高届高级步步高高中化学一轮复习全套课件学案第十二章第38讲.docx

1、高届高级步步高高中化学一轮复习全套课件学案第十二章第38讲第38讲分子结构与性质考纲要求1.了解共价键的形成、极性、类型(键和键),了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。考点一共价键及其参数1.本质在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。2.特征具有饱和性和方向性。3.分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式键

2、电子云“头碰头”重叠键电子云“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特别提醒(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。4.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。5.等电子原理原子总数相同,价电子总数相同的分子具有相似的化学键特

3、征和立体结构,许多性质相似,如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH等。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子()(2)在任何情况下,都是键比键强度大()(3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关()(4)ss 键与sp 键的电子云形状对称性相同()(5)键能单独形成,而键一定不能单独形成()(6)键可以绕键轴旋转,键一定不能绕键轴旋转()(7)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()(8)键长等于成键两原子的半径之和()1.有以下物质:HF,Cl2,H2O,N2,C2H4,C2H6,H2,H2O2,HCN(HCN)。只有键的是_(填序号,下同)；既有键,又有

4、键的是_；含有由两个原子的s轨道重叠形成键的是_；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成键的是_；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成键的是_。【参考答案】：2.与CCl4互为等电子体的分子或离子有_等。【参考答案】：SiCl4、CBr4、SO、CF4(合理即可)题组一共价键的类别及判断1.下列关于键和键的理解不正确的是()A.含有键的分子在进行化学反应时,分子中的键比键活泼B.在有些分子中,共价键可能只含有键而没有键C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键,不能形成键D.当原子形成分子时,首先形成键,可能形成键【参考答案】：B【试题解析】：同一分子中的键不如键牢

5、固,反应时比较容易断裂,A项正确；在共价单键中只含有键,而含有键的分子中一定含有键,B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成键,C项正确。2.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格。(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于_(填“”或“”)键,从其极性来看属于_键。(2)已知CN与N2结构相似,推算HCN分子中键与键数目之比为_。(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中键的数目为_。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有的键、

6、键数目为_。A.4个键 B.2个键、2个键C.2个键、1个键 D.3个键、1个键【参考答案】：(1)极性(2)11(3)30(4)D题组二键参数及应用3.(2018漳州期末)下列物质性质的变化规律,与共价键的键能大小有关的是()A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【参考答案】：C【试题解析】：A项,F2、Cl2、Br2、I2属于分子晶体,影响熔沸点的因素是分子间作用力的大小,物质的相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,与共价键的键能大

7、小无关,错误；B项,HF、HI、HBr、HCl属于共价化合物,影响稳定性的因素是共价键,共价键的键能越大越稳定,与共价键的键能大小有关,但是HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,错误；C项,金刚石、晶体硅属于原子晶体,原子之间存在共价键,原子半径越小,键能越大,熔沸点越高,与共价键的键能大小有关,正确；D项,NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体,离子半径越大,键能越小,熔沸点越低,与共价键的键能大小无关,错误。4.(2018安康期末)已知几种共价键的键能如下:化学键HNNNClClHCl键能/kJmol1391946328431下列说法错误的是()A.键能:NNN=NNNB.

8、H(g)Cl(g)=HCl(g)H431 kJmol1C.HN键能小于HCl键能,所以NH3的沸点高于HClD.2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)H202 kJmol1【参考答案】：C【试题解析】：A项,三键键长小于双键键长小于单键键长,键长越短,键能越大,所以键能:NNN=NNN,正确；B项,H(g)Cl(g)=HCl(g)的焓变为HCl键能的相反数,则H431 kJmol1,正确；C项,NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键,而HCl不能,键能不是主要原因,错误；D项,根据H E(反应物) E(生成物),则2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)

9、H6E(NH)3E(ClCl)E(NN)6E(HCl)202 kJmol1,正确。题组三等电子原理的理解与应用5.(2019东河区期末)根据等电子原理判断,下列说法中错误的是()A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B.B3N3H6分子中存在双键,可发生加成反应C.H3O和NH3是等电子体,均为三角锥形D.CH4和NH是等电子体,均为正四面体形【参考答案】：B【试题解析】：B3N3H6和苯是等电子体,其结构相似；C项,H3O和NH3是等电子体,根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型；D项,CH4和NH是等电子体,根据甲烷的立体构型判断铵根离子的立体构型。6.回答下列问题(1)根据

