2027届高三化学一轮复习讲义:化学用语
|
2份
|
35页
|
306人阅读
|
4人下载
普通
内容正文:
正确的方向+方法+坚持不懈的努力=目标成绩
2027届高三一轮复习讲义:化学用语
知识点回顾:
一、元素的表示——元素符号、离子符号、核素符号与结构示意图
1.元素符号:用元素拉丁文名称的第一个字母(大写)表示,若第一个字母相同则再加一个小写字母,如 H、C、N、O、Na、Mg、Al、Cl、K、Ca、Fe、Cu。元素符号既表示一种元素,又表示该元素的一个原子。
2.离子符号:在元素符号(或原子团符号)右上角标明所带电荷,规则是「数字在前、正负号在后」,电荷数为 1 时省略数字。如 Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cl⁻、O²⁻、OH⁻、NH₄⁺、SO₄²⁻、PO₄³⁻。注意:离子的电荷数与原子的最外层电子数、元素的最高正价没有必然的简单对应关系,必须按实际得失电子数书写。
3.核素符号(原子符号):写作 ³⁷₁₇Cl 的形式,左上角数字为质量数 A,左下角数字为质子数 Z,即 ³⁷₁₇Cl 表示质子数 17、质量数 37 的氯原子。三个量的关系是:质量数 A=质子数 Z+中子数 N。如中子数为 20 的氯原子应写作 ³⁷₁₇Cl(17+20=37),而不是 ²⁰₁₇Cl。
4.原子(离子)结构示意图:用小圆圈及圈内标「+」和质子数表示原子核,用弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层的电子数。如 Na 原子为(+11)2、8、1,Cl 原子为(+17)2、8、7;失去最外层电子后得到阳离子,得到电子后得到阴离子,最外层达到 8 电子(H 为 2 电子)稳定结构。下图是 26Fe³⁺ 的离子结构示意图:
5.下图是 22Ti 的原子结构示意图。书写时必须保证:圈内数字=质子数=核电荷数=原子序数,各层电子数之和=核外电子总数(原子等于 Z,阳离子小于 Z,阴离子大于 Z)。
6.元素周期表单元格信息:下图为钕元素的单元格。左上角 60 为原子序数=质子数=核电荷数,右上角 Nd 为元素符号,中间「钕」为元素中文名称,下方 144.2 为该元素的相对原子质量(有小数、单位是 1,常被误读为「质量数」或加单位 g)。
7.易错辨析三组:①相对原子质量 ≠ 质量数——相对原子质量是各核素按其丰度算得的平均值,有小数,无量纲;质量数是某个核素中质子数与中子数之和,必为整数。②同位素 ≠ 同素异形体——质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素(如 ¹H、²H、³H、¹⁶O 与 ¹⁸O);同种元素组成的不同单质互称同素异形体(如 O₂ 与 O₃、金刚石与石墨、白磷与红磷)。③质子数相同、质量数也相同的原子一定是同一种核素;质子数相同而质量数不同的一定互为同位素。
8.书写规范提醒:离子符号的电荷写在右上角,核素符号的质量数、质子数分别写在左上、左下角,两者不可混写;如「²⁴Mg²⁺」这类写法不规范,应为 ²⁴₁₂Mg²⁺。
典型例题:
例1.下图为元素周期表中钕元素的单元格信息。下列有关说法正确的是( )
A.钕的相对原子质量为 144.2 g
B.60 表示钕原子的中子数
C.钕原子的质量数为 144.2
D.「Nd」是该元素的元素符号
二、化学式、分子式与最简式(实验式)
1.化学式:用元素符号表示物质组成的式子,反映物质中各元素原子的个数比,如 NaCl、SiO₂、C₂H₅OH。化学式是含义最广的一种式子,凡物质都有化学式。
2.分子式:只有由分子构成的物质(分子晶体、气态氢化物、有机物等)才有分子式,此时分子式就是该物质的化学式,如 CO₂、H₂O、NH₃、H₂SO₄、C₂H₅OH。判断要点:「分子式」必须对应真实存在的分子。
3.最简式(实验式):表示化合物中各元素原子个数最简整数比的式子。最简式相同的物质不一定是同一种物质,也不是同分异构关系,只是原子个数比相同。
4.「没有分子式、只有化学式」的典型物质(易错高频):
①共价晶体(原子晶体):SiO₂、SiC、Si₃N₄、BN、金刚石;
②离子晶体:NaCl、MgO、CaO₂、CaC₂、Na₂O₂;
③金属晶体:Fe、Cu、Al;
④部分无机材料:Na₂SiO₃。以上物质中都不存在独立的分子,只能说「化学式为」,不能说「分子式为」。
5.几组易混淆的化学式:
①过氧化钠 Na₂O₂(不是 NaO)、过氧化钙 CaO₂、超氧化钾 KO₂;
②四氧化三铁 Fe₃O₄(可看作 FeO·Fe₂O₃,其中 Fe 有 +2 和 +3 两种价态)、铁红 Fe₂O₃、磁性氧化铁 Fe₃O₄;
③漂白粉(漂粉精)的主要成分 Ca(ClO)₂ 和 CaCl₂,有效成分 Ca(ClO)₂;「84」消毒液的有效成分 NaClO;
④胆矾(蓝矾)CuSO₄·5H₂O、明矾 KAl(SO₄)₂·12H₂O、皓矾 ZnSO₄·7H₂O——结晶水合物是纯净物,是「化学式」而非混合物。
6.常见物质的最简式对照(易错重点):
物质
化学式(分子式)
最简式(实验式)
甲醛
HCHO
CH₂O
乙酸
CH₃COOH
CH₂O
甲酸甲酯
HCOOCH₃
CH₂O
葡萄糖
C₆H₁₂O₆
CH₂O
苯
C₆H₆
CH
乙炔
C₂H₂
CH
二氧化氮
NO₂
NO₂
四氧化二氮
N₂O₄
NO₂
过氧化氢
H₂O₂
HO
乙烷
C₂H₆
CH₃
典型例题:
例2.下列有关化学式的说法中,正确的是( )
A.SiO₂ 的分子式为 SiO₂
B.乙酸(CH₃COOH)与甲酸甲酯(HCOOCH₃)具有相同的最简式
C.NaCl 的分子式为 NaCl
D.葡萄糖(C₆H₁₂O₆)的最简式为 C₆H₁₂O₆
例3.下列物质的俗名与其化学式对应正确的是( )
A.铜绿——Cu₂(OH)₂CO₃
B.胆矾——CuSO₄
C.漂粉精——NaClO
D.铁红——Fe₃O₄
三、电子式
1.电子式:在元素符号周围用「·」或「×」表示原子最外层电子(价电子)的式子。书写总则:
①原子的电子式要标出最外层全部电子,成对电子写在一起,未成对电子单独写;
②简单金属阳离子(如 Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺)直接用离子符号表示;
③阴离子和复杂阳离子(如 OH⁻、O₂²⁻、NH₄⁺、[Al(OH)₄]⁻)必须加方括号[ ],并将所带电荷标在括号右上角,括号内要画全所有原子的最外层电子;
④共价化合物的电子式中不带正负号、不加方括号,共用电子对写在成键的两原子之间,未参与成键的孤对电子必须画全。
2.电子式书写六大典型错误:
①分不清化合物类型——把共价化合物 H₂O₂ 写成离子式;
②原子周围电子数不对——CO₂ 中碳、氧原子的孤对电子漏写或多写;
③原子连接顺序错——HClO 写成 H—Cl—O;
④同种微粒合并——Na₂S 写成「Na₂⁺[∶S∶]²⁻」或把两个 Na⁺ 合并写在 S 的一侧;
⑤漏掉未成键电子对——NH₃ 中 N 上的孤对电子漏写;
⑥阴离子和复杂阳离子不加方括号或漏标电荷——NH₄Cl 写成「[H∶N∶H]⁺∶Cl∶」或「NH₄⁺[∶Cl∶]⁻」。
3.「羟基」与「氢氧根」的电子式辨析:羟基 —OH 不带电,O 原子周围只有 7 个电子(其中 1 个未成对);氢氧根 OH⁻ 带一个单位负电荷,O 原子周围有 8 个电子(全部成对),必须加方括号并标「−」。同理:甲基 —CH₃(C 周围 7 个电子)、醛基 —CHO、氨基 —NH₂ 都不带电、不加方括号;而 NH₂⁻(氨基负离子)带电,要加方括号。
典型例题:
例4.短周期元素形成的化合物 M 的电子式如下图所示。下列有关 M 的说法正确的是( )
A.M 中只含离子键,不含共价键
B.M 中氧元素的化合价为 −2 价
C.M 中阴、阳离子的个数比为 2∶1
D.M 与水反应属于非氧化还原反应,产物之一 H₂O₂ 中氧元素仍为 −1 价
例5.下列化学用语或表述正确的是( )
A.Na₂O₂ 与水反应的离子方程式:Na₂O₂+2H₂O=2Na⁺+2OH⁻+O₂↑
