微专题1 物质结构与性质 元素周期律 (教案+课件)2026届高考化学二轮复习

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微专题1 物质结构与性质 元素周期律 (教案+课件)2026届高考化学二轮复习

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第一篇 高考专题
专题一 物质的结构与性质 元素周期律
微专题1 物质结构与性质 元素周期律
纲举目张
 原子结构与元素的性质
[常见基态原子、离子的电子排布式]
1. 完成下列填空。
(1)(2020·江苏卷)基态Fe原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 。
(2)(2017·江苏卷)基态Fe3+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 。
(3)(2018·江苏卷)基态Fe2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 。
(4)(2019·江苏卷)基态Cu2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 。
(5)(2016·江苏卷)基态Zn2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 。
[元素的性质]
2. 比较元素的相关性质。
(1)(2020·江苏卷)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为 N>O>C 。
(2)(2017·江苏卷)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 H 分子结构与性质
[共价键]
3. 完成下列填空。
(1)(2018·江苏卷)N2分子中σ键与π键的物质的量之比n(σ)∶n(π)= 1∶2 。
(2)(2017·江苏卷)1 mol分子中含有σ键的物质的量为 9 mol 。
(3)(2020·江苏卷)柠檬酸的结构简式如下图,1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的物质的量为 7 mol 。
(4)(2023·江苏卷)钒酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元环结构,其结构式可表示为 。
[配位键]
4. 完成下列填空。
(1)(2020·江苏卷)[Fe(H2O)6]2+中,与Fe2+配位的原子是 O (填元素符号)。
(2)(2019·江苏卷)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子为 O (填元素符号)。
(3)(2018·江苏卷)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成[Fe(NO)(H2O)5]2+,NO以N原子与Fe2+形成配位键。[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构如图所示,请在相应位置补填缺少的配体。
(4)(2016·江苏卷)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,不考虑空间结构,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为 。
[分子的空间结构]——杂化类型与VSEPR
5. Ⅰ. 原子的杂化轨道类型。
(1)(2020·江苏卷)NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(2)(2018·江苏卷)SO中心原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(3)(2017·江苏卷)丙酮()分子中碳原子的杂化轨道类型为 sp2、sp3 。
(4)(2016·江苏卷)HOCH2CN的结构式为,该分子中碳原子的杂化轨道类型为 sp3、sp 。
(5)(2012·江苏卷)H2O 分子中O原子的杂化轨道类型为 sp3 。
(6)(2013·江苏卷)在S的氢化物(H2S)分子中,S原子的杂化轨道类型为 sp3 。
Ⅱ. 分子或离子的空间结构。
(1)(2019·江苏卷)SO的空间结构名称为 正四面体形 。
(2)(2018·江苏卷)NO的空间结构名称为 平面三角形 。
6. (2021·江苏卷)下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是(A)
A. NH3能形成分子间氢键
B. NO的空间结构为三角锥形
C. NH3与NH中的键角相等
D. NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
【解析】 NH3分子中N原子有比较强的吸电子能力,能和其他NH3分子中的H原子形成氢键,A正确;NO为平面三角形结构,B错误;NH为正四面体形结构、NH3分子为三角锥形结构,孤电子对对成键电子对的排斥使得键角:NH>NH3,C错误;[Ag(NH3)2]+中Ag+与NH3形成2个配位键,D错误。
[分子的物理性质]
7. 完成下列填空。
(1)(2019·江苏卷)推测抗坏血酸()在水中的溶解度: 易溶于水 (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(2)(2017·江苏卷)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为 乙醇分子间存在氢键 。
(3)(2015·江苏卷)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除了因为它们都是极性分子外,还因为 水分子与乙醇分子之间可以形成氢键 。
(4)(2013·江苏卷)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是 水分子与乙醇分子之间可以形成氢键 。
 晶体结构与性质
8. (1)(2025·江苏卷)如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。
区域A“”中的离子为 Cl- (填离子符号),区域B带 负电 (填“正电”或“负电”)。
(2)(2024·江苏卷)铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目之比N(Fe)∶N(Bi)= 2∶1 。
(3)(2022·江苏卷)FeS2具有良好的半导体性能。FeS2的一种晶体与NaCl晶体的结构相似,该FeS2晶体的1个晶胞中S的数目为 4 ,在FeS2晶体中,每个S原子与3个Fe2+紧邻,且Fe—S间距相等,如图给出了FeS2晶胞中的Fe2+和位于晶胞体心的S(S中的S—S位于晶胞体对角线上,晶胞中的其他S已省略)。在图中用“—”将其中一个S原子与紧邻的Fe2+连接起来。
(4)(2021·江苏卷)1个AgI晶胞(如图)中含有 4 个I-。
(5)(2019·江苏卷)1个Cu2O晶胞(如图)中,Cu原子的数目为 4 。
【解析】 (1)晶胞掺杂过程中,应由半径相近的微粒进行替换,则区域A“”中由Cl-替换S2-,区域B“”中由Cu+替换Zn2+,根据均摊法可知,区域B中含Zn2+的数目为3、Cu+的数目为1、S2-的数目为8×+6×=4,则晶胞中电荷代数和=(+2)×3+(+1)×1+(-2)×4=-1,即区域B带负电。(2)由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞的体内有4个Fe原子,面上有8个Fe原子,根据均摊法可知,Fe原子的数目=4×1+8×=8;Bi原子共有8个,全部在晶胞的面上,Bi原子的数目=8×=4,则N(Fe)∶N(Bi)=2∶1。(3)因为FeS2晶体与NaCl晶体的结构相似,由NaCl晶体结构可知,1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,则该FeS2晶体的1个晶胞中S的数目也为4;FeS2晶体中,每个S原子与3个Fe2+紧邻,且Fe—S间距相等,根据FeS2晶胞中的Fe2+和S的位置(S中的S—S位于晶胞体对角线上)可知,每个S原子与S—S所在体对角线上距离最近的顶点相邻的三个面的面心位置的Fe2+紧邻且间距相等。(4)8个顶点和6个面心上各有1个I-,利用均摊法可知,1个AgI晶胞中含有I-的数目为8×+6×=4。
 物质结构与性质综合(学用P3)
9. (2025·江苏卷)下列说法正确的是(D)
A. 硫黄有S2、S2-、S4等多种同素异形体
B. 高温下青蒿素(C15H22O5,含—O—O—)分子结构稳定
C. NH3分子中H—N—H键角大于CH4分子中H—C—H键角
D. 如图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
【解析】 同素异形体是同种元素形成的不同单质间的互称,S2-不是单质,A错误;青蒿素中含有过氧键,高温下易分解,B错误;NH3和CH4分子中中心原子价层电子对数均为4,孤电子对数分别为1和0,孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对的排斥力越大,键角越小,则NH3分子中H—N—H键角小于CH4分子中H—C—H键角,C错误;鸟嘌呤、胞嘧啶中含有—NH—、—NH2、O原子、N原子,可形成氢键,如图所示:,从而实现互补配对,D正确。
10. (2025·江苏卷)在溶有15-冠-5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生如下反应。下列说法正确的是(C)
A. 苄氯是非极性分子
B. 电负性:χ(F)<χ(Cl)
C. 离子半径:r(F-)>r(Na+)
D. X中15-冠-5与Na+间存在离子键
【解析】 苄氯分子空间结构不完全对称,苄氯分子为极性分子,A错误;同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性:χ(F)>χ(Cl),B错误;15-冠-5分子与Na+之间通过分子间相互作用形成超分子,D错误。
