选考模块（物质结构与性质）
【考情分析】
新课标高考化学选考内容涵盖选修模块“化学与技术”、“物质结构与性质”、“有机化学基础”的内容，考生从中任选一个模块考试。
一、考试大纲对本专题内容的基本要求
化学与技术
（一）化学与资源开发利用
1．了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。
2．了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。
3．了解海水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源利用的作用。
4．了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。
（二）化学与材料的制造、应用
1．了解社会发展和科技进步对材料的要求。了解化学对材料科学发展的促进作用。
2．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理。
3．了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理。
4．了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况。了解新材料的发展方向。
（三）化学与工农业生产
1．了解化学在水处理中的应用。
2．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义，认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
3．了解精细化工产品的生产特点、精细化工在社会发展中的作用。
4．了解化学肥料、农药等在农业生产中的作用。
物质结构与性质
（一）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。
（二）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σ键和π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），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者离子的空间结构。
（三）分子间作用力与物质的性质
1．了解化学键和分子间作用力的区别。
2．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。
3．了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
有机化学基础
（一）有机化合物的组成与结构
1．能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。
2．了解常见有机化合物的结构。了解有机物分子中的官能团，能正确地表示它们的结构。
3．了解确定有机化合物结构的化学方法和某些物理方法。
4．了解有机化合物存在异构现象，能判断简单有机化合物的同分异构体（不包括手性异构体）。
5．能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。
6．能列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。
（二）烃及其衍生物的性质与应用
1．以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例，比较它们在组成、结构、性质上的差异。
2．了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用。
3．举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
4．了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。
5．了解加成反应、取代反应和消去反应。
6．结合实际了解某些有机化合物对环境和健康可能产生影响，关注有机化合物的安全使用问题。
（三）糖类、氨基酸和蛋白质
1．了解糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
2．了解氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质，氨基酸与人体健康的关系。
3．了解蛋白质的组成、结构和性质。
4．了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。
（四）合成高分子化合物
1．了解合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。
2．了解加聚反应和缩聚反应的特点。
3．了解新型高分子材料的性能及其在高新技术领域中的应用。
4．了解合成高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
二、命题趋向
以往高考试题中的STSE内容中实际上已经包含了化学与技术的考查，新课程高考大纲把二者作划为选考内容，供考生选择。化学与技术课程内容定位于化学生产技术，所以，考试的重点当然就放在“了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用上，用所学知识对与化学有关的一系列技术问题做出合理的分析，强化应用意识和实践能力的考查”上。如：分析化学反应速率和化学平衡原理在硫酸制造、合成氨工业等化工生产工艺（生产条件的选择与控制）中的应用；电化学反应在氯碱工业生产、电镀、化学蚀刻等材料加工技术中的运用；讨论氧化还原反应、离子反应、基本的有机反应在金属、非金属材料、有机高分子材料、洗涤剂的制备与加工技术中运用；联系化学反应特点与条件，综合分析相关化工生产的产、供、销与环境问题，考虑厂址选择、配套设施的配置等技术问题。联系酸碱盐及电解质溶液的有关知识，分析土壤酸碱性的测定与改良、无土栽培营养液的配制、化肥、农药的合理使用等技术问题等。复习这部分内容时，应注意把握知识内容的深广度，关注教材中的三条内容线索：生产和技术问题线索；技术知识线索；化学知识线索。同时关注与其他模块
的区别与联系。
物质结构与性质部分除了关于电子排布、分子间作用力和四种晶体类型等知识点外，都是新课标中所增加的知识内容。关于用电子排布式表示常见的元素，由过去的前三周期(1—18号)扩展到前四周期(1～36号)；对分子间的作用力，要求了解其与化学键的区别；对四种晶体类型知识点的要求中明确提出要了解“结构微粒、微粒间作用力的区别”。物质结构的这部分知识可以促进对物质性质本质的理解，但是知识内容比较抽象，理解起来有一定困难。
