专题三　主观题突破　2.电离能、电负性、化学键、杂化方式与空间结构类原因解释题 2024年高考化学二轮复习课件+讲义

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1.元素第一电离能的周期性变化
随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期元素从左到右，第一电离能有逐渐 的趋势，稀有气体的第一电离能最 ，氢和碱金属的第一电离能最 。同族元素从上到下，第一电离能逐渐 。
说明　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。同能级的轨道为全充满、半充满时，元素的第一电离能较相邻元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能均大于同周期相邻元素。例如，Be、N、Mg、P。
2.元素电负性的周期性变化
随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐 ；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐 。
离子键存在于离子化合物中。一般阴、阳离子的电荷越多、离子半径越小，离子键越强。
(1)σ键、π键(以碳原子之间成键为例)
(2)配位键①配合物的组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例，如图1所示。②一般来说，配合物内界与外界之间为离子键，电荷相互抵消。③配体有多个配位原子，与中心原子形成螯合物，如铜离子与乙二胺形成配离子(图2)。
5.中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断
中心原子的杂化类型和分子的空间结构有关，二者之间可以相互判断。
特别提醒　(1)用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为LP—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。(2)键角大小的判断方法①不同杂化类型如键角：CH4②单键、双键、三键的影响(较少考查，了解)三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。如乙烯分子中H—C==C的键角是121.3°；H—C—H的键角是117.4°，均接近120°。③杂化类型相同，中心原子的孤电子对数越多，键角越小如键角：CH4>NH3>H2O； >NH3；H3O＋>H2O。
④杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大键角：NH3>PH3>AsH3。解释：N、P、As的电负性逐渐减小，中心原子的电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，成键电子对排斥力增大，键角增大。⑤杂化类型和孤电子对数均相同，配位原子的电负性越大，键角越小键角：NF31.[2021·山东，16(2)节选]O、F、Cl电负性由大到小的顺序为_________。
2.[2020·全国卷Ⅰ，35(1)(2)]Gdenugh等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：(1)基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为_______。
基态Fe2＋的价层电子排布式为3d6，未成对电子数为4，基态Fe3＋的价层电子排布式为3d5，未成对电子数为5，所以两者之比为4∶5。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是____________________________________________________________________________。I1(Be)> I1(B)> I1(Li)，原因是__________________________________________________________
Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，更易失电子，故第一电离能更小
Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现
_______________________________________________________________________________________________。
增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的
3.[2023·湖南，17(1)(7)]
回答下列问题：(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是___________。
晶体Ga(CH3)3的沸点较低，晶体类型是分子晶体。
(7)比较分子中的C—Ga—C键角大小：Ga(CH3)3_____Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“＝”)，其原因是_____________________________________________________________________________________________________。
Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，故Ga(CH3)3(Et2O)中C—Ga—C的键角较小
1.比较O、C电负性大小，并从原子结构角度解释两元素电负性差异的原因是___________________________________________________________________________。
O原子的原子半径小于C原子的原子半径，对电子的吸引能力更强，电负性：O>C
2.尿素[CO(NH2)2]分子中N、O元素的第一电离能：N>O，原因是_________________________________________________________________________。
素的2p能级为半充满状态，是较稳定的结构，失去1个电子需要的能量更多
3.Na＋和Ne互为等电子体，电离能：I2(Na)>I1(Ne)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
子排布结构相同，而Na＋比Ne的核电荷数大，因此Na＋原子核对核外电子的吸引力大于Ne原子核对核外电子的吸引力，所以Na＋更难失去电子，电离能更大
4.已知电负性：H 2.1；C 2.5；F 4.0；P 2.1；I 2.5。CH3I是一种甲基化试剂，CF3I可用作制冷剂，CH3I和CF3I发生水解时的主要反应分别是CH3I＋H2O―→CH3OH＋HI和CF3I＋H2O―→CF3H＋HIO。CF3I的水解产物是HIO，结合电负性解释原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
因为电负性： F>I＝C，所以在CF3I中，受3个F原子吸引电子能力强的影响，I与C之间的共用电子对偏向于C，I显＋1价，则CF3I发生水解时，生成CF3H和HIO
5.下表是两者的键能(单位：kJ·ml－1)数据：
结合数据说明CO比N2活泼的原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CO中第一个π键的键能是326.9 kJ·ml－1，N2中第一个π键的键能是528 kJ·ml－1，所以CO的第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂，所以CO比N2活泼
