高考化學(xué)最后沖刺專題二:物質(zhì)結(jié)構(gòu)問題的梳理和綜合
[命題趨向]
1.《考試大綱》對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律方面的要求為:以第3周期為例,掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)(如:原子半徑、化合價(jià)、單質(zhì)及化合物性質(zhì))的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系;以ⅠA和ⅦA族為例,掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。這部分內(nèi)容每年都會(huì)有試題,可以是選擇題,也可以有關(guān)結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)的元素化合物推斷題。
2.《考試大綱》中有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容還有:
(1)理解離子鍵、共價(jià)鍵的涵義。理解極性鍵和非極性鍵。了解極性分子和非極性分子。了解分子間作用力,初步了解氫鍵。能用有關(guān)原理解釋一些實(shí)際問題。
(2)了解幾種晶體類型(離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體)及其性質(zhì),了解各類晶體內(nèi)部微粒間的相互作用。能夠根據(jù)晶體的性質(zhì)判斷晶體類型等。
(3)能對(duì)原子、分子、化學(xué)鍵等微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維空間想像,重視理論聯(lián)系實(shí)際、用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論解釋一些具體問題。
高考試題中常常是結(jié)合元素化合物內(nèi)容進(jìn)行綜合考查。題型上看可以是選的擇題、簡(jiǎn)答題、填空題等。
3.要注意,這部分內(nèi)容也屬于最重要基礎(chǔ)知識(shí)之一,可以聯(lián)系到各部分內(nèi)容中,編制成多種不同的題型進(jìn)行考查。
[知識(shí)體系和復(fù)習(xí)重點(diǎn)]
1.原子結(jié)構(gòu)和元素周期律知識(shí)的綜合網(wǎng)絡(luò)
2.對(duì)一些重要的知識(shí)點(diǎn)加以總結(jié)歸納
如,在元素周期律的學(xué)習(xí)中用多種方法判斷元素的金屬性和元素的非金屬性,并加以歸納總結(jié)。
金屬性強(qiáng)弱:(1)單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)難易;(2)單質(zhì)的還原性(或離子的氧化性);(3)M(OH)n的堿性;(4)置換反應(yīng);(5)原電池中正負(fù)極判斷,金屬腐蝕難易;(4)對(duì)應(yīng)金屬離子電解時(shí)陰極放電順序。
非金屬性強(qiáng)弱:(1)與氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物難易;(2)單質(zhì)的氧化性(或離子的還原性);(3)最高價(jià)氧化物的水化物(HnROm)的酸性強(qiáng)弱;(4)置換反應(yīng)。
3.各類晶體主要特征
類型
比較
離子晶體
原子晶體
分子晶體
金屬晶體
構(gòu)成晶體微粒
陰、陽離子
原子
分子
金屬陽離子、自由電子
形成晶體作用力
離子鍵
共價(jià)鍵
范德華力
微粒間的靜電作用
物理性質(zhì)
熔沸點(diǎn)
較高
很高
低
有高、有低
硬度
硬而脆
大
小
有高、有低
導(dǎo)電性
不良(熔融或水溶液中導(dǎo)電)
絕緣、半導(dǎo)體
不良
良導(dǎo)體
傳熱性
不良
不良
不良
良
延展性
不良
不良
不良
良
溶解性
易溶于極性溶劑,難溶于有機(jī)溶劑
不溶于任何溶劑
極性分子易溶于極性溶劑;非極性分子易溶于非極性溶劑中
一般不溶于溶劑,鈉等可
與水、醇類、酸類反應(yīng)
典型實(shí)例
NaOH、NaCl
金剛石
P4、干冰、硫
鈉、鋁、鐵
在離子晶體、原子晶體和金屬晶體中均不存在分子,因此NaCl、SiO2等均為化學(xué)式。只有分子晶體中才存在分子。
4.以典型分子結(jié)構(gòu)為起點(diǎn)進(jìn)行縱橫聯(lián)系
以甲烷為中心可進(jìn)行如下圖所示的聯(lián)系:
[典型題析] w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
[例1] 下列指定微粒的個(gè)數(shù)比為2:1的是( )
A.Be2+離子中的質(zhì)子和電子
B.H原子中的中子和質(zhì)子
C.NaHCO3晶體中的陽離子和陰離子
D.BaO2(過氧化鋇)固體中的陰離子和陽離子
[解析] Be2+中含有4個(gè)質(zhì)子、2個(gè)電子。H原子中含有1個(gè)中子和1個(gè)質(zhì)子。NaHCO3晶體中的鈉離子跟碳酸氫根離子的個(gè)數(shù)比為1:1。BaO2(過氧化鋇)固體中含有Ba2+、O22-陰離子和陽離子的個(gè)數(shù)比為1:1。所以答案選A。
[例2]酸根RO3-所含電子數(shù)比硝酸根NO3-的電子數(shù)多10,則下列說法正確的是( )。
(A)R原子的電子層數(shù)比N的電子層數(shù)多1
(B)RO3-中R的化合價(jià)與NO3-中的N的化合價(jià)相等
(C)RO3-和NO3-只能被還原,不能被氧化
(D)R和N為同族元素
[解析]從“酸根RO3-所含電子數(shù)比硝酸根NO3-的電子數(shù)多