有机化学基础部分不但涵盖旧大纲中有机化学的知识点，而且还增加了部分知识点。增加的知识点可分成两大类，一类是知识点的延伸，如增加了“知道确定有机化合物结构的常用方法”、“命名简单的有机化合物”等；另一类是与社会生活的联系，如“知道天然气、液化石油气和汽油的主要成分及其应用”。试题通常以框图题的形式出现，在高科技新信息的框架中考查有机化学的基础知识，在某些省市的试卷中还特别注重对设计合成线路的考查。所以必须熟练掌握碳碳双键、碳碳叁键、卤代烃中的卤原子、醇羟基、酚羟基、醛基、羧基及酯基的结构及性质，延伸的还有苯环结构的特殊性、醚、酮等。在掌握了上述结构的特点后，就可以综合运用于多官能团化合物上，如课本上介绍的糖类、油脂、蛋白质等。另外，对于生产、生活中的较复杂的化合物，也可根据其结构中所含的特殊官能团，推断其主要性质。
这三模块知识在《考试大纲》中作为选考内容，从题型上，三个模块主要以非选择题的方式进行设计。在复习中可以根据自己的特长，在三模块之间确定复习的着力点。
【知识归纳】
一、化学与技术
（一）化学与资源开发利用
1．石油
(1)石油的组成：主要含C、H两种元素。由烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。
(2)石油的炼制
①分馏：利用各组分沸点的不同将复杂混合物分离的过程。分为常压分馏（得到汽油、煤油、柴油、
重油等产品）和减压分馏（得到润滑油、凡士林沥青等）
②石油的加工
裂化：一定条件下，使长链烃断裂成短链烃的过程。目的是提高汽油的产量和质量。
裂解：深度的裂化。目的是获得短链的不饱和气态烃。
2．煤
(1)煤的组成：主要含C元素。由有机物和无机物组成复杂的混合物。
(2)煤的综合利用
煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。得到焦炭、粗氨水、煤焦油、焦炉煤气等
煤的气化：把煤中的有机物转化成可燃性气体(CO、H2)的过程
煤的液化：把煤中的有机物转化成可燃性液体(如CH3OH)的过程
3．天然气的综合利用
4．海水的综合利用
(1)海水水资源的利用
①海水的淡化。常用方法：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法。
②直接利用海水进行循环冷却。
(2)海水化学资源的利用：①海盐的生产；②Cl、Br、I的提取。
5．环境保护和绿色化学
(1)环境污染：包括大气污染，水污染，土壤污染和食品污染。
(2)绿色化学：核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的影响。
原子利用率为期望产物的总质量与生成物的总质量之比。对于具体的化学反应，原子利用率等于期望生成物的摩尔质量与生成物的总摩尔质量之比。
（二）化学与材料的制造、应用
1．金属的冶炼
（1）原理：化合物中金属元素得电子被还原成单质。
（2）方法：根据金属活动性强弱，通常采用电解法（锌以前的金属的制取）、热还原法（锌至铜之间的金属）和热分解法（铜以后的金属的制取）。
2．硅酸盐工业
（1）水泥：普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·A12O3)等。
（2）玻璃：玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光学玻璃等等。玻璃没有固定的熔、沸点。
①制造陶瓷的主要原料：粘土。
②制造陶瓷的一般过程：制泥、成型、干燥、烧成。
③陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例高岭石A12(Si2O5)(OH)4可表示为A12O3·2SiO2·2H2O。
（三）化学与工农业生产
1．合成氨
（1）合成氨的条件的选择：温度(500℃)、压强20~50MPa)、催化剂（铁触媒）。
（2）合成氨生产工艺：生产流程。
原料气的制备。其中生产的氨气液化分离，原料气循环利用。
2．氯碱工业
离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂氯碱工业——电解饱和食盐水制取氯气和烧碱。
（1）原理：阳极（用石墨）：2Cl-－2e－=Cl2↑ 阴极（用Fe）：2H＋+2e-=H2↑
总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
（2）饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca2＋、Mg2＋、SO42―等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、B a C l2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸（或将BaCl2溶液和NaOH溶液的顺序互换）。
（3）离子交换膜法制烧碱
离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。
3．硫酸工业——接触法
三阶段：SO2制取和净化、SO2转化为SO3、SO3吸收和H2SO4的生成
三方程：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO22SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4
三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔
4．化学肥料施用
酸性的化学肥料不能和碱性肥料混用，如硝酸铵和草木灰(主要有效成分为K2CO3)不能混合施用，因NH4NO3水解是酸性，K2CO3水解是碱性，混合促进水解，降低肥效。
二、物质结构与性质
（一）原子结构与原子核外电子能级分布
1．电子云和原子轨道
(1)电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动。
电子云：电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，人们形象地把它叫做“电子云”称作电子云。电子云轮廓图称原子轨道。S的原子轨道是球的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。
2．泡利原理和洪特规则
量子力学告诉我们：ns能级各有1个轨道，n p能级各有3个个轨道，n d能级各有5个轨道，n f能级各有7个个轨道。而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示。
一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理。
当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道而且自旋方向相反，这个规则是洪特规则。
洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。
3．能层与能级
对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。
（1）构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：
1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……
