2021届高中化学考前三个月专项复习课件（66张ppt） 题型四 大题突破

大题突破
题型四　物质结构与性质综合题的研究(选考)
1.题型特点
以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。
2.解题指导
(1)提高审题能力，圈画出题干中的关键词语，一定要看清楚题干的要求。
(2)熟记第四周期元素在周期表中的信息，通过原子结构推断或解释元素的性质。
考向突破一　以某种元素及化合物为载体的综合题
高考必备
(3)熟记成键原理，突破价层电子对数与杂化轨道，价层电子对数与分子、离子的立体构型。
(4)计算题，看清楚题干中各物理量的单位，先统一单位再计算。熟记面心立方最密堆积、六方最密堆积、简单立方堆积、体心立方堆积中金属元素的配位数分别为12、12、6、8。
(5)注意语言描述的准确性和逻辑性。
1.(2020·安庆二模)硼及其化合物在工农业生产、新型材料等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)B的基态原子核外电子排布式为_________，与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)硼、铝同主族，晶体硼的熔点为2 300 ℃，而金属铝的熔点为660.3 ℃，试从晶体结构解释其原因：_______________________________________
_______________________________________________________。
对点集训
1
2
1s22s22p1
C＞Be＞B
铝为金属晶体，晶体硼为原子晶体，原子间
靠共价键结合，作用较强，因此其熔点高于铝(答案合理即可)
(3)我国著名化学家申泮文教授对硼烷化学的研究开启了无机化学的新篇章。
①最简单的硼烷是B2H6，其分子结构如图所示：
B原子的杂化方式为____。
②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，该分子内存在_____(填字母)。
A.σ键　　B.π键　　C.配位键　　D.离子键
③NaBH4是一种重要的储氢载体，NaBH4中的阴离子空间构型是__________。
1
2
sp3
AC
正四面体
(4)氮化硼(BN)晶体是一种特殊的高硬度材料，其结构如图所示：
1
2
晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是_______。已知立方氮化硼晶体中晶胞参数为a nm，设阿伏加德罗常数值为NA，
则该晶体的密度表达式为______g·cm－3。
正方形
解析　晶体中4个B原子分布在以正方体中心为中心的正四面体位置，其沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是正方形。
2.铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列问题：
(1)Cu2O中阳离子的基态核外电子排布式为__________________________；Cu和Ni在元素周期表中的位置相邻，Ni在元素周期表中的位置是______
_________。
1
2
1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
第四
周期Ⅷ族
(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
①乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为_____；NH3能与H＋以配位键形成
的立体构型是____________。
②[Cu(NH3)4]SO4·H2O中存在的化学键除了极性共价键外，还有________
_______。
③NH3极易溶于水的原因主要有两个，一是_____________________________，
二是_____________________________________。
1
2
sp3
正四面体形
配位键、
离子键
氨分子和水分子间能形成氢键
氨分子和水分子都是极性分子，相似相溶
(3)CuSO4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子[Cu(CN)4]2－，1 mol CN－中含有的π键数目为______，与CN－互为等电子体的离子有______(写出一种即可)。
(4)Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示，若晶体密度为a g·cm－3，
则Cu与F最近距离为___________________pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简)。
1
2
2NA
1.题型特点
以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质，独立或侧重考查原子结构、分子结构和晶体结构。
考向突破二　以某类元素及化合物为载体的综合题
高考必备
2.解题指导
除“考向一”中的解题策略外，常见分析、比较类解题技巧如下：
(1)第一电离能、电负性：掌握规律和特殊。随着原子序数的递增，元素的第一电离能、电负性呈周期性变化：同周期从左到右，元素的第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，除第一周期外，碱金属的第一电离能最小；同主族元素从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。
