2022年高考化学选择性必修二、三模块核心突破 专题01 物构结构与性质之易错点核心突破

专题01  物质结构与性质之易错点知识点一  原子结构中的概念梳理电子运动状态：就是核外电子数，因此我们说一个原子中没有运动状态完全相同的两个电子。电子空间运动状态：已占有的原子轨道数例如C。运动状态数=6，空间运动状态=4电子层也叫能层：符号是K、L、M、N、O、P、Q，亚层也叫能级：符号是s、p、d、f.外围电子、外层电子、价电子、价层电子外围电子等同于外层电子。是最后排入一个能级组上的电子，或称为原子核最高能级组上的电子。其包含成键电子与非成键电子价电子是决定元素化学性质的电子，对于主族而言就是外围电子，例如C为2s22p2对于副族高中阶段而言，等于4S与3d上的电子，例如铁3d64s2价电子所处的能级称为价电子层。在化合物中，价层电子除了中心原子的价电子外，还包括与中心原子键合的周围原子的电子。例如CO2，价电子等于4，价层电子等于8。【立马见效】1.A、B、C、D、E是前四周期的五种元素，原子序数依次增大，只有B、C位于同一周期且位置相邻，其中C是地壳中含量最多的元素，D是其所处周期中电负性最强的元素，E为过渡元素，原子核外只有两个单电子，其余原子轨道均充满电子。回答下列问题（1）B元素的基态原子电子的空间运动状态有_______种；E元素的价电子排布式_______，其基态原子有_______种能量不同的电子。答案： 5        7  2.Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态外围电子排布式___________答案:3d64s23.下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。请回答下列问题：（1）表中元素⑩的二价离子的外围电子排布图为：___________，该元素属于___________区元素。（2）基态原子⑦核外电子总共有___________种能量，电子占据的能量最高的能级符号为___________答案：     ds    （2）    5    3p    4.荧光材料硫化锌(ZnS)的研究至今已有 150 多年的历史，可用于制白色颜料、发光粉、发光油漆等，其久置于湿空气中易被氧化为 ZnSO4。请回答下列问题：(1)基态 Zn 原子的电子排布式为_________________________，核外电子占据最高能层的符号是__________________________， 占据该能层电子的电子云轮廓图形状为__________________________。答案：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2    N    球形  5.分子中Fe周围的价层电子总数为：_______，答案： 18 6.基态Ti原子的价电子排布式为___________，核外不同空间运动状态的电子数为___________种。答案： 3d24s2    12  知识点二  晶体熔沸点判断1）分子晶体：常见特征字眼，层状、常温液态，熔沸点低             类别：大多数非金属单质、气态氢化物、酸、非金属氧化物(SiO2除外)、绝大多数有机物(有机盐除外)、Fe(CO)5、Ni(CO)4                 FeCl3、AlCl3、BeCl2、可燃冰。             作用力：先判断氢键（个数-种类）、再判断范德华力（M-极性）2）离子晶体：类别：金属氧化物(如K2O、Na2O)、强碱(如KOH、NaOH)、绝大部分盐(如NaCl)             作用力：晶格能（离子半径与电荷量）特别提醒：因为晶格能大小受两个因素影响，但有的时候其中一个因素是导致熔沸点上升，另外一个因素是导致熔沸点下降，分析问题应该选择一个与结果一致的因素进行解释。3）原子晶体：常见特征字眼：立体网状、耐高温、耐磨，熔沸点极高。             类别：C、N、O与B、Al、Si两两组合均为原子晶体，还有常规的，金刚石、晶体硅             作用力：共价键（原子半径）4）金属晶体：类别：金属单质与合金(如Na、Al、Fe、青铜)             作用力：金属键（离子半径与价电子）其大小判断仿照晶格能。熔沸点大小判断：    首先先分析晶体类型，原子晶体>离子晶体>分子晶体，金属晶体不参与排序。其次，答题时阐述晶体类型，再说明作用力，最后阐述影响因素使得作用力发生变化从而影响熔沸点大小。【立马见效】1.单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据。①根据表中数据判断晶体硼的晶体类型属于_______晶体；②请解释金刚石的熔沸点高于晶体硅的原因是_______________。 原子    C—C键长比Si—Si键长短，所以C—C键能比Si—Si键能大，熔化或汽化所需要的能量多，所以金刚石的熔、沸点比晶体硅高   2.Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂。据此可以判断Fe(CO)5晶体类型为___________。分子晶体3.①比较晶体熔点的高低MgO___________CaO(填“高于”或“低于”) ，    镁离子结合碳酸根离子中的氧离子能力比钙离子强(氧化镁的晶格能比氧化钙大)4.根据下列锌卤化物的熔点和溶解性，判断 ZnF2 晶体的类型为______；分析 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 熔点依次增大的原因__________________________。 ZnF2ZnCl2ZnBr2ZnI2熔点/℃872275394446在乙醇、乙醚中的溶解性不溶溶解溶解溶解 离子晶体    ZnCl2、ZnBr2、ZnI2都是分子晶体，组成与结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力增强，熔点依次增大5.熔融状态的SrTiO3和CaTiO3均可导电，则熔点：SrTiO___________CaTiO3(填“大于或“小于”或“等于”)，原因是___________。 小于    Sr2+半径比Ca2+半径大，SrTiO3的晶格能比CaTiO3小  6.