第二章 分子结构和性质选择填空练习题(含答案)
第二章分子结构与性质
一、单选题
1.对三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8个电子的结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是()
A． 7个
B． 9个
C． 19个
D．不能确定
2.下列分子的稳定性的比较中正确的是()
A． HF>HI
B． CH4 C． PH3>NH3 D． H2O 3.关于CO2与CS2的下列说法正确的是（） A．它们互为等电子体 B． CO2为直线形而CS2为V形 C．它们分子中的化学键类型不同 D． CS2比CO2稳定 4.下列分子中所有原子的价电子层都满足最外层8电子结构的是() A．六氟化氙(XeF6) B．次氯酸(HClO) C．二氯化硫(S2Cl2) D．三氟化硼(BF3) 5.化学上通常把原子数和电子数相等的分子或离子称为等电子体，研究发现等电子体间结构和性质相似（等电子原理）．化合物B3N3H6被称为无机苯，它与苯是等电子体，则下列说法中不正确的是（） A．无机苯是仅由极性键组成的分子 B．无机苯能发生加成反应和取代反应 C．无机苯的二氯代物有3种同分异构体 D．无机苯不能使酸性KMnO4溶液褪色 6.已知磷酸分子中三个氢原子都可以与重水(D2O)中的D原子发生交换，又知次 磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换，次磷酸钠(NaH2PO2)却不能再跟D2O发生氢交换，由此推断出次磷酸分子的结构是() A．答案A B．答案B C．答案C D．答案D 7.H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是() A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性 C．共价键的键角 D．共价键的键长 8.下列物质属于等电子体的一组是() A． CH4和NH3 B． B3H6N3和C6H6 C． F－和Mg D． H2O和CH4 9.下列分子或离子之间互为等电子体的是（） A． CCl4和PO43﹣ B． NH3和NH4+ C． NO2和CS2 D． CO2和SO2 10.下列氯元素含氧酸酸性最强的是（） A． HClO B． HClO2 C． HClO3 D． HClO4 11.下列过程与配合物的形成无关的是（） A．除去Fe粉中的SiO2可用于强碱溶液 B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失 C．向Fe3+溶液中加入KSCN溶液 D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失 12.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体．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． B3N3H6和苯是等电子体，1molB3N3H6和苯均有6mol非极性键 C． NH3和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D． BF3和CO32﹣是等电子体，均为平面正三角形结构 13.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子与硅原子的位置是交替的，在 下列三种晶体中，它们的熔点从高到低的顺序是() ①金刚石②晶体硅③碳化硅 A．①③② B．②③① C．③①② D．②①③ 14.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是() A． CH4和Br2 B． NH3和H2O C． H2S和CCl4 D． CO2和HCl 15.下列分子中，属于易溶于水的一组是() A． CH4、CCl4、CO2 B． NH3、HCl、HBr C． Cl2、H2、N2 D． H2S、NO、SO2 16.某研究性学习小组对手性分子提出了以下四个观点： ①互为手性异构体的分子互为镜像 ②利用手性催化剂合成可得到一种或主要得到一种手性分子 ③手性异构体分子组成相同 ④手性异构体性质相同 你认为正确的是() A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．全部 17.下列不属于共价键成键因素的是() A．共用电子对在两原子核之间高概率出现 B．共用的电子必有配对 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子核体积大小要适中 18.关于CS2，SO2，NH3三种物质的说法中正确的是() A． CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B． SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C． CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低 D． NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 19.碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为（）A． 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B． CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C． CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D． CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 20.下列变化过程中，原物质分子内共价键被破坏，同时有离子键形成的是() A．盐酸和NaOH溶液反应 B．氯化氢溶于水 C．溴化氢与氨反应 D．锌和稀H2SO4反应 二、填空题 21.一般认为：如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。请查阅下列化合物中元素的电负性数值，判断它们哪些是共价化合物，哪些是离子化合物。 (1)NaF(2)AlCl3(3)NO(4)MgO(5)BeCl2(6)CO2 共价化合物_____________________________________________________________。 离子化合物______________________________________________________________。 22.Fe3+可以与SCN﹣，CN﹣，F﹣有机分子等形成很多的配合物． （1）写出基态Fe3+的核外电子排布式． （2）CN﹣中碳原子的杂化方式为． （3）已知（CN）2是直线型分子，并有对称性，则（CN）2中π键和σ键的个数比为． （4）写出一种与SCN﹣互为等电子体的分子．（用化学式表示） （5）图1是SCN﹣与Fe3+形成的一种配合物，画出该配合物中的配位键（以箭头表示）． （6）F﹣不仅可与Fe3+形成[FeF6]3+，还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体（如图2）．该晶体的化学式为． 23.气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请在图中你认为是配位键的斜线上加上箭头。 