分子结构、晶体结构与物质性质
命题角度 3年考题分布 考情预测
成键方式、杂化类型及空间结构的判断 2024·甘肃卷T13;2024·安徽卷T8;2024·湖北卷T5;2023·山东卷T5;2023·北京卷T1;2023·湖北卷T9;2022·湖北卷T7 本部分主要考查原子的核外电子排布、元素周期律、复杂离子或分子的空间结构、分子性质及原因解释、晶体结构及相关计算等内容,考查对微观粒子结构和性质的认知能力,提升宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。晶胞结构的分析计算是高考的必考点和难点,涉及微观建模、数学分析、立体计算等。
晶体结构与有关晶胞参数的计算 2024·黑吉辽卷T14;2024·湖南卷T12;2024·河北卷T12;2023·湖南卷T11;2023·辽宁卷T14;2023·湖北卷T15;2022·湖北卷T9
物质结构与性质综合题 2024·全国甲卷T35;2024·山东卷T16;2024·北京卷T15;2023·山东卷T16;2022·湖南卷T18;2022·广东卷T20;2022·山东卷T16
成键方式、杂化类型及空间结构的判断
高考真题 构建解题模型
(2024·甘肃卷T14)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是( ) A.相同条件下N2比O2稳定 B.N2O与的空间构型相同 C.N2O中N—O键比N—N键更易断裂 D.N2O中σ键和大π键的数目不相等 A.N2分子中存在NN,O2分子中虽然也存在O===O,但是其键能小于NN,因此,相同条件下N2比O2稳定,A正确;B.N2O与均为CO2的等电子体,故两者均为直线形分子,空间构型相同,B正确;C.N2O的中心原子是N,其在催化剂作用下可分解为O2和N2,说明N2O中N—O键比N—N键更易断裂,C正确;D.N2O中σ键和大π键的数目均为2,因此,σ键和大π键的数目相等,D不正确;综上所述,本题选D。 D
晶体结构与有关晶胞参数的计算
高考真题 构建解题模型
(2024·黑吉辽卷T14)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( ) A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8 B.晶胞2中S与S的最短距离为a C.晶胞2中距Li最近的S有4个 D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体 晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 A.由“均摊法”得,结构1中含有Co的数目为4+4×=4.5,含有S的数目为1+12×=4,Co与S的原子个数比为9∶8,因此结构1的化学式为Co9S8,A正确;B.由晶胞2可知,S与S的最短距离为面对角线的,晶胞边长为a,即S与S的最短距离为a,B错误;C.晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构,故晶胞2中距Li最近的S有4个,C正确;D.如图,当2个晶胞2放在一起时,图中以S为晶胞的8个顶点截取的部分就是晶胞3,故晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确;综上所述,本题选B。 B
物质结构与性质综合题
高考真题 构建解题模型
(2024·全国甲卷T35)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题: (1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为 。 (2)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为 (填标号)。 a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键 (3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是 ,硅原子的杂化轨道类型为 。 (4)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因: 。 (1)ⅣA族元素基态原子的价层电子排布式为ns2np2,核外未成对电子数为2,因最外层电子数均为4,所以在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为+4价。 (2)CaC2俗称电石,为离子化合物,由Ca2+和构成,两种离子间存在离子键中两个C原子之间存在非极性共价键,因此,该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键,故选bd。 (3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,含C、Si、H三种元素,其电负性大小:C>H>Si,则电负性最大的元素是C,硅原子与周围的4个原子形成共价键,没有孤电子对,价层电子对数为4,则硅原子的杂化轨道类型为sp3。 (4)根据表中数据可知,SnF4的熔点远高于其余三种物质,故SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强,熔点依次升高,故原因为SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高。 (5)由PbS晶胞结构图可知,该晶胞中有4个Pb和4个S,距离每个原子周围最近的原子数均为6,因此Pb的配位数为6。设NA为阿伏加德罗常数的值,则NA个晶胞的质量为4×(207+32)g,NA个晶胞的体积为NA×(594×10-10 cm)3,因此该晶体密度为 g·cm-3或 g·cm-3。 (1)2 +4 (2)bd (3)C sp3 (4)SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的高,分子晶体的相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高 (5)6 或
物质SnF4SnCl4SnBr4SnI4熔点/℃442-3429143
(5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如图所示。其中Pb的配位数为 。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为 g·cm-3(列出计算式)。
1.熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的微粒数目 晶胞 结构所含微粒数含4个Na+,4个Cl-含4个CO2含4个Ca2+,8个F-晶胞 结构所含微粒数含8个C原子含2个原子含4个原子
2.灵活运用数学方法计算晶胞参数、晶体密度等 (1)计算晶体密度的方法 ―→晶胞密度ρ= (2)计算晶体中微粒间距离的方法 (3)晶体晶胞微粒数与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为微粒的相对原子质量);若1个晶胞的质量为ρ a3 g(a为晶胞边长或微粒间距离,a3为晶胞的体积),则1 mol晶胞的质量为ρ a3 NA g,因此有xM=ρ a3NA。 3.运用晶胞平移复制方法解决配位数问题 一般利用晶胞空间平移的方法,选择顶角、面心、棱上、体心的微粒,求其周围最近且等距离的原子或离子数,即配位数;常见的配位数为4、6、8、12。