(2)稳定性强弱：化学键的稳定性、分子的稳定性比较。
(3)熔、沸点的高低、晶体类型、构成晶体微粒间作用力大小。
①不同晶体类型的熔、沸点比较：(一般规律)；
②同种晶体类型的熔、沸点比较：(结构相似)分子晶体、 原子晶体、离子晶体；
③金属晶体：由于金属键的差别很大，其熔、沸点差别也很大。
1.N、P、As、Ga、Cr、Cu等元素形成的化合物种类繁多，具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题：
(1)基态Cr原子的价电子排布式为_______。
对点集训
1
2
3d54s1
[思路点拔]　
解析　Cr的原子序数为24，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6 3d54s1，价电子排布式为3d54s1。
1
2
(2)N2F2分子中，氮原子的杂化轨道类型为_____，N2F2可能的两种结构为
_____________________。
1
2
sp2
、
[思路点拔]　
1
2
解析　在N2F2分子中，F原子与N原子共用1对电子达到8电子稳定结构，
两个N原子间需共用两对电子达到8电子稳定结构，即 ，
因此1个N原子形成2个σ键，1个π键，还有1对孤电子对，因此价层电子对数为3，杂化轨道类型为sp2。因为存在N==N键，类比C==C键的顺反
异构可知，可形成的两种分子结构为 和 。
(3)PCl3和PCl5是磷元素形成的两种重要化合物，请根据价层电子对互斥理论推测PCl3的立体构型：_________。
1
2
三角锥形
[思路点拔]　
1
2
解析　磷原子最外层有5个电子，其中3个电子分别和氯原子形成三对共用电子对，另有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论推测PCl3的立体构型为三角锥形。
(4)砷化镓的熔点为1 238 ℃，具有空间网状结构，作为半导体，性能比硅更优良。砷化镓属于______晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同类型晶体，则两种晶体熔点较高的是____(填化学式)，其理由是_____________
________________________________________________。上述两种晶体的四种元素电负性最小的是____(填元素符号)。
1
2
原子
BN
二者均为原子
Ga
晶体，B—N键的键长比Ga—As键的键长短，键能更大
[思路点拔]　
1
2
解析　砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1 238 ℃，为原子晶体，氮化硼与砷化镓均属于原子晶体，B—N键的键长比Ga—As键的键长短，键能更大，故氮化硼晶体熔点较高。一般情况下，非金属性越强，电负性越大，四种元素中Ga的非金属性最弱，元素电负性最小。
(5)铜的化合物种类很多，如图所示的是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a cm，则氯
化亚铜密度的计算式为ρ＝________ g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
1
2
[思路点拔]　
1
2
2.同周期元素中卤族元素的非金属性最强，能形成许多具有强氧化性的物质，回答下列问题。
(1)写出基态溴原子核外电子排布式：_____________________________
___________，氟、氯、溴、氧四种元素中，电负性由大到小的顺序为___________。
1
2
[Ar]3d104s24p5(或1s22s22p63s23p6
3d104s24p5)
F>O>Cl>Br
(2)卤素单质的熔点、沸点随着元素原子序数的递增而升高，其原因是______________________________________________________________________________________________________；卤素可形成众多的二元化合物：如OF2、S2Cl2、NF3、PCl3、SnCl2、CCl4等。则SnCl2的分子构型为_____，OF2的中心原子杂化类型为____。
1
2
卤素单质是分子晶体，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，而相对分子质量随着原子序数的增大而增大
V形
sp3
解析　卤素单质是分子晶体，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，而相对分子质量随着原子序数的增大而增大。SnCl2中每个锡原子形成2个σ键，另外还有1对孤电子对，故中心原子锡为sp2杂化，分子为V形，同理分析知OF2的中心原子杂化类型为sp3。
(3)氯化铬酰(CrO2Cl2)是有机合成中常用的氧化剂或氯化剂，它是易溶于CS2、CCl4的液体，则其晶体类型最可能是______晶体，分子结构最可能是图Ⅰ中的____。
1
2
分子
a
解析　由CrO2Cl2的溶解性及CCl4是非极性分子知，CrO2Cl2最可能是非极性分子，故其分子结构中的两个氯原子、两个氧原子处于对称位置，故其最可能的结构为a。
1
2
