39第28讲　突破物质结构与性质综合题（课件PPT）-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁教版）

第28讲　突破物质结构与性质综合题 第5章　物质结构与性质　元素周期律 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 请完成：跟踪练(28) 温馨提示 请完成：章末测试卷(5) 温馨提示 谢谢观看！ 复习目标 1.熟悉物质结构与性质综合题考查的重点及考查方式，建构解题的认识模型。 2.建立基于“位”“构”“性”关系的系统思维框架，提高分析和解决问题的能力。 3.结合晶胞模型结构及分析，培养空间想象能力及简单计算能力。 1．物质结构与性质重要考点分析 (1)基于原子(或离子)结构的考查角度 (2)基于分子结构的考查角度 (3)基于晶体结构的考查角度 2．构建性质比较(或解释)类题的解题模板 考向　物质结构与性质的综合应用 【例】 (2024·山东青岛统考)锂离子电池是近年来的研究热点，常见的锂离子聚合物电池材料有石墨、LiAsF6、LiPF6、LiMn2O4等。 回答下列问题： (1)As的最高能级组的电子排布式为________________，Li、O、P、As四种元素电负性由大到小的顺序为______________(填元素符号)。 (2)LiPF6的阴离子的空间构型为________________________。 (3)一种类石墨的聚合物g­C3N4可由三聚氰胺( __________________________________________________________ __________________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料。已知一种LiMn2O4晶胞可看成由图A、图B单元按图Ⅲ方式交替排布构成，“ eq \a\vs4\al(○)”表示O2－。 ①“ eq \a\vs4\al(●)”表示的微粒是________(填元素符号)； ②若该晶胞的晶胞参数为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为______________________ g/cm3(列出计算表达式，不必化简)。 答案：(1)3d104s24p3　O、P、As、Li(或O>P>As>Li) (2)正八面体形 (3)sp2、sp3　温度升高破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分子间形成氢键 (4)①Li　② eq \f(8×81,NA×（a×10－10）3) 解析：(1)As为第四周期第ⅤA族元素，基态As原子的最高能级组的电子排布式为3d104s24p3；金属元素的电负性小于非金属元素，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，所以Li、O、P、As四种元素电负性由大到小的顺序为O、P、As、Li或O>P>As>Li。 (2)[PF6]－中心P原子价层电子对数＝6＋ eq \f(5＋1－1×6,2)＝6，采取sp3d2杂化，无孤电子对，空间构型为正八面体形。 (3)三聚氰胺分子中，处于环上的N原子采取sp2杂化，氨基中N原子采取sp3杂化；三聚氰胺能形成分子间氢键，温度升高能破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分子间形成氢键，因而三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于热水。 (4)①由图 Ⅲ 可知，一个晶胞中含有A和B的个数均为4。A中氧离子位于体内数目为4、 eq \a\vs4\al(●)位于体心和顶点数目为1＋4× eq \f(1,8)＝1.5。B中氧离子位于体内数目为4， eq \a\vs4\al(●)位于顶点数目为4× eq \f(1,8)＝0.5， eq \a\vs4\al(△)位于体内数目为4。则一个晶胞内O2－、 eq \a\vs4\al(●)、 eq \a\vs4\al(△)数目比为32∶8∶16＝4∶1∶2，结合化学式LiMn2O4可知，“ eq \a\vs4\al(●)”表示的微粒是Li；②由①分析知，一个晶胞中含8个LiMn2O4，则该晶体的密度为 eq \f(8×（7＋55×2＋16×4）,NA×（a×10－10）3) g/cm3＝ eq \f(8×181,NA×（a×10－10）3) g/cm3。 (1)根据价电子对数判断中心原子的杂化轨道类型 价电子对数 杂化轨道类型 2 sp 3 sp2 4 sp3 (2)晶胞计算中的重要关系 ①面对角线长＝ eq \r(2)a；体对角线长＝ eq \r(3)a(a代表棱长)； ②体心立方堆积4r＝ eq \r(3)a(r为原子半径)； ③面心立方堆积4r＝ eq \r(2)a(r为原子半径)。 (3)计算晶体的密度 对于立方晶胞，可建立如下求算途径： 可得关系式：ρ＝ eq \f(n×M,a3×NA)(a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞所含基本微粒或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量)。 (2024·河南郑州联考)一种新型硫酸盐功能电解液由2 mol/L Na2SO4和0.3 mol/L MgSO4混合组成，电化学测试表明该电解液构建的Na2Ni[Fe(CN)6]、NaTi2(PO4)3/C电池可以稳定循环500次以上。 请回答下列问题： (1)MgSO4中三种原子的半径由大到小的顺序是______________(用元素符号表示)，其中电负性最大的元素是__________(填名称)。 (2)第一电离能N>O的原因是 __________________________________________________________ __________________________________________________________ _________________________________________________________。 (3)Na2Ni[Fe(CN)6]中，基态Fe2＋核外电子的空间运动状态有__________种，[Fe(CN)6]4－中σ键和π键的数目之比为________。 (4)NaTi2(PO4)3中，PO eq \o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))中磷原子的杂化类型是________。 (5)N、O两种元素形成的简单氢化物的熔点：NH3______H2O(填“>”“<”或“＝”)，其原因是___________________________________ __________________________________________________________ ________________________________________________________。 (6)NiaMgbFec的立方晶胞结构如图所示。已知晶胞的边长为n pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。 ①a∶b∶c＝________； ②该晶体密度是______________ g/cm3(用含n、NA的代数式表示)。 答案：(1)Mg>S>O　氧 (2)基态氮原子价电子排布式为2s22p3，2p3为半充满的稳定结构，较难失去1个电子(合理即可) (3)14　1∶1 (4)sp3 (5)<　平均每个H2O分子形成2个氢键，平均每个NH3分子形成1个氢键，且O—H…O键能强于N—H…N键能(合理即可) (6)①1∶3∶4　② eq \f(355,n3NA)×1030 解析：(1)电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则Mg、S、O的半径由大到小的顺序为Mg>S>O；非金属性越强，电负性越强，则O的电负性最强。 (2)基态氮原子价电子排布式为2s22p3，2p3为半充满的稳定结构，较难失去1个电子，则第一电离能N>O。 (3)Fe2＋核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，则核外电子的空间运动状态有14种；[Fe(CN)6]4－中配位键为6，碳氮三键数为6，则σ键数为12，π键数为12，二者的比值为1∶1。 (4)PO eq \o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))中的中心原子P原子的孤电子对数＝ eq \f(（5＋3）－2×4,2)＝0，则价层电子对数为4，P原子的杂化类型是sp3。 (5)平均每个H2O分子形成2个氢键，平均每个NH3分子形成1个氢键，且O—H…O键能强于N—H…N键能，故NH3的熔点小于H2O。 (6)根据均摊法，晶体中Ni的个数为8× eq \f(1,8)＝1；Mg的个数为6× eq \f(1,2)＝3，Fe的个数为4，则a∶b∶c＝1∶3∶4，NiMg3Fe4中ρ＝ eq \f(m,V)，m＝nM＝ eq \f(N,NA)M＝ eq \f(3×24＋4×56＋59,NA)＝ eq \f(355,NA)，V＝(n pm)3，则ρ＝ eq \f(355,n3NA)× 1030 g/cm3。 1.(2024·山东卷)锰氧化物具有较大应用价值，回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中位于第________周期________族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是________(填元素符号)。 角度 物质结构与性质的综合应用 (2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示，该氧化物化学式为________。 当MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，Mn的化合价________(填“升高”“降低”或“不变”)，O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是________(填标号)。 A．CaO B．V2O5 C．Fe2O3 D．CuO (3)[BMIM]＋BF eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))(见图)是MnOx晶型转变的诱导剂。BF eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的空间构型为________；[BMIM]＋中咪唑环存在 eq \i\pr\in(5,6,)大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为________。 (4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是 __________________________________________________________ ________________________________________________________。 答案：(1)四　ⅦB　Cr (2)MnO2　降低　A (3)正四面体形　sp2 (4)FDCA形成的分子间氢键更多 解析：(1)Mn的原子序数为25，位于元素周期表第四周期ⅦB族；基态Mn的电子排布式为[Ar]3d54s2，未成对电子数有5个，同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr，基态Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子。 (2)由均摊法得，晶胞中Mn的数目为1＋8× eq \f(1,8)＝2，O的数目为2＋4× eq \f(1,2)＝4，即该氧化物的化学式为MnO2；MnOx晶体有O原子脱出时，出现O空位，即x减小，Mn的化合价为＋2x，即Mn的化合价降低；CaO中Ca的化合价为＋2、V2O5中V的化合价为＋5、Fe2O3中Fe的化合价为＋3、CuO中Cu的化合价为＋2，其中CaO中Ca的化合价下降只能为0，其余可下降得到比0大的价态，说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质。 (3)BF eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))中B形成4个σ键(其中有1个配位键)，为sp3杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在 eq \i\pr\in(5,6,)大π键，N原子形成3个σ键，杂化方式为sp2。 (4)由HMF和FDCA的结构可知，HMF和FDCA均能形成分子间氢键，但FDCA形成的分子间氢键更多，使得FDCA的熔点远大于HMF。 2．(2024·海南卷)锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一，Li­bfsi(阴离子bfsi－结构见下图A)深受关注。 回答下列问题： (1)Li­bfsi的制备前体Li­bfsi(B)，可由C的氟化反应得到，C中第三周期元素有________(填元素符号)。 (2)C分子中，两个H—N—S键角均为117°，S—N—S键角为126°，N的原子轨道杂化类型为________。 (3)B溶于某溶剂发生自耦电离(2BA＋F)，阳离子F的结构式为________。 (4)B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：B________D(填“>”或“<”)；沸点大小关系：B(170 ℃)>E(60.8 ℃)，其原因是_____________________________。 (5)研究表明，某有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者，原因是____________________________________ _________________________________________________________。 (6)Li2(OH)Cl在固体离子电导方面具有潜在的应用前景。其两种晶型中，一种取长方体形晶胞(图1，长方体棱长为a、b、c)，另一种取立方体形晶胞(图2，Cl居于立方体中心，立方体棱长为d)。图中氢原子皆已隐去。 ①立方体形晶胞所代表的晶体中部分锂离子( ②两种晶型的密度近似相等，则c＝________。(以含a、b和d的代数式表达) 答案：(1)Cl、S (2)sp2 (3) INCLUDEPICTURE "C:\\Documents and Settings\\Administrator\\Application Data\\Microsoft\\Word\\2026版优化指导.高考总复习.第1轮.化学（配鲁科版）教用\\26YHYLHXLK110.TIF" \* MERGEFORMAT (或) (4)>　B分子间存在氢键 (5)G中正、负电荷距离更近，G中N的配位能力强于H中磺酰基上的O，G溶液中阴阳离子浓度小于H溶液 (6)① eq \f(1,3)　8　② eq \f(2d3,ab) 解析：(1)由图可知，C中第三周期元素为氯元素和硫元素。 (2)由键角可知，C中氮原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化。 (3)由原子个数和电荷总数守恒可知，阳离子F的结构式可能为 INCLUDEPICTURE "C:\\Documents and Settings\\Administrator\\Application Data\\Microsoft\\Word\\2026版优化指导.高考总复习.第1轮.化学（配鲁科版）教用\\26YHYLHXLK112.TIF" \* MERGEFORMAT 或。 (4)F原子是吸电子基，会使N—H键的极性增强，电离出H＋的能力增大，C2H5—是供电子基，会使N—H键的极性减弱，电离出H＋的能力减弱，则B的酸性强于D；由图可知，B分子能形成分子间氢键，E分子不能形成分子间氢键，所以B的分子间作用力强于E，沸点高于E。 (5)由图可知，G中正、负电荷距离更近，G中N的配位能力强于H中磺酰基上的O，G溶液中阴阳离子浓度小于H溶液，所以有机溶剂中，相同浓度的G溶液和H溶液，前者电导率显著低于后者。 (6)①由晶胞结构可知，晶胞中位于体心的氯离子个数为1，位于顶点的氧离子个数为8× eq \f(1,8)＝1，位于棱上的锂离子个数为12× eq \f(1,4)＝3，由化合价代数和为0可知，晶胞中锂离子的个数为2，则锂离子的总缺位率为 eq \f(3－2,3)＝ eq \f(1,3)；晶胞中位于体心的氯离子与位于棱上的锂离子距离最近，其中上下棱上的锂离子为两个立方体所共有，则氯离子周围紧邻的锂离子平均数目为4＋8× eq \f(1,2)＝8；②设Li2(OH)Cl的摩尔质量为M，由晶胞结构 可知，长方体形晶胞的密度为 eq \f(2M,abcNA)，立方体形晶胞的密度为 eq \f(M,d3NA)，由两种晶型的密度近似相等可知，c＝ eq \f(2d3,ab)。 (1)(2024·浙江6月选考卷)氧是构建化合物的重要元素。请回答： ①某化合物的晶胞如下图所示，Cl－的配位数(紧邻的阳离子数)为________；写出该化合物的化学式________，写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式：____________________________________。 ②下列有关单核微粒的描述正确的是________。 A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种 B．Na的第二电离能>Ne的第一电离能 C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2 D．Fe原子变成Fe＋，优先失去3d轨道上的电子 (2)(2023·广东卷)(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。 ①NH4Al(OH)2CO3属于__________(填“晶体”或“非晶体”)。 ②(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是 __________________________________________________________ _________________________________________________________。 ③由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，x、y为整数，则Co在晶胞中的位置为________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为________。 (3)(2023·北京卷)MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a nm、b nm、c nm，结构如图所示。 晶胞中的[Mg(H2O)6]2＋个数为________。已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是M g/mol，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为______ g/cm3。(1 nm＝10－7 cm) (4)2023 年1月19日，国新办就《新时代的中国绿色发展》白皮书有关情况举行新闻发布会。据悉，截止到2022年底，全国风电光伏发电装机突破了7亿千瓦，风电光伏发电装机均处于世界第一；2022年新增风电光伏发电量占全国新增发电量的55%以上。回答下列问题： ①光伏发电的传统材料是硅。基态硅原子的核外电子排布式是____________，其核外电子共有________种空间运动状态，其电子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状是______________。 ②武汉大学闵杰课题组研究出小分子有机光伏材料，其中一种小分子有机光伏材料的结构简式如图所示。 Ⅰ.常温常压下，该有机物为________(填“ 气态”“液态”或“固态”)，其晶体类型是____________。 Ⅱ.O、F、S的电负性大小顺序是____________________。 Ⅲ.该有机物晶体中的作用力有______(填标号)。 A．共价键　　　B．配位键　　　C．氢键 D．范德华力　　E．离子键　　　F．极性键 Ⅳ.分子中碳原子的杂化方式有_____________________。 答案：(1)①12　K3ClO　K3ClO＋2NH4Cl＋H2O===3KCl＋2NH3·H2O ②AB (2)①晶体　②减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积　③体心　12 (3)4　 eq \f(4M,NAabc)×1021 (4)①1s22s22p63s23p2　8　哑铃形(或纺锤形) ② Ⅰ.固态　分子晶体　 Ⅱ.F>O>S　 Ⅲ.ADF　 Ⅳ.sp、sp2、sp3 解析：(1)①由晶胞结构知，Cl位于8个顶点，O位于体心，K位于面心，1个晶胞中含Cl：8× eq \f(1,8)＝1个、含O：1个、含K：6× eq \f(1,2)＝3个，该化合物的化学式为K3ClO；由图可知，Cl－的配位数为 eq \f(8×3,2)＝12；该化合物可看成KCl·K2O，故该化合物与足量NH4Cl溶液反应生成KCl和NH3·H2O，反应的化学方程式为K3ClO＋2NH4Cl＋H2O===3KCl＋2NH3·H2O。 ②根据原子核外电子排布规律，基态Ar原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种，A正确；Na的第二电离能指气态基态Na＋失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量，Na＋和Ne具有相同的电子层结构，Na＋的核电荷数大于Ne，Na＋的原子核对外层电子的引力大于Ne的，故Na的第二电离能＞Ne的第一电离能，B正确；Ge的原子序数为32，基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C错误；基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，Fe原子变成Fe＋，优先失去4s轨道上的电子，D错误。 (2)①X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰，则NH4Al(OH)2CO3属于晶体。 ②根据题意(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。 ③x、y为整数，根据图中信息，Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，Al与O最小间距大于Co与O最小间距，则Al在顶点，因此Co在晶胞中的位置为体心；晶体中一个Al周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子1个，横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。 $$