2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题15物质结构与性质教学案（含解析）.doc

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1、1物质结构与性质【2019 年高考考纲解读】1原子结构与元素的性质(1)了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136 号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态；(2)了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质；(3)了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用；(4)了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。2化学键与物质的性质(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；(2)了解共价键的主要类型 键和 键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(3)了解简单配合物的成键情况；(4)了解原子晶体的特征，能描述金刚石

2、、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系；(5)理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；(6)了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp 2，sp 3)，能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。3分子间作用力与物质的性质(1)了解化学键和分子间作用力的区别；(2)了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质；(3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。【重点、难点剖析】一、基态原子核外电子排布常见表示方法1基态原子核外电子排布常见表示方法(以硫原子为例)表示方法 举例原子结构示意图电子式 S 电

3、子排布式 1s22s22p63s23p4或Ne3s 23p42电子排布图2.常见错误二、电离能和电负性的应用1电离能的应用(1)判断金属性与非金属性强弱。(2)分析原子核外电子层结构，如某元素的 In1 In，则该元素的最外层电子数为 n。(3)判断化学键类型。2电负性的应用(1)判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及金属性与非金属性的强弱。(2)判断元素在化合物中的价态。(3)判断化学键类型。三、价层电子对数和中心原子孤电子对数的判断方法运用价层电子对互斥模型结合中心原子孤电子对数可预测分子或离子的立体结构。(1)对 ABm型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为 n(中心原子的价电子数

4、每个配位原子提供的价电子数 m电荷数)/2注意：氧族元素的原子作为中心原子 A 时提供 6 个价电子，作为配位原子 B 时不提供价电子；若为分子，电荷数为 0；若为阳离子，则减去电荷数，如 NH ， n 4； 45 14 12若为阴离子，则加上电荷数，如 SO ， n 4。246 22(2)中心原子上的孤电子对数 (a xb)12注意：分子： a 为中心原子的价电子数 阳 离 子 ： a为 中 心 原 子 的 价 电 子 数 减 去 离 子 的 电 荷 数阴 离 子 ： a为 中 心 原 子 的 价 电 子 数 加 上 离 子 的 电 荷 数 （ 绝 对 值 ） ) x 为中心原子结合的原子数

5、； b 为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。3四、分子立体构型与价键模型1由价层电子对互斥模型判断分子立体构型的方法分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数电子对空间构型分子或离子的立体构型名称CO2 0 2 直线形 直线形SO2 1 3 平面三角形 V 形H2O 2 4 正四面体形 V 形BF3 0 3 平面三角形 平面三角形CH4 0 4 正四面体形 正四面体形NH 4 0 4 正四面体形 正四面体形NH3 1 4 正四面体形 三角锥形当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。2常见杂化轨道类型与分子立体构型的关系杂化轨道类型参加

6、杂化的原子轨道分子立体构型 示例sp1 个 s 轨道，1 个 p 轨道直线形CO2、BeCl 2、HgCl2sp21 个 s 轨道，2 个 p 轨道平面三角形 BF3、BCl 3、HCHO等性杂化 正四面体 CH4、CCl 4、NH 4sp3 1 个 s 轨道，3 个 p 轨道 不等性杂化 具体情况不同NH3(三角锥形) H2S、H 2O(V 形)3.判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法(1)根据中心原子的成键类型判断，如果有 1 个三键，则其中有 2 个 键，用去了 2 个 p 轨道，则为4sp 杂化；如果有 1 个双键；则其中有 1 个 键，则为 sp2杂化；如果全部是单键，则

7、为 sp3杂化。(2)根据分子的立体构型和价层电子对互斥模型判断分子立体构型中心原子孤电子对数中心原子杂化轨道类型常见分子示例直线形 0 sp CO2、BeCl 2平面三角形 0 BF3、HCHOV 形 1sp2SO2正四面体形 0CH4、CCl 4、NH 4三角锥形 1 NH3、H 3OV 形 2sp3H2O、H 2S4.等电子体的判断方法一是同主族变换法，如 CO2与 CS2、CF 4与 CCl4是等电子体，二是左右移位法，如 N2与 CO，CO 、NO23与 SO3是等电子体。如果是阴离子，价电子应加上阴离子所带的电荷数；如果是阳离子，价电子应减去 3阳离子所带的电荷数。如 NH 价电子

8、为 8，CO 价电子为 24。 4 235分子极性的判断(1)完全由非极性键结合而成的分子是非极性分子(O 3除外)；(2)由极性键结合而成的非对称型分子一般是极性分子；(3)由极性键结合而成的完全对称型分子为非极性分子；(4)对于 ABn型分子，若中心原子A 化合价的绝对值等于该元素原子最外层电子数，则为非极性分子，否则为极性分子。五、晶体结构与性质1具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃。2晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的最小重复单元，而不一定是最小的“平行六面体” 。3在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共

