高考試題分類(lèi)解析PAGE考點(diǎn)22物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3)非選擇題1.(2018·全國(guó)卷Ⅰ·35)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題:(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為、(填標(biāo)號(hào))。

(2)Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H-),原因是。

(3)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是、中心原子的雜化形式為。

LiAlH4中,存在(填標(biāo)號(hào))。

A.離子鍵B.σ鍵C.π鍵D.氫鍵(4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過(guò)圖(a)的Born-Haber循環(huán)計(jì)算得到?？芍?Li原子的第一電離能為kJ·mol-1,OO鍵鍵能為kJ·mol-1,Li2O晶格能為kJ·mol-1。

(5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為g·cm-3(列出計(jì)算式)。

【命題意圖】本題考查核外電子排布、軌道雜化類(lèi)型的判斷、分子構(gòu)型、電離能、晶格能、化學(xué)鍵類(lèi)型、晶胞的計(jì)算等知識(shí),保持了往年知識(shí)點(diǎn)比較分散的特點(diǎn),立足課本進(jìn)行適當(dāng)拓展?！窘馕觥?1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1,則D項(xiàng)排布能量最低;選項(xiàng)C中有2個(gè)電子處于2p能級(jí)上,能量最高。(2)由于鋰的核電荷數(shù)較大,原子核對(duì)最外層電子的吸引力較大,因此Li+半徑小于H-。(3)LiAlH4中的陰離子是AlH4-,中心原子鋁原子含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,且不存在孤對(duì)電子,所以空間構(gòu)型是正四面體,中心原子的雜化軌道類(lèi)型是sp3雜化;陰、陽(yáng)離子間存在離子鍵,Al與H之間還有共價(jià)單鍵,不存在雙鍵和氫鍵,答案選A、(4)根據(jù)示意圖可知Li原子的第一電離能是1040kJ·mol-1÷2=520kJ·mol-1;0.5mol氧氣轉(zhuǎn)化為氧原子時(shí)吸收249kJ熱量,所以O(shè)O鍵能是249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1;根據(jù)晶格能的定義結(jié)合示意圖可知Li2O的晶格能是2908kJ·mol-1。(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知鋰全部在晶胞中,共計(jì)是8個(gè),根據(jù)化學(xué)式可知氧原子個(gè)數(shù)是4個(gè),則Li2O的密度是ρ=mV=8×7+4×16NA(0.答案:(1)DC(2)Li+核電荷數(shù)較大,對(duì)外層電子的吸引力較強(qiáng)(3)正四面體sp3A、B(4)5204982908(5)8×7+4×16【方法規(guī)律】“均攤法”在晶體結(jié)構(gòu)解題中的應(yīng)用:(1)位于晶胞頂點(diǎn)的原子為8個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為18;(2)位于晶胞面心的原子為2個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為12;(3)位于晶胞棱心的原子為4個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為14;(4)位于晶胞體心的原子為1個(gè)晶胞獨(dú)用,2.(2018·全國(guó)卷Ⅱ·35)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃-85.5115.2>600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/℃-60.3444.6-10.045.0337.0回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為形。

(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是。

(3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)椤?/p>

(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為形,其中共價(jià)鍵的類(lèi)型有種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類(lèi)型為。

(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長(zhǎng)為anm、FeS2相對(duì)式量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式g·cm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長(zhǎng)為【命題意圖】本題借助硫及其化合物的性質(zhì)考查了學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)以及晶胞的相關(guān)計(jì)算等知識(shí)。【解析】(1)鐵元素為26號(hào)元素,基態(tài)鐵原子的價(jià)層電子排布式為3d64s2,因此其價(jià)層電子排布圖為?；鶓B(tài)硫原子電子排布式為1s22s22p63s23p4,最高能級(jí)為3p能級(jí),其電子云形狀輪廓圖為啞鈴形或紡錘形。(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2S、SO2、SO3的σ鍵電子對(duì)數(shù)分別為2、2、3,其中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)分別為12×(6-2×1)=2,12×(6-2×2)=1,12×(6-3×2)=0,故三者中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2+2=4,2+1=3,3+0=3,因此中心原子價(jià)層電子數(shù)不同于其他分子的是H(3)S8與SO2均為分子晶體,而S8相對(duì)分子質(zhì)量大,因此分子間范德華力強(qiáng),所以其熔沸點(diǎn)比SO2高。(4)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,SO3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,孤電子對(duì)數(shù)為0,因此分子為平面三角形。分子中存在σ鍵和π鍵,其中π鍵為大π鍵。根據(jù)圖(b)可以得出固體三氧化硫中SO4原子團(tuán),為四面體構(gòu)型,因此硫原子的雜化軌道類(lèi)型為sp3。(5)FeS2晶體的晶胞中Fe2+位于立方體的棱上和體心,因此一個(gè)晶胞中含有Fe2+為12×14+1=4(個(gè)),含有S22-為6×12+8×18=4(個(gè)),因此一個(gè)晶胞中含有4個(gè)FeS2,因此晶體的密度為ρ=mV=MNA4×(a×10-7)3g·cm-3=4MNAa3×1021g·cm-3。S22-答案:(1)啞鈴(紡錘)(2)H2S(3)S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng)(4)平面三角2sp3(5)4MNAa3【方法規(guī)律】判斷分子或離子中中心原子的雜化軌道類(lèi)型的一般方法(1)看中心原子有沒(méi)有形成雙鍵或三鍵,如果有1個(gè)三鍵,則其中有2個(gè)π鍵,用去了2個(gè)p軌道,則為sp雜化;如果有1個(gè)雙鍵則其中有1個(gè)π鍵,則為sp2雜化;如果全部是單鍵,則為sp3雜化。(2)由分子的空間構(gòu)型結(jié)合價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷。沒(méi)有填充電子的空軌道一般不參與雜化,1對(duì)孤電子對(duì)占據(jù)1個(gè)雜化軌道。如NH3為三角錐形,且有一對(duì)孤電子對(duì),即4條雜化軌道應(yīng)呈四面體形,為sp3雜化。3.(2018·全國(guó)卷Ⅲ·35)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Zn原子核外電子排布式為。

