2022版高考化学一轮复习课件：第9章 第2节 分子结构与性质

这是一份2022版高考化学一轮复习课件：第9章 第2节 分子结构与性质，共60页。PPT课件主要包含了栏目导航，必备知识关键能力，共用电子对，非金属，饱和性，方向性，原子总数，价电子总数，直线形，BeCl2等内容，欢迎下载使用。
☞知识点1　共价键及其参数
1．共价键的概念原子间通过________________形成的化学键，主要在____________原子间形成。2．共价键的特征共价键具有________和__________。
4．共价键类型的判断(1)σ键与π键。①依据强度判断：σ键的强度较大，较______，π键活泼，比较______断裂。②共价单键是σ键，共价双键中含有____个σ键，____个π键；共价三键中含有____个σ键，____个π键。(2)极性键与非极性键。看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。
5．键参数(1)概念。【答案】键能　键长　键角　
(2)键参数对分子性质的影响。 (3)键参数与分子稳定性的关系。键能越______，键长越______，分子越稳定。
6．等电子体__________相同、____________相同的分子具有相似的化学键特征。等电子体的物质其______(填“物理”或“化学”)性质相近。
　判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(　　)(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(　　)(3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(　　)(4)s－sσ键与s－pσ键的电子云形状对称性相同(　　)(5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(　　)(6)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(　　)
(7)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　　)(8)键长等于成键两原子的半径之和(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
突破一　共价键的类型1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　)A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键【答案】B
【解析】同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B错误，D正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C正确。
2．(1)下列分子中只存在s－p σ键的是____________。A． H2　　　　　　B．F2　　　　　　C．HCl　　　　　　D．HClO(2)硝酸锰Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在___________。(3)碳的一种单质的结构如图所示。该单质的晶体类型为____________，原子间存在的共价键类型有________。SiCl4分子属于______分子(填“极性”或“非极性”)。
(4)①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_______________________。CS2分子中，共价键的类型有________。②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 ml Ni(CO)4中含有______ml σ键。③SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S—O键键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约160 pm，较短的键为______(填图中字母)，该分子中含有______个σ键。
④1 ml CH3COOH分子含有σ键的数目为______。与H2O互为等电子体的一种阳离子为__________(填化学式)。(5)碳和硅的有关化学键键能如下表所示，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___________________________。
【解析】(4)①CS2结构式为S═C═S，其中化学键类型应为σ键和π键。②Ni(CO)4中，Ni与CO是σ键，共有4个，CO中碳氧原子间有1个σ键，故1 ml Ni(CO)4中共有8 ml σ键。③SO3的三聚体环状结构中存在S═O键和S—O键两类，一类如图中a所示，即S═O键键长短，另一类如图中b所示，为配位键，为单键，键能较小，键长较长。分子中的所有共价键均为σ键，共有12个。④1 ml CH3COOH中含有7 ml σ键。H2O是3原子、10e－分子，与之互为等电子体的阳离子应为H2F＋。
突破二　键参数及应用3．下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是(　　)A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低【答案】C
【解析】F2、Cl2、Br2、I2属于分子晶体，影响熔点、沸点的因素是分子间作用力的大小，与共价键的键能大小无关，A错误；HF、HBr、HCl、HI属于共价化合物，影响稳定性的因素是共价键，共价键的键能越大越稳定，与共价键的键能大小有关，但是HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，B错误；金刚石、晶体硅属于原子晶体，原子之间存在共价键，原子半径越小，键能越大，熔、沸点越高，与共价键的键能大小有关，C正确；NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体，离子半径越大，键能越小，熔点、沸点越低，与共价键的键能大小无关，D错误。
4．已知键能、键长部分数据如下表：
(1)下列推断正确的是________(填字母，下同)。A．稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB．氧化性：I2＞Br2＞Cl2C．沸点：H2O＞NH3D．还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF
(2)下列有关推断正确的是__________。A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在HX分子中，键长最短的是________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”“小于”或“等于”)O══O键的键长。【答案】(1)ACD　(2)A　(3)HF　HI　大于
【解析】(1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B错误；H2O的沸点大于NH3，C正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D正确。(2)由碳碳键的数据知A正确；由O—O键、O══O键的键能知，B错误；C—H键的键长大于N—H键的键长，但是N—H键的键能反而较小，C错误；由C—H、N—H的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D错误。
突破三　等电子体5．(2020·河北石家庄质检)原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体，等电子体具有结构相似的特征。下列各对粒子中，空间结构相似的是(　　)A．CS2与NO2　　　　B．C6H6与B3N3H6C．H2O与NH3　　　　D．PCl3与BF3【答案】B
【解析】CS2与NO2分子中原子个数相等，价电子总数不相同，所以不是等电子体，则其空间构型不相似，A错误；C6H6与B3N3H6中原子个数相等，价电子总数相同，所以是等电子体，则其空间构型相似，B正确；H2O与NH3中原子个数不相等，所以不是等电子体，则其空间构型不相似，C错误；PCl3与BF3分子中原子个数相等，价电子总数不相同，所以不是等电子体，则其空间构型不相似，D错误。
6．(1)原子数相同、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。根据上述原理，仅由第二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S互为等电子体的分子有________。
