2020届高考化学一轮复习 十三 物质结构与性质课件

十三物质结构与性质(选修)1.在原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)和元素周期律部分,每年的命题方式只是微调,并没有较大变化。在备考中只有对基础知识掌握牢固,这类问题才能比较容易解决。考生在做题过程中一定要注意审清问题问的是什么,如2017年高考全国2卷中第35题的第(1)小题问的是轨道表达式(电子排布图),而不是电子排布式,若审题不清,则易丢分。2.在价层电子对互斥理论和杂化轨道理论部分,每年的命题方式也只是微调,并没有较大变化。考生在备考中只有对基础知识积累牢固,这类问题才能比较容易解决,其中杂化形式的判断要形成解题思路。3.分子的性质在近几年高考中的考点基本固定,在价键理论和分子性质部分,化学键的类型是每年必考的,并没有较大变化。考生在备考时只有对基础知识积累牢固并加以训练,这类问题才能比较容易解决。4.在近几年高考中,晶体结构部分每年都出题,一般考查晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定等有关物质结构的主干知识,考生在复习时应重视基础知识的掌握和应用,会用均摊法分析晶体的组成。1.判断分子或离子立体构型“三步曲”第一步:确定中心原子上的价层电子对数。a为中心原子的价电子数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x为与中心原子结合的原子数。如NH3的中心原子为N,a=5,b=1,x=3,所以中心原子上的孤电子对数第二步:确定价层电子对的立体构型。第三步:分子立体构型的确定。=12(a-xb)=12×(5-3×1)=1。2.“五方法”判断分子中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断空间构型杂化类型正四面体形sp3杂化平面三角形sp2杂化直线形sp杂化(2)根据杂化轨道之间的夹角判断,若杂化轨道之间的夹角为109°28',则分子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子的中心原子发生sp杂化。(3)根据等电子原理进行判断,如CO2是直线形分子,CNS-、与CO2是等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp杂化。N3−(4)根据中心原子的电子对数判断,如中心原子上的价层电子对数为4,则采用sp3杂化,若中心原子上的价层电子对数为3,则采用sp2杂化,若中心原子上的价层电子对数为2,则采用sp杂化。(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断,如没有π键,则为sp3杂化,含一个π键,则为sp2杂化,含2个π键,则为sp杂化。3.“均摊法”突破晶胞组成的计算(1)方法:①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算(2)晶体粒子与M、ρ(晶体密度,单位为g·cm-3)之间的关系若1个晶胞中含有x个微粒,则1mol该晶胞中含有xmol微粒,其质量为xMg;又1个晶胞的质量为ρa3g(a3为晶胞的体积,单位为cm3),则1mol晶胞的质量为ρa3NAg,因此有xM=ρa3NA。②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定,如石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形,其顶点(1个碳原子)被三个六边形共有,每个六边形占13,那么一个六边形实际均摊6×13=2个碳原子。又如,在六棱柱晶胞(如图中所示的MgB2晶胞)中,顶点上的原子为6个晶胞(同层3个,上层或下层3个)共有,面上的原子为2个晶胞共有,因此镁原子个数为12×16+2×12=3,硼原子个数为6。【典例】(2018·全国1,35)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。(2)Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H+),原因是。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是、中心原子的杂化形式为。LiAlH4中,存在(填标号)。A.离子键B.σ键C.π键D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。可知,Li原子的第一电离能为kJ·mol-1,O=O键的键能为kJ·mol-1,Li2O的晶格能为kJ·mol-1。图(a)(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为g·cm-3(列出计算式)。图(b)【解析】(1)根据核外电子排布规律可知,Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D状态能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;(2)由于锂的核电荷数较大,原子核对最外层电子的吸引力较大,因此Li+的半径小于H-的;(3)LiAlH4中的阴离子是,中心原子铝原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤电子对,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化;阴阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键,不存在双键和氢键,答案选AB;(4)根据示意图可知,Li原子的第一电离能是1040kJ·mol-1×=520kJ·mol-1;0.5mol氧气转化为氧原子时吸热249kJ,所以O=O键的键能是249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1;根据晶格能的定义结合示意图可知,Li2O的晶格能是2908kJ·mol-1;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计8个,根据化学式,可知氧原子的个数是4,则Li2O的密度是12AlH4-ρ=𝑚𝑉=8×7+4×16𝑁𝐴×(0.4665×10-7)3g·cm-3。【答案】(1)DC(2)Li+核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982908(5)8×7+4×16𝑁A×(0.4665×10-7)3