B.羟基(—OH)的电子式中,氧原子周围共有 8 个电子
C.HClO 的结构式为 H—O—Cl,其电子式中氧原子位于氢原子和氯原子中间
D.NH₄Cl 的电子式可表示为 [H∶N∶H]⁺∶Cl∶(N 上含一对孤对电子,Cl 未加方括号)
四、结构式、结构简式、键线式与分子模型
1.结构式:用一根短线「—」表示一对共用电子对,两根「=」表示两对、三根「≡」表示三对。如 CO₂ 的结构式 O=C=O,N₂ 为 N≡N,H₂O₂ 为 H—O—O—H,HClO 为 H—O—Cl。结构式能直观反映原子间的连接顺序,是判断电子式正误的重要依据。
2.结构简式:省去部分键线后的书写形式,但必须保留能体现性质的官能团:
①乙烯必须写 CH₂=CH₂,不能省略双键写成 CH₂CH₂;
②醛基必须写 —CHO,不能写成 —COH(后者会被误解为 C—O—H 连接方式);
③羧基必须写 —COOH;硝基必须写 —NO₂,不能写成 —O₂N(N 与 C 直接相连);
④与苯环直接相连的侧链原子要交代清楚,如甲苯写作 C₆H₅—CH₃ 或 C₆H₅CH₃。
3.键线式:只用线段表示共价键,线段的端点、拐点均为碳原子,碳上的氢原子全部省略不写,杂原子(O、N、Cl 等)必须标出。下图为 3,3-二甲基戊烷的键线式——数碳时记住:每个拐点和端点各是 1 个碳原子。
4.球棍模型与空间填充模型:
①球棍模型——用小球表示原子、短棍表示共价键,突出原子的连接顺序、键角与空间构型;
②空间填充模型——按原子实际相对大小用重叠的球体填充表示,突出分子的大致形状和原子的相对大小;
③两种模型都能反映原子的连接顺序,但都不能反映键的强弱;球棍模型便于看构型,空间填充模型便于比较原子大小。下图中上排为球棍模型、下排为空间填充模型:
CH₄ 球棍: C₂H₄ 球棍:
CO₂ 球棍: C₂H₂ 球棍:
(甲烷、乙烯的空间填充模型如下,图中已标注分子名称)
5.空间填充模型的判断要点:
①原子相对大小要符合实际:H 原子最小,O、C、N、S、Cl 等原子明显大于 H。下图中左为 H₂O 的正确填充模型(O 明显大于 H),右图把氢原子画得与氧原子差不多大,不符合实际,是错误模型:
正确: 错误(H 原子画得过大):
②分子构型要符合实际:H₂O 为 V 形(角形)、CO₂ 与 C₂H₂ 为直线形、NH₃ 为三角锥形、CH₄ 为正四面体形、C₂H₄ 为平面形。下图左为 O₃ 的错误球棍模型(画成了正三角形),右为正确的 V 形:
错误(正三角形): 正确(V 形):
6.常见分子的空间构型:
分子
中心原子杂化类型
空间构型
键角
模型识别要点
CH₄
sp³(无孤对)
正四面体形
109°28′
4 个 H 指向四面体顶点
NH₃
sp³(1 对孤对)
三角锥形
约 107°
3 个 H 构成底面三角
H₂O
sp³(2 对孤对)
V 形(角形)
约 104.5°
两个 H 在 O 同侧张开
CO₂
sp(无孤对)
直线形
180°
三球共线
C₂H₂
sp(无孤对)
直线形
180°
四球共线
C₂H₄
sp²(无孤对)
平面形
约 120°
6 原子共平面
HClO
O 为 sp³
V 形
—
O 居中,三个原子不共线
典型例题:
例6.某同学绘制的 O₃(臭氧)分子的球棍模型如下图所示。下列判断正确的是( )
A.该模型符合 O₃ 分子的真实空间结构
B.O₃ 分子的空间结构应为 V 形(角形),图中把三个氧原子画成正三角形是错误的
C.O₃ 与 O₂ 互为同位素
D.O₃ 分子中氧元素的化合价为 −2 价
五、电子排布式、轨道表示式与电子云
1.电子排布式:按能级顺序写全,右上角数字为该能级上的电子数。书写时按「构造原理」填充(1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p),但书写顺序按电子层从内到外,即 3d 写在 4s 之前。如 26Fe:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²,可简写为 [Ar]3d⁶4s²。价电子排布式:主族元素指最外层电子(如 Si 为 3s²3p²),过渡元素指最外层 s 电子与次外层 d 电子(如 Fe 为 3d⁶4s²,Cr 为 3d⁵4s¹,Cu 为 3d¹⁰4s¹)。
2.两个「半充满、全充满」特例(必背):24Cr 的基态电子排布式为 [Ar]3d⁵4s¹(而不是 3d⁴4s²),29Cu 的基态电子排布式为 [Ar]3d¹⁰4s¹(而不是 3d⁹4s²),原因分别是 3d⁵ 半充满、3d¹⁰ 全充满时体系能量更低、更稳定。
3.轨道表示式(电子排布图):每个轨道用 1 个方框表示,框内箭头「↑」「↓」表示自旋方向相反的电子。两条铁律:
①泡利原理:同一轨道最多容纳 2 个电子,且自旋方向必须相反;
②洪特规则:电子在能量相同的轨道(简并轨道)上排布时,总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。
下图为 7N 的电子排布图:2p 能级的 3 个电子分占 3 个轨道且自旋方向相同(三个 ↑),符合洪特规则:
下图为基态 Ti(22 号)原子的价电子(3d²4s²)轨道表示式,注意 3d 的 2 个电子分占两个轨道:
4.失电子顺序(易错):原子失去电子时,先失去最外层的 4s 电子,再失去 3d 电子(尽管填充时 4s 先于 3d)。如 Fe²⁺ 的价电子排布式为 3d⁶(先失 4s²),Fe³⁺ 为 3d⁵(3d⁵ 为半充满、较稳定)。但书写电子排布式时,仍按电子层顺序把 3d 写在 4s 前面,如 Fe³⁺ 写作 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵。
核外电子排布式
表示每个能级上排布的电子数
S:1s²2s²2p⁶3s²3p⁴(或 [Ne]3s²3p⁴)
S²⁻:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
电子排布图(轨道表示式)
表示每个原子轨道中电子的运动状态
价电子排布式或排布图
表示价电子的排布
简化电子排布式
只写出内层稀有气体元素符号+价电子排布,
[Ne]3s²3p⁴
5.电子云与原子轨道:电子在核外空间出现概率密度分布的形象化描述叫电子云,其轮廓图即原子轨道。s 能级的电子云轮廓图为球形,只有 1 个伸展方向;p 能级的电子云轮廓图为哑铃形(纺锤形),有 3 个相互垂直的伸展方向(px、py、pz),每个方向最多容纳 2 个电子。注意:不存在 1p、2d 等能级(n=1 只有 1s,n=2 只有 2s、2p),若在选项中见到「1p²」「2d¹⁰」即为错误表述。
6.共价键的形成与电子云重叠(σ 键与 π 键):
①σ 键——两原子轨道「头碰头」重叠,重叠程度大、键较强,可自由旋转;包括 s-s σ 键(如下图的 H—H)、s-p σ 键和 p-p σ 键;
②π 键——两原子 p 轨道「肩并肩」重叠,重叠程度较小、较易断裂,不能旋转;
③单键=1 个 σ 键;双键=1 个 σ 键+1 个 π 键;三键=1 个 σ 键+2 个 π 键。下图为 p-p π 键「肩并肩」重叠形成过程的示意图:
σ键
H2的σ键的形成:
HCl的σ键的形成:
Cl2的σ键的形成:
π键
大π键
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同
7. 易错点小结:①把「3d⁶4s²」写成「4s²3d⁶」(顺序错);②Cr、Cu 两种元素套用普通填充规律;③离子失电子顺序写反(Fe²⁺ 写成 [Ar]3d⁴4s²);④洪特规则误用(2p⁴ 写成一框 ↑↓ 一框 ↑↓ 一框空——应为 ↑↓ ↑ ↑)。
典型例题:
例7.下列化学用语表示错误的是( )
A.基态的价电子排布式:[Ar]3d⁹4s²
B.分子的结构模型:
C.的键的原子轨道重叠图:
D.日本排放的核污染水中含有放射性碳,其原子结构示意图:
例8.下图表示两个 p 电子云「肩并肩」重叠形成 π 键的过程。下列说法正确的是( )
