资源简介

一、主干知识——在微点判断中澄清
1.判断下列有关共价键叙述的正误
(1)双原子单质分子中一定既有σ键又有π键 (　　)
(2)两原子间π键电子数越多,键长越短 (　　)
(3)共价键都具有方向性和饱和性 (　　)
(4)PCl3和PCl5中P—Cl的键长不同 (　　)
(5)两碳原子间键能越大,共价键一定越牢固 (　　)
(6)单质分子原子间都是非极性共价键 (　　)
(7)未杂化的p轨道电子形成π键 (　　)
(8)7.8 g Na2O2含有的共用电子对数为0.2NA (　　)
(9)σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成;σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转 (　　)
(10)CH2CH—CN中σ键与π键的个数比为2∶1 (　　)
(11)分子中只有极性键 (　　)
(12)键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6 (　　)
2.判断下列有关分子空间结构叙述的正误
(1)三原子分子的空间结构都是V形 (　　)
(2)四面体结构的微粒键角都是109°28' (　　)
(3)三角锥形的分子键角都是107° (　　)
(4)若中心原子价层电子全部参与成键时,则VSEPR模型与其空间结构一致 (　　)
(5)杂化轨道的作用是形成σ键和容纳孤电子对 (　　)
(6)多原子单中心分子,中心原子周围电子云密度越大,键角越大 (　　)
(7)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对 (　　)
(8)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道 (　　)
(9)所有的烷烃中碳原子均采取sp3杂化 (　　)
(10)六氟化硫分子的空间结构呈正八面体形,其中心原子的价层电子对数为4 (　　)
(11)只要分子的空间结构为平面三角形,中心原子均为sp2杂化 (　　)
(12)为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对 (　　)
3.判断下列有关分子性质叙述的正误
(1)HF、HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高 (　　)
(2)NH3极易溶于水与氢键有关 (　　)
(3)手性异构体中含有手性碳原子 (　　)
(4)范德华力与氢键可同时存在于分子之间 (　　)
(5)范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键 (　　)
(6)CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 (　　)
(7)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关 (　　)
(8)H2O2分子间存在氢键 (　　)
(9)由于分子间作用力逐渐增加,甲烷、乙烷、丙烷的沸点逐渐升高 (　　)
(10)醇的熔、沸点高于相应烃的熔、沸点,是因醇分子间形成氢键 (　　)
(11)分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外,对物质的溶解、电离等也都有影响 (　　)
二、综合思维——在知识融会中贯通
(一)共价键
特征 具有方向性和饱和性
成键 方式 σ键 电子云呈轴对称,如s s σ键、s p σ键、p p σ键
π键 电子云分布的界面通过键轴的一个平面对称,如p p π键
规律 共价单键 σ键
共价双键 1个σ键,1个π键
共价三键 1个σ键,2个π键
键 参数 键能 键能越大,共价键越牢固
键长 键长越短,共价键越牢固
键角 描述分子空间结构的重要参数
类型 极性键 A—B
非极性键 A—A
　　[综合训练]
1.下列关于化学键的说法正确的是 (　　)
A.s s σ键与s p σ键的电子云对称性不同
B.物质只有发生化学变化时才会有化学键的断裂
C.成键的原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固
D.非金属元素之间形成的化合物中只含有共价键
2.下列说法中正确的是 (　　)
A.分子中键能越大,键角越大,则分子越稳定
B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子可能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
D.O—H的键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为926 kJ
3.已知:CH3COOH+Cl2CH2ClCOOH+HCl。下列有关说法错误的是 (　　)
A.CH3COOH分子中只有σ键
B.Cl—Cl比I—I的键长短、键能大
C.CH2ClCOOH比CH3COOH酸性强
D.CH2ClCOOH比CH2ICOOH酸性强
4.(2024·江苏卷)反应PbS+4H2O2PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是 (　　)
A.S2-的结构示意图为
B.H2O2中既含离子键又含共价键
C.S中S元素的化合价为+6
D.H2O的空间构型为直线形
(二)分子的空间结构
理论 价层电子对互斥模型
杂化轨道理论
分子的 空间 结构 sp杂化 直线形
sp2杂化 平面三角形或V形
sp3杂化 正四面体形、V形、三角锥形
　　[综合训练]
5.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 (　　)