11. (2024·江苏卷)下列有关反应描述正确的是(B)
A. CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O
B. 氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C. 丁烷催化裂解为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D. 石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
【解析】 CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,断裂CH3CH2OH分子中的C—H和O—H生成醛基,A错误;氟氯烃产生的氯自由基是催化剂,催化剂可以改变O3分解的历程,B正确;丁烷分子中没有π键,丁烷催化裂解为乙烷和乙烯,断裂丁烷分子中的碳碳σ键, C错误;石墨中碳原子的杂化轨道类型为sp2,金刚石中碳原子的杂化轨道类型为sp3,石墨转化为金刚石,碳原子的杂化轨道类型由sp2转变为sp3,D错误。
12. (2023·江苏卷)下列说法正确的是(A)
A. H、H、H都属于氢元素
B. NH和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp2
C. H2O2分子中的化学键均为极性共价键
D. CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用
【解析】 NH和H2O的中心原子杂化轨道类型均为sp3,B错误;H2O2分子中存在H—O极性共价键和O—O非极性共价键,C错误;CaH2晶体中Ca2+、H-之间存在强烈的相互作用,D错误。
13. (2023·江苏卷)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(A)
A. H2具有还原性,可作为氢氧燃料电池的燃料
B. 氨极易溶于水,液氨可用作制冷剂
C. H2O分子之间形成氢键,H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高
D. N2H4中的N原子与H+形成配位键,N2H4具有还原性
【解析】 液氨汽化时会吸收大量的热,故液氨可用作制冷剂,与氨极易溶于水无关,B错误;氢键影响的是物质的物理性质,热稳定性是物质的化学性质,热稳定性与氢键无关,C错误;N2H4中不存在配位键,N2H4中N元素的化合价为-2,处于中间价态,可失去电子,故N2H4具有还原性,D错误。
14. (2022·江苏卷)下列说法正确的是(B)
A. 金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B. SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C. 基态锗原子(32Ge)电子排布式为4s24p2
D. ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【解析】 金刚石中碳原子为sp3杂化,键角为109°28′,石墨烯中碳原子为sp2杂化,键角为120°,A错误;SiH4、SiCl4均为正四面体形结构,结构对称,正、负电荷中心重合,Si—H、Si—Cl均为极性键,均是由极性键构成的非极性分子,B正确;锗是32号元素,锗原子核外有32个电子,基态锗原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,C错误;ⅣA族C、Si元素的单质的晶体类型不一定相同,C元素的单质有共价晶体,如金刚石,也有混合型晶体,如石墨,Si元素的单质为共价晶体,该族的其他元素的单质为金属晶体,D错误。
 化学用语
15. (2025·江苏卷)科学家通过核反应n+Li―→H+He发现氚(H)。下列说法正确的是(C)
A. n表示一个质子
B. 基态Li原子电子排布式为1s12s2
C. H与H互为同位素
D. He的原子结构示意图为
【解析】 n表示一个中子,A错误;基态Li原子电子排布式为1s22s1,B错误;He原子结构示意图为,D错误。
16. (2024·江苏卷)反应PbS+4H2O2===PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是(C)
A. S2-的结构示意图为
B. H2O2分子中既含离子键又含共价键
C. SO中S元素的化合价为+6
D. H2O的空间结构为直线形
【解析】 S2-的结构示意图为,A错误;H2O2分子中只含共价键,B错误;H2O分子中的O原子的杂化轨道类型为sp3, H2O的空间结构为V形,D错误。
17. (2023·江苏卷)反应NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是(C)
A. NH的电子式为
B. NO中N元素的化合价为+5
C. N2分子中存在N≡N键
D. H2O为非极性分子
【解析】 NH的电子式为,A错误;NO中N元素的化合价为+3,B错误;H2O的空间结构为V形,正、负电荷中心不重合,为极性分子,D错误。
18. (2022·江苏卷)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是  (C)
A. Na2O2的电子式为
B. H2O的空间结构为直线形
C. H2O2中O元素的化合价为-1
D. NaOH仅含离子键
【解析】 Na2O2的电子式是,A错误;H2O分子空间结构为V形,B错误;NaOH的OH-中,O原子和H原子之间是共价键,D错误。
 元素周期律
19. (2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,下列元素位于元素周期表中第二周期的是(A)
A. O B. P
C. Ca D. Fe
20. (2024·江苏卷)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)可用作净水剂。下列说法正确的是(B)
A. 半径:r(Al3+)>r(K+)
B. 电负性:χ(O)>χ(S)
C. 沸点:H2S>H2O
D. 碱性:Al(OH)3>KOH
【解析】 Al3+有2个电子层,而K+有3个电子层,半径:r(Al3+)<r(K+),A错误;H2O分子间可形成氢键,沸点:H2S<H2O,C错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强,碱性:Al(OH)3<KOH,D错误。
21. (2023·江苏卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是(D)
A. 原子半径:r(C)>r(Si)>r(Ge)
B. 电离能:I1(C)<I1(Si)<I1(Ge)
C. 碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
【解析】 同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,A错误;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,B错误;C元素有多种同素异形体,其中,金刚石是共价晶体,C60是分子晶体,石墨是混合型晶体,C错误。
22. (2022·江苏卷)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是(A)
A. 半径:r(Al3+)<r(Na+)
B. 电负性:χ(F)<χ(O)
C. 电离能:I1(O)<I1(Na)
D. 碱性:NaOH<Al(OH)3
【解析】 核外电子数相同时,核电荷数越大,半径越小,故半径:r(Al3+)<r(Na+),A正确;同周期主族元素核电荷数越大,电负性越大,故电负性:χ(F)>χ(O),B错误;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,故电离能:I1(O)>I1(Na),C错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,故碱性:NaOH>Al(OH)3,D错误。
23. (2021·江苏卷)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同个主族。下列说法正确的是(B)
A. 原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B. X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C. Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
D. Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
【解析】 由题给信息推知,X、Y、Z、W分别为N元素、Al元素、Cl元素、Br元素。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,则原子半径:r(N)<r(Cl)<r(Al)<r(Br),A错误;氮原子的2p轨道处于半满稳定状态,氮元素的第一电离能比同周期相邻元素的大,B正确;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性:Al<Cl,则Al的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Cl的弱,C错误;非金属性越强,简单气态氢化物的热稳定性越强,非金属性:Cl>Br,则热稳定性:HCl>HBr,D错误。
 原子结构与元素的性质
1. 常见基态原子(或离子)的简化电子排布式(或价层电子排布式)
微粒 简化电子排布式 微粒 简化电子排布式
Cu [Ar]3d104s1 Cu+ [Ar]3d10
Fe [Ar]3d64s2 Fe2+ [Ar]3d6
Cr [Ar]3d54s1 Cr3+ [Ar]3d3
Mn [Ar]3d54s2 Mn2+ [Ar]3d5
