2019版高考化學一輪復習物質結構與性質第2節(jié)分子結構與性質學案1518.doc

第2節(jié)分子結構與性質考試說明1了解共價鍵的形成、極性、類型(鍵和鍵)，了解配位鍵的含義。2能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質。3了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp，sp2，sp3)；能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或者離子的空間結構。4了解范德華力的含義及對物質性質的影響。5了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質，并能解釋氫鍵對物質性質的影響。命題規(guī)律高考對本部分內容的考查，主要有化學鍵類型的判斷，配位鍵中孤電子對、空軌道提供者的判斷，分子(離子)中中心原子雜化類型的判斷，分子(離子)立體構型的判斷?？键c1共價鍵1共價鍵的本質與特征(1)本質：在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。(2)特征：具有方向性和飽和性。共價鍵的方向性決定著分子的立體構型，共價鍵的飽和性決定著每個原子所能形成的共價鍵的總數或以單鍵連接的原子數目是一定的。2共價鍵的分類續(xù)表分類依據類型原子間共用電子對的數目單鍵原子間有1對共用電子對雙鍵原子間有2對共用電子對三鍵原子間有3對共用電子對3鍵參數鍵能、鍵長、鍵角(1)概念(2)鍵參數對分子性質的影響鍵能越大，鍵長越短，化學鍵越強、越牢固，分子越穩(wěn)定。4等電子原理原子總數相同，價電子總數相同的分子具有相似的化學鍵特征，它們的許多性質相似，如CO和N2。等電子體的微粒有著相同的分子構型，中心原子也有相同的雜化方式。 (1)共價鍵的成鍵原子可以都是非金屬原子，也可以是金屬原子與非金屬原子。如Al與Cl，Be與Cl等。(2)并不是所有的共價鍵都有方向性，如ss 鍵無論s軌道從哪個方向重疊都相同，因此這種共價鍵沒有方向性。(3)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。(4)共價單鍵全為鍵，雙鍵中有一個鍵和一個鍵，三鍵中有一個鍵和兩個鍵?！净A辨析】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)乙烯中既含鍵和鍵，也含極性鍵和非極性鍵。()(2)共價鍵都具有方向性和飽和性。()(3)鍵比鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強。()(4)ss 鍵與sp 鍵的電子云形狀和對稱性都相同。()(5) 中含有一個鍵、三個鍵。()(6)鍵能單獨形成，而鍵一定不能單獨形成。() 題組一 共價鍵類型的判斷1下列有關化學鍵類型的敘述正確的是()A化合物NH5所有原子最外層均滿足2個或8個電子的穩(wěn)定結構，則1 mol NH5中含有5NA個NH 鍵(NA表示阿伏加德羅常數)B乙烯酮的結構簡式為CH2=C=O，其分子中含有極性共價鍵和非極性共價鍵，且鍵與鍵數目之比為11。C已知乙炔的結構式為，則乙炔中存在2個鍵(CH)和3個鍵()D乙烷分子中只存在鍵，不存在鍵答案D解析NH5為離子化合物，1 mol NH5中含有4NA個鍵，還含有離子鍵，A項錯誤；乙烯酮分子中鍵與鍵之比為21，B項錯誤；乙炔中存在3個鍵和2個鍵，2個CH鍵和碳碳三鍵中的1個鍵是鍵，而碳碳三鍵中的兩個是鍵，C錯。題組二 鍵參數及其應用2能用共價鍵鍵能大小來解釋的是()A通常情況下，Br2呈液態(tài)，碘呈固態(tài)BCH4分子是正四面體空間構型CNH3分子內3個NH鍵的鍵長、鍵角都相等DN2穩(wěn)定性強于O2答案D解析單質通常情況下的狀態(tài)與鍵能大小無關；CH4分子是正四面體空間構型，與鍵角鍵長有關，與鍵能無關；NH3分子內的3個NH鍵的鍵長、鍵角都相等與鍵能無因果關系；N2穩(wěn)定性強于O2，是因為氮氣分子中的鍵能大于氧氣分子中的鍵能，D正確。3下列說法中正確的是()A鍵長越長，鍵能越大，分子越穩(wěn)定BHCl的鍵能為431.8 kJmol1，HI的鍵能為298.7 kJmol1，這可以說明HCl分子比HI分子穩(wěn)定C水分子可表示為HOH，分子的鍵角為180DHO鍵鍵能為462.8 kJmol1，即18 g H2O分解成H2和O2時，消耗能量為2462.8 kJ答案B解析鍵長越長，鍵能越小，分子越不穩(wěn)定，A項錯誤；水分子中鍵的夾角為105，C項錯誤；斷裂2 mol HO鍵吸收2462.8 kJ能量，18 g水分解成H2和O2時，包含斷裂2 mol OH鍵，同時還形成0.5 mol OO鍵、1 mol HH鍵，D項錯誤。