高二化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第二章講義

第一節(jié)共價(jià)鍵第1課時(shí)共價(jià)鍵[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能從微觀角度分析形成共價(jià)鍵的微粒、類型，能辨識(shí)物質(zhì)中含有的共價(jià)鍵。2.理解共價(jià)鍵中σ鍵和π鍵的區(qū)別，建立σ鍵和π鍵的思維模型，熟練判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個(gè)數(shù)。一、共價(jià)鍵的形成與特征1．共價(jià)鍵的形成(1)概念：原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用，叫做共價(jià)鍵。(2)成鍵的粒子：一般為非金屬原子(相同或不相同)或金屬原子與非金屬原子。(3)本質(zhì)：原子間通過共用電子對(duì)(即原子軌道重疊)產(chǎn)生的強(qiáng)烈作用。2．共價(jià)鍵的特征(1)飽和性按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。(2)方向性除s軌道是球形對(duì)稱外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點(diǎn)。在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價(jià)鍵就越牢固，因此共價(jià)鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價(jià)鍵具有方向性。如圖所示。(1)形成共價(jià)鍵后體系的能量降低，趨于穩(wěn)定()(2)共價(jià)鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對(duì)電子數(shù)決定的()(3)共價(jià)鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關(guān)系()(4)共價(jià)鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的()(5)原子軌道在空間都具有方向性()答案(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×1．NH3分子中N原子為什么是1個(gè)，而H原子為3個(gè)？提示N和H原子的電子式分別為和H·，N原子最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，H原子有1個(gè)未成對(duì)電子，形成共價(jià)鍵時(shí)每個(gè)N原子只需與3個(gè)H原子分別形成3對(duì)共用電子對(duì)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，共價(jià)鍵達(dá)到飽和，從而決定了分子中H原子個(gè)數(shù)。2．從電負(fù)性角度理解共價(jià)鍵、離子鍵的形成條件，完成表中內(nèi)容。原子NaClHClCO電負(fù)性0.93.02.13.02.53.5電負(fù)性之差(絕對(duì)值)結(jié)論：當(dāng)原子的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形成的將是________鍵；而________鍵是電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。答案2.10.91.0離子共價(jià)3．從電負(fù)性的角度來判斷下列元素的原子之間易形成共價(jià)鍵的是()A．Na和Cl B．H和FC．K和F D．Ca和O答案B解析一般電負(fù)性相差不大的原子之間容易形成共價(jià)鍵，H和F都是非金屬元素的原子，形成的是共價(jià)鍵。二、共價(jià)鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)1．σ鍵形成由兩個(gè)原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成類型s-s型s-p型p-p型特征以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱；σ鍵的強(qiáng)度較大2.π鍵形成由兩個(gè)原子的p軌道“肩并肩”重疊形成p-pπ鍵特征π鍵的電子云具有鏡面對(duì)稱性，即每個(gè)π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像；π鍵不能旋轉(zhuǎn)；不如σ鍵牢固，較易斷裂3.判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價(jià)單鍵為σ鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵；共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。(1)σ鍵和π鍵都只存在于共價(jià)分子中()(2)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵()(3)H原子只能形成π鍵，N原子可以形成σ鍵和π鍵()答案(1)×(2)√(3)×1．觀察下圖乙烷、乙烯和乙炔分子的結(jié)構(gòu)，并回答下列問題。(1)乙烷中有________個(gè)σ鍵，乙烯、乙炔中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)之比分別為________、________。(2)乙烯和乙炔的化學(xué)性質(zhì)為什么比乙烷活潑？答案(1)75∶13∶2(2)乙烯的碳碳雙鍵和乙炔的碳碳三鍵中分別含1個(gè)和2個(gè)π鍵，π鍵原子軌道重疊程度小，不穩(wěn)定，容易斷裂。而乙烷中沒有π鍵，σ鍵穩(wěn)定，不易斷裂。2．有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。(1)只有σ鍵的是________________(填序號(hào)，下同)；既有σ鍵又有π鍵的是__________。(2)含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是_____________________________________。(3)含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是______________。(4)含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是__________。答案(1)①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(2)⑦(3)①③⑤⑥⑧⑨(4)②④⑤⑥⑧⑨解析(1)單鍵只有σ鍵，雙鍵或三鍵才含有π鍵，故只有σ鍵的是①②③⑥⑦⑧；既有σ鍵又有π鍵的是④⑤⑨。(2)H原子只有s軌道，題給物質(zhì)中含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的只有H2。(3)含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的有①③⑤⑥⑧⑨。(4)含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵，說明構(gòu)成這種σ鍵的原子中一定沒有H原子，故正確答案為②④⑤⑥⑧⑨。共價(jià)鍵的分類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按共用電子對(duì)的數(shù)目\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共價(jià)單鍵——σ鍵,共價(jià)雙鍵——1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,共價(jià)三鍵——1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵)),按電子云重疊方式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(σ鍵\o(→,\s\up7(特征))電子云呈軸對(duì)稱,π鍵\o(→,\s\up7(特征))電子云呈鏡面對(duì)稱))))1．下圖表示氫原子的電子云重疊示意圖。以下各種說法中錯(cuò)誤的是()A．圖中電子云重疊意味著電子在核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多B．氫原子的核外的s軌道重疊形成共價(jià)鍵C．氫原子的核外電子呈云霧狀，在兩核間分布得密一些，將兩核吸引D．氫原子之間形成σ鍵，s-sσ鍵沒有方向性答案C解析電子云是對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種形象描述，并不是指電子呈云霧狀，圖中“小黑點(diǎn)”的疏密只表示電子出現(xiàn)概率的大小，A正確；氫原子的核外的s軌道重疊形成共價(jià)鍵，B正確；根據(jù)A中分析可知C錯(cuò)誤；因s軌道是球形的，故s軌道和s軌道形成σ鍵時(shí)，無方向性，即s-sσ鍵沒有方向性，D正確。2．下列分子中存在的共價(jià)鍵類型完全相同(從σ鍵、π鍵的形成方式角度分析)的是()A．CH4與NH3 B．C2H6與C2H4C．H2與Cl2 D．Cl2與N2答案A解析分子中全是s-pσ鍵，A正確；C2H6只存在σ鍵，而C2H4存在σ鍵和π鍵，B錯(cuò)誤；H2為s-sσ鍵，Cl2為p-pσ鍵，C錯(cuò)誤；Cl2中只存在σ鍵，而N2中存在σ鍵和π鍵，D錯(cuò)誤。3．下列四組物質(zhì)中只含有共價(jià)鍵的是()A．H2、O3、C60、N60、B．Cl2、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO3C．P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4D．NH4HCO3、N2H4、NH3、、KNO3答案A解析一般活潑的金屬和活潑的非金屬容易形成離子鍵，非金屬元素的原子間容易形成共價(jià)鍵。則五種物質(zhì)均只有共價(jià)鍵，A正確；NaCl、Na2O2、NaHCO3中均含有離子鍵，B錯(cuò)誤；Xe分子中不存在化學(xué)鍵，C錯(cuò)誤；NH4HCO3、KNO3中均含有離子鍵，D錯(cuò)誤。4．在N2F2分子中，所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該分子中兩個(gè)氮原子之間的鍵型構(gòu)成是()A．僅有一個(gè)σ鍵B．僅有一個(gè)π鍵C．一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵D．一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵答案C解析由題給條件所有原子均符合8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可知，其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為F—N=N—F，則兩個(gè)氮原子之間為氮氮雙鍵，含有一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵。5．分析下列化學(xué)式中畫有橫線的元素，選出符合要求的物質(zhì)，填空。A．NH3B．H2OC．HClD．CH4E．C2H6F．N2(1)所有的價(jià)電子都參與形成共價(jià)鍵的是______________________________________。(2)只有一個(gè)價(jià)電子參與形成共價(jià)鍵的是______________________________________。(3)最外層有未參與成鍵的電子對(duì)的是________________________________________。