苏教版高中化学选修3专题1揭示物质结构的奥秘学案
专题1 揭示物质结构的奥秘
1．了解物质结构探索发展的历史与人类物质文明进步的密切联系。 2．认识物质结构探索与研究对人类文明发展与进步的重要意义。 3．了解人类对物质结构认识的脉络。 4．初步掌握研究物质结构的一般方法。 5．感受科学家探索物质结构征程中的坚毅和执著，树立坚忍不拔的毅力和勇气。 6．领悟物质结构的探索是人类可持续发展的有力保证。
探索物质的微观结构
1．19世纪初，最早提出原子概念的是英国科学家道尔顿，他认为物质由原子组成，在化学变化中原子不可再分割，其性质在化学反应中保持不变。 2．1904年，汤姆生在发现电子的基础上提出了汤姆生原子模型，开始涉及原子内部的结构。
3．1911年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型。
4．1913年，丹麦科学家玻尔进一步建立起核外电子分层排布的原子结构模型。
5．19世纪末至20世纪初，物理学揭开了原子内部结构的奥秘，发现了微观粒子波粒二象性。量子力学为化学提供了分析原子和分子结构的理论基础。
1．用化学方法不能实现的是( )
A ．生成一种新分子
B ．生成一种新离子
C ．生成一种新原子
D ．生成一种新单质
解析：选C 。化学反应中，元素的种类不变，不会有新原子生成。A 项，生成一种新分子，如H 2＋Cl 2===2HCl ，正确；B 项，生成一种新离子，如2Na ＋2H 2O===2Na ＋＋2OH －＋H 2↑，
正确；D 项，生成一种新单质，如2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3，正确。
2．科学家对原子结构的认识顺序正确的是( )
①道尔顿原子模型 ②汤姆生原子模型 ③卢瑟福原子模型 ④电子云模型
A ．①③②④
B ．④①②③
C ．①②③④
D ．④②③①
答案：C
3．18世纪初提出的原子论的基本内容有如下几点：
①物质是由最小的微粒——原子组成的。原子就是不能再分的最小微粒。
②同种元素的原子在重量、大小和其他性质上相同。
③一切原子都处在不停地运动的状态。
根据目前掌握的知识，你认为不正确的有几点？
解析：古代对物质结构奥秘的探索，只能靠想像和思考。原子是不是真的存在呢？原子是不是构成物质大厦的“基本砖石”呢？一种原子是否能转变成另一种原子呢？直到18世纪中叶，俄国人罗黎诺索夫(1711～1765)才把原子观点复活起来；1803年，英国科学家道尔顿又对原子论加以总结。这样就结束了化学史上愚昧的炼金时代，保证了化学健康迅速地向前发展。因此，化学中的新时代应该说是从原子学说开始的。
答案：不正确的有①和②。①要考虑构成物质的微粒，有分子、原子、质子、中子、甚至更小的夸克等；②要考虑同种元素的原子有质子数相同而中子数不同的情况，即同位素。
人类认识原子结构的历史进程图表
原子结构模型模型相关的名称和时间特点
道尔顿模型(1803) 坚实不可再分的实心球
汤姆生模型
（1904）
平均分布着正电荷的粒子嵌着同样多的电子
卢瑟福模型
（1911）
带正电荷的核位于中心，质量主要集中在核上，
电子沿不同轨道运转
玻尔模型
（1913）
电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动
电子云模型
（1935）
现代物质结构学说
某科技报报道，美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了一种新型氢微粒，这种微粒是由3个质子和2个电子构成。对这种微粒，下列说法正确的是( ) A．是H的一种新的同位素
B．是H2的一种新的同分异构体
C．它的组成可表示为H3
D．它比普通H2分子多一个氢原子核
[思路点拨] 本题考查原子的组成以及同位素、同分异构体的概念。
[解析] 这种微粒的符号为H＋3，它比H2多了一个质子(氢原子核)，与H2的关系既不是
同位素也不是同分异构体，而是一种离子。
[答案] D
原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。原子不带电，原子核带正电，电子带负电。质子带正电，中子不带电。且有关系：核电荷数＝质子数＝核外电子数。
最近医学界通过放射性14C标记C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA而杀死细胞从而抑制艾滋病，则有关14C的叙述正确的是( )
A．与12C的化学性质不相同
B．与12C的中子数相同
C．是C60的同素异形体
D．与12C互为同位素
解析：选D。本题首先要清楚同位素和同素异形体的区别，前者的对象是原子，而后者的对象是单质；其次要了解同位素的物理性质有差别，而化学性质基本相同。14C与12C质子数相同，中子数不同，故D正确。
人类探索物质结构的历史
1．原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型、(2)为卢瑟福行星运转式原子模型、(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型、(4)为近代量子力学原子模型、(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变顺序的一组排列是( )
A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5)
C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2)
解析：选A。本题要熟悉对物质结构特别是原子结构的认识变迁。正确的顺序是道尔顿实心球式原子模型、汤姆生葡萄干面包式原子模型、卢瑟福行星运转式原子模型、玻尔轨道式原子模型、近代量子力学原子模型。
2．19世纪末，开始揭开原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是( )
A．意大利物理学家阿伏加德罗
B．法国化学家拉瓦锡
C．英国科学家汤姆生
D．英国科学家道尔顿
答案：C
3．下列说法中，正确的是( )
A．原子是不可再分的
B．原子中肯定含有中子
C．原子由原子核和核外电子构成，原子核又可以分为质子和中子，然后不能再分
D．随着科学的发展，人们发现原子组成中还存在更小的微粒，如夸克
解析：选D。原子是化学变化中最小的微粒，但其可以分为原子核和核外电子，原子核又可以分为质子和中子。随着科学的进步，发现质子和中子还可以分为更小的微粒，如夸克。
4．1911年前后，英国物理学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击极薄的金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说。图中黑点表示金原子核的位置，曲线ab、cd和ef 表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是( )
解析：选D。在金原子中原子核带正电且质量很大，占有的体积很小，用α粒子(带正电，质量较小)轰击金箔时，大部分α粒子可畅通无阻地通过，极小的一部分发生偏转或被笔直的弹回。
研究物质结构的意义
1．1811年，意大利科学家阿伏加德罗，提出了分子的概念。他认为气体分子可以由几个原子组成。1860年，确立了“原子—分子论”。
2．1869年，俄国化学家门捷列夫揭示了自然界的一条基本规律——元素周期律。
3．19世纪中叶，对有机化合物的认识有了重大进展。发现有机物中碳原子应满足四价。
4．研究物质结构的意义
(1)从物质的结构，可以认识物质的性能。例如：金刚石、石墨、C60、碳纳米管等均由碳元素组成，但是它们的性能却有很大差别，这是由于碳原子之间的排列方式不同。
(2)研究物质的结构，能够为设计与合成新物质提供理论基础。
(3)揭示物质的结构与性能的关系，可帮助我们预测物质的性能。
