人教版选修3 第2章 分子结构与性质 重难点突破 学案.docx

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人教版选修3第2章分子结构与性质重难点突破学案

第2章分子结构与性质重难点突破

突破点一　分子空间构型的判断

　氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。

（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________。

氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为________。

（2）根据等电子体原理，在NO

中氮原子轨道杂化类型是_______；1molO

中含有的π键数目为________个。

（3）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。

Cr3＋基态核外电子排布式为________。

（4）O3分子是否为极性分子？

________。

[思路点拨]　

（1）切入点：

分子空间构型的判断。

（2）关键点：

洪特规则、等电子体原理的应用、价层电子对互斥理论的分析。

[解析]　

（1）由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素（大于氮元素的“左邻右舍”），小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。

（2）根据等电子体原理，NO

与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO

中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O

与N2（其中有一个σ键和两个π键）互为等电子体，因此O

中有2个π键。

（4）O3中的中心O原子为sp2杂化，VSEPE模型为平面三角形，分子构型为V形，而且O3形成的是三中心四电子大π键，空间构型不对称，正负电荷重心不重合，所以是极性分子。

[答案]　

（1）F>N>O　V形　

（2）sp　2NA

（3）1s22s22p63s22p63d3　（4）是

用价层电子对互斥理论推测简单分子（ABn型）、离子（AB

型）空间构型的方法

[变式训练]

1．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为（　　）

A．直线形　sp杂化　　　　B．V形　sp2杂化

C．三角锥形　sp3杂化D．平面三角形　sp2杂化

[解析]　氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5和原子组成，可知阴离子为NO

、阳离子为NO

，NO

中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，阳离子的构型为直线形，故A项正确。

[答案]　A

突破点二　配位键、配合物理论

　铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

（1）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]2＋配离子。

已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是________________________。

（2）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu（OH）4]2－。

不考虑空间构型，[Cu（OH）4]2－的结构可用示意图表示为____________。

（3）胆矾CuSO4·5H2O可写作[Cu（H2O）4]SO4·H2O，其结构示意图如下：

下列有关胆矾的说法正确的是________。

A．所有氧原子都采取sp3杂化

B．氧原子存在配位键和氢键两种化学键

C．Cu2＋的价电子排布式为3d84s1

D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去

[思路点拨]　

（1）切入点：

配位键、配合物理论。

（2）关键点：

配位键的分析。

[解析]　

（1）N、F、H三种元素的电负性：

F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。

（2）Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。

（3）A项，与S相连的氧原子没有杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2＋的价电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2＋以配位键结合，较难失去。

[答案]　

（1）N、F、H三种元素的电负性：

F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键

（2）

（3）D

形成配合物的中心原子离子必须存在空轨道，配离子的立体构型、配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型。

[变式训练]

2．经研究表明，Fe（SCN）3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还能以其他个数比配合。

请按要求填空：

（1）若所得Fe3＋和SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显血红色。

该离子的离子符号是________。

（2）若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为__________________。

[解析]　

（1）①Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合生成带有两个正电荷的离子：

[Fe（SCN）]2＋。

（2）Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合所得离子为[Fe（SCN）5]2－，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe（SCN）5]与KCl，所以反应的化学方程式为：

FeCl3＋5KSCN===K2[Fe（SCN）5]＋3KCl。

[答案]　

（1）[Fe（SCN）]2＋

（2）FeCl3＋5KSCN===K2[Fe（SCN）5]＋3KCl

突破点三　分子间作用力与分子的性质

　已知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信息完成下列问题：

（1）水是维持生命活动所必需的一种物质。

①1mol冰中有________mol氢键。

②用球棍模型表示的水分子结构是________。

（2）已知H2O2分子的结构如图所示：

H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。

试回答：

①H2O2分子的电子式是__________，结构式是_______。

②H2O2分子是含有________键和________键的________（填“极性”或“非极性”）分子。

③H2O2难溶于CS2，简要说明理由：

_________________。

④H2O2中氧元素的化合价是________，简要说明原因________。

[思路点拨]　

（1）切入点：

H2O2的空间构型图。

（2）关键点：

相似相溶规律。

[解析]　

（1）在冰中，每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键，按“均摊法”计算，相当于每个水分子有2个氢键；水分子为V形结构。

（2）由H2O2的空间构型图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2。

[答案]　

（1）①2　②B

（2）①H∶

∶

∶H　H—O—O—H　②极性　非极性　极性　③H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2　④－1价　因O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为－1价。

　分子极性判断的思维程序

　非极性分子

↑

单质―→正负电荷中心重合结构←对称

↑　　　　　　　　　　　　　　↑

双原子分子　　　　　　　　　　　多原子分子

↓　　　　　　　　　　　　　　↓

化合物―→正负电荷中心不重合←结构不对称

↓

极性分子

[变式训练]

3．下列叙述中正确的是（　　）

A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子

B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子

C．非极性分子只能是双原子单质分子

D．非极性分子中，一定含有非极性共价键

[解析]　对于抽象的选择题可用反例法，以具体的物质判断正误。

A项是正确的，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2。

[答案]　A

一、共价键

易错点

共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）共价键的成键原子只能是非金属原子。

（　　）

（2）在所有分子中都存在化学键。

（　　）

（3）H2分子中的共价键不具有方向性。

（　　）

（4）分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。

（　　）

（5）σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。

（　　）

（6）在任何情况下，都是σ键比π键强度大。

（　　）

（7）s－sσ键与s－pσ键的电子云形状对称性相同。

（　　）

（8）σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。

（　　）

（9）碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。

（　　）

（10）键长等于成键两原子的半径之和。

（　　）

（11）所有的共价键都有方向性。

（　　）

[答案]　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）√　（6）×　（7）√　（8）√　（9）×　（10）×　（11）×

二、分子的立体构型

易错点

1.杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型（sp、sp2、sp3）。

2．用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。

（　　）

（2）孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。

（　　）

（3）杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。

（　　）

（4）杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。

（　　）

[答案]　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）√

三、分子间作用力与分子的性质

易错点

1.化学键和分子间作用力的区别。

2．氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）氢键是氢元素与其他元素形成的化学键。

（　　）

（2）乙醇分子和水分子间只存在范德华力。

（　　）

（3）水分子间既存在范德华力，又存在氢键。

（　　）

（4）氢键具有方向性和饱和性。

（　　）

（5）卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物（即CX4）的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。

（　　）

（6）极性分子中可能含有非极性键。

（　　）

（7）可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子与水分子间形成了氢键。

（　　）

（8）H2和O2之间存在氢键。

（　　）

（9）H2O2分子间存在氢键。

（　　）

（10）氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。

（　　）

[答案]　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）×　（6）√　（7）×　（8）×　（9）√　（10）×