专题二 大题突破(一) 物质结构与性质综合题（课件PPT）-【正禾一本通】2025年高考化学高三二轮专题复习高效讲义（新教材，双选版）

高三二轮专题复习高效讲义 化 学 高三二轮专题复习高效讲义 化 学 1 专题二 PPT下载 http:///xiazai/ 物质结构与性质 2 大题突破(一)　物质结构与性质综合题 课下巩固检测练（十五） 物质结构与性质综合题 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 01 02 03 04 05 06 谢谢观看 考什么·怎么考 物质结构与性质综合题为“拼盘式”题型，各小题之间相对独立，重点考查考生对基础知识的掌握情况，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。试题有“三种”呈现形式：①以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问；②以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质分别独立或侧重展开设问；③以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质综合考査。 今后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、分子或离子的空间结构(价层电子对互斥模型)、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。 悟高考·练模拟 1.(2024·北京高考) 锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 (1)Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整。 (2)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。 ①SnCl2分子的VSEPR模型名称是____________________。 ②SnCl4的Sn—Cl键是由锡的__________轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。 (3)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。 ①灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有______个。 ②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为V1 nm3和V2 nm3，则白锡和灰锡晶体的密度之比是___________________________________________。 单质Sn的制备：将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800 ℃，由于固体之间反应慢，未明显发生反应。若通入空气在800 ℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是______________________ ________________________________________________________________。 解析：(2)①SnCl2中Sn的价层电子对数为2＋×(4－2×1)＝3，故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形；②SnCl4中Sn价层电子对数为4＋×(4－4×1)＝4，有4个σ键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成的σ键。(3)②根据均摊法，白锡晶胞中含Sn原子数为8×＋1＝2，灰锡晶胞中含Sn原子数为8×＋4＝8，所以白锡与灰锡的密度之比为∶。 答案：(1) 　(2)①平面三角形　②sp3杂化　(3)①4　② (4)与焦炭在高温下反应生成CO，CO将SnO2还原为单质Sn 2．硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可形成多种化合物，含硒化合物在材料和药物等领域有重要应用。回答下列问题： (1)基态硒原子价电子排布式为________；其能量最高能级的电子云形状是______________________________________________________________。 (2)某绿色农药的结构简式如图1所示。其中C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的排列顺序为____________________；该物质中，C原子的杂化轨道类型为_______________________________________________。 (3)亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧的空间结构为____________________________________________________________； 的键角______(填“>”“<”或“＝”)气态分子SeO3，原因是 _________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用图2表示。已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长λ1______(填“>”“<”或“＝”)λ2。 (5)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料，为四方晶系晶胞结构(如图3所示)，可以看成带正电的层与带负电的层交替堆叠。据此推断硒氧化铋的化学式为_________________。晶胞棱边夹角均为90°，则晶体密度的计算式为________________g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。 解析：(3)中Se的价层电子对数为3＋ ＝3＋1＝4，孤电子对数为的空间结构为三角锥形；SeO3中Se原子的价层电子对数为3＋ ＝3＋0＝3，孤电子对数为0，分子的空间结构为平面三角形，键角为120°，而的空间结构为三角锥形，键角小于120°，即的键角小于气态分子SeO3。 (4)S和Se位于同一主族，Se的原子半径大于S，使得二硒键的键长大于二硫键，二硒键的键能小于二硫键，由于光的波长与其能量成反比，故λ1小于λ2。 (5)根据电荷守恒可知，该晶胞中 和 的个数比为1∶1，则硒氧化铋的化学式为SeBi2O2；该晶胞中，Se的个数为8× ＋1＝2，结合化学式可知，该晶胞中含有2个SeBi2O2，晶胞质量为 g＝ g，晶胞体积为a×10-10 cm×a×10-10 cm×c×10-10 cm＝a2c×10-30 cm3，则晶胞密度为 ＝ g·cm-3。 答案：(1)4s24p4　哑铃形　(2)F>N>O>C　sp2、sp3　(3)三角锥形　<　SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间结构为平面三角形，键角为120°；亚硒酸根离子的空间结构为三角锥形，键角小于120°　(4)<　(5)SeBi2O2　 3．(2024·河南郑州模拟)某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物(结构片段如图所示)作固态电解质，其电池总反应为MnO2＋Zn＋H2O＋ZnSO4 MnOOH＋ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O。 回答下列问题： (1)如图所示的几种含碳物质中，不与碳纳米管互为同素异形体的是______(填名称，下同)，存在分子间作用力的是_______；属于共价晶体的是_______。 (2)MnOOH中Mn的化合价是____，有机高聚物中C的杂化方式为____。 (3)Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键，原因是__________。 O的第二电离能___________(填“大于”或“小于”)N。 (4)一种新型稀磁半导体LiZnmMnnAs的立方晶胞结构如图所示。 ①m＝___________，n＝___________。 ②已知NA为阿伏加德罗常数的值，LiZnmMnnAs的摩尔质量为M g·mol-1，晶体密度为d g·cm-3。该晶体中As原子与Mn原子之间的最短距离为___________nm(列出计算式)。 解析：(1)同素异形体是指同种元素形成的结构不同的单质，碳纳米管、石墨炔、金刚石、C60互为同素异形体；石墨炔、C60是分子晶体，存在分子间作用力；金刚石、碳化硅是共价晶体，作用力是共价键。 (3)N的电负性小于O，故Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键。基态O原子的价电子排布式为2s22p4，失去1个电子后2p轨道处于半充满状态，较稳定，不易再失去一个电子，而基态N原子的价电子排布式为2s22p3，失去1个电子后2p轨道有两个电子，相对容易再失去一个电子，故O的第二电离能大于N。 (4)①根据均摊法，每个晶胞中含有的Li原子数为1＋12×＝4，Zn原子数为4×＝3，Mn原子数为4×＝1，As原子数为4，化简即可得LiZnmMnnAs中m＝0.75，n＝0.25。 ②As原子与Mn原子之间的最短距离为晶胞体对角线长的，为晶胞棱长的。