A.该过程表示的是 σ 键的形成
B.π 键不能与 σ 键共存于同一个双键之中
C.p 电子云的轮廓图呈哑铃形,p 能级有 3 个相互垂直的伸展方向
D.s 能级的电子云轮廓图也呈哑铃形
六、杂化轨道、VSEPR 模型、空间结构与方程式类用语
1.杂化轨道:中心原子能量相近的轨道「混合」重新组合成一组新轨道。杂化轨道数=σ 键数+孤对电子对数。下图为基态 C 原子 sp³ 杂化的轨道表示式(1 个 2s 轨道与 3 个 2p 轨道混合成 4 个完全相同的 sp³ 杂化轨道):
sp² 杂化(1 个 2s 与 2 个 2p 混合成 3 个 sp² 轨道,剩 1 个未杂化的 2p 轨道)如下:
sp 杂化(1 个 2s 与 1 个 2p 混合成 2 个 sp 轨道,剩 2 个未杂化的 2p 轨道)的电子云轮廓图如下:
2.VSEPR 模型与分子的空间结构:价层电子对数=σ 键电子对数+孤对电子对数。VSEPR 模型包含孤对电子对的空间位置(即「四面体含 1 孤对」「四面体含 2 孤对」等),而分子的空间结构略去孤对电子、只看原子骨架——二者是命题最爱设错的一对概念。下图为 NH₃ 的 VSEPR 模型(四面体形,含 1 对孤对电子,图中顶部阴影处),略去孤对后 NH₃ 的空间结构为三角锥形:
3.杂化类型与构型对应(速查):
杂化类型
杂化轨道数
VSEPR 模型
无孤对时构型
典型分子
sp
2
直线形
直线形
CO₂、C₂H₂、BeCl₂
sp²
3
平面三角形
平面三角形
BF₃、C₂H₄、C₆H₆、SO₃、HCHO
sp³
4
四面体形
正四面体形
CH₄、CCl₄、NH₄⁺
含孤对电子的典型分子:NH₃(sp³,1 对孤对→三角锥形)、H₂O(sp³,2 对孤对→V 形)、SO₂(sp²,1 对孤对→V 形)。
4.「方程式类」化学用语的书写规范:
①电离方程式:强电解质用「=」(如 HCl=H⁺+Cl⁻、NaOH=Na⁺+OH⁻),弱电解质用「⇌」(如 CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺、NH₃·H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻);多元弱酸分步电离,以第一步为主(H₂CO₃⇌H⁺+HCO₃⁻);多元弱碱一步写出;
②离子方程式:强酸、强碱、可溶盐拆写成离子,弱电解质、气体、沉淀、氧化物、单质保留化学式;写完必查三守恒——原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒;
③热化学方程式:必须标注物质聚集状态(s、l、g、aq),ΔH 的「+/−」与单位 kJ·mol⁻¹ 不能漏;系数只表示物质的量,可与分数互乘;
④电极反应式:注意介质环境——酸性介质中不能出现 OH⁻,碱性介质中不能出现 H⁺;写完后用「正极+负极=总反应」自查。
5.化学用语书写总规范:
①电荷标在右上角且「数字在前、符号在后」,核素左上、左下分别写质量数、质子数;
②偏铝酸根等复杂阴离子按新教材写作 Al(OH)₄⁻,盐写作 Na[Al(OH)₄],不用 AlO₂⁻ 旧写法;
③有机官能团:—CHO(不能 —COH)、—COOH、—NO₂(不能 —O₂N);
④热化学方程式漏标状态、ΔH 不带正负号;可逆反应用「⇌」不用「=」;
⑤电子式共价分子不带电荷、不加方括号;离子化合物方括号加电荷;
⑥气体符号「↑」只在反应物中无气体时标注,溶液中生成气体才标↑。
典型例题:
例9.下列分子的中心原子采用杂化,但分子的空间结构不同的一组是( )
①;②;③;④;⑤;⑥
A.①②③
B.①⑤⑥
C.②③④
D.③⑤⑥
例10.价层电子对互斥理论和杂化轨道理论都可以判断、解释分子或离子的空间构型,下列说法正确的是( )
A.和的键角相同
B.、的中心原子价层电子对数相同
C.、中S原子的杂化方式相同
D.、都是直线形的分子
例11.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子的基态价电子排布式为,Y位于元素周期表第二周期第ⅢA族,Z的两种同位素原子常用于测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子通常存在于明矾和草木灰中。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:
B.中阴离子中心原子的杂化方式为杂化
C.的空间构型为V形
D.原子半径:
巩固提升:
1.下列化学用语表示正确的是( )
A.二聚AlCl3中Al的杂化方式:sp3
B.固体HF中的链状结构:
C.p-pπ键的电子云形状:
D.用电子式表示HCl的形成过程:
2.下列关于化学式与最简式的说法正确的是( )
A.过氧化钠的分子式为 Na₂O₂
B.SiC 晶体是由 SiC 分子构成的
C.NO₂ 与 N₂O₄ 互为同素异形体
D.甲醛、乙酸、甲酸甲酯和葡萄糖的最简式均为 CH₂O
3.下列有关分子模型的说法正确的是( )
A.球棍模型能反映分子的空间构型,空间填充模型不能反映
B.空间填充模型中,氢原子通常画得比氧原子大
C.CH₄、NH₃、H₂O 的中心原子均为 sp³ 杂化,分子的空间构型也相同
D.CO₂ 的球棍模型中三个原子在同一条直线上
4.下列化学用语或表述正确的是( )
A.分子的空间填充模型:
B.基态S原子的价层电子排布式:
C.分子的共价键类型:键
D.金刚石的晶体类型:分子晶体
5.下列化学用语表述错误的是( )
A.HClO的空间填充模型:
B.轨道表示式:违背了泡利原理
C.键的形成过程:
D.和互为同位素
6.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.HCl的电离方程式:HCl+H2O=H3O++Cl-
B.HClO的结构式:H—Cl—O
C.H2O的分子结构模型:
D.H2O2的电子式:
7.下列说法正确的是( )
A.①中原子核内的质子数为288
B.②可用符号表示为Mg+2
C.原子变成离子后电子层数一定会改变
D.③④属于同种元素的两种微粒
8.下列化学用语表达正确的是( )
A.F-的离子结构示意图:
B.基态碳原子的轨道表示式:
C.丙炔的键线式:
D.H2O 分子的球棍模型:
9.下列各组物质,具有相同的最简式,但既不属于同分异构体又不属于同系物的是( )
①聚乙烯和乙烯 ②乙酸和葡萄糖 ③淀粉和纤维素 ④蔗糖和麦芽糖 ⑤聚乙烯和聚氯乙烯
A.①②⑤
B.①②③
C.①④⑤
D.①②③⑤
10.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,碱金属为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是( )
A.第2~12列元素中没有非金属元素
B.最外层电子排布式为ns2np1的元素位于第3列
C.第4周期第8列元素,其原子结构示意图为
D.第13~17列元素的最高正化合价均依次增大
11.下列化学用语或图示正确的是( )
A.环己烷稳定构象的空间填充模型:
B.杜仲胶的结构简式:
C.氮原子2p 轨道的电子云轮廓图:
D.用系统命名法命名:3-甲基丁酸
12.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列化学用语表达正确的是( )
A.轨道表示式违背了洪特规则
B.邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
C.,Ⅰ和Ⅱ是同一种物质
D.由E 原子和F 原子构成的气态团簇分子模型为,该物质化学式为E4F4
13.下列化学用语的表达正确的是( )
A.氨水中NH3与H2O分子间氢键主要形式可表示为:
B.反式聚异戊二烯的结构简式:
C.Cl2分子中共价键电子云轮廓图:
D.用轨道表示式表示石墨烯中C原子的杂化:
14.“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)。下列表述正确的是( )
