（新课标）高考化学一轮复习 选考部分 物质结构与性质 2 分子结构与性质课件-人教版高三全册化学课件

1、第第2 2节分子结构与性质节分子结构与性质-2-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空间结构。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-3-考点一考点二基础梳理考点突破考点三共价键1.共价键的本质与特征共价键的本质是原子之间形成共用电子对;方向性和饱和性是共价键的特征。2.共价键的种类-4-考点一考点二基础梳理考

2、点突破考点三-5-考点一考点二基础梳理考点突破考点三4.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。-6-考点一考点二基础梳理考点突破考点三自主巩固自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)键可以绕键轴旋转,键不能绕键轴旋转 ( )(2)气体单质中一定存在键,可能存在键 ( )(3)只有非金属原子之间才能形成共价键 ( )(4)在所有分子中都存在化学键 ( )(5)键比键的电子云重叠程度大,形成的共价键强 ( )(6)键能单独形成,而键一定不能单独形成 ( )(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

3、2倍 ( )(8)键长等于成键两原子的半径之和 ( )(9)所有的共价键都有方向性 ( )(10)O2分子中仅含非极性键 ( )(11)CH4与 互为等电子体 ( )-7-考点一考点二基础梳理考点突破考点三1.键与键的判断方法(1)依据重叠方式判断:s电子与s电子、p电子形成的共价键一定是键。(2)依据单、双键进行判断:共价单键是键,共价双键中含有一个键和一个键;共价三键中含有一个键和两个键。(3)依据强度方式判断:键的强度较大,较稳定。键较活泼,较容易断裂。注意NN中的键强度较大。2.极性键与非极性键的判断(1)看形成共价键的两原子:不同种元素的原子之间形成的是极性共价键;同种元素的原子之间

4、形成的是非极性共价键。(2)看电子对的偏移:有偏移的为极性键,无偏移的为非极性键。(3)看电负性:成键原子电负性不同,即不同种元素形成的为极性键。-8-考点一考点二基础梳理考点突破考点三3.常见的等电子体 -9-考点一考点二基础梳理考点突破考点三4.根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体构型,并推测其物理性质。(1)(BN)x与(C2)x,N2O与CO2等也是等电子体;(2)硅和锗是良好的半导体材料,它们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料;(3)白锡(-Sn2)与锑化铟是等电子体,它们在低温下都可转变为超导体;(4)SiCl4、 的原子数目和价

5、电子总数都相等,它们互为等电子体,都形成正四面体形。特别提醒等电子体结构相同,物理性质相近,但化学性质不同。-10-考点一考点二基础梳理考点突破考点三例1已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)H=-313 kJmol-1,FF键的键能为159 kJmol-1,ClCl键的键能为242 kJmol-1,则ClF3中ClF键的平均键能为 kJmol-1。 (2)(2015全国,节选)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。 CS2分子中,共价键的类型有。 答案:(1)172(2)C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键和键-11-考点一考点二基础梳理考点突

6、破考点三方法技巧反应热与键能:H=反应物总键能-生成物总键能。 -12-考点一考点二基础梳理考点突破考点三跟踪训练跟踪训练1.(2017陕西西安质检)A族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含A族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布图(或轨道表示式)是;基态砷原子的电子排布式为。 (2)砷与同周期A族的溴的第一电离能相比,较大的是。 -13-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(3)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是 。 (4)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取

7、代形成的另一种氮的氢化物。则N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是。 Na3AsO4可作杀虫剂。 的空间构型为,与其互为等电子体的一种分子为。 -14-考点一考点二基础梳理考点突破考点三Ar3d104s24p3(2)溴(3)AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,故AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力(4)sp3正四面体形CCl4(或其他合理答案)-15-考点一考点二基础梳理考点突破考点三解析 (1)氮原子的最外层有5个电子,其价电子排布图(或轨道表示式)为 。砷为33号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。(2

