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文檔簡介
1、第2講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 建 構(gòu)1.了解共價鍵的形成、極性、類型和配位鍵的含義。2.能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。3.了解雜化軌道理論和價層電子對互斥理論,并能利用兩種理論推測簡單分子或離子的立體構(gòu)型。4.了解范德華力、氫鍵的含義,能列舉存在氫鍵的物質(zhì),并能解釋范德華力和氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。一、共價鍵1.本質(zhì)和特征共價鍵的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(電子云重疊),特征是具有飽和性和方向性。2.分類(1)根據(jù)原子軌道的重疊方式分為鍵和鍵。(2)根據(jù)共用電子對是否偏移分為極性鍵和非極性鍵。(3)根據(jù)原子間共用電子對的數(shù)目分為單鍵、雙鍵和三鍵。(4)根據(jù)共用電子
2、對的形成方式分為一般共價鍵和配位鍵。3.鍵參數(shù)(1)(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵參數(shù)與分子性質(zhì)鍵能越大,鍵長越短,分子越穩(wěn)定。4.等電子原理(1)原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子(或離子)互為等電子體。(2)等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)。【判一判】 判斷下列說法是否正確,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)在任何情況下鍵都比鍵強度大()(2)共價鍵的成鍵原子只能是非金屬原子()(3)鍵和鍵都可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn) ()(4)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()(5)SOeq oal(2,4)與CCl4互為等電子體()答案 (1)(2)(3)(4)(5)二、分子的立體結(jié)構(gòu)和配
3、位鍵1.價層電子對互斥理論(1)理論要點價層電子對在空間上彼此相距最遠時,排斥力最小,體系的能量最低。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)利用價層電子對互斥理論判斷分子或離子的立體結(jié)構(gòu)中心原子上的價層電子對數(shù)的計算其中:a是中心原子的價電子數(shù)(陽離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù)),b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù),x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)。示例分析電子對數(shù)鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)電子對立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實例220直線形直線形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O2.雜化軌道理論(1
4、)理論要點原子成鍵時價電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)目相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。(2)雜化軌道與分子的立體構(gòu)型雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角分子立體構(gòu)型實例sp2180直線形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928正四面體形CH43.配位鍵(1)孤電子對分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對。(2)配位鍵含義:成鍵原子一方提供孤電子對,另一方提供空軌道形成共價鍵。表示方法:常用“AB”來表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對的原子,如NHeq oal(,4)可表示為。形成條件a.配體有孤電子對,如H2O、NH3、CO、