題組三 等電子體、等電子原理的應用4等電子體之間結構相似，物理性質也相近。根據等電子原理，由短周期元素組成的粒子，只要其原子總數和原子最外層電子總數相同，均可互稱為等電子體。下列各組粒子不能互稱為等電子體的是()ACO和NO BO3和SO2CCO2和NO DSCN和N答案C解析選項中，CO2與NO具有相同的原子總數，但最外層電子總數不同，CO2為16，而NO為18，故二者不能互稱為等電子體。5(1)寫出與CO分子互為等電子體的兩種離子的化學式_。(2)CH的空間構型為_，與其互為等電子體的分子的電子式為_，與其互為等電子體的一種陽離子的電子式為_。(3)已知CO2為直線形結構，SO3為平面正三角形結構，NF3為三角錐形結構，請推測COS、CO、PCl3的空間結構_、_、_。答案(1)CN、C(2)三角錐形(3)直線形平面正三角形三角錐形解析等電子體原子總數相等，價電子總數相等，空間構型相似?？键c2分子的立體構型1價層電子對互斥理論(1)理論要點價層電子對在空間上彼此相距最遠時，排斥力最小，體系的能量最低。孤電子對間的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。(2)價層電子對互斥模型與分子立體構型的關系2雜化軌道理論(1)雜化軌道概念：在外界條件的影響下，原子內部能量相近的原子軌道重新組合的過程叫原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。(2)雜化軌道的類型與分子立體構型3配位鍵和配合物(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。(2)配位鍵配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成共價鍵。配位鍵的表示方法如AB，其中A表示提供孤電子對的原子，B表示提供空軌道的原子。如NH可表示為，在NH中，雖然有一個NH鍵形成過程與其他3個NH鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。(3)配合物組成：以Cu(NH3)4SO4為例形成條件中心原子有空軌道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。配位體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。 (1)價層電子對互斥理論說明的是價層電子對的立體構型，而分子的立體構型指的是成鍵電子對的立體構型，不包括孤電子對。當中心原子無孤電子對時，兩者的構型一致；當中心原子有孤電子對時，兩者的構型不一致。如中心原子采取sp3雜化的，其價層電子對模型為四面體形，其分子構型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(如NH3)，也可以為V形(如H2O)。(2)雜化軌道間的夾角與分子內的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時孤電子對數越多，鍵角越小。(3)雜化軌道與參與雜化的原子軌道數目相同，但能量不同。(4)常見等電子體與分子的空間構型微粒價電子總數立體構型CO2、CNS、NO、N16e直線形CO、NO、SO324e平面三角形SO2、O3、NO18eV形SiO、PO、SO、ClO32e正四面體形PO、SO、ClO26e三角錐形CO、N210e直線形CH4、NH8e正四面體形【基礎辨析】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對。()(2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結構。()(3)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化。()(4)只要分子構型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化。()(5)中心原子是sp雜化的，其分子構型不一定為直線形。()(6)價層電子對互斥理論中，鍵電子對數不計入中心原子的價層電子對數。()題組一 用價層電子對互斥理論預測分子構型1用價層電子對互斥理論(VSEPR)預測H2S和COCl2的立體結構，兩個結論都正確的是()A直線形；三角錐形 BV形；三角錐形C直線形；平面三角形 DV形；平面三角形答案D解析H2S分子中的中心原子S原子上的孤對電子對數是1/2(612)2，則說明H2S分子中中心原子有4對電子對，其中2對是孤對電子，因此空間結構是V型；而COCl2中中心原子的孤電子對數是1/2(42112)0，成鍵電子對數是3對，是平面三角形結構，故選項是D。