高中化學(xué)【統(tǒng)考版】一輪復(fù)習(xí)學(xué)案11.2分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[考綱要求]1．了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義。2.能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。3.了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。4.能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。5.了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。6.了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響?？键c一共價鍵1知識梳理1.共價鍵的本質(zhì)與特征(1)本質(zhì)：共價鍵的本質(zhì)是在原子之間形成__________(電子云的____)。(2)特征：具有______和______。2．共價鍵的分類分類依據(jù)類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式____鍵電子云“______”重疊____鍵電子云“______”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移____鍵共用電子對發(fā)生________鍵共用電子對不發(fā)生____原子間共用電子對的數(shù)目____鍵原子間有____共用電子對____鍵原子間有____共用電子對____鍵原子間有____共用電子對3.鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響①鍵能越____，鍵長越____，分子越穩(wěn)定。②4．等電子原理(1)等電子體：原子總數(shù)相同、______總數(shù)相同的粒子互稱為等電子體。(2)等電子原理：等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近，此原理稱為等電子原理，例如CO和N2的____________等都非常相近。[判斷](正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)只有非金屬原子之間才能形成共價鍵()(2)在所有分子中都存在化學(xué)鍵()(3)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)()(4)氣體單質(zhì)中一定存在σ鍵，可能存在π鍵()(5)σ鍵比π鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強()(6)σ鍵能單獨形成，而π鍵一定不能單獨形成()(7)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍()(8)鍵長等于成鍵兩原子的半徑之和()(9)所有的共價鍵都有方向性()(10)O2分子中僅含非極性鍵()(11)CH4與NH4+互為等電子體([提醒](1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時，才能通過共用電子對形成共價鍵，當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，這時形成離子鍵。(2)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。(3)常見的等電子體：N2與CO，CO2與N2O，O3、NO2-與SO2，CO32-、NO3-與SO3，PO43-、SO42-與ClO4-，2對點速練練點一共價鍵類型的判斷1．有以下物質(zhì)：①HF；②Cl2；③H2O；④N2；⑤C2H4。(1)只含有極性鍵的是____________________________。(2)只含有非極性鍵的是__________________________。(3)既有極性鍵又有非極性鍵的是_____________________________。(4)只含有σ鍵的是__________________________。(5)既有σ鍵又有π鍵的是________________________。2．COCl2分子的結(jié)構(gòu)式為，COCl2分子內(nèi)含有()A．4個σ鍵B．2個σ鍵、2個π鍵C．2個σ鍵、1個π鍵D．3個σ鍵、1個π鍵練后歸納共價鍵類型的判斷(1)σ鍵與π鍵的判斷①由軌道重疊方式判斷“頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。②由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式判斷通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目。共價單鍵全為σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，三鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。③由成鍵軌道類型判斷s軌道形成的共價鍵全部是σ鍵；雜化軌道形成的共價鍵全部為σ鍵。(2)極性鍵與非極性鍵的判斷看形成共價鍵的兩原子，不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。練點二鍵參數(shù)的意義3．關(guān)于鍵長、鍵能和鍵角的說法中不正確的是()A．鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)B．鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)C．鍵能越大，鍵長就越長，共價化合物也就越穩(wěn)定D．鍵角的大小與鍵長、鍵能的大小無關(guān)4．Ⅰ.已知H2、O2、Cl2、N2分子中共價鍵的鍵能依次為436kJ·mol－1、497kJ·mol－1、243kJ·mol－1、946kJ·mol－1，(1)下列敘述正確的是________。A．N—N鍵鍵能為13×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－B.氮分子中共價鍵的鍵長比氫分子中共價鍵的鍵長短C．氧分子中氧原子是以共價單鍵結(jié)合的D．氮分子比氯分子穩(wěn)定(2)計算反應(yīng)3Cl2＋2NH3=N2＋6HCl的反應(yīng)熱。(已知：EN—H＝391kJ·mol－1，EH—Cl＝432kJ·mol－1)Ⅱ.乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：計算上述反應(yīng)的ΔH________kJ·mol－1。練點三等電子原理的應(yīng)用5．下列粒子屬于等電子體的是()A．CO32-和SO3B．NO和C．NO2和O3D．HCl和H2O6．根據(jù)等電子原理判斷，下列說法中錯誤的是()A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B．