设晶胞棱长为a cm，一个晶胞中含有4个“LiZnmMnnAs”，所以a3＝，a＝ ×107nm。As原子与Mn原子之间的最短距离为× ×107nm。 答案：(1)碳化硅　石墨炔、C60　金刚石、碳化硅　(2)＋3　sp2、sp3　(3)N的电负性小于O　大于 (4)0.75　0.25　× 1．配合物在生产、生活中应用广泛。例如，K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)用于检验Fe2+，K4[Fe(CN)6]用于检验Fe3+。回答下列问题： (1)基态Fe3+的价层电子排布式为________，向某未知溶液中滴加适量K3[Fe(CN)6]溶液，若_________________(填实验现象)，则说明溶液中含有Fe2+。 (2)[Fe(CN)6]3-中配位原子是___________(填元素符号)。 (3)已知：络合平衡反应Ag＋＋2NH3⥫⥬[Ag(NH3)2]＋，其平衡常数又称配离子稳定常数，K稳＝。常温下，Fe3+＋6CN－⥫⥬[Fe(CN)6]3-　K稳1＝1043.6；Fe2+＋6CN－⥫⥬[Fe(CN)6]4-　K稳2＝1035.4。 由此推知稳定性：[Fe(CN)6]3-_______________[Fe(CN)6]4-(填“>”“<”或“＝”)，判断依据是_______________________________________。 (4)分裂能(Δ)定义：1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能，分裂能大小与配体、中心原子(或离子)有关。分裂能(Δ)：[Fe(CN)6]3-______[Fe(CN)6]4-(填“>”“<”或“＝”)，判断依据是_________________________________________________。 解析：(2)CN－中C、N都有孤电子对，N的电负性较大，对孤电子对吸引力较强，难提供孤电子对形成配位键，故配位原子为C。 答案：(1)3d5　生成蓝色沉淀　(2)C　(3)>　平衡常数越大，反应趋向越大，产物越稳定　(4)>　中心离子正电荷数越高，对3d电子吸引力越强，且Fe3+电子轨道达到3d5半充满稳定结构，电子跃迁需要的能量更大 2．(2024·青海西宁三模)羰基钴催化剂可在温和条件下催化氢甲酰化反应，其结构为(Ph代表苯基)。回答下列问题： (1)基态Co的价电子排布式为________。 (2)羰基钴催化剂中位于第二周期的元素中，电负性由小到大的顺序为_______________(填元素符号)，羰基钴催化剂与NaBF4的晶体类型相同，NaBF4的熔点高于羰基钴催化剂的原因是___________________________。 (3)羰基钴催化剂阳离子中Co处于平面四边形中心，羰基钴催化剂中采取sp3杂化的元素种数为________，阴离子的空间结构为________，配体[]形成羰基钴催化剂过程中，C—P—C键角________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)一种掺Co催化剂的晶胞结构及晶胞沿面对角线投影如下图所示。晶胞中与Co最近的氧原子所构成的几何形状为_______，投影图中氧原子的位置为_______(填序号)，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为，则距离最近的两个氧原子间的距离为________cm(用含ρ、NA的代数式表示)。 解析：(3)由题图和题意可知，该晶体中阴离子中的B原子采取sp3杂化，阳离子中的P、O原子及饱和C原子均采取sp3杂化，故共有4种元素采取sp3杂化。阴离子的中心原子B的价层电子对数为4，孤电子对数为的空间结构为正四面体形。中P采取sp3杂化，含有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，形成配合物后，空间结构为四面体形，故C—P—C键角变大。 (4)晶胞中与钴原子最近的氧原子有6个，构成的几何形状为正八面体。根据题给晶胞图中O的位置可知，投影图中O的位置为②⑤⑦⑨。每个晶胞中含有1个Co，Ti：8×＝1个，O：6×＝3个，则晶胞的质量为 g＝ g，由晶体密度为ρ g·cm-3可求晶胞体积为 cm3，则晶胞参数为 cm，距离最近的两个氧原子间距离为面对角线的一半，距离为× cm。 答案：(1)3d74s2　(2)B<C<O<F　二者均为离子晶体，由于该催化剂的阳离子半径大于Na＋，因此NaBF4离子键更强，熔点更高　(3)4　正四面体形　变大　(4)正八面体　②⑤⑦⑨　× 3．(2024·陕西模拟预测)Cu2－xSe是一种钠离子电池正极材料，充、放电过程中正极材料立方晶胞示意图的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu。 (1)简单金属离子在水溶液中有颜色的原因是其价层电子中含有的未成对电子发生跃迁，如Fe3+呈黄色，Fe2+呈绿色，Cu2+呈蓝色等；预测Cu＋呈_______色，原因是______________________________________________。 (2)Cu2+可以形成多种配合物，其中的甘氨酸铜对于预防和治疗贫血、骨质疏松等疾病具有一定的作用，它有顺式和反式两种同分异构体，结构如图。 甘氨酸铜中铜原子的杂化方式为_______(填“sp3”或“dsp2”)。 (3)充电时，每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2－xSe晶胞。每个Cu2－xSe晶胞中Cu＋个数为_______(用含x的代数式作答)。当x＝0.5时，N(Cu2+)∶N(Cu＋)_______。Na2Se晶胞中互不相邻的Na＋围成的空间结构是___________。 (4)Na2Se可以与稀硫酸反应生成H2Se，比较H2Se和H2O键角的大小：∠HSeH________(填“>”或“<”)∠HOH，说明原因：____________________。 (5)立方Na2Se晶胞的晶胞参数为a pm，该晶胞的密度为__________g·cm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 解析：(1)根据价层电子排布，Fe3+的价层电子排布式为3d5，有5个未成对电子，呈黄色；Fe2+的价层电子排布式为3d6，有4个未成对电子，呈绿色；Cu＋的价层电子排布式为3d10，无单电子，可知Cu＋无颜色。 (2)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体，则甘氨酸铜中Cu、与铜形成σ键的2个O、2个N处于同一平面，形成4个配位键，需要4个杂化轨道容纳电子，若为sp3杂化，则该5个原子构成四面体，因此铜原子的杂化类型为dsp2杂化。 (3)由Cu2-xSe晶胞结构可知，位于顶角和面心的Se2-的个数为8× ，N(Cu＋):N(Cu＋)＝4×0.5∶8－8×0.5＝1∶2；Na2Se晶胞中Na＋位于体内，互不相邻的Na＋围成的空间结构是立方体。 (4)H2Se分子中Se原子的价层电子对数为2＋＝4，有2个孤电子对，为sp3杂化，H2O分子中O原子的价层电子对数为2＋＝4，有2个孤电子对，为sp3杂化，因此H2Se和H2O分子中的Se、O均是sp3杂化，O的电负性大于Se，因此O—H成键电子对比Se—H成键电子对更偏向中心原子，因此O—H键间的成键电子对键的斥力大，使得∠HSeH<∠HOH。 (5)由晶胞结构可知，一个Na2Se晶胞中含有8×＝4个Se2-，Na＋个数为8，则每个晶胞中含4个Na2Se，该晶胞体积＝(a×10-10 cm)3，Na2Se的晶胞密度＝ g/cm3。 答案：(1)无　Cu＋中无单电子　(2)dsp2　(3)8－8x　1:2　立方体　(4)<　H2Se和H2O分子中的Se、O均是sp3杂化，O的电负性大于Se，O—H成键电子对比Se—H成键电子对更偏向中心原子，O—H键间的成键电子对键的斥力大，使得水中键角更大　(5) 4．(2024·山东德州二模)钴及其化合物在材料、医药等领域具有广泛应用。回答下列问题： (1)电解熔融的CoCl2或CoO都能制备金属钴，CoCl2熔点低于CoO熔点的原因是____________________________________________________。 (2)某含钴配离子结构如图(NH2CH2CH2NH2为电中性配体)，已知配合物的磁矩μB＝BM(n表示中心原子或离子的未成对电子数)，则该配离子的磁矩μB＝________BM；下列对钴离子的杂化方式推断合理的是________(填字母)。 A．sp3 B．dsp2 C．d2sp3 D．sp3d (3)钴酸锂(LiCoO2)是常见的锂离子电池正极材料，其晶体属六方晶系(晶胞参数a＝b≠c，α＝β＝90°，γ＝120°)，晶胞结构如图。晶体中O围绕Co形成八面体，八面体共棱形成带负电的层状空间结构，与Li＋层交替排列。在充放电过程中，Li＋在层间脱出或嵌入。 ①晶胞中Co的个数为________；Li＋在充电过程中会从八面体层间脱出导致晶胞高度c变大，原因是________________________________________。 ②若阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体密度为__g·cm-3(用代数式表示)。 解析：(2)中心离子Co3+价层电子排布为3d6，未成对电子数为4，磁矩μB＝BM；Co3+形成6个配位键，即形成6个共价键，需6个杂化轨道，则杂化方式应为d2sp3。 (3)①晶胞中Co位于棱上和体内，个数为4×＋2＝3；充电过程中，正极材料失去电子发生氧化反应，Li＋从八面体层间脱出，Li＋减少，使Li＋层和Co—O层吸引力减弱，Co—O层之间的斥力使层间距离增大。