Zn [Ar]3d104s2 Zn2+ [Ar]3d10
微粒 简化电子排布式 价层电子排布式
Fe3+ [Ar]3d5 3d5
As [Ar]3d104s24p3 4s24p3
Br [Ar]3d104s24p5 4s24p5
Co [Ar]3d74s2 3d74s2
2. 元素周期律与元素性质
(1)元素周期律:元素的性质随着原子序数的增加而呈现周期性变化的规律。
元素周期律的本质是原子结构周期性变化的必然反映。主族元素性质(填“增强”或“减弱”) 周期性变化的规律:
性质 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 增大
金属性(失电子能力) 减弱 增强
非金属性(得电子能力) 增强 减弱
原子(或阴、阳离子)半径 减小:Si>P>S>Cl、Na+>Mg2+>Al3+、P3->S2->Cl- 增大:F主要化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性增强:H2SiO3H3PO4
碱性减弱:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 碱性增强:LiOH氢化物热稳定性 增强:SiH4(2)电离能(I):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叫第一电离能。符号:I1,单位:kJ/mol。气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫第二电离能,第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子就会需要更多的能量,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1①同周期元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势。但是由于电子排布 全充满或半充满稳定 的原因,第一电离能 ⅡA、ⅤA出现了反常现象。稀有气体元素的I1最大。
1~36号元素的第一电离能
②同主族元素从上到下,第一电离能减小。
(3)电负性(χ):电负性反映了元素吸引电子的能力,电负性越大,非金属性越强。以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。一般规律:
①同周期主族元素从左到右,电负性逐渐 增大 ;同主族元素从上到下,电负性逐渐 减小 。非金属元素的电负性一般大于1.8,电负性越大,非金属性越大,其最高价氧化物对应的水化物的酸性 越强 ,气态氢化物的稳定性 越强 ;金属元素的电负性一般小于1.8,电负性越小,金属性越大,其最高价氧化物对应的水化物的碱性 越强 。
②如果两种成键原子间的电负性差值大于1.7,通常形成离子键;若差值小于1.7,通常形成共价键。如AlCl3中Al和Cl的电负性差<1.7,Al—Cl为共价键。
 化学键的类型及判断
化学键的类型:离子键、共价键、金属键。
1. 离子键
(1)带相反电荷离子之间的相互作用叫作离子键。
(2)由离子键构成的化合物为离子化合物。
(3)离子键的强弱判断:一般阴、阳离子所带的电荷数越多、半径越小,离子键越强。如熔、沸点:MgO>NaCl>CsCl。
2. 共价键
(1)原子间通过共用电子对形成的相互作用叫作共价键。
原子间在形成共价键的时候,成键原子的电子云沿着电子云密度最大的方向进行重叠,电子云重叠的越多,形成共价键越稳定。
(2)共价键的键参数
(3)共价键的类型
①σ键、π键
类型 举例
单键(σ键)
双键(1个σ键、1个π键)
三键(1个σ键、2个π键)
大π键
说明:分子中的大π键可用符号Π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π
②配位键(也是共价键,属于σ键)
a.配合物的组成。以[Cu(NH3)4](OH)2为例:
一般来说,配合物内界与外界之间为离子键,电荷相互抵消。
b.配体可能有多个配位原子,与中心原子形成螯合物。如:
c. 常见配合物举例:
注:冰晶石——六氟合铝酸钠(工业上用于电解制铝,可以降低氧化铝的熔融温度);AlCl3是共价化合物。
含有特殊配体举例,如π键配位体:CO、环戊二烯基(C5H5—),如图所示。其中二茂铁中存在的大π键为 Π 。
 常见分子(或离子)的空间结构
1. 价层电子对互斥模型和空间结构
中心原子价层电子对数(n)=中心原子形成的σ键数+孤电子对个数。
分子或离子 价层电子对数 电子对的排列方式 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称
CO2、CS2、 BeCl2 2 直线 形 直线 形
BF3 、SO3、NO、CO 3 平面三角 形 平面三角 形
SO2、O3、NO 平面三角 形 V 形
CH4 、CCl4、NH 4 正四面体 形 正四面体 形
NH3 四面体 形 三角锥 形
H2O 四面体 形 V 形
2. 杂化轨道类型与分子的空间结构
(1)原子的杂化轨道
原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一系列新轨道的过程叫原子的杂化轨道。杂化后形成能量相同的一组原子轨道。原子的杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数;杂化轨道改变了原子轨道的形状和方向;杂化使原子的成键能力增强。中心原子轨道杂化的类型如下:
①sp3杂化
②sp2杂化
③sp杂化
[方法与技巧]
①根据中心原子的价层电子对数(n)来间接判断杂化轨道类型及电子云重叠成键(σ键、π键):
②典型分子中心原子的杂化轨道类型:
(2)杂化轨道类型与常见分子(或离子)的空间结构
中心原子杂化类型 举例 键角 结构说明 迁移
sp3杂化(价层电子对数为4) CH4 109°28′ 正四面体形 CCl4、SiCl4、SiH4、NH、SO、PO、ClO、BH、[B(OH)4]-、AlH、[Al(OH)4]-
NH3 107° 三角锥形,有1个孤电子对 NF3、PH3、PCl3、H3O+
H2O 105° V形,有2个孤电子对 H2S、Cl2O
sp2杂化(价层电子对数为3) BF3 120° 平面三角形 SO3、NO、CO
SO2 <120° V形,含有1个孤电子对,含1个Π的大π键 NO(含1个Π)、O3(含1个Π)、ClO2(含1个Π)
— 平面三角形
— 平面形
sp杂化 (价层电子对数为2) BeCl2 180° 直线形 BeBr2
O===C===O 180° 直线形 S===C===S
H—C≡C—H 180° 直线形 HCN
其他 金刚石中的C原子采取sp3杂化;晶体硅中的Si原子采取sp3杂化;二氧化硅晶体中的Si原子采取sp3杂化;石墨中的C原子采取sp2杂化
3. 键角大小的比较(填“>”或“<”)
(1)sp杂化>sp2杂化>sp3杂化,如:键角:CO2 > SO3 > CH4。
(2)杂化类型相同情况下,孤电子对数越多,键角越小,如键角:CH4 > NH3 > H2O;
ClO > ClO > ClO。
(3)空间结构相似情况下:
①中心原子的电负性越大,共价键排斥力越大,键角越大,如键角:NH3 > PH3;
②中心原子相同,配位原子的电负性越大,键角越小,如键角:NF3 < NCl3、OF2 < H2O。
 极性分子与非极性分子 超分子
1. 极性分子与非极性分子
2. 超分子
(1)定义:超分子是由 两种或两种以上 的分子通过 分子间相互作用 形成的分子聚集体。
(2)超分子的重要特征: 分子识别 和 自组装 。
(3)超分子的作用力:
(4)超分子应用:利用“主体分子”与“客体分子”大小适配来分离分子;通过金属离子修饰的分子筛的吸附与脱附可实现对分子的分离。如Cu+修饰的分子筛分离乙烯与乙烷:
 分子间作用力(范德华力与氢键)
1. 范德华力与氢键的比较
分子间作用力 范德华力 氢键
存在位置 分子间 分子间或部分分子内部
强弱判断 组成、结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越强 在X—H…Y中,X、Y元素的电负性越大,形成的氢键越强(X、Y为N、O、F)
对物质性质的影响 影响 熔、沸点(填物理性质,下同) 影响 熔、沸点和 溶解度
2. 同主族氢化物的沸点比较
3. 氢键对物质性质的影响
氢键对物质性质的影响 举例 图示氢键
分子间氢键使物质沸点较高 沸点:NH3>PH3、HF>HCl、C2H5OH>CH3OCH3 HF分子间形成缔合氢键醋酸分子间氢键形成的二聚体结构
分子内氢键使物质沸点较低 沸点:
使物质易溶于水 NH3、C2H5OH、H2O2、CH3COOH等易溶于水
解释一些特殊现象 水结冰后,体积膨胀并漂浮在水面上(水分子间形成氢键,体积变大,密度变小) 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
相对分子质量增大 HF分子间存在氢键,可形成二聚体(HF)2,HF的相对分子质量大于20
 晶体类型与性质
1. 常见的几种典型晶体的晶胞结构图及其主要性质
化学式 晶胞 晶体类型 微粒间作用力 熔、沸点 配位数
CO2 分子晶体 分子间作用力 较低 12
H2O(冰) 分子晶体 分子间作用力和氢键 较低 —
NaCl 离子晶体 离子键 较高 6
CsCl 离子晶体 离子键 较高 8
C(金刚石) 共价晶体 共价键 很高 —
SiO2 共价晶体 共价键 高 —
[特别提醒] ①石墨是层状结构,同层内,碳原子采取 sp2 杂化,以共价键相结合形成平面六元并环结构,所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠,p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动,故石墨有类似金属晶体的导电性;层与层之间以 范德华力 维系。②石墨晶体中,既有 共价键 ,又有 范德华力 ,属于 混合型 晶体;③有的共价化合物(如SiO2、SiC)是共价晶体,有的共价化合物(如CO2、HCl)是分子晶体;证明共价化合物的方法: 熔融状态下不能导电的化合物
2. 晶胞中粒子数目的计算
3. 晶体密度的计算
(1)晶体密度:ρ==。
(2)1个微粒的质量:m=(M为摩尔质量,NA为阿伏加德罗常数)。
