高中化学选修三第二章分子结构与性质讲义及习题含答案文档格式.docx

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杂化轨道理论

杂化类型

杂化轨道数目

杂化轨道间夹角

空间构型

实例

sp

2

180°

直线型

BeCl2

sp2

3

120°

平面三角形

BF3

sp3

4

109°

28’

正四面体形

CH4

2．分子构型与价层电子对互斥模型

价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。

（1）当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；

（2）当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。

价层电子对互斥模型

电子对数

成键对数

孤对电子数

电子对空间构型

分子空间构型

三角形

1

V形

SnBr2

四面体

三角锥

NH3

H2O

3.配位化合物

（1）配位键与极性键、非极性键的比较

共价键

非极性键

极性键

配位键

本质

相邻原子间通过共用电子对（电子云的重叠）所形成的相互作用

成键条件

（元素种类）

成键原子得、失电子能力相同（同种非金属）

成键原子得、失电子能力差别较小（一般指不同种非金属）

成键原子一方有孤电子对（配位体），另一方有空轨道（中心离子）

特征

有方向性和饱和性

表示方法

H-H

H-Cl

存在

单质H2，共价化合物H2O2，离子化合物Na2O2等

共价化合物HCl，离子化合物NaOH等

离子化合物NH4Cl等

（2）配位化合物

①定义：

金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位键结合形成的化合物。

②组成：

如[Ag（NH3）2]OH，中心离子为Ag＋，配体为NH3，配位数为2。

三、分子的性质

1．分子间作用力的比较

范德华力

氢键

概念

物质分子之间普遍存在的一种相互作用的力，又称分子间作用力

由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力

原子间通过共用电子对所形成的相互作用

作用粒子

分子或原子（稀有气体）

氢原子，氟、氮、氧原子（分子内、分子间）

原子

无方向性、无饱和性

有方向性、有饱和性

强度比较

共价键>

氢键>

影响强度的因素

①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大

②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大

对于A-H……B-，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键的键能越大

成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定

对物质性质的影响

①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质

②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔沸点升高

分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高，在水中的溶解度增大。

①影响分子的稳定性

②共价键键能越大，分子稳定性越强

2．分子的极性

（1）极性分子：

正电中心和负电中心不重合的分子。

（2）非极性分子：

正电中心和负电中心重合的分子。

3．溶解性

（1）“相似相溶”规律：

非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。

若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。

（2）“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

4．手性

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。

5．无机含氧酸分子的酸性

无机含氧酸可写成（HO）mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R-O-H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4

【习题】

第一节共价键

考查点一　共价键的特征及表示方法

1.原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是（　　）。

A.共价键的方向性B.共价键的饱和性C.共价键原子的大小D.共价键的稳定性

答案　B

2.下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是（　　）。

A.H＋[·

·

—·

]2－H＋B.H＋[·

]－C.HHHD.H·

H·

答案　D

考查点二　σ键、π键

3.下列有关σ键和π键的说法正确的是（　　）。

A.单键既有σ键也有π键

B.所有的π键都容易打开

C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度

D.π键比σ键重叠程度大，形成的共价键强

解析　单键中只存在σ键，A项错误；

N≡N很稳定，其分子中的π键不易打开，B项错误；

σ键的特征便是轴对称，C项正确；

σ键重叠程度比π键大，D项错误。

答案　C

4.下列说法正确的是（　　）。

A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的

B.σ键是镜像对称，而π键是轴对称

C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键

D.H2分子中含σ键而Cl2分子中除σ键外还含有π键

解析　原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键；

σ键是轴对称，而π键是镜像对称；

分子中所有的单键都是σ键，双键及三键中均含有σ键和π键。

5.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是（　　）。

①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2

A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥

解析　含双键、三键的物质中既有σ键又有π键。

考查点三　键参数

6.下列说法中错误的是（　　）。

A.原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键

B.对双原子分子来说，键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越不牢固

C.一般而言，化学键的键长越短，化学键越强，键越牢固

D.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固

解析　键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越牢固。

键长越短，越牢固。

7.下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（　　）。

A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态

B.硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸

C.稀有气体一般难以发生化学反应

D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定

解析　通过共价键形成的分子，其物质聚集的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；

物质的挥发性与分子内键能的大小无关；

稀有气体是单原子分子，无化学键，难以发生化学反应的原因是它们的价电子层已形成稳定结构；

氮气比氧气稳定是由于N2中共价键的键能（946kJ·

mol－1）比O2中共价键的键能（497.3kJ·

mol－1）大，在化学反应中难以断裂。

8.（2011·

安徽理综）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如下图）。

已知该分子中N—N—N键角都是108.1°

，下列有关N（NO2）3的说法正确的是（　　）。

A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键

B.分子中四个氮原子共平面

C.该物质既有氧化性又有还原性

D.15.2g该物质含有6.02×

1022个原子

解析　A项，N、O间形成的共价键是极性键，故A项错误；

B项，由题意N—N—N键角都是108.1°

，可知分子中四个氮原子不在同一平面上，故B项错误；

C项，分子中顶角上的N原子为0价，—NO2原子团中N原子为＋4价，故该物质既有氧化性又有还原性，故C项正确；

D项，15.2g该物质为0.1mol，每分子含10个原子，故应为6.02×

1023个原子。

考查点四　等电子体

9.由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。

等电子体的结构相似、物理性质相近。

根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（　　）。

A.SO2与O3B.CO2与NO2

C.CS2与NO2D.PCl3与BF3

解析　由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。

B的最外层电子数为3；

C的最外层电子数为4；

N、P的最外层电子数为5；

O、S的最外层电子数为6；

F、Cl的最外层电子数为7。

答案　A

10.某些化学键的键能如下表所示（单位：

kJ·

mol－1）：

键

H—H

Br—Br

I—I

Cl—Cl

H—Cl

H—I

H—Br

键能

436.0

193.7

152.7

242.7

431.8

298.7

366

（1）以上化学键中最稳定的是　　　　。

（2）1molH2在2molCl2中燃烧，放出热量为　　　　kJ。

（3）在一定条件下，1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出的热量由多到少的顺序是　　　　。

A.Cl2＞Br2＞I2　B.Br2＞Cl2＞I2　C.Br2＞I2＞Cl2

（4）1molH2在足量的F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热　　　　　　　　。

解析　键能越高，共价键越稳定，所以由表可知H—H最稳定，由题中数据和键能与反应热的关系可知：

H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝436.0kJ·

mol－1＋242.7kJ·

mol－1－2×

431.8kJ·

mol－1＝－184.9kJ·

mol－1，H2（g）＋Br2（g）===2HBr（g）　ΔH＝436.0kJ·

mol－1＋193.7kJ·

366kJ·

mol－1＝－102.3kJ·

mol－1，H2（g）＋I2（g）===2HI（g）　ΔH＝436.0kJ·

mol－1＋152.7kJ·

298.7kJ·

mol－1＝－8.7kJ·

mol－1。

另外根据F2、Cl2、Br2、I2的活泼性也可判断与H2反应放热的相对多少。

答案　

（1）H—H　

（2）184.9　（3）A　（4）多

11.现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F6种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最多的元素；

A和C的价电子数相同，B和D的价电子数也相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的；

C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上电子数比D原子的p轨道上多一个电子；