高考化学总复习 第11章 物质结构与性质 第2讲 分子结构与性质配套课件 新人教版选修3.ppt

第2讲分子结构与性质 2019 备考 最新考纲 1 理解离子键的形成 能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质 2 了解共价键的形成 极性 类型 键和 键 了解配位键的含义 3 能用键能 键长 键角等说明简单分子的某些性质 4 了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 5 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空间结构 6 了解范德华力的含义及对物质性质的影响 7 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 考点一共价键 频数 难度 1 本质 共价键的本质是在原子之间形成 电子云的 2 特征 具有 和 共用电子对 重叠 饱和性 方向性 只有两原子的电负性相差不大时 才能通过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 这时形成离子键 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 4 键参数 1 概念 键能 键长 键角 2 键参数对分子性质的影响 键能越 键长越 分子越稳定 稳定性 立体构型 大 短 1 rj选修3 p344改编 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 键一定比 键稳定b n2较易发生加成c 乙烯 乙炔较易发生加成d 乙烯 乙炔中的 键比 键稳定解析n n n n中 键比 键稳定 难发生加成 c c c c中 键比 键弱 较易发生加成 答案c 2 溯源题 2016 全国课标 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 答案ge原子半径大 原子间形成的 单键较长 p p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠 难以形成 键探源 本考题源于教材rj选修3p29 科学探究 考查的是能否形成共价键是由电负性决定的 共价键成单键是 键 双键其中有一个 键 一个 键 共价三键有一个 键和两个 键 题组一化学键的分类1 在下列物质中 hcl n2 nh3 na2o2 h2o2 nh4cl naoh ar co2 c2h4 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 3 只存在 键的分子是 既存在 键又存在 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 答案 1 2 3 4 5 2 有以下物质 hf cl2 h2o n2 c2h4 c2h6 h2 h2o2 hcn h c n 只有 键的是 填序号 下同 既有 键 又有 键的是 含有由两个原子的s轨道重叠形成的 键的是 含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的 键的是 含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的 键的是 答案 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 键 双键中有一个 键和一个 键 三键中有一个 键和两个 键 题组二键能 键长 键角的应用3 nh3分子的立体构型是三角锥形 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项与事实不符 答案c 4 已知键能 键长部分数据如下表 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 3 在hx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 o o键的键长 解析 1 根据表中数据 同主族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 h2o在常温下为液态 nh3在常温下为气态 则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键 o o键的键能知 b项错误 c h键的键长大于n h键的键长 但是n h键的键能反而较小 c项错误 由c h n h的键能知 ch4的键能较大 而稳定性较弱 d项错误 答案 1 acd 2 a 3 hfhi大于 答案 1 n2con2oco2 2 so2o3 考点二分子的立体结构 频数 难度 1 价层电子对互斥理论 1 理论要点 价层电子对在空间上彼此相距越远时 排斥力越小 体系的能量越低 孤对电子的排斥力较大 孤对电子越多 排斥力越强 键角越小 2 价层电子对互斥理论与分子构型 直线形 v形 三角锥形 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空间结构 平面三角形 正四面体形 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 孤对电子的原子 b表示 孤对电子的原子 3 配位化合物 组成 共价键 提供 接受 形成条件 1 基础知识判断正误 1 杂化轨道只用于形成 键或用于容纳未参与成键的孤对电子 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 只要分子构型为平面三角形 中心原子均为sp2杂化 解析 1 杂化轨道的数目应根据 键和孤对电子数进行确定 与 键无关 2 像h2o和nh3分子中心原子均为sp3杂化 但分子并不是正四面体结构 3 nh3分子中氮原子为sp3杂化 4 分子构型为平面三角形 则说明分子中中心原子不存在孤对电子 中心原子均为sp2杂化 答案 1 2 3 4 2 rj选修3 p576改编 填表 答案0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3角形或v形 3 溯源题 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探源 本高考题组源于教材rj选修3p41表2 6 是对价层电子对互斥理论和杂化轨道理论的考查 题组一价层电子对互斥理论 杂化轨道理论及应用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是直线形的分子 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 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 3 由第二周期非金属元素构成的中性分子 第二周期元素为中心原子 通过sp2杂化形成中性分子 是平面形分子 该类型分子有bf3 第二周期元素为中心原子 通过sp3杂化形成中性分子 如果是三角锥形分子 则该分子中价层电子对数是4且含有一个孤对电子 该类型分子有nf3 如果该分子为正四面体结构 则该分子的价层电子对数是4且不含孤对电子 该类型分子有cf4 题组二配合物理论及应用3 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 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 的价电子排布式为3d84s1d 胆矾中的水在不同温度下会分步失去 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 1 若所得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 解析 1 cu2 中存在空轨道 而oh 中o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 的价电子排布式为3d9 d项 由图可知 胆矾中有1个h2o与其他微粒靠氢键结合 易失去 有4个h2o与cu2 以配位键结合 较难失去 考点三分子间作用力与分子的性质 