資源簡介

專題三　物質結構與性質
微專題1　化學用語
　
1.(2024·浙江1月選考)下列表示不正確的是(　　)
A.中子數為10的氧原子:
B.SO2的價層電子對互斥(VSEPR)模型:
C.用電子式表示KCl的形成過程:
D.的名稱:2 甲基 4 乙基戊烷
2.(2024·黑吉遼卷)下列化學用語或表述正確的是(　　)
A.中子數為1的氦核素:He
B.SiO2的晶體類型:分子晶體
C.F2的共價鍵類型:p p σ鍵
D.PCl3的空間結構:平面三角形
3.(2024·甘肅卷)下列化學用語表述錯誤的是(　　)
A.Ca2+和Cl-的最外層電子排布圖均為
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
B.PH3和H2S的電子式分別為H和H
C.CH2CHCH2CH2CH3的分子結構模型為
D.C、C和C互為同位素
4.(2024·湖北卷)化學用語可以表達化學過程,下列化學用語表達錯誤的是(　　)
A.用電子式表示Cl2的形成:
·+·
B.亞銅氨溶液除去合成氨原料氣中的CO:[Cu(NH3)2]2++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]2+
C.用電子云輪廓圖示意p p π鍵的形成:
D.制備芳綸纖維凱芙拉:+
+(2n-1)H2O
1.熟悉常考化學用語及其規范使用
2.用電子式表示兩類化學鍵的形成過程
化學鍵 用電子式表示形成過程
共價鍵 不標出彎箭頭及電子的轉移,表示出共用電子對,如:H×+·
離子鍵 用彎箭頭表示電子轉移,用中括號將接受電子的原子括起來并標上電荷數,如:
1.(2024·北京卷)下列化學用語或圖示表達不正確的是(　　)
A.H2O2的電子式:H+2-H+
B.CH4分子的球棍模型:
C.Al3+的結構示意圖:
D.乙炔的結構式:H—C≡C—H
2.(2024·山東卷)下列化學用語或圖示正確的是(　　)
A.的系統命名:2 甲基苯酚
B.O3分子的球棍模型:
C.激發態H原子的軌道表示式:
D.p p π鍵形成的軌道重疊示意圖:
3.(2024·湖南卷)下列化學用語表述錯誤的是(　　)
A.NaOH的電子式:Na+H]-
B.異丙基的結構簡式:
C.NaCl溶液中的水合離子:
D.Cl2分子中σ鍵的形成:
4.(2024·東北三省三校三模)下列化學用語正確的是(　　)
A.甲酸甲酯的結構簡式:C2H4O2
B.HClO的結構式:H—O—Cl,分子呈直線形
C.N2H4的電子式:H
D.基態硫原子的價電子軌道表示式:
5.(2024·滄衡八校二模)下列化學用語錯誤的是(　　)
A.次氟酸(HOF)的電子式:
B.2px能級電子云輪廓圖:
C.基態Fe3+的價層電子排布圖:
D.的空間結構:
(1)書寫電子式時的易錯點。
①漏寫未成對電子,如N2的電子式應為N N,易誤寫成N N。
②混淆電子式與化學式的書寫,如Na2S的電子式應為Na+[]2-Na+,易誤寫成N[]2-。
③共用電子對數目寫錯,如CO2的電子式應為C,易誤寫成C。
④根、基電子式混淆不清,如OH-的電子式應為[H]-,易誤寫成H。
⑤錯誤使用括號,如HCl的電子式應為H,易誤寫成H+[]-;N的電子式應為[HH]+,易誤寫成HH+。
(2)書寫結構式、結構簡式時的易錯點。
①書寫結構式時原子結合順序寫錯,如HClO的結構式應為H—O—Cl,易誤寫成H—Cl—O。
②書寫結構簡式時漏寫官能團,如乙烯的結構簡式為CH2CH2,易誤寫成CH2CH2。
微專題1
真題體驗
1.D　解析　O質子數為8,質量數為18,根據質量數=質子數+中子數,可算得中子數為10,A項正確;SO2中心原子S原子價層電子對數為2+×(6-2×2)=3,其價層電子對互斥(VSEPR)模型為平面三角形,B項正確;KCl為離子化合物,用電子式表示形成過程為,C項正確;有機物主鏈上有6個碳原子,第2、4號碳原子上連有甲基,命名為2,4 二甲基己烷,D項錯誤。
2.C　解析　中子數為1的He核素其質量數為1+2=3,故其應表示為He,A項錯誤;SiO2晶體中只含有共價鍵,為共價晶體,B項錯誤;兩個F原子的2p軌道單電子相互重疊形成p p σ鍵,C項正確;PCl3的中心原子上存在1個孤電子對,其VSEPR模型為四面體形,PCl3的空間結構為三角錐形,D項錯誤。
3.B　解析　Ca2+和Cl-的核外電子數都是18,最外層電子排布圖均為
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
,A項正確;PH3中磷原子和每個氫原子共用一對電子,中心原子P原子的價層電子對數為3+×(5-3×1)=4,孤電子對數為1,PH3的電子式為H,B項錯誤;1個CH2CHCH2CH2CH3分子中存在1個碳碳雙鍵,位于1號碳原子與2號碳原子之間,存在3個碳碳單鍵,無支鏈,且氫原子半徑小于碳原子半徑,其分子結構模型表示為,C項正確;C、C和C是質子數相同、中子數不同的碳原子,是碳元素的不同核素,互為同位素,D項正確。
4.B　解析　氯元素為ⅦA族元素,最外層電子數為7,Cl原子與Cl原子共用1對電子形成Cl2,用電子式表示Cl2的形成過程為·+·,A項正確;亞銅氨中銅元素的化合價為+1價,而[Cu(NH3)2]2+中銅元素為+2價,亞銅氨溶液除去合成氨原料氣中的CO的原理為[Cu]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+,B項錯誤;π鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的,用電子云輪廓圖表示p p π鍵的形成為,C項正確;中的氨基和中的羧基發生縮聚反應生成高聚物和水,其反應的化學方程式為+
+(2n-1)H2O,D項正確。
典題演練
1.A　解析　H2O2是共價化合物,其電子式:H,A項錯誤;CH4為正四面體形,CH4分子的球棍模型為,B項正確;Al的原子序數為13,即Al3+的結構示意圖為,C項正確;乙炔中含有碳碳三鍵,結構式為H—C≡C—H,D項正確。
2.A　解析　含有的官能團為羥基,甲基與羥基相鄰,系統命名為2 甲基苯酚,A項正確;臭氧中心O原子的價層電子對數為2+=3,屬于sp2雜化,有1個孤電子對,臭氧為V形分子,分子的球棍模型為,B項錯誤;K能層只有1個能級1s,不存在1p能級,C項錯誤;p p π鍵形成的軌道重疊示意圖為,D項錯誤。
3.C　解析　NaOH是離子化合物,電子式:Na+H]-,A項正確;異丙基的結構簡式為,B項正確;Na+的離子半徑比Cl-的小,水分子電荷情況如圖,Cl-帶負電荷,水分子在Cl-周圍時,呈正電性的H朝向Cl-,水分子在Na+周圍時,呈負電性的O朝向Na+,NaCl溶液中的水合離子應為、,C項錯誤;Cl2分子中的共價鍵是由2個氯原子各提供1個未成對電子的3p原子軌道重疊形成的p p σ鍵,形成過程為,D項正確。
4.D　解析　甲酸甲酯的結構簡式為HCOOCH3,A項錯誤;HClO的結構式為H—O—Cl,中心O原子采用sp3雜化,所以分子呈V形,B項錯誤;N2H4的電子式為H,C項錯誤;S元素是第16號元素,基態硫原子的價電子軌道表示式為
↑↓
↑ ↑↓ ↑
,D項正確。
5.A　解析　HOF是共價化合物,電子式為,A項錯誤;p能級電子云輪廓圖為啞鈴形,B項正確;根據核外電子排布規則,Fe3+的5個未成對電子占據3d軌道,且自旋方向相同,C項正確;氨分子與鋅離子構成的配合物的空間結構為正四面體形,D項正確。微專題2　物質結構與性質
　
1.(2024·甘肅卷)溫室氣體N2O在催化劑作用下可分解為O2和N2,也可作為氧化劑氧化苯制苯酚。據此完成下面小題。
(1)下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑:OB.第一電離能:CC.在水中的溶解度:苯<苯酚
D.苯和苯酚中C原子的雜化方式相同
(2)下列說法錯誤的是(　　)
A.相同條件下N2比O2穩定
B.N2O與的空間構型相同
C.N2O中N—O鍵比N—N鍵更易斷裂
D.N2O中σ鍵和大π鍵的數目不相等
2.(2024·江蘇卷)下列有關反應描述正確的是(　　)
A.CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO,H斷裂C—O鍵
B.氟氯烴破壞臭氧層,氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程
C.丁烷催化裂化為乙烷和乙烯,丁烷斷裂σ鍵和π鍵
D.石墨轉化為金剛石,碳原子軌道的雜化類型由sp3轉變為sp2
3.(2024·湖北卷) 基本概念和理論是化學思維的基石。下列敘述錯誤的是(　　)
A.VSEPR理論認為VSEPR模型與分子的空間結構相同
B.元素性質隨著原子序數遞增而呈周期性變化的規律稱為元素周期律
C.泡利原理認為一個原子軌道內最多只能容納兩個自旋相反的電子
D.sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜而成
4.(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體,與某些易燃物作用可全部生成氣態產物,如:NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有關化學用語或表述正確的是(　　)
A.HCl的形成過程可表示為H·+·→H+-
B.NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結構
C.在C60、石墨、金剛石中,碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式
D.NH3和CO2都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力
5.(2024·安徽卷)地球上的生物氮循環涉及多種含氮物質,轉化關系之一如圖所示(X、Y均為氮氧化物),羥胺(NH2OH)以中間產物的形式參與循環。常溫常壓下,羥胺易潮解,水溶液呈堿性,與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用于藥品、香料等的合成。
已知25 ℃時,Ka(HNO2)=7.2×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
下列有關物質結構或性質的比較中,正確的是(　　)
A.鍵角:NH3>N
B.熔點:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃時同濃度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羥胺分子間氫鍵的強弱:O—H…O>N—H…N
一、分子結構中的兩個理論
1.雜化軌道理論
(1)基本觀點:雜化軌道成鍵滿足原子軌道最大重疊原理;雜化軌道形成的共價鍵更加牢固。
(2)雜化軌道類型與分子的空間結構的關系。
雜化軌 道類型 雜化軌 道數目 分子的空間結構 實例
sp 2 直線形 CO2、BeCl2、HgCl2
sp2 3 平面三角形 BF3、BCl3、CH2O