构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，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。
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。
（2）能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。
（3）表示方法：电子排布式和轨道表示式。
5．基态、激发态、光谱
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做基态原子。
当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。
不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，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。
（二）元素周期律
1．元素周期律
元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，这一规律叫做元素律。元素性质的周期性变化的本质原因是核外电子排布呈周期性变化。
2．元素性质周期性变化的具体表现
随着核电荷数的递增，每隔一定数目的元素
①原子半径由大到小；
②主要化合价：正价由+1→+7，负价由-4→-1；
③元素性质：同一周期由前往后金属性减弱，非金属性增强，同一主族，由上往下金属性增强，非金属性减弱；
④电离能：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能量叫做第一电离能。电离能的大小决定了该元素的原子失电子能力大小，第一电离能越大，越难失电子，金属活动性越弱。
同一主族，由上往下第一电离能减小，同一周期由前往后电离能增大，但二、三周期中的Be、N、Mg 和P四种元素的原子第一电离能大于相邻的前后元素的原子（为什么？）
⑤电负性：电负性是原子在化学键中对键合电子吸引能力的标度。电负性越大，吸引电子的能力越强。电负性的大小也可作为衡量金属性、非金属性强弱的尺度，在元素周期表中，电负性最大的是F，金属的电负性一般＜1.8；同一周期由前往后电负性增大，同一主族，由上往下电负性减小。
（三）共价键理论
1．共价键价键理论
（1）共价键
①定义：原子之间通过共用电子对所形成的化学键
②实质：形成共用电子对或电子云重叠
③类型：σ键和π键
a．δ键：沿健轴(两原子核的连线)方向以“头碰头”的方式发生原子轨道(电子云)的重叠所形成的共价键称为σ键——单键。
种类：S-S重叠，S-P重叠，P-P重叠
特点：轴对称(即以成键的两原子核为连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变)
b．π键：两个原子沿键轴平行以“肩碰肩”方式发生原子轨道(电子云)重叠所形成的共价键称为π键。(只有在生成σ键后，余下的p轨道才能生成π键)
特点：镜像对称(重叠形成的电子云由两块形成，分别位于两原子核构成的平面的两侧，互为镜像) c．δ键和π键比较
重叠方式：δ键——头碰头；π键——肩并肩。
键的强度：δ键＞π键
成键电子：δ键（S-S；S-P；P-P）；π键（P-P）。
成键类型：δ键成单键；π键成双键、叁键。
（2）由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道。
（3）判断共价键类型规律：共价单键是σ键；而共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。
2．价层电子对互斥模型
和
2
NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3
（1）杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。
（2）杂化轨道类型：
①sp3杂化：1个s轨道和3个p轨道会发生混杂，得到4个相同的轨道，夹角109°28′，称为sp3杂化轨
道。
②sp杂化：夹角为180°的直线形杂化轨道，sp2杂化：三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道。
4．配位键
（1）“电子对给予—接受键”被称为配位键。一方提供孤对电子；一方有空轨道，接受孤对电子。如：[Cu(H2O)2＋]、NH4＋中存在配位键。表示：A→B（前者是电子对给予体后者是电子对接受体）。
条件：其中一个原子必须提供孤对电子。另一原子必须能接受孤对电子轨道。
（2）通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。如铜氨配合物[Cu(NH3)4]2＋(深蓝色)的形成：
Cu2＋+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4＋
Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋+2OH－+4H2O
5．键的极性和分子的极性
（1）极性键：由不同原子形成的共价键。吸电子能力较强一方呈正电性（δ+），另一个呈负电性(δ-)。
（2）极性分子和非极性分子：极性分子中，正电荷中心和负电中心不重合；非极性分子的正电中心和负电中心重合。
（3）判断极性分子或非极性分子经验规律：若分子结构呈几何空间对称，为正某某图形，则为非极性分子。
6．氢键及范德华力及其对物质的影响
（1）范德华力：分子之间存在着相互作用力。范德华力很弱，约比化学键能小l~2数量级。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。
（2）氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。氢键表示方法：X—H…Y。
分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。
分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。
7．溶解性
（1）“相似相溶”规律：非极性溶质易溶于非极性溶剂，极性溶质易溶于极性溶剂。
极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
（2）溶解度影响因素：溶剂的极性、溶剂和溶质之间的氢键作用。
8．手性
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。
（四）晶体结构
1．晶体类型与结构、性质关系
晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。掌握下表内容是重点之一。对一些常见物质，要会判断其晶体类型。
2．如何比较物质熔、沸点高低
（1）由晶体结构来确定。首先分析物质所属的晶体类型，其次抓住决定同一类晶体熔、沸点高低的决定因素。
①一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体
如：SiO2＞NaCl＞CO2(干冰)，但也有特殊，如熔点：MgO＞SiO2
