高考二轮专题复习：物质结构

 [命题趋向]

1．《考试大纲》对物质结构、元素周期律方面的要求为：以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质（如：原子半径、化合价、单质及化合物性质）的递变规律与原子结构的关系；以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。这部分内容每年都会有试题，可以是选择题，也可以有关结合物质结构的元素化合物推断题。

2．《考试大纲》中有关物质结构部分的内容还有：

（1）理解离子键、共价键的涵义。理解极性键和非极性键。了解极性分子和非极性分子。了解分子间作用力，初步了解氢键。能用有关原理解释一些实际问题。

（2）了解几种晶体类型（离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体）及其性质，了解各类晶体内部微粒间的相互作用。能够根据晶体的性质判断晶体类型等。

（3）能对原子、分子、化学键等微观结构进行三维空间想像，重视理论联系实际、用物质结构理论解释一些具体问题。

高考试题中常常是结合元素化合物内容进行综合考查。题型上看可以是选的择题、简答题、填空题等。

3．要注意，这部分内容也属于最重要基础知识之一，可以联系到各部分内容中，编制成多种不同的题型进行考查。

[复习重点]

1．原子结构和元素周期律知识的综合网络

2．对一些重要的知识点加以总结归纳

如，在元素周期律的学习中用多种方法判断元素的金属性和元素的非金属性，并加以归纳总结。

金属性强弱：（1）单质与水或非氧化性酸反应难易；（2）单质的还原性（或离子的氧化性）；（3）M(OH)_n的碱性；（4）置换反应；（5）原电池中正负极判断，金属腐蚀难易；（4）对应金属离子电解时阴极放电顺序。

非金属性强弱：（1）与氢气反应生成气态氢化物难易；（2）单质的氧化性（或离子的还原性）；（3）最高价氧化物的水化物（H_nRO_m）的酸性强弱；（4）置换反应。

3．各类晶体主要特征

在离子晶体、原子晶体和金属晶体中均不存在分子，因此NaCl、SiO₂等均为化学式。只有分子晶体中才存在分子。

类型 比较		离子晶体	原子晶体	分子晶体	金属晶体
构成晶体微粒		阴、阳离子	原子	分子	金属阳离子、自由电子
形成晶体作用力		离子键	共价键	范德华力	微粒间的静电作用
物理性质	熔沸点	较高	很高	低	有高、有低
	硬度	硬而脆	大	小	有高、有低
	导电性	不良（熔融或水溶液中导电）	绝缘、半导体	不良	良导体
	传热性	不良	不良	不良	良
	延展性	不良	不良	不良	良
	溶解性	易溶于极性溶剂，难溶于有机溶剂	不溶于任何溶剂	极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂中	一般不溶于溶剂，钠等可 与水、醇类、酸类反应
典型实例		NaOH、NaCl	金刚石	P4、干冰、硫	钠、铝、铁

4．以典型分子结构为起点进行纵横联系

以甲烷为中心可进行如下图所示的联系：

[典型题析]

[例1] 下列指定微粒的个数比为2:1的是（　）

A．Be²⁺离子中的质子和电子

B．H原子中的中子和质子

C．NaHCO₃晶体中的阳离子和阴离子

D．BaO₂（过氧化钡）固体中的阴离子和阳离子

[解析] Be²⁺中含有4个质子、2个电子。H原子中含有1个中子和1个质子。NaHCO₃晶体中的钠离子跟碳酸氢根离子的个数比为1:1。BaO₂（过氧化钡）固体中含有Ba²⁺、O₂^2-阴离子和阳离子的个数比为1:1。所以答案选A。

[例2]酸根RO₃^-所含电子数比硝酸根NO₃^-的电子数多10，则下列说法正确的是（　　）。

（A）R原子的电子层数比N的电子层数多1

（B）RO₃^-中R的化合价与NO₃^-中的N的化合价相等

（C）RO₃^-和NO₃^-只能被还原，不能被氧化

（D）R和N为同族元素

[解析]从“酸根RO₃^-所含电子数比硝酸根NO₃^-的电子数多10”可得出R元素的原子序数应比N大10，所以RO₃^-是ClO₃^-。进而可推出说法A、B是正确的，说明D是错误的。氯酸根离子既可以被氧化（转化为高氯酸根离子）、也可以被还原成低价态，所以说法C也是错误的。答案为AB。

[例3]1999年美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是（　 ）。

（A）原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度

（B）原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料

（C）原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料

（D）每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键

[解析]解答前，应先弄清命题者是要考查干冰的性质、还是要考查原子晶体的性质。有的同学没有分析清楚这一点，认为是考查干冰的性质，因而造成错解。

通过“原子晶体干冰”来考测解题者对“原子晶体性质”的理解程度。原子晶体硬度大、熔点和沸点高，所以A和C两种说法正确。联想到二氧化硅晶体结构，可得出D说法也是正确的。答案应选B。

