一轮复习学案选修3第2节化学键与分子间作用力

第2节化学键与分子间作用力备考要点素养要求1.了解共价键的形成、极性和类型(σ键和π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,能列举含有氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识分子的空间构型,并对共价键进行分类,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.证据推理与模型认知:运用价电子对互斥理论和杂化轨道理论等,解释分子的空间构型及性质,揭示现象的本质与规律。4.科学探究与创新意识:发现和提出有探究价值的分子的结构、性质的问题,设计探究方案进行探究分析,面对异常现象敢于提出自己的见解。考点一共价键必备知识自主预诊知识梳理1.共价键的本质与特征(1)本质:原子之间通过形成的化学键。

(2)特征:具有方向性和性。

2.共价键的分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键原子轨道“”重叠

π键原子轨道“”重叠

形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对

非极性键共用电子对

原子间共用电子对的数目单键原子间有1对共用电子双键原子间有2对共用电子叁键原子间有3对共用电子3.π键与σ键的比较(1)电子云形状不同:σ键的电子云呈对称,π键的电子云呈对称。

(2)强度不同,一般情况下,π键σ键牢固。如乙烯、乙炔分子中的π键不如σ键牢固,比较,因而含有π键的乙烯、乙炔与只含σ键的乙烷的化学性质不同。

4.键参数(1)定义①键能:指分子中1mol化学键解离成所吸收的能量。键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值。键能可通过实验测定,更多的却是推算获得的。键能可用于估算化学反应。

②键长:构成化学键的两个原子之间的。

③键角:在多原子分子中,两个化学键的夹角称为键角。多原子分子的键角一定,表明共价键具有。

(2)键参数对分子性质的影响。键能越,键长越,分子越稳定。

5.等电子原理相同,相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征,具有许多相似的性质,如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH4自我诊断1.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)在任何情况下,都是σ键比π键强度大。()(3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。()(4)s-sσ键与s-pσ键的电子云形状对称性相同。()(5)σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成。()(6)σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转。()(7)碳碳叁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。()2.实验室中可用乙醇在P2O5作用下脱水制备乙烯。(1)乙烯分子中碳原子为杂化,分子中σ键和π键个数比为。

(2)乙醇分子中共价键的类型有,1molC2H5OH含有σ键数目为。

关键能力考向突破考向1共价键类别分析【典例1】(2020广东电白第一中学模拟)下列关于σ键和π键的理解不正确的是()A.含有π键的分子在进行化学反应时,分子中的π键比σ键活泼B.在有些分子中,共价键可能只含有π键而没有σ键C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键D.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键对点演练1含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。(1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于(填“σ”或“π”)键,从化学键是否具有极性来看属于键。

(2)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π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π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σ键、π键数目为。

A.4个σ键B.2个σ键、2个π键C.2个σ键、1个π键D.3个σ键、1个π键归纳总结(1)在分子中,有的只存在极性键,如HCl、NH3等,有的只存在非极性键,如N2、H2等,有的既存在极性键又存在非极性键,如H2O2、C2H4等;有的不存在化学键,如稀有气体分子。(2)在离子化合物中,一定存在离子键,有的存在极性共价键,如NaOH、Na2SO4等;有的存在非极性共价键,如Na2O2、CaC2等。(3)通过物质的结构式,可以快速有效地判断化学键的种类及数目;根据成键方式判断化学键数目时要注意共价单键全为σ键,双键中有一个σ键和一个π键,叁键中有一个σ键和两个π键。考向2分子空间构型与键参数【典例2】已知键能、键长部分数据如下表:共价键Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O键能242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长/pm19822826796共价键C—CCCC≡CC—HN—HNOO—OOO键能347.7615812413.4390.8607142497.3键长/pm154133120109101(1)下列推断正确的是(填字母,下同)。

A.稳定性:HF>HCl>HBr>HIB.氧化性:I2>Br2>Cl2C.沸点:H2O>NH3D.还原性:HI>HBr>HCl>HF(2)下列有关推断正确的是。

A.同种元素形成的共价键,键能:叁键>双键>单键B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C.键长越短,键能一定越大D.氢化物中化学键的键能越大,其稳定性越弱(3)在HX(X表示卤素原子)分子中,键长最短的是,最长的是;O—O键的键长(填“大于”“小于”或“等于”)OO键的键长。

