2025年下學期高一化學結(jié)構(gòu)綜合題專項訓練一、原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（一）核心知識點梳理電子排布規(guī)律核外電子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則。能量最低原理指電子優(yōu)先占據(jù)低能軌道；泡利不相容原理要求每個軌道最多容納2個自旋相反的電子；洪特規(guī)則指出簡并軌道（如p、d軌道）在全空、半滿或全滿時能量更低，如Cr（[Ar]3d?4s1）和Cu（[Ar]3d1?4s1）的特殊排布。電離能與電負性電離能：同周期從左到右總體增大（ⅡA、ⅤA族因軌道全滿/半滿出現(xiàn)反常，如N>O）；同主族從上到下減小。電負性：衡量原子對鍵合電子的吸引力，同周期從左到右增大，同主族從上到下減小。常用于判斷化學鍵類型（差值>1.7通常為離子鍵，<1.7為共價鍵）。微粒半徑比較同周期元素原子半徑隨原子序數(shù)增大而減?。ㄏ∮袣怏w除外）；同主族元素原子半徑隨電子層數(shù)增多而增大。離子半徑比較需考慮電子層數(shù)和核電荷數(shù)，如r(Na?)<r(Mg2?)<r(Al3?)（電子層相同，核電荷數(shù)越大半徑越?。?。（二）典型例題及解析例題1：寫出基態(tài)Fe（原子序數(shù)26）的核外電子排布式，并解釋其未成對電子數(shù)。解題思路：根據(jù)構(gòu)造原理，F(xiàn)e的電子排布式為[Ar]3d?4s2。3d軌道有5個簡并軌道，根據(jù)洪特規(guī)則，6個電子優(yōu)先分占不同軌道且自旋平行，故3d軌道中有4個未成對電子（每個軌道1個，第6個電子成對）。規(guī)范答案：[Ar]3d?4s2；未成對電子數(shù)為4。例題2：比較下列元素的第一電離能大?。篘、O、F，并說明理由。解題思路：同周期元素第一電離能從左到右總體增大，但N的2p軌道為半滿結(jié)構(gòu)（2p3），能量更低，更難失去電子，故第一電離能N>O。F的核電荷數(shù)更大，原子半徑更小，第一電離能最大。規(guī)范答案：F>N>O；N的2p3半滿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，第一電離能大于O；F的核電荷數(shù)最大，第一電離能最大。例題3：判斷NaCl、HCl、Cl?中化學鍵的類型，并用電負性數(shù)據(jù)解釋（已知電負性：Na=0.9，Cl=3.2，H=2.1）。解題思路：電負性差值：NaCl中Na與Cl差值為2.3（>1.7），為離子鍵；HCl中H與Cl差值為1.1（<1.7），為極性共價鍵；Cl?中Cl與Cl差值為0，為非極性共價鍵。規(guī)范答案：NaCl含離子鍵，HCl含極性共價鍵，Cl?含非極性共價鍵。二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（一）核心知識點梳理共價鍵類型σ鍵與π鍵：σ鍵為“頭碰頭”重疊，鍵能大、穩(wěn)定性高；π鍵為“肩并肩”重疊，鍵能小、易斷裂。單鍵為σ鍵，雙鍵含1個σ鍵和1個π鍵，三鍵含1個σ鍵和2個π鍵。極性鍵與非極性鍵：同種原子間形成非極性鍵（電子對不偏移），不同原子間形成極性鍵（電子對偏向電負性大的原子）。雜化軌道與分子構(gòu)型雜化類型：sp（直線形，如CO?）、sp2（平面三角形，如BF?）、sp3（正四面體，如CH?；V形，如H?O；三角錐形，如NH?）。VSEPR理論：價層電子對數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù)，決定分子構(gòu)型。例如，H?O中O的價層電子對數(shù)=2（σ鍵）+2（孤電子對）=4，為sp3雜化，分子構(gòu)型V形。分子極性分子極性由鍵的極性和構(gòu)型共同決定。對稱結(jié)構(gòu)（如CO?直線形、CH?正四面體）的分子為非極性分子；不對稱結(jié)構(gòu)（如H?OV形、NH?三角錐形）的分子為極性分子。（二）典型例題及解析例題1：分析甲醛（HCHO）分子中C原子的雜化類型及分子極性。解題思路：HCHO的結(jié)構(gòu)式為H?C=O，C原子形成3個σ鍵（2個C-H鍵、1個C=Oσ鍵），無孤電子對，價層電子對數(shù)=3，故為sp2雜化。分子中C=O鍵為極性鍵，分子構(gòu)型為平面三角形，但因O的電負性大于C，正電中心與負電中心不重合，為極性分子。規(guī)范答案：sp2雜化；極性分子。例題2：比較下列分子的鍵角大?。篊H?、NH?、H?O，并解釋原因。解題思路：三者中心原子均為sp3雜化，理論鍵角109°28′。CH?無孤電子對，鍵角為109°28′；NH?有1對孤電子對，孤電子對斥力大于成鍵電子對，鍵角壓縮至107°；H?O有2對孤電子對，斥力更大，鍵角壓縮至104.5°。規(guī)范答案：CH?>NH?>H?O；孤電子對數(shù)目越多，對成鍵電子對的斥力越大，鍵角越小。例題3：計算1mol乙炔（C?H?）分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目。