24.零排放、太阳能、绿色光源等高科技点亮2010上海世博． （1）世博园区外围设置生态化停车场，有害尾气被纳米光触媒涂料分解为无毒物质，汽车尾气中的下列物质属于由极性键形成的非极性分子的是． a．CO b．NO c．NO2d．CO2 （2）“一轴四馆”中安装了高亮度节能的陶瓷金卤灯，金卤灯中填充物通常包含NA，81Tl、49In、SC，I等元素的单质或化合物．有关说法正确的是． a．第ⅢA元素铊和铟，第一电离能Tl小于In b．元素Sc位于周期表s区 c．钠的熔点低，是因为金属键较弱 d．I2溶于KI溶液，可产生I3﹣，由价层互斥理论可推知I3﹣呈直线形 （3）世博锗广泛采用了冰蓄冷空调．冰蓄冷空调采用液态化合物乙二酵（HOCH2CH2OH）介质，乙二醇沸点高，是由于． （4）上海城区大规模集中使用“21世纪绿色光源”LED半导体照明，LED晶片采厢砷化镓（GaAs）等材料组成．其中Ga原子在基态时，核外电子排布式为：．GaAs的晶胞结构如图，晶胞中含砷原子数为． （5）“东方之冠”（中国馆）表面装有7000多块红色铝板，红色铝板为新型氟碳喷涂型材，一种氟碳涂层聚脂（FEP），它的单体为CF3﹣CF=CF2，该分子中碳原子的杂化方式有：． 25.由N2和H2每生成1 mol NH3放热46 kJ，而每生成1 mol NH2—NH2却吸收96.1 kJ。又知H—H 键键能为436.0 kJ·mol－1，N≡N三键键能为940. 0 kJ·mol－1。试求： (1)N—H键的键能； (2)N—N单键的键能。 27.硒是一种非金属，可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂． （l）Se是元素周期表中第34号元素，其基态原子的核外电子排布式为． （2）根据价层电子对互斥理论，可以推知SeO3的分子空间构型为，其中Se原子采用的轨道杂化形式为． （3）CSe2与CO2结构相似，CSe2分子内σ键与π键个数之比为．CSe2首次是由H2Se与CCl4 反应后制取的，CSe2分子内的Se﹣C﹣Se键角（填“大于”，“等于”或“小于”）H2Se分子内的H﹣Se﹣H键角． （4）硒化铷晶体属于反萤石型结构，晶胞结构如图所示．每个晶胞中包含个Rb2Se单元，其中Se2﹣周围与它距离最近且相等的Rb+的离子数目为． 28.已知H2O2的结构如下图： H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书页角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′，试回答：（1）写出H2O2分子的电子式和结构式。（2）写出分子内的键型。（3）估计它难溶于CS2，简要说明原因。（4）指出氧元素的化合价，简要说明原因。 29.长期以来一直认为氟的含氧酸不存在，但1971年美国科学家将F2通入细冰沫获得HFO(次氟酸)。 (1)HFO的电子式为________。 (2)HFO与水反应得到物质A(结构如图所示)，写出HFO与水反应的化学方程式________________。 (3)分子A中存在________键。 A．仅有σ键 B．仅有π键 C．同时含有σ键、π键 D．同时存在极性键和非极性键 30.用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程 答案解析 1.【答案】B 【解析】三硫化四磷分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8个电子的结构，P元素可形成3个共价键，S元素可形成2个共价键，因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为。 2.【答案】A 【解析】同类型的分子的键能越大，分子越稳定，而键能的大小取决于键长，键长取决于原子半径。 3.【答案】A 【解析】CO2与CS2的分子中原子总数相同，价电子总数也相同，互为等电子体；二者结构相似，都为直线形的分子。在CO2分子中，C原子与每个O原子均形成两个共价键，一个σ键，一个π键，同样CS2分子中，C原子与每个S原子也形成双键，一个σ键，一个π键，键角都是180°，但由于C=O键长比C=S键长短，C=O键能比C=S键能大，所以CO2比CS2稳定。 4.【答案】C 【解析】8电子是稳定结构，但并不是所有分子中所有原子的价电子层都会达到8电子结构。A中XeF6必然有6对共用电子对，不会是8电子结构；B中HClO的电子式为，其中Cl、O达到8电子结构，而H只有2个电子结构；C中S2Cl2的电子式为，可见S、Cl都达到8电子的稳定结构；D中BF3的电子式为，可见B原子不是8电子结构。 5.【答案】C 【解析】A，苯的分子结构可知无机苯的结构，该分子结构中只含有极性键，故A错 误； B，无机苯的结构和性质与苯相似，能发生加成反应和取代反应，故B错误； C，苯分子中的环上六个碳原子均是等效的，而无机苯中的环上三个B原子是等效的，三个N原子又是等效的，所以该环上共有两种等效氢，故其二氯代物中，两个氯原子分别处在邻位或对位时各一种，而处在间位时，有两种，故其二氯代物的异构体有四种，故C正确； D，无机苯的结构和性质与苯相似，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故D错误． 6.【答案】B 【解析】此题是信息题，考查利用信息综合分析、推断的能力。由题给信息首先分析出H3PO4中共价键形式，3个H分别和3个O形成共价单键，与H相连的3个O与P形成3个共价键，从而得出能跟D原子发生交换的条件，由此同理对次磷酸结构作出判断。 7.【答案】B 【解析】O原子最外层有2个未成对电子，分别与H原子的核外电子形成共用电子对，O原子即达到8电子稳定结构，故1个O原子只能结合2个H原子才符合共价键的饱和性。 8.【答案】B 【解析】本题主要考查对等电子体概念的理解。等电子体需具备两个条件：一是微粒的原子总数相同，二是微粒的价电子总数相同。分析可知B项正确；A项中CH4与NH3原子总数不相等；C 项中F－和Mg的价电子总数不相同；D项中H2O和CH4的原子总数不相同。 9.【答案】A 【解析】A，CCl4和PO43﹣离子中均含有5个原子，32个价电子，所以是等电子体，故A正确；B，分子含有4个原子，NH4+离子含有5个原子，所以不是等电子体，故B错误； C，NO2分子含有3个原子，17个价电子；CS2含有3个原子，16个价电子数，所以不是等电子体，故C错误； D，CO2分子中都含有3个原子，16个价电子；SO2分子中含有3个原子，18个价电子数，所以不是等电子体，故D错误； 10.【答案】D 【解析】D分子中非羟基氧数目大。 11.【答案】A 【解析】A．二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和水都不是配合物，所以与配合物的形成无关，故A选； B．银离子和氨水反应生成氢氧化银沉淀，氢氧化银能和氨水反应生成银氨配合物，所以与配合物的形成有关，故B不选； C．铁离子和硫氰化钾溶液反应生成硫氰化铁配合物，所以与配合物的形成有关，故C不选；D．铜离子和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，氢氧化铜和氨水反应生成铜氨络合物，所以与配合物的形成有关，故D不选； 12.【答案】D 【解析】A，CH4和NH4+原子总数为5，价电子总数都为8，是等电子体，为正四面体结构； B，B3N3H6和苯原子总数为12，价电子总数都为30，是等电子体，B3N3H6中不含非极性键； C，NH3和PCl3原子总数为4，NH3价电子总数为8，PCl3价电子总数为26，不是等电子体； D，BF3和CO32﹣原子总数为4，价电子总数都为24，是等电子体，BF3成3个σ键，B原子不含孤对电子，采取sp2杂化，为平面正三角形 13.