(4)既有σ鍵又有π鍵的是__________________________________________________。答案(1)D、E(2)C(3)A、B、C、F(4)F解析NH3中氮原子與3個(gè)氫原子形成3個(gè)σ鍵，還有一對(duì)不成鍵電子；H2O中氧原子與2個(gè)氫原子形成2個(gè)σ鍵，還有兩對(duì)不成鍵電子；HCl中氯原子與1個(gè)氫原子形成1個(gè)σ鍵，還有三對(duì)不成鍵電子；CH4中碳原子與4個(gè)氫原子形成4個(gè)σ鍵，所有價(jià)電子都參與成鍵；C2H6中碳原子分別與3個(gè)氫原子及另1個(gè)碳原子形成4個(gè)σ鍵，所有電子都參與成鍵；N2中1個(gè)氮原子與另1個(gè)氮原子形成1個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，還有一對(duì)不成鍵電子。一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．原子間形成分子時(shí)，決定各原子相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系的是()A．共價(jià)鍵的方向性 B．共價(jià)鍵的飽和性C．共價(jià)鍵原子的大小 D．共價(jià)鍵的穩(wěn)定性答案B解析原子間形成分子時(shí)，形成了共價(jià)鍵，共價(jià)鍵具有飽和性和方向性，方向性決定分子的空間結(jié)構(gòu)，飽和性則決定原子形成分子時(shí)相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系，B正確。2．下列有關(guān)σ鍵和π鍵的說法錯(cuò)誤的是()A．含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí)，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者B．當(dāng)原子形成分子時(shí)，首先形成σ鍵，可能形成π鍵C．有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵，不能形成π鍵D．在分子中，化學(xué)鍵可能只有π鍵而沒有σ鍵答案D解析π鍵不穩(wěn)定，易斷裂，則含有π鍵的分子在反應(yīng)時(shí)，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者，故A正確；原子形成分子，優(yōu)先頭碰頭重疊，則先形成σ鍵，可能形成π鍵，故B正確；單鍵為σ鍵，而雙鍵、三鍵中有σ鍵和π鍵，則有些原子在與其他原子形成分子時(shí)只能形成σ鍵，不能形成π鍵，如HCl，故C正確；共價(jià)鍵中一定含σ鍵，則在分子中，化學(xué)鍵可能只有σ鍵，而沒有π鍵，故D錯(cuò)誤。3．下列有關(guān)σ鍵的說法錯(cuò)誤的是()A．如果電子云圖像是由兩個(gè)s電子重疊形成的，即形成s-sσ鍵B．s電子與p電子形成s-pσ鍵C．p電子和p電子不能形成σ鍵D．HCl分子中含有一個(gè)s-pσ鍵答案C解析σ鍵是指由兩個(gè)相同或不相同的原子軌道沿軌道對(duì)稱軸方向相互重疊而形成的共價(jià)鍵；包括s-sσ鍵、s-pσ鍵、p-pσ鍵等類型，C描述不正確。4．下列說法正確的是()A．Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價(jià)鍵的方向性決定的B．H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣是由共價(jià)鍵的飽和性決定的C．并非所有的共價(jià)鍵都有方向性D．兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率減小答案C解析Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價(jià)鍵的飽和性決定的，A不正確；H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣是由中心原子含有的孤電子對(duì)決定的，與共價(jià)鍵的飽和性無關(guān)系，B不正確；例如氫氣中的共價(jià)鍵沒有方向性，C正確；兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大，D不正確。5．具有下列電子排布式的原子中，不能形成π鍵的是()A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2答案C解析根據(jù)電子排布式可知四種原子分別是S、N、Na、C，其中Na是活潑金屬，在化學(xué)反應(yīng)中易失去一個(gè)電子，形成的是離子鍵，而π鍵是共價(jià)鍵中的一種，S、N、C均能形成π鍵。6．下列分子既不存在s-pσ鍵，也不存在p-pπ鍵的是()A．HCl B．HFC．SO2 D．SCl2答案D解析共價(jià)鍵是兩個(gè)原子軌道以“頭碰頭”或“肩并肩”重疊形成的，s和p軌道以“頭碰頭”重疊可形成s-pσ鍵，p軌道之間以“頭碰頭”重疊可形成p-pσ鍵，p軌道之間以“肩并肩”重疊可形成p-pπ鍵。HCl分子中存在s-pσ鍵，故A錯(cuò)誤；HF分子中存在s-pσ鍵，故B錯(cuò)誤；SO2分子中存在p-pσ鍵和p-pπ鍵，故C錯(cuò)誤；SCl2分子中只存在p-pσ鍵，故D正確。7．下列物質(zhì)的化學(xué)式和結(jié)構(gòu)式中，從成鍵情況看不合理的是()A．CH3N：B．CH4S：C．CH2SeO：D．CH4Si：答案D解析根據(jù)價(jià)鍵理論，C、Si需要形成四個(gè)價(jià)鍵，N、P形成三個(gè)價(jià)鍵，O、Se形成兩個(gè)價(jià)鍵，H、Cl、F、Br形成一個(gè)價(jià)鍵。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。8．(2020·鎮(zhèn)康縣第一中學(xué)高二月考)對(duì)三硫化四磷分子的結(jié)構(gòu)研究表明，該分子中沒有不飽和鍵，且各原子的最外層均已達(dá)到了8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。則一個(gè)三硫化四磷分子中含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)是()A．7個(gè) B．9個(gè)C．19個(gè) D．不能確定答案B解析三硫化四磷分子中沒有不飽和鍵，且各原子的最外層均已達(dá)到了8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，P元素可形成3個(gè)共價(jià)鍵，S元素可形成2個(gè)共價(jià)鍵，因此一個(gè)三硫化四磷分子中含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)為eq\f(3×4＋2×3,2)＝9個(gè)。9．P元素的價(jià)電子排布為3s23p3，P與Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，對(duì)此判斷正確的是()A．磷原子最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，故只能結(jié)合三個(gè)氯原子形成PCl3B．PCl3分子中的P—Cl鍵含有π鍵C．PCl5分子中的P—Cl鍵都是π鍵D．磷原子最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，但是能形成PCl5，說明傳統(tǒng)的價(jià)鍵理論存在缺陷答案D解析PCl3的電子式為，P—Cl鍵都是σ鍵。PCl5分子中有5個(gè)P—Clσ鍵，這違背了傳統(tǒng)價(jià)鍵理論飽和性原則，說明傳統(tǒng)價(jià)鍵理論不能解釋PCl5的結(jié)構(gòu)，即傳統(tǒng)價(jià)鍵理論存在缺陷。10．下列表示原子間形成共價(jià)鍵的化學(xué)用語正確的是()A．B．C.D．答案CD解析H2O2為共價(jià)化合物，電子式不應(yīng)帶“[]”，不為陰、陽離子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；HF為共價(jià)化合物，電子式不應(yīng)帶“[]”，不為陰、陽離子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；NH3為共價(jià)化合物，結(jié)構(gòu)式中未共用的孤電子對(duì)不用畫出，選項(xiàng)C正確；H2O為共價(jià)化合物，氫氧原子各形成一對(duì)共用電子對(duì)，選項(xiàng)D正確。11．下列電子式書寫錯(cuò)誤的是()A．甲烷B．氟化鈉C．過氧化氫D．BF3答案BD解析甲烷為共價(jià)化合物，碳原子與氫原子之間形成1對(duì)電子對(duì)，A正確；氟化鈉為離子化合物，鈉原子失去1個(gè)電子變?yōu)殁c離子，而氟原子得到1個(gè)電子最外層變?yōu)?電子，帶有1個(gè)單位的負(fù)電荷，應(yīng)為，B錯(cuò)誤；過氧化氫為共價(jià)化合物，兩個(gè)氧原子成鍵形成1對(duì)電子對(duì)，氧原子與氫原子形成1對(duì)電子對(duì)，C正確；三氟化硼是共價(jià)化合物，沒有電子的得失，D錯(cuò)誤。三、非選擇題12．(1)如下圖所示的分子中，有________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。(2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素，其中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外層p軌道上的電子數(shù)等于前一電子層電子總數(shù)，X原子最外層的p能級(jí)中只有一個(gè)軌道填充了2個(gè)電子，而且這三種元素可以形成化合物YX2、ZX2。根據(jù)上述信息回答下列問題：①寫出下列元素符號(hào)：X________，Y________，Z________。②YX2分子中含________個(gè)σ鍵，含________個(gè)π鍵。答案(1)103(2)①OCSi②22解析(1)該分子中有6個(gè)C—H、2個(gè)C—C、1個(gè)C=C、1個(gè)C≡C，單鍵全是σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，三鍵中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，故該分子中共有10個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵，故選C。(2)①X、Y、Z元素的符號(hào)分別是O、C、Si。②CO2分子的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，故其中含2個(gè)σ鍵，含2個(gè)π鍵。13．a(chǎn)、b、c、d為四種由短周期元素組成的中性粒子，它們都有14個(gè)電子，且b、c、d都是共價(jià)型分子。回答下列問題：(1)a單質(zhì)可由原子直接構(gòu)成，a單質(zhì)可用作半導(dǎo)體材料，其原子核外電子排布式為________。(2)b是雙核化合物，常溫下為無色無味氣體，b的化學(xué)式為________________。人一旦吸入b氣體后，就易引起中毒，是因?yàn)開_______________而中毒。(3)c是雙核單質(zhì)，寫出其電子式________________。c分子中所含共價(jià)鍵的類型為________(填“極性鍵”或“非極性鍵”)。(4)d是四核化合物，其結(jié)構(gòu)式為____________________；d分子內(nèi)所含σ鍵的數(shù)目是_____，π鍵的數(shù)目是______，σ鍵的強(qiáng)度比π鍵的強(qiáng)度________，原因是________________________________________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p2(2)COCO一旦被吸入肺里后，會(huì)與血液中的血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白喪失輸送氧氣的能力(3)非極性鍵(4)H—C≡C—H32大形成σ鍵的原子軌道的重疊程度比π鍵的重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)解析(1)a單質(zhì)可由原子直接構(gòu)成，a單質(zhì)可用作半導(dǎo)體材料，因此是單質(zhì)硅。