(4)研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与性能之间的关系。信息材料、纳米材料、超导材料、可降解高分子材料等新型材料的开发、研制和应用，都依赖于物质结构的研究。
(5)物质结构的研究，是生命科学在分子水平上探索生命现象的本质。
(6)物质结构研究对于保护生态环境、实现社会的可持续发展具有重大意义。
1．下列有关化学史知识错误的是( )
A ．“原子—分子论”的建立是近代化学发展的里程碑
B ．俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律，编制了元素周期表
C ．意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了分子的概念
D ．英国科学家道尔顿首先发现了电子
解析：选D 。英国科学家汤姆生首先发现了电子。
2．为什么白磷比红磷活泼，氧气比氮气活泼？
答案：白磷分子是正四面体构型，键角小，结构不太稳定，红磷结构要比白磷复杂得多，也稳定得多，所以性质上也比白磷稳定。
氧气比氮气活泼可从原子结构和分子结构两方面找原因，以分子结构因素为主。N 2分子以共价叁键结合，比O 2分子的键能大得多。N 2分子不易打开，性质稳定，O 2分子较易打开化学键，一经打开，O 原子又比N 原子易得电子，所以氧气比氮气显得更活泼。
结构决定性质性质体现结构――→如碳的四种同素异形体??????????金刚石石墨C 60
碳纳米管结构不同性质不同（化学性质相似）
在通信网中必不可少的材料是化合物半导体。现在最为普及的化合物半导体有两种，一种是镓砷半导体，它用作便携电话和无线电通信发射微波的零件；另一种化合物半导体由比镓(Ga)多18个电子的元素A 和与砷(As)同族且电子层比砷少一层的元素B 组成，它是作为通信电缆中光信号转变为电信号的中继器零件。此化合物的化学式为( )
A ．GaP
B ．AlP
C ．GaAs
D ．InP
[解析] 根据元素周期表，比Ga 多18个电子的元素，应该为Ga 同一主族下一周期的元素In ，同族且电子层比砷少一层的元素应该为元素P ，因此，该两种元素组成的化合物应该为InP 。
[答案] D
石墨炸弹爆炸时能在方圆几百
米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨( )
A ．有放射性
B ．易燃、易爆
C ．能导电
D ．有剧毒
解析：选C。石墨炸弹破坏输电线、电厂设备的原因主要是导致供电线路短路，即石墨纤维有导电性。故正确答案为C。
研究物质结构的意义
1．科学家已成功合成了少量O4()，有关O4的说法正确的是( )
A．O4与O3、O2互为同素异形体
B．O4比O2稳定
C．相同质量的O4与O3所含原子个数比为4∶3
D．O4的摩尔质量是64 g
解析：选A。O4是一种新的氧分子，故与O3、O2为同素异形体，A项正确；能在自然界稳定存在的物质，化学性质较稳定，故O2稳定，B项错误；相同质量时，O4与O3中所含氧原子个数比为1∶1，C项错误；摩尔质量的单位是g·mol－1，D项错误。
2．石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如下)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是( )
A．石墨烯与石墨互为同位素
B．0．12 g石墨烯中含有6．02×1022个碳原子
C．石墨烯是一种有机物
D．石墨烯中的碳原子间以共价键结合
解析：选D。同位素的对象是核素，A选项错误；0．12 g石墨烯中碳原子的物质的量为0．01 mol，所含碳原子个数为0．01N A，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，是化合物，而石墨烯是碳单质，C选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均通过共用电子对即共价键结合，D选项正确。
3．门捷列夫在19世纪中叶曾根据他所发现的元素周期律，预言过第4周期第ⅣA族锗元素(当时称为类硅)的性质。当时已知：密度(g/cm3)：Si 4．8，Sn 5．8；比热[J/(kg·K)]：Sn 218，Pb 130。
(1)估计锗的密度(g/cm3)和比热[J/(kg·K)]：____________；____________。
(2)判断锗的金属性和非金属性强弱，它能否与酸或碱反应？________________________________________________________________________。
解析：单质的密度有一定的变化规律，锗在硅和锡之间，密度大约是它们的平均值5．3；锗、锡、铅比热的变化由已知后两者的数据可知是变小的，那么锗的比热最大，锗与锡间比
热的差值应与锡铅之间差值相当，故得锗的比热约为218＋88＝306。锗处于金属与非金属的交界线，估计有两性。
答案：(1)5．3 306
(2)锗的金属性比锡弱，非金属性比硅弱；既能与强酸反应又能与强碱反应
[基础巩固]
1．美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、质量数为293的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是( )
A．57 B．47
C．61 D．293
解析：选A。根据题意可知，原子中质子数为118，质量数为293，因此中子数为293－118＝175，在原子中核外电子数等于核内质子数，因此中子数与核外电子数之差为175－118＝57。
2．在科学史上中国有许多重大发明和发现，它们为世界的现代化奠定了基础，以下发明或发现属于化学史上中国对世界的贡献的是( )
①火药②指南针③造纸术④印刷术⑤炼铜、炼铁、炼钢⑥合成有机高分子材料⑦人工合成蛋白质
⑧提出原子—分子论
A．②④⑥⑧B．①③⑤⑦
C．④⑤⑦⑧D．①③④⑧
解析：选B。指南针、印刷术不属于化学史上的贡献。
3．下列关于化学学习和研究的说法错误的是( )
A．化学模型有助于解释一些化学现象
B．质量守恒定律是大量实验事实的总结
C．化学家提出的假设都能被实验证实
D．化学基本原理的应用是有一定条件的
解析：选C。化学家提出的假设并不一定完全正确，有的甚至是错误的，如凯库勒提出的苯分子结构曾经被认为能够解释苯分子的性质及其不饱和度问题，但是随后通过实验发现关于苯分子中存在碳碳双键的说法是错误的。
4．下图表示了三种简单原子的结构，其中“●”表示质子或电子，“○”表示中子。
则下列有关①②③的叙述正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的粒子
D．①②③具有相同的质量数
解析：选A。三种原子都含1个质子和1个电子，都是氢原子，不同的是中子数，故三者的关系是同位素。质量数等于质子数与中子数之和，显然三个原子的质量数各不相同，同位素的化学性质几乎完全相同。
5．下列科学家及其重大发现的对应关系中不正确的是( )
A．汤姆生发现电子
B．卢瑟福提出原子结构有核模型
C．玻尔研究氢原子光谱，提出新的原子结构模型
D．拉瓦锡最早发现并制得氧气
解析：选D。拉瓦锡测得了空气的组成。
6．近期意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．N4属于一种新型的化合物
B．N4的摩尔质量为56
C．N4与N2互为同素异形体
D．N4转化为N2属于物理变化
解析：选C。N4是由一种元素组成的物质，因而是一种新型的单质而不是化合物；N4的摩尔质量为56 g·mol－1；N4和N2互为同素异形体；N4和N2是两种不同的物质，所以两者的转化属于化学变化。