(4)氯元素能形成多种含氧酸，已知常温下电离常数K(HClO)＝3×10－8、K(HClO2)＝1.1×10－2，试从结构上加以解释_________
________________________________________________________________________________________________________________。
解析　HClO、HClO2可表示为HOCl和HOClO，相应地氯元素化合价分别为＋1价、＋3价，正电性越高，导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移，越易电离出H＋，K值更大一些。
HClO、
HClO2中氯元素化合价分别为＋1价、＋3价，正电性越高，导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移，越易电离出H＋，K值更大一些
(5)氟化钙主要用作冶炼金属的助熔剂，其晶胞结构如图Ⅱ所示，则编号为①的微粒是_____(写具体的微粒符号)，若该晶体的密度为ρ g·cm－3，则晶胞Ca2＋、
F－的最短距离为______________ cm(用NA表示阿伏加德罗常数的值，只写出计算式)。
1
2
Ca2＋
1
2
1.题型特点
以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。
考向突破三　元素推断型综合题
高考必备
2.解题指导
元素推断首先要抓住突破口，表现物质特征处大都是突破口所在，每种物质都有其独特的化学性质，当看到这些信息时，应积极联想教材中的相关知识(原子的结构特点、元素化合物的性质特性)，进行假设验证，综合上述信息推断元素为哪种，再根据试题要求解答相关问题，因而元素推断是解答这类问题的关键所在，常用元素推断方法有如下三种：
(1)直觉法：直觉是一种对问题直接的、下意识的、不经严密逻辑推理的思维。直觉是以对经验的共鸣和理解为依据的，来自于厚实而清晰的知识积累和丰富而熟练的思维经验。因此扭转学生思维形式上的某种定势，打破固有因果链，通过适当的方法训练引发学生的直觉思维，是实现思维突破的重要途径。
(2)论证法：我们通过对题目背景的初步分析，得到的可能猜测不止一种，这时我们就可以运用论证法，将可能的假设一一代入原题，与题中的逻辑关系对照，若结论与原题条件相符，则为正确答案，反之，则结论有误。
(3)位置图示法：采用图形或图表对题目条件进行形象化的展示，直观地揭示题目条件间的内在联系和变化规律，使学生形象简洁、系统完整地把握题目的关键，降低思维难度，培养学生掌握规律、分析问题、解决问题的能力。
[命题意图]　本题主要考查物质结构与性质，具体考查电负性、价电子排布、氢键、结构简式、杂化类型、晶体结构等，意在考查考生分析解决化学问题及计算能力。
1.X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素，原子序数依次增大。X、Y、Z、W为同周期元素，X原子的最高能级有两个空轨道，Y为同周期形成化合物种类最多的元素，Z原子的第一电离能大于W原子的第一电离能，R和Z同主族。请回答下列问题：
(1)Y、Z、W三种元素的电负性由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
1
2
对点集训
O>N>C
解析　X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素原子序数依次增大，X、Y、Z、W为同周期元素，结合元素周期表可知，X、Y、Z、W位于第二周期，R位于第三周期，X原子的最高能级有两个空轨道；即第二能层有两个空轨道，则2p轨道只有一个电子，故X为B元素；Y为同周期形成化合物种类最多的元素，即Y为C元素；Z与W处于同一周期，且Z的第一电离能大于W的第一电离能，则Z为N元素，W为O元素，R与Z同主族，所以R为P元素。
1
2
(2)R的基态原子的价层电子排布图为________________。
解析　R为P元素，其基态原子的价层电子排布图为 。
1
2
(3)W的常见氢化物的氢键的键能小于HF氢键的键能，但W的常见氢化物沸点高于HF沸点的原因是________________________________________
_________________。
每个H2O平均形成的氢键数目比每个HF平均
形成的氢键数目多
解析　W的常见氢化物为H2O，每个H2O分子能形成4个分子间氢键，而每个HF分子只能形成2个分子间氢键，所以虽然H2O氢键的键能小于HF氢键的键能，但H2O的沸点高于HF的沸点。
1
2
(4)某种分子式为Y4Z4W8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同，不
含碳碳双键)是一种威力极强的炸药，则可推知其结构简式为_____________。Y原子的杂化方式为________。
sp3杂化
1
2
解析　Y4Z4W8的分子式为C4N4O8，该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键，说明分子具有对称性，该物质是一种威力极强的炸
药，说明含有硝基，由此可推知其结构简式为 ，每个
C原子连接4个σ键，无孤对电子，故为sp3杂化。
1
2
(5)XR是一种耐磨材料，可由X的三溴化物和R的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。
①R的三溴化物分子的立体构型为_________。
三角锥形
