（江苏选考）2021版新高考化学一轮复习 选修2 第二单元 微粒间作用力与物质的性质教学案 苏教版

第二单元微粒间作用力与物质的性质学习任务1共价键1共价键的本质共价键的本质是在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。2共价键的特征共价键具有饱和性和方向性。3共价键的类型分类依据类型形成共价键的原键电子云“头碰头”重叠子轨道重叠方式键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对叁键原子间有三对共用电子对4.键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响键能越大，键长越短，分子越稳定。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)ss 键与sp 键的电子云形状对称性相同。()(2)碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍。()(3)键能单独形成，而键一定不能单独形成。()(4)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转。()答案：(1)(2)(3)(4)2某些共价键的键长数据如下所示：共价键键长/nmcc0.1540.134cc0.120co0.143c=o0.122nn0.146n=n0.120nn0.110根据表中有关数据，可以推断出影响共价键键长的因素主要有_，其影响结果是_。答案：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时，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同时，形成共用电子对数目越多，键长越短 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对即形成共价键；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。(2)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。(3)共价键的成键原子可以都是非金属原子，也可以是金属原子与非金属原子，如al与cl，be与cl等。(4)一般情况下键比键强度大，但有特殊情况，必要时须先进行键能计算，然后才能判断。 1(教材改编题)已知nn、n=n和nn键能之比为 1.002.174.90，而cc、c=c、cc键能之比为 1.001.772.34。下列说法正确的是()a键一定比键稳定bn2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：选c。nn键、n=n键中键比键稳定，难发生加成，c=c键、cc键中键比键弱，较易发生加成。2(1)石墨烯()中，1号c与相邻c形成键的个数为_。(2)1 mol乙醛分子中含有的键的数目为_。(3)o、n、c的氢化物分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。(4)石墨晶体中，层内 cc 键的键长为142 pm，而金刚石中cc 键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在 cc间的_键，而石墨层内的 cc间不仅存在_键，还有_键。解析：(1)由图可知，1号c与另外3个碳原子形成3个键。(2)ch3cho 中单键为键，双键中含有1个键和1个键，即 1 mol ch3cho 中含6 mol 键。(3)o、n、c的氢化物分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物有h2o2、n2h4、c2h6等。答案：(1)3(2)6na(3)h2o2、n2h4(或其他合理答案)(4)(或大 或pp )3(1)zn的氯化物与氨水反应可形成配合物zn(nh3)4cl2，1 mol 该配合物中含有键的数目为_。(2)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_。an2bco2cch2cl2 dc2h4ec2h6 fcacl2gnh4cl解析：(1)1个zn(nh3)42中zn2与nh3之间以配位键相连，共4个键，加上4个nh3中的12个键，共16个键。(2)c2h4、c2h6中含有ch键为极性键，cc 键为非极性键。答案：(1)16na(2)bcgceabd (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，有的存在非极性共价键，如na2o2、cac2等。 学习任务2分子的空间构型一、价层电子对互斥理论1理论要点(1)价层电子对在空间上彼此相距最远时，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。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。3价层电子对互斥模型与分子空间构型的关系价层电子对数键电子对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形co2330三角形平面三角形bf321v形so2440四面体形正四面体形ch431三角锥形nh322v形h2o二、杂化轨道理论1杂化轨道的概念在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化。组合后形成的一组新的原子轨道叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。2杂化轨道的类型与分子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ch43.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成键和容纳孤电子对，即杂化轨道数中心原子的孤电子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co2022spch2o033sp2ch4044sp3so2123sp2nh3134sp3h2o224sp34.中心原子杂化类型和分子构型的相互判断分子组成(a为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子空间构型示例ab20sp直线形becl21sp2v形so22sp3v形h2oab30sp2平面三角形bf31sp3三角锥形nh3ab40sp3正四面体形ch4三、配位键1孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对。2配位键(1)配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。