9、用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心、体心依次被6、3、4、2、1 个晶胞所共有。4原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为 1 710 ，MgO 的熔点为 2 852 。5金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如 Na 的熔点为 97 ，尿素的熔点为 132.7 。6含有离子的晶体不一定是离子晶体，如金属晶体中含有金属阳离子。57含共价键的晶体不一定是原子晶体，如分子晶体的结构粒子分子内部含共价键，离子晶体结构粒子离子内部也可能有共价键，如 Na2O2、NaOH、NH 4Cl 等。六、常见晶体类型的判断方法1依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是

10、阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。2依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。3依据导电性判断(1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化

11、物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。(4)金属晶体是电的良导体。4依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。七、常见晶体熔沸点高低的判断规律1不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很低，金属晶体一般不参与比较。62原子晶体由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如 熔点：金刚石碳化硅硅。3离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越

12、强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCl 2NaClCsCl。4分子晶体(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如H2OH2TeH2SeH2S。(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，晶体的熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4，F 2N2，CH 3OHCH3CH3。(4)同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如 CH3(CH2)3CH3CH3CH2CH(CH3)2C(CH3)4。5金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaNaKRbCs。【题型示例】题型一 原子结

13、构与性质例 1 （2018 年全国卷 II）硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4熔点/ 85.5 115.2 75.5 16.8 10.3沸点/ 60.3 444.6600（分解）10.0 45.0 337.0回答下列问题：（1）基态 Fe 原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_，基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。（2）根据价层电子对互斥理论，H 2S、SO 2、SO 3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。7（3）图（a）为 S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要

14、原因为_。（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类 型为_。（5）FeS 2晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为 a nm、FeS 2相对式量为 M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm 3；晶胞中 Fe2+位于 所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。【答案】(1). (2). 哑铃（纺锤） (3). H 2S (4). S8相对分子质量大，分子间范德华力强 (5). 平面三角 (6). 2 (7). sp 3 (8). (9). （3）S 8

15、、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S8相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多；（4）气态三氧化硫以单分子形式存在，根据（2）中分析可知中心原子含有的价层电子对数是 3，且不存在孤对电子，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键，因此其中共价键的类型有82 种，即 键、 键；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中 S 原子形成 4 个共价键，因此其杂化轨道类型为 sp3。 【变式探究】(2016高考全国丙卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)写出基态 As

16、原子的核外电子排布式_。(2)根据元素周期律，原子半径 Ga_As，第一电离能 Ga_As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为_，其中 As 的杂化轨道类型为_。(4)CaF3的熔点高于 1 000 ，GaCl 3的熔点为 77.9 ，其原因是_。(5)GaAs 的熔点为 1 238 ，密度为 gcm3 ，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga 与 As 以_键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol1 和MAs gmol1 ，原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 NA，则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_

17、。型为 sp3杂化，AsCl 3分子的立体构型为三角锥形。(4)GaF 3的熔点高于 1 000 ，GaCl 3的熔点为77.9 ，其原因是 GaF3是离子晶体，GaCl 3是分子晶体，而离子晶体的熔点高于分子晶体。(5)GaAs 的熔点为 1 238 ，其熔点较高，据此推知 GaAs 为原子晶体，Ga 与 As 原子之间以共价键键合。分析 GaAs 的晶胞结构，4 个 Ga 原子处于晶胞体内，8 个 As 原子处于晶胞的顶点、6 个 As 原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有 4 个 Ga 原子，含有 As 原子个数为 81/861/24(个)，Ga 和As 的原子半径

18、分别为 rGapm rGa1010 cm， rAs pm rAs1010 cm，则原子的总体积为 V 原子94 ( rGa1010 cm)3( rAs1010 cm)3 1030 (r r ) cm3。又知 Ga 和 As 的摩尔质43 163 3Ga 3As量分别为 MGa gmol1 和 MAs gmol1 ，晶胞的密度为 gcm3 ，则晶胞的体积为 V 晶胞 4( MGa MAs)/N A cm3，故 CaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 100%V原 子V晶 胞100% 100%。 状四大类结构型式。163 10 30 r3Ga r3As cm34 MGa MAs NA cm

