高考化学物质结构与性质专题复习

物质结构与性质专题复习【专题剖析】新课程高考卷“物质结构与性质”的考查主要体现在“原子结构与性质”、“分子结构与性质”、“晶体结构与性质”三个方面，重在考查一些最重要和最基本的概念、原理和规律。

考试内容相对教学内容具有“起点高、落点低”的特点。

因此，复习过程中应切实把握考试说明要求，做到“内容不拓宽、能力不拔高、强化热点、突出重点、化解难点”，以典型物质为载体，深化学生对物质结构、性质及其相互关系的理解，提高复习实效。

《物质结构与性质》复习方法建议：（1）建立三条主线基本框架的复习法原子结构—构造原理（1-36号元素核外电子排布）—元素性质（原子半径、主要化合价、第一电离能、电负性周期性变化规律）分子结构—共价键（σ键和π键、极性键、非极性键、配位键）—键参数（键长、键角、键能）—分子的立体结构（杂化轨道理论、价层电子对互斥理论)—分子的极性—分子间的作用力（氢键、范德华力）—解释分子的稳定性、熔沸点、溶解性）晶体结构—构成晶体微粒—典型物质结构—微粒间的作用—决定晶体性质的因素（2）建立三个维度认识物质性质的思想微粒间相互作用---物质结构---物质的性质（3）深刻理解概念和灵活运用概念《物质结构与性质》涉及的概念抽象。

如电子云、能级、基态、激发态、原子轨道、杂化、σ键和π键、氢键、电离能、电负性、晶格能、晶胞。

复习中要准确理解概念，并能灵活运用概念解释一些事实。

如：第一电离能要注意:气态、电中性、基态、失去一个电子、气态基态阳离子等关键性字。

（4）通过模型、多媒体演示、比喻、制作等手段，强化学生对物质空间结构的认识。

【例题解析】1、（09年江苏化学·21A）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。

生物质气（主要成分为CO、CO2、H2）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

（1）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。

写出基态Zn原子的核外电子排布式。

（2）根据等电子原理，写出CO分子结构式。

（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为。

②甲醛分子的空间构型是；1mol甲醛分子中σ键的数目为。

③在1个Cu2O晶胞中（结构如图所示），所包含的Cu原子数目为。

【答案】：（1）1s22s22p63s23p63d104s2[Ar]3d104s2（2）C O（或C O）（3）①甲醇分子之间形成氢键 sp2杂化②平面三角形 3N A③4【解析】：（1）Zn的原子序数为30，注意3d轨道写在4s轨道的前面；（2）依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为：互为等电子体分子的结构相似，可写出CO 的结构式；（3）甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键，1mol碳氧σ键，故含有σ键的数目为 3N A；依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部，所包含的Cu原子数目为4。

【典型例题】2、能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。

(1)目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，右图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。

①Ni在元素周期表中的位置是________________，其基态原子的外围电子排布图是____________。

②该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H2的物质的量为____ ____。

(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。

实验表明，加热至94 ℃时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。

①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是_________ _______。

②对硝基苯酚水合物属于________(填晶体类型)，失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是______ __。

(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO2－4互为等电子体，且该阴离子中的所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。

该阴离子的化学式是________，空间立体构型为________，其中心原子N 的杂化方式是________。

【答案】(1)①第四周期，第Ⅷ族 1s 22s 22p 63s 23p 63d 84s 2②3 mol(2)①O＞N ＞C ＞H ②分子晶体 氢键(3)NO 3－4 正四面体 sp 3 【解析】 (1)②每个晶胞中含La 个数为8×18＝1；含氢分子数为8×14＋2×12＝3，故含1 mol La 的合金可吸附3 mol H 2。

(2)②从硝基苯酚水合物的性质看，应为分子晶体。

苯酚中的羟基与结晶水之间存在氢键。

(3)根据等电子体知识可知，该离子的化学式为NO 3－4，等电子体的结构相似，故中心原子氮原子的杂化方式与SO 2－4中的硫原子相同，采取sp 3杂化，离子为正四面体结构。

【例题解析】3、[2011·江苏化学卷] 原子序数小于36的X 、Y 、Z 、W 四种元素，其中X 是形成化合物种类最多的元素，Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z 原子基态时2p 原子轨道上有3个未成对的电子，W 的原子序数为29。

回答下列问题：(1)Y 2X 2分子中Y 原子轨道的杂化类型为________________________，1 mol Y 2X 2含有σ键的数目为________。

(2)化合物ZX 3的沸点比化合物YX 4的高，其主要原因是_____。

(3)元素Y 的一种氧化物与元素Z 的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是____________________。

(4)元素W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示，该氯化物的化学式是________，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物H n WCl 3，反应的化学方程式为_________________________。

【答案】(1)sp 杂化 3 mol 或3×6.2×1023个(2)NH 3分子间存在氢键 (3)N 2O(4)CuCl CuCl ＋2HCl===H 2CuCl 3(或CuCl ＋2HCl===H 2[CuCl 3])【解析】 X 是形成化合物种类最多的元素是碳或氢；Y 原子基态最外层电子数是其内层电子数的2倍是碳，则X 是氢；Z 为氮元素，W 为铜元素。

(1)该物质为乙炔，乙炔是直线形结构，碳碳之间为三键，C 原子为sp 杂化。

乙炔中碳碳之间有一个σ键，两个碳氢单键也为σ键，所以1 mol 乙炔中含有3 N A 个σ键。

(2)氨气分子间存在氢键，其沸点较大；(3)Y 的氧化物有CO 、CO 2，Z 的氧化物较多，经分析N 2O 与CO 2 互为等电子体；(4)用均摊法分析，晶胞中4个铜，4个氯原子，所以化学式为CuCl ，该物质与盐酸反应由于化合价不发生变化，可直接写出方程式CuCl ＋2HCl===H 2CuCl 3(或CuCl ＋2HCl===H 2[CuCl 3])。

【典型例题】4、镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。

工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。

（1）以MgCl 2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl 、KCl 或CaCl 2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有 。

（2）已知MgO 的晶体结构属于NaCl 型。

某同学画出的MgO 晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误：。

（3）用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。

燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：。

（4）Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：氧化物NaF MgF2SiF4熔点/K 1266 1534 183解释表中氟化物熔点差异的原因：。

（5）人工模拟是当前研究的热点。

有研究表明，化合物X可用于研究模拟酶，当其结合或Cu（I）（I表示化合价为+1）时，分别形成a和b：①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有键的特性。

②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用力的差异。

【答案与解析】：（1）增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性（2）⑧应为黑色（3）原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。

燃烧时，电子获得能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的另一条轨道。

跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态，它随即就会跳回原来的地能量轨道，并向外界释放能量（光能）（4）NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。

又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MaF2的熔点大于NaF。

（5）①σ键②a中存在氢键和范德华力，b中存在配位键解析：(1) 以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备Mg时，常加入NaCl、KCl、或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有：增大离子浓度，从而增大熔融盐的导电性。

(2) 请更正图中错误：⑧应为黑色。

(3) 请用原子结构的知识解释发光的原因：原子核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。

燃烧时，电子获得能量，从内侧轨道跃迁到外侧的另一条轨道。

跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态，它随即就会跳回原来轨道，并向外界释放能量（光能）。

(4) 解释表中氟化物熔点差异的原因：NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2远比SiF4熔点要高。

又因为Mg2+的半径小于Na+的半径，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MaF2的熔点大于NaF。

(5) ①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转，说明该碳碳键具有：σ键的特性。

②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较a和b中微粒间相互作用的差异：a中微粒间的相互作用为氢键，b中微粒间的相互作用为配位共价键。