(2)黃銅是人類(lèi)最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是。

(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃),其化學(xué)鍵類(lèi)型是;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是。

(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為,C原子的雜化形式為。

(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱(chēng)為。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為g·cm-3(列出計(jì)算式)。

【解析】(1)鋅原子為30號(hào)元素,核外電子排布式為[Ar]3d104s2。(2)Zn核外電子排布式為[Ar]3d104s2,Cu核外電子排布式為[Ar]3d104s1。Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子,所以第一電離能I1(Zn)大于I1(Cu)(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃),ZnF2為離子晶體,故含有離子鍵;根據(jù)ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,可推知ZnCl2、ZnBr2、ZnI2為分子晶體,含有共價(jià)鍵,分子極性較小。(4)ZnCO3中,陰離子CO32-中σ鍵=3,孤電子對(duì)數(shù)所以?xún)r(jià)電子對(duì)數(shù)=3+0=3,CO32-空間構(gòu)型為平面三角形,(5)結(jié)合題中所給金屬鋅晶體中的原子堆積方式,可知這種堆積方式稱(chēng)為六方最密堆積。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm,可求六棱柱底面積=6×12×a×a×sin60°=6×34a2,六棱柱高為ccm,則六棱柱的體積=6×34a2c;一個(gè)金屬鋅晶胞中含有鋅原子數(shù)=12×16+2×12+3=6,然后根據(jù)密度的計(jì)算公式:答案:(1)[Ar]3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子(3)離子鍵ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較小(4)平面三角形sp2(5)六方最密堆積65×6N【題后反思】從近三年全國(guó)新課標(biāo)卷的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”選做題來(lái)看,試題本身的難度并不大,且對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的考查基本穩(wěn)定,尤其是對(duì)核外電子排布,等電子原理與等電子體,氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響,分子或離子的空間構(gòu)型及中心原子的軌道雜化類(lèi)型,分子中σ鍵、π鍵數(shù)目的確定,晶胞中微粒的個(gè)數(shù),晶體結(jié)構(gòu)的識(shí)別等知識(shí)點(diǎn)的考查成為固定形式。但是由于化學(xué)試卷整體閱讀信息量較大,不少考生在前面做題花費(fèi)的時(shí)間過(guò)多,到選做題時(shí),時(shí)間倉(cāng)促,又未能認(rèn)真審題,導(dǎo)致實(shí)際得分并不是很理想。展望2019年不會(huì)有較大調(diào)整,在復(fù)習(xí)過(guò)程中針對(duì)?？贾R(shí)點(diǎn),要切實(shí)地回歸課本狠抓重要知識(shí)點(diǎn),強(qiáng)化主干知識(shí)的鞏固和運(yùn)用。4.(2018·江蘇高考·21A)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO42-和NO3-,NO(1)SO42-中心原子軌道的雜化類(lèi)型為;NO3-的空間構(gòu)型為(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為。

(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學(xué)式)。

(4)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=。

(5)[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體?！久}意圖】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),難度中等。【解析】(1)SO42-中S的孤電子對(duì)為6+2-2×42=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+4=4,則S為sp3雜化。NO3-中N的孤電子對(duì)為5+1-2×32=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+3=3,則S為sp2雜化,則NO3-為平面三角形。(2)Fe為26號(hào),價(jià)層電子數(shù)