(2)b是雙核化合物，常溫下為無色無味氣體，則b是一氧化碳，化學(xué)式為CO。(3)c是雙核單質(zhì)，因此c是氮?dú)狻?4)d是四核化合物，有14個(gè)電子，d是乙炔，其結(jié)構(gòu)式為H—C≡C—H。14．有三種物質(zhì)AC2、B2C2、AD4，元素A在自然界中形成的物質(zhì)種類最多；元素B的單質(zhì)能在C的氣態(tài)單質(zhì)中劇烈燃燒，火焰呈黃色，并生成淡黃色固體B2C2；元素D的負(fù)一價(jià)陰離子的電子層結(jié)構(gòu)與氬原子相同，則：(1)A、B、C、D的元素名稱分別是________、________、________、________。(2)AD4分子中含有的共價(jià)鍵類型為________(填“σ鍵”或“π鍵”)。(3)D的負(fù)一價(jià)陰離子的電子排布式為________，B2C2的電子式為________，屬于________(填“離子化合物”或“共價(jià)化合物”)。答案(1)碳鈉氧氯(2)σ鍵(3)1s22s22p63s23p6離子化合物解析A在自然界中形成的物質(zhì)種類最多，是碳元素；淡黃色固體B2C2是Na2O2，即B為Na，C為氧；元素D的負(fù)一價(jià)陰離子電子層結(jié)構(gòu)與氬原子相同，D為Cl，據(jù)此回答問題。15．有A、B、C、D四種元素。已知：①它們均為元素周期表中前20號(hào)元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它們可以組成化合物B2C2、A2C、DC2等；③B的陽離子與C的陰離子的核外電子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反應(yīng)都生成氣體C2，B與A2C反應(yīng)產(chǎn)生氣體A2，A2與氣體C2按體積之比為2∶1混合后點(diǎn)燃能發(fā)生爆炸，其產(chǎn)物是一種無色無味的液體(在常溫下)。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出A、B、C、D四種元素的元素符號(hào)：A________、B________、C________、D________。(2)在B2C2、A2C和DC2中，屬于離子化合物的是______，其電子式是__________________，屬于共價(jià)化合物的是________________，其結(jié)構(gòu)式是________________。答案(1)HNaOC(2)Na2O2H2O、CO2、O=C=O解析原子序數(shù)均小于20的A、B、C、D四種元素，相互間可形成B2C2、A2C、DC2等化合物，A2與氣體C2按體積比2∶1混合后點(diǎn)燃能發(fā)生爆炸，其產(chǎn)物是一種無色無味的液體(在常溫下)，則A2C為水，B2C2與A2C或DC2反應(yīng)都生成C2氣體，則A為氫元素、B為鈉元素、C為氧元素、D為碳元素，均符合C、D在同一周期，A、B在同一主族及B的陽離子與C的陰離子的核外電子排布相同；由以上分析可以知道，A為H、B為Na、C為O、D為C，據(jù)此回答問題。

第2課時(shí)鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解共價(jià)鍵鍵參數(shù)的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。2.通過認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，探析微觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀性質(zhì)的影響。一、鍵能1．概念氣態(tài)分子中1_mol化學(xué)鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。它通常是298.15K、100kPa條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是kJ·mol－1。2．應(yīng)用(1)判斷共價(jià)鍵的穩(wěn)定性原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊程度越大，釋放能量越多，所形成的共價(jià)鍵鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。(2)判斷分子的穩(wěn)定性一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價(jià)鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能(1)共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定()(2)N—H鍵能是很多分子中的N—H鍵能的平均值()(3)O—H鍵能是指在298.15K、100kPa下，1mol氣態(tài)分子中1molO—H鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量()(4)C=C鍵能等于C—C鍵能的2倍()答案(1)√(2)√(3)√(4)×1．根據(jù)價(jià)鍵理論分析氮?dú)夥肿又械某涉I情況，并解釋N2通常很穩(wěn)定的原因。提示兩個(gè)氮原子各自用三個(gè)p軌道分別形成一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。N2分子中存在N≡N，鍵能大，破壞它需要消耗較高的能量，因而N2通常很穩(wěn)定。2．N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度如何理解這一化學(xué)事實(shí)。(利用課本表2－1的相應(yīng)數(shù)據(jù)分析)提示從表2－1的數(shù)據(jù)可知，N—H、O—H與H—F的鍵能依次增大，意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、O2、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。3．某些化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)如下表所示?；瘜W(xué)鍵H—HCl—ClBr—BrI—IH—ClH—BrH—I鍵能436242.7193151431.8363297(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量________kJ。(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是________(填字母)。a．Cl2＞Br2＞I2 b．I2＞Br2＞Cl2c．Br2＞I2＞Cl2預(yù)測(cè)1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱________(填“多”或“少”)。答案(1)184.9(2)a多解析(1)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)可得，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝436kJ·mol－1＋242.7kJ·mol－1－431.8kJ·mol－1×2＝－184.9kJ·mol－1，1molH2在2molCl2中燃燒，參加反應(yīng)的H2和Cl2都是1mol，生成2molHCl，故放出的熱量為184.9kJ。(2)由表中數(shù)據(jù)計(jì)算知1molH2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少；由以上結(jié)果分析，生成物越穩(wěn)定，放出熱量越多。因穩(wěn)定性：HF＞HCl，故1molH2在F2中燃燒比在Cl2中燃燒放熱多。二、鍵長和鍵角1．鍵長(1)概念：構(gòu)成化學(xué)鍵的兩個(gè)原子的核間距，因此原子半徑?jīng)Q定共價(jià)鍵的鍵長，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長越短。(2)應(yīng)用：共價(jià)鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定，反之亦然。2．鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個(gè)相鄰共價(jià)鍵之間的夾角。(2)應(yīng)用：在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價(jià)鍵具有方向性，因此鍵角影響著共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)試根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫下列分子的鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實(shí)例正四面體形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3等三角錐形107°NH3V形(角形)105°H2O直線形180°CO2、CS2、CH≡CH(4)部分鍵角圖解(1)分子中通常鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定()(2)鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)()(3)鍵長H—I＞H—Br＞H—Cl；C—C＞C=C＞C≡C()答案(1)√(2)√(3)√1．為什么F—F鍵長比Cl—Cl鍵長短，但鍵能卻比Cl—Cl鍵能?。刻崾痉拥陌霃胶苄?，因而F—F鍵長比Cl—Cl鍵長短，但也是由于F—F鍵長短，兩個(gè)氟原子在形成共價(jià)鍵時(shí)，原子核之間的距離就小，排斥力大，因此鍵能比Cl—Cl鍵能小。2．(2019·山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月考)下表是從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的不同物質(zhì)中的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)：O—O鍵Oeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)鍵長/(10－12m)149128121112鍵能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是()A．成鍵時(shí)，電子數(shù)越多，鍵能越大B．鍵長越短，鍵能越大C．成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小D．成鍵時(shí)電子對(duì)越偏移，鍵能越大答案B解析觀察表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，測(cè)定的化學(xué)鍵都是O—O，因此不存在成鍵時(shí)電子數(shù)多少的問題，也不存在電子對(duì)偏移的問題，但是O2與Oeq\o\al(＋,2)比較，鍵能大的對(duì)應(yīng)的鍵長短，據(jù)此分析Oeq\o\al(2－,2)的鍵長比Oeq\o\al(－,2)的鍵長長，所以O(shè)eq\o\al(2－,2)中O—O的鍵能比Oeq\o\al(－,2)的小。