5、F、Cl、CN等。b.中心原子有空軌道,如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。(3)配合物的組成以Cu(NH3)4SO4為例【判一判】 判斷下列說法是否正確,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)價層電子對互斥理論中,鍵的電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)()(2)價層電子對互斥理論中價電子的構(gòu)型就是分子的構(gòu)型()(3)NH3分子為三角錐形,N原子發(fā)生sp2雜化()(4)中心原子是sp雜化的,其分子構(gòu)型不一定為直線形()(5)分子或離子中,中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時,該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)()答案 (1)(2)(3)(4)(5)三、分子間作用力和分子性質(zhì)1.分子間作用力(1)概念:物質(zhì)分子之
6、間普遍存在的相互作用力。(2)分類:范德華力和氫鍵。(3)強弱:范德華力氫鍵化學(xué)鍵。(4)范德華力一般來說,組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大。范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強,物質(zhì)的熔點、沸點越高,硬度越大。(5)氫鍵形成:已經(jīng)與電負(fù)性很強的原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中電負(fù)性很強的原子之間的作用力。表示方法:AHB。特征:具有一定的方向性和飽和性。分類:氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。分子間氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點升高,對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2.分子的性質(zhì)(1)極性分子與非極性分子極性分子eq o(,sup7(結(jié)構(gòu)不對稱)
7、正負(fù)電荷中心不重合。非極性分子eq o(,sup7(結(jié)構(gòu)對稱)正負(fù)電荷中心重合。(2)物質(zhì)的溶解性“相似相溶”的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。隨著溶質(zhì)分子中憎水基個數(shù)的增多,溶質(zhì)在水中的溶解度減小。 3.分子的手性(1)手性異構(gòu):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鏡像,卻在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。(2)手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子。(3)手性碳原子:在有機物分子中,連有四個不同基團或原子的碳原子。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對于同一種元素的無機含氧酸來說,該元素的化合價越高,其含氧酸的酸性越強。
8、如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn,R相同時,n值越大,酸性越強。【判一判】 判斷下列說法是否正確,正確的打“”,錯誤的打“”。(1)以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子()(2)非極性分子中,一定含有非極性共價鍵()(3)乙醇分子和水分子間只存在范德華力()(4)H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵()(5)高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性()(6) 為手性分子()答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)考點一共價鍵類型的判斷和應(yīng)用題組一共價鍵的類別及判斷1.(2021四川自貢模擬)下列說法中不正確的是 ()A.鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的B.CH4中的
9、4個CH鍵都是H的1s軌道與C的sp3雜化軌道形成的ssp3 鍵C.C2H2分子中鍵與鍵個數(shù)比為11D.H3O、NHeq oal(,4) 、Cu(NH3)42均含有配位鍵答案C解析 兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的共價鍵為 鍵,故A正確;CH4中C原子采取sp3雜化,所以4個CH鍵都是H的1s軌道與C的sp3軌道形成的ssp3鍵,故B正確;C2H2分子中含有2個CH鍵和一個碳碳三鍵,則鍵與鍵個數(shù)比為32,故C錯誤;在物質(zhì)或離子中中心原子含有空軌道,和含有孤電子對的原子或離子能形成配位鍵,則H3O、NHeq oal(,4) 、Cu(NH3)42中O、N均含有孤電子對,而H和Cu2均含有空軌道