A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
6.(2024·江苏盐城高二期中)醋酸亚铜氨溶液常在工业上用于吸收CO,该反应的化学方程式为CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2CO(aq),下列有关说法正确的是 (　　)
A.基态O的电子排布式为
B.醋酸亚铜氨中C原子的杂化类型:sp2、sp3
C.NH3分子的VSEPR模型为平面三角形
D.用电子式表示H2O形成的过程:
7.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 (　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
8.下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期,X的电负性大于Z,工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素,E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同,W3-与E-的电子结构相同。下列说法错误的是 (　　)
A.分子中W、Y的杂化轨道类型不相同
B.第一电离能:W>E>X
C.X的氢化物XH3的VSEPR模型为四面体形
D.简单离子半径:W>E>Y
(三)分子结构与物质的性质
分子的 极性 决定因素
判断及应用
分子间的 作用力 范德华力
氢键
分子的 手性 手性碳原子
手性异构体
手性分子
　　[综合训练]
9.下列对分子性质的解释中,不正确的是 (　　)
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点随相对分子质量增大而升高
B.乳酸()分子中含有2个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释
10.超氧化钾(KO2)可在潜水艇中作制氧剂,原理为4KO2+2CO22K2CO3+3O2。下列说法正确的是 (　　)
A.KO2中只含有离子键
B.CO2为极性分子
C.C中所有原子共平面
D.生成1 mol O2上述反应转移3 mol e-
11.物质的结构决定其性质。下列实例与解释相符的是 (　　)
选项 实例 解释
A 酸性:CF3COOHB 分子的极性:BF3C 热稳定性:H2O>H2S H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键
D NH3比PH3易液化 NH3分子间能形成氢键
12.科学研究发现新型含碳化合物COS和C3O2,它们的结构类似CO2,均为直线形分子。下列结论中错误的是 (　　)
A.COS和CO2分子中碳原子的杂化方式均为sp
B.CO2是非极性分子,COS和C3O2也是非极性分子
C.COS、C3O2分子全部由双键构成
D.COS、C3O2分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构
三、迁移应用——在课题活动中践行
课题活动　从分子结构视角认识生活中的物质
　　化学是自然科学的重要组成部分,其特征是从微观层次认识物质,在不同层面创造物质。化学的魅力是在自然界的基础上,创造一个全新的世界。
探究目标(一)　甲醇等典型物质的结构与性质
　　甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。用来制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品,如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等原料。甲醇中掺入汽油作替代燃料使用。
1.甲醇被氧化生成甲醛(HCHO),甲醇也可以生成乙酸甲酯(CH3COOCH3)。乙酸甲酯分子中σ键和π键的个数之比是多少 甲醇、甲醛中碳原子的杂化方式是哪种杂化类型
2.请比较甲醇分子内O—C—H的键角与甲醛分子内O—C—H的键角的大小。
3.在一定条件下,甲醇(沸点64.7 ℃)转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3,沸点57.1 ℃)。甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离,工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水,为什么
4.已知[Zn(CN)4]2-与甲醛在水溶液中发生反应可生成一种新物质HOCH2CN,判断HOCH2CN中碳原子的杂化方式
探究目标(二)　分子结构中的对称美
　　许多物质形状与结构对称统一于一体,如金刚石晶体(外形为正八面体,结构为正四面体),石英晶体(外形为两端对称的六角棱柱体,结构为四面体)。它们都反映了物质内部多种(个)原子之间有序的结合,多种(个)原子在变化中趋于统一,在参差中趋于整齐,在“反复”中透着秩序,显示着节奏,尽显出化学中的对称美。生物分子都有手性,即分子形式的右撇子和左撇子(或左旋、右旋)。
1.八角茴香属于草本植物,是我国民间常用作烹调的香料。医学研究成果显示,从八角茴香中可以提取到莽草酸,莽草酸有抗炎、镇痛作用,是合成某些抗癌药物的中间体。莽草酸的分子结构模型如图所示(分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中有几个手性碳原子
