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第二章 分子结构与性质
第11课时 章末复习
【学习目标】
1.掌握共价键的类型及键参数的综合应用。 2.掌握杂化轨道类型与分子的空间结构的综合应用。 3.掌握分子结构与物质的性质的综合应用。
【学习活动】
学习任务 方法与路径
目标一：掌握共价键的类型及键参数的综合应用。 任务：回顾共价键的类型及键参数相关知识内容，完成下列针对训练. 针对训练1.下列各项说法中不正确的是（　　） A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．N2分子中有一个σ键，2个π键 【答案】C 【解析】气体单质分子中，可能有σ键，如Cl2；也可能既有σ键又有π键，如N2；但也可能没有化学键，如稀有气体，故C不正确。 针对训练2．下表是一些键能数据(kJ·mol－1)，以下说法正确的是(　　) 共价键H—ClH—HH—FH—SC—ClC—IS—S键能432436565339330218255
A.由表格可得出结论：半径越小的原子形成的共价键往往越牢固(即键能越大) B．预测C—Br键的键能范围为218kJ·mol－1＜C—Br键能＜330kJ·mol－1 C．由键能数据可得HF比HCl熔、沸点更高 D．8H2(g)＋S8(g) 8H2S(g)　ΔH＝akJ·mol－1中，a＝－104(S8为八元环状分子) 【答案】B 【解析】由表中数据可知，原子半径F＞H，但键能：H—F＞H—H，所以不能得出半径越小的原子形成的共价键越牢固的结论，A错误；F、Cl、Br、I为同主族元素，由H—F、H—Cl、H—I的键能可以看出，同主族元素与相同原子结合形成共价键时，原子半径越小，共价键越强，Br的原子半径介于Cl与I之间，C—Br的键能介于C—Cl与C—I之间，即218kJ·mol－1～330kJ·mol－1之间，B正确；HF和HCl均为分子晶体，熔沸点与分子间作用力有关，与键能无关，HF分子间存在氢键，沸点较高，C错误；焓变＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，所以ΔH＝(8×436＋8×255) kJ·mol－1－ (2×8×339) kJ·mol－1＝104kJ·mol－1，即a＝104，D错误。 针对训练3.(1)键能是衡量共价键稳定性的参数之一。CH3OH键参数中有________种键能数据。 (2)NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为________。 【答案】(1)三　(2)NH3、PH3、AsH3 【解析】(1)能表征化学键性质的物理量称为键参数，CH3OH中含三种键能数据，分别为C—O、C—H、O—H。(2)同主族非金属元素由上向下电负性依次减小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种氢化物的键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3。 针对训练4.按要求完成下列各小题。 (1)LiAlH4中，存在________(填标号)。 A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 (2)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有________种。 (3)硝酸锰是制备Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________________。 (4)柠檬酸的结构简式如下图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为________mol。 【答案】(1)AB　(2)2　(3)离子键和π键(或π键)　(4)7 【解析】(1)Li＋和AlH之间存在离子键，AlH中存在4个σ键。(2)SO3分子中硫原子为sp2杂化故存在氧硫双键，因此其中共价键的类型有σ键和π键。(3)Mn(NO3)2是离子化合物，NO和Mn2＋之间形成离子键，硝酸根中氮原子与3个氧原子形成3个σ键，硝酸根中氮原子为sp2杂化，故存在氮氧双键，所以还存在π键。(4)1 mol C—O键就是1 mol σ键，1 mol C===O键包括1 mol σ键和1 mol π键。 针对训练5.(1)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)：n(π)＝________。 (2)1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。 (3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。R中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π)，则N中的大π键应表示为________。 【答案】(1)1∶2　(2)9NA　(3)5　π 【解析】(1)1个N2分子中含有1个σ键和2个π键。(2)单键全为σ键，1个双键中含有1个π键和1个σ键，故1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。(3)由题图可知，N呈五元环状结构，其含有5个σ键。N中每个N原子含3个未成对电子，分别与两个N原子形成2个σ键后，每个N原子余1个未成对电子，故5个N原子用6个电子形成大π键，可表示为π。 围绕目标一： 任务由学生回顾已学知识内，完成针对训练，教师讲解
目标二：掌握杂化轨道类型与分子的空间结构的综合应用。 任务：回顾杂化轨道类型与分子的空间结构相关知识内容，完成下列针对训练. 针对训练1.在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是（　　） A．碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键 B．碳原子的sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键 C．C—H键是C原子的sp2杂化轨道与H原子的1s轨道形成的σ键，碳原子之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．碳原子之间是sp2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 【答案】A 【解析】乙烯分子中的两个碳原子都是采取sp2杂化，C—H键是碳原子的杂化轨道与氢原子的s轨道形成的σ键，C===C键中一个是sp2杂化轨道形成的σ键，另一个是未杂化的2p轨道形成的π键。 针对训练2.推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是（　　） A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B．NH3分子的空间结构是三角锥形，则NCl3分子的空间结构也是三角锥形 C．H2O分子的键角是105°，则H2S分子的键角也是105° D．PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构 【答案】B 【解析】一个CO2分子中含有2个σ键且中心原子不含孤电子对，所以碳原子采取sp杂化而不是sp2杂化，A错误；NH3、NCl3中N原子都采取sp3杂化，有1对孤电子对，所以分子的空间结构都是三角锥形，B正确；S的电负性比O小，而且原子半径大，所以S—H键上的电子对偏向S并没有H2O中O—H键上的电子对偏向O那么严重，所以排斥力也相应比较小，键角也稍小，C错误；BF3分子中B元素化合价为＋3价，B原子最外层未达8电子结构，D错误。 针对训练3.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是（　　） 选项分子或离子中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构ASO2sp直线形直线形BHCHOsp2平面三角形三角锥形CNF3sp2四面体形平面三角形DNHsp3正四面体形正四面体形
