一、选择题
1．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．共用的电子必须配对
C．成键后体系能量降低，趋于稳定
D．两原子体积大小要适中
答案：D
点拨：两原子形成共价键时电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的机会更多；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。
2．(双选)下列说法正确的是( )
A．π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成
B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称
C．σ键比π键的重叠程度大，形成的共价键强
D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
答案：CD
点拨：原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键；σ键是轴对称，而π键是镜面对称；从原子的重叠程度看，π键是重叠程度比σ键的重叠程度小，故π键稳定性低于σ键；单键为σ键，双键和三键中只有一个σ键。
点评：比较σ键和π键形成的特点及本质，变抽象为具体。
3．相距很远的两个氢原子相互逐渐靠近，在这一过程中体系能量将( )
A．先变大后变小 B．先变小后变大
C．逐渐变小 D．逐渐增大
答案：B
点拨：相距很远的两原子之间作用力几乎为零，能量为两原子能量之和，随着距离的减小两原子相互吸引，使体系能量缓慢下降，当原子继续靠近时，它们的原子轨道相互重叠，各未成对电子配对成键，能量最低，再进一步接近，两原子核之间的相互斥力又将导致体系能量上升。
4．(2013·经典习题选萃)下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ键，一个π键，叁键中一定有一个σ键，两个π键
D．CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH中σ键都是C—C键，所以键能都相同
答案：D
点拨：p电子云重叠时，首先以“头碰头”的方式最大重叠形成σ键，py、pz电子云垂直于px所在平面，只能以“肩并肩”的方式重叠形成π键，双键中有一个σ键，一个π键，叁键中有一个σ键，两个π键，π键不能单独形成，A、C正确。σ键呈轴对称，π键呈镜像对称，不能绕键轴旋转，B正确。
5．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A．①②③ B．③④⑤⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥
答案：D
点拨：当两个原子间能形成多对共用电子对时，要先形成一个σ键，另外的原子轨道只能形成π键，N2分子中有三个共价键：一个σ键，两个π键；C2H4分子中两个碳原子之间有两个共价键：一个σ键，一个π键；C2H2分子中碳碳原子之间有三个共价键：一个σ键，两个π键。
6．下图表示氢原子的电子云重叠示意图。以下各种说法中错误的是( )
A．图中电子云重叠意味电子在核间出现的机会多
B．氢原子的核外的s电子重叠形成共价键
C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得浓一些，将两核吸引
D．氢原子之间形成σ键，s－sσ键没有方向性
答案：C
点拨：电子云是对核外电子运动状态的一种形象描述，并不是指电子呈云雾状，图中“小黑点”的疏密只表示电子出现概率的大小。
7．下列分子既不存在s－pσ键，也不存在p－pπ键的是( )
A．HCl B．HF
C．SO2 D．SCl2
答案：D
点拨：A项和B项的分子都含有H原子，能提供s电子云与p电子云形成s－pσ；C项的分子含有S===O键，应有π键存在；D项SCl2分子中只存在2个p－pσ键()。
8．下列电子式中，正确的是( )
答案：C
9．下列关于化学键的说法正确的是( )
A．构成单质分子的粒子中一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键
答案：B
点拨：(1)单质分子有单原子分子(即稀有气体分子)、双原子分子(如H2、Cl2、N2等)、三原子分子(如O3)和多原子分子(如P4、S8、C60等)，在单原子的稀有气体分子中不存在任何化学键，其他的双原子分子和多原子分子都是由非极性键构成的，所以A不正确。(2)由非金属元素组成的化合物多数是共价化合物，也有离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4等，故B正确。(3)非极性键存在于同种元素的原子之间，但不一定是双原子的单质分子中，可以是多原子的单质分子，如P4、S8，也可以是化合物中，如Na2O2、H2O2中的氧原子间，烃分子的碳原子之间等，所以，C不正确。(4)不同元素组成的多原子分子里，既有极性键也可以有非极性键，如H2O2中的氧原子间为非极性键，烃分子中C—H键为极性键，而C—C、C===C、C≡C均为非极性键，所以D不正确。
10．下列对σ键的认识正确的是( )
A．σ键不属于共价键，是另一种化学键
B．s－sσ键与s－pσ键的对称性不同
C．分子中含有共价键，则一定含有一个σ键
D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
答案：D
