2024高中化学第二章分子结构与性质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分子结构与性质【例1】a为乙二胺四乙酸（EDTA），易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与Ca2＋形成的螯合物。下列叙述正确的是（）A.a和b中的N原子均为sp3杂化B.b中Ca2＋的配位数为4C.b含有分子内氢键D.b含有共价键、离子键和配位键解析A项，a中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，而b中N原子形成4个σ键、没有孤对电子，N原子杂化轨道数目均为4，N原子均实行sp3杂化，正确。B项，b为配离子，Ca2＋与N、O原子之间形成配位键，b中Ca2＋的配位数为6，错误。C项，b中N原子、O原子均未与H原子形成氢键，b中没有分子内氢键，错误。D项，b为配离子Ca2＋与N、O原子间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，错误。答案A【例2】元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同，因此第四周期过渡元素具有和短周期元素不同的明显特征。请回答下列问题：（1）CO可以和许多过渡金属离子形成协作物，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合最外层8电子稳定结构，CO分子里的共价键类型按原子轨道的重叠方向分为（填“σ键”、“π键”或“σ键、π键”）。（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是渐渐增大的，但31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，其缘由是_____________________。（3）已知Ti3＋可形成配位数为6的配位物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关试验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下试验：a.分别取等质量的两种晶体样品配成待测溶液；b.分别向待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发觉绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的eq\f(2,3)。则绿色晶体协作物的化学式为________________________________。（4）二氧化钛可作光催化剂，能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水。有关甲醛、苯、二氧化碳及水的说法正确的是。A.苯与B3N3H6互为等电子体B.甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采纳sp2杂化C.苯、二氧化碳分子是非极性分子，水、甲醛分子是极性分子D.水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间形成了氢键解析（1）CO和N2互为等电子体，故CO分子内存在三键：或，三键中有σ键和π键。（2）Zn的4p能级处于全空状态，为稳定结构；而Ga的价电子排布式为4s24p1，故其第一电离能较Zn的低。（3）协作物外界的Cl－能够与AgNO3反应生成沉淀，配离子中的Cl－不能形成沉淀。从形成沉淀的比例可以推断：绿色晶体中有1/3的Cl－形成配离子，则另外的配体是H2O，其化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O；紫色晶体中配体只有H2O，其化学式为[Ti（H2O）6]Cl3。（4）苯的分子式为C6H6，价电子总数为4×6＋6＝30，B3N3H6的价电子总数为3×3＋5×3＋6＝30，苯分子与B3N3H6分子均由12个原子构成，故二者互为等电子体，A项正确。CO2中碳原子实行sp杂化，B项错误。苯分子是平面正六边形分子，二氧化碳分子是直线形分子，二者的正、负电荷中心均重合，故二者均为非极性分子；水分子呈V形，甲醛分子呈平面三角形，二者的正、负电荷中心均不重合，故二者为极性分子，C项正确。水分子之间能够形成氢键，甲醛分子间无氢键，故水的沸点比甲醛高得多，D项正确。答案（1）σ键、π键（2）31Ga失去一个电子后内层各能级达到全满的稳定状态（或Zn的4p轨道全空，为稳定结构，难失电子）（3）[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O（4）ACD

专题2共价键学问结构【例3】下列关于σ键和π键的理解错误的是（）A.σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成B.σ键可以绕键轴旋转，π键肯定不能绕键轴旋转C.CH3—CH3、CH2=CH2、CH≡CH中σ键都是C—C键，所以键能都相同D.碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键解析σ键可以单独形成，且可以绕键轴旋转，而π键不能单独形成也不能绕键轴旋转，A、B两项正确；C项三种物质中σ键为C—C键和C—H键，错误。答案C

专题3分子的立体构型及推断方法1.用价层电子对互斥理论推断价层电子对互斥模型说明价层电子对的排斥作用对分子空间构型的影响，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。（1）当中心原子无孤对电子时，分子的空间构型与VSEPR模型一样。（2）当中心原子有孤对电子时，分子的空间构型与VSEPR模型不一样。2.用杂化轨道理论推断杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角分子立体构型实例sp2180°直线形BeCl2、CH≡CHsp23120°平面三角形BF3、BCl3sp34109°28′正四面体形CH4、CCl43.用键角推断，分子的立体构型和键角的关系如下表所示：分子类型分子的立体构型键角键的极性分子极性实例A2直线形（对称）—非极性键非极性H2、O2、N2等AB直线形（非对称）—极性键极性HX、CO、NO等ABA直线形（对称）180°极性键非极性CO2、CS2等V形（不对称）—极性键极性H2O、H2S等AB3平面三角形（对称）120°极性键非极性BF3、SO3等三角锥形（不对称）—极性键极性NH3、PCl3等AB4正四面体形（对称）109°28′极性键非极性CH4、CCl4等4.依据等电子原理推断通常状况下，等电子体的立体构型相同，如SO2与O3均为V形，CH4与NHeq\o\al(＋,4)均为正四面体形。常见的等电子体及立体构型如下表所示：类型实例立体构型2原子10价电子CO、N2、CN－、NO＋、Ceq\o\al(2－,2)直线形3原子16价电子CO2、CS2、N2O、BeCl2、COS、OCN－、SCN－、Neq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(＋,2)直线形3原子18价电子SO2、O3、NOeq\o\al(－,2)V形4原子24价电子NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、BOeq\o\al(3－,3)、CSeq\o\al(2－,3)、BF3、SO3平面三角形4原子26价电子ClOeq\o\al(－,3)、BrOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)三角锥形5原子8价电子CH4、SiH4正四面体形5原子32价电子SiF4、CCl4、SiCl4、SiOeq\o\al(4－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)、AsOeq\o\al(3－,4)、S2Oeq\o\al(2－,3)、BFeq\o\al(－,4)正四面体形【例4】指出下列分子中，中心原子可能采纳的杂化轨道类型，并预料分子的几何构型。分子式杂化轨道类型分子的几何构型PCl3BCl3CS2解析（1）PCl3中磷原子采纳了sp3杂化，与NH3、NCl3中的氮原子相像，分子构型为三角锥形。（2）BCl3与BF3相像，硼原子采纳sp2杂化，分子构型为平面三角形。（3）CS2与CO2相像，碳原子采纳sp杂化，分子构型为直线形。答案杂化轨道类型分子的几何构型sp3三角锥形sp2平面三角形sp直线形

专题4化学键与物质1.化学键与物质类别的关系（1）只含有非极性共价键的物质：非金属单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。（2）只含有极性共价键的物质：一般是不同的非金属元素组成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等；还有某些金属元素与非金属元素形成的共价化合物，如AlCl3等。（3）既含有极性键又含有非极性键的物质，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等。（5）既含有离子键又含有极性键的物质，如NaOH、NaHS等；既含有离子键又含有非极性键的物质，如Na2O2、Na2S2、CaC2等。（6）由离子键、共价键、配位键构成的物质，如NH4Cl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SiO2、SiC等。（9）无化学键的物质：稀有气体，如氩等。2.共价键极性与分子极性关系的一般规律（1）以极性共价键结合形成的双原子分子是极性分子。如HCl、HF、HBr。（2）以非极性共价键结合形成的双原子分子或多原子分子通常是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。（3）以极性共价键结合形成的多原子分子，有的是极性分子，有的是非极性分子。（4）在多原子分子中，中心原子的价电子都用于形成共价键，且结合的原子又是相同的原子，一般是非极性分子。【例5】下列各组分子中都属于