若按照此規(guī)律，鍵長由短到長的順序?yàn)镺eq\o\al(＋,2)＜O2＜Oeq\o\al(－,2)＜Oeq\o\al(2－,2)，鍵能大小的順序應(yīng)為b＞a＞y＞x，與題意吻合，所以B項(xiàng)正確。3．如圖白磷和甲烷均為正四面體結(jié)構(gòu)它們的鍵角是否相同，為什么？提示不同，白磷分子的鍵角是指P—P之間的夾角，為60°；而甲烷分子的鍵角是指C—H的夾角，為109°28′。(1)鍵長與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系：鍵長是影響分子空間結(jié)構(gòu)的因素之一。如CH4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體，而CH3Cl只是四面體而不是正四面體，原因是C—H和C—Cl的鍵長不相等。(2)定性判斷鍵長的方法①根據(jù)原子半徑進(jìn)行判斷。在其他條件相同時(shí)，成鍵原子的半徑越小，鍵長越短。②根據(jù)共用電子對(duì)數(shù)判斷。就相同的兩原子形成的共價(jià)鍵而言，當(dāng)兩個(gè)原子形成雙鍵或者三鍵時(shí)，由于原子軌道的重疊程度增大，原子之間的核間距減小，鍵長變短，故單鍵鍵長＞雙鍵鍵長＞三鍵鍵長。1．(2020·云南省祿豐縣第一中學(xué)高二月考)下列各說法中正確的是()A．分子中鍵能越高，鍵長越長，則分子越穩(wěn)定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子間不能形成共價(jià)鍵C．水分子可表示為H—O—H，分子中鍵角為180°D．H—O的鍵能為463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2時(shí)，消耗能量為2×463kJ答案B解析分子中鍵長越短，鍵能越高，則分子越穩(wěn)定，鍵長越長，鍵能越低，則分子越不穩(wěn)定，A不正確；元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素都是典型的金屬和非金屬元素，所以形成的化學(xué)鍵是離子鍵，B正確；水分子的結(jié)構(gòu)是V形，鍵角是105°，C不正確；H—O的鍵能為463kJ·mol－1，18gH2O即1molH2O分解成2molH和1molO時(shí)消耗的能量為2×463kJ，故D錯(cuò)誤。2．(2019·四川雅安中學(xué)高二月考)鍵長、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù)，下列敘述正確的是()A．鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B．因?yàn)镠—O的鍵能小于H—F的鍵能，所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸減弱C．H—F的鍵長是H—X中最長的D．碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是單鍵鍵能的3倍和2倍答案A解析當(dāng)物質(zhì)分子內(nèi)有多個(gè)化學(xué)鍵時(shí)，化學(xué)鍵之間的夾角叫鍵角，它反映了分子內(nèi)原子的空間分布情況，因此鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，A正確；O2分子內(nèi)兩個(gè)O原子形成2對(duì)共用電子對(duì)，結(jié)合力強(qiáng)，斷裂吸收的能量高，而F2內(nèi)的2個(gè)F原子形成1對(duì)共用電子對(duì)，結(jié)合力相對(duì)O2來說弱，斷裂吸收的能量低，因此與H2反應(yīng)F2更容易發(fā)生反應(yīng)，而O2相對(duì)來說弱，即F2比O2與H2反應(yīng)的能力強(qiáng)，B錯(cuò)誤。3．已知H—H的鍵能為436kJ·mol－1，O=O的鍵能為497.3kJ·mol－1，Cl—Cl的鍵能為242.7kJ·mol－1，N≡N的鍵能為946kJ·mol－1，則下列敘述中正確的是()A．N—N的鍵能為eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．氮?dú)夥肿又械墓矁r(jià)鍵的鍵長比氫氣分子中的短C．氧氣分子中氧原子是以共價(jià)單鍵結(jié)合的D．氮?dú)夥肿颖嚷葰夥肿臃€(wěn)定答案D解析在N2分子中，N原子間以N≡N結(jié)合，其中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵，但σ鍵的鍵能大于π鍵的鍵能，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；共價(jià)鍵的鍵長和成鍵原子的半徑有關(guān)，由于原子半徑r(H)<r(N)，所以H—H的鍵長小于N≡N，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；氧氣分子中的化學(xué)鍵由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵組成，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于N≡N的鍵能很大，所以N2比Cl2穩(wěn)定。4．能說明BF3分子中四個(gè)原子在同一平面的理由是()A．任意兩個(gè)鍵的夾角為120°B．B—F是非極性共價(jià)鍵C．三個(gè)B—F的鍵能相同D．三個(gè)B—F的鍵長相等答案A解析當(dāng)鍵角為120°時(shí)，BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故分子中四個(gè)原子共面。5．已知某些共價(jià)鍵的鍵能、鍵長數(shù)據(jù)如表所示：共價(jià)鍵Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O鍵能/(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長/pm19822826796共價(jià)鍵C—CC=CC≡CC—HN—HN=OO—OO=O鍵能/(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長/pm154133120109101(1)下列推斷正確的是________(填字母，下同)。A．熱穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸點(diǎn)：H2O>NH3D．還原性：HI>HBr>HCl>HF(2)在HX(X＝F、Cl、Br、I)分子中，鍵長最短的是______，最長的是________；O—O的鍵長________(填“大于”“小于”或“等于”)O=O的鍵長。答案(1)ACD(2)HFHI大于解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，同主族元素從上至下氣態(tài)氫化物的鍵能逐漸減小，熱穩(wěn)定性逐漸減弱，A項(xiàng)正確；從鍵能看，氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的熱穩(wěn)定性逐漸減弱，由原子結(jié)構(gòu)知，氧化性也逐漸減弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O在常溫下為液態(tài)，NH3在常溫下為氣態(tài)，則H2O的沸點(diǎn)比NH3的高，C項(xiàng)正確；還原性與得失電子能力有關(guān)，還原性：HI>HBr>HCl>HF，D項(xiàng)正確。一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．下列事實(shí)不能用鍵能的大小來解釋的是()A．N元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B．稀有氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱D．F2比O2更容易與H2反應(yīng)答案B解析由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價(jià)鍵需要很大的能量，所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定；稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學(xué)鍵；鹵族元素從F到I原子半徑逐漸增大，其氫化物中的化學(xué)鍵鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以熱穩(wěn)定性逐漸減弱；由于H—F的鍵能大于H—O，所以二者相比較，更容易生成HF。2．根據(jù)π鍵的成鍵特征判斷C=C的鍵能是C—C的鍵能的()A．2倍 B．大于2倍C．小于2倍 D．無法確定答案C解析由于π鍵的鍵能比σ鍵鍵能小，雙鍵中有一個(gè)π鍵和一個(gè)σ鍵，所以雙鍵的鍵能小于單鍵的鍵能的2倍。3．下列單質(zhì)分子中，鍵長最長，鍵能最小的是()A．H2B．Cl2C．Br2D．I2答案D解析鍵長與原子的半徑有關(guān)，原子半徑越大，形成的分子的鍵長越長；鍵能與得失電子的難易有關(guān)，得電子越容易，鍵能越大。四種原子中，I的原子半徑最大，且得電子最難，故D項(xiàng)正確。4．關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角，下列說法錯(cuò)誤的是()A．鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B．鍵長是形成共價(jià)鍵的兩原子間的核間距C．鍵能越大，鍵長越長，共價(jià)化合物越穩(wěn)定D．鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)答案C解析鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，如CO2中的2個(gè)C=O的鍵角為180°，故分子為直線形分子，A正確；鍵長是形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子間的核間距，B正確；鍵能越大，鍵長越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；鍵角的大小取決于成鍵原子軌道的夾角，D正確。5．H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1，下列說法正確的是()已知：(a、b、c均大于零)A．H2、I2和HI分子中的化學(xué)鍵都是非極性共價(jià)鍵B．?dāng)嚅_2molHI分子中的化學(xué)鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJC．相同條件下，1molH2(g)和1molI2(g)總能量小于2molHI(g)的總能量D．向密閉容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反應(yīng)后放出的熱量為2akJ答案B解析HI分子中共價(jià)鍵是由不同種非金屬形成的，屬于極性共價(jià)鍵，A錯(cuò)誤；反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵放出的能量的差值，則－a＝b＋c－2x，解得x＝eq\f(a＋b＋c,2)，所以斷開2molHI分子中的化學(xué)鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJ，B正確；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則相同條件下，1molH2(g)和1molI2(g)總能量大于2molHI(g)的總能量，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則向密閉容器中加入2molH2(g)和2molI2(g)，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2akJ，D錯(cuò)誤。6．已知N2＋O2=2NO為吸熱反應(yīng)，ΔH＝＋180kJ·mol－1，其中N≡N、O=O的鍵能分別為946kJ·mol－1、498kJ·mol－1，則N—O的鍵能為()A．