【答案】A 【解析】这三种晶体属同种类型，熔化时需破坏共价键，①金刚石中为C—C键，②晶体硅中为Si—Si键，③SiC中为Si—C键，由原子半径可知Si—Si键键长最大，C—C键键长最小， 键长越短共价键越稳定，破坏时需要的热量越多，故熔点从高到低顺序为①③②。 14.【答案】B 【解析】A项中的Br2，C项中的CCl4，D项中的CO2都是非极性分子。 15.【答案】B 【解析】水是极性分子溶剂，根据相似相溶原理，只有极性分子的溶质才易溶于水。所以只有B 项符合。 16.【答案】A 【解析】手性异构体结构不同，性质不同，故④错误，其他①②③三项均正确。 17.【答案】D 【解析】两原子形成共价键时电子云发生重叠，即电子在两核间出现机会增多；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量越低；原子核体积大小与共价键的形成无必然联系。 18.【答案】B 【解析】根据“相似相溶”原理,水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A 错误，B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C错；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D错。19.【答案】D 【解析】根据“相似相溶”原理，非极性分子组成的溶质易溶在非极性分子组成的溶剂中；极性分子组成的溶质易溶在极性分子组成的溶剂中。CCl4和I2都是非极性分子，H2O是极性分子，比较而言，I2更易溶在CCl4中而不易溶于水中，D项正确。其余选项都没有揭示问题的实质。 20.【答案】C 【解析】原物质为共价分子的只有B、C，但HCl溶于水共价键被破坏而发生电离，并没有形成离子键；而HBr＋NH3===NH4Br过程中，破坏了H—Br共价键，形成了离子键。 21.【答案】(2)(3)(5)(6)(1)(4) 【解析】依据题目信息，元素间的电负性差值大于1.7，通常形成离子键，形成离子化合物；电负 性差值小于1.7，通常形成共价键，形成共价化合物。 22.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d5（2）sp；（3）4：3；（4）CS2或CO2；（5） （6）KMgF3 【解析】（1）Fe原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能级2个电子及3d能级1个电子形成Fe3+，Fe3+的核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d5 （2）CN﹣为直线型，碳原子的杂化方式为sp （3）（CN）2是直线型分子，并有对称性，结构式为：N≡C﹣C≡N，（CN）2中π键和σ键的个数比为4：3 （4）原子总数、价电子总数相同的微粒互为等电子体，与SCN﹣互为等电子体的分子为CS2或CO2 （5）S、O都有孤电子对，可以提供孤对电子，与铁离子形成配位键，该配合物中的配位键为：； （6）晶胞中F﹣离子数目=12×=3、Mg2+离子数目=8×=1、K+离子数目=1，故该晶体化学式为：KMgF3， 23.【答案】 【解析】Cl原子最外层有7个电子(其中1个为未成对电子)，Al原子最外层有3个电子，每个Al 原子与三个氯原子形成三对共用电子，总共为6个电子，不能满足8电子稳定结构，而每个氯原子各有三对孤电子对，可以通过配位键满足Al的8电子稳定结构。 误区警示配位键的箭头必须指向提供空轨道的一方，写成Cl←Al是常出现的错误。 24.【答案】（1）d；（2）acd；（3）乙二醇分子间存在氢键；（4）[Ar]3d104s24p1；4；（5）sp2、sp3【解析】（1）CO，NO都是不同原子组成的双原子分子，含有极性键，属于极性分子，NO2、CO2 中都含有极性键，NO2分子中N元素化合价为+4，不等于最外层电子数，属于极性分子，而CO2分子中C元素化合价为+4，等于其最外层电子数，故二氧化碳为非极性分子； （2）a．同主族自上而下，第一电离能降低，故第一电离能Tl小于In，故a正确； b．元素Sc属于过渡元素，位于周期表d区，故b错误； c．金属晶体的熔点取决于金属键强弱，金属键越弱，熔点越低，故c正确； d．I3﹣离子中心I原子价层电子对数=2+=5，价层电子对模型为三角双锥，中心I原子有3对孤电子对，故I3﹣离子为直线型结构，故d正确； （3）由于乙二醇分子间存在氢键，故其沸点较高； （4）Ga原子核外电子数为31，根据能量最低原理，其基态原子核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p1；GaAs为1：1型结构，根据晶胞中红色球可知晶胞中As原子数目为4 （5）CF3﹣CF=CF2分子中﹣CF3中碳原子成4个σ键、没有孤电子对，采取sp3杂化，形成C=C双键的C原子成4个σ键、没有孤电子对，采取sp2杂化。 25.【答案】(1)382.3 kJ·mol－1(2)186.7 kJ·mol－1 【解析】N2＋3H2===2NH3ΔH＝(E N≡N＋3E H—H)－6×E N—H 即－46 kJ＝(940.0 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·mol－1)－6×E N—H ∴E N—H＝382.3 kJ·mol－1，即N—H键的键能为382.3 kJ·mol－1。 N2＋2H2===NH2—NH2 ΔH＝E N≡N＋2E H—H－(4E N—H＋E N—N) 96.1 kJ＝(940.0 kJ·mol－1＋2×436.0 kJ·mol－1)－(4×382.3 kJ·mol－1＋E N—N) ∴E N—N＝186.7 kJ·mol－1，即N—N单键的键能为186.7 kJ·mol－1。 26.【答案】（1） C；O；N （2）ls22s22p63s23p63d104s1（3）配位键（4）1：3 （5）H2O分子间能形成氢键，HCl分子间不能形成氢键（6）2 【解析】X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，s能级电子数是P能级电子数的两倍，则X是C元素；Z原子L层上有2对成对电子，则Z 为C元素或O元素，X是C元素，所以Z是O元素，Y的原子序数大于X而小于Z，则Y是N元素；Q是第三周期中电负性最大的元素，为Cl元素；E+的M层3d轨道电子全充满，E的原子序数是29，为Cu元素， （1）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第V A族元素第一电离能大于相邻元素，所以X、Y、Z第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N； （2）E是29号元素铜，其原子核外有29个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式 为：ls22s22p63s23p63d104s1； （3）含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键，铜原子中含有孤电子对，Cl元素中含有空轨道，所以二者能形成配位键； （4）O=C=O分子中含有两个双键，双键中一个是π键，所以二氧化碳分子中含有2个π键；（5）Z的氢化物是水，Q的氢化物是氯化氢，氢键的存在导致氢化物的沸点升高，所以水的沸点大于氯化氢； （6）该晶胞中C60个数=1+8×，K原子个数=6×=6，所以该化合物中C60与钾原子个数比为2：6=1：3 27.