金版新学案届高考化学大二轮复习专题突破练物质结构与性质(选修)
专题突破练(十六) 物质结构与性质(选修3)
1．石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。
(1)图甲中，1号C 与相邻C 形成σ键的个数为______。
(2)图乙中，1号C 的杂化方式是________，该C 与相邻C 形成的键角__________(填“>”“<”或“＝”)图甲中1号C 与相邻C 形成的键角。
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H 2O 中，则氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有________(填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C 60)，某金属M 与C 60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M 原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M 原子的个数为________，该材料的化学式为________。
解析： (1)石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。
(2)图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp 3
；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5°。
(3)只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键。
(4)一个晶胞中M 原子的个数为12×14＋9＝12；一个晶胞中C 60的个数为8×18＋6×12
＝4，M 与C 60的个数比为3：1，故该材料的化学式为M 3C 60。
答案： (1)3
(2)sp 3 <
(3)O 、H
(4)12 M 3C 60
2．前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。
回答下列问题：
(1)D2＋的价层电子排布图为__________。
(2)四种元素中第一电离能最小的是__________，电负性最大的是__________。(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如右图所示。
①该化合物的化学式为______________；D的配位数为________。
②列式计算该晶体的密度____________________g·cm－3。
(4)A－、B＋和C3＋三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有__________；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为__________，配位体是__________。
解析：由元素C的价电子层中未成对电子数为4知，其不可能位于短周期，结合题意知，元素C位于第四周期，进一步可推出元素A为F，元素B为K，元素C为Fe，元素D为Ni。(2)K原子易失电子，第一电离能最小，F的非金属性最强，电负性最大。(3)根据分摊法，可以求得化合物的化学式为K2NiF4，晶体的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。
(4)Fe3＋提供空轨道，F－提供孤对电子，两种离子间形成配位键。
答案：(1)
(2)K F
(3)①K2NiF4 6 ②39×4＋59×2＋19×8
6.02×1023×4002×1 308×10－30
＝3.4
(4)离子键、配位键[FeF6]3－F－
3．Ⅰ.氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如下图所示。
(1)此配合物中，铁离子的价电子排布式为________。
(2)此配离子中含有的作用力有________(填序号)。
A．离子键B．金属键
C．极性键D．非极性键
E．配位键F．氢键
G．σ键H．π键
(3)此配合物中碳原子的杂化轨道类型有________。
Ⅱ.元素A的基态原子占据纺锤形原子轨道的电子总数为2，元素B与A同周期，其基态原子占据s轨道的电子数与p轨道相同；C是A的同族相邻元素，电负性小于A；D是B 的同族相邻元素，第一电离能小于B。则：
(4)化合物CA和DB2的晶体熔点较高的是________(填化学式)。
(5)AD2分子的空间构型为________。
(6)A、B和C的成键情况如下：
A和2CB2原子晶体，请结合数据分析其原因为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)Fe原子是26号元素，基态铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；铁原子失去最外层2个电子和次外层1个电子得到Fe3＋，其价电子为3d5。(2)此配离子中含有极性键如C—O键、非极性键如C—C键、配位键、σ键、π键。(3)该配合物中的碳原子为sp3杂化、双键的为sp2杂化。(4)由题意可知A为C、B为O、C为Si、D为S，其中SiC 为原子晶体，而SO2为分子晶体，SiC的熔沸点高。(5)CS2的分子结构与CO2相似，为直线形分子。(6)从能量最低原理分析，碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(803×2＝1 606
kJ·mol －1)大于形成含单键的原子晶体放出的能量(360×4＝1 440 kJ·mol －1)，故C 与O 易形成含双键的分子；硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(640×2＝1 280 kJ·mol －1)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(464×4＝1 856 kJ·mol －1
)，故Si 与O 易形成含单键的原子晶体。
答案： (1)3d 5 (2)CDEGH (3)sp 2、sp 3
(4)SiC (5)直线形
(6)碳与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(803×2＝1 606 kJ·mol －1)大于形成含单键的原子晶体放出的能量(360×4＝1 440 kJ·mol －1)，故C 与O 易形成含双键的分子；硅与氧之间形成含有双键的分子放出的能量(640×2＝1 280 kJ·mol －1)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(464×4＝1 856 kJ·mol －1)，故Si 与O 易形成含单键的原子晶体