8、)同周期元素,从左到右,第一电离能呈现增大趋势,砷与溴的第一电离能相比,较大的是溴。(3)AsH3与PH3均为分子晶体,分子间不存在氢键,AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力,故AsH3的沸点高于PH3的沸点。(4)NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化,氨基(NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化,N2H4的结构简式为H2NNH2,相当于两个氨基相结合,所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。根据价层电子对互斥理论知, 的空间构型为正四面体形,与其互为等电子体的分子有CCl4、SiCl4等。-16-考点一考点二基础梳理考点突破考点三2.O

9、3能吸附有害紫外线,是人类赖以生存的保护伞。O3分子的结构如图所示。呈V形,键角116.5。三个氧原子以一个氧原子为中心,与另外两个氧原子分别构成一个非极性共价键:中间氧原子提供2个电子,旁边两个氧原子分别各提供1个电子,构成一个特殊的化学键三个氧原子均等地享有这4个电子。请回答:-17-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(1)题中非极性共价键是(填“”或“”,下同)键,特殊的化学键是键。 (2)1919年,Langmuir提出等电子体的概念:由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相等,各原子外层电子数之和相等,也可互称为等电子体。等电子体的结构相似,物理性质相近,根据等电子原理:下列物质的分子

10、与O3分子的结构最相似的是(填字母)。 A.H2OB.CO2C.SO2D.BeCl2(3)原子中没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对,则O3分子有对孤电子对。 (4)下列有关说法中正确的是(填字母)。 A.臭氧和氧气互为同素异形体,它们在水中的溶解度相近B.臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定C.臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需要吸收能量D.向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解-18-考点一考点二基础梳理考点突破考点三答案:(1)(2)C(3)5(4)BD 解析 (1)特殊的化学键为键,而相邻的氧原子之间的非极性共价键为键。(2)O3、SO2是均由3个原子组成,价

11、电子数均为18的等电子体。(3)在O3中,根据图示,形成共价键的电子共有8个,所以孤电子对数为5。(4)O2与O3互为同素异形体,O2为非极性分子,O3为极性分子,所以O3在水中的溶解度较大,A错误;O3转化为O2释放能量,O2转化为O3吸收能量,C错误。-19-考点一考点二基础梳理考点突破考点三分子的空间结构1.价层电子对互斥理论(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。填写下表。-20-考点一考点二基础梳理考点突破考点三-21-考点一考点二基础梳理考点突破考点三2.杂化轨道理论当原子成键时,原子的价电

12、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。sp杂化sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道组合而成,杂化轨道间夹角为180,呈直线形,如HCCH。 sp2杂化sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道组合而成,杂化轨道间夹角为120,呈平面三角形,如HCHO。 sp3杂化sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道组合而成,杂化轨道间夹角为19028,呈正四面体形,如CH4。-22-考点一考点二基础梳理考点突破考点三3.配位键与配合物(1)配位键。孤电子对。分子或离子中没有与其他原子共用的电子对称孤电子对。配位键。成键原子一方提供孤电子

13、对,另一方提供空轨道。含有孤电子对的微粒有:分子如CO、NH3、H2O等;离子如Cl-、CN-、 等。含有空轨道的微粒有:过渡金属的原子或离子。配位键的表示方法:如AB。A表示提供孤电子对的原子,B表示接受孤电子对的原子。-23-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(2)配位化合物(配合物)。定义:由金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以 配位键结合而成的化合物。组成。 形成条件。a.中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。b.配位体有孤电子对,如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。-24-考点一考点二基础梳理考点突破考点三立体构型(只含一种配体)。配位数

14、是2时:直线形,如Ag(NH3)2+;配位数是3时:平面三角形,如HgI3-;配位数为4时:正四面体形,如ZnCl42-;平面正方形,如PtCl42-。-25-考点一考点二基础梳理考点突破考点三-26-考点一考点二基础梳理考点突破考点三-27-考点一考点二基础梳理考点突破考点三1.判断分子或离子中心原子的杂化类型的五种方法(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断。若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂

15、化轨道之间的夹角判断。若杂化轨道之间的夹角为109.5,则分子或离子的中心原子发生sp3杂化;若杂化轨道之间的夹角为120,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化;若杂化轨道之间的夹角为180,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。-28-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(3)根据等电子原理进行判断。如CO2是直线形分子,CNS-、 与CO2是等电子体,所以这些离子构型均为直线形,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,价电子对数为3,是sp2杂化,价电子对数为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