B3N3H6分子中存在雙鍵，可發(fā)生加成反應(yīng)C．H3O＋和NH3是等電子體，均為三角錐形D．CH4和NH47．已知CO2為直線形結(jié)構(gòu)，SO3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，試推測COS、CO32-、PCl練后歸納常見等電子體的立體構(gòu)型等電子體類型代表物質(zhì)立體構(gòu)型四原子24電子等電子體SO3平面三角形四原子26電子等電子體SO三角錐形五原子32電子等電子體CCl4正四面體形六原子40電子等電子體PCl5三角雙錐形七原子48電子等電子體SF6正八面體形考點二分子的立體構(gòu)型1知識梳理1.價層電子對互斥理論(1)理論要點①價層電子對在空間上彼此相距最遠時，排斥力____，體系的能量____。②孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。(2)價層電子對互斥模型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系電子對數(shù)成鍵對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例鍵角220直線形______________330平面三角形____________________21________________440正四面體形____________________31________________22____________2.雜化軌道理論(1)雜化軌道概念：在外界條件的影響下，原子內(nèi)部________的原子軌道重新組合的過程叫原子軌道的雜化，組合后形成的一組新的原子軌道，叫雜化原子軌道，簡稱雜化軌道。(2)雜化軌道的類型與分子立體構(gòu)型雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角立體構(gòu)型實例sp________________________sp2________________________sp3________________________3.配位鍵和配合物(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對稱孤電子對。(2)配位鍵①配位鍵的形成：成鍵原子一方提供________，另一方提供______形成共價鍵。②配位鍵的表示：常用“______”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NH4+可表示為，在NH4+中，雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配體有孤電子對，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。[思考]N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)＝________。[Fe(H2O)6]2＋與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子與Fe2＋形成配位鍵。請在[Fe(NO)(H2O)5]2＋結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補填缺少的配體。[判斷](正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對()(2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)()(3)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化()(4)只要分子構(gòu)型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化()(5)中心原子是sp雜化的，其分子構(gòu)型不一定為直線形()(6)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同()(7)中心原子雜化類型相同時孤電子對數(shù)越多，鍵角越小()(8)雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同，但能量不同()[提醒](1)價層電子對互斥模型是價層電子對的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對的立體構(gòu)型，不包括孤電子對。兩者是否一致取決于中心原子上有無孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)，當(dāng)中心原子上無孤電子對時，兩者的構(gòu)型一致；當(dāng)中心原子上有孤電子對時，兩者的構(gòu)型不一致。(2)價層電子對互斥理論能預(yù)測分子的立體構(gòu)型，但不能解釋分子的成鍵情況，雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況，但不能預(yù)測分子的立體構(gòu)型。兩者相結(jié)合，具有一定的互補性，可達到處理問題簡便、迅速、全面的效果。2對點速練練點一“兩理論”和“一構(gòu)型”1．用價層電子對互斥理論(VSEPR)預(yù)測H2S和COCl2的立體結(jié)構(gòu)，兩個結(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2．氮的最高價氧化物為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成，已知其陰離子構(gòu)型為平面三角形，則其陽離子的構(gòu)型和陽離子中氮的雜化方式為()A．直線形sp雜化B．V形sp2雜化C．三角錐形sp3雜化D．平面三角形sp2雜化3．BeCl2是共價分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在。它們的結(jié)構(gòu)簡式如下，請寫出單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型：4．(1)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。①圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)為________。②圖乙中，1號C的雜化方式是________，該C與相鄰C形成的鍵角________(填“＞”“＜”或“＝”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角。(2)碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：①金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為________。②金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為________、________。5．NH3分子中∠HNH鍵角為107°，而配離子[Zn(NH3)6]2＋中∠HNH的鍵角為109°28′，配離子[Zn(NH3)6]2＋∠HNH鍵角變大的原因是__________________________________。