对点演练2(2020山东潍坊高密一中模拟)已知几种共价键的键能如下:化学键H—NN≡NCl—ClH—Cl键能/(kJ·mol-1)391945243431下列说法错误的是()A.键能:N≡N>NN>N—NB.H(g)+Cl(g)HCl(g)ΔH=-431kJ·mol-1C.H—N键能小于H—Cl键能,所以NH3的沸点高于HClD.2NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g)ΔH=-456kJ·mol-1归纳总结键长、键能决定了共价键的稳定性,键长、键角决定了分子的空间构型,一般来说,已知多原子分子中的键角和键长等数据,就可确定该分子的空间构型。常见几种分子的空间构型及键角如下:考向3等电子体、等电子原理的应用【典例3】(1)写出与CO分子互为等电子体的两种离子的化学式:。

(2)CH3-的空间构型为,与其互为等电子体的分子的电子式为,与其互为等电子体的一种阳离子的电子式为(3)写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式:(4)已知CO2为直线形结构,SO3为平面正三角形结构,NF3为三角锥形结构,请推测COS、CO32-、PCl3的空间构型分别为、归纳总结常见等电子体与空间构型微粒价电子总数空间构型CO2、CNS-、NO16直线形CO32-、NO24平面三角形SO2、O3、NO18V形SiO44-、PO43-32正四面体形PO33-、SO26三角锥形CO、N210直线形CH4、NH8正四面体形对点演练3互为等电子体的微粒结构相似、物理性质也相近。根据等电子原理,由短周期元素组成的粒子,只要其原子总数和价电子总数相同,均可互称为等电子体。下列各组粒子不能互称为等电子体的是()A.CO32-B.O3和SO2C.CO2和NOD.SCN-和N考点二分子的空间构型必备知识自主预诊知识梳理1.价电子对互斥理论(1)理论要点。①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。②孤电子对对成键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)用价电子对互斥理论(VSEPR理论)推测分子空间构型的关键是判断分子中中心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)价层电子对互斥理论与分子的空间构型。电子对数成键电子对数孤电子对数价层电子对空间构型分子空间构型实例220直线形形

CO2330平面三角形BF321V形SO2440正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O微点拨价电子对互斥理论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的空间构型,不包括孤电子对。2.杂化轨道理论(1)杂化轨道的定义:在外界条件的影响下,原子内部能量的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化,组合后形成的一组新的原子轨道,叫杂化轨道。

(2)杂化轨道的类型与分子空间构型的关系。(3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型。杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对,所以有公式:杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子形成的σ键个数。3.配位键与配位化合物(1)配位键。①配位键的形成:成键原子一方提供,另一方提供形成共价键。

②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NH4+可表示为[]+,在NH4+中,虽然有一个N—H键与其他3个N—H键形成过程不同,但是一旦形成之后(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形成条件:配位体有孤电子对③组成:以[Cu(NH3)4]SO4为例:自我诊断1.已知H2O、NH3、CH4三种分子的键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,请分析可能的原因是。

2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)杂化轨道只用于形成σ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,氮原子发生sp2杂化。()(4)只要分子空间构型为平面三角形,中心原子均为sp2杂化。()(5)中心原子是sp杂化的,其分子空间构型不一定为直线形。()3.填表。分子孤电子对数杂化类型分子空间构型CCl4NH3H2O关键能力考向突破考向1价层电子对互斥理论、杂化轨道理论及应用【典例】回答下列问题。(1)(2020江苏化学,21节选)NH3分子中氮原子的杂化轨道类型是。

(2)(2020全国1,35节选)磷酸根离子的空间构型为,其中P的价层电子对数为,杂化轨道类型为。

(3)(2019全国1,35节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。

(4)(2019江苏化学,21节选)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的杂化轨道类型为;推测抗坏血酸在水中的溶解性:(填“难溶于水”或“易溶于水”)。

(5)(2018全国1,35节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是,中心原子的杂化轨道类型为。LiAlH4中存在(填标号)。

A.离子键 B.σ键C.π键 D.氢键(6)(2018全国2,35节选)①根据价电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是。

②气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的空间构型为形,其中共价键的类型有种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中硫原子的杂化轨道类型为。

(7)(2018全国3,35节选)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子空间构型为,碳原子的杂化轨道类型为。