1264kJ·mol－1 B．632kJ·mol－1C．316kJ·mol－1 D．1624kJ·mol－1答案B解析反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，即946kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2x＝180kJ·mol－1，解得x＝632kJ·mol－1。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。7．三氯化磷分子的空間結(jié)構(gòu)不是平面正三角形，其理由敘述中正確的是()A．PCl3分子中3個(gè)共價(jià)鍵的鍵角均相等B．PCl3分子中P—Cl屬于極性共價(jià)鍵C．PCl3分子中3個(gè)共價(jià)鍵的鍵長均相等D．PCl3分子中P—Cl的3個(gè)鍵角都是100.1°答案D解析PCl3分子若是平面正三角形，鍵角應(yīng)為120°。8．氨分子、水分子、甲烷分子中共價(jià)鍵的鍵角分別為a、b、c，則a、b、c的大小關(guān)系為()A．a(chǎn)<b<c B．c<b<aC．b<c<a D．b<a<c答案D解析甲烷是正四面體形分子，鍵角為109°28′，氨分子是三角錐形分子，鍵角為107°，水分子是V形分子，鍵角為105°，若氨分子、水分子、甲烷分子中共價(jià)鍵的鍵角分別為a、b、c，則b<a<c。9．對(duì)比以下幾個(gè)反應(yīng)式：Cl＋Cl→Cl2ΔH1＝－247kJ·mol－1；O＋O→O2ΔH2＝－493kJ·mol－1；N＋N→N2ΔH3＝－946kJ·mol－1?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是()A．在常溫下氮?dú)獗妊鯕夂吐葰夥€(wěn)定B．氮、氧和氯的單質(zhì)常溫下為氣體C．氮、氧和氯都是雙原子分子D．氮?dú)?、氧氣和氯氣的密度不同答案A解析成鍵釋放出能量時(shí)，ΔH3最小，常溫下氮?dú)庾罘€(wěn)定，A正確；常溫下三種物質(zhì)均為氣體，與上述反應(yīng)式無關(guān)，B錯(cuò)誤；氣體的密度與上述反應(yīng)式無關(guān)，D錯(cuò)誤。10．下圖為元素周期表前4周期的一部分，下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是()A．W、R元素單質(zhì)分子內(nèi)都存在非極性鍵B．X、Z元素都能形成雙原子分子C．第一電離能：X>Y>WD．鍵長：X—H<W—H，鍵能：X—H＞W(wǎng)—H答案BD解析由元素在周期表中的位置可知，X為N、W為P、Y為S、R為Ar、Z為Br。白磷單質(zhì)中存在非極性鍵，但稀有氣體分子為單原子分子，分子中沒有化學(xué)鍵，A錯(cuò)誤；氮?dú)狻鍐钨|(zhì)都是雙原子分子，B正確；第一電離能應(yīng)是N>P>S，C錯(cuò)誤；原子半徑：W>X，故鍵長：W—H>X—H，鍵長越短，鍵能越大，故鍵能：W—H<X—H，D正確。三、非選擇題11．有A、B、C、D、E、F六種元素，已知：①它們位于三個(gè)不同的短周期，核電荷數(shù)依次增大。②E元素的電離能數(shù)據(jù)見下表(kJ·mol－1)：I1I2I3I4……496456269129540……③B與F同主族。④A、E分別都能與D按原子個(gè)數(shù)比為1∶1或2∶1形成化合物。⑤B、C分別都能與D按原子個(gè)數(shù)比為1∶1或1∶2形成化合物。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無機(jī)鹽的化學(xué)式：________、________。(2)B2A2分子中存在________個(gè)σ鍵，________個(gè)π鍵。(3)人們通常把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可以用于計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差，下表列出了上述部分元素形成的化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵F—DF—FB—BB=DD=D鍵能/(kJ·mol－1)452226347.7745497.3①1mol下列三種物質(zhì)所具有的化學(xué)鍵全部斷裂所需要的能量由高到低的順序?yàn)開_______(用a、b、c表示)。a．B與D形成的穩(wěn)定化合物b．F的單質(zhì)c．F與D形成的化合物②試計(jì)算1molF單質(zhì)燃燒時(shí)的反應(yīng)熱ΔH＝________(已知1molF原子可以形成2molF—F)。解析由題意可知，E為堿金屬，A、E均能與D形成原子個(gè)數(shù)比為1∶1或2∶1的化合物，說明D為O，E為Na，A為H。B、C都能與O形成原子個(gè)數(shù)比為1∶1或1∶2的化合物，則B為C，C為N。B與F同主族，則F為Si。(1)H、C、O、Na四種元素可形成NaHCO3或CH3COONa等鹽。(2)1個(gè)C2H2分子中含有1個(gè)三鍵和2個(gè)單鍵，有3個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵。(3)②反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和：ΔH＝2ESi—Si＋EO=O－4ESi—O＝2×226kJ·mol－1＋497.3kJ·mol－1－4×452kJ·mol－1＝－858.7kJ·mol－1。12．下表是一些鍵能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)：化學(xué)鍵鍵能化學(xué)鍵鍵能化學(xué)鍵鍵能化學(xué)鍵鍵能H—H436Cl—Cl243H—Cl432H—O467S=S255H—S339C—F427C—O347C—Cl330C—I218H—F565回答下列問題：(1)①由表中數(shù)據(jù)能否得出下列結(jié)論：半徑越小的原子形成的共價(jià)鍵越牢固(即鍵能越大)________(填“能”或“不能”，下同)；非金屬性越強(qiáng)的原子形成的共價(jià)鍵越牢固________。②能否從數(shù)據(jù)中找出一些規(guī)律，請(qǐng)寫出一條：________________________________________；試預(yù)測(cè)C—Br的鍵能范圍：________kJ·mol－1＜C—Br鍵能＜________kJ·mol－1。(2)由熱化學(xué)方程式H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－185kJ·mol－1并結(jié)合上表數(shù)據(jù)可推知一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(設(shè)反應(yīng)物和生成物均為氣態(tài))與反應(yīng)物和生成物的鍵能之間的關(guān)系是_______________________________________________________________________________，由熱化學(xué)方程式2H2(g)＋S2(s)=2H2S(g)ΔH＝－224.5kJ·mol－1和表中數(shù)值可計(jì)算出1molS2(s)氣化時(shí)將________(填“吸收”或“放出”)________kJ的熱量。(3)鹵代烴RX在同樣條件下發(fā)生堿性水解反應(yīng)時(shí)，RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反應(yīng)活性由大到小的順序是________________。答案(1)①不能不能②與相同原子結(jié)合時(shí)同主族元素形成的共價(jià)鍵，原子半徑越小，共價(jià)鍵越牢固(其他合理答案也可)218330(2)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差吸收4.5(3)RI＞RBr＞RCl＞RF13．根據(jù)氫氣分子的形成過程示意圖(如下圖)回答問題：(1)H—H的鍵長為________，①～⑤中，體系能量由高到低的順序是________。(2)下列說法中正確的是________(填字母)。A．氫氣分子中含有一個(gè)π鍵B．由①到④，電子在核間出現(xiàn)的幾率增大C．由④到⑤，必須消耗外界的能量D．氫氣分子中含有一個(gè)極性共價(jià)鍵(3)幾種常見化學(xué)鍵的鍵能如下表：化學(xué)鍵Si—OH—OO=OSi—SiSi—C鍵能/(kJ·mol－1)460464498176x請(qǐng)回答下列問題：①比較Si—Si與Si—C的鍵能大?。簒________(填“>”“<”或“＝”)176。②H2被稱為21世紀(jì)人類最理想的燃料，而更有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”的觀點(diǎn)。試計(jì)算：每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為________；每摩爾硅完全燃燒放出的熱量約為________。答案(1)74pm①⑤②③④(2)BC(3)①>②121500kJ990kJ解析(1)可以直接從題圖上有關(guān)數(shù)據(jù)得出，H—H的鍵長為74pm；體系能量由高到低的順序是①⑤②③④。(2)氫氣分子中含有1個(gè)σ鍵，A錯(cuò)；共價(jià)鍵的本質(zhì)就是高概率地出現(xiàn)在原子間的電子與原子間的電性作用，B正確；④已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，C正確；氫氣分子中含有一個(gè)非極性共價(jià)鍵，D錯(cuò)。(3)①Si—Si的鍵長比Si—C的鍵長長、鍵能小。②由題圖可知H—H的鍵能為436kJ·mol－1，每千克H2燃燒(生成水蒸氣)放出的熱量約為1000g÷2g·mol－1×(464kJ·mol－1×2－436kJ·mol－1－498kJ·mol－1×eq\f(1,2))＝121500kJ；每摩爾硅完全燃燒放出的熱量約為460kJ·mol－1×4mol－498kJ·mol－1×1mol－176kJ·mol－1×2mol＝990kJ。

第二節(jié)分子的空間結(jié)構(gòu)第1課時(shí)分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定和多樣性價(jià)層電子對(duì)互斥模型[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定方法。2.通過對(duì)典型分子空間結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)的影響，了解共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。3.通過對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥模型的探究，建立解決復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)判斷的思維模型。一、分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定早年科學(xué)家主要靠對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)得出規(guī)律后進(jìn)行推測(cè)，現(xiàn)代科學(xué)家應(yīng)用了許多測(cè)定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法，如紅外光譜、晶體X射線衍射等。1．紅外光譜在測(cè)定分子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用分子中的原子不是固定不動(dòng)的，而是不斷地振動(dòng)著的。