一輪學案11.2 分子結構與性質

第2講分子結構與性質[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。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構。5.了解范德華力的含義及對物質性質的影響。6.了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質，并能解釋氫鍵對物質性質的影響。eq\x(考點一)共價鍵知識梳理1.共價鍵的本質與特征(1)本質：共價鍵的本質是在原子之間形成__________(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(1)概念(2)鍵參數對分子性質的影響①鍵能越____，鍵長越____，分子越穩(wěn)定。②4．等電子原理(1)等電子體：原子總數相同、______總數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鍵特征，它們的許多性質相近，此原理稱為等電子原理，例如CO和N2的____________等都非常相近。[回扣判斷](正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵不能繞鍵軸旋轉()(2)氣體單質中一定存在σ鍵，可能存在π鍵()(3)只有非金屬原子之間才能形成共價鍵()(4)在所有分子中都存在化學鍵()(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NHeq\o\al(＋,4)互為等電子體()[重點提醒](1)只有兩原子的電負性相差不大時，才能通過共用電子對形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很大(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、NOeq\o\al(－,2)與SO2，COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)與SO3，POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,4)與ClOeq\o\al(－,4)，與B3N3H6(硼氮苯)等。對點速練練點一共價鍵類型的判斷1．Ⅰ.有以下物質：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________________________________________________________________________。Ⅱ.COCl2分子的結構式為，COCl2分子內含有()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鍵練后感悟共價鍵類型的判斷(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由物質的結構式判斷通過物質的結構式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數目。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。練點二鍵參數的意義2．關于鍵長、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構的重要參數B．鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數目有關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3．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eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．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合的D．氮分子比氯分子穩(wěn)定(2)計算反應3Cl2＋2NH3=N2＋6HCl的反應熱。(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：已知：化學鍵C—HC—CC=CH—H鍵能/kJ·mol－1412348612436計算上述反應的ΔH________kJ·mol－1。練點三等電子原理的應用4．下列粒子屬于等電子體的是()A．COeq\o\al(2－,3)和SO3B．NO和O2C．NO2和O3D．HCl和H2O5．根據等電子原理判斷，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C．H3O＋和NH3是等電子體，均為三角錐形D．CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等電子體，均為正四面體形6．已知CO2為直線形結構，SO3為平面正三角形結構，NF3為三角錐形結構，試推測COS、COeq\o\al(2－,3)、PCl3的空間結構。拓展總結等電子體的結構性質推測根據已知的一些分子的結構推測另一些與它等電子的微粒的立體結構，并推測其物理性質。①(BN)x與(C2)x，N2O與CO2等也是等電子體；②硅和鍺是良好的半導體材料，它們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導體材料；③白錫(β－Sn2)與銻化銦是等電子體，它們在低溫下都可轉變?yōu)槌瑢w；④SiCl4、SiOeq\o\al(4－,4)、SOeq\o\al(2－,4)的原子數目和價電子總數都相等，它們互為等電子體，中心原子都是sp3雜化，都形成正四面體形立體構型。eq\x(考點二)分子的立體構型知識梳理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型的關系電子對數成鍵對數孤電子對數電子對立體構型分子立體構型實例鍵角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型雜化類型雜化軌道數目雜化軌道間夾角立體構型實例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NHeq\o\al(＋,4)可表示為，在NHeq\o\al(＋,4)中，雖然有一個N—H鍵形成過程與其他3個N—H鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。(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。[回扣判斷](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構()(3)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化()(4)只要分子構型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化()(5)中心原子是sp雜化的，其分子構型不一定為直線形()(6)雜化軌道間的夾角與分子內的鍵角不一定相同()(7)中心原子雜化類型相同時孤電子對數越多，鍵角越小()(8)雜化軌道與參與雜化的原子軌道數目相同，但能量不同()[重點提醒](1)價層電子對互斥模型是價層電子對的立體構型，而分子的立體構型指的是成鍵電子對的立體構型，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)，當中心原子上無孤電子對時，兩者的構型一致；當中心原子上有孤電子對時，兩者的構型不一致。