【答案】（l）1s22s22p63s23p63d104s24p4； （2）平面三角形，sp2； （3）1：1，大于； （4）4，8 【解析】（l）硒是34号元素，基态原子核外有34个电子，根据工作原理书写其核外电子排布式；（2）根据价层电子对个数确定SeO3的分子空间构型及Se的杂化方式，价层电子对=σ键个数+； （3）根据二氧化碳分子中含有的σ键与π键个数之比确定CSe2中含有的σ键与π键个数之比，根据分子空间构型确定其键角相对大小； （4）利用均摊法确定晶胞中含有的离子个数，从而确定每个晶胞中包含几个Rb2Se单元，根据最上面面心上的Se2﹣确定距离最近且相等的Rb+的离子数目 28.【答案】 （2）分子内既有极性键，又有非极性键。 （3）因H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据相似相溶规则，H2O2难溶于CS2中。 （4）氧为－1价；因O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为－1价。 【解析】由H2O2的空间构型图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，根据相似相溶规则，H2O2难溶于CS2中。 29.【答案】 (1) (2)HFO＋H2O===HF＋H2O2(3)AD 【解析】(1)HFO是F的含氧酸，因此它的分子结构是F原子与一个羟基相连。由此可以推出HFO 的电子式。分子中，中心原子为氧原子，氧与氢共用的电子对偏向氧，氧和氟共用的电子对偏离氧。 (2)物质A由H、F、O三种元素中的一种或两种组成，由原子守恒可知，除了生成HF外，还有H2O2。 (3)H2O2分子中仅有单键，所以应全为σ键。存在的化学键有H—O键和O—O键，即分别为极性键和非极性键。 30.【答案】H·＋·H―→H H；H C―→H C；C―→C C。 【解析】熟悉常见电子式的正确表示 02 原子的结构和性质 【2.1】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47、486.27、434.17和410.29nm ，试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示，并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2212 11 ( )R n n ν=-% 解：将各波长换算成波数： 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻，可令1n m =，21,2,n m m =++……。列出下列4式： ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得： ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2（任意两式计算，结果皆同）。将m=2带入上列4式中任意一式，得： 1109678R cm -= 因而，氢原子可见光谱（Balmer 线系）各谱线的波数可归纳为下式： 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中， 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。 【2.2】按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径（分别用原子的折合质量和电子的质量计算并精确到5位有效数字）和线速度。 解：根据Bohr 提出的氢原子结构模型，当电子稳定地绕核做圆周运动时，其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等，即： 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。 第二讲分子结构与性质 考点一共价键 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)共价键的成键原子只能是非金属原子。() (2)在所有分子中都存在化学键。() (3)H2分子中的共价键不具有方向性。() (4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。() (5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。() 2．在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、 ⑨CO2、⑩C2H4。 (1)只存在非极性键的分子是__________；既存在非极性键又存在极性键的分子是__________；只存在极性键的分子是__________。 (2)只存在单键的分子是__________，存在三键的分子是__________，只存在双键的分子是__________，既存在单键又存在双键的分子是__________。 (3)只存在σ键的分子是__________，既存在σ键又存在π键的分子是__________。 (4)不存在化学键的是__________。 (5)既存在离子键又存在极性键的是__________；既存在离子键又存在非极性键的是__________。3 3.(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。 (2)CaC2中C2－2与O2＋2互为等电子体，O2＋2的电子式可表示为________；1 mol O2＋2中含有的π键数目为________。 (3)下列物质中： A．N2B．CO2C．CH2Cl2 D．C2H4E．C2H6F．CaCl2G．NH4Cl ①只含有极性键的分子是__________； ②既含离子键又含共价键的化合物是________； ③只存在σ键的分子是________； ④同时存在σ键和π键的分子是________。 4．(2016·佛山高三月考)下列关于共价键的说法正确的是() A．一般来说σ键键能小于π键键能 B．原子形成双键的数目等于基态原子的未成对电子数 C．相同原子间的双键键能是单键键能的两倍 D．所有不同元素的原子间的化学键至少具有弱极性 5.(教材改编)下列说法中正确的是() A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定 B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键 C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180° D．H—O键键能为462.8 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ 考点二分子的立体构型 1．判断下列物质中中心原子的杂化轨道类型。 BF3______；PF3______；SO3______；SO2______；H2S______。 答案：sp2sp3sp2sp2sp3 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 分子结构与性质 1．