10、等电子原理,仅由第二周期元素形成的共价分子中,互为等电子体的是_和_；_和_。(2)在短周期元素组成的物质中,与NO互为等电子体的分子有_、_。(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式),阴离子为_。(4)与N2互为等电子体的阴离子是_,阳离子是_。【参考答案】：(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3(3)H2FNH(4)CN(或C)NO考点二分子的立体构型1.价层电子对互斥理论(1)理论要点价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。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。(2)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心

11、原子上的价层电子对数。其中:a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数),b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x是与中心原子结合的原子数。(3)示例分析电子键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形直线形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O2.杂化轨道理论(1)理论要点当原子成键时,原子的价电子轨道相互混杂,形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立

12、体构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928四面体形CH43.配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键配位键的形成:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成共价键。配位键的表示:常用“”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如NH可表示为,在NH中,虽然有一个NH键形成过程与其他3个NH键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。(3)配合物如Cu(NH3)4SO4配体有孤电子对,如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道,如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。(1)杂化轨道只

13、用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对()(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键,则该分子一定为正四面体结构()(3)NH3分子为三角锥形,N原子发生sp2杂化()(4)只要分子构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化()(5)中心原子是sp杂化的,其分子构型不一定为直线形()(6)价层电子对互斥理论中,键电子对数不计入中心原子的价层电子对数()1.填表序号物质中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子立体构型中心原子杂化类型CS2HCHONCl3SOH3O【参考答案】：02直线形直线形sp03平面三角形平面三角形sp214四面体形三角锥形sp304正四面体形正四面

14、体形sp314四面体形三角锥形sp32.比较下列分子或离子中键角大小。(1)H2O_H3O,NH3_NH。(2)SO3_CCl4,CS2_SO2。【参考答案】：(1)(2)【试题解析】：(1)H2O与H3O,NH3与NH的中心原子均采用sp3杂化,孤电子对数越多,斥力越大,键角越小。(2)杂化不同,键角不同。题组一分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断1.(2019瓦房店市校级期末)下列说法中正确的是()A.PCl3分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp2杂化的结果B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型

15、都是四面体D.AB3型的分子立体构型必为平面三角形【参考答案】：C【试题解析】：A项,PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对,为sp3杂化,立体构型为三角锥形,错误；B项,能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道,错误；C项,凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体,而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关,正确；D项,AB3型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数也有关,如BF3中B原子没有孤电子对,为平面三角形,NH3中N原子有1个孤电子对,为三角锥形,错误。2.徐光宪在分子共和国一书中介绍了许多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法

16、正确的是()A.H2O2分子中的O为sp2杂化B.CO2分子中C原子为sp杂化C.BF3分子中的B原子为sp3杂化D.CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化【参考答案】：B【试题解析】：A项,H2O2分子中氧原子形成2个键,含有2对孤电子对,采取sp3杂化,错误；B项,CO2分子中C原子形成2个键,没有孤电子对,采取sp杂化,正确；C项,BF3分子中的B原子的最外层电子数为3,形成3个键,没有孤电子对,采取sp2杂化,错误；D项,CH3COOH分子中有2个碳原子,其中甲基上的碳原子形成4个键,没有孤电子对,采取sp3杂化,错误。3.BeCl2是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它

17、们的结构简式如下,请写出单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型:(1)ClBeCl:_；(2):_；(3) :_。【参考答案】：(1)sp杂化(2)sp2杂化(3)sp3杂化“五方法”判断分子中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间构型判断。若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子的中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断若杂化轨道之间的夹角为10928,则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120,则分子的中心原子发

18、生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180,则分子的中心原子发生sp杂化。(3)根据等电子原理进行判断如CO2是直形线分子,CNS、N与CO2互为等电子体,所以分子构型均为直线形,中心原子均采用sp杂化。(4)根据中心原子的价电子对数判断如中心原子的价电子对数为4,是sp3杂化,为3是sp2杂化,为2是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无键及键数目判断如没有键为sp3杂化,含1个键为sp2杂化,含2个键为sp杂化。题组二价层电子互斥理论与分子结构4.为了解释和预测分子的立体构型,科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。(1)利用VSEPR理论推断PO的VSEPR模型是_。(2)有两种活性