(2)價層電子對互斥理論能預測分子的立體構型，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，但不能預測分子的立體構型。兩者相結合，具有一定的互補性，可達到處理問題簡便、迅速、全面的效果。對點速練練點一“兩個理論”和“一個構型”1．用價層電子對互斥理論(VSEPR)預測H2S和COCl2的立體結構，兩個結論都正確的是()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，它由兩種離子構成，已知其陰離子構型為平面三角形，則其陽離子的構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．(1)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結構會發(fā)生改變，轉化為氧化石墨烯(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)碳元素的單質有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結構圖：①金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質形式，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________、________。方法歸納判斷分子或離子立體構型“三步曲”第一步：確定中心原子上的價層電子對數a為中心原子的價電子數加減離子的電荷數，b為配位原子提供的價電子數，x為非中心原子的原子個數。如NHeq\o\al(＋,4)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＝eq\f(1,2)(a－xb)＝eq\f(1,2)×(4－4×1)＝0。第二步：確定價層電子對的立體構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目，就可以確定它們的立體構型。第三步：分子立體構型的確定價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分，價層電子對的總數減去成鍵電子對數，得孤電子對數。根據成鍵電子對數和孤電子對數，可以確定相應的較穩(wěn)定的分子立體構型。練點二配位鍵與配合物4．鋰—磷酸氧銅電池正極的活性物質是Cu4O(PO4)2，可通過下列反應制備：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O請回答下列問題：(1)上述化學方程式中涉及的N、O、P元素的電負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中含有化學鍵的類型為________。(4)POeq\o\al(3－,4)的立體構型是________，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鍵數目為____________，1mol[Cu(CN)4]2－中含有的σ鍵數目為________。5．Ⅰ.銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用做殺菌劑。(1)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構型，[Cu(OH)4]2－結構可用示意圖表示為____________。(2)膽礬CuSO4·5H2O可寫為[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結構示意圖如下：下列有關膽礬的說法正確的是________(填字母)。A．所有氧原子都采取sp3雜化B．氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學鍵C．Cu2＋的價電子排布式為3d84s1D．膽礬中的水在不同溫度下會分步失去Ⅱ.經研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋與SCN－不僅能以1：3的個數比配合，還可以其他個數比配合。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－以個數比1：5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應的化學方程式可以表示為__________________________________。eq\x(考點三)分子間作用力知識梳理1.分子間作用力(1)概念物質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____化學鍵。(4)范德華力范德華力越強，物質的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說，__________相似的物質，隨著____________的增加，范德華力逐漸____。(5)氫鍵①形成已經與__________的原子形成共價鍵的______(該氫原子幾乎為裸露的質子)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分子間氫鍵對物質性質的影響主要表現為使物質的熔、沸點____，對電離和溶解度等產生影響。2．分子的性質(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電中心____的分子正電中心和負電中心______的分子存在的共價鍵非極性鍵或極性鍵______________分子內原子排列________________________(2)分子的溶解性①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質一般能溶于______溶劑，極性溶質一般能溶于____溶劑。若溶劑和溶質分子之間可以形成氫鍵，則溶質的溶解度____。②隨著溶質分子中憎水基個數的增大，溶質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：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。[回扣判斷](正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)以極性鍵結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、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點均隨著相對分子質量的增大而增大()(10)氫鍵的存在一定能使物質的熔、沸點升高()(11)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵()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，試根據有關信息完成下列問題：(1)水是維持生命活動所必需的一種物質。①1mol冰中有________mol氫鍵。②用球棍模型表示的水分子結構是________________________________________________________________________。