（新教材适用）2023-2024学年高中化学第2章分子结构与性质章末总结学案新人教版选择性必修2

章末总结1．共价键和分子的空间结构2．分子结构与物质的性质(1)共价键的极性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(极性键,非极性键,键的极性对化学性质的影响))(2)分子极性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(决定因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共价键的极性,分子的空间结构)),极性判断：正负电中心是否重合,极性应用：“相似相溶”规律))(3)分子间的作用力eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(范德华力,氢键))→对其物质性质的影响(4)溶解性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(“相似相溶”规律,氢键))(5)分子的手性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(手性异构体,手性分子,手性原子))1．(2023·湖北卷，6)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，Z2是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列说法正确的是(A)A．分子的极性：WZ3<XZ3B．第一电离能：X<Y<ZC．氧化性：X2Y3<W2Y3D．键能：X2<Y2<Z2解析：Z2是氧化性最强的单质，则Z是F，X、Y、Z相邻，且X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，则X为N，Y为O，W的核外电子数与X的价层电子数相等，则W为B，即：W为B，X为N，Y为O，Z为F。WZ3为BF3，XZ3为NF3，其中前者的价层电子对数为3，空间构型为平面三角形，为非极性分子，后者的价层电子对数为4，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，为极性分子，则分子的极性：WZ3<XZ3，A正确；由分析可知，X为N，Y为O，Z为F，同一周期越靠右，第一电离能越大，但是N的价层电子排布式为2s22p3，为半满稳定结构，其第一电离能大于相邻周期的元素，则第一电离能：Y<X<Z，B错误；X2Y3为N2O3，W2Y3为B2O3，两种化合物中N和B的化合价都是＋3价，但是N的非金属性更强一些，故N2O3的氧化性更强一些，C错误；N对应的单质为氮气，其中包含三键，键能较大，D错误。故选A。2．(2023·湖北卷，9)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(A)A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B．SOeq\o\al(2－,3)和COeq\o\al(2－,3)的空间构型均为平面三角形C．CF4和SF4均为非极性分子D．XeF2与XeO2的键角相等解析：甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4，水分子的中心原子价层电子对数也为4，所以他们的VSEPR模型都是四面体，A正确；SOeq\o\al(2－,3)的孤电子对数为1，COeq\o\al(2－,3)的孤电子对数为0，所以SOeq\o\al(2－,3)的空间构型为三角锥形，COeq\o\al(2－,3)的空间构型为平面三角形，B错误；CH4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF2和XeO2分子中，孤电子对数不相等，孤电子对越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误。故选A。3．(2023·辽宁卷，2)下列化学用语或表述正确的是(B)A．BeCl2的空间结构：V形B．P4中的共价键类型：非极性键C．基态Ni原子价电子排布式：3d10D．顺2丁烯的结构简式：解析：BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线形分子，A错误；P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确；Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布式为3d84s2，C错误；顺2丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为，D错误。故选B。4．(2023·新课标卷，9)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]＋为平面结构。下列说法正确的是(A)A．该晶体中存在N—H…O氢键B．基态原子的第一电离能：C<N<OC．基态原子未成对电子数：B<C<O<ND．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同解析：由晶体结构图可知，[C(NH2)3]＋中的—NH2的H与[B(OCH3)4]－中的O形成氢键，因此，该晶体中存在N—H…О氢键，A正确；同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N，B错误；B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C＝O<N，C错误；[C(NH2)3]＋为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为sp2；[B(OCH3)4]－中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为sp3；[B(OCH3)4]－中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2对孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型为sp3，晶体中B、O和N原子轨道的杂化类型不相同，D错误。故选A。5．(2022·辽宁统考高考真题)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是(B)A．X能与多种元素形成共价键B．简单氢化物沸点：Z<QC．第一电离能：Y>ZD．电负性：W<Z解析：短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，最外层电子排布式为2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布式为3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q分别为C、O和S，则Y为N。X为C，能与多种元素(H、O、N、P、S等)形成共价键，A正确；Z和Q形成的简单氢化物为H2O和H2S，由于H2O分子间能形成氢键，故H2O沸点高于H2S，B错误；Y为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确；W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确。故选B。6．(2022·辽宁统考高考真题)理论化学模拟得到一种Neq\o\al(＋,13)离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是(B)A．所有原子均满足8电子结构B．N原子的杂化方式有2种C．空间结构为四面体形D．常温下不稳定解析：由Neq\o\al(＋,13)的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；中心N原子为sp3杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；Neq\o\al(＋,13)中含叠氮结构()，常温下不稳定，D正确。故选B。7．(2022·海南统考高考真题改编)已知CH3COOH＋Cl2ClCH2COOH＋HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(D)A．HCl的电子式为H＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－B．Cl—Cl键的键长比I—I键长C．CH3COOH分子中只有σ键D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强解析：HCl为共价化合物，H原子和Cl原子间形成共用电子对，其电子式为，A错误；原子半径Cl＜I，故键长：Cl—Cl＜I—I，B错误；CH3COOH分子中，羧基的碳氧双键中含有π键，C错误；电负性Cl＞I，对O—H的共用电子对具有更强的吸引作用，导致O—H更易电离，故而酸性增加。即ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，D正确。8．