22专题一分子的空间构型复习学案高二上学期化学选择性必修2

专题一分子的空间构型【知识梳理】11．用价电子对互斥理论推测分子的空间构型(1)用价电子对互斥理论推测分子的空间构型的关键是判断分子中的中心原子上的价电子对数。(2)价电子对互斥理论与分子空间构型价电子对数成键电子对数孤电子对数价电子对空间构型分子空间构型实例键角220直线形直线形CO2180°330三角形平面三角形BF3120°21V形SO2104.5°440四面体形正四面体形CH4109.5°31三角锥形NH3107.3°22V形H2O104.5°12.用杂化轨道理论推测分子的空间构型杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109.5°正四面体形CH413.等电子体理论原子个数相同且价电子总数相同的分子或离子具有相同的空间构型和化学键类型等结构特征，具有许多相近的性质。如CO和N2，CO2和CS2、N2O等。【特别提醒】键角大小的判断方法：1.首先看中心原子杂化类型：sp（180°）_>__sp2（_120_°）>___sp3（_109.5_°）2.确定中心原子的孤电子对数：若中心原子杂化类型相同时，中心原子所含的孤电子对数越多，键角越小。3.看电负性：（1）若中心原子相同，则配位原子电负性越大，键角越小；如：NF3___<___NH3（2）若配位原子相同，则中心原子的电负性越大，键角越大。如：H2O___>__H2S【典型例题】11．判断下列说法的正误（1）任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。()（2）有多少个原子轨道发生杂化就能形成多少个杂化轨道。()（3）孤电子对有可能参与杂化。()（4）杂化轨道只能用来形成σ键。()（5）凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化成键。()（6）NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的1个s轨道杂化而成的。()（7）孤电子对的空间排斥力大于σ键电子对的排斥力。()（8）VSEPR模型和分子的空间构型一定是一致的。()（9）SO2与CO2分子的组成相似，故它们的空间结构相同。()11．（2）（3）（7）正确，其余错误12．下列分子中按键角由大到小排列顺序是______________________答案①⑤④②③①SO3②NH3③H2O④CH4⑤SO213．根据等电子原理写出下列分子或离子的空间构型。(1)N2O：____________，COS：____________；(2)H3O＋：____________，PCl3：____________；(3)O3：____________，H2S：____________。答案：(1)直线形直线形(2)三角锥形三角锥形(3)V形V形14．(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，35(3)]X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在Ieq\o\al(＋,3)离子。Ieq\o\al(＋,3)离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________。(2)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(2)]CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。(3)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(5)]Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是________。(4)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(3)]CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：________________。答案：(1)V形sp3(2)spsp3(3)sp3共价键(4)spCO2、SCN－(或COS等)15．(1)甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。(2)丙烯腈分子(H2CＦCH—C≡N)中碳原子轨道杂化类型是________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为________。(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BFeq\o\al(－,4)的空间构型为________。答案：(1)sp3小于(2)sp和sp23(3)120°正四面体形16．(1)[Cu(NH3)4]SO4·H2O中，与Cu2＋形成配位键的原子是____________(填元素符号)。(2)K3[Fe(C2O4)3]中化学键的类型有____________。(3)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．氢键答案：(1)N(2)离子键、共价键、配位键(3)sp2、sp3bcd专题二化学键【知识梳理】21.化学键的分类及比较共价键配位键离子键金属键成键微粒非金属原子中心原子（离子）、配体阴阳离子金属阳离子和自由电子成键元素通常为非金属元素提供孤对电子：NH3_，H2OOH，CN，CO提供空轨：H+，B，Al或过渡金属原子或离子活泼金属与活泼非金属金属作用力共用电子对共用电子对静电作用电性作用强弱的影响因素键长键能见下方离子半径和带电荷数离子半径和带电荷数配体的配位能力比较：H2O<NH3，NH3>NF3中心原子（离子）接受孤电子对的能力：H+>__过渡金属__原子（离子）>_主族__原子（离子）22.共价键的分类（1）极性键和非极性键成键元素电子对是否偏向极性键不同非金属元素是非极性键相同非金属元素否（2）σ键和Π键σ键Π键成键方向沿键轴方向头碰头重叠沿键轴方向肩并肩重叠电子云形状轴对称镜面对称牢固程度重叠程度大，稳定重叠程度小，较不稳定【典型例题】21．判断下列说法的正误（1）所有的共价键都有方向性。()（2）金属元素与非金属元素之间不能形成共价键。()（3）共价键是一种电性吸引。()（4）非金属单质分子中均存在共价键。()（5）分子内若存在σ键，则一定也存在Π键。()（6）分子内若存在共价键，则一定存在σ键。()（7）键长越短，键能一定越大。()（8）分子中键角越大，分子越稳定。()（9）离子键是阴阳离子间的静电引力。()（10）配位键是一种电性作用。()22．下列说法中正确的是()A．含有金属元素的化合物一定是离子化合物B．第IA族和第VIIA族元素的原子化合时一定形成离子键C．活泼金属元素与活泼非金属元素的原子化合时能形成离子键D．完全由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物23．下列有关叙述中正确的是()A．任何固体中，若含有阳离子也一定含有阴离子B．金属键越强，则该金属的熔点越低C．将铁制品做成炊具，金属键没有被破坏D．常温下，金属单质都以固体形式存在24．已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O，其中铬元素的配位键数是6，将含有0.1mol氯化铬的水溶液用过量硝酸银溶液处理时，只得到0.2molAgCl沉淀，则氯化铬溶于水形成的含铬阳离子为_____________。25．醋酸二胺合铜(Ⅰ)可以除去合成氨工业原料气中的CO。