(2)已知H2O2分子的結構如圖所示：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________________，結構式是________________________________________________________________________。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________________________________________________________________________。方法總結鍵的極性、分子空間構型與分子極性的關系類型實例鍵的極性空間構型分子極性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性質的影響2．下列物質變化，只與范德華力有關的是()A．干冰熔化B．乙酸汽化C．乙醇與丙酮混溶D．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分子的立體構型為________形，它加成產物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是(須指明加成產物是何物質)________________________________________________________________________。(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量的關系如圖所示，呈現這種變化的原因是________________________________________________________________________。(4)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如下圖所示。化合物乙的沸點明顯高于化合物甲，主要原因是________________________________________________________________________。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驗規(guī)律是含氧酸分子結構中含非羥基氧原子數越多，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的關系(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構簡式分別為______________，______________。(2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反應的化學方程式分別是：①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸，分析反應情況：________________________________________________________________________，寫出化學方程式：________________________________________________________________________。方法總結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。eq\a\vs4\al\co1(真題全體驗)1.[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：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔點/℃1570280023.8－75.5解釋表中氧化物之間熔點差異的原因__________。(全國卷Ⅱ)：(1)元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結構為________，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的結構式為________，其中Fe的配位數為________。(4)NH4H2PO4中，電負性最高的元素是________；P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。2．[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中的陰離子空間構型是________、中心原子的雜化形式為________。LiAlH4中，存在________(填標號)。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵(全國卷Ⅱ)：(2)根據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不同于其他分子的是________________________________________________________________________。(3)圖(a)為S8的結構，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℃)，其化學鍵類型是____________________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2(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，陰離子空間構型為____________________，C原子的雜化形式為________________________。3．[2017·全國卷組合，35](全國卷Ⅰ)：(3)X射線衍射測定等發(fā)現，I3AsF6中存在Ieq\o\al(＋,3)離子。Ieq\o\al(＋,3)離子的幾何構型為________________，中心原子的雜化類型為________________________________________________________________________。(全國卷Ⅱ)：我國科學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X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖(b)所示。①從結構角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________，不同之處為________。(填標號)A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價層電子對數C．立體結構D．共價鍵類型②R中陰離子N－5中的σ鍵總數為________個。分子中的大π鍵可用符號Πnm表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數(如苯分子中的大π鍵可表示為Π66)，則N－5中的大π鍵應表示為________。③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH＋4)N—H…Cl、________、________。(全國卷Ⅲ)：研究發(fā)現，在CO2低壓合成甲醇反應(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)中，Co氧化物負載的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低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質中，沸點從高到低的順序為________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外，還存在________。