2020版高考化學新增分大一輪復習 第12章 專題講座八 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題難點突破精講義+優(yōu)習題（含解析）魯科版.docx

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專題講座八　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)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，叁鍵中有一個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 sp1 3 sp2 4 sp3 (2)有機物中、及上的C原子都是sp2雜化，中的C原子是sp1雜化，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(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，中心原子的雜化軌道類型也相似。 3．判斷分子或離子的空間構(gòu)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空間構(gòu)型。如N2O與CO2是等電子體，空間構(gòu)型均為直線形，N2O的結(jié)構(gòu)式也和CO2相似，為N==N==O。 (3)根據(jù)中心原子的雜化方式判斷，如： ①CH4、CCl4、SO的中心原子均為sp3雜化，它們均為正四面體結(jié)構(gòu)； ②CH2==CH2、、HCHO中心碳原子均為sp2雜化，這三種物質(zhì)均為平面結(jié)構(gòu)； ③CH≡CH、BeCl2中碳原子、鈹原子均為sp1雜化，二者均為直線形結(jié)構(gòu)。 4．晶體結(jié)構(gòu)中的有關(guān)計算 (1)根據(jù)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)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?、佼斁О麨榱庵鶗r，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(jié)構(gòu)”還是“晶體結(jié)構(gòu)”，若是分子結(jié)構(gòu)，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(zhì)(即原子個數(shù)比可以不約簡)。 (2)根據(jù)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)特點和有關(guān)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(guān)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1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量，M表示摩爾質(zhì)量)。 (3)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組公式(設棱長為a) ①面對角線長＝a。 ②體對角線長＝a。 ③體心立方堆積4r＝a(r為原子半徑)。 ④面心立方堆積4r＝a(r為原子半徑)。 5．“原因解釋”型試題解題模型 1．工業(yè)上以Ni的氧化物做催化劑，將丙烯胺 (CH2==CH—CH2NH2)氧化制得丙烯腈 (CH2==CHCN)，再通過電解丙烯腈制己二腈，電解的總化學方程式為4CH2==CHCN＋2H2OO2↑＋2NC(CH2)4CN。 (1)PO的空間構(gòu)型是________，CH2==CHCN中碳原子的雜化方式為________。 (2)NC(CH2)4CN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為______。 (3)已知K3PO4是離子晶體，寫出其主要物理性質(zhì)：____________________________ ____________________________________________________________(任意寫出2條即可)。 (4)電解丙烯腈制己二腈的總化學方程式涉及的各元素組成的下列物質(zhì)中，存在分子內(nèi)氫鍵的是________(填字母)。 A．NH3 B．H2O2 C． D． 答案　(1)正四面體形　sp1、sp2　(2)15∶4　(3)熔融時能導電、熔點較高(或硬度較大等)　(4)C 解析　(1)PO中的磷原子與4個氧原子相連，沒有孤對電子，PO的空間構(gòu)型為正四面體形；CH2==CHCN的結(jié)構(gòu)簡式可以改成CH2==CHC≡N，其中碳原子的雜化方式有sp1、sp2。(2)單鍵為σ鍵，雙鍵為1個σ鍵和1個π鍵，叁鍵為1個σ鍵和2個π鍵，NC(CH2)4CN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為15∶4。(3)K3PO4是離子晶體，主要物理性質(zhì)有熔融時能導電、熔點較高、硬度較大、易溶于水等。