②同属原子晶体，一般键长越短，键能越大，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。
如：金属石＞金刚砂＞晶体硅原因r C-C ③同类型的离子晶体，离子电荷数越大，阴、阳离子核间距越小，则离子键越牢固，晶体的熔、沸点一般越高。如：MgO＞NaCl ④分子晶体，分子间范德华力越强，熔、沸点越高。 分子组成和结构相似的分子晶体，一般分子量越大，分子间作用力越强，晶体熔、沸点越高。如：F2＜Cl2＜Br2＜I2 若分子量相同，如互为同分异构体，则支链数越多， 沸点越高，分子越对称，则熔点越高。如：C5H12的各 同分异构体间， 沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷 熔点：新戊烷＞异戊烷＞正戊烷 因而应注意，并非外界条件对物质熔、沸点的影响 总是一致的，熔点常与晶体中微粒排布对称性有关。 若分子间有氢键，则分子间作用力比结构相似的同 类晶体强，故熔、沸点特别高。 如：氢化物的沸点如右图所示： 从上图中看出，H2Te、H2Se、H2S的沸点都依次降 低。按此变化趋势，H2O的沸点应为193K左右，但实 际上为373K、此种“反常”的升高，就是因为H2O分子 间存在氢键。对比同主族氢化物的沸点，从中可清楚看 到NH3、HF的沸点高得“反常”，也是因为分子间存在氢键。 HF分子间氢键： H2O分子间氢键： 氢键的生成对化合物性质有显著影响，一般分子间形成氢键时，可使化合物的熔、沸点显著升高，在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间形成氢键，则可使熔解度增大。如NH3极易溶于水就与此有关．除上述几种物质外，在醇、羧酸、无机酸、水合物、氨合物等中均有氢键。 ⑤金属晶体：金属原子的价电子数越多，原子半径越小、金属键越强，熔、沸点越高。 如：Na＜Mg＜Al （2）根据物质在同条件下的状态不同判断 注意：温度升高对金属、电解压溶液导电性影响是不同的。 在金属晶体中原子或离子不是静止不动，而在晶格结点上作较小幅度振动，这种振动对电子流动起着阻碍作用，加上阳离子对电子的吸引，电子运动便受到更多阻力，因而升温，金属电阻加大，导电能力下降。 在电解压溶液中，导电微粒是自由移动离子，升温有利于加快运动，导电性增强。 4．典型晶体的结构特征 （1）离子晶体 CsCl NaCl 离子配位数 8:8 6:6 一个晶胞中含 阳离子和阴离子数 1，1 4，4 晶胞构型 立方体 立方体 重点掌握NaCl 晶体结构，它还具有的特征： ①一个Na +周围等距且最近的Cl －有6个，此6个Cl － 连线形成的空间几何体为正八而体，Na +位于其中心。 ②一个Na +周围等距且最近的Na +有12个。 如何计算离子晶体中不同部位的离子对晶胞的贡献？ 体心（内） 面心 棱上 角顶 系统数 1 21 4 1 8 1 计算NaCl 晶体微粒数：Na +：体心(1个) 棱(各1个) 1+12×4 1=4 Cl － ：面心(各1个) 角顶(各1个) 21×6 + 8 1×8=4 （2）晶胞中微粒个数的计算 构成晶体的结构粒子是按着一定的排列方式所形成的固态群体。在晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。 位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8； 位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4； 位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2； 位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有1。 （3）金刚石和石墨的比较 注意：①石墨有导电性，是因为层内有自由电子。②碳还有多种同素异形体。如C60等。 想一想：C60、N60等属于什么晶体？可能是原子晶体吗？ （3）二氧化硅和二氧化碳晶体 三、有机化学基础 （一）碳原子的成键原则 1．饱和碳原子与手性碳原子； 2．不饱和碳原子； 3．苯环上的碳原子。 [应用]①利用“氢1，氧2，氮3，碳4”原则分析有机物的键线式或球棍模型； ②利用“手性碳原子”的特点分析有机物结构中的手性碳原子或书写含手性碳原子的有机物结构。 1．概念辨别（五“同”：同位素、同素异形体、同分异构体、同系物、等同结构）； 2．同分异构体的类别： (1)C链异构： 同种物质间由于主链碳原子数不同引起的异构现象。如正戊烷、异戊烷、新戊烷。 (2)官能团位置异构： 由于官能团在分子中的位置不同引起的异构现象。如是1-丙醇和2-丙醇，邻二甲苯、间二甲苯和对二 甲苯等。 (3)官能团种类异构： 常见的官能团异构有：①烯烃和环烷烃②二烯烃和炔烃③饱和一元醇和醚④饱和一元醛、酮和烯醇⑤饱和一元羧酸、酯和羟基醛⑥芳香醇、芳香醚和酚⑦硝基化合物和氨基酸⑧葡萄糖和果糖⑨蔗糖和麦芽糖。 3．同分异构体的书写： 顺序：先写C链异构，再写官能团位置异构，最后考虑其它官能团种类异构。 4．其它异构：烯烃的顺反异构、烷烃的手性异构 （四）官能团的重要性质 1．C=C：①加成（H2、X2或HX、H2O）；②加聚（单聚、混聚）；③氧化 2．C≡C：①加成；②氧化 3．：①取代（卤代，硝化，磺化）；②加成（H2） [延生]①引入氨基：先引入-NO2-NH2 ②引入羟基：先引入-X-ONa-OH ③引入烃基：+RCl-R ④引入羧基：先引入烃基-R-COOH 4．R-X：R-X+NaOH R-OH+NaX R’-CH2-CH2X+NaOH R’-CH=CH2+NaX+H2O 5．醇羟基： 2R-OH+2Na2R-ONa +H2 R-OH+HX R-X+H2O R-CH2-OH R-CHO R-COOH R-OH+ R’-COOH R’-CO-OR+ H2O R-OH+H-ONO2R-ONO2+ H2O R-CH2-CH2OH R-CH=CH2+ H2O 6．酚羟基： (1)与Na，NaOH，Na2CO3反应 2—OH+2Na→2—ONa +H2↑ —OH +NaOH→─ONa +H2O ─OH +Na2CO3→─ONa +NaHCO3 [注意]酚与NaHCO3不反应。 ─ONa ─OH +NaHCO3（NaHSO3，Na+） (2)苯酚在苯环上发生取代反应（卤代，硝化，磺化）的位置：邻位或对位。 (3)酚与醛发生缩聚反应的位置：邻位或对位。 [检验]遇浓溴水产生白色浑浊或遇FeCl3溶液显紫色； 7．醛基： 氧化与还原R-CH2-OH R-CHO R-COOH [检验](1)银镜反应；(2)与新制的Cu(OH)2悬浊液共热。 8．羧基： (1)与Na，NaOH，Na2CO3，NaHCO3溶液反应 R-COOH R-COONa R-COOH (2)酯化反应： (3)酰胺化反应R-COOH+H2N-R’→R-CO-NH-R’+H2O 9．酯基： 水解R-CO-OR’+H2O R-COOH+R’-OH R-CO-OR’+NaOH R-COONa+R’-OH R─CO─O─+ 2NaOH→RCOONa+─ONa [延生]醇解R-CO-OR’+R’’-OH R-CO-O R’’+ R’-OH 10．