知命題特點破高分瓶頸

河南省鄢陵縣第一高級中學 馮存良

近年來“物質結構與性質”高考試題為選考題，作為“拼盤”命制的題型，各小題之間相對獨立，主要考查原子結構與性質、分子結構與性質、晶體結構與性質。主要涉及的考點有：在原子結構部分主要命題點有核外電子排布式或排布圖的書寫，電離能、電負性大小的比較與判斷，電子親和能的變化規律；在分子結構部分主要命題點有化學鍵類型的判斷，分子構型的判斷，中心原子雜化方式的判斷；在晶體結構部分主要命題點有晶體類型的判斷，晶體熔沸點的判斷，晶體結構的計算等。下面就影響考生得高分、滿分的考點，進行重點突破。

考點一：原子結構與性質

例1 （1）硫及其化合物有許多用途。FeS2是黃鐵礦的主要成分，主要用于接觸法制硫酸。基態Fe原子價層電子的電子排布圖（軌道表達式）為____，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為____形。

（2）鋅在工業中有重要作用，也是人體必需的微量元素。

①Zn原子核外電子排布式為_____。

②黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn 和Cu 組成。第一電離能I1（Zn）_____I1（Cu）（填“大于”或“小于”）。原因是_____。

（3）鉀和碘的相關化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：

①元素K 的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為____nm（填標號）。

A.404.4 B.553.5 C.589.2

D.670.8 E.766.5

②基態K 原子中，核外電子占據最高能層的符號是____，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為____。K 和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K 的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是____。

（4）在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要材料。回答問題：下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是____（填標號）。

（2） ① 1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2②大于 Zn 核外電子排布為全滿穩定結構，較難失電子

（3）①A ②N 球形 K 原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱

（4）A

【高分必備】

1.常見原子軌道電子云輪廓（見表1）。

表1

2.核外電子排布。

（1）牢記基態原子核外電子排布的三規律（見表2）。

表2

（2）明確表示基態原子核外電子排布的四方法（見表3）。

表3

（3）巧判未成對電子數的兩方法。

①根據電子排布式判斷。

設電子排布式中未充滿電子的能級的電子數為n，該能級的原子軌道數為m，則n≤m 時，未成對電子數為n；n＞m 時，未成對電子數為2m-n。如氯原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5，未充滿電子的能級為3p 能級，有3個原子軌道，填充的電子數為5，所以未成對電子數為2×3-5=1；Cr原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，未充滿電子的能級為3d能級和4s能級，分別有5、1 個原子軌道，填充的電子數分別為5、1，所以未成對電子數為6。

②根據電子排布圖判斷。

電子排布圖能夠直觀地表示未成對電子數，即單獨占據一個方框的箭頭的個數。

3.電離能、電負性。

（1）元素第一電離能的周期性變化規律（見表4）。

表4

（2）電離能、電負性大小判斷（見表5）。

表5

考點二：分子結構與性質

例2 （1）硫及其化合物有許多用途，相關物質的物理常數如表6所示。

表6

①根據價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態分子中，中心原子價層電子對數不同于其他分子的是____。

圖1

②氣態三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為____形，其中共價鍵的類型有____種；固體三氧化硫中存在如圖1所示的三聚分子，該分子中S 原子的雜化軌道類型為____。

（2）鋅在工業中有重要作用，也是人體必需的微量元素。

①ZnF2具有較高的熔點（872 ℃），其化學鍵類型是____；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnJ2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是____。

②《中華本草》等中醫典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為_____，C原子的雜化形式為____。

（3）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是_____、____。

（4）近年來我國科學家發現了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe—Sm—As—F—O 組成的化合物。回答下列問題：

元素As與N 同族。預測As的氫化物分子的立體結構為_____，其沸點比NH3的_____（填“高”或“低”），其判斷理由是_____。

（3）乙二胺中N 形成3個單鍵，含有1對孤對電子，屬于sp3雜化；C形成4個單鍵，不存在孤對電子，也是sp3雜化。

（4）As與N 同族，則AsH3分子的立體結構類似于NH3，為三角錐形；由于NH3分子間存在氫鍵使沸點升高，故AsH3的沸點較NH3的低。

答案：（1）①H2S ②平面三角 2 sp3

（2）①離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnJ2的化學鍵以共價鍵為主，極性較小 ②平面三角形 sp2

（3）sp3sp3

（4）三角錐形 低 NH3分子間存在氫鍵，AsH3分子間無氫鍵

【高分必備】

1.σ鍵、π鍵的判斷。

（1）由原子軌道重疊方式判斷：“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。

（2）由共價鍵數目判斷：單鍵為σ鍵；雙鍵或三鍵，其中一個為σ鍵，其余為π鍵。

（3）由成鍵軌道類型判斷：s軌道形成的共價鍵全是σ鍵；雜化軌道形成的共價鍵全為σ鍵。

2.中心原子雜化類型和分子空間構型的相互判斷（見表7）。

表7

3.常見等電子體（見表8）。

表8

考點三：晶體結構與性質

例3 （1）硫及其化合物有許多用途。

①圖2為S8的結構，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為____。

圖3

圖2

②FeS2晶體的晶胞如圖3 所示。晶胞邊長為anm，FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數的值為NA，其晶體密度的計算表達式為____g·cm-3；晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為_____nm。

（2）鋅在工業中有重要作用，也是人體必需的微量元素。金屬Zn 晶體中的原子堆積方式如圖4 所示，這種堆積方式稱為____。六棱柱底邊邊長為a cm，高為ccm，阿伏加德羅常數的值為NA，Zn的密度為____g·cm-3（列出計算式）。

圖4

（3）圖5 是MgCu2的 拉 維 斯 結 構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖6 是沿立方格子對角面取得的截圖。可見，Cu原子之間最短距離x=_____pm，Mg 原子之間最短距離y=____pm。設阿伏加德羅常數的值為NA，則MgCu2的 密 度 是____g·cm-3（列 出 計 算 表 達式）。

圖5

圖6

解析：（1）①S8和SO2均為分子晶體，S8的相對分子質量大于SO2，因此S8的分子間作用力大，熔沸點比SO2的高。②分析晶胞結構可知，Fe2+位于棱邊和體心，位于頂點和面心，因此每個晶胞中含有的Fe2+個數為，每個晶胞中含有的個數為，即每個晶胞中含有4個FeS2。一個晶胞的質量為，晶胞的體積 為（a ×10-7）3cm3，該 晶 體 密 度 為1021g·cm-3。正八面體的邊長即為兩個面心點的距離，因此正八面體的邊長為

答案：（1）①S8相對分子質量大，分子間范德華力強

【高分必備】

1.晶胞中微粒數目的計算方法——均攤法（見圖7）。

圖7

熟記幾種常見的晶胞結構及晶胞含有的粒子數目（見表9）。

表9

2.晶胞求算。

（1）晶體密度的計算。

（2）晶體微粒與M、ρ 之間的關系。

若1個晶胞中含有x 個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質量為xM g（M為微粒的相對原子質量）；又1個晶胞的質量為ρa3g（a3為晶胞的體積，a 為晶胞邊長或微粒間距離），則1 mol 晶胞的質量為ρa3NAg，因此有xM=ρa3NA。