课件高考化学一轮复习《第36讲分子结构与性质》

一轮重点巩固方向比努力更重要研究考纲·辨明考向质性与构结子分考纲要求考纲解读考向预测1.了解共价键的形成、极性、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。1.考查题型为非选择题，分数约为5～6分。2.高考的考查点：①共价键；②分子的空间结构；③分子的性质。其中共价键是一类重要的化学键，它使原子结合成可以独立存在的分子，共价键是现代化学键理论的核心，分子的立体结构和分子之间的作用力也是理解分子结构与性质关系的重要内容。

核心素养思维导图1、宏观辨析与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析分子构型与性质的关系。2、变化观念与平衡思想：认识共价键的本质及类型，能多角度、动态地分析分子的立体结构及性质，并运用相关理论解决实际问题。3、证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论等解释分子的空间结构及性质，揭示现象的本质与规律。4、科学态度与社会责任：能发现和提出有探究价值的关于分子的结构、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。名师备考建议本部分内容是高考的必考考点，主要考查形式有：①σ键、π键的特征和判断；②常见分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断；③范德华力、氢键、配位键的特点及其对物质性质的影响。其中共价键是一类重要的化学键，它使原子结合成可以独立存在的分子，共价键是现代化学键理论的核心，分子的立体结构和分子之间的作用力也是理解分子结构与性质关系的重要内容。今后高考中，化学键结合杂化轨道理论、分子构型的判断，依然是主要的考查形式。预计2024年高考会选择有社会价值或科研价值的新颖素材创设命题情境，考查原子、分子结构，物质结构与性质，分子空间构型，杂化方式等，有对于分子结构与性质的考查会更遵循新课标和新教材的变化，试题设计会更好地体现宏观辨识与微观探析化学学科核心素养的要求。√真题再现·辨明考向√√3．(2023年湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B．SO32-和CO32-的空间构型均为平面三角形C．CF4和SF4均为非极性分子D．XeF2与XeO2的键角相等4.(2023年辽宁卷)下列化学用语或表述正确的是A.BeCl2的空间结构：V形B.P4中的共价键类型：非极性键C.基态Ni原子价电子排布式：3d10

D.顺—2—丁烯的结构简式：√解析：A．BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线型分子，A错误；B．P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确；C．Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误；D．顺－2－丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为，D错误；√5．(2023年山东卷)下列分子属于极性分子的是A．CS2B．NF3C．SO3D．SiF4

6.(2023年重庆卷)NCl3和SiCl4均可发生水解反应，其中NCl3的水解机理示意图如下：下列说法正确的是A.NCl3和SiCl4均为极性分子B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化C.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同D.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键√√7.(2023年浙江1月选考)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：Al2Cl6＋2NH3＝2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是A.Al2Cl6的结构式为 B.Al2Cl6为非极性分子C.该反应中NH3的配位能力大于氯 D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应解析：A．由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，故A正确；B．由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子，故B正确；C．由反应方程式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键，配位能力大于氯原子，故C正确；D．溴元素的电负性小于氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝溴键弱于铝氯键，所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂，比双聚氯化铝更易与氨气反应，故D错误；√√9．(2022届八省八校)下列关于C、Si及其化合物的说法正确的是A．C和Si的价电子数均为4，推测CO2中的C和SiO2中的Si均为sp杂化B．CH4的相对分子质量小于SiH4，推测CH4的热稳定性比SiH4小C．C的非金属性强于Si，推测C可以还原SiO2D．CH3＋的键角>CH3－的键角解析：A．C和Si属于第ⅣA族元素，价电子等于最外层电子数，即等于4，CO2的结构式为O=C=O，C有2个σ键，无孤电子对数，杂化类型为sp，SiO2为正四面体形，有4个σ键，无孤电子对数，Si的杂化类型为sp3，故A错误；B．热稳定性与化学键有关，与相对分子质量或范德华力无关，C的原子半径小于Si，C-H键键长小于Si－H键长，C－H的键能大于Si－H键能，因此甲烷的热稳定性强于SiH4，故B错误；C．C与SiO2反应生成Si和CO，C的化合价升高，Si的化合价降低，没有利用C的非金属性强于Si，故C错误；√10．(2021年海南卷)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是A.是非极性分子 B.键角∠FSF都等于90°C.S与F之间共用电子对偏向S D.S原子满足8电子稳定结构解析：A．结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S