方法總結(jié)判斷分子或離子立體構(gòu)型“三步曲”第一步：確定中心原子上的價層電子對數(shù)a為中心原子的價電子數(shù)加減離子的電荷數(shù)，b為配位原子提供的價電子數(shù)，x為非中心原子的原子個數(shù)。如NH4+的中心原子為N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子孤電子對數(shù)＝12(a－xb)＝12×(4－4×第二步：確定價層電子對的立體構(gòu)型由于價層電子對之間的相互排斥作用，它們趨向于盡可能的相互遠離，這樣已知價層電子對的數(shù)目，就可以確定它們的立體構(gòu)型。第三步：分子立體構(gòu)型的確定價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分，價層電子對的總數(shù)減去成鍵電子對數(shù)，得孤電子對數(shù)。根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，可以確定相應(yīng)的較穩(wěn)定的分子立體構(gòu)型。練點二配位鍵與配合物6．鋰—磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2，可通過下列反應(yīng)制備：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O請回答下列問題：(1)上述化學(xué)方程式中涉及的N、O、P元素的電負(fù)性由小到大的順序是________。(2)基態(tài)S原子的價電子排布式為________。(3)(NH4)2SO4中含有化學(xué)鍵的類型為________。(4)PO43-的立體構(gòu)型是________，其中P原子的雜化方式為(5)在硫酸銅溶液中加入過量KCN溶液，生成配合物[Cu(CN)4]2－，則1molCN－中含有的π鍵數(shù)目為____________，1mol[Cu(CN)4]2－中含有的σ鍵數(shù)目為________。7．Ⅰ.銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用做殺菌劑。向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu(OH)4]2－結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為____________。Ⅱ.經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3＋與SCN－不僅能以1∶3的個數(shù)比配合，還可以其他個數(shù)比配合。請按要求填空：(1)若所得的Fe3＋和SCN－的配合物中，主要是Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶1配合所得離子顯紅色。該離子的離子符號是________。(2)若Fe3＋與SCN－以個數(shù)比1∶5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為__________________________________?？键c三分子間作用力1知識梳理1.分子間作用力(1)概念物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類分子間作用力最常見的是________和____。(3)強弱范德華力____氫鍵____化學(xué)鍵。(4)范德華力范德華力越強，物質(zhì)的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說，__________相似的物質(zhì)，隨著____________的增加，范德華力逐漸____。(5)氫鍵①形成已經(jīng)與__________的原子形成共價鍵的______(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個分子中__________的原子之間的作用力，稱為氫鍵。②表示方法A—H…B③特征具有一定的____性和____性。④分類氫鍵包括______氫鍵和______氫鍵兩種。⑤分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點____，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2．分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負(fù)電中心____的分子正電中心和負(fù)電中心______的分子存在的共價鍵非極性鍵或極性鍵______________分子內(nèi)原子排列________________________(2)分子的溶解性①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于______溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于____溶劑。若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度____。②隨著溶質(zhì)分子中憎水基個數(shù)的增大，溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)分子的手性①手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為____，在三維空間里________的現(xiàn)象。②手性分子：具有__________的分子。③手性碳原子：在有機物分子中，連有__________________的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如(4)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越____，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越____，如酸性：HClO____HClO2____HClO3____HClO4。[判斷](正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)以極性鍵結(jié)合形成的分子不一定是極性分子()(2)非極性分子中，一定含有非極性共價鍵()(3)氨水中氨分子與水分子間形成了氫鍵()(4)乙醇溶液中，乙醇分子和水分子間只存在范德華力()(5)碘化氫的沸點高于氯化氫的沸點是因為碘化氫分子間存在氫鍵()(6)液態(tài)水中，水分子間既存在范德華力，又存在氫鍵()(7)氫鍵具有方向性和飽和性()(8)H2和O2之間存在氫鍵()(9)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大()(10)氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點升高()(11)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵()2對點速練練點一分子極性的判斷1．