复习题教学实录

选修三

物质的结构和性质复习

高考真题：

1．(2016·全国卷Ⅱ)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：

(1)镍元素基态原子的电子排布式为________________，3d能级上的未成对电子数为________________。

(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。

②在[Ni(NH3)6]2中Ni2与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键＋＋原子是________。

③氨的沸点____(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_________________________；氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。

(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1958 kJ·mol1、INi＝1753 kJ·mol1，－－ICu>INi的原因是________________________________。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。

②若合金的密度为d g·cm3，晶胞参数a＝________nm。

－

2．(2016·全国卷Ⅰ)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。

(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是______________________________。

(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________________________________。

熔点/℃

沸点/℃

(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。

GeCl4

－49.5 83.1 GeBr4

26 186 GeI4

146 约400

1

(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是________。

(6)晶胞有两个基本要素：

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子1111坐标参数A为(0,0,0)；B为(，0，)；C为(，，0)。则D原子的坐标参数为________。

2222

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76 pm，其密度为________g·cm3(列出计算式即可)。

－

[高考考向] 一、考纲要求

1．原子结构与元素的性质

(1)了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能正确书写价电子的电子排布式和轨道表达式。了解原子核外电子的运动状态。

(2)了解元素电离能、电负性的含义，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。

2．化学键与物质的性质

(1)理解离子键、共价键、金属键的含义和形成，了解共价键的极性，能根据物质的结构特征解释其物理性质。

(2)了解配位键的含义。

(3)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。

(4)了解金属晶体常见的堆积方式。

(5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。

3．分子间作用力与物质的性质

(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。

(2)了解氢键的含义及氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

2

(3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构与性质的关系。

(4)了解晶胞的概念，能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。

(5)了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。

二、命题报告

以非选择题形式命题，从元素推断、元素周期表内容出发，以重要元素与化合物为载体，在元素和性质推断的基础上进行考查：

(1)考查“式子”：原子或离子核外电子、价电子排布式或排布图，以及与此相关的内容如未成对电子数的确定、能级符号的书写等。

(2)考查“性质”：元素第一电离能和电负性的大小比较及应用、分子的极性、氢键对物质性质的影响、晶体的熔沸点高低比较等。

(3)考查“结构”：元素周期表、微粒的空间构型、常见晶体结构的分析等。

(4)考查“类型”：化学键类型，共价键类型，微粒中中心原子杂化类型，晶体类型等的判断。

(5)考查“计算”：有关晶胞的计算，包括晶体化学式、密度或晶胞体积等。

[网络构建]

3

[核心提取]——必过点

1．复习必记的4种金属核外电子排布式的书写

Cr：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；

Fe：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；

Cu：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；

Zn：1s22s22p63s23p62d104s2或[Ar]3d104s2。

2．常考元素第一电离能的大小比较

N>O>C，P>S>Si。

3．常考分子的杂化方式和空间构型

CH4：sp3杂化，正四面体；

NH3：sp3杂化，三角锥；

H2O：sp3杂化，V形。

4．熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目

A．NaCl(含4个Na，4个Cl)

B．干冰(含4个CO2) C．CaF2(含4个Ca2，8个F)

D．金刚石(含8个C) ＋－＋－E．体心立方(含2个原子)

F．面心立方(含4个原子) 5．易错的知识点

(1)ⅠA族和ⅡA族元素位于s区，ⅢA～ⅦA族和0族元素位于p区，ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族元素位于d区，ⅠB族和ⅡB族元素位于ds区。

(2)一般地，原子的第一电离能越小，金属性越强。

(3)叁键中有1个σ键和2个π键。一般σ键比π键稳定。

(4)杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对，未参与杂化的p轨道可用于形成π键。

(5)氢键的存在使冰的密度小于水的密度，使H2O的沸点高于H2S的沸点。

(6)分子晶体具有熔点低、硬度很小、易升华的物理特性。

(7)原子晶体中相邻原子间以共价键相结合，高硬度、高熔点是原子晶体的物理特性。

(8)晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高，硬度越大。

4

方法规律：

(1)基态原子的核外电子排布

①排布规律

①能量最低

原理

②泡利原理

③洪特规则

②四种表示方法

(2)元素第一电离能和电负性的递变性

第一电离能

电负性

必考点突破：

角度1：核外电子排布

1．原子序数为24的元素原子的基态原子

(1)核外电子排布式为________，价电子排布式是________。

(2)有________个电子层，________个能级；有________个未成对电子。

(3)在周期表中的位置是第________周期第________族。

2．组合题

(1)(2015·海南卷)钒在元素周期表中的位置为____________________________，其价层电子排布图为__________________________。