②晶胞中Co位于棱上和体内，个数为4×＋2＝3，根据化学式LiCoO2可知， Li个数为3，O个数为6，晶胞密度：ρ＝ g·cm-3。 答案：(1)CoCl2和CoO均为离子晶体，但O2-离子半径小于Cl－，且O2-所带电荷多，CoO离子键更强，熔点高　(2)　C　(3)3　Li＋层和Co—O层吸引力减弱，Co—O层之间的斥力使层间距离增大　 5．(2024·四川南充三模)乙醚是一种极易挥发的无色透明液体。乙醚长时间与空气接触时，逐渐生成过氧化乙醚[CH3CH2OCH(OOH)CH3]。Ti2(SO4)3、FeSO4、LiAlH4可除去过氧化乙醚。回答下列问题： (1)基态O＋、O、O－的第一电离能I1按由大到小排序为_______________。 (2)基态Ti3+还原过氧化乙醚时失去的是________轨道电子，从电负性角度判断LiAlH4中H的化合价为___________。中Al—H键的化学键类型为____________，中心原子的杂化轨道类型为____________。 (3)一个过氧化乙醚分子中，价层电子对数目为4的原子有__________个。过氧化乙醚分子中的键能如下： 单键 C—C C—H C—O O—O O—H 键能/(kJ·mol-1) 346 411 358 207 459 造成O—O键键能小于C—C键键能的可能原因是_________________。 (4)乙醚沸点为35.6 ℃，丙酸(CH3CH2COOH)沸点为141 ℃，两者沸点差异较大的主要原因是___________________________________________。 (5)硫酸亚铁的正交晶胞参数为a pm、b pm、c pm，α＝β＝γ＝90°，晶胞沿c轴、a轴的投影图见下，假设阿伏加德罗常数的值为NA。 硫酸亚铁晶胞的摩尔质量为___________g·mol-1，晶体密度为___________g·cm-3(列出算式)。 解析：(1)O－失去1个电子转化为O，O再失1个电子生成O＋，根据同一原子逐级电离能递增的规律，可知第一电离能：O＋>O>O－。 (2)基态Ti3+的电子排布式为[Ar]3d1，其还原过氧化乙醚时失去的是3d轨道电子，LiAlH4中H的电负性大于Li、Al，因此显－1价；中Al为＋3价，失去了铝原子的最外层电子，Al3+与H－之间形成共价键，其中Al3+提供空轨道，H－提供孤电子对，属于配位键，中心Al原子周围有4个价层电子对，采用sp3杂化轨道。 (3)过氧化乙醚分子中成单键的C、O原子价层电子对数均为4，共7个；单键O原子存在2个孤电子对，相邻两个O原子上的孤电子对互相排斥，使得O—O之间键长增长，键能减小。 (4)乙醚分子间无氢键，而丙酸分子间有氢键，导致丙酸的沸点高于乙醚。 (5)由晶胞投影可知Fe2+位于顶点和面心，个数为8×＝4，结合化学式可知也有4个，硫酸亚铁晶胞的摩尔质量为4M(FeSO4)＝608 g/mol，晶体密度为×1030 g·cm-3。 答案：(1)O＋>O>O－　(2)3d　－1　共价键(或配位键)　sp3　(3)7　相邻两个O原子上的孤电子对互相排斥　(4)乙醚分子间无氢键，而丙酸分子间有氢键　(5)608　×1030 6．(2024·山东日照二模)研究过渡元素的结构与性质具有重要意义。回答下列问题： (1)已知Mo的原子序数是42，基态Mo原子的价电子排布式为___________，Mo在元素周期表中的位置为___________________________。 (2)K3[Co(NO2)6]可用于配制黄色颜料，Co3+的配位数是________，其配体的空间结构为___________。 (3)一种由Mg和Fe组成的储氢材料的结构属立方晶系，晶胞参数为a pm，晶胞如图所示(氢未标出)。 ①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为(0，0，0)，B点原子的分数坐标为，则C点原子的分数坐标为_____________。 ②该结构中，H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe的周围，H原子与Fe原子之间的最短距离等于晶胞参数的，则该晶体的化学式为_____，晶胞密度为_______g·cm-3(列出计算式，设阿伏加德罗常数的值为NA)。 解析：(3)②Fe原子采取立方密堆积，根据图知，Fe原子位于晶胞的顶点和面心上，所以Fe原子的个数为8×＝4，Mg占据Fe堆积形成的所有四面体空隙且处于中心位置，则Mg原子位于晶胞内部，为8个原子；H原子以正八面体的配位模式有序分布在Fe的周围，则每个Fe原子周围有6个氢原子，所以该晶胞中氢原子个数为6×4＝24，则该晶胞中Fe、Mg、H原子个数之比为4∶8∶24＝1∶2∶6，所以化学式为Mg2FeH6，晶胞密度为×1030 g·cm-3。 答案：(1)4d55s1　第五周期第ⅥB族 (2)6　V形 (3)　Mg2FeH6　 $$