《高考备考指南 化学 》课件-第三节　化学键　分子结构与性质

物质结构与性质第四章第三节化学键分子结构与性质(本节对应系统复习P99)栏目导航01必备知识关键能力03配套训练02真题体验领悟高考必备知识关键能力1☞知识点1化学键1.化学键及其分类(1)化学键：相邻原子之间________的相互作用，其主要分为离子键、共价键和金属键。化学键含义离子键带相反电荷离子之间的相互作用共价键原子间通过_____________所形成的相互作用金属键金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用

强烈共用电子对(2)共价键：具有

______性和________性。

(3)共价键的分类。

饱和方向(4)共价键类型的判断①σ键与π键。a.依据强度判断：σ键的强度较大，较____，π键活泼，比较______断裂。

b.共价单键是σ键，共价双键中含有____个σ键，____个π键；共价三键中含有____个σ键，____个π键。

②极性键与非极性键。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形成的是非极性共价键。

稳定容易1

1

1

2

(5)离子键和共价键的比较。

比较离子键共价键概念使__________结合成化合物的相互作用原子间通过____________而形成的相互作用分类—极性键非极性键特点阴、阳离子间的相互作用共用电子对

一方共用电子对__________一方

阴、阳离子

共用电子对偏向不偏向

形成条件①不同的非金属元素的原子之间；②非金属元素与不活泼的金属元素之间同种元素的原子间通过共用电子对结合存在实例离子化合物中：如NaCl、KOH、NH4Cl共价化合物中：如AlCl3，离子化合物中：如NH4Cl、NaHCO3单质中：如H2、Cl2、P4，化合物中：如C2H4、H2O2、Na2CO22.电子式(1)概念。在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的_____________的式子。

最外层电子

(2)书写方法。

最外层

Na离子Na+

[

]

得到的电荷数HH阴、阳离子Na+[]2-Na+

3.键参数(1)概念。

键能键长键角(2)键参数对分子性质的影响。

(3)键参数与分子稳定性的关系。键能越______，键长越______，分子越稳定。

大短

易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)化学键的形成一定伴随着电子的得失(

)(2)在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键(

)(3)不同元素的原子构成的分子只含有极性共价键(

)(4)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(

)(5)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(

)(6)s⁃sσ键与s⁃pσ键的电子云形状对称性相同(

)(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(

)

×

×

×

×

√

√

×突破一

化学键类型与物质类别的关系1.(2022·河南濮阳南乐阶段)下列说法中正确的是(

)A.CH4和BCl3分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构B.Na2O2、NaClO中所含化学键类型不完全相同C.将某种化合物溶于水，若能导电说明这种化合物是离子化合物D.氯气与NaOH反应的过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成

B

C

【解析】NaCl中只有离子键，A错误；N2中的σ键键能较小，B错误；N2中氮原子的单电子位于p轨道中，其σ键类型为p⁃p型，C错误；三种盐均是离子化合物，D正确。

D4.(1)下列分子中只存在s⁃pσ键的是______。

A.H2 B.F2 C.HCl D.HClO(2)硝酸锰Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在___________________。(3)碳的一种单质的结构如图1所示。该单质的晶体类型为___________，原子间存在的共价键类型有________。SiCl4分子属于______分子(填“极性”或“非极性”)。

图1

图2

C

混合晶体σ键、π键非极性(4)①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________。②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有______molσ键。

③SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S—O键键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为______(填图中字母)，该分子中含有______个σ键。

C有4个价电子且半径小，难以通过得失电子达到稳定电子结构σ键和π键

8

a

12

突破三

键参数及应用5.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/(kJ·mol-1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长/pm198228267

96共价键C—CC＝CC≡CC—HN—HN＝OO＝OO＝O键能/(kJ·mol-1)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，稳定性：三键>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.氢化物的键能越大，其稳定性一定越强

ACD

A

HF

HI

大于

☞知识点2分子的空间构型1.价层电子对互斥模型(1)价层电子对彼此相距最远时，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。(3)填写下表：

电子对数成键对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例键角220直线形__________________330三角形__________________21__________________440四面体形__________________31__________________22__________________