对点演练1(2020山东化学,7)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是()A.其熔点主要取决于所含化学键的键能B.形成大π键的电子全部由N提供C.分子中B和N的杂化方式相同D.分子中所有原子共平面方法技巧“四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型(1)根据杂化轨道的空间构型判断。①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。②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。③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)根据杂化轨道之间的夹角判断。①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。②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。③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。(3)根据中心原子的价层电子对数判断。①若中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化。②若中心原子的价层电子对数为3,是sp2杂化。③若中心原子的价层电子对数为2,是sp杂化。(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断。若没有π键为sp3杂化,含1个π键为sp2杂化,含2个π键为sp杂化。考向2配位键、配合物理论【典例2】Ⅰ.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,五水合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)4]2-。不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为。

(2)胆矾(CuSO4·5H2O)可写成[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+的价层电子排布式为3d84s1D.胆矾中的水会在不同温度下分步失去Ⅱ.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,还可以其他个数比配合。请按要求回答问题:(1)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。

对点演练2(1)配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银白色沉淀,沉淀的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NH3,CoCl3·4NH3(绿色和紫色)。

②上述配合物中,中心离子的配位数都是。

(2)向棕黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色,该反应在有的教材中用化学方程式FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl表示。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,还可以其他个数比配合,请按要求填空:Fe3+与SCN-反应时,Fe3+提供,SCN-提供,二者通过配位键结合。

归纳总结配位化合物的形成条件形成

条件——深度指津1.判断分子或离子空间构型的“三步曲”第一步:确定中心原子上的价层电子对数a为中心原子的价电子数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,x为与中心原子结合的原子数。如NH3的中心原子为N,a=5,b=1,x=3,所以NH3的中心原子孤电子对数=12(a-xb)=12×(5-3×第二步:确定价层电子对的空间构型由于价层电子对之间的相互排斥作用,它们趋向于尽可能地相互远离,因此根据已知价层电子对的数目,就可以确定它们的空间构型。第三步:分子空间构型的确定价层电子对有成键电子对和孤电子对之分,用价层电子对的总数减去成键电子对数可得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数,可以确定相应粒子的较稳定的空间构型。2.“五方法”判断分子或离子中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断。空间构型杂化轨道类型若杂化轨道在空间的分布呈正四面体形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109.5°,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是直线形分子,CNS-、N3-均与CO2互为等电子体,所以CNS-、N3-的空间构型均为直线形(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)根据分子或离子中中心原子有无π键及π键数目判断。如没有π键,为sp3杂化;含一个π键,为sp2杂化;含两个π键,为sp杂化。考点三分子间作用力与分子性质必备知识自主预诊知识梳理1.分子间作用力(1)定义: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和。

(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,相似的物质,随着的增大,范德华力逐渐;分子的极性越大,范德华力也越大。

(5)氢键。①形成:已经与的原子形成共价键的(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中的原子之间的作用力,称为氢键。

②表示方法:A—H…B(A、B为电负性很强的原子,一般为N、O、F三种元素的原子,A、B可以相同,也可以不同)。③特征:具有一定的性和性。

④分类:氢键包括氢键和氢键两种。

⑤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,对电离和溶解度等产生影响。

微点拨(1)有氢键的分子间也有范德华力,但有范德华力的分子间不一定有氢键。(2)一个氢原子只能形成一个氢键,这就是氢键的饱和性。(3)氢键主要影响物质的物理性质。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的分子

正电中心和负电中心的分子

存在的共价键非极性键或极性键

分子内原子排列呈中心对称不呈中心对称微点拨①对于ABn型分子的极性,一般情况下,若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则该分子为非极性分子,否则为极性分子。②键的极性、分子空间构型与分子极性的关系。类型实例键的极性空间构型分子的极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子(2)分子的溶解性。①“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于溶剂,极性溶质一般能溶于溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度。

②随着溶质分子中憎水基所占的比例的增大,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。①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,在三维空间里的现象。

②手性分子:具有的分子。

③手性碳原子:在有机化合物分子中,连有的碳原子,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,如酸性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4。自我诊断1.(1)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高吗?(2)S有两种常见的含氧酸,较高价的酸性比较低价的酸性,理由是。

2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(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)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。()(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)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。()3.下图是两种具有相同分子式的有机化合物——邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸的结构简式。请回答:(1)邻羟基苯甲酸易形成氢键。