(2)(2015·江苏卷)Cr3基态核外电子排布式为__________________________。

＋原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道

每个原子轨道上最多只容纳2个自旋方向相反的电子

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，而且自旋状态相同

同周期(从左到右) 增大趋势(注意ⅡA、ⅤA的特殊性) 依次增大

同主族

(自上而下) 依次减小

依次减小

5

(3)(2016·潍坊模拟)下列微粒基态的电子排布中未成对电子数最多的是________(填序号) a．H

b．N

c．Cu

d．Cr

e．C (4)(2016·郑州模拟)Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为______________________，B、C、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是______________。

(5)Cu基态核外电子排布式为____________________。

(6)写出Al元素基态原子的价电子排布式________。

(7)基态铬(Cr)原子的价电子排布式是________，这样排布使整个体系能量最低，原因是_______________________________。

(8)A、B均为短周期金属元素，依据表中数据，写出B的基态原子的电子排布式：______________。

电离能(kJ·mol)

A B

(9)基态B原子的电子排布式为________。

(10)基态氮原子的价电子排布式是________。

角度2：电离能和电负性的比较

3．(1)(2015·安徽卷节选)用“>”或“<”填空：

原子半径

Al____Si

(2)(2014·安徽卷)用“>”或“<”填空：

第一电离能

Si____S

(3)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。

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)。

(4)已知Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，W的一种核素的质量数为28，中子数为14。

则：①W位于元素周期表第________周期第________族。

－＋－1＋I1

932 738 I2

1821 1451 I3

15390 7733 I4

21771 10540 电负性

N____O 熔点

金刚石____ 晶体硅

沸点

CH4____SiH4

离子半径

O2____Na

－＋熔点

NaCl____Si 酸性

H2SO4____HClO4

6

②Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”)。

(5)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________。

考点二

分子结构与性质

【典例2】

(1)(2016·全国卷Ⅲ节选)AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。

(2)(2016·江苏卷)[Zn(CN)4]2在水溶液中与HCHO发生如下反应：

－

4HCHO＋[Zn(CN)4]2＋4H＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋4HOCH2CN －＋＋

①1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为________mol。

②HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。

③与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。

④[Zn(CN)4]2中Zn2与CN的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2的结－＋－－构可用示意图表示为________。

(3)(2015·山东卷节选)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

(4)(2015·福建卷节选)①下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。

a．固态CO2属于分子晶体

b．CH3分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp ②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ键。

③一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

参数

分子

CH4

CO2

分子直径/nm 0.436 0.512 分子与H2O的结合能

E/kJ·mol1

－16.40 29.91 a.“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。

b．为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中

7

笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是______________________________________________________。

(5)(2015·江苏卷节选)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：

2Cr2O2→4[Cr(H2O)6]3＋3CH3COOH 7＋3CH3CH2OH＋16H＋13H2O―－＋＋①CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。

②与H2O互为等电子体的一种阳离子为________________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_________________ _______________________________。

(6)(2014·江苏卷节选)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

(7)(2014·山东卷节选)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H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。

方法总结

中心原子杂化方式、键角和分子极性的判断方法

(1)中心原子的杂化方式与中心原子的杂化轨道数有关，杂化轨道数为4，杂化方式为sp3杂化；杂化轨道数为3，杂化方式为sp2杂化；杂化轨道数为2，杂化方式为sp杂化。

(2)杂化轨道数的判断：杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对，杂化轨道数＝价层电子对数＝中心原子孤电子对数(未参与成键)＋中心原子形成的σ键个数(即配位原子数)。中1心原子孤电子对数＝(a－xb)，其中a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子2要加上电荷数)，b是与中心原子结合的1个原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。