16、杂化,含一个键为sp2杂化,含两个键为sp杂化。-29-考点一考点二基础梳理考点突破考点三2.判断分子或离子立体构型的“三步”第一步:确定中心原子上的价层电子对数-30-考点一考点二基础梳理考点突破考点三第二步:确定价层电子对的立体构型由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能的相互远离,这样已知价层电子对的数目,就可以确定它们的立体构型。第三步:分子或离子立体构型的确定价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,价层电子对的总数减去成键电子对数,得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应的较稳定的分子立体构型。-31-考点一考点二基础梳理考点突破考点三例2(2016江苏化学)

17、Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应:-32-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(1)Zn2+基态核外电子排布式为。 (2)1 mol HCHO分子中含有键的数目为 mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为。 (5)Zn(CN)42-中Zn2+与CN-的碳原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN)42-的结构可用示意图表示为 。 -33-考点一考点二基础梳理考点突破考点三-34-考点一考点二基础梳理考点突破考点三跟踪训练跟踪训练3.(2017吉林长春二模)人类文明的发展历程,也是化学物质认识和发现的历程,其中铁、二氧化碳

18、、青霉素、硝酸钾、乙醇、氨等物质的发现对人类文明的发展意义重大。(1)基态铁原子外围电子排布式为。 (2)CO2的电子式为,1 mol CO2分子中含有键的物质的量为。 (3)6-氨基青霉烷酸的结构如下图所示:其中C、N、O原子半径的大小关系为,电负性的大小关系为;其中采用sp3杂化的原子有C、。 -35-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(4)硝酸钾中 的空间构型为,写出与 互为等电子体的一种由前二周期元素原子构成的非极性分子的化学式:。 (5)乙醇的相对分子质量比氯乙烷小,但其沸点比氯乙烷高,其原因是。 (6)铁和氨气在640 可发生置换反应,产物之一的晶胞结构如图所示,若两个最近的Fe原

19、子间的距离为a cm,则该晶体的密度计算式为 gcm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 -36-考点一考点二基础梳理考点突破考点三-37-考点一考点二基础梳理考点突破考点三解析 (1)26号元素Fe位于周期表中第四周期第族,基态铁原子外围电子排布式为3d64s2;(2)碳原子最外电子层只有4个电子,它需要4个电子才能达到稳定结构,而氧原子最外电子层有6个电子,它需要2个电子达到稳定结构,所以CO2的电子式为 ,碳氧双键中有1个键、1个键,1 mol CO2分子中含有键的物质的量为 2 mol;(3)同周期元素原子序数越大原子半径越小(稀有气体元素除外),因为原子序数越大原子核中质子数越多,

20、对电子的引力越大,故C、N、O原子半径的大小关系为CNO;同周期从左向右(稀有气体元素除外),元素的原子吸引电子能力逐渐增强,电负性逐渐增大,故电负性的大小关系为 CNO;-38-考点一考点二基础梳理考点突破考点三在6-氨基青霉烷酸分子中,形成四个单键的碳原子、形成三个单键的氮原子、形成两个单键的氧原子和硫原子均采取sp3杂化,故采用sp3杂化的原子有C、S、N、O;(4) 中N采取sp2杂化,中心原子周围无孤电子对,所以空间构型为平面三角形;与 互为等电子体的非极性分子可以是SO3,由前二周期元素原子构成的非极性分子可以是BF3;(5)乙醇分子间可以形成氢键,故其沸点比氯乙烷-39-考点一考

21、点二基础梳理考点突破考点三4.卤族元素是典型的非金属元素,卤素单质及其化合物在生产和生活中都有重要的用途。请回答下列问题:(1)同主族元素的电负性大小存在一定的规律,卤族元素(F、Cl、Br、I)中,电负性最大的是。 (2)不同卤素原子之间可形成卤素互化物,如IBr、BrI3、BrF5、IF7等。卤素互化物中的化学键类型有(填字母)。 A.极性键B.非极性键C.离子键D.键(3)BeCl2的分子空间构型为;BF3分子中BF键的键角为。 -40-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(4)CCl4分子中的碳原子和NF3分子中的氮原子的杂化方式分别为、。 (5)HF的相对分子质量小于HCl,但其沸点却

