2025春高二化學(xué)選擇性必修2 （配人教版）第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 章末整合 素養(yǎng)提升

章末整合素養(yǎng)提升『知識整合』分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)思考1.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構(gòu)成?乙烯和乙炔的化學(xué)性質(zhì)為什么比乙烷的活潑呢?提示:(1)乙烷分子中的共價鍵由7個σ鍵構(gòu)成,乙烯分子中的共價鍵由5個σ鍵和1個π鍵構(gòu)成,乙炔分子中的共價鍵由3個σ鍵和2個π鍵構(gòu)成。(2)乙烯的碳碳雙鍵和乙炔的碳碳三鍵中分別含有1個和2個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。思考2.如何判斷共價鍵的強(qiáng)弱?提示:(1)根據(jù)原子半徑和共用電子對數(shù)判斷,成鍵原子的原子半徑越小,共用電子對數(shù)越多,則共價鍵越牢固,含有該共價鍵的分子越穩(wěn)定。(2)根據(jù)鍵能判斷,共價鍵的鍵能越大,共價鍵越牢固,破壞共價鍵消耗的能量越多。(3)根據(jù)鍵長判斷,共價鍵的鍵長越短,共價鍵越牢固,破壞共價鍵消耗的能量越多。(4)根據(jù)電負(fù)性判斷,元素的電負(fù)性越大,該元素的原子對共用電子對的吸引力越大,形成的共價鍵越牢固。思考3.價層電子對的空間結(jié)構(gòu)與分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)一定相同嗎?兩者之間有何規(guī)律存在?提示:價層電子對的空間結(jié)構(gòu)與分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)不一定相同,分子(或離子)的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對的空間結(jié)構(gòu),不包括孤電子對(未用于形成共價鍵的電子對)。兩者是否一致取決于中心原子上有無孤電子對,當(dāng)中心原子上無孤電子對時,兩者的結(jié)構(gòu)一致;當(dāng)中心原子上有孤電子對時,兩者的結(jié)構(gòu)不一致。思考4.如何判斷成鍵原子的雜化方式?提示:(1)依據(jù)VSEPR模型判斷成鍵原子的雜化方式。(2)依據(jù)原子的成鍵情況判斷成鍵原子的雜化方式。(3)依據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)、鍵角判斷成鍵原子的雜化方式。思考5.如何判斷分子是極性分子還是非極性分子?提示:只含有非極性鍵的雙原子分子或多原子分子大多是非極性分子;含有極性鍵的雙原子分子都是極性分子;含有極性鍵的多原子分子,空間結(jié)構(gòu)對稱的是非極性分子,空間結(jié)構(gòu)不對稱的是極性分子;對于ABn型分子,若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù),則中心原子無孤電子對,為非極性分子,若不等,則中心原子有孤電子對,為極性分子。思考5.如何判斷分子是極性分子還是非極性分子?提示:只含有非極性鍵的雙原子分子或多原子分子大多是非極性分子;含有極性鍵的雙原子分子都是極性分子;含有極性鍵的多原子分子,空間結(jié)構(gòu)對稱的是非極性分子,空間結(jié)構(gòu)不對稱的是極性分子;對于ABn型分子,若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù),則中心原子無孤電子對,為非極性分子,若不等,則中心原子有孤電子對,為極性分子。思考6.范德華力對物質(zhì)性質(zhì)有什么影響?提示:范德華力隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大,組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高;分子的極性越大,范德華力就越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高,如CO的沸點(diǎn)高于N2的。思考7.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)有什么影響?提示:(1)對物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響:分子間存在氫鍵的物質(zhì),物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)明顯高。(2)對物質(zhì)溶解度的影響:溶劑和溶質(zhì)之間形成氫鍵使溶質(zhì)的溶解度增大。(3)對物質(zhì)密度的影響:氫鍵的存在會使某些物質(zhì)的密度反常,如水的密度比冰的密度大。(4)對物質(zhì)電離性質(zhì)的影響:如鄰苯二甲酸的電離平衡常數(shù)與對苯二甲酸的電離平衡常數(shù)相差較大。思考8.如何比較物質(zhì)的溶解性?提示:(1)依據(jù)“相似相溶”規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般易溶于非極性溶劑,難溶于極性溶劑;極性溶質(zhì)一般易溶于極性溶劑,難溶于非極性溶劑。(2)依據(jù)溶質(zhì)與溶劑之間是否存在氫鍵:如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大,且形成氫鍵越多,溶解性越好。(3)依據(jù)分子結(jié)構(gòu)的相似性:溶質(zhì)與溶劑分子結(jié)構(gòu)的相似程度越大,其溶解度越大。考向一共價鍵的類型1.(2023·海南卷)下列有關(guān)元素單質(zhì)或化合物的敘述正確的是(