10、,則三者均含有配位鍵,故D正確。2.下列十種物質(zhì):CH4CH3CH2OHN2HClCO2CH3CH3C2H4C2H2H2O2HCHO請按要求回答下列問題(填寫編號):(1)只有鍵的有_,既有鍵又有鍵的有_。(2)只含有極性鍵的化合物有_,既含有極性鍵,又含有非極性鍵的化合物有_。(3)含有雙鍵的有_,含有三鍵的有_。答案(1)(2)(3)解析十種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式分別為。根據(jù)以下兩點判斷化學(xué)鍵類型:單鍵只有鍵,雙鍵中有1個鍵和1個鍵,三鍵中有1個鍵和2個鍵;同種元素原子之間形成的共價鍵是非極性鍵,不同種元素原子之間形成的共價鍵是極性鍵。鍵和鍵的分析與判斷鍵、鍵的判斷:單鍵只有一個鍵;雙鍵是一個鍵一個
11、鍵;三鍵是一個鍵兩個鍵。成鍵原子半徑越大,越難形成鍵,如Si等難形成雙鍵。鍵一般比鍵穩(wěn)定,但N2中鍵較穩(wěn)定。并不是所有的共價鍵都有方向性,如ss 鍵沒有方向性。原子形成共價鍵時優(yōu)先形成鍵。配位鍵也屬于鍵。題組二鍵參數(shù)及應(yīng)用3.下列說法中正確的是()A.分子的鍵長越長,鍵能越低,分子越穩(wěn)定B.元素周期表中的第A族(除H外)和第A族元素的原子間不能形成共價鍵C.水分子可表示為HOH,分子的鍵角為180D.HO鍵鍵能為462.8 kJmol1,即18 g H2O分解成H2和O2時,消耗能量為2462.8 kJ答案B4.已知幾種共價鍵的鍵能如下:化學(xué)鍵HNNNClClHCl鍵能/kJmol1390.8
12、946242.7431.8下列說法錯誤的是()A.鍵能:NNN=NNNB.H(g)Cl(g)=HCl(g)H431.8 kJmol1C.HN鍵能小于HCl鍵能,所以NH3的沸點高于HClD.2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)H463.9 kJmol1答案C解析A項,三鍵鍵長小于雙鍵鍵長小于單鍵鍵長,鍵長越短,鍵能越大,所以鍵能:NNN=NNN,正確;B項,H(g)Cl(g)=HCl(g)的焓變?yōu)镠Cl鍵能的相反數(shù),則H431.8 kJmol1,正確;C項,NH3的沸點高于HCl是由于NH3形成分子間氫鍵,而HCl不能,鍵能不是主要原因,錯誤;D項,根據(jù)HE(反應(yīng)物)E(生成
13、物),則2NH3(g)3Cl2(g)=N2(g)6HCl(g)H6E(NH)3E(ClCl)E(NN)6E(HCl)463.9 kJmol1,正確。題組三大鍵5.B3N3H6(無機苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似,也有大鍵。下列關(guān)于B3N3H6的說法錯誤的是 ()A.其熔點主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能B.形成大鍵的電子全部由N提供C.分子中B和N的雜化方式相同D.分子中所有原子共平面答案A解析無機苯是分子晶體,其熔點主要取決于分子間的作用力,A錯誤;B原子最外層3個電子,與其他原子形成3個鍵,N原子最外層5個電子,與其他原子形成3個鍵,還剩余2個電子,故形成大鍵的電子全部由N原子提供,B正確;無機苯與苯為等電
14、子體,分子中含有大鍵,故分子中B、N原子的雜化方式為sp2雜化,C正確;無機苯與苯為等電子體,分子中含有大鍵,故分子中B、N原子的雜化方式為sp2雜化,所以分子中所有原子共平面,D正確。考點二分子(或離子)立體結(jié)構(gòu)的判斷【典例1】 (2021湖北荊門模擬)用價層電子對互斥理論預(yù)測H2Se和NF3的立體結(jié)構(gòu),兩個結(jié)論都正確的是 ()A.直線形三角錐形 B.V形平面三角形C.直線形平面三角形D.V形三角錐形答案D解析H2Se中Se的孤電子對數(shù)為eq f(1,2)(621)2,鍵電子對數(shù)為2,Se的價層電子對數(shù)為4,VSEPR模型為四面體形,去掉孤電子對,H2Se的立體構(gòu)型為V形;NF3中N的孤電子
15、對數(shù)為eq f(1,2)(531)1,鍵電子對數(shù)為3,N的價層電子對數(shù)為4,VSEPR模型為四面體形,去掉孤電子對, NF3的立體構(gòu)型為三角錐形。判斷分子(或離子)立體構(gòu)型“三步曲”第一步:確定中心原子上的價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)孤電子對數(shù)鍵數(shù)孤電子對數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)第二步:確定價層電子對的立體構(gòu)型價層電子對數(shù)為4的呈四面體結(jié)構(gòu),價層電子對數(shù)為3的為平面三角形結(jié)構(gòu),價層電子對數(shù)為2的為直線形結(jié)構(gòu)(價層電子對數(shù)為5、6的分別為三角雙錐、正八面體)。第三步:確定分子或離子立體構(gòu)型根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù),確定相應(yīng)分子的立體構(gòu)型,即沒有孤電子對的分子(或離子)與價層電子對的立體構(gòu)型一致,含