(3)晶胞的体积:V=a3(立方体)或abc(长方体)。
4. 空间利用率的计算
(1)概念:构成晶体的原子、分子或离子的总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
(2)公式:空间利用率==×100%。
①单位换算:1 pm=10-12 m=10-10 cm;1 nm=10-9 m=10-7 cm。
②原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系:
类型 简单立方 体心立方 面心立方 金刚石晶胞
晶胞
特征 边相切 体对角线相切 面对角线相切 体对角线相切
关系 a=2r a=4r a=4r a=8r
5. 晶体熔、沸点高低的判断规律
(1)不同类型晶体熔、沸点的高低判断
一般来说,熔、沸点高低顺序:共价晶体>离子晶体>分子晶体;金属晶体熔、沸点有高有低。
(2)同种类型晶体的熔、沸点的判断
晶体类型 判断依据 比较熔、沸点(填“>”或“<”)
共价晶体 一般来说,原子半径小的键长短,键能大,熔、沸点高 C金刚石 > SiC > Si
离子晶体 离子半径越小、离子所带电荷数越多,熔、沸点越高 MgO > NaCl > CsCl
分子晶体 结构相似的物质,存在氢键的物质的熔、沸点高 HF > HCl
结构相似的物质,一般相对分子质量越大,熔、沸点越高 HI > HBr > HCl
相对分子质量相同的分子,分子的极性越大,熔、沸点越高 CO > N2
同分异构体的支链越多,熔、沸点越低 正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷
金属晶体 原子的半径越小,熔、沸点越高 Al > Mg > Na、Li > Na > K
常见基态原子、离子的电子排布式
例1 (1)基态Sc原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2) 。
(2)基态Cu原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) 。
(3)基态Cr原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) 。
(4)基态Br-的价层电子排布式为 4s24p6 。
化学键类型
例2 (1)碳化钙(CaC2)中含有化学键的类型: 离子键、非极性共价键 ;属于 离子 化合物。
(2)Na2O2中含有的化学键的类型: 离子键、非极性共价键 。
(3)甲醛(HCHO)分子中π键和σ键的个数之比为 1∶3 。
(4)1 mol乙醛分子中含有σ键的物质的量为 6 mol 。
(5)AlCl3在178 ℃时升华,属于 分子 晶体,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为 (标明配位键)。
(6)平面形分子中的大π键应表示为 Π 。
(7)一种钴的配合物(乙二胺四乙酸合钴)的结构如图,1 mol该配合物形成的配位键有 6 mol,配位原子是 N、O ,碳原子的杂化轨道类型有 sp2、sp3 。
(8)酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供1个电子对的N原子是 ③ (填酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴元素的化合价为 +2 ,氮原子提供孤电子对与钴离子形成 配位 键。
【解析】 (7)乙二胺四乙酸合钴中的氮原子、氧原子均提供孤电子对作为配位原子,则1 mol该配合物形成的配位键有6 mol,碳原子有sp2、sp3两种杂化方式。 (8)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化,且分子中存在大π键,其中标号为①②的N原子均有1个电子对占据了1个sp2杂化轨道,其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键,标号为③的N原子的 p轨道能提供1个电子对参与形成大π键;标号为③的N原子形成的N—H易断裂从而电离出H+;钴酞菁分子中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,故钴元素的化合价为+2,氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。
常见分子(或离子)的空间结构与性质
例3 (1)SO2分子的空间结构名称为 V形 。
CH的空间结构名称为 平面三角形 。
CO的空间结构名称为 平面三角形 。
NH的空间结构名称为 正四面体形 。
(2)中采取sp2杂化与sp3杂化的碳原子数目之比为 4∶1 。
(3)键角:ClO2 > (填“>”“<”或“=”)Cl2O。
(4)比较有机物A()和B()在水中溶解度的大小,并说明理由: B在水中的溶解度大,B分子中的羧基与水分子之间能形成氢键 。
例4 (2025·无锡期末)下列说法正确的是(A)
A. 1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si
B. 金刚石与石墨中碳碳键的夹角都为109°28′
C. CH4、SiHCl3、SiCl4分子的空间结构均为正四面体形
D. CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2
【解析】 金刚石中碳碳键的夹角为109°28′,石墨中碳碳键的夹角为120°,B错误;SiHCl3分子为四面体形结构,而不是正四面体形,C错误;CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp,D错误。
晶体结构与性质
例5 (2025·苏北八市三模)元素周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。Si、Ge是重要的半导体材料,Si3N4是一种高强度耐高温材料。醋酸铅[(CH3COO)2Pb]是一种弱电解质,其水溶液可用于吸收H2S气体。下列说法正确的是(B)
A. 基态Ge原子电子排布式:[Ar]4s24p2
B. H2S中心原子的杂化方式为sp3
C. Si3N4为分子晶体
D. 1 mol SiO2(晶胞如图所示)含2 mol σ键
【解析】 基态Ge原子电子排布式应为[Ar]3d104s24p2,A错误;H2S分子中中心S原子的价层电子对数=2+=4,杂化方式为sp3,B正确;Si3N4为共价晶体,C错误;1 mol SiO2含4 mol σ键,D错误。
元素周期律
例6 (2025·海安期中)X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y与M同主族,Y与Z核电荷数相差2,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是(B)
A. 键角:YX>YX
B. 分子的极性:Y2X2>X2Z2
C. 共价晶体熔点:Y>M
D. 热稳定性:YX4>MX4
【解析】 X、Y、Z、M依次为H、C、O、Si。CH中C原子为sp2杂化,CH中C原子为sp3杂化,则键角:CH>CH,A正确;C2H2为非极性分子,H2O2为极性分子,则分子的极性:C2H2<H2O2,B错误;键能:C—C>Si—Si,则共价晶体熔点:C>Si,C正确;非金属性:C>Si,则热稳定性:CH4>SiH4,D正确。
化学用语
例7 (2025·苏北八市三模)MgH2是一种储氢材料,可用于国防工业。MgH2的一种制备方法为MgOMgCl2MgMgH2。下列说法正确的是(A)
A. MgCl2中只含有离子键
B. Cl-的结构示意图:
C. 中子数为10的氧原子:O
D. MgH2的电子式:H∶Mg∶H
【解析】 Cl-结构示意图为,B错误;中子数为10的氧原子为O,C错误;MgH2的电子式应为[H]-Mg2+[H]-,D错误。
1. (2025·北京卷)下列化学用语或图示表达不正确的是(C)
A. 乙醇的分子模型:
B. BF3分子的VSEPR模型:
C. S的原子结构示意图:
D. 基态30Zn原子的价层电子排布式:3d104s2
【解析】 S的原子结构示意图:,C错误。
2. (2025·河南卷)下列化学用语或图示正确的是(B)
A. 反-1,2-二氟乙烯的结构式:
B. 二氯甲烷分子的球棍模型:
C. 基态S原子的价层电子轨道表示式:
D. 用电子式表示CsCl的形成过程: 
【解析】 反-1,2-二氟乙烯的2个F原子在双键的异侧,A错误;基态S原子的价层电子轨道表示式为,C错误;用电子式表示CsCl的形成过程为,D错误。
3. (2025·安徽卷)已知:金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸后,又转化为蓝色的[Cu(H2O)4]SO4溶液。下列有关物质结构或性质的比较正确的是(B)
A. 与H+结合的能力:OH->NH
B. 与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+
C. H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H
D. 微粒所含电子数:NH>NH
【解析】 金属钠与水反应,快速放出氢气,金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,说明与H+结合的能力:OH-<NH,A错误;[Cu(NH3)4](OH)2溶液中加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4,说明NH3不再与Cu2+结合,而是与H+结合,生成NH,故与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+,B正确;原子半径:O<N,则键长:O—H<N—H,C错误;NH与NH均含有10e-,D错误。
4. (2025·山东卷)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中,Fe位于第 四 周期 Ⅷ 族。基态Fe原子与基态Fe3+未成对电子数之比为 4∶5 。
