高考历史一轮复习 第40讲 分子结构与性质课件 新人教版.ppt

第40讲分子结构与性质 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 能用键长 键能 键角等说明简单分子的某些性质 2 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构 3 了解范德华力的含义及对物质性质的影响 4 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 高频考点一共价键1 判断正误 正确的打 错误的打 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nh互为等电子体 2 结合事实判断co和n2相对更活泼的是 试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因 解析 由断开co分子的第一个化学键所需要的能量 1071 9 798 9 kj mol 1 273 0kj mol 1 比断开n2分子的第一个化学键所需要的能量 941 7 418 4 kj mol 1 523 3kj mol 1 小 可知co相对更活泼 答案 co断开co分子的第一个化学键所需要的能量 273 0kj mol 1 比断开n2分子的第一个化学键所需要的能量 523 3kj mol 1 小 1 共价键的本质和特征 1 本质 原子之间形成 2 特征 具有 和 2 共价键的分类 共用电子对 方向性 饱和性 3 键参数 1 概念 2 键参数对分子性质的影响 键能越 键长越 分子越稳定 4 等电子原理原子总数相同 的分子具有相似的化学键特征 具有许多相近的性质 如co和n2 大 短 价电子总数相同 考点1共价键及其分类1 2018 宁夏育才中学期中 下列说法正确的是 a 键是由两个p电子以 头碰头 方式重叠而成b 键是镜面对称 而 键是轴对称c 乙烷分子中的键全为 键而乙烯分子中含 键和 键d h2分子中含 键 cl2分子中含 键 答案 c 2 2015 安徽高考 碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂 其结构如图所示 下列有关该物质的说法正确的是 a 分子式为c3h2o3b 分子中含6个 键c 分子中只有极性键d 8 6g该物质完全燃烧得到6 72lco2 解析 a项 观察图形根据碳四键可知分子式正确 b项 根据图示可知分子中含8个 键 c项 观察图形可知分子中含有碳碳双键属于非极性键 d项 没有指明条件 无法进行气体体积计算 答案 a 3 有以下物质 hf cl2 h2o n2 c2h4 1 只含有极性键的是 2 只含有非极性键的是 3 既有极性键又有非极性键的是 4 只含有 键的是 5 既有 键又有 键的是 解析 1 含不同元素的原子 只含极性键 中两个氢原子分别与氧原子相连 只含极性键 2 双原子的单质分子只含非极性键 符合题意 3 根据结构可判断 既含极性键又含非极性键 4 只有单键的只含 键 即 5 有双键或三键的一定既有 键又有 键 即 c和cl之间为 键 c和o之间为一个 键 一个 键 因此该分子中含有3个 键 1个 键 答案 1 2 3 4 5 d 方法总结 判断共价键类型的方法 1 键与 键的判断 由轨道重叠方式判断 头碰头 重叠为 键 肩并肩 重叠为 键 由物质的结构式判断通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目 共价单键全为 键 双键中有一个 键和一个 键 三键中有一个 键和两个 键 由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是 键 杂化轨道形成的共价键全部为 键 2 极性键与非极性键的判断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 考点2键参数及其应用 一 利用键参数判断物质的结构和性质4 2018 烟台月考 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o2 解析 单质通常情况下的状态与键能大小无关 ch4分子是正四面体空间构型 与键角键长有关 与键能无关 nh3分子内的3个n h键的键长 键角都相等与键能无因果关系 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 答案 d 5 nh3分子的空间构型是三角锥形 而不是正三角形的平面结构 解释该事实的充分理由是 a nh3分子是极性分子b 分子内3个n h键的键长相等 键角相等c nh3分子内3个n h键的键长相等 3个键角都等于107 d nh3分子内3个n h键的键长相等 3个键角都等于120 解析 a选项 nh3为极性分子不能说明nh3一定为三角锥形 b项 三条n h键键能与键长分别相同 键角相等仍有可能为正三角形 d选项与事实不符 答案 c 方法总结 分子的空间构型与键参数键长 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 知道了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几何构型 二 利用键能计算反应热6 2015 浙江理综 28 1 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应 解析 设 c 部分的化学键键能为akj mol 1 则 h a 348 412 5 kj mol 1 a 612 412 3 436 kj mol 1 124kj mol 1 答案 124 考点3等电子原理及其应用7 2018 黄冈模拟 等电子体之间结构相似 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 