2.氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)俗称甘氨酸,可用作调味剂、甜味剂,与DL 丙氨酸、枸橼酸等配合使用于含醇饮料中;合成清酒和精良饲料时用作酸味矫正剂、缓冲剂;在腌制咸菜、甜酱、酱油、醋和果汁时用作添加剂,以改善食品风味、味道、保持原味、提供甜味源等;氨基乙酸物质分子是不是手性分子
[素养训练]
1.(2024·广东佛山高二下阶段练习)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式如图,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为　　　　。
(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为　　　　　　。
(3)查文献可知,可用2 氯 4 氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲,其反应方程式如图:
反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂　　　个σ键,断裂　　　　个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因为　 。
②NH3分子的空间结构是　　　　　　　,H2O中心原子的杂化类型是　　　。
2.(1)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。试回答下列问题:
①基态Cu原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　。
②从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)　　　　(填“>”“<”或“=”) I1(Cu)。
(2)石墨烯(结构如图甲所示)是一种由单层碳原子构成的具有平面结构的新型碳材料,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(结构如图乙所示)。
氧化石墨烯中2号C原子的杂化方式是　　　　,该C原子与相邻C原子形成的键角　　　　　(填“>”“<”或“=”)石墨烯中1号C与相邻C形成的键角。
单元整体教学设计与阶段验收评价
一、主干知识——在微点判断中澄清 　
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√
(8)×　(9)√　(10)√　(11)×　(12)√
2.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)√
(8)×　(9)√　(10)×　(11)√　(12)×
3.(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√
(8)√　(9)√　(10)√　(11)√
二、综合思维——在知识融会中贯通 　
1.选C　s s σ键与s p σ键的电子云都是轴对称,对称性相同,A错误;有的物质溶于水或加热熔融时也会有化学键的断裂,例如氯化钠溶于水形成自由移动的阴阳离子,B错误;成键的原子间原子轨道重叠越多,成键原子的距离越小,共价键越牢固,C正确;NH4Cl中不仅含有共价键,还有离子键,D错误。
2.选A　分子中键能越大,键角越大,分子越稳定,故A项正确;元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族都是典型的活泼金属和活泼非金属元素,它们形成的化学键都是离子键,故B项错误;水分子的空间结构是V形,键角是105°,故C项错误;O—H的键能为462.8 kJ·mol-1,18 g水即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时吸收的能量为926 kJ,但原子在重新形成氢气氧气时又放出能量,因此消耗能量小于926 kJ,故D项错误。
3.选A　CH3COOH中碳氧双键中含有π键,A错误;原子半径:ClI,对O—H的共用电子对具有更强的吸引作用,导致O—H更易电离,故而酸性增加,即CH2ClCOOH的酸性比CH2ICOOH强,D正确。
4.选C　S2-的最外层电子数为8,其结构示意图为,A错误;H2O2中只含有共价键,B错误;S中O为-2价,S为+6价,C正确;H2O为V形分子,D错误。
5.选A　中心原子含有孤电子对的分子,其空间结构与VSEPR模型不同,A错误。
6.选B　O为8号元素,基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,故A错误;醋酸亚铜氨中的饱和C原子采用sp3杂化,连碳氧双键的C原子采用sp2杂化,故B正确;NH3中N原子的价层电子对数为3+=4,VSEPR模型为四面体,故C错误;H2O为共价化合物,故用电子式表示H2O的形成过程为,故D错误。
7.选A　CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4,故CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体,A正确;S的中心原子S的价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,故S的空间构型为三角锥形,B错误;CF4的结构与甲烷相似,正负电荷中心重合,为非极性分子,SF4中S的价层电子对数为4+=5,含有1个孤电子对,SF4的结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,C错误;XeF2、XeO2中Xe的孤电子对数不同,F、O的电负性不同,故成键电子对间的排斥力不同,键角不相等,D错误。