(3)键角大小的判断

8

价层电子对之间排斥力大小顺序：孤电子对之间斥力，>孤电子对与σ键电子对斥力>σ键电子对斥力，如H2O分子键角

(4)判断分子极性的方法

①由非极性键构成的双原子分子一定是非极性分子，如：H2、O2等。

②由极性键构成的分子可能是极性分子或非极性分子：

a．若分子的空间构型呈对称结构，则为非极性分子，如：CO2、CH4等；

b．若分子的空间构型不对称，则为极性分子，如：NH3、CH3Cl等。

③中心原子上有孤电子对的分子均为极性分子。

[分点突破] 角度1：分子结构分析、杂化类型和分子空间构型的判断

1．(2015·安徽卷)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是(

) A．分子式为C3H2O3

B．分子中含6个σ键

C．分子中只有极性键

D．8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2

2．组合题

(1)(2015·江苏卷)配合物[Cr(H2O)6]3中，与Cr3形成配位键的原子是________(填元素符＋＋号)。

(2)(2015·海南卷)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是________对，分子的立体构型为________；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________；SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为________；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约为160 pm，较短的键为________(填图中字母)，该分子中含有________个σ键。

(3)S的氢化物(H2S)分子的空间构型为________。

－(4)①与OH互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

②醛基中碳原子的轨道杂化类型是________；1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

(5)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。

(6)已知元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，则在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是________，YZ24的空间构－型为________。

(7)S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是________。

9

(8)甲醛(H2C===O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。

角度2：分子的极性和微粒间的作用力

3．(2015·海南卷)下列物质的结构或性质与氢键无关的是(

) A．乙醚的沸点

B．乙醇在水中的溶解度

C．氢化镁的晶格能

D．DNA的双螺旋结构

5．组合题

(1)(2014·新课标全国卷Ⅱ)H、N、O、S元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。(填化学式) (2)(2013·新课标全国卷Ⅰ)碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：

化学键

键能(kJ·mol1) －C—C 356 C—H 413 C—O 336 Si—Si 226 Si—H 318 Si—O 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____________________________。

(3)在乙醇中的溶解度：S(CH2O)>S(H2S)，其原因是____________________________。

(4)已知X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3，Y是地壳中含量最高的元素，则XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是________，氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称______________________。

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2(5)SO24的空间构型为________(用文字描述)；写出一种与SO4互为等电子体的分子的－－化学式：________；Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。

误区警示：

(1)误认为分子的稳定性与分子间作用力和氢键有关，其实分子的稳定性与共价键的强弱有关。

(2)误认为组成相似的分子，中心原子的杂化类型相同，关键是要看其σ键和孤电子对数是否相同。如CO2和SO2中心原子的杂化方式不同，CO2分子中C原子sp杂化，SO2分子中S原子sp2杂化。

(3)误认为只要含有氢键物质的熔沸点就高，其实不一定，分子间的氢键会使物质的熔沸点升高，而分子内氢键一般会使物质的熔沸点降低。

(4)误认为只有极性键的分子都一定是极性分子，其实不一定。如CO2、BF3等是非极性分子。

(5)误认为杂化轨道构型和分子构型一致，其实不一定。如H2O是sp3杂化，杂化轨道构型为四面体，但由于分子中存在孤对电子，根据价层电子对互斥理论可知，H2O是V形。

考点三

晶体结构与性质

【典例3】

(1)(2016·全国卷Ⅲ节选)GaF3的熔点高于1000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是_______________________。

(2)(2016·全国卷Ⅲ节选)GaAs的熔点为1238 ℃，密度为ρ

g·cm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga－与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol－1和MAs g·mol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德－罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。

(3)(2016·四川卷节选)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：

①X与M形成的XM3分子的空间构型是________。

②M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的离子是________(填离子符号)。

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(4)(2015·新课标全国卷Ⅱ节选)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B－＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：

①单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是________________________；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。

②A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝

0.566 nm，F的化学式为________；晶胞中A原子的配位数为________；列式计算晶体F的密度(g·cm3)______________________。

－

(5)(2015·山东卷节选)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

下列有关CaF2的表述正确的是________。

a．Ca2与F间仅存在静电吸引作用

＋－b．F的离子半径小于Cl，则CaF2的熔点高于CaCl2

c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同

d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电

(6)(2014·江苏卷)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

－－方法总结：

(1)晶体类型的判断

①据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。如由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体，由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。

②据各类晶体的特征性质判断。如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔融状态下能导电的晶体属于离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。

