2019届高考化学(人教新课标)大一轮复习配套课件：38分子结构与性质

1、(第十二章物质结构与性质(选修3)( 第38讲/微考点大突破微真题大揭秘微考点大突破层级一知识层面微考点1共价键1. 共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成 共用电子对,其特征是具有饱和性和方向性2. 共价键的类型(1) 按成键原子间共用电子对的数目分为 单键、双键、三键。(2) 按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。(3) 按原子轨道的重叠方式分为。键、兀键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。微助学三点说明1. S轨道与S轨道重叠形成O键时，电子不是只在两核间运动，而电 子在两核间出现的概率增大。2. 因S轨道是球形的，故S轨道和S轨道形成G键时，无方向性。两

2、 个s轨道只能形成G键，不能形成7T键。3. 两个原子间可以只形成G键，但不能只形成7T键。个关系键参数与分子性质的关系键能键长分子的无急定M匸冬分子的空间结构一 键角决定分子的性质判断正误，正确的画“，错误的画“X”。I.分子中一定含有化学键（X ）答案与解析警示：稀有气体是单原子分子，不存在化学键。2乙烘分子中既有非极性键又有极性键，既有7键又有兀键（J ）答案与解析中一个为。键，两个为兀键。警示：乙烘分子中的碳碳键是非极性键，碳氢键是极性键，碳碳三键3正四面体结构的分子的键角一定是109。2时(X )答案与解析警示：具有正四面体结构的分子，只有顶点与体中心连线的键角才是 10928z ,

3、而白磷分子(PJ是正四面体结构，但是键角是60。对点微练一共价键前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2 H2O2,不但使H2O2稳定下来，而且其结构也没有发生改变，得到了可供衍射实验的单晶体。已知H2O2的结构式为HOOH,下列说法中不正确的是()AH2NCONH2与H2O2是通过氢键结合的BH2O2分子中只含。键，不含兀键c. H2O2既有氧化性又有还原性答案与解析答案DDH2NCONH2 H2O2属于离子化合物 解析D项属于共价化合物。2.下列对HC1、Cl?、H2O、NH3、CH4组分子中共价键形成方式

4、的分析正确的是（）A.都是。键,没有兀键B.都是兀键,没有键C.既有兀键，又有。键D.除CH4外，都是&答案与解析解析题中各分子的结构式分别为HCl、ClCl、HOH、HNH 、CH分子中各原子之间均为单键，且都是。键，没HH有7T键。答案A3下列分子中存在兀键的是（）A H2B Cl2C N2D HC1答案与解析解析 在N2中，两个N原子的2pz形成一个。键，2px形成一个7T键,答案c2py也形成一个兀键。虫、Cb、HC1分子中都只有一个单键，属于&键。4.通常，电负性差值小的两种非金属元素形成化合物时，两种元素 的原子通过共用电子对形成共价键。已知Cl、O、N三种原子的价电子排布分别为：

5、a. Cl： 3s23p5b. O： 2s22p4c N： 2s22p3(1)写出上述a、c两种元素与氢元素化合形成化合物的化学式HC1 、nh3 。它们所形成的共价键类型分别为 极性键、极性键(填“极性键”或“非极性键”)。(2)写出氧与氢元素形成化合物的化学式吐0、H2O2 ,分子的极性 为极性分子(填“极性分子”或“非极性分子”)。通常情况下 N2化学性质不活泼的原因是氮分子中，两个氮原子之间形成氮氮三键，键能很大。I方法微总结两种共价键类型。键和兀键的比较重叠。键原子轨道以“头碰头”方兀键原子轨道以“肩并肩”方方式式重叠成键，重叠程度大式（侧面）重叠成键特征绕轴转动不破坏键，有SS、S

6、 p、p p等类型轨道侧面不能动存在存在于一切共价键中。可以 单独存在，也可跟7T键共同 存在存在于双键或卷键中。跟0键同时存在，如碳碳双实例b键虫、CI2、CH4、卤化氢等分 子中兀键。2、2、C2H4、C2H2 等分子中强度有机化合物中b键比兀键牢固皿键易发生断裂。C2H4C2H2等发生加成反应时其中的7T键断裂、G键不变对点微练二等电子体的应用5-已知CO?为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测cos、CO亍、PCI3的空间结构。解析COS与CO2互为等电子体，其结构与CO2相似，所以其为直线 形结构；co亍与SO3互为等电子体，结构相似，所以co齐为平面正

7、三角形 结构；PC13与NF3互为等电子体，结构相似，所以PC13为三角锥形结构。答案cos为直线形结构；co亍为平面正三角形结构；PC13为三角锥 形结构。6(2016南昌模拟)1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相 近。(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是 2 和c O：20和CO?。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为