8.选B　此题可以从成键数出发进行推断,W、X、Y和Z均能与其他原子共用3个电子对,则它们均为第ⅤA族元素;工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质,则Y是N;E是短周期元素,且W3-与E-的电子结构相同,则W是P,E是Cl;X的电负性大于Z,则X为As、Z为Sb。W为P,P的价层电子对数为3,采用sp2杂化,Y为N,N的价层电子对数为4,采用sp3杂化,故A正确。第一电离能:Cl>P>As,即E>W>X,故B错误。X是As,AsH3中As的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,故C正确。简单离子半径:r(P3-)>r(Cl-)>r(N3-),即W>E>Y,故D正确。
9.选B　F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子,熔点随相对分子质量增大而升高,故A正确;中间碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和羟基,是手性碳原子,只有1个,故B错误;碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子,水为极性分子,分子极性相似的分子易溶,故C正确;氨气分子和水分子之间能形成氢键,所以氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛分子内存在氢键,而对羟基苯甲醛分子间存在氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D正确。
10.选C　超氧化钾是含有离子键和非极性键的离子化合物,故A错误;二氧化碳的空间结构是直线形,属于非极性分子,故B错误;碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,离子的空间结构为平面三角形,所以离子中所有原子共平面,故C正确;由方程式可知,反应生成3 mol O2时,转移3 mol电子,则反应生成1 mol O2时,转移1 mol电子,故D错误。
11.选D　F的电负性强于Cl,C—F的极性强于C—Cl,从而导致CF3COOH中羧基上的羟基更易电离出氢离子,与相对分子质量无关,A错误;BF3中B为sp2杂化,空间结构为平面三角形,为非极性分子,NF3中N为sp3杂化,空间结构为三角锥形,为极性分子,分子的极性:BF3H2S,C错误;含有分子间氢键的氢化物沸点高,易液化,NH3分子间存在氢键,PH3分子间不存在氢键,所以氨气易液化,D正确。
12.选B　COS的结构式为SCO,CO2的结构式为OCO,C的价层电子对数为2且无孤电子对,杂化方式均为sp杂化,故A正确;CO2正负电荷中心重合,为非极性分子,COS的结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,C3O2的结构式为OCCCO,正负电荷中心重合,为非极性分子,故B错误;两种分子全部由双键构成,故C正确;碳原子和氧原子最外层均满足8电子稳定结构,故D正确。
三、迁移应用——在课题活动中践行 　
探究目标(一)
1.提示:10∶1　sp3杂化、sp2杂化。甲醇中碳原子是饱和碳原子,是sp3杂化,甲醛中碳原子是sp2杂化。
2.提示:甲醇中碳原子的杂化方式为sp3杂化,空间结构为四面体形,分子内O—C—H的键角接近109°28',甲醛中碳原子杂化方式为sp2杂化,空间结构为平面三角形,分子内O—C—H的键角接近120°,甲醇分子内O—C—H的键角小于甲醛分子内O—C—H的键角。
3.提示:乙酸甲酯不易与水形成氢键,而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高,使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出。
4.提示:HOCH2CN中与羟基(—OH)相连的碳为饱和碳原子,价层电子对数是4,杂化轨道类型为sp3杂化,另外一碳原子与氮原子形成碳氮三键,三键含有1个σ键和2个π键,价层电子对数=2+0=2,所以碳原子杂化轨道类型为sp杂化。
探究目标(二)
1.提示:3。根据球棍模型写出其结构式为,连接羟基的碳原子是手性碳原子。
2.提示:分子中间的碳原子连有两个氢,不具有手性。
[素养训练]
1.解析:(1)氯原子2p轨道上有5个电子,存在1个未成对电子。(2)氯吡苯脲中单键N杂化轨道类型为sp3杂化,双键N杂化轨道类型为sp2杂化。(3)每生成1分子氯吡苯脲,需要断裂异氰酸苯酯中1个碳氮双键中的π键和2 氯 4 氨基吡啶中的N—H σ键,故每生成1 mol氯吡苯脲,断裂NA个σ键和NA个π键。(4)①H2O比NH3稳定的主要原因是O—H的键长比N—H短,键长越短键能越大。②NH3中N的杂化方式为sp3杂化,空间结构为三角锥形;H2O中O原子上有两个σ键和两个孤电子对,故为sp3杂化。
答案:(1)1　(2)sp2杂化和sp3杂化　(3)NA　 NA
(4)①O原子半径小于N原子,O与H原子形成的共价键键长小于N与H原子之间的共价键,O—H的键能大于N—H的,故H2O分子比NH3稳定　②三角锥形　sp3杂化
2.解析:(1)①基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故其价层电子排布式为3d104s1。②铁原子的价层电子排布式为3d64s2,4s2是全满状态,较稳定,所以铁原子不易失去1个电子,第一电离能较大,Cu原子失去1个电子后,价层电子排布式为3d10,为全充满状态,结构稳定,所以铜原子易失去1个电子,第一电离能较小,故I1(Fe)>I1(Cu)。(2)氧化石墨烯中2号C原子形成3个C—C和1个C—O,C原子采取sp3杂化,该C原子和与其相连的4个原子形成四面体,而石墨烯中的1号C原子形成3个C—C,图甲为平面结构,C原子采取sp2杂化,该C原子和与其相连的3个原子形成平面三角形,则氧化石墨烯中2号C原子与相邻C原子形成的键角<石墨烯中1号C原子与相邻C原子形成的键角。