(3)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4[四氟硼酸四(乙腈)合铜(Ⅰ)]是有机合成中常见催化剂，与其阴离子互为等电子体的分子或离子是_________(各举1例)。
☞知识点2　分子的空间构型
1．价层电子对互斥理论(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，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．杂化轨道理论当原子成键时，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，形成分子的空间结构不同。
【答案】1个s轨道　1个p轨道　180°　1个s轨道　2个p轨道　120°　1个s轨道　3个p轨道　109°28′
3．配位键(1)孤电子对。分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键。①配位键的形成：成键原子一方提供__________，另一方提供________形成共价键。
(3)配合物。①组成。②【答案】(2)a．中心原子　b．配位原子　c．配位体　d．配位数
　判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)根据原子轨道理论，水分子为V形结构(　　)(2)价层电子对互斥理论可以解释甲烷分子的四面体结构和氨分子的三角锥形(　　)(3)价层电子对互斥理论中，π键的电子对数不计入中心原子的价层电子对数(　　)(4)分子中的中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(　　)
(5)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化(　　)(6)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　)(7)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形(　　)(8)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(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)√
突破一　价层电子对互斥理论及其应用1．下列分子中的中心原子采取sp2杂化的是(　　)①C6H6　②C2H2　③C2H4　④C3H8　⑤CO2　⑥BeCl2　⑦SO3　⑧BF3A．①②⑥⑦　　　　B．③⑤⑦⑧C．①③⑦⑧　　　　D．③⑤⑥⑦【答案】C
【解析】苯分子是平面形结构，其中的碳原子采取sp2杂化；乙炔分子是直线形结构，其中的碳原子采取sp杂化；乙烯分子是平面形结构，其中的碳原子采取sp2杂化；丙烷中的碳原子类似于甲烷中碳原子，采取sp3杂化；CO2分子是直线形结构，其中碳原子采取sp杂化；氯化铍分子是直线形结构，其中铍原子采取sp杂化；三氧化硫分子是平面三角形结构，其中S原子采取sp2杂化；三氟化硼分子是平面三角形结构，其中的B原子采取sp2杂化。
【答案】(1)V形　sp3　(2)正四面体　N　sp、sp3
判断分子或离子立体构型“三步曲”第一步：确定中心原子上的价层电子对数。a为中心原子的价层电子数减去离子的电荷数，b为电荷数，x为非中心原子的原子个数。
第三步：分子立体构型的确定。价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减去成键电子对数，得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子立体构型。
突破二　杂化轨道理论及其应用4．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子或者离子的中心原子杂化方式及空间构型正确的是(　　)
【答案】D【解析】SO2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，含有一个孤电子对，分子的立体结构为V形，A错误；HCHO分子中心原子杂化方式sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，分子的立体结构为平面三角形，B错误；NF3分子中心原子杂化方式sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，含有一个孤电子对，分子的立体结构为三角锥形，C错误。
(3)按要求写出第2周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子：________，三角锥形分子：________，四面体形分子：________。(4)写出SO3常见的等电子体的化学式，一价阴离子：________(写出一种，下同)，二价阴离子：________，它们的中心原子采用的杂化方式都是_____。
突破三　配合物理论及其应用6．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法正确的是(　　)A．配位体是Cl－和H2O，配位数是9B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋C．内界(作配体的)和外界中的Cl－的数目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀【答案】C
【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O配位体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，内界离子是Cl－，外界离子也是Cl－，B错误；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O内界离子的Cl－为1，外界离子的Cl－为2，内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量AgNO3溶液，外界离子Cl－与Ag＋反应，内界离子Cl－不与Ag＋反应，D错误。
①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)____________________________________________________。②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：____________________________。
【解析】(1)由题中信息可导出结论：凡能给出H＋的物质中一般含有配位键。(2)硼原子为缺电子原子，H3BO3的电离是B原子和水中的OH－形成配位键，水产生的H＋表现出酸性。
☞知识点3　分子间作用力与分子的性质
1．分子间作用力(1)概念：物质分子之间______存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是_________和______。(3)强弱：范德华力______氢键______化学键。
(4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔、沸点，硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着______________的增加，范德华力逐渐________。
(5)氢键。①形成：已经与________________的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中____________的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法：A—H…B。③特征：具有一定的______性和______性。④分类：氢键包括________氢键和________氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响。主要表现为使物质的熔、沸点____，对电离和溶解度等产生影响。
氢键是特殊的分子间作用力，氢键的键能一般不超过40 kJ·ml－1，强度：化学键>氢键>范德华力，氢键影响物质部分物理性质，如物质的熔、沸点，溶解性等，对化学性质无影响；一般来说含分子间氢键的物质的沸点大于分子内氢键物质的沸点。
2．分子的性质(1)分子的极性。
(2)分子的溶解性。①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于______溶剂，极性溶质一般能溶于________。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度________。②随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(4)无机含氧酸分子的酸性。无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，酸性越______，如HClO