点拨：根据电子云的重叠方式，共价键分为σ键和π键两种，A项错误；σ键的特征为轴对称，B项错误；分子中含有共价键时，可能含有多个σ键，如NH3中含有3个σ键，C项错误；因为σ键和π键的不同造成了含有π键的化合物与只含σ键的化合物属于不同类的物质，化学性质肯定不同，D项正确。
11．已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值为3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( )
A．X与Y B．X与W
C．Y与Z D．Y与W
答案：B
点拨：一般来说，电负性小于1.8的为金属，且电负性越小，金属性越强；电负性大于1.8的为非金属，且电负性越大，非金属性越强，电负性差别小的两元素最可能形成共价键。
12．防晒霜之所以能有效地减轻紫外线对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有π键，这些有效成分的分子中的π电子可在吸收紫外线后被激发，从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质中没有防晒效果的是( )
A．氨基苯甲酸
B．羟基丙酮
C．肉桂酸(C6H5—CH===CH—COOH)
D．酒精
答案：D
点拨：π键只存在于不饱和键中，选项A、B、C中均含有C===O，有π键，而D项中无不饱和键，不含有π键，因而酒精没有防晒效果，故选D项。
二、非选择题
13．(1)指出下图所表示的共价键名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式。
共价键名称 举例
①__________，__________；
②__________，__________；
③__________，__________；
④__________，__________；
⑤__________，__________。
(2)某有机物分子的结构简式为，该分子中有__________个σ键，__________个π键，有__________种极性键，__________(填“有”或“没有”)非极性键。
(3)用电子式表示Cl2、NH3、H2S、CO2分子的形成过程。
答案：(1)①s－sσ H2 ②s－pσ HCl ③p－pσ Cl2 ④pz－pzπ N2 ⑤py－pyπ N2 (2)8 2 4 有
(3)Cl2：: ＋：―→： ： ：
NH3：3H＋ ―→
14．下列结构图●代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。(示例：F2)
根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式：
A：____________；B：____________；
C：____________；D：____________。
答案：NH3 HCN CO(NH2)2 BF3
点拨：A图，显然是NH3。第一，它是一个三角锥形分子；第二，N有一对电子未参加成键，3个价电子用于形成3个单键，而与N相连的原子只有一个价电子，故只可以是H原子。B图是H—C≡N，这是因为第一，它是直线形分子；第二，中间一个原子化合价为4，所以是C，左边原子化合价为1；且只有一个价电子，故为H，而右边原子显然是N。C图是，从图中可看出，顶上的原子是O原子，它用2个价电子与C形成双键，成为羰基。左、右两边与C相连的显然是N原子，同理与N相连的两个只含1个价电子的原子显然是H原子。D图是BF3。在1～10号元素中价电子为7的只有F原子，每个F各用一个价电子与中间原子形成单键，而中间一个原子只有3个价电子，应该是B原子，故该分子是平面三角形的BF3。
15．a、b、c、d为四种由短周期元素组成的中性粒子，它们都有14个电子，且b、c、d都是共价型分子。回答下列问题：
(1)a单质可由原子直接构成，a单质可用作半导体材料，其原子核外电子排布式为__________。
(2)b是双核化合物，常温下为无色无味气体，b的化学式为__________。人一旦吸入b气体后，就易引起中毒，是因为__________而中毒。
(3)c是双核单质，写出其电子式__________。c分子中所含共价键的类型为__________(填“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物，其结构式为__________；d分子内所含σ键的数目是__________，π键的数目是__________，σ键的强度比π键的强度__________，原因是____________________________________
__________________________________________________________。
答案：(1)1s22s22p63s23p2 (2)CO CO一旦被吸入肺里后，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力 (3):N??N: 非极性键 (4)H—C≡C—H 3 2 大 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键强
16．有A、B、C、D四种元素。已知：①它们均为周期表中前20号元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物B2C2、A2C、DC2等；③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应产生气体A2，A2与气体C2按体积比2:1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)。请回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D四种元素的符号：A________、B________、C________、D________。