(2)配位键的表示：常用“”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如nh可表示为，在nh中，虽然有一个nh键形成过程与其他3个nh键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。3配合物(1)(2)结构，如zn(nh3)4so4：电离方程式：zn(nh3)4so4=zn(nh3)42so_。1zn(cn)42在水溶液中与hcho发生如下反应：4hchozn(cn)424h4h2o=zn(h2o)424hoch2cn(1)1 mol hcho分子中含有键的数目为_mol。(2)hoch2cn分子中碳原子轨道的杂化类型是_。(3)zn(cn)42中zn2与cn的c原子形成配位键。不考虑空间构型，zn(cn)42的结构可用示意图表示为_。解析：(1)hcho的结构式为，1个hcho分子中含有3个键，则1 mol hcho分子中含有3 mol 键。(2)hoch2cn中有两个碳原子，ch2中碳原子无孤电子对，杂化类型为sp3，cn中碳原子无孤电子对，杂化类型为sp。(3)zn(cn)42的结构为或。答案：(1)3(2)sp3和sp(3)2填写下列表格。序号化学式孤电子对数键电子对数价层电子对数vsepr模型名称分子或离子的空间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v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 (1)价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，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。(2)价层电子对互斥理论能预测分子的空间构型，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，但不能预测分子的空间构型。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)杂化轨道只用于形成键(以sp3杂化形成的都是键)或用来容纳孤电子对，如乙烯和二氧化碳中碳原子分别采取sp2、sp杂化，则杂化过程中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成键。 提升一价层电子对互斥理论、杂化轨道理论1(1)已知图(a)为石墨烯结构，图(b)为氧化石墨烯结构。图(b)中，1号c的杂化方式是_，该c与相邻c形成的键角_(填“”“”或“”)图(a)中1号c与相邻c形成的键角。(2)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_。(3)nh3分子中心原子的杂化方式为_。解析：(1)图(b)中1号c与3个碳原子、1个氧原子共形成4个键，其价层电子对数为4，c的杂化方式为sp3；该c与相邻c的键角约为109.5，图(a)中1号c采取sp2杂化，碳原子间夹角为120。(2)乙醛的结构式为，前面的碳原子形成4个键，c的杂化方式为sp3；后面的碳原子形成3个键，c的杂化方式为sp2。(3)nh3分子中n原子价层电子对数为4，故为sp3杂化。答案：(1)sp3(2)sp3、sp2(3)sp32(1)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形式。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_。(2)bcl3和ncl3中心原子的杂化方式分别为_和_。(3)在h2s分子中，s原子轨道的杂化类型是_。(4)s单质的常见形式为s8，其环状结构如图所示，s原子采用的轨道杂化方式是_。解析：(1)依据图(a)可知，sio的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，si原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp3杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个si原子、3个氧原子，si原子和o原子数之比为13，化学式可表示为sio3或sio。(2)根据价层电子对互斥理论可知，bcl3和ncl3中心原子含有的孤电子对数分别是(331)20、(531)21，所以前者是平面三角形，b原子是sp2杂化；后者是三角锥形，n原子是sp3杂化。(3)s原子与h原子形成了2个键，另外还有2个孤电子对，所以s为sp3杂化。(4)每个s原子与另外2个s原子形成2个共价单键，所以s原子的杂化轨道数键数孤电子对数224，故s原子为sp3杂化。答案：(1)sp313sio3(或sio)(2)sp2sp3(3)sp3(4)sp3杂化轨道类型的判断技巧利用中心原子的孤电子对数与相连的其他原子个数之和判断。若之和为2，则中心原子为sp杂化；若之和为3，则中心原子为sp2杂化；若之和为4，则中心原子为sp3杂化。例如：nh3中n原子有1对孤电子对，另外与3个氢原子成键，所以之和为134，为sp3杂化，理论构型为正四面体形，由于n原子有1对孤电子对，实际构型为三角锥形。再如co2中c原子没有孤电子对，与2个氧原子成键，所以和为022，为sp杂化。 提升二配位键与配位化合物3(双选)下列物质中存在配位键的是()ah3obb(oh)4cch3coo dch4解析：选ab。水分子中各原子已达到稳定结构，h3o是h和h2o中的o形成配位键；b(oh)4是3个oh与b原子形成3个共价键，还有1个oh的o与b形成配位键；其他物质均不存在配位键。4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)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成cu(nh3)42配离子。已知nf3与nh3的空间构型都是三角锥形，但nf3不易与cu2形成配离子，其原因是_。(2)向cuso4溶液中加入过量naoh溶液可生成cu(oh)42。不考虑空间构型，cu(oh)42的结构可用示意图表示为_。(3)胆矾(cuso45h2o)可写成cu(h2o)4so4h2o，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ccu2的外围电子排布式为3d84s1d胆矾中的水在不同温度下会分步失去解析：(2)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。(3)a项，so中与s相连的氧原子并不全是sp3杂化；b项，氢键不是化学键；c项，cu2的外围电子排布式为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。