(2)沸点较高的是。

关键能力考向突破考向1共价键的极性与分子极性的判断【典例1】(2020安徽铜陵模拟)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是()A.H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子B.NF3和PCl3均为极性分子,中心原子均采取sp3杂化C.H3BO3和H3PO3均为三元酸,结构简式均为(X=B,P)D.CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形非极性分子,键角均为109°28'对点演练1S2Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如图所示。常温下,S2Cl2是一种橙黄色的液体,遇水易水解,并产生能使品红溶液退色的气体。下列说法中错误的是()A.S2Cl2的电子式为

B.S2Cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔、沸点:S2Br2>S2Cl2D.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl方法归纳分子极性判断的方法(1)化合价法。ABn型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时,该分子为非极性分子,此时分子的空间构型对称;若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数,则分子的空间构型不对称,其分子为极性分子,具体实例如下:分子的化学式BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2PCl3中心原子化合价的绝对值34562343中心原子的价电子数34566565分子的极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性极性(2)根据化学键的类型及分子的空间构型判断。非极性分子、极性分子的判断,首先看分子中的化学键是否有极性,然后再看各化学键的空间排列状况。化学键都无极性,分子必无极性(O3除外);有极性化学键,各化学键空间排列均匀,使化学键的极性相互抵消,分子无极性;有极性化学键,各化学键空间排列不均匀,不能使化学键的极性相互抵消,分子有极性。共价键的极性与分子极性的一般关系可总结如下:(3)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断。分子中的中心原子最外层电子若全部成键,此分子一般为非极性分子;分子中的中心原子最外层电子若未全部成键,此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键,它们都是非极性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键,它们都是极性分子。考向2范德华力、氢键对物质性质的影响【典例2】完成下列各题。(1)(2020全国3,35节选)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),电负性大小顺序是。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是(写分子式),其熔点比NH3BH3(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在,也称“双氢键”。

(2)(2019全国1,35节选)一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/℃1570280023.8-75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因。

(3)(2019全国2,35节选)元素As与N同主族。预测As的氢化物分子的空间构型为,其沸点比NH3的(填“高”或“低”),其判断理由是。

(4)(2019全国3,35节选)苯胺()的晶体类型是。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是。

对点演练2(2020山东化学,17节选)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:(1)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为,其固体的晶体类型为。

(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为,键角由大到小的顺序为。

(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有mol,该螯合物中N的杂化方式有种。

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。考向3无机含氧酸的酸性【典例3】(2020湖南长沙调研)下列叙述正确的是()A.能电离出H+的化合物除水外都是酸,分子中含有几个氢原子,该物质就是几元酸B.无机含氧酸分子中含有几个羟基,它就属于几元酸C.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强D.H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1,但它们的酸性不相近,H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸易错警示(1)由HNO3、H2SO4、H3PO4的相关知识而误认为酸分子中有几个H或几个羟基就属于几元酸;由氧化性:HNO3>HNO2、H2SO4>H2SO3而混淆酸的酸性与氧化性,误认为酸性越强的酸其氧化性也越强。(2)误认为氢原子数就是含氧酸的元数。如磷元素的几种含氧酸的名称、分子式、结构式、磷元素的化合价、酸的元数如下表:名称正磷酸偏磷酸亚磷酸次磷酸分子式H3PO4HPO3H3PO3H3PO2结构磷的化合价+5+5+3+1酸的元数三元一元二元一元(3)同种元素的含氧酸,中心原子的价态越高,含氧酸的氧化性不一定越强。如酸性:HClO4>HClO3>HClO,氧化性:HClO4<HClO3<HClO。对点演练3已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示,如X是S,当m=2,n=2,则表示的是H2SO4。一般而言,式中m大的是强酸,m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()A.HClO2 B.H2SeO3C.H3BO3 D.HMnO4对点演练4判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。如下表所示:含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系名称次氯酸磷酸硫酸高氯酸结构Cl—OH非羟基氧原子个数0123酸性弱酸中强酸强酸最强酸(1)亚磷酸(H3PO3)和亚砷酸(H3AsO3)分子式相似,但它们的酸性差别很大,H3PO3是中强酸,H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为,。