sp3 4 等性雜化: 正四面體 CH4、CCl4、N
不等性雜化: 具體情況不同 NH3(三角錐形)、H2S、 H2O(V形)
2.價層電子對互斥模型
(1)基本觀點:分子中的價層電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥作用,盡可能趨向彼此遠離。
(2)價層電子對數的計算。
價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子的孤電子對數=n=(中心原子的價電子數+m×配位原子提供的價電子數±離子電荷數)[當電荷數為正值時,公式中取“-”,當電荷數為負值時,公式中取“+”]。規定:作配位原子時,H和鹵素原子X提供的價電子數為1,ⅥA原子(O和S)提供的價電子數為0。
(3)價層電子對互斥模型在判斷分子空間結構中的應用。
價層電 子對數 VSEPR 模型名稱 成鍵電 子對數 孤電子 對數 分子的空 間結構 實例
2 直線形 2 0 直線形 CO2、C2H2
3 平面 三角形 3 0 平面 三角形 BF3、SO3
2 1 V形 SnCl2、PbCl2
4 正四面體 4 0 正四 面體 CH4、S、 CCl4、N
3 1 三角錐形 NH3、PH3
2 2 V形 H2O、H2S
二、共價鍵與分子間作用力
1.共價鍵分類
(1)
(2)配位鍵:形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A)能夠提供孤電子對,另一方(B)具有能夠接受孤電子對的空軌道,可表示為AB。
2.σ鍵和π鍵的判斷方法
共價單鍵全為σ鍵,共價雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵,共價三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。
3.三種微粒間作用
范德華力 氫鍵 共價鍵
作用微粒 分子 H與N、O、F 原子
強度比較 共價鍵>氫鍵>范德華力
影響因素 組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大 形成氫鍵元素的電負性 原子半徑
對性質 的影響 影響物質的熔、沸點,溶解度等物理性質 分子間氫鍵使熔、沸點升高,溶解度增大 鍵能越大,穩定性越強
三、分子的極性和溶解性
1.分子的極性
2.分子的溶解性
(1)“相似相溶”規律:非極性溶質一般能溶于非極性溶劑,極性溶質一般能溶于極性溶劑,若存在氫鍵,則溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。
(2)“相似相溶”還適用于分子結構的相似性,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明顯減小。
四、晶體熔、沸點高低的比較
共價 晶體 原子半徑越小、鍵長越短,則鍵能越大,其熔、沸點就越高,如:金剛石>晶體硅。
離子 晶體 陰、陽離子所帶電荷數越多,離子半徑越小,則離子鍵越強,熔、沸點就越高,如:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl。
金屬 晶體 金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數越多,其形成的金屬鍵越強,金屬單質的熔、沸點就越高,如Al>Mg>Na。
分子 晶體 存在分子間氫鍵 其熔、沸點較高,如:H2O>H2S
組成和結構相似 相對分子質量越大,其熔、沸點就越高,如:HI>HBr
五、配合物
配合物 的組成 [中心離子(配體)n][外界] (內界)　　　
典型配合物 [Cu(NH3)4]SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH
中心離子 Cu2+ Fe3+ Ag+
中心離子 結構特點 一般是金屬離子,特別是過渡金屬離子,必須有空軌道
配體 NH3 SCN- NH3
配體結 構特點 分子或離子必須含有孤電子對(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位數(n) 4 3 2
外界 S 無 OH-
顏色 深藍色 紅色 無色
配離子所 含化學鍵 配體通過配位鍵與中心離子結合,配體中可能含有共價鍵
配合物所 含化學鍵 配位鍵、離子鍵;配體或外界中可能還含有共價鍵
配合物的 常見性質 屬于離子化合物,多數能溶解、能電離,多數有顏色
金屬羰基 配合物 是過渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物,如四羰基鎳[Ni(CO)4]。在許多有機化合物的合成反應中,金屬羰基配合物常常作為這些反應的催化劑
二茂鐵的結構為一個鐵原子處在兩個平行的環戊二烯的環之間。在固體狀態下,兩個茂環相互錯開成全錯位構型,溫度升高時則繞垂直軸相對轉動。二茂鐵的化學性質穩定,類似于芳香族化合物
1.(2024·湖北卷)結構決定性質,性質決定用途。下列事實解釋錯誤的是(　　)
選項 事實 解釋
A 甘油是黏稠液體 甘油分子間的氫鍵較強
B 王水溶解鉑 濃鹽酸增強了濃硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶體中水分子的空間利用率相對較低
D 石墨能導電 未雜化的p軌道重疊使電子可在整個碳原子平面內運動
2.(2024·山東卷)由O、F、I組成化學式為IO2F的化合物,能體現其成鍵結構的片段如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.圖中代表F原子
B.該化合物中存在過氧鍵
C.該化合物中I原子存在孤對電子
D.該化合物中所有碘氧鍵鍵長相等
3.(2024·安徽卷)某催化劑結構簡式如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.該物質中Ni元素為+2價
B.基態原子的第一電離能:Cl>P
C.該物質中C原子和P原子均采取sp2雜化
D.基態Ni原子價電子排布式為3d84s2
4.(2024·河北卷)從微觀視角探析物質結構及性質是學習化學的有效方法。下列實例與解釋不符的是(　　)
選項 實例 解釋
A 原子光譜是不連續的線狀譜線 原子的能級是量子化的
B CO2、CH2O、CCl4鍵角依次減小 孤電子對與成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力
C CsCl晶體中Cs+與8個Cl-配位,而NaCl晶體中Na+與6個Cl-配位 Cs+比Na+的半徑大
D 逐個斷開CH4中的C—H鍵,每步所需能量不同 各步中的C—H鍵所處化學環境不同
5.(2024·湖北卷)科學家合成了一種如圖所示的納米“分子客車”,能裝載多種稠環芳香烴。三種芳烴與“分子客車”的結合常數(值越大越穩定)見表。下列說法錯誤的是(　　)
芳烴 芘 并四苯 蒄
結構
結合常數 385 3 764 176 000
A.芳烴與“分子客車”可通過分子間相互作用形成超分子
B.并四苯直立裝載與平躺裝載的穩定性基本相同
C.從分子大小適配看“分子客車”可裝載2個芘
D.芳烴π電子數越多越有利于和“分子客車”的結合
微專題2
真題體驗
1.(1)B　解析　C、N、O都是第二周期的元素,其原子序數依次遞增,同一周期的元素從左到右原子半徑依次減小,因此,原子半徑從小到大的順序為O(2)D　解析　N2分子中存在的N≡N鍵,O2分子中鍵能小于N≡N鍵,因此,相同條件下N2比O2穩定,A項正確;N2O與均為CO2的等電子體,故其均為直線形分子,兩者空間構型相同,B項正確;N2O的中心原子是N原子,其在催化劑作用下可分解為O2和N2,說明N2O中N—O鍵比N—N鍵更易斷裂,C項正確;N2O中σ鍵和大π鍵的數目均為2,因此,σ鍵和大π鍵的數目相等,D項不正確。
2.B　解析　CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO,CH3CH2OH斷裂C—H鍵和O—H鍵生成CO鍵,A項錯誤;根據題意,氯自由基催化O3分解氟氯烴破壞臭氧層,則氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程,B項正確;丁烷催化裂化為乙烷和乙烯,丁烷斷裂σ鍵,丁烷是飽和烷烴,沒有π鍵,C項錯誤;石墨碳原子軌道的雜化類型為sp2,金剛石碳原子軌道的雜化類型為sp3,石墨轉化為金剛石,碳原子軌道的雜化類型由sp2轉變為sp3,D項錯誤。
3.A　解析　VSEPR模型是價層電子對的空間結構模型,而分子的空間結構指的是成鍵電子對的空間結構,不包括孤電子對,當中心原子上無孤電子對時,兩者空間結構相同,當中心原子上有孤電子對時,兩者空間結構不同,A項錯誤;元素的性質隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化,這一規律叫元素周期律,元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果,B項正確;一個原子軌道里最多只能容納2個電子,它們的自旋相反,這個原理被稱為泡利原理,C項正確;1個s軌道和3個p軌道混雜形成4個能量相同、方向不同的軌道,稱為sp3雜化軌道,D項正確。
4.B　解析　HCl是共價化合物,其電子式為,HCl的形成過程可表示為H×+·,A項錯誤;NH4ClO4中的中心N原子上孤電子對數為×(5-1-4)=0,價層電子對數為4,的中心Cl原子上孤電子對數為×(7+1-2×4)=0,價層電子對數為4,則二者的VSEPR模型和空間結構均為正四面體形,B項正確;C60、石墨、金剛石中碳原子的雜化方式分別為sp2、sp2、sp3,共2種雜化方式,C項錯誤;NH3易液化,其氣化時吸收熱量,可作制冷劑,干冰易升華,升華時吸收熱量,也可作制冷劑,NH3分子間作用力為氫鍵和范德華力,CO2分子間僅存在范德華力,D項錯誤。
5.D　解析　NH3中N原子的價層電子對數=3+×(5-3×1)=3+1=4,為sp3雜化,鍵角為107°,中N原子的價層電子對數=3+×(5+1-3×2)=3+0=3,為sp2雜化,鍵角為120°,故鍵角NH3<,A項錯誤;NH2OH為分子晶體,[NH3OH]Cl為離子晶體,故熔點NH2OH<[NH3OH]Cl,B項錯誤;由題目信息可知,25 ℃時,Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH),故NH2OH的堿性比NH3·H2O弱,故同濃度的水溶液中,[NH3OH]+的水解程度大于的水解程度,同濃度水溶液的pH:[NH3OH]ClN—H…N,D項正確。
典題演練
1.B　解析　1個甘油分子中有3個羥基,分子間可以形成更多的氫鍵,且O元素的電負性較大,故其分子間形成的氫鍵較強,因此甘油是黏稠液體,A項正確;王水溶解鉑,是因為濃鹽酸提供的Cl-能與被硝酸氧化產生的高價態的鉑離子形成穩定的配合物從而促進鉑的溶解,并不是增強了濃硝酸的氧化性,B項不正確;冰晶體中水分子間形成較多的氫鍵,由于氫鍵具有方向性,因此,水分子間形成氫鍵后空隙變大,冰晶體中水分子的空間利用率相對較低,冰的密度小于干冰,C項正確;石墨屬于混合型晶體,在石墨的二維結構平面內,每個碳原子以C—C鍵與相鄰的3個碳原子結合,形成六元環層。碳原子有4個價電子,而每個碳原子僅用3個價電子通過sp2雜化軌道與相鄰的碳原子形成共價鍵,還有1個電子處于碳原子的未雜化的2p軌道上,層內碳原子的這些p軌道相互平行,相鄰碳原子p軌道相互重疊形成大π鍵,這些p軌道的電子可以在整個層內運動,因此石墨能導電,D項正確。
