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(共63张PPT)
微专题2　特定物质微观结构与性质的分析
考点一 原子结构、分子结构与性质
【核心整合 模型重塑】　
1.杂化轨道理论与分子的空间结构
(1)价层电子对数的计算
(a为中心原子的价层电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数)
(2)应用——预测分子空间结构
价层
电子对数 σ键电
子对数 孤电子
对数 VSEPR
模型名称 空间结
构名称 实例
2 2 0 直线形 直线形 CO2
3 3 0 平面三
角形 平面三角形 BF3
2 1 V形 SO2
4 4 0 四面
体形 正四面体形 CH4
3 1 三角锥形 NH3
2 2 V形 H2O
2.键角大小的比较规律
(1)依据杂化方式和空间结构比较
键角大小规律:直线形>平面三角形>正四面体形>三角锥形>V形。
(2)杂化方式相同,孤电子对数不同
键角大小规律:中心原子上孤电子对数越多,孤电子对对成键电子对
的斥力______,键角______。
(3)中心原子不同,配位原子相同
键角大小规律:中心原子的电负性越大,键角______。
(4)中心原子相同,配位原子不同
键角大小规律:配位原子的电负性越大,键角______。
越大
越小
越大
越小
【真题再练 通法培优】　
1.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O===2HClO。下列说法正确的是(　　)
A.反应中各分子的σ键均为p p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
√
√
sp
【新题精练 素养提升】　
1.(2024·江西卷改编)我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下),制得的[N=C=N]2 可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是(　　)
15N2+C(石墨)+2LiH Li2[15NC15N]+H2
A.22.4 L 15N2含有的中子数为16NA
B.12 g C(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA
C.1 mol [N=C=N]2 中含有的π键数为4NA
D.C60、石墨、金刚石中,碳原子杂化方式分别为sp2、sp2和sp3
√
√
【解析】选B。短周期中未成对电子数最多的是N和P元素,结合物质转化关系可知,刺激性气味气体是NH3;白色沉淀1是BaSO4,白色沉淀2是Al(OH)3。由以上可知,X为氢元素,Y为氮元素,Z为氧元素,M为铝元素,W为硫元素。同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,N元素价电子排布式为2s22p3,为半充满结构,比较稳定,故第一电离能:N>O,同主族元素从上至下,第一电离能变小,第一电离能:N>O>S,A正确;
考点二 特定物质微观结构与性质
【核心整合 模型重塑】　
1.三种作用力对物质性质的影响
项目 范德华力 氢键 共价键
作用
微粒 分子 H与N、O、F 原子
强度
比较 共价键>氢键>范德华力
项目 范德华力 氢键 共价键
影响
因素 组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大 A—H…B中形成氢键元素的电负性(A、B的电负性大) 原子半径
对物
质性
质的
影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使物质的熔点、沸点升高,使物质在水中的溶解度增大 键能越大,稳定性越强
2.键的极性对有机酸酸性的影响
(1)酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CHCl2COOH。
(2)烃基含碳原子数越多,羧酸的酸性越弱。
3.溶解性
“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键强度越大、数目越多,溶解性越好。
4.配合物
配合物
的形成 中心离子或中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对,通过配位键结合形成配合物。配位键本质上属于共价键
配合物所
含化学键 配位键或配位键和离子键;配体或外界中可能还含有共价键
配合物的
常见性质 多数能溶解,能电离,有颜色
配合物
的组成
常见分子(或离子)的大π 键
分子(或离子) C6H6 CH2=CH—CH=CH2 O3
大π键
分子(或离子) SO2 BF3
大π键
【真题再练 通法培优】　
1.(2025·山东卷)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是(　　)
选项 性质差异 主要原因
A 沸点:H2O>H2S 电离能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 电负性:Cl>Br
C 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:Si>C
D 熔点:MgO>NaF 离子电荷:Mg2+>Na+,O2 >F
√
【解析】选A。H2O沸点高于H2S的主要原因是H2O分子间存在氢键、H2S分子间不存在氢键,而非O的电离能大于S,A错误;HClO酸性强于HBrO是因为Cl的电负性大于Br,导致O—H键极性更强,更易解离出H+,B正确;金刚石硬度大于晶体硅是因为C原子半径小于Si,C—C键键能更大,结构更稳定,C正确;MgO和NaF均属于离子晶体,离子晶体的熔点取决于离子半径大小和离子电荷的多少,离子半径越小、离子电荷越多,其熔点越高,MgO熔点高于NaF主要因为Mg2+和O2 的电荷分别大于Na+和F ,D正确。

ClO2分子中Cl—O键的键长小于Cl2O中Cl—O键的键长,
其原因是ClO2分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度
较大,因此ClO2中Cl—O键的键长较小,而Cl2O只存在普通的σ键
2.(2025·甘肃卷)物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的
是(　　)
选项 事实 结构因素
A K与Na产生的焰色不同 能量量子化
B SiH4的沸点高于CH4 分子间作用力
C 金属有良好的延展性 离子键
D 刚玉(Al2O3)的硬度大,熔点高 共价晶体
√