解題思路：乙炔結(jié)構(gòu)式為H-C≡C-H，單鍵為σ鍵，三鍵含1個σ鍵和2個π鍵。每個C原子形成2個σ鍵（1個C-H、1個C-C），故1molC?H?含σ鍵3mol（2個C-H+1個C-C），π鍵2mol（三鍵中的2個π鍵）。規(guī)范答案：σ鍵3N?，π鍵2N?（N?為阿伏加德羅常數(shù)）。三、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（一）核心知識點梳理晶體類型及性質(zhì)離子晶體：由陰、陽離子通過離子鍵結(jié)合，熔沸點高、硬度大，熔融或水溶液能導電（如NaCl）。分子晶體：由分子通過分子間作用力（范德華力、氫鍵）結(jié)合，熔沸點低、硬度小，熔融不導電（如干冰、冰）。原子晶體：原子通過共價鍵結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，熔沸點極高、硬度極大（如金剛石、SiO?）。金屬晶體：金屬陽離子與自由電子通過金屬鍵結(jié)合，具有導電性、導熱性和延展性（如Fe、Cu）。晶胞計算均攤法：頂點粒子貢獻1/8，棱上粒子貢獻1/4，面上粒子貢獻1/2，內(nèi)部粒子貢獻1。密度公式：ρ=(N×M)/(V×N?)，其中N為晶胞中粒子數(shù)，M為摩爾質(zhì)量，V為晶胞體積（需將晶胞邊長單位換算為cm）。熔沸點比較原子晶體>離子晶體>分子晶體（同類晶體中，鍵能越大熔沸點越高，如金剛石>SiO?；離子晶體中晶格能越大熔沸點越高，如MgO>NaCl）。（二）典型例題及解析例題1：NaCl晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，晶胞邊長為apm，計算其晶體密度（Na的相對原子質(zhì)量23，Cl的相對原子質(zhì)量35.5）。解題思路：①確定晶胞中粒子數(shù)：Cl?位于頂點和面心，數(shù)目=8×1/8+6×1/2=4；Na?位于棱心和體心，數(shù)目=12×1/4+1=4。②計算晶胞質(zhì)量：m=(4×58.5)/N?g（58.5為NaCl摩爾質(zhì)量）。③計算晶胞體積：V=(a×10?1?cm)3=a3×10?3?cm3。④密度ρ=m/V=(4×58.5)/(a3×10?3?×N?)g/cm3。規(guī)范答案：ρ=234/(a3×N?×10?3?)g/cm3（或化簡為2.34×1032/(a3×N?)g/cm3）。例題2：判斷下列晶體的熔點高低順序：SiO?、CO?、KCl、Fe，并說明依據(jù)。解題思路：SiO?為原子晶體，熔點最高；Fe為金屬晶體，熔點次之；KCl為離子晶體，熔點低于金屬晶體；CO?為分子晶體，熔點最低。規(guī)范答案：SiO?>Fe>KCl>CO?；依據(jù)晶體類型及作用力強弱：原子晶體（共價鍵）>金屬晶體（金屬鍵）>離子晶體（離子鍵）>分子晶體（分子間作用力）。例題3：石墨晶體中存在哪些作用力？其導電性和潤滑性如何解釋？解題思路：石墨為層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)C原子通過sp2雜化形成共價鍵（σ鍵），剩余p軌道形成大π鍵（電子可自由移動，故導電）；層間通過范德華力結(jié)合，作用力弱，層間易滑動（故具有潤滑性）。規(guī)范答案：共價鍵、范德華力、大π鍵；導電性因?qū)觾?nèi)大π鍵電子可自由移動，潤滑性因?qū)娱g范德華力弱易滑動。四、綜合應用題例題：A、B、C、D為短周期元素，原子序數(shù)依次增大。A的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍；B的基態(tài)原子s能級電子數(shù)與p能級電子數(shù)相等；C的價層電子排布式為3s1；D的電負性在同周期元素中最大。（1）寫出A、B、C、D的元素符號；（2）寫出B的最高價氧化物對應水化物的化學式；（3）比較C和D的簡單離子半徑大??；（4）判斷A與B形成的化合物（AB?）的分子構(gòu)型及極性。解題思路：（1）A的內(nèi)層電子數(shù)為2（K層），最外層電子數(shù)=4，故A為C；B的s能級電子數(shù)=p能級電子數(shù)，基態(tài)電子排布為1s22s22p?（s能級2+2=4，p能級4），故B為O；C的價層電子排布為3s1，故C為Na；D為第三周期電負性最大的元素，即Cl。（2）O的最高價為+6，最高價氧化物對應水化物為H?SO?（此處需注意：O無最高價含氧酸，題目可能存在表述誤差，若B為C則對應H?CO?，但根據(jù)B的電子排布應為O，需修正題目條件或答案。假設(shè)B為Be，s2p2，但Be無最高價含氧酸，故題目中B應為C，此時B的電子排布為1s22s22p2，s能級電子數(shù)=2，p能級電子數(shù)=2，符合條件，此時B為C，A為He（不符合），因此題目正確條件應為B的基態(tài)原子s能級電子數(shù)是p能級電子數(shù)的2倍，此時B為C，A為He（排除），最終確定A為C，B為O，題目中“最高價氧化物對應水化物”可能為H?O?（非最高價），此處按規(guī)范答案處理為H?CO?（假設(shè)B為C）。（3）Na?與Cl?電子層數(shù)分別為2和3，故r(Na?)<r(Cl?)。（4）AB?