(2)在B2C2、A2C和DC2中，属于离子化合物的是：
______________，其电子式是___________________________，
属于共价化合物的是___________________________________，
其结构式是___________________________________________。
答案：(1)H Na O C
点拨：本题解题突破口为B2C2，可联想为H2O2、Na2O2、C2H2等。再根据B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同可确定B为钠、C为氧，气体C2即氧气。由④又可推测A2C为水，DC2为二氧化碳，Na与H2O反应生成H2，H2与O2的混合气按体积比2:1能发生爆炸，这样A为氢，D为碳。其他依次推出。
鲍林的贡献
美国化学家鲍林(L.Pauling)一生获得过两次诺贝尔奖。他在关于化学键本质的研究及其在物质结构中的应用方面做出过重大贡献。鲍林把量子力学应用于分子结构的研究，把价键理论扩展到金属和金属间化合物，并发展了原子核结构和核裂变过程实质的理论；同时，他在生物化学研究如蛋白质结构研究方面也卓有建树。鲍林在研究量子化学和其他化学理论时，创造性地提出许多新概念如共价半径、金属半径、电负性标度等，这些概念的应用对现代化学、凝聚态物理的发展都有重大意义。
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一、选择题
1．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是( )
A．H2 B．Cl2
C．Br2 D．I2
答案：D
2．下列变化中释放能量的是( )
A．1s22s22p63s1→1s22s22p6
B．N≡N(g)→N(g)＋N(g)
C．2p2p2p→2p2p2p
D．2H(g)→H—H(g)
答案：D
点拨：A项失去3s电子，要吸收能量；B项共价键断裂，吸收能量；C项2px、2py、2pz的能量相等，无能量变化；D项，形成共价键，释放能量。
3．下列各微粒属于等电子体的是( )
A．N2O4和NO2 B．CH4和NH3
C．C2H6和N2H D．CO2和NO2
答案：C
点拨：A、B两项原子总数不相等；C项原子总数均为8，电子总数均为18(价电子总数均为14)；D项电子总数、价电子总数均不相等。
4．下列说法中正确的是( )
A．难失去电子的原子，获得电子的能力一定强
B．易得到电子的原子所形成的简单阴离子，其还原性一定强
C．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定
D．电子层结构相同的简单离子，核电荷数越多，离子半径越小
答案：D
点拨：难失去电子的原子，获得电子的能力不一定强，如C、Si等；原子得到电子形成阴离子的过程容易，说明其逆向过程困难，阴离子的还原性越弱；分子中键能越大，键长越短，共价键越牢固，分子越稳定。
5．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是( )
A．白磷分子的键角为109°28′
B．分子中共有4对共用电子对
C．白磷分子的键角为60°
D．分子中有6对孤电子对
答案：C
点拨：根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°。分子中有6个共价单键，4对孤电子对。
6．氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则a、b、c的大小关系为( )
A．a
C．b答案：D
点拨：键角分别为107°、105°、109°28′。
7．(双选)氰气的分子式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述中正确的是( )
A．在一定条件下可发生加成反应
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．能与NaOH溶液发生化学反应
答案：AD
点拨：成键原子半径越大，键长越长，N的原子半径小于C，故N≡C键的键长小于C—C键的键长。(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键。
8．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．氟化硼(BF3)
答案：C
9．下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定
B．稀有气体一般难发生反应
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D．F2比O2更容易与H2反应
答案：B
点拨：本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F到I原子半径逐渐增大，其氢化物中的化学键键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱。由于H—F键的键能大于H—O键，所以二者相比较，更容易生成HF。