2.C　解析　由圖中信息可知,白色的小球可形成2個共價鍵,灰色的小球只形成1個共價鍵,黑色的大球形成了4個共價鍵,根據O、F、I的電負性大小(F元素最大、I元素最小)及其價電子數可以判斷,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,黑色的大球代表I原子,A項不正確;根據該化合物結構片段可知,每個I原子與3個O原子形成共價鍵,根據均攤法可以判斷必須有2個O原子分別與2個I原子成鍵,才能確定該化合物的化學式為IO2F,因此,該化合物中不存在過氧鍵,B項不正確;I原子的價電子數為7,該化合物中F元素的化合價為-1,O元素的化合價為-2,則I元素的化合價為+5,據此可以判斷每個I原子與其他原子形成3個單鍵和1個雙鍵,I原子的價電子數不等于其形成共價鍵的數目,因此,該化合物中I原子存在孤對電子,C項正確;該化合物中既存在I—O單鍵,又存在IO雙鍵,單鍵和雙鍵的鍵長是不相等的,因此,該化合物中所有碘氧鍵鍵長不相等,D項不正確。
3.C　解析　由結構簡式可知,P原子的3個孤電子與苯環形成共用電子對,P原子剩余的孤電子對與Ni原子形成配位鍵,Cl-提供孤電子對,與Ni原子形成配位鍵,由于整個分子呈電中性,故該物質中Ni元素為+2價,A項正確;同周期元素隨著原子序數的增大,第一電離能有增大趨勢,故基態原子的第一電離能Cl>P,B項正確;該物質中,C原子均存在于苯環上,采取sp2雜化,P原子與苯環形成3對共用電子對,剩余的孤電子對與Ni原子形成配位鍵,價層電子對數為4,采取sp3雜化,C項錯誤;Ni原子的原子序數為28,位于第四周期第Ⅷ族,基態Ni原子價電子排布式為3d84s2,D項正確。
4.B　解析　原子光譜是不連續的線狀譜線,說明原子的能級是不連續的,即原子能級是量子化的,A項正確;CO2中心C原子為sp雜化,鍵角為180°,CH2O中心C原子為sp2雜化,鍵角大約為120°,CH4中心C原子為sp3雜化,鍵角為109°28',三種物質中心C原子都沒有孤電子對,三者鍵角大小與孤電子對無關,B項錯誤;離子晶體的配位數取決于陰、陽離子半徑的相對大小,離子半徑比越大,配位數越大,Cs+周圍最多能排布8個Cl-,Na+周圍最多能排布6個Cl-,說明Cs+比Na+半徑大,C項正確;斷開第一個鍵時,碳原子周圍的共用電子對多,原子核對共用電子對的吸引力較弱,需要能量較小,斷開C—H鍵越多,碳原子周圍共用電子對越少,原子核對共用電子對的吸引力越大,需要的能量變大,所以各步中的C—H鍵所處化學環境不同,每步所需能量不同,D項正確。
5.B　解析　“分子客車”能裝載多種稠環芳香烴,故芳烴與“分子客車”通過分子間作用力形成分子聚集體——超分子,A項正確;“分子客車”的長為2.2 nm、高為0.7 nm,從長的方向觀察,有與并四苯分子適配的結構,從高的方向觀察則缺少合適結構,故平躺裝載的穩定性大于直立裝載的穩定性,B項錯誤;芘與“分子客車”的中間部分結構大小適配,故從分子大小適配看“分子客車”可裝載2個芘,C項正確;芘、并四苯、蒄中π電子數逐漸增多,與“分子客車”的結合常數逐漸增大,而結合常數越大越穩定,故芳烴π電子數越多越有利于和“分子客車”結合,D項正確。微專題3　元素推斷
　
1.(2024·黑吉遼卷)如下反應相關元素中,W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素,基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態,基態Y、Z原子有兩個未成對電子,Q是ds區元素,焰色試驗呈綠色。下列說法錯誤的是(　　)
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.單質沸點:Z>Y>W
B.簡單氫化物鍵角:X>Y
C.反應過程中有藍色沉淀產生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
2.(2024·浙江6月選考)X、Y、Z、M四種主族元素,原子序數依次增大,分別位于三個不同短周期,Y與M同主族,Y與Z的核電荷數相差2,Z的原子最外層電子數是內層電子數的3倍。下列說法不正確的是(　　)
A.鍵角:
B.分子的極性:Y2X2>X2Z2
C.共價晶體熔點:Y>M
D.熱穩定性:YX4>MX4
3.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,Z的價電子所在能層有16個軌道,4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基態原子的未成對電子數:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
4.(2024·廣東卷)一種可為運動員補充能量的物質,其分子結構式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,則(　　)
A.沸點:ZR3B.最高價氧化物的水化物的酸性:ZC.第一電離能:ZD.和空間結構均為平面三角形
1.元素周期表與元素周期律
(1)熟練記憶元素周期表的結構。
(2)深刻理解元素周期律。
項目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子結構 核電荷數 逐漸增大 逐漸增大
電子層數 相同 逐漸增多
原子半徑 逐漸減小 逐漸增大
離子半徑 陽離子逐漸減小,陰離子逐漸減小,r(陰離子)>r(陽離子) 逐漸增大
元素性質 化合價 最高正化合價由+1→+7(O、F除外)負化合價=-(8-主族序數) 相同最高正化合價=主族序數(O、F除外)
元素的金屬性和非金屬性 金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱
氣態氫化物穩定性 逐漸增強 逐漸減弱
最高價氧化物對應的水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱,酸性逐漸增強 堿性逐漸增強,酸性逐漸減弱
第一電離能 增大趨勢(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性) 逐漸減小
電負性 逐漸增大 逐漸減小
2.短周期元素的成鍵特點
短周期 元素 H F、Cl C、Si N、P O、S B
族 ⅠA ⅦA ⅣA ⅤA ⅥA ⅢA
共價鍵 —X —X 或 或—X≡ 或 X— —X—或 X 或
(注:X表示對應表格中的元素)
一般情況下,氫原子通過形成一個單鍵達到2e-穩定狀態,其他原子也可通過形成共價鍵達到8e-穩定狀態,但硼原子既可形成6e-結構,如硼酸、BF3等,也可形成8e-穩定結構,如硼氫化鈉Na+[H]-等。P、S可以形成10e-、12e-結構,如PCl5、SF6等。
1.(2024·河北卷)侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR+YW3+XZ2+W2ZQWXZ3+YW4R,其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是(　　)
A.原子半徑:WB.第一電離能:XC.單質沸點:ZD.電負性:W2.(2024·甘肅卷)X、Y、Z、W、Q為短周期元素,原子序數依次增大,最外層電子數之和為18。Y原子核外有兩個單電子,Z和Q同族,Z的原子序數是Q的一半,W元素的焰色試驗呈黃色。下列說法錯誤的是(　　)
A.X、Y組成的化合物有可燃性
B.X、Q組成的化合物有還原性
C.Z、W組成的化合物能與水反應
D.W、Q組成的化合物溶于水呈酸性
3.(2024·貴州卷)某化合物由原子序數依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q組成(結構如圖)。X的最外層電子數等于內層電子數,Y是有機物分子骨架元素,Q和W能形成兩種室溫下常見的液態化合物。下列說法錯誤的是(　　)
A.第一電離能:YB.該化合物中Q和W之間可形成氫鍵
C.X與Al元素有相似的性質
D.W、Z、Q三種元素可形成離子化合物
4.如圖所示化合物是制備某些藥物的中間體,其中W、X、Y、Z、Q均為短周期元素,且原子序數依次增大,分子中的所有原子均滿足稀有氣體的穩定電子構型,Z原子的電子數是Q的一半。下列說法正確的是(　　)
A.簡單氫化物的穩定性:Z>Q
B.第一電離能:X>Y
C.基態原子的未成對電子數:X>Q
D.原子半徑:Z5.物質W常用作漂白劑和氧化劑,其構成元素均為短周期主族元素,各元素原子半徑與原子序數的關系如圖所示,實驗室中常用CS2洗滌殘留在試管壁上的N單質。下列說法錯誤的是(　　)
W
A.X、Z形成的化合物與M、N形成的化合物可以發生氧化還原反應
B.實驗室中用CS2洗滌殘留在試管壁上的N單質,利用了N單質的還原性
C.Z的氫化物的沸點不一定大于Y的氫化物的沸點
D.化合物W常用作氧化劑,不宜在高溫下使用
微專題3
真題體驗
1.D　解析　Q是ds區元素,焰色試驗呈綠色,則Q為Cu元素;空間運動狀態數是指電子占據的軌道數,基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態,則X為第2周期元素,滿足此條件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z原子序數依次增大,基態Y、Z原子有兩個未成對電子,若Y、Z為第2周期元素,則滿足條件的可能為C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C的原子序數小于N,所以Y不可能為C元素,若Y、Z為第3周期元素,則滿足條件的可能為Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可與Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O元素和S元素形成的才能形成CuZY4,所以Y、Z分別為O元素、S元素,則X只能為N元素;W能與X形成XW3,則W為ⅠA族或ⅦA族元素,但W的原子序數小于N,W為H元素。W、Y、Z分別為H、O、S,S單質常溫下呈固態,其沸點高于氧氣和氫氣,O2和H2均為分子晶體,O2的相對分子質量大于H2,O2的范德華力大于 H2,所以沸點O2>H2,即沸點S>O2>H2,A項正確;Y、X的簡單氫化物分別為H2O和NH3,H2O的中心原子O原子的價層電子對數為2+×(6-2×1)=4、孤電子對數為2,空間結構為V形,鍵角約為105°,NH3的中心原子N原子的價層電子對數為3+×(5-3×1)=4、孤電子對數為1,空間結構為三角錐形,鍵角約107°18',所以簡單氫化物鍵角X>Y,B項正確;硫酸銅溶液中滴加氨水,氨水不足時生成藍色沉淀氫氧化銅,氨水過量時氫氧化銅溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反應過程中有藍色沉淀產生,C項正確;QZX4Y4W12為Cu(NH3)4SO4,其中銅離子提供空軌道、NH3的N原子提供孤電子對,兩者形成配位鍵,配位原子為N,D項錯誤。