A.NH2OH的电子式:
B.NH3分子的正负电荷中心分布:
C.NH2NH2的结构式:
D.基态Fe2+的价层电子排布式:3d6
15.《石雅》云:“青金石色相如天,或复金屑散乱,光辉灿烂,若众星丽于天也”。青金石的化学组成可表示为。回答下列问题:
(1)钠在元素周期表中的位置是___________;钙离子的结构示意图为___________。
(2)的电子式为___________,的结构式为___________。
(3)Be与Al的化学性质相似,则Be与NaOH溶液反应的化学方程式是___________。
(4)宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一,下列能说明Cl的非金属性比S强的事实是___________(填字母)。
A.氯、硫的最低负价分别为、
B.中氯显价,硫显价
C.的酸性比的强
D.向水溶液中通入有淡黄色沉淀生成
E.硫化氢在300℃时开始分解,HCl在1500℃时开始缓慢分解
学科网(北京)股份有限公司
$正确的方向+方法+坚持不懈的努力=目标成绩
2027届高三一轮复习讲义:化学用语
知识点回顾:
一、元素的表示——元素符号、离子符号、核素符号与结构示意图
1.元素符号:用元素拉丁文名称的第一个字母(大写)表示,若第一个字母相同则再加一个小写字母,如 H、C、N、O、Na、Mg、Al、Cl、K、Ca、Fe、Cu。元素符号既表示一种元素,又表示该元素的一个原子。
2.离子符号:在元素符号(或原子团符号)右上角标明所带电荷,规则是「数字在前、正负号在后」,电荷数为 1 时省略数字。如 Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Cl⁻、O²⁻、OH⁻、NH₄⁺、SO₄²⁻、PO₄³⁻。注意:离子的电荷数与原子的最外层电子数、元素的最高正价没有必然的简单对应关系,必须按实际得失电子数书写。
3.核素符号(原子符号):写作 ³⁷₁₇Cl 的形式,左上角数字为质量数 A,左下角数字为质子数 Z,即 ³⁷₁₇Cl 表示质子数 17、质量数 37 的氯原子。三个量的关系是:质量数 A=质子数 Z+中子数 N。如中子数为 20 的氯原子应写作 ³⁷₁₇Cl(17+20=37),而不是 ²⁰₁₇Cl。
4.原子(离子)结构示意图:用小圆圈及圈内标「+」和质子数表示原子核,用弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层的电子数。如 Na 原子为(+11)2、8、1,Cl 原子为(+17)2、8、7;失去最外层电子后得到阳离子,得到电子后得到阴离子,最外层达到 8 电子(H 为 2 电子)稳定结构。下图是 26Fe³⁺ 的离子结构示意图:
5.下图是 22Ti 的原子结构示意图。书写时必须保证:圈内数字=质子数=核电荷数=原子序数,各层电子数之和=核外电子总数(原子等于 Z,阳离子小于 Z,阴离子大于 Z)。
6.元素周期表单元格信息:下图为钕元素的单元格。左上角 60 为原子序数=质子数=核电荷数,右上角 Nd 为元素符号,中间「钕」为元素中文名称,下方 144.2 为该元素的相对原子质量(有小数、单位是 1,常被误读为「质量数」或加单位 g)。
7.易错辨析三组:①相对原子质量 ≠ 质量数——相对原子质量是各核素按其丰度算得的平均值,有小数,无量纲;质量数是某个核素中质子数与中子数之和,必为整数。②同位素 ≠ 同素异形体——质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素(如 ¹H、²H、³H、¹⁶O 与 ¹⁸O);同种元素组成的不同单质互称同素异形体(如 O₂ 与 O₃、金刚石与石墨、白磷与红磷)。③质子数相同、质量数也相同的原子一定是同一种核素;质子数相同而质量数不同的一定互为同位素。
8.书写规范提醒:离子符号的电荷写在右上角,核素符号的质量数、质子数分别写在左上、左下角,两者不可混写;如「²⁴Mg²⁺」这类写法不规范,应为 ²⁴₁₂Mg²⁺。
典型例题:
例1.下图为元素周期表中钕元素的单元格信息。下列有关说法正确的是( D )
A.钕的相对原子质量为 144.2 g
B.60 表示钕原子的中子数
C.钕原子的质量数为 144.2
D.「Nd」是该元素的元素符号
解析:A项,相对原子质量是以一种碳原子质量的 1/12 作标准所得的比值,单位是 1 而不是 g,错误。B项,单元格左上角的 60 是原子序数,等于质子数,不是中子数;以最常见核素 ¹⁴⁴Nd 计,中子数约为 144-60=84,错误。C项,质量数只对某个具体的核素而言,必为整数,144.2 是各种天然核素按丰度加权平均得到的相对原子质量,错误。D项,元素符号写在单元格右上角,Nd 即钕的元素符号,正确。本题选 D。
二、化学式、分子式与最简式(实验式)
1.化学式:用元素符号表示物质组成的式子,反映物质中各元素原子的个数比,如 NaCl、SiO₂、C₂H₅OH。化学式是含义最广的一种式子,凡物质都有化学式。
2.分子式:只有由分子构成的物质(分子晶体、气态氢化物、有机物等)才有分子式,此时分子式就是该物质的化学式,如 CO₂、H₂O、NH₃、H₂SO₄、C₂H₅OH。判断要点:「分子式」必须对应真实存在的分子。
3.最简式(实验式):表示化合物中各元素原子个数最简整数比的式子。最简式相同的物质不一定是同一种物质,也不是同分异构关系,只是原子个数比相同。
4.「没有分子式、只有化学式」的典型物质(易错高频):
①共价晶体(原子晶体):SiO₂、SiC、Si₃N₄、BN、金刚石;
②离子晶体:NaCl、MgO、CaO₂、CaC₂、Na₂O₂;
③金属晶体:Fe、Cu、Al;
④部分无机材料:Na₂SiO₃。以上物质中都不存在独立的分子,只能说「化学式为」,不能说「分子式为」。
5.几组易混淆的化学式:
①过氧化钠 Na₂O₂(不是 NaO)、过氧化钙 CaO₂、超氧化钾 KO₂;
②四氧化三铁 Fe₃O₄(可看作 FeO·Fe₂O₃,其中 Fe 有 +2 和 +3 两种价态)、铁红 Fe₂O₃、磁性氧化铁 Fe₃O₄;
③漂白粉(漂粉精)的主要成分 Ca(ClO)₂ 和 CaCl₂,有效成分 Ca(ClO)₂;「84」消毒液的有效成分 NaClO;
④胆矾(蓝矾)CuSO₄·5H₂O、明矾 KAl(SO₄)₂·12H₂O、皓矾 ZnSO₄·7H₂O——结晶水合物是纯净物,是「化学式」而非混合物。
6.常见物质的最简式对照(易错重点):
物质
化学式(分子式)
最简式(实验式)
甲醛
HCHO
CH₂O
乙酸
CH₃COOH
CH₂O
甲酸甲酯
HCOOCH₃
CH₂O
葡萄糖
C₆H₁₂O₆
CH₂O
苯
C₆H₆
CH
乙炔
C₂H₂
CH
二氧化氮
NO₂
NO₂
四氧化二氮
N₂O₄
NO₂
过氧化氢
H₂O₂
HO
乙烷
C₂H₆
CH₃
典型例题:
例2.下列有关化学式的说法中,正确的是( B )
A.SiO₂ 的分子式为 SiO₂
B.乙酸(CH₃COOH)与甲酸甲酯(HCOOCH₃)具有相同的最简式
C.NaCl 的分子式为 NaCl
D.葡萄糖(C₆H₁₂O₆)的最简式为 C₆H₁₂O₆
解析:A项,SiO₂ 属于共价晶体,晶体中每个 Si 与 4 个 O 以共价键相连形成空间网状结构,不存在独立的 SiO₂ 分子,只能说化学式为 SiO₂,不能说分子式,错误。B项,CH₃COOH 与 HCOOCH₃ 的分子式均为 C₂H₄O₂,各元素原子个数比都可约简为 C∶H∶O=1∶2∶1,最简式均为 CH₂O,正确。C项,NaCl 是离子晶体,由 Na⁺ 和 Cl⁻ 按 1∶1 构成,不存在 NaCl 分子,只能说化学式为 NaCl,错误。D项,最简式要求原子个数为最简整数比,C₆H₁₂O₆ 可约简为 CH₂O,选项未约简,错误。本题选 B。
例3.下列物质的俗名与其化学式对应正确的是( A )
A.铜绿——Cu₂(OH)₂CO₃
B.胆矾——CuSO₄
C.漂粉精——NaClO
D.铁红——Fe₃O₄