只要其原子总数和原子最外层电子总数相同 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 解析 c选项中 co2与no具有相同的原子总数 但最外层电子总数不同 co2为16 而no为18 故二者不能互称为等电子体 答案 c 解析 等电子体指原子总数相同 价电子总数相同的粒子 前三者价电子数分别为24 24 24 与no互为等电子体 答案 d 知识归纳 1 常见的等电子体汇总 2 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结构 并推测其物理性质 bn x与 c2 x n2o与co2等也是等电子体 硅和锗是良好的半导体材料 他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 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 sicl4 sio so的原子数目和价电子总数都相等 它们互为等电子体 中心原子都是sp3杂化 都形成正四面体形立体构型 高频考点二分子的立体结构1 判断正误 正确的打 错误的打 1 杂化轨道只用于形成 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 n原子发生sp2杂化 4 只要分子构型为平面三角形 中心原子均为sp2杂化 5 中心原子是sp杂化的 其分子构型不一定为直线形 2 1 已知h2o nh3 ch4三种分子中 键角由大到小的顺序是ch4 nh3 h2o 请分析可能的原因是 答案 ch4分子中的c原子没有孤电子对 nh3分子中n原子上有1对孤电子对 h2o分子中o原子上有2对孤电子对 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 填表 答案 0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3v形3 vsepr模型和分子 离子 立体模型与中心原子杂化类型的确定 填写下表 1 价层电子对互斥理论 1 价层电子对互斥理论的要点 价层电子对在空间上彼此相距最远时 排斥力 体系的能量 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 2 价层电子对数的确定方法价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对 包括 键电子对和中心原子上的孤电子对 最小 最低 其中a x b的意义是 分子 a为中心原子的价电子数 对于主族元素来说 价电子数等于原子的最外层电子数 阳离子 a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数 阴离子 a为中心原子的价电子数加上离子的电荷数 绝对值 x为与中心原子结合的原子数 b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数 氢为1 其他原子等于 8 该原子的价电子数 3 价层电子对互斥理论与分子构型的关系 2 杂化轨道理论 1 当原子成键时 原子的价电子轨道相互混杂 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 2 杂化轨道的三种类型与分子立体结构 3 配位键和配合物 1 配位键由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的 2 配位键的表示方法如 a b a表示 孤电子对的原子 b表示 共用电子对的原子 3 配位化合物 组成如 cu nh3 4 so4 共价键 提供 接受 考点1价层电子对互斥与杂化轨道理论的应用1 2018 衡水模拟 用价层电子对互斥理论 vsepr 可以预测许多分子或离子的空间构型 有时也能用来推测键角大小 下列判断正确的是 a so2 cs2 hi都是直线形的分子b bf3键角为120 snbr2键角大于120 c ch2o bf3 so3都是平面三角形的分子d pcl3 nh3 pcl5都是三角锥形的分子 解析 a so2是v形分子 cs2 hi是直线型的分子 错误 b bf3键角为120 是平面三角形结构 而sn原子价电子是4 在snbr2中两个价电子与br形成共价键 还有一对孤对电子 对成键电子有排斥作用 使键角小于120 错误 c ch2o bf3 so3都是平面三角形的分子 正确 d pcl3 nh3都是三角锥形的分子 而pcl5是三角双锥形结构 错误 答案 c 2 2018 荆州模拟 下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是 a pcl3中p原子sp3杂化 为三角锥形b bcl3中b原子sp2杂化 为平面三角形c cs2中c原子sp杂化 为直线形d h2s分子中 s为sp杂化 为直线形 3 1 2016 全国卷 37 3 ascl3分子的立体构型为 其中as的杂化轨道类型为 2 2016 全国卷 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 3 2015 课标 37节选 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 4 2014 课标 37节选 新制备的cu oh 2可将乙醛 ch3cho 氧化成乙酸 而自身还原成cu2o 乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 答案 1 三角锥形sp3 2 sp3共价键 3 spco2 scn 等 4 sp3 sp2 考点2配位键 配合物理论4 2016 全国甲卷 硫酸镍溶于氨水形成 ni nh3 6 so4蓝色溶液 1 ni nh3 6 so4中阴离子的立体构型是 2 在 ni nh3 6 2 