高三化学知识点仿真模拟题专练6.doc

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专题17 物质结构与性质（选修）

1、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(1～36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。
5、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。
6、了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
7、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。
8、理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
9、了解杂化轨道理论与常见的杂化轨道类型(sp1，sp2，sp3)。
10、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者离子的空间结构。
11、了解化学键和分子间作用力的区别。
12、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。
13、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。

原子结构与性质的考查集中在核外电子排布规律以及元素性质的周期性变化和应用方向。题型以填空题为主，常与物质结构和性质的其他考点综合在一起来考查。问题的设置以核外电子排布的表示方法和元素电负性、电离能的大小判断，及其变化规律和应用为主。2016年考查点和命题方式将保持不变。
分子结构与性质的考查集中在共价键的类型特征，杂化轨道和分子类型及微粒之间作用力的判断和比较等。题型以填空题为主，常作为综合应用的一个方面进行考查，比如分子立体构型和极性，分子间作用力与物质性质的比较等，2016年将仍会持续考查，应重点理解杂化轨道和分子构型的关系。
晶体结构与性质是高考重点考查的内容，要求熟悉常见晶体结构与性质的关系，具备从宏观和微观两个方面理解应用晶体知识的能力，2016高考会以新颖的命题情境，考查晶体基本知识的应用。

考点1 基态原子的核外电子排布及表示方法
1、能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数的关系
能层n
一
二
三
四
五
…
n
符号
K
L
M
N
O
…
…
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
…
…
…
原子轨道
1s
1
3
1
3
5
1
3
5
7
1
…
…
…
最多容纳电子数
1
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
…
…
…
2
8
18
32
…
…
2n2
2、原子的核外电子排布式(图)的书写
（1）核外电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。例如，K：1s22s22p63s23p64s1。为了简化，通常把内层已达稀有气体电子结构的部分称为“原子实”，用该稀有气体的元素符号加方括号来表示。例如，K：[Ar]4s1。
（2）核外电子排布图：用□表示原子轨道，↑和↓分别表示两种不同自旋方向的电子。如氧原子的核外电子排布图可表示为 。核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。
（3）价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
（4）构造原理是书写基态原子的电子排布式的依据，也是绘制基态原子的电子排布图的主要依据之一。
3、基态原子的核外电子排布的表示方法(以硫原子为例)
表示方法
举例
原子结构示意图

电子式

电子排布式
1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4
电子排布图

【例1】（1）写出砷的元素符号 ，原子中所有电子占有______个轨道，核外共有_________个不同运动状态的电子。
（2）写出Ni的元素名称 ，该元素在周期表的位置为第 周期，第 族。
（3）第四周期基态原子中未成对电子数最多的元素是 ，该元素基态原子的价电子轨道表示式为 。
（4）第三电子层上有____个能级，作为内层最多可容纳___个电子，作为最外层时，最多可含有__个未成对电子。
考点2 原子结构与元素性质变化
1、原子结构与周期表的关系
周期
能层数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子
序数
基态原子的电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6
2、周期表的分区与原子的价电子排布的关系
分区
元素分布
外围电子排布
s区
ⅠA族、ⅡA族
ns1～2
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族
ns2np1～6(He除外)
d区
ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族
(n－1)d1～9ns1～2(除钯外)
ds区
ⅠB族、ⅡB族
(n－1)d10ns1～2
f区
镧系、锕系
(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
【例2】下表为元素周期表的一部分，a、b、c……为部分元素。回答下列问题：
a

f

h
i

b

e

j

c

d

g

k

l

（1）请写出上述元素d3＋的核外电子排布式 ；
（2）请写出j的单质与a、h形成的化合物发生反应的化学方程式 ；
（3）请比较b、e、j三种元素的电负性由大到小的顺序 （写元素符号）；此三种元素的第一电离能由大到小的顺序 （写元素符号）；
（4）g、e两种元素的最高价氧化物对应的水合物的化学性质相似，请写出e元素最高价氧化物对应的水合物与a、c、h三种元素形成的化合物反应的离子方程式 ；
（5）j、k、l三种元素之间能以原子个数比1∶1两两形成互化物，这些互化物的性质类似于这些元素单质的性质。请写出k、l的互化物的电子式 ，它是由 键(根据原子轨道的重叠程度填写)形成的 化合物（填“离子”或“共价”）。
考点3杂化轨道的类型与常见分子的立体构型
1、判断模型
分子
中心原子杂化轨道类型
分子立体构型
键角
BeCl2
sp
直线形
180°
BF3、SO3
sp2
平面三角形
120°
CH4、SiH4CF4、CCl4
sp3
正四面体
109°28′
CH2===CH2、
sp2
平面形
120°
CHCH
sp
直线形
180°