2.B　解析　X、Y、Z、M四種主族元素,原子序數依次增大,分別位于三個不同短周期,Y與M同主族,Y與Z的核電荷數相差2,Z的原子最外層電子數是內層電子數的3倍,則Z為O元素,Y為C元素,X為H元素,M為Si元素。為,其中C原子的雜化類型為sp2,的空間結構為平面正三角形,鍵角為120°;為,其中C原子的雜化類型為sp3,的空間結構為三角錐形,由于C原子還有1個孤電子對,故鍵角小于109°28',因此,鍵角的大小關系為,A項正確。Y2X2為C2H2,其為直線形分子,分子結構對稱,分子中正負電荷的中心是重合的,故其為非極性分子;H2O2分子結構不對稱,分子中正負電荷的中心是不重合的,故其為極性分子,因此,兩者極性的大小關系為Y2X23.D　解析　主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,Z的價電子所在能層有16個軌道,則Z原子有4個能層。根據這4種元素形成的化合物的結構可以推斷,W、X、Y、Z分別為H、O、S、K元素。W和Y可以形成H2S,其中S元素顯-2價,因此,電負性S>H,A項不正確;H2SO3是中強酸,而H2SO4是強酸,因此,在相同條件下,后者的酸性較強,B項不正確;H原子只有1個電子,O原子的2p軌道上有4個電子,O原子有2個未成對電子,因此,基態原子的未成對電子數 O>H,C項不正確;K元素的氧化物溶于水且與水反應生成強堿KOH,S元素的氧化物溶于水且與水反應生成H2SO3或H2SO4,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小關系為 K>S,D項正確。
4.D　解析　Y可形成5個共價鍵,Z可形成3個共價鍵,Z和Y同族,Y的原子序數比Z大,即Z為N元素,Y為P元素,W可形成4個共價鍵,原子序數比N小,即W為C元素,R可形成1個共價鍵,原子序數比C小,即R為H元素,X可形成2個共價鍵,原子序數在N和P之間,即X為O元素。由于NH3可形成分子間氫鍵,而PH3不能,因此沸點NH3>PH3,A項錯誤;W為C元素、Z為N元素,由于非金屬性C典題演練
1.C　解析　侯氏制堿法主反應的化學方程式為NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,則可推出W、X、Y、Z、Q、R分別為H、C、N、O、Na、Cl。一般原子的電子層數越多半徑越大,電子層數相同時,核電荷數越大,半徑越小,則原子半徑H2.D　解析　X、Y、Z、W、Q為短周期元素,W元素的焰色試驗呈黃色,W為Na元素;Z和Q同族,Z的原子序數是Q的一半,則Z為O元素、Q為S元素;Y原子核外有兩個單電子且原子序數小于Z,Y為C元素;X、Y、Z、W、Q的最外層電子數之和為18,則X的最外層電子數為18-4-6-1-6=1,X可能為H元素或Li元素。若X為H元素,H元素與C元素組成的化合物為烴,烴能夠燃燒,若X為Li元素,Li元素與C元素組成的化合物也具有可燃性,A項正確;X、Q組成的化合物中Q(即S)元素呈-2價,為S元素的最低價,具有還原性,B項正確;Z、W組成的化合物為Na2O、Na2O2,Na2O與水反應生成NaOH,Na2O2與水反應生成NaOH和O2,C項正確;W、Q組成的化合物Na2S屬于強堿弱酸鹽,其溶于水所得溶液呈堿性,D項錯誤。
3.A　解析　X的最外層電子數等于內層電子數,則X的核外電子排布式為1s22s2,X為Be元素,W只能形成一條共價鍵,結合W的位置可知W為H元素,Y是有機物分子骨架元素,則Y為C元素,Q和W能形成兩種室溫下常見的液態化合物,則Q為O元素,則Z為N元素。同一周期,從左到右,元素的第一電離能呈增大的趨勢,N原子中2p能級上電子為半滿結構,較為穩定,第一電離能大于同周期與之相鄰的元素,則第一電離能:C4.A　解析　由W、X、Y、Z、Q均為短周期元素,且原子序數依次增大,分子中的所有原子均滿足稀有氣體的穩定電子構型,Z原子的電子數是Q的一半,圖中W含有1個化學鍵,原子序數最小,故W為H元素,X含有4個共價鍵,故X為C元素,Z和Q都含2個共價鍵,且Z原子的電子數是Q的一半,故Z為O元素,Q為S元素,Y含3個共價鍵,而且原子序數介于C和O之間,故Y為N元素。非金屬性O>S,故簡單氫化物的穩定性Z>Q,A項正確;由于同一周期從左到右第一電離能呈現增大的趨勢,故第一電離能Y>X,B項錯誤;基態原子中C原子的未成對電子數為2個,S原子的未成對電子數也為2個,故基態原子的未成對電子數X=Q,C項錯誤;原子半徑O>H,故原子半徑Z>W,D項錯誤。
5.B　解析　物質W常用作漂白劑和氧化劑,其構成元素均為短周期主族元素,各元素原子半徑與原子序數的關系如題圖所示,由物質W的結構可知,X只形成了1個共價鍵,X位于第一周期,為H元素,Y、Z位于第二周期,M、N位于第三周期;實驗室中常用CS2洗滌殘留在試管壁上的N單質,則N為S元素;Y形成4個共價鍵,Z形成2個共價鍵,M形成+1價陽離子,則Y為C元素,Z為O元素,M為Na元素。X、Z形成的化合物為水和過氧化氫,M、N形成的化合物為硫化鈉,過氧化氫能夠與硫化鈉發生氧化還原反應,A項正確;N的單質為硫,硫單質為非極性分子,CS2為非極性溶劑,根據相似相溶原理,硫單質易溶于CS2,所以實驗室中用CS2洗滌殘留在試管壁上的硫單質,與S單質的還原性無關,B項錯誤;Y的氫化物為烴,Z的氫化物為水、雙氧水,碳原子數較多的烴常溫下為固態,其沸點高于水和雙氧水,Z的氫化物的沸點不一定高于Y的氫化物的沸點,C項正確;W分子中含有H—O—O—H鍵結構,結合過氧化氫的性質可知,化合物W具有強氧化性,可用作氧化劑,但過氧化氫不穩定,該物質不宜在高溫下使用,D項正確。微專題4　晶胞結構分析
　
1.(2024·湖北卷)黃金按質量分數分級,純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結構如圖,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ⅰ為18K金
B.Ⅱ中Au原子的配位數是12
C.Ⅲ中最小核間距Au-CuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au原子與Cu原子個數比依次為1∶1、1∶3、3∶1
2.(2024·河北卷)金屬鉍及其化合物廣泛應用于電子設備、醫藥等領域。如圖是鉍的一種氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ點的截面圖,晶胞的邊長為a pm,NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是(　　)
A.該鉍氟化物的化學式為BiF3
B.粒子S、T之間的距離為a pm
C.該晶體的密度為 g·cm-3
D.晶體中與鉍離子最近且等距的氟離子有6個
3.(2024·安徽卷)研究人員制備了一種具有鋰離子通道的導電氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和導電時Li+遷移過程如圖所示。已知該氧化物中Ti元素為+4價,La元素為+3價。下列說法錯誤的是(　　)
立方晶胞(LixLayTiO3)
Li+遷移過程示意圖
A.導電時,Ti元素和La元素的價態不變
B.若x=,Li+與空位的數目相等
C.與體心最鄰近的O原子數為12
D.導電時,空位移動方向與電流方向相反
4.(2024·黑吉遼卷)某鋰離子電池電極材料結構如圖。結構1是鈷硫化物晶胞的一部分,可代表其組成和結構;晶胞2是充電后的晶胞結構;所有晶胞均為立方晶胞。下列說法錯誤的是(　　)
A.結構1鈷硫化物的化學式為CO9S8
B.晶胞2中S原子與S原子的最短距離為a
C.晶胞2中距Li原子最近的S原子有4個
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶體
1.晶胞中微粒數目的計算方法——均攤法
2.常見晶體的結構特點
晶體 晶體結構 晶體詳解
干冰 (1)每8個CO2分子構成1個立方體且在6個面的面心又各有1個CO2分子; (2)每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個
金剛石 (1)每個C原子與相鄰4個C原子以共價鍵結合,形成正四面體結構; (2)鍵角均為109°28'; (3)最小碳環由6個C原子組成且6個C原子不在同一平面內; (4)每個C原子參與4個C—C的形成,C原子數與C—C數之比為1∶2
二氧 化硅 (1)每個Si原子與4個O原子以共價鍵結合,形成正四面體結構; (2)每個正四面體占有1個Si原子,4個“”,因此二氧化硅晶體中Si原子與O原子的個數比為1∶2; (3)最小環上有12個原子,即6個O原子、6個Si原子
氯化鈉 (1)每個晶胞中含有4個Na+、4個Cl-; (2)Na+、Cl-的配位數都是6
氯化銫 (1)每個晶胞中含有1個Cs+、1個Cl-; (2)Cs+、Cl-的配位數都是8
銅 (1)每個晶胞中含有4個銅原子; (2)每個銅原子周圍緊鄰的銅原子有12個
石墨 (1)層狀結構,層內碳原子以共價鍵結合,層間靠范德華力維系; (2)層內每個碳原子與另外三個碳原子相連,形成六元環結構。每個六元環平均占有2個碳原子
1.(2024·湖南卷)Li2CN2是一種高活性的人工固氮產物,其合成反應為2LiH+C+N2Li2CN2+H2,晶胞如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.合成反應中,還原劑是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+個數為4
C.每個周圍與它最近且距離相等的Li+有8個
D.為V形結構
2.(2024·甘肅卷)β MgCl2晶體中,多個晶胞無隙并置而成的結構如圖甲所示,其中部分結構顯示為圖乙,下列說法錯誤的是(　　)
甲 乙
A.電負性:MgB.單質Mg是金屬晶體
C.晶體中存在范德華力
D.Mg2+的配位數為3
3.鋯(Zr)是重要的戰略金屬,可從其氧化物中提取。如圖是某種鋯的氧化物晶體的立方晶胞,NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是(　　)
A.該氧化物的化學式為ZrO2
B.該氧化物的密度為 g·cm-3
C.Zr原子之間的最短距離為a pm
D.若坐標取向不變,將p點Zr原子平移至原點,則q點Zr原子位于晶胞xy面的面心
4.晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1),進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質材料(圖2)。下列說法錯誤的是(　　)
圖1　圖2
A.圖1晶體密度為 g·cm-3
