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高考化学:分子构型与物质的性质

高考化学:分子构型与物质的性质
高考化学:分子构型与物质的性质

专题四分子空间结构与物质性质

第一单元分子构型与物质的性质

思考、分析两个问题:

1.S原子与H原子结合为什么形成H2S分子,而不是H3S或H4S?

答案:共价键具有饱和性,S原子最外层有两个未成对电子,故只可与两个H原子结合形成两对共用电子对,形成H2S分子,而不会形成H3S或H4S

2.C原子与H原子结合形成的是CH4分子?而不是CH2或CH3?CH4 分子为什么具有正四面体的空间构型?

(1)杂化轨道的形成

碳原子的1个2s轨道上的电子进入2p空轨道,1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来,形成能量相同的4个sp3杂化轨道,可表示为

(2)共价键的形成

碳原子的4个sp3杂化轨道分别与四4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的σ键。(3)CH4分子的空间构型

甲烷分子中的4个C—H是等同的,C—H之间的夹角——键角是109.5°,形成正四面体型分子。

sp3杂化

同一个原子中能量相近的一个ns轨道与三个np轨道进行混合组成四个新的原子轨道称为sp3 杂化轨道。

一、杂化轨道及其理论要点

1.杂化:原子内部能量相近的原子轨道,在外界条件影响下重新组合的过程

2.杂化轨道:原子轨道组合杂化后形成的一组新轨道

3.轨道杂化的过程:激发→杂化→轨道重叠。

4.杂化结果

①变化:轨道的能量(降低)和方向发生改变;不变:轨道数目不变

②杂化轨道的电子云形状一头大,一头小。杂化轨道增强了成键能力。

例如一个ns轨道与三个np轨道进行混合杂化后得到4个sp3 杂化轨道

③常见杂化类型:sp、sp2、sp3

④杂化轨道成键时应满足化学键间最小排斥,最大夹角

如两个杂化轨道夹角理论上应为180°,三个杂化轨道为120°,四个为109°28′

⑤杂化轨道一般用于形成σ键或容纳孤电子对。未参与杂化的轨道上的电子可形成π键二、用杂化轨道理论解释分子的形成及分子中的成键情况

1.用杂化轨道理论解释BeCl2、BF3分子的形成

BF3是平面三角形构型,分子中键角均为120o;气态BeCl2是直线型分子构型,分子中键角为180o。试用杂化轨道理论加以说明。

(1)BF3分子的形成

①sp2杂化:同一个原子的一个ns轨道与两个np轨道进行杂化组合为sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120°,分子的几何构型为平面正三角形。

②杂化后的3个sp2杂化轨道分别与F原子的2p轨道发生重叠,形成3个σ键,构成正三角形的BF3分子。

(2)BeCl2分子的形成

①sp杂化:同一原子中ns-np 杂化成新轨道:一个S轨道和一个P轨道杂化组合成两个新

的sp 杂化轨道。

②杂化后的2个sp杂化轨道分别与氯原子的3p轨道发生重叠,形成2个σ键,构成直线形的BeCl2分子。

2.用杂化轨道理论解释乙烯、乙炔分子中的成键情况

(1)乙烯分子中的成键情况

在乙烯分子中,C原子采取sp2杂化,形成3个杂化轨道,两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠,形成1个C—C σ键,另外两个杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠,形成2个C—H σ键,这样形成的5个键在同一平面上,此外每个C原子还剩下1个未杂化的p轨道,它们发生重叠,形成一个π键。其结构示意图如下:

(2) 乙炔分子中的成键情况

在乙炔分子中,碳原子采取sp杂化,形成2个杂化轨道,两个碳原子各以1个杂化轨道互相重叠,形成1个C—C σ键,每一个碳原子又各以1个sp轨道分别与1个氢原子形成σ键,这样形成的3个键在同一直线上,此外每个碳原子还有2个未杂化的2p轨道,它们发生重叠,形成两个π键。其结构示意图如下:

三、杂化轨道的类型与分子空间构型的关系

答案:

[特别提醒]

(1)在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道(n s,n p)发生杂化,双原子分子中,不存在杂化过程。

(2)杂化过程中,原子轨道总数不变,即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。

(3)杂化过程中,轨道的形状发生变化,但杂化轨道的形状相同,能量相等。

(4)杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。

[巩固练习]

1.s轨道和p轨道杂化的类型不可能有()

A.sp杂化B.sp2杂化

C.sp3杂化D.sp4杂化

2.下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是()

A.是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成

B.sp杂化轨道中的两个杂化轨道完全相同

C.sp杂化轨道可与其他原子轨道形成σ键和π键

D.sp杂化轨道有两个,一个能量升高,另一个能量降低,但总能量保持不变

3.下列关于杂化轨道的说法错误的是()

A.所有原子轨道都参与杂化形成杂化轨道

B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化

C.杂化轨道能量集中,有利于牢固成键

D.杂化轨道中不一定有一个电子

4.有关杂化轨道的说法不正确的是()

A.杂化前后的轨道数不变,但轨道的形状发生了改变

B.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109.5°、120°、180°

C.杂化轨道既可形成σ键,又可形成π键

D.已知CO2为直线形分子,其分子结构可以用sp杂化轨道解释

5.在乙炔分子中有3个σ键、2个π键,它们分别是()

A.sp杂化轨道形成σ键、未杂化的2个2p轨道形成2个π键,且互相垂直

B.sp杂化轨道形成σ键、未杂化的2个2p轨道形成2个π键,且互相平行

C.C—H之间是sp杂化轨道形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D.C—C之间是sp杂化轨道形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键

6.在分子中,羰基碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为()

A.sp2杂化;sp2杂化B.sp3杂化;sp3杂化

C.sp2杂化;sp3杂化D.sp杂化;sp3杂化

7.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是()

①BF3②CH2===CH2③④CH≡CH⑤NH3⑥CH4

A.①②③B.①⑤⑥

C.②③④D.③⑤⑥

8.石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。

(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为________。

(2)图乙中,1号C 的杂化方式是________,该C 与相邻C 形成的键角________(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C 与相邻C 形成的键角。

答案:1-7 DBACA CA .8.(1)3 (2)sp 3 <

四、价层电子对互斥理论(VSEPR)

1.价层电子对互斥理论的基本内容:分子中的价电子对——成键电子对和孤电子对由于相互排斥作用,而趋向于尽可能彼此远离。

(1)当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价电子斥力最小,就要求尽可能采取对称结构。

(2)当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同,从而影响分子构型。 (3)电子对之间的夹角越大,相互之间的斥力越小。

(4)含孤电子对的斥力由大到小顺序:孤电子对—孤电子对>孤电子对—单键>单键—单键。 2. 价层电子对=成键电子对+孤对电子对

m AB m 型分子(A 是中心原子,B 是配位原子)中价层电子对数n 的计算: n =中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m 2

(2)在计算中心原子的价层电子对数时应注意如下规定

①中心原子A 的价电子数=主族序数=原子的最外层电子数

②作为配位原子,卤素原子和H 原子提供1个电子,氧族元素的原子不提供电子;N 原子按-1算;

③作为中心原子,卤素原子按提供7个电子计算,氧族元素的原子按提供6个电子计算; ④对于复杂离子,在计算价层电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。

如PO 3-4中P 原子价层电子数应加上3,而NH +

4中N 原子的价层电子数应减去1; ⑤计算电子对数时,若剩余1个电子,即出现奇数电子,也把这个单电子当作1对电子处理; ⑥双键、叁键等多重键作为1对电子看待。 5.