解析:A项,铜绿是铜在潮湿空气中锈蚀生成的碱式碳酸铜,化学式为 Cu₂(OH)₂CO₃,正确。B项,胆矾(蓝矾)是五水合硫酸铜,化学式为 CuSO₄·5H₂O;CuSO₄ 是无水硫酸铜(白色粉末),错误。C项,漂粉精(漂白粉)由 Cl₂ 与石灰乳反应制得,主要成分是 Ca(ClO)₂ 和 CaCl₂,有效成分为 Ca(ClO)₂;NaClO 是「84」消毒液的有效成分,错误。D项,铁红是 Fe₂O₃(红棕色),Fe₃O₄ 是磁性氧化铁(黑色),错误。本题选 A。
三、电子式
1.电子式:在元素符号周围用「·」或「×」表示原子最外层电子(价电子)的式子。书写总则:
①原子的电子式要标出最外层全部电子,成对电子写在一起,未成对电子单独写;
②简单金属阳离子(如 Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺)直接用离子符号表示;
③阴离子和复杂阳离子(如 OH⁻、O₂²⁻、NH₄⁺、[Al(OH)₄]⁻)必须加方括号[ ],并将所带电荷标在括号右上角,括号内要画全所有原子的最外层电子;
④共价化合物的电子式中不带正负号、不加方括号,共用电子对写在成键的两原子之间,未参与成键的孤对电子必须画全。
2.电子式书写六大典型错误:
①分不清化合物类型——把共价化合物 H₂O₂ 写成离子式;
②原子周围电子数不对——CO₂ 中碳、氧原子的孤对电子漏写或多写;
③原子连接顺序错——HClO 写成 H—Cl—O;
④同种微粒合并——Na₂S 写成「Na₂⁺[∶S∶]²⁻」或把两个 Na⁺ 合并写在 S 的一侧;
⑤漏掉未成键电子对——NH₃ 中 N 上的孤对电子漏写;
⑥阴离子和复杂阳离子不加方括号或漏标电荷——NH₄Cl 写成「[H∶N∶H]⁺∶Cl∶」或「NH₄⁺[∶Cl∶]⁻」。
3.「羟基」与「氢氧根」的电子式辨析:羟基 —OH 不带电,O 原子周围只有 7 个电子(其中 1 个未成对);氢氧根 OH⁻ 带一个单位负电荷,O 原子周围有 8 个电子(全部成对),必须加方括号并标「−」。同理:甲基 —CH₃(C 周围 7 个电子)、醛基 —CHO、氨基 —NH₂ 都不带电、不加方括号;而 NH₂⁻(氨基负离子)带电,要加方括号。
典型例题:
例4.短周期元素形成的化合物 M 的电子式如下图所示。下列有关 M 的说法正确的是( D )
A.M 中只含离子键,不含共价键
B.M 中氧元素的化合价为 −2 价
C.M 中阴、阳离子的个数比为 2∶1
D.M 与水反应属于非氧化还原反应,产物之一 H₂O₂ 中氧元素仍为 −1 价
解析:由电子式可知 M 为 CaO₂,由 Ca²⁺ 与过氧根 O₂²⁻ 构成。A项,钙离子与过氧根之间是离子键,过氧根内部两个氧原子之间存在 O—O 非极性共价键,错误。B项,过氧根中氧元素的化合价为 −1 价,错误。C项,M 中 Ca²⁺ 与 O₂²⁻ 的个数比为 1∶1,错误。D项,CaO₂+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂O₂,反应前后没有元素化合价变化,属于非氧化还原反应;H₂O₂ 中氧元素仍为 −1 价,正确。本题选 D。
例5.下列化学用语或表述正确的是( C )
A.Na₂O₂ 与水反应的离子方程式:Na₂O₂+2H₂O=2Na⁺+2OH⁻+O₂↑
B.羟基(—OH)的电子式中,氧原子周围共有 8 个电子
C.HClO 的结构式为 H—O—Cl,其电子式中氧原子位于氢原子和氯原子中间
D.NH₄Cl 的电子式可表示为 [H∶N∶H]⁺∶Cl∶(N 上含一对孤对电子,Cl 未加方括号)
解析:A项,原子不守恒:反应 2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑ 中氢原子左右各 4 个,而选项所写方程式左边 4 个 H、右边只有 2 个 H,电子、电荷也不守恒,错误。B项,羟基不带电,O 原子最外层 6 个电子中 1 个与 H 成键、1 个未成对,周围共有 7 个电子;只有氢氧根 OH⁻ 中氧原子周围才是 8 个电子(并加方括号标电荷),错误。C项,次氯酸的中心原子是氧,结构式 H—O—Cl,电子式中 O 位于 H 与 Cl 之间,正确。D项,氯离子是阴离子,必须加方括号并标明所带负电荷,即 [∶Cl∶]⁻,错误。本题选 C。
四、结构式、结构简式、键线式与分子模型
1.结构式:用一根短线「—」表示一对共用电子对,两根「=」表示两对、三根「≡」表示三对。如 CO₂ 的结构式 O=C=O,N₂ 为 N≡N,H₂O₂ 为 H—O—O—H,HClO 为 H—O—Cl。结构式能直观反映原子间的连接顺序,是判断电子式正误的重要依据。
2.结构简式:省去部分键线后的书写形式,但必须保留能体现性质的官能团:
①乙烯必须写 CH₂=CH₂,不能省略双键写成 CH₂CH₂;
②醛基必须写 —CHO,不能写成 —COH(后者会被误解为 C—O—H 连接方式);
③羧基必须写 —COOH;硝基必须写 —NO₂,不能写成 —O₂N(N 与 C 直接相连);
④与苯环直接相连的侧链原子要交代清楚,如甲苯写作 C₆H₅—CH₃ 或 C₆H₅CH₃。
3.键线式:只用线段表示共价键,线段的端点、拐点均为碳原子,碳上的氢原子全部省略不写,杂原子(O、N、Cl 等)必须标出。下图为 3,3-二甲基戊烷的键线式——数碳时记住:每个拐点和端点各是 1 个碳原子。
4.球棍模型与空间填充模型:
①球棍模型——用小球表示原子、短棍表示共价键,突出原子的连接顺序、键角与空间构型;
②空间填充模型——按原子实际相对大小用重叠的球体填充表示,突出分子的大致形状和原子的相对大小;
③两种模型都能反映原子的连接顺序,但都不能反映键的强弱;球棍模型便于看构型,空间填充模型便于比较原子大小。下图中上排为球棍模型、下排为空间填充模型:
CH₄ 球棍: C₂H₄ 球棍:
CO₂ 球棍: C₂H₂ 球棍:
(甲烷、乙烯的空间填充模型如下,图中已标注分子名称)
5.空间填充模型的判断要点:
①原子相对大小要符合实际:H 原子最小,O、C、N、S、Cl 等原子明显大于 H。下图中左为 H₂O 的正确填充模型(O 明显大于 H),右图把氢原子画得与氧原子差不多大,不符合实际,是错误模型:
正确: 错误(H 原子画得过大):
②分子构型要符合实际:H₂O 为 V 形(角形)、CO₂ 与 C₂H₂ 为直线形、NH₃ 为三角锥形、CH₄ 为正四面体形、C₂H₄ 为平面形。下图左为 O₃ 的错误球棍模型(画成了正三角形),右为正确的 V 形:
错误(正三角形): 正确(V 形):
6.常见分子的空间构型:
分子
中心原子杂化类型
空间构型
键角
模型识别要点
CH₄
sp³(无孤对)
正四面体形
109°28′
4 个 H 指向四面体顶点
NH₃
sp³(1 对孤对)
三角锥形
约 107°
3 个 H 构成底面三角
H₂O
sp³(2 对孤对)
V 形(角形)
约 104.5°
两个 H 在 O 同侧张开
CO₂
sp(无孤对)
直线形
180°
三球共线
C₂H₂
sp(无孤对)
直线形
180°
四球共线
C₂H₄
sp²(无孤对)
平面形
约 120°
6 原子共平面
HClO
O 为 sp³
V 形
—
O 居中,三个原子不共线
典型例题:
例6.某同学绘制的 O₃(臭氧)分子的球棍模型如下图所示。下列判断正确的是( B )
A.该模型符合 O₃ 分子的真实空间结构
B.O₃ 分子的空间结构应为 V 形(角形),图中把三个氧原子画成正三角形是错误的
C.O₃ 与 O₂ 互为同位素
D.O₃ 分子中氧元素的化合价为 −2 价
解析:A、B项,O₃ 分子的中心氧原子有 1 对孤对电子,分子的空间结构为 V 形(角形),三个氧原子不在等边三角形的三个顶点上,图中模型把 O₃ 画成正三角形,不符合其真实空间结构,A 错误、B 正确。C项,O₃ 与 O₂ 是氧元素组成的两种不同单质,互为同素异形体;同位素的研究对象是原子(质子数相同、中子数不同),错误。D项,O₃ 是单质,单质中元素的化合价为 0,错误。本题选 B。
五、电子排布式、轨道表示式与电子云
