通用高考化学一轮复习第十二章第二节分子结构与性质学案含析Word文档格式.docx

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电子云“肩并肩”重叠

形成共价键的电子对是否偏移

极性键

共用电子对发生偏移

非极性键

共用电子对不发生偏移

原子间共用电子对的数目

单键

原子间有一对共用电子对

双键

原子间有两对共用电子对

三键

原子间有三对共用电子对

[注意]　①只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大（大于1.7）时，不会形成共用电子对，而形成离子键。

②同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。

3．键参数

（1）概念

（2）键参数对分子性质的影响

键能越大，键长越短，分子越稳定。

4．等电子原理

原子总数相同、价电子总数相同的分子（即等电子体）具有相似的化学键特征，它们的许多性质相似，如CO和N2。

等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。

[题点练通]

共价键类型的判断及成键原因

1．碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。

下列有关该物质的说法正确的是（　　）

A．分子式为C3H2O3

B．分子中含6个σ键

C．分子中只有极性键

D．8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2

解析：

选A　A项，观察图形根据碳形成四个键可知分子式正确；

B项，根据图示可知分子中含8个σ键；

C项，观察图形可知分子中含有碳碳双键属于非极性键；

D项，没有指明条件，无法进行气体体积计算。

2．PH3的分子构型与NH3的分子构型相似。

下列关于PH3和NH3的说法正确的是（　　）

A．PH3和NH3分子中都含有σ键和π键

B．PH3和NH3中化学键形成时，先形成σ键后形成π键

C．PH3的分子构型与NH3的分子构型相似，则PH3和NH3互为等电子体

D．PH3中P—H键的键能大于N—H键的键能

选C　PH3分子中只存在P—H键，NH3分子中只存在N—H键，故这两个分子只含σ键，不存在π键，A、B错误；

PH3和NH3都含有4个原子，价电子总数均为8个，具有相似的分子构型，故二者互为等电子体，C正确；

P原子半径大于N原子半径，则P—H键的键长大于N—H键的键长，故P—H键的键能小于N—H键的键能，D错误。

3．

（1）（2018·

全国卷Ⅰ）LiAlH4中存在________（填标号）。

A．离子键　　　　　　　　　B．σ键

C．π键D．氢键

（2）（2018·

全国卷Ⅱ）气态三氧化硫分子中存在的共价键类型有________种。

（3）（2018·

江苏高考）N2分子中σ键与π键的数目比n（σ）∶n（π）＝________。

（4）（2017·

江苏高考）1mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。

（5）（2016·

全国卷Ⅰ）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。

从原子结构角度分析，原因是_________________________。

（6）（2016·

江苏高考）1molHCHO分子中含有σ键的数目为________mol。

（7）（2015·

全国卷Ⅰ）①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________________________________________________________________________。

②CS2分子中，共价键的类型有________。

答案：

（1）AB　

（2）2　（3）1∶2　（4）9NA

（5）Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p—p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键　（6）3

（7）①C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构　②σ键和π键

[方法规律]　共价键类型的判断方法

（1）在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；

有的不存在化学键，如稀有气体分子。

（2）在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；

有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。

（3）σ键与π键的判断

由轨道重叠方式判断

“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键

由物质的结构式判断

通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。

共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键

由成键轨道类型判断

s轨道形成的共价键全部是σ键；

杂化轨道形成的共价键全部为σ键

键参数的应用

4．从实验测得不同微粒中的O与O之间的键长和键能的数据如表所示：

O—O

键数据

O

O2

键长/（×

10－12m）

149

128

121

112

键能/（kJ·

mol－1）

x

y

494

628

其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为494>

y>

x，该规律性是（　　）

A．成键的电子数越多，键能越大

B．键长越长，键能越小

C．成键所用的电子数越少，键能越大

D．成键时电子对越偏移，键能越大

选B　观察表中数据发现，给出的4种不同微粒中的化学键都是O—O键，因此不存在成键的电子数问题，也不存在电子对偏移问题，故A、C、D项错误；

观察数据发现，O2与O

中，键能大者键长短，键长由短到长的顺序为O

<

O2<

，则键能的顺序为494>

x，故B正确。

5．

（1）（2018·

全国卷Ⅰ）由

O2（g）

O（g）

O2－（g）可知O===O键键能为____________kJ·

mol－1。

（2）（2016·

全国卷Ⅱ）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。

②若合金的密度为dg·

cm－3，晶胞参数a＝________________nm。

（3）N≡N键的键能为946kJ·

mol－1，N—N键的键能为193kJ·

mol－1，则一个π键的平均键能为______________，说明N2中________键比________键稳定（填“σ”或“π”）。

（4）结合事实判断CO和N2相对更活泼的是__________，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：