直线形BeCl2

180°

平面正三角形

BF3

120°

V形SnBr2

105°

正四面体形CH4

109°28'三角锥形NH3

107°

V形H2O

105°2.杂化轨道理论sp杂化—sp杂化轨道由________和________杂化而成，杂化轨道间夹角

为____，呈直线形，如BeCl2

sp2杂化—sp2杂化轨道由________和________杂化而成，杂化轨道间夹

角为____，呈平面三角形，如BF3

sp3杂化—

sp3杂化轨道由________和________杂化而成，杂化轨道间夹角为

，呈正四面体形，如CH4

1个s轨道1个p轨道180°

1个s轨道2个p轨道120°

1个s轨道3个p轨道109°28'易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(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)价层电子对互斥模型可以解释甲烷分子的四面体结构和氨分子的三角锥形(

)(3)价层电子对互斥模型中，π键的电子对数不计入中心原子的价层电子对数(

)(4)分子中的中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(

)

√

√

√

×

(5)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(

)(6)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形(

)

√

×

B

V形sp3

正四面体N

sp、sp3

角(或V)形(4)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.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d5

D

判断分子或离子立体构型“三步曲”第一步：确定中心原子上的价层电子对数。a为中心原子的价层电子数（对于主族元素等于原子的最外层电子数），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个数。

突破二

杂化轨道理论及其应用3.下列说法正确的是(

)①S8分子中S原子采用的杂化轨道类型为sp3②C2H4分子中只有以s轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ键③SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角＜120°④H3O+中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大A.①②

B.③④C.①②③ D.①③④

D

正四面体

(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____________。

BF3

NF3

CF4

Sp2用等电子体原理判断分子空间结构（1）常见的等电子体。微粒通式价电子总数空间构型AX48e-正四面体形微粒通式价电子总数空间构型CO、N2AX10e-直线形AX216e-直线形AX218e-V形AX324e-平面三角形AX326e-三角锥形AX432e-正四面体形

☞知识点3分子间作用力与分子的性质1.分子间作用力(1)概念；物质分子之间存在的相互作用力，主要分为________和________。

范德华力氢键实质范德华力的实质是电性作用，无______和________

影响因素①一般来说，组成和结构相似的物质，随着______________的增大，范德华力逐渐增大；②相对分子质量相近的分子，分子的极性越大，范德华力_____范德华力与物质性质范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越大，物质的熔、沸点越高，硬度越大(2)范德华力与物质性质。

方向性饱和性相对分子质量越大(3)氢键与物质性质。

形成由已经与________很大的原子形成共价键的________与另一个电负性很大的原子之间的作用力表示方法A—H…B①A、B为电负性很大的原子，一般为N、O、F三种元素的原子；②A、B可以相同，也可以不同特征具有一定的______性和______性

分类______氢键和______氢键

物质性质分子间氢键使物质的熔、沸点______，会对电离和溶解度等产生影响

电负性氢原子饱和方向分子内分子间升高

2.分子的极性(1)非极性分子与极性分子的判断。

非极性极性

(2)键的极性对化学性质的影响。酸性强弱理论解释三氟乙酸>三氯乙酸氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子甲酸>乙酸>丙酸烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱3.溶解性(1)“相似相溶”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，如蔗糖和氨______溶于水，______溶于四氯化碳；萘和碘______溶于四氯化碳，______溶于水。

非极性极性易难易难(2)影响物质溶解性的因素。①外界因素：主要有________、________等。②氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越______(填“好”或“差”，下同)。

③分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越______，如乙醇与水________，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

温度压强

好

好互溶

4.分子的手性(1)概念。①手性异构体：具有完全相同的________和________的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。②手性分子：具有_____________的分子。

组成原子排列

手性异构体(2)手性分子的判断。①判断方法：有机物分子中是否存在

。②手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。如

中，R1、R2、R3、R4互不相同，即C*是手性碳原子。

手性碳原子范德华力、氢键和共价键的比较

范德华力氢键共价键作用粒子分子氢原子与氟、氮或氧原子（分子内、分子间）原子强度比较共价键>氢键>范德华力影响其强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于A—H┈B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点和溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质熔、沸点升高，如溶、沸点：F2<Cl2<Br2