已知SiF4的沸点为-65℃，则SiCl4的沸点_______（填“高”或 “低”）于-65℃，其原因是：_________________________________________________________。 高  结构与组成相似的分子晶体相对分子质量越大，（分子间作用力越大），熔沸点越高7.GaN是第三代半导体材料的研究热点，在干燥的NH3气流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN熔点约为1500℃，GaAs熔点为1238℃，GaN熔点高于GaAs的原因是___________。二者均为原子晶体，且GaN中N原子半径小，Ga-N键长比Ga-As短，键能更大，熔点更高8.K与Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但K的熔点较低，其原因为____。K原子半径大且价电子数少，金属键较弱 知识点三  等电子体判断与应用1）同族元素互换法CO2的等电子体确定：可将O原子换为S原子得COS、CS2，注意不能将C原子换为Si原子，因为CO2和SiO2的结构不同（前者为分子晶体，后者为原子晶体）。同理，不能将BeCl2的等电子体确定为MgCl2或BeF2（后两种为离子晶体）。2）价电子迁移法一般来说，讨论的元素为s区或p区元素，即主族元素居多，通常相关元素的族序数满足A+B=C+D（或A+B=2C）关系的，可考虑将A、B等个数换为C、D（或1A、1B换为2C）例如2与CO互为等电子体；与N3－的等电子体查找方法，可将2个N原子换为1个C原子和一个O原子可得CNO－。3）电子—电荷互换法即将既定粒子中的某元素原子的价电子转化为粒子所带的电荷。这种方法可实现分子与离子的互判。如：CN－的等电子体查找可用N原子1个电子换作1个负电荷，则N原子换为C原子，离子带2个负电荷，其等电子体即为C22－；反之，将CN－的电荷转化为1个电子，该电子给C原子，即得N2，若给N原子即得CO4）应用等电子体具有相同的结构特征，则等电子体的中心原子的杂化类型相同。用此方法将结构模糊或复杂的分子、离子转化成熟悉的等电子体，然后进行确定。如NO2+、H2B=NH2分别与CO2、CH2=CH2互为等电子体，而CO2、CH2=CH2中心原子C原子分别为sp、sp2杂化，则NO2+中心原子N原子为sp杂化，H2B=NH2中心原子B、N原子均为sp2杂化。微粒通式价电子总数立体构型CO2、CNS－、NO、NAX216e－直线形CO、NO、SO3AX324e－平面三角形SO2、O3、NOAX218e－V形SO、POAX432e－正四面体形PO、SO、ClOAX326e－三角锥形CO、N2AX10e－直线形CH4、NHAX48e－正四面体形 【立马见效】1.已知CO2为直线形，SO3为平面正三角形，NF3为三角锥形，请推测COS、CO、PCl3的空间构型。答案：COS为直线形；CO为平面正三角形；PCl3为三角锥形。2.与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种，分别为_____和______(填化学式)。答案：N2    CN- 3.与TiO互为等电子体的一种由主族元素构成的分子为___________。(填分子式)答案：SO3 4.已知CN—与N2互为等电子体，推算拟卤(CN)2分子中σ键与π键数目之比为___________。答案：3：4 知识点四  无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。【立马见效】1.H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因：                      【答】H2SeO3 和 H2SeO4 可表示成(HO)2SeO 和(HO)2SeO2， H2SeO3中的 Se 为+4 价,而 H2SeO4中的 Se 为+6 价,正电性更高,导致Se−O−H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+。2.从原子结构角度解释H2SO4酸性强于H3PO4的原因：                      。【答】中心元素的电负性S大于P，且H2SO4的非羟基O原子数大于H3PO4的，使S的正电性较大，使H2SO4中-OH的电子向 S偏向程度更大，在水分子作用下更易电离出H+。3.判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强，如下表所示：含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 次氯酸磷酸硫酸高氯酸含氧酸Cl—OH非羟基氧原子数0123酸性弱酸中强酸强酸最强酸(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为①________________，②________________。(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。答案：(1) (2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O 知识点五  作用力判断问题首先分清楚对象，常见问作用力的题型中，其载体无非有以下三种。晶体中，溶液中，配离子中。其中溶液中跟配离子中是无离子键，溶液中一定有范德华力与共价键。氢键的判断则主要看是否有A-H...B（A、B可以是N、O、F的中任意一种）；极性键则是A-B；非极性键A-A，有单键就有σ键，有双键、三键就有π键。【立马见效】1维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有________。a．离子键、共价键 b．离子键、氢键、共价键c．氢键、范德华力 d．离子键、氢键、范德华力答案：d2.LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中，存在________(填标号)。A．离子键　　　　　 B．σ键C．π键 D．氢键答案：AB3.请将下列变化过程中破坏的微粒间作用力名称的编号填在横线上：A共价键      B离子键      C金属键   D分子间作用力① 氢氧化钠熔化_________；②干冰升华_______；③二氧化硅熔化________；④钠熔化_______。答案B    D    A    C4.晶体中存在的微粒间作用力有_______(填标号)。