化合物是CaF2，一個晶胞中有4個“CaF2”，所以一個晶胞質量是 g，一個晶胞的體積是a3 cm3，根據(jù)ρ＝＝ gcm－3，則a＝ cm。