19、3 4 10 30NA r3Ga r3As3 MGa MAs图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中 Si 原子的杂化形式为_，Si 与 O 的原子数之比为_，化学式为_。(6)一个硅原子与四个氧原子相连，形成 4 个 键，硅原子最外层四个电子全部参与成键，无孤电子对，为 sp3杂化；、两个氧原子有两个结构单元共用，如图 ，中间的结构单元均摊 1，再加上其他 2 个氧原子，一个结构单元中含有一个硅原子，3 个氧原子，依据化合价可知一个结构单元表现的化合价为2，即化学式为 SiO 或SiO 3 。23 2n答案 (1)M 9 4(2)二氧化硅(3)共价键 3(4)Mg2Si4NH 4Cl=S

20、iH44NH 32MgCl 210(5)CC 键和 CH 键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中 SiSi 键和 SiH 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成 （5）由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是 6 个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12 +2 +3=6 个，所以该结构的质量为 665/NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为 a cm，底面的面积为 6 个边长为 acm 的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为 6cm2，高为 c cm，所以体积为 6 cm3。所以密度为：

21、 gcm-3。【变式探究】【2017 新课标 2 卷】化学选修 3：物质结构与性质（15 分）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N 5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用 R 代表） 。回答下列问题：（1）氮原子价层电子对的轨道表达式（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_。（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。从结构角度分析

22、，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R 中阴离子 N5-中的 键总数为_个。分子中的大 键可用符号 表示，其中 m 代表参与nm形成的大 键原子数， n 代表参与形成的大 键电子数（如苯分子中的大 键可表示为 ） ，则 N5-中6的大 键应表示为_。图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH 4+）N-HCl、_、_。11（4）R 的晶体密度为 d gcm-3，其立方晶胞参数为 a nm，晶胞中含有 y 个(N 5)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_

23、。【答案】 同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N 的 2p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子 ABD C 5NA （H 3O+）OHN （NH 4+） ）NHN 65（3）根据图(b)，阳离子是 NH4 和 H3O ，NH 4 中性原子 N 含有 4 个 键，孤电子对数为(5141)/2=0，价层电子对数为 4，杂化类型为 sp3，H 3O 中心原子是 O，含有 3 个 键，孤电子对数为(613)/2=1，空间构型为正四面体形，价层电子对数为 4，杂化类型为 sp3，空间构型为三角锥形，因此相同之处为 ABD，不同之处为 C；根据图

24、(b)N 5 中 键总数为 5NA个；根据信息，N 5 的大 键应是表示为： ；根据图(b)还有的氢键是：（H 3O+）OHN （NH 4+）NHN；65（4）根据密度的定义有，d= g/cm3，解得 y= 。 710AyMNa答案：(1)1s 22s22p63s23p63d84s2或Ar3d 84s2 2(2)正四面体 配位键 N 高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3 (3)金属 铜失去的是12全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子 (4)31 1072516.021023d13【举一反三】(2015山东理综，33，15 分)氟在自然界中常以 CaF2的形式存在。(1)下列

25、关于 CaF2的表述正确的是_。aCa 2 与 F 间仅存在静电吸引作用bF 的离子半径小于 Cl ，则 CaF2的熔点高于 CaCl2c阴阳离子比为 21 的物质，均与 CaF2晶体构型相同dCaF 2中的化学键为离子键，因此 CaF2在熔融状态下能导电(2)CaF2难溶于水，但可溶于含 Al3 的溶液中，原因是_(用离子方程式表示)。已知 AlF 在溶液中可稳定存在。36(3)F2通入稀 NaOH 溶液中可生成 OF2，OF 2分子构型为_，其中氧原子的杂化方式为_。(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如 ClF3、BrF 3等。已知反应 Cl2(g)3F 2(g)=2ClF

26、3(g) H313 kJmol1 ，FF 键的键能为 159 kJmol1 ，ClCl 键的键能为 242 kJmol1 ，则 ClF3中 ClF 键的平均键能为_kJmol 1 。ClF 3的熔、沸点比 BrF3的_(填“高”或“低”)。解析 (1)a.Ca 2 与 F 间既存在静电吸引作用又存在静电斥力，错误；b.CaF 2与 CaCl2中离子所带电荷数相同，而 F 的离子半径小于 Cl ，故晶格能：CaF 2CaCl 2，所以 CaF2的熔点高于 CaCl2，正确；c.晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为 21 的物质，不一定与 CaF2晶体构型相同，错误；d.离子晶体在熔融时发

