2022年高考化学二轮专题突破 物质结构与性质综合题课件PPT

这是一份2022年高考化学二轮专题突破 物质结构与性质综合题课件PPT，共60页。
 (一)试题考查的素养价值从近几年高考试题来看，题目一般是以新型热电材料、固体储氢材料、超导材料等在工农业生产、国防建设中的应用为命题情境素材，有利于提升“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等核心素养。试题以“拼盘”形式呈现，题目变化较多，知识覆盖较广，试题的背景更加新颖，题目更加综合，更注重体现科学新成果或新发现，更注重考生 “结构决定性质”思想的树立和空间想象能力的考查。原子和分子结构的考查有利于“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等学科素养的提升。晶体结构的考查不拘泥于晶胞计算，也有在三维坐标系中进行空间想象能力的考查，是数学中的立体几何知识渗透到化学知识的具体呈现形式。这种创新形式能够促进学科间知识的融合，较好的考查学生的迁移运用能力和创新思维。
(二)试题命制的设计要求
(三)试题函盖的三个层识“物质结构与性质”涉及三个层次：“原子结构与性质—分子结构与性质—晶体结构与性质”，“原子结构”是物质结构的基础，“分子结构与性质”是命题核心，“晶体结构与性质”是命题升华。其中晶体结构的确定是重、难点。三个层次的命题角度如下：
提能点(一)　晶胞结构与计算方法1．晶胞参数的计算方法
2．晶胞密度的计算方法
[典例]　(2021·全国甲卷·节选)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为_______________________g·cm－3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则y＝________(用x表达)。
[思维建模]　解相关晶胞计算的思维模型
[应用体验]1．(2021·湖南等级考·节选)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。(1)已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示________原子(填元素符号)，该化合物的化学式为________。(2)已知该晶胞的晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。
2．(2021·广东等级考·节选)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。(1)图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是____________________________________。(2)图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb ＝________。(3)设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为______________________________g·cm－3(列出算式)。
3.(1)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＝0.420 nm，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。(2)两种含硅化合物的晶胞结构如图所示。
①这两种含硅化合物的化学式分别为__________和__________。②Ⅰ的晶胞参数为a pm，则Ⅰ的密度为________g·cm－3。③Ⅱ的晶胞参数为b pm，Si和P的原子半径分别为r1 pm和r2 pm，则Ⅱ的空间占有率为______________________________。
提能点(二)　晶胞中的原子坐标与俯视图1．构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一致的，因此可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体的三个棱延长线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°，而是120°。
[典例]　(2019·全国卷Ⅱ·节选)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
[应用体验]1．氮化镓是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。(1)与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为________。(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如图，则2、3、4原子的分数坐标不可能是________(填字母)。a．(0.75,0.25,0.25)　　　　　b．(0.25,0.75,0.75)c．(0.25,0.75,0.25) d．(0.75,0.75,0.75)
解析：(1)金刚石是正四面体的空间结构，根据类比替换原则可知与同一个镓原子相连的氮原子构成的空间结构为正四面体形。(2)根据金刚石的结构进行类推，将金刚石晶胞分割成八个小部分，有四个原子分别位于不相邻的小立方体中心，根据1的分数坐标(0.25,0.25,0.75)及1、2、3、4的相对位置可知，2、3、4的分数坐标可能为(0.25，0.75,0.25)、(0.75,0.75,0.75)、(0.75,0.25,0.25)，不可能为(0.25,0.75,0.75)。答案：(1)正四面体　(2)b
(2)硫离子的配位数为________。(3)设NA为阿伏加德罗常数的值，硫化锂的晶体密度为______________________g·cm－3(列出计算表达式)。
(3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·ml－1)如下表：
①若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为________g·cm－3(写出表达式)。②晶胞在x轴方向的投影图为________(填标号)。
考题发掘·融通相关知识(一)精读题干·习得以下素养1．KH2PO4晶体的类型是什么？2．KH2PO4晶体涉及4种元素，其核外电子排布是怎样的？
(二)精读(1)(2)问·习得以下素养1．根据P元素的核外电子排布图可知其原子轨道有几种？提示：9种2．根据第(2)问提供的信息，O元素价电子自旋磁量子数的代数和是多少？提示：＋1
(三)精读(3)(4)(5)(6)问·习得以下素养1．根据第(3)问提供的信息，N、P同为第ⅤA族元素，氮以N2而白磷以P4的形式存在，其原因是什么？提示：由题表中键能关系可知3倍的N—N键的键能小于N≡N键的键能，而3倍的P—P键的键能大于P≡P键的键能，所以氮以N2中的N≡形式存在更稳定，磷以P4中的P—P键形式存在更稳定。2．写出H3PO4的结构式，并说明P元素采取的杂化方式。
3.根据第(6)问提供的信息，写出H3PO4脱水缩合成多聚磷酸的化学方程式