(2)尿素分子(H2NCONH2)与Fe3+形成配离子的硝酸盐[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是 N ,电负性最大的是 O 。
②尿素分子中,C原子采取的杂化轨道类型为 sp2 。
③八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与Fe3+配位的原子是 O (填元素符号)。
【解析】 (2)②尿素分子中,C原子形成3个σ键,价层电子对数为3,为sp2杂化。③八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,H2NCONH2中N、O原子均存在孤电子对,根据配位数为6,应是O原子提供孤电子对与Fe3+形成配位键。
1. (1)基态V原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 。
(2)1 mol [Cu(NH3)2]+中含有σ键的物质的量为 8 mol 。
(3)NH的空间结构名称为 V形 。
(4)基态O原子价层电子的轨道表示式为 ,基态O2-核外电子有 10 种运动状态。
(5)基态Fe原子的价层电子轨道表示式(电子排布图)为 。
(6)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为 sp3、sp2 。
2. (2025·苏锡常镇二模)化合物硫氰铝镁[MgAl(SCN)5]可作为C2H4聚合反应的催化剂。下列说法正确的是(C)
A. 电负性:χ(C)>χ(N)
B. 原子半径:r(Mg)C. 第一电离能:I1(N)>I1(S)
D. 碱性:Mg(OH)2【解析】 同周期主族元素从左到右电负性增大,电负性:χ(C)<χ(N),A错误;同周期主族元素从左到右原子半径减小,原子半径:r(Mg)>r(S),B错误;同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:I1(N)>I1(O)>I1(S),C正确;金属性:Mg>Al,故碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,D错误。
3. (2025·苏锡常镇一模) 下列说法正确的是(B)
A. 沸点:HFB. 键角:ClO>ClO>ClO
C. 基态Br原子的电子排布式为[Ar]3s23p5
D. 1个KI晶胞(如图所示)中含有14个I-
【解析】 由于HF分子之间可以形成氢键,故沸点:HF>HCl,A错误;ClO、ClO、ClO中心Cl原子均采用sp3杂化,三者的孤电子对数分别为0、1、2,故键角依次减小,B正确;基态Br原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5,C错误;该晶胞中含有黑球的个数为8×+6×=4,含有白球的个数为12×+1=4,1个KI晶胞中含有4个I-,D错误。
4. (2025·盐城中学)配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(A)
A. 该配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3-,中心离子为Fe3+,配位数为6
C. 1 mol配合物中σ键数目为12 mol
D. 该配合物为离子化合物,易电离,1 mol配合物电离得到阴阳离子共4NA
【解析】 Na+与[Fe(CN)6]3-之间存在离子键,CN-与Fe3+之间存在配位键,CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键,不存在非极性键,A错误;Na3[Fe(CN)6]中配离子为[Fe(CN)6]3-,中心离子为Fe3+,配位数为6,B正确;CN-中C原子与N原子之间存在1个σ键,CN-与Fe3+之间的配位键属于σ键,则1 mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为(6+6)mol=12 mol,C正确;Na3[Fe(CN)6]为离子化合物,电离方程式为Na3[Fe(CN)6]===3Na++[Fe(CN)6]3-,1 mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA,D正确。(共104张PPT)
第一篇
高考专题
专题一 物质的结构与性质 元素周期律
微主题1 物质结构与性质 元素周期律
高考溯源
1
原子结构与元素的性质
[常见基态原子、离子的电子排布式]
1. 完成下列填空。
(1)(2020·江苏卷)基态Fe原子的电子排布式为____________________________。
(2)(2017·江苏卷)基态Fe3+的电子排布式为_________________________。
(3)(2018·江苏卷)基态Fe2+的电子排布式为_________________________。
(4)(2019·江苏卷)基态Cu2+的电子排布式为________________________。
(5)(2016·江苏卷)基态Zn2+的电子排布式为__________________________。
1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
[元素的性质]
2. 比较元素的相关性质。
(1)(2020·江苏卷)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为____________。
(2)(2017·江苏卷)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为____________。
N>O>C
H<C<O
2
分子结构与性质
3)(2020·江苏卷)柠檬酸的结构简式如下图,1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的物质的量为______。
[共价键]
3. 完成下列填空。
(1)(2018·江苏卷)N2分子中σ键与π键的物质的量之比n(σ)∶n(π)=_______。
1∶2
9 mol
7 mol
(4)(2023·江苏卷)钒酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元环结构,其结构式
可表示为___________________。
[配位键]
4. 完成下列填空。
(1)(2020·江苏卷)[Fe(H2O)6]2+中,与Fe2+配位的原子是______(填元素符号)。
(2)(2019·江苏卷)Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子为______(填元素符号)。
(3)(2018·江苏卷)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成[Fe(NO)(H2O)5]2+,NO以N原子与Fe2+形成配位键。[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构如图所示,请在相应位置补填缺少的配体。
O
O
(4)(2016·江苏卷)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,不考虑空间结
构,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_______________________________。
5. Ⅰ. 原子的杂化轨道类型。
(1)(2020·江苏卷)NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为______。
sp3
sp3
sp2、sp3
sp3、sp
(5)(2012·江苏卷)H2O 分子中O原子的杂化轨道类型为____。
(6)(2013·江苏卷)在S的氢化物(H2S)分子中,S原子的杂化轨道类型为____。
Ⅱ. 分子或离子的空间结构。
sp3
sp3
正四面体形
平面三角形
A. NH3能形成分子间氢键
D. NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
A
[分子的物理性质]
7. 完成下列填空。
(2)(2017·江苏卷)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为______________________。
(3)(2015·江苏卷)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除了因为它们都是极性分子外,还因为____________________________________。
(4)(2013·江苏卷)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是_________________
_________________。
易溶于水
乙醇分子间存在氢键
水分子与乙醇分子之间可以形成氢键
水分子与乙醇分子
之间可以形成氢键
8. (1)(2025·江苏卷)如图所示,ZnS晶体中掺入少量CuCl后,会出现能量不同的“正电”区域、“负电”区域,光照下发出特定波长的光。
3
晶体结构与性质
Cl-
负电
(2)(2024·江苏卷)铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞体对角线上,O原子未画出),其中原子数目之比N(Fe)∶N(Bi)=_______。
2∶1
4
(4)(2021·江苏卷)1个AgI晶胞(如图)中含有______个I-。
(5)(2019·江苏卷)1个Cu2O晶胞(如图)中,Cu原子的数目为______。
4
4
9. (2025·江苏卷)下列说法正确的是(   )
A. 硫黄有S2、S2-、S4等多种同素异形体
B. 高温下青蒿素(C15H22O5,含—O—O—)分子结构稳定
C. NH3分子中H—N—H键角大于CH4分子中H—C—H键角
D. 如图所示的碱基鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键互补配对
4
物质结构与性质综合
D
A. 苄氯是非极性分子
