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第12题 物质结构与性质综合题(选考)
[高考师说] 物质结构与性质综合试题是全国卷试题中选做题之一,命题呈现形式主要是“拼盘”式设问,各问之间相对较独立。试题难度中档,大部分设问易得分。很少部分较难,如晶胞的有关计算等。主要考点有:(1)原子结构与性质,其主要命题点有:①电子排布式或轨道表示式书写;②未成对电子数计算;③电离能、电负性、原子半径的比较。(2)分子结构与性质,其主要命题点有:①共价键类型的判断与数目的计算;
②粒子的空间构型和杂化类型的判断;③键角比较;④分子的主要性质解释;⑤氢键的表示、影响因素和对分子性质的影响;⑥配位键及配合物的构成。(3)晶体结构与性质,其主要命题点有:①晶体中配位数与晶体化学式确定;②晶胞参数与晶体密度的相关计算;③原子利用率的计算;④晶体熔沸点的比较及解释。2020年高考仍会在电子排布表示、粒子构型、杂化类型、化学键判断、氢键、配位键、晶胞密度计算等方面进行命题。
考点一 原子结构与性质
[真题集训·明规律]
1.(1)(2019·全国卷Ⅰ·节选)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
(2)(2019·全国卷Ⅱ·节选)①Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为________。
②比较离子半径:F-________O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)(2019·全国卷Ⅲ·节选)①在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。
②NH4H2PO4中,电负性最高的元素是________。
解析:(1)根据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知,A中电离最外层一个电子所需能量最大。
(2)①Fe为26号元素,Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去1个电子使4s轨道为半充满状态,能量较低,故首先失去4s轨道电子;Sm的价电子排布式为4f66s2,失去3个电子变成Sm3+成为稳定状态,则应先失去能量较高的4s电子,所以Sm3+的价层电子排布式为4f5。②F-和O2-的核外电子排布相同,核电荷数越大,则半径越小,故半径:F-<O2-。
(3)①根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁,镁的最外层电子数是2,占据s轨道,s轨道最多容纳2个电子,所以自旋方向相反。②N、H、O、P中电负性大小顺序为O>N>P>H。
答案:(1)A (2)①4s 4f5 ②小于
(3)①Mg 相反 ②O
2.(1)(2018·全国卷Ⅰ·节选)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)。
②Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是__________________________________________________。
(2)(2018·全国卷Ⅱ·节选)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(3)(2018·全国卷Ⅲ·节选)①Zn原子核外电子排布式为________。
②黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_______________________________________________。
解析:(1)①根据能级能量E(1s)<E(2s)<E(2p)判断,能量最低的为D,能量最高的为C。②电子数相同的离子,核电荷数越小,离子半径越大。
(2)基态Fe原子核外有26个电子,按照构造原理,其核外电子排布式为[Ar]3d64s2,按照洪特规则,价层电子3d上6个电子优先占据5个不同轨道,故价层电子的电子排布图为 。基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,电子占据最高能级为3p,p能级的电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。
(3)Zn的价层电子排布式为3d104s2,为全满稳定结构,Cu的价层电子排布式为3d104s1,易失去一个电子。
答案:(1)①D C
②Li+的核电荷数较大,吸引电子能力强
(2) 哑铃(纺锤)
(3)①[Ar]3d104s2 ②大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
[重点强化·提知能]
1.“半充满”或“全充满”电子排布的应用
(1)核外电子排布半充满或全充满时能量低稳定。
(2)同元素不同价态的化合物,处于电子排布半充满或全充满状态时化合物较稳定,如Cu2O比CuO稳定。
(3)同周期