當(dāng)一束紅外線透過分子時(shí)，分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對(duì)，或通過量子化學(xué)計(jì)算，可以得知各吸收峰是由哪種化學(xué)鍵、哪種振動(dòng)方式引起的，綜合這些信息，可分析分子中含有何種化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息。2．質(zhì)譜法在測(cè)定分子相對(duì)分子質(zhì)量中的應(yīng)用現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測(cè)定分子的相對(duì)分子質(zhì)量。它的基本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對(duì)質(zhì)量，它們?cè)诟邏弘妶?chǎng)加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場(chǎng)得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對(duì)這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的相對(duì)分子質(zhì)量。1．可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)物分子中含有哪些官能團(tuán)的分析方法是()A．核磁共振氫譜 B．質(zhì)譜C．紅外光譜 D．紫外光譜答案C解析核磁共振氫譜能分析等效氫的種類，故A錯(cuò)誤；質(zhì)譜分析相對(duì)分子質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；紅外光譜判斷有機(jī)物分子中官能團(tuán)的種類，故C正確；只根據(jù)紫外光譜是不能完全確定物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤。2．2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的貢獻(xiàn)之一是發(fā)明了對(duì)有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的質(zhì)譜法。其方法是讓極少量(10－9g左右)的化合物通過質(zhì)譜儀的離子化室使樣品分子大量離子化，少量分子碎裂成更小的離子。如C2H6離子化后可得到C2Heq\o\al(＋,6)、C2Heq\o\al(＋,5)、C2Heq\o\al(＋,4)……然后測(cè)定其質(zhì)荷比β。設(shè)H＋的質(zhì)荷比為1，某有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比如圖(假設(shè)離子均帶一個(gè)單位正電荷，信號(hào)強(qiáng)度與該離子多少有關(guān))，則該有機(jī)物可能()A．CH3OH B．C3H8C．C2H4 D．CH4答案D解析有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比的最大值為該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，根據(jù)有機(jī)物樣品的質(zhì)荷比圖可知該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為16，甲醇、丙烷、乙烯、甲烷的相對(duì)分子質(zhì)量分別為32、44、28、16，因此該有機(jī)物是甲烷。二、多樣的分子空間結(jié)構(gòu)單原子分子(稀有氣體分子)、雙原子分子不存在空間結(jié)構(gòu)，多原子分子中存在原子的幾何學(xué)關(guān)系和形狀，即所謂“分子的空間結(jié)構(gòu)”。1．三原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱CO2O=C=O180°直線形H2O105°V形2.四原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱CH2O約120°平面三角形NH3107°三角錐形3．五原子分子化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式鍵角空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)名稱CH4109°28′正四面體形CCl4109°28′正四面體形4.其他多原子分子的空間結(jié)構(gòu)(1)四原子分子一定都是平面三角形或三角錐形()(2)正四面體形的鍵角均為109°28′()(3)SiCl4、SiH4、NHeq\o\al(＋,4)、CH3Cl均為正四面體結(jié)構(gòu)()(4)SF6分子的空間結(jié)構(gòu)為正八面體形()(5)椅式C6H12比船式C6H12穩(wěn)定()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1．下列分子的空間結(jié)構(gòu)模型正確的是()A．CO2的空間結(jié)構(gòu)模型：B．H2O的空間結(jié)構(gòu)模型：C．NH3的空間結(jié)構(gòu)模型：D．CH4的空間結(jié)構(gòu)模型：答案D解析CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線形，A不正確；H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，B不正確；NH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，C不正確；CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，D正確。2．(2020·南京調(diào)研)(1)硫化氫(H2S)分子中，兩個(gè)H—S的夾角接近90°，說明H2S分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(2)二硫化碳(CS2)分子中，兩個(gè)C=S的夾角是180°，說明CS2分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(3)能說明CH4分子不是平面四邊形，而是正四面體結(jié)構(gòu)的是__________(填字母)。a．兩個(gè)鍵之間的夾角為109°28′b．C—H為極性共價(jià)鍵c．4個(gè)C—H的鍵能、鍵長都相等d．二氯甲烷(CH2Cl2)只有一種(不存在同分異構(gòu)體)答案(1)V形(2)直線形(3)ad解析(1)、(2)中可由鍵角直接判斷分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)五原子分子CH4可能有平面四邊形和正四面體兩種空間結(jié)構(gòu)，不管為哪種，b、c兩項(xiàng)都成立；若為前者，則鍵角為90°，CH2Cl2有兩種：和；若為后者，則鍵角為109°28′，CH2Cl2只有一種。三、價(jià)層電子對(duì)互斥模型1．價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPRmodel)：對(duì)ABn型的分子或離子，中心原子A的價(jià)層電子對(duì)(包括成鍵的σ鍵電子對(duì)和未成鍵的孤電子對(duì))之間由于存在排斥力，將使分子的空間結(jié)構(gòu)總是采取電子對(duì)相互排斥最弱的那種結(jié)構(gòu)，以使彼此之間斥力最小，分子或離子的體系能量最低，最穩(wěn)定。2．價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算(1)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)。(2)σ鍵電子對(duì)數(shù)的計(jì)算由化學(xué)式確定，即中心原子形成幾個(gè)σ鍵，就有幾對(duì)σ鍵電子對(duì)。如H2O分子中，O有2對(duì)σ鍵電子對(duì)。NH3分子中，N有3對(duì)σ鍵電子對(duì)。(3)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(a－xb)①a表示中心原子的價(jià)電子數(shù)；對(duì)主族元素：a＝最外層電子數(shù)；對(duì)于陽離子：a＝價(jià)電子數(shù)－離子所帶電荷數(shù)；對(duì)于陰離子：a＝價(jià)電子數(shù)＋離子所帶電荷數(shù)。②x表示與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。③b表示與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)，氫為1，其他原子＝8－該原子的價(jià)電子數(shù)。3．價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)(即VSEPR模型)價(jià)層電子對(duì)數(shù)目：234VSEPR模型：直線形平面三角形正四面體形4．VSEPR模型的應(yīng)用——預(yù)測(cè)分子空間結(jié)構(gòu)由價(jià)層電子對(duì)的相互排斥，得到含有孤電子對(duì)的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì)，便可得到分子的空間結(jié)構(gòu)。(1)中心原子不含孤電子對(duì)分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)及名稱CO220直線形直線形COeq\o\al(2－,3)30平面三角形平面三角形CH440正四面體形正四面體形(2)中心原子含孤電子對(duì)分子或離子價(jià)層電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型及名稱分子的空間結(jié)構(gòu)及名稱NH341四面體形三角錐形H2O42四面體形V形SO231平面三角形V形(1)若ABn型分子中，A與B之間通過兩對(duì)或三對(duì)電子(即通過雙鍵或三鍵)結(jié)合而成，則價(jià)層電子對(duì)互斥模型把雙鍵或三鍵作為一對(duì)電子對(duì)看待。(2)由于孤電子對(duì)有較大斥力，含孤電子對(duì)的分子的實(shí)測(cè)鍵角幾乎都小于VSEPR模型的預(yù)測(cè)值。價(jià)層電子對(duì)之間相互排斥作用大小的一般規(guī)律：孤電子對(duì)－孤電子對(duì)＞孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)＞成鍵電子對(duì)－成鍵電子對(duì)。隨著孤電子對(duì)數(shù)目的增多，成鍵電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的斥力減小，鍵角也減小。(3)價(jià)層電子對(duì)互斥模型不能用于預(yù)測(cè)以過渡金屬為中心原子的分子。(1)分子的VSEPR模型和相應(yīng)分子的空間結(jié)構(gòu)是相同的()(2)所有的三原子分子都是直線形結(jié)構(gòu)()(3)SO2與CO2的分子組成相似，故它們分子的空間結(jié)構(gòu)相同()(4)由價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知SnBr2分子中Sn—Br的鍵角小于180°()(5)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可以判斷H3O＋與NH3的分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)一致()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√1．試解釋CH4鍵角(109°28′)、NH3鍵角(107°)、H2O鍵角(105°)依次減小的原因。提示CH4分子中的C原子沒有孤電子對(duì)，NH3分子中N原子上有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì)，對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增大，故鍵角減小。