sp2
平面形
120°
NH3、NF3
sp3
三角锥形
107°
H2O、OF2
sp3
V形
105°
CO2、CS2
sp
直线形
180°
2、判断方法：判断分子的中心原子杂化轨道类型的方法
（1）根据杂化轨道的空间分布构型判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。
（2）根据杂化轨道之间的夹角判断：若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。
（3）记住常见的一些典型分子中中心原子的杂化方式。
【例3】用价层电子对互斥理论（VSEPR）可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是
A．SO2、CS2、HI都是直线型的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角型的分子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥型的分子
考点4 不同微粒间相互作用的比较
1、三种化学键的比较

离子键
共价键
金属键
非极性键
极性键
配位键

本质
阴、阳离子间通过静电作用形成
相邻原子间通过共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用形成
金属阳离子与自由电子间的作用
成键条件(元素种类)
成键原子的得、失电子能力差别很大(活泼金属与非金属之间)
成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)
成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属)
成键原子一方有孤电子对(配位体)，另一方有空轨道(中心离子)
同种金属或不同种金属(合金)
特征
无方向性无饱和性
有方向性、饱和性
无方向性无饱和性
表示方式
(电子式)
举例

H:H

存在
离子化合物
(离子晶体)
单质H2，共价化合物H2O2，离子化合物Na2O2
共价化合物HCl，离子化合物NaOH
离子化合物NH4Cl
金属单质(金属晶体)

2、范德华力、氢键、共价键的比较

范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力
已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的作用力
原子间通过共用电子对形成的相互作用
分类

分子内氢键、分子间氢键
极性共价键、非极性共价键、配位键
存在
范围
分子间
某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物的分子内或其分子间
双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物
特征
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
有方向性、有饱和性
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大
②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大
对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键越牢固
成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物质性质的影响
①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4<CI4
分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
①影响分子的稳定性；②共价键键能越大，分子稳定性越强
【例4】短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：
（1）由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2　②BA4　③A2C2　④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)。
（2）C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_____________。
（3）B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。
（4）BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为___________________________(填化学式)。
（5）A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为______________________________________(填化学式)。
考点5 晶体类型的判断方法
1、依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断
（1）离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
（2）原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
（3）分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
（4）金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
2、依据物质的分类判断
（1）金属氧化物(如K2O等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
（2）大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
（3）常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。
（4）金属单质是金属晶体。
3、依据晶体的熔点判断
（1）离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。
（2）原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。
（3）分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
（4）金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
4、依据导电性判断
（1）离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。
（2）原子晶体一般为非导体。
（3）分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。
（4）金属晶体是电的良导体。
5、依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
【例5】【2015上海卷】某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是（ ）
A．不可能有很高的熔沸点 B．不可能是单质
C．可能是有机物 D．可能是离子晶体
考点6常见晶体的熔沸点高低的判断
1、不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与比较。
2、原子晶体：由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
3、离子晶体：一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
4、分子晶体：
（1）分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
（2）组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2<Cl2<Br2<I2。
（3）组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。
（4）同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。例如：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3>。
（5）同分异构体的芳香烃，其熔、沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。
5、金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs。
【例6】下列提供了有关物质的熔点，根据表中的数据，下列判断错误的是
物质
NaCl
AlF3
AlCl3
MgCl2
CO2
SiO2
熔点/℃
801
1291
190(2．5×105Pa)
714
-56．5
1723
A．AlF3晶体是离子晶体，AlCl3晶体是分子晶体
B．AlF3晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能
C．同族元素的氧化物可以形成不同类型的晶体
D．不同族元素的氯化物可以形成相同类型的晶体
考点7晶体结构的分析与计算方法
1、几种典型晶体结构的分析
晶体
晶体结构
晶体详解