27、生电离从而导电，正确。(2)CaF 2难溶于水，但可溶于含 Al3 的溶液中，是因为生成了AlF ，离子方程式为 3CaF2Al 3 =3Ca2 AlF 。(3)OF 2中 O 原子与 2 个 F 原子形成了 2 个 键，36 36O 原子还有 2 对孤对电子，所以 O 原子的杂化方式为 sp3杂化，其空间构型为 V 形。(4)根据 H 与键能的关系可得：242 kJmol1 159 kJmol1 3 EClF 6313 kJmol1 ，解得 ClF 键的平均键能为 EClF 172 kJmol1 。组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体的熔沸点越高，故 ClF3的熔、沸点

28、比 BrF3的低。 答案 (1)1s 22s22p63s23p63d3(或Ar3d 3) O(2)sp3杂化和 sp2杂化 7 NA(或 76.021023)(3)H2F H 2O 与 CH3CH2OH 之间可以形成氢键13【变式探究】(2014课标全国卷，37，15 分)周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b 的价电子层中的未成对电子有 3 个，c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍，d 与 c 同族；e 的最外层只有 1 个电子，但次外层有 18 个电子。回答下列问题：(1)b、c、d 中第一电离能最大的是_(填元素符号)，e

29、的价层电子轨道示意图为_。(2)a 和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是_；酸根呈三角锥结构的酸是_(填化学式)。(4)e 和 c 形成的一种离子化合物的晶体结构如图 1，则 e 离子的电荷为_。(5)这 5 种元素形成的一种 11 型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图 2 所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_

30、，判断理由是_。能最大的是 N；Cu 的价层电子轨道示意图为 。 (2)NH 3分子呈三角锥形，分子中 N 原子采取 sp3杂化；分子中含有极性键和非极性键的化合物有 H2O2和 N2H4等。(3)这些元素形成的含氧酸有 HNO3、HNO 2、H 2SO4、H 2SO3等，其中中心原子价层电子对数为 3 的是 HNO2和 HNO3，酸根呈三角锥结构的酸是 H2SO3。(4)图 1 所示晶胞中 e 离子数4，c 离子数18 2，则 N(Cu) N(O)184221，该离子化合物的化学式为 Cu2O，故铜离子的电荷为1。(5)5 种元素形成的离子化合物中阴离子呈四面体结构，阴离子为 SO ；由题图

31、 2 可知阳离子是Cu (NH 3)4(H2O)22 ，化学键类型有共价2414键和配位键，该离子中，H 2O 分子离 Cu2 较远，Cu 2 与 H2O分子间的配位键比 Cu2 与 NH3分子间的配位键弱，故该化合物加热时，首先失去的组分是 H2O。 【变式探究】【2017 新课标 3 卷】化学选修 3：物质结构与性质（15 分）研究发现，在 CO2低压合成甲醇反应（CO 2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：（1）Co 基态原子核外电子排布式为_。元素 Mn 与 O 中，第一电离能较大的是_，基态原

32、子核外未成对电子数较多的是_。（2）CO 2和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为_和_。（3）在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是_。（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO 3)2中的化学键除了 键外，还存在_。（5）MgO 具有 NaCl 型结构（如图） ，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得MgO 的晶胞参数为 a=0.420nm，则 r(O2-)为_nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶胞参数为 a =0.448 nm，则 r(Mn2+)为_nm。【答案】 1s 22s22p63s23p63d74

33、s2或Ar3d 74s2 O Mn sp sp3 H2OCH3OHCO2H2，H 2O 与 CH3OH 均为非极性分子，H 2O 中氢键比甲醇多，CO 2分子量较大，范德华力较大 键 离子键 0.148 0.076（2）CO 2和 CH3OH 的中心原子 C 原子的价层电子对数分别为 2 和 4，所以 CO2和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为 sp 和 sp3。（3）在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为 H2OCH3OHCO2H2，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；H 2O 与 CH3OH 均为非极性分子，15

34、H2O 中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；二氧化碳的相对分子质量比氢气大，所以二氧化碳分子间作用力较大、 沸点较高。 （5）因为 O2 是面心立方最密堆积方式，面对角线是 O2 半径的 4 倍，即 4r= a，解得 r=2nm=0.148nm；MnO 也属于 NaCl 型结构，根据晶胞的结构，Mn 2 构成的是体心立方堆积，体对20.4角线是 Mn2 半径的 4 倍，面上相邻的两个 Mn2 距离是此晶胞的一半，因此有=0.076nm。 【变式探究】(2016四川，8，13 分)M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。M 基态原子 L 层中 p 轨道电子数是

35、s 轨道电子数的 2 倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和 M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满。请回答下列问题：(1)R 基态原子的电子排布式是_，X 和 Y 中电负性较大的是_(填元素符号)。(2)X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M 的氢化物，其原因是_ _。(3)X 与 M 形成的 XM3分子的空间构型是_。(4)M 和 R 所形成的一种离子化合物 R2M 晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。(5)在稀硫酸中，Z 的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化 M 的一种氢化物，Z 被还原为3 价，该反应的化