(2)均摊法确定晶胞的化学组成

(3)晶胞各物理量的计算

对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝1×X×M，a

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表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，1×X表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示晶体的摩尔质量。

[分点突破] 角度1：晶体的判断与性质比较

1．(2016·海口模拟)下表给出几种氯化物的熔沸点：

熔点(℃) 沸点(℃)

对此有下列说法，错误的是(

) A．CaCl2是离子晶体

B．SiCl4是分子晶体

C．KCl的熔沸点比NaCl的高

D．MgCl2水溶液不能导电

2．(1)C60和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比较熔点高的是________。

(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个Al原子与________个N原子相连，与同一个N原子相连的Al原子构成的空间构型为______________，氮化铝晶体属于________晶体。

(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________，Ni(CO)4易溶于下列________(填字母)。

A．水

B．四氯化碳

C．苯

D．硫酸镍溶液

(4)AlCl3在177.8 ℃时升华，蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于AlCl3的推断错误的是________。

A．氯化铝为共价化合物

B．氯化铝为离子化合物

C．氯化铝难溶于有机溶剂

D．Al2Cl6中存在配位键

方法归纳：

物质熔沸点高低比较规律

(1)一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，如：金刚石>NaCl>Cl2；金属晶体>分子晶体，如：Na>Cl2(金属晶体熔沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如汞等)。

(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔沸点就越高，如：金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。

(3)形成离子晶体的阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔沸点就越高，如：MgO>MgCl2，NaCl>CsCl。

(4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔沸点就越高，如Al>Mg>Na。

13 NaCl 801 1465 MgCl2

712 1418 CaCl2

782 1600 SiCl4

－68 57

(5)分子晶体的熔沸点比较规律

①组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，其熔沸点就越高，如：HI>HBr>HCl；②组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔沸点就越高，如：CO>N2；③同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如：正戊烷>异戊烷>新戊烷；④同分异构体中的芳香烃及其衍生物，邻位取代物>间位取代物>对位取代物，如：邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。

角度2：晶体化学式和粒子配位数的判断

3．组合题

(1)(2015·海南卷)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为________；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图(1)所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________________。

(2)铜晶胞结构如图(2)所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

(3)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图(3)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________。

(4)碳元素的单质有多种形式，如图(4)依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

C60属于________晶体，石墨属于________晶体。金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________(不要求计算结果)。

(5)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图(5)为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。

14

(6)(2013·新课标全国卷Ⅰ)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。在硅酸盐中，SiO44四面体(如图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__________________________。

角度3：晶胞的有关计算

4．组合题

(1)(2016·潍坊模拟)N和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图(1)所示，则该化合物的化学式为________。该化合物的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数。若该晶胞的边长为a pm，则该晶体的密度是________g·pm3。

－(2)(2016·泰州模拟)F跟Ca可形成离子化合物，其晶胞结构如图(2)。该离子化合物晶体的密度为ρ g·cm3，则晶胞的体积是________________(用含ρ的代数－式表示)。

(3)(2016·开封模拟)立方氮化硼和金刚石是等电子体，其晶胞如图(3)所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为________，若晶胞边长为361.5 pm，则立方氮化硼的密度是________g·cm3(只－要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。

晶胞计算的技巧和方法

晶体的结构分析是新课标高考的热点和难点，试题的类型主要有两种：一是根据晶胞结构特点确定晶胞中所含微粒的个数、晶体的化学式；二是计算晶胞的密度或晶胞的体积、边长、密度等。

15

(1)晶胞中微粒个数的计算——均摊法

①长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子对晶胞的贡献

②非长方体(非正方体)晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内1碳原子排成六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为。再如图所示的正三棱柱形晶胞3中：

[应用尝试]

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一个，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，它们的价电子层中未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。

(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·cm3。

－－＋(3)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________。

16

附录一：典型晶体中的数目、比值问题总结：

1、

干冰：干冰晶胞是

晶胞，其中含二氧化碳分子的个数为：

二氧化碳分子的配位数为

2、

冰：冰晶体水分子的配位数为

1mol冰晶体中含有氢键数目为

3、

C60晶体是

晶体，六边形有

个，五边形有

个，双键有

个。

4、

金刚石晶体是

晶体，是由

形成的

结构，每个碳原子周围以

个共价单键链接

个碳原子，碳原子数与碳碳键之比

为

，最小环为

，每个碳被

个六元环共有，每个碳碳键

被

个六元环共有，金刚石晶胞含碳原子数为

，碳原子的杂化方式为

，键角为

。

5、

晶体硅：和金刚石类似

二氧化硅：二氧化硅的其它名称有，石英，水晶。①在晶体中每个硅原子和____个氧原子形成____个共价键；每个氧原子与2个硅原子相结合。故SiO2晶体中硅原子与氧原子按________的比例构成立体网状结构。硅原子的杂化方式：

