2021-2022学年高中化学新鲁科版选择性必修2 第2章微粒间相互作用与物质性质复习 学案
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高中化学新鲁科版选择性必修2 第2章微粒间相互作用与物质性质复习 学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 615.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-02-23 20:05:15 | ||
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文档简介
第2章
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1．共价键模型
2．共价键与分子的空间构型
3．离子键、配位键与金属键
4．分子间作用力
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1727年英国的牧师化学家哈尔斯用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出。1774年化学家普利斯德里重作这个实验，采用汞代替水来密闭曲颈瓶，制得了碱空气(氨)。已知，氮原子有5个价电子，其中有3个未成对，当它与氢原子化合时，每个氮原子可以和3个氢原子通过极性共价键结合成氨分子，氨分子里的氮原子还有一对孤电子对。氨分子的空间结构是三角锥形，是极性分子。
(一)氨气及其化合物的结构分析
氨和水都是常用的试剂。请回答下列问题：
(1)氮元素在元素周期表中的位置是什么？基态氮原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比是多少？
提示：氮元素为7号元素，在元素周期表中的位置是第2周期ⅤA族；根据基态氮原子的核外电子轨道表示式判断，未成对电子数与成对电子数之比为3∶4。
(2)已知NH3分子可结合一个H＋形成铵根离子(NH)，NH3分子中N原子的杂化类型是什么？NH3分子与H＋结合的过程中未发生改变的是什么？
提示：NH3分子中N原子的杂化类型是sp3。氨分子和铵根离子中N原子的杂化方式均为sp3杂化，N原子的杂化类型不变。
(3)NH中H—N—H键角比NH3中H—N—H键角大，原因是什么？
提示：氨气分子中氮原子上有一对孤电子对，铵根离子中氮原子上没有孤电子对，排斥力小。
(二)氨及其化合物与分子间作用力和氢键的关系
水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。氨气也易形成氢键。
(1)已知氨的沸点高于膦(PH3)，原因是什么？氨是极性还是非极性分子？
提示：氨分子中N原子电负性较大，NH3分子间存在氢键，氢键大于范德华力，因而氨的沸点高于膦(PH3)；NH3分子是三角锥形，NH3中正电、负电重心不重合，NH3是极性分子。
(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是谁？为什么？
提示：元素的非金属性越强，氢化物越稳定，NH3与PH3相比，热稳定性更强的是NH3。
(3)NH3、PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是什么？
提示：NH3分子之间存在氢键，PH3分子之间为范德华力，氢键作用比范德华力强，故NH3比PH3易液化，NH3沸点比PH3高，与键的极性、相对分子质量无关。
(4)氨气在水中的溶解度远大于甲烷，其原因是什么？
提示：N、O、F原子易形成氢键，氢键的存在影响物质的熔、沸点和溶解性，所以NH3与H2O分子间存在氢键，甲烷分子与H2O分子间不存在氢键，所以氨气的溶解性大。
应用实践·提升素养
1．(2021·济南高二检测)下列说法正确的是( )
①非极性分子中一定含有非极性键；
②s—s σ键与s—p σ键的电子云形状相同；
③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同；
④中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型不一定是正四面体；
⑤氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内；
⑥3p2表示3p能级有两个轨道
A．③④⑤ B．①②③④⑤
C．②③④ D．②③④⑤⑥
【解析】选A。①非极性分子中可能只含极性键，如四氯化碳是极性键形成的非极性分子，故错误；②s能级电子云是球形，p能级电子云是纺锤形，所以
s－s σ键与s－p σ键的电子云形状不同，故错误；③π键和σ键的活泼性不同导致物质的化学性质不同，含有π键的物质性质较活泼，故正确；④中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体形，但其立体构型不一定是正四面体形，如水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化，但H2O是角形，NH3是三角锥形，故正确；⑤有的分子内也含有氢键，所以不是仅存在于分子之间，故正确；⑥3p2表示3p能级有两个电子，而不是两个轨道，故错误。
2．(双选)(2021·菏泽高二检测)下列说法不正确的是( )
A．苯分子中每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．SO2和H2O都是由极性键形成的极性分子
C．配离子[Cu(En)2]2＋(En是乙二胺的简写H2N—CH2—CH2—NH2)中的配位原子是C原子，配位数是4