生成的CH3COO[Cu(NH3)3·CO]中与Cu＋形成配离子的配体为____________(填化学式)。26．向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水，先出现现象a，继续滴加浓氨水，现象a逐渐消失，得到一种含二价阳离子的深蓝色透明溶液，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4•H2O。这种二价阳离子的立体结构如图所示（4个NH3与Cu2＋共面，H2O−Cu2＋−H2O轴线与该平面垂直）。请回答以下问题：（1）基态Cu原子的价电子排布图_______________________。（2）硫酸铜水溶液滴加浓氨水的变化过程，现象a是______________________；写出生成深蓝色透明溶液的离子方程式：____________________________。（3）NH3与Cu2＋可形成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3具有相同的空间构型，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是___________________。（4）请在二价阳离子的立体结构图中用“→”表示出其中的配位键。（5）已知高温下CuO→Cu2O＋O2，从铜原子价层电子结构变化角度来看，能生成Cu2O的原因是_________________________________________。答案21．（6）（10）正确，其余错误。22．C23．C24．[CrCl(H2O)5]2+25答案：CO和NH326．（1）；（2）形成蓝色沉淀；Cu(OH)2＋4NH3•H2O＝[Cu(NH3)4(H2O)2]2＋＋2OH−＋2H2O；（3）F的电负性比N大，N−F成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键；（4）（5）CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是。27．(1)[2017·高考全国卷Ⅱ，35(3)①②]我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为______________，不同之处为________。(填标号)A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型②R中阴离子Neq\o\al(－,5)中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Пeq\o\al(n,m)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Пeq\o\al(6,6))，则Neq\o\al(－,5)中的大π键应表示为____________。(2)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(4)]Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。(3)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(2)]Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是____________________________________________________。(4)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(3)]CS2分子中，共价键的类型有________。答案：(1)①ABDC②5Πeq\o\al(6,5)(2)离子键和π键(Πeq\o\al(6,4)键)(3)Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键(4)σ键和π键28．用“>”或“<”填空：(1)电负性：F________Cl________Br________I。(2)键长：H—F________H—Cl________H—Br________H—I。(3)键能：H—F________H—Cl________H—Br________H—I。(4)稳定性：H—F________H—Cl________H—Br________H—I。答案：(1)>>>(2)<<<(3)>>>(4)>>>29．(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的数目为____________。(2)CaC2中Ceq\o\al(2－,2)与Oeq\o\al(2＋,2)互为等电子体，Oeq\o\al(2＋,2)的电子式可表示为________；1molOeq\o\al(2＋,2)中含有的π键数目为________。(3)下列物质中，只含有极性键的分子是________，既含离子键又含共价键的化合物是________，只存在σ键的分子是________，同时存在σ键和π键的分子是________。A．N2B．CO2C．CH2Cl2D．C2H4E．C2H6F．CaCl2G．NH4Cl答案：(1)16NA(2)[∶O⋮⋮O∶]2＋2NA(3)BCGCEABD【特别提醒】(1)σ键与π键的判断方法①依据强度判断：σ键强度较大，较稳定；π键活泼，易断裂。②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。(2)非极性键和极性键的判断方法同种元素原子之间形成非极性键；不同种元素原子之间形成极性键。专题三分子的性质【知识梳理】31．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，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大；相对分子质量相近的分子，极性越大，范德华力也越大。(5)氢键①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(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。②表示方法：X—H…Y说明：a.X、Y为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。b.X、Y可以相同，也可以不同。③特征：具有一定的方向性和饱和性。④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等也产生影响。32．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荷重心和负电荷重心重合的分子正电荷重心和负电荷重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性对称不对称(2)分子的溶解性相似相溶原理：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。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。(3)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。