(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是:①,

②。

(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸,分析反应情况:,写出化学方程式:。

第2节化学键与分子间作用力考点一共价键必备知识·自主预诊1.(1)共用电子(2)饱和2.头碰头肩并肩偏移不偏移3.(1)轴镜面(2)不如容易断裂4.(1)①气态气态原子热效应②核间距③方向性(2)大短5.原子总数价电子总数自我诊断1.答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√(7)×(8)×2.答案(1)sp25∶1(2)非极性键、极性键8NA解析(1)乙烯的结构式为,碳原子为sp2杂化,分子中含有5个σ键和1个π键,因此σ键和π键个数比为5∶1。(2)乙醇分子中的碳碳键为非极性键,碳氢键、碳氧键、氧氢键均为极性键。1molC2H5OH含有8molσ键。关键能力·考向突破典例1B同一分子中的π键不如σ键牢固,反应时比较容易断裂,A项正确;π键不能单独存在,含有π键的分子中一定含有σ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σ键,C项正确。对点演练1答案(1)σ极性(2)1∶1(3)30(4)D典例2答案(1)ACD(2)A(3)HFHI大于解析(1)根据表中数据,同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小,稳定性逐渐减弱,A项正确;从键能看,氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱,由原子结构知,氧化性也逐渐减弱,B项错误;水分子间氢键强于NH3分子间氢键,在常温下,H2O为液态而NH3为气体,所以H2O的沸点比NH3高,C项正确;还原性与失电子能力有关,还原性:HI>HBr>HCl>HF,D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确;由O—O、OO的键能知,B项错误;C—H的键长大于N—H的键长,但是N—H键的键能反而较小,C项错误;一般来说,氢化物中键能越大,氢化物稳定性越强,D项错误。对点演练2CA项,同一元素的原子形成的叁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:N≡N>NN>N—N,正确;B项,H(g)+Cl(g)HCl(g)的焓变ΔH=-431kJ·mol-1,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,与键能无关,错误;D项,根据ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和),则2NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g)ΔH=6E(N—H)+3E(Cl—Cl)-E(N≡N)-6E(H—Cl)=-456kJ·mol-1,正确。典例3答案(1)CN-、C(2)三角锥形H··H[H··(3)SO3(4)直线形平面三角形三角锥形解析(1)CO分子含有14个电子,CN-、C2(2)CH3-与NH3互为等电子体,故结构相似,因此CH3-为三角锥形;水合氢离子(H3O+)也与CH(3)NO3-与SO3的原子数、价电子数都相同(4)COS与CO2的原子数、价电子总数都相等,二者互为等电子体,结构相似;SO3与CO32-互为等电子体,结构相似;NF3与PCl3对点演练3CC选项中,CO2与NO2-具有相同的原子总数,但价电子总数不同,CO2为16,而NO2考点二分子的空间构型必备知识·自主预诊1.(3)直线平面三角形四面体形2.(1)相近(2)1个s轨道1个p轨道180°直线1个s轨道2个p轨道120°平面三角1个s轨道3个p轨道109.5°正四面体3.(1)①孤电子对空轨道(2)③中心离子配位原子配位数自我诊断1.提示CH4分子中的碳原子没有孤电子对,NH3分子中氮原子上有1个孤电子对,H2O分子中氧原子上有2个孤电子对,随着孤电子对的增多,对成键电子对的排斥作用增大,故键角减小。2.答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×3.答案0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3V形关键能力·考向突破典例1答案(1)sp3(2)正四面体形4sp3(3)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键Cu2+(4)sp3、sp2易溶于水(5)正四面体形sp3AB(6)①H2S②平面三角2sp3(7)平面三角形sp2解析(1)NH3分子中氮原子上有1个孤电子对,价层电子对数为1+3=4,则氮原子为sp3杂化。(2)PO43-的中心原子不含孤电子对,成键电子对数为4,价层电子对数为4,因此其空间构型为正四面体形,磷原子是采用sp3杂化方式形成4个(3)乙二胺中氮原子形成3个单键,含有1个孤电子对,属于sp3杂化;碳原子形成4个单键,不存在孤电子对,也是sp3杂化;由于乙二胺的两个氮原子可提供孤电子对与金属离子形成配位键,因此乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定的环状离子,由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子,因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+。