肽键： 水解 R-CO-NH-R ’+H 2 O R-COOH+R ’-NH 2 [应用](1)定性分析：官能团性质 常见的实验现象与相应的结构： ①遇溴水或溴的CCl 4溶液褪色：C ═C 或C ≡C ； ②遇FeCl 3溶液显紫色：酚； ③遇石蕊试液显红色：羧酸； ④与Na 反应产生H 2：含羟基化合物（醇、酚或羧酸）； ⑤与Na 2CO 3或NaHCO 3溶液反应产生CO 2：羧酸； ⑥与Na 2CO 3溶液反应但无CO 2气体放出：酚； ⑦与NaOH 溶液反应：酚、羧酸、酯或卤代烃； ⑧发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2悬浊液共热产生红色沉淀：醛； ⑨常温下能溶解Cu(OH)2：羧酸； ⑩能氧化成羧酸的醇：含“─CH 2OH ”的结构（能氧化的醇，羟基相“连”的碳原子上含有氢原子；能发生消去反应的醇，羟基相“邻”的碳原子上含有氢原子）； ○ 11能水解：酯、卤代烃、二糖和多糖、酰胺和蛋白质； ○ 12既能氧化成羧酸又能还原成醇：醛； (2)定量分析：由反应中量的关系确定官能团的个数； 常见反应的定量关系： ①与X 2、HX 、H 2的反应：取代（H~X 2）；加成（C ═C~X 2或HX 或H 2； C ≡C~2X 2或2HX 或2H 2； ~3H 2） ②银镜反应：-CHO~2Ag ；（注意：HCHO~4Ag ） ③与新制的Cu(OH)2反应：-CHO~2Cu(OH)2；-COOH~2 1 Cu(OH)2 ④与钠反应：-OH~ 2 1H 2 ⑤与NaOH 反应：一个酚羟基~NaOH ；一个羧基~NaOH ；一个醇酯~NaOH ； 一个酚酯~2NaOH ；R ─X ~ NaOH ； ~ 2NaOH （五）单体的聚合与高分子的解聚 1．单体的聚合： (1)加聚：①乙烯类或1,3─丁二烯类的 (单聚与混聚)；②开环聚合； (2)缩聚：①酚与醛缩聚→酚醛树脂；②二元羧酸与二元醇或羟基酸酯化缩聚→聚酯；③二元羧酸与二元胺或氨基酸酰胺化缩聚→聚酰胺或蛋白质； 2．高分子的解聚： (1)加聚产物→“翻转法” (2) 缩聚产物→“水解法” （六）有机合成 1．定义：有机合成指利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。 2 3 4．合成方法： (1)识别有机物的类别，含何官能团，它与何知识信息有关 A B C 反应物 反应条件 反应物 反应条件 …… D …… (2)据现有原料，信息及反应规律，尽可能合理把目标分子分成若干片断,或寻求官能团的引入、转换，保护方法或设法将各片断拼接衍变 (3)正逆推，综合比较选择最佳方案 5．合成原则： (1)原料价廉，原理正确 (2)路线简捷，便于操作，条件适宜 (3)易于分离，产率高 6．解题思路： (1)剖析要合成的物质(目标分子)，选择原料，路线(正向、逆向思维，结合题给信息) (2)合理的合成路线由什么基本反应完全，目标分子骨架 (3)目标分子中官能团引入 1、取代； 2、加成； 3、消去； 4、氧化或还原； 5、加聚或缩聚。 (八)燃烧规律 （1）气态烃在温度高于100℃时完全燃烧,若燃烧前后气体的体积不变,则该烃的氢原子数为4； 若为混合烃，则氢原子的平均数为4，可分两种情况：①按一定比例，则一种烃的氢原子数小于4，另一种烃的氢原子数大于4；②任意比例，则两种烃的氢原子数都等于4。 C x H y与C x H y(CO2)m(H2O)n或C x H y(CO2)a(H2O)b 推论：①最简式相同的两种有机物，总质量一定，完全燃烧，耗氧量一定，生成的CO2量一定，生成的水的量也一定； ②含碳量相同的两种有机物，总质量一定，则生成的CO2的量也一定； ③含氢量相同的两种有机物，总质量一定，则生成的水的量也一定； ④两种分子式等效的有机物，总物质的量一定，完全燃烧，耗氧量一定； ⑤两种有机物碳原子数相同，则总物质的量一定，生成的CO2的量也一定； ⑥两种有机物氢原子数相同，则总物质的量一定，生成的水的量也一定。 (九)有机物转化关系 1．有机物相互网络图： 2．醇、醛、酸、酯转化关系： 醇经氧化可转化醛、醛被氧化生成酸、羧酸跟醇反应产物是酯，这个转化关系的本质可表示为（其中X、R代表某种基团）： 这是有机化学中的主干知识，是高考有机框图推断题出现频度最大“题眼信息”之一。 【考点例析】 例1．（化学与技术）某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程： 请回答以下问题： （1）合成氨反应的化学方程式是，该反应在（填设备名）中发生。沉淀池中发生的主要反应方程式是，该反应能够发生的原因 是。 （2）在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是，可以循环使用的X是。 （3）该生产过程中的副产品是。从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑 转 化 率 /% 温度/℃ 压 强 /MPq 该流程的主要缺陷是 。 解析：（1） ；合成塔；CaSO 4＋CO 2＋2NH 3＋H 2O ＝CaCO 3↓＋(NH 4)2SO 4， 生成的CaCO 3溶解度小于CaSO 4有利于反应向正向进行。（2）一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO 2的吸收； CO 2（3）生石灰；该流程中，产生的CO 2循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质，无废物产生； 由于CaSO 4的溶解度较小，此反应的产率会比较低。 例2．（化学与技术）工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO 2转化为SO 3是一个关键步骤。压强及温度对SO 2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为：SO 2 7%，O 2 11%，N 2 82%)： 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 (1)已知SO 2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？_______________； (2)在400℃～500℃时，SO 2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是___ __； (3)选择适宜的催化剂，是否可以提高SO 2的转化率？ (填“是”或“否”)，是否可以增大该反应所放出的热量？______(填“是”或“否”)； (4)为提高SO 3吸收率，实际生产中用_________吸收SO 3； (5)已知：2SO 2(g)＋O 2(g)=2SO 3(g)；?H =－196.6 kJ/mol ，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO 3的质量和由SO 2生产这些SO 3所放出的热量。 