中心原子的价电子对数=成键电子对数+孤电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=中心原子的杂化轨道数。

6. 常见分子的价层电子对互斥模型和空间构型

答案:

1.推断分子(或离子)的空间构型的步骤:计算价层电子对数→确定中心原子杂化方式→判断价层电子对构型→推测分子空间构型

2.价层电子对构型(VSPER构型)包含孤电子对,而分子空间构型不包含孤电子对

即VSEPR模型与分子的立体构型不一定一致,分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,两者的构型一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的构型不一致。

3.中心原子上有孤电子对的分子

对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对)的分子,中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间,并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。

VSEPR模型

[例]1.判断下列微粒中中心原子的杂化方式及分子空间构型

CO32-、PO43-、O3、I3+、I3-、COCl2、BF4-、PCl3、PCl5、ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-、SO3、SO32-

2.已知H2O 、NH3 、CH4 三种分子中,键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,请分析

可能的原因:

答案H2O 、NH3 、CH4中心原子均采取sp3杂化,CH4 分子中无孤对电子,NH3 分子中含有1 对孤对电子,H2O 分子中含有2 对孤对电子,孤对电子间的排斥力>孤对电子对化

学键的排斥力>化学键间的排斥力,所以键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O

3.解释键角:H2O>H2S

答案:电负性:O>S,O与H的两对成键电子对比S与H的成键电子对更靠近中心原子,排斥力大,所以键角大

4.解释键角:NF3<NH3

答案:F的电负性比H大,NF3中N上的孤电子对偏向N,而孤电子对对成键电子对的排斥力较大

5.解释键角:NH4+>NH3

答案:NH4+中的N原子均为成键电子,而NH3分子中的N原子上有一对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对和成键电子对的斥力

6. H3O+中H—O—H 键角比H2O 中H—O—H 键角大,原因是:

答案:H2O 中的氧原子有2 对孤电子对,H3O+中氧原子有 1 对孤电子对,排斥力较小。

7、H2SeO4 比H2SeO3 酸性强的原因:

答案:H2SeO3 和 H2SeO4 可表示成(HO)2SeO 和(HO)2SeO2,H2SeO3 中的 Se 为+4 价,而

H2SeO4 中的 Se 为+6 价,正电性更高,导致 Se?O?H 中 O 的电子更向Se 偏移,越易电离出

H+

8、NaBrO、NaBrO2、NaBrO3、NaBrO4 四种钠盐中,Br 的杂化方式均为SP3杂化,阴离子

空间构型为三角锥形的是NaBrO3 (填化学式)。上述四种钠盐对应的酸的酸性依次增强,试解释HBrO4 的酸性强于HBrO3 的原因:

答案:HBrO3 和 HBrO4 可分别表示为(HO)BrO2 和(HO)BrO3 ,HBrO3 中 Br 为+5 价而 HBrO4 中 Br 为+7 价。后者正电性更高,导致H、O 之间的电子对向O 偏移,更易电离出H+ 。

9.已知硼酸(H3BO3)是一元酸,解释其原因:

答案:H3BO3与一个水分子可形成配位键,产生[B(OH)4]-和一个H+

10. H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因

答案:第一步电离后生成的负离子,较难再进一步电离出正电荷的氢离子

五、中心原子杂化方式的判断

1.价层电子对数计算法

2.根据杂化轨道构型或夹角判断

3.杂化轨道数=价层电子对数=中心原子的σ键数+孤电子对

(1)判断下列物质中中心原子的杂化方式

CH3CH3 ( )、C2H4( )、C2H2( )、HCN( )、(CN)2( )、CH3CH2OH( )、CH3CHO( )、CH3COOH( )、(CH3)3C+( )、石墨( )、石墨烯( )、金刚石( )苯( )

答案:第一行:sp3;sp2;sp;sp;sp;C:sp3、O:sp3;

第一行:C:sp3、sp2;C:sp3、sp2、O:sp3;C:sp3、sp2;sp2;sp2;sp3

第三行:sp2

(2)判断下列物质中中心原子的杂化方式

NCl3( )、NH2OH( )、N2H4( )、CH3-N=CH2( )、( )

答案:sp3;N:sp3、O:sp3;sp3;C:sp3、N:sp2、C:sp2;N:sp2、sp3、C:sp2

(3)判断下列物质中中心原子的杂化方式

BF3( )、BF4-( )、AlH4-( )、H3N-BH3( )

答案:sp2;sp3;sp3;N:sp3、B:sp3

(4)判断下列物质中中心原子的杂化方式

Cl—Be—Cl:________;:________;:________。

答案;sp;sp2;sp3

4.替代法

如CH3OH(CH4或H2O)、N2H4(NH3)、CH3-CH=CH2(CH4、C2H4)、H2O2(H2O)、H3BO3(BF3)、CS2(CO2)

5.根据等电子体原理判断

(1)比较N2和CO的结构、性质,填写下表空格:

(2)根据上表,你能得出的结论是:CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数,其某些物理性质相近。

(3)等电子原理是指原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征,它们的许多性质(主要是物理性质)是相近的。满足等电子原理的分子或离子互称为等电子体。

(4)书写等电子体的方法

①同族元素互换法

CCl4:SiCl4、CF4、CBr4、SiF4;CO2:CS2、COS

②价电子迁移法:CO:N2;N3-:CNO-;N2O:CO2

③电子-电荷互换法(价电子转换为电荷)

CN-:C22-、N2、CO;CO2:NO2+

(5)等电子体应用:等电子体的许多性质是相近的,空间构型是相同的。利用等电子体可以:

①判断一些简单分子或离子的空间构型;

②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料;

③利用等电子原理针对某物质找等电子体。

(6)

分析讨论下列分子中的电荷分布情况,填写下表

1.

(1)极性分子与非极性分子

2.分子极性的判断方法

分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的空间构型两方面共同决定的。判断分子极性时,可根据以下原则进行:

(1)只含有非极性键的双原子分子或大多多原子分子是非极性分子,如O2、H2、P4、C60。

(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子,如HCl、HF、HBr。

(3)含有极性键的多原子分子,空间构型对称的是非极性分子;如CO2、C2H4、C2H2、SO3、BF3、CH4、PCl5

空间构型不对称的是极性分子。如H2O、NH3、SO2、CH3Cl、PCl3

(4)判断AB m 型分子极性的经验规律:

①若中心原子A 的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,若不等则为极性分子。

②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。

如CS 2、BF 3、SO 3、CH 4、PCl 5为非极性分子;H 2S 、SO 2、NH 3、PCl 3为极性分子。

(1)判断分子极性(如HCl)的一般思路

(2)键的极性和分子极性的关系

???

??非极性分子????

?