B. 电负性:χ(F)<χ(Cl)
C. 离子半径:r(F-)>r(Na+)
D. X中15-冠-5与Na+间存在离子键
C
【解析】 苄氯分子空间结构不完全对称,苄氯分子为极性分子,A错误;同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性:χ(F)>χ(Cl),B错误;15-冠-5分子与Na+之间通过分子间相互作用形成超分子,D错误。
11. (2024·江苏卷)下列有关反应描述正确的是(   )
A. CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,CH3CH2OH断裂C—O
B. 氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C. 丁烷催化裂解为乙烷和乙烯,丁烷断裂σ键和π键
D. 石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
【解析】 CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO,断裂CH3CH2OH分子中的C—H和O—H生成醛基,A错误;氟氯烃产生的氯自由基是催化剂,催化剂可以改变O3分解的历程,B正确;丁烷分子中没有π键,丁烷催化裂解为乙烷和乙烯,断裂丁烷分子中的碳碳σ键,C错误;石墨中碳原子的杂化轨道类型为sp2,金刚石中碳原子的杂化轨道类型为sp3,石墨转化为金刚石,碳原子的杂化轨道类型由sp2转变为sp3,D错误。
B
12. (2023·江苏卷)下列说法正确的是(   )
C. H2O2分子中的化学键均为极性共价键
D. CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用
A
【解析】 液氨汽化时会吸收大量的热,故液氨可用作制冷剂,与氨极易溶于水无关,B错误;氢键影响的是物质的物理性质,热稳定性是物质的化学性质,热稳定性与氢键无关,C错误;N2H4中不存在配位键,N2H4中N元素的化合价为-2,处于中间价态,可失去电子,故N2H4具有还原性,D错误。
13. (2023·江苏卷)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是(   )
A. H2具有还原性,可作为氢氧燃料电池的燃料
B. 氨极易溶于水,液氨可用作制冷剂
C. H2O分子之间形成氢键,H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高
D. N2H4中的N原子与H+形成配位键,N2H4具有还原性
A
14. (2022·江苏卷)下列说法正确的是(   )
A. 金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120°
B. SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子
C. 基态锗原子(32Ge)电子排布式为4s24p2
D. ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【解析】 金刚石中碳原子为sp3杂化,键角为109°28′,石墨烯中碳原子为sp2杂化,键角为120°,A错误;SiH4、SiCl4均为正四面体形结构,结构对称,正、负电荷中心重合,Si—H、Si—Cl均为极性键,均是由极性键构成的非极性分子,B正确;锗是32号元素,锗原子核外有32个电子,基态锗原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,C错误;ⅣA族C、Si元素的单质的晶体类型不一定相同,C元素的单质有共价晶体,如金刚石,也有混合型晶体,如石墨,Si元素的单质为共价晶体,该族的其他元素的单质为金属晶体,D错误。
B
5
化学用语
C
16. (2024·江苏卷)反应PbS+4H2O2===PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是(   )
B. H2O2分子中既含离子键又含共价键
D. H2O的空间结构为直线形
C
17. (2023·江苏卷)反应NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是(   )
C. N2分子中存在N≡N键 D. H2O为非极性分子
C
18. (2022·江苏卷)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是(   )
B. H2O的空间结构为直线形
C. H2O2中O元素的化合价为-1
D. NaOH仅含离子键
C
19. (2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,下列元素位于元素周期表中第二周期的是(   )
A. O B. P
C. Ca D. Fe
6
元素周期律
A
【解析】 Al3+有2个电子层,而K+有3个电子层,半径:r(Al3+)<r(K+),A错误;H2O分子间可形成氢键,沸点:H2S<H2O,C错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强,碱性:Al(OH)3<KOH,D错误。
20. (2024·江苏卷)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)可用作净水剂。下列说法正确的是(   )
A. 半径:r(Al3+)>r(K+)
B. 电负性:χ(O)>χ(S)
C. 沸点:H2S>H2O
D. 碱性:Al(OH)3>KOH
B
【解析】 同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,A错误;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,B错误;C元素有多种同素异形体,其中,金刚石是共价晶体,C60是分子晶体,石墨是混合型晶体,C错误。
21. (2023·江苏卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是(   )
A. 原子半径:r(C)>r(Si)>r(Ge)
B. 电离能:I1(C)<I1(Si)<I1(Ge)
C. 碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
D
【解析】 核外电子数相同时,核电荷数越大,半径越小,故半径:r(Al3+)<r(Na+),A正确;同周期主族元素核电荷数越大,电负性越大,故电负性:χ(F)>χ(O),B错误;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,故电离能:I1(O)>I1(Na),C错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,故碱性:NaOH>Al(OH)3,D错误。
22. (2022·江苏卷)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是(   )
A. 半径:r(Al3+)<r(Na+)
B. 电负性:χ(F)<χ(O)
C. 电离能:I1(O)<I1(Na)
D. 碱性:NaOH<Al(OH)3
A
23. (2021·江苏卷)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同个主族。下列说法正确的是(   )
A. 原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B. X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C. Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
D. Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
B
【解析】 由题给信息推知,X、Y、Z、W分别为N元素、Al元素、Cl元素、Br元素。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,则原子半径:r(N)<r(Cl)<r(Al)<r(Br),A错误;氮原子的2p轨道处于半满稳定状态,氮元素的第一电离能比同周期相邻元素的大,B正确;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性:Al<Cl,则Al的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Cl的弱,C错误;非金属性越强,简单气态氢化物的热稳定性越强,非金属性:Cl>Br,则热稳定性:HCl>HBr,D错误。
能力提升
1. 常见基态原子(或离子)的简化电子排布式(或价层电子排布式)
核心突破
1
原子结构与元素的性质
微粒 简化电子排布式 微粒 简化电子排布式
Cu _____________ Cu+ _____________
Fe _____________ Fe2+ _____________
Cr ______________ Cr3+ _____________
Mn ______________ Mn2+ _____________
Zn ______________ Zn2+ _____________
[Ar]3d104s1
[Ar]3d10
[Ar]3d64s2
[Ar]3d6
[Ar]3d54s1
[Ar]3d3
[Ar]3d54s2
[Ar]3d5
[Ar]3d104s2
[Ar]3d10
微粒 简化电子排布式 价层电子排布式
Fe3+ ________________ _________
As ________________ _________
Br ________________ _________
Co ________________ _________
[Ar]3d5
3d5
[Ar]3d104s24p3
4s24p3
[Ar]3d104s24p5
4s24p5
[Ar]3d74s2
3d74s2
2. 元素周期律与元素性质