原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A正确；B．SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，故键角∠FSF不都等于90°，B错误；C．由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C错误；D．中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12，则S原子不是8电子稳定结构，D错误；11.(2021年海南卷)关于NH3性质的解释合理的是选项性质解释A比PH3容易液化NH3分子间的范德华力更大B熔点高于PH3N－H键的键能比P－H大C能与Ag+以配位键结合NH3中氮原子有孤电子对D氨水中存在NH4+NH3∙H2O是离子化合物√解析：A．NH3和PH3都属于同一主族是氢化物，分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比，但氨气中含有氢键，PH3不含氢键，氢键的存在导致氨气的沸点升高，故A错误；B．NH3熔点高于PH3，是因为氨气中含有氢键，氢键的存在导致氨气的熔点升高，不是N－H键的键能比P－H大，故B错误；C．NH3中氮原子有孤电子对，使Ag+和NH3以配位键结合形成[Ag(NH3)2]+，故C正确；D．NH3∙H2O是共价化合物，是弱碱，在水溶液中部分电离出NH4+和OH-，故D错误；12.(2021年湖北卷)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()A．23gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NAB．0.5molXeF4中氙的价层电子对数为3NAC．1mol[Cu(H2O)4]2+中配位键的个数为4NAD．标准状况下，11.2LCO和H2的混合气体中分子数为0.5NA√解析：A．C2H5O中C和O均为sp3杂化，23g乙醇为0.5mol，sp3杂化的原子数为1.5NA，选项A错误；B．XeF4中氙的孤电子对数为，价层电子对数为4＋2＝6，则0.5molXeF4中氙的价层电子对数为3NA，选项B正确；C．1个[Cu(H2O)4]2+中含有4个配位键，1mol[Cu(H2O)4]2+含配位键的个数为4NA，选项C正确；D．标准状况下。11.2LCO和H2的混合气体为0.5mol，分子数为0.5NA，选项D正确。13．(2021年湖北卷)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是()A．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大B．N与N的ð键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低√解析：A．P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大，因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大，A项错误；B．N与N的π键比P与P的强，故N≡N的稳定性比P≡P的高，B项正确；C．N的电负性比P大，NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，C项正确；D．相对分子质量：HNO3<H3PO4，因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子间作用力小，从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低，D项正确；√15.(2021年山东卷)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是A.CH3OH为极性分子B.N2H4空间结构为平面形C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2

D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同√16.(2021年江苏卷)N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ÄH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3－均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是()A.NH3能形成分子间氢键B.NO3－的空间构型为三角锥形C.NH3与NH4+中的键角相等D.NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键√解析：A．NH3能形成分子间氢键，氨分子是一个极性分子，氮原子带有部分负电荷，氢原子带有部分正电荷，当氨分子互相靠近时，由于取向力的作用，带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢，A正确；B．硝酸根离子的空间构型是个标准的正三角形，N在中间，O位于三角形顶点，N和O都是sp2杂化，B错误；C．NH3和NH4+都是sp3杂化，但NH3中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而NH4+为标准的正四面体，所以键角是不一样的，NH3中每两个N—H键之间夹角为107°18＇,正四面体为109°28＇，C错误；D．N-H为σ键，配位键也为σ键，则[Ag(NH3)2]+中含有8个σ键，2个配位键，D错误；17．(2020年山东)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√解析：无机苯属于分子晶体，其熔点与分子间作用力有关，与键能无关，A项错误；B的最外层电子排布式为2s22p1，N的最外层电子排布式为2s22p3，经过sp2轨道杂化后，N原子剩下一对孤电子对，B原子剩下一个空的p轨道，所以形成大π键的电子全部由N提供，B项正确；B和N都是sp2杂化，键角为120°，分子中所有原子共平面，C、D项正确。18．(2020年海南卷)向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，下列叙述正确的是()A.先出现沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液B.离子方程式为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2OC.Cu2+与NH3中的氮原子以ð键结合D.NH3分子中∠HNH为109º28ˊ√解析：A.向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，先生成氢氧化铜蓝色沉淀，后溶解形成铜氨溶液，为深蓝色溶液，故A错误；B.离子方程式为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O，故B正确；C.Cu2+提供空轨道，NH3中的氮原子提供孤电子对，形成配位键，故C错误；D.NH3分子为三角锥形，键角∠HNH为107º18ˊ，故D错误。故答案选：B。sp3