①只由非极性键形成如H 2、O 2、Cl 2等②由极性键形成,结构对称,正电荷重心

和负电荷重心重合如CO 2、BF 3、CH 4等

极性分子:由极性键形成,空间结构不对称,键的极性 不能抵消如HCl 、HCN 、H 2

O 、NH 3

分子类型 键的极性 分子空间构型 分子极性 代表分子

双原子

分子 A 2 非极性键

直线(对称) 非极性 N 2等 AB 极性键

直线(对称) 极性 CO 、HF 等 三原子分子 AB 2

直线(对称)

非极性 CO 2、CS 2、BeCl 2

V 形(不对称) 极性 H 2O 、H 2S 、SO 2等 四原子分子 AB 3 平面三角形(对称)

非极性 BF 3、BCl 3、SO 3等 三角锥型 极性 NH 3、PCl 3、NF 3等 五原子分子

AB 4 正四面体型(对称) 非极性 CH 4、SiF 4等 AB n C 4-n

四面体型(不对称)

极性

CH 2Cl 2等

3.分子的极性对物质溶解性的影响

(1)相似相溶规则:极性分子(NH 3、HCl)易溶于水等极性溶剂(如H 2O 、乙醇),非极性分子(如I 2)易溶于苯、四氯化碳等非极性溶剂。

(2)一般来说,同是非极性分子,相对分子质量越大,溶解度越大。 4、物质的溶解性判断与比较 (1)依据“相似相溶规则”

非极性溶质一般易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂;极性溶质一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。

(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键 如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶质溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好。如:NH 3、HF 极易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因为它们与水形成分子间氢键。 (3)依据分子结构的相似性

溶质与溶剂分子结构的相似程度越大,其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。 注意:

(1)“相似相溶规则”是从分子结构的角度,通过实验的观察和研究而得出的关于物质溶解

性的经验规律,也有不符合此规律的例外情况,如CO、NO等极性分子难溶于水。

(2)“相似相溶规则”可以解释一些物质在某些溶剂中溶解的情况。

例1下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是()

A.CO2、H2S B.C2H4、CH4

C.Cl2、C2H2D.NH3、HCl

例2碘单质在水中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大,这是因为()

A.CCl4和I2都不含氢元素,而H2O中含有氢元素

B.CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子

C.CCl4与I2都是直线形分子,而H2O不是直线形分子

D.CCl4与I2相对分子质量相差较小,而H2O与I2相对分子质量相差较大

答案:B、B

例31.为什么NH3极易溶于水,而CH4难溶于水?

答案NH3是极性分子,CH4为非极性分子,而水是极性分子,根据“相似相溶规则”,NH3易溶于水,而CH4不易溶于水。并且NH3与H2O分子之间还可以形成氢键,使得NH3更易溶于水。

2、H2O 与CH3CH2OH 可以任意比例互溶的原因:

答案二者都是极性分子;H2O 与CH3CH2OH 可形成分子间氢键

3、乙醇在H2O 中的溶解度大于H2S,其原因是:

答案H2O 分子与C2H5OH 分子间易形成氢键,而H2S 与H2O 分子间不能形成氢键4、某同学用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验,向硫酸铜溶液中滴加氨水生成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液(生成[Cu(NH3)4]SO4),最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体,请解释加入乙醇后析出晶体的原因:

答案乙醇分子极性比水分子弱,加入乙醇后溶剂的极性减弱,溶质的溶解度减小。

5.解释H2O2难溶于CS2

答案H2O2为极性分子,CS2为非极性分子

例4PtCl 2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。请回答下列问题:

(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构,还是四面体结构______________________。

(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间构型图:淡黄色固体__________,黄绿色固体____________。

(3)淡黄色固体物质由__________(填“极性分子”或“非极性分子”,下同)组成,黄绿色固体物质由__________组成。

(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大,原因是___________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)平面正方形结构(2)

(3)非极性分子极性分子(4)黄绿色固体是由极性分子构成的,而淡黄色固体是由非极性分子构成的,根据“相似相溶规则”可知前者在水中的溶解度大于后者

七、手性分子

1.观察比较下图所示两种分子的结构

(1)相同点是分子组成相同,都是CHFClBr;从平面上看相似。

(2)不同点是在空间上完全不同,它们构成实物和镜像关系。

(3)具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称为手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。

2.手性分子的判断

判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或

基团,即有机物分子中是否存在手性碳原子。如R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性。

[归纳总结]

1手性异构体又称对映异构体、光学异构体的两个分子互为镜像关系,即分子形式的“左撇子和右撇子”。

2构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同,且手性有机物中必定含手性碳原子。

[巩固练习]

1.下列有关价层电子对互斥理论的描述正确的是()

A.价层电子对就是σ键电子对B.孤电子对数由分子式来确定

C.分子的空间构型是价层电子对互斥的结果D.孤电子对数等于π键数

2.用价层电子对互斥理论预测H2S和NO-3的空间结构,两个结论都正确的是() A.直线形;三角锥型B.V形;三角锥型

C.直线形;平面三角形D.V形;平面三角形

3.下列分子中,所有原子不可能共处在同一平面上的是()

A.C2H2B.CS2C.NH3D.C6H6

4.下列分子或离子的中心原子,带有一对孤电子对的是()

A.H2O B.BeCl2C.CH4D.PCl3

5.下列分子中,所有原子均处于同一平面上的是()

A.CH2O B.P4C.CF4D.NCl3

6.下列分子或离子中,不含有孤电子对的是()

A.H2O B.H3O+C.NH3D.NH+4

7.下列分子的空间构型是正四面体形的是()

①CH4②NH3③CF4④SiH4⑤C2H4⑥CO2

A.①②③B.①③④C.②④⑤D.①③⑤

8.在以下的分子或离子中,其空间结构不是三角锥形的是()

A.NF3B.CH-3C.BCl3D.H3O+

9.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小。下列判断不正确的是()

A.SO2、CS2都是直线形的分子B.BF3键角为120°,SnBr2键角小于120°C.COCl2、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3都是三角锥型的分子

10.已知原子总数和价电子总数相同的离子或分子结构相似,如SO3、NO-3都是平面三角形。那么下列分子或离子中与SO2-4有相似结构的是()

A.PCl5B.CCl4C.NF3D.N-3

11.下列物质属于等电子体的一组是()

①CH4和NH+4②B3H6N3和C6H6③F-和Mg ④H2O和CH4

A.①②B.②③C.③④D.①④

12.已知CN-与N2互为等电子体,可推算出HCN分子中σ键与π键的数目之比为() A.1∶3 B.2∶1 C.1∶1 D.1∶2

13.下列叙述中正确的是()

A.非极性分子只能是双原子单质分子B.非极性分子中一定含有非极性共价键C.以极性键结合起来的分子一定是极性分子

D.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子

14.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是()

A.CH4和Br2B.NH3和H2O C.H2S和CCl4D.CO2和HCl

15.根据“相似相溶”规则判断,下列物质在水中溶解度最大的是()

A.乙烯B.二氧化碳C.二氧化硫D.氢气

16.用价层电子对互斥理论推测下列分子(或离子)的空间构型:

(1)H2S(2)NH-2(3)CHCl3(4)SiF4

17.有下列分子或离子:①CS2,②PCl3,③H2S,④CH2O,⑤H3O+,⑥NH+4,⑦BF3,⑧SO2。

粒子的立体构型为直线形的有________;粒子的立体构型为V形的有______;粒子的立体构型为平面三角形的有______;粒子的立体构型为三角锥形的有______;粒子的立体构型为正四面体形的有________。

18.1919年,Langmuir提出等电子原理:原子总数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理,仅由第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是________和________;________和__________。

(2)此后,等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子总数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO-2互为等电子体的分子有________、________。

19.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中:

(1)以非极性键结合的非极性分子是________。

(2)以极性键相结合,具有直线形结构的非极性分子是________。

(3)以极性键相结合,具有正四面体型结构的非极性分子是________。

(4)以极性键相结合,具有三角锥型结构的极性分子是________。

(5)以极性键相结合,具有V形结构的极性分子是_____________________________

___________________________________________。

(6)以极性键相结合,且分子极性最强的是________。

20.(1)氯化铍在气态时存在BeC12分子(a)和二聚分子(BeCl2)2(b),固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。

①a属于__________(填“极性”或“非极性”)分子。

②b中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上。b 的结构式为____ (标出配位键)。

③c中Be原子的杂化方式为__________。

④氯化铍晶体中存在的作用力有_(填标号)。

A范德华力Bσ键C极性键D非极性键E离子键

(2)S单质的常见形式为S 8,其环状结构如下图所示,S原子采

用的轨道杂化方式是________;

(3) 我国科学家最近成功用Cu(NO3)2和BHT()反应合成了世界上首个金属有机配位聚合物超导体Cu - BHT薄膜,其结构如图所示。回答下列问题:

(1)基态Cu2+中,核外电子占据能量最高能级的符号是____,其中未成对电子数为。

(2) BHT中各原子电负性由小到大依次是____(填元素符号)。

(3)反应所涉及四种物质沸点最高的是____,原因为____。

(4)为得到完美的晶体,Cu(NO3)2与BHT的物质的量之比为____,晶体中存在的微粒间作用力有____(填标号)。

A.离子键B.共价键C.配位键D.金属键E.氢键

(5) Cu - BHT中Cu的杂化形式是否为sp3杂化____(填是或否),从化学键的角度分析Cu - BHT导电的原理____。

(6)将此材料以单原子层平铺于单晶基底上,lg材料最大平铺面积是____m2(列出计算式)。

21.Ⅰ下列物质的结构或性质与氢键无关的是

A.乙醚的沸点B.乙醇在水中的溶解度

C.氢化镁的晶格能D.DNA的双螺旋结构

Ⅱ钒(23V)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。

回答下列问题:

(1)钒在元素周期表中的位置为,其价层电子排布图为。

(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为、。

(3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是对,分子的立体构型为;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为;该结构中S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为 (填图2中字母),该分子中含有个σ键。

(4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为。

22. (1)在硅酸盐中,SiO44-四面体如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层

状、骨架网状四大类结构型式.图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根的一部分;其中Si原子的杂化形式为;Si与O的原子数之比为___,化学式为___.

(2)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子X m-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如右图所示,则在X m-中,硼原子轨道的杂化类型有;配位键存在于原子之间 (填原子的数字标号);m= (填数字)。

参考答案:

1-15 CDCDA DBCAB ACDBC

16.答案:(1)H2S为V形(2)NH-2为V形

(3)CHCl3为四面体形(4)SiF4为正四面体形

17.答案:①③⑧④⑦②⑤⑥

18.答案(1)N2CO CO2N2O(2)SO2O3

19.答案(1)N2(2)CS2(3)CH4(4)NH3(5)H2O(6)HF

20.(1)①非极性;②;③sp3;④A、B、C;(2)sp3

(3)

21.ⅠAC

Ⅱ(1)第4周期ⅤB族,电子排布图略。

(2)4,2。

(3)2,V形;sp2杂化; sp3杂化; a,12。

(4)正四面体形;NaVO3。

22.(1)sp3;1:3;SiO32-

(2)sp2和sp3;4,5或(5,4);2

2014届高三化学结构复习 物质结构与性质高考试题汇编及答案

2013届高三化学二轮复习物质结构与性质试题汇编 【2007宁夏卷】已知A、B、C、D和E 5种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子。又已知B、C和D是由两种元素组成。请回答: (1)组成A分子的原子的核外电子排布式是; (2)B和C的分子式分别是和;C分子的立体结构呈形,该分子属于分子(填“极性”或“非极性”); (3)若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰,有无色气体生成。则D的分子式是,该反应的化学方程式是 (4)若将1molE在氧气中完全燃烧,只生成1molCO2和2molH2O,则E的分子式是 【2008宁夏卷】X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题: (1)X、Y的元素符号依次为、; (2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是和,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是(写分子式),理由是; (3)Q的元素符号是,它属于第周期,它的核外电子排布式为,在形成化合物时它的最高化合价为; (4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键。 【2009全国新课标卷】已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题: (1)X元素原子基态时的电子排布式为__________,该元素的符号是__________; (2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为________,该元素的名称是__________; (3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为____________; (4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是_________________________________________________; (5)比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由_____________________________________________________________。 【2010全国新课标卷】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期,它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中,由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题: (1)W元素原子的L层电子排布式为,W3分子空间构型为; (2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为; (3)化合物M的化学式为,其晶体结构与NaCl相同,而熔点高于NaCl。M熔

高中化学选修物质结构与性质历年高考题汇总

物质结构与性质(2014年-2019年全国卷) 1.[2019年全国卷Ⅰ] 在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得 铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要村料。回答下列问题: (1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。 A. B. C. D. (2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二 胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是,其中与乙二胺形成的化合物 稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。 (3)一些氧化物的熔点如下表所示: 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 (4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四 面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x= pm,Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为N A,则MgCu2的密度是 g·cm?3(列出计算表达式)。 2.[2019年全国卷Ⅱ]

近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题: (1)AsH3的沸点比NH3的________(填“高”或“低”),其判断理由是______。 (2)Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为________。 (3)比较离子半径F- O2-(填“大于”、“等于”或“小于”) (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,则该化合物的化 学式表示为____________;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:ρ=_________g·cm-3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为(,,),则位于底面中心的原子2和原子3的坐标分别为___________、__________. 3.[2019全国卷Ⅲ] 磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等 特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题: (1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。 (2) FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为,其中Fe的配位数为。

第二章 分子结构与性质(知识清理及练习)

第二章分子结构与性质 一.共价键 1.特点:具有性和性(无方向性) 2.分类:(按原子轨道的重叠方式) (1)δ键:(以“”重叠形式) a.特征: b.种类:S-S δ键. S-P δ键. P-Pδ键 (2)π键:(以“”重叠形式),特征: 3.判断共价键类型的一般规律是: 共价单键中共价双键中共价三键中 【练习】1.下列说法正确的是() A. π键是由两个p原子轨道“头碰头”重叠形成 B. δ键是镜面对称,而π键是轴对称 C. 乙烷分子中的键全为δ键而乙烯分子中含δ键和π键 D. H2分子中含δ键而Cl2分子中含π键 2. 下列说法正确的是() A. 共价化合物中可能含有离子键 B. 非金属元素之间不能形成离子键 C. 气体分子单质中一定存在非极性共价键 D. 离子化合物中可能含有共价键 二.键参数 1.键能的定义: 2.键长与共价键的稳定性的关系:键长越短,往往键能,这表明共价键。 3. 决定共价键的稳定性,是决定分子的立体构型的重要参数。 【练习】1.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是() A.键角是描述分子立体结构的重要参数 B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定 D.键角的大小与键长、键能的大小无关 2.下列说法正确的是() A.键能越大,表示该分子越容易受热分解 B.共价键都具有方向性 C.在分子中,两个成键的原子间的距离叫键长 D.H-Cl的键能为431.8kJ/mol ,H-Br的键能为366 kJ/mol 这说明HCl比HBr分子稳定 3.已知H-H键能为436 kJ/mol ,H-N键能为391 kJ/mol ,根据化学方程式 高温、高压 N2+3H22NH3,1molN2与足量H2反应放出的热量为92.4 kj/mol ,则N —N的催化剂 键能是() A.431 kJ/mol B.945.6 kJ/mol C.649 kJj/mol D.896 kJ/mol 三.等电子体 相同和相同的粒子具有相似的化学键特征和相同的空间构型 【练习】人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是() A.CH4和NH4+是等电子体,键角均为60° B.NO3+和CO32-是等电子体,均为平面正三角形结构 C.H2O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构 D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 四.价层电子对互斥理论 1.价层电子对数= 2.孤对电子数的计算方法: 3.VSEPR模型和分子的立体构形的推测 例:H2O 孤对电子数为,δ键数,价层电子对数为,VSEPR模型,略去VSEPR模型中的中心原子上的孤对电子,因而H2O分子呈形。 【练习】1.下列分子构形为正四面体型的是() ①P4②NH3 ③CCl4④CH4⑤H2S ⑥CO2 A.①③④⑤ B.①③④⑤⑥ C.①③④ D.④⑤

