2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：选修4小专题突破17　物质结构与性质综合题难点突破

小专题突破17　物质结构与性质综合题难点突破

[专题精讲]

1．判断σ键和π键及其个数

共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π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。

(2)有机物中上的C原子都是sp2杂化，—C≡C—中的C原子是sp杂化，中的C原子是sp3杂化。

3．判断分子或离子的立体构型

(1)根据价层电子对互斥理论判断。

(2)有机物中CH2===CH2、为平面形结构，CH≡CH为直线形结构，HCHO为平面三角形结构。

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): 详情请见第三单元学习任务2相关内容。

①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为，而不是。

②审题时一定要注意是“分子结构”还是“晶胞结构”，若是分子结构，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：ρ＝(ρ表示密度，a表示晶胞边长，NA表示阿伏加德罗常数的数值，n表示1 mol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)。

[专题精练]

1．(2020·福州质检)锌是人体必需的微量元素，明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题：

(1)基态Zn原子的价电子排布式为____________________________________，

在周期表中的位置为________。

(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。

①组成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除H外其余元素的第一电离能由大到小顺序为________________________________________________________________________。

②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液，未出现浑浊，其原因是________________________________________________________________________。

③已知[Zn(NH3)4]2＋的立体构型与SO相同，则在[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋的杂化类型为________。

④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶体中存在的有________。

A．离子键　　　B．极性共价键　　　C．非极性共价键

D．配位键　    E．范德华力　      F．金属键

(3)ZnS晶胞结构如图(已知a为硫离子，b为锌离子)所示，ZnS晶体的熔点约为1 700 ℃。

①已知晶体密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值。则1个ZnS晶胞的体积为________cm3。

②ZnO与ZnS结构相似，熔点为1 975 ℃，其熔点较高的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：(1)3d104s2　第4周期ⅡB族

(2)①N>O>S>Zn　②[Zn(NH3)4]2＋难电离出Zn2＋，溶液中Zn2＋浓度很小，无法产生沉淀　③sp3　④ABD

(3)①　②O2－的半径比S2－的小，ZnO离子键的键能较大

2．(2020·试题调研)锂­磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O。

(1)写出基态Cu2＋的电子排布式：__________________________________________。

(2)PO的立体构型是________。

(3)P、S元素第一电离能大小关系为___________________________________________，原因是

________________________________________________________________________。

(4)氨基乙酸铜分子结构如图所示，碳原子的杂化方式为________，基态碳原子核外电子有________种运动状态。

(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2－，则1 mol该配合物含有π键的数目为________(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

(6)晶体铜的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示，铜原子的配位数为________，铜的原子半径为127.8 pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，晶体铜的密度为________________g·cm－3(列出计算式即可)。

解析：(1)Cu2＋核外有27个电子，根据核外电子排布规律，基态Cu2＋的电子排布式是1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)根据价层电子对互斥理论，价层电子对数为4＋＝4，无孤电子对，所以PO的立体构型是正四面体。(3)P原子3p轨道上的电子处于半充满状态，结构稳定，比S难失去电子，所以P、S元素第一电离能大小关系为P>S。(4)单键碳原子杂化方式为sp3、双键碳原子杂化方式为sp2，中既有单键碳原子又有双键碳原子，所以碳原子的杂化方式为sp3和sp2；基态碳原子核外有6个电子，就有6种运动状态。(5)CN－存在碳氮叁键，1个碳氮叁键中有2个π键，所以1 mol该配合物含有8 mol π键，数目为8NA。(6)离铜原子距离最近且相等的原子为铜原子的配位原子，根据图甲可知铜原子配位数是12；根据图乙可知，晶胞的面对角线长为127.8 pm×4，则晶胞棱长为2×127.8×10－10 cm，每个晶胞含有铜原子数为8×＋6×＝4。1个晶胞的体积为(2×127.8×10－10)3 cm3，质量为 g，所以密度为 g·cm－3。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)

(2)正四面体

(3)P>S　P原子3p轨道上的电子处于半充满状态，结构稳定，失去电子比S难

(4)sp3和sp2　6

(5)8NA

(6)12　

3．(2020·试题调研)乙烯酮是最简单的烯酮，其结构简式为CH2===C===O，是一种重要的有机中间体，可由乙酸分子内脱水得到，也可通过下列反应制备：2HC≡CH＋O22CH2===C===O。

(1)基态钙原子的核外电子排布式为____________________________________。

(2)乙炔分子的立体构型为________，乙炔分子属于________(填“极性”或“非极性”)分子。

(3)乙烯酮分子中的碳原子的杂化类型为________；乙烯酮在一定条件下可聚合成双乙烯酮(结构简式为)，双乙烯酮分子中含有的σ键和π键的数目之比为________。

(4)乙酸分子间也可形成二聚体(含八元环)，该二聚体的结构为________。

(5)Ag的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞中所含的氧原子数为________。

解析：(1)钙为元素周期表20号元素，位于第4周期ⅡA族，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。(2)乙炔分子含—C≡C—，故为直线形结构，该结构决定了其为对称结构，是非极性分子。(3)乙烯酮结构简式为CH2===C===O，其中含碳碳双键和碳氧双键，与氢原子相连的碳原子为sp2杂化，羰基碳原子为sp杂化。中含3个碳氧σ键、3个碳碳σ键、4个碳氢σ键，还有2个π键，故双乙烯酮分子中含有的σ键和π键的数目之比为10∶2，即5∶1。(4)乙酸分子间能形成氢键，2个乙酸分子中的羟基氢原子分别与对方的羰基氧原子形成氢键，构成八元环结构，故二聚体结构为。(5)由晶胞结构可知，该Ag的氧化物晶胞结构中，氧原子位于四种位置：①顶点，共8个，属于该晶胞的氧原子数为8×＝1；②棱心，共4个，属于该晶胞的氧原子数为4×＝1；③面心，共2个，属于该晶胞的氧原子数为2×＝1；④晶胞内，共1个，故该Ag的氧化物晶胞中所含的氧原子数为4。

答案：(1)1s22s22p63s23p64s2　(2)直线形　非极性

(3)sp2、sp　5∶1　(4) 　(5)4