16、有孤電子對的,去掉孤電子對得到分子(或離子)的立體構(gòu)型。題組一雜化類型和空間構(gòu)型的判斷1.(2021四川自貢模擬)下列中心原子的雜化軌道類型和分子幾何構(gòu)型不正確的是 ()A.PCl3中P原子為sp3雜化,三角錐形B.BCl3中B原子為sp2雜化,平面三角形C.CS2中C原子為sp雜化,直線形D.H2S中S原子為sp雜化,直線形答案D解析PCl3中P 原子價層電子對數(shù)3eq f(513,2) 4,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷P原子為sp3雜化,分子構(gòu)型為三角錐形,故A正確;BCl3中B原子價層電子對數(shù)3eq f(313,2)3,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷B原子為sp2雜化,分子構(gòu)型為平面三角形,故
17、B正確;CS2中C原子價層電子對數(shù)2eq f(422,2)2,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子為sp雜化,分子構(gòu)型為直線形,故C正確;H2S分子中S原子價層電子對數(shù)2eq f(621,2)4,根據(jù)價層電子對互斥理論判斷S原子為sp3雜化,分子構(gòu)型為V形,故D錯誤。2.根據(jù)價層電子對互斥理論填空:(1)OF2分子中,中心原子上的鍵電子對數(shù)為_,孤電子對數(shù)為_,價層電子對數(shù)為_,中心原子的雜化方式為_雜化,VSEPR模型為_,分子的立體構(gòu)型為_。(2)BF3分子中,中心原子上的鍵電子對數(shù)為_,孤電子對數(shù)為_,價層電子對數(shù)為_,中心原子的雜化方式為_雜化,VSEPR模型為_,分子的立體構(gòu)型為_。答案
18、(1)224sp3四面體形V形(2)303sp2平面三角形平面三角形解析(1)O原子最外層有6個電子,F(xiàn)原子最外層有7個電子。OF2分子中, O和F之間形成單鍵,中心原子為O原子,與2個F原子形成鍵,故鍵電子對數(shù)為2,孤電子對數(shù)為(621)22,價層電子對數(shù)為鍵電子對數(shù)與孤電子對數(shù)之和,即224,中心原子的雜化方式為sp3雜化,VSEPR模型為四面體形,分子的立體構(gòu)型為V形。(2)B的最外層有3個電子,F(xiàn)的最外層有7個電子。BF3分子中,中心原子上的鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為0,價層電子對數(shù)為3,中心原子的雜化方式為sp2雜化,VSEPR模型為平面三角形,分子的立體構(gòu)型為平面三角形。判斷分子
19、中心原子雜化類型的“四方法”根據(jù)價層電子對數(shù)判斷價層電子對數(shù)234雜化類型spsp2sp3根據(jù)鍵數(shù)目判斷鍵數(shù)目0,1,2,分別為sp3、sp2和sp雜化。根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷。若雜化軌道之間的夾角為109.5,則分子或離子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120,則分子或離子的中心原子發(fā)生sp2雜化;若雜化軌道之間的夾角為180,則分子或離子的中心原子發(fā)生sp雜化。根據(jù)結(jié)構(gòu)(簡)式判斷在結(jié)構(gòu)(簡)式中,若C、N等原子形成單鍵時為sp3雜化、雙鍵時為sp2雜化、三鍵時為sp雜化。題組二鍵角大小的判斷3.根據(jù)題目要求填空。(1)比較下列分子或離子中的鍵角大小:BF3_NCl3,
20、H2O_CS2。H2O_NH3_CH4,SO3_SOeq oal(2,4)。H2O_H2S,NCl3_PCl3。NF3_NCl3,PCl3_PBr3。(2)在分子中,鍵角HCO_(填“” “”或“”)HCH。理由是_。答案(1)(2)雙鍵斥力大于單鍵斥力鍵角大小比較的解題流程題組三配位鍵和配合物4.(1)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn),取CoCl36NH3(黃色)、CoCl35NH3(紫紅色)、CoCl34NH3(綠色)和CoCl34NH3(紫色)四種化合物各1 mol,分別溶于水,加入足量硝酸銀溶液,立即產(chǎn)生氯化銀,沉淀的量分別為3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。請根據(jù)實驗事實用配合
