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选修3第二单元分子结构与物质性质考点一共价键1本质：在原子之间形成共用电子对。2特征：具有饱和性和方向性。3分类4.键参数(1)键参数对分子性质的影响(2)键参数与分子稳定性的关系键能越大，键长越短，分子越稳定。1根据价键理论分析氮气分子中的成键情况。2某些共价键的键长数据如下图所示：共价键键长(nm)CC0.154C=C0.134CC0.120CO0.143C=O0.122NN0.146N=N0.120NN0.110试根据上图回答问题。(1)根据图中有关数据，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？(2)键能是_。通常，键能越_，共价键越_，由该键构成的分子越稳定。提示：1.氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键。2(1)原子半径、原子间形成共用电子对数目。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。 (2)气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量大稳定1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_；只存在键的分子是_，同时存在键和键的分子是_。AN2BCO2CCH2Cl2DC2H4 EC2H6FCaCl2 GNH4Cl答案：B、CGC、EA、B、D键和键的判断方法(1)键稳定，键活泼；(2)共价单键是键，共价双键中有一个键和一个键，共价三键中有一个键和两个键。2下列说法中正确的是()A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B元素周期表中的A族(除H外)和A族元素的原子间不能形成共价键C水分子可表示为HOH，分子的键角为180DHO键键能为462.8 kJmol1，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2462.8 kJ答案：B3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1071.9798.9273.0 (kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量941.7418.4523.3(kJmol1)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(273.0 kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJmol1)小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。考点二分子的立体结构1由价层电子对互斥(VSEPR)理论推断分子构型(1)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。(2)价层电子对互斥理论与分子构型2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型判断下列物质的立体构型和中心原子的杂化类型。BF3_；PF3_；SO3_；SO2_；H2S_。提示：B最外层有3个电子，与3个F原子形成3个键，是sp2杂化，平面三角形；P最外层有5个电子，与3个F原子形成3个键后余下的孤电子对数为1，是sp3杂化，三角锥形；SO3：孤电子对数为0，键个数为3，所以是sp2杂化，平面三角形；SO2：孤电子对数为1，键个数为2，所以sp2杂化，V形；H2S：孤电子对数为2，键个数为2，所以是sp3杂化，V形。1在乙烯分子中有5个键和1个键，它们分别是 ()Asp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键Bsp2杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键CCH之间是sp2杂化轨道形成键，CC之间是未杂化的2p轨道形成键DCC之间是sp2杂化轨道形成键，CH之间是未杂化的2p轨道形成键解析：在乙烯分子中，每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成CH 键，另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成CC 键；2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个键。答案：A2在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()Asp，范德华力Bsp2，范德华力Csp2，氢键 Dsp3，氢键解析：由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。答案：C(1)杂化轨道只用于形成键或者用来容纳弧电子对，剩余的p轨道可以形成键，即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道，可用于形成键。(2)组成相似的分子中心原子的杂化类型不一定相同，要看其键和弧电子对数是否相同。3下列描述中正确的是()ACS2为V形的极性分子BClO的空间构型为平面三角形CCO的空间构型为三角锥形DSiF4和SO的中心原子均为sp3杂化解析：CS2属于sp杂化为直线形非极性分子，A项错；ClO离子中存在三对共用电子对，有一个孤电子对，应为三角锥形，B项错；CO中存在三对共用电子对，没有孤电子对，为平面三角形，C项错误；SiF4是正四面体形结构，SO是三角锥形结构，都为sp3杂化，D项正确。答案：D中心原子杂化类型与分子构型的判断(1)由杂化轨道数判断杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数中心原子的弧电子对的对数中心原子的键个数代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型CO2022spCH2O033sp2CH4044sp3SO2123sp2NH3134sp3H2O224sp3(2)中心原子杂化类型和分子构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子构型有关，二者之间可以相互判断。 序号化学式孤电子对数(axb)/2键电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体构型名称中心原子杂化类型CO2ClOHCNH2OSO3CONO答案：022直线形直线形sp314四面体形直线形sp3022直线形直线形sp224四面体形形sp3033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2考点三配位键和配合物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共价键。2配位键的表示方法如：AB：A表示提供孤电子对的原子，B表示接受共用电子对的原子。3配位化合物(1)定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。(2)组成：(3)形成条件用结构式标出银氨络离子、四氨合铜离子中的配位键。提示：H3NAgNH3、。