1.电子排布式:按能级顺序写全,右上角数字为该能级上的电子数。书写时按「构造原理」填充(1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p),但书写顺序按电子层从内到外,即 3d 写在 4s 之前。如 26Fe:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²,可简写为 [Ar]3d⁶4s²。价电子排布式:主族元素指最外层电子(如 Si 为 3s²3p²),过渡元素指最外层 s 电子与次外层 d 电子(如 Fe 为 3d⁶4s²,Cr 为 3d⁵4s¹,Cu 为 3d¹⁰4s¹)。
2.两个「半充满、全充满」特例(必背):24Cr 的基态电子排布式为 [Ar]3d⁵4s¹(而不是 3d⁴4s²),29Cu 的基态电子排布式为 [Ar]3d¹⁰4s¹(而不是 3d⁹4s²),原因分别是 3d⁵ 半充满、3d¹⁰ 全充满时体系能量更低、更稳定。
3.轨道表示式(电子排布图):每个轨道用 1 个方框表示,框内箭头「↑」「↓」表示自旋方向相反的电子。两条铁律:
①泡利原理:同一轨道最多容纳 2 个电子,且自旋方向必须相反;
②洪特规则:电子在能量相同的轨道(简并轨道)上排布时,总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。
下图为 7N 的电子排布图:2p 能级的 3 个电子分占 3 个轨道且自旋方向相同(三个 ↑),符合洪特规则:
下图为基态 Ti(22 号)原子的价电子(3d²4s²)轨道表示式,注意 3d 的 2 个电子分占两个轨道:
4.失电子顺序(易错):原子失去电子时,先失去最外层的 4s 电子,再失去 3d 电子(尽管填充时 4s 先于 3d)。如 Fe²⁺ 的价电子排布式为 3d⁶(先失 4s²),Fe³⁺ 为 3d⁵(3d⁵ 为半充满、较稳定)。但书写电子排布式时,仍按电子层顺序把 3d 写在 4s 前面,如 Fe³⁺ 写作 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵。
核外电子排布式
表示每个能级上排布的电子数
S:1s²2s²2p⁶3s²3p⁴(或 [Ne]3s²3p⁴)
S²⁻:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
电子排布图(轨道表示式)
表示每个原子轨道中电子的运动状态
价电子排布式或排布图
表示价电子的排布
简化电子排布式
只写出内层稀有气体元素符号+价电子排布,
[Ne]3s²3p⁴
5.电子云与原子轨道:电子在核外空间出现概率密度分布的形象化描述叫电子云,其轮廓图即原子轨道。s 能级的电子云轮廓图为球形,只有 1 个伸展方向;p 能级的电子云轮廓图为哑铃形(纺锤形),有 3 个相互垂直的伸展方向(px、py、pz),每个方向最多容纳 2 个电子。注意:不存在 1p、2d 等能级(n=1 只有 1s,n=2 只有 2s、2p),若在选项中见到「1p²」「2d¹⁰」即为错误表述。
6.共价键的形成与电子云重叠(σ 键与 π 键):
①σ 键——两原子轨道「头碰头」重叠,重叠程度大、键较强,可自由旋转;包括 s-s σ 键(如下图的 H—H)、s-p σ 键和 p-p σ 键;
②π 键——两原子 p 轨道「肩并肩」重叠,重叠程度较小、较易断裂,不能旋转;
③单键=1 个 σ 键;双键=1 个 σ 键+1 个 π 键;三键=1 个 σ 键+2 个 π 键。下图为 p-p π 键「肩并肩」重叠形成过程的示意图:
σ键
H2的σ键的形成:
HCl的σ键的形成:
Cl2的σ键的形成:
π键
大π键
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同
7. 易错点小结:①把「3d⁶4s²」写成「4s²3d⁶」(顺序错);②Cr、Cu 两种元素套用普通填充规律;③离子失电子顺序写反(Fe²⁺ 写成 [Ar]3d⁴4s²);④洪特规则误用(2p⁴ 写成一框 ↑↓ 一框 ↑↓ 一框空——应为 ↑↓ ↑ ↑)。
典型例题:
例7.下列化学用语表示错误的是( A )
A.基态的价电子排布式:[Ar]3d⁹4s²
B.分子的结构模型:
C.的键的原子轨道重叠图:
D.日本排放的核污染水中含有放射性碳,其原子结构示意图:
解析:A.为29号元素,其电子排布式为,基态的价电子排布式为(Cu⁺ 先失去 4s² 电子),选项所写 [Ar]3d⁹4s² 错误,A错误;
B.二氧化碳是直线形分子,O原子半径小于C原子半径,分子的结构模型为,B正确;
C.H原子的轨道与氯原子的轨道以头碰头的方式形成键,用电子云轮廓图表示的键形成的示意图为,C正确;
D.碳原子结构示意图为,D正确;
故答案为:A。
例8.下图表示两个 p 电子云「肩并肩」重叠形成 π 键的过程。下列说法正确的是( C )
A.该过程表示的是 σ 键的形成
B.π 键不能与 σ 键共存于同一个双键之中
C.p 电子云的轮廓图呈哑铃形,p 能级有 3 个相互垂直的伸展方向
D.s 能级的电子云轮廓图也呈哑铃形
解析:A项,「肩并肩」重叠形成的是 π 键,σ 键是「头碰头」重叠形成的,错误。B项,双键中恰好含有 1 个 σ 键和 1 个 π 键(如乙烯中的 C=C),三键中含 1 个 σ 键和 2 个 π 键,π 键与 σ 键完全可以共存,错误。C项,p 能级电子云轮廓图为哑铃形,在空间有 px、py、pz 三个相互垂直的伸展方向,正确。D项,s 能级电子云轮廓图为球形,错误。本题选 C。
六、杂化轨道、VSEPR 模型、空间结构与方程式类用语
1.杂化轨道:中心原子能量相近的轨道「混合」重新组合成一组新轨道。杂化轨道数=σ 键数+孤对电子对数。下图为基态 C 原子 sp³ 杂化的轨道表示式(1 个 2s 轨道与 3 个 2p 轨道混合成 4 个完全相同的 sp³ 杂化轨道):
sp² 杂化(1 个 2s 与 2 个 2p 混合成 3 个 sp² 轨道,剩 1 个未杂化的 2p 轨道)如下:
sp 杂化(1 个 2s 与 1 个 2p 混合成 2 个 sp 轨道,剩 2 个未杂化的 2p 轨道)的电子云轮廓图如下:
2.VSEPR 模型与分子的空间结构:价层电子对数=σ 键电子对数+孤对电子对数。VSEPR 模型包含孤对电子对的空间位置(即「四面体含 1 孤对」「四面体含 2 孤对」等),而分子的空间结构略去孤对电子、只看原子骨架——二者是命题最爱设错的一对概念。下图为 NH₃ 的 VSEPR 模型(四面体形,含 1 对孤对电子,图中顶部阴影处),略去孤对后 NH₃ 的空间结构为三角锥形:
3.杂化类型与构型对应(速查):
杂化类型
杂化轨道数
VSEPR 模型
无孤对时构型
典型分子
sp
2
直线形
直线形
CO₂、C₂H₂、BeCl₂
sp²
3
平面三角形
平面三角形
BF₃、C₂H₄、C₆H₆、SO₃、HCHO
sp³
4
四面体形
正四面体形
CH₄、CCl₄、NH₄⁺
含孤对电子的典型分子:NH₃(sp³,1 对孤对→三角锥形)、H₂O(sp³,2 对孤对→V 形)、SO₂(sp²,1 对孤对→V 形)。
4.「方程式类」化学用语的书写规范:
①电离方程式:强电解质用「=」(如 HCl=H⁺+Cl⁻、NaOH=Na⁺+OH⁻),弱电解质用「⇌」(如 CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺、NH₃·H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻);多元弱酸分步电离,以第一步为主(H₂CO₃⇌H⁺+HCO₃⁻);多元弱碱一步写出;
②离子方程式:强酸、强碱、可溶盐拆写成离子,弱电解质、气体、沉淀、氧化物、单质保留化学式;写完必查三守恒——原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒;
③热化学方程式:必须标注物质聚集状态(s、l、g、aq),ΔH 的「+/−」与单位 kJ·mol⁻¹ 不能漏;系数只表示物质的量,可与分数互乘;
