以“結(jié)構(gòu)”為主線(xiàn) 讓知識(shí)“串珠成鏈”

劉樹(shù)載

復(fù)雜的事物都是由許許多多小部分構(gòu)成的，化學(xué)基本概念與基本理論同樣如此.“雙基”知識(shí)零碎，但在整個(gè)中學(xué)化學(xué)教材中占有極其重要的地位，歷年高考中均占較大比重.若能緊緊抓住“結(jié)構(gòu)”這一主線(xiàn)，深刻理解其涵義，實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面，綱舉目張，可提高分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

一、原子結(jié)構(gòu)

例1 中國(guó)神舟十一號(hào)載人飛船于2016年10月17日7時(shí)30分發(fā)射.在這次載人航天任務(wù)中，中國(guó)航天員創(chuàng)造了在軌時(shí)間33天的最長(zhǎng)紀(jì)錄，為建造載人空間站做好準(zhǔn)備.據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，月球的土壤中吸附著數(shù)百萬(wàn)噸的32He，每百?lài)?2He核聚變所釋放出的能量相當(dāng)于目前人類(lèi)一年消耗的能量.在地球上，氦元素主要以42He的形式存在.下列說(shuō)法正確的是（ ）.

解析 元素相同而質(zhì)量數(shù)不同則為同一元素中的不同核素，它們互為同位素.42He只有2個(gè)質(zhì)子，核外只有一個(gè)電子層，只有2個(gè)電子；32He只有1個(gè)中子；42He的最外層電子數(shù)為2，但并不是金屬，而是稀有氣體.故只有B說(shuō)法正確.

點(diǎn)評(píng) 原子是由居于原子中心帶正電荷的原子核和核外帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成的.原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成.所以構(gòu)成原子的基本粒子是質(zhì)子、中子和核外電子.質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）.

二、分子結(jié)構(gòu)

例2 下列的敘述中不正確的是（ ）.

A.鹵化氫分子中，鹵素的非金屬性越強(qiáng)，共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)，穩(wěn)定性也越強(qiáng)

B.以極性鍵結(jié)合的分子，一定是極性分子

C.判斷A2B或AB2型分子是否是極性分子的依據(jù)是，具有極性鍵且分子構(gòu)型不對(duì)稱(chēng)、鍵角小于180°的非直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)

D.非極性分子中，各原子間都應(yīng)以非極性鍵結(jié)合

解析 不同種原子間形成的共價(jià)為極性鍵.比較HF、HCl、HBr、HI分子中H—X極性鍵強(qiáng)弱，取決于鹵素原子，若非金屬性越強(qiáng)、鍵的極性越強(qiáng)，A是對(duì)的.以極性鍵結(jié)合的雙原子分子，一定是極性分子，但以極性鍵結(jié)合成的多原子分子，也可能是非極性分子.如CO2分子中，兩個(gè)C=O鍵（極性鍵）是對(duì)稱(chēng)排列的，兩鍵的極性互相抵消，所以CO2是非極性分子，B錯(cuò).判斷其是否是極性分子的根據(jù)是必有極性鍵且電荷分布不對(duì)稱(chēng).A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，CO2、CS2為直線(xiàn)型，鍵角1800，電荷分布對(duì)稱(chēng)為非極性分子，C正確.多原子分子，其電荷分布對(duì)稱(chēng)，這樣的非極性分子中可以含有極性鍵，D錯(cuò).故答案為B、D.

點(diǎn)評(píng) 判斷鍵的極性標(biāo)準(zhǔn)是分子中所形成的共價(jià)鍵是不是由同種元素形成的.判斷分子是否有極性的標(biāo)準(zhǔn)是分子內(nèi)正負(fù)電荷重心是否重合.若分子中正、負(fù)電荷重心重合，該分子一定是非極性分子；否則，是極性分子.而正負(fù)電荷重心是否重合，又與分子空間構(gòu)型等因素有關(guān).因此，分子空間構(gòu)型和分子內(nèi)正、負(fù)電荷的分布是判斷分子是否有極性的依據(jù).

三、晶體結(jié)構(gòu)

例3 下列說(shuō)法正確的是（ ）.