分子构型和物质性质

分子构型与物质的性质 编写:赵荣进 审核:崔业平 2010-10-18 学习目标 1.掌握价层电子对互斥理论,知道确定分子空间构型的简易方法; 2.了解等电子原理及其应用。主干知识 主干知识 一、价层电子对互斥理论 1. 价电子对:包括孤对电子对和成键电子对,一般孤对电子对离核较近。 2. 价电子对之间存在相互排斥作用,为减小斥力,相互之间尽可能远离,因此分子的空间构型受到影响,一般,分子尽可能采取对称的空间结构以减小斥力。 二、确定分子空间构型的简易方法 1. (1 (2)O 、S 作为配位原子时按不提供价电子计算,作中心原子时价电子数为6; (3)离子的价电子对数计算 2.价层电子对数=配位原子数时,分子空间形状 三、等电子原理 1. 规律内容:具有相同 和相同 的分子或离子具有相同的结构特征,某些物理性质也相似。如:CO 与 ,SiCl 4、SiO 44-与 - 2. 等电子原理的应用 (1)判断一些简单分子或离子的立体构型; (2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料;如 、 、 、 是良好半导体材料。 练习 1.( )用价层电子对互斥理论预测CO 2的立体结构,并判断中心原子的杂化方式,下列结论正确的是 A .直线形;sp 3杂化 B .V 形;sp 杂化 C .直线形;sp 杂化 D .V 形;sp 2杂化 2.( )下列分子或离子中,空间构型为V 型的是 A .CS 2 B .H 2Se C .HCN D .ICl 3.( )下列分子中哪一个分子的空间构型为正四面体 A .CHCl 3 B .CH 3Cl C .BBr 3 D .SnCl 4 4.( )下列分子和离子中,中心原子的价电子对几何构型为四面体,且分子(离子)空间构型为V 形的是 A .NH 4+ B .SO 2 C .H 3O + D .OF 2 5.( )下列分子中,结构构成平面三角形的是 A .HgCl 2 B .BF 3 C .TeCl 4 D .SF 6 6.( )下列分子中,键角最大的是 A .H 2S B .H 2O C .CCl 4 D .NH 3 7.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。O 3能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存的空间。O 3分子的结构如图,呈V 型, 键角116.5℃。三个原子以一个O 原子为中心,与另外两个O 原子分别构成一个非极性共价键;中间O 原子提供2个电子,旁边两个O 原子各提供1个电子,构成一个特殊的化学键——三个 O 原子均等地享有这4个电子。请从下列选项中选择合适的答案:中心原子与臭氧的中心氧原子的杂化轨道类型相同的有: 。与O 3分子构型最相似的是 。 A .H 2O B .CO 2 C .SO 2 D .BF 3 E. NO 2- 8.用价层电子对互斥理论推测下列分子的空间构型 ①CS 2 ② NCl 3 ③SO 42-

高考化学专题复习物质的量完整版

高考化学专题复习物质 的量 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

第一单元常用化学计量 第一单元│知识框图 内容特点 1.物质的量是一种以“堆量”计量微观粒子的物理量,不仅难以理解,而且其涉及的知识面也很广泛。阿伏加德罗常数是物质的量的计量标准,有关它的判断是历年高考题的热点。 2.摩尔质量是在物质的量概念建立的基础上,连接微粒数目和物质质量的一个物理量,从定量角度了解或计算实验或反应中各物质的量的关系。 3.标况下气体摩尔体积是22.4L·mol-1,是阿伏加德罗定律的特例。 4.物质的量浓度是便于了解溶液中分散质粒子的存在数量的物理量,以此可以了解溶液中离子的量的关系。 5.本单元的重点是物质的量、质量、气体体积、物质的量浓度及其他物理量之间的换算关系,这部分也是高考计算类命题的核心。 第1讲物质的量气体摩尔体积 考纲导学

要点探究 探究点一物质的量摩尔质量 【知识梳理】 一、物质的量 1.物质的量:物质的量是一个表示含有____________粒子集合体的物理量,它的符号是___,物质的量的单位是摩尔(简称摩,符号是_____)。物质的量适用于微观粒子,如原子、分子、_______、________、电子、质子、中子等。 2.阿伏加德罗常数:国际上规定,1mol粒子所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同,符号为________,通常用_____________________表示。

3.关系式:物质所含粒子数目(N)、物质的量(n)、阿伏加德罗常数(N A)三者之间的关系式:_______。 二、摩尔质量 单位物质的量的物质所具有的质量叫____________。符号为____,单位为 __________(或_______)。表达式:M=____。摩尔质量单位为g/mol时,在数值上与物质的____________________________相等。 【要点深化】 1.洞悉阿伏加德罗常数的误区 (1)状况条件 在对气体的体积与物质的量关系考查时,题目经常给出非标准状况,如常温常压下或不指明温度和压强等,要特别注意。 (2)物质状态 考查气体摩尔体积时,常结合在标准状况下非气态的物质,如H 2O、SO 3 、己烷、辛烷、 CHCl 3等。SO 3 标准状况下为固态。 (3)物质结构 考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、电子、质子、中子、离子等), 常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子,Cl 2、N 2 、O 2 、H 2 等双原子分子及O 2 、18O 2 、D 2 O、 Na 2O 2 等特殊物质,也会考查一些物质中的化学键数目,如Si、CH 4 、P 4 、CO 2 、Na 2 O 2 等。

(完整版)化学选修3《物质结构与性质》全国卷高考真题2011-2017

化学高考真题 选修3 2011-2017 全国卷1.[化学—选修3:物质结构与性质](15分) 硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。 请回答下列问题: (1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号 为,该能层具有的原子轨道数为、 电子数为。 (2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式 存在于地壳中。 (3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子 与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个 原子,其中在面心位置贡献个原子。 (4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工 业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4, 该反应的化学方程式 为。 (5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和 化学键C— C C— H C— O Si—S i Si— H Si— O 键能 /(kJ?mol- 1 356 413 336 226 318 452 ①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是。 ②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。 (6)在硅酸盐中,SiO4- 4 四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为,Si与O的原子数之比为,化学式为。 2.[化学—选修3:物质结构与性质](15分) 前四周期原子序数依次增大的元素A,B,C,D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,平且A-和B+的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。 回答下列问题: (1)D2+的价层电子排布图为_______。 (2)四种元素中第一电离最小的是________,电负性最大的是________。(填元素符号) (3)A、B和D三种元素责成的一个化合物的晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为_________________;D的配位数为___________; ②列式计算该晶体的密度_______g·cm-3。 (4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有_____________;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_______________,配位体是____________。 3.〔化学—选修3:物质结构与性质〕(15分) 早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题: (1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态铁原子有个未成对电子,三价铁离子的电子排布式为:可用硫氰化钾奉验三价铁离子,形成配合物的颜色为 (3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸,而自身还原成氧化亚铜,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为;一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目 为:。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是:。氧化亚铜为半导体材料,在其立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有个铜原子。 (4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示铝单质的密度g·cm-3(不必计算出结果) 4.[化学—选修3:物质结构与性质](15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。