答案:(1)①3d104s1　②>　(2)sp3杂化　<(共61张PPT)
单元整体教学设计与阶段验收评价
第二章
目录
一、主干知识
在微点判断中澄清
二、综合思维
在知识融会中贯通
三、迁移应用
在课题活动中践行
在微点判断中澄清
一、主干知识
1.判断下列有关共价键叙述的正误
(1)双原子单质分子中一定既有σ键又有π键( )
(2)两原子间π键电子数越多,键长越短( )
(3)共价键都具有方向性和饱和性( )
(4)PCl3和PCl5中P—Cl的键长不同( )
×
√
×
√
(5)两碳原子间键能越大,共价键一定越牢固( )
(6)单质分子原子间都是非极性共价键 ( )
(7)未杂化的p轨道电子形成π键( )
(8)7.8 g Na2O2含有的共用电子对数为0.2NA ( )
(9)σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成;σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转( )
×
×
√
×
√
(10)CH2 CH—CN中σ键与π键的个数比为2∶1( )
(11) 分子中只有极性键( )
(12)键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6( )
√
×
√
2.判断下列有关分子空间结构叙述的正误
(1)三原子分子的空间结构都是V形( )
(2)四面体结构的微粒键角都是109°28'( )
(3)三角锥形的分子键角都是107°( )
(4)若中心原子价层电子全部参与成键时,则VSEPR模型与其空间结构一致( )
×
×
×
√
(5)杂化轨道的作用是形成σ键和容纳孤电子对 ( )
(6)多原子单中心分子,中心原子周围电子云密度越大,键角越大( )
(7)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对( )
(8)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道( )
(9)所有的烷烃中碳原子均采取sp3杂化( )
√
√
√
×
√
(10)六氟化硫分子的空间结构呈正八面体形,其中心原子的价层电子对数为4( )
(11)只要分子的空间结构为平面三角形,中心原子均为sp2杂化( )
(12) 为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对( )
×
√
×
3.判断下列有关分子性质叙述的正误
(1)HF、HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高( )
(2)NH3极易溶于水与氢键有关( )
(3)手性异构体中含有手性碳原子( )
(4)范德华力与氢键可同时存在于分子之间( )
×
√
√
√
(5)范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键( )
(6)CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变( )
(7)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( )
(8)H2O2分子间存在氢键( )
×
×
√
√
(9)由于分子间作用力逐渐增加,甲烷、乙烷、丙烷的沸点逐渐升高 ( )
(10)醇的熔、沸点高于相应烃的熔、沸点,是因醇分子间形成氢键( )
(11)分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外,对物质的溶解、电离等也都有影响 ( )
√
√
√
二、综合思维
在知识融会中贯通
(一)共价键
特征 具有方向性和饱和性 成键 方式 σ键 电子云呈轴对称,如s s σ键、s p σ键、p p σ键
π键 电子云分布的界面通过键轴的一个平面对称,如p p π键
规律 共价单键 σ键
共价双键 1个σ键,1个π键
共价三键 1个σ键,2个π键
键参数 键能 键能越大,共价键越牢固
键长 键长越短,共价键越牢固
键角 描述分子空间结构的重要参数
类型 极性键 A—B
非极性键 A—A
续
表
[综合训练]
√
1.下列关于化学键的说法正确的是 (　　)
A.s s σ键与s p σ键的电子云对称性不同
B.物质只有发生化学变化时才会有化学键的断裂
C.成键的原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固
D.非金属元素之间形成的化合物中只含有共价键
解析:s s σ键与s p σ键的电子云都是轴对称,对称性相同,A错误;有的物质溶于水或加热熔融时也会有化学键的断裂,例如氯化钠溶于水形成自由移动的阴阳离子,B错误;成键的原子间原子轨道重叠越多,成键原子的距离越小,共价键越牢固,C正确;NH4Cl中不仅含有共价键,还有离子键,D错误。
√
2.下列说法中正确的是 (　　)
A.分子中键能越大,键角越大,则分子越稳定
B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子可能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
D.O—H的键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为926 kJ
