高考化学总复习专题十八物质结构与性质(选修3)完美课件PPT

这是一份高考化学总复习专题十八物质结构与性质(选修3)完美课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了考点56，考点57，考点58，高手必备，萃取高招，对点精练，透析真题，试做真题等内容，欢迎下载使用。
第六部分　选考模块
专题十八 物质结构与性质(选修3)
“物质结构与性质”的考查常涉及1~36号元素基态原子(或离子)核外电子或价电子排布、元素的电离能和电负性的递变规律、分子(或离子)的中心原子的杂化类型的判断及分子(或离子)的立体构型的判断,涉及晶体中化学键、氢键、分子间的作用力的判断及晶胞结构的计算等。
该模块理论性强、抽象,复习时要针对不同知识点采用不同的方式进行。(1)对于核外电子排布,要在充分理解构造原理,重点掌握能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理的基础上,完成电子排布式、电子排布图(或轨道表示式)的书写;(2)对于电负性和电离能的比较,既要抓住一般规律,又要记住反常情况;(3)在理解价层电子对互斥理论和杂化轨道的基础上,理解分子(或离子)的中心原子杂化类型、分子(或离子)的空间构型和VSEPR模型之间的关系,准确解决实际问题;(4)以m=ρ·V为基础突破晶体计算。明确晶胞粒子间距离、晶胞体积、晶体密度、晶胞的空间利用率之间的相互关系,掌握不同晶体的堆积模型和性质。
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考点57
考点58
高手必备
萃取高招
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原子结构与性质1.(2017课标全国Ⅱ,35)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为　　　　　　　　　　　　　。 (2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;氮元素的E1呈现异常的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
透析真题
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图(a) 图(b)(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为　　　　,不同之处为　　　　。(填标号) A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型
透析真题
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键应表示为　　　　。 ③图(b)中虚线代表氢键,其表示式为( )N—H…Cl、　　　　　　　　　　　、　。 (4)R的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为　。 
透析真题
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(2)从左到右原子半径减小,元素非金属性增强,得电子能力增强　N的2p能级处于半充满状态　(3)①ABD　C　②5　
透析真题
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【解析】 (1)氮原子位于第二周期第ⅤA族,价电子是最外层电子,其价电子排布图为 。(2)根据图(a)可知,同周期从左到右,元素的原子半径逐渐减小,元素非金属性增强,得到电子能力增强,因此同周期从左到右元素的第一电子亲和能(E1)增大;N原子的2p能级处于半充满状态,原子结构相对稳定,故氮元素的E1呈现异常。
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2.(2016课标全国Ⅰ,37)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]　　　　　　,有　　　　　个未成对电子。 (2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是 　。 (3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因 　。 
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是　。 
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(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为　　　　,微粒之间存在的作用力是　　　　　　　　　　　　。 (6)晶胞有两个基本要素:①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单
则D原子的坐标参数为　　　　　　　　。 ②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
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【答案】 (1)3d104s24p2　2(2)Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p-p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强(4)O>Ge>Zn　(5)sp3　共价键
【解析】 (1)Ge是第四周期ⅣA族元素,是32号元素,电子排布式为[Ar]3d104s24p2,2个4p电子分别位于2个不同轨道上,有2个未成对电子。(2)Ge的原子半径比C大,原子间形成σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成“肩并肩”重叠方式的π键。
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(3)锗卤化物均为分子晶体,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高。(4)元素的非金属性越强,吸引电子能力就越强,则电负性越强,故电负性由大到小的顺序为O>Ge>Zn。(5)金刚石中C为sp3杂化,C与C之间为非极性共价键,Ge单晶与金刚石结构相似,杂化方式与存在的作用力也与金刚石类似。
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3.(2015课标全国Ⅰ,37,节选)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:(1)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是　　　　　。 (2)CS2分子中,共价键的类型有　　　　　　　,C原子的杂化轨道类型是　　　　,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子　　　　　　。 (3)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于　　　　　晶体。 (4)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
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试做真题
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接　　　个六元环,每个六元环占有　　个C原子。 ②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接　　个六元环,六元环中最多有　　个C原子在同一平面。【答案】 (1)C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2)σ键和π键　sp　CO2、SCN-(或COS等)(3)分子　(4)①3　2　②12　4
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【解析】 (1)碳原子核外有4个电子且原子半径较小,不容易得失电子,易形成共价键。
(3)Fe(CO)5熔、沸点低,属于分子晶体。(4)①在石墨烯晶体中每个C原子连接3个六元环;并且每个C原子被3个六元环共用,则每个六元环占有的碳原子数为6× =2。②在金刚石晶体中,每个C原子连接12个六元环;每个六元环中最多有4个C原子共面。
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(2014课标全国Ⅰ,37)早期发现的一种天然二十四面准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过　　　　　　　　方法区分晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态Fe原子有　　　　个未成对电子,Fe3+的电子排布式为　　　　　　　　　　。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为　　　　　　　　　　。 (3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为　　　　,1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为　　　　　　。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 　。 Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有　　　　个铜原子。 
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(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为　　　　。列式表示Al单质的密度　　　　　　　　　　　　 g·cm-3(不必计算出结果)。 【解析】 (2)Fe为26号元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,所以Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,3d能级上有4个未成对电子;(3)乙醛的结构式为 ,①号碳原子形成4个σ键,为sp3杂化,②号碳原子形成3个σ键,无孤电子对,杂化类型为sp2;利用均摊法得晶胞
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个Al原子为中心原子,在此晶胞中与其最近的Al原子为三个面心上的Al原子,中心原子周围共有8个晶胞,且面心上的Al原子被2
【答案】 (1)X-射线衍射(2)4　1s22s22p63s23p63d5　血红色(3)sp3、sp2　6NA　CH3COOH存在分子间氢键　16
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1.电子层、能级和原子轨道
2.原子轨道的形状、数目及能量关系
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(2)s、p、d、f能级上的原子轨道数目依次为1、3、5、7,其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直,各能级的原子轨道半径随电子层数(n)的增大而增大。
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3.基态原子核外电子排布的表示(1)依据①能量最低原理:基态原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。构造原理表明了基态原子核外电子在原子轨道上的填充顺序:
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②泡利原理:一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,并且其自旋状态相反。③洪特规则:对于基态原子,当电子排布在同一能级的不同轨道时,将尽可能分占不同的轨道,并且自旋状态相同。(2)表示形式①电子排布式。用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数,这就是电子排布式,例如K:1s22s22p63s23p64s1;为了避免电子排布式书写过于烦琐,可把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K:[Ar]4s1。元素的化学性质与价电子关系密切,人们常常只表示出原子的价电子排布。如铁原子3d64s2。
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②电子排布图(或轨道表示式)。每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子。如基态硫原子的电子排布图为:电子排布图中各符号、数字的意义为(以铝原子为例)
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4.元素电离能的变化规律及其应用(1) 变化规律①同周期从左到右,元素第一电离能总的趋势是逐渐增大。②同主族元素自上而下第一电离能依次减小,但在同一副族中,自上而下第一电离能变化幅度不大,且不太规律。③同种元素的逐级电离能逐渐增大,即I1< I2< I3。(2)电离能的3个重要应用①判断元素的金属性和非金属性强弱。I1越大,元素的非金属性越强;I1越小,元素的金属性越强。②判断元素在化合物中的化合价。如K:I1≪I2