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1、物质结构与性质(选修) 2020届高考化学二轮专题复习 命题解读 物质结构与性质是选考热点,考点集中在原子的结构与性质、 分子的结构与性质和晶体的结构与性质三大方面。以陌生的情境为 载体,先根据物质结构、物质性质进行物质推断,设置5-7个小问 题,考查物质结构与性质相关知识。题型设置在II卷(选做题), 近几年命题热点内容有:电子排布式、元素周期律、电子跃迁理 论、杂化方式、立体构型、电负性、电离能、配合物即配位键、离 子键、共价键、氢键、分子的极性、熔沸点的比较、范德华力、稳 定性的比较、溶解性的比较、无机含氧酸酸性、晶胞及其计算、金 属堆积、晶格能、四种晶体类型与性质,联系数学几何知识考查
2、晶 体的计算等。 预测2020年对物质结构与性质的考查,可能以新科技,新能 源等社会热点为命题背景,着重考查考生对基本概念的掌握,晶胞 的计算依旧会是一个难点。 在二轮复习中要加强以下知识点的理解:核外电子,价电子 (或外围电子)排布式和排布图的书写;成对电子或未成对电子的 数目判断;元素性质(半径、电离能、电负性)的判断与比较; 分子的立体构型和中心原子的杂化类型判断;分子的性质(极 性、溶解性、酸性);配合物;晶胞结构及其微观计算;晶 体熔点比较等。 还原高考 12019新课标 在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称 为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度 增加
3、、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回 答下列问题: (1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。 ABC D A A.Ne3s1属于基态态的Mg+,由于Mg的第二电电离能高于其第一电电离能,故其再失 去一个电电子所需能量较较高; B. Ne 3s2属于基态态Mg原子,其失去一个电电子变变 为为基态态Mg+; C. Ne 3s13p1属于激发态发态 Mg原子,其失去一个电电子所需能量低 于基态态Mg原子; D.Ne 3p1属于激发态发态 Mg+,其失去一个电电子所需能量低于基 态态Mg+,综综上所述,电电离最外层层一个电电子所需能量最大的是Ne3s1
4、,答案选选A ; (2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳 的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等 金属离子形成稳定环状离子,其原因是 , 其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填 “Mg2+”或“Cu2+”)。 sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+ 乙二胺中N形成3个单键单键 ,含有1对对孤对电对电 子,属于sp3杂杂化;C形成4个单键单键 , 不存在孤对电对电 子,也是sp3杂杂化;由于乙二胺的两个N可提供孤对电对电 子给给金属离 子形成配位键键,因此乙二胺能与Mg2、Cu2等金属离子形成稳稳定环环状
5、离子;由 于铜铜离子的半径较较大且含有的空轨轨道多于镁镁离子,因此与乙二胺形成的化合物 稳稳定性相对较对较 高的是Cu2; (3)一些氧化物的熔点如下表所示: 解释表中氧化物之间熔点差异的原因: 。 。 氧化物Li2OMgOP4O6SO2 熔点/C1570280023.875.5 Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能 MgOLi2O。分子间力(分子量)P4O6SO2 (4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面 体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图 (b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离 x= pm,
6、Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗 常数的值为NA,则MgCu2的密度是 gcm3(列出 计算表达式)。 解析 22019新课标 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁 系超导材料,其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。回答下 列问题: (1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 _,其沸点比NH3的_(填“高”或“低”),其判断理 由 。 (2)Fe成为阳离子时首先失去_轨道电子,Sm的价层电子 排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为_。 (3)比较离子半径:F_O2(填“大于”等于”或“小于 ”)。 三角锥形低 NH3分子间存在氢键 4s 4f5 小于
7、 As与N同族,则则AsH3分子的立体结结构类类似于NH3,为为三角锥锥形;由于NH3分子 间间存在氢键氢键 使沸点升高,故AsH3的沸点较较NH3低, Fe为为26号元素,Fe原子核外电电子排布式为为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失 去1个电电子使4s轨轨道为为半充满满状态态,能量较较低,故首先失去4s轨轨道电电子;Sm 的价电电子排布式为为4f66s2,失去3个电电子变变成Sm3+成为稳为稳 定状态态,则应则应 先失去 能量较较高的4s电电子,所以Sm3+的价电电子排布式为为为为 4f5 F-和O2-的核外电电子排布相同,核电电荷数越大,则则半径越小,故半径:F-O2