<I2，CF4<CCl4<CBr4①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>

H2S，HF>

HCI，NH3>

PH3；②分子内氢键使物质的熔、沸点降低①影响分子的稳定性；②共价键键能越大，分子稳定性越强易错辨析判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)可燃冰(CH4·8H2O)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)H2O2分子间存在氢键(

)(4)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(

)(5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(

)(6)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(

)

×

×

√

×

×

×

D2.(2022·江苏南京、盐城一模)部分短周期元素的原子半径及主要化合价见下表。

元素XYZWT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0710.099主要化合价+2+3+6、-2-1-1下列有关说法正确的是(

)A.元素X的第一电离能比Y的大B.元素Z的电负性比W的大C.元素W的气态氢化物沸点比T的低D.元素T的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强

A突破二

分子间作用力对物质性质的影响3.解答下列问题：(1)NH3分子在独立存在时，H—N—H键角为107.3°。如图是[Zn(NH3)6]2+的部分结构以及H—N—H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H—N—H键角变大的原因：___________________________

_____________________________________________________________

。

NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用，排斥作用减弱(2)AsH3分子为三角锥形，键角为91.80°，小于氨分子的键角107.3°，AsH3分子键角较小的原因是__________________________________________________________________________________________。

(3)乙酸分子()中键角1大于键角2，其原因为

。

砷原子的电负性小于氮原子，其共用电子对离砷核距离较远，斥力较小，键角较小

4.(1)HCHO与H2加成后，加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)

。

(2)S位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是———————————————————————————

，

H2O比H2Te沸点高的原因是_________________________________________。

加成产物CH3OH分子之间能形成氢键

ⅥA

两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强两者均为分子晶体，H2O分子之间存在氢键(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是————————————_____________________________________________________。

(4)氨是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因：____________________________________________________。

(5)硫的氢化物在乙醇中的溶解度小于氧的氢化物的原因是

__________________________________。

硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔点、沸点升高

氨分子间存在氢键，分子间作用力大，因而易液化H2O与乙醇分子间能形成氢键突破三

手性与手性分子5.(2022·重庆实验中学阶段)下列说法中正确的是(

)A.互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质也相同B.由酸性FCH2COOH>CH3COOH，

可知酸性ClCH2COOH>CH3COOHC.共价键都具有饱和性和方向性，都可以绕键轴旋转D.除HF外，其他卤化氢沸点随着相对分子质量的增大而升高，是因为氢键的键能逐渐增大

B6.下列化合物中含有手性碳原子的是(

)A.CCl2F2B.C.CH3CH2OHD.

B真题体验领悟高考2

C

B

A

CD

sp2

σ

一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键的键长越短

两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高②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

BDE

O、Se>

正四面体形>

D

吡啶可与水分子形成氢键吡啶是极性分子，比非极性分子苯更易溶于水5.(2021·广东卷，节选)很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。(1)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为_____________。

H2O>H2S>CH4

(2)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂，化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________。A.在Ⅰ中S原子采取sp3杂化B.在Ⅱ中S元素的电负性最大C.在Ⅲ中C-C-C键角是180°D.在Ⅲ中存在离子键与共价键E.在Ⅳ中所有硫氧键的键能均相等(3)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的是________。AD

化合物Ⅲ6.(1)(2020·全国卷Ⅰ，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__________。

(2)(2020·全国卷Ⅱ，节选)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是—————————————————————————————————————

。

化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377-24.1238.3155

正四面体形4

sp3

TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高配套训练3(本栏目对应配套训练P30~32)

A2.(2023·北京卷)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(

)A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D.气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HCl分子

A

【解析】F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F—F键不稳定，因此F—F键的键能小于Cl—Cl

键的键能，A正确；氟的电负性大于氯的电负性。F-Cl键的极性大于Cl—C键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C

—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B错误；氟的电负性大于氯的电负性，F—H键的极性大于Cl—H键的极性，导致HF分子极性强于HCl，C错误；氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在(HF)2，D错误。3.(2022·江苏南通四校联考)下列有关[Ni(NH3)6]SO4的说法正确的是(