已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物，試根據(jù)有關(guān)信息完成下列問題：(1)水是維持生命活動所必需的一種物質(zhì)。①1mol冰中有________mol氫鍵。②用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是________________________________________________________________________。(2)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示：H2O2分子不是直線形的，兩個氫原子猶如在半展開的書的兩面上，兩個氧原子在書脊位置上，書頁夾角為93°52′，而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答：①H2O2分子的電子式是________________，結(jié)構(gòu)式是________________________________________________________________________。②H2O2分子是含有________鍵和________鍵的________(填“極性”或“非極性”)分子。③H2O2難溶于CS2，簡要說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④H2O2中氧元素的化合價是________，簡要說明原因________________________________________________________________________。方法總結(jié)鍵的極性、分子空間構(gòu)型與分子極性的關(guān)系類型實例鍵的極性空間構(gòu)型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子練點二分子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響2．下列物質(zhì)變化，只與范德華力有關(guān)的是()A．干冰熔化B．乙酸汽化C．乙醇與丙酮混溶D．溶于水E．碘溶于四氯化碳F．石英熔融3．按要求回答下列問題：(1)HCHO分子的立體構(gòu)型為________形，它加成產(chǎn)物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì))________________________________________________________________________。(2)S位于周期表中第________族，該族元素氫化物中，H2Te比H2S沸點高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，H2O比H2Te沸點高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷。硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如下圖所示?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲，主要原因是________________________________________________________________________。歸納總結(jié)范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔沸點、溶解度等物理性質(zhì)；②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點升高。如熔、沸點：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3練點三無機含氧酸的酸性強弱規(guī)律4．判斷含氧酸酸性強弱的一條經(jīng)驗規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強。如下表所示：含氧酸酸性強弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相似，但它們的酸性差別很大，H3PO3是中強酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為______________，______________。(2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸，分析反應(yīng)情況：________________________________________________________________________，寫出化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。5．砷(As)元素及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：(1)基態(tài)As原子的核外電子排布式為________，砷與硒的第一電離能較大的是________。(2)傳統(tǒng)中藥的砷劑俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該化合物中As、O原子的雜化方式分別為________、________。(3)Na3AsO4可作殺蟲劑。AsO43-的立體構(gòu)型為________，與其互為等電子體的分子的化學(xué)式為________________________________(任寫一種(4)H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸，請根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，解釋H3AsO4比H3AsO3酸性強的原因________________________________。方法總結(jié)同一種元素的含氧酸酸性規(guī)律H2SO4與HNO3是強酸，其—OH上的H原子能夠完全電離成為H＋。而同樣是含氧酸的H2SO3和HNO2卻是弱酸。即酸性強弱為H2SO3＜H2SO4，HNO2＜HNO3。其他的有變價的非金屬元素所形成的含氧酸也有類似的情況。如酸性強弱HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。不難得出：對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。本講真題研練1．[2020·山東卷，7]B3N3H6(無機苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似，也有大π鍵。下列關(guān)于B3N3H6的說法錯誤的是()A.其熔點主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能B.形成大π鍵的電子全部由N提供C.分子中B和N的雜化方式相同D.分子中所有原子共平面2．[2020·江蘇卷，21，A]以鐵、硫酸、檸檬酸、雙氧水、氨水等為原料可制備檸檬酸鐵銨[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。