＜－NH2有孤电子对，孤电子对对成键电子排斥力大，键角变小＞20.(2023年海南卷节选)我国科学家发现一种钡配合物Ⅰ可以充当固氮反应的催化剂，反应过程中经历的中间体包括Ⅱ和Ⅲ。(代表单键、双键或叁键)回答问题：(1)配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是____________________。(2)配合物Ⅰ中，R′代表芳基，V－O－R′空间结构呈角形，原因是____________________________________________________________________________________________。(3)配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是____________________。(4)配合物Ⅱ和Ⅲ中，钒的化合价分别为＋4和＋3，配合物Ⅱ、Ⅲ和N2三者中，两个氮原子间键长最长的是_______________________。C、O、P、Cl根据VSEPR模型，氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，成键电子对之间呈角形N配合物Ⅱ解析：(1)根据题干配合物Ⅰ的结构图，中心原子钒的配位原子有C、O、P、Cl；(2)根据VSEPR模型，中心原子氧原子的价层电子对数为4，其中孤电子对数为2，空间结构呈角形；(3)配合物Ⅱ中，第一电离能最大的配位原子是N；(4)结合题干所给配合物Ⅱ和Ⅲ的结构，钒的化合价分别为＋4和＋3，配合物Ⅱ中氮原子间是氮氮单键，配合物Ⅲ中未氮氮双键，N2中为氮氮三键，故配合物Ⅱ中两个氮原子间键长最长；21．(2023年山东卷节选)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：(2)ClO2中心原子为Cl，ClO2中心原子为O，二者均为V形结构，但ClO2中存在大π键(Π)。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式_____；为O－Cl－O键角_____Cl－O－Cl键角(填“＞”“＜”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl－O键的键长并说明原因____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。sp2

＞ClO2分子中Cl－O键的键长小于Cl2O中Cl－O键的键长，其原因是：ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl－O键的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键。22.(2023年全国乙卷节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题：(2)已知一些物质的熔点数据如下表：物质熔点/℃NaCl800.7SiCl4－68.8GeCl4－51.5SnCl4－34.1Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是_______________________________________________________。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。SiCl4的空间结构为_________，其中Si的轨道杂化形式为_______。钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大正四面体sp3

解析：(2)Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是：钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为：随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是：SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。SiCl4的空间结构为正四面体，其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨道杂化形式为sp3。23.(2023年全国甲卷节选)将酞菁—钴钛—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：(1)图1所示的几种碳单质，它们互为____________，其中属于原子晶体的是_________，C60间的作用力是______________。同素异形体金刚石范德华力解析：(1)同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C60间的作用力是范德华力；(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是_______(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键。③+2配位解析：(2)已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大ð键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大ð键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大ð键，因此标号为③的N原子形成的N－H键易断裂从而电离出H+；钴酞菁分子中，失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为_______。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为_______键。sp3离子24.(2022年广东卷节选)硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下：(1)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为

。(2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是

___________________________________________________。(3)关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。A．I中仅有σ键B．I中的Se－Se键为非极性共价键C．II易溶于水D．II中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2E．I~III含有的元素中，O电负性最大(4)IV中具有孤对电子的原子有

。(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4_______H2SeO3(填“>”或“<”)。研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO42-的立体构型为