②最小环上有____个原子。

③1molSiO2晶体中含________个Si—O键。

6、

碳化硅：1mol碳化硅含有碳原子数目为

，硅原子数目为

，碳硅键

数目为

，最小环为

，分布为

。

7、石墨:是

晶体。作用力有

，

物理性质

，1mol石墨晶体含碳碳单键数目为

。

代表物

二维堆积名称

和配位数

三维堆积名称，

空间利用配位数

率

和晶胞占有原子个数

简单立方

52％

晶胞边长计算

晶胞体积计算

Po(钋)

非密置层，

4

棱边两球相切：2r

17

晶体晶胞类晶胞结构示意图

类型

型

配位数

距离最近每个晶

距离最近且相等的胞含有实例

且相等的同性离子

离子数

异性离子

KBr

AgCl、MgO、CaS、BaSe

CsCl、CsBr、CsI、TlCl

NaCl型

AB CsCl型

ZnS型

ZnS、AgI、

BeO

AB2 CaF2型

碱土金属卤化物、碱金属氧化物。

附录二：四类晶体的对比

晶体类别

分子晶体

原子晶体

金属晶体

离子晶体

18 微粒

作用力

物质类别和特殊物质

物理特性

附录三：选修三中的文字表达内容

语言叙述题

1、发射光谱现象：如钠元素的焰色反应、镁燃烧时的耀眼的白光等

答：钠原子的电子吸收能量后，电子跃迁到能量较高的激发态，而后又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，放出黄光。

后同上

2、利用能级中稳定的填充形式解释原子或离子的稳定性

（1）基态铬原子外围电子填充方式：3d能级半充满，原子整体能量低，稳定。

相似：如基态铜原子的价电子填充方式；

（2）Fe2+

与Fe3+稳定性的比较：Fe3+稳定，因为基态铁原子失去三个电子后，它的3d能级半充满，3d以外能级全空，结构稳定

Cu+比Cu2+在高温时的稳定；Ti2+，Ti3+，Ti4+三者中最稳定的是Ti4+

解释方法同上

（3）利用能级中稳定填充形式解释电离能的特殊性：

镁及磷的第一电离能大于比其序数大的同周期中相邻的原子的第一电离能的原因：

镁原子3s及以内能级全充满，以外全空能量低稳定，所以第一电离能大于Al的；

磷原子3p能级半充满，以外全空能量低稳定，所以第一电离能大于S的

（4）不同原子的不同电离能比较：

铁原子的第三电离能小于锰原子的第三电离能的原因：铁原子失去第三个电子后其3d能级半充满，能量低，/稳定；而锰原子失去2个电子后其3d能级半充满能量低稳定，再失去一个电子则需要的能量多，因此锰原子的第三电离能大于铁原子的第三电离能

3、利用对角线规则解释一些元素性质相似性：

Li与Mg性质相似原因：Mg在Li的右下方，二者的电负性相近，因此其性质相似

4、NH3、PH3、AsH3热稳定性由强到弱的原因：N—H键键长小于P—H小于As—H，所以N—H键能大于P—H大于As—H，所以NH3、PH3、AsH3热稳定性依次减弱。

酸性HF

5、为什么碳原子与碳原子间能形成π键而硅原子与硅原子之间却不能形成π键(Si原子半径大，无法肩并肩) 6、CO与N2性质相似的原因：互为等电子体，其结构相似所以性质相似

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7、氮氮三键不容易π键键加成而碳碳三键则容易加成的原因：氮氮三键中π键键能大难以断裂，而碳碳三键中的π键键能小容易断裂所以碳碳三键较易发生加成反应