解析　R的三溴化物分子式为PBr3，PBr3中P的价层电子对数为4，且含有一对孤电子对，因此PBr3分子的立体构型为三角锥形。
②合成XR的化学方程式为______________________________。
1
2
(6)Y与W形成的某种常见化合物的晶胞结构如图所示，该晶体中分子的配位数为____，若晶胞的棱长为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为
__________ g·cm－3。
12
1
2
解析　由Y与W形成的化合物的晶胞图可以看出该化合物为CO2，每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子共有12个，故该晶体中分子的配位数为12；
1
2
2.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大。a和b的价电子层中未成对电子均只有1个，均能与水剧烈反应，并且a－和b＋具有相同的电子构型，c的最外层电子数为其电子层数的2倍，补充维生素D可促进d的吸收，e的价电子层中的未成对电子数为4。回答下列问题：
(1)a、b、c中第一电离能最大的是_____(填元素符号)，e的价层电子排布
图为_________________________。
F
[命题意图]　本题主要考查物质结构与性质，意在考查考生对核外电子排布、第一电离能、分子立体构型、杂化轨道、晶体类型和晶体计算等知识的应用能力。
1
2
解析　a和b的价电子层中未成对电子均只有1个，均能与水剧烈反应，并且a－和b＋具有相同的电子构型，故a和b分别为F元素和Na元素；a、b、c、d、e的原子序数依次增大，c的最外层电子数为其电子层数的2倍，故c为S元素；补充维生素D可促进d的吸收，故d为Ca元素；e的价电子层中的未成对电子数为4，故e为Fe元素。
1
2
(2)a－与b＋具有相同的电子构型，但r(b＋)小于r(a－)，原因是___________
_______________________________________。
Na＋的核电
荷数比F－大，原子核对核外电子的吸引力大
1
2
(3)c的最高价氧化物在气态时以单分子形式存在，中心原子的杂化方式为_____，其分子的立体构型为___________，它的三聚体环状结构如图甲所示，该结构中S—O键键长有两类，一类键长约为140 pm，另一类键长约为160 pm，较短的键为____(填图中字母)，含有化学键的类型有__________。
sp2
平面三角形
m
σ键、π键
1
2
解析　根据价层电子对互斥理论可以确定SO3中中心原子S的孤电子对数
为(6－3×2)× ＝0，成键电子对数为3，即中心原子S为sp2杂化，其分子
的立体构型为平面三角形；由题图甲可知，与n键相连的O被2个S共用形成S—O键，与m键相连的O与S形成S==O键，S==O键键长较短；该三聚体中含有的化学键类型有σ键和π键。
1
2
(4)CO能与e形成e(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，该物质属于_____晶体。
比较c的氢化物与同族相邻两种元素所形成的氢化物的稳定性、沸点高低并分别说明理由。
稳定性：_______________，理由：________________________________
__________________；
沸点：________________，理由：_________________________________
__________________________________________________。
分子
H2O>H2S>H2Se
键长：H—OH—O>H—S>H—Se
H2O>H2Se>H2S
水分子间有氢键，其他两种分子间无
氢键，相对分子质量：H2Se>H2S，范德华力：H2Se>H2S
1
2
(5)a和d生成的化合物的晶胞如图乙所示，可用于冶金、化工和建材等很多行业，已知晶胞参数为0.546 2 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则其密
度为_______________g·cm－3(列出计算式)。
1
2
1
2
解析　a和d生成的化合物为CaF2，从题图乙可以看出，晶胞中白球个数为4，黑球个数为8，结合化合物CaF2的分子式可知图中黑球表示F－，白球表示Ca2＋，每个晶胞中含有4个Ca2＋和8个F－，所以晶体密度ρ＝ ＝
g·cm－3。
1.题型特点
以新科技的物质为素材，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。
考向突破四　以新科技、新产品为载体的综合考查
高考必备
2.解题指导
所选物质可能比较陌生，其实就是把原子、分子结构和性质，晶体结构和性质等知识拼盘成一大题，设置若干个小问题，每一个小题考查相应的知识，解答这类问题应具备如下六个方面的知识储备：
(1)基本化学用语：书写1～36号元素原子及简单离子的基态核外电子排布式(或外围电子排布式)；电子式或结构式的书写(有的需要找相似的等电子体结构去模仿)。
(2)化学键及分子间作用力：σ键或π键的数目；键参数；氢键；范德华力。
(3)分子结构与性质：分子的立体构型的判断、分子中中心原子的杂化类型的判断；“等电子体”的寻找和“等电子原理”的应用。
(4)配合物组成结构的考查：配合物化学式的书写，配合物结构示意图的表示，配合物中的各种化学键。
(5)元素周期表、元素周期律：主族元素的电负性和电离能的变化规律，特别注意一些元素的反常。