7．据报道，欧洲核子研究中心已成功制造出约五万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质。科学家对反物质原子的内部结构和物理特性进行研究，认为反物质就是由反粒子构成的物质，所有的粒子都有反粒子，这些反粒子的特点是其构型、质量、寿命、自旋等与相应的粒子相同，但其电性与相应的粒子相反。下列说法中不正确的是( )
A．电子与反电子相遇，会放出能量
B．反电子在电场中的运动方向与电子相反
C．反氧原子是一个实心球体
D．反物质强酸与反物质强碱发生的中和反应可写作：H－＋OH＋===H2O
解析：选C。由题意知，反粒子的构型与相应的粒子相同，故反氧原子不是实心球体，C项错。
8．“飞秒化学”使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是( )
A．原子中原子核的内部结构
B．化学反应中原子的运动
C．化学反应中生成物分子的形成
D．化学反应中反应物分子的分解
解析：选A。可以观察到原子，但不能看到再小的原子内部结构。
9．1911年，物理学家卢瑟福发表了他的“α散射实验”的成果：使一束α粒子(质量
数为4，带2个单位正电荷)射向一片极薄的金箔。过去一直以为是实心球紧密排列而成的金箔，竟让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的粒子的前进路线发生偏转，或被笔直地弹回。根据以上实验现象得出的下列结论错误的是( ) A．金原子不是实心球，内部很“空旷”，其中存在“硬核”，其体积比原子本身小得多
B．金原子的“硬核”质量比α粒子大得多，金原子的质量主要集中在“核”上
C．金原子的“硬核”带正电，原子内含的正电荷集中在“核”上
D．电子带负电绕原子核作高速圆周运动
解析：选D。①实验现象“大多数α粒子畅通无阻地通过”，说明原子不是“实心球”，而是内部很“空旷”；②α粒子能偏转甚至被弹回，根据电性作用和动量守恒原理，说明原子的内部存在带正电的刚性体微粒，且质量比α粒子大得多；③偏转或被弹回的粒子很少，说明这个带正电的“硬核”体积比原子本身小得多。但本实验不能直接得出有关电子的存在、电子的运动情况的结论，特别是“圆周运动”的概念本身就是错误的。
10．人们在长期探索物质的微粒和物质的微观结构的过程中，主要运用了________方法、________方法、________和________方法；________为化学研究提供了分析原子和分子结构的理论基础；________方法早已应用于研究原子、分子和晶体结构。
答案：实验模型化科学假说论证量子力学光谱和衍射实验
11．科学家正在设法探寻“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷符号相反。若有α粒子(即氦离子)的反粒子，则该粒子的质量数为________，电荷数为________，α反粒子符号可表示成________。
解析：所谓“反物质”，它的原子核是由反质子和反中子构成的，带负电荷。在茫茫宇宙中是否有“反物质”的存在，这是目前物理学家和天体学家关注的焦点。本题立足于化学原子的组成，拓宽视野，培养勇于探索的精神。
答案：4 －2 He2－
[能力提升]
12．(1)19世纪末，人们开始揭示原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是________。
(2)道尔顿的原子学说曾起了很大的作用。他的学说包含有下列三个论点：
①原子是不能再分的粒子
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同
③原子是微小的实心球体
从现代的观点看，你认为三个论点中不确切的是________。
(3)化学开始成为一门科学的标志是________。
A．火药的发现
B ．质量守恒定律的提出
C ．“原子—分子论”的提出
D ．氧化还原理论的建立
答案：(1)汤姆生 (2)①②③ (3)C
13．部分中学化学常见元素的原子结构及性质如下表所示：
________________________________________________________________________。
(2)A 的氯化物的浓溶液分别滴入冷水、沸水中，得到黄色和红褐色液体，区别两种液体哪种是胶体的方法的是______________________________________________。
(3)B 与C 简单离子的半径大小为________________(用离子符号表示)。
(4)E 与D 可以按原子个数比为2∶1、1∶1形成两种化合物X 、Y ，区别X 、Y 这两种物质的实验方法为____________________________，E 与C 组成的两种化合物M 、N ，所含电子数分别与X 、Y 相等，请写出M 的电子式：____________，N 的化学式：____________。
(5)在上述五种元素中，选两种元素组成化合物甲，甲既含有离子键又含有共价键，甲的化学式为________________________________________________________________________。
解析：①A 的两种氯化物相对原子质量相差35．5，显然相差一个氯原子，常见的应为FeCl 2与FeCl 3。铁遇浓HNO 3钝化，工业上是用CO 来还原Fe 2O 3而制得铁。利用丁达尔效应可以鉴别溶液与胶体。②B 原子最外层电子数是内层电子数的1/5，应为12号镁元素。③N 原子活泼，但是N 2却很稳定。Mg 2＋和N 3－的电子层结构相同，核电荷数大的离子半径小，故Mg 2＋ 4 中含有共价键。 答案：(1)Fe 2O 3＋3CO=====高温3CO 2＋2Fe (2)让一束可见光分别透过两种液体，从侧面能看到一条光亮通路的是胶体，无此现象的为溶液 (3)Mg2＋＜N3－ (4)分别加入MnO2有大量气泡产生的为H2O2(答案合理即可) N2H4 (5)NH4H 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。 第二节《电能转化为化学能—电解》教学设计 【教学目标】 1.知识与技能 ⑴以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。 ⑵了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理，能准确书写电极反应式和电解反应式；掌握惰性材料作电极时，离子的放电顺序。 2.过程与方法 ⑴通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。 ⑵通过电解熔融的氯化钠、观看氯碱工业的模型、精炼粗铜及电镀铜等，培养观察、分析、推理、归纳总结、迁移探究的能力。 3.情感态度与价值观 激发自主探究的意识，培养“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点的教育。同时进行环境保护的教育，提高环保意识。 【学习重难点】 学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。 学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。（阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。） 1.2.2《电解原理的应用》教学过程设计 【复习提问】 1、电解的工作原理 2、采用何种装置完成电解？ 【板书】课题电解原理的应用 【设疑】 1 工业上冶炼金属的方法有哪些？ 2、工业上如何冶炼钠、镁、铝？ 下面我们进行第1个小活动，以饱和NaCl溶液和熔融的NaCl为离子导体设计电解池。 【交流研讨1】请选用合适药品和仪器画出你设计的电解池装置并写出电解熔融的NaCl电极反应式和总反应化学方程式。 阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑ 阴极：2H ++2e-=H 2↑ 总反应：2NaCl=====通电 Cl 2↑+2Na 【点拨】刚刚我们设计的第一个电解池就是工业上冶炼金属钠的原理。 