2020年高三化学考前突破训练：物质结构与性质

2020届高三化学考前冲刺突破：——物质结构与性质【考向分析】“物质结构与性质”模块作为选考内容，题目一般是以元素推断或某主族元素为背景，以“拼盘”形式呈现，各小题之间相对独立。

题目涉及三方面内容：原子结构与性质，分子结构与性质、晶体结构与性质。

命题点主要有：①核外电子排布式或排布图的书写，电离能、电负性大小的比较与判断，金属性、非金属性的变化规律；②化学键类型的判断，分子构型的判断，中心原子杂化方式的判断，配位化合物的分析，等电子体的判断与应用；③晶体类型的判断，晶体熔、沸点的比较与分析，晶胞的计算等。

试题背景新颖，注重体现科研新成果或新发现，更注重考生结构决定性质思想的树立，及空间想象能力和计算能力的考查，同时还考查了证据推理与模型认知的核心素养。

【核心导学】1．原子结构与性质(1)常见原子轨道电子云轮廓(2)原子核外电子的排布规律(3)基态原子核外电子排布的四种方法表示方法举例电子排布式K：1s22s22p63s23p64s1简化表示式Cu：[Ar]3d104s1价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图(或轨道表示式)O：①常见特殊原子或离子基态简化电子排布式微粒电子排布式微粒电子排布式微粒电子排布式Fe原子[Ar]3d64s2Cu＋[Ar]3d10Cu2＋[Ar]3d9 Cr原子[Ar]3d54s1Fe2＋[Ar]3d6Mn2＋[Ar]3d5 Cr3＋[Ar]3d3Fe3＋[Ar]3d5Ni原子[Ar]3d84s2②基态原子电子排布图书写的常见错误错误类型错因剖析改正违背能量最低原理违背泡利原理违背洪特规则违背洪特规则(4)电离能、电负性①元素第一电离能的周期性变化规律一般规律同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。

通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、②电离能、电负性大小判断2．分子结构与性质(1)σ键、π键的判断①由原子轨道重叠方式判断：“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。

②由共价键数目判断：单键为σ键；双键或三键中一个为σ键，其余为π键。

③由成键轨道类型判断：s轨道形成的共价键全是σ键；杂化轨道形成的共价键全是σ键。

(2)中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断(3)常见等电子体粒子通式 价电子总数立体构型 CO 2、SCN －、NO ＋2、N －3、N 2O 、COS 、CS 2AX 2 16e － 直线形 CO 2－3、NO －3、SO 3AX 3 24e － 平面三角形SO 2、O 3、NO －2AX 2 18e － V 形 SO 2－4、PO 3－4 AX 4 32e － 正四面体形 PO 3－3、SO 2－3、ClO －3 AX 3 26e － 三角锥形 CO 、N 2、C 2－2AX 10e － 直线形 CH 4、NH ＋4AX 48e －正四面体形根据等电子体定义，寻找等电子体常用的方法是换原子：方法一(竖换)：换同族原子(同族原子价电子数相同)。

如：O 3和SO 2、CO 2和CS 2。

方法二(横换)：换相邻族的原子，这时候价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等。

以寻找CO 的等电子体为例： CO ――→把O 换成前一个原子(N )少了1个电子，再得1个电子CN － ――→把N 换成前一个原子(C )少了1个电子，再得1个电子C 2－2CO ――→把C 换成后一个原子(N )(多1个电子)把O 换成前一个原子(N )(少1个电子)N 2 (4)非极性分子与极性分子的判断(5)范德华力、氢键、共价键的比较范德华力氢键共价键(6)共价键、离子键、金属键的比较强弱判断键长越短，键能越大，共价键越强①电荷越大，离子键越强；②成键的阴、阳离子半径越小，离子键越强①与金属阳离子所带电荷成正比；②与阳离子半径成反比；③与价电子数多少成正比对物质性质的影响化学性质物理性质和化学性质物理性质和化学性质3．晶体结构与性质(1)常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目晶胞结构所含微粒数NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)干冰(含4个CO2)CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)晶胞结构所含微粒数金刚石(含8个C) 体心立方(含2个原子)面心立方(含4个原子)(2)物质熔、沸点高低比较规律一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，如：Na>Cl2。

(金属晶体熔、沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞等)原子晶体}半径越小键长越短→键能越大→熔、沸点越高，如：金刚石>石英>晶体硅离子晶体一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，熔、沸点就越高。