)A.P4呈正四面體,鍵角為109°28′B.NaCl焰色試驗為黃色,與Cl電子躍遷有關(guān)C.Cu基態(tài)原子核外電子排布符合構(gòu)造原理D.OF2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子√『真題體驗』解析:P4呈正四面體,磷原子在正四面體的四個頂點(diǎn)處,鍵角為60°,A錯誤;NaCl焰色試驗為黃色,與Na電子躍遷有關(guān),B錯誤;Cu基態(tài)原子核外電子排布不符合構(gòu)造原理,考慮了半滿規(guī)則和全滿規(guī)則,價層電子排布式為3d104s1,這樣能量更低更穩(wěn)定,C錯誤;OF2的空間結(jié)構(gòu)是V形,因此是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,D正確。2.(高考組合)按要求填空。(1)(2022·湖南卷,節(jié)選)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:11∶3富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為

。解析:(1)由結(jié)構(gòu)模型可知,富馬酸的結(jié)構(gòu)簡式為HOOCCHCHCOOH,分子中的單鍵為σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,則分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目比為11∶3。(2)(2020·江蘇卷,節(jié)選)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為

NA。

7解析:(2)1個檸檬酸分子中有4個C—O和3個CO,則1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為7NA。(3)(2021·全國甲卷,節(jié)選)CO2中存在

個σ鍵和

個π鍵。

2解析:(3)二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為OCO,1個CO2中存在2個σ鍵和2個π鍵。2考向二鍵參數(shù)>ClO2中Cl—O的鍵長小于Cl2O中Cl—O的鍵長,其原因是ClO2中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長較小,而Cl2O中只存在普通的σ鍵解析:(1)根據(jù)價層電子對互斥模型可知,n=4時,價層電子對的空間結(jié)構(gòu)為四面體形,n=3時,價層電子對的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,sp2雜化的鍵角一定大于sp3的,因此,雖然ClO2和Cl2O均為V形結(jié)構(gòu),但O—Cl—O鍵角大于Cl—O—Cl鍵角,孤電子對對成鍵電子對的排斥作用也改變不了這個結(jié)論。ClO2中Cl—O的鍵長小于Cl2O中Cl—O的鍵長,其原因是ClO2中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長較小,而Cl2O中只存在普通的σ鍵。(2)(2022·全國乙卷,節(jié)選)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長的順序是

,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl越強(qiáng);(ⅱ)

。一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔Cl參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl的鍵長越短的中心原子S的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,H2O的中心原子O的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為2,分子的空間結(jié)構(gòu)為V形考向三分子的空間結(jié)構(gòu)4.(2023·湖北卷)價層電子對互斥模型可以預(yù)測某些粒子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(

)A.CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體C.CF4和SF4均為非極性分子D.XeF2與XeO2的鍵角相等√5.(2022·遼寧卷)理論化學(xué)模擬得到一種離子,結(jié)構(gòu)如圖。下列關(guān)于該離子的說法錯誤的是(

)A.所有原子均滿足8電子結(jié)構(gòu)B.氮原子的雜化方式有2種C.空間結(jié)構(gòu)為四面體形D.常溫下不穩(wěn)定√6.(高考組合)按要求填空。(1)(2023·浙江1月選考,節(jié)選)Si(NH2)4的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為

,分子中氮原子的雜化軌道類型是

。

四面體sp3解析:(1)Si(NH2)4可視為SiH4中的4個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的,所以Si(NH2)4中氮原子的雜化軌道類型是sp3,分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為四面體。(2)(2023·全國甲卷,節(jié)選)氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在,其空間結(jié)構(gòu)如圖所示,二聚體中Al的雜化軌道類型為

。sp3解析:(2)由Al2Cl6的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知,中心原子Al的價層電子對數(shù)是4,其與周圍的4個氯原子形成四面體結(jié)構(gòu),因此,二聚體中Al的雜化軌道類型為sp3。(3)(2022·全國甲卷,節(jié)選)CF2CF2和ETFE(乙烯和四氟乙烯的共聚物)中C的雜化軌道類型分別為

和

;聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯的,從化學(xué)鍵的角度解釋原因:

。sp2sp3C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定解析:(3)CF2CF2中C存在3個共用電子對,其C的雜化方式為sp2雜化,但ETFE中C存在4個共用電子對,其C為sp3雜化;由于氟元素的電負(fù)性較大,因此在與C的結(jié)合過程中形成的C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能的大小決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定,因此聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯的。正四面體形考向四分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響7.按要求完成以下題目。(1)(2022·全國甲卷,節(jié)選)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式,畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu):

。

解析:(1)固態(tài)HF中存在氫鍵,則(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)為

。(2)(2022·山東卷,節(jié)選)在水中的溶解度,吡啶()遠(yuǎn)大于苯,主要原因是:①

,

②

。吡啶能與H2O形成分子間氫鍵吡啶和H2O均為極性分子,符合“相似相溶”,而苯為非極性分子解析:(2)已知苯分子為非極性分子,H2O為極性分子,且吡啶中氮原子上含有孤電子對,能與H2O形成分子間氫鍵,從而導(dǎo)致吡啶在水中的溶解度遠(yuǎn)大于苯的。(3)(2021·全國甲卷,節(jié)選)甲醇的沸點(diǎn)(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之間,其原因是

。

甲硫醇不