(4)根据抗坏血酸的分子结构,该结构中有两种碳原子,分别是全形成单键的碳原子和形成双键的碳原子,全形成单键的碳原子为sp3杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化;根据抗环血酸分子结构,分子中含有4个—OH,能与水形成分子间氢键,因此抗坏血酸易溶于水。(5)LiAlH4中的阴离子是AlH4-,中心原子铝原子含有的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=4+0=4,所以空间构型是正四面体形,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。阴离子、阳离子间存在离子键,Al与H之间还有共价单键(即σ键),不存在(6)①根据价电子对互斥理论分析,H2S分子中硫原子有2个成键电子对和2个孤电子对,价层电子对数为4;SO2分子中硫原子有2个成键电子对和1个孤电子对,价层电子对数为3;SO3分子中硫原子有3个成键电子对,不含孤电子对,价层电子对数为3。②气态SO3分子中硫原子周围有3个成键电子对,不含孤电子对,则硫原子采取sp2杂化,分子的空间构型为平面三角形:三氧化硫分子中所含共价键有两种,分别为σ键和π键。由固体三氧化硫的三聚分子结构可知,每个硫原子形成4个σ键,则硫原子采取sp3杂化。(7)CO32-中碳原子的价层电子对数为3,故碳原子采取sp2杂化,且无孤电子对,故对点演练1A由题意知,无机苯与苯结构相似,应属于分子晶体,其熔点取决于范德华力,A项错误;分子中所有原子共平面,D项正确;根据价键原理和题干信息,无机苯的结构式为,该分子属于平面形分子,分子中N原子和B原子都属于sp2杂化,N形成4个价键,故大π键的电子全部由N原子提供。典例2答案Ⅰ.(1)(2)DⅡ.(1)[Fe(SCN)]2+(2)FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl解析Ⅰ.(1)Cu2+中存在空轨道,而OH-中氧原子有孤电子对,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+的价层电子排布式为3d9;D项,由图可知,胆矾中有H2O与其他粒子以氢键结合,易失去,也有H2O与Cu2+以配位键结合,较难失去。Ⅱ.(1)Fe3+与SCN-按1∶1配合所得离子的化学式为[Fe(SCN)]2+。(2)根据题意分析可得,FeCl3与KSCN反应的化学方程式为FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl。对点演练2答案(1)①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)4Cl2]Cl②6(2)空轨道孤电子对解析(1)根据题意分析可知,每个CoCl3·6NH3分子中有3个Cl-为外界离子,配体为6个NH3,则该配合物的化学式为[Co(NH3)6]Cl3;每个CoCl3·4NH3(绿色和紫色)中有1个Cl-为外界离子,配体为4个NH3和2个Cl-,则该配合物化学式均为[Co(NH3)4Cl2]Cl。②题给几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl,其配位数都是6。(2)Fe3+与SCN-反应时,Fe3+提供空轨道,SCN-提供孤电子对,二者通过配位键结合。考点三分子间作用力与分子性质必备知识·自主预诊1.(2)范德华力氢键(3)<<(4)组成和结构相对分子质量增大(5)①电负性很强氢原子电负性很强③方向饱和④分子内分子间⑤升高2.(1)重合不重合非极性键或极性键(2)①非极性极性增大(3)①镜像不能重叠②手性异构体③四个不同基团或原子自我诊断1.提示(1)不一定,如果形成的氢键是分子内氢键,则对物质的熔、沸点影响较小。(2)强S的正电性越高,导致S—O—H中O的电子向S偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易电离出H+,即酸性越强2.答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×3.答案(1)分子内(2)对羟基苯甲酸关键能力·考向突破典例1BC2H2中4个原子在同一直线上,为直线形的非极性分子,但H2O2中4个原子不在同一直线上,属于极性分子,A项错误;NF3和PCl3中N、P均有1个孤电子对,杂化轨道数均为4,故均为三角锥形极性分子,中心原子采取sp3杂化,B项正确;H3BO3的结构简式为,其溶液呈酸性是因为H3BO3与水电离出的OH-结合为[B(OH)4]-:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,因此H3BO3为一元酸,H3PO3的结构简式为,为二元酸,C项错误;CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形非极性分子,但键角分别为109.5°和60°,D项错误。对点演练1B根据结构式知,该分子中每个氯原子和硫原子之间形成1个共用电子对,两个硫原子之间形成1个共用电子对,每个原子都达到8电子稳定结构,该分子的