1、1专题讲座八 物质结构与性质综合题难点突破1判断 键和 键及其个数共价单键全为 键，双键中有一个 键和一个 键，叁键中有一个 键和两个 键。2判断中心原子的杂化轨道类型(1)根据价层电子对数判断价层电子对数 杂化轨道类型2 sp13 sp24 sp3(2)有机物中 、 及 上的 C 原子都是 sp2杂化， 中的 C 原子是 sp1杂化， 中的 C 原子是 sp3杂化。(3)根据等电子原理判断等电子体不仅结构和性质相似，中心原子的杂化轨道类型也相似。3判断分子或离子的空间构型(1)根据价层电子对互斥理论判断。(2)利用等电子原理判断陌生分子的空间构型。如 N2O 与 CO2是等电子体，空间构型均
2、为直线形，N 2O 的结构式也和 CO2相似，为 N=N=O。(3)根据中心原子的杂化方式判断，如：CH 4、CCl 4、SO 的中心原子均为 sp3杂化，它们均为正四面体结构；24CH 2=CH2、 、HCHO 中心碳原子均为 sp2杂化，这三种物质均为平面结构；CHCH、BeCl 2中碳原子、铍原子均为 sp1杂化，二者均为直线形结构。4晶体结构中的有关计算(1)根据晶体晶胞的结构特点确定晶体的化学式晶胞中粒子数目的计算(均摊法)注意 当晶胞为六棱柱时，其顶点上的粒子被 6 个晶胞共用，每个粒子属于该晶胞的部分2为 ，而不是 。16 18审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶体结构” ，若
3、是分子结构，其化学式由图中所有实际存在的原子个数决定，且原子个数可以不互质(即原子个数比可以不约简)。(2)根据晶体晶胞的结构特点和有关数据，求算晶体的密度或晶体晶胞的体积或晶胞参数a(晶胞边长)对于立方晶胞，可建立如下求算途径：得关系式： (a 表示晶胞边长， 表示密度， NA表示阿伏加德罗常数的数值，nMa3NAn 表示 1mol 晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量， M 表示摩尔质量)。(3)金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为 a)面对角线长 a。2体对角线长 a。3体心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。3面心立方堆积 4r a(r 为原子半径)。25 “原
4、因解释”型试题解题模型1工业上以 Ni 的氧化物做催化剂，将丙烯胺(CH2=CHCH2NH2)氧化制得丙烯腈(CH2=CHCN)，再通过电解丙烯腈制己二腈，电解的总化学方程式为 4CH2=CHCN2H 2OO22NC(CH 2)4CN。= = = = =通 电 (1)PO 的空间构型是_，CH 2=CHCN 中碳原子的杂化方式为_。34(2)NC(CH2)4CN 分子中 键与 键数目之比为_。(3)已知 K3PO4是离子晶体，写出其主要物理性质：_(任意写出 2 条即可)。3(4)电解丙烯腈制己二腈的总化学方程式涉及的各元素组成的下列物质中，存在分子内氢键的是_(填字母)。ANH 3 BH 2
5、O2C D答案 (1)正四面体形 sp 1、sp 2 (2)154 (3)熔融时能导电、熔点较高(或硬度较大等) (4)C解析 (1)PO 中的磷原子与 4 个氧原子相连，没有孤对电子，PO 的空间构型为正四面34 34体形；CH 2=CHCN 的结构简式可以改成 CH2=CHCN，其中碳原子的杂化方式有 sp1、sp 2。(2)单键为 键，双键为 1 个 键和 1 个 键，叁键为 1 个 键和 2 个 键，NC(CH 2)4CN 分子中 键与 键数目之比为 154。(3)K 3PO4是离子晶体，主要物理性质有熔融时能导电、熔点较高、硬度较大、易溶于水等。(4)NH 3存在分子间氢键，A 项错
6、误；H 2O2存在分子间氢键，B 项错误； 中羟基和醛基距离较近，容易形成分子内氢键，C 项正确；中羟基和醛基距离较远，容易形成分子间氢键，D 项错误。2解答下列问题：(1)Mn、Fe 两元素中第三电离能较大的是_(填元素符号)，原因是_。(2)乙醇的沸点高于相对分子质量比它还大的丁烷，请解释原因：_。(3)O 的简单氢化物的氢键的键能小于 HF 氢键的键能，但氧元素的简单氢化物常温下为液态而 HF 常温下为气态的原因是_。(4)氯化亚铁的熔点为 674，而氯化铁的熔点仅为 282，二者熔点存在差异的原因是_。(5)N 和 P 同主族且相邻，PF 3和 NH3都能与许多过渡金属形成配合物，但
7、NF3却不能与过渡金属形成配合物，其原因是_。(6)H2O 分子的键角比 H2S 分子的键角大，原因是_。4(7)试从分子的空间构型和原子的电负性、中心原子上的孤电子对等角度解释与 O 的简单氢化物结构十分相似的 OF2的极性很小的原因：_。(8)As 的卤化物的熔点如表所示，分析表中卤化物熔点差异的原因：_。卤化物 AsCl3 AsBr3 AsI3熔点/ 16.2 31.1 140.9(9)咖啡因是一种中枢神经兴奋剂，其结构简式如图所示。常温下，咖啡因在水中的溶解度为 2g，加适量水杨酸钠 可使其溶解度增大，其原因可能是_。答案 (1)Mn Mn 失去的是半充满的 3d5电子，而 Fe 失去
8、的是 3d6电子，所以 Mn 的第三电离能大 (2)乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键 (3)每个 H2O 分子平均形成的氢键数目比每个 HF 分子平均形成的氢键数目多 (4)氯化亚铁为离子晶体，熔化时需要破坏离子键，而氯化铁为分子晶体，熔化时需要破坏分子间作用力 (5)F 原子电负性强，吸引 N 原子的电子，使其难以提供孤对电子形成配位键 (6)O 的原子半径比 S 的小，电负性比 S 的大，水分子中成键电子对更靠近中心原子，相互排斥作用大，键角大 (7)OF 2和 H2O的空间结构相似，同为 V 形，但氧与氢的电负性差值大于氧与氟的电负性差值，OF 2中氧原子上有两对孤电子对，抵