21、物的形式寫出它們的化學(xué)式。CoCl36NH3_,CoCl34NH3(綠色和紫色) _。上述配合物中,中心離子的配位數(shù)都是_。(2)向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液,溶液變成血紅色,該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl表示。經(jīng)研究表明,F(xiàn)e(SCN)3是配合物,F(xiàn)e3與SCN不僅能以13的個數(shù)比配合,還可以以其他個數(shù)比配合,請按要求填空:Fe3與SCN反應(yīng)時,F(xiàn)e3提供_,SCN提供_,二者通過配位鍵結(jié)合。所得Fe3與SCN的配合物中,主要是Fe3與SCN以個數(shù)比11配合所得離子顯紅色,含該離子的配合物的化學(xué)式是_。答案(1)Co(NH3)6Cl3
22、Co(NH3)4Cl2Cl6(2)空軌道孤電子對Fe(SCN)Cl2解析(1)每個CoCl36NH3分子中有3個Cl為外界離子,配體為6個NH3,化學(xué)式為Co(NH3)6Cl3;每個CoCl34NH3(綠色和紫色)分子中有1個Cl為外界離子,配體為4個NH3和2個Cl,化學(xué)式均為Co(NH3)4Cl2Cl。這幾種配合物的化學(xué)式分別是Co(NH3)6Cl3、Co(NH3)5ClCl2、Co(NH3)4Cl2Cl,其配位數(shù)都是6。(2)Fe3與SCN反應(yīng)生成的配合物中,F(xiàn)e3提供空軌道,SCN提供孤電子對,二者通過配位鍵結(jié)合。Fe3與SCN以個數(shù)比11配合所得離子為Fe(SCN)2,故FeCl3與
23、KSCN在水溶液中反應(yīng)生成Fe(SCN)Cl2與KCl。考點三分子間作用力與分子的性質(zhì)【典例2】 已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物,試根據(jù)有關(guān)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(zhì)。1 mol冰中有_mol氫鍵。用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是_。(2)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)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9352,而兩個OH鍵與OO鍵的夾角均為9652。試回答:H2O2分子的電子式是_,結(jié)構(gòu)式是_。H2O2分子是含有_鍵和_鍵的_(填“極性”或“非極性”)分子。H2O2難溶于CS2,簡要說明理
24、由: _。H2O2中氧元素的化合價是_,簡要說明原因_。答案(1)2B極性非極性極性H2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS21價因OO鍵為非極性鍵,而OH鍵為極性鍵,共用電子對偏向氧,故氧為1價解析(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(dāng)于每個水分子有2個氫鍵;水分子為V形結(jié)構(gòu)。(2)由H2O2的立體構(gòu)型圖可知,H2O2是極性分子,分子內(nèi)既有極性鍵,又有非極性鍵,而CS2為非極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS2。題組一范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響1.(2021福建廈門模擬)下列說法錯誤的是 ()
25、A.甘油和水可以任意比例互溶B.H2O的沸點高于HF, 是因為前者的氫鍵作用較大答案B解析甘油為丙三醇,可與水以任意比例互溶,A正確;水的沸點比氫氟酸高,是因為等物質(zhì)的量情況下,前者比后者含有的氫鍵數(shù)目多,但氫鍵作用力氫氟酸比較高,B錯誤;氫氟酸水溶液中共有兩種不同的氫原子,可以分別與F、O原子形成氫鍵,故氫氟酸水溶液中氫鍵類型有四種,C正確;鄰羥基苯甲醛易形成分子內(nèi)氫鍵,對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵,分子內(nèi)氫鍵使分子熔點降低,D正確。2.回答下列問題。(1)HCHO分子的空間構(gòu)型為_形,它與H2加成后,加成產(chǎn)物的熔、沸點比CH4的熔、沸點高,其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì))_。(2)S
26、位于周期表中_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(zhì)量的關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化的原因是_。(4)氨是一種易液化的氣體,請簡述其易液化的原因: _。(5)硫的氫化物在乙醇中的溶解度小于氧的氫化物的原因是_。答案(1)平面三角加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵(2)A兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似,H2Te相對分子質(zhì)量比H2S大,分子間作用力更強兩者均為分子晶體,H2O分子之間存在氫鍵(3)硅烷為分子晶體,隨相對分子質(zhì)量增大,分子間作用力增強,熔、沸點升高(4)氨分子間存在氫鍵,