如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl金属晶体金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如Al>Mg>Na分子晶体①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。

如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔沸点越高，如CO＞N2④在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷＞异戊烷＞新戊烷(3)晶胞计算的思维方法①“均摊法”原理②晶胞中各线段之间的关系③晶体微粒与M、ρ之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对分子质量)；1个晶胞的质量为ρV g(V为晶胞的体积)，则1 mol晶胞的质量为ρVN A g，因此有xM＝ρVN A。

4．配合物配合物的组成[中心离子(配体)n][外界]典型配合物[Cu(NH3)4]SO4Fe(SCN)3Ag(NH3)2OH中心离子Cu2＋Fe3＋Ag＋中心离子结构特点一般是金属离子，特别是过渡金属离子，必须有空轨道配体NH3SCN－NH3配体结构特点分子或离子，必须含有孤对电子(如NH3、H2O、CO、Cl、SCN－等)配位数(n) 4 3 2 外界SO2－4无OH－颜色深蓝色血红色无色配离子所含化学键配体通过配位键与中心离子结合配合物所含化学键配位键、离子键；配体或外界中可能还含有共价键配合物的常见性质属于离子化合物，多数能溶解、能电离，多数有颜色金属羰基配合物是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基镍[Ni(CO)4]。

在许多有机化合物的合成反应中，金属羰基配合物常常作这些反应的催化剂二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间。

在固体状态下，两个茂环相互错开成全错位构型，温度升高时则绕垂直轴相对转动。

二茂铁的化学性质稳定，类似芳香族化合物【题组训练】1．(2019·全国卷Ⅰ)在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。

回答下列问题：(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是____________(填标号)。

A．B．C．D．(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是____________、____________。

乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_____________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。

(3)一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2O MgO P4O6SO2熔点/℃ 1 570 2 800 23.8 －75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因__________________________。

(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。

图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。

可见，Cu原子之间最短距离x＝____________pm，Mg原子之间最短距离y＝____________pm。

设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是____________g·cm－3(列出计算表达式)。

解析(1)A项，[Ne]3s1属于基态Mg＋，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其失去一个电子所需能量较高；B项，[Ne]3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg＋所需能量低于A项；C项，[Ne]3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg 原子；D 项，[Ne]3p 1属于激发态Mg ＋，其失去一个电子所需能量低于基态Mg ＋；综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是A 项。

(2)乙二胺中N 形成3个单键，含有1对孤对电子，属于sp 3杂化；C 形成4个单键，不存在孤对电子，也是sp 3杂化。

由于乙二胺的两个N 可提供孤对电子给金属离子形成配位键，因此乙二胺能与Mg 2＋、Cu 2＋等金属离子形成稳定环状离子。

由于Cu 2＋的半径较大且含有的空轨道多于Mg 2＋，因此与乙二胺形成的化合物稳定性较高。

(3)由于Li 2O 、MgO 为离子晶体，P 4O 6、SO 2为分子晶体。

晶格能MgO ＞Li 2O ，分子间力间作用力P 4O 6＞SO 2，所以熔点大小顺序是MgO ＞Li 2O ＞P 4O 6＞SO 2。

(4)根据晶胞结构可知Cu 原子之间的最短距离为面对角线的14，边长为a pm ，则面对角线为 2a pm ，则x ＝24a pm ；Mg 原子之间的最短距离为体对角线的14，体对角线为3a pm ，则y ＝34a ；根据晶胞结构可知晶胞中含有Mg 原子的个数是8×18＋6×12＋4＝8，则Cu 原子的个数为16，晶胞的质量是8×24＋16×64N Ag ，则MgCu 2的密度是8×24＋16×64N A a 3×10－30g ·cm －3。

答案 (1)A (2)sp 3 sp 3 乙二胺的两个N 提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu 2＋ (3)Li 2O 、MgO 为离子晶体，P 4O 6、SO 2为分子晶体；晶格能MgO ＞Li 2O ，分子间作用力P 4O 6＞SO 2，故熔点由大到小的顺序为MgO ＞Li 2O ＞P 4O 6＞SO 2 (4)24a 34a 8×24＋16×64N A a 3×10－302．(2019·全国卷Ⅱ)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe —Sm —As —F —O 组成的化合物。