(1)Fe基態(tài)核外電子排布式為________；[Fe(H2O)6]2＋中與Fe2＋配位的原子是________(填元素符號)。(2)NH3分子中氮原子的軌道雜化類型是________；C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為________。(3)與NH4+互為等電子體的一種分子為________(填化學(xué)式(4)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式見下圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為________mol。3．[2020·全國卷Ⅱ，35]鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料。回答下列問題：(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為__________________________。(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是________________________________________________________________________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377－24.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是__________________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________________，Ca2＋的配位數(shù)是__________________。(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2＋、I－和有機堿離子CH3NH3+，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2＋與圖(a)中__________的空間位置相同，有機堿CH3NH3+中，N原子的雜化軌道類型是________；若晶胞參數(shù)為anm，則晶體密度為__________________g·cm－3(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理________________________、________________________。4．[2019·全國卷組合，35](全國卷Ⅰ)：(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是__________、__________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是__________________________________，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是__________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。(3)一些氧化物的熔點如下表所示：解釋表中氧化物之間熔點差異的原因__________。氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點/℃1570280023.8－75.5(全國卷Ⅱ)：(1)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為________，其沸點比NH3的________(填“高”或“低”)，其判斷理由是________。(全國卷Ⅲ)：(2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性，蒸氣狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為________，其中Fe的配位數(shù)為________。(4)NH4H2PO4中，電負(fù)性最高的元素是________；P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。5．[2018·全國卷組合，35](全國卷Ⅰ)：(3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是________、中心原子的雜化形式為________。LiAlH4中，存在________(填標(biāo)號)。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵(全國卷Ⅱ)：(2)根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是________________________________________________________________________。(3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為________________________________________________。(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為________形，其中共價鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。(全國卷Ⅲ)：(3)ZnF2具有較高的熔點(872℃)，其化學(xué)鍵類型是____________________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是______________________。(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為____________________，C原子的雜化形式為________________________。6．[2017·全國卷組合，35](全國卷Ⅰ)：(3)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)型為