6.两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93°6′和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________。
电负性：N＞P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大
7.NF3的键角_____NH3的键角(填“>”“<”或“＝”)，理由是______________________________________________________________________________________________。
负性比H大，NF3中N原子周围电子云的密度减小，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小
8.H3O＋中H—O—H的键角比H2O中H—O—H的键角大，原因是______________________________________________________________________。
氧原子有2个孤电子对，H3O＋中的氧原子有1个孤电子对，排斥力较小
9.CH4、NH3、H2O的VSEPR模型都是________，键角分别是_________、_______、________；分析它们键角差异的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
CH4中键与键之间的排斥力一样，是正四面体形，键角为109°28′；而其他两个分子均有未成键的孤电子对，孤电子对间的排斥力>孤电子对与σ键电子对间的排斥力>σ键电子对间的排斥力。由于孤电子对对成键电子的排斥作用，使得成键电子间夹角变小，H2O中有两个孤电子对，NH3中有一个孤电子对，故H2O中键角比NH3更小
10. 的键角小于 的原因是________________________________________________________________________________________________。
11. 中H—N—H的键角比NH3中H—N—H的键角____(填“大”或“小”)，理由是_______________________________________________________________________________________________________。
中N形成4个σ键，而NH3分子中N有1个孤电子对，孤电子对对H—N的排斥力更大，H—N—H的键角变小
12.顺铂有抗癌作用。机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的Pt(NH3)2(OH)Cl与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。如：
(1)鸟嘌呤与Pt(NH3)2(OH)Cl反应的产物中包含的化学键有______(填字母)。A氢键 B.离子键C.共价键 D.配位键
根据题中产物结构可知化学键包括离子键、共价键和配位键，故选B、C、D。
(2)在Pt(NH3)2Cl2，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl－_____NH3(填“>”或“＜”)。
与Cl相比，N给出孤电子对的能力更强。
13.Cu2O与NH3·H2O反应能形成较稳定的[Cu(NH3)2]＋的原因是__________________________________________________。
中的N原子提供孤电子对，与Cu＋形成配位键
14.C3＋在水中易被还原成 C2＋，而在氨水中可稳定存在，其原因为________________________________。
C3＋可与 NH3形成较稳定的配合物
15.TiCl4可以与胺形成配合物，如[TiCl4(CH3NH2)2]、[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]等。(1)[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]中Ti的配位数是_____。(2)1 ml H2NCH2CH2NH2中含有的σ键数目为________。(3)配合物[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]与游离的H2NCH2CH2NH2分子相比，其H—N—H的键角______(填“较大”“较小”或“相同”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。
H2NCH2CH2NH2通过配位键与Ti结合后，原来的孤电子对变为成键电子对，对N—H成键电子对的排斥力减小，N—H之间的键角增大
16.邻二氮菲( )中N原子可与Fe2＋通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子，利用该反应可测定Fe2＋浓度，该反应的适宜pH范围为2～9，试解释选择该pH范围的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
当H＋浓度较高时，邻二氮菲中的N优先与H＋形成配位键，导致与Fe2＋配位的能力减弱；若OH－浓度较高时，OH－与Fe2＋反应，也会影响与邻二氮菲配位
17.一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示：
(1)配离子 的空间结构为__________，钴元素的价态为____，通过螯合作用形成的配位键有_____个。
(2)配合物A无顺磁性，则中心离子的杂化方式为_______(填字母)。(若中心离子具有单电子，则配合物为顺磁性物质)A.sp3 D.sp3d
(3)咪唑( )具有类似苯环的芳香性，①号N比②号N更易与钴形成配位键的原因是______________________________________________________________________。
②号氮原子孤电子对参与形成大π键，使电子云密度降低，与钴配位能力减弱
18.苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键，可记为Π(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)。(1)已知某化合物的结构简式为 ，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大π键，可表示为____，Se的杂化方式为_____。(2)平面分子 中的大π键应表示为_____，氮原子的杂化方式为____。
19.在多原子分子中如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离
参与形成大π键的原子为4个N原子，每个氮已形成3个σ键，且4个N原子失去2个电子，最后氮原子剩余价电子数为5×4－2－3×4＝6，即参与形成大π键的电子数为6，原子数为4，可表示为 。
20.在ZnO催化作用下，呋喃( )可与氨反应转化为吡咯( )。二者均存在与苯类似的大π键，表示方法为 ，n为成环原子个数，m为形成大π键的电子个数，则 的大π键可以表示为_____。
由题干中吡咯的结构可知，分子内含有一个大π键，该大π键由4个碳原子和1个O原子组成，每个碳原子给出1个电子参与形成大π键，每个O原子给出2个电子参与形成大π键，则该大π键的表示形式为 。