27、分子間作用力大,因而易液化(5)H2O與乙醇分子間能形成氫鍵題組二分子的極性和手性3.(2021廣西防城港模擬)下列關(guān)于CS2、SO2、NH3三種物質(zhì)的說法正確的是 ()A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其屬于極性分子B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它們都是極性分子C.CS2為非極性分子,在三種物質(zhì)中熔沸點最低D.NH3在水中溶解度很大只是因為NH3是極性分子答案B解析根據(jù)“相似相溶”原理,CS2在水中的溶解度很小,水是極性分子,則CS2是非極性分子,故A錯誤;由于SO2和NH3都是極性分子,水也是極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理,二者均易溶于水,故B正確;由于CS2常溫下是液體,SO
28、2和NH3常溫下是氣體,CS2的熔沸點最高,故C錯誤;NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子有極性外,還因為NH3分子和H2O分子之間可以形成氫鍵,故D錯誤。4.下列說法正確的是()A.甘油(CH2OHCHOHCH2OH)分子中含有1個手性碳原子B.互為手性異構(gòu)體的化合物,所含化學(xué)鍵的種類和數(shù)目完全相同C.互為手性異構(gòu)體的化合物,在三維空間不能重合,但物理、化學(xué)性質(zhì)卻幾乎完全相同D.互為手性異構(gòu)體的化合物,分子組成不同,所以物理、化學(xué)性質(zhì)也不同答案B解析CH2OHCHOHCH2OH分子中不存在手性碳原子,故A錯誤;手性異構(gòu)體為具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,所含化學(xué)鍵的種類和數(shù)目完
29、全相同,故B正確;互為手性異構(gòu)體的化合物,物理性質(zhì)不同,光學(xué)活性不同,故C錯誤;互為手性異構(gòu)體的化合物,分子組成相同,故D錯誤。題組三無機含氧酸的酸性5.判斷含氧酸酸性強弱的一條經(jīng)驗規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)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(shù)的關(guān)系名稱次氯酸磷酸硫酸高氯酸結(jié)構(gòu)簡式ClOH非羥基氧原子數(shù)0123酸性弱酸中強酸強酸最強酸(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(jié)構(gòu)簡式分別為_,_。(2)H3PO3和H3AsO3與過量的NaOH溶液反
30、應(yīng)的化學(xué)方程式分別是_,_。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別加入濃鹽酸,分析反應(yīng)情況:_,寫出化學(xué)方程式:_。答案(1) (2)H3PO32NaOH=Na2HPO32H2OH3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O(3)H3PO3為中強酸,不與鹽酸反應(yīng),H3AsO3可與鹽酸反應(yīng)H3AsO33HCl=AsCl33H2O解析(1)已知H3PO3為中強酸,H3AsO3為弱酸,依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個非羥基氧原子,H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫,需得知H3PO3和H3AsO3分別為幾元酸,從題給信息可知,含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含幾個羥基氫,
31、則該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸,H3AsO3為三元酸。(3)H3PO3為中強酸,不與鹽酸反應(yīng);H3AsO3為兩性物質(zhì),可與鹽酸反應(yīng)。分子極性的判斷方法極性鍵eq o(,sup7(結(jié)構(gòu)不對稱)極性分子eq blc(avs4alco1(雙原子分子,如HCl、NO、IBr等,V形分子,如H2O、H2S、SO2等,三角錐形分子,如NH3、PH3等,四面體形分子,如CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl等)極性鍵或非極性鍵eq o(,sup7(結(jié)構(gòu)對稱)非極性分子eq blc(avs4alco1(單質(zhì)分子,如Cl2、N2、P4、I2等,直線形分子,如CO2、CS2、C2H2等,正四面體形分子,如CH