題組二 雜化類型與空間結構的判斷2下列中心原子的雜化軌道類型和分子幾何構型不正確的是()APCl3中P原子sp3雜化，為三角錐形BBCl3中B原子sp2雜化，為平面三角形CCS2中C原子sp雜化，為直線形DH2S分子中，S為sp雜化，為直線形答案D解析PCl3分子中P原子形成3個鍵，孤對電子數為31，為sp3雜化，三角錐形，A正確；BCl3分子中B原子形成3個鍵，孤對電子數為30，為sp2雜化，平面三角形，B正確；CS2分子中C原子形成2個鍵，孤對電子數為20，為sp雜化，直線形，C正確；H2S分子中，S原子形成2個鍵，孤對電子數為22，為sp3雜化，V形，D錯誤。3(1)在氣態(tài)二氯化鈹中有單體BeCl2和二聚體(BeCl2)2；在晶體中變形成多聚體，以下是各種存在形式的結構簡圖，指出鈹原子的雜化軌道類型。雜化軌道類型：_(2)LiBH4由Li與BH構成，BH的立體結構是_，B原子的雜化軌道類型是_。(3)丁二酮肟分子中碳原子的雜化類型有_，1 mol該分子中含有的碳碳鍵和碳氮鍵的總數為_。(4)醛基中碳原子的軌道雜化類型是_；1 mol 乙醛分子中含有的鍵的數目為_。答案(1)sp雜化sp2雜化sp3雜化(2)正四面體sp3(3)sp2、sp35NA(4)sp26 mol或6NA個解析(2)BH中，B無孤電子對，立體構型為正四面體，B的雜化類型為sp3。(4)CHO中碳原子采取sp2雜化，1 mol CH3CHO分子中含鍵數：3 mol(CH3中的CH鍵)1 mol (CC鍵)1 mol(CHO中的CH鍵)1 mol ()6 mol，即6NA個。題組三 配位鍵配位化合物理論4以下微粒含配位鍵的是()N2HCH4OHNHFe(CO)5Fe(SCN)3H3OAg(NH3)2OHB(OH)4A BC D全部答案C解析H與N2H4中的1個N原子形成配位鍵；CH4中只含共價鍵；OH中含極性共價鍵；NH中H與NH3中的N原子形成配位鍵；Fe原子與CO形成配位鍵；Fe3與SCN形成配位鍵；H3O中H與H2O中的O原子形成配位鍵；Ag與NH3分子形成配位鍵；B(OH)4是3個OH與B原子形成共價鍵，還有1個OH中的O與B原子形成配位鍵。5(1)向盛有CuSO4水溶液的試管里加入氨水，首先形成藍色沉淀，繼續(xù)加氨水，沉淀溶解，得到深藍色的透明溶液，加入乙醇時，析出深藍色的晶體。則：“首先形成藍色沉淀”對應的離子方程式為_。實驗過程中出現(xiàn)的“深藍色的透明溶液”和“深藍色的晶體”都是因為存在配離子_(填離子符號)。該配離子中存在的化學鍵有_；其配體的中心原子的雜化類型為_。(2)Cu2可形成多種配合物，與Cu2形成配合物的分子或離子應具備的結構特征是_。(3)已知NF3與NH3的空間構型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2形成配離子，其原因是_。答案(1)Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NHCu(NH3)42共價鍵(或極性鍵)、配位鍵sp3(2)具有孤電子對(3)F的電負性比N大，NF成鍵電子對向F偏移，導致NF3中N原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2形成配離子解析(1)硫酸銅溶液中加入氨水，先發(fā)生復分解反應，生成硫酸銨和氫氧化銅沉淀，然后過量的氨水和氫氧化銅反應生成四氨合銅配離子，配離子中氨和銅之間是配位鍵，氨中氮和氫原子間是極性共價鍵；配體氨中氮原子為sp3雜化。(2)Cu2具有空軌道，需要其他原子提供孤電子對形成配位鍵。(3)NF3與NH3的差別在于前者氮元素呈3價，后者氮元素呈3價，分子中共用電子對偏向不同，因此NH3作配體能力比NF3強得多，NF3不易與Cu2形成配離子。判斷分子或離子立體構型“三步曲”第一步：確定中心原子A價層電子對數a為中心原子的價電子數減去陽離子的電荷數，或加陰離子的電荷數，b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數，x為非中心原子的原子個數。如NH的中心原子為N，a51，b1，x4，所以中心原子孤電子對數(axb)(441)0。第二步：確定價層電子對的立體構型 由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能相互遠離，這樣已知價層電子對的數目，就可以確定它們的立體構型。