[例3]1999年美國《科學(xué)》雜志報(bào)道:在40GPa高壓下,用激光器加熱到1800K,人們成功制得了原子晶體干冰,下列推斷中不正確的是( )。
(A)原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn),有很大的硬度
(B)原子晶體干冰易氣化,可用作制冷材料
(C)原子晶體干冰的硬度大,可用作耐磨材料
(D)每摩爾原子晶體干冰中含4molC―O鍵
[解析]解答前,應(yīng)先弄清命題者是要考查干冰的性質(zhì)、還是要考查原子晶體的性質(zhì)。有的同學(xué)沒有分析清楚這一點(diǎn),認(rèn)為是考查干冰的性質(zhì),因而造成錯(cuò)解。
通過“原子晶體干冰”來考測(cè)解題者對(duì)“原子晶體性質(zhì)”的理解程度。原子晶體硬度大、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高,所以A和C兩種說法正確。聯(lián)想到二氧化硅晶體結(jié)構(gòu),可得出D說法也是正確的。答案應(yīng)選B。
[例4]不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一定數(shù)值x來表示,若x越大,其原子吸引電子的能力越強(qiáng),在所形成的分子中成為負(fù)電荷一方。
下面是某些短周期元素的x值:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
元素符號(hào)
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
x值
0.98
1.57
2.04
2.55
3.44
3.98
0.93
1.61
1.90
2.19
2.58
3.16
(1)通過分析x值變化規(guī)律,確定N、Mg的x值范圍:
_______________<x(Mg)<____________,______________<x(N)<___________________。
(2)推測(cè)x值與原子半徑的關(guān)系是________________________________;根據(jù)短周期元素的x值變化特點(diǎn),體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_________________變化規(guī)律。
(3)某有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式為,其中S―N中,你認(rèn)為共用電子對(duì)偏向誰?_______(寫原子名稱)。
(4)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律告訴我們:當(dāng)成鍵的兩原子相應(yīng)元素的差值(Δx),當(dāng)Δx>1.7時(shí),一般為離子鍵,當(dāng)Δx<1.7時(shí),一般為共價(jià)鍵,試推斷AlBr3中化學(xué)鍵類型是________________。
(5)預(yù)測(cè)元素周期表中,x值最小的元素位置:______________(放射性元素除外)。
[解析]題中給出第二、第三周期元素的x值(其中缺少了氮、鎂兩種元素的x值),x值與這種原子在分子中吸收電子的能力有關(guān)。
x(Cl)-x(Al)=3.16-1.61=1.45<1.7,而溴與鋁的x值這差必定小于1.45,所以溴化鋁肯定屬于共價(jià)化物。
x值越小,元素的金屬越強(qiáng),x值最小的元素應(yīng)位于第六周期的IA主族。
所以答案為:(1)0.93<x(Mg)<1.61,2.55<x(N)<3.44。(2)同周期(同主族)中,x值越大,其原子半徑越小;周期性。(3)氮原子。(4)共價(jià)鍵。(5)第六周期IA主族。
[考題預(yù)測(cè)與專題訓(xùn)練] w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
1.
A.4.5mol B.5mol C.5.5mol D.6mol
2.元素X、Y、Z的原子序數(shù)都小于18,X的陽離子,Y的陽離子和Z的陰離子都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),Y的陽離子半徑小于X的陽離子半徑,則元素X、Y、Z的原子序數(shù)由小到大的順序依次是( )
A.Z、Y、X B.Y、Z、X C.Y、X、Z D.Z、X、Y
3.下列兩核間距最小的離子化合物是( )
A.KCl B. NaF C. HF D. CaS
4.根據(jù)主族元素的原子序數(shù)不能確定的是( )
A.質(zhì)子數(shù) B. 中子數(shù) C. 價(jià)電子數(shù) D. 相對(duì)原子質(zhì)量
5.下列物質(zhì)中,既可與鹽酸反應(yīng),又可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是( )
A.NaHSO4 B.NaHCO
6.與NH4+離子、質(zhì)子總數(shù)和電子總數(shù)都相同的微粒是( )
A.Al3+ B.H3O+ C.OH- D.Na+
7.下列說法正確的是( )
A.難失去電子的原子,易形成陰離子
B.單質(zhì)分子中不存在化學(xué)鍵,化合物的分子才存在化學(xué)鍵
C.離子化合物中一定含有離子鍵
D.離子化合物中一定含金屬鍵
8.下列對(duì)銫及其化合物的預(yù)測(cè)正確的是( )w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.銫的熔點(diǎn)很高 B.在自然界中,銫能以游離態(tài)存在
C.氯化銫易溶于水 D.銫只有一種氧化物Cs2O
9.下列比較關(guān)系中,正確的是( )
A.元素金屬性Na>Mg>Al B.熱穩(wěn)定性H2S<H2Se<HCl