高考专题复习总结《物质结构与性质》知识考点

《物质结构与性质》精华知识点 课本:1、熟记1-36号元素电子排布 1、核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si p S Cl Ar 2、原子的核外电子排布式和外围电子(价电子)排布式(原子核外电子排布时,先排4s 后排3d ,形成离子时先失去最外层电子) 核外电子排布式 外围电子排布式 核外电子排布式 外围电子排布式 26Fe :[Ar]3d 64s 2 3d 64s 2 26Fe 2+:[Ar]3d 6 3d 6 26Fe 3+:[Ar]3d 5 3d 5 29Cu :[Ar]3d 104s 1 3d 104s 1 29Cu +:[Ar]3d 10 3d 10 29Cu 2+:[Ar]3d 9 3d 9 24Cr : [Ar]3d 54s 1 3d 54s 1 24Cr 3+ [Ar] 3d 3 3d 3 30Zn : [Ar]3d 104s 2 3d 104s 2 30Zn 2+ [Ar]3d 10 3d 10 22Ti 2+ [Ar]3d 2 3d 2 25Mn [Ar]3d 54s 2 3d 5 4s 2 31Ga[Ar]3d 10 4s 24P 1 4s 24P 1 32Ge[Ar]3d 104s 24P 2 4s 24P 2 33As: [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 24Se : [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 3、元素周期表(对应选择第11题) (1)同周期,原子半径减小,同主族原子半径增加;对于电子层结构相同的离子来说,核电 荷数越大,离子半径越小:Al 3+<Mg 2+<Na +<F -<O 2- Ca 2+<K +<Cl - <S 2- (2)p 轨道有2个未成对电子,有P 2和P 4。C:2S 22P 2 、Si:3S 23P 2、O :2S 22P 4、S :3S 23P 4 (3)(3S 23P 6 3d 10)第三周期内层电子全充满,Cu 和Zn (4)Cr :3d 54s 1, 6个未成对电子数,第四周期未成对电子数最多 (5)氟元素的非金属性最强,因此:①F 无正价②气态氢化物中最稳定的是HF 。 (6)最高价含氧酸酸性最强的是:高氯酸(HClO 4) (7)Al 元素:原子有三个电子层,简单离子在本周期中半径最小 (8)某元素的最高价氧化物对应的水化物能与其气态氢化物化合生成盐,则该元素是:氮

第二章分子结构与性质单元测试

第二章分子结构与性质单元测试 一、选择题(本题包括18小题,每小题4分,共72分,每小题有一个或两个选项符合题意, 选错不得分,如果有两个正确选项,选对一个得 2分) 1?有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是( ) C ?每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道形成n 键 D.两个碳原子形成两个 n 键 2?膦(PH 3)又称膦化氢,在常温下是一种无色、有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常 含有膦化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于 PH 3的叙述正确的是( ) A. PH 3分子中有未成键的孤对电子 B PH 3是非极性分子 C. PH 3是一种强氧化剂 D. PH 3分子的P — H 键是非极性键 3?实现下列变化时,需要克服相同类型作用力的是( ) A.水晶和干冰的熔化 B.食盐和醋酸钠的熔化 C.液溴和液汞的汽化 D.HCl 和NaCI 溶于水 4. 下列指定粒子的个数比为 2: 1的是( ) A.Be 2+中的质子数 B.I 2H 原子中的中子和质子 C.NaHCQ 晶体中的阳离子和阴离子 D.BaQ (过氧化钡)晶体中的阴离子和阳离子 5. 在有机物分子中,当碳原子连有 4个不同的原子或原子团时,这 种碳原子称为“手性碳原 子”,凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。例如下图表示的有机物中含有一 个手性碳原子,具有光学活性。当发生下列变化时,生成的有机物无光学活性的是( ) A.与新制的银铵溶液共热 B.与甲酸酯化 C.与金属钠发生置换反应 D.与 H 2加成 6. 关于氢键的下列说 法中正确的是( ) A.每个水分子内含有两个氢键 B.在水蒸气、水、冰中都含有氢键 C 分子间能形成氢键使物质的熔沸点升高 D.HF 的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键 7. 下列说法正确的是( ) A.n 键是由两个p 电子“头碰头”重叠形成的 B y 键是镜像对称,而 n 键是轴对称 C 乙烷分子中的键全是 y 键,而乙烯分子中含 y 键和n 键 D.H 2分子中含y 键,而C 2分子中还含有n 键 8. 在BrCH=CHBr 分子中,C — Br 键采用的成键轨道是( ) 2 2 3 A.sp —p B.sp — s C.sp — p D.sp — p 9. 下列物质的杂化方式不是 sp 3杂化的是( ) A.CO 2 B.CH C.NH 3 D.H 2O O O CHb — C —O -CH -C -H CH2OH

第二章 分子结构与性质

第二章分子结构与性质 教材分析 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 教学目标: 1.复习化学键的概念,能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2.知道共价键的主要类型δ键和π键。 3.说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 教学重点、难点: 价层电子对互斥模型 教学过程: [复习引入] NaCl、HCl的形成过程 [设问] 前面学习了电子云和轨道理论,对于HCl中H、Cl原子形成共价键时,电子云如何重叠?例:H2的形成 [讲解、小结] [板书] 1.δ键:(以“头碰头”重叠形式) a.特征:以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作,共价键的图形不变,轴对称图形。

b.种类:S-Sδ键 S-Pδ键 P-Pδ键 [过渡] P电子和P电子除能形成δ键外,还能形成π键 [板书] 2.π键 [讲解] a.特征:每个π键的电子云有两块组成,分别位于有两原子核构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面镜面,它们互为镜像,这种特征称为镜像对称。 3.δ键和π键比较 ①重叠方式 δ键:头碰头 π键:肩并肩 ②δ键比π键的强度较大 ②成键电子:δ键 S-S S-P P-P π键 P-P δ键成单键 π键成双键、叁键 4.共价键的特征 饱和性、方向性 [科学探究] 讲解 [小结] 生归纳本节重点,老师小结 [补充练习] 1.下列关于化学键的说法不正确的是() A.化学键是一种作用力