(全國卷Ⅱ)：我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}：(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________，不同之處為________。(填標(biāo)號)A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價層電子對數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價鍵類型②R中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號∏mn表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為∏66)，則③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH4+)N—H…Cl、________、(全國卷Ⅲ)：研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)中，Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為________，原因是_____________________________。(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。eq\x(溫馨提示：請完成課時作業(yè)35)第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點一1知識梳理1．(1)共用電子對重疊(2)飽和性方向性2．σ頭碰頭π肩并肩極性偏移非極性偏移單一對雙兩對三三對3．(1)釋放共價2(2)大短穩(wěn)定性立體構(gòu)型4．(1)價電子(2)熔沸點、溶解性判斷答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×(9)×(10)√(11)√2對點速練1．解析：(1)①含兩種不同原子，所以一定只含極性鍵；③中兩個氫原子分別與氧原子相連，所以只含極性鍵。(2)雙原子的單質(zhì)分子只含非極性鍵，所以②④符合題意。(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)可判斷⑤既含極性鍵又含非極性鍵。(4)只有單鍵的只含σ鍵，即①②③。(5)有雙鍵或三鍵的一定既有σ鍵又有π鍵，即④⑤。答案：(1)①③(2)②④(3)⑤(4)①②③(5)④⑤2．解析：C和Cl之間有σ鍵，C和O之間為一個σ鍵、一個π鍵，因此該分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，所以D項正確。答案：D3．解析：C項應(yīng)是鍵能越大，鍵長越短，共價化合物就越穩(wěn)定。答案：C4．解析：Ⅰ.(1)NN鍵由一個σ鍵和兩個π鍵構(gòu)成，N—N鍵為σ鍵，σ鍵與π鍵的鍵能不相等，σ鍵的鍵能大于π鍵的鍵能，所以N—N鍵能大于315.3kJ·mol－1，所以A不正確。N≡N鍵鍵能比H—H鍵鍵能大，但由于H原子的原子半徑小，所以N≡N鍵的鍵長大于H—H鍵的鍵長。O2中氧原子間是以雙鍵結(jié)合，C不正確。鍵能越大，分子越穩(wěn)定，故D正確。Ⅱ.設(shè)“”部分的化學(xué)鍵鍵能為akJ·mol－1，則ΔH＝(a＋348＋412×5)kJ·mol－1－(a＋612＋412×3＋436)kJ·mol－1＝＋124kJ·mol－1。答案：Ⅰ.(1)D(2)ΔH＝3ECl—Cl＋6EN—H－EN≡N—6EH—Cl＝3×243kJ·mol－1＋6×391kJ·mol－1－946kJ·mol－1－6×432kJ·mol－1＝－463kJ·mol－1。Ⅱ.＋1245．解析：只要原子個數(shù)和價層電子數(shù)相等的兩種微粒，即為等電子體。答案：A6．解析：B3N3H6和苯是等電子體，其結(jié)構(gòu)相似；C項，H3O＋和NH3是等電子體，根據(jù)氨氣分子的立體構(gòu)型判斷水合氫離子的立體構(gòu)型；D項，CH4和NH4+答案：B7．解析：COS與CO2互為等電子體，其結(jié)構(gòu)與CO2相似，所以為直線形結(jié)構(gòu)；CO32-與SO3互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，所以CO32-為平面正三角形結(jié)構(gòu)；PCl3與NF3答案：COS為直線形結(jié)構(gòu)；CO32-為平面正三角形結(jié)構(gòu)；PCl考點二1知識梳理1．(1)最小最低(2)直線形BeCl2180°平面正三角形BF3120°V形SnBr2105°正四面體形CH4109°28′三角錐形NH3107°V形H2O105°2．(1)能量相近(2)2180°直線形BeCl23120°平面正三角形BF34109°28′四面體形CH43．(2)孤電子對空軌道→(3)中心原子配位原子配位數(shù)思考答案：1∶2判斷答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)√2對點速練1．解析：H2S分子中的中心原子S原子上的孤對電子對數(shù)是1/2×(6－1×2)＝2，則說明H2S分子中中心原子有4對電子對，其中2對是孤對電子因此空間結(jié)構(gòu)是V形；而COCl2中中心原子的孤對電子對數(shù)是1/2×(4－2×1－1×2)＝0，因此COCl2中的中心原子電子對數(shù)是3對，是平面三角形結(jié)構(gòu)，故選D。答案：D2．解析：氮的最高價氧化物為N2O5，根據(jù)N元素的化合價為＋5和原子組成，可知陰離子為NO3-、陽離子為NO2+、NO2+中N原子形成了2個σ鍵，孤電子對數(shù)目為答案：A3．答案：(1)sp雜化(2)sp2雜化(3)sp3雜化4．解析：(1)①石墨烯是層狀結(jié)構(gòu)，每一層上每個碳原子都是以σ鍵和相鄰3個碳原子連接。②圖乙中1號碳形成了4個共價鍵，故其雜化方式為sp3；圖甲中的鍵角為120°，而圖乙中1號碳原子與甲烷中的碳原子類似，其鍵角接近109°28′。(2)①金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們的組成相同，結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同，互稱為同素異形體。②金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵(即C原子采取sp3雜化方式)，構(gòu)成正四面體；石墨烯中的碳原子采用sp2雜化方式與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合，形成正六邊形的平面層狀結(jié)構(gòu)。答案：(1)①3②sp3雜化＜(2)①同素異形體②sp3雜化sp2雜化5．答案：NH3分子中N原子的孤對電子進入Zn2＋的空軌道形成配離子后，原孤電子對對N—H鍵的成鍵電子對的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥，排斥作用減弱6．解析：(1)同周期主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大，則有電負(fù)性：N＜O；同主族元素的電負(fù)性自上而下逐漸減弱，則有電負(fù)性：N＞P。(2)基態(tài)S原子核外有16個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，其價電子排布式為3s23p4。(3)(NH4)2SO4分子中存在N—H極性共價鍵和S—O極性共價鍵，NH4+和S(4)PO43-中P原子的價層電子對數(shù)為4＋5+3-2×42＝4，則P原子采取sp3(5)CN－中C、N原子之間存在C≡N鍵，1個CN－中存在1個σ鍵、2個π鍵，故1molCN－含有2molπ鍵。每個CN－與Cu2＋間有一個σ鍵，故1mol[Cu(CN)4]2－含有8molσ鍵。答案：(1)P＜N＜O(2)3s23p4(3)離子鍵、共價鍵(4)正四面體sp3(5)2NA8NA7．解析：Ⅰ.Cu2＋中存在空軌道，而OH－中O原子有孤電子對，故O與Cu之間以配位鍵結(jié)合。