④电极反应式:注意介质环境——酸性介质中不能出现 OH⁻,碱性介质中不能出现 H⁺;写完后用「正极+负极=总反应」自查。
5.化学用语书写总规范:
①电荷标在右上角且「数字在前、符号在后」,核素左上、左下分别写质量数、质子数;
②偏铝酸根等复杂阴离子按新教材写作 Al(OH)₄⁻,盐写作 Na[Al(OH)₄],不用 AlO₂⁻ 旧写法;
③有机官能团:—CHO(不能 —COH)、—COOH、—NO₂(不能 —O₂N);
④热化学方程式漏标状态、ΔH 不带正负号;可逆反应用「⇌」不用「=」;
⑤电子式共价分子不带电荷、不加方括号;离子化合物方括号加电荷;
⑥气体符号「↑」只在反应物中无气体时标注,溶液中生成气体才标↑。
典型例题:
例9.下列分子的中心原子采用杂化,但分子的空间结构不同的一组是( D )
①;②;③;④;⑤;⑥
A.①②③
B.①⑤⑥
C.②③④
D.③⑤⑥
【解析】①根据价层电子对互斥理论,BF3的价层电子对数为3+×(3-3×1)=3,为sp2杂化,没有孤电子对,空间构型为平面正三角形;
②根据价层电子对互斥理论,BeCl2的价层电子对数为2+×(2-2×1)=2,为sp杂化,没有孤电子对,空间构型为直线形;
③根据价层电子对互斥理论,H2S的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,为sp3杂化,有2对孤电子对,空间构型为V形;
④根据价层电子对互斥理论,CS2的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2,为sp杂化,没有孤电子对,空间构型为直线形;
⑤根据价层电子对互斥理论,NH3的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,为sp3杂化,有1对孤电子对,空间构型为三角锥形;
⑥根据价层电子对互斥理论,CCl4的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,为sp3杂化,没有孤电子对,空间构型正四面体形;
综上所述,③⑤⑥符合题意,故选D。
例10.价层电子对互斥理论和杂化轨道理论都可以判断、解释分子或离子的空间构型,下列说法正确的是( B )
A.和的键角相同
B.、的中心原子价层电子对数相同
C.、中S原子的杂化方式相同
D.、都是直线形的分子
【解析】A.的中心原子N的价层电子对数为3(无孤对电子对),呈平面三角形,的中心原子N的价层电子对数为3(含1对孤对电子对),呈V形,所以二者的键角不同,A不正确;
B.、的中心原子价层电子对数都为=4,B正确;
C.、中S原子分别发生sp2、sp3杂化,二者的杂化方式不同,C不正确;
D.为直线形分子,为二面角结构分子,D不正确;
故选B。
例11.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子的基态价电子排布式为,Y位于元素周期表第二周期第ⅢA族,Z的两种同位素原子常用于测定文物的年代,Q是元素周期表中电负性最大的元素,E的阳离子通常存在于明矾和草木灰中。下列说法正确的是( B )
A.第一电离能:
B.中阴离子中心原子的杂化方式为杂化
C.的空间构型为V形
D.原子半径:
【解析】A.Be的2s能级处于全满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Be>B,故A错误;
B.EYQ4的阴离子为,其中心原子B的杂化轨道数为4+,则B原子的杂化方式为sp3杂化,故B正确;
C.为,的中心原子C的杂化轨道数为3+,C原子的杂化方式为sp2杂化,且没有未成键电子对,则的构型为平面三角形,故C错误;
D.主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径:Be>B>C,故D错误;
故答案选B。
巩固提升:
1.下列化学用语表示正确的是( A )
A.二聚AlCl3中Al的杂化方式:sp3
B.固体HF中的链状结构:
C.p-pπ键的电子云形状:
D.用电子式表示HCl的形成过程:
【解析】A.二聚结构为,Al形成3个σ键,1个配位键,无孤电子对,为sp3杂化,A正确;
B.固体HF中的链状结构:,B错误;
C.键电子云形状为:,C错误;
D.HCl为共价化合物,电子式为,用电子式表示HCl的形成过程:,D错误;
故选A。
2.下列关于化学式与最简式的说法正确的是( D )
A.过氧化钠的分子式为 Na₂O₂
B.SiC 晶体是由 SiC 分子构成的
C.NO₂ 与 N₂O₄ 互为同素异形体
D.甲醛、乙酸、甲酸甲酯和葡萄糖的最简式均为 CH₂O
【解析】A项,Na₂O₂ 是离子晶体,由 Na⁺ 与 O₂²⁻ 构成,不存在分子,只有化学式没有分子式,错误。B项,SiC 是共价晶体,Si 原子与 C 原子通过共价键形成空间网状结构,不存在 SiC 分子,错误。C项,NO₂ 与 N₂O₄ 都是化合物,同素异形体的研究对象是同种元素形成的不同单质(如 O₂ 与 O₃),二者不是同素异形体(也不是同分异构体,因分子式不同),错误。D项,甲醛(HCHO)、乙酸(CH₃COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH₃)、葡萄糖(C₆H₁₂O₆)中 C、H、O 原子个数比均为 1∶2∶1,最简式均为 CH₂O,正确。本题选 D。
3.下列有关分子模型的说法正确的是( D )
A.球棍模型能反映分子的空间构型,空间填充模型不能反映
B.空间填充模型中,氢原子通常画得比氧原子大
C.CH₄、NH₃、H₂O 的中心原子均为 sp³ 杂化,分子的空间构型也相同
D.CO₂ 的球棍模型中三个原子在同一条直线上
【解析】A项,球棍模型突出键角与空间构型,空间填充模型突出分子的整体形状与原子相对大小,同样能(大致)反映空间构型,错误。B项,氢原子是半径最小的原子,空间填充模型中氢原子应明显小于氧、碳、氯等原子,把氢画得与氧差不多大是典型的模型错误,错误。C项,三者中心原子均为 sp³ 杂化,但孤对电子对数不同:CH₄ 无孤对为正四面体形,NH₃ 有 1 对孤对为三角锥形,H₂O 有 2 对孤对为 V 形,构型并不相同,错误。D项,CO₂ 为 sp 杂化的直线形分子,键角 180°,球棍模型中三个原子共线,正确。本题选 D。
4.下列化学用语或表述正确的是( B )
A.分子的空间填充模型:
B.基态S原子的价层电子排布式:
C.分子的共价键类型:键
D.金刚石的晶体类型:分子晶体
【解析】A.是乙烯的球棍模型,A错误;
B.S是16号元素,基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,价层电子排布式为:,B正确;
C.分子的共价键类型:键,C错误;
D.金刚石硬度大,熔点高,属于共价晶体,D错误;
答案选B。
5.下列化学用语表述错误的是( C )
A.HClO的空间填充模型:
B.轨道表示式:违背了泡利原理
C.键的形成过程:
D.和互为同位素
【解析】A.次氯酸的结构式为H—O—Cl,其中原子半径:Cl>O>H,且是V形分子,A正确;
B.泡利原理指出一个原子轨道内最多容纳自旋相反的2个电子,该轨道表示式违背了泡利原理,B正确;
C.p轨道头碰头形成p-pσ键,形成过程可以表示为:,C错误;
D.和质子数相同,中子数不同,两者互为同位素,D正确;
故选C。
6.下列有关化学用语表示正确的是( A )
A.HCl的电离方程式:HCl+H2O=H3O++Cl-
B.HClO的结构式:H—Cl—O
C.H2O的分子结构模型:
D.H2O2的电子式:
【解析】A.盐酸为强酸,HCl在水溶液中,水分子作用下发生电离产生水合氢离子、氯离子,完全电离HCl+H2O=H3O++Cl-,故A正确;
B.HClO中心原子为氧,其结构式为:H—O—Cl,故B错误;
C.水分子的球棍模型为V形,不是直线形,水分子中氧原子半径大于氢原子半径,其结构模型为,故C错误;
