届一轮复习人教版 分子结构与性质 学案 1Word文档格式.docx
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3.考查价层电子对互斥理论及其应用
4.考查分子极性及空间结构
5年3考
5.考查氢键、配位键的形成及对物质性质的影响
[高考这样考]
1.
(1)(2016·
全国乙卷节选)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。
回答下列问题:
①Ge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_______________________________________。
②比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
③Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为________,微粒之间存在的作用力是________________________________________________________________________。
(2)(2016·
全国丙卷节选)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
AsCl3分子的立体构型为________,其中As的杂化轨道类型为________。
解析:
(1)①锗虽然与碳为同族元素,但比碳多了两个电子层,因此锗的原子半径大,原子间形成的σ单键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键。
②由锗卤化物的熔沸点由Cl到I呈增大的趋势且它们的熔沸点较低,可判断它们均为分子晶体,而相同类型的分子晶体,其熔沸点取决于相对分子质量的大小,因为相对分子质量越大,分子间的作用力就越大,熔沸点就越高。
③Ge单晶为金刚石型结构,金刚石中碳原子的杂化方式为sp3,因此Ge原子的杂化方式也为sp3。
微粒之间存在的作用力为共价键。
(2)As原子的价电子排布式为4s24p3,最外层有5个电子,则AsCl3分子中As原子形成3个As—Cl键,且含有1对未成键的孤对电子,则As的杂化轨道类型为sp3杂化,AsCl3分子的立体构型为三角锥形。
答案:
(1)①Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键
②GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。
原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强
③sp3 共价键
(2)三角锥形 sp3
2.
(1)(2015·
全国卷Ⅰ节选)碳及其化合物广泛存在于自然界中。
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________,C原子的杂化轨道类型是________,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。
(2)(2015·
全国卷Ⅱ节选)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;
C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;
D元素最外层有一个未成对电子。
①单质A(氧)有两种同素异形体,其中沸点高的是______________(填分子式),原因是________________________________________________________________________。
②C(磷)和D(氯)反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为________,中心原子的杂化轨道类型为________。
③化合物D2A的立体构型为________,中心原子的价层电子对数为________,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为______________________。
(1)①碳原子核外最外层有4个电子,在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子,也很难得到4个电子形成阴离子。
因此,碳在形成化合物时,主要通过共用电子对形成共价键。
②CS2分子中,存在σ键和π键。
CS2分子中,C原子的价层电子对数为2,杂化轨道类型为sp。
根据等电子理论,与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS和N2O,离子有NO、SCN-。
(2)①O元素形成O2和O3两种同素异形体,固态时均形成分子晶体,而分子晶体中,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的沸点越高,故O3的沸点高于O2。
②P和Cl元素形成的组成比为1∶3的化合物E为PCl3,中心原子P形成3个σ键且含有1对未成键的孤电子对,故P原子采取sp3杂化,分子构型为三角锥形。
③化合物D2A为Cl2O,其中O原子形成2个σ键且含有2对未成键的孤电子对,则O原子采取sp3杂化,故Cl2O为V形结构,中心原子O的价层电子对数为4。
Cl2与湿润的Na2CO3反应可生成Cl2O,据氧化还原反应规律可知,还生成还原产物NaCl,反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaCl+Cl2O+2NaHCO3。
(1)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 sp CO2、SCN-(或COS等)
(2)①O3 O3相对分子质量较大,范德华力大
②三角锥形 sp3
③V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3===Cl2O+CO2+2NaCl)
3.
(1)(2014·
全国卷Ⅰ节选)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。
新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸,而自身还原成Cu2O。
乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________,1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。
乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是________。
(2)(2014·
全国卷Ⅱ节选)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。
a(H)的核外电子总数与其周期数相同,b(N)的价电子层中的未成对电子有3个,c(O)的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d(S)与c同族;
e(Cu)的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。
①a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为________;
分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________(填化学式,写出两种)。
②这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________;
酸根呈三角锥结构的酸是________。
(填化学式)
(1)由乙醛的结构式()知,—CH3、—CHO上的碳原子分别为sp3、sp2杂化。
由于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CCS键、1个CO键,共有6个σ键,故1mol乙醛分子中含有6NA个σ键。
乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键,故乙酸的沸点明显高于乙醛。
(2)①a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形的是NH3,NH3中的N原子的杂化方式为sp3,分子中既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4。
②这些元素的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3,酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。
(1)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键
(2)①sp3 H2O2、N2H4 ③HNO2、HNO3 H2SO3
4.
(1)(2013·
全国卷Ⅰ节选)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。
①碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·
mol-1)
356
413
336
226
318
452
硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是________________________________________________________________________。
SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是____________________________。
②在硅酸盐中,SiO四面体(如图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图b为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,Si与O的原子数之比为________,化学式为____________________。
(2)(2013·
全国卷Ⅱ节选)F-、K+和Fe3+三种离子组成的化合物K3FeF6,其中化学键的类型有________;
该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为________,配位体是________。
(1)①某类物质数量的多少与物质内化学键的稳定性强弱有关,由表中数据知C—C键、C—H键分别比Si—Si键、Si—H键稳定,故烷烃数量较多。
同理因键能C—H>C—O、Si—O>Si—H,故SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物。
②因硅与四个氧原子形成四个σ键,故硅原子为sp3杂化。
在图a中,硅、氧原子数目比为1∶4,但图b中每个硅氧四面体中有两个氧原子是与其他四面体共用的,故依据均摊原则可确定图b中硅、氧原子数目比为1∶3,化学式为(SiO3)。
(2)Fe3+提供空轨道,F-提供孤对电子,两种离子间形成配位键。
(1)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。
而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成
C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。
而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
②sp3 1∶3 [SiO3](或SiO)
(2)离子键、配位键 [FeF6]3- F-
[师说高考]
知考情
高考对本部分内容的考查,主要有化学键类型的判断,配位键中孤电子对、空轨道提供者的判断,分子(离子)中中心原子杂化类型的判断,分子(离子)立体构型的判断
明考向
学习时,分清微粒间作用力有强相互作用即三大化学键,弱相互作用即两种分子间作用力,弄明杂化轨道理论和价层电子对互斥理论
共价键
[备考这样办]
1.共价键的本质和特征
(1)本质:
原子之间形成共用电子对。
(2)特征:
具有方向性和饱和性。
2.共价键的分类
分类依据
类型及特点
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
原子轨道“头碰头”重叠
π键
原子轨道“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