B.化学键可以是原子间作用力,也可以是离子间作用力 C.化学键存在于分子内部 D.化学键存在于分子之间 2.对δ键的认识不正确的是() A.δ键不属于共价键,是另一种化学键 B.S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同 C.分子中含有共价键,则至少含有一个δ键 D.含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同 3.下列物质中,属于共价化合物的是() A.I2 B.BaCl2 C.H2SO4 D.NaOH 4.下列化合物中,属于离子化合物的是() A.KNO3 B.BeCl C.KO2 D.H2O2 5.写出下列物质的电子式。 H2、N2、HCl、H2O 6.用电子式表示下列化合物的形成过程 HCl、NaBr、MgF2、Na2S、CO2 [答案] 1.D 2.A3.C4.AC5.略6.略 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第二课时 [教学目标]: 1.认识键能、键长、键角等键参数的概念 2.能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质 3.知道等电子原理,结合实例说明“等电子原理的应用” [教学难点、重点]: 键参数的概念,等电子原理 [教学过程]: [创设问题情境] N2与H2在常温下很难反应,必须在高温下才能发生反应,而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应,为什么? [学生讨论] [小结]引入键能的定义 [板书] 二、键参数 1.键能 ①概念:气态基态原子形成1mol化学键所释放出的最低能量。

(化学)高考化学试题真题分类汇编化学物质的分类及转化含解析

(化学)高考化学试题真题分类汇编化学物质的分类及转化含解析 一、高中化学物质的分类及转化 1.下列物质的转化在给定条件下不能实现的是( ) ①Na 2O 点燃???→ Na 2O 22CO ???→ Na 2CO 3 ②MgO HCl ??→ MgCl 2溶液电解????→ Mg ③Fe 2O 点燃???→Fe 2O 324H SO ???→ Fe 2(SO 4)3 ④SiO 2NaHO ???→Na 2SiO 3HCl ??→ H 2SiO 3 ⑤HCHO 2O ??→ HCOOH 3CH OH NaOH ???→ HCOOCH 3 A .①②③ B .②③④ C .②③⑤ D .①④⑤ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 ①2Na +O 2点燃 Na 2O 2,2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2,故可以实现转化; ②MgO +2HCl=MgCl 2+H 2O ,电解MgCl 2溶液,不能得到Mg ,故不能实现转化; ③Fe 在O 2中燃烧生成Fe 3O 4,故不能实现转化; ④SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O ,Na 2SiO 3+2HCl=2NaCl +H 2SiO 3↓,故可以实现转化; ⑤2HCHO +O 2Δ??→ 2HCOOH ,HCOOH 和CH 3OH 反应的条件是浓H 2SO 4并加热,条件错 误; 综上所述可知不能实现转化的是②③⑤,答案选C 。 2.将下列各组物质,按单质、氧化物、酸、碱、盐分类顺序排列正确的是( ) A .银、二氧化硫、硫酸、纯碱、食盐 B .碘酒、冰、硫酸氢钠、烧碱、碳酸钙 C .氢气、干冰、硝酸、烧碱、硝酸钾 D .铜、氧化铜、醋酸、石灰水、碳酸氢钠 【答案】C 【解析】 【详解】 A .纯碱是碳酸钠,是盐不是碱;食盐主要成分是氯化钠,还含KIO 3等,故不是盐,是混合物,故A 错误; B .碘酒是碘的酒精溶液,是混合物;硫酸氢钠是酸式盐,不是酸,故B 错误; C .氢气是单质;干冰即二氧化碳,是氧化物;硝酸是酸;烧碱即NaOH ,是碱;硝酸钾是盐,故C 正确; D .石灰水是Ca(OH)2的水溶液,是混合物,不是碱,故D 错误;

高考化学物质结构与性质(选考)

物质结构与性质(选考) 1.(2017·福建省莆田第一中学高三考前模拟)Fe 、HCN 与K 2CO 3在一定条件下发生如下反应: Fe +6HCN +2K 2CO 3===K 4Fe(CN)6+H 2↑+2CO 2↑+2H 2O , 回答下列问题: (1)此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由小到大的顺序为________。 (2)配合物K 4Fe(CN)6的中心离子是________,该离子价电子的基态电子排布图为________。 (3)1 mol HCN 分子中含有σ键的数目为________,HCN 分子中碳原子轨道杂化类型是________,与CN - 互为等电子体的阴离子是________。 (4)K 2CO 3中阴离子的空间构型为________,其中碳原子的价层电子对数为________。 (5)冰的晶体结构模型如图,它的晶胞与金刚石相似,水分子之间以氢键相连接,在一个晶胞中有________个氢键,若氢键键长为d nm ,则晶体密度(g·cm -3)计算式为________(用N A 表示阿伏加德罗常数的值)。 答案 (1)C

负性越大,则电负性由小到大的顺序为C

【练习】选修3物质结构与性质部分全国高考题(含答案)

化学—选修3:物质结构与性质 1.【13新课标Ⅰ】 硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题: (1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。 (2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。 (3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。 (4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,,该反应的化学方程式为。 (5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实: ①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 ②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 (6)在硅酸盐中,四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中Si原子的杂化形式为。Si与O的

原子数之比为化学式为 2.【14新课标Ⅰ】 早期发现的一种天然二十面准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题: (1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态Fe原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为: 可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为。(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸,而自身还原成氧化亚铜,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为;1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是:。氧化亚铜为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有个铜原子。 (4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为 ,列式表示铝单质的密度 g·cm-3(不必计算出结果)。

(完整版)人教版高中化学选修3第二章《分子结构与性质》单元测试题(解析版).docx

第二章《分子结构与性质》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列叙述正确的是() 32- 中硫原子的杂化方式为sp 2 B 2 2 分子中含有 3个σ键和 2 个π键 A. SO.C H C. H2O分子中氧原子的杂化方式为sp2D. BF3分子空间构型呈三角锥形 2.氯的含氧酸根离子有ClO ---- 等,关于它们的说法不正确的是、 ClO 2、 ClO 3、 ClO 4 () A. ClO4-是 sp3 杂化B. ClO3-的空间构型为三角锥形 C. ClO2-的空间构型为直线形D. ClO-中 Cl 显 +1价 3.下列描述中正确的是() 2 V 形的极性分子 A. CS 为空间构型为 B.双原子或多原子形成的气体单质中,一定有σ 键,可能有π 键 C.氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子 2﹣3 杂化 D. HCN、SiF 4和 SO3的中心原子均为 sp 4.水是生命之源,下列关于水的说法正确的是() A.水是弱电解质B.可燃冰是可以燃烧的水 C.氢氧两种元素只能组成水D.0℃时冰的密度比液态水的密度大 5.电子数相等的微粒叫做等电子体,下列各组微粒属于等电子体是()A. CO和 CO2B. NO和 CO C . CH4和 NH3D. OH-和 S2- 6.下列分子或离子中, VSEPR模型为四面体且空间构型为V 形的是 A. H2S B . SO2 2-C . CO2 D . SO4 7.下列分子中只存在σ键的是 () A. CO2B.CH4C.C2H4D.C2H2 8. HBr 气体的热分解温度比HI 热分解温度高的原因是() A. HBr 分子中的键长比HI 分子中的键长短,键能大 B. HBr 分子中的键长比HI 分子中的键长长,键能小 C. HBr 的相对分子质量比HI 的相对分子质量小 D. HBr 分子间作用力比HI 分子间作用力大 9.表述 1 正确,且能用表述 2 加以正确解释的选项是() 表述1表述2 A在水中,NaCl 的溶解度比I 2的溶解度大NaCl晶体中Cl ﹣与Na+间的作用力