【讲述】电解是最强有力的氧化还原手段，电解法是冶炼金属的一种重要方法。对于冶炼像Na 、Ca 、Mg 、Al 这样活泼的金属我们常选用电解其熔融态的化合物的方法。这就是电冶金。 【板书】1、电冶金，冶炼活泼金Na 、Mg 、Al 等。 【投影】工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁，电解熔融氧化铝的方法制取铝。 【讲述】我们设计的第二个电解池就是工业上制取烧碱的原理，电解饱和食盐水的方法获得烧碱的同时还得到了H 2和Cl 2，习惯上把这种工业叫做氯碱工业。 【板书】电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气 —（氯碱工业） 【演示实验】电解饱和食盐水 【观察、思考】 （1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象? （2）怎样初步检验两极产物的生成? （3）结合教材，分析产生这种现象的原因。 【学生总结】 现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI 溶液变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红 阳极：2Cl --2e - =Cl 2↑ 阴极：2H ++2e - =H 2↑ 总式：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑ 【讲述】这就是氯碱工业的核心原理，具体生产工艺则属于化学与技术范畴，感兴趣的同学可以查阅相关资料进一步了解 【知识拓展】氯碱工业:离子交换膜法制烧碱 （1）生产设备名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：钛 高中化学学习材料 《有机化学基础》知识点整理 一、重要的物理性质 1. 有机物的溶解性 (1) 难溶于水：各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的醇、醛、羧酸等。 (2) 易溶于水：低级[n(C)≤4]醇、(醚)、醛、(酮)、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。(都能与水形成氢键)。 (3) 具有特殊溶解性的： ①乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中 的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。例如，在油脂的皂化反应中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，让它们在均相（同一溶剂的溶液）中充分接触，加快反应速率，提高反应限度。 ②苯酚：室温下，在水中的溶解度是9.3g（属可溶），易溶于乙醇等有机溶剂，当温度高于65℃时，能与水混溶， 冷却后分层，上层为苯酚的水溶液，下层为水的苯酚溶液，振荡后形成乳浊液。苯酚易溶于碱溶液和纯碱溶液，这是因为生成了易溶性的钠盐。 ③乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶，同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发出的乙酸，溶解吸收挥发 出的乙醇，便于闻到乙酸乙酯的香味。 ④有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体。蛋白质在浓轻金属盐（包括铵盐）溶液中溶解度减小，会析出（即盐析， 皂化反应中也有此操作）。但在稀轻金属盐（包括铵盐）溶液中，蛋白质的溶解度反而增大。 ⑤线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂，而体型则难溶于有机溶剂。 ⑥氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中，如甘油、葡萄糖溶液等，形成绛蓝色溶液。 2. 有机物的密度 (1) 小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、酯（包括油脂） (2) 大于水的密度，且与水（溶液）分层的有：多氯代烃、溴代烃（溴苯等）、碘代烃、硝基苯 3. 有机物的状态[常温常压（1个大气压、20℃左右）] (1) 气态： ①烃类：一般N(C)≤4的各类烃注意：新戊烷[C(CH3)4]亦为气态 ②衍生物类： 一氯甲烷（CH3Cl，沸点为-24.2℃）氟里昂（CCl2F2，沸点为-29.8℃） 氯乙烯（CH2=CHCl，沸点为-13.9℃）甲醛（HCHO，沸点为-21℃） 氯乙烷（CH3CH2Cl，沸点为12.3℃）一溴甲烷（CH3Br，沸点为3.6℃） 四氟乙烯（CF2=CF2，沸点为-76.3℃）甲醚（CH3OCH3，沸点为-23℃） 甲乙醚（CH3OC2H5，沸点为10.8℃）环氧乙烷（，沸点为13.5℃） (2) 液态：一般N(C)在5～16的烃及绝大多数低级衍生物。如， 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 第II卷（非选择题）评卷人得分 一、综合题：共4题每题15分共 60分 1．金属钛(Ti)被誉为21世纪金属，具有良好的生物相容性，它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1)。 如图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表： I1I2I3I4I5 电离能 /kJ·mol－1738 1451 7733 10540 13630 请回答下列问题： (1)Ti的基态原子外围电子排布式为________________。 (2)M是______(填元素符号)，该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积，配位数为________。 (3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO2催化的一个实例如图2所示。化合物甲的分子中采取sp2 方式杂化的碳原子有__________个，化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序 为________________。 (4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图3所示，该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为______________ g·cm－3(N A为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有________个。 (5)科学家通过X－射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下： 种离子KCl、CaO、TiN三 晶体熔点由高到低的顺序为________________。 【答案】(1)3d24s2 (2)Mg12 (3)7O>N>C (4)12 (5)TiN>CaO>KCl 【解析】本题主要考查的是物质的结构和性质。