(6)晶体结构和性质的考查：晶胞中微粒数目的计算，晶体熔、沸点往往受到氢键的影响。
1.(2020·济宁线上一模)2020年2月15日，由国家科研攻关组的主要成员单位的专家组共同研判磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(2019－nCoV)的感染。
(1)已知磷酸氯喹的结构如图所示，则所含C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为_________。P原子核外价层电子排布式为_______，其核外电子有____个空间运动状态。
1
2
对点集训
N>O>C
3s23p3
15
(2)磷酸氯喹中N原子的杂化方式为________，NH3是一种极易溶于水的气体，其沸点比AsH3的沸点高，其原因是_____________________。
sp2、sp3
NH3分子间能形成氢键
解析　磷酸氯喹中N原子有两种情况，价层电子对数分别是3、4，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型分别为sp2、sp3；NH3分子间能形成氢键，而AsH3分子间不能形成氢键，所以NH3沸点高。
1
2
(3)H3PO4中 的空间构型为_________。
正四面体
1
2
(4)磷化镓是一种由ⅢA族元素镓(Ga)与ⅤA族元素磷(P)人工合成的Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被P原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。
①磷化镓晶体中含有的化学键类型为_______(填字母)。
A.离子键　　B.配位键　　C.σ键　　D.π键　　E.极性键　　F.非极性键
BCE
1
2
解析　金刚石晶胞内部的碳原子数为4，顶点和面心的碳原子为4，所以磷化镓晶体为原子晶体，只存在共价键，每个P与4个Ga以单键相连，每个Ga也与4个P以单键相连，而P最外层有5个电子、Ga最外层有3个电子，只能形成三对共用电子对，它们之间有四个共价键，所以有一个配位键，P与Ga之间存在的单键是极性共价键，是σ键。
1
2
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图，则原子2的分数坐标
为_________。
解析　P原子1和P原子2及其对称的另外两个P原子为正四面体结构，根据投影图可知晶胞在三维坐标的位置如图，则
原子2的分数坐标为 。
1
2
③若磷化镓的晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞
中Ga和P原子的最近距离为_________________pm。
1
2
P原子与周围最近的4个Ga原子形成正四面体，晶胞顶点Ga原子与四面体中心P原子连线处于晶胞对角线上，且二者距离等于体对角线长度的 ，而体对角线长度等于晶胞棱长的 倍，
1
2
2.(2020·河南四校联考)2019年10月9日消息，诺贝尔化学奖颁给约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉和吉野彰，以表彰他们“开发锂离子电池”的贡献。磷酸亚铁锂(化学式：LiFePO4)是锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，作为正极活性物质使用，人们习惯也称其为磷酸铁锂。
(1)基态锂原子核外能量最高的电子电子云轮廓图形状为_____；基态磷原子第一电离能比基态硫的____(填“大”或“小”)，原因是_________
_____________________。
球形
大
磷原子的
3p轨道半充满，较稳定
1
2
解析　基态锂原子核外能量最高的电子所处能层为2s，电子云轮廓形状为球形。由于磷最外层的3p能级电子处于半充满的稳定状态，所以失去一个电子比16号元素S难，需要的能量高，故其第一电离能比硫的大。
1
2
(2)实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3＋。FeCl3与KSCN溶液混合，可得到配位数为5的配合物的化学式是____________，其中硫、碳的杂化类型分别是_____、____。
K2[Fe(SCN)5]
sp3
sp
解析　根据电荷守恒，配位数为5的配合物的化学式是K2[Fe(SCN)5]。硫、碳的杂化类型分别是sp3、sp。
1
2
(3)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。 的空间构型为_____________；亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐，
则H3PO3的结构简式为______________________。
正四面体形
或
1
2
1
2
(4)磷酸分子间脱水可生成多磷酸，其某一钙盐的结构如下图所示：
由图推知该多磷酸钙盐的通式为__________。
(CaP2O6)n
解析　由图推知该多磷酸钙盐最小的重复单元是CaP2O6，所以该多磷酸钙盐的通式为(CaP2O6)n。
1
2
(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与O2－紧邻且等距离的Fe2＋数目为
____，Fe2＋与O2－最短核间距为_______________pm。
6
1
2