答案：Ⅰ.Ⅱ.(1)[Fe(SCN)]2＋(2)FeCl3＋5KSCN=K2[Fe(SCN)5]＋3KCl考點三1知識梳理1．(2)范德華力氫鍵(3)<<(4)組成和結(jié)構(gòu)相對分子質(zhì)量增大(5)電負(fù)性很強氫原子電負(fù)性很強方向飽和分子內(nèi)分子間升高2．(1)重合不重合非極性鍵或極性鍵對稱不對稱(2)非極性極性增大(3)鏡像不能重疊手性異構(gòu)體四個不同基團或原子(4)大強<<<判斷答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×(9)×(10)×(11)×2對點速練1．解析：(1)在冰中，每個水分子與周圍的4個水分子形成4個氫鍵，按“均攤法”計算，相當(dāng)于每個水分子有2個氫鍵；水分子為V形結(jié)構(gòu)。(2)由H2O2的空間構(gòu)型圖可知，H2O2是極性分子，分子內(nèi)既有極性鍵，又有非極性鍵，而CS2為非極性分子，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2。答案：(1)①2②B(2)①②極性非極性極性③因H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2④－1價因O—O鍵為非極性鍵，而O—H鍵為極性鍵，共用電子對偏向氧，故氧為－1價2．解析：干冰為分子晶體，熔化時只需破壞范德華力；乙酸、乙醇分子間均存在范德華力和氫鍵，因此B、C兩者變化過程中均需克服兩種作用力；溶于水過程中形成氫鍵；碘為分子晶體，溶于四氯化碳的過程中只需克服范德華力；石英為原子晶體，熔融過程中共價鍵被破壞，故A、E正確。答案：AE3．答案：(1)平面三角加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵(2)ⅥA兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H2Te相對分子質(zhì)量比H2S大，分子間作用力更強兩者均為分子晶體，H2O分子間存在氫鍵(3)硅烷為分子晶體，隨相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增強，熔、沸點升高(4)化合物乙分子間形成氫鍵4．答案：(1)(2)①H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH=Na3AsO3＋3H2O(3)H3PO3為中強酸，不與鹽酸反應(yīng)，H3AsO3可與鹽酸反應(yīng)H3AsO3＋3HCl=AsCl3＋3H2O5．解析：(1)砷由于4p軌道為半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，第一電離能比Se大。(2)該化合物中As有一個孤電子對，雜化類型為sp3雜化，O有兩個孤電子對，雜化類型為sp3雜化。(3)AsO43-中As無孤電子對，立體構(gòu)型為正四面體形，與AsO43-互為等電子體的分子有CF4、SiF4、CCl4答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3As或砷(2)sp3雜化sp3雜化(3)正四面體形CF4(或SiF4、CCl4、SiCl4，合理即可)(4)H3AsO4和H3AsO3可分別表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中As為＋3價，而H3AsO4中As為＋5價，正電性更高，導(dǎo)致As—O—H中O的電子向As偏移，更易電離出H＋本講真題研練1．解析：B3N3H6與苯的結(jié)構(gòu)相似，屬于共價化合物，共價化合物的熔點與分子間作用力有關(guān)，與化學(xué)鍵的鍵能無關(guān)，A項錯誤；B3N3H6中形成大π鍵的電子全部由N提供，B項正確；由于B3N3H6和苯的結(jié)構(gòu)類似，則該分子中B和N均為sp2雜化，C項正確；由于B3N3H6和苯分子結(jié)構(gòu)相似，則B3N3H6分子中12個原子共面，D項正確。答案：A2．解析：本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)知識，考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。(1)Fe是26號元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2；[Fe(H2O)6]2＋中，H2O是配體，H2O分子中的O原子有孤對電子，是配位原子。(2)NH3分子中N原子有1對孤對電子，3個成鍵電子對，所以N原子以sp3方式雜化；同一周期主族元素的第一電離能從左到右呈增大趨勢，且ⅤA族元素的第一電離能出現(xiàn)反常，所以C、N、O元素的第一電離能：N>O>C。(3)價電子總數(shù)相同，原子總數(shù)相同的微?；榈入娮芋w，考慮與N元素相鄰主族的元素，可知與NH4+互為等電子體的分子是CH4或SiH4。(4)單鍵都是σ鍵，雙鍵中有一個σ鍵，則1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成答案：(1)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2O(2)sp3N>O>C(3)CH4或SiH4(4)73．解析：(1)Ti是22號元素，所以基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。(2)氟元素非金屬性強，TiF4為離子化合物，熔點最高，TiCl4、TiBr4、TiI4為共價化合物，熔點較低，且TiCl4、TiBr4、TiI4結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔點越高。(3)元素的非金屬性越強，電負(fù)性越大，所以Ca、Ti、O三種元素中，O電負(fù)性最大，Ca的金屬性強于Ti，則Ti的電負(fù)性強于Ca；陰、陽離子間的作用力為離子鍵；距離Ca2＋最近的為O2－，共有12個O2－與位于體心處的Ca2＋距離相等且最近，故Ca2＋的配位數(shù)為12。(4)距離Pb2＋最近的是處于面心的I－，Pb2＋的配位數(shù)為6，圖(a)中Ti4＋的配位數(shù)也為6，其與圖(b)中Pb2＋的空間位置相同；CH3NH3+中，氮原子形成4個單鍵，其中有1個是配位鍵，N原子采取sp3雜化；根據(jù)均攤法，1個晶胞中含有I－的個數(shù)為6×1/2＝3，CH3NH3+的個數(shù)為8×1/8＝1，Pb2＋的個數(shù)為1，化學(xué)式為PbCH3NH3I3，摩爾質(zhì)量為620g·mol－1，一個晶胞的質(zhì)量為620NAg，體積為(a×10－7)3cm3，則晶體密度為620a(5)根據(jù)圖(c)可知，箭頭是由反應(yīng)物指向生成物，則該過程中Pb和Eu3＋反應(yīng)生成Pb2＋和Eu2＋，Eu2＋與I2反應(yīng)生成Eu3＋和I－。答案：(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高(3)O>Ti>Ca離子鍵12(4)Ti4＋sp3620a3×(5)2Eu3＋＋Pb=2Eu2＋＋Pb2＋2Eu2＋＋I2=2Eu3＋＋2I－4．解析：(全國卷Ⅰ)：(2)乙二胺分子中，氮原子