【答案】D 【解析】SO2分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，含有一对孤电子对，分子的空间结构为V形，A错误；HCHO分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，B错误；NF3分子中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，含有一对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，C错误；NH的中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为正四面体形，没有孤电子对，离子的空间结构为正四面体形，D正确。 针对训练4.工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO＋4H2CH3CH2OH＋H2O；以CO、O2、NH3为原料，可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是(　　) A．H2O分子VSEPR模型为正四面体形 B．CH3CH2OH分子中亚甲基(—CH2—)上的C原子的杂化形式为sp3 C．在上述涉及的4种物质中，沸点从低到高的顺序为H2CH3CH2OH，所以物质的沸点CH3CH2OH目标三：掌握分子结构与物质的性质的综合应用。 任务：回顾分子结构与物质的性质相关知识内容，完成下列针对训练. 针对训练1.下列化合物中，含有3个手性碳原子的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】含有3个手性碳原子，A正确；含有1个手性碳原子，B错误；含有2个手性碳原子，C错误；含有1个手性碳原子，D错误。 针对训练2.下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是（　　） A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中 B．范德华力比氢键的作用力还要弱 C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D．范德华力与氢键的强弱都只与分子的相对分子质量有关 【答案】B 【解析】不是任何物质中都存在范德华力，如氯化钠为离子化合物，其中没有范德华力，只存在离子键，A错误；范德华力比氢键的作用力要弱，B正确；由分子构成且存在氢键的物质，物质的物理性质由范德华力与氢键共同决定，C错误；范德华力的强弱与分子的相对分子质量的大小有关，氢键的强弱还与原子电负性的大小和半径大小有关，D错误。 针对训练3.(1)CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是____________________。 (2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。 (3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________。乙烷(C2H6)的熔点比NH3BH3________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在________作用，也称“双氢键”。 【答案】(1)水与醇彼此间可以形成氢键，根据相似相溶的原则，甲醇可与水以任意比例混溶 (2)NH3、AsH3、PH3 (3)N＞H＞B、低、Hδ＋与Hδ－的静电引力 【解析】(1)水与甲醇彼此间可以形成氢键，根据相似相溶的原则，二者均为极性分子，甲醇可与水以任意比例混溶。(2)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；但NH3分子间可形成氢键，使熔沸点升高，所以三种物质的熔沸点由高到低的顺序为：NH3、AsH3、PH3。(3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H；与B原子相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B，因此3种元素电负性由大到小的顺序为N＞H＞B。由于NH3BH3分子属于极性分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在Hδ＋与Hδ－的静电引力。 针对训练4.(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________，其沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是_________________________________________________。 (2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_____________________________ (3)抗坏血酸分子结构如图所示： 推测抗坏血酸在水中的溶解性________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2―→CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________________，原因是________________________________________。 【答案】(1)三角锥形　低　NH3分子间存在氢键 (2)苯胺分子之间存在氢键 (3)易溶于水 (4)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中的氢键比CH3OH的多；CO2与H2均为非极性分子，CO2的相对分子质量较大，范德华力较大 【解析】(1)AsH3的中心原子As的价层电子对数为3＋(5－3×1)＝4，其中孤电子数为1，故其主体构型为三角锥形。因NH3分子间能形成氢键，故其沸点：NH3>AsH3。(2)苯胺分子中有—NH2，苯胺分子间能形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，故苯胺的熔、沸点高于甲苯。(3)1个抗坏血酸分子中含4个羟基(—OH)，可以与H2O形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水。(4)水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据4种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇中的多，则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于非极性分子，由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气的，所以二氧化碳的沸点高于H2的沸点。 围绕目标三： 任务由学生回顾已学知识内，完成针对训练，教师讲解
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图 让学生独立自主的绘制本课时的思维导图之后教师再展示思维导图给学生做对比，根据课堂时间情况可课堂完成或课后完成上交老师批阅。
2新授课
第二章 分子结构与性质
第11 12课时 章末复习