第三步：確定分子的立體構型 價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分，價層電子對的總數減去成鍵電子對數，得孤電子對數。根據成鍵電子對數和孤電子對數，可以確定相應的較穩(wěn)定的分子立體構型?？键c3分子間作用力和分子的性質1分子間作用力(1)概念：物質分子間存在著相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強弱：范德華力氫鍵HNO2，HClO4HClO3HClO2HClO。 (1)氫鍵屬于一種較強的分子間作用力，但不屬于化學鍵。常見的能形成氫鍵的物質有NH3、H2O、HF、醇、羧酸等。(2)與同一種原子結合時，分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵，此分子一般為非極性分子；分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵，此分子一般為極性分子。如：CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵，它們都是非極性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵，它們都是極性分子。(3)分子間作用力越大，晶體的熔點越高。【基礎辨析】判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。(1)以極性鍵結合起來的分子一定是極性分子。()(2)非極性分子中，一定含有非極性共價鍵。()(3)氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學鍵。()(4)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵。()(5)氨水中氨分子與水分子間形成了氫鍵。()(6)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵。()題組一 分子極性與化學鍵極性的關系1實驗測得BeCl2為共價化合物，兩個BeCl鍵間的夾角為180，由此可判斷BeCl2屬于()A由極性鍵形成的極性分子B由極性鍵形成的非極性分子C由非極性鍵形成的極性分子D由非極性鍵形成的非極性分子答案B解析BeCl2中BeCl鍵為極性鍵，兩個BeCl鍵間的夾角為180，說明分子是對稱的，正電荷中心與負電荷的中心重合，BeCl2分子屬于非極性分子，即BeCl2分子是由極性鍵形成的非極性分子。2下列各組分子均屬于含有極性鍵的非極性分子的是()H2SN2CO2HClBF3NH3SiCl4HClOC2H2NH4ClA BC D答案B解析H2S、HCl、NH3、HClO均屬于含有極性鍵的極性分子，N2是含有非極性鍵的非極性分子，NH4Cl是離子化合物，不存在分子。題組二 分子間作用力對物質性質的影響3下列說法不正確的是()AHCl、HBr、HI的熔、沸點依次升高與分子間作用力大小有關B標準狀況下，NA個HF分子約為22.4 LCI2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解釋DNH3分子間存在氫鍵，故氨氣易液化答案B解析HCl、HBr、HI是組成和結構相似的分子，分子間作用力越大，相應物質的熔、沸點越高，A正確；HF存在很強的分子間氫鍵，在標準狀況下是液體，B錯誤；碘是非極性分子，易溶于非極性溶劑四氯化碳，C正確；NH3分子間氫鍵使其易液化。4下列現(xiàn)象與氫鍵有關的是()NH3的熔、沸點比第A族其他元素氫化物的高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液態(tài)水的密度小尿素的熔、沸點比醋酸的高鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低水分子高溫下很穩(wěn)定A BC D答案B解析水分子在高溫下很穩(wěn)定是因為水分子內的共價鍵較強，與氫鍵無關。題組三 無機含氧酸分子的酸性5(1)下表列出了含氧酸酸性強弱與非羥基氧原子數的關系。由此可得出的判斷含氧酸酸性強弱的一條經驗規(guī)律是_。(2)磷有三種含氧酸H3PO2、H3PO3、H3PO4，其中磷元素均以sp3雜化與相鄰原子形成四個鍵，則H3PO3的結構式是_，寫出H3PO2與足量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：_。