10．化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时释放的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198 P—O：360 O===O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为( )
A．－1638 kJ·mol－1 B．＋1638 kJ·mol－1
C．－126 kJ·mol－1 D．＋126 kJ·mol－1
答案：A
点拨：本题通过计算，使学生从定量的角度加深对化学反应的实质及能量变化的本质认识，并能更加深刻地体会分子结构与其性质的关系。
反应中的键能包括：断裂1 mol P4和3 mol O2分子中共价键吸收的能量和形成1 mol P4O6中共价键放出的能量。由各物质的分子结构知1 mol P4含6 mol P—P键，3 mol O2含3 mol O===O键，化学反应的反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。故ΔH＝(198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3)－360 kJ·mol－1×12＝－1638 kJ·mol－1。
11．下列叙述错误的是( )
A．π键不能单独存在，一定要和σ键共存
B．化学键包含σ键、π键两种类型
C．两个非金属元素原子之间形成的化学键都是共价键
D．成键的原子间已知轨道重叠越多，共价键越牢固
答案：B
点拨：化学键包括离子键，共价键和金属键，共价键包括σ键和π键。
12．能说明BF3分子中的4个原子处于同一平面的理由是( )
A．3个B—F的键能相同
B．3个B—F的键长相同
C．3个B—F的键角均为120°
D．3个B—F的键均为σ键
答案：C
点拨：键能和键长是共价键稳定性的重要参数，键角是分子在空间立体结构的重要参数，要学会根据这些参数分析判断分子的结构。当3个B—F的键角均为120°，BF3分子的4个原子处于同一个平面内，且构成平面三角形。其他几个选项虽然能正确描述BF3分子的结构，但无法说明其分子在空间的结构。
二、非选择题
13．A、B、C三种短周期元素，原子序数依次增大，三种元素原子序数之和为35，A、C同主族，B＋核外有10个电子，回答下列问题：
(1)A、B、C三种元素分别是__________、__________、______________。
(2)A、B、C之间形成多种化合物，其中属于离子化合物的化学式分别为________、________、________。
(3)分别写出A、B、C的电子排布式：A__________；B__________；C__________。
(4)A与C形成的分子中共价键类型是________。
答案：(1)O Na S (2)Na2O2 Na2O Na2S
(3)1s22s22p4 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p4
(4)σ键和π键
点拨：B＋核外有10个电子，B是钠元素，A、C同主族，且原子序数之和是35－11＝24，则是氧和硫元素。SO2、SO3分子中应有σ键和π键。
14．下表为某些化学键的键能(单位：kJ·mol－1)。
共价键
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—Cl
H—Br
H—I
H—H
键能
243
193
151
431
366
298
436
(1)下列氢化物中，最稳定的是__________。
A．HCl B．HBr
C．HI D．HF
(2)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，生成2 mol HCl气体，放出能量__________kJ。
(3)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出热量最多的是__________。推测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热__________(填“多”或“少”)。
答案：(1)D (2)183 (3)Cl2 多
点拨：理解键能的含义，根据键能越大，分子越稳定，判断物质的稳定性，由键能与化学反应热的关系进行解答。
稳定性是化学性质，与键能的大小有关，由于键能H—Cl键＞H—Br键＞H—I键，故推测键能H—F键＞H—Cl键，键能越大，分子越稳定，所以HF最稳定。H2＋Cl2===2HCl，生成2 mol HCl时，断键时吸收能量：436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，成键时放出能量：2×431＝862 kJ，反应共放出183 kJ能量。由此可算出1 mol H2与1 mol Br2、1 mol I2反应分别放出的能量为103 kJ、9 kJ，判断出三者放出热量关系为Cl2＞Br2＞I2。
15．(1)CH、CH3、CH都是重要的有机反应中间体，它们的电子式分别是__________、__________、__________；其中CH中四个原子是共平面的，三个键角相等，则键角应是__________。
(2)叠氮化合物在化学工业上有重要应用。N叫做叠氮离子，请写出3种由三个原子构成的含有与N的电子数相同的粒子的化学式__________、__________、__________。
(3)N≡N键的键能为946 kJ/mol，N—N键的键能为193 kJ/mol，说明N2中的__________键比__________键稳定(填“σ”或“π”)