解析:分子中键能越大,键角越大,分子越稳定,故A项正确;元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族都是典型的活泼金属和活泼非金属元素,它们形成的化学键都是离子键,故B项错误;水分子的空间结构是V形,键角是105°,故C项错误;O—H的键能为462.8 kJ·mol-1,18 g水即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时吸收的能量为926 kJ,但原子在重新形成氢气氧气时又放出能量,因此消耗能量小于926 kJ,故D项错误。
√
3.已知:CH3COOH+Cl2 CH2ClCOOH+HCl。下列有关说法错误的是(　　)
A.CH3COOH分子中只有σ键
B.Cl—Cl比I—I的键长短、键能大
C.CH2ClCOOH比CH3COOH酸性强
D.CH2ClCOOH比CH2ICOOH酸性强
解析:CH3COOH中碳氧双键中含有π键,A错误;原子半径:ClI,对O—H的共用电子对具有更强的吸引作用,导致O—H更易电离,故而酸性增加,即CH2ClCOOH的酸性比CH2ICOOH强,D正确。
4.(2024·江苏卷)反应PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是(　　)
A.S2-的结构示意图为
B.H2O2中既含离子键又含共价键
C.S中S元素的化合价为+6
D.H2O的空间构型为直线形
√
解析:S2-的最外层电子数为8,其结构示意图为 ,A错误;H2O2中只含有共价键,B错误;S中O为-2价,S为+6价,C正确;H2O为V形分子,D错误。
(二)分子的空间结构
理论 价层电子对互斥模型 杂化轨道理论 分子的 空间 结构 sp杂化 直线形
sp2杂化 平面三角形或V形
sp3杂化 正四面体形、V形、三角锥形
[综合训练]
√
5.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 (　　)
A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
解析:中心原子含有孤电子对的分子,其空间结构与VSEPR模型不同,A错误。
√
6.(2024·江苏盐城高二期中)醋酸亚铜氨溶液常在工业上用于吸收CO,该反应的化学方程式为CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g) CH3COOCu(NH3)2CO(aq),下列有关说法正确的是(　　)
A.基态O的电子排布式为
B.醋酸亚铜氨中C原子的杂化类型:sp2、sp3
C.NH3分子的VSEPR模型为平面三角形
D.用电子式表示H2O形成的过程:
解析:O为8号元素,基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,故A错误;醋酸亚铜氨中的饱和C原子采用sp3杂化,连碳氧双键的C原子采用sp2杂化,故B正确;NH3中N原子的价层电子对数为3+=4,VSEPR模型为四面体,故C错误;H2O为共价化合物,故用电子式表示H2O的形成过程为 ,故D错误。
√
7.(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 (　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
解析:CH4和H2O的中心原子的价层电子对数均为4,故CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体,A正确;S的中心原子S的价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,故S的空间构型为三角锥形,B错误;CF4的结构与甲烷相似,正负电荷中心重合,为非极性分子,SF4中S的价层电子对数为4+=5,含有1个孤电子对,SF4的结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,C错误;XeF2、XeO2中Xe的孤电子对数不同,F、O的电负性不同,故成键电子对间的排斥力不同,键角不相等,D错误。
√
8.下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期,X的电负性大于Z,工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素,E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同,W3-与E-的电子结构相同。下列说法错误的是 (　　)
A.分子中W、Y的杂化轨道类型不相同
B.第一电离能:W>E>X
C.X的氢化物XH3的VSEPR模型为四面体形
D.简单离子半径:W>E>Y
解析:此题可以从成键数出发进行推断,W、X、Y和Z均能与其他原子共用3个电子对,则它们均为第ⅤA族元素;工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质,则Y是N;E是短周期元素,且W3-与E-的电子结构相同,则W是P,E是Cl;X的电负性大于Z,则X为As、Z为Sb。W为P,P的价层电子对数为3,采用sp2杂化,Y为N,N的价层电子对数为4,采用sp3杂化,故A正确。第一电离能:Cl>P>As,即E>W>X,故B错误。X是As,AsH3中As的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,故C正确。简单离子半径:r(P3-)>r(Cl-)>r(N3-),即W>E>Y,故D正确。
(三)分子结构与物质的性质
分子的极性 决定因素
判断及应用
分子间的作用力 范德华力
氢键
分子的手性 手性碳原子
手性异构体
手性分子
√
[综合训练]
9.下列对分子性质的解释中,不正确的是 (　　)