a.非极性键      b.金属键      c.π键 d.范德华力答案：cd5.二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有___(填字母)。a.范德华力b.氢键c.金属键d.非极性键答案：ad 6.晶体生产原料纯化过程重要物质乙酸氧铍分子为四面体对称结构，氧原子位于四面体中心，四个铍原子位于四面体的顶点，六个醋酸根离子则连接在四面体的六条棱边上：乙酸氧铍晶体中微粒间作用力包括___________(填选项符号)。A． 离子键    B． 金属键    C． 配位键D． 范德华力    E． 非极性键    F． 氢键答案：CDE    7.六氯环三磷睛分子中包含一个六元环， 是橡胶生产中的重要中间体，其结构如图所示，其熔点为113℃，在减压下，50 ℃即可升华。 在有机溶剂中，六氯环三磷腈可由五氯化磷与氯化铵反应制得，反应的方程式为： 3PCl5+ 3NH4Cl= P3N3Cl6+ 12HCl。
在上述反应中断裂的化学键有_______(填序号)。A．离子键     B．配位键    C．极性键     D．非极性键     E． 氢键答案：ABC8.1，3-戊二酮通过两步变化，也可以形成六元环，增加了分子的稳定性，其变化如图所示： 答案：不变    (分子内)氢键9.向Ti4+的水溶液中加入双氧水，得到产物 [Ti(O2)(H2O)4]2+ ，则产物中含有的化学键类型有___________。答案：共价键、配位键10.该配合物中存在的化学键有___________(填字母)。a．离子键   b．配位键   c．金属键   d．共价键   e．氢键 答案：  bd    11.Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[Al(OH)4]-中存在的化学作用力类型有___________ (填标号)。A．离子键    B．极性共价键    C．金属键   D．非极性共价键   E．配位键        F．σ键     G．氢键 答案：BEF   知识点六  氢键及其作用定义已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力表达方式用A—H…B表示形成条件氢原子两边的A原子和B原子所属元素通常具有很强的电负性和很小的原子半径特征具有一定的方向性和饱和性对物质性质的影响主要表现为物质的熔点和沸点升高，对物质电离、溶解等也产生影响分类氢键有分子内氢键和分子间氢键 【立马见效】1.H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是________________________________________________________________________________________________________。2.已知苯酚()具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数K2(水杨酸)________K(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_________________________________________________________________________________________________________。3.化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________。4.H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________；的沸点比高，原因是___________________________________________________________________________________________________。答案：1.水分子与乙醇分子之间能形成氢键　2.<　 易形成分子内氢键，比苯酚—OH中的H难电离　3.NH3分子间能形成氢键4.O—H键、氢键、范德华力　形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大5.硼酸晶体中存在的作用力有                    加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是：                   【答】范德华力、氢键、共价键；加热破坏了硼酸分子之间的氢键。6.咖啡因对中枢神经有兴奋作用，其结构简式如下图。常温下，咖啡因在水中的溶解度为2g，加适量水杨酸钠［C6H4(OH)(COONa)］可使其溶解度增大，其原因可能是：          。答案：咖啡因与水杨酸钠形成了氢键 知识点七  两个常考定义1）第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号为I，单位kJ·mol－1。2）晶格能：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位kJ·mol－1【立马见效】1.例(2018全国卷Ⅰ)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born­Haber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为______kJ·mol－1，O＝O键键能为________kJ·mol－1，Li2O晶格能为______kJ·mol－1。答案：520  498  29082.MnO是离子晶体，其晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到。①Mn的第一电离能是__(数值用上图中字母表示，下同)，O2的键能是__，MnO的晶格能是___________。答案：b kJ/mol    2e kJ/mol    (f-a-b-c-e-d) kJ/mol 3.K与Br2反应可形成离子晶体KBr，KBr的晶格能可通过图(a)的born−Haber循环计算得到。可知，K原子的第一电离能为_______kJ·mol−1，Br-Br键键能为___kJ·mol−1。答案：418.8    193