B.圖1中O原子的配位數為6
C.圖2表示的化學式為LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代產生的空位有利于Li+傳導
微專題4
真題體驗
1.C　解析　由24K金的質量分數為100%,則18K金的質量分數為×100%=75%,Ⅰ中Au原子和Cu原子個數比值為1∶1,則Au元素的質量分數為×100%≈75%,為18K金,A項正確。Ⅱ中Au原子處于立方體的八個頂點,Au原子的配位數指距離最近的Cu原子個數,Cu原子處于晶胞面心處,類似于二氧化碳晶胞結構,二氧化碳分子周圍距離最近的二氧化碳分子有12個,則Au原子的配位數為12,B項正確。設Ⅲ的晶胞參數為a,Au-Cu的核間距為a,Au-Au的最小核間距也為 a,最小核間距Au-Cu=Au-Au,C項錯誤。Ⅰ中,Au原子處于晶胞內部,Cu原子處于晶胞的八個頂點,二者原子個數比為1∶1;Ⅱ中,Au原子處于晶胞的八個頂點,Cu原子處于晶胞面心,二者原子個數比為8×∶6×=1∶3;Ⅲ中,Au原子處于晶胞的面心,Cu原子處于頂點,二者原子個數比為6×∶8×=3∶1;D項正確。
2.D　解析　根據題給晶胞結構,由均攤法可知,每個晶胞中含有1+12×=4個Bi,含有8+8×+6×=12個F,故該鉍氟化物的化學式為BiF3,A項正確;將晶胞均分為8個小立方體,由晶胞中MNPQ點的截面圖可知,晶胞體內的8個F-位于8個小立方體的體心,以M為原點建立坐標系,令N的原子分數坐標為(0,0,1),T的原子分數坐標為1,,,則S的原子分數坐標為,,,所以粒子S、T之間的距離為×a pm=a pm,B項正確;每個晶胞中有4個Bi3+、12個F-,晶胞體積為(a pm)3=a3×10-30 cm3,則晶體密度ρ== g·cm-3= g·cm-3,C項正確;以晶胞體心處鉍離子為分析對象,距離其最近且等距的氟離子位于晶胞體內,共有8個,D項錯誤。
3.B　解析　根據題意,導電時Li+發生遷移,化合價不變,則Ti元素和La元素的價態不變,A項正確;根據“均攤法”,1個晶胞中含Ti原子數為8×=1個,含O原子數為12×=3個,含La原子或Li原子或空位共1個,若x=,則La原子和空位共,n(La)+n(空位)=,結合正、負化合價代數和為0,(+1)×+(+3)×n(La)+(+4)×1+(-2)×3=0,解得n(La)=、n(空位)=,Li+與空位數目不相等,B項錯誤;由立方晶胞的結構可知,與體心最鄰近的O原子數為12,即位于棱心的12個O原子,C項正確;導電時Li+向陰極移動方向,即與電流方向相同,則空位移動方向與電流方向相反,D項正確。
4.B　解析　由均攤法得,結構1中含有Co原子的數目為4+4×=4.5,含有S原子的數目為1+12×=4,Co原子與S原子的原子個數比為9∶8,因此結構1的化學式為Co9S8,A項正確;由題圖可知,晶胞2中S原子與S原子的最短距離為面對角線的,晶胞邊長為a,即S原子與S原子的最短距離為a,B項錯誤;如題圖晶胞2:,以圖中的Li原子為例,與其最近的S原子共4個,C項正確;如圖,當2個晶胞2放在一起時,圖中截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶體,D項正確。
典題演練
1.D　解析　LiH中H元素為-1價,由圖中化合價可知,N元素為-3價,C元素為+4價,根據反應2LiH+C+N2Li2CN2+H2可知,H元素由-1價升高到0價,C元素由0價升高到+4價,N元素由0價降低到-3價,由此可知還原劑是LiH和C,A項正確;根據均攤法可知,Li+位于晶胞的面上,則含有的Li+個數為8×=4,B項正確;觀察位于體心的可知,與它最近且距離相等的Li+有8個,C項正確;的中心原子C原子的價層電子對數為2+×(4+2-3×2)=2,且與CO2互為等電子體,可知為直線形分子,D項錯誤。
2.D　解析　電負性越大的元素吸引電子的能力越強,活潑金屬的電負性小于活潑非金屬,因此,Mg元素的電負性小于Cl元素,A項正確;金屬晶體包括金屬單質及合金,單質Mg是金屬晶體,B項正確;由晶體結構可知,該結構中存在層狀結構,層與層之間存在范德華力,C項正確;由圖乙中結構可知,每個Mg2+與周圍6個Cl-最近且距離相等,因此,Mg2+的配位數為6,D項錯誤。
3.B　解析　根據“均攤法”,晶胞中含4個Zr原子、8×+12×+6×+1=8個O原子,則該氧化物的化學式為ZrO2,A項正確;晶體密度為ρ= g·cm-3= g·cm-3,B項錯誤;Zr原子之間的最短距離為面對角線的一半,即a pm,C項正確;據題圖中所示坐標系可知,p點坐標為,,,q點坐標為,,,若將p點Zr原子平移至原點,晶胞中各點坐標均由(x,y,z)變為x-,y-,z-,因此q點坐標變為,,0,即晶胞xy面的面心,D項正確。
4.C　解析　根據均攤法,圖1的晶胞中含Li原子數為8×+1=3,含O原子數為2×=1,含Cl原子數為4×=1,1個晶胞的質量為 g= g,晶胞的體積為(a×10-10 cm)3=a3×10-30 cm3,則晶體的密度為 g·cm-3,A項正確;圖1晶胞中,O原子位于面心,與O原子等距離且最近的Li原子有6個,O原子的配位數為6,B項正確;根據均攤法,圖2中Li原子數為1,Mg原子或空位為8×=2,O原子數為2×=1,Cl或Br原子數為4×=1,Mg原子的個數小于2,根據正、負化合價的代數和為0,圖2的化學式為LiMgOClxBr1-x,C項錯誤;進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質材料,說明Mg2+取代產生的空位有利于Li+的傳導,D項正確。(共29張PPT)
專題三
物質結構與性質
高
考
專
題
攻
略
微專題1　化學用語
專題三　物質結構與性質
解析
2.(2024·黑吉遼卷)下列化學用語或表述正確的是(　　)
A.中子數為1的氦核素：He
B.SiO2的晶體類型：分子晶體
C.F2的共價鍵類型：p-p σ鍵
D.PCl3的空間結構：平面三角形
中子數為1的He核素其質量數為1+2=3，故其應表示為He，A項錯誤；SiO2晶體中只含有共價鍵，為共價晶體，B項錯誤；兩個F原子的2p軌道單電子相互重疊形成p-p σ鍵，C項正確；PCl3的中心原子上存在1個孤電子對，其VSEPR模型為四面體形，PCl3的空間結構為三角錐形，D項錯誤。
解析
解析
解析
解析
解析
1.熟悉常考化學用語及其規范使用
2.用電子式表示兩類化學鍵的形成過程
解析
解析
解析
解析
解析
解析
R
贏在欲點
7
1
81
7T/
行的可
Bi
To
(苑
68
Er
中子數為1的He核素其質量數為1+2=3，故其應表示為He,A項
錯誤；SO2晶體中只含有共價鍵，為共價晶體，B項錯誤；兩個F
原子的2p軌道單電子相互重疊形成p-pō鍵，C項正確；PC13的中
心原子上存在1個孤電子對，其VSEPR模型為四面體形，PC3的空
間結構為三角錐形，D項錯誤。(共48張PPT)
微專題2　物質結構與性質
專題三　物質結構與性質
1.(2024·甘肅卷)溫室氣體N2O在催化劑作用下可分解為O2和N2，也可作為氧化劑氧化苯制苯酚。據此完成下面小題。
(1)下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑：OB.第一電離能：CC.在水中的溶解度：苯<苯酚
D.苯和苯酚中C原子的雜化方式相同
C、N、O都是第二周期的元素，其原子序數依次遞增，同一周期的元素從左到右原子半徑依次減小，因此，原子半徑從小到大的順序為O解析
分子，苯酚是極性分子，且苯酚與水分子之間可以形成氫鍵，根據相似相溶規則可知，苯酚在水中的溶解度大于苯，C項正確；苯和苯酚中C原子的雜化方式均為sp2，雜化方式相同，D項正確。
解析
(2)下列說法錯誤的是(　　)
A.相同條件下N2比O2穩定
B.N2O與的空間構型相同
C.N2O中N—O鍵比N—N鍵更易斷裂
D.N2O中σ鍵和大π鍵的數目不相等
N2分子中存在的N≡N鍵，O2分子中鍵能小于N≡N鍵，因此，相同條件下N2比O2穩定，A項正確；N2O與均為CO2的等電子體，故其均為直線形分子，兩者空間構型相同，B項正確；N2O的中心原子是N原子，其在催化劑作用下可分解為O2和N2，說明N2O中N—O鍵比N—N鍵更易斷裂，C項正確；N2O中σ鍵和大π鍵的數目均為2，因此，σ鍵和大π鍵的數目相等，D項不正確。
解析
2.(2024·江蘇卷)下列有關反應描述正確的是(　　)
A.CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO，OH斷裂C—O鍵
B.氟氯烴破壞臭氧層，氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程
C.丁烷催化裂化為乙烷和乙烯，丁烷斷裂σ鍵和π鍵
D.石墨轉化為金剛石，碳原子軌道的雜化類型由sp3轉變為sp2
CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO，CH3CH2OH斷裂C—H鍵和O—H鍵生成C==O鍵，A項錯誤；根據題意，氯自由基催化O3分解氟氯烴破壞臭氧層，則氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程，B項正確；丁烷催化裂化為乙烷和乙烯，丁烷斷裂σ鍵，丁烷是飽和烷烴，沒有π鍵，C項錯誤；石墨碳原子軌道的雜化類型為sp2，金剛石碳原子軌道的雜化類型為sp3，石墨轉化為金剛石，碳原子軌道的雜化類型由sp2轉變為sp3，D項錯誤。
解析
3.(2024·湖北卷) 基本概念和理論是化學思維的基石。下列敘述錯誤的是(　　)
A.VSEPR理論認為VSEPR模型與分子的空間結構相同
B.元素性質隨著原子序數遞增而呈周期性變化的規律稱為元素周期律
C.泡利原理認為一個原子軌道內最多只能容納兩個自旋相反的電子
D.sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜而成
VSEPR模型是價層電子對的空間結構模型，而分子的空間結構指的是成鍵電子對的空間結構，不包括孤電子對，當中心原子上無孤電子對時，兩者空間結構相同，當中心原子上有孤電子對時，兩者空間結構不同，A項錯誤；元素的性質隨著原子序數的遞增而呈現周期性的變化，這一規律叫元素周期律，元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果，B項
解析
正確；一個原子軌道里最多只能容納2個電子，它們的自旋相反，這個原理被稱為泡利原理，C項正確；1個s軌道和3個p軌道混雜形成4個能量相同、方向不同的軌道，稱為sp3雜化軌道，D項正確。
解析
4.(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體，與某些易燃物作用可全部生成氣態產物，如：NH4ClO4+2C===NH3↑+2CO2↑+
HCl↑。下列有關化學用語或表述正確的是(　　)
A.HCl的形成過程可表示為
B.NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結構