D．H2O中的孤电子对数比H3O＋的多，故H2O的键角比H3O＋的键角小
【解析】选A、C。苯分子中每个碳原子的未参加杂化的2p轨道用来形成大π键，每个碳原子都以sp2杂化轨道形成σ键，A错误；SO2和H2O均是角形结构，因此都是由极性键形成的极性分子，B正确；配离子[Cu(En)2]2＋(En是乙二胺的简写H2N—CH2—CH2—NH2)中的配位原子是N原子，配位数是4，C错误；H2O中的孤电子对数为2，比H3O＋的多，因此H2O的键角比H3O＋的键角小，D正确。
3．研究表明，利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺()制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。
(1)Fe2＋基态核外电子排布式为__________________。
(2) N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为________。
(3) CO中心原子轨道的杂化类型为______________；与CO互为等电子体的一种分子为________________(填化学式)。
(4) 1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为____________；苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是_______________________。
【解析】(1)铁是26号元素，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去2个电子变成亚铁离子Fe2＋，Fe2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6；
(2)同周期从左到右、同主族从下到上，电负性逐渐增大，根据元素在元素周期表中的位置，可知N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞P；
(3)CO中心原子碳原子孤电子对对数＝＝0，杂化轨道数目＝3＋0＝3，碳原子采取sp2杂化；CO的原子数为4，价电子数为24，等电子体是指具有相同原子数和相同价电子数的分子或原子团，根据等电子体的定义可知，与CO互为等电子体的分子有SO3、BF3等；
(4)苯胺()中C—C键、C—H键、C—N键、N—H键均是或含有σ键，1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为14 mol；苯胺为分子晶体，由分子构成，苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点(184.4 ℃)高于甲苯的沸点(110.6 ℃)，原因是苯胺分子之间存在氢键。
答案：(1)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(2)O>N>P (3)sp2 SO3(合理即可) (4)14 mol 苯胺分子间可形成氢键
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1．共价键模型
2．共价键与分子的空间构型
3．离子键、配位键与金属键
4．分子间作用力
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1727年英国的牧师化学家哈尔斯用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中而不见气体放出。1774年化学家普利斯德里重作这个实验，采用汞代替水来密闭曲颈瓶，制得了碱空气(氨)。已知，氮原子有5个价电子，其中有3个未成对，当它与氢原子化合时，每个氮原子可以和3个氢原子通过极性共价键结合成氨分子，氨分子里的氮原子还有一对孤电子对。氨分子的空间结构是三角锥形，是极性分子。
(一)氨气及其化合物的结构分析
氨和水都是常用的试剂。请回答下列问题：
(1)氮元素在元素周期表中的位置是什么？基态氮原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比是多少？
提示：氮元素为7号元素，在元素周期表中的位置是第2周期ⅤA族；根据基态氮原子的核外电子轨道表示式判断，未成对电子数与成对电子数之比为3∶4。
(2)已知NH3分子可结合一个H＋形成铵根离子(NH)，NH3分子中N原子的杂化类型是什么？NH3分子与H＋结合的过程中未发生改变的是什么？
提示：NH3分子中N原子的杂化类型是sp3。氨分子和铵根离子中N原子的杂化方式均为sp3杂化，N原子的杂化类型不变。
(3)NH中H—N—H键角比NH3中H—N—H键角大，原因是什么？
提示：氨气分子中氮原子上有一对孤电子对，铵根离子中氮原子上没有孤电子对，排斥力小。
(二)氨及其化合物与分子间作用力和氢键的关系
水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。氨气也易形成氢键。
(1)已知氨的沸点高于膦(PH3)，原因是什么？氨是极性还是非极性分子？
提示：氨分子中N原子电负性较大，NH3分子间存在氢键，氢键大于范德华力，因而氨的沸点高于膦(PH3)；NH3分子是三角锥形，NH3中正电、负电重心不重合，NH3是极性分子。
(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是谁？为什么？
提示：元素的非金属性越强，氢化物越稳定，NH3与PH3相比，热稳定性更强的是NH3。