解析：此题考查了在硫酸工业中运用化学反应速率和化学平衡原理选择适宜生产条件、根据图表信息解释和说明有关化学现象和问题以及反应热的计算。选择适宜的反应条件，要从浓度、压强、温度、催化剂等条件中考虑该反应的速率、转化率，同时还要考虑工业生产的实际情况。 答案：(1)压强一定时，温度升高，SO 2转化率下降，说明升温有利于逆反应进行，所以正反应为放热反应； (2)增大压强对提高SO 2转化率无显著影响，反而会增加成本；(3)否；否。(4)浓硫酸。 (5)SO 2 SO 3 H 2SO 4 ～ 反应热 )(SO g 803m =98%g 1010g 9864??=Q k J/2 196.6 解得：m (SO 3) = 8.0×109 g = 8.0×103 t ，Q = 9.83×109 kJ 。 例3．（物质结构与性质） (2012·福建理综，30) ?元素的第一电离能：Al_____Si(填“＞”或“＜”)。 ?基态Mn 2＋ 的核外电子排布式为____________。 ?硅烷(Si n H 2n ＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是____________________________________。 ?硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X m —(含B 、O 、H 三种元素) 的球棍模型如右图所示： ①在X m —中，硼原子轨道的杂化类型有____________；配位键存在于__________原子之间(填原子的数字标号)；m ＝__________(填数字)。 ②硼砂晶体由Na ＋ 、X m —和H 2O 构成，它们之间存在的作用力有____________(填序号)。 A ．离子键 B ．共价键 C ．金属键 D ．范德华力 E ．氢键 解析：本题考查物质结构与性质，涉及电离能、电子排布式、沸点比较、杂化、配位键等知识。 答案： (1)＜ (2)1S 22S 22p 63S 23p 63d 5(或[Ar]3d 5) (3)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其它合理答案) (4)①sp 2、sp 3 4，5(或5，4) 2 ②ADE 解题思路：(1)同周期，从左到右，总体上第一电离能逐渐增大(第二和第五主族例外)。则：铝的第一电离能 小硅。(2)Mn 是25号元素，其电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 2，故Mn 2＋ 的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 5。(3)硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高。(4) ①由球棍模型 可以看出，黑球为B原子，灰球为O原子，小黑球为H原子。2号B原子形成3个键，采取sp2杂化，4号B原子形成4个键，采取sp3杂化；4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号外三个O原子形成σ键后还有一个空轨道，而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键；由图示可以看出该结构可以表示为[B4H4O9]m－，其中B为＋3价，O为-2价，H为＋1价，根据化合价可知m=2。②在晶体中Na＋与X m＋之间为离子键，H2O 分子间存在范德华力，而该阴离子能与水分子形成氢键。 例4．（物质结构与性质）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(△H)，化学反应的△H等于反应中断裂旧化学 化学键Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/kJ·mol-1460 360 436 431 176 347 (1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”) SiC Si；SiCl4SiO2。 (2)如图所示中立方体中心的“●”表示硅晶体中的一个原子，请在立方体的顶点用“●”表示出与之紧邻的硅原子。 (3)工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)该反应的反 应热△H= kJ·mool-1 解析：本题主要考查键能的大小与物质性质及反应热之间的关系。(1)SiC与Si皆为原 子晶体，由于Si—C键能大于Si—Si键能，故SiC的熔点比Si高；SiCl4为分子晶体，SiO2为原子晶体，前者的熔点低于后者。 (2)根据硅原子与硅原子可形成正四个相等的硅硅键可知除立方体中心的硅原子外，与它相邻的硅原子应处于可形成正四面体的四个顶点上。 (3)所给反应的旧化学键键能之和为：4×360kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1=2312kJ·mol-1， 新化学键键能之和为4×431kJ·mol-1+2×2176kJ·mol-1(每摩硅原子相当于形成2molSi-Si) =2076kJ·mol-1，所以反应热为：2312kJ·mol-1－2076kJ·mol-1=236kJ·mol-1。 答案：(1)> < (2)如图(3)+236 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。 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 化学高考真题 选修3 2011-2017 全国卷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。 请回答下列问题： （1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号 为，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NH4Cl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 化学键C— C C— H C— O Si—S i 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，SiO4- 4 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） （3）A、B和D三种元素责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·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____________。 3．