。4s24p4两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高BDEO、Se＞正四面体形解析：(l)基态硫原子价电子排布式为3s23p4，Se与S同族，Se为第四周期元素，因此基态硒原子价电子排布式为4s24p4；故答案为：4s24p4。(2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高；故答案为：两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高。(3)A．I中有σ键，还有大π键，故A错误；B．Se−Se是同种元素，因此I中的Se－Se键为非极性共价键，故B正确；C．烃都是难溶于水，因此II难溶于水，故B错误；D．II中苯环上的碳原子和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp2，碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp，故D正确；E．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此I~III含有的元素中，O电负性最大，故E正确；综上所述，答案为：BDE。(4)根据题中信息IV中O、Se都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子；故答案为：O、Se。25．(2022年河北卷)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS)，是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为________________。(2)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_______，原因是

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1∶2或2∶1CuCu的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失去的是4s1的电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大解析：(1)基态S的价电子排布是3s23p4，根据基态原子电子排布规则，两种自旋状态的电子数之比为1∶2或2∶1，故答案为：1∶2或2∶1；(2)铜元素的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电离能失去的是4s1电子，锌元素的第二电离能失去的是4s1的电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大，所以铜与锌相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是铜元素，故答案为：Cu；Cu的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失去的是4s1的电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大；(3)SnCl3-的几何构型为____________，其中心离子杂化方式为_______。(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，下列物质中，属于顺磁性物质的是_______(填标号)。A．[Cu(NH3)2]ClB．[Cu(NH3)4]SO4

C．[Zn(NH3)4]SO4D．Na2[Zn(OH)4]三角锥形sp3杂化B解析：(3)三氯化锡离子在锡离子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，所以锡离子杂化方式为sp3杂化，离子的空间构型为三角锥形，故答案为：三角锥形；sp3杂化；(4)根据题意，具有顺磁性物质含有未成对电子；A．[Cu(NH3)2]Cl中亚铜离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；B．[Cu(NH3)4]SO4中铜离子外围电子排布是3d9，离子中有未成对电子，该配合物具有顺磁性，故符合题意；C．[Zn(NH3)4]SO4中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；D．Na2[Zn(OH)4]中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；26.(2022年新高考山东卷)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x∙Zn(NH3)y∙zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为a＝b≠c，α＝β＝γ＝90o。回答下列问题：(1)基态Ni原子的价电子排布式为

，在元素周期表中位置为

。(2)晶胞中N原子均参与形成配位键，Ni2+与Zn2+的配位数之比为_______；x:y:z＝_______；晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是_______。(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的π66大π键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_______(填标号)。A．2s轨道B．2p轨道C．sp杂化轨道D．sp2杂化轨道3d84s2

第4周期第VIII族2:32:1:1Zn2+D吡啶能与H2O分子形成分子间氢键(4)在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①________________________________，②_________________________________________________。吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子解析：(1)已知Ni是28号元素，故基态Ni原子的价电子排布式为：3d84s2，在周期表中第四横行第10纵列即位于第4周期第VIII族，故答案为：3d84s2；第4周期第VIII族；(4)已知苯分子为非极性分子，H2O分子为极性分子，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吡啶远大于苯，故答案为：吡啶能与H2O分子形成分子间氢键；吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子；27.(2021年高考全国甲卷)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为________；单晶硅的晶体类型为_________。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：3s23p2

原子晶体sp3含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________(填标号)。(2)CO2分子中存在_______个σ键和______个π键。(3)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是

。②22甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多(2)CO2的结构式为O=C=O，1个双键中含有1个δ键和1个π键，因此1个CO2分子中含有2个δ键和2个π键，故答案为：2；2；(3)甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，甲醇分子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间，故答案为：甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多；28.(2021年高考全国乙卷)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是_______(填标号)。A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是

，中心离子的配位数为_______。ACN、O、Cl6(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。PH3中P的杂化类型是_______。NH3的沸点比PH3的_______，原因是