32、4、CCl4、CF4等)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù),則為非極性分子,若不等則為極性分子。如CH4是非極性分子而H2O是極性分子。高考盲點分子(或離子)中大鍵的判斷方法【核心歸納】(1)大鍵的含義在一個平面形的多原子分子中,如果相鄰原子有垂直于分子平面的、對稱性一致的,未參與雜化軌道的原子軌道,那么這些軌道可以相互重疊,形成多中心鍵。這種多中心鍵又稱為“共軛鍵”或“離域鍵”,簡稱“大鍵”。(2)大鍵的形成條件所有參與離域鍵的原子都必須在同一平面內(nèi),即連接這些原子的中心原子只能采取sp或sp2雜化;所有參與離域鍵的原子都必須提供一個或兩個相互
33、平行或接近平行的p軌道。根據(jù)泡利不相容原理,參與離域鍵的p軌道上的電子數(shù)必須小于2倍的p軌道數(shù)。(3)大鍵對分子性質(zhì)的影響使分子穩(wěn)定性增加例如苯有離域鍵,苯的離域鍵表示為eq oal(6,6)。使苯環(huán)具有特殊的穩(wěn)定性,這是與烯烴不同的。所以苯的化學(xué)性質(zhì)顯現(xiàn)為芳香烴的性質(zhì),不易發(fā)生加成和氧化反應(yīng),易發(fā)生取代反應(yīng)。酸堿性改變:苯酚之所以具有弱酸性,是因為苯酚中存在eq oal(8,7),類似地:RCOOH酸性比ROH強,是因為RCOO中含有eq oal(4,3)。羧基中的大鍵導(dǎo)熱導(dǎo)電性:離域鍵的電子可在整個離域鍵的范圍內(nèi)運動,石墨形成很大的離域鍵,是它能導(dǎo)電的原因。(4)大鍵的符號和表示方法離域鍵
34、符號可用eq oal(n,m)表示,其中m為平行的p軌道數(shù)(即參與形成大鍵的原子數(shù)),n為平行p軌道里的電子數(shù),上述符號可讀為“m原子n電子大鍵”。例如:Neq oal(,3)中的大鍵。常見分子(或離子)的大鍵分子(或離子)C6H6CH2=CHCH=CH2(1,3丁二烯)O3SO2NOeq oal(,2)COeq oal(2,3)BF3大鍵eq oal(6,6)eq oal(4,4)eq oal(4,3)eq oal(4,3)eq oal(4,3)eq oal(6,4)eq oal(6,4)【典例】(2017全國卷)經(jīng)X射線衍射測得化合物R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,五氮陰離子鹽的
35、晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。R中陰離子Neq oal(,5)中的鍵總數(shù)為_個。分子中的大鍵可用符號eq oal(n,m)表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為eq oal(6,6),則Neq oal(,5)中的大鍵應(yīng)表示為_。答案5eq oal(6,5)解析根據(jù)圖可知Neq oal(,5)中鍵總數(shù)為5個;根據(jù)信息,Neq oal(,5)的大鍵應(yīng)是表示為eq oal(6,5)。【模型構(gòu)建】大鍵中電子數(shù)的確定方法【遷移應(yīng)用】1.(1)Na3Co(NO2)6常用作檢驗K的試劑,配體NOeq oal(,2)的中心原子的雜化形式為_,立體構(gòu)型為_。大
36、鍵可用符號eq oal(n,m)表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n為各原子的單電子數(shù)(形成鍵的電子除外)和得電子數(shù)的總和(如苯分子中的大鍵可表示為eq oal(6,6),則NOeq oal(,2)中大鍵應(yīng)表示為_。(2)中的大鍵應(yīng)表示為_,其中碳原子的雜化方式為_。答案(1)sp2V形eq oal(4,3)(2)eq oal(6,5)sp2解析(1)配體NOeq oal(,2)的中心原子N原子的價層電子對數(shù)為2eq f(1,2)(622)3,且含有一個孤電子對,故NOeq oal(,2)中N原子的雜化方式是sp2雜化;立體構(gòu)型是V形,NOeq oal(,2)中參與形成大鍵的原子數(shù)為3,中
37、心原子采取sp2雜化,所以中心原子中有1個孤電子對沒有參與形成大鍵,則參與形成大鍵的電子數(shù)為63222424,故NOeq oal(,2)中大鍵可表示為eq oal(4,3);(2)中的5個C原子參與形成大鍵,5個C原子共提供5個p電子,加上得到的1個電子,共有6個電子參與形成大鍵,應(yīng)表示為eq oal(6,5),其中C原子的雜化方式均為sp2。2.(1)二茂鐵是一種含鐵的有機化合物,其化學(xué)式為Fe(C5H5)2,可看作是Fe2與兩個正五邊形的環(huán)戊二烯負(fù)離子(C5Heq oal(,5)配體形成的夾心型分子(如圖所示)。已知大鍵可用符號eq oal(n,m)表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n
