“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”試題賞析

強(qiáng)玉榮

(揚(yáng)州大學(xué)附屬中學(xué),江蘇 揚(yáng)州 225009)

“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”是高考的考查內(nèi)容.現(xiàn)以2022年高考“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”試題為例,說(shuō)明其考查方式與解題思路,僅供參考.

例1 (全國(guó)理綜乙卷,節(jié)選)回答下列問(wèn)題:

(1)下列選項(xiàng)中關(guān)于氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式正確的是____,其中能量較高的是____.(填標(biāo)號(hào))

①1s22s22p43d2②1s22s22p43s1

③1s22s22p33p2④1s22s12p5

(2)已知鹵化物CsICl2在受熱的條件下會(huì)發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成物為X、Y,其中Y為紅棕色液體,X為無(wú)色晶體.則X為____.為什么X比Y的熔點(diǎn)高?

(3)已知NA為阿伏加德羅常數(shù),α-AgI晶胞如圖1所示,求α-AgI晶體的摩爾體積Vm=____m3·mol-1(列出算式).

圖1 AgI晶胞

解析(1)F的原子序數(shù)為9,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5.①項(xiàng),1s22s22p43d2,核外共10個(gè)電子,不是氟原子,①項(xiàng)錯(cuò)誤;④項(xiàng),1s22s12p5,核外共8個(gè)電子,不是氟原子,④項(xiàng)錯(cuò)誤;②項(xiàng),1s22s22p43s1,基態(tài)氟原子2p能級(jí)上的1個(gè)電子躍遷到3s能級(jí)上,屬于氟原子的激發(fā)態(tài),②項(xiàng)正確;③項(xiàng),1s22s22p33p2,基態(tài)氟原子2p能級(jí)上的2個(gè)電子躍遷到3p能級(jí)上,屬于氟原子的激發(fā)態(tài),③項(xiàng)正確.而同一原子3p能級(jí)的能量比3s能級(jí)的能量高,因此能量最高的是1s22s22p33p2.

(2)在受熱的條件下,CsICl2會(huì)發(fā)生非氧化還原反應(yīng),依據(jù)試題信息中給出的生成物顏色和狀態(tài),可以判斷X為CsCl,Y為ICl,而CsCl為離子晶體,熔化時(shí)克服的是離子鍵,ICl為分子晶體,熔化時(shí)克服的是分子間作用力,因此CsCl的熔點(diǎn)比ICl高.

點(diǎn)評(píng)此題考查了激發(fā)態(tài)原子電子排布式與能量高低的判斷、雜化軌道類型與共價(jià)鍵類型的判斷、不同化合物分子中相同化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短的判斷與其原因分析、晶體化學(xué)式的推斷與晶體熔點(diǎn)高低的原因分析、晶體摩爾體積計(jì)算、晶體在電池中作用等方面的知識(shí),綜合性比較強(qiáng),體現(xiàn)了“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的主干知識(shí)[1].解題此題的關(guān)鍵為:一是要弄清電子排布式的意義;二是要掌握有機(jī)物分子中碳原子雜化方式與σ鍵、π鍵的判斷方法;三是要掌握不同有機(jī)物分子中相同化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短的判斷方法及其原因;四是能夠判斷出晶體的化學(xué)式和晶體類型;五是能夠根據(jù)題意判斷出α-AgI晶體在電池中的作用,并掌握晶胞粒子數(shù)與晶體摩爾體積的計(jì)算方法.

例2 (湖南化學(xué)卷,節(jié)選)鐵、硒(Se)是人體所必需的微量元素,同時(shí)鐵和硒被廣泛地應(yīng)用在材料、催化、醫(yī)藥等領(lǐng)域,回答下列問(wèn)題:

(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一種抗癌新藥,其結(jié)構(gòu)式如下:

①基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]____.

②該新藥分子中有____種不同化學(xué)環(huán)境的C原子.

(2)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑.富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖2所示:

圖2 結(jié)構(gòu)模型

①富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為____.

②富馬酸亞鐵中各元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開___.

圖3 反應(yīng)過(guò)程

①在反應(yīng)的產(chǎn)物中,N原子的雜化軌道類型為____.

(4)已知一種由鐵、鉀、硒形成晶胞在xy平面、xz平面、yz平面的投影如圖4所示.

圖4 投影圖

阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,圖4中a=0.4 nm、b=0.4 nm、c=1.4 nm.則由鐵、鉀、硒形成晶胞的密度為____g·cm-3,并列出計(jì)算式.

解析(1)①硒元素的原子序數(shù)為34,則基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p4.

②由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,乙烷硒啉的分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱,分子中含有8種化學(xué)環(huán)境不同的C原子.

②金屬元素的電負(fù)性小于非金屬元素,則鐵元素的電負(fù)性最小,非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,氫、碳、氧的非金屬性依次增強(qiáng),電負(fù)性依次增大,則富馬酸亞鐵中四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>C>H>Fe.

(3)①由產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,產(chǎn)物中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,則氮原子的雜化方式為sp3雜化.

(2)①11∶3;②O>C>H>Fe;

(3)①sp3雜化;②H2O.

點(diǎn)評(píng)此題考查了基態(tài)原子價(jià)電子排布式的書寫、分子中不同化學(xué)環(huán)境碳原子數(shù)的判斷、鍵角大小的比較、分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比的計(jì)算、元素電負(fù)性大小的比較、中心原子雜化類型的判斷、等電子體化學(xué)式的書寫、配位數(shù)的判斷、晶體化學(xué)式與晶體密度的計(jì)算等[2].解題的要領(lǐng)為:一是要掌握基態(tài)原子價(jià)電子排布式的寫法;二是明確在分子中不同化學(xué)環(huán)境碳原子數(shù)的判斷方法;三是要掌握鍵角大小的比較方法(首先計(jì)算出中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù),然后判斷出粒子的空間構(gòu)型,再根據(jù)空間構(gòu)型比較鍵角的大小);四是要掌握σ鍵與π鍵的判斷方法;五是要掌握元素電負(fù)性大小的比較方法;六要掌握中心原子雜化類型的判斷方法;七是要掌握等電子體的書寫方法;八是要能夠根據(jù)晶體的平面投影圖判斷出各種原子在晶體中所處位置,從而判斷出配位數(shù),并要掌握晶體化學(xué)式和晶體密度的計(jì)算方法.

總之,新高考背景下,“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”試題常常將化學(xué)知識(shí)融入具體的情境中,要求學(xué)生能夠依據(jù)新材料或是試題給出的物質(zhì)反應(yīng)等信息,結(jié)合“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的主干知識(shí),對(duì)實(shí)際的問(wèn)題進(jìn)行分析,并綜合運(yùn)用“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”知識(shí)解決問(wèn)題,體現(xiàn)高考對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的考查要求.