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如下图所示，已知其燃烧热△H＝ -3677kJ/mol(P被氧化为P4O10)，下列有关P4S3的说法中不正确的是 A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构 B．P4S3中硫元素为-2价，磷元素为+3价 C．热化学方程式为P4S3(s)+8O2(g)＝P4O10(s)+3SO2(g)；△H＝-3677kJ/mol D．一个P4S3分子中含有三个非极性共价键 【答案】B 【解析】A、P原子最外层有5个电子，含3个未成键电子，S原子最外层有6个电子，含2个未成键电子，由P4S3的分子结构可知，每个P形成3个共价键，每个S形成2个共价键，分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，A正确；B、由P4S3的分子结构可知，1个P为+3价，其它3个P都是+1价，正价总数为+6，而S为-2价，B错误；C、根据燃烧热的概念：1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物放出的热量为燃烧热，则P4S3(s)+8O2(g)=P4O10(s)+3SO2(g)；△H= -3677kJ/mol，C正确；D、由P4S3的分子结构可知，P-P之间的键为非极性键，P-S之间的键为极性键，一个P4S3分子中含有三个非极性共价键，D正确。 2．常温下三氯化氮（NCl3）是一种淡黄色的液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3说法正确的是（）A．该物质中N-C1键是非极性键 B．NCl3中N原子采用sp2杂化 C．该物质是极性分子 D．因N-C1键的键能大，所以NCl3的沸点高 【答案】C 【解析】A、N和Cl是不同的非金属，则N－Cl键属于极性键，故A错误；B、NCl3中N有3个σ键，孤 电子对数531 2 -? =1，价层电子对数为4，价层电子对数等于杂化轨道数，即NCl3中N的杂化类型为sp3， 故B错误；C、根据B选项分析，NCl3为三角锥形，属于极性分子，故C正确；D、NCl3是分子晶体，NCl3沸点高低与N－Cl键能大小无关，故D错误。 3．二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点80℃，沸点135.6℃，对干二氯化二硫叙述正确的是 第二章 化学键和分子结构 一.选择题 1. 下列分子或离子中，键角最小的是( ) A. HgCl 2 B. H 2O C. NH 3 D. PH 3 2. 关于原子轨道的说法正确的是( ) A.凡中心原子采取sp 3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体； B. CH 4分子中的sp 3杂化轨道是由4个H 原子的1s 轨道和C 原子的2p 轨道混 合起来而形成的 ； C. sp 3 杂化轨道是由同一原子中能量相近的s 轨道和p 轨道混合起来形成的一 组能量相等的新轨道； D. 凡AB 3型的共价化合物,其中心原子A 均采用sp 3杂化轨道成键。 3. 下列化合物中氢键最强的是( ) A. CH 3OH B. HF C. H 2O D. NH 3 4. 对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛的熔沸点高的原因是( ) A. 前者不能形成氢键，后者可以； B. 前者能形成氢键，后者不能； C. 前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键； D. 前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键。 5. 下列各组物质沸点高低顺序中正确的是( ) A. HI>HBr>HCl>HF B. H 2Te>H 2Se>H 2S>H 2O C. NH 3>AsH 3>PH 3 D. CH 4>GeH 4>SiH 4 6. I 2的CCl 4溶液中分子间主要存在的作用力是( ) A. 色散力 B. 取向力 C. 取向力、诱导力、色散力 D. 氢键、诱导力、色散力 7. 下列分子中偶极矩为零的是( ) A. NF 3 B. NO 2 C. PCl 3 D. BCl 3 8. 下列分子是极性分子的是( ) A. BCl 3 B. SiCl 4 C. CHCl 3 D.. BeCl 2 9. 下列离子或分子有顺磁性的是( ) A. O 2 B. O 22- C. N 2 D. CO 10. 下列分子中心原子是sp 2杂化的是( ) A. PBr 3 B. CH 4 C. BF 3 D. H 2O 11. SO 42-离子的空间构型是( ) A. 平面正方形 B. 三角锥形 C. 四面体 D. 八面体 12. 下列各物质分子其中心原子以sp 2杂化的是( ) 化学选修3第二章-分子结构与性质--教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第二章分子结构与性质 教材分析 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 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。 第二讲分子结构与性质 (时间：45分钟满分：100分) 一、选择题( 题意) 1．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是()。 ①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A．①②③B．③④⑤⑥ C．①③⑥D．③⑤⑥ 解析单键一定是σ键，双键或三键中有一个σ键，其余均是π键。 答案 D 2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()。 A．SO3与SO2B．BF3与NH3 C．BeCl2与SCl2D．H2O与SO2 解析SO3、SO2中心原子都是sp2杂化，A正确；BF3、NH3中心原子一个是sp2杂化，一个是sp3杂化，B错误；BeCl2中，Be原子采取sp杂化，而SCl2中S原子采取sp3杂化，C错误；H2O中氧原子采取sp3杂化，而SO2中S原子采取sp2杂化。 答案 A 3．下列有关σ键和π键的说法错误的是 ()。 A．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键，配位键都是σ键C．σ键的特征是轴对称，π键的特征是镜面对称 D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 解析在某些分子中，可能只有σ键，而没有π键，A错误；由于π键的键能小于σ键的键能，所以在化学反应中容易断裂。 答案 A 4．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 解析键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。 答案 C 5．下列叙述中正确的是()。 A．NH3、CO、CO2都是极性分子 B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子 解析A中CO2为非极性分子；B说法正确；当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构，像D中水为极性分子，空间结构不是直线形，属于V形结构；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。 答案 B 6．