（新高考）2021届高考二轮复习专题十一 物质结构与性质 教师版

这是一份（新高考）2021届高考二轮复习专题十一 物质结构与性质 教师版，共20页。试卷主要包含了原子结构与性质，化键与物质的性质，晶体结构与性质，二氧化硅等内容，欢迎下载使用。

专题 十一
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物质结构与性质




命题趋势

从近几年新课标的高考试题来看，“物质结构和性质” 模块作为选考内容，仅命制一个大题——主观题，该题目一般是以元素推断或某主族元素为背景，下设4至6个小题，10个空左右进行设计，以 “拼盘”形式呈现，题目变化多端，知识覆盖较广，考查主要涉及以下内容：
(1)原子结构：能量最低原理的应用；电子排布式、电子排布图的书写；电离能、电负性的大小比较和应用等。
(2)分子结构：σ键、π键、配位键的分析和判断；分子的构型、分子的极性的判断；“相似相溶原理”、等电子原理、氢键的性质等知识的应用。
(3)晶体结构：晶体中粒子数目的确定；共价键、分子间作用力、离子键和金属键的判断以及对晶体性质的影响；常见晶体的结构及熔、沸点的比较。
今后的高考命题仍会侧重上述知识点进行设计，题型也不会有太大变化，但试题的背景会更加新颖，题目会更加综合，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。
考点清单

一、原子结构与性质
1、原子核外电子运动状态，以及电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。
电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小。
电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层。原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q。
原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。
2、能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式。

①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。
②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。
3、元素电离能和元素电负性
（1）第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。
（2）元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。
二、化键与物质的性质
1、离子键
（1）化学键：相邻原子之间强烈的相互作用，化键包括离子键、共价键和金属键。
（2）离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化键。
离子键强弱的判断：离子半径越小，离子所带电荷越多，离子键越强，离子晶体的熔沸点越高。
2、共价键的主要类型σ键和π键
（1）共价键的分类和判断：σ键（“头碰头”重叠）和π键（“肩碰肩”重叠）、极性键和非极性键，还有一类特殊的共价键-配位键。
3、极性键和非极性键
（1）共价键：原子间通过共用电子对形成的化键
（2）键的极性
极性键：不同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。
非极性键：同种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。
（3）分子的极性
非极性分子和极性分子的比较

非极性分子
极性分子
形成原因
整个分子的电荷分布均匀，对称
整个分子的电荷分布不均匀、不对称
存在的共价键
非极性键或极性键
极性键
分子内原子排列
对称
不对称
举例说明：
分子
共价键的极性
正负电荷中心
结论
举例
同核双原子分子
非极性键
重合
非极性分子
H2、N2、O2
异核双原子分子
极性键
不重合
极性分子
CO、HF、HCl
异核多原子分子
分子中各键的向量和为零
重合
非极性分子
CO2、BF3、CH4
分子中各键的向量和不为零
不重合
极性分子
H2O、NH3、CH3Cl
相似相溶原理：极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）
4、分子的空间立体结构
常见分子的类型与形状比较
分子类型
分子形状
键角
键的极性
分子极性
代表物
A
球形


非极性
He、Ne
A2
直线形

非极性
非极性
H2、O2
AB
直线形

极性
极性
HCl、NO
ABA
直线形
180°
极性
非极性
CO2、CS2
ABA
V形
≠180°
极性
极性
H2O、SO2
A4
正四面体形
60°
非极性
非极性
P4
AB3
平面三角形
120°
极性
非极性
BF3、SO3
AB3
三角锥形
≠120°
极性
极性
NH3、NCl3
AB4
正四面体形
109°28′
极性
非极性
CH4、CCl4
AB3C
四面体形
≠109°28′
极性
极性
CH3Cl、CHCl3
AB2C2
四面体形
≠109°28′
极性
极性
CH2Cl2







直线
三角形
V形
四面体
三角锥
V形（H2O）
三、晶体结构与性质
1、离子晶体
①离子键的强弱可以用晶格能的大小来衡量，晶格能是指拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和阳离子所吸收的能量。晶格能越大，离子晶体的熔点越高、硬度越大。
②离子晶体：通过离子键作用形成的晶体。
典型的离子晶体结构：NaCl型和CsCl型，氯化钠晶体中，每个钠离子周围有6个氯离子，每个氯离子周围有6个钠离子，每个氯化钠晶胞中含有4个钠离子和4个氯离子；氯化铯晶体中，每个铯离子周围有8个氯离子，每个氯离子周围有8个铯离子，每个氯化铯晶胞中含有1个铯离子和1个氯离子。
NaCl型晶体
CsCl型晶体