C.在C60、石墨、金剛石中，碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式
D.NH3和CO2都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力
HCl是共價化合物，其電子式為 ，HCl的形成過程可表示為
，A項錯誤；NH4ClO4中的中心N原子上孤電子對數為×(5-1-4)=0，價層電子對數為4，的中心Cl原子上孤電子對數為×(7+1-2×4)=0，價層電子對數為4，則二者的VSEPR模型和空間結構均為正四面體形，B項正確；C60、石墨、
解析
金剛石中碳原子的雜化方式分別為sp2、sp2、sp3，共2種雜化方式,
C項錯誤；NH3易液化，其氣化時吸收熱量，可作制冷劑，干冰易升華，升華時吸收熱量，也可作制冷劑，NH3分子間作用力為氫鍵和范德華力，CO2分子間僅存在范德華力，D項錯誤。
解析
5.(2024·安徽卷)地球上的生物
氮循環涉及多種含氮物質，轉
化關系之一如圖所示(X、Y均
為氮氧化物)，羥胺(NH2OH)以
中間產物的形式參與循環。常
溫常壓下，羥胺易潮解，水溶
液呈堿性，與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用于藥品、香料等的合成。
已知25 ℃時，Ka(HNO2)=7.2×10-4，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Kb(NH2OH)=8.7×10-9。
下列有關物質結構或性質的比較中，正確的是(　　)
A.鍵角：NH3>N
B.熔點：NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃時同濃度水溶液的pH：[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羥胺分子間氫鍵的強弱：O—H…O>N—H…N
NH3中N原子的價層電子對數=3+×(5-3×1)=3+1=4，為sp3雜化，鍵角為107°，中N原子的價層電子對數=3+×(5+1-3×2)=
3+0=3，為sp2雜化，鍵角為120°，故鍵角NH3<，A項錯誤；NH2OH為分子晶體，[NH3OH]Cl為離子晶體，故熔點NH2OH<
[NH3OH]Cl，B項錯誤；由題目信息可知，25 ℃時，Kb(NH3·H2O)
解析
>Kb(NH2OH)，故NH2OH的堿性比NH3·H2O弱，故同濃度的水溶液中，[NH3OH]+的水解程度大于的水解程度，同濃度水溶液的pH：[NH3OH]ClO—H…O>N—H…N，D項正確。
解析
一、分子結構中的兩個理論
1.雜化軌道理論
(1)基本觀點：雜化軌道成鍵滿足原子軌道最大重疊原理；雜化軌道形成的共價鍵更加牢固。
(2)雜化軌道類型與分子的空間結構的關系。
雜化軌 道類型 雜化軌 道數目 分子的空間結構 實例
sp 2 直線形 CO2、BeCl2、HgCl2
sp2 3 平面三角形 BF3、BCl3、CH2O
sp3 4 等性雜化：正四面體 CH4、CCl4、N
不等性雜化： 具體情況不同 NH3(三角錐形)、H2S、H2O(V形)
2.價層電子對互斥模型
(1)基本觀點：分子中的價層電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥作用，盡可能趨向彼此遠離。
(2)價層電子對數的計算。
價層電子對數=σ鍵電子對數+中心原子的孤電子對數=n=(中心原子的價電子數+m×配位原子提供的價電子數±離子電荷數)[當電荷數為正值時，公式中取“-”，當電荷數為負值時，公式中取“+”]。規定:作配位原子時，H和鹵素原子X提供的價電子數為1，ⅥA原子(O和S)提供的價電子數為0。
(3)價層電子對互斥模型在判斷分子空間結構中的應用。
價層電 子對數 VSEPR 模型名稱 成鍵電 子對數 孤電子 對數 分子的空 間結構 實例
2 直線形 2 0 直線形 CO2、C2H2
3 平面 三角形 3 0 平面三角形 BF3、SO3
2 1 V形 SnCl2、PbCl2
4 正四面體 4 0 正四面體 CH4、S、
CCl4、N
3 1 三角錐形 NH3、PH3
2 2 V形 H2O、H2S
二、共價鍵與分子間作用力
1.共價鍵分類
(1)
(2)配位鍵：形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A)能夠提供孤電子
對，另一方(B)具有能夠接受孤電子對的空軌道，可表示為A B。
2.σ鍵和π鍵的判斷方法
共價單鍵全為σ鍵，共價雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，共價三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。
3.三種微粒間作用
范德華力 氫鍵 共價鍵
作用微粒 分子 H與N、O、F 原子
強度比較 共價鍵>氫鍵>范德華力
影響因素 組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大 形成氫鍵元素的電負性 原子半徑
對性質 的影響 影響物質的熔、沸點，溶解度等物理性質 分子間氫鍵使熔、沸點升高，溶解度增大 鍵能越大，穩定性越強
三、分子的極性和溶解性
1.分子的極性
2.分子的溶解性
(1)“相似相溶”規律：非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑，若存在氫鍵，則溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。
(2)“相似相溶”還適用于分子結構的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。
四、晶體熔、沸點高低的比較
共價 晶體 原子半徑越小、鍵長越短，則鍵能越大，其熔、沸點就越高，如：金剛石>晶體硅。
離子 晶體 陰、陽離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，熔、沸點就越高，如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。
金屬 晶體 金屬離子半徑越小，離子所帶電荷數越多，其形成的金屬鍵越強，金屬單質的熔、沸點就越高，如Al>Mg>Na。
分子 晶體 存在分子間氫鍵 其熔、沸點較高，如：H2O>H2S
組成和結構相似 相對分子質量越大，其熔、沸點就越高，如：HI>HBr
五、配合物
配合物 的組成 [中心離子(配體)n][外界] (內界)　　　
典型 配合物 [Cu(NH3)4]SO4 Fe(SCN)3 [Ag(NH3)2]OH
中心離子 Cu2+ Fe3+ Ag+
中心離子 結構特點 一般是金屬離子，特別是過渡金屬離子，必須有空軌道
配體 NH3 SCN- NH3
配體結 構特點 分子或離子必須含有孤電子對(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位數(n) 4 3 2
外界 S 無 OH-
顏色 深藍色 紅色 無色
配離子所 含化學鍵 配體通過配位鍵與中心離子結合，配體中可能含有共價鍵
配合物所 含化學鍵 配位鍵、離子鍵；配體或外界中可能還含有共價鍵
配合物的 常見性質 屬于離子化合物，多數能溶解、能電離，多數有顏色
金屬羰基 配合物 是過渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基鎳[Ni(CO)4]。在許多有機化合物的合成反應中，金屬羰基配合物常常作為這些反應的催化劑
二茂鐵的結構為一個鐵原子處在兩個平行的環戊二烯的環之間。在固體狀態下，兩個茂環相互錯開成全錯位構型，溫度升高時則繞垂直軸相對轉動。二茂鐵的化學性質穩定，類似于芳香族化合物
1.(2024·湖北卷)結構決定性質，性質決定用途。下列事實解釋錯誤的是(　　)
選項 事實 解釋
A 甘油是黏稠液體 甘油分子間的氫鍵較強
B 王水溶解鉑 濃鹽酸增強了濃硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶體中水分子的空間利用率相對較低
D 石墨能導電 未雜化的p軌道重疊使電子可在整個碳原子平面內運動
1個甘油分子中有3個羥基，分子間可以形成更多的氫鍵，且O元素的電負性較大，故其分子間形成的氫鍵較強，因此甘油是黏稠液體，A項正確；王水溶解鉑，是因為濃鹽酸提供的Cl-能與被硝酸氧化產生的高價態的鉑離子形成穩定的配合物從而促進鉑的溶解，并不是增強了濃硝酸的氧化性，B項不正確；冰晶體中水分子間形成較多的氫鍵，由于氫鍵具有方向性，因此，水分子間形成氫鍵后空隙變大，冰晶體中水分子的空間利用率相對較低，冰
解析
的密度小于干冰，C項正確；石墨屬于混合型晶體，在石墨的二維結構平面內，每個碳原子以C—C鍵與相鄰的3個碳原子結合，形成六元環層。碳原子有4個價電子，而每個碳原子僅用3個價電子通過sp2雜化軌道與相鄰的碳原子形成共價鍵，還有1個電子處于碳原子的未雜化的2p軌道上，層內碳原子的這些p軌道相互平行，相鄰碳原子p軌道相互重疊形成大π鍵，這些p軌道的電子可以在整個層內運動，因此石墨能導電，D項正確。
解析
2.(2024·山東卷)由O、F、I組成化學式為IO2F的化合物，能體現其成鍵結構的片段如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.圖中 代表F原子
B.該化合物中存在過氧鍵
C.該化合物中I原子存在孤對電子
D.該化合物中所有碘氧鍵鍵長相等
由圖中信息可知，白色的小球可形成2個共價鍵，灰色的小球只形成1個共價鍵，黑色的大球形成了4個共價鍵，根據O、F、I的電負性大小(F元素最大、I元素最小)及其價電子數可以判斷，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子，A項不正確；根據該化合物結構片段可知，每個I原子與3個O原子形成共價鍵，根據均攤法可以判斷必須有2個O原子分別與2個I原子成鍵，才能確定該化合物的化學式為IO2F，因此，該化合物中不
解析
存在過氧鍵，B項不正確；I原子的價電子數為7，該化合物中F元素的化合價為-1，O元素的化合價為-2，則I元素的化合價為+5，據此可以判斷每個I原子與其他原子形成3個單鍵和1個雙鍵，I原子的價電子數不等于其形成共價鍵的數目，因此，該化合物中I原子存在孤對電子，C項正確；該化合物中既存在I—O單鍵，又存在I==O雙鍵，單鍵和雙鍵的鍵長是不相等的，因此，該化合物中所有碘氧鍵鍵長不相等，D項不正確。
解析
3.(2024·安徽卷)某催化劑結構簡式如圖所示。下列說法錯誤的是
(　　)
A.該物質中Ni元素為+2價
B.基態原子的第一電離能：Cl>P
C.該物質中C原子和P原子均采取sp2雜化
D.基態Ni原子價電子排布式為3d84s2
由結構簡式可知，P原子的3個孤電子與苯環形成共用電子對，P原子剩余的孤電子對與Ni原子形成配位鍵，Cl-提供孤電子對，與Ni原子形成配位鍵，由于整個分子呈電中性，故該物質中Ni元素為+2價，A項正確；同周期元素隨著原子序數的增大，第一電離能有增大趨勢，故基態原子的第一電離能Cl>P，B項正確；該物質中，C原子均存在于苯環上，采取sp2雜化，P原子與苯環形成3對