A.碘單質(zhì)的升華過(guò)程中，只需克服分子間作用力

B.NH4Cl屬于離子化合物，該物質(zhì)中只存在離子鍵

C.在N2、CO2和SiO2物質(zhì)中，都存在共價(jià)鍵，它們都是由分子構(gòu)成

D.金剛石和足球烯（C60）均為原子晶體

解析 碘單質(zhì)為分子晶體，升華時(shí)克服分子間作用力，A正確；NH4Cl中既有離子鍵又有共價(jià)鍵，B錯(cuò)誤；SiO2是原子晶體，由原子構(gòu)成，C錯(cuò)誤；足球烯（C60）為分子晶體，D錯(cuò)誤.答案為 A.

點(diǎn)評(píng) 離子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是陰、陽(yáng)離子，質(zhì)點(diǎn)間的作用力是離子鍵.原子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是原子，質(zhì)點(diǎn)間的作用力是共價(jià)鍵.分子晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是分子，質(zhì)點(diǎn)間的作用為分子間作用力，即范德華力.金屬晶體的晶格質(zhì)點(diǎn)是金屬陽(yáng)離子和自由電子，質(zhì)點(diǎn)間的作用力是金屬鍵.離子晶體的熔點(diǎn)較高，常在數(shù)百至1千余度.原子晶體熔點(diǎn)很高，常在一千度至幾千度.分子晶體熔點(diǎn)低，常在數(shù)百度以下至很低溫度.金屬晶體多數(shù)熔點(diǎn)高，但也有相當(dāng)?shù)偷?

四、電解質(zhì)結(jié)構(gòu)

例4 下列敘述正確的是（ ）.

A.NaCl溶液在電流作用下電離成Na+和Cl-

B.溶于水后能電離出H+離子的化合物都是酸

C.BaSO4難溶于水，但BaSO4屬于強(qiáng)電解質(zhì)

D.CO2溶于水中能部分電離，但CO2不是電解質(zhì)

解析 本題主要考查電解質(zhì)的概念.電離是指電解質(zhì)在溶液中離解成自由移動(dòng)離子的過(guò)程，不需電流作用，A錯(cuò).能電離出H+離子的化合物還包括酸式鹽，如KHSO4K++H++SO42-，B錯(cuò).BaSO4難溶于水，但并不絕對(duì)不溶，極少量溶于水的BaSO4是完全電離的，且熔融狀態(tài)下BaSO4完全電離，C正確.CO2溶于水后，存在電離平衡：CO2+H2OH2CO3H++HCO3-，可見(jiàn)所電離出的離子不是由CO2提供，故CO2是非解質(zhì)，D正確.答案為C、D.

點(diǎn)評(píng) 電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)等概念，容易混淆，應(yīng)加以仔細(xì)辨析，明確其外延.電解質(zhì)溶液屬于混合體系.因電解質(zhì)溶液能夠發(fā)生電離、水解等反應(yīng)，使得溶液中存在著多種形式的微粒，微粒的濃度也因此而變化.

五、元素周期表結(jié)構(gòu)

圖1例5 短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置如圖1所示，其中W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，下列說(shuō)法正確的是（ ）.

A.原子半徑：Z>W>X>Y

B.元素X、Y、Z、W的最高化合價(jià)分別與其主族序數(shù)相等

C.最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X>Z>W

D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：X>Z>W

解析 W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，所以W是P元素；根據(jù)X、Y、Z與W的相對(duì)位置，可知X、Y、Z分別是N、O、Si；同周期從左到右半徑減小、同主族從上到下半徑增大，原子半徑：Z>W>X>Y，故A正確；O元素最高化合價(jià)分別與其主族序數(shù)不相等，故B錯(cuò)誤；最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X>W>Z，故C錯(cuò)誤；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：X>W>Z，故D錯(cuò)誤.

答案：A

點(diǎn)評(píng) 元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，必須在理解基礎(chǔ)上加以掌握.元素周期表中共有18個(gè)縱行，16個(gè)族；主族的序數(shù)=最外層電子數(shù)=該元素的最高化合價(jià)數(shù).7個(gè)橫行即7個(gè)周期，周期序數(shù)=電子層數(shù)；每一周期都是以堿金屬元素開(kāi)始到鹵素，最后以稀有氣體元素結(jié)束.

六、分散系結(jié)構(gòu)

例6 下列溶液不具有丁達(dá)爾現(xiàn)象的是（ ）.