（4）碳酸盐分解：【特别提醒】分子的极性判断方法(1)分子的极性由共价键的极性和分子的空间构型两方面共同决定①极性键eq\o(→,\s\up7(空间不对称))极性分子eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(双原子分子，如HCl、NO、IBr等,V形分子，如H2O、H2S、SO2等,三角锥形分子，如NH3、PH3等,非正四面体形分子，如CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl等))②极性键或非极性键eq\o(→,\s\up7(空间对称))非极性分子eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(单质分子，如Cl2、N2、P4、I2等,直线形分子，如CO2、CS2、C2H2等,正四面体形分子，如CH4、CCl4、CF4等))(2)判断ABn型分子极性的经验规律若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。2.氢键对物质物理性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显高，如NH3>PH3。②同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点高，如邻羟基苯甲酸<对羟基苯甲酸。(2)对物质溶解度的影响溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度增大，如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。(3)对物质密度的影响氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大。(4)氢键对物质电离性质的影响如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1小很多。【典型例题】31．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)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。()(3)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。()(4)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。()(5)水分子间既存在范德华力，又存在氢键。()(6)氢键具有方向性和饱和性。()(7)H2和O2之间存在氢键。()(8)H2O2分子间存在氢键。()(9)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。()(10)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。()(11)极性分子中可能含有非极性键。()(12)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)×(10)×(11)√(12)×32．[2017·高考全国卷Ⅱ，35(3)③]如图中虚线代表氢键，其表示式为(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、______________、______________。答案：(H3O＋)O—H…N(Neq\o\al(－,5))(NHeq\o\al(＋,4))N—H…N(Neq\o\al(－,5))33．比较下列物质的熔、沸点：(1)H2O______H2S，H2S______H2Se；(2)HF______HCl，HCl______HBr；(3)NH3______PH3，PH3______AsH3；(4)F2______Cl2______Br2______I2；(5)CH4______SiH4______GeH4；(6)CH4______NH3______H2O。答案：(1)><(2)><(3)><(4)<<<(5)<<(6)<<34．(1)[2017·高考全国卷Ⅲ，35(3)]研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2=CH3OH＋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。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_________________________________________________________________________________________。(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(3)]比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_____________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃－49.526146沸点/℃83.1186约400(3)[2015·高考全国卷Ⅱ，37(2)]O元素的单质有两种同素异形体，其中沸点高的是_________________(填分子式)，原因是______________________________________________________。答案：(1)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O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分子量较大、范德华力较大(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强(3)O3O3的相对分子质量大，范德华力大，沸点高35．(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是___________________________________________。(2)关于化合物下列叙述正确的有________。A．分子间可形成氢键B．分子中既有极性键又有非极性键C．分子中有7个σ键和1个π键D．该分子在水中的溶解度大于2－丁烯(3)已知苯酚具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10mol·L－1；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是___________________________。(4)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是____________________________。(5)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________。的沸点比高，原因是______________________________________________________________。答案：(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(2)BD(3)<易形成分子内氢键，—OH中的H难电离(4)NH3分子间能形成氢键(5)O—H键、氢键、范德华力形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大36．(教材改编题)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：选A。37．下列关于粒子结构的描述不正确的是()A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子D．NCl3是含极性键的极性分子解析：选C。CH2Cl2为极性分子。38．(201