(1)Ti位于第四周期，第IVB族，外围电子排布为3d24s2，故答案为3d24s2；(2)金属M的第三电离能远远大于第二电离能，所以M应为短周期第IIA族元素，又因M可把Ti置换出来，所以M应为Mg，其晶体堆积模型为六方最密堆积，配位数为12，故答案为：Mg，12；(3) 离子晶体NaCl KCl CaO 晶格能/kJ·mol－1786 715 3401 物质结构与性质考点分析 物质的结构与性质命题热点 ①核外电子排布规律； ②书写原子或离子核外电子排布式、电子排布图(即轨道表示式)； ③第一电离能、电负性的变化规律及其应用； ④物质中化学键类型的判断； ⑤分子中的原子轨道杂化类型及分子的空间构型的判断； ⑥分子间作用力、氢键及分子的性质； ⑦常见四种晶体的判断方法及性质； ⑧金属晶体的堆积模型； ⑨均摊法求解晶体化学式； ⑩常见晶体结构分析； ?有关晶胞的计算。 一、原子结构与性质 解题方法与技巧 （1）核外电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。例如，K：1s22s22p63s23p64s1。为了简化，通常把内层已达稀有气体电子结构的部分称为“原子实”，用该稀有气体的元素符号加方括号来表示。例如，K：[Ar]4s1。（2）核外电子排布图：用□表示原子轨道，↑和↓分别表示两种不同自旋方向的电子。如氧原子的核外电子排布图可表示为。核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。 （3）价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。 （4）构造原理是书写基态原子的电子排布式的依据，也是绘制基态原子的电子排布图的主要依据之一。 基态原子的核外电子排布的表示方法（以硫原子为例） 3、电离能的应用： ①判断金属性与非金属性强弱； ?I n，则该元素的最外层电子数为n； ②分析原子核外电子层结构，如某元素的I n ＋1 ③判断化学键类型。 4、电负性的应用： ①判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及金属性与非金属性的强弱； ②判断元素在化合物中的价态； ③判断化学键类型。 标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。 变化规律： ①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。 ②在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。 二、分子结构与性质 1、共价键类型 2、分子的立体构型与性质 高中化学学习材料 第三章 第二节盐类水解 测试 选择题 (本题包括12小题，每小题4分) 1、下列说法正确的是 A 、水解反应是吸热反应 B 、升高温度可以抑制盐类的水解 C 、正盐水溶液pH 均为7 D 、硫酸钠水溶液pH 小于7 2、在pH 都等于9的NaOH 和CH 3COONa 两种溶液中，设由水电离产生的OH － 离子浓度分别为 A mol ·L －1与B mol ·L －1，则A 和B 的关系为 A 、A ＞ B B 、A ＝10－4B C 、B ＝10－4A D 、A ＝B 3、在一定条件下发生下列反应，其中属于盐类水解反应的是 A 、NH 4+ ＋2H 2O NH 3·H 2O ＋ H 3O + B 、HCO 3－ + H 2O H 3O + + CO 32－ C 、HS －＋H + === H 2S D 、Cl 2＋H 2O H +＋Cl －＋HClO 4、向0.1 mol ·L —1醋酸中加入少量醋酸钠晶体，会引起 A 、溶液的pH 增大 B 、溶液中c (CH 3COO — )减小 C 、溶液中c (H +)增大 D 、溶液中c (H +)·c (OH —)增大 5、pH=1的HClO 溶液与0.1 mol ·L —1的NaOH 溶液等体积混合后，所得溶液 A 、c (Na +) = c (ClO —) B 、pH>7 C 、pH=7 D 、pH<7 6、下列过程或现象与盐类水解无关的是 A 、纯碱溶液去油污 B 、加热氯化铁溶液颜色变深 C 、铁在潮湿的环境下生锈 D 、浓硫化钠溶液有臭味 7、0.1 mol/L NaHCO 3溶液的pH 最接近于 A 、5.6 B 、7.0 C 、8.4 D 、13.0 8、物质的量浓度相同时，下列既能跟NaOH 溶液反应、又能跟盐酸溶液反应的溶液中，pH 最大的是 A 、Na 2CO 3溶液 B 、NH 4HCO 3溶液 C 、NaHSO 4溶液 D 、NaHCO 3溶液 9、下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是 A 、0.1 mol/L Na 2CO 3溶液：c (OH —)＝c (HCO 3—)＋c (H +)＋2c (H 2CO 3) B 、0.1 m o C 、向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c (Na +)＞c (CH 3COO —)＞c (H +)＞ c (OH —) D 、向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH ＝5的混合溶液：c (Na ＋)＞c (NO 3－ ) 10、有①Na 2CO 3溶液、②CH 3COONa 溶液、③NaOH 溶液各25 mL ，物质的量浓度均为0.1 mol/L ，下列说法正确的是 高中化学学习材料 金戈铁骑整理制作 选修3 物质结构与性质 课时1 原子结构 1．主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是() A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6B．O2－：1s22s22p4 C．Cl－：1s22s22p63s23p6D．Ar：1s22s22p63s23p6 解析：氧离子(O2－)的核外电子排布式为1s22s22p6，B选项是氧原子(O)的电子排布式。 答案：B 2．下列电子排布图中，能正确表示该元素原子的最低能量状态的是() 解析：A、B两项不符合洪特规则；C项，原子处于激发态，不是能量最低状态；D中能够表示该元素原子的最低能量状态。 答案：D 3．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是() A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C．2p轨道上只有一个电子的X原子与3p轨道上只有一个电子的Y原子 D．最外层都只有一个电子的X、Y原子 解析：A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；B项X原子为Mg，Y原子N 层上有2个电子的有多种元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项为同主族的元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的碱金属元素可以，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故性质不一定相似。 答案：C 4．具有下列电子层结构的原子和离子，其对应的元素一定属于同一周期的是() A．两原子其核外全部都是s电子 B．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子 C．原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子 D．两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，另一个原子无d电子 解析：氢原子和锂原子都只有s电子但不在同一周期，A错；2s22p6的离子如果是阳离子的话，对应的元素就和2s22p6的原子对应的元素不在同一周期，B错；虽然M层上的s、p能级都充满电子，即使d能级没有电子，但4s上可能有电子或没有电子，C错。 答案：D 5. 