，H2O的键角小于NH3的，分析原因

。sp3

高NH3存在分子间氢键NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大解析：(1)A.基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1，A正确；B.Cr核外电子排布为[Ar]3d54s1，由于能级交错，3d轨道能量高于4s轨道的能量，即3d电子能量较高，B错误；C.电负性为原子对键合电子的吸引力，同周期除零族原子序数越大电负性越强，钾与铬位于同周期，铬原子序数大于钾，故铬电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正确；故答案为：AC；(2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤对电子与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3+2+1=6，故答案为：N、O、Cl；6；(3)PH3的价层电子对为3+1=4，故PH3中P的杂化类型是sp3；N原子电负性较强，NH3分子之间存在分子间氢键，因此NH3的沸点比PH3的高；H2O的键角小于NH3的，原因是：NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，故答案为：sp3；高；NH3存在分子间氢键；NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子，H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大；K+和P3-(3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能(kJmol-1)如表：N—NN≡NP—PP≡P193946197489从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是____________________________________________________________________________________。(4)已知KH2PO4是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为___________________，其中P采取___杂化方式。(5)与PO电子总数相同的等电子体的分子式为

。在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定sp3SiF4、SO2F2等(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为

。解析：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H－)、O2-、K+和P3-，其中核外电子排布相同的是K+和P3-。(3)根据表中的相关共价键的键能可知，若6molN形成类似白磷分子结构的N4分子，可以释放出的能量为193kJ

6=1158kJ；若6molN形成N2分子，则可释放的能量为946kJ

2=1892kJ，显然，形成N2分子放出的能量更多，故在N数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越低越稳定。同理，若6molP形成P4分子，可以释放出的能量为197kJ

6=1182kJ；若6molP形成P2分子，则可释放的能量为489kJ

2=978kJ，显然，形成P4分子放出的能量更多，故在P数目相同的条件下，P4具有更低的能量，能量越低越稳定。(4)含氧酸分子中只有羟基上的H可以电离；由KH2PO2是次磷酸的正盐可知，H3PO2为一元酸，其分子中只有一个羟基，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为，其中P共形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，其采取sp3杂化。(5)等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同，根据前加后减、前减后加、总数不变的原则，可以找到与PO43-电子总数相同的等电子体分子为SiF4、SO2F2等。30.(2021年山东卷)非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：(1)基态F原子核外电子的运动状态有

种。(2)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为_______________；OF2分子的空间构型为

；OF2的熔、沸点

(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是_________________________________________________________________________。(3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为

，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是

(填标号)。A.spB.sp2C.sp3D.sp3d9F>O>Cl低于三角(V)形OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高5D解析：(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种；(2)电负性一定程度上相当于得电子能力，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，半径由小到大的顺序为F、O、Cl，所以电负性大小顺序为F>O>Cl；根据VSEPR理论有2＋1/2×(6－1×2)＝4，去掉2对孤对电子，知OF2分子的空间构型是角形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高；(3)XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2＋1/2×(8－1×2)＝5，其中心原子的杂化方式应为sp3d；31.(2021年福建卷)类石墨相氮化碳(g－C3N4)作为一种新型光催化材料，在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。(g－C3N4)具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如下图所示。回答下列问题：(1)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为_______。(2)N、O、S的第一电离能(I1)大小为I1(N)＞I1(O)＞I1(S)，原因是_________________________________________________________________________________________________________。(3)g－C3N4晶体中存在的微粒间作用力有_______(填标号)。a．非极性键b．金属键c．π键d．范德华力(4)g－C3N4中，C原子的杂化轨道类型_______，N原子的配位数为_______。(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，形成O掺杂的g－C3N4(OPCN)。OPCN的化学式为_______。2∶1N原子2p轨道半充满，比相邻的O原子更稳定，更难失电子；O，S同主族，S原子半径大于O原子，更易失去电子cdsp2杂化2，3C3N3O解析：(1)基态C原子的核外电子排布式是1s22s22p2，成对电子数为4，未成对电子数为2，其比值为2∶1。(2)N、O、S的第一电离能(I1)大小为I1(N)＞I1(O)＞I1(S)，原因是相同电子层数的原子，N原子的核外电子排布式是1s22s22p3，p轨道处在半满状态，比较稳定，原子核对核外电子的束缚作用较强，较难失去第一个电子，第一电离能N大于O；O和S是同一主族元素，O原子的半径较小，原子核对核外电子的束缚作用较强，较难失去第一个电子，第一电离能O大于S；故第一电离能(I1)大小为I1(N)＞I1(O)＞I1(S)。(3)根据题意，g－C3N4晶体具有和石墨相似的层状结构，结合二维平面结构图，判断其存在的微粒间作用力有极性键、π键和范德华力，故答案选cd。(4)g－C3N4中，结合二维平面结构图得知，C原子与N原子形成三个σ键，层内存在大п键的，不存在孤电子对，故C原子的杂化轨道类型为sp2杂化；根据二维平面结构图得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，故N原子的配位数为2、3两种。(5)从基本结构单元分析得知，N原子的成键有连两个C原子和连三个C原子的两种情况，连两个C原子的N原子完全属于该基本结构单元，连三个C原子的N原子处在中心的完全属于该基本结构单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单元含有6个C原子和7＋1/3×3＝8个N原子；将图中虚线圈所示的N原子用O原子代替，则O原子完全属于该基本结构单元，故该基本结构单元含有6个C原子、6个N原子、2个O原子，则形成O掺杂的g－C3N4(OPCN)的化学式为C3N3O。正四面体形4sp3