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及不同层分子间的主要作用力分别是()。 A．sp，范德华力B．sp2，范德华力 C．sp2，氢键D．sp3，氢键 解析由于该晶体具有和石墨相似的层状结构，所以B原子采取sp2杂化，同层分子间的作用力是范德华力，由于“在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连”虽然三个B—O都在一个平面上，但σ单键能够旋转，使O—H 键位于两个平面之间，因而能够形成氢键，从而使晶体的能量最低，达到稳定状态。 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 分子的结构与性质 【知识动脉】 知识框架 产生原因：共价键的方向性 Sp3 决定因素：杂化轨道方式sp2 分子的空间构型sp 空间构型的判断：VSEPR理论 空间构型决定性质等电子原理 手性分子 配合物 一、杂化轨道理论 1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。 思考：甲烷分子的轨道是如何形成的呢？ 形成甲烷分子时，中心原子的2s和2p x，2p y，2p z等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。 根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2杂化和sp杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。 思考： 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。 C2H4 BF3 CH2O C2H2 思考：怎样判断有几个轨道参与了杂化？ [讨论总结]：三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为°的直线型杂化轨道，SP2杂化轨道为°的平面三角形，SP3杂化轨道为°′的正四面体构型。 小结：HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个σ键和2π键；CH2O中含有3σ键和1个π键 【例1】（09江苏卷21 A部分）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气（主要成分为CO、CO2、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为。甲醛分子的空间构型是；1mol甲醛分子中σ键的数目为。 解析与评价：甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的数目为3N A 答案：sp2平面型3N A 【变式训练1】（09宁夏卷38）［化学—选修物质结构与性质］（15分） 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与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为____________; 2、价层电子对互斥模型 把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C 原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下： ABn 立体结构范例 n=2 直线型CO2 n=3 平面三角形CH2O n=4 正四面体型CH4 另一类是中心原子上有孤对电子 ．．．．．．．．．．．．）的分子。如 ．．．．（未用于形成共价键的电子对 H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。 练习2、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。 化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型 H2S 第二章化学键和分子结构 一.选择题 1.下列分子或离子中，键角最小的是( ) A. HgCl2 B. H2O C. NH3 D. PH3 2.关于原子轨道的说法正确的是( ) A.凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体； B. CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混 合起来而形成的； C. sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一 组能量相等的新轨道； D. 凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键。 3.下列化合物中氢键最强的是( ) A. CH3OH B. HF C. H2O D. NH3 4.对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛的熔沸点高的原因是( ) A. 前者不能形成氢键，后者可以； B. 前者能形成氢键，后者不能； C. 前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键； D. 前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键。 5.下列各组物质沸点高低顺序中正确的是( ) A. HI>HBr>HCl>HF B. H2Te>H2Se>H2S>H2O C. NH3>AsH3>PH3 D. CH4>GeH4>SiH4 6.I2的CCl4溶液中分子间主要存在的作用力是( ) A. 色散力 B. 取向力 C. 取向力、诱导力、色散力 D. 氢键、诱导力、色散力 7.下列分子中偶极矩为零的是( ) A. NF3 B. NO2 C. PCl3 D. BCl3 8.下列分子是极性分子的是( ) A. BCl3 B. SiCl4 C. CHCl3 D.. BeCl2 9.下列离子或分子有顺磁性的是( ) A. O2 B. O22- C. N2 D. CO 10.下列分子中心原子是sp2杂化的是( ) A. PBr3 B. CH4 C. BF3 D. H2O 11.SO42-离子的空间构型是( ) A. 平面正方形 B. 三角锥形 C. 四面体 D. 八面体 12.下列各物质分子其中心原子以sp2杂化的是( ) A. H2O B. NO2 C. SCl2 D. CS2 第12章（物质结构与性质） 李仕才 第二节分子结构与性质 考点二分子的立体构型 1．用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。 ②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。 (2)价层电子对数的确定方法 其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是1个与中心原子结合的原子提供的价电子数，x是与中心原子结合的原子数。 (3)价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系 2.用杂化轨道理论推测分子的立体构型 (1)杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道。 (2)杂化轨道的类型与分子立体构型 (3)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型 杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式： 杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。 代表物杂化轨道数中心原子杂化轨道类型 CO20＋2＝2 sp CH2O 0＋3＝3 sp2 CH40＋4＝4 sp3 SO21＋2＝3 sp2 NH31＋3＝4 sp3 H2O 2＋2＝4 sp3 (4) 3.等电子原理 原子总数相同，价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相似，如CO和N2。 等电子体的微粒有着相同的分子构型，中心原子也有相同的杂化方式。 常见等电子体与空间构型 微粒通式价电子总数立体构型 CO2、CNS－、NO＋2、N－3AX216e－直线形 CO2－3、NO－3、SO3AX324e－平面三角形 SO2、O3、NO－2AX218e－V形 SiO4－4、PO3－4、SO2－4、ClO－4AX432e－正四面体形 PO3－3、SO2－3、ClO－3AX326e－三角锥形 CO、N2AX 10e－直线形 CH4、NH＋4AX48e－正四面体形 第二章分子结构与性质 第一节共价键 【学习目标】 1、了解共价键的形成过程。 2、知道共价键的主要类型δ键和π键。 3、能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质 4、知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用” 【学习重点】 1、δ键和π键的特征和性质 2、用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 【学习难点】 1、δ键和π键的特征； 2、键角 【教学过程】 复习引入： 1.NaCl、HCl的形成过程 2.离子键：阴阳离子间的相互作用。 3.共价键：原子间通过共用电子对形成的相互作用。 4.使离子相结合或原子相结合的作用力通称为化学键。 一、共价键 1、定义：原子间通过共用电子对形成的相互作用。 2、练习：用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程 H2 HCl Cl2 思考：为什么H2、Cl2 是双原子分子，而稀有气体是单原子分子？ 3、形成共价键的条件：两原子都有单电子 讨论（第一组回答）：按共价键的共用电子对理论，是否有H3、H2Cl、Cl3的分子存在？ 4、共价键的特性：饱和性 对于主族元素而言，内层电子一般都成对，单电子在最外层。 如：H 1s1 、Cl 1s22s22p63s23p5 H、Cl最外层各缺一个电子，于是两原子各拿一电子形成一对 共用电子对共用，由于Cl吸引电子对能力稍强，电子对偏向Cl（并非完全占有），Cl略带部分负电荷，H略带部分正电荷。 讨论（第二组回答）：共用电子对中H、Cl的两单电子自旋方向是相同还是相反？ 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 1s1 相互靠拢1s1 电子云相互重叠形成H2分子的共价键 （H-H）由此可见，共价键可看成是电子云重叠的结果。电子云重叠程度越大，则形成的共价键越牢固。 H2里的共价键称为δ键。形成δ键的电子称为δ电子。 5、共价键的种类 （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，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。 讲：H2分子里的δ键是由两个s电子重叠形成的，可称为S-Sδ键。 下图为HCl、Cl2中电子云重叠： 未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠形成的共价单 键的电子云图 像 未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠形成的共价 单键的电子 云图像 HCl分子里的δ键是由H的一个s电子和Cl的一个P电子重叠形成的，可称为S-P δ键。 Cl2分子里的δ键是由Cl的两个P电子重叠形成的，可称为P-P δ键。 b、种类：S-S δ键 S-P δ键 P-P δ键 人教版-选修3-第二章分子结构与性质全章教案 第二章分子结构与性质 教材分析 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型 和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和 非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角 度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概 念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类 型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？ 教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的 立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的 影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性 外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的 极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质 的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非 极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的 酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学 和生产手性药物方面的应用 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 第二讲分子结构与性质 1．有X、Y、Z三种元素，其中X原子的价电子构型为2s22p2，Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道，Z的＋1价离子是一个质子。试回答下列问题： (1)ZXY分子中的三个原子除Z原子外均为8电子构型，写出该分子的结构式：____________，根据电子云重叠方式的不同，分子里共价键的类型有________。 (2)常温下，YZ3呈气态，但易被液化，且极易溶于水，其原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)液态的YZ3是一种重要的溶剂，其性质与H2O相似，可以与活泼金属反应，写出Na 与液态YZ3反应的化学方程式：_______ _____________________________________________________。 解析：由“X原子的价电子构型为2s22p2”可推知X是C；“Y原子的L电子层中有三个未成对电子，且无空轨道”可推知Y是N；Z是H。(1)ZXY分子为HCN，其结构式为H—C≡N，分子中含有的共价键为σ键和π键。