解析
共用電子對，剩余的孤電子對與Ni原子形成配位鍵，價層電子對數為4，采取sp3雜化，C項錯誤；Ni原子的原子序數為28，位于第四周期第Ⅷ族，基態Ni原子價電子排布式為3d84s2，D項正確。
解析
4.(2024·河北卷)從微觀視角探析物質結構及性質是學習化學的有效方法。下列實例與解釋不符的是(　　)
選項 實例 解釋
A 原子光譜是不連續的線狀譜線 原子的能級是量子化的
B CO2、CH2O、CCl4鍵角依次減小 孤電子對與成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力
C CsCl晶體中Cs+與8個Cl-配位，而NaCl晶體中Na+與6個Cl-配位 Cs+比Na+的半徑大
D 逐個斷開CH4中的C—H鍵，每步所需能量不同 各步中的C—H鍵所處化學環境不同
原子光譜是不連續的線狀譜線，說明原子的能級是不連續的，即原子能級是量子化的，A項正確；CO2中心C原子為sp雜化，鍵角為180°，CH2O中心C原子為sp2雜化，鍵角大約為120°，CH4中心C原子為sp3雜化，鍵角為109°28'，三種物質中心C原子都沒有孤電子對，三者鍵角大小與孤電子對無關，B項錯誤；離子晶體的配位數取決于陰、陽離子半徑的相對大小，離子半徑比越大，
解析
配位數越大，Cs+周圍最多能排布8個Cl-，Na+周圍最多能排布6個Cl-，說明Cs+比Na+半徑大，C項正確；斷開第一個鍵時，碳原子周圍的共用電子對多，原子核對共用電子對的吸引力較弱，需要能量較小，斷開C—H鍵越多，碳原子周圍共用電子對越少，原子核對共用電子對的吸引力越大，需要的能量變大，所以各步中的C—H鍵所處化學環境不同，每步所需能量不同，D項正確。
解析
5.(2024·湖北卷)科學家合成了一種如圖所示的納米“分子客車”，能裝載多種稠環芳香烴。三種芳烴與“分子客車”的結合常數(值越大越穩定)見表。下列說法錯誤的是(　　)
A.芳烴與“分子客車”可通過分子間相互作用形成超分子
B.并四苯直立裝載與平躺裝載的穩定性基本相同
C.從分子大小適配看“分子客車”可裝載2個芘
D.芳烴π電子數越多越有利于和“分子客車”的結合
芳烴 芘 并四苯 蒄
結構
結合常數 385 3 764 176 000
“分子客車”能裝載多種稠環芳香烴，故芳烴與“分子客車”通過分子間作用力形成分子聚集體——超分子，A項正確；“分子客車”的長為2.2 nm、高為0.7 nm，從長的方向觀察，有與并四苯分子適配的結構，從高的方向觀察則缺少合適結構，故平躺裝載的穩定性大于直立裝載的穩定性，B項錯誤；芘與“分子客車”的中間部分結構大小適配，故從分子大小適配看“分子客車”可裝載2個芘，C項
解析
正確；芘、并四苯、蒄中π電子數逐漸增多，與“分子客車”的結合常數逐漸增大，而結合常數越大越穩定，故芳烴π電子數越多越有利于和“分子客車”結合，D項正確。
解析(共38張PPT)
微專題3　元素推斷
專題三　物質結構與性質
1.(2024·黑吉遼卷)如下反應相關元素中，W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態,基態Y、Z原子有兩個未成對電子，Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色。下列說法錯誤的是(　　)
A.單質沸點：Z>Y>W
B.簡單氫化物鍵角：X>Y
C.反應過程中有藍色沉淀產生
D.QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色，則Q為Cu元素；空間運動狀態數是指電子占據的軌道數，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態，則X為第2周期元素，滿足此條件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z原子序數依次增大，基態Y、Z原子有兩個未成對電子，若Y、Z為第2周期元素，則滿足條件的可能為C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C的原子序數小于N，所以Y
解析
不可能為C元素，若Y、Z為第3周期元素，則滿足條件的可能為Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可與Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O元素和S元素形成的才能形成CuZY4，所以Y、Z分別為O元素、S元素，則X只能為N元素；W能與X形成XW3，則W為ⅠA族或ⅦA族元素，但W的原子序數小于N，W為H元素。W、Y、Z分別為H、O、S，S單質常溫下呈固態，其沸點
解析
高于氧氣和氫氣，O2和H2均為分子晶體，O2的相對分子質量大于H2，O2的范德華力大于 H2，所以沸點O2>H2，即沸點S>O2>H2，A項正確；Y、X的簡單氫化物分別為H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的價層電子對數為2+×(6-2×1)=4、孤電子對數為2，空間結構為V形，鍵角約為105°，NH3的中心原子N原子的價層電子對數為3+×(5-3×1)=4、孤電子對數為1，空間結構為三角錐形，鍵
解析
角約107°18'，所以簡單氫化物鍵角X>Y，B項正確；硫酸銅溶液中滴加氨水，氨水不足時生成藍色沉淀氫氧化銅，氨水過量時氫氧化銅溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反應過程中有藍色沉淀產生，C項正確；QZX4Y4W12為Cu(NH3)4SO4，其中銅離子提供空軌道、NH3的N原子提供孤電子對，兩者形成配位鍵，配位原子為N，D項錯誤。
解析
2.(2024·浙江6月選考)X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數依次增大，分別位于三個不同短周期，Y與M同主族，Y與Z的核電荷數相差2，Z的原子最外層電子數是內層電子數的3倍。下列說法不正確的是(　　)
A.鍵角：
B.分子的極性：Y2X2>X2Z2
C.共價晶體熔點：Y>M
D.熱穩定性：YX4>MX4
X、Y、Z、M四種主族元素，原子序數依次增大，分別位于三個不同短周期，Y與M同主族，Y與Z的核電荷數相差2，Z的原子最外層電子數是內層電子數的3倍，則Z為O元素，Y為C元素，X為H元素，M為Si元素。，其中C原子的雜化類型為sp2，的空間結構為平面正三角形，鍵角為120°；，其中C原子的雜化類型為sp3，的空間結構為三角錐形，由于C原
解析
子還有1個孤電子對，故鍵角小于109°28'，因此，鍵角的大小關系為，A項正確。Y2X2為C2H2，其為直線形分子，分子結構對稱，分子中正負電荷的中心是重合的，故其為非極性分子；H2O2分子結構不對稱，分子中正負電荷的中心是不重合的，故其為極性分子，因此，兩者極性的大小關系為Y2X2解析
小于Si，因此，C—C鍵的鍵能大于Si—Si鍵的，故共價晶體熔點較高的是金剛石，C項正確。元素的非金屬性越強，其氣態氫化物的熱穩定性越強；C元素的非金屬性強于Si元素，因此，甲烷的熱穩定性較高，D項正確。
解析
3.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，X、Y的價電子數相等，Z的價電子所在能層有16個軌道，4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是(　　)
A.電負性：W>Y
B.酸性：W2YX3>W2YX4
C.基態原子的未成對電子數：W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH：Z>Y
主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，X、Y的價電子數相等，Z的價電子所在能層有16個軌道，則Z原子有4個能層。根據這4種元素形成的化合物的結構可以推斷，W、X、Y、Z分別為H、O、S、K元素。W和Y可以形成H2S，其中S元素顯-2價，因此，電負性S>H，A項不正確；H2SO3是中強酸，而H2SO4是強
酸，因此，在相同條件下，后者的酸性較強，B項不正確；H原
解析
子只有1個電子，O原子的2p軌道上有4個電子，O原子有2個未成對電子，因此，基態原子的未成對電子數 O>H，C項不正確；K元素的氧化物溶于水且與水反應生成強堿KOH，S元素的氧化物溶于水且與水反應生成H2SO3或H2SO4，因此，氧化物溶于水所得溶液的pH的大小關系為 K>S，D項正確。
解析
4.(2024·廣東卷)一種可為運動員補充能量的物質，其分子結構式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則(　　)
A.沸點：ZR3B.最高價氧化物的水化物的酸性：
ZC.第一電離能：ZD.和空間結構均為平面三角形
Y可形成5個共價鍵，Z可形成3個共價鍵，Z和Y同族，Y的原子序數比Z大，即Z為N元素，Y為P元素，W可形成4個共價鍵，原子序數比N小，即W為C元素，R可形成1個共價鍵，原子序數比C小,即R為H元素，X可形成2個共價鍵，原子序數在N和P之間，即X為O元素。由于NH3可形成分子間氫鍵，而PH3不能，因此沸點NH3>
PH3，A項錯誤；W為C元素、Z為N元素，由于非金屬性C解析
解析
1.元素周期表與元素周期律
(1)熟練記憶元素周期表的結構。
(2)深刻理解元素周期律。
項目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子結構 核電荷數 逐漸增大 逐漸增大
電子層數 相同 逐漸增多
原子半徑 逐漸減小 逐漸增大
離子半徑 陽離子逐漸減小，陰離子逐漸減小，r(陰離子)>r(陽離子) 逐漸增大
元素性質 化合價 最高正化合價由+1→+7(O、F除外)負化合價=-(8-主族序數) 相同最高正化合價=主族序數(O、F除外)
元素的金屬性和非金屬性 金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱
氣態氫化物穩定性 逐漸增強 逐漸減弱
最高價氧化物對應的水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強 堿性逐漸增強，酸性逐漸減弱
第一電離能 增大趨勢(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性) 逐漸減小
電負性 逐漸增大 逐漸減小
2.短周期元素的成鍵特點
(注：X表示對應表格中的元素)
1.(2024·河北卷)侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR+YW3+XZ2+
W2Z===QWXZ3+YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是(　　)
A.原子半徑：WB.第一電離能：XC.單質沸點：ZD.電負性：W侯氏制堿法主反應的化學方程式為NaCl+NH3+CO2+H2O===
