“物质结构与性质”试题分析及问题考点探究

摘 要：文章对“物质结构与性质”这一知识点的试题进行了深入分析，总结了常见的题型、重点考查的内容及考生常见的失误.通过对试题的梳理，分析了常见题型的解题思路，探讨了如何针对不同题型提升解题技巧，旨在帮助学生在复习中有的放矢，提高解题效率，并为教师教学提供参考.

关键词：高中化学；物质结构与性质；考点分析

中图分类号：G632"" 文献标识码：A"" 文章编号：1008-0333（2024）31-0143-03

收稿日期：2024-08-05

作者简介：王雅宁（1989.4—），女，安徽省淮北人，硕士，中学二级教师，从事高中化学教学研究.

“物质结构与性质”作为高中化学的重要内容，涵盖了从微观粒子到宏观物质性质的多方面知识，涉及原子结构、分子间作用力、晶体结构等诸多概念^［1］.这一部分的知识不仅是高考考查的重点，也是学生理解化学其他内容的基础.然而，由于知识点较多，许多学生在实际学习和考试中容易出现理解偏差，导致频繁失分.因此，针对“物质结构与性质”相关试题进行分析，找出常考考点及考生容易犯的错误，可极大帮助学生理解该部分知识.

1 试题总体特点和考查范围

“物质结构与性质”相关试题，背景较为新颖，多围绕新发现新成果新材料为载体，需要学生有较强的分析和实际问题解决能力.考查的知识多以“拼盘”的形式呈现，即围绕“原子结构和性质”“分子结构和性质”“晶体结构和性质”三个部分，相对独立出题，各个部分考查的主要知识点，如图1^［2］.

2 常见考点及解题策略

2.1 基态原子（或离子）的核外电子排布

基态原子（或离子）的核外电子排布涉及原子或离子中电子的排布方式，其包含电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式以及轨道表示式四种表达方式，需要学生从泡利原则、洪特原则以及能量最低原则三方面出发完成解题过程.该类题属于简单题型，常见的错误为学生未正确区分四种表达方式.因此，教师在教学过程中要注意引导学生对四种表达式进行区分.

例1 2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH2CH2）与四氟乙烯（CF2CF2）的共聚物（ETFE）制成.回答下列问题：

（1）基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为.

答案：

点评 虽然背景是新材料，但其实可以发现，该类题的考查知识点与背景并无太大关系，难点设置在学生对“价电子”和“排布图”的理解上.解题时可以遵循如下步骤：

①确定元素的电子数，按照能量关系排出轨道，如该题中的F，9个电子数，涉及到的轨道有1s、2s、2p，排列顺序为1s＜2s＜2p

②根据能量最低原理和泡利不相容原理，写出电子排布式，如该题中的1s22s22p5

③结合洪特规则，画出排布图，注意在书写轨道表示式时，要先考虑洪特规则，然后考虑泡利不相容原理.

2.2 元素周期表、元素周期律的应用

元素周期表是元素周期律的具体体现，按照元素的原子序数进行排列，将具有相似化学性质的元素归为一族，从而形成了周期性的表格结构.考点主要考查学生对元素周期表结构的理解，以及如何利用元素性质的周期性变化规律（如原子半径、电离能、电负性等随原子序数的变化）来预测和解释元素的化学性质，多涉及元素推断问题.该类题具有一定的难度，学生常常会因为元素推断错误或者不熟悉元素周期表和原子结构、性质的关系而导致失分.因此，教师在教学过程中需要注重对元素周期表的深入讲解，帮助学生建立元素周期表的整体结构观念，明确元素性质的周期性变化规律.

例2 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同.下列说法正确的是（" ）.

A．第一电离能：Wgt;Xgt;Ygt;Z

B．简单离子的还原性：Ygt;Xgt;W

C．简单离子的半径：Wgt;Xgt;Ygt;Z

D．氢化物水溶液的酸性：Ygt;W

解析 X、Y、Z、W为短周期元素，则只能为一、二、三周期.根据“电子总数为其最高能级电子数的2倍”信息，当该元素位于第二周期时，可能为Be元素或O元素；当其位于第一周期和第三周期时，无匹配元素.根据“淡黄色的化合物“Z2X2”，可以推测X元素为O，Z元素为Na，所形成的Na2O2为淡黄色固体.根据“Y、W的最外层电子数相同”和“原子序数依次增大”信息，可以推知Y代表F元素，W代表Cl元素.至此，四种元素分别为O、F、Na和Cl.A选择，判断元素的第一电离能关系.在元素周期表中，同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，即从左至右，第一电离能变大.同一主族，由上至下，第一电离能会变小，因此，四种元素的第一电离能大小排序为F＞O＞Cl＞Na，A选项错误.B选项，判断离子的还原性，当单质的氧化性越弱时，其对应的简单离子的还原性就越强.在O、F、Cl三种元素中，氧化性最强的为F2，最弱的为O2，因此其对应的简单离子的还原性为O^2-＞Cl-＞F-，B选项错误.C选项，需要判断离子半径，对于该四种元素.当电子层数不同时，电子层数越多，对应的离子半径越大；当电子层数相同时，电子序数越大，半径则越小.则四种元素半径顺序为Cl-＞O^2-＞F-＞Na+，C选项正确.D选项，需要判断其氢化物水溶液对应的酸性，同主族元素，从上至下非金属性逐渐减弱，则Cl元素的非金属性要比F元素弱.当两者各形成对应的氢化物后，Cl原子对H原子的束缚力会弱于F元素，因此，其对应的水溶液的酸性HCl＞HF，D选项错误.

