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压轴题18 物质结构与性质综合题
物质结构与性质题,做为“拼盘”命制的题型,各小题之间相对独立,主要考查原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质。该题由题头(介绍题目背景或物质结构知识,元素推断信息)和设问(拼盘式设问物质结构相关主干知识)两部分组成;(1)在原子结构部分主要命题点有核外电子排布式或排布图的书写,电离能、电负性大小的比较与判断,电子亲和能的变化规律。(2)在分子结构部分主要命题点有化学键类型的判断,分子构型的判断,中心原子杂化方式的判断。(3)在晶体结构部分主要命题点有晶体类型的判断,晶体熔沸点的判断,晶体结构的计算等。
预计2023年高考仍会借助新科技、新能源为背景,考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算,特别是对空间想象能力和计算能力的考查,
1.审题指导
(1)看元素:确定元素种类。
(2)定位置:明确各元素在元素周期表中所处位置。确定该元素是属于短周期还是长周期,是主族元素还是过渡元素。
(3)找物质:找出考查对象是原子、分子还是晶体。
(4)用规律:利用电离能和电负性规律、杂化轨道、价电子理论确定物质结构。
(5)比晶型:根据晶体结构特点分析比较物质可能具有的性质,找出不同物质性质的差异。
(6)关注晶体结构的有关计算:化学式的确定,晶体的密度,微粒间距等。
2.常见模型,熟记于心
(1)判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法
根据中心原子的成键类型判断,如果有1个叁键,则其中有2个π键,用去了2个p轨道,则为sp杂化;如果有1个双键;则其中有1个π键,则为sp2杂化;如果全部是单键,则为sp3杂化。
(2)根据价层电子对互斥模型判断分子的空间构型
价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间构型,而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;
②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。
(3)均摊法计算及应用
在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时,要注意晶胞的形状,不同形状的晶胞,应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共用,如六棱柱晶胞中,顶点、侧棱、底面上的棱、面心、体心依次被6、3、4、2、1个晶胞所共有。
①原则:晶胞任意位置上的一个粒子如果是被n个晶胞所共有,那么,每个晶胞对这个粒子分得的份额就是。
②方法
a.长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。
b.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。
1.2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:
(1)Li、P、S三种元素中,电负性最小的是___________。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有___________种。
(2)基态S原子核外有___________个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为___________。
(3)PH3、AsH3中沸点较高的是___________,其主要原因是___________。
(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中锰原子的配位数为___________。
(5)CH3CN中C原子的杂化类型为___________。
(6)等物质的量的CH3CN和CO中,π键数目之比___________。
(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g/cm3,则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为 ___________pm。
2.2022年6月17日,我国第三艘航空母舰下水命名仪式在江南造船厂举行,命名为“中国人民解放军海军福建舰”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。
(1)基态Fe3+的价层电子轨道表示式为_________。
(2) Fe可与NO3-、、等形成配合物。NO3-的空间结构名称为________;Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为,沸点为,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于_________(填晶体类型)。
(3)某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。
已知:氯化亚砜()熔点,沸点,易水解为两种酸性气体。
I.废铁屑的杂质中所含元素的电负性由小到大的顺序为_________。
II.为避免引入新的杂质,试剂B可以选用H2O2溶液,此过程发生的离子反应方程式为_________