(1)(2022·全国乙统考高考真题)①一氯乙烯eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C2H3Cl))分子中，C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Clσ键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(Πeq\o\al(4,3))。②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl键越强；(ⅱ)Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键的键长越短。(2)(2022·全国甲高考真题)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构。(3)(2022·全国甲高考真题)2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为sp2和sp3；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因C—F键的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定。(4)(2022·北京高考真题)H2O中O和SOeq\o\al(2－,4)中S均为sp3杂化，比较H2O中H—O—H键角和SOeq\o\al(2－,4)中O—S—O键角的大小并解释原因孤电子对有较大斥力，使H—O—H键角小于O—S—O键角。(5)(2022·北京高考真题)FeSO4·7H2O中H2O与Fe2＋、H2O与SOeq\o\al(2－,4)的作用力类型分别是配位键、氢键。解析：(1)①一氯乙烯的结构式为，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Clσ键；②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl键越强，C—Cl键的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时p成分少，sp3杂化时p成分多，因此三种物质中C—Cl键键长顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键的键长越短，一氯乙烯中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(Πeq\o\al(4,3))，一氯乙炔中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成2套3中心4电子的大π键(Πeq\o\al(4,3))，因此三种物质中C—Cl键键长顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。(2)固体HF中存在氢键，则(HF)3的链状结构为。(3)CF2=CF2中C原子无孤电子对，1个C形成3个σ键，其C原子的杂化方式为sp2杂化，但其共聚物ETFE中C原子存在4对共用电子对，其C原子为sp3杂化；由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C—F键的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，故答案为：sp2、sp3、C—F键的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定。(4)H2O中O和SOeq\o\al(2－,4)中S都是sp3杂化，H2O中O杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，2个被键合电子对占据，而SOeq\o\al(2－,4)中S杂化形成的4个杂化轨道均被键合电子对占据。孤电子对与键合电子对间的斥力大于键合电子对与键合电子对间的斥力，使得H—O—H键角与O—S—O键角相比被压缩减小。(5)H2O中O有孤电子对，Fe2＋有空轨道，二者可以形成配位键。SOeq\o\al(2－,4)中有电负性较大的O元素可以与H2O中H元素形成氢键。9．(1)(2022·山东高考真题)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Πeq\o\al(6,6)大π键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据D(填标号)。A．2s轨道 B．2p轨道C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道(2)(2022·山东高考真题)在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①吡啶能与H2O分子形成分子间氢键，②吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子。(3)(2022·山东高考真题)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最弱的是。(4)(2022·海南统考高考真题)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取sp2杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高。解析：(1)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Πeq\o\al(6,6)大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故选D。(2)已知苯分子为非极性分子，H2O分子为极性分子，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吡啶远大于苯，故答案为：吡啶能与H2O分子形成分子间氢键；吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子。(3)已知—CH3为推电子基团，—Cl是吸电子基团，则导致N原子电子云密度大小顺序为，结合题干信息可知，其中碱性最弱的为。(4)根据结构式可知，N原子的杂化方式均为sp2，由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体，而后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，因此熔点更高。10．(1)(2022·河北高考真题)SnCleq\o\al(－,3)的几何构型为三角锥形，其中心离子杂化方式为sp3。(2)(2022·河北高考真题)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质。下列物质中，属于顺磁性物质的是B(填标号)。A．[Cu(NH3)2]Cl B．[Cu(NH3)4]SO4C．[Zn(NH3)4]SO4 D．Na2[Zn(OH)4](3)(2022·河北高考真题)如图是硫的四种含氧酸根的结构：根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将Mn2＋转化为MnOeq\o\al(－,4)的是D(填标号)，理由是D中含有－1价的O元素，具有强氧化性，能将Mn2＋转化为MnOeq\o\al(－,4)。(4)(2022·湖南高考真题)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药，其结构式如下：①该新药分子中有8种不同化学环境的C原子；②比较键角大小：气态SeO3分子＞SeOeq\o\al(2－,3)离子(填“>”“<”或“＝”)，原因是SeO3的空间构型为平面三角形，SeOeq\o\al(2－,3)的空间构型为三角锥形。解析：(1)三氯化锡离子中Sn2＋的价层电子对数为4，孤对电子对数为1，所以中心离子杂化方式为sp3，离子的空间构型为三角锥形。(2)根据题意，具有顺磁性物质含有未成对电子；[Cu(NH3)2]Cl中亚铜离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故A不符合题意；[Cu(NH3)4]SO4中铜离子外围电子排布是3d9，离子中有未成对电子，该配合物具有顺磁性，故B符合题意；[Zn(NH3)4]SO4中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故C不符合题意；Na2[Zn(OH)4]中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故D不符合题意。故选B。(3)由四种含氧酸根的结构式可知，只有过二硫酸根离子中含有过氧键，离子中－1价的氧元素具有强氧化性，则只有过二硫酸根离子能在酸性溶液中将锰离子氧化为高锰酸根离子，故选D。(4)①由结构简式可知，乙烷硒啉的分子结构对称，分子中含有8种化学环境不同的碳原子。②三氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°，故答案为：＞；SeO3的空间构型为平面三角形，SeOeq\o\al(2－,3)的空间构型为三角锥形。11．(2022·广东高考真题)硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