2024届高考化学二轮复习题型六物质结构与性质题型突破课件

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题型解读六　物质结构与性质题型突破
纵观近几年各地新课标高考试题，稳定加创新是本专题的基本特点，命题采取结合新科技、新能源等社会热点为背景，命题的形式没有太大的变化，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是命题的三大要点。从题目情况来看，给出一定的知识背景，然后设置成3～4个小题，每个小题考查一个知识要点是主要的命题模式。从题型分析主要以填空命题、内容可考查基本概念，如电子排布式、轨道式、电离能、电负性、杂化方式以及空间构型等，也可联系有机化学基础知识考查有机物中C原子的杂化，联系数学几何知识考查晶体的计算等。本专题的压轴考点是利用均摊法考查晶胞中的原子个数，或者考查晶体的化学式的书写、晶体类型的判断等。
1．(2023·茂名一模)锗及其化合物广泛用于半导体、催化剂、光伏、制药工业。回答下列问题：(1)锗的基态原子核外电子排布式为__________________________。(2)硅、锗、铅的氯化物的熔点如下表：
①GeCl4的分子空间构型为____________。②熔点SiCl4(3)有机锗被称为“生命的奇效元素”，在医疗上具有重要应用。一种锗的有机配合物合成方法如下：
该有机配合物中锗的配位数为________，其阴离子中C、Ge、O元素的第一电离能从大到小顺序为______________。
(4)一种含锗的化合物应用于太阳能电池，其晶胞为长方体，结构如图(a)：
①该锗化合物晶胞的表示方式有多种，图中________(填“b”“c”或“d”)图也能表示此化合物的晶胞。②用NA表示阿伏加德罗常数的数值，计算晶胞(a)密度为____________g·cm－3(用含x、y、z和NA的式子表示)。
2．(2022·广东卷)硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下：
(1)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为________。(2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是_______________________________________________________________________________________________________。(3)关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有________(填字母)。A．Ⅰ中仅有σ键B．Ⅰ中的Se—Se为非极性共价键C．Ⅱ易溶于水D．Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2E．Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大
①X的化学式为________。②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距离为____________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
1．物质结构与性质题目中的各种表达式(1)原子、离子核外电子排布式和价电子排布式、排布图。(2)离子、分子的等电子体等。2．化学键的类型(1)大多数的盐、碱、活泼金属氧化物都有离子键。(2)共价键是原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。共价键可分为极性共价键和非极性共价键。非极性键存在于同种原子之间(如H2的H—H键)。(3)金属键：使金属原子形成金属晶体的化学键，主要存在于金属中。(4)化学键的分类与判断。出现频率较高的：σ键、π键、极性键、非极性键、配位键、键参数。
(5)杂化轨道、分子和离子的空间构型、分子间作用力、分子的极性的判断。一些常见的分子立体构型及其分子极性(见下表)。
(6)运用氢键解释一些物理性质。①由于分子间存在氢键，除了要克服纯粹的分子间力外，还必须提高温度，获得额外的能量来破坏分子间氢键，所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高。②在极性溶剂中，若溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。例如，HF和NH3在水中的溶解度比较大，就是这个缘故。(7)晶体类型和晶体常识的判断：晶体与其他团体的区分方法：X衍射射线法。3．物质结构与性质题目中的常见分析、比较类考点(1)第一电离能、电负性：掌握规律和特殊。随着原子序数的递增，元素的第一电离能、电负性呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。
(2)稳定性强弱：化学键的稳定性、分子的稳定性比较。(3)熔、沸点的高低，晶体类型，构成晶体微粒间作用力大小。①不同晶体类型的熔、沸点比较。②同种晶体类型的熔、沸点比较。③金属晶体由于金属键的差别很大，金属晶体的熔沸点差别也很大。4．物质结构与性质题目中的计算类型(1)配位数的计算。(2)晶胞参数的计算：边长、密度、质量。晶体晶胞中的微粒数N与摩尔质量M、密度ρ、晶胞边长a之间的关系：NM＝ρa3NA(N用均摊法计算)。