8、等答案与解析电子体的分子有so? 、解析(1)仅由第二周期元素组成的共价分子，即c、N、O、F组成的 共价分子中，如：N2与CO电子总数均为14个电子，N2O与CO2电子总 数均为22个电子。(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO为三原子，各原子最外层电子数之和为5+6X2+l =18, SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6X3=18。微考点2分子的空间结构1. 价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型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空间构型，不包括孤对电子。(1) 当中心原子无孤对电子时，两者的构

9、型一致；(2) 当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。2. 杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数目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，形成分子的空间构型不同。3价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子空间构型的关系分子构型化道论 杂轨理化型 杂类轨目 化数 杂道例 实PS2080IX形 线 直2 c( BeP S3OO2、3BF344LI c价层电子对互斥模型子数 电对键子数 成电对空型 子构 分间22O形 线 宜形 线 直2n 7 (e B3O形 角 三3FB2IX形 V2Brn s4*4O H2Oo(2)甲烷中的碳氢键为极性键，分子为

10、非极性分子。水分子中的氧为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，但是由于还有两对孤电子对，故实际构型为V形。CN一和2中存在三键，故二者的兀键数之比为1 : lo方法微总结分子构型的判断1.由价层电子对互斥(VSEPR)模型判断分子构型：(1)运用价层电子对互斥(VSEPR)模型可预测分子或离子的立体构型， 但要注意判断其价层电子对数，对AB,”型分子或离子，其价层电子对数的 判断方法为中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数 2+形成配离子，其原闵是 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C+形成配位向CuSO4溶液

11、中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)4广。不考虑 空间构型，Cu(OH)42一的结构可用示意图表示为=i(3)胆矶CuSO4-5H2O可写作Cu(H2O)4SO4 H2O,其结构示意图如下:OHslo/c/o/ *zo/一 HHOHs/o o-O/H - L HH H Ho 4o下列有关胆矶的说法正确的是_D_(填选项字母)。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. C112+的价电子排布式为3d84s】D胆矶中的水在不同温度下会分步失去II经研究表明，Fe(SCNh是配合物，Fe*与SCN不仅能以1：3的个数比配合，还能以其他个数比配合。请按要求填空:答案与解

12、析若所得和SCN的配合物中,主要是Fe*与SCN以个数比1 ： 1 配合所得离子显血红色。该离子的离子符号是Fe(SCN)广。发生反应的化学方程式可以表示为若Fe*与SCN以个数比1 ： 5配合，则FeCb与KSCN在水溶液中FeCh+5KSCN=KFe(SCNh+3KC1。解析 I N、F、H三种元素的电负性：FNH,所以NH3中共用 电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。(2) Cu2+中存在空轨道，而OHT中O原子有孤对电子，故O与Cu之 间以配位键结合。(3) 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

13、项，由图可知，胆矶中有1个H2O与其他 微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Ci2+以配位键结合，较难失去。方法微总结记忆等电子体，推测等电子体的性质1常见的等电子体汇总微粒通式CO2、CNS NO；、N亍 AX2CO亍、NO$、SO3SO2、O3、NO2SO：、PO匸po；、SO亍、CIO亍CO、NO2CH4 NH4AX2玩AX；AXAX价电子总数16e24e18e32e26?10e8立体构型直线形平面三角形正四面体形三角锥形直线形正四面体形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构 型，并推测其物理性质。(1) (BNL与(C2)h N2O与CO2等也是等电子体；(2

14、) 硅和错是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(A1P)和碑化(GaAs)也是很好的半导体材料；(3) 白锡(P-Sii2)与铺化钢是等电子体,它们在低温下都可转变为超导 体；(4) SiC14、SiOf、SO亍的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等 电子体，都形成正四面体形。特别提醒 等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。微考点3分子的性质1.范德华力、氢键及共价键比较范德华力氢键共价键物质分子之间由已经与电负性很强普遍存在的一的原子形成共价键的概念种相互作用氢原子与另一个分子力，又称分子中电负性很强的原子间作用力之间形成的作用力分类分子内氢键、分子间氢原子间通过共 用电子对

15、所形 成的相互作用极性共价键、非 极性共价键作用微粒特征范德华力 分子或原子 （稀有气体） 无方向性、无氢键氢原子、其他原子共价键原子饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度共价键氢键比较范德华力范德华力影响强 度的因 素 随着分子极性和相对 分子质量的增大而增大 组成和结构相似的物 质，相对分子质量越大， 分子间作用力越大氢键共价键对于A HB , A、B的电负性越 大，B原子的半径 越小，键能越大成键原子半径 越小，键长越 短，键能越大， 共价键越稳定范德华力氢键共价键影响物质的熔沸点、对物质性质的影响溶解度等物理性质组成和结构相似的 物质，随相对分子质量 的增大，物质的熔沸点 升咼