______________________________。

CO

C—O

C===O

C

357.7

798.9

1071.9

N2

N—N

N===N

N≡N

154.8

418.4

941.7

（1）498　

（2）①3∶1　②

×

107

（3）376.5kJ·

mol－1　π　σ

（4）CO　断开CO分子的第一个化学键所需要的能量（273.0kJ·

mol－1）比断开N2分子的第一个化学键所需的能量（523.3kJ·

mol－1）小

键参数的理解与应用

（1）键长、键能决定了共价键的稳定性

如热稳定性：

HF>

HCl>

HBr>

HI，说明键能：

H—F>

H—Cl>

H—Br>

H—I，键长：

H—F<

H—Cl<

H—Br<

H—I。

（2）键长、键角决定了分子的空间构型

一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间构型。

等电子体及其应用

6．等电子体之间结构相似、物理性质也相近。

根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其原子总数和原子最外层电子总数相同，均可互称为等电子体。

下列各组粒子不能互称为等电子体的是（　　）

A．CO

和NO

　　　　　　　　B．O3和SO2

C．CO2和NO

D．SCN－和N

选C　C选项中，CO2与NO

具有相同的原子总数，但最外层电子总数不同，CO2为16，而NO

为18，故二者不能互称为等电子体。

7．（2019·

济南模拟）如图是已经合成的最著名的硫氮化合物的分子结构。

下列说法正确的是（　　）

A．该物质的分子式为SN

B．该物质的分子中既有极性键又有非极性键

C．1mol该分子含有8molσ键

D．该物质与化合物NO互为等电子体

选B　由模型图可知，该物质由4个N原子和4个S原子构成，为分子晶体，其分子式为S4N4，A错误；

分子中S—N键为极性键，N—N键为非极性键，B正确；

分子中含有8个S—N键、2个N—N键，而单键都是σ键，故1mol该分子含有10molσ键，C错误；

该物质与化合物NO的原子个数不同，不互为等电子体，D错误。

8．等电子体具有空间结构相同的特征，则下列有关说法中正确的是（　　）

A．因CH4和NH

是等电子体，故键角均为60°

B．因SO3为平面正三角形结构，故CO

也为平面正三角形结构

C．因H3O＋和PCl3是等电子体，故H3O＋和PCl3均为三角锥形结构

D．因B3N3H6和苯是等电子体，故B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道

选B　把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。

CH4和NH

是等电子体，二者都是正四面体结构，键角均为109°

28′，A错误；

SO3和CO

是等电子体，因SO3为平面正三角形结构，故CO

也为平面正三角形结构，B正确；

H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不是等电子体，C错误；

B3N3H6与苯是等电子体，结构相似，苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6中也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D错误。

9．

（1）（2018·

江苏高考）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为____________（填化学式）。

（2）已知CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请分别写出COS、CO

、PCl3的空间结构_______________、_______________、______________。

（3）仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；

________和________。

（2）COS与CO2互为等电子体，其结构与CO2相似，所以COS为直线形结构；

与SO3互为等电子体，结构相似，所以CO

为平面正三角形结构；

PCl3与NF3互为等电子体，结构相似，所以PCl3为三角锥形结构。

（3）仅由第二周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子，如N2与CO均为14个电子，N2O与CO2均为22个电子。

（1）NO

（2）直线形　平面正三角形　三角锥形　（3）N2　CO　N2O　CO2

10．

（1）①一定条件下，CN－可氧化为OCN－。

OCN－中三种元素的电负性由大到小的顺序为____________；

在OCN－中，碳原子采取sp杂化，1mol该物质中含有的π键数目为____________。