[例4]不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值x来表示，若x越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。

下面是某些短周期元素的x值：

元素符号	Li	Be	B	C	O	F	Na	Al	Si	P	S	Cl
x值	0.98	1.57	2.04	2.55	3.44	3.98	0.93	1.61	1.90	2.19	2.58	3.16

（1）通过分析x值变化规律，确定N、Mg的x值范围：

_______________<x(Mg)<­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­____________，______________<x(N)<___________________。

（2）推测x值与原子半径的关系是________________________________；根据短周期元素的x值变化特点，体现了元素性质的_________________变化规律。

（3）某有机化合物结构式为，其中S—N中，你认为共用电子对偏向谁？_______（写原子名称）。

（4）经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的差值（Δx），当Δx>1.7时，一般为离子键，当Δx<1.7时，一般为共价键，试推断AlBr₃中化学键类型是________________。

（5）预测元素周期表中，x值最小的元素位置：______________(放射性元素除外)。

[解析]题中给出第二、第三周期元素的x值（其中缺少了氮、镁两种元素的x值），x值与这种原子在分子中吸收电子的能力有关。

可根据元素性质的周期性变化来推测镁和氮的x值。从表中数值可看出，同周期中元素的x值随原子半径的减少而增大，x值的变化体现了元素性质的周期变化。

用x值大小可判断共价键中共用电子对偏向哪一方。对于S—N，由于N的x值大于S的x值，所以其中共用电子对偏向N原子。

表中查不到溴的x值，可根据元素周期律来推测，氯与溴同主族，氯的x值必定比溴的x值大，而：

x（Cl）-x（Al）=3.16-1.61=1.45<1.7，而溴与铝的x值这差必定小于1.45，所以溴化铝肯定属于共价化物。

x值越小，元素的金属越强，x值最小的元素应位于第六周期的IA主族。

所以答案为：（1）0.93<x(Mg)<­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­1.61，2.55<x(N)<3.44。（2）同周期（同主族）中，x值越大，其原子半径越小；周期性。（3）氮原子。（4）共价键。（5）第六周期IA主族。

[预测与训练]

1．11g ²H₂¹⁸O所含的中子的物质的量为（　  ）

A．4.5mol　　　　  B．5mol　　　 C．5.5mol D．6mol

2．元素X、Y、Z的原子序数都小于18，X的阳离子，Y的阳离子和Z的阴离子都具有相同的电子层结构，Y的阳离子半径小于X的阳离子半径，则元素X、Y、Z的原子序数由小到大的顺序依次是（　  ）

