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1、
專題講座七 物質結構與性質綜合題難點突破
1.判斷σ鍵和π鍵及其個數(shù)
共價單鍵全為σ鍵,雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵,三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。
2.判斷中心原子的雜化軌道類型
(1)根據(jù)價層電子對數(shù)判斷
價層電子對數(shù)
雜化軌道類型
2
sp
3
sp2
4
sp3
(2)有機物中、及上的C原子都是sp2雜化,—C≡C—中的原子是sp雜化,C中的C原子是sp3雜化。
(3)根據(jù)等電子原理判斷
等電子體不僅結構和性質相似,中心原子的雜化軌道類型也相似。
3.判斷分子或離子的立體構型
(1)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷。
(2)利用等電子原理判斷陌生分子的
2、立體構型。如N2O與CO2是等電子體,空間構型均為直線形,N2O的結構式也和CO2相似,為N==N==O。
(3)有機物中CH2==CH2、為平面形結構,CH≡CH為直線形結構,HCHO為平面三角形結構。
4.晶體結構中的有關計算
(1)根據(jù)晶體晶胞的結構特點確定晶體的化學式
晶胞中粒子數(shù)目的計算(均攤法)
注意?、佼斁О麨榱庵鶗r,其頂點上的粒子被6個晶胞共用,每個粒子屬于該晶胞的部分為,而不是。
②審題時一定要注意是“分子結構”還是“晶體結構”,若是分子結構,其化學式由圖中所有實際存在的原子個數(shù)決定,且原子個數(shù)可以不互質(即原子個數(shù)比可以不約簡)。
(2)根據(jù)晶體晶胞的結
3、構特點和有關數(shù)據(jù),求算晶體的密度或晶體晶胞的體積或晶胞參數(shù)a(晶胞邊長)
對于立方晶胞,可建立如下求算途徑:
得關系式:ρ=(a表示晶胞邊長,ρ表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質的量,M表示摩爾質量)。
1.(2018福州質檢)鋅是人體必需的微量元素,明朝《天工開物》中有世界上最早的關于煉鋅技術的記載。回答下列問題:
(1)基態(tài)Zn原子的價電子排布式為________________,在周期表中的位置為________________。
(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①組成[Zn(NH3)4]S
4、O4的元素中,除H外其余元素的第一電離能由大到小順序為________________。
②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液,未出現(xiàn)渾濁,其原因是_____________________
________________________________________________________________________。
③已知[Zn(NH3)4]2+的立體構型與SO相同,則在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的雜化類型為________。
④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶體中存在的有________。
A.離子鍵 B.極性共價鍵
C.非極
5、性共價鍵 D.配位鍵
E.范德華力 F.金屬鍵
(3)ZnS晶胞結構如圖(已知a為硫離子,b為鋅離子)所示,ZnS晶體的熔點約為1700℃。
①已知晶體密度為ρgcm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。則1個ZnS晶胞的體積為________cm3。
②ZnO與ZnS結構相似,熔點為1975℃,其熔點較高的原因是________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6、_______。
答案 (1)3d104s2 第四周期ⅡB族
(2)①N>O>S>Zn?、赱Zn(NH3)4]2+難電離,溶液中Zn2+濃度很小,無法產(chǎn)生沉淀 ③sp3?、蹵BD
(3)①?、贠2-的半徑比S2-的小,ZnO晶體的晶格能較大
解析 (2)①N的2p軌道半充滿,處于較穩(wěn)定狀態(tài),故N、O、S、Zn的第一電離能由大到小的順序:N>O>S>Zn。②[Zn(NH3)4]2+難電離,溶液中Zn2+濃度很小,無法產(chǎn)生沉淀。③[Zn(NH3)4]2+的立體構型為正四面體,Zn2+的雜化類型為sp3雜化。④[Zn(NH3)4]SO4中含有離子鍵、極性共價鍵、配位鍵。
(3)①由題圖知,
7、一個ZnS晶胞中含有4個Zn2+,含S2-的個數(shù)為8+6=4,1個ZnS晶胞的質量為 g,故1個ZnS晶胞的體積為 cm3。
②O2-的半徑比S2-的小,故ZnO晶體的晶格能較大,熔點較高。
