2023届高三化学一轮复习 物质结构与性质(Ⅱ卷)模型构建 课件

这是一份2023届高三化学一轮复习 物质结构与性质(Ⅱ卷)模型构建 课件，共60页。PPT课件主要包含了目录CONTENTS，命题方向，回眸高考，模型建构，考题预测，教学策略，原子结构模块，分子结构模块，晶体模块，解题模型构造等内容，欢迎下载使用。

按照教材知识内容进行结构化构建，在解题过程首先对试题内容进行拆解，再依据不同模块的特点对试题涉及知识点进行分析达到解决问题目的。
首先对原子核排布规律、电离能概念、电负性概念有足够认识和了解。充分认识原子结构与元素周期表的关系，以及了解原子结构、元素周期表与元素周期律的关系，可以运用原子结构分析电离能变化与判断粒子（原子、简单离子）半径。
分子性质模块主要分为两大块第一块以价层电子对为核心考查原子成键方式、杂化理论、键角、空间构型、VSEPR（价层电子对互斥理论）模型、分子极性；第二块运用原子结合与原子性质考查共价键键长、键能及共价键稳定性判定相关内容。这个模块内容最大特点理清知识点间的关系，灵活运用价层电子对对数、等电子体巧判断分子极性、杂化类型、分子空间构型等。
例一：（22年江苏卷）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同个主族。下列说法正确的是A．原子半径：r(X)2、元素周期律知识结构化
例一：（22年江苏卷）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同个主族。
（22年辽宁卷）某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A．氢化物沸点：X>Y B．原子半径：M2、成键关系找最外层电子数，确定元素所在主族
3、结合题干信息找到元素所在周期，确定元素名称
例题二：（22年江苏卷）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·ml-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3－均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3－转化为N2。下列有关NH3、NH4+、NO3－的说法正确的是A．NH3能形成分子间氢键B．NO3－的空间构型为三角锥形C．NH3与NH4+中的键角相等D．NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
2、巧用活用价层电子对对数
通常分子内存在X — H（X：N、O、F）结构分子间可形成氢键
原子价层电子对对数=该原子σ键数+该原子孤电子对对数
A代表中心原子价电子数
结合原子为H、B=1；结合原子非H、B=8-结合原子价电子数
C原子价层电子对对数为3、4
N原子价层电子对对数为4
O原子价层电子对对数为3、4
电子式法：如果题干信息是键线式，可以在键线基础上标记原子和孤对电子，判断原子价层电子对对数。
2、巧用价层电子对对数
由于中心原子的孤对电子的电子云肥大，对成键电子对有较大的排斥力，所以孤对电子能使成键电子对彼此离得更近，键角被压缩而变小。且中心原子的孤电子对数越多，键角会变得越小。
当同主族中心原子种类不同，但杂化类型相同、且配原子种类相同时，中心原子的电负性大，成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间的斥力要变大，键角要变大。
当同一种原子中心原子种类相同、杂化类型也相同，而配原子种类不同时，由于配原子的电负性不同，会使键角有区别。因为当相邻的两个成键电子对更靠近中心原子时（中心原子电负性大于结合原子）、相互间的斥力会增大，键角会增大。
（22年海南卷）关于NH3性质的解释合理的是
例题三：（22年山东卷）CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：(1)Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4空间构型为_____________，其固体的晶体类型为_____________。(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_____________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为____________，键角由大到小的顺序为_____________。
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，1ml该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_________ml，该螯合物中N的杂化方式有__________种。
例题三：（22年山东卷）CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：
一个晶胞中有_________个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn_________(用分数坐标表示)。CdSnAs2 晶体中与单个Sn键合的As有___________个。
(4)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，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
（2021全国II卷）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Fe−Sm−As−F−O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”），其判断理由是_________________________。（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”）。
（2021年全国II卷）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Fe−Sm−As−F−O组成的化合物。回答下列问题：
（4）一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
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1−x代表，则该化合物的化学式表示为____________，通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式ρ=________g·cm−3。
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__________、__________。
（2021年全国II卷）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Fe−Sm−As−F−O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”），其判断理由是_________________________。（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”）。
晶体熔沸点比较模型构建
粒子（简单离子、原子）半径比较模型
例题四：（22年湖南卷）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(1)基态硅原子最外层的电子排布图为_______，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式)；(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔沸点如下表：
①0℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是_____，气态SiX4分子的空间构型是_______；
N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______，H、C、N的电负性由大到小的顺序为_______，1个M2+中含有_______个σ键；
②SiCl4与N-甲基咪唑 ( )反应可以得到M2+，其结构如图所示：
例题四：（22年湖南卷）硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(3)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。
①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1：4，图中Z表示_______原子(填元素符号)，该化合物的化学式为_______；②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α=β=γ=90。，则该晶体的密度ρ=_______g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。
杂化理论及杂化类型判断
均摊法及数形结合判断晶胞化学式、粒子数量关系
（2022全国Ⅱ卷）钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题：（1）基态Ti原子的核外电子排布式为____________________________。