已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表所列数据判断，错误的是() 元素I1I2I3I4 X 500 4 600 6 900 9 500 Y 580 1 800 2 700 11 600 《物质结构与性质》专题练习 一 选择题 1. 卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下列有关说法正确的是 A ．卤化银的颜色按AgCl 、AgBr 、AgI 的顺序依次加深 B ．卤化氢的键长按H —F 、H —C1、H —Br 、H —I 的顺序依次减小 C ．卤化氢的还原性按HF 、HCl 、HBr 、HI 的顺序依次减弱 D ．卤素单质与氢气化合按2F 、2Cl 、2Br 、2I 的顺序由难变易 2. 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成， 具有极好的应用前景。下列说法正确的是 A. 石墨烯与石墨互为同位素 B. 0.12g 石墨烯中含有6.02×1022 个碳原子 C. 石墨烯是一种有机物 D. 石墨烯中的碳原子间以共价键结合 3. 下列说法中错误．． 的是: A ．CH 4、H 2O 都是极性分子 B ．在NH 4+ 和[Cu(NH 3)4]2+中都存在配位键 C ．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强 D ．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 4．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 A ．SiO 2 CsCl CBr 4 CF 4 B ．SiO 2 CsCl CF 4 CBr 4 C ．CsCl SiO 2 CBr 4 CF 4 D ．CF 4 CBr 4 CsCl SiO 2 5. 在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是 A. 最易失去的电子能量最高 B. 电离能最小的电子能量最高 C. p 轨道电子能量一定高于s 轨道电子能量 D. 在离核最近区域内运动的电子能量最低 6．下列叙述中正确的是 A ．NH 3、CO 、CO 2都是极性分子 B ．CH 4、CCl 4都是含有极性键的非极性分子 C ．HF 、HCl 、HBr 、Hl 的稳定性依次增强 D ．CS 2、H 2O 、C 2H 2都是直线型分子 7．下列叙述正确的是 A ．原子晶体中各相邻原子之间都以共价键结合 B ．分子晶体中都存在范德华力，分子内都存在共价键 C ．HF 、HCl 、HBr 、HI 四种物质的沸点依次升高 D ．干冰和氯化铵分别受热变为气体所克服的粒子间相互作用力属于同种类型 8． X 、Y 、Z 、M 是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X 、Y 、Z 相邻。X 的核电荷数是Y 的核外电子数的一半，Y 与M 可形成化合物M 2Y 。下列说法正确的是 A ．还原性：X 的氢化物>Y 的氢化物>Z 的氢化物 高中化学选修物质结构高 考题汇总 Prepared on 22 November 2020 知识梳理：要描述一个电子的运动状态，应从四个 第n能层有___个能级,每能层有__个轨道, 每个轨道最多容纳__个电子 （2007海南·25）A、B、C、D、E代表5种元素。 请填空： （1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子， 次外层有2个电子，其元素符号为； （2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为，C的元素符号 为； （3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为，其基态原子的电子排布式为。 （4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为，其基态原子的电子排布式为。 （09年福建理综·30）[化学——物质结构与性质]（13分） Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知： ①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素； ②Y原子价电子（外围电子）排布m s n m p n ③R原子核外L层电子数为奇数； ④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。 回答下列问题： （1）Z2＋的核外电子排布式是。 （2）在[Z(NH3)4]2＋离子中，Z2＋的空间轨道受NH3分子提供的形成配位键。 （3）Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是。 a.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 b.稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 c.稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙 d.稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙 （4）Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为（用元素符号作答） （5）Q的一种氢化物相对分子质量为26，其中分子中的σ键与π键的键数之比为。 （6）五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于。 知识梳理：Abn型分子中孤电子对数目 =_______________________ 比较分子中键角大小的方法 _______________________________ 1．（09年海南化学·）下列说法中错误 ．．的是: A．SO2、SO3都是极性分子 B．在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键 C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强D．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大熔点高硬度大的特性 1．（2007海南·23）用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是 （） 《专题4》测试题 (时间：90分钟分值：100分) 一、选择题(本题包括15小题，每题只有一个选项符合题意，每题3分，共45分) 1．下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是() A．sp杂化轨道的夹角最大 B．sp2杂化轨道的夹角最大 C．sp3杂化轨道的夹角最大 D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等 解析sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角依次为109.5°、120°、180°。 答案A 2．下列分子中心原子是sp2杂化的是() A．PH3B．CH4 C．BF3D．NF3 解析A、B、D分子中心原子均为sp3杂化。 答案C 3．下列各组微粒中，都互为等电子体的是() A．NO、N2、CN－ B．NO－2、N－3、OCN－ C．BCl3、CO2－3、ClO－3 D．SiO4－4、SO2－4、PO3－4 解析具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子互为等电子体，只有D项符合。 