频数 难度 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 分子的极性越大 范德华力也越大 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 组成和结构 相对分子质量 增大 电负性很强 氢原子 电负性很强 a a b为电负性很强的原子 一般为n o f三种元素的原子 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 非极性分子与极性分子的判断 键的极性 分子空间构型与分子极性的关系 极性分子 非极性分子 极性分子 极性分子 非极性分子 2 溶解性 相似相溶 的规律 非极性溶质一般能溶于 极性溶质一般能溶于 若能形成氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 相似相溶 还适用于分子结构的相似性 如乙醇和水互溶 c2h5oh和h2o中的羟基相近 而戊醇在水中的溶解度明显减小 非极性溶剂 极性溶剂 3 手性 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子 如同左手与右手一样 却在三维空间里不能重叠 互称手性异构体 具有手性异构体的分子叫手性分子 4 无机含氧酸分子的酸性 对于同一种元素的无机含氧酸来说 该元素的化合价越高 其含氧酸的酸性越 如果把含氧酸的通式写成 ho mron r相同时 n值越大 酸性越 如酸性 h2so4 h2so3 hno3 hno2 hclo4 hclo3 hclo2 hclo 互为镜像 强 强 1 基础知识判断正误 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 解析 1 像ch4分子以极性键结合 但为非极性分子 2 像co2 ch4等分子属于非极性分子 但不含非极性共价键 3 卤素单质 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 但卤化氢中由于hf分子间存在氢键 因此在卤化氢中hf的熔 沸点最高 4 乙醇分子和水分子间既有范德华力又有氢键 5 碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间的范德华力强 碘化氢分子间不存在氢键 6 h2o比h2s稳定是因为氧氢键比硫氢键键长短 键能大 共价键更强 答案 1 2 3 4 5 6 2 rj选修3 p556改编 下图是两种具有相同分子式的有机物 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 解析分子间氢键使分子间作用力增大 答案 1 分子内 2 对羟基苯甲酸 3 溯源题 1 2016 全国卷 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 2 2016 全国卷 37 2 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 答案 1 gecl4 gebr4 gei4的熔 沸点依次增高 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 2 高于nh3分子间可形成氢键极性sp3探源 本高考题组源于教材rj选修3p49 科学视野 p51 思考与交流 及其拓展 分子作用力影响因素 对氢键的形成 氢键对物质性质的影响 进行了考查 题组一分子极性和化学键极性的关系1 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 解析对于抽象的选择题可用反例法 以具体的物质判断正误 a项是正确的 如o2 h2 n2等 b项错误 以极性键结合起来的分子不一定是极性分子 若分子构型对称 正负电荷中心重合 就是非极性分子 如ch4 co2 ccl4 cs2等 c项错误 某些共价化合物如c2h4等也是非极性分子 d项错误 非极性分子中不一定含有非极性键 如ch4 co2 答案a 2 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 而cs2为非极性分子 根据 相似相溶 规律 h2o2难溶于cs2 方法归纳 分子极性判断的两种思维模型 1 根据键的类型及分子的立体构型判断非极性分子 极性分子的判断 首先看键是否有极性 然后再看各键的空间排列状况 键无极性 分子必无极性 o3除外 键有极性 各键空间排列均匀 使键的极性相互抵消 分子无极性 键有极性 各键空间排列不均匀 不能使键的极性相互抵消 分子有极性 共价键的极性与分子极性的关系可总结如下 2 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 题组二分子间作用力与物质的性质3 下列物质的结构或性质与氢键无关的是 双选 a 乙醚的沸点b 乙醇在水中的溶解度c 氢化镁的晶格能d dna的双螺旋结构解析a项 乙醚分子间不存在氢键 b项 乙醇在水中的溶解度较大是因为乙醇与水分子之间存在氢键 c项 mgh2为离子晶体 不存在氢键 d项 dna的双螺旋结构是由于dna分子内形成了氢键 答案ac 4 2018 烟台模拟 请回答下列问题 1 维生素b1可作为辅酶参与糖的代谢 并有保护神经系统的作用 该物质的结构简式如图所示 以下关于维生素b1的说法正确的是 a 只含 键和 键b 既有共价键又有离子键c 该物质的熔点可能高于nacld 既含有极性键又含有非极性键 解析 1 由结构简式知 维生素b1中含有cl 及另一种有机离子 存在离子键 其他原子之间形成共价键 故a错误 b正确 与氯化钠晶体相比 维生素b1中的阳离子比na 半径大 晶格能小 熔点不可能高于nacl 故c错误 维生素b1中碳碳键为非极性键 氮氢键 氧氢键 碳氢键等为极性键 故d正确 2 晶体溶于水的过程会电离出cl 等 故需要克服离子键 维生素b1分子间存在氢键 范德华力 故d正确 3 n2为单质 另外五种化合物中属于非极性分子的是co2 nh3极易溶于水 是因为nh3和水均为极性分子 nh3溶于水后 nh3与水之间可形成氢键 nh3可与水反应 4 液氨汽化破坏了分子间作用力 包括氢键和范德华力 氨气分解生成n2和h2 破坏了氮氢极性键 n2 h2生成氮原子和氢原子 破坏了非极性键 答案 1 bd 2 d 3 co2氨气分子为极性分子 易溶于极性溶剂水中 氨气分子与水分子间易形成氢键 氨气可与水反应 4 氢键 范德华力非极性键 5 按要求回答下列问题 1 hcho分子的立体构型为 形 它加成产物的熔 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 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 6 纳米tio2是一种应用广泛的催化剂 其催化的一个实例如下图所示 化合物乙的沸点明显高于化合物甲 主要原因是 答案 1 平面三角加成产物ch3oh分子之间能形成氢键 2 a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分子中存在氢键 3 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 沸点升高 4 氨分子间存在氢键 分子间作用力大 沸点较高因而易液化 5 h2o与乙醇分子间形成氢键 6 化合物乙分子间形成氢键 规律方法 范德华力 氢键 共价键的比较 题组三无机含氧酸的酸性6 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 答案强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 7 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 解析此题属于无机含氧酸的结构 性质推断题 考查同学们运用题给信息推断物质结构和性质的能力 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 2 同一种元素的含氧酸酸性规律h2so4与hno3是强酸 其 oh上的h原子能够完全电离成为h 而同样是含氧酸的h2so3和hno2却是