中ni2 与nh3之间形成的化学键称为 提供孤电子对的成键原子是 3 氨的沸点 填 高于 或 低于 膦 ph3 原因是 氨是 分子 填 极性 或 非极性 中心原子的轨道杂化类型为 解析 有1个 键和1个 键 1个hcho分子中含有3个 键 故1molhcho中含有 键3mol 2 根据hoch2cn的结构简式可知 ch2 中的c原子形成4个 键 该碳原子采取sp3杂化 cn 中的c原子形成1个 键 2个 键 该碳原子采取sp杂化 3 等电子体是指原子总数相同 价电子总数相同的微粒 h2o分子中有3个原子 8个价电子 根据质子 电子互换法可知 符合条件的阴离子为nh 4 zn2 提供空轨道 cn 中c原子提供孤电子对 两者形成配位键 结构可表示为 高频考点三分子的性质1 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 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 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的熔 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 2 下列事实均与氢键的形成有关 试分析其中氢键的类型 冰的硬度比一般的分子晶体的大 甘油的粘度大 邻硝基苯酚20 时在水中的溶解度是对硝基苯酚的0 39倍 邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15 9倍 对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0 44倍 氨气极易溶于水 氟化氢的熔点高于氯化氢 属于分子间氢键的是 属于分子内氢键的是 解析 分子内氢键除必须具备形成氢键的条件外 还必须具备特定的条件 形成平面环 五元或六元环最为稳定 形成的环中没有任何扭曲等 氢键的形成使物质在熔沸点 电离度 溶解度等方面表现出一些特殊性质 由于分子间氢键的作用 形成的 缔合分子 增大了分子间作用力 使得物质的熔沸点升高 如水 溶解度增大 如氨 电离度降低 如氢氟酸为弱酸 等 由于分子内的氢键作用 形成具有 环状结构 的物质 减小了分子间的作用力 使物质的熔沸点降低 溶解度减小等 答案 3 写出hf水溶液中的所有氢键 答案 f h of h fo h fo h o 1 分子间作用力 1 概念物质分子之间 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 普遍 范德华力 氢键 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 的增加 范德华力逐渐增大 组成和结构 相对分子质量 5 氢键 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 表示方法a h b 电负性很强 氢原子 电负性很强 特别提醒 a a b是电负性很强的原子 一般为n o f三种元素 b a b可以相同 也可以不同 特征具有一定的 性和 性 分类氢键包括 氢键和 氢键两种 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 方向 饱和 分子内 分子间 升高 2 分子的性质 1 分子的极性 非极性分子与分子极性的判断 键的极性 分子空间构型与分子极性的关系 2 分子的溶解性 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 若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键 则溶质的溶解度 随着溶质分子中憎水基个数的增大 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 非极性 极性溶剂 增大 3 分子的手性 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 手性分子 具有 的分子 手性碳原子 在有机物分子中 连有 的碳原子 含有手性碳原子的分子是手性分子 镜像 不能重叠 手性异构体 四个不同基团或原子 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 考点1键的极性与分子极性的关系1 2018 宁夏银川一中期末 以极性键结合的多原子分子 分子是否有极性取决于分子的空间构型 下列分子都属于含极性键的非极性分子的是 a co2h2ob nh3bcl3c p4ch4d cs2bf3 答案 d 2 2018 大连模拟 s2cl2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 并产生能使品红褪色的气体 下列说法中错误的是 解析 根据结构式知 该分子中每个cl原子和s原子之间形成 答案 b 方法总结 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立体构型两方面共同决定 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 考点2分子间作用力及对物质性质的影响3 2018 三门峡模拟 下列说法不正确的是 a hcl hbr hi的熔 沸点依次升高与分子间作用力大小有关b h2o的熔 沸点高于h2s是由于h2o分子之间存在氢键c i2易溶于ccl4可以用相似相溶原理解释d 甲烷可与水形成氢键这种化学键 解析 hcl hbr hi是组成和结构相似的分子 分子间作用力越大 相应物质的熔 沸点越高 a正确 水分子间可形成氢键 h2s分子间不能形成氢键 因此h2o的熔 沸点高于h2s b正确 碘是非极性分子 易溶于非极性溶剂四氯化碳 c正确 甲烷中碳原子电负性不大 甲烷分子和水分子之间不能形成氢键 