(1)元素周期律:元素的性质随着原子序数的增加而呈现周期性变化的规律。
元素周期律的本质是原子结构周期性变化的必然反映。主族元素性质(填“增强”或“减弱”) 周期性变化的规律:
性质 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 增大
金属性 (失电子能力) ________ ________
非金属性 (得电子能力) ________ ________
减弱
增强
增强
减弱
性质 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
原子(或阴、 阳离子)半径 减小: Si>P>S>Cl、 Na+>Mg2+>Al3+、 P3->S2->Cl- 增大:
FLi+F-主要化合价 最高正价升高 (O、F除外) 最高正价相同
(O、F除外)
性质 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
最高价氧化物对应 水化物的酸碱性 酸性增强: H2SiO3H3PO4
碱性减弱: NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 碱性增强LiOH氢化物热稳定性 增强:SiH4(2)电离能(I):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叫第一电离能。符号:I1,单位:kJ/mol。气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫第二电离能,第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子就会需要更多的能量,因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1最外层的电子数

①同周期元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势。但是由于电子排布____
_______________的原因,第一电离能 ⅡA、ⅤA出现了反常现象。稀有气体元素的I1最大。
1~36号元素的第一电离能
②同主族元素从上到下,第一电离能减小。
全充
满或半充满稳定
(3)电负性(χ):电负性反映了元素吸引电子的能力,电负性越大,非金属性越强。以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。一般规律:
①同周期主族元素从左到右,电负性逐渐______;同主族元素从上到下,电负性逐渐_____。非金属元素的电负性一般大于1.8,电负性越大,非金属性越大,其最高价氧化物对应的水化物的酸性_____,气态氢化物的稳定性_____;金属元素的电负性一般小于1.8,电负性越小,金属性越大,其最高价氧化物对应的水化物的碱性______。
②如果两种成键原子间的电负性差值大于1.7,通常形成离子键;若差值小于1.7,通常形成共价键。如AlCl3中Al和Cl的电负性差<1.7,Al—Cl为共价键。
增大
减小
越强
越强
越强
化学键的类型:离子键、共价键、金属键。
1. 离子键
(1)带相反电荷离子之间的相互作用叫作离子键。
(2)由离子键构成的化合物为离子化合物。
(3)离子键的强弱判断:一般阴、阳离子所带的电荷数越多、半径越小,离子键越强。如熔、沸点:MgO>NaCl>CsCl。
2
化学键的类型及判断
2. 共价键
(1)原子间通过共用电子对形成的相互作用叫作共价键。
原子间在形成共价键的时候,成键原子的电子云沿着电子云密度最大的方向进行重叠,电子云重叠的越多,形成共价键越稳定。
(2)共价键的键参数
(3)共价键的类型
①σ键、π键
②配位键(也是共价键,属于σ键)
a.配合物的组成。以[Cu(NH3)4](OH)2为例:
一般来说,配合物内界与外界之间为离子键,电荷相互抵消。
b.配体可能有多个配位原子,与中心原子形成螯合物。如:
c. 常见配合物举例:
注:冰晶石——六氟合铝酸钠(工业上用于电解制铝,可以降低氧化铝的熔融温度);AlCl3是共价化合物。
含有特殊配体举例,如π键配位体:CO、环戊二烯基(C5H5—),如图所示。其中二茂铁中存在的大π键为____。
1. 价层电子对互斥模型和空间结构
中心原子价层电子对数(n)=中心原子形成的σ键数+孤电子对个数。
3
常见分子(或离子)的空间结构
直线
直线
平面三角
平面三角
平面三角
V
正四面体
正四面体
四面体
三角锥
四面体
V
2. 杂化轨道类型与分子的空间结构
(1)原子的杂化轨道
原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一系列新轨道的过程叫原子的杂化轨道。杂化后形成能量相同的一组原子轨道。原子的杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数;杂化轨道改变了原子轨道的形状和方向;杂化使原子的成键能力增强。中心原子轨道杂化的类型如下:
①sp3杂化
②sp2杂化
③sp杂化
[方法与技巧]
①根据中心原子的价层电子对数(n)来间接判断杂化轨道类型及电子云重叠成键(σ键、π键):
②典型分子中心原子的杂化轨道类型:
(2)杂化轨道类型与常见分子(或离子)的空间结构
中心原子杂化类型 举例 键角 结构说明 迁移
sp杂化 (价层电子对数为2) BeCl2 180° 直线形 BeBr2
O===C===O 180° 直线形 S===C===S
H—C≡C—H 180° 直线形 HCN
其他 金刚石中的C原子采取sp3杂化;晶体硅中的Si原子采取sp3杂化;二氧化硅晶体中的Si原子采取sp3杂化;石墨中的C原子采取sp2杂化 3. 键角大小的比较(填“>”或“<”)
(1)sp杂化>sp2杂化>sp3杂化,如:键角:CO2____SO3____CH4。
(3)空间结构相似情况下:
①中心原子的电负性越大,共价键排斥力越大,键角越大,如键角:NH3_____
PH3;
②中心原子相同,配位原子的电负性越大,键角越小,如键角:NF3____NCl3、OF2____H2O。









1. 极性分子与非极性分子
4
极性分子与非极性分子 超分子
2. 超分子
(1)定义:超分子是由__________________的分子通过__________________形成的分子聚集体。
(2)超分子的重要特征:____________和__________。
(3)超分子的作用力:
两种或两种以上
分子间相互作用
分子识别
自组装
(4)超分子应用:利用“主体分子”与“客体分子”大小适配来分离分子;通过金属离子修饰的分子筛的吸附与脱附可实现对分子的分离。如Cu+修饰的分子筛分离乙烯与乙烷:
1. 范德华力与氢键的比较
5
分子间作用力(范德华力与氢键)
分子间作用力 范德华力 氢键
存在位置 分子间 分子间或部分分子内部
强弱判断 组成、结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越强 在X—H…Y中,X、Y元素的电负性越大,形成的氢键越强(X、Y为N、O、F)
对物质性 质的影响 影响_________(填物理性质,下同) 影响_________和________
熔、沸点
熔、沸点
溶解度
2. 同主族氢化物的沸点比较
3. 氢键对物质性质的影响
1. 常见的几种典型晶体的晶胞结构图及其主要性质
6
晶体类型与性质
化学式 晶胞 晶体类型 微粒间作用力 熔、沸点 配位数
CO2 分子 晶体 分子间 作用力 较低 12
H2O(冰) 分子 晶体 分子间作用 力和氢键 较低 —
化学式 晶胞 晶体类型 微粒间作用力 熔、沸点 配位数
NaCl 离子 晶体 离子键 较高 6
CsCl 离子 晶体 离子键 较高 8
化学式 晶胞 晶体类型 微粒间作用力 熔、沸点 配位数
C(金刚石) 共价 晶体 共价键 很高 —
SiO2 共价 晶体 共价键 高 —
[特别提醒] ①石墨是层状结构,同层内,碳原子采取____杂化,以共价键相结合形成平面六元并环结构,所有碳原子的p轨道相互平行且相互重叠,p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动,故石墨有类似金属晶体的导电性;层与层之间以_________维系。②石墨晶体中,既有_______,又有_________,属于________晶体;③有的共价化合物(如SiO2、SiC)是共价晶体,有的共价化合物(如CO2、HCl)是分子晶体;证明共价化合物的方法:_____________________________
sp2
范德华力
共价键
范德华力
混合型
熔融状态下不能导电的化合物
2. 晶胞中粒子数目的计算
3. 晶体密度的计算
(3)晶胞的体积:V=a3(立方体)或abc(长方体)。
4. 空间利用率的计算
(1)概念:构成晶体的原子、分子或离子的总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比。
①单位换算:1 pm=10-12 m=10-10 cm;1 nm=10-9 m=10-7 cm。
②原子半径(r)和晶胞边长(a)的关系:
5. 晶体熔、沸点高低的判断规律
(1)不同类型晶体熔、沸点的高低判断
一般来说,熔、沸点高低顺序:共价晶体>离子晶体>分子晶体;金属晶体熔、沸点有高有低。
(2)同种类型晶体的熔、沸点的判断
晶体类型 判断依据 比较熔、沸点(填“>”或“<”)
共价晶体 一般来说,原子半径小的键长短,键能大,熔、沸点高 C金刚石______SiC______Si
离子晶体 离子半径越小、离子所带电荷数越多,熔、沸点越高 MgO______NaCl______CsCl




晶体类型 判断依据 比较熔、沸点(填“>”或“<”)
分子晶体 结构相似的物质,存在氢键的物质的熔、沸点高 HF____HCl
结构相似的物质,一般相对分子质量越大,熔、沸点越高 HI____HBr____HCl
相对分子质量相同的分子,分子的极性越大,熔、沸点越高 CO____N2
同分异构体的支链越多,熔、沸点越低 正戊烷_____异戊烷_____新戊烷
金属晶体 原子的半径越小,熔、沸点越高 Al____Mg____Na、Li____Na____K










例1 (1)基态Sc原子的电子排布式为_________________________________。