2．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型完成下列問題(點(diǎn)“·”的原子為中心原子)。σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)空間結(jié)構(gòu)H2Seq\o(e,\s\do4(·))eq\o(B,\s\do4(·))Cl3eq\o(P,\s\do4(·))Cl3eq\o(S,\s\do4(·))O2eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)eq\o(O,\s\do4(·))F2eq\o(C,\s\do4(·))lFeq\o\al(＋,2)答案σ鍵電子對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)空間結(jié)構(gòu)H2Seq\o(e,\s\do4(·))22V形eq\o(B,\s\do4(·))Cl330平面三角形eq\o(P,\s\do4(·))Cl331三角錐形eq\o(S,\s\do4(·))O221V形eq\o(S,\s\do4(·))Oeq\o\al(2－,4)40正四面體形eq\o(O,\s\do4(·))F222V形eq\o(C,\s\do4(·))lFeq\o\al(＋,2)22V形分子空間結(jié)構(gòu)的確定思路中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)n??分子的空間結(jié)構(gòu)——略去孤電子對(duì)在價(jià)層電子對(duì)互斥模型中占有的空間1．下列物質(zhì)中，分子的空間結(jié)構(gòu)與氨分子相似的是()A．CO2B．H2SC．PCl3D．SiCl4答案C解析氨分子是三角錐形，H2S分子是V形，CO2是直線形，PCl3是三角錐形，SiCl4是正四面體形。2．下列微粒中，中心原子含有孤電子對(duì)的是()A．SiH4 B．H2OC．CH4 D．NHeq\o\al(＋,4)答案B3．若ABn型分子的中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤電子對(duì)，運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型，判斷下列說法中正確的是()A．若n＝2，則分子的空間結(jié)構(gòu)為V形B．若n＝3，則分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形C．若n＝4，則分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形D．以上說法都不正確答案C解析若中心原子A上沒有未用于形成共價(jià)鍵的孤電子對(duì)，則不存在σ鍵電子對(duì)與孤電子對(duì)之間的相互排斥。當(dāng)n＝2時(shí)，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形；n＝3時(shí)，分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；n＝4時(shí)，分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。4．有X、Y兩種活性反應(yīng)中間體微粒，均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子，其球棍模型如圖所示：，。下列說法錯(cuò)誤的是()A．X的組成為CHeq\o\al(＋,3)B．Y的組成為CHeq\o\al(－,3)C．X的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4D．Y中鍵角小于120°答案C解析由圖可知，X為平面三角形結(jié)構(gòu)，其碳原子應(yīng)該有三對(duì)價(jià)層電子對(duì)，其組成為CHeq\o\al(＋,3)，A項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤；Y為三角錐形，其碳原子有四對(duì)價(jià)層電子對(duì)，故其組成為CHeq\o\al(－,3)，鍵角比120°小，B、D項(xiàng)正確。5．美國化學(xué)家鮑林教授具有獨(dú)特的化學(xué)想象力：只要給他物質(zhì)的分子式，他就能大體上想象出這種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型。多核離子所帶電荷可以認(rèn)為是中心原子得失電子所致，根據(jù)VSEPR模型，下列離子中所有原子都在同一平面上的一組是()A．NOeq\o\al(－,2)和NHeq\o\al(＋,4) B．H3O＋和ClOeq\o\al(－,3)C．NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2－,3) D．POeq\o\al(3－,4)和SOeq\o\al(2－,4)答案C解析NOeq\o\al(－,2)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(5＋1－2×2,2)＝3，含有一對(duì)孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為V形，NHeq\o\al(＋,4)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(5－1－4×1,2)＝4，沒有孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，故A不選；H3O＋中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(6－1－3×1,2)＝4，含有一對(duì)孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，ClOeq\o\al(－,3)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(7＋1－3×2,2)＝4，含有一對(duì)孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，故B不選；NOeq\o\al(－,3)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(5＋1－3×2,2)＝3，沒有孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，COeq\o\al(2－,3)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(4＋2－2×3,2)＝3，沒有孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故C選；POeq\o\al(3－,4)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，沒有孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，SOeq\o\al(2－,4)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(6＋2－4×2,2)＝4，沒有孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，故D不選。6．(1)利用VSEPR模型推斷分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。POeq\o\al(3－,4)________；CS2________；AlBr3(共價(jià)分子)______。(2)按要求寫出第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式。平面三角形分子________，三角錐形分子________，四面體形分子________。(3)為了解釋和預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)，科學(xué)家在歸納了許多已知的分子空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種十分簡(jiǎn)單的理論模型——價(jià)層電子對(duì)互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是________________；另一類是________________。BF3和NF3都是四個(gè)原子的分子，BF3的中心原子是________，NF3的中心原子是________；BF3分子的空間結(jié)構(gòu)是平面三角形而NF3分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形的原因是________。答案(1)正四面體形直線形平面三角形(2)BF3NF3CF4(3)中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵中心原子上有孤電子對(duì)BNBF3分子中B原子的3個(gè)價(jià)電子都與F原子形成共價(jià)鍵，而NF3分子中N原子的3個(gè)價(jià)電子與F原子形成共價(jià)鍵，還有一對(duì)未成鍵的電子對(duì)，占據(jù)了N原子周圍的空間，參與相互排斥，形成三角錐形解析(1)POeq\o\al(3－,4)是AB4型，成鍵電子對(duì)是4，為正四面體形。CS2是AB2型，成鍵電子對(duì)是2，是直線形。AlBr3是AB3型，成鍵電子對(duì)是3，是平面三角形。(2)第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式，呈三角錐形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面體形的是CF4。一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．下列關(guān)于價(jià)層電子對(duì)互斥模型的敘述中不正確的是()A．價(jià)層電子對(duì)互斥模型可用來預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)B．分子中價(jià)層電子對(duì)相互排斥決定了分子的空間結(jié)構(gòu)C．中心原子上的孤電子對(duì)不參與互相排斥D．分子中鍵角越大，價(jià)層電子對(duì)相互排斥力越小，分子越穩(wěn)定答案C解析價(jià)層電子對(duì)互斥模型可用來預(yù)測(cè)分子的空間結(jié)構(gòu)，注意實(shí)際空間結(jié)構(gòu)要去掉孤電子對(duì)，A正確；空間結(jié)構(gòu)與價(jià)層電子對(duì)相互排斥有關(guān)，所以分子中價(jià)層電子對(duì)相互排斥決定了分子的空間結(jié)構(gòu)，B正確；中心原子上的孤電子對(duì)也要占據(jù)中心原子周圍的空間并參與互相排斥，且孤電子對(duì)間排斥力>孤電子對(duì)和成對(duì)電子對(duì)間的排斥力，C錯(cuò)誤；在多原子分子內(nèi)，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角越大，價(jià)層電子對(duì)相互排斥力越小，分子越穩(wěn)定，D正確。2．SOeq\o\al(2－,3)離子的中心原子孤對(duì)電子計(jì)算公式為eq\f(a－xb,2)中，下列對(duì)應(yīng)的數(shù)值正確的是()A．a(chǎn)＝8x＝3b＝2B．a(chǎn)＝6x＝3b＝2C．a(chǎn)＝4x＝2b＝3D．a(chǎn)＝6x＝2b＝3答案A3．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷SO3分子的空間結(jié)構(gòu)為()A．正四面體形 B．V形C．三角錐形 D．