（3）CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是_____________；金属离子与氧离子间的作用力为_________，Ca2+的配位数是_____________。
（2）Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是___________。
（2022全国Ⅱ卷）钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题：
（4）一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I－和有机碱离子CH3NH3+，其晶胞如图(b)所示，其中Pb2+与图(a)中________的空间位置相同，有机碱CH3NH3+中，N原子的杂化轨道类型是_______；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为________g/cm3(列出计算式)。
（5）用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理______、______。
配合物中心原子配位数判断方法
运用数形结合分析粒子空间位置
（2022年海南卷）金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。
回答问题：（1）基态锰原子的价层电子排布式为。（2） 配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为。（3）第一电离能的大小：CO(填“大于”或“小于”)。（4）CO32－中碳原子的杂化轨道类型是，写出一种与其具有相同空间结构的－1价无机酸根离子的化学式。（5） CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为：。
（6）MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是：。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为（1, 1/2, 1/2），b点锰原子坐标为（0, 1/2, 0），则c点锰原子坐标为。
电离能比较规律（同种原子、不同种原子）
第一电离能的大小：C___O(填“大于”或“小于”)。
例五：（2022河北卷）KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：⑴ 在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是(填离子符号)。⑵ 原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+1/2表示，与之相反的用-1/2表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为。⑶ 已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·ml－1)如表：
从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为 )形式存在的原因是
例五：（2022河北卷）KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
（4）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式，其中P采取杂化方式。（5）与PO43－电子总数相同的等电子体的分子式。（6）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：
如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为。
（7）分别用○、●表示H2PO4－和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO4－、K+在晶胞xz面、yz面上的位置：
① 若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度g·cm－3(写出表达式)。② 晶胞在x轴方向的投影图为(填标号)。
例五：（2022河北卷）KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：⑴ 在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是(填离子符号)。⑵ 原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+1/2表示，与之相反的用-1/2表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。⑶ 已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·ml－1)如表：
例五：（2022河北卷）KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：⑶ 已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·ml－1)如表：
根据表中的相关共价键的键能可知，若4ml N形成类似白磷分子结构的N4分子，可以释放出的能量为193kJ×6=1158kJ；若4ml N形成N2分子，则可释放的能量为946kJ×2=1892kJ，显然，形成N2分子放出的能量更多，故在N数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越低越稳定。同理，若4ml P形成P4分子，可以释放出的能量为197kJ×6=1182kJ；若4ml P形成P2分子，则可释放的能量为489kJ×2=978kJ，显然，形成P4分子放出的能量更多，故在P数目相同的条件下，P4具有更低的能量，能量越低越稳定。
（4）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式，其中P采取杂化方式。（5）与PO43－电子总数相同的等电子体的分子式。
巧写电子式等电子体判断
含氧酸分子中只有羟基上的H可以电离；由KH2PO2是次磷酸的正盐可知，H3PO2为一元酸，其分子中只有一个羟基，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为：
其中P共形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，其采取sp3杂化。
（6）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：
，其中P共形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，其采取sp3杂化。
由题中信息可知，n个磷酸分子间脱去（n-1）个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去n个水分子得到(HPO3)n，其失去H+后得到相应的酸根，故该酸根可写为PnO3nn-。
①由晶胞结构可知，H2PO4－位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个、面上有4个，体心有1个，故晶胞中H2PO4－的数目为8×1/8+4×1/2=4；K+位于面上和棱上，面上有6个，棱上4个，故晶胞中K+的数目为6×1/2+4×1/4=4。因此，平均每个晶胞中占有的H2PO4－和K+的数目均为4，若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，则晶胞的体积为10-30a2c cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为
由图（a）、（b）、（c）可知，晶胞在x轴方向的投影图为
（2022全国Ⅰ卷）Gdenugh 等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019 年诺贝尔化学奖。回答下列问题：（1）基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为 。（2）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是 。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是 。
（3）磷酸根离子的空间构型为 ，其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
（2022全国Ⅰ卷）Gdenugh 等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019 年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
（4）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有 个。
电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x = ，n(Fe2+)：n(Fe3+)= 。
解法提示：电离能规律模版空间构型判断模版价层电子对巧用模版