(3)磷的三種含氧酸H3PO2、H3PO3、H3PO4的酸性強弱順序為H3PO2H3PO3S2Cl2D與水反應的化學方程式可能為2S2Cl22H2O=SO23S4HCl答案A解析根據S2Cl2的分子結構可知，它屬于極性分子，故A錯誤，B正確；由于S2Cl2與S2Br2的結構相似，而相對分子質量S2Br2S2Cl2，故C正確；由少量泄漏會產生窒息性氣體，噴水霧可減慢揮發(fā)，并產生酸性懸濁液，知其與水反應的化學方程式可能為2S2Cl22H2O=SO23S4HCl，故D正確。9下列常見分子中鍵、鍵判斷正確的是()ACN與N2結構相似，CH2=CHCN分子中鍵與鍵數目之比為11BCO與N2結構相似，CO分子中鍵與鍵數目之比為21CC與O互為等電子體，1 mol O中含有的鍵數目為2NAD已知反應N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(l)，若該反應中有4 mol NH鍵斷裂，則形成的鍵數目為6NA答案C解析因為CN與N2結構相似，可知CH2=CHCN分子中有3個鍵、6個鍵，所以CH2=CHCN分子中鍵與鍵數目之比為21，A項錯誤；CO與N2結構相似，所以CO分子中鍵與鍵數目之比為12，B項錯誤；由于C與O互為等電子體，故1 mol O中含有的鍵數目為2NA，C項正確；在D項的反應方程式中，產物中只有N2中有鍵，依據4 mol NH鍵斷裂時消耗1 mol N2H4，可推知生成1.5 mol N2，則形成的鍵數目為3NA，D項錯誤。二、非選擇題(共46分)102017石家莊模擬(11分)W、X、Y、Z為元素周期表中前四周期元素，且原子序數依次增大。W的基態(tài)原子中占據啞鈴形原子軌道的電子數為3，X2與W3具有相同的電子層結構；W與X的最外層電子數之和等于Y的最外層電子數；Z元素位于元素周期表的第11列。請回答：(1)Z的基態(tài)原子M層的電子排布式為_。(2)W的簡單氫化物分子中W原子的_軌道與H原子的_軌道重疊形成HW 鍵(填軌道名稱)。(3)比較Y的含氧酸的酸性：HYO2_HYO(填“”或“SNCHZDSO與PO互為等電子體，空間構型均為正四面體答案(1)3s23p63d10(2)sp3雜化s(3)HClO2和HClO可分別表示為(HO)ClO和(HO)Cl，HClO中的Cl為1價，而HClO2中的Cl為3價，正電性更高，導致ClOH中O的電子更向Cl偏移，更易電離出H(4)BD解析根據W的基態(tài)原子中占據啞鈴形原子軌道的電子數為3，確定W為N元素，根據X2與W3具有相同的電子層結構，確定X為Mg元素，W與X的最外層電子數之和為7，且Y的原子序數小于Z，確定Y為Cl元素，Z位于元素周期表的第11列，則Z為Cu元素。(1)Cu的基態(tài)原子M層的電子排布式為3s23p63d10；(2)NH3分子中，N原子采取sp3雜化，四個sp3雜化軌道中有1個孤電子對，另外3個sp3雜化軌道與H原子的s軌道重疊形成鍵；(4)氫鍵不是化學鍵，A錯誤；CH2結構中碳原子采取sp3雜化，COOH結構中碳原子采取sp2雜化，B正確；第一電離能：NO，C錯；SO與PO互為等電子體，空間構型相同，均為正四面體形，D正確。11(10分)下列反應曾用于檢測司機是否酒后駕駛：2Cr2O3CH3CH2OH16H13H2O4Cr(H2O)633CH3COOH(1)配合物Cr(H2O)63中，與Cr3形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為_；1 mol CH3COOH分子含有鍵的數目為_。(3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為_(填化學式)；H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為_。答案(1)O(2)sp3和sp27NA(或76.021023)(3)H2FH2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵解析(1)H2O中的O含有孤對電子，所以O為配位原子。(2)甲基中的C原子為sp3雜化，羧基中的C原子為sp2雜化。單鍵全部為鍵，1個雙鍵中有1個鍵、1個鍵，所以1 mol CH3COOH中含有7 mol 鍵。12(10分)人類文明的發(fā)展歷程，也是化學物質的認識和發(fā)現(xiàn)的歷程。(1)銅原子在基態(tài)時，價電子(外圍電子)排布式為_。已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定，試從核外電子結構變化角度解釋：_。(2)銅與類鹵素(SCN)2反應生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有鍵的數目為_NA。類鹵素(SCN)2對應的酸有兩種，理論上硫氰酸(HSCN)的沸點低于異硫氰酸(H