平面三角形答案D解析SO3中心原子S的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)×(6－3×2)＝0，沒有孤對(duì)電子，只有3對(duì)σ鍵電子對(duì)，故其分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。4．(2019·烏魯木齊市第二十三中學(xué)高二月考)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型，判斷下列分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)不是三角錐形的是()A．PCl3 B．H3O＋C．HCHO D．PH3答案C解析PCl3中P原子含有的孤電子對(duì)數(shù)是eq\f(5－1×3,2)＝1，σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，PCl3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，A不選；H3O＋中O原子含有的孤電子對(duì)數(shù)是eq\f(6－1－1×3,2)＝1，σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，H3O＋的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，B不選；HCHO中碳原子含有的孤電子對(duì)數(shù)是eq\f(4－1×2－2×1,2)＝0，σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，VSEPR模型為平面三角形，甲醛的空間結(jié)構(gòu)是平面三角形，C選；PH3中P原子含有的孤電子對(duì)數(shù)是eq\f(5－1×3,2)＝1，σ鍵電子對(duì)數(shù)為3，P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，VSEPR模型為四面體形，PH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，D不選。5．下列描述中正確的是()A．CS2為V形分子B．ClOeq\o\al(－,3)的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形C．SF6中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)D．SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均無孤電子對(duì)答案C解析CS2為直線形分子；ClOeq\o\al(－,3)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋eq\f(7＋1－2×3,2)＝4，根據(jù)化學(xué)式知成鍵電子對(duì)數(shù)為3，所以有1對(duì)孤電子對(duì)，故空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；SiF4無孤電子對(duì)，而SOeq\o\al(2－,3)有1對(duì)孤電子對(duì)，D錯(cuò)誤。6．(2019·三亞華僑學(xué)校高二期中)下列分子的VSEPR模型與分子的空間結(jié)構(gòu)相同的是()A．CCl4 B．SO2C．NH3 D．H2O答案A解析CCl4中碳原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)×(4－4×1)＝4，所以VSEPR模型為正四面體結(jié)構(gòu)，不含有孤電子對(duì)，所以其空間結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu)，VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)模型一致，故A正確；SO2中孤電子對(duì)數(shù)為eq\f(6－2×2,2)＝1，σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝1＋2＝3，VSEPR模型為平面三角形結(jié)構(gòu)，含有1對(duì)孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為V形，VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)模型不一致，故B錯(cuò)誤；氨氣分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝σ鍵電子對(duì)數(shù)＋孤電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4，VSEPR模型為正四面體結(jié)構(gòu)，含有1對(duì)孤電子對(duì)，所以其空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)模型不一致，故C錯(cuò)誤；水分子中氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(6－2×1)＝4，VSEPR模型為正四面體結(jié)構(gòu)，含有2對(duì)孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)是V形，VSEPR模型與分子空間結(jié)構(gòu)模型不一致，故D錯(cuò)誤。7．用價(jià)層電子對(duì)互斥模型分別預(yù)測(cè)H2S和BF3的空間結(jié)構(gòu)，兩個(gè)結(jié)論都正確的是()A．直線形三角錐形 B．V形三角錐形C．直線形平面三角形 D．V形平面三角形答案D解析根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型，H2S的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)和σ鍵電子對(duì)相互排斥而形成V形結(jié)構(gòu)；BF3的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為0，故為平面三角形結(jié)構(gòu)。8．下列對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是()選項(xiàng)ABCD中心原子所在族ⅣAⅤAⅣAⅥA分子通式AB4AB3AB2AB2空間結(jié)構(gòu)正四面體形平面三角形直線形V形答案B解析當(dāng)中心原子在ⅤA族時(shí)，AB3分子應(yīng)是三角錐形。當(dāng)中心原子在ⅣA族時(shí)，AB4分子是正四面體形，當(dāng)中心原子在ⅣA族時(shí)，AB2分子是直線形，當(dāng)中心原子在ⅥA族時(shí)，AB2分子是V形。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。9．短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有關(guān)敘述正確的是()A．若A、B為同一周期元素，則AB3分子一定為平面正三角形B．若AB3分子中的價(jià)電子個(gè)數(shù)為24個(gè)，則AB3分子可能為平面正三角形C．若A、B為同一主族元素，則AB3分子一定為三角錐形D．若AB3分子為三角錐形，則AB3分子一定為NH3答案B10．下列說法中正確的是()A．NO2、BF3、NCl3分子中沒有一個(gè)分子中原子的最外電子層都滿足了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′C．NHeq\o\al(＋,4)的電子式為，離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)D．NH3分子中有一對(duì)未成鍵的孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)答案D解析NCl3分子原子的最外電子層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；白磷的鍵角是60°，故B錯(cuò)誤；NHeq\o\al(＋,4)呈正四面體形結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；分子中，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大于成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力，所以NH3分子中有一對(duì)未成鍵的孤電子對(duì)，它對(duì)成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)，故D正確。11．第ⅤA族元素的原子R與A原子結(jié)合形成RA3氣態(tài)分子，其空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形。RCl5在氣態(tài)和液態(tài)時(shí)，分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，下列關(guān)于RCl5分子的說法中不正確的是()A．每個(gè)原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．鍵角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°幾種C．RCl5受熱后會(huì)分解生成分子空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形的RCl3D．分子中5個(gè)R—Cl鍵能相同答案AD解析R原子最外層有5個(gè)電子，形成5對(duì)共用電子對(duì)，所以RCl5中R的最外層電子數(shù)為10，不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故選A；上下兩個(gè)頂點(diǎn)與中心R原子形成的鍵角為180°，中間為平面三角形，構(gòu)成三角形的鍵角為120°，頂點(diǎn)與平面形成的鍵角為90°，所以鍵角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°幾種，故不選B；RCl5eq\o(=,\s\up7(△))RCl3＋Cl2↑，則RCl5受熱后會(huì)分解生成分子空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形的RCl3，故不選C；鍵長越短，鍵能越大，鍵長不同，所以鍵能不同，故選D。12．H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H，下列有關(guān)H2O2的說法正確的是()A．是直線形分子B．是三角錐形分子C．氧原子有2對(duì)孤電子對(duì)D．氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4答案CD解析H2O2中的每個(gè)氧原子有6個(gè)價(jià)電子，形成了2個(gè)σ鍵，故還有4個(gè)電子沒有成鍵，孤電子對(duì)數(shù)為2，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，C、D項(xiàng)正確；以氧為中心的三個(gè)原子呈V形結(jié)構(gòu)，H2O2中相當(dāng)于有兩個(gè)V形結(jié)構(gòu)，故不可能是直線形或三角錐形分子，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題13．(1)計(jì)算下列分子或離子中點(diǎn)“·”原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)。①eq\o(C,\s\do4(·))Cl4________；②eq\o(B,\s\do4(·))eCl2________；③eq\o(B,\s\do4(·))Cl3________；④eq\o(P,\s\do4(·))Cl3________。(2)計(jì)算下列微粒中點(diǎn)“·”原子的孤電子對(duì)數(shù)。①H2eq\o(S,\s\do4(·