答案：(1)n、f、h三种元素的电负性：fnh，在nf3中，共用电子对偏向f原子，偏离n原子，使得氮原子上的孤电子对难与cu2形成配位键(2)(或)(3)d用价层电子对互斥理论推测分子或离子构型的思维程序 学习任务3分子间作用力与分子的性质一、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。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、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。分子的极性越大，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(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。(2)表示方法：xhy其中x、y为电负性大而原子半径较小的非金属原子，一般为n、o、f三种元素的原子，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，对电离和溶解度等产生影响。二、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或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手性分子和手性碳原子如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像左右手关系(或实物与其镜像关系)那样，相似但不能重叠。1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(ch48h2o)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)h2和o2之间存在氢键。()(7)h2o2分子间存在氢键。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2(1)乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。(2)维生素b1()晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有_。答案：(1)ch3cooh存在分子间氢键(2)离子键、氢键、范德华力提升一分子的极性1下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()aco2、h2sbc2h4、ch4ccl2、c2h2 dnh3、hcl解析：选b。h2s和nh3、hcl都是含有极性键的极性分子；cl2是含有非极性键的非极性分子；co2、ch4是含有极性键的非极性分子；c2h4和c2h2是含有极性键和非极性键的非极性分子。2(2020漳州一模)ph3是一种无色剧毒的气体，其分子结构和nh3相似，但ph键键能比nh键键能低。下列判断错误的是()aph3分子呈三角锥形bph3分子是极性分子cph3沸点低于nh3沸点，因为ph键键能低dph3分子稳定性低于nh3分子，因为nh键键能高解析：选c。ph3与nh3构型相同，因中心原子上均有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，a、b项正确；ph3的沸点低于nh3，是因为nh3分子间存在氢键，c项错误；ph3的稳定性低于nh3，是因为nh键键能高，d项正确。共价键的极性与分子极性的关系 提升二分子的性质3(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个键和1个键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ka1.11010；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)h2o分子内的oh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_。解析：(2)不能形成分子间氢键，a错误；是非极性共价键，ch、c=o是极性键，b正确；该有机物的结构式为，键数为9，键数为3，c错误；该有机物与h2o能形成分子间氢键，d正确。(3)氧的电负性较大，则中形成分子内氢键，即oho(或coo中双键氧与羟基氢之间形成氢键)，其大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出h，则水杨酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。(4)氢键弱于共价键而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键。答案：(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(2)bd(3)ch3ohco2h2h2o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相对分子质量较大，范德华力较大(3)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，分子间作用力逐渐增强(4)h2o与ch3ch2oh之间可以形成氢键12氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂)，其组成、结构和物理性质见下表。分子式结构简式外观熔点溶解性c12h10cln3o白色结晶粉末170172 易溶于水回答下列问题：(1)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为_。(2)氯吡苯脲晶体中，微粒间的作用力类型有_。a离子键b金属键c极性键d非极性键 e配位键 f氢键(3)查文献可知，可用2氯4氨吡啶与异氰酸苯酯反应生成氯吡苯脲。反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂_个键、_个键。(4)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂，由硫酸铜和生石灰制得。若在波尔多液的蓝色沉淀上再喷射氨水，会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液，得到配位数为4的配合物。铜元素基态原子的核外电子排布式为_。上述沉淀溶解过程的离子方程式为_。解析：(1)氮原子在氯吡苯脲中以2种形式出现，一种是nc，另一种是n=c，前者杂化轨道数为134，为sp3杂化，后者杂化轨道数为123，为sp2杂化。(3)反应过程中，异氰酸苯酯断裂n=c中的1个键，2氯4氨吡啶断裂1个nh 键。(4)溶解过程是cu(oh)2蓝色沉淀溶解在氨水中生成四氨合铜离子，形成蓝色透明溶液。答案：(1)sp2、sp3杂化(2)cd(3)na(或6.02