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点随相对分子质量增大而升高
B.乳酸( )分子中含有2个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释
解析:F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子,熔点随相对分子质量增大而升高,故A正确; 中间碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和羟基,是手性碳原子,只有1个,故B错误;碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子,水为极性分子,分子极性相似的分子易溶,故C正确;氨气分子和水分子之间能形成氢键,所以氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛分子内存在氢键,而对羟基苯甲醛分子间存在氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D正确。
10.超氧化钾(KO2)可在潜水艇中作制氧剂,原理为4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2。下列说法正确的是 (　　)
A.KO2中只含有离子键
B.CO2为极性分子
C.C中所有原子共平面
D.生成1 mol O2上述反应转移3 mol e-
√
解析:超氧化钾是含有离子键和非极性键的离子化合物,故A错误;二氧化碳的空间结构是直线形,属于非极性分子,故B错误;碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,离子的空间结构为平面三角形,所以离子中所有原子共平面,故C正确;由方程式可知,反应生成3 mol O2时,转移3 mol电子,则反应生成1 mol O2时,转移1 mol电子,故D错误。
11.物质的结构决定其性质。下列实例与解释相符的是 (　　)
选项 实例 解释
A 酸性: CF3COOHB 分子的极性:BF3C 热稳定性:H2O>H2S H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键
D NH3比PH3易液化 NH3分子间能形成氢键
√
解析:F的电负性强于Cl,C—F的极性强于C—Cl,从而导致CF3COOH中羧基上的羟基更易电离出氢离子,与相对分子质量无关,A错误;BF3中B为sp2杂化,空间结构为平面三角形,为非极性分子,NF3中N为sp3杂化,空间结构为三角锥形,为极性分子,分子的极性:BF3H2S,C错误;含有分子间氢键的氢化物沸点高,易液化,NH3分子间存在氢键,PH3分子间不存在氢键,所以氨气易液化,D正确。
12.科学研究发现新型含碳化合物COS和C3O2,它们的结构类似CO2,均为直线形分子。下列结论中错误的是 (　　)
A.COS和CO2分子中碳原子的杂化方式均为sp
B.CO2是非极性分子,COS和C3O2也是非极性分子
C.COS、C3O2分子全部由双键构成
D.COS、C3O2分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构
√
解析: COS的结构式为S===C===O，CO2的结构式为O===C===O，C的价层电子对数为2且无孤电子对，杂化方式均为sp杂化，故A正确；CO2正负电荷中心重合，为非极性分子，COS的结构不对称，正负电荷中心不重合，为极性分子，C3O2的结构式为O===C===C===C===O，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B错误；两种分子全部由双键构成，故C正确；碳原子和氧原子最外层均满足8电子稳定结构，故D正确。
在课题活动中践行
三、迁移应用
课题活动　从分子结构视角认识生活中的物质
　　化学是自然科学的重要组成部分,其特征是从微观层次认识物质,在不同层面创造物质。化学的魅力是在自然界的基础上,创造一个全新的世界。
探究目标(一)　甲醇等典型物质的结构与性质
甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。用来制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品,如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等原料。甲醇中掺入汽油作替代燃料使用。
1.甲醇被氧化生成甲醛(HCHO),甲醇也可以生成乙酸甲酯(CH3COOCH3)。乙酸甲酯分子中σ键和π键的个数之比是多少 甲醇、甲醛中碳原子的杂化方式是哪种杂化类型
提示:10∶1　sp3杂化、sp2杂化。甲醇中碳原子是饱和碳原子,是sp3杂化,甲醛中碳原子是sp2杂化。
2.请比较甲醇分子内O—C—H的键角与甲醛分子内O—C—H的键角的大小。
提示:甲醇中碳原子的杂化方式为sp3杂化,空间结构为四面体形,分子内O—C—H的键角接近109°28',甲醛中碳原子杂化方式为sp2杂化,空间结构为平面三角形,分子内O—C—H的键角接近120°,甲醇分子内O—C—H的键角小于甲醛分子内O—C—H的键角。
3.在一定条件下,甲醇(沸点64.7 ℃)转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3,沸点57.1 ℃)。甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离,工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水,为什么