4．氮元素可形成氢化物、卤化物、氮化物、叠氮化物和配合物等多种化合物。
(1)肼(N 2H 4)可用作火箭燃料，其原理是：N 2O 4(l)＋2N 2H 4(l)===3N 2(g)＋4H 2O(g)。若反应中有4 mol N —H 键断裂，则形成的π键有__________mol 。
(2)F 2和过量NH 3在铜催化作用下反应生成NF 3，NF 3分子的空间构型为__________。
(3)铁和氨气在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构见下图(1)。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________。
(4)叠氮化钠(NaN 3)分解反应为：2NaN 3(s)===2Na(l)＋3N 2(g)。下列有关说法正确的是________(填序号)。
a ．常温下，N 2很稳定，是因为N 的电负性大
b ．钠晶胞结构见图(2)，每个晶胞含有2个钠原子
c ．第一电离能(I 1)：N>O>P>S
d ．NaN 3与KN 3结构类似，晶格能：NaN 3 (5)配合物Y 的结构见图(3)，Y 中含有________(填序号)； a ．极性共价键 b ．非极性共价键 c ．配位键 d ．氢键 Y 中碳原子的杂化方式有________。 解析： 有4 mol N —H 键断裂，消耗1 mol N 2H 4，生成32 mol N 2，形成3 mol π键；(2)N 原子最外层有5个电子与3个F 原子形成3个σ键，还余2个电子形成一对孤对电子，为sp 3 杂化，NF 3分子空间构型为三角锥形；(3)一个晶胞含有4个铁、1个N ，所以化学式为 物质结构与性质（2014年-2019年全国卷） 1．[2019年全国卷Ⅰ] 在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得 铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。回答下列问题： （1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。 A． B． C． D． （2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二 胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物 稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。 （3）一些氧化物的熔点如下表所示： 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 （4）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四 面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是 g·cm?3(列出计算表达式)。 2.[2019年全国卷Ⅱ] 近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题： （1）AsH3的沸点比NH3的________（填“高”或“低”），其判断理由是______。 （2）Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。 （3）比较离子半径F- O2-（填“大于”、“等于”或“小于”） (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化 学式表示为____________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝_________g·cm－3。 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，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为（,,），则位于底面中心的原子2和原子3的坐标分别为___________、__________. 3.[2019全国卷Ⅲ] 磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等 特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题： （1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态（填“相同”或“相反”）。 （2） FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为，其中Fe的配位数为。 物质结构与性质 第一章原子结构与性质 第一节原子结构 第二节原子结构与元素的性质 归纳与整理复习题 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第二节分子的立体结构 第三节分子的性质 归纳与整理复习题 第三章晶体结构与性质 第一节晶体的常识 第二节分子晶体与原子晶体 第三节金属晶体 第四节离子晶体 归纳与整理复习题 （人教版）高中化学选修3 《物质结构与性质》全部教学案 第一章原子结构与性质 教材分析： 一、本章教学目标 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 本章知识分析： 本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。 注意本章不能挖得很深，属于略微展开。 专题突破练9A化学实验 选择题(本题包括15小题,共100分) 1.(2020山东一模)实验室提供的玻璃仪器有试管、导管、容量瓶、烧杯、酒精灯、表面皿、玻璃棒(非玻璃仪器任选),选用上述仪器能完成的实验是() A.粗盐的提纯 B.制备乙酸乙酯 C.用四氯化碳萃取碘水中的碘 D.配制0.1 mol·L-1的盐酸 2.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是() 3.(2020 实验目的实验操作 A检验粗盐溶液中的Cl-取少量粗盐溶液,滴加AgNO3溶液,观察现象 B检验碳酸钠将Pt丝蘸取盐酸灼烧至无色后,蘸取碳酸钠灼烧,观察现象 C除去MnO2中的碳粉反复灼烧至质量不再变化 D 检验CO、CO2的混合 气体 将气体依次通过CuO(灼热)、澄清石灰水 4.(2020吉林长春东北师大附中一模)某同学设计下列方案对A盐(纯净物)的水溶液进行鉴定: 由此得出的结论中一定不正确的是() A.D溶液中存在Fe(SCN)3 B.A一定为无氧酸盐FeBr2 C.B可为AgBr D.