并且氢键不是化学键 属于分子间作用力 d错误 答案 d 4 若不断地升高温度 实现 雪花 水 水蒸气 氧气和氢气 的变化 在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是 a 氢键 分子间作用力 极性键b 氢键 氢键 非极性键c 氢键 极性键 分子间作用力d 分子间作用力 氢键 非极性键 解析 答案 a 5 氨气溶于水时 大部分nh3与h2o以氢键 用 表示 结合形成nh3 h2o分子 根据氨水的性质可推知nh3 h2o的结构式为 6 已知h和o可以形成h2o和h2o2两种化合物 试根据有关信息完成下列问题 1 水是维持生命活动所必需的一种物质 1mol冰中有mol氢键 用球棍模型表示的水分子结构是 2 已知h2o2分子的结构如图所示 h2o2分子不是直线形的 两个氢原子犹如在半展开的书的两面上 两个氧原子在书脊位置上 书页夹角为93 52 而两个o h键与o o键的夹角均为96 52 试回答 h2o2分子的电子式是 结构式是 h2o2分子是含有键和键的 填 极性 或 非极性 分子 h2o2难溶于cs2 简要说明理由 h2o2中氧元素的化合价是 简要说明原因 解析 1 在冰中 每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键 按 均摊法 计算 相当于每个水分子有2个氢键 水分子为v形结构 2 由h2o2的空间构型图可知 h2o2是极性分子 分子内既有极性键 又有非极性键 根据 相似相溶 规律 h2o2难溶于cs2 答案 1 2 b 知识归纳 范德华力 氢键与共价键的比较 考点3无机含氧酸的酸性7 2018 西安模拟 已知含氧酸可用通式xom oh n来表示 如x是s 当m 2 n 2 则这个式子就表示h2so4 一般而言 该式中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 hclo2b h2seo3c h3bo3d hmno4 解析 把a d选项中的化学式改写成a clo oh b seo oh 2 c b oh 3 d mno3 oh 其m依次为1 1 0 3 m最大的是hmno4 则hmno4酸性最强 答案 d 8 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 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 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 解析 1 已知h3po3为中强酸 h3aso3为弱酸 依据题给信息可知h3po3中含1个非羟基氧原子 h3aso3中不含非羟基氧原子 2 与过量naoh溶液反应的化学方程式的书写 需得知h3po3和h3aso3分别为几元酸 从题给信息可知 含氧酸分子结构中含几个羟基氢 则该酸为几元酸 故h3po3为二元酸 h3aso3为三元酸 3 h3po3为中强酸 不与盐酸反应 h3aso3为两性物质 可与盐酸反应 答案 难点专攻 四十 分子立体构型与中心原子轨道杂化方式的判断考点1分子立体构型的判断1 2018 武汉模拟 用价层电子对互斥理论 vsepr 预测h2s和cocl2的立体结构 两个结论都正确的是 a 直线形 三角锥形b v形 三角锥形c 直线形 平面三角形d v形 平面三角形 解析 h2s分子中的中心原子s原子上的孤对电子对数是1 2 6 1 2 2 则说明h2s分子中中心原子有4对电子对 其中2对是孤对电子因此空间结构是v形 而cocl2中中心原子的孤对电子对数是1 2 4 2 1 1 2 0 因此cocl2中的中心原子电子对数是3对 是平面三角形结构 故选项是d 答案 d 3 按要求写出第2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 易错警示 1 价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型 而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型 不包括孤电子对 当中心原子无孤电子对时 两者的构型一致 当中心原子有孤电子对时 两者的构型不一致 如 中心原子采取sp3杂化的 其价层电子对模型为四面体形 其分子构型可以为四面体形 如ch4 也可以为三角锥形 如nh3 也可以为v形 如h2o 2 价层电子对互斥理论能预测分子的几何构型 但不能解释分子的成键情况 杂化轨道理论能解释分子的成键情况 但不能预测分子的几何构型 两者相结合 具有一定的互补性 可达到处理问题简便 迅速 全面的效果 3 杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同 中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多 键角越小 4 杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同 但能量不同 考点2分子的中心原子轨道杂化方式的判断4 2018 盐城模拟 在乙烯分子中有5个 键 一个 键 它们分别是 a sp2杂化轨道形成 键 未杂化的2p轨道形成 键b sp2杂化轨道形成 键 未杂化的2p轨道形成 键c c h之间是sp2形成的 键 c c之间是未参加杂化的2p轨道形成的 键d c c之间是sp2形成的 键 c h之间是未参加杂化的2p轨道形成的 键 解析 乙烯分子中存在4个c h键和1个cc双键 没有孤对电子 c原子采取sp2杂化 c h之间是sp2形成的 键 c c之间有1个是sp2形成的 键 另1个是未参加杂化的2p轨道形成的 键 答案 a 5 2018 葫芦岛五校协作体期中 氮的最高价氧化物为无色晶体 它由两种离子构成 已知其阴离子构型为平面三角形 则其阳离子的构型和阳离子中