2.3 分子（或离子）的空间结构与两大理论

主要考查学生对化学键空间分布、分子几何形状及其相关性质的理解，涉及价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，通过这两大理论帮助学生预测分子或离子的空间结构及其极性等性质.常考知识点包括分子几何形状的判断（如直线型、正四面体形等）、键角的比较、分子的极性以及键的类型（如σ键和π键）.该考点的难度中等偏高，尤其在结合理论推导分子结构与性质时，要求学生具备较强的分析能力.

例3 氯元素有多种化合价，可形成Cl2O、Cl-、ClO-、ClO-2、ClO-3、ClO-4等微粒.下列说法错误的是（" ）.

A．ClO-2、ClO-3、ClO-4中Cl原子的杂化方式相同

B．键角：ClO-2＞ClO-3＞ClO-4

C．Cl2O的空间构型为V形

解析 首先分析ClO-2、ClO-3、ClO-4的结构，ClO-2的结构式为，ClO-3的结构式为，ClO-4的结构式为，VSEPR模型均为四面体，因此Cl原子的杂化方式都是sp3，A选项正确；B选项，三种离子的Cl原子的杂化方式相同，均为sp3，其中ClO-2的空间结构为V形，对应的键角为105°，ClO-3的空间结构为三角锥形，对应的键角为107°，ClO-4的空间结构为V形，对应的键角为109°28′，因此，三种离子键角的大小关系为：ClO-2＜ClO-3＜ClO-4，C选项错误；C选项，Cl2O中心原子为O原子，杂化方式为sp3，结构式为，因此空间构型为V形，C正确.故选B.

2.4 晶胞的结构及计算

主要考查学生对晶胞的理解及其相关参数的计算.常考知识点包括晶胞类型的识别、配位数的计算、单位晶胞中原子的数目、空间利用率的计算以及密度公式的应用.因为涉及几何计算和空间想象能力，该考点具有一定的难度.学生的易错点集中在晶胞中原子的数量计算、混淆不同晶胞结构中的原子分布位置（如体心、面心）以及晶体密度计算公式的应用上.教学中，教师需要引导学生系统掌握不同晶胞的特征，并通过多次练习熟悉计算过程.

例4 某荧光材料由X²⁺与Y^2-组成，其摩尔质量为Mg·mol^-1，NA为阿伏加德罗常数的值.其晶胞结构如图所示.下列叙述不正确的是（" ）.

A．该晶体的化学式是XY

B．该晶胞参数为a nm，则其晶体密度为ρ=4×10³⁰Ma3NAg·cm^-3

C．X²⁺的配位数是4，Y^2-的配位数也是4

D．若A点的原子坐标为（34，34，14），则B点的原子坐标为（14，34，34）

解析 A项，由晶胞图可知，1个晶胞中含有X²⁺的个数为8×18+6×12=4，Y^2-个数为4，X²⁺与Y^2-个数比为1：1，因此该晶体的化学式是XY，故A项正确；B项，1个晶胞中含有4个XY，即1个晶胞的质量为4×MNA，晶胞体积为（a×10^-7cm）3，因此晶体密度ρ=4×10²¹Ma3NAg·cm^-3，故B项错误；C项，由图可知，距离X²⁺最近且等距的Y^2-有4个，距离Y^2-最近且等距的X²⁺有4个，故C项正确；D项，若A点的原子坐标为（34，34，14），则原点位于左下前X²⁺的顶点，该晶胞自下至上可分为4层（X²⁺-Y^2--X²⁺-Y^2--X²⁺），同理从左至右也可分为4层（X²⁺-Y^2--X²⁺-Y^2--X²⁺），因此B点的原子坐标为（14，34，34），故D项正确；故选B.

3 结束语

综上所述，文章对“物质结构与性质”常见考点进行了分析，可以发现试题总体偏基础，更多考查学生对基本知识的掌握程度.学生在学习过程中，一定要打牢基础，不断夯实基础知识，确保对核心概念和基本原理的深入理解.同时，针对考试中的常见题型，需要通过有针对性地练习，提升自己的解题速度和准确性.在学习中，也要注重对细节的把握，尤其是在空间结构、晶体计算等易错考点上，避免因理解偏差或粗心导致失分.

参考文献：

［1］富瑶.物质结构与性质试题分析及复习备考建议[J].中学化学教学参考，2024（4）：50-54.

[2] 强玉荣.“物质结构与性质”试题赏析[J].数理化解题研究，2023（31）：112-114.

［责任编辑：季春阳］