原子晶体
金刚石

(1)每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构(2)键角均为109°28′(3)最小碳环由6个C组成且六原子不在同一平面内(4)每个C参与4条C—C键的形成，C原子数与C—C键之比为1∶2
SiO2

(1)每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构
(2)每个正四面体占有1个Si，4个“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2(3)最小环上有12个原子，即6个O，6个Si
分子晶体
干冰

(1)每个晶胞中含有4个CO2分子(2)每个CO2分子周围等距紧邻的CO2分子有12个
离子晶体
NaCl型

(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6个。每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个
(2)每个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－
CsCl型

(1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个
(2)如图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
金属晶体
简单立方
堆积

典型代表Po，空间利用率52%，配位数为6
体心立方
堆积

典型代表Na、K、Fe，空间利用率68%，配位数为8
六方最密
堆积

典型代表Mg、Zn、Ti，空间利用率74%，配位数为12
面心立方
最密堆积

典型代表Cu、Ag、Au，空间利用率74%，配位数为12
2、晶胞中微粒的计算方法——均摊法

【例7】某物质的晶体中，含A、B、C三种元素，其排列方式如右图所示（其中前后两面心上的B原子不能画出），晶体中A、B、C
的原子个数比依次为 ( )
A．1：3：1 B．2：3：1
C．2：2：1 D．1：3：3

1．【2015上海卷】下列有关物质性质的比较，错误的是（ ）
A．溶解度：小苏打 < 苏打 B．密度：溴乙烷 > 水
C．硬度：晶体硅 < 金刚石 D．碳碳键键长：乙烯 > 苯
2．【2015海南卷】下列物质的结构或性质与氢键无关的是（双选）
A．乙醚的沸点 B．乙醇在水中的溶解度
C．氢化镁的晶格能 D．DNA的双螺旋结构
3．【2015江苏卷】[物质结构与性质]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O72－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH
（1）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。
（2）CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______________；1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为 ______。
（3）与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。
4．A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素
相关信息
A
可形成自然界硬度最大的单质
B
与A元素同周期，核外有三个未成对电子
C
最外层电子数是其电子层数的3倍
D
第一电离能至第四电离能分别是I1=578KJ/mol，I2=1817KJ/mol，I3=2745KJ/mol,
I4=11575KJ/mol
E
常温常压下，E的单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质
F
F的一种同位素的质量数为63，中子数为34
（1）A、B、C元素的第一电离能由大到小的顺序为 （用元素符号表示）。F的基态原子核外电子排布式为 。
（2）AE2是一种常用的溶剂，是 （填“极性”或“非极性”）分子，分子中σ键与π键个数比为 。
（3）写出D与NaOH溶液反应的离子方程式 。DB形成的晶体与金刚石类似，它属
于 晶体。B的最简单氢化物容易液化，理由是 [

（4）已知F的晶体结构如图所示，又知F的密度为9．00g·cm-3，则晶胞边长为 ；FEC4常作电镀液，其中EC42-的空间构型是 ，其中E原子的杂化轨道类型是 。
（5）F的一种氯化物晶胞体结构如图所示，该氯化物的化学式是 。
5．下图分别是金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。

（1）四种物质互称为 。写出碳原子的基态电子排布图 。
（2）试比较：第一电离能I1（C）、I1（N）、I1（O）由大到小的顺序为 。
（3）石墨中存在的作用力有 。
A. 共价键 B. 金属键 C. 氢键
D. 配位键 E. 分子间作用力
石墨中碳原子采取的杂化方式是 。
（4）C的熔沸点比A （填“高”或“低”）原因是 。
（5）金刚石晶胞结构如下图所示，若金刚石的密度为ρ g·cm-3，试计算碳原子的半径为 pm（用含ρ式子表示，不必化简）。
6．（1）按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是 ，其价电子的轨道排布图为 。
（2）若en代表乙二胺（），则配合物[Pt(en)2]Cl4中心离子的配位原子数为 。
（3）BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型。

① ②
③
（4）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得。
BP晶胞如图所示。
①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。
三溴化硼
三溴化磷
②在BP晶胞中B的堆积方式为 。
③计算当晶胞晶格参数为478pm（即图中立方体的每条边长为478pm）时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离 。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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