【学习目标】
1.掌握共价键的类型及键参数的综合应用。 2.掌握杂化轨道类型与分子的空间结构的综合应用。 3.掌握分子结构与物质的性质的综合应用。
【学习活动】
学习任务
目标一：掌握共价键的类型及键参数的综合应用。 任务：回顾共价键的类型及键参数相关知识内容，完成下列针对训练. 针对训练1.下列各项说法中不正确的是（　　） A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．N2分子中有一个σ键，2个π键 针对训练2．下表是一些键能数据(kJ·mol－1)，以下说法正确的是(　　) 共价键H—ClH—HH—FH—SC—ClC—IS—S键能432436565339330218255
A.由表格可得出结论：半径越小的原子形成的共价键往往越牢固(即键能越大) B．预测C—Br键的键能范围为218kJ·mol－1＜C—Br键能＜330kJ·mol－1 C．由键能数据可得HF比HCl熔、沸点更高 D．8H2(g)＋S8(g) 8H2S(g)　ΔH＝akJ·mol－1中，a＝－104(S8为八元环状分子) 针对训练3.(1)键能是衡量共价键稳定性的参数之一。CH3OH键参数中有________种键能数据。 (2)NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为________。 针对训练4.按要求完成下列各小题。 (1)LiAlH4中，存在________(填标号)。 A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 (2)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有________种。 (3)硝酸锰是制备Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________________。 (4)柠檬酸的结构简式如下图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为________mol。 针对训练5.(1)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)：n(π)＝________。 (2)1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。 (3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。R中阴离子N中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π)，则N中的大π键应表示为________。
目标二：掌握杂化轨道类型与分子的空间结构的综合应用。 任务：回顾杂化轨道类型与分子的空间结构相关知识内容，完成下列针对训练. 针对训练1.在乙烯分子中有5个σ键、1个π键，它们分别是（　　） A．碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键 B．碳原子的sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键 C．C—H键是C原子的sp2杂化轨道与H原子的1s轨道形成的σ键，碳原子之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．碳原子之间是sp2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 针对训练2.推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是（　　） A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B．NH3分子的空间结构是三角锥形，则NCl3分子的空间结构也是三角锥形 C．H2O分子的键角是105°，则H2S分子的键角也是105° D．PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构 针对训练3.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是（　　） 选项分子或离子中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构ASO2sp直线形直线形BHCHOsp2平面三角形三角锥形CNF3sp2四面体形平面三角形DNHsp3正四面体形正四面体形
针对训练4.工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO＋4H2CH3CH2OH＋H2O；以CO、O2、NH3为原料，可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是(　　) A．H2O分子VSEPR模型为正四面体形 B．CH3CH2OH分子中亚甲基(—CH2—)上的C原子的杂化形式为sp3 C．在上述涉及的4种物质中，沸点从低到高的顺序为H2目标三：掌握分子结构与物质的性质的综合应用。 任务：回顾分子结构与物质的性质相关知识内容，完成下列针对训练. 针对训练1.下列化合物中，含有3个手性碳原子的是（　　） A． B． C． D． 针对训练2.下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是（　　） A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中 B．范德华力比氢键的作用力还要弱 C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D．范德华力与氢键的强弱都只与分子的相对分子质量有关 针对训练3.(1)CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是____________________。 (2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。 (3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________。乙烷(C2H6)的熔点比NH3BH3________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在________作用，也称“双氢键”。 针对训练4.(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________，其沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是_________________________________________________。 (2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是_____________________________ (3)抗坏血酸分子结构如图所示： 推测抗坏血酸在水中的溶解性________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2―→CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________________，原因是________________________________________。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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