(4)NH3存在分子間氫鍵，A項錯誤；H2O2存在分子間氫鍵，B項錯誤；中羥基和醛基距離較近，容易形成分子內(nèi)氫鍵，C項正確；中羥基和醛基距離較遠，容易形成分子間氫鍵，D項錯誤。 2．解答下列問題： (1)Mn、Fe兩元素中第三電離能較大的是________(填元素符號)，原因是_______________ ________________________________________________________________________。 (2)乙醇的沸點高于相對分子質(zhì)量比它還大的丁烷，請解釋原因：____________________ ____________________________________________________。 (3)O的簡單氫化物的氫鍵的鍵能小于HF氫鍵的鍵能，但氧元素的簡單氫化物常溫下為液態(tài)而HF常溫下為氣態(tài)的原因是__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)氯化亞鐵的熔點為674℃，而氯化鐵的熔點僅為282℃，二者熔點存在差異的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)N和P同主族且相鄰，PF3和NH3都能與許多過渡金屬形成配合物，但NF3卻不能與過渡金屬形成配合物，其原因是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)H2O分子的鍵角比H2S分子的鍵角大，原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 (7)試從分子的空間構(gòu)型和原子的電負性、中心原子上的孤電子對等角度解釋與O的簡單氫化物結(jié)構(gòu)十分相似的OF2的極性很小的原因：__________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (8)As的鹵化物的熔點如表所示，分析表中鹵化物熔點差異的原因：______________ ________________________________________________________________________。 鹵化物 AsCl3 AsBr3 AsI3 熔點/℃ －16.2 31.1 140.9 (9)咖啡因是一種中樞神經(jīng)興奮劑，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。常溫下，咖啡因在水中的溶解度為2g，加適量水楊酸鈉可使其溶解度增大，其原因可能是________________________________________________________________________。 答案　(1)Mn　Mn失去的是半充滿的3d5電子，而Fe失去的是3d6電子，所以Mn的第三電離能大　(2)乙醇分子間可形成氫鍵而丁烷分子間不能形成氫鍵　(3)每個H2O分子平均形成的氫鍵數(shù)目比每個HF分子平均形成的氫鍵數(shù)目多　(4)氯化亞鐵為離子晶體，熔化時需要破壞離子鍵，而氯化鐵為分子晶體，熔化時需要破壞分子間作用力　(5)F原子電負性強，吸引N原子的電子，使其難以提供孤對電子形成配位鍵　(6)O的原子半徑比S的小，電負性比S的大，水分子中成鍵電子對更靠近中心原子，相互排斥作用大，鍵角大　(7)OF2和H2O的空間結(jié)構(gòu)相似，同為V形，但氧與氫的電負性差值大于氧與氟的電負性差值，OF2中氧原子上有兩對孤電子對，抵消了F—O鍵中共用電子對偏向F而產(chǎn)生的極性　(8)對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔點越高　(9)咖啡因與水楊酸鈉之間形成了氫鍵 3．砷化鎵是繼硅之后研究最深入、應用最廣泛的半導體材料。回答下列問題： (1)Ga基態(tài)原子核外電子排布式為________________，As基態(tài)原子核外有________個未成對電子。 (2)Ga、As、Se的第一電離能由大到小的順序是________，Ga、As、Se的電負性由大到小的順序是________。 (3)比較下列鎵的鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因：____________________ ________________________________________________________________________。 鎵的鹵化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔點/℃ 77.75 122.3 211.5 沸點/℃ 201.2 279 346 GaF3的熔點超過1000℃可能的原因是___________________________________________。 (4)二水合草酸鎵的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中鎵原子的配位數(shù)為________，草酸根離子中碳原子的雜化軌道類型為________。 (5)砷化鎵的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，晶胞參數(shù)為a＝0.565nm，砷化鎵晶體的密度為________gcm－3(設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計算式即可)。 