22、高于HCl,其原因是。 -41-考点一考点二基础梳理考点突破考点三答案:(1)F(2)AD(3)直线形120(4)sp3sp3(5)HF存在分子间氢键,而HCl不存在分子间氢键解析 (1)同主族元素自上而下电负性减弱,故电负性IBrClF,电负性最大的是F。(2)不同卤素原子之间可形成卤素互化物,如IBr、BrI3、BrF5、IF7等都是共价化合物。分子中含有极性键和键,故选AD。(3)BeCl2中Be是sp杂化,是直线形结构,两个BeCl键间的夹角为180;BF3分子的中心原子硼原子形成3个键,中心原子上的孤电子对数= (3-31)=0,所以BF3分子的VSEPR模型是平面三角形,中心原子上

23、没有孤电子对,所以其空间构型也是平面三角形,键角是120。-42-考点一考点二基础梳理考点突破考点三(4)CCl4中碳原子和氯原子形成四个单键,NF3分子中N和F原子形成三个单键,还有1个孤电子对,故杂化方式相同,都是sp3杂化。(5)HF分子间存在氢键,而HCl分子间不存在氢键,故HF的沸点高于HCl。-43-考点三考点一考点二基础梳理考点突破分子的性质1.分子间作用力(1)定义:物质分子间普遍存在的一种相互作用。(2)分类。-44-考点三考点一考点二基础梳理考点突破(3)范德华力与物质性质。 -45-考点三考点一考点二基础梳理考点突破(4)氢键与物质性质。 -46-考点三考点一考点二基础梳

24、理考点突破2.范德华力、氢键、共价键的比较 -47-考点三考点一考点二基础梳理考点突破-48-考点三考点一考点二基础梳理考点突破-49-考点三考点一考点二基础梳理考点突破-50-考点三考点一考点二基础梳理考点突破(3)溶解性。“相似相溶”的规律: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。若能形成氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近),而戊醇在水中的溶解度明显减小。(4)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,导致

25、ROH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H2SO3H2SO4。-51-考点三考点一考点二基础梳理考点突破自主巩固自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)以极性键结合起来的分子不一定是极性分子 ( )(2)非极性分子中,一定含有非极性共价键 ( )(3)氨水中氨分子与水分子间形成了氢键 ( )(4)乙醇分子和水分子间只存在范德华力 ( )(5)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键 ( )(6)水分子间既存在范德华力,又存在氢键 ( )(7)氢键具有方向性和饱和性 ( )(8)H2和O2之间存在氢键 ( )(9)H2O2分子间存在氢键 (

26、 )-52-考点三考点一考点二基础梳理考点突破(10)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 ( )(11)氢键的存在一定能使物质熔、沸点升高 ( )(12)极性分子中可能含有非极性键 ( )(13)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键 ( )-53-考点三考点一考点二基础梳理考点突破-54-考点三考点一考点二基础梳理考点突破2.判断ABn型分子极性的经验规律(1)若中心原子A中无孤电子对,则为非极性分子;有孤电子对,则为极性分子。(2)中心原子A的化合价的绝对值=该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。如BCl3、CO2是

27、非极性分子,SO2、NF3是极性分子。-55-考点三考点一考点二基础梳理考点突破例3(1)氧元素有两种同素异形体,其中沸点高的是(填分子式),原因是。 (2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是(用离子方程式表示)。已知 在溶液中可稳定存在;F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。ClF3的熔、沸点比BrF3的(填“高”或“低”)。 (3)Cr3+基态核外电子排布式为;配合物Cr(H2O)63+中,与Cr3+形成配位键的原子是(填元素符号);与H2O互为等电子体的一种阳离子为(填化学式);H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分

28、子外,还因为 。 -56-考点三考点一考点二基础梳理考点突破答案:(1)O3O3相对分子质量较大,范德华力大(3)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3OH2F+H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键-57-考点三考点一考点二基础梳理考点突破易错警示氢键除影响物质的熔、沸点外,还影响物质的溶解度(如乙醇和水能以任意比互溶),以及物质的密度(如冰的密度比水小);但氢键只是一种分子间较强的作用力,不能影响分子的化学性质。-58-考点三考点一考点二基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练5.(2017课标全国)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)元素K的