C.酸性H3PO3<H2SO4<HClO4 D.原子半徑Mg>Na>H
10.下列敘述正確的是( )
A.電子層數(shù)少的元素原子半徑一定小于電子層數(shù)多的元素的原子半徑
B.核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核微粒半徑相同
C.質(zhì)子數(shù)相同的不同單核微粒,電子數(shù)越多,半徑越大
D.原子序數(shù)越大,原子半徑越大
11.陰離子含中子N個(gè),X的質(zhì)量數(shù)為A,則a gX的氫化物中含質(zhì)子的物質(zhì)的量是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
12.下列化學(xué)鍵中,都屬于極性共價(jià)鍵的是( )
A.共價(jià)化合物中的化學(xué)鍵 B.離子化合物中的共價(jià)鍵
C.同種元素原子間的共價(jià)鍵 D.不同元素原子間的共價(jià)鍵
13.有M、R兩種主族元素,已知M2-離子與R+離子核外電子數(shù)之和為20,則下列說法不正確的是( )
A.M與R的質(zhì)子數(shù)之和一定等于19
B.M、R可能分別處于第二周期和第三周期
C.M、R可能分別處于第三周期和第二周期
D.M和R的質(zhì)子數(shù)之差可能等于7
14.A、B、C、D四種短周期元素,其離子A+、B2+、C-、D2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列判斷正確的是( )
A.原子序數(shù)由大到小的順序是:B>A>C>D
B.離子半徑由大到小的順序是:B2+>A+>C->D2-
C.A、B、C、D四種元素可能屬于同一周期
D.A、B、C、D四種元素一定屬于短周期元素
15.石英玻璃是將純石英在
A.石英玻璃屬于原子晶體
B.石英玻璃耐高溫且能抵抗一切酸的腐蝕
C.石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體
D.石英玻璃能經(jīng)受高溫劇變且能抗堿的腐蝕
16.由于金屬銻的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間以及它容易形成合金而具有很多重要用途。下列對(duì)銻元素(15Sb)的單質(zhì)及其化合物的敘述不正確的是( )。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.金屬銻可用于制半導(dǎo)體材料
B.金屬銻可用于制合金,以提高金屬的硬度
C.金屬銻及其化合物往往有毒,使用時(shí)要倍加小心
D.在火柴盒側(cè)面涂有的三硫化二銻,用作氧化劑
17.下列分子結(jié)構(gòu):CO2、CH4、PCl5、Na2O2、MgF2,其中原子的最外層不能都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是 ,是離子化合物,且離子個(gè)數(shù)之比是2:1或1:2的是 。
18.短周期元素A、B、C、D中,0.5mol A元素的離子得到6.02×1023個(gè)電子被還原為中性原子,
(1)A、B、C、D四種元素的名稱分別是 、 、 、 。
(2)畫出C?和D原子的結(jié)構(gòu)示意圖
(3)向B、C兩種元素形成的化合物的水溶液里逐滴滴入苛性鈉溶液,現(xiàn)象為______________________,寫出有關(guān)離子方程式_________________________________;_________________________________。
19.據(jù)
(1)下列有關(guān)O4的說法正確的是: ▲ w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.O4分子內(nèi)存在極性共價(jià)鍵
B.合成O4的反應(yīng)可看作核聚變反應(yīng),即不屬于化學(xué)變化
C.O4與O3、O2都是氧的同素異形體
D.O4將來可用作更強(qiáng)有力的火箭推進(jìn)的氧化劑
(2)制備含O2-、O22-甚至O2+的化合物都是可能的,通常它們是在氧分子進(jìn)行下列各種反應(yīng)時(shí)生成的:
上述反應(yīng)中, (填序號(hào))相當(dāng)于氧分子的氧化; (填序號(hào))相當(dāng)于氧分子的還原。
(3)寫出O22―的電子式:
(4)O2[PtF6]是一種含有O2+的化合物,請(qǐng)寫出一種含有O2-的氧化物的化學(xué)式:__________________。
1D。2D。3B。4BD。5BC。6BD。
13D(從離子的核外電子數(shù)之和為20可推出M、R兩種原子的核外電子數(shù)之和為19,所以符合題示條件的M、R可能有多種答案。但M、R的質(zhì)子數(shù)之差不可能是7)。
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
D
C
A
B
進(jìn)而很容易判斷出,原子序數(shù)的大小是B>A>C>D)。
16D。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
17.PCl5、CH4、NaOH;Na2O2、MgF2
18. (1)鎂、鋁、氯、碳;
(3)Al3++3OH-===Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O。
19.(1)C、D (2)②;①③ (3); (4)KO2(其它合理的化學(xué)式也同樣給分)。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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