36、学方程式是_。16子排布式是Ne3s 1或 1s22s22p63s1；S 和 Cl 中，非金属性强的电负性大，故电负性较大的是 Cl。(2)由于氧原子电负性大，H 2O 分子能形成氢键，而 H2S 不能，故 H2O 的沸点远远高于 H2S。(3)SO 3中硫原子的价层电子对数是：3(632) 3，没有孤电子对，分子的空间构型是平面三角形。(4)白球个数：128 6 4，黑球个数：8，由于这种离子化合物的化学式为 Na2O，黑球代表的是 Na 。(5)根据题意，18 12在稀硫酸中 K2Cr2O7被还原为 Cr3 ，则被氧化的化合物是 H2O2，H 2O2被氧化为 O2，反应的化学方程式是3H2

37、O2K 2Cr2O74H 2SO4=Cr2(SO4)33O 27H 2OK 2SO4。【答案】 (1)Ne3s 1(或 1s22s22p63s1) Cl(2)H2S 分子间不存在氢键，H 2O 分子间存在氢键(3)平面三角形 (4)Na (5)3H2O 2K 2Cr2O74H 2SO4=Cr2(SO4)33O 27H 2OK 2SO4【举一反三】(2015课标全国卷，37，15 分)碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态14C 原子 中，核外存在_ 对自旋相反的电子。(2)碳在形成化合物时，其键型以共价

38、键为主，原因是_。(3)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_。(4)CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO)5，该化合物熔点为 253 K，沸点为 376 K，其固体属于_晶体。(5)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：17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。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)电子云 2(2)C 有 4 个价电子且半径小，难以通过得或失电子

39、达到稳定电子结构(3) 键和 键 sp 杂化 CO 2、COS、SCN 、OCN 等(4)分子 (5)3 2 12 4【变式探究】(2015课标全国卷，3 7，15 分)A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 2 和B 具有相同的电子构型：C、D 为同周期元素，C 核外电子总数是最外层电子数的 3 倍；D 元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)，其中 C 原子的核外电子排布式为_。(2)单质 A 有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_；A 和 B 的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(3)C 和 D 反应可生成组成比

40、为 13 的化合物 E，E 的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。18(4)化合物 D2A 的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，单质 D 与湿润的 Na2CO3反应可制备 D2A，其化学方程式为_。(5)A 和 B 能够形成化合物 F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数 a0.566 nm，F 的化学式为_；晶胞中 A 原子的配位数为_；列式计算晶体 F 的密度(gcm 3 )_。答案 (1)O 1s 22s22p63s23p3(或Ne 3s 23p3)(2)O3 O 3相对分子质量较大，范德华力较大 分子晶体 离子晶体(3)三角锥形 sp 3(4)V 形 4 2Cl 22Na 2CO

41、3H 2O=Cl2O2NaHCO 32NaCl(或 2Cl2Na 2CO3=Cl2OCO 22NaCl)(5)Na2O 8 2.27 g/cm 3462 g/mol（ 0.56610 7 cm） 36.021023 mol 1【变式探究】(2014山东理综，33，12 分)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳19材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。(1)图甲中，1 号 C 与相邻 C 形成 键的个数为_。(2)图乙中，1 号 C 的杂化方式是_，该 C 与相邻 C 形成的键角_(填“” “”或“”)图甲中 1 号 C 与相邻 C 形

42、成的键角。(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在 H2O 中，则氧化石墨烯中可与 H2O 形成氢键的原子有_(填元素符号)。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C 60)，某金属 M 与 C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M 原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中 M 原子的个数为_，该材料的化学式为_。答案 (1)3 (2)sp 3 (3)O、H (4)12 M 3C60【变式探究】元素 X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为 2。元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍。20(1)X 与 Y 所形成化合物晶

43、体的晶胞如图所示。在 1 个晶胞中，X 离子的数目为_。该化合物的化学式为_。(2)在 Y 的氢化物(H 2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是_。(3)Z 的氢化物(H 2Z)在乙醇中的溶解度大于 H2Y，其原因是_。(4)Y 与 Z 可形成 YZ 。24YZ 的空间构型为_(用文字描述)。写出一种与 YZ 互为等电子体的分子的化学式：24 24_。(5)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH 3)4Cl2，1 mol 该配合物中含有 键的数目为_。答案 (1)4 ZnS (2)sp 3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(4)正四面体 CCl 4或 SiCl4等(5)16NA或 166.021023个21