【解析】选C。焰色试验的本质是电子跃迁释放特定波长的光,不同元素的原子能级(能量量子化)导致焰色差异,结构因素正确,A不符合题意;SiH4和CH4均为分子晶体,沸点差异由分子间作用力(范德华力)强弱决定,结构因素正确,B不符合题意;金属延展性源于金属键的特性,而离子键对应离子晶体(延展性差),结构因素“离子键”错误,C符合题意;刚玉(Al2O3)的硬度大,熔点高,说明其具有共价晶体的特征,结构因素正确,D不符合题意。
【补偿训练】(2025·河北卷)化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是(　　)
选项 宏观现象 微观解释
A 氮气稳定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B 苯不能使溴的CCl4溶液褪色 苯分子中碳原子形成了稳定的大π键
C 天然水晶呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列
D 氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体 离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
√
【解析】选D。氮气的稳定性源于氮分子中的三键,键能高难以断裂,A正确;苯因大π键结构稳定,难以与溴发生加成反应,B正确;水晶的规则外形由原子三维有序排列(晶体结构)导致,C正确;氯化钠熔点高于氯化铝的原因是氯化铝为分子晶体而非离子晶体,选项中将二者均视为离子晶体并用离子电荷数和半径解释,不符合实际,D错误。
【新题精练 素养提升】　
1.(2025·浙江1月选考改编)根据元素周期律,下列说法正确的是(　　)
A.第一电离能:O>N>S
B.化合物中键的极性:SiCl4>PCl3
C.碱性:LiOH>KOH
D.化合物中离子键百分数:Al2O3>MgO
√
【解析】选B。A项,根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA,ⅤA与ⅥA反常,故第一电离能:N>O>S,A错误;B项,已知同一周期从左往右主族元素的电负性依次增大,电负性:SiPCl3,B正确;C项,同一主族从上往下元素的金属性依次增大,金属性:LiAl与O的电负性差值,电负性差值越大离子键百分数越大,故化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3,D错误。
2.(2025·北京十一中学三模)结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释不正确的是(　　)
选项 事实 原因解释
A 沸点:顺 2 丁烯>反 2 丁烯 分子极性:顺 2 丁烯>
反 2 丁烯
B 稳定性: [Cu(NH3)4]2+> [Cu(H2O)4]2+ 热稳定性:H2O>NH3
C 苯酚与浓溴水生成白色沉淀,而苯不能 羟基活化了苯环
D 吡咯( )中所有原子均位于同一平面内 分子中C与N均为sp2杂化
√
【解析】选B。顺 2 丁烯分子的极性大于反 2 丁烯,分子极性越大,分子间的范德华力越大,沸点越高,所以沸点:顺 2 丁烯>反 2 丁烯,A正确;稳定性:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+,是因为N原子的电负性小于O原子,NH3给出孤电子对的能力更强,形成的配位键更稳定,而不是因为热稳定性:H2O>NH3,B错误;苯酚中羟基与苯环直接相连,羟基对苯环有活化作用,使苯环上羟基的邻、对位氢原子更活泼,所以苯酚能与浓溴水发生取代反应生成白色沉淀,而苯不能,C正确;吡咯中C与N均为sp2杂化,sp2杂化的原子形成的空间结构为平面形,所以吡咯中所有原子均位于同一平面内,D正确。
考点三
晶胞分析与计算、晶体的性质
【核心整合 模型重塑】　
1.晶体熔、沸点高低的判断规律
(1)不同类型晶体的熔、沸点的判断。
一般来说,熔、沸点:共价晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体。
(2)同种类型晶体的熔、沸点的判断
晶体类型 比较方法
分子
晶体 ①组成、结构相似的物质,存在氢键的熔、沸点高,如:HF>HCl。
②组成、结构相似的物质,不存在氢键时,一般相对分子质量越大,其熔、沸点越高,如:HI>HBr>HCl。
③相对分子质量相等,而组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔、沸点越高,如:CO>N2。
晶体类型 比较方法
分子
晶体 ④同分异构体的支链越多,其熔、沸点越低,如:正戊烷>
异戊烷>新戊烷。
⑤同分异构体中能形成分子内氢键的物质的熔、沸点低于
能形成分子间氢键的物质,如:
晶体类型 比较方法
共价
晶体 原子半径小→键长短→键能大→晶体的熔、沸点高,如:
金刚石>碳化硅>硅
金属
晶体 主族金属离子半径越小,所带电荷数越多,其熔、沸点越高,
如:Al>Mg>Na,Li>Na>K
离子
晶体 阴、阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子晶体的熔、
沸点越高,如:MgO>NaCl>CsCl
2.晶胞相关计算
(1)晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
“正三棱柱”和“正六棱柱”中不同位置粒子数的计算
(3)晶体密度的计算方法
3.晶胞投影图
(1)沿坐标轴投影
晶胞
( )
沿x、y平面上
的投影图
(2)沿体对角线投影(以体心立方和面心立方为例)
①体心立方堆积
②面心立方最密堆积
(3)金刚石投影图
俯视图
体对角
线方向
投影图
√
【解题策略】
晶体密度的计算
【新题精练 素养提升】　
1.(2025·河南一模)下列关于物质的熔、沸点高低顺序的说法正确的
是(　　)
A.金刚石>晶体硅>金刚砂
B.NaF>NaCl>NaBr
C.邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
D.生铁>纯铁>钠
√
【解析】选B。同属于共价晶体,熔、沸点高低主要看共价键的强弱,显然对键能而言,晶体硅<碳化硅(金刚砂),A错误;均为离子晶体,因离子半径F NaCl>NaBr,B正确;邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,使熔、沸点偏低,而对羟基苯甲酸可以形成分子间氢键,使熔、沸点偏高,故对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高,C错误;生铁为铁合金,熔、沸点要低于纯铁,D错误。
√
【补偿训练】(2025·湖南新高考联盟二模)已知石墨是层状结构,Li+可插入石墨层间形成插层化合物。某石墨插层化合物的晶体结构如图甲所示,晶体投影图如图乙所示。若该化合物的密度为ρ g·cm 3,同层Li+的最近距离为a pm。下列说法错误的是(　　)
√

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