新课标地区专用2024年高中化学第2章章末核心素养整合讲义+精练含解析新人教版选修3

PAGE6-章末核心素养整合

专题1化学键与物质类别的关系1.只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如：I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。2.只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如：HCl、NH3、SiO2、CS2等。3.既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、CH3CH3等。4.只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CaCl2、K2O、NaH等。5.既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。6.由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：［Cu（NH3）4］SO4等。7.由强极性键构成但又不是强电解质的物质，如：HF。8.只含有共价键而无范德华力的化合物，如：共价晶体SiO2、SiC等。9.无化学键的物质：稀有气体，如氩等。10.共价键的分类(1)配位键是一种特别的共价键。(2)依据共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键。(3)依据共用电子对数，共价键分为单键、双键、三键。(4)依据原子轨道的重叠方式不同，可分为σ键(头碰头)和π键(肩并肩)。【例1】有A、B、C、D四种元素，A元素是全部元素中原子半径最小的元素；B、C两种元素原子的核外电子层数相同，C元素的单质为深红棕色液体，B元素的最高价阳离子0.5mol被还原成中性原子时，需得到6.02×1023个电子。当B元素的单质同盐酸充分反应时，放出0.02gH2，用去B元素0.4g；D元素的气态氢化物和最高价氧化物的水化物之间反应生成盐。(1)各元素的名称分别为：A__________，B__________，C__________，D__________。(2)用电子式表示A与C、B与C形成化合物的过程________________、________________，化学键类型分别为________、________。解析(1)由题给条件可知，A元素是全部元素中原子半径最小的元素，只有H元素才符合此条件，故A为氢元素；由C元素形成的单质为深红棕色液体，应为溴，所以C为溴元素；又知B和C两种元素的原子核外电子层数相同，即B和C均为第四周期元素。设B元素的化合价为x，依题意有如下关系：1∶x＝0.5∶1，x＝2，所以B的化合价为＋2价，通过化学方程式可计算得出B的相对原子质量为40，由此可知B为Ca。符合条件的D元素的气态氢化物必定为碱性气体NH3，故D元素为氮。答案(1)氢钙溴氮(2)共价键离子键

专题2杂化轨道理论、价层电子对互斥理论与分子立体结构的关系1.杂化轨道类型与分子立体结构杂化轨道理论杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角分子的立体构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109.5°四面体形CH42.价层电子对互斥理论推断共价分子结构的一般规则中心原子的价层电子对数与分子的立体结构有亲密联系，对ABm型化合物，A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是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。价层电子对互斥理论价层电子对数成键电子对数孤电子对数VSEPR模型分子的立体构型实例220直线形直线形BeCl2330平面三角形平面三角形BF321V形SnBr2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O3.一些常见分子的键角和立体结构实例结构式键角分子的立体结构CO2O=C=O180°直线形CS2S=C=SCH≡CHH—C≡C—HH2O105°V形(角形)H2S<105°BF3120°平面形CH2＝CH2120°120°平面正六边形NH3107°三角锥形P460°正四面体形CH4109°28′【例2】如图所示是甲醛分子模型的示意图。依据该图和所学的化学键学问回答下列问题：(1)甲醛分子中碳原子轨道杂化的方式是________，作出该推断的主要理由是______________________________________________________________________________________________________________。(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的推断，其中正确的是(用序号填空)________。①单键②双键③极性键④非极性键⑤σ键⑥π键⑦σ键和π键(3)甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角________(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要缘由是___________________________________________________________________________________________。解析本题考查的是杂化轨道理论、价层电子对互斥模型、分子的立体结构与成键的类型、键参数等学问的综合运用。(1)原子杂化轨道的类型不同，分子的立体结构也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中碳原子的杂化方式是sp2。(2)碳与氧的电负性不同，所以碳氧键是极性键。醛的分子中都含有羰基()，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键电子对的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。答案(1)sp2杂化甲醛分子为平面三角形(2)②③⑦(3)<碳氧双键中存在π键，它对C—H键电子对的排斥作用较强

专题3全面总结分子极性的推断方法推断分子的极性，可以从正负电中心、对称性、分子的立体构型，键角、化合价、中心原子的孤电子对数、溶解性等方面分析。1.从正、负电中心是否重合推断正、负电中心重合，为非极性分子；正、负电中心不重合，为极性分子。如SO3为平面正三角形结构，硫原子位于正三角形的中心，三个氧原子位于正三角形的三个顶点上，结构对称，正、负电中心重合，因此SO3为非极性分子。2.利用分子的对称性推断当一个分子的对称元素(对称面、对称轴等)相交于一点时，该分子为非极性分子；当一个分子的对称元素相交于一条线时，该分子为极性分子。如甲烷分子的对称轴相交于中心碳原子上，所以甲烷分子为非极性分子。水分子、氨分子、一氧化碳分子的对称元素相交于一条线，所以这些分子为极性分子。当中心原子指向不明时，需先预料它的结构，再推断其结构的空间对称性。如C5H12分子，若它的结构简式为C(CH3)4，把—CH3看成CH4分子中的—H，明显其为非极性分子；若它的结构为直链结构或其他带有支链的结构，则为极性分子。3.从分子的立体构型推断当多原子分子的结构呈直线形、平面正三角形、正四面体形时，该分子为非极性分子；否则为极性分子。如BeCl2、CO2、CS2分子呈直线形，SO3、BF3分子呈平面正三角形，CH4、CCl4、SiCl4等分子呈正四面体形，PCl5分子呈三角双锥形，它们都为非极性分子。H2O、SO2分子呈V形，NH3分子呈三角锥形，它们都为极性分子。4.从键角推断对多原子分子来说，当键角全部为180°、120°、109°28′时，为非极性分子；否则，为极性分子。如CO2、C2H2、BeCl2、CS2等，键角均为180°，SO3、BF3等，键角均为120°；CH4、CCl4等，键角均为109°28′。5.从中心原子的化合价推断不管中心原子是显正价还是显负价，只要其化合价的肯定值等于最外层电子数，该分子就为非极性分子；否则为极性分子。如CO2、CS2、BF3等，其中心原子的正化合价数值都与其最外层电子数相等，均为非极性分子；NH3分子中，H为＋1价，N为－3价，中心原子N的最外层有5个电子，N的负化合价肯定值与其最外层电子数不等，NH3为极性分子。6.从中心原子的孤电子对推断当多原子分子中心原子的最外层电子全部参加成键，即不存在孤电子对时，为非极性分子；否则为极性分子。如CO2分子的中心原子C，最外层电子全部用于形成共价键，不存在孤电子对，CO2为非极性分子。SO2的中心原子S，最外层电子中存在1对孤电子对，SO2为极性分子。7.从分子在某溶剂中的溶解性推断依据“相像相溶”，极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。通过溶剂是否有极性，就可推断出分子是否有极性。如苯易溶于四氯化碳，而难溶于水，水为极性分子，而四氯化碳为非极性分子，则苯为非极性分子。从以上各种方法的分析不难看出，虽然各种方法都能推断分子的极性，但真正简单操作的方法还是第5种。第7种方法须做试验，然后才能进行推断。其他5种方法，需在明确分子立体构型的前提下，才能进行分析和推断。【例3】(1)有A、B、C三种物质，每个分子中都各有14个电子，其中A的分子属于非极性分子，且只有非极性键；B的分子也属于非极性分子，但既有非极性键，又有极性键；C的分子属于极性分子。则A的电子式是________；B的结构式是________；C的名称是________。(2)1，2­二氯乙烯存在两种同分异构体，其中属于极性分子的