A．Z、Y、X　　　　B．Y、Z、X

C．Y、X、Z　　　　 D．Z、X、Y

3．下列两核间距最小的离子化合物是（　　）

A．KCl　　　　B. NaF　　　　　 C. HF　　　　 D. CaS

4．根据主族元素的原子序数不能确定的是（　  ）

A．质子数　　　　B. 中子数　　　　　 C. 价电子数　 D. 相对原子质量

5．下列物质中，既可与盐酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应的是（　  ）

A．NaHSO₄　　　 B．NaHCO₃　　　　 C．Al(OH)₃　　　　D．Na₂SO₃

6．与NH₄⁺离子、质子总数和电子总数都相同的微粒是（　  ）

A．Al₃⁺　　B．H₃O⁺　 C．OH^-　 D．Na⁺

7．下列说法正确的是（　  ）

A．难失去电子的原子，易形成阴离子

B．单质分子中不存在化学键，化合物的分子才存在化学键

C．离子化合物中一定含有离子键　　　　 

D．离子化合物中一定含金属键

8．下列对铯及其化合物的预测正确的是（　　）

A．铯的熔点很高　　　　　　　　 B．在自然界中，铯能以游离态存在

C．氯化铯易溶于水　　　　　　　  D．铯只有一种氧化物Cs₂O

9．下列比较关系中，正确的是（　　）

A．元素金属性Na＞Mg＞Al　　　 B．热稳定性H₂S＜H₂Se＜HCl

C．酸性H₃PO₃＜H₂SO₄＜HClO₄　　D．原子半径Mg＞Na＞H

10．下列叙述正确的是（　  ）

A．电子层数少的元素原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径　　

B．核外电子层结构相同的单核微粒半径相同 

C．质子数相同的不同单核微粒，电子数越多，半径越大　　

D．原子序数越大，原子半径越大

11．阴离子含中子N个，X的质量数为A，则a gX的氢化物中含质子的物质的量是（　　）

A． mol　　　　　  B． mol

C． mol　　　　 D． mol

12．下列化学键中，都属于极性共价键的是（　  ）

A．共价化合物中的化学键

B．离子化合物中的共价键

C．同种元素原子间的共价键

D．不同元素原子间的共价键

13．有M、R两种主族元素，已知M^2-离子与R⁺离子核外电子数之和为20，则下列说法不正确的是（　）

A．M与R的质子数之和一定等于19

B．M、R可能分别处于第二周期和第三周期

C．M、R可能分别处于第三周期和第二周期

D．M和R的质子数之差可能等于7

14．A、B、C、D四种短周期元素，其离子A⁺、B²⁺、C^-、D^2-具有相同的电子层结构，下列判断正确的是（　 ）

A．原子序数由大到小的顺序是：B>A>C>D

B．离子半径由大到小的顺序是：B²⁺>A⁺>C^->D^2-

C．A、B、C、D四种元素可能属于同一周期

D．A、B、C、D四种元素一定属于短周期元素

15．石英玻璃是将纯石英在1600℃高温下熔化，冷却后形成的玻璃体。关于石英玻璃的结构和性质的叙述中正确的是（　　）

A．石英玻璃属于原子晶体

B．石英玻璃耐高温且能抵抗一切酸的腐蚀

C．石英玻璃的结构类似于液体

D．石英玻璃能经受高温剧变且能抗碱的腐蚀

16．由于金属锑的导电性介于导体与绝缘体之间以及它容易形成合金而具有很多重要用途。下列对锑元素（₁₅Sb）的单质及其化合物的叙述不正确的是（　）。

A．金属锑可用于制半导体材料

B．金属锑可用于制合金，以提高金属的硬度

C．金属锑及其化合物往往有毒，使用时要倍加小心

D．在火柴盒侧面涂有的三硫化二锑，用作氧化剂

17．下列分子结构：CO₂、CH₄、PCl₅、Na₂O₂、MgF₂，其中原子的最外层不能都满足8电子稳定结构的是　　　　　　  ，是离子化合物，且离子个数之比是2：1或1：2的是　　　　　　  。

18．短周期元素A、B、C、D中，0.5mol A元素的离子得到6.02×10²³个电子被还原为中性原子，0.4g A的氧化物恰好与100ml 0.2mol/L的盐酸完全反应，A原子核内质子数目与中子数目相等，B元素原子核外M层电子数目比K层多1个，C^―比A元素的离子多1个电子层，D元素的原子核外L层比K层多2个电子。

（1）A、B、C、D四种元素的名称分别是　　　 、　　　　  、　　　　、　　　　。

（2）画出C^―和D原子的结构示意图　　　　　　

（3）向B、C两种元素形成的化合物的水溶液里逐滴滴入苛性钠溶液，现象为______________________，写出有关离子方程式________________________________；_________________________________。

19．据2004年1月17日网易报道，意大利科学家使用普通氧分子和带正电的氧化离子作用，制出了新型的氧分子O₄，它的结构很复杂，可能具有与S₄相似的长方形结构，是一种高能量分子。

（1）下列有关O₄的说法正确的是：　 ▲　

A．O₄分子内存在极性共价键　 

B．合成O₄的反应可看作核聚变反应，即不属于化学变化

C．O₄与O₃、O₂都是氧的同素异形体

D．O₄将来可用作更强有力的火箭推进的氧化剂

（2）制备含O₂^-、O₂^2-甚至O₂⁺的化合物都是可能的，通常它们是在氧分子进行下列各种反应时生成的：

上述反应中，　　 （填序号）相当于氧分子的氧化；　　 （填序号）相当于氧分子的还原。

（3）写出O₂^2—的电子式：　　　　 

参考答案：

1D。2D。3B。4BD。5BC。6BD。7C。8C。9AC。10C。11D。12D。

13D（从离子的核外电子数之和为20可推出M、R两种原子的核外电子数之和为19，所以符合题示条件的M、R可能有多种答案。但M、R的质子数之差不可能是7）。

14A（从“离子A⁺、B²⁺、C^-、D^2-具有相同的电子层结”可判断出，A、B、C、D四种元素在元素周期表中的相对位置为：

ⅠA	ⅡA	ⅢA	ⅣA	ⅤA	ⅥA	ⅦA	0
					D	C
A	B

进而很容易判断出，原子序数的大小是B>A>C>D）。

15C（既考查了玻璃的概念、又考查了二氧化硅的性质）。

16D。

17．PCl₅、CH₄、NaOH；Na₂O₂、MgF₂

18． (1)镁、铝、氯、碳；

(2) 、；

(3)Al³⁺+3OH^-===Al(OH)₃↓；Al(OH)₃+OH^-==AlO₂^-+2H₂O。

19．（1）C、D　（2）②；①③ （3）