29、焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为nm(填标号)。 A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是。 -59-考点三考点一考点二基础梳理考点突破(3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在 离子。 离子的几何构型为,中心原子的杂化形式为。 (4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,边长为a=0.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,

30、如图所示。K与O间的最短距离为nm,与K紧邻的O个数为。 (5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于位置,O处于位置。 -60-考点三考点一考点二基础梳理考点突破答案 (1)A(2)N球形K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)体心棱心解析 (1)紫色光波长范围是400430 nm,故选A。(2)K原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,故核外电子占据的最高能层是第4层,符号是N,占据该能层电子的能级为4s,电子云轮廓图为球形。K的价层电子排布为4s1,Cr的价层电子排布为3d54s1,K的价层电子数较少;K

31、的原子半径较Cr的大,故K的金属键较Cr的弱,熔、沸点较Cr的低。-61-考点三考点一考点二基础梳理考点突破-62-考点三考点一考点二基础梳理考点突破6.已知A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数ABCDCSi(3)2CO(或CN-等)(4)sp分子间作用力(或范德华力)(5)三角锥形低NH3分子间存在氢键(6)Cu(OH)2+4NH3H2OCu(NH3)42+2OH-+4H2O解析 A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数ABCDCSi。(3)氮气的结构式为NN,一个分子中含有2个键;具有相同原子数和价电子总数的微粒互为等电子体,则与其互为等电

32、子体的物质的化学式可能为CO或CN-等。(4)题中A的氧化物分子为CO2,为直线形结构,则中心碳原子采取sp杂化,属于分子晶体,其晶胞中微粒间的作用力为分子间作用力。(5)E为砷,砷化氢分子的空间构型与氨气分子相似,均为三角锥形;因氨气分子间能形成氢键,砷化氢分子间不能形成氢键,则AsH3沸点比NH3的低。(6)向硫酸铜溶液中逐滴加入氨气的水溶液,得到深蓝色的透明溶液,生成四氨合铜络离子,离子反应方程式为Cu(OH)2+4NH3H2OCu(NH3)42+2OH-+4H2O。-66-1.共价键的3种分类(1)极性键和非极性键;(2)键和键;(3)单键、双键、三键2.极性分子和非极性分子的区别3.

33、原子轨道杂化的3种常见方式sp杂化,sp2杂化,sp3杂化4.作用力大小比较的一种关系共价键氢键范德华力-67-决定-68-213451.(2017课标全国)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:(1)Co基态原子核外电子排布式为。元素Mn与O中,第一电离能较大的是,基态原子核外未成对电子数较多的是。 (2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。 (3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为 ,原因是 。 -69-21345(4)硝酸

34、锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了键外,还存在。 (5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-)为nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a=0.448 nm,则r(Mn2+)为 nm。 -70-21345答案 (1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分子质量较大,范德华力较大(4)离子和键(5

35、)0.1480.076-71-21345解析 (1)Co是27号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。一般元素的非金属性越强,第一电离能越大,金属性越强,第一电离能越小,故第一电离能OMn。氧原子价电子排布式为2s22p4,其核外未成对电子数是2,锰原子价电子排布式为3d54s2,其核外未成对电子数是5,故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。(2)CO2和CH3OH中的中心原子碳原子的价层电子对数分别是2和4,故碳原子的杂化方式分别为sp和sp3。(3)四种物质固态时均为分子晶体,H2O、CH3OH都可以形成分子间氢键,一个水分子中两个H都可以参与形成氢键,而一个甲醇分子中只有羟基上的H可用于形成氢键,所以水的沸点高于甲醇。CO2的相对分子质量大于H2的,所以CO2分子间范德华力大于H2分子间的,则沸点CO2高于H2,故沸点H2OCH3OHCO2H2。-72-21345 -73-213452.(2016课标全国,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。Ge与C是同族元素,碳原子之间可以形成双键、三键,但锗原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是 。 答案:锗原子半径大,原子间形成的键较长,pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成键-74-431253.(2016课