8、硫化氢的键角小于水分子中的键角原因：水分子中氧原子吸电子能力强，原子半径小，成键电子对离原子核近，相互之间排斥力大，所以键角大

9、配合物

（1）硫酸铜水溶液呈现为蓝色的原因：铜离子与水分子间形成水合铜离子所以呈现出蓝色

（2）硫酸四氨合铜颜色、结构以及其中配位键的表示方法：自己答

（3）为什么氨气能与其它铜离子形成配合物，而与氨气结构相似的NF3却不能与铜主离子形成配合物？原因：氟原子吸电子能力极强使NF3中N原子孤电子对不易提供给中心原子所以NF3分子不能形成配合物

10、用氢键解释的事实或现象

（1）比较NH3、PH3、AsH3三种物质的熔沸点高低：三者形成的晶体都是分子晶体，NH3分子间能形成氢键，其熔沸点最高，AsH3与PH3结构相似，AsH3分子量大于PH3，AsH3分子间范德华力大于PH3，所以AsH3熔沸点高于PH3

（2）利用接近沸点的水蒸气测定水的相对分子质量，测得的相对分子质量总是大于18的原因是：此条件下的蒸气中存在二聚及多聚水分子，所以其相对分子质量大于18 （3）乙醇易溶于水的原因：乙醇分子与水分子间能形成氢键

（4）邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的原因：前者形成分子内氢键，后者能形成分子间氢键，所以后者的沸点高。

（5）冰的密度小于水的原因：冰中水分子间氢键达到饱和，分子间距离增大，留有较大空隙，体积膨胀，所以冰的密度小于水的密度（冰浮在水面上）

（6）CH3OH的沸点比乙烷沸点高很多的原因是：CH3OH分子间形成氢键，所以它的沸点高

11、SO2易溶于水的原因：SO2为极性分子，依相似相溶原理，所以它易溶于极性溶剂水且SO2能与水发生反应

12、硫酸的酸性强于亚硫酸：硫酸中硫元素为+6价，其正电性强，使得S—O—H中电子对偏向硫，所以其容易电离因而酸性比亚硫酸强

13、在水晶柱上滴一滴融化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡，你会发现不同方向石蜡融化快慢不同，其原因是：水晶是晶体，其内部质点排布有序，因而对热的传导各向异性。

14、用电子气理论解释金属晶体导电导热延展性以及金属光泽

导电：在外加电场作用下自由电子定向移动

20

导热：温度升高，自由电子运动速率加快，撞击周围的金属阳离子，传递能量

延展性：金属键没有饱和性和方向性，当受到外力作用下，金属原子层与层间相对滑动，但金属键不断裂，所以具有延展性

金属光泽：自由电子吸收几乎所有的光可见光，而后又能释放出该光能。

15、如何解释石墨质软、熔点高、导电？

层与层间存在范德华力，层与层间能相对滑动所以质软；

层内部存在共价键，破坏该共价键需要能量高，所以熔点高；

碳原子未参与成键的2P电子可在整个碳原子平面中运动，因而能导电。

16、常见物质的熔沸点高低及硬度大小比较

（1）比较Na、Mg、Al三种金属的硬度及熔点高低：原子半径依次减小，价电子数增加金属键增强，所以熔点升高，硬度增大

（2）干冰易升华（或熔点低）的原因是：分子间的范德华力小，破坏起来容易，所以易升华

（3）比较SiO2、CO2及CS2沸点并说明原因：熔点SiO2>CS2>CO2，原因二氧化硅形成的晶体是原子晶体，所以最高，二硫化碳与二氧化碳形成的晶体是分子晶体，且分子结构相似，相对分子质量大的二硫化碳分子间作用力大于二氧化碳，所以二硫化碳熔点高于二氧化碳

（4）比较氧化镁与氧化钠熔点的高低硬度大小并说明原因：氧化镁中镁离子的电荷数多于氧化钠中钠离子电荷同时镁离子半径小于钠离子半径，所以氧化镁中离子键强度大，其晶格能大，因而氧化镁的熔点高且硬度大。

17、为什么碳酸镁的分解温度低于碳酸钙的分解温度？

镁离子与氧离子结合时的离子键强于钙离子与氧离子形成的离子键的强度，所以容易生成氧化镁，所以碳酸镁分解温度低

附录四：选修三教材上遗漏点（自行看书归纳总结，罗列在下面）

举例：

1、X射线衍射：是用于什么地方？怎么看谱线？（做到表达语言准确）

2、

21