2019_2020学年高中化学专题分子构型与物质的性质第2课时价层电子对互斥理论等电子原理教案苏教版

第2课时 价层电子对互斥理论 等电子原理 [核心素养发展目标] 1.了解价层电子对互斥理论,通过对价层电子对互斥模型的探究,建立判断分子空间构型的思维模型。2.了解等电子体的概念及判断方法,能用等电子原理解释物质的结构和某些性质。 一、价层电子对互斥模型 1.价层电子对互斥模型的基本内容 分子中的价电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用,而趋向于尽可能彼此远离以减小斥力,分子尽可能采取对称的空间构型。 (1)当中心原子的价电子全部参与成键时,为使价电子斥力最小,就要求尽可能采取对称结构。 (2)当中心原子的价电子部分参与成键时,未参与成键的孤电子对与成键电子对之间及孤电子对之间、成键电子对之间的斥力不同,从而影响分子的空间构型。 (3)电子对之间的夹角越大,相互之间的斥力越小。 2.价电子对的计算 (1)AB m 型分子中心原子价层电子对数目的计算方法 AB m 型分子(A 是中心原子,B 是配位原子)中价层电子对数n 的计算: n = 中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m 2 (2)在计算中心原子的价层电子对数时应注意如下规定 ①作为配位原子,卤素原子和H 原子提供1个电子,氧族元素的原子不提供电子; ②作为中心原子,卤素原子按提供7个电子计算,氧族元素的原子按提供6个电子计算; ③对于复杂离子,在计算价层电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。如PO 3- 4中P 原子价层电子数应加上3,而NH + 4中N 原子的价层电子数应减去1; ④计算电子对数时,若剩余1个电子,即出现奇数电子,也把这个单电子当作1对电子处理; ⑤双键、叁键等多重键作为1对电子看待。 3.价层电子对互斥模型与分子的几何构型 (1)中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的几何构型如下表所示(由中心原子周围的原子数m 来预测):

2018年高考化学真题分类汇编专题18 物质结构与性质(选修)

1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题: (1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为____ _、_____(填标号)。 A.B. C.D. (2)Li+与H?具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H?),原因是______。 (3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是__ ____、中心原子的杂化形式为______。LiAlH4中,存在_____(填标号 )。 A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 (4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born? Haber循环计算得到。 可知,Li原子的第一电离能为________J·mol? 1,O=O键键能为______J·mol?1,Li2O晶格能为______J·mol?1。

(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为______g·cm? 3(列出计算式)。 【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体sp3AB5204982908 【解析】分析:(1)根据处于基态时能量低,处于激发态时能量高判断; (2)根据原子核对最外层电子的吸引力判断; (3)根据价层电子对互斥理论分析;根据物质的组成微粒判断化学键; (4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,据此计算;根据氧气转化为氧原子时的能量变 化计算键能;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,据此 解答; (5)根据晶胞中含有的离子个数,结合密度的定义计算。 点睛:本题考查核外电子排布,轨道杂化类型的判断,分子构型,电离能、晶格能,化学键类型,晶胞的计算等知识,保持了往年知识点比较分散的特点,立足课本进行适当拓展,但整体难度不大。难点仍然是晶胞的有关判断与计算,晶胞中原子的数目往往采用均摊法:①位于晶胞顶点的原子为8

【人教版】高中化学选修3知识点总结:第二章分子结构与性质(精华版)

第二章分子结构与性质 课标要求 1.了解共价键的主要类型键和键,能用键长、键能和键角等说明简单分子的某些性质 2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(s p、sp2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。 3.了解简单配合物的成键情况。 4.了解化学键合分子间作用力的区别。 5.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含氢键的物质。 要点精讲 一.共价键 1.共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对,其特征是具 有饱和性和方向性。 2.共价键的类型 ①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。 ②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。 σ键和π键,前者的电子云具有轴对称性,后者的电子云 ③按原子轨道的重叠方式分为 具有镜像对称性。 3.键参数 ①键能:气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量,键能越大,化学键越稳定。 ②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短,共价键越稳定。 ③键角:在原子数超过 2 的分子中,两个共价键之间的夹角。 ④键参数对分子性质的影响 键长越短,键能越大,分子越稳定. 4.等电子原理[来源:学§科§网] 原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质相近。 二.分子的立体构型 1.分子构型与杂化轨道理论 杂化轨道的要点 当原子成键时,原子的价电子轨道相互混杂,形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。 杂化轨道数不同,轨道间的夹角不同,形成分子的空间形状不同。

2 分子构型与价层电子对互斥模型 价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型, 而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子。 (1) 当中心原子无孤对电子时,两者的构型一致; (2) 当中心原子有孤对电子时,两者的构型不一致。 3.配位化合物 (1)配位键与极性键、非极性键的比较

高中化学 4.1《分子构型与物质的性质》教案苏教版选修3

第一单元分子构型与物质的性质 第一课时分子的空间构型 【学习目标】 1.理解杂化轨道理论的主要内容,掌握三种主要的杂化轨道类型; 2.学会用杂化轨道原理解释常见分子的成键情况与空间构型; 3.掌握价层电子对互斥理论,知道确定分子空间构型的简易方法; 4.了解等电子原理及其应用。 【学习重点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子空间构型的简易方法、等电子原理【学习难点】杂化轨道理论、价层电子对互斥理论 【学习方法】讲解法、归纳法 【教学过程】 〖你知道吗〗 1.O原子与H原子结合形成的分子为什么是H2O,而不是H3O或H4O? 2.C原子与H原子结合形成的分子为什么是CH4,而不是CH2?CH4分子为什么具有正四面体结构? 3.为什么H2O分子是“V”型.键角是10 4.5°,而不是“直线型”或键角是“90°”? 一、杂化轨道理论(1931年,美国化学家鲍林L.Pauling提出) 1. CH4—— sp3杂化 轨道排布式: 电子云示意图: (1)能量相近的原子轨道才能参与杂化; (2)杂化后的轨道一头大,一头小,电子云密度大的一端与成键原子的原子轨道沿键轴方向重叠,形成σ键;由于杂化后原子轨道重叠更大,形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键稳定,所以C原子与H原子结合成稳定的CH4,而不是CH2。 (3)杂化轨道能量相同,成分相同,如:每个sp3杂化轨道占有个s轨道、个p轨

道; (4)杂化轨道总数等参与杂化的原子轨道数目之和,如个s轨道和个p轨道杂化成个sp3杂化轨道 (5)正四面体结构的分子或离子的中心原子,一般 ..采取sp3杂化轨道形式形成化学键,如CCl4、NH4+等,原子晶体金刚石、晶体硅、SiO2等中C和Si也采取sp3杂化形式,轨道间夹角为。 2. BF3—— sp2杂化型 用轨道排布式表示B原子采取sp2杂化轨道成键的形成过程: 电子云示意图: (1)每个sp2杂化轨道占有个s轨道、个p轨道; (2)sp2杂化轨道呈型,轨道间夹角为; (3)中心原子通过sp2杂化轨道成键的分子有、等。 〖思考、讨论〗 根据现代价键理论即“电子配对理论”,Be原子外围电子排布式为2s2,电子已配对不能形成共价键,但气态BeCl2分子却能稳定存在,为什么? 3. 气态BeCl2—— sp杂化型 用轨道排布式表示Be原子采取sp杂化轨道成键的形成过程: 电子云示意图: (1)每个sp杂化轨道占有个s轨道、个p轨道; (2)sp杂化轨道呈型,轨道间夹角为; (3)中心原子通过sp杂化轨道成键的分子有、等。 〖思考〗为何不能形成气态BeCl4分子?

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