滤液C中有Fe3+ 5.(2020山东二模)下列实验操作或实验仪器使用正确的是() A.将高锰酸钾溶液盛装在碱式滴定管中 B.容量瓶、滴定管使用前均需用蒸馏水洗净并烘干 C.用10 mL量筒量取2.5 mL浓硫酸用于配制一定浓度的稀硫酸 D.溶液蒸发浓缩时,用坩埚钳夹持蒸发皿直接加热 6.(2020山东菏泽一模)下列有关实验装置能够完成对应实验的是() 7.(2020广东汕头高三第一次模拟)下列实验操作会引起测定结果偏高的是() A.测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中,晶体加热完全失去结晶水后,将盛试样的坩埚放在实验桌上冷却 B.中和滴定用的锥形瓶加入待测液后,再加少量蒸馏水稀释 C.读取量筒中一定体积的液体时,俯视读数 D.配制一定物质的量浓度的溶液,定容时仰视刻度线 8.(2020山东滨州二模) 选 项 A B 实 验 实 验 目 的 实验室制取氨气证明乙炔可使溴水褪色 选 项 C D 实 验 实 验目的检验蔗糖的水解产物具 有还原性 证明溶解度:AgCl>AgI 专题18 物质结构与性质（选修） 1．[2019新课标Ⅰ]在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。回答下列问题： （1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号 )。 A．B．C．D． （2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别 是、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。 （3）一些氧化物的熔点如下表所示： 氧化物Li2O MgO P4O6SO2 熔点/°C 1570 2800 23.8 ?75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 （4）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是 g·cm?3(列出计算表达式)。 【答案】（1）A （2）sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2+ （3）Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O。分子间力（分子量）P4O6>SO2 （4 23 330 A 824+1664 10 N a- ?? ? 【解析】（1）A.[Ne]3s1属于基态的Mg+，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高； B. [Ne] 3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg+； C. [Ne] 3s13p1属于激发态 《物质结构与性质》精华知识点 课本：1、熟记1-36号元素电子排布 1、核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si p S Cl Ar 2、原子的核外电子排布式和外围电子（价电子）排布式（原子核外电子排布时，先排4s 后排3d ，形成离子时先失去最外层电子） 核外电子排布式 外围电子排布式 核外电子排布式 外围电子排布式 26Fe ：[Ar]3d 64s 2 3d 64s 2 26Fe 2+：[Ar]3d 6 3d 6 26Fe 3+：[Ar]3d 5 3d 5 29Cu ：[Ar]3d 104s 1 3d 104s 1 29Cu +：[Ar]3d 10 3d 10 29Cu 2+：[Ar]3d 9 3d 9 24Cr ： [Ar]3d 54s 1 3d 54s 1 24Cr 3＋ [Ar] 3d 3 3d 3 30Zn : [Ar]3d 104s 2 3d 104s 2 30Zn 2+ [Ar]3d 10 3d 10 22Ti 2+ [Ar]3d 2 3d 2 25Mn [Ar]3d 54s 2 3d 5 4s 2 31Ga[Ar]3d 10 4s 24P 1 4s 24P 1 32Ge[Ar]3d 104s 24P 2 4s 24P 2 33As: [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 24Se : [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 3、元素周期表（对应选择第11题） （1）同周期，原子半径减小，同主族原子半径增加；对于电子层结构相同的离子来说，核电 荷数越大，离子半径越小：Al 3+＜Mg 2+＜Na +＜F －＜O 2- Ca 2+＜K +＜Cl － ＜S 2- （2）p 轨道有2个未成对电子，有P 2和P 4。C:2S 22P 2 、Si:3S 23P 2、O ：2S 22P 4、S ：3S 23P 4 （3）（3S 23P 6 3d 10）第三周期内层电子全充满，Cu 和Zn （4）Cr ：3d 54s 1， 6个未成对电子数，第四周期未成对电子数最多 （5）氟元素的非金属性最强，因此：①F 无正价②气态氢化物中最稳定的是HF 。 （6）最高价含氧酸酸性最强的是：高氯酸（HClO 4） （7）Al 元素：原子有三个电子层，简单离子在本周期中半径最小 （8）某元素的最高价氧化物对应的水化物能与其气态氢化物化合生成盐，则该元素是：氮 有机推断与合成的突破方略 (建议用时：35分钟) 1．(2019·专家原创)芬太尼类似物L具有镇痛作用，它的合成方法如下： 已知： 回答下列问题： (1)A是一种烯烃，化学名称为________，其分子中最多有________个原子共面。 (2)B中官能团的名称为________、________。②的反应类型为________。 (3)③的化学方程式为_____________________________。 (4)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳原子。用星号(*)标出F中的手性碳原子________________。G的结构简式为 ________________。 (5)已知④有一定的反应限度，反应进行时加入吡啶(一种有机碱)，其作用是__________________________________________。 (6)参照上述合成路线，写出以环己烯()和乙醇为起始原料经三步制备化合物的合成路线(已知：RCH===CHR ′―――――→KMnO 4/H ＋RCOOH ＋R ′COOH ，R 、R ′为烃基。其他试剂任选)。 _____________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析] 根据题意可知结构简式 [答案] (1)丙烯 7 (2)碳碳双键 氯原子 取代反应 (5)吸收反应生成的HCl，提高反应转化率 (6) 2．(2019·福州模拟)溴螨酯是一种杀螨剂。由某种苯的同系物制备溴螨酯的一种合成路线如下(部分反应条件和试剂略)： 回答下列问题： (1)A的名称是________，B的结构简式是________。 (2)C能发生银镜反应，其分子中含氧官能团的名称是________。 (3)写出第③步反应的化学方程式： _____________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)第①、④步的反应类型分别是________、________。 (5)写出用乙醛为原料制备2-羟基-2-甲基丙酸乙酯的合成路线(其他试剂任选)： _____________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析](1)根据反应①的条件可知，该反应为苯环上的取代反应，结合B的分子式知A为；根据合成路线可知，B的结构简式为。(2)C能发生银镜反应，则C中含—CHO，结合合成路线知 第一单元 金属键 金属晶体 金 属 键 与 金 属 特 性 [基础·初探] 1.金属键 (1)概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。 (2)特征：无饱和性也无方向性。 (3)金属键的强弱 ①主要影响因素：金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。 ②与金属键强弱有关的性质：金属的硬度、熔点、沸点等(至少列举三种物理性质)。 2.金属特性 特性 解释 导电性 在外电场作用下，自由电子在金属内部发生定向移动，形成电流 导热性 通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传 到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的 温度 延展性 由于金属键无方向性，在外力作用下，金属原 子之间发生相对滑动时，各层金属原子之间仍 保持金属键的作用 [核心·突破] 1.金属键????? 成键粒子：金属离子和自由电子 成键本质：金属离子和自由电子间 的静电作用 成键特征：没有饱和性和方向性存在于：金属和合金中 2.金属晶体的性质 3.金属键的强弱对金属物理性质的影响 (1)金属键的强弱比较：金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和外围电子数，原子半径越大，外围电子数越少，金属键越弱。 (2)金属键对金属性质的影响 ①金属键越强，金属熔、沸点越高。 ②金属键越强，金属硬度越大。 ③金属键越强，金属越难失电子。如Na的金属键强于K，则Na比K难失电子，金属性Na比K弱。 【温馨提醒】 1.并非所有金属的熔点都较高，如汞在常温下为液体，熔点很低，为－38.9 ℃；碱金属元素的熔点都较低，K-Na合金在常温下为液态。 2.合金的熔点低于其成分金属。 3.金属晶体中有阳离子，无阴离子。 4.主族金属元素原子单位体积内自由电子数多少，可通过价电子数的多少进行比较。 1.已知A. B. C. D. E都是周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数 A 解答： A. B. C. D. E都是周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数A 新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》—三种版本的比较研究作者：蔡文联文章来源：：《化学教学》2007年01期点击数：31 更新时间：2008-3-24 新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》—三种版本的比较研究 蔡文联饶志明余靖知 摘要：根据2003年出版的《普通高中化学课程标准(实验》)编定的高中化学教材已通过审定的有三种版本，分别由人民教育出版社、江苏教育出版社、山东科技出版社出版。高中化学课程8个模块中选修3“物质结构与性质”是属于化学基本理论知识的模块。本文将对新版三种教材(选修3“物质结构与性质”)的设计思路、体系结构、栏目设置等方面进行比较研究，以期有助于教师理解新课标、选择教材、教法以及把握教学尺度。 为了适应我国21世纪初化学课程发展的趋势，化学课程标准研制组经过深入的调查研究，多次讨论修改，于2003年出版了《普通高中化学课程标准（实验）》。他们将高中化学课程采用模块的方式分为必修和选修两部分，共8个模块，其中必修模块2个，选修模块6个。新课程“在保证基础的前提下为学生提供多样的、可供选择的课程模块”，兼顾“学生个性发展的多样化需要”，适应不同地区和学校的条件。目前以高中化学课程标准和基础教育课程改革纲要为指导编写的新版高中化学教材经全国中小学教材审定委员会初审通过的共有3种，分别是由人民教育出版社出版（宋心琦主编，以下简称人教版），江苏教育出版社出版（王祖浩主编，以下简称苏教版），山东科技出版社出版（王磊主编，以下简称山东科技版）。 在6个选修模块中，选修3“物质结构与性质”模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和基本思想方法。在以“提高学生的科学素养”为主旨的高中化学课程改革中，如何将新课程理念很好地融合进化学基本概念和基础理论的教学中，转变学生的学习方式，培养学生的逻辑思维能力，提高学生学习本课程的意义，是值得广大化学教师研究、推敲的。因此，针对上述三种版本的教材（选修3物质结构与性质）进行具体的分析、比较、评价， 对教师在选择教材、教法以及把握教学尺度方面都具有十分重要的意义。 1.“物质结构与性质”模块教材的简介 7电化学 一、选择题(本题包括8个小题,每小题8分,共64分) 1.(2019黑龙江大庆实验中学高三上学期开学考试)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是() A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂 B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大 C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变 D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag 2.