38、代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為eq oal(6,6),則C5Heq oal(,5)的大鍵表示為_。二茂鐵是黃色針狀晶體,熔點173 (在100 時開始升華),沸點249 ,在水中難溶,但可溶于很多有機溶劑。下列作用力中,二茂鐵晶體中不存在的是_(填標(biāo)號)。A.離子鍵 B.配位鍵C.鍵D.范德華力(2)化合物的熔點為138 ,其晶體類型為_;已知該化合物滿足“18電子規(guī)則”,其配體“”中的大鍵可表示為_。答案(1)eq oal(6,5)A(2)分子晶體eq oal(5,5)解析(1)由C5Heq oal(,5)的結(jié)構(gòu)可知,每個碳原子中還有一個電子未參與成鍵,5個碳原子以及一個
39、C5Heq oal(,5)得到的一個電子,共有6個電子參與形成大鍵,因此C5Heq oal(,5)中大鍵表示為eq oal(6,5);由二茂鐵的熔點低以及易升華特點,可知二茂鐵為分子構(gòu)成的化合物,因此二茂鐵晶體中不存在離子鍵。(2)化合物的熔點為138 ,熔點較低,其晶體類型為分子晶體;已知該化合物滿足18電子規(guī)則,其配體“”中的大鍵是5碳原子共有5個電子,可表示為eq oal(5,5)。1.(2021山東卷)關(guān)于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),下列說法錯誤的是()A.CH3OH為極性分子B.N2H4空間結(jié)構(gòu)為平面形C.N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2D.CH3O
40、H和(CH3)2NNH2中C、O、N雜化方式均相同答案B解析A.甲醇可看成是甲烷中的一個氫原子被羥基取代得到的,為四面體結(jié)構(gòu),是由極性鍵組成的極性分子,A正確;B.N2H4中N原子的雜化方式為 sp3,不是平面形,B錯誤;C.N2H4分子中連接N原子的H原子數(shù)多,存在氫鍵的數(shù)目多,而偏二甲肼(CH3)2NNH2只有一端可以形成氫鍵,另一端的兩個甲基基團比較大,影響了分子的排列,沸點較N2H4的低,C正確;D.CH3OH為四面體結(jié)構(gòu),OH結(jié)構(gòu)類似于水的結(jié)構(gòu),(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)簡式為,兩者分子中C、O、N雜化方式均為 sp3,D正確。2.(2021湖北卷)下列有關(guān)N、P及其化合物的說法錯誤
41、的是()A.N的電負(fù)性比P的大,可推斷NCl3分子的極性比PCl3的大B.N與N的鍵比P與P的強,可推斷NN的穩(wěn)定性比PP的高C.NH3的成鍵電子對間排斥力較大,可推斷NH3的鍵角比PH3的大D.HNO3的分子間作用力較小,可推斷HNO3的熔點比H3PO4的低答案A解析P和Cl的電負(fù)性差值比N和Cl的電負(fù)性差值大,因此PCl3分子的極性比NCl3分子的極性大,A項錯誤;N與N的鍵比P與P的強,故NN的穩(wěn)定性比PP的高,B項正確;N的電負(fù)性比P大,NH3中成鍵電子對距離N比PH3中成鍵電子對距離P近,NH3中成鍵電子對間的斥力大,因此NH3的鍵角比PH3的大,C項正確;相對分子質(zhì)量:HNO3”或
42、“”),其原因是_。(4)化合物NH3的沸點比化合物CH4的高,其主要原因是_。(5)H2O分子內(nèi)的OH鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為_。的沸點比高,原因是_。(6)納米TiO2是一種應(yīng)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_。答案(1)水分子與乙醇分子之間能形成氫鍵(2)BD(3)氫鍵范德華力形成分子內(nèi)氫鍵,而形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大,沸點升高(6)化合物乙分子間存在氫鍵解析(2)題給化合物不能形成分子間氫鍵,A錯誤;是非極性鍵,CH、C=O是極性鍵,B正確;該有機物的結(jié)構(gòu)式為,鍵數(shù)目為9,鍵數(shù)目為3,C錯誤;該有
43、機物與H2O能形成分子間氫鍵,D正確。(3)氧的電負(fù)性較大,則中形成分子內(nèi)氫鍵,即OHO(或COO中雙鍵氧與羥基氫之間形成氫鍵),其大小介于化學(xué)鍵和范德華力之間,使其更難電離出H,則水楊酸第二步電離常數(shù)小于苯酚的電離常數(shù)。(4)分子間氫鍵能使分子間作用力增大,使物質(zhì)的熔、沸點升高。(5)氫鍵弱于共價鍵而強于范德華力。前者形成分子間氫鍵,后者形成分子內(nèi)氫鍵。 能力提升練13.(2021遼寧沈陽質(zhì)監(jiān))研究發(fā)現(xiàn)C3O2是金星大氣的成分之一,化學(xué)性質(zhì)與CO相似。C3O2分子的結(jié)構(gòu)為O=C=C=C=O,下列說法錯誤的是()A.元素的電負(fù)性和第一電離能OCB.CO分子中鍵和鍵的個數(shù)比為12C.C3O2分子中C原子的雜化方式為spD.
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