)A.配体为NH3，其空间构型为平面三角形B.1mol[Ni(NH3)6]2+中σ键的数目为18molC.[Ni(NH3)6]2+中H—N—H的键角大于NH3中的键角D.由于[Ni(NH3)6]SO4是配合物，故向其中滴加BaCl2溶液不会生成沉淀

C4.短周期元素E的氯化物ECln的熔点为-78℃，沸点为59℃；若0.2molECln与足量AgNO3溶液完全反应后可以得到57.4g的AgCl沉淀，则下列判断正确的是(

)A.E位于元素周期表的ⅣA族B.E是一种非金属元素C.在ECln中，E与Cl之间形成共价键D.E的氧化物的化学式为EO2

C

5.下列事实不能用键能的大小来解释的是(

)A.N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B.稀有气体一般难发生反应C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D.F2比O2更容易与H2反应

B

【解析】由于N2分子中存在N≡N，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定，A错误；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键，B正确；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱，C错误；由于H—F的键能大于H—O，所以更容易生成HF，D错误。6.如图为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述，正确的是(

)A.W、R元素单质分子内的化学键都是非极性键B.X、Z元素都能够形成双原子分子C.键长W—H＜Y—H，键的极性Y—H>W—HD.键长X—H＜W—H，键能X—H＜W—H

B

【解析】根据元素在元素周期表的位置可以分析，X为N元素，W为P元素，Y为S元素，R为Ar元素，Z为Br元素。Ar为稀有气体元素，为单原子分子，不存在共价键，A错误；X的双原子分子为N2，Z的双原子分子为Br2，B正确；原子半径W>Y，故键长W-H>Y-H，电负性W＜Y，元素电负性越大，对键合电子的吸引力越大，与H元素形成的化学键极性越大，故键的极性Y-H>W-H，C错误；原子半径W>X，故键长W-H>X-H，键长越短，键能越大，故键能有W-H＜X-H，D错误。7.(2022·广东广州调研)一种化合物Y2ZW3X可用作牙膏的添加剂，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Z的最高价氧化物的水化物是三元酸，Y的原子半径是短周期主族元素中最大的，W与X的最外层电子数之和为13。下列说法正确的是(

)A.简单离子半径：W>X>YB.简单氢化物的沸点：X>W>ZC.Y与W形成的化合物中只含有离子键D.Y与X形成的化合物的水溶液呈酸性

A

C

[B组·提高练习]9.下列有机物中含有手性碳原子的是(

)【解析】由有机物的结构可以看出，A、C、D中没有手性碳原子；B中与氯原子相连的碳原子是手性碳原子。

B

10.香蕉产于南方，被运到北方之前是未成熟的，但顾客买到的却是成熟的香蕉，这是因为喷洒了催熟剂。乙烯就是一种常用的催熟剂，下列对于乙烯中化学键的分析正确的是(

)A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键B.乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的键C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—Hσ键D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称

C

【解析】在乙烯分子中存在4个C—H

σ键和1个C—C

σ键，同时还含有1个C—C

π键，A错误；由于σ键要比π键稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是C—C

π键，B错误；由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的一个氢原子被氯原子取代，故断裂的是C—H

σ键，C正确；σ键是轴对称的，D错误。

A

D

13.(2022·广东深圳一模，节选)钛及其化合物具有优异的物理、化学性能，与其相关的研究备受关注。回答下列问题：(1)钛元素的检验方法如下图所示：TiO2+可与H2O2形成稳定的[TiO(H2O2)]2+，其原因是

。

TiO2+中的Ti有空轨道，而H2O2中的O有孤电子对，两者能形成配位键

甲基橙

亚甲基蓝

平面三角形

sp3

sp2HCHO能与H2O形成氢键而CO2不能，HCHO和H2O为极性分子，CO2为非极性分子，根据相似相溶原理，HCHO更易溶于水14.FeSe、MgB2等超导材料具有广阔的应用前景。(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________________________，基态Se原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形。

(2)向FeSe中嵌入吡啶()能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为________；该分子内存在______(填编号)。

A.σ键 B.π键C.配位键 D.氢键

哑铃sp2杂化

AB

V形

氨分子间存在氢键，分子间作用力较强，容易液化

15.(2023·全国高三专题练习)回答下列问题。(1)X、Y两者物理性质