答案D 4．下列分子的空间构型是正四面体的是() ①SiCl4②CF4③C2H4④C2H2⑤SiH4 A．①②③B．①②④ C．①②⑤D．②③⑤ 解析SiCl4、CF4、SiH4分子的空间构型是正四面体，C2H4分子为平面形，C2H2分子为直线形。 答案C 5．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是() A．sp，范德华力B．sp2，范德华力 C．sp2，氢键D．sp3，氢键 解析石墨晶体为层状结构，则一层上的碳原子形成平面六边形结构，因此C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，则同层分子间的主要作用力为氢键，层间为范德华力。 答案C 6．下列分子中，具有极性键的非极性分子组是() A．H2、NH3、H2S B．CS2、BF3、CO2 C．CH3Cl、CHCl3、CH4D．SO2、NO2、C2H2 解析NH3、H2S、CH3Cl、CHCl3、SO2、NO2均为极性分子。 答案B 7．下列分子或离子中，中心原子价层电子对的几何构型为四面体且分子或离子的空间构型为V形的是() 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。 （鲁科版）普通高中课程标准实验教科书《化学》目录 必修一 第一章认识化学科学 1、走进化学科学 2、研究物质性质的方法和程序 3、化学中常用的物理量——物质的量 第二章元素与物质世界 1、元素与物质的分类 2、电解质 3、氧化剂和还原剂 第三章自然界中的元素 1、碳的多样性 2、氮的循环 3、硫的转化 4、海水中的化学元素 第四章元素与材料世界 1、硅、无机非金属材 2、铝、金属材料 3、复合材料 必修二 第一章原子结构与元素周期律 1、原子结构 2、元素周期律与元素周期表 3、元素周期表的应用 第二章化学键、化学反应与能量 1、化学键与化学反应 2、化学反应的快慢和限度 3、化学反应的利用 第三章重要的有机化合物 1、认识有机化合物 2、石油和煤、重要的烃 3、饮食中的有机化合 4、塑料、橡胶、纤维 选修一 主题一呵护生存环境 1、关注空气质量 2、获取安全的饮用水 3、垃圾的妥善处理与利用 主题二摄取益于健康的食物 1、食物中的营养素 2、平衡膳食 3、我们需要食品添加剂吗 4、正确对待保健食品 主题三合理利用化学能源 1、电池探秘 2、家用燃料的更新 3、汽车燃料清洁化 主题四认识生活中的材料 1、关于衣料的学问 2、走进宝石世界 3、如何选择家居装修 4、金属制品的防护 5、几种高分子材料的 主题五正确使用化学用品 1、装备一个小药箱 2、怎样科学使用卫生 3、选用适宜的化妆品 选修二 主题一空气资源、氨的合成 1、空气分离 2、氨的工业合成 3、氨氧化法制硝酸 主题二海水资源、工业制碱 1、海水淡化与现代水处理技术 2、氯碱生产 3、纯碱制造技术的发展 主题三矿山资源硫酸与无机材料制造 1、“设计”一座硫酸厂 2、陶瓷的烧制 3、金属冶炼和金属材料的保护 主题四化石燃料石油和煤的综合利用 1、从石油中获取更多的高品质燃油 2、源自石油的化学合成 3、煤的综合利用 主题五生物资源、农产品的化学加工 1、由大豆能制得什么 2、玉米的化学加工 主题六化学·技术·社会 1、功能高分子材料的研制 2、药物的分子设计与化学合成 3、化学·技术·可持续性发展 选修三 第一章原子结构 1、原子结构模型 2、原子结构与元素周期表 3、原子结构与元素性质 第二章化学键与分子间作用力 1、共价键模型 2、共价键与分子的立体构型 原子结构和性质 一、原子结构 1.能层、能级和最多容纳电子数之间的关系 2.原子轨道的形状及能量关系 3．基态原子的核外电子排布 (1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图： (2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为，不 能表示为。 (3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋 状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，结构稳定，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 4．基态、激发态及光谱示意图 核外电子排布的表示方法 二、原子结构与性质 1.原子结构与周期表的关系 每族元素的电子排布特点 ①主族 ②0族：He：1s2；其他ns2np6。 ③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。 ④元 素周期表的分 区根据核外 电子排布分区 2．元素周期律 (1)原子半径 ①影响因素? ???? 能层数：能层数越多，原子半径越大 核电荷数：核电荷数越大，原子半径越小 ②变化规律 元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。 (2)电离能 ①含义 电离能：气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号I ，单位kJ·mol －1。 第一电离能：气态电中性基态原子失去第一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。I 1 第二电离能：气态电中性基态原子失去第二个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。I 2 ②规律 a ．同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。 一般排布顺序：IA 高考化学练习题物质结构与性质物质结构与性质 考点1 原子结构与元素的性质 1.了解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。了解原子核外电子的运动状态。 2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 高频考点1 原子核外电子的排布规律 【样题1】下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是() A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C.2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子 D.最外层都只有一个电子的X、Y原子 【解题指导】A中1s2结构的He,1s22s2结构为Be，两者性质不相似。B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一 定相似。C项为同主族的元素，化学性质一定相似。D项最外层只有1个电子可能是第ⅠA族元素，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故性质不一定相似。 【答案】 C 【命题解读】原子核外电子的排布规律是中学化学原子结构的重点内容，也是元素周期律的基础。原子轨能级是决定核外电子排布和构型的重要因素，原子的外层电子构型是随原子序数的增加呈现周期性变化，而原子的外层电子构型的周期性变化又引起元素性质的周期性变化，元素性质周期性变化的规律称元素周期律，反映元素周期律的元素排布称元素周期表。 考点2 化学键与物质的性质 1.理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 2.了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3.了解简单配合物的成键情况。 