A.C17H35COONa溶液 B.珂羅酊

C.I2的CCl4溶液D.蛋白質(zhì)溶液

解析 從字面看來(lái)，四種選項(xiàng)似乎都稱(chēng)溶液，但需注意：解題不能“望文生意”，不抓住原理、規(guī)律而盲目猜測(cè).具有丁達(dá)爾現(xiàn)象是膠體的特征，C17H35COONa雖然不是高分子化合物，但分散質(zhì)微粒也已達(dá)到膠體范圍，所以工業(yè)上油脂經(jīng)它化反應(yīng)后加入大量NaCl，發(fā)生鹽析，從而達(dá)到分離目的，A有丁達(dá)爾現(xiàn)象；凡是高分子化合物形成的溶液由于分散質(zhì)微粒大小已達(dá)到膠體范圍，故實(shí)際屬膠體；珂羅酊是膠棉（硝酸纖維素酯）的乙醇——乙醚溶液，B、D有丁達(dá)爾現(xiàn)象.I2屬于小分子，其CCl4溶液應(yīng)名付其實(shí)，沒(méi)有丁達(dá)爾現(xiàn)象.答案為C.

點(diǎn)評(píng) 分散系是指由一種物質(zhì)（或幾種物質(zhì)）以粒子形式分散到另一種物質(zhì)里所形成的混合物.分散系中分散成粒子的物質(zhì)叫做分散質(zhì)；另一種物質(zhì)叫分散劑.根據(jù)分散質(zhì)微粒的大小，分散系可分為溶液、膠體和濁液（懸濁液和乳濁液）.圖2

七、原電池結(jié)構(gòu)

例7 將一張濾紙剪成四等份，用銅片、鋅片、發(fā)光二極管、導(dǎo)線(xiàn)在玻璃片上連接成如圖所示的裝置，在四張濾紙上滴入稀H2SO4直至全部潤(rùn)濕.下列敘述正確的是（ ）.

A.鋅片上有氣泡，銅片溶解

B.Zn片發(fā)生還原反應(yīng)

C.電子都是從銅片經(jīng)外電路流向鋅片

D.該裝置至少有兩種形式的能量轉(zhuǎn)換

解析 鋅為負(fù)極，銅為正極，正極上生成氫氣，故A錯(cuò)誤；鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；電子從鋅極經(jīng)外電路流向銅極，故C錯(cuò)誤；該裝置存在電能、化學(xué)能與電能與光能的轉(zhuǎn)化，故D正確.

答案：D

點(diǎn)評(píng) 借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.化學(xué)電池的主要部分是電解質(zhì)溶液，和浸在溶液中的正極和負(fù)極，使用時(shí)將兩極用導(dǎo)線(xiàn)接通，就有電流產(chǎn)生，因而獲得電能.命題的熱點(diǎn)在于原電池（或電解池）的電極名稱(chēng)判斷、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě).

八、電解池結(jié)構(gòu)

例8 用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如圖3所示（電極材料為石墨）.

下列有關(guān)敘述不正確的是（ ）.

A.圖中a極連接電源的負(fù)極

B.A口放出的物質(zhì)是氫氣，C口放出的物質(zhì)是氧氣

C.b極電極反應(yīng)式為：SO2-3-2e-+H2OSO42-+2H+

D.電解過(guò)程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)

解析 A項(xiàng)，Na+移向陰極區(qū)，SO2-3移向陽(yáng)極區(qū)，所以a極為陰極，應(yīng)接電源負(fù)極，故A正確；B項(xiàng)，陰極區(qū)放電離子為氫離子生成氫氣，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-，A口出來(lái)的是氫氣，b極應(yīng)接電源正極，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為SO2-3-2e-+H2OSO2-4+2H+，所以A口放出的物質(zhì)是氫氣，從C口流出的是濃度較大的硫酸，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，b為陽(yáng)極，SO2-3在陽(yáng)極失去電子變成SO42-，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為SO2-3-2e-+H2OSO2-4+2H+，故C正確；D項(xiàng)，在陰極區(qū)，由于H+放電，破壞水的電離平衡，c（H+）減小，c（OH-）增大，生成NaOH，堿性增強(qiáng)，故D正確.

答案：B

點(diǎn)評(píng) 使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解.借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，也就是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽.分析電解過(guò)程的思維程序?yàn)椋海?）首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極；（2）再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽(yáng)兩組（不要忘記水溶液中的H+和OH-）；（3）排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序.陰極：陽(yáng)離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+.陽(yáng)極：活潑電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子.