提示:乙酸甲酯不易与水形成氢键,而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高,使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出。
4.已知[Zn(CN)4]2-与甲醛在水溶液中发生反应可生成一种新物质HOCH2CN,判断HOCH2CN中碳原子的杂化方式
提示:HOCH2CN中与羟基(—OH)相连的碳为饱和碳原子,价层电子对数是4,杂化轨道类型为sp3杂化,另外一碳原子与氮原子形成碳氮三键,三键含有1个σ键和2个π键,价层电子对数=2+0=2,所以碳原子杂化轨道类型为sp杂化。
探究目标(二)　分子结构中的对称美
许多物质形状与结构对称统一于一体,如金刚石晶体(外形为正八面体,结构为正四面体),石英晶体(外形为两端对称的六角棱柱体,结构为四面体)。它们都反映了物质内部多种(个)原子之间有序的结合,多种(个)原子在变化中趋于统一,在参差中趋于整齐,在“反复”中透着秩序,显示着节奏,尽显出化学中的对称美。生物分子都有手性,即分子形式的右撇子和左撇子(或左旋、右旋)。
1.八角茴香属于草本植物,是我国民间常用作烹调的香料。医学研究成果显示,从八角茴香中可以提取到莽草酸,莽草酸有抗炎、镇痛作用,是合成某些抗癌药物的中间体。莽草酸的分子结构模型
如图所示(分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中有几个
手性碳原子
提示:3。根据球棍模型写出其结构式为 ,连接羟基的碳原子是手性碳原子。
2.氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)俗称甘氨酸,可用作调味剂、甜味剂,与DL 丙氨酸、枸橼酸等配合使用于含醇饮料中;合成清酒和精良饲料时用作酸味矫正剂、缓冲剂;在腌制咸菜、甜酱、酱油、醋和果汁时用作添加剂,以改善食品风味、味道、保持原味、提供甜味源等;氨基乙酸物质分子是不是手性分子
提示:分子中间的碳原子连有两个氢,不具有手性。
[素养训练]
1.(2024·广东佛山高二下阶段练习)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式如图,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为　　　　。
解析:氯原子2p轨道上有5个电子,存在1个未成对电子。
1
(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为　　　 　　　。
解析:氯吡苯脲中单键N杂化轨道类型为sp3杂化,双键N杂化轨道类型为sp2杂化。
sp2杂化和sp3杂化
(3)查文献可知,可用2 氯 4 氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲,其反应方程式如图:
反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂　　　个σ键,断裂_____　　　　个π键。
NA
NA
解析:每生成1分子氯吡苯脲,需要断裂异氰酸苯酯中1个碳氮双键中的π键和2 氯 4 氨基吡啶中的N—H σ键,故每生成1 mol氯吡苯脲,断裂NA个σ键和NA个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因为_______
____________________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　
。
②NH3分子的空间结构是　　　　　　,H2O中心原子的杂化类型是　 　　。
O原子
半径小于N原子,O与H原子形成的共价键键长小于N与H原子之间的
共价键,O—H的键能大于N—H的,故H2O分子比NH3稳定
三角锥形
sp3杂化
解析:①H2O比NH3稳定的主要原因是O—H的键长比N—H短,键长越短键能越大。②NH3中N的杂化方式为sp3杂化,空间结构为三角锥形;H2O中O原子上有两个σ键和两个孤电子对,故为sp3杂化。
2.(1)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。试回答下列问题:
①基态Cu原子的价层电子排布式为　　　　　。
解析:基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故其价层电子排布式为3d104s1。
3d104s1
②从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)　　　　___(填“>”“<”或“=”) I1(Cu)。
解析:铁原子的价层电子排布式为3d64s2,4s2是全满状态,较稳定,所以铁原子不易失去1个电子,第一电离能较大,Cu原子失去1个电子后,价层电子排布式为3d10,为全充满状态,结构稳定,所以铜原子易失去1个电子,第一电离能较小,故I1(Fe)>I1(Cu)。
>
(2)石墨烯(结构如图甲所示)是一种由单层碳原子构成的具有平面结构的新型碳材料,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(结构如图乙所示)。
氧化石墨烯中2号C原子的杂化方式是　　　　,该C原子与相邻C原子形成的键角　 (填“>”“<”或“=”)石墨烯中1号C与相邻C形成的键角。
sp3杂化
　<
解析:氧化石墨烯中2号C原子形成3个C—C和1个C—O,C原子采取sp3杂化,该C原子和与其相连的4个原子形成四面体,而石墨烯中的1号C原子形成3个C—C,图甲为平面结构,C原子采取sp2杂化,该C原子和与其相连的3个原子形成平面三角形,则氧化石墨烯中2号C原子与相邻C原子形成的键角<石墨烯中1号C原子与相邻C原子形成的键角。

展开更多......

收起↑