解析：(3)根据价电子对互斥理论，PO43-中P的价层电子对数为4＋＝4，无孤电子对，故杂化轨道类型为sp3，空间构型为正四面体。32．(2020年全国Ⅰ卷)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：(3)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________。核心知识梳理共价键的形成与本质共价键成键本质在原子之间形成___________(电子云的______)成键微粒电负性相差<1.7的元素原子之间成键特征具有方向性和饱和性1．共价键的形成共用电子对重叠考点一共价键及其参数2.分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式

键电子云“

”重叠

键电子云“

”重叠形成共价键的电子对是否偏移

键共用电子对

偏移

键共用电子对

偏移原子间共用电子对的数目

键原子间有

共用电子对

键原子间有

共用电子对

键原子间有

共用电子对σ头碰头π肩并肩极性发生非极性不发生单一对双两对三三对特别提醒

(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)同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的为极性键。3.键参数键参数键参数的含义影响结果键能气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量衡量共价键的稳定性，键能越大共价键越牢固，形成化学键释放出的能量就越多键长形成共价键的两个原子的核间距衡量共价键稳定性，键长越短，键能则越大，共价键越牢固，形成化学键释放出的能量就越多键角在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角决定分子的空间构型键参数对分子性质的影响①键能越

，键长越

，分子越稳定。②大短稳定性立体构型1．s轨道与s轨道重叠形成σ键时，电子不是只在两核间运动，而是电子在两核间出现的概率增大。2．因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。3．两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。4.共价键的成键原子可以都是非金属原子，也可以是金属原子与非金属原子。如Al与Cl，Be与Cl等。5.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。特别强调σ、π键深化理解(1)σ、π键的计算方法：单键只有一个σ键；双键是一个σ键一个π键；三键是一个σ键两个π键。(2)当成键原子半径越大，π键越难形成，如Si、O难形成双键。(3)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同，一般σ键比π键稳定，但N2中π键较稳定。(4)并不是所有的共价键都有方向性，如s­sσ键没有方向性。(5)原子形成共价键时优先形成σ键。(6)配位键也属于σ键。4.等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。确定等电子体的方法(举例)：微粒价电子总数立体构型CO2、CNS－、NO、N16e－直线形CO、NO、SO324e－平面三角形SO2、O3、NO18e－V形SO、PO32e－正四面体形PO、SO、ClO26e－三角锥形CO、N210e－直线形CH4、NH8e－正四面体形技能技巧点拨记忆等电子体，推测等电子体的性质1．常见的等电子体汇总5.离子键(1)概念:带

离子之间的相互作用。

(2)形成条件:一般是

元素与

元素形成。

(3)成键粒子:

。

(4)成键实质:

间的静电作用。

(5)典型物质:离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等。相反电荷活泼金属活泼非金属阴、阳离子阴、阳离子理解应用1.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是_____________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是_______；含有由两个原子的s轨道重叠形成σ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σ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σ键的是_____________。①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨2.试根据下表回答问题。某些共价键的键长数据如下所示：共价键键长(nm)C—C0.154C==C0.133C≡C0.120C—O0.143C==O0.122N—N0.146N==N0.120N≡N0.1103.根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？答案：原子半径、原子间形成的共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短。4.与CCl4互为等电子体的分子或离子有_________________________________等。SiCl4、CBr4、SO、CF4(合理即可)变换过程中注意电荷变化，并伴有元素种类的改变序号方法示例1竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上下交换，即可得到相应的等电子体CO2与CS2O3和SO22横换：换相邻主族元素，这时候价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等N2与CO3可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子O3与NOCH4与NHCO与CN－特别提醒(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(

)××√√√√××正误判断题组一共价键的类别及判断1.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√解析：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；在共价单键中只含有σ键，而含有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。对点训练2．下列有关化学键类型的叙述正确的是(

)A．化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构，则1molNH5中含有5NA个N—Hσ键(NA表示阿伏加德罗常数)B．乙烯酮的结构简式为CH2===C===O，其分子中含有极性共价键和非极性共价键，且σ键与π键数目之比为1∶1C．已知乙炔的结构式为CHCH，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C－C)D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键√解析：单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。3．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是(

)①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A．①②③ B．③④⑤⑥C．①③⑥ D．③⑤⑥√√解析：A项，根据HN3的分子结构示意图可知，HN3分子中含有3个σ键，错误；B项，图示结构中左边两个N原子采取sp杂化，错误；C项，HN3、HNO2、H2O、N2H4的分子中正负电荷中心不重叠，是极性分子，正确；D项，HN3分子有孤对电子，Cu2＋具有空轨道，二者能形成配合物，错误。①②③⑥⑦⑧

④⑤⑨

⑦

①③⑤⑥⑧⑨

②④⑤⑥⑧⑨

6.在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(1)只存在非极性键的分子是_________；既存在非极性键又存在极性键的分子是________；只存在极性键的分子是__________(填序号，下同)。(2)只存在单键的分子是__________，存在三键的分子是__________，只存在双键的分子是________，既存在单键又存在双键的分子是_____。②⑤⑩①③⑨①③⑤②⑨⑩(3)只存在σ键的分子是__________，既存在σ键又存在π键的分子是_________。(4)不存在化学键的是_____。(5)既存在离子键又存在极性键的是_______；既存在离子键又存在非极性键的是____。①③⑤②⑨⑩⑧⑥⑦④7.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“σ”或“π”)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σ极性1∶130D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，有的存在极性键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。(3)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。题组二键参数及应用解析：N2稳定性强于O2，是因为氮气分子中的键能大于氧气分子中的键能，D正确。8．能用共价键键能大小来解释的是(

)A．通常情况下，Br2呈液态，碘呈固态B．CH4分子是正四面体空间构型C．NH3分子内3个N—H键的键长、键角都相等D．N2稳定性强于O29.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√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，熔沸点越高，与共价键的键能大小无关，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。10．下列说法中正确的是(

)A．分子的键长越长，键能越低，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8kJ√解析：键长越长，键能越小，分子越不稳定，A项错误；水是V形分子，两个H—O键键角104.5°，C项错误；断裂2molH—O键吸收2×462.8kJ能量，18g水分解成H2和O2时，断裂2molO—H键，同时还形成0.5molO—O键、1molH—H键，D项错误。√解析：N≡N、N=N中π键比σ键稳定，难发生加成反应，C=C、C≡C中π键比σ键弱，较易发生加成反应。故选C。11．已知N—N、N=N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C=C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法正确的是(

)A．σ键一定比π键稳定B．N2较易发生加成反应C．乙烯、乙炔较易发生加成反应D．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定12.已知几种共价键的键能如下：化学键H—NN≡NCl—ClH—Cl键能/kJ·mol－1391946243431下列说法错误的是A.键能：N≡N