答案　(1)[Ar]3d104s24p1　3　(2)As>Se>Ga　Se>As>Ga　(3)GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸點依次升高，原因是它們均為分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大　GaF3是離子晶體　(4)4　sp2　(5) 解析　(1)Ga是第31號元素，其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1。As是第33號元素，其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3，所以其4p能級上有3個未成對電子。(2)同周期由左向右元素的第一電離能逐漸增大，但是As的p能級是半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故第一電離能反常高，故第一電離能的順序為As>Se>Ga。同周期元素由左向右電負性增大，所以電負性順序為Se>As>Ga。(3)由表格中數(shù)據(jù)可知三種化合物的熔、沸點較低，可判斷三種化合物均為分子晶體，對結(jié)構(gòu)相似的分子晶體而言，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高。GaF3的熔點超過1000℃，與GaI3、GaBr3、GaCl3的熔點差異比較顯著，故GaF3不可能是分子晶體，而是離子晶體。(4)由圖1知，每個鎵與4個氧相連，所以配位數(shù)為4。草酸根離子中的碳原子，形成了一個碳氧雙鍵，所以是sp2雜化。(5)晶胞中Ga原子位于8個頂點和6個面心，所以Ga有8＋6＝4個，As都在晶胞內(nèi)也有4個，所以晶胞質(zhì)量為g。晶胞邊長為0.565nm＝0.56510－7cm，晶胞體積為邊長的立方，晶胞質(zhì)量除以晶胞體積得到晶胞密度，所以晶體的密度為gcm－3。 4．(2018湖北沙市中學沖刺模擬)由P、S、Cl、Ni等元素組成的新型材料有著廣泛的用途，回答下列問題： (1)基態(tài)氯原子核外電子占有的原子軌道數(shù)為________個，P、S、Cl的第一電離能由大到小的順序為________。 (2)SCl2分子中的中心原子雜化軌道類型是________，該分子的空間構(gòu)型為________。 (3)PH4Cl的電子式為________，Ni與CO能形成配合物Ni(CO)4，該分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比為________。 (4)已知MgO與NiO的晶體結(jié)構(gòu)(如圖1所示)相同，其中Mg2＋和Ni2＋的離子半徑分別為66pm和69pm。則熔點：MgO________(填“>”“<”或“＝”)NiO，理由是 ________________________________________________________________________。 (5)若NiO晶胞中離子坐標參數(shù)A為(0,0,0)，B(1,1,0)，則C的坐標參數(shù)為________。 (6)一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”，可以認為O2－作密置單層排列，Ni2＋填充其中(如圖2所示)。已知O2－的半徑為am，每平方米上分散的該晶體的質(zhì)量為________g。[用a、NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)表示] 答案　(1)9　Cl>P>S (2)sp3　V形 (3)　1∶1 (4)>　Mg2＋的半徑比Ni2＋的小，MgO的晶格能比NiO的大 (5)(1，，) (6) 解析　(1)基態(tài)氯原子的電子排布式是1s22s22p63s23p5，s能級有1個原子軌道，p能級有3個原子軌道，所以基態(tài)氯原子的核外電子共占據(jù)9個原子軌道；同周期元素第一電離能從左到右有增大的趨勢，第一電離能排序時，磷原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，第一電離能較高，高于硫原子而低于氯原子，所以P、S、Cl的第一電離能由大到小的順序為Cl>P>S。(2)SCl2中硫原子的雜化軌道數(shù)為(6＋2)＝4，采取sp3雜化方式，中心原子硫原子有2對孤電子對，所以該分子的空間構(gòu)型為V形。(3)PH結(jié)構(gòu)類似于NH，PH4Cl是離子化合物，故其電子式為；每個CO分子內(nèi)含有1個σ鍵和2個π鍵，而每個CO分子同時又通過1個σ配位鍵與Ni原子連接，所以σ鍵和π鍵的個數(shù)比為1∶1。(4)離子晶體結(jié)構(gòu)相同時，離子半徑越小，離子鍵越強，Mg2＋的半徑比Ni2＋的小，MgO的晶格能比NiO的大，故熔點：MgO>NiO。(5)題中已經(jīng)給出了坐標系的三個方向示意圖，晶胞是邊長為1的正方體，因此C的坐標參數(shù)是(1，，)。(6)在圖2中的“單分子層”中可以畫出二維重復單元，如，。重復單元呈菱形，是相鄰四個氧離子球中心的連線組成的，每個重復單元包含1個氧離子和1個鎳離子，NiO的相對分子質(zhì)量為75。重復單元所占的面積＝2aa＝2a2m2，則1平方米上分散的該晶體的質(zhì)量為g。