〔化学—选修3：物质结构与性质〕(15分) 早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe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）基态铁原子有个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：可用硫氰化钾奉验三价铁离子，形成配合物的颜色为 （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；一摩尔乙醛分子中含有的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四个氧原子，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) 4．[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元索，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。 《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 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。 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。 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） 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)。 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 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 化学选修三物质结构与性质综合测试题及答案 一、选择题(每小题3分，共54分。每小题只有一个 选项符合题意 ) ．．．． 1．有关乙炔（H-C=C-H）分子中的化学键描述不正确的是 A．两个碳原子采用sp杂化方式 B．两个碳原子采用sp2杂化方式 C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键D．两个碳原子形成两个π键 2．下列物质中，难溶于CCl4的是 A．碘单质 B．水C．苯酚 D．己烷 3．下列分子或离子中，含有孤对电子的是 A．H2O B．CH4 C．SiH4 D．NH4+ 4．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 A ．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。 B．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化。 C．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道。 D．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强。 5.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因 A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 C．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 D．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 6.若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子 B．该元素原子核外共有6个电子层 C．该元素原子的M能层共有8个电子 D．该元素原子最外层共有2个电子 7.σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是 A．H2 B.HF C.Cl2 D.F2 8. 下列原子或离子原子核外电子排布不属于基态排布的是 A. S2-: 1s22s22p63s23p6 B. N: 1s22s22p3 C. Si: 1s22s22p63s23p2 D. Na: 1s22s22p53s2 9.元素电负性随原子序数的递增而增强的是 A.C,Si,Ge B.N, P, As C.Si, P, Cl D. F, S, Cl 10.某元素质量数51，中子数28，其基态原子未成对电子数为 A.3 B.1 C. 2 D.0 11，只有阳离子而没有阴离子的晶体是( )。 A．金属晶体B．分子晶体 C．离子晶体D．原子晶体 12，下列关于物质熔点的排列顺序，不正确的是( )。 A．HI＞HBr＞HCl＞HF B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4 C．KCl＞KBr＞KI D．金刚石＞碳化硅＞晶体硅 13、下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是（） A．只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体 B．在上述共价化合物分子中各原子都形成8电子结构 C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体 D．金属晶体的熔点不一定比离子晶体的高 14、现有四种晶体，其离子排列方式如图所示，其中化学式不属AB型的是（） 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。 《物质结构与性质》模块测试题 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．核磁共振（NMR ）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR 现象。试判断下列哪种原子不能．．产生NMR 现象 A ．13 6C B ．147N C ．168O D ．31 15P 2．有关化学用语正确的是 A ．Cl － 的电子排布式：1s 22s 22p 63s 23p 6 B.乙醇的结构简式：C 2H 6O C ．硫离子的结构示意图： D.四氯化碳的电子式： 3. 膦（PH 3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH 3的叙述正确的是 A.PH 3分子中有未成键的孤对电子 B ．PH 3是非极性分子 C ．PH 3是一种强氧化剂 D ．PH 3分子的P －H 键是非极性键 4.下列关于元素第一电离能的说法不正确．．．的是 A ．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠 B ．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必定依次增大 C ．最外层电子排布为n s 2n p 6（若只有K 层时为1s 2）的原子，第一电离能较大 D ．对于同一元素而言，原子的逐级电离能越来越大 5.具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是 A ．