(2)YZ3分子为NH3，易液化；NH3和H2O都是极性分子，且二者能形成氢键，NH3又能与H2O发生化学反应，使得NH3极易溶于水。(3)由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑可类推出：2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑。 答案：(1)H—C≡N σ键、π键(2)NH3和H2O都是极性分子，且二者能形成氢键，NH3又能与H2O发生化学反应，使得NH3极易溶于水(3)2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑2．硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示： (1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_______，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。 (2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__________。 (3)图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_________________________________________ _____________________________________________________。 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 1. S F4分子具有( )[ID: 881] A B C D 2. 下列哪种分子的偶极矩不等于零？( )[ID: 909] A B C D 3. 下列化合物中哪种分子偶极矩为零？( )[ID: 910] A B C D 4. 下列哪一种分子或原子在固态时是范德华力所维持的？( )[ID: 911] A B C D 5. 下列化合物中哪个不具有孤对电子？( )[ID: 912] A B C D 6. O F2分子的电子结构是哪种杂化？( )[ID: 913] A B C D 7. 下列化合物中哪一个氢键表现最强？( )[ID: 914] A B C D 8. 用价电子对互斥理论推测下列分子构型：PCl5、HOCl 、XeF2、ICl4－、IF5分别属于( )[ID: 915] A B C D 9. 指出下列化合物中，哪一个化合物的化学键极性最小？( )[ID: 916] A B C D 10. 要组成有效分子轨道需满足成键哪三原则？( )[ID: 917] A B C D 11. 由分子轨道理论可知( )[ID: 918] A B C D 12. 指出下列化合物中，哪个化合物的化学键极性最大？( )[ID: 919] A B C D 13. 下列分子中，两个相邻共价键间夹角最小的是( )[ID: 920] A B C D 14. 下列说法中正确的是( )[ID: 921] A B C D 15. 下列化学键中，极性最弱的是( )[ID: 922] A B C D 16. 下列说法中不正确的是 ( )[ID: 923] A B C D 17. 下列原子轨道中各有一个自旋方向相反的不成对电子，则沿x 轴方向可形成 σ键的是 ( )[ID: 924] A B C D 18. 下列分子或离子中，键角最大的是 ( )[ID: 925] A B C D 19. 下列说法中，正确的是 ( )[ID: 926] A 第二章分子结构与性质 一、共价键 1．本质：在原子之间形成共用电子对。 2．特征：具有饱和性和方向性（注意：s-s σ键即H-H 键没有方向性） 3．分类 （1 ）形成共价键的原子轨道重叠方式： σ键：原子轨道“头碰头”重叠 π键：原子轨道“肩碰肩”重叠 （2）形成共价键的电子对是否偏移： 极 性 键：共用电子对发生偏移（即A-B 等） 非极性键：共用电子对不发生偏移(即A-A 等) （3）原子间共用电子对的数目: 单键、双键、三键。 说 明：①两原子间形成的共价键中，共价单键为σ键，共价双键中有一个σ键和一个π 键，共价三键中有一个σ键和二个π键。 ②并不是所有的分子中都含有共价键，如单原子的稀有气体分子中无共价键。 ③化学反应的本质 。 4．键参数 (1)概念 键能：气态基态原子形成1mol 化学键释放的最低能量。 键参数 键长：形成共价键的两个原子间的核间距。 键角：分子中两个共价键之间的夹角。 (2)键参数对分子性质的影响------键长越短，键能越大，分子越稳定． 共价键的键能与化学反应热的关系:反应热= 所有反应物键能总和－所有生成物键能总和. 5．等电子体原理：是指原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。应用：⑴判断微粒成键方式、空间构型；⑵推测性质。如CO与N2 。 二、分子的空间构型 1、价层电子对互斥理论 （1）有关概念 ①价电子：原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中，价电子数就是最外层电子数。 ②价层：就是显现化合价的电子层，通常指原子的最外层电子层。 ③价层电子对：指的是形成σ键的电子对和孤对电子。孤对电子的存在，增加了电子 对间的排斥力，影响了分子中的键角，会改变分子构型的基本类型。 ④价层电子对互斥理论基本观点：分子中的价层电子对---成键电子对(即σ键）和孤对电子由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离以减小排斥力而采取对称的空间结构。[一般电子对间的排斥大小：孤电子对间的排斥（孤-孤排斥）＞孤对电子和成键电子对间的排斥（孤-成排斥）＞成键电子对间的排斥（成-成排斥）] 说明：价层电子对互斥理论：主要是用来分析主族元素形成的分子或离子的结构的，不用 来分析以过渡元素为中心的化合物。 （2）、根据价层电子对互斥模型判断分子的构型 Ⅰ、价层电子对互斥模型说明的是价层电子对（含孤电子对）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，不包括孤电子对。 ①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致； ②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。 Ⅱ、对AB m型分子或离子，其价层电子对数(亦即为杂化轨道数)的判断方法为： 规定：①作为配位原子，卤素F、Cl、Br、I和H：价电子1个，氧族：O、S：0个； 但作为中心原子，卤素原子按7个价电子计算，氧族元素的原子按6个价电子计算；(完整版)结构化学课后答案第二章
第二章 分子结构与性质
第二讲分子结构与性质
第二章 分子结构与性质(知识清理及练习)
2020高考化学 考题 分子结构与性质
第二章 分子结构-答案
化学选修3第二章-分子结构与性质--教案
第二讲 分子结构与性质
第二章分子结构与性质单元测试
高中化学分子的结构与性质
第二章 分子结构-答案
人教版2020高考化学第12章(物质结构与性质)第2节2)分子的立体构型讲与练(含解析)
分子结构与性质教案
人教版-选修3-第二章分子结构与性质全章教案
2021高考化学一轮复习第十二章物质结构与性质第二讲分子结构与性质规范演练含解析人教版
(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
选修三第二章分子结构与性质教案