(2)基态Cu原子的电子排布式为_________________________________。
(3)基态Cr原子的电子排布式为________________________________。
(4)基态Br-的价层电子排布式为________。
典型考题
1
常见基态原子、离子的电子排布式
1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)
1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
4s24p6
例2 (1)碳化钙(CaC2)中含有化学键的类型:________________________;属于______化合物。
(2)Na2O2中含有的化学键的类型:________________________。
(3)甲醛(HCHO)分子中π键和σ键的个数之比为_______。
(4)1 mol乙醛分子中含有σ键的物质的量为_______。
(5)AlCl3在178 ℃时升华,属于_______晶体,其蒸气的相对分子质量约为267,
蒸气分子的结构式为_______________(标明配位键)。
2
化学键类型
离子键、非极性共价键
离子
离子键、非极性共价键
1∶3
6 mol
分子
(7)一种钴的配合物(乙二胺四乙酸合钴)的结构如图,1 mol该配合物形成的配位键有____mol,配位原子是________,碳原子的杂化轨道类型有_________。
6
N、O
sp2、sp3
(8)酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。
酞菁分子中所有原子共平面,其中p轨道能提供1个电子对的N原子是____(填酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中,钴元素的化合价为_____,氮原子提供孤电子对与钴离子形成______键。

+2
配位
【解析】 (7)乙二胺四乙酸合钴中的氮原子、氧原子均提供孤电子对作为配位原子,则1 mol该配合物形成的配位键有6 mol,碳原子有sp2、sp3两种杂化方式。 (8)已知酞菁分子中所有原子共平面,则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化,且分子中存在大π键,其中标号为①②的N原子均有1个电子对占据了1个sp2杂化轨道,其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键,标号为③的N原子的 p轨道能提供1个电子对参与形成大π键;标号为③的N原子形成的N—H易断裂从而电离出H+;钴酞菁分子中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,故钴元素的化合价为+2,氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。
例3 (1)SO2分子的空间结构名称为______。
3
常见分子(或离子)的空间结构与性质
(3)键角:ClO2______(填“>”“<”或“=”)Cl2O。
V形
平面三角形
平面三角形
正四面体形
4∶1

B在水中的溶解度大,B分子中的羧基与水分子之间能形成氢键
例4 (2025·无锡期末)下列说法正确的是(   )
A. 1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si
B. 金刚石与石墨中碳碳键的夹角都为109°28′
C. CH4、SiHCl3、SiCl4分子的空间结构均为正四面体形
D. CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2
【解析】 金刚石中碳碳键的夹角为109°28′,石墨中碳碳键的夹角为120°,B错误;SiHCl3分子为四面体形结构,而不是正四面体形,C错误;CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp,D错误。
A
例5 (2025·苏北八市三模)元素周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。Si、Ge是重要的半导体材料,Si3N4是一种高强度耐高温材料。醋酸铅[(CH3COO)2Pb]是一种弱电解质,其水溶液可用于吸收H2S气体。下列说法正确的是(   )
A. 基态Ge原子电子排布式:[Ar]4s24p2
B. H2S中心原子的杂化方式为sp3
C. Si3N4为分子晶体
D. 1 mol SiO2(晶胞如图所示)含2 mol σ键
4
晶体结构与性质
B
例6 (2025·海安期中)X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y与M同主族,Y与Z核电荷数相差2,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是(   )
B. 分子的极性:Y2X2>X2Z2
C. 共价晶体熔点:Y>M D. 热稳定性:YX4>MX4
5
元素周期律
B
6
化学用语
A
1. (2025·北京卷)下列化学用语或图示表达不正确的是(   )
高考视野
C
2. (2025·河南卷)下列化学用语或图示正确的是(   )
B
3. (2025·安徽卷)已知:金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸后,又转化为蓝色的[Cu(H2O)4]SO4溶液。下列有关物质结构或性质的比较正确的是(   )
B. 与氨形成配位键的能力:H+>Cu2+
C. H2O和NH3分子中的键长:O—H>N—H
B
4. (2025·山东卷)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中,Fe位于第_____周期____族。基态Fe原子与基态Fe3+未成对电子数之比为______。
(2)尿素分子(H2NCONH2)与Fe3+形成配离子的硝酸盐[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是_____,电负性最大的是_____。
②尿素分子中,C原子采取的杂化轨道类型为_____。
③八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与Fe3+配位的原子是______(填元素符号)。
【解析】 (2)②尿素分子中,C原子形成3个σ键,价层电子对数为3,为sp2杂化。③八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6,H2NCONH2中N、O原子均存在孤电子对,根据配位数为6,应是O原子提供孤电子对与Fe3+形成配位键。


4∶5
N
O
sp2
O
能力评价
1. (1)基态V原子的电子排布式为__________________________________。
(2)1 mol [Cu(NH3)2]+中含有σ键的物质的量为_________。
(4)基态O原子价层电子的轨道表示式为_______________,基态O2-核外电子有____种运动状态。
(5)基态Fe原子的价层电子轨道表示式(电子排布图)为_____________________。
(6)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为___________。
1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
8 mol
V形
10
sp3、sp2
【解析】 同周期主族元素从左到右电负性增大,电负性:χ(C)<χ(N),A错误;同周期主族元素从左到右原子半径减小,原子半径:r(Mg)>r(S),B错误;同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:I1(N)>I1(O)>I1(S),C正确;金属性:Mg>Al,故碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3,D错误。
2. (2025·苏锡常镇二模)化合物硫氰铝镁[MgAl(SCN)5]可作为C2H4聚合反应的催化剂。下列说法正确的是(   )
A. 电负性:χ(C)>χ(N) B. 原子半径:r(Mg)C. 第一电离能:I1(N)>I1(S) D. 碱性:Mg(OH)2C
3. (2025·苏锡常镇一模) 下列说法正确的是(   )
A. 沸点:HF<HCl
C. 基态Br原子的电子排布式为[Ar]3s23p5
D. 1个KI晶胞(如图所示)中含有14个I-
B
4. (2025·盐城中学)配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是(   )
A. 该配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3-,中心离子为Fe3+,配位数为6
C. 1 mol配合物中σ键数目为12 mol
D. 该配合物为离子化合物,易电离,1 mol配合物电离得到阴阳离子共4NA
A
【解析】 Na+与[Fe(CN)6]3-之间存在离子键,CN-与Fe3+之间存在配位键,CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键,不存在非极性键,A错误;Na3[Fe(CN)6]中配离子为[Fe(CN)6]3-,中心离子为Fe3+,配位数为6,B正确;CN-中C原子与N原子之间存在1个σ键,CN-与Fe3+之间的配位键属于σ键,则1 mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为(6+6)mol=12 mol,C正确;Na3[Fe(CN)6]为离子化合物,电离方程式为Na3[Fe(CN)6]===3Na++[Fe(CN)6]3-,1 mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA,D正确。

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