9、消了 FO 键中共用电子对偏向 F 而产生的极性 (8)对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高 (9)咖啡因与水杨酸钠之间形成了氢键3砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料。回答下列问题：(1)Ga 基态原子核外电子排布式为_，As 基态原子核外有_个未成对电子。(2)Ga、As、Se 的第一电离能由大到小的顺序是_，Ga、As、Se 的电负性由大到小的顺序是_。(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_。5镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3熔点/ 77.75 122.3 211.5沸点/ 201.2 279 346
10、GaF3的熔点超过 1000可能的原因是_。(4)二水合草酸镓的结构如图 1 所示，其中镓原子的配位数为_，草酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为_。(5)砷化镓的立方晶胞结构如图 2 所示，晶胞参数为 a0.565nm，砷化镓晶体的密度为_gcm3 (设 NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。答案 (1)Ar3d 104s24p1 3 (2)AsSeGa SeAsGa (3)GaCl 3、GaBr 3、GaI 3的熔、沸点依次升高，原因是它们均为分子晶体，相对分子质量依次增大 GaF 3是离子晶体 (4)4 sp2 (5)41450.56510 73NA解析 (1)Ga 是第 31 号元素
11、，其核外电子排布式为Ar3d 104s24p1。As 是第 33 号元素，其核外电子排布式为Ar3d 104s24p3，所以其 4p 能级上有 3 个未成对电子。(2)同周期由左向右元素的第一电离能逐渐增大，但是 As 的 p 能级是半充满稳定结构，故第一电离能反常高，故第一电离能的顺序为 AsSeGa。同周期元素由左向右电负性增大，所以电负性顺序为SeAsGa。(3)由表格中数据可知三种化合物的熔、沸点较低，可判断三种化合物均为分子晶体，对结构相似的分子晶体而言，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。GaF3的熔点超过 1000，与 GaI3、GaBr 3、GaCl 3的熔点差异
12、比较显著，故 GaF3不可能是分子晶体，而是离子晶体。(4)由图 1 知，每个镓与 4 个氧相连，所以配位数为 4。草酸根离子中的碳原子，形成了一个碳氧双键，所以是 sp2杂化。(5)晶胞中 Ga 原子位于 8 个顶点和6 个面心，所以 Ga 有 8 6 4 个，As 都在晶胞内也有 4 个，所以晶胞质量为18 12g。晶胞边长为 0.565nm0.56510 7 cm，晶胞体积为边长的立方，晶胞质量除以4145NA晶胞体积得到晶胞密度，所以晶体的密度为 gcm3 。41450.56510 73NA4(2018湖北沙市中学冲刺模拟)由 P、S、Cl、Ni 等元素组成的新型材料有着广泛的用途，回
13、答下列问题：(1)基态氯原子核外电子占有的原子轨道数为_个，P、S、Cl 的第一电离能由大到小6的顺序为_。(2)SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是_，该分子的空间构型为_。(3)PH4Cl 的电子式为_，Ni 与 CO 能形成配合物 Ni(CO)4，该分子中 键与 键的个数比为_。(4)已知 MgO 与 NiO 的晶体结构(如图 1 所示)相同，其中 Mg2 和 Ni2 的离子半径分别为66pm 和 69pm。则熔点：MgO_(填“” “PS(2)sp3 V 形(3) 11(4) Mg 2 的半径比 Ni2 的小，MgO 的晶格能比 NiO 的大(5)(1， )12 12(6)2532a
14、2NA解析 (1)基态氯原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p5，s 能级有 1 个原子轨道，p 能级有 3个原子轨道，所以基态氯原子的核外电子共占据 9 个原子轨道；同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，第一电离能排序时，磷原子的 2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，第一电离能较高，高于硫原子而低于氯原子，所以 P、S、Cl 的第一电离能由大到小的顺序为 ClPS。(2)SCl 2中硫原子的杂化轨道数为 (62)4，采取 sp3杂化方式，中心原子12硫原子有 2 对孤电子对，所以该分子的空间构型为 V 形。(3)PH 结构类似于 NH ，PH 4Cl 4 4是离子化合物，故
15、其电子式为 ；每个 CO 分子内含有 1 个 键和 2个 键，而每个 CO 分子同时又通过 1 个 配位键与 Ni 原子连接，所以 键和 键的个7数比为 11。(4)离子晶体结构相同时，离子半径越小，离子键越强，Mg 2 的半径比 Ni2 的小，MgO 的晶格能比 NiO 的大，故熔点：MgONiO。(5)题中已经给出了坐标系的三个方向示意图，晶胞是边长为 1 的正方体，因此 C 的坐标参数是(1， )。(6)在图 2 中的“单分子12 12层”中可以画出二维重复单元，如 ， 。重复单元呈菱形，是相邻四个氧离子球中心的连线组成的，每个重复单元包含 1 个氧离子和 1 个镍离子，NiO 的相对分子质量为 75。重复单元所占的面积2 a a2 a2m2，则 1 平方米上分散的该晶体的质量3 3为 g。2532a2NA
