2020高考化学一轮复习8.6应用层面“物质结构与性质”综合题型分析学案（含解析）

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1、第6课时　应用层面——“物质结构与性质”综合题型分析[题型分析]物质结构与性质综合大题是高考命题的重要题型之一，试题把原子、分子结构与性质、晶体结构与性质等知识拼盘成一个大题，设置若干个问题，每个问题又相对独立。题目主要考查电子排布式、电负性和第一电离能大小比较、共价键分类及数目判断、杂化轨道类型、分子的空间构型、等电子体、分子极性的判断、晶体类型的判断及熔、沸点高低的比较等。难点是根据晶胞结构推断物质的化学式、晶体的密度、原子半径和空间利用率的计算等。题目的考查方式灵活，一般有两种命题方式：一是题目给出物质

2、或元素，直接回答题设问题；二是给出一定原子结构与性质的信息来推出元素，再结合推出的元素回答相关问题。[难点点拨]晶胞参数的计算方法1．晶胞参数(1)晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，此即晶格特征参数，简称晶胞参数。如立方晶胞中，晶胞参数a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°。(2)晶胞参数的计算2．晶体密度的计算方法3．金属晶体空间利用率的计算方法空间利用率＝×100%，球体积为金属原子的总体积。(1)简单立方堆积如图所示，原子的半径为r，立方体的棱长为

3、2r，则V球＝πr3，V晶胞＝(2r)3＝8r3，空间利用率＝×100%＝×100%≈52%。(2)体心立方堆积如图所示，原子的半径为r，体对角线c为4r，面对角线b为a，由(4r)2＝a2＋b2得a＝r。1个晶胞中有2个原子，故空间利用率＝×100%＝×100%＝×100%≈68%。(3)六方最密堆积如图所示，原子的半径为r，底面为菱形(棱长为2r，其中一个角为60°)，则底面面积S＝2r×r＝2r2，h＝r，V晶胞＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3,1个晶胞中有2个原子，则空间利用率＝×100%＝×100

4、%≈74%。(4)面心立方最密堆积如图所示，原子的半径为r，面对角线为4r，a＝2r，V晶胞＝a3＝(2r)3＝16r3,1个晶胞中有4个原子，则空间利用率＝×100%＝×100%≈74%。[典例剖析][典例]　(2018·全国卷Ⅰ)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)。(2)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H

5、－)，原因是_____________________。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________。LiAlH4中，存在________(填标号)。A．离子键B．σ键C．π键D．氢键(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的BornHaber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，Li2O晶格能为______kJ·mol－1。(5)

6、Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为____________g·cm－3(列出计算式)。[解析]　(1)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。(2)Li＋与H－具有相同的电子构型，Li的核电荷数大于H的核电荷数，因此Li的原子核对电子的吸引能力强，即Li＋半径小于H－半径。(3)LiAlH4的阴离子为AlH，AlH中Al的杂化轨道数为＝4，Al采取

7、sp3杂化，为正四面体构型。LiAlH4是离子化合物，存在离子键，H和Al间形成的是共价单键，为σ键。(4)由题给信息可知，2molLi(g)变为2molLi＋(g)吸收1040kJ热量，因此Li原子的第一电离能为520kJ·mol－1；0.5mol氧气生成1mol氧原子吸收249kJ热量，因此O===O键的键能为498kJ·mol－1；Li2O的晶格能为2908kJ·mol－1。(5)由题给图示可知，Li位于晶胞内部，O位于顶点和面心，因此一个晶胞有8个Li，O原子个数＝6×＋8×＝4。因此一个Li2O晶胞

8、的质量＝g，一个晶胞的体积为(0.4665×10－7)3cm3，即该晶体密度＝g·cm－3。[答案]　(1)D　C(2)Li＋核电荷数较大(3)正四面体　sp3　AB(4)520　498　2908(5)[对点练1]　2018年3月5日，《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班现年仅22岁的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石