NaHCO3↓+NH4Cl，則可推出W、X、Y、Z、Q、R分別為H、C、N、O、Na、Cl。一般原子的電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小，則原子半徑H解析
項錯誤；O2、Cl2為分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高，二者在常溫下均為氣體，Na在常溫下為固體，則沸點O2解析
2.(2024·甘肅卷)X、Y、Z、W、Q為短周期元素，原子序數依次增大，最外層電子數之和為18。Y原子核外有兩個單電子，Z和Q同族,
Z的原子序數是Q的一半，W元素的焰色試驗呈黃色。下列說法錯誤的是(　　)
A.X、Y組成的化合物有可燃性
B.X、Q組成的化合物有還原性
C.Z、W組成的化合物能與水反應
D.W、Q組成的化合物溶于水呈酸性
X、Y、Z、W、Q為短周期元素，W元素的焰色試驗呈黃色，W為Na元素；Z和Q同族，Z的原子序數是Q的一半，則Z為O元素、Q為S元素；Y原子核外有兩個單電子且原子序數小于Z，Y為C元素;
X、Y、Z、W、Q的最外層電子數之和為18，則X的最外層電子數為18-4-6-1-6=1，X可能為H元素或Li元素。若X為H元素，H元素與C元素組成的化合物為烴，烴能夠燃燒，若X為Li元素，Li元素
解析
與C元素組成的化合物也具有可燃性，A項正確；X、Q組成的化合物中Q(即S)元素呈-2價，為S元素的最低價，具有還原性，B項正確；Z、W組成的化合物為Na2O、Na2O2，Na2O與水反應生成NaOH，Na2O2與水反應生成NaOH和O2，C項正確；W、Q組成的化合物Na2S屬于強堿弱酸鹽，其溶于水所得溶液呈堿性，D項錯誤。
解析
3.(2024·貴州卷)某化合物由原子序數依次增大的短周期主族元素
W、X、Y、Z、Q組成(結構如圖)。X的最外層電子數等于內層電子數，Y是有機物分子骨架元素，Q和W能形成兩種室溫下常見的液態化合物。下列說法錯誤的是(　　)
A.第一電離能：YB.該化合物中Q和W之間可形成氫鍵
C.X與Al元素有相似的性質
D.W、Z、Q三種元素可形成離子化合物
X的最外層電子數等于內層電子數，則X的核外電子排布式為1s22s2，X為Be元素，W只能形成一條共價鍵，結合W的位置可知W為H元素，Y是有機物分子骨架元素，則Y為C元素，Q和W能形成兩種室溫下常見的液態化合物，則Q為O元素，則Z為N元素。同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大的趨勢，N原子中2p能級上電子為半滿結構，較為穩定，第一電離能大于同周期
解析
與之相鄰的元素，則第一電離能：C解析
4.如圖所示化合物是制備某些藥物的中間體，其中W、X、Y、Z、Q均為短周期元素，且原子序數依次增大，分子中的所有原子均滿足稀有氣體的穩定電子構型，Z原子的電子數是Q的一半。下列說法正確的是(　　)
A.簡單氫化物的穩定性：Z>Q
B.第一電離能：X>Y
C.基態原子的未成對電子數：X>Q
D.原子半徑：Z由W、X、Y、Z、Q均為短周期元素，且原子序數依次增大，分子中的所有原子均滿足稀有氣體的穩定電子構型，Z原子的電子數是Q的一半，圖中W含有1個化學鍵，原子序數最小，故W為H元素，X含有4個共價鍵，故X為C元素，Z和Q都含2個共價鍵，且Z原子的電子數是Q的一半，故Z為O元素，Q為S元素，Y含3個共價鍵，而且原子序數介于C和O之間，故Y為N元素。非金屬性O>S，故簡
解析
單氫化物的穩定性Z>Q，A項正確；由于同一周期從左到右第一電離能呈現增大的趨勢，故第一電離能Y>X，B項錯誤；基態原子中C原子的未成對電子數為2個，S原子的未成對電子數也為2個，故基態原子的未成對電子數X=Q，C項錯誤；原子半徑O>H，故原子半徑Z>W，D項錯誤。
解析
5.物質W常用作漂白劑和氧化劑，其構成元素均為短周期主族元素，各元素原子半徑與原子序數的關系如圖所示，實驗室中常用CS2洗滌殘留在試管壁上的N單質。下列說法錯誤的是(　　)
A.X、Z形成的化合物與M、N形成的化合物可以發生氧化還原反應
B.實驗室中用CS2洗滌殘留在試管壁上的N單質，利用了N單質的還原性
C.Z的氫化物的沸點不一定大于Y的氫化物的沸點
D.化合物W常用作氧化劑，不宜在高溫下使用
物質W常用作漂白劑和氧化劑，其構成元素均為短周期主族元素,各元素原子半徑與原子序數的關系如題圖所示，由物質W的結構可知，X只形成了1個共價鍵，X位于第一周期，為H元素，Y、Z位于第二周期，M、N位于第三周期；實驗室中常用CS2洗滌殘留在試管壁上的N單質，則N為S元素；Y形成4個共價鍵，Z形成2個共價鍵，M形成+1價陽離子，則Y為C元素，Z為O元素，M為Na
解析
元素。X、Z形成的化合物為水和過氧化氫，M、N形成的化合物為硫化鈉，過氧化氫能夠與硫化鈉發生氧化還原反應，A項正確;
N的單質為硫，硫單質為非極性分子，CS2為非極性溶劑，根據相似相溶原理，硫單質易溶于CS2，所以實驗室中用CS2洗滌殘留在試管壁上的硫單質，與S單質的還原性無關，B項錯誤；Y的氫化物為烴，Z的氫化物為水、雙氧水，碳原子數較多的烴常溫下為固
解析
態，其沸點高于水和雙氧水，Z的氫化物的沸點不一定高于Y的氫化物的沸點，C項正確；W分子中含有H—O—O—H鍵結構，結合過氧化氫的性質可知，化合物W具有強氧化性，可用作氧化劑，但過氧化氫不穩定，該物質不宜在高溫下使用，D項正確。
解析(共33張PPT)
微專題4　晶胞結構分析
專題三　物質結構與性質
1.(2024·湖北卷)黃金按質量分數分級，純金為24K。Au-Cu合金的三種晶胞結構如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是(　　)
A.Ⅰ為18K金
B.Ⅱ中Au原子的配位數是12
C.Ⅲ中最小核間距Au-CuD.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au原子與Cu原子個數比依次為1∶1、1∶3、3∶1
由24K金的質量分數為100%，則18K金的質量分數為×100%=
75%，Ⅰ中Au原子和Cu原子個數比值為1∶1，則Au元素的質量分數為×100%≈75%，為18K金，A項正確。Ⅱ中Au原子處于立方體的八個頂點，Au原子的配位數指距離最近的Cu原子個數，Cu原子處于晶胞面心處，類似于二氧化碳晶胞結構，二氧化碳分子周圍距離最近的二氧化碳分子有12個，則Au原子的配位數為12,
B項正確。設Ⅲ的晶胞參數為a，Au-Cu的核間距為a，Au-Au的
解析
最小核間距也為 a，最小核間距Au-Cu=Au-Au，C項錯誤。Ⅰ中,
Au原子處于晶胞內部，Cu原子處于晶胞的八個頂點，二者原子個數比為1∶1；Ⅱ中，Au原子處于晶胞的八個頂點，Cu原子處于晶胞面心，二者原子個數比為8×∶6×=1∶3；Ⅲ中，Au原子處于晶胞的面心，Cu原子處于頂點，二者原子個數比為6×∶8×= 3∶1；D項正確。
解析
2.(2024·河北卷)金屬鉍及其化合物廣泛應用于電子設備、醫藥等領域。如圖是鉍的一種氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ點的截面圖，晶胞的邊長為a pm，NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是
(　　)
解析
解析
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4.(2024·黑吉遼卷)某鋰離子電池電極材料結構如圖。結構1是鈷硫化物晶胞的一部分，可代表其組成和結構；晶胞2是充電后的晶胞結構；所有晶胞均為立方晶胞。下列說法錯誤的是(　　)
解析
解析
1.晶胞中微粒數目的計算方法——均攤法
2.常見晶體的結構特點
晶體 晶體結構 晶體詳解
干冰 (1)每8個CO2分子構成1個立方體且在6個面的面心又各有1個CO2分子；
(2)每個CO2分子周圍緊鄰的CO2分子有12個
金剛石 (1)每個C原子與相鄰4個C原子以共價鍵結合，形成正四面體結構；
(2)鍵角均為109°28'；
(3)最小碳環由6個C原子組成且6個C原子不在同一平面內；
(4)每個C原子參與4個C—C的形成，C原子數與C—C數之比為1∶2
二氧 化硅 (1)每個Si原子與4個O原子以共價鍵結合，形成正四面體結構；
(2)每個正四面體占有1個Si原子，4個“O”，因此二氧化硅晶體中Si原子與O原子的個數比為1∶2；
(3)最小環上有12個原子，即6個O原子、6個Si原子
氯化鈉 (1)每個晶胞中含有4個Na+、4個Cl-；
(2)Na+、Cl-的配位數都是6
氯化銫 (1)每個晶胞中含有1個Cs+、1個Cl-；
(2)Cs+、Cl-的配位數都是8
銅 (1)每個晶胞中含有4個銅原子；
(2)每個銅原子周圍緊鄰的銅原子有12個
石墨 (1)層狀結構，層內碳原子以共價鍵結合，層間靠范德華力維系；
(2)層內每個碳原子與另外三個碳原子相連，形成六元環結構。每個六元環平均占有2個碳原子
1.(2024·湖南卷)Li2CN2是一種高活性的人工固氮
產物，其合成反應為2LiH+C+N2 Li2CN2+H2，
晶胞如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.合成反應中，還原劑是LiH和C
B.晶胞中含有的Li+個數為4
C.每個周圍與它最近且距離相等的Li+有8個
D.為V形結構
LiH中H元素為-1價，由圖中化合價可知，N元素為-3價，C
元素為+4價，根據反應2LiH+C+N2 Li2CN2+H2可知，H元素由
-1價升高到0價，C元素由0價升高到+4價，N元素由0價降低到-3價,由此可知還原劑是LiH和C，A項正確；根據均攤法可知，Li+位于晶胞的面上，則含有的Li+個數為8×=4，B項正確；觀察位于體
解析
心的可知，與它最近且距離相等的Li+有8個，C項正確；的中心原子C原子的價層電子對數為2+×(4+2-3×2)=2，且與CO2互為等電子體，可知為直線形分子，D項錯誤。
解析
2.(2024·甘肅卷)β-MgCl2晶體中，多個晶胞無隙并置而成的結構如圖甲所示，其中部分結構顯示為圖乙，下列說法錯誤的是(　　)
A.電負性：MgC.晶體中存在范德華力 D.Mg2+的配位數為3
電負性越大的元素吸引電子的能力越強，活潑金屬的電負性小于活潑非金屬，因此，Mg元素的電負性小于Cl元素，A項正確；金屬晶體包括金屬單質及合金，單質Mg是金屬晶體，B項正確；由晶體結構可知，該結構中存在層狀結構，層與層之間存在范德華力，C項正確；由圖乙中結構可知，每個Mg2+與周圍6個Cl-最近且距離相等，因此，Mg2+的配位數為6，D項錯誤。
解析
3.鋯(Zr)是重要的戰略金屬，可從其氧化物中提取。如圖是某種鋯的氧化物晶體的立方晶胞，NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是(　　)
解析
4.晶體結構的缺陷美與對稱美同樣受關注。某富鋰超離子導體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質材料(圖2)。下列說法錯誤的是(　　)
解析
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