(3)NH3、PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是什么？
提示：NH3分子之间存在氢键，PH3分子之间为范德华力，氢键作用比范德华力强，故NH3比PH3易液化，NH3沸点比PH3高，与键的极性、相对分子质量无关。
(4)氨气在水中的溶解度远大于甲烷，其原因是什么？
提示：N、O、F原子易形成氢键，氢键的存在影响物质的熔、沸点和溶解性，所以NH3与H2O分子间存在氢键，甲烷分子与H2O分子间不存在氢键，所以氨气的溶解性大。
应用实践·提升素养
1．(2021·济南高二检测)下列说法正确的是( )
①非极性分子中一定含有非极性键；
②s—s σ键与s—p σ键的电子云形状相同；
③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同；
④中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型不一定是正四面体；
⑤氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内；
⑥3p2表示3p能级有两个轨道
A．③④⑤ B．①②③④⑤
C．②③④ D．②③④⑤⑥
【解析】选A。①非极性分子中可能只含极性键，如四氯化碳是极性键形成的非极性分子，故错误；②s能级电子云是球形，p能级电子云是纺锤形，所以
s－s σ键与s－p σ键的电子云形状不同，故错误；③π键和σ键的活泼性不同导致物质的化学性质不同，含有π键的物质性质较活泼，故正确；④中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体形，但其立体构型不一定是正四面体形，如水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化，但H2O是角形，NH3是三角锥形，故正确；⑤有的分子内也含有氢键，所以不是仅存在于分子之间，故正确；⑥3p2表示3p能级有两个电子，而不是两个轨道，故错误。
2．(双选)(2021·菏泽高二检测)下列说法不正确的是( )
A．苯分子中每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．SO2和H2O都是由极性键形成的极性分子
C．配离子[Cu(En)2]2＋(En是乙二胺的简写H2N—CH2—CH2—NH2)中的配位原子是C原子，配位数是4
D．H2O中的孤电子对数比H3O＋的多，故H2O的键角比H3O＋的键角小
【解析】选A、C。苯分子中每个碳原子的未参加杂化的2p轨道用来形成大π键，每个碳原子都以sp2杂化轨道形成σ键，A错误；SO2和H2O均是角形结构，因此都是由极性键形成的极性分子，B正确；配离子[Cu(En)2]2＋(En是乙二胺的简写H2N—CH2—CH2—NH2)中的配位原子是N原子，配位数是4，C错误；H2O中的孤电子对数为2，比H3O＋的多，因此H2O的键角比H3O＋的键角小，D正确。
3．研究表明，利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺()制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。
(1)Fe2＋基态核外电子排布式为__________________。
(2) N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为________。
(3) CO中心原子轨道的杂化类型为______________；与CO互为等电子体的一种分子为________________(填化学式)。
(4) 1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为____________；苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是_______________________。
【解析】(1)铁是26号元素，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去2个电子变成亚铁离子Fe2＋，Fe2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6；
(2)同周期从左到右、同主族从下到上，电负性逐渐增大，根据元素在元素周期表中的位置，可知N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞P；
(3)CO中心原子碳原子孤电子对对数＝＝0，杂化轨道数目＝3＋0＝3，碳原子采取sp2杂化；CO的原子数为4，价电子数为24，等电子体是指具有相同原子数和相同价电子数的分子或原子团，根据等电子体的定义可知，与CO互为等电子体的分子有SO3、BF3等；
(4)苯胺()中C—C键、C—H键、C—N键、N—H键均是或含有σ键，1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为14 mol；苯胺为分子晶体，由分子构成，苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点(184.4 ℃)高于甲苯的沸点(110.6 ℃)，原因是苯胺分子之间存在氢键。
答案：(1)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(2)O>N>P (3)sp2 SO3(合理即可) (4)14 mol 苯胺分子间可形成氢键
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