16、，如FzVCbVB I2, CF4CC14H2S,越大，分子稳HFHC1, NH3PH3 定性越强特别提醒(1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子 间不一定有氢键。(2) 个氢原子只能形成一个氢键，这就是氢键的饱和性。(3) 氢键主要影响物质的物理性质。2.分子的极性(1) 极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。(2) 非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。3.溶解性(1) “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。(2) “相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶

17、，而戊醇在水中的溶解度明显减小。4手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和右手一样互为 镜像，在三维空间里不能重叠的现象。5.无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO),RO,如果成酸元素R相同，则值越大， 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HC1OVHCIO2VHCIO3VHCIO4。(微助学我的总结1.分子极性判断的思维流程：非极性分子单质正负电荷中心重合一结构对称双原子分子多原子分子化合物一-正负电荷中心不重合结构不对称极性分子2.氢键的形成条件“几乎裸露的质子(H)”与“氮、氧、氟”原子之间才可能形成氢键, 其他原子

18、与氢原子不能形成氢键，例如，乙醇(CH3CH2OH)甲基(CH3) 上的氢原子与水中的氧原子之间不能形成氢键。答案与解析分子，含有极性键。(微诊断判断正误，正确的画“ J”，错误的画“X”。1.极性分子中一定不含非极性键，非极性分子中不含极性键(X )警示：乙醇分子是极性分子，其中含有碳碳非极性键，CO2是非极性2.氢键是一种特殊的化学键（答案与解析 1警示：氢键不属于化学键,稍强。X )其强度比化学键弱得多，但它比范德华力3分子中中心原子杂化后形成的轨道构型与分子的构型是相同的(X )答案与解析警示：如果中心原子没有孤电子对，则两者相同；如果有孤电子对, 则孤电子对占据一个杂化轨道，但不形成

19、化学键，二者不相同。4.卤素单质按F2-I2,熔沸点逐渐升高（7）答案与解析作用力逐渐增大，熔沸点逐渐升高。警示：卤素单质的分子结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间5园0的沸点比HhS高得多，原因是OH键比SH键的键能大（X ）答案与解析的沸点明显升高。警示：由分子构成的物质的沸点与分子内的化学键无关，只与分子间 作用力有关。虽然范德华力H2SH2O,但水分子间能够形成氢键，使HqO应I用I微提I升对点微练五分子极性和化学键极性的关系10.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

20、D. 非极性分子中，一定含有非极性共价键答案与解析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02、亟、M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CH, CO?、CCI4、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CH, CO2o答案A试根据有关信11.已知H和O可以形成HhO和H2O2两种化合物, 息完成下列问题：(1) 水是维持生命活动所必需的一种物质。1 mol冰中有 2 mol氢键。用球棍模型表示的水分子结构是Q=O=OB0=

21、9A.D.6(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OH键与00键的夹角均为96。52，。试回答：H2O2分子的电子式是H：0：0：H ,结构式是HOOH。H2O2分子是含有 极性 键和 非极性键的 极性（填“极性”或“非极性”）分子。H2O2难溶于CS2,简要说明理由H2O2为极性分子,I11JCS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2H2O2中氧元素的化合价是简要说明原因因00键为非极性键，而OH键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为一1价答案与解析解析（

22、1）在冰中,E3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。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。方法微总结AB 型分子极性的判断方法AB 型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数目，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分 子，具体实例如下:化学式BF：,1X：15so.：h2oNH：.S(kPCb中心原子化 合价绝对值3462343中心原

23、子 价电子数34i66565分子极性非极性非极1-非极性非极1-极性极性极性极性2.根据所含键的类型及分子的空间构型判断当AB”型分子的空间构型是空间对称结构时，由于分子中正负电荷中 心重合，为非极性分子，如CO2（直线形），BF3（平面正三角形）、CH4（正四 面体形）等均为非极性分子。当AB型分子的空间构型不是空间对称结构 时，一般为极性分子，如H2O（V形）、NH3（三角锥形），它们均为极性分子。（1）AA型分子一定是非极性分子，如2、Cl2o（2）AB型分子一定是极性分子，如HC1、HFo(3) AB2型分子除线型结构BAB为非极性分子外，其他均为极性 分子。如CO2、CS2为非极性分