D.过氧化氢为共价化合物,电子式中没有离子,则其电子式为,故D错误;
故选:A。
7.下列说法正确的是( D )
A.①中原子核内的质子数为288
B.②可用符号表示为Mg+2
C.原子变成离子后电子层数一定会改变
D.③④属于同种元素的两种微粒
【解析】A.①中原子核内的质子数为115,故A错误;
B.②可用符号表示为Mg2+,故B错误;
C.原子变成离子后电子层数不一定会改变,例如Cl变成Cl-,故C错误;
D.③④的质子数都是17,都是氯元素,③表示Cl-,④表示Cl,故D正确。
答案选D。
8.下列化学用语表达正确的是( D )
A.F-的离子结构示意图:
B.基态碳原子的轨道表示式:
C.丙炔的键线式:
D.H2O 分子的球棍模型:
【解析】A.F-最外层有8 个电子,离子结构示意图:,故A 错误;
B.基态碳原子的轨道表示式:,故B 错误;
C.丙炔的三个碳原子在一条直线上,其键线式应画成一条直线(图中画成了折线),故C 错误;
D.H2O 分子的空间构型为V 型,所以球棍模型为:,故D 正确;
故选D。
9.下列各组物质,具有相同的最简式,但既不属于同分异构体又不属于同系物的是( B )
①聚乙烯和乙烯 ②乙酸和葡萄糖 ③淀粉和纤维素 ④蔗糖和麦芽糖 ⑤聚乙烯和聚氯乙烯
A.①②⑤
B.①②③
C.①④⑤
D.①②③⑤
【解析】①二者最简式都是CH2,聚乙烯是高聚物,属于混合物,因此聚乙烯和乙烯不属于同分异构体,也不属于同系物,故①符合条件;
②乙酸(C2H4O2)和葡萄糖(C6H12O6)的最简式均为CH2O,分子式不同、结构不同,既不属于同分异构体又不属于同系物,故②符合条件;
③淀粉和纤维素的分子式均为(C6H10O5)n,最简式均为C6H10O5,但n不同,结构不同,既不属于同分异构体又不属于同系物,故③符合条件;
④蔗糖和麦芽糖均为二糖,分子式相同、结构不同,二者互为同分异构体,故④不符合条件;
⑤聚乙烯含C、H元素,聚氯乙烯含C、H、Cl元素,最简式不同,故⑤不符合条件;
故选:B。
10.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,碱金属为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是( A )
A.第2~12列元素中没有非金属元素
B.最外层电子排布式为ns2np1的元素位于第3列
C.第4周期第8列元素,其原子结构示意图为
D.第13~17列元素的最高正化合价均依次增大
【解析】
A.元素周期表中第2~12列元素为碱土金属和过渡金属元素,其中没有非金属元素,故A正确;
B.最外层电子排布式为ns2np1的元素最外层有3个电子,位于第13列,IIIA族,故B错误;
C.第4周期第8列元素为Fe,其原子结构示意图为,故C错误;
D.第17列的元素F没有最高正化合价,故D错误;
故选A。
11.下列化学用语或图示正确的是( D )
A.环己烷稳定构象的空间填充模型:
B.杜仲胶的结构简式:
C.氮原子2p 轨道的电子云轮廓图:
D.用系统命名法命名:3-甲基丁酸
【解析】
A.如图所示为环己烷的船式构象,其存在较大的空间位阻和扭转张力,导致其能量较高,稳定性较差,而椅式构象中,所有碳原子上的氢原子都处于交错位置,减少了空间位阻和扭转张力,从而使得能量更低,结构更稳定,椅式构象如图所示:,A 错误;
B.杜仲胶是反式聚异戊二烯,结构简式中双键应是反式结构,题中是顺式,B 错误;
C.氮原子2p 能级电子排布式为2p3,p 轨道呈哑铃型,氮原子2p 轨道的电子云轮廓图为,C 错误;
D.母体为丁酸,3 号位碳原子有一个甲基,命名为3-甲基丁酸,D 正确;
故选D。
12.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列化学用语表达正确的是( D )
A.轨道表示式违背了洪特规则
B.邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
C.,Ⅰ和Ⅱ是同一种物质
D.由E 原子和F 原子构成的气态团簇分子模型为,该物质化学式为E4F4
【解析】
A.图中 2p⁴ 的 4 个电子排布为「↑↓ ↑ ↑」,既符合洪特规则(优先单独占据且自旋方向相同),也符合泡利原理,并未违背洪特规则,故A 错误;
B.邻羟基苯甲醛中的-OH 中的H 原子与醛基中的O 原子之间形成分子内氢键,可表示为:,故B 错误;
C.I 和II 是两个对映异构体,不是同一物质,故C 错误;
D.气态团簇不是周期性结构,模型中有4 个E 和4 个F,化学式为E4F4,故D 正确;故答案为D。
13.下列化学用语的表达正确的是( C )
A.氨水中NH3与H2O分子间氢键主要形式可表示为:
B.反式聚异戊二烯的结构简式:
C.Cl2分子中共价键电子云轮廓图:
D.用轨道表示式表示石墨烯中C原子的杂化:
【解析】
A.氧原子电负性更强,与氧原子连接的氢几乎成为质子,更容易形成氢键,故在氨水中,NH3与H2O分子间氢键主要形式可表示为:,故A错误;
B.反式聚异戊二烯的结构简式为,故B错误;
C. Cl2分子中两个氯原子形成σ键,共价键电子云轮廓图为,故C正确;
D.石墨烯中C原子的杂化方式为sp2,轨道表示式为,故D错误;
故答案为C。
14.“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2)。下列表述正确的是( D )
A.NH2OH的电子式:
B.NH3分子的正负电荷中心分布:
C.NH2NH2的结构式:
D.基态Fe2+的价层电子排布式:3d6
【解析】
A.NH2OH为共价化合物,电子式为:,A 错误;
B.N 的电负性大于H,则NH3分子的正负电荷中心分布为:,B 错误;
C.N 可以形成3 个共价键,则NH2NH2的结构式为:,C 错误;
D.Fe 为26 号元素,则基态Fe2+的价层电子排布式:3d6,D 正确;
故选D。
15.《石雅》云:“青金石色相如天,或复金屑散乱,光辉灿烂,若众星丽于天也”。青金石的化学组成可表示为。回答下列问题:
(1)钠在元素周期表中的位置是___________;钙离子的结构示意图为___________。
(2)的电子式为___________,的结构式为___________。
(3)Be与Al的化学性质相似,则Be与NaOH溶液反应的化学方程式是___________。
(4)宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一,下列能说明Cl的非金属性比S强的事实是___________(填字母)。
A.氯、硫的最低负价分别为、
B.中氯显价,硫显价
C.的酸性比的强
D.向水溶液中通入有淡黄色沉淀生成
E.硫化氢在300℃时开始分解,HCl在1500℃时开始缓慢分解
【解析】
(1)
钠为11号元素,在元素周期表中的位置是第三周期ⅠA族,钙离子最外层失去两个电子,结构示意图为,故答案为:第三周期ⅠA族;:
(2)
过氧化钠为离子化合物,含有2个钠离子和一个过氧根,电子式为,共价化合物,原子均要达到8电子的稳定结构,结构式为,故答案为:;;
(3)
Be与Al的化学性质相似,则Be与NaOH溶液反应生成 Na₂[Be(OH)₄] 和氢气,化学方程式是 Be+2NaOH+2H₂O=Na₂[Be(OH)₄]+H₂↑,故答案为:Be+2NaOH+2H₂O=Na₂[Be(OH)₄]+H₂↑;
(4)
A.氯、硫的最低负价分别为、,能表示他们得到的电子数目,但非金属性与电子得失数目无关,故A不选;
B.中氯显价,硫显价,说明氯更容易得电子,说明其非金属性强,故B选;
C.,都不是最高价氧化物对应的水化物,故不能比较非金属性,故C不选;
D.向水溶液中通入有淡黄色沉淀生成,说明氯气把硫置换出来,则氯的非金属性强于硫,故D选;
E.硫化氢在300℃时开始分解,HCl在1500℃时开始缓慢分解,说明氯化氢的稳定性较好,则说明其非金属性强,故E选;
故答案为:BDE。
学科网(北京)股份有限公司
$