2.(2017太原模擬)2013年諾貝爾化學獎授予三位美國科學家,以表彰他們在開發(fā)多尺度復雜化學系統(tǒng)模型方面所做的貢獻。這種模型可以用量子化學計算小區(qū)間內(如生物固氮時固氮酶中)的化學反應。
(1)固氮酶有鐵蛋白和鉬鐵蛋白兩種,它們不僅能夠催化N2還原成NH3,還能將環(huán)境底物乙炔(HC≡CH)催化還原成乙烯。
①乙炔是________(填“非極性”或“極性”)分子。
②碳負離子CH的立體構型為_
8、_______。
③根據(jù)等電子原理,NO+的電子式為________________。
(2)釩可用于合成電池電極,也可用于人工合成二價的釩固氮酶(結構如圖a)。
①V2+基態(tài)時核外電子排布式為____________________________________________。
②釩固氮酶中釩的配位原子有_________________________________________(填元素符號)。
(3)煙酰胺(結構如圖b)可用于合成光合輔酶NADPH,煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有________,1mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為________。
(4)12g石
9、墨烯(結構如圖c)中含有的正六邊形數(shù)目約為________;請你預測硅是否容易形成類似石墨烯的結構,并說明理由:_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①非極性?、谌清F形?、?
(2)①1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)②S、N
(3)sp2、sp3 15NA
(4)0.5NA 不容易,硅原子半徑大,3p軌道不易形成π鍵
解析 (1)①乙炔的結構簡
10、式為CH≡CH,為四原子直線對稱結構,為非極性分子。
②CH的價層電子對數(shù)為3+(4+1-31)=4,故CH的立體構型為三角錐形。
③NO+與N2為等電子體,故電子式為。
(2)②根據(jù)圖a可知V的配位原子為N和S。
(3)根據(jù)圖b可知—N==為sp2雜化,為sp3雜化。
(4)石墨烯中形成大π鍵成正六邊形結構,而Si的原子半徑較大,難形成π鍵,故不易形成類似石墨烯的結構。
3.(2017江西五市八校第二次聯(lián)考)有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子2p能級有3個單電子;C的基態(tài)原子2p能級有1個單電子;E原子最外層有1個單電子,其次外層有
11、3個能級且均排滿電子;D與E同周期,價電子數(shù)為2。則:
(1)B元素的氫化物的沸點是同族元素氫化物中最高的,原因是________________________
________________________________________________________________________。
(2)A、B、C三種元素的氫化物穩(wěn)定性由強到弱的順序為________________(用化學式表示)。
(3)A的最簡單氫化物分子的立體構型為________,其中A原子的雜化類型是________雜化。
(4)A的單質中σ鍵的個數(shù)為________,π鍵的個數(shù)為______
12、__。
(5)寫出基態(tài)E原子的價電子排布式:_____________________________________________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞結構如圖所示,已知晶體的密度為ρgcm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞邊長a=________cm(用ρ、NA的計算式表示)。
答案 (1)H2O分子間存在氫鍵(2)HF>H2O>NH3 (3)三角錐形 sp3(4)1 2 (5)3d104s1 (6)
解析 根據(jù)題干信息不難推出A、B、C、D、E五種元素分別是N、O、F、Ca、Cu。
(2)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性與元素的非金屬性有關,由于非金屬性F>O>N,所
13、以穩(wěn)定性HF>H2O>NH3。
(3)A的最簡單氫化物是NH3,中心原子N原子的價層電子對數(shù)是4,孤電子對數(shù)是1,所以NH3分子的立體構型是三角錐形,N原子的雜化類型是sp3雜化。
(4)N2的結構式是N≡N,所以σ鍵個數(shù)是1,π鍵個數(shù)是2。
(6)C和D形成的化合物是CaF2,一個晶胞中有4個“CaF2”,所以一個晶胞質量是 g,一個晶胞的體積是a3cm3,根據(jù)ρ==gcm-3,則a= cm。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375