每个Na+离子周围被6个Cl−离子所包围，同样每个Cl−也被6个Na+所包围

每个正离子被8个负离子包围着，同时每个负离子也被8个正离子所包围
晶胞中粒子数的计算方法--均摊法
位置
顶点
棱边
面心
体心
贡献
1/8
1/4
1/2
1
2、分子晶体
（1）分子间作用力的含义，化学键和分子间作用力的区别。
分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性。
（2）分子晶体的含义，分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。
分子晶体：分子间以分子间作用力（范德华力、氢键）相结合的晶体．典型的有冰、干冰。
分子间作用力强弱和分子晶体熔沸点大小的判断：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。
（3）氢键的存在对物质性质的影响
NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高
影响物质的性质方面：增大溶沸点，增大溶解性
表示方法：X—H……Y(N、O、F)一般都是氢化物中存在
3、原子晶体
（1）原子晶体：所有原子间通过共价键结合成的晶体或相邻原子间以共价键相结合而形成空间立体网状结构的晶体
（2）典型的原子晶体有金刚石（C）、晶体硅(Si)、二氧化硅（SiO2）
金刚石是正四面体的空间网状结构，最小的碳环中有6个碳原子，每个碳原子与周围四个碳原子形成四个共价键；晶体硅的结构与金刚石相似；二氧化硅晶体是空间网状结构，最小的环中有6个硅原子和6个氧原子，每个硅原子与4个氧原子成键，每个氧原子与2个硅原子成键
（3）共价键强弱和原子晶体熔沸点大小的判断：原子半径越小，形成共价键的键长越短，共价键的键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅。
4、分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别
晶体类型
原子晶体
分子晶体
金属晶体
离子晶体
粒子
原子
分子
金属阳离子、自由电子
阴、阳离子
粒子间作用（力）
共价键
分子间作用力
复杂的静电作用
离子键
熔沸点
很高
很低
一般较高，少部分低
较高
硬度
很硬
一般较软
一般较硬，少部分软
较硬
溶解性
难溶解
相似相溶
难溶（Na等与水反应）
易溶于极性溶剂
导电情况
不导电
（除硅）
一般不导电
良导体
固体不导电，熔化或溶于水后导电
实例
金刚石、水晶、碳化硅等
干冰、冰、纯硫酸、H2(S)
Na、Mg、Al等
NaCl、CaCO3
NaOH等


精题集训
（70分钟）

经典训练题

1．（双选）13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是（ ）
A．元素Al在周期表中位于第3周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)N>C>H；②配离子C2O中有两个单键氧原子可以与中心离子形成环状结构，每个C2O可形成两根键，共有3个C2O可以成键，故配位数为6，故填6；③C2O的结构为，其中碳氧双键中各含一个σ键和一个π键，碳氧单键、碳碳单键之间均为σ键，共有5个σ键，即1mol C2O中存在5NA个σ键，C2O中碳氧双键的离域电子数为2，两个双键，共4个离域电子，碳氧单键中的氧原子提供两个离域电子，这样的离域电子有4个，共计8个离域电子，综上草酸离子的大π键可表示为，故填5NA、；(3)价电子数=(最外层电子数—电荷数)÷2，正电荷即减，负电荷即加，铵根价电子数为(5+4×1-1)÷2=4，满足价电子数为4，且原子个数为5的微粒有CH4、SiH4、AlH、BH；N4中，要N原子满足8电子稳定结构，则每个N原子连三根键，满足此条件的N4的空间结构为正四面体，结构简式为；电负性越强，成键电子对更偏向于电负性强的原子，NH3、CH4、H2O三种物质的中心原子都是sp3杂化，杂化轨道都是正四面体构形，其中CH4是等性杂化，四条杂化轨道都是成键电子，键角=正常正四面体键角=109°28′，NH3和H2O都是不等性杂化，中心原子N、O分别有1条、2条杂化轨道填入孤对电子，孤对电子的排斥力比成键电子大，因此键角被压缩，孤对电子数越多，斥力越大，键角被压缩的越小，所以键角大小顺序为CH4>NH3>H2O。故填CH4或SiH4、AlH、BH、、CH4>NH3>H2O；(4)在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是r pm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为，在每个晶胞中含有铁原子的数目为=2个，晶胞密度ρ=====
，故填。
【点评】孤对电子的斥力大于成键电子对，孤对电子越多，斥力越大。