1下列粒子中存在配位键的是()H3OB(OH)4CH3COONH3CH4ABC D答案：A2配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl36NH3(黄色)、CoCl35NH3(紫红色)、CoCl34NH3(绿色)和CoCl34NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl36NH3，CoCl35NH3，CoCl34NH3(绿色和紫色)：。(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是_。(3)上述配合物中，中心离子的配位数都是_。解析：由题意知，四种络合物中的自由Cl分别为3、2、1、1，则它们的化学式分别为Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl。最后两种应互为同分异构体。答案：(1)Co(NH3)6Cl3Co(NH3)5ClCl2Co(NH3)4Cl2Cl(2)它们互为同分异构体(3)6考点四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。(5)氢键形成已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该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。表示方法AHB特征具有一定的方向性和饱和性。分类氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。2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中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中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和极性键分子内原子排列对称不对称(2)分子的溶解性“相似相溶”的规律：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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。随着溶质分子中憎水基的增大，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。(3)等电子原理原子总数相同，价电子数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相似，如CO和N2。(4)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镜像，在三维空间里不能重叠的现象。手性分子：具有手性异构体的分子。手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如 (5)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ROH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：HClOHClO2HClO3HNO2，H2SO4H2SO3，HClO4HClO3；又由于最高价含氧酸中，HClO4酸性最强，故HClO4酸性最强。答案：D8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：_，_。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。(2)H3PO32NaOH=Na2HPO32H2OH3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有OH，而OH上的H原子在水分子的作用下能够变成H而显示一定的酸性。如HNO3、H2SO4的结构式分别是12013山东理综32(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有_种。解析：BCl3中价层电子对数为：(33)/23，B原子为sp2杂化；NCl3中价层电子对数为：(53)/24，N原子为sp3杂化。同周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但是由于氮原子的2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比氧的大，铍原子的2s轨道处于全满状态，铍的第一电离能比硼的大，所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有铍、碳、氧3种。答案：sp2sp3322013课标全国卷37(5)(6)(1)碳和硅的有关化学键键能如下图所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol1)356413336226318452硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_。(2)在硅酸盐中，SiO四面体(如图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。解析：(1)某类物质数量的多少与物质内化学键的稳定性强弱有关，由表中数据知CC键、CH键分别比SiSi键、SiH键稳定，故烷烃数量较多。同理因键能CHCO、SiOSiH，故SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物。(2)因硅与四个氧原子形成四个键，故硅原子为sp3杂化。在图a中，硅、氧原子数目比为14，但图b中每个硅氧四面体中有两个氧原子是与其他四面体共用的，故依据均摊原则可确定图b中硅、氧原子数目比为13，化学式为SiO3。答案：(1)CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键，CH键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键(2)sp313SiO3(或SiO)32013江苏化学21元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是_。(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是_。(3)Y与Z可形成YZ。YZ的空间构型为_(用文字描述)。写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：_。(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2,1 mol该配合物中含有键的数目为_。解析：X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，X为Zn；Y的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y为S；根据Z的信息可知Z为O。(1)H2S分子中S原子有两对成键电子和两对孤对电子，所以H2S分子中S原子的轨道杂化类型为sp3杂化。(2)H2O与乙醇可以形成分子间氢键，使得水与乙醇互溶；而H2S与乙醇不能形成分子间氢键，故H2S在乙醇中的溶解度小于H2O。(3)SO的中心原子S周围有4对成键电子，形成以S为体心，O为顶点的正四面体结构；SO中S、O最外层均为6个电子，故SO中原子最外层共有32个电子；CCl4、SiCl4中原子的最外层电子总数均为47432，故SO、CCl4、SiCl4为等电子体。(4)Zn(NH3)4Cl2中Zn(NH3)42与Cl形成离子键，而Zn(NH3)42中含有4个Zn