(2019四川成都高三一诊)港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是() A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2 B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C.采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极 D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 3.(2018山东烟台高三诊断性测试)下列装置一定能证明2Ag++2I-2Ag+I2能否自发进行的是 () 4.(2019天津武清区大良中学高三月考)燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展,一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。下列说法正确的是() A.M极生成氮气且电极附近pH降低 B.负极上每消耗1 mol N2H4,会有2 mol H+通过质子交换膜 C.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH- D.电极M是原电池的正极 5.(2019广东佛山普通高中教学质量检测)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。下列说法中错误的是() 物质结构与性质部分（共10题） 1、【2019 江苏 （物质结构与性质）】臭氧（O 3）在[Fe(H 2O)6]2+催化下能将烟气中的SO 2、NO x 分别氧化为24SO -和3NO - ，NO x 也可在其他条件下被还原为N 2。 （1）24SO -中心原子轨道的杂化类型为___________；3NO -的空间构型为_____________（用 文字描述）。 （2）Fe 2+基态核外电子排布式为__________________。 （3）与O 3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________（填化学式）。 （4）N 2分子中σ键与π键的数目比n （σ）∶n （π）=__________________。 （5）[Fe(H 2O)6]2+与NO 反应生成的[Fe(NO)(H 2O)5]2+中，NO 以N 原子与Fe 2+形成配位键。 请在[Fe(NO)(H 2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 2、【2019 全国Ⅰ35（15分）】 Li 是最轻的固体金属，采用Li 作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： （1）下列Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____（填标号）。 A ． B ． C ． D ． （2）Li +与H ?具有相同的电子构型，r (Li +)小于r (H ?)，原因是______。 （3）LiAlH 4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH 4中的阴离子空间构型是______。中心原子的杂化形式为______，LiAlH 4中，存 在_____（填标号）。 A ．离子键 B ．σ键 C ．π键 D ．氢键 （4）Li 2O 是离子晶体，其品格能可通过图(a)的 born?Haber 循环计算得到。 可知，Li 原子的第一电离能为 kJ·mol ?1，O=O 键键能为 kJ·mol ?1，Li 2O 晶格能为 kJ·mol ?1。 （5）Li 2O 具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm ，阿伏加德罗常数的值为N A ，则Li 2O 的密度为 ______g·cm ?3（列出计算式）。 3、【2019 全国Ⅱ35．（15分）】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示： 回答下列问题： （1）基态Fe 原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为__________，基态S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________ 形。 （2）根据价层电子对互斥理论，H 2S 、SO 2、SO 3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同其他分子的是_________。 （3）图（a ）为S 8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。 （4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有______种；固体三氧化硫中存在如图 （b ）所示的三聚分子，该分子中S 原子的杂化轨道类型为________。 （5）FeS 2晶体的晶胞如图（c ）所示。晶胞边长为a nm 、FeS 2相对式量为M ，阿伏加德罗常数的值为N A ，其晶体密度的计算表达 式为___________g·cm ?3；晶胞中Fe 2+位于22S -所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm 。 4、【2019 全国Ⅲ 35．（15分）】锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题： （1）Zn 原子核外电子排布式为________________。 （2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn 和Cu 组成。第一电离能Ⅰ1（Zn ） _______Ⅰ1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。 化学—选修3：物质结构与性质 1.【13新课标Ⅰ】 硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题: (1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号，该能层具有的原子轨道数为、电子数为。 (2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。 (3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。 (4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,，该反应的化学方程式为。 (5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实: ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是 (6)在硅酸盐中，四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为。Si与O的 原子数之比为化学式为 2.【14新课标Ⅰ】 早期发现的一种天然二十面准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题： (1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态Fe原子有个未成对电子，Fe3+的电子排布式为： 可用硫氰化钾检验Fe3+，形成的配合物的颜色为。(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为；1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。 (4)铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0．405nm，晶胞中铝原子的配位数为 ,列式表示铝单质的密度 g·cm－3(不必计算出结果)。 专题突破训练(二) 化学工艺流程试题的突破方略 1．(全国Ⅲ卷，T 26节选)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： 过氧化钙的制备 CaCO 3――→稀盐酸、煮沸、过滤①滤液――→氨水和双氧水冰浴② 过滤,白色结晶 (1)步骤①的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性(填“酸” “碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_________。 (2)步骤②中反应的化学方程式为_______________________________ ________________________________________________________________， 该反应需要在冰浴下进行，原因是_____________________。 (3)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是________________________________________________________________。 (4)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是________________________， 产品的缺点是________。 【解析】 (1)步骤①中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为CaCO 3，溶液中含有CaCl 2，由于溶解了生成的CO 2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的CO 2，防止与后续加入的氨水及生成的CaO 2反应。(2)滤液中含有CaCl 2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO 2)，结合元素守恒推知步骤②中反应还生成NH 4Cl 和H 2O ，化学方程式为CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2＋6H 2O===CaO 2·8H 2O↓＋2NH 4Cl 或CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2===CaO 2↓＋2NH 4Cl ＋2H 2O 。H 2O 2不稳定，受热易分解生成H 2O 和O 2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止H 2O 2受热分解。(3)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO 2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(4)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。 【答案】 (1)酸 除去溶液中的CO 2 (2)CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2＋6H 2O===CaO 2·8H 2O↓＋2NH 4Cl 或CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2===CaO 2↓＋2NH 4Cl ＋2H 2O 温度过高时双氧水易分解 (3)去除结晶表面水分 (4)工艺简单、操作方便 纯度较低 2．(长郡中学学生选拔考试)某工厂对工业污泥中的铬元素回收与再利用的工艺如图(已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr 3＋，其次是少量的Fe 2＋、Fe 3＋、Al 3＋、Ca 2＋、Mg 2＋ )： 【化学选修—物质结构与性质】专题训练 1、有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A+比B—少一个电层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D 的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中A与D 离子的数目之比为2：1。请回答下列问题。 （1）A单质、B单质、化合物R的熔点高低顺序为__②___(填序号) ①A单质> B单质> R ②R > A单质> B单质 ③B单质> R > A单质④A单质> R > B单质 （2）CB3分子的空间构型是__三角锥形___，其固态时的晶体类型为__分子晶体_ _____。 （3）写出D原子的核外电子排布式__1S22S22P63S23P4_______，C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大得多的原因__ NH3与水分子形成氢键且发生化学反应__________。 （4）B元素和D元素的电负性大小关系为Cl＞S（用元素符号表示）。 （5）A与B形成的离子化合物的晶胞中，每个A+周围与它距离相等且最近的B—有6个，这些B—围成的空间几何构型为正八面体。 