4.了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 5.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。 6.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3)， 化学反应原理全册测试 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 第一部分选择题共67分 一．选择题（本题包括9小题，每小题3分，共27分，每小题只有一个选项符合题意）1．一定条件下反应N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g )在10L的密闭容器中进行，测得2min 内，N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min内N2的反应速率为A．1.2mol／(L·min) B．1mol／(L·min) C．0.6mol／(L·min) D．0.4mol／(L·min) 2．已知450℃时，反应H 2(g)＋I2(g) 2HI(g)的K＝50，由此推测在450℃时，反应2HI(g) H 2(g)＋I2(g)的化学平衡常数为 A．50 B．0.02 C．100 D．无法确定 3．用酸滴定碱时，滴定前读酸式滴定管读数时视线低于水平线，滴定结束时读数正确，这样会使测得的碱溶液的浓度（） A．偏高 B．偏低 C．不受影响 D．不能确定 4．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2 + Pb + 2H2SO4= 2PbSO4↓+ 2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是（） A．PbO2是电池的负极 – 2e – = PbSO4↓ B．负极的电极反应式为：Pb + SO 2 4 C．PbO2得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 5．在25℃、101kPa下，1g乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热29.72kJ，下列热化学方 程式正确的是（）A．CH3CH2OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+ 3H2O（l）；△H=+1367kJ/mol B．2CH3CH2OH（l）+6O2（g）=4CO2（g）+ 6H2O（l）；△H=－2734kJ/mol C．2CH3CH2OH（l）+6O2（g）=4CO2（g）+ 6H2O（l）；△H=－1367kJ/mol D．2CH3CH2OH（l）+6O2（g）=4CO2（g）+ 6H2O（l）；△H=+2734kJ/mol 6.1gH2燃烧生成液态水放出142.9KJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是 （） A. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH＝-142.9kJ·mol－1 B. 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）；ΔH＝-571.6kJ·mol－1 C. 2H2＋O2＝2H2O ；ΔH＝-571.6kJ·mol－1 D. H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）；ΔH＝--285.8kJ·mol－1 7、氢氧化钠标准溶液因保存不当，吸收了少量的二氧化碳，若有1%的NaOH转变为Na2CO3，以此NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，选用甲基橙作指示剂；盐酸浓度的测定结果会（） ○ B ● F 化学选修3专题练习 1、A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 七种元素，除E 为第四周期元素外，其余均为短周期元素。A 、E 、G 位于元素周期表的s 区，其余元素位于p 区。A 、E 的原子最外层电子数相同，A 的原子中没有成对电子；B 元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；C 元素原子的外围电子层排布式为ns n np n+1；D 元素的电负性为同周期元素第二高；F 的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍；G 的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题： （1）写出下列元素的元素符号：D ，G 。 （2）原子序数比D 小1的元素的第一电离能高于D 的原因是 。 （3）由A 、B 、C 形成的ABC 分子中，含有 个σ键， 个π键。 （4）由D 、E 、F 、G 形成的E 2DF 4、GDF 4的共熔体在冷却时首先析出的物质是 （填化学式），原因 是 。 2.[化学——物质结构与性质]（15分） 现有六种元素，其中A 、B 、C 、D 为短周期主族元素，E 、F 为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。 （1）A 的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个方向，原子轨道呈 形。 （2）E 2+的基态核外电子排布式为 。 （3）A 、B 、C 三种元素的最简单氢化物的熔点由低到高的顺序是 。A 、B 、C 三种元素中与AC 2互为等电子体的分子的结构式为 。（用元素符号表示） （4）BD 3 中心原子的杂化方式为 ，其分子空间构型为 。 （5）用晶体的x 射线衍射法对F 的测定得到以下结果：F 的晶胞为 面心立方最密堆积（如右图），又知该晶体的密度为9.00g/cm 3，晶 胞中该原子的配位数为 ；F 的原子半径是 cm ； （阿伏加德罗常数为N A ，要求列式计算）。 3．【化学——选修3：物质结构与性质】（15分） 已知A 、B 、C 、D 、E 、F 为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素，A 与B ；C 、D 与E 分别位于同一周期。A 原子L 层上有2对成电子， B 、C 、D 的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C 3DB 6型离子晶体X,，CE 、FA 为电子数相同的离子晶体。 （1）写出A 元素的基态原子价电子排布式 ；F 离子电子排布式 。 （2）写出X 的化学式 和化学名称 。 （3）写出X 涉及化工生产中的一个化学方程式 。 （4）试解释工业冶炼D 不以DE 3而是以D 2A 3为原料的原因： 。 （5）CE 、FA 的晶格能分别为786 KJ/mol l 、3401KJ/mo ，试分析导致两者晶格能差异的主要原因 是： 。 （6）F 与B 可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示：F 与B 形成离子化合物的化学式为________；该离子化合物晶体的密 度为a g/cm 3，则晶胞的体积是 (只要求列出算式)。 22.【化学—选修3物质结构与性质】（15分） A 、 B 、 C 、 D 四种短周期元素，原子序数依次增大，原子半径按C 、D 、B 、A 顺序逐渐减小。A 、C 同主族，B 、高中化学选修物质结构与性质历年高考题汇总
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