ls 22s 22p 63s 23p 3 B ．1s 22s 22p 3 C ．1s 22s 22p 4 D ．1s 22s 22p 63s 23p 4 6.下列分子中，所有原子都满足8电子结构的是 A ．六氟化硫 B ．光气（COCl 2） C ．二氟化氙 D ．三氟化硼 7.下列说法中正确的是 A ．处于最低能量的原子叫做基态原子 B ．3p 2表示3p 能级有两个轨道 C ．同一原子中，1s 、2s 、3s 电子的能量逐渐减小 D ．同一原子中，2p 、3p 、4p 能级的轨道数依次增多 8.下列关于丙烯（CH 3—CH =CH 2）的说法正确的是 2 8 6 +16 试卷第1页，总17页 绝密★启用前 物质结构与性质 近十年高考真题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 请点击修改第I 卷的文字说明 一．选择题（共30小题） 1．（2008?广东）2007年诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl 对金属Pt 表面催化氧化CO 反应的模型进行了深入研究．下列关于Pt 和 Pt 的说法正确 的是（ ） A ．Pt 和Pt 的核外电子数相同，是同一种核素 B ．于Pt 和Pt 的中子数相同，互称为同位素 C ．于Pt 和Pt 的质子数相同，互称为同位素 D ．于 Pt 和 Pt 的质量数相同，不能互称为同位素 2．（1993?全国）下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB 2型化合物的是（ ） A ．6和8 B ．16和8 C ．12和9 D ．11和6 3．（1995?全国）817O 和816O 原子的核外电子数（ ） A ．大于 B ．小于 C ．等于 D ．不能肯定 4．（2004?新课标）下列关于原子的几种描述中，不正确的是（ ） A ．18O 与19F 具有相同的中子数 B ．16O 与17O 具有相同的电子数 C ．12C 与13C 具有相同的质量数 D ．15N 与14N 具有相同的质子数 5．（2004?老课程）下列分子中，所有原子的最外层均为8电子结构的是（ ） A ．BeCl 2 B ．H 2S C ．NCl 3 D ．BF 3 试卷第2页，总17页 6．（2009?上海）以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是（ ） A ．He B ． C ．1s 2 D ． 7．（2018?新课标Ⅰ）主族元素W 、X 、Y 、Z 的原子序数依次增加，且均不大于20．W 、X 、Z 最外层电子数之和为10；W 与Y 同族；W 与Z 形成的化台物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是（ ） A ．常温常压下X 的单质为气态 B ．Z 的氢化物为离子化合物 C ．Y 和Z 形成的化合物的水溶液呈碱性 D ．W 与Y 具有相同的最高化合价 8．（2012?山东）下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是（ ） A ．非金属元素组成的化合物中只含共价键 B ．ⅠA 族金属元素是同周期中金属性最强的元素 C ．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 D ．ⅦA 族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强 9．（2010?上海）下列有关物质性质的描述不符合事实的是（ ） A ．有机物不导电 B ．金刚石是自然界最硬的物质 C ．SO 2可用作食品防腐剂 D ．NO 可用于某些疾病的治疗 10．（2018?新课标Ⅲ）W 、X 、Y 、Z 均为短周期元素且原子序数依次增大，元素X 和Z 同族。盐YZW 与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含YZW 的溶液。下列说法正确的是（ ） A ．原子半径大小为W ＜X ＜Y ＜Z B ．X 的氢化物水溶液酸性强于Z 的 C ．Y 2W 2与ZW 2均含有非极性共价键 D ．标准状况下W 的单质状态与X 的相同 11．（2015?安徽）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，下列有关该物质的说法正确的是（ ） A ．分子式为C 3H 2O 3 B ．分子中含6个σ键 物质结构与性质测试题 （满分100分，时间90分钟） 相对原子质量：H 1 Li 7 Be9 C 12 O 16 Na 23 Mg 24 一．选择题（本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。）1．13C—NMR（核磁共振）、15N—NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtW üthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是（） A ．13C与15N有相同的中子数 B ．13C与C60互为同素异形体 C ．15N与14N互为同位素 D ．15N的核外电子数与中子数相同 2．下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是（）A．可溶于水B．具有较高的熔点C．水溶液能导电D．熔融状态能导电 3．某元素的两种同位素，它们的原子具有不同 ．．的（）A．质子数B．质量数C．原子序数D．电子数 4．下列分子的电子式书写正确的是（）A．氨B．四氯化碳 C．氮D．二氧化碳 5．下列叙述正确的是（） A ．P4和NO2都是共价化合物 B ．CCl4和NH3都是以极性键结合的极性分子 C．在CaO和SiO2晶体中，都不存在单个小分子 D．甲烷的分子是对称的平面结构，所以是非极性分子 6.某主族元素的原子,M层上有一个半充满的亚层(即该亚层的每个轨道只有1个电子, 这种原子的质子数（） A．只能是7 B．只能是15 C．是11或15 D．是11或13 7．某元素X最高价含氧酸的分子量为98，且X的氢化物的分子式不是H2X，则下列说法正确的是（） A ．X的最高价含氧酸的分子式可表示为H3XO4 B ．X是第二周期V A族元素 C ．X是第二周VIA族元素 D ．X的最高化合价为＋4 8.某元素的原子最外电子层排布是5s25p1,该元素或其化合物不可能具有的性质是（） A．该元素单质是导体B．该元素单质在一定条件下能与盐酸反应C．该元素的氧化物的水合物显碱性D．该元素的最高化合价呈+5价 9. 下列叙述中正确的是（） A．在冰(固态水)中，既有极性键、非极性键，又有氢键 B．二氧化碳分子是由极性键形成的非极性分子 C．含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 D．金属晶体的熔、沸点一定比分子晶体的高高中化学选修物质结构与性质历年高考题汇总
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