24、子，H2S. H2O为极性分子。BA(4)AB3型分子除平面正三角形结构BB为非极性分子外，其他均为极性分子。如BF3为非极性分子，NHs、PH3为极性分子。BB B /AU!韭除正四面体结构B B及平面正四边形结构E”为 非极性分子外，其他均为极性分子。如閃、eq、SiFq为非极性分子。3据中心原子最外层电子是否全部成键判断中心原子即其他原子围绕它成键的原子。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 未全部成键，此分子一般为极性分子。如CH4、BFs、CO?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、 NF

25、3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。答案与解析对点微练六分子间作用力及其影响12.若不断地升高温度，实现“雪花-水一水蒸气氧气和氢气”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.B.IIIc.D 解析氢键；分子间作用力；极性键氢键；氢键；非极性键氢键；极性键；分子间作用力 分子间作用力；氢键；非极性键水蒸气冰变成水 帀 分子间距离增大氢键被破坏 范德华力、氢键被破坏（）HHH八（人 氧气、氢气极性键被破坏 雪花氧气、氢气答案A13.氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键（用表示）结合形成nh3h2o分子。根据氨水的性质可推知nh3h2o的结构

26、式为（）HHA. NH 0HHHIIB HN H0HHII答案与解析C HN OHH HD. NH H0HH解析 从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由 于氨气分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以，以B项中的方式结合 空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3 H2O NHt + OHT,可知答案是B。答案B对点微练七无机含氧酸分子的酸性14（2017西安调研）下列无机含氧酸分子中酸性最强的是（）A HNChB H2SO3答案与解析C HCIO3D HCIO4解析 对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的 上 t r 丄Kr +3+5+4+6+5+7.酸

27、性越强，如 HNO2VHNO3; H2SO3H2SO4； HCIO3VHCIO4。观察 A、 B、C、D四个选项，HNCh、H2SO3、HC1O3中的中心元素N、S、C1都未 达到其最高价，其酸性不够强，只有D选项中的HCIO4中的C1元素为+7 价，是C1元素的最高价，使HOC1O3中O原子的电子向C1原子偏移, 在水分子作用下，容易电离出H+,酸性最强。答案D15.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轻 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轻基氧原子数的关系次氯酸磷酸硫酸高氯酸H00HO()H00含氧酸 Z / ZClOHPSC1/ /、Z

28、XHOOHHO()() ()非疑基氧0123原子数酸性弱酸中强酸强酸最强酸亚磷酸H3PO3和亚碎酸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HO卩()HOAsOilOH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: H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O, H3 AsO3+3NaOH=Na3 ASO3+3理0。(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况:H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3ASO3可与盐酸反应，写出化学方程式： H? AsO。+

29、3HC1=AsCh+3H；O。答案与解析解析 此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题，考査同学们运用题给信息推断物质结构和性质的能力。已知H3PO3为中强酸，H3ASO3为 弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非径基氧原子，H3AsO3中不含 非轻基氧原子。(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轻基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。方法微总结无机含氧酸分子的酸性判断及比较的思维方法1.无机含氧酸分子

30、之所以能显示酸性，是因为其分子中含有OH,而一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。H()0、OIIHOS()H如HNO3、H2SO4的结构式分别是()2.同一种元素的含氧酸酸性规律rjllH2SO4与HNO3是强酸，其一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却是弱酸。即酸性强弱为 酸也有类似的情况。如酸性强弱HC1OVHC1O2VHC1O3VHC1O4。不难得出: 对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越 强。H2SO3VH2SO4,HNO2 sp2 o6. (2014-江苏21(A)(3)节选)醛基中碳原子的轨

31、道杂化类型是sp27(2014新课标全卷I, 37(3)节选)乙醛中碳原子的杂化类型为8(2014-福建理综，31(5)NH4BF4(氟硼酸鞍)是合成氮化硼纳米管的原料之一。I1110INH4BF4含有2mol配位键o9(2013福建理综，31(3)H3O+OHrLFIB中阳离子的空间构型为 三角锥形，阴离子的中心原子轨道采用3SP杂化。10. (2013山东理综，32(3)节选)BCI3和NCb中心原子的杂化方式分 别为 SP， 和 Sp。(二)微粒作用与分子性质(2015全国卷I, 37(2)(3)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构。(2)CS2分子中，共价键的类型有。键和兀键，C原子的杂化轨道类型是里，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 CO” COS(或 SCN_、OCN一等)。2（2015江苏，21A-节选）下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:2Cr2O?+3CH3CH2OH +16H+ + 13H2O -4Cr(H2O)63+3CH3COOH配合物Cr(H2O)J3+ 4：,与CF+形成配位键的原子是 O (填元素符号）。（2）与H2O互为等电