19、反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:甲:_；乙:_。(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式:平面三角形分子:_,三角锥形分子:_,四面体形分子:_。(4)写出SO3常见的等电子体的化学式,一价阴离子:_(写出一种,下同)；二价阴离子:_,它们的中心原子采用的杂化方式都是_。【参考答案】：(1)正四面体结构(2)CHCH(3)BF3NF3CF4(4)NOCOsp25.NH3分子中HNH键角为107,而配离子Zn(NH3)62中HNH的键角为10928,配离子Zn(NH3)62HNH键角变大的原因是_。

20、【参考答案】：NH3分子中N原子的孤对电子进入Zn2的空轨道形成配离子后,原孤电子对对NH键的成键电子对的排斥作用变为成键电子对之间的排斥,排斥作用减弱题组三配位理论及应用6.(2018徐州调研)向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水,先生成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是()A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2的浓度不变B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子Cu(NH3)42C.配位化合物中只有配位键D.在Cu(NH3)42配离子中,Cu2给出孤电子对,NH3提供空轨道【参考答案】：B【试题解析】：NH3与Cu2形成配位键,Cu2提供空轨道

21、,NH3提供孤电子对。7.丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀,可用来检验Ni2,其分子结构如图所示。该结构中C原子的杂化方式是_,分子内微粒之间存在的作用力有_(填字母)。a.离子键 b.共价键c.配位键 d.氢键【参考答案】：sp2、sp3bcd8.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)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型,Cu(OH)42结构可用示意图表示为_。(2)胆矾CuSO45H2O可写为Cu(H2O)4SO4H2O,其结构示意图如下:下列有关胆矾的说法正确的是_(填字母)。A.所有氧原子都采取

22、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3d84s1D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去.经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3与SCN不仅能以13的个数比配合,还可以其他个数比配合。请按要求填空:(1)若所得的Fe3和SCN的配合物中,主要是Fe3与SCN以个数比11配合所得离子显红色。该离子的离子符号是_。(2)若Fe3与SCN以个数比15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_。【参考答案】：.(1)(2)D.(1)Fe(SCN)2(2)FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl【试题解析】：.(1)Cu2中存在

23、空轨道,而OH中O原子有孤电子对,故O与Cu之间以配位键结合。(2)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。考点三分子间作用力与分子的性质1.分子间作用力(1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力。(2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱:范德华力氢键化学键。(4)范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强,物质的熔点、沸点越高,硬度越大。一般来说,组成和结构相似的物质,

24、随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增大。(5)氢键形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。表示方法:AHB特征:具有一定的方向性和饱和性。分类:氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高,对电离和溶解度等产生影响。2.分子的性质(1)分子的极性类型非极性分子极性分子形成原因正电中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中心不重合的分子存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键分子内原子排列对称不对称(2)分子的溶解性“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于非

25、极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。随着溶质分子中憎水基个数的增多,溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)分子的手性手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为镜像,在三维空间里不能重叠的现象。手性分子:具有手性异构体的分子。手性碳原子:在有机物分子中,连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子,如。(4)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,使ROH中O的电子向R偏移,

26、在水分子的作用下越易电离出H,酸性越强,如酸性:HClOHClO2HClO3HClO4。(1)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键()(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力()(3)氢键具有方向性和饱和性()(4)H2O2分子间存在氢键()(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)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高()(7)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键()【参考答案】：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)【试题解析】：(1)可燃冰中水分子间存在氢键,但CH4与H2O之间不存在氢键。(2)乙醇分子、水分子中都有OH,符合形成氢键的条件。(4)H2O2分子中的H几乎成为“裸露”的质子,与水分子一样,H2O2分子间也存在氢键。(5)卤素氢化物中,HF分子间能形成氢键,其熔、沸点最高。(6)分子内氢键对物质的熔、沸点影响很小,能使物质的熔、沸点降低。(7)H2O比H2S稳定是因为OH键键能大于SH键键能,而与氢键无关。NH3极易溶于水的因素有哪些？【参考答案】：NH3为极性分子,NH3与H2O分子间可形成氢键。题组一共价键的极性与分子极性的判断1.(2019河南省实验中学模拟)膦又称磷化氢,化学式为PH3,在常温下是一种无