8、- (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示,晶胞中Sm和 As原子的投影位置如图2所示。 图1 图2 图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用 x和1x代表,则该化合物的化学式表示为 ,通过 测定密度和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达 式:= gcm3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置 ,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为( ),则 原子2和3的坐标分别为 、 。 SmFeAsO1xFx 解析 32019新课标 磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正 极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献
9、 报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回 答下列问题: (1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态 (填“相 同”或“相反”)。 (2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子 存在的FeCl3的结构式为 , 其中Fe的配位数为 。 Mg 相反 4 根据元素周期表和对对角线线原则则可知与锂锂化学性质质相似的是镁镁,镁镁的最外层电层电 子 数是2,占据s轨轨道,s轨轨道最多容纳纳2个电电子,所以自旋方向相反。 (3)苯胺( )的晶体类型是 。苯胺与甲 苯( )的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-
10、5.9 )、沸点(184.4)分别高于甲苯的熔点(-95.0)、沸点( 110.6),原因是 。 (4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是 ;P的 杂化 轨道与O的2p轨道形成 键。 分子晶体 苯胺分子之间存在氢键 Osp3 大多数有机物都是分子晶体,除了一部分有机酸盐盐和有机碱盐盐是离子晶体。苯胺 比甲苯的熔沸点都高,同一种晶体类类型熔沸点不同首先要考虑虑的就是是否有氢键氢键 ,苯胺中存在电负电负 性较较强的N所以可以形成氢键氢键 ,因此比甲苯的熔沸点高。 电负电负 性与非金属性的大小规规律相似,从左到右依次增大,其中O最大 (5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的
11、多磷酸盐 则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离 子、三磷酸根离子如下图所示: 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代 表P原子数)。 (PnO3n+1)(n+2)- 根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导导:PO42-、P2O74-、 P3O105-: 磷原子的变变化规规律为为:1,2,3,4,n 氧原子的变变化规规律为为:4,7,10,3n+1 酸根的变变化规规律为为:3,4,5,n+2 因此这类这类 磷酸根离子的化学式可用通式表示为为(PnO3n+1)(n+2)-。 42019江苏Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、 NaOH和抗坏血酸为原料,可
12、制备Cu2O。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为 。 (2)SO42的空间构型为 (用文字描述);Cu2+与 OH反应能生成Cu(OH)42,Cu(OH)42中的配位原子为 (填元素符号)。 Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9 正四面体 O SO42中S形成4个键键,孤电电子对对数为为(6242)/2=0,因此SO42空间间 构型为为正四面体形 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类 型为 ;推测抗坏血酸在水中的溶解性 (填“ 难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)一个Cu2O晶胞(见图2)中,Cu原子的数目为 。 sp3、sp2 易溶于水 4 白球位于顶顶
13、点和内部,属于该该晶胞的个数为为81/8+1=2,黑球全部位于晶胞 内部,属于该该晶胞的个数为为4,化学式为为Cu2O,因此白球为为O原子,黑球为为 Cu原子,即Cu原子的数目为为4 根据抗环血酸分子结构,分子中 含有4个OH,能与水形成分子 间氢键 ,因此抗坏血酸易溶于水 解题策略 1审题 (1)要审清填写什么化学用语。 (2)在有机物中碳原子的杂化类型判断时要审清有机物的结构中碳 原子的成键情况。 (3)对分子的沸点判断时要审清是否形成分子间氢键。 (4)在进行晶胞计算时要审清晶胞边长的单位和晶胞中包含的粒子 数目。 (5)元素推断试题审题的一般思路和解题关键: 2作答 (1)答化学用语时
14、要填准什么化学用语,避免出现答非所问。 (2)有机物中碳原子的杂化类型要填全。 (3)对配位键()的箭头指向中心原子。 (4)注意第一电离能在同周期中A、A族的反常。 (5)中心原子杂化类型相同的分子的键角取决于孤电子对数和中心 原子的半径大小;中心金属原子或离子与含有孤电子对的粒子易形 成配位键。 (6)晶胞微观计算时要注意晶胞结构和物理量单位,对晶胞中粒子 数的计算要注意粒子的位置和对该晶胞的贡献比。 3、判断杂化轨道类型的一般方法 (1)看中心原子有没有形成双键或叁键,如果有1个叁键,则其中有 2个键,是sp杂化;如果有1个双键,则其中有1个键,是sp2杂 化;如果全部是单键,则是sp3杂化。 (2)杂化轨道数等于中心原子的孤对电子对数与相连的其他原子个 数之和。若和为2,则中心原子sp杂化;若和为3,则中心原子sp2 杂化;若和为4,则中心原子sp3杂化。如NH3,N原子有1对孤电子 对,另外与3个氢原子成键,所以为134,为sp3杂化;再如 CO2,C原子没有孤电子对,与2个氧原子成键,所以为022,