2、已知R、W、X、Y、Z是周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次递增.R的 基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为1;W的氢化物的沸点比同族其它元素氢 化物的沸点高;X2 +与W2-具有相同的电子层结构;Y元素原子的3P能级处于半充满状 态;Z+的电子层都充满电子。请回答下列问题： (2)R的某种钠盐晶体,其阴离子A m- (含R、W、氢三种元素）的球棍模型如上图所示:在A m-中，R原 (3)经X射线探明，X与W形成化合物的晶体结构与NaCl的晶体结构相似,X2+的配位离子所构成的立 (4)往Z的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Z(NH3)4]S04，说法正确的是__ A D ___ A. [Z(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 B. 在[Z(NH3)4]2+中Z2+给出孤对电子,NH3提供空轨道 C. [Z(NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素 D. SO42-与PO43-互为等电子体，空间构型均为四面体 (5)固体YCl5的结构实际上是YCl4+和YCl6-构成的离子晶体，其晶体结构与CsCl相似。若晶胞边长 高中化学选修3知识点总结 主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 高考化学推断题专题整理(精) 化学推断题专题 高考化学推断题包括实验推断题、有机物推断题和无机物推断题,它对考生的思维能力和知识网络构造提出了较高的要求,即要求考生有较深厚的化学功底,知识网络清晰,对化学的所有知识点(如元素、化合物的性质了如指掌。 一、找到突破口进行联想:推断题首先要抓住突破口,表现物质特征处大都是突破口所在,所以考生在掌握化学知识概念点上,要注意总结它的特征。在推断题的题干中及推断示意图中,都明示或隐含着种种信息。每种物质都有其独特的化学性质,如物质属单质还是化合物,物质的颜色如何,是固体、液体还是气体,有怎样的反应条件,反应过程中有何现象,在生活中有何运用等,同时还要注意表述物质的限制词,如最大(小、仅有的等。考生看到这些信息时,应积极联想教材中的相关知识,进行假设重演,一旦在某一环节出错,便可进行另一种设想。 二、在训练中找感觉:一般而言,推断题的思维方法可分三种:一是顺向思维,从已有条件一步步推出未知信息;第二种是逆向思维,从问题往条件上推,作假设;第三种则是从自己找到的突破口进行发散推导。解推断题时,考生还可同时找到几个突破口,从几条解题线索着手,配合推断。可以说化学推断题没有捷径可谈,它需要考生在训练中总结经验、寻找规律,发现不足后再回归课本,再进行训练,螺旋上升。如此而为,做推断题便会有“感觉”。 无机推断题既能考查元素及其化合物知识的综合应用,又能对信息的加工处理、分析推理、判断等方面的能力加以考查,因此此类题型应是考查元素及其化合物知识的最佳题型之一。 无机物的综合推断,可能是对溶液中的离子、气体的成分、固体的组成进行分析推断,可以是框图的形式,也可以是文字描述的形式(建议考生有时可以先在草稿纸上把文字描述转换成框图形式,这样可以一目了然。不管以哪种方式出题,解题的一般思路都是:迅速浏览→产生印象→寻找突破口→注意联系→大胆假设→全面分析(正推和逆推→验证确认。解题的关键是依物质的特性或转移特征来确定突破口(题眼,顺藤摸瓜,进而完成全部未知物的推断。因此首先应熟练掌握各种常见元素及其 选修三物质结构与性质总结 一.原子结构与性质. 1、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度 越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子 层.原子由里向 外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用 s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f 轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述 .在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具 有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式. ns<(n-2)f<(n-1)d 1、[化学——选修3：物质结构与性质]（15分） 硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题： （1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号，该能层具有的原子轨道数为、电子数为。 （2）硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。 （3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献个原子。 （4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为。 （5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实： 化学键C─C C─H C─O Si─Si Si─H Si─O 键能/(kJ/mol-1) 356 413 336 226 318 452 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因 是。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是。 （6）在硅酸盐中，四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为。Si与O的原子数之比为化学式为。 2、[化学——选修3：物质结构与性质]（15分） 前四周期原子序数依次增大的元素A，B，C，D中， A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，平且A－和B+ 的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价 电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数 相差为2。 回答下列问题： （1）D2+的价层电子排布图为_______。 （2）四种元素中第一电离最小的是________， 电负性最大的是________。（填元素符号）高中化学选修物质结构与性质历年高考题汇总
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