第2講分子結構與性質基礎精講練考點一1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)定性立體構型4．(1)價電子(2)熔沸點、溶解性回扣判斷答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)×(9)×(10)√(11)√2對點速練1．解析：Ⅰ.(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)雙原子的單質分子只含非極性鍵，所以②④符合題意。(3)根據結構可判斷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。Ⅱ.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：Ⅰ.(1)①③(2)②④(3)⑤(4)①②③(5)④⑤Ⅱ.D2．解析：C項應是鍵能越大，鍵長越短，共價化合物就越穩(wěn)定。答案：C3．解析：Ⅰ.(1)N≡N鍵由一個σ鍵和兩個π鍵構成，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合，C不正確。鍵能越大，分子越穩(wěn)定，故D正確。Ⅱ.設“”部分的化學鍵鍵能為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.＋1244．解析：只要原子個數和價層電子數相等的兩種微粒，即為等電子體。答案：A5．解析：B3N3H6和苯是等電子體，其結構相似；C項，H3O＋和NH3是等電子體，根據氨氣分子的立體構型判斷水合氫離子的立體構型；D項，CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等電子體，根據甲烷的立體構型判斷銨根離子的立體構型。答案：B6．解析：COS與CO2互為等電子體，其結構與CO2相似，所以為直線形結構；COeq\o\al(2－,3)與SO3互為等電子體，結構相似，所以COeq\o\al(2－,3)為平面正三角形結構；PCl3與NF3互為等電子體，結構相似，所以PCl3為三角錐形結構。答案：COS為直線形結構；COeq\o\al(2－,3)為平面正三角形結構；PCl3為三角錐形結構考點二1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[Cu(NH3)4]SO4配位數回扣判斷答案：(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構是V形；而COCl2中中心原子的孤對電子對數是1/2×(4－2×1－1×2)＝0，因此COCl2中的中心原子電子對數是3對，是平面三角形結構，故選D。答案：D2．解析：氮的最高價氧化物為N2O5，根據N元素的化合價為＋5和原子組成，可知陰離子為NOeq\o\al(－,3)、陽離子為NOeq\o\al(＋,2)、NOeq\o\al(＋,2)中N原子形成了2個σ鍵，孤電子對數目為0，所以雜化類型為sp，陽離子的構型為直線形，故A項正確。答案：A3．解析：(1)①石墨烯是層狀結構，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形式，它們的組成相同，結構不同、性質不同，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鍵結合，形成正六邊形的平面層狀結構。答案：(1)①3②sp3雜化＜(2)①同素異形體②sp3雜化sp2雜化4．解析：(1)同周期主族元素的電負性從左到右逐漸增大，則有電負性：N＜O；同主族元素的電負性自上而下逐漸減弱，則有電負性：N＞P。(2)基態(tài)S原子核外有16個電子，根據核外電子排布規(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，NHeq\o\al(＋,4)和SOeq\o\al(2－,4)之間存在離子鍵。(4)POeq\o\al(3－,4)中P原子的價層電子對數為4＋eq\f(5＋3－2×4,2)＝4，則P原子采取sp3雜化，故POeq\o\al(3－,4)的立體構型為正四面體。(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)2NA8NA5．解析：Ⅰ.(1)Cu2＋中存在空軌道，而OH－中O原子有孤電子對，故O與Cu之間以配位鍵結合。(2)A項，與S相連的氧原子沒有雜化；B項，氫鍵不是化學鍵；C項，Cu2＋的價電子排布式為3d9；D項，由圖可知，膽礬中有1個H2O與其他微?？繗滏I結合，易失去，有4個H2O與Cu2＋以配位鍵結合，較難失去。答案：Ⅰ.(1)(2)DⅡ.(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)組成和結構相對分子質量增大(5)電負性很強氫原子電負性很強方向飽和分子內分子間升高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體四個不同基團或原子(4)大強<<<回扣判斷答案：(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，相當于每個水分子有2個氫鍵；水分子為V形結構。(2)由H2O2的空間構型圖可知，H2O2是極性分子，分子內既有極性鍵，又有非極性鍵，而CS2為非極性分子，根據“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2。答案：(1)①2②B(2)①H:eq\o(O,\s\up5(··),\s\do5(··)):eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())HH—O—O—H②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“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)平面三角加成產物CH3OH分子之間能形成氫鍵(2)ⅥA兩者均為分子晶體且結構相似，H2Te相對分子質量比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，H3AsO3可與鹽酸反應H3AsO3＋3HCl=AsCl3＋3H2O真題全體驗1．解析：(全國卷Ⅰ)：(2)乙二胺分子中，氮原子核外孤電子對數為1，σ鍵數目為3，則雜化軌道數目為4，故氮原子采取sp3雜化；碳原子核外孤電子對數為0，σ鍵數目為4，則雜化軌道數目為4，故碳原子采取sp3雜化。乙二胺的兩個N提供孤對電子給Mg2＋、Cu2＋等金屬離子，以配位鍵結合成穩(wěn)定環(huán)狀離子。(3)一般來說，晶體熔點：原子晶體>離子晶體>分子晶體。Li2O、MgO均為離子晶體，晶格能：Li2O<MgO，故熔點：MgO>Li2O；P4O6、SO2均為分子晶體，相對分子質量：P4O6>SO2，則分子間作用力：P4O6>SO2，故熔點：P4O6>SO2。(全國卷Ⅱ)：(1)AsH3中As原子價層電子對數為4，其中有一對孤對電子，故AsH3立體結構為三角錐形。NH3分子間可以形成氫鍵，導致NH3沸點高于AsH3。(全國卷Ⅲ)：(2)雙聚FeCl3分子中兩分子FeCl3以配位鍵形式結合在一起，結構式為，Fe的配位數為4。(4)根據NH4H2PO4中所含元素在周期表中的位置關系和電負性規(guī)律可知，氧元素電負性最高。NH4H2PO4中磷原子的價層電子對數為4，故為sp3雜化，P的sp3雜化軌道與O的2p軌道形成σ鍵。答