(3)空间利用率的计算：类型和计算方法(难点)。①熟悉各种典型的晶体结构。②空间利用率的计算：类型和计算方法(难点突破)。一般是计算金属的密度，采用密度计算公式，式中为晶胞中粒子的总质量(注意：单位的换算)。
突破口：先算出一个晶胞中含有多少个微粒，再找准球体半径与晶胞体积(或边长)的关系。③注意审题：看清楚题干中各物理量的单位，先统一单位再计算。④金属晶体中的原子堆积模型及其配位数。面心立方最密堆积、六方最密堆积、简单立方堆积、体心立方堆积中，金属元素的配位数分别为12、12、6、8。总之，《物质结构与性质》其实就是把原子、分子结构和性质、晶体结构和性质等知识拼盘成一个大题，设置若干个小问题，每一个小题考查相应的知识，实现了三者的有机融合，覆盖面广，综合性强，考查学生对知识的整合能力。
1．(2023·山东卷)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：(1)－40 ℃时，F2与冰反应生成HOF和HF。常温常压下，HOF为无色气体，固态HOF的晶体类型为____________，HOF水解反应的产物为_____________(填化学式)。(2)ClO2中心原子为Cl，Cl2O中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键(Π)。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为________________；O—Cl—O键角________________(填“>”“<”或“＝”)Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O的键长并说明原因：______________________________________________________________________________________________________________。
(3)一定条件下，CuCl2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系，晶胞结构如图所示(晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°)，其中Cu化合价为＋2。上述反应的化学方程式为___________________________________________________________________________。若阿伏加德罗常数的值为NA，化合物X的密度ρ＝__________ g·cm－3(用含NA的代数式表示)。
解析：(1)常温常压下，HOF为无色气体，则HOF的沸点较低，因此，固态HOF的晶体类型为分子晶体。HOF分子中F显－1价，其水解时结合H2O电离的H＋生成HF，则OH＋结合H2O电离的OH－，两者反应生成H2O2，H2O2不稳定，易分解生成O2，因此，HOF水解反应的产物为HF、H2O2和O2。
2．(2023·浙江卷)硅材料在生活中占有重要地位。请回答下列问题：(1)Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为__________，分子中氮原子的杂化轨道类型是__________。Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由硅原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，有关这些微粒的叙述，正确的是______(填字母)。A．微粒半径：③>①>②B．电子排布属于基态原子(或离子)的是①②C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③D．得电子能力：①>②
(3)Si与P形成的某化合物晶体的晶胞如下图。该晶体类型是________，该化合物的化学式为________。
解析：(1)Si(NH2)4分子可视为SiH4分子中的4个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以Si(NH2)4分子中Si原子轨道的杂化类型是sp3，分子的空间结构(以Si为中心)名称为四面体。氨基(—NH2)氮原子形成3个σ键，含有1对孤电子对，N原子杂化轨道数目为4，N原子轨道的杂化类型是sp3；Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[Si(NH2)4中Si—N键能相对较小]；产物中气态分子数显著增多(熵增)，故Si(NH2)4受热不稳定，容易分解生成Si3N4和NH3。
(2)由硅原子核形成的三种微粒电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分别为基态Si原子、Si＋离子、激发态Si原子；激发态Si原子有四层电子，Si＋离子失去了一个电子，根据微粒电子层数及各层电子数多少可推知，微粒半径：③>①>②，选项A正确；根据上述分析可知，电子排布属于基态原子(或离子)的是①②，选项B正确；激发态Si原子不稳定，容易失去电子；基态Si原子失去一个电子是硅的第一电离能，Si＋离子失去一个电子是硅的第二电离能，由于I2>I1，可以得出电离一个电子所需最低能量：②>①>③，选项C错误；由选项C的分析可知，②比①更难失电子，则②比①更容易得电子，即得电子能力：②>①，选项D错误。故选AB。