高考化学总复习热门考点分解透析考点7物质结构与性质(含解析)

高考卷中对物质结构与性质选考题的考查不涉及元素推断、知识点考查较为固定、难点为晶体结构及晶胞计算。全国卷Ⅰ常考知识点有：原子的电子排布式和轨道表示式的书写、价电子排布、化学键类型、分子的空间构型、熔沸点比较，氢键、电负性、第一电离能的比较、典型晶体结构、晶胞的相关计算、晶格能的比较等。“物质结构与性质”考试内容具有“起点高、落点低”的特点.《物质结构与性质》模块中平行的知识点居多，而且知识点之间比较孤立，即知识零碎，缺乏一定的系统性。鉴于此对于该模块复习可运用下列方法：

（1）应用实物模型，进行对比复习。如应用各种形状的分子模型复习分子的立体结构，利用晶体的结构模型复习晶体的结构。（2）对类似、平行的知识点进行归纳、对比复习。如对四种晶体类型的 复习，可以从维系晶体结构的作用力（包括化学键、分子间作用力）、微粒种类、空间构型等方面列表归纳、对比，找出各知识点间的相同点和不同点。（3）运用“构性”关系进行复习。《物质结构与性质》的主要知识点就是结构与性质，物质的结构决定物质的性质，物质的性质又体现物质的结构，在解题中可以通过已知物质的性质信息来推知物质的结构，从而确定物质的种类，甚至是结构式或化学式。

例25 （2016年高考新课标Ⅰ卷）锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

（1）基态Ge原子的核外电子排布式为____________，有__________个未成对电子。 （2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是________________。

（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________________。

熔点/℃ 沸点/℃ GeCl4 −49.5 83.1 GeBr4 26 186 GeI4 146 约400 （4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。

（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为_______________________，微粒之间存在的作用力是_____________。

（6）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）；B为（

1111，0，）；C为（，，0）。则D2222- 1 -

原子的坐标参数为______。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为__________g·cm（列出计算式即可）。

-3

叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCl4＜GeBr4＜GeI4；（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn ；（5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；（6） ①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(含有的

Ge

原子数是

3

111，，)；根据晶胞结构可知，在晶胞中4448×1/8+6×1/2+4=8，所以晶胞的密度

=

m873g/mol873g/cm310323103VNA(565.76pm10cm/pm)6.0210(565.7610)873107cm3。 36.02565.76答案：（1）3d4s4p ；2（2）Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；（3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。（4）O＞Ge＞Zn；

10

2

2

- 2 -

（5）sp ；共价键；（6）①(

3

873111107 ，，)；②36.02565.744例26 （2016年高考新课标Ⅱ卷）东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题： （1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。 （2）硫酸镍溶于氨水形成SO4蓝色溶液。 ①SO4中阴离子的立体构型是_____。

②在中Ni与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。 ③氨的沸点 （填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是______；氨是_____分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。

（3）单质铜及镍都是由______键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：

2+

2+

ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。

（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。

②若合金的密度为d g/cm，晶胞参数a=________nm。

3

间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦（PH3）；根据价层电子对互斥理论，氨中心原子N的σ键电子对数等于3，孤电子对数为（5-3）÷2=1，则中心原子是sp杂化，分子成三角锥形，正负电荷重心不重叠，氨是极性分子。（3）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d电子，镍失去的是4s电子，所以ICu>INi。（4）①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×1/2=3，镍原子的个数为8×1/8=1，则铜

10

1

3

- 3 -

和镍原子的数量比为3：1。②根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为d g/cm，

3

根据ρ=m÷V，则晶胞参数a=

2

2

6

2

2517nm。 10236.0210d6

8

2

8

2

13答案：（ 1）1s2s2p3s3p3d4s或 3d4s2（2）①正四面体②配位键 N

10

③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp（3）金属 铜失去的是全充满的3d电

1

3

子，镍失去的是4s电子（4）①3:1②【适应练习】

2517 10236.0210d131.（2016年高考四川卷）M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：

（1）R基态原子的电子排布式是① ，X和Y中电负性较大的是 ② （填元素符号）。 （2）X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是___________。 （3）X与M形成的XM3分子的空间构型是__________。

（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如右图所示，则图中黑球代表的离子是

_________（填离子符号）。

（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原为+3价，该反应的化学方程式是____________。

2.（2016年高考新课标Ⅲ卷）砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：

（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。

（2）根据元素周期律，原子半径Ga_____________As，第一电离能Ga____________As。（填“大于”或“小于”）

（3）AsCl3分子的立体构型为____________________，其中As的杂化轨道类型为_________。 （4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是_____________________。

- 4 -

（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol 和

-1

-3

MAs g·mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子

的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

（2）H2S的沸点低于H2O的主要原因是水分子间形成氢键，使水的沸点升高。（3）SO3中硫原子的价层电子对为3+（6-3×2）/2=3，没有孤电子对，硫原子的杂化方式为sp，该分子的空间构型为平面三角形（4）根据晶胞结构可以算出白球的个数为

+

2

，黑球的个数

为8个，由于这种离子化合物的化学式为Na2O，黑球代表的是Na。（5）根据题意知重铬酸钾被还原为Cr，则过氧化氢被氧化生成氧气，利用化合价升降法配平，反应的化学方程式为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4=== K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 。

答案：（1）①1s2s2p3s或3s ②Cl（2）H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键（3）平面三角形（4）Na（5）K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O

2.解析：（1）As的原子序数是33，则基态As原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p。 （2）同周期自左向右原子半径逐渐减下，则原子半径Ga大于As，由于As的4p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能Ga小于As。（3）AsCl3分子的价层电子对数＝3＋

2

2

6

2

6

10

2

3

＋

2

2

6

1

1

3+

513＝4，即含有一对孤对电子，所以立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为2sp。（4）由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔沸点高；（5）GaAs

3

- 5 -

的熔点为1238℃，密度为ρ g·cm，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ca和As的个数均是4个，

-3

所以晶胞的体积是

4(MGaMAs)NA。二者的原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗

4334π(rGarAs)10303常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%4(MGaMAs)NA4π1030NA(rGa3rAs3)＝100%。

3(MGaMAs)答案：（1）1s2s2p3s3p3d4s4p或3d4s4p (2) 大于 小于 （3）三角锥形 sp（4）GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；（5）原子晶体；共价键

2

2

6

2

6

10

2

3

10

2

3

3

41030NA(rGa3rAs3)100%

3(MGaMAs)

- 6 -