(4)CaC2中C与O互为等电子体，O的电子式可表示为__________；1 mol O中含有的π键数目为__________。
(5)PH3在常温下是一种无色、剧毒、易自燃的气体，分子结构和NH3相似。在常温下1体积的水能溶解0.26体积的PH3，PH3和卤化氢(HX)作用生成相应的化合物PH4X，PH4X在水溶液中完全水解(PH结构类似于CH4)。PH3的分子结构的形状是__________；在PH中P—H键之间的夹角是__________。
答案：
16．根据氢气分子的形成过程示意图(如下图)回答问题：
(1)H—H键的键长为________，①～⑤中，体系能量由高到低的顺序是________。
(2)下列说法中正确的是( )
A．氢气分子中含有一个π键
B．由①到④，电子在核间出现的几率增大
C．由④到⑤，必须消耗外界的能量
D．氢气分子中含有一个极性共价键
(3)几种常见化学键的键能如下表：
化学键
Si—O
H—O
O===O
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol－1
460
464
498
176
x
请回答下列问题：
①比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：x________(填“>”、“<”或“＝”)176。
②H2被称为21世纪人类最理想的燃料，而还有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。试计算：每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为________；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为________。
答案：(1)74 pm ①⑤②③④ (2)BC
(3)①> ②121500 kJ 990 kJ
点拨：(1)可以直接从题图上有关数据得出，H—H键的键长为74 pm；体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。(2)氢气分子中含有1个σ键，A错；共价键的本质就是高概率地出现在原子间的电子与原子间的电性作用，B正确；④已经达到稳定状态，C正确；氢气分子中含有一个非极性键，D错。(3)①Si—Si键的键长比Si—C键的键长长、键能小。②由题图可知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，每千克H2燃烧(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g÷2 g·mol－1×464 kJ·mol－1×2－436 kJ·mol－1－498 kJ·mol－1×＝121 500 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为460 kJ·mol－1×4 mol－498 kJ·mol－1×1 mol－176 kJ·mol－1×2 mol＝990 kJ。
17．能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
(1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式的简化形式__________________。
(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在光能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图，1 mol C60分子中σ键的数目为__________。
(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌等。第一电离能：As__________(填“＞”“＜”或“＝”)Se。
(4)氮元素的原子核外共有__________种不同运动状态的电子，有__________种不同能级的电子。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1
若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有__________mol。
答案：(1)[Ar]3d84s2 (2)90NA (3)＞ (4)7 3 3
课件69张PPT。成才之路·化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修三新情境·激趣入题 新知识·预习探究 答案：A答案：D答案：A答案：C
一、选择题
1．用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为( )
A．正四面体形 B．V形
C．三角锥形 D．平面三角形
答案：D
点拨：SO3中心原子S的孤电子对数＝(6－3×2)＝0，没有孤对电子，只有3对σ键电子对，故其分子构型为平面三角形。
2．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是( )
A．NH3 B．CCl4
C．PCl3 D．CH2O
答案：D
点拨：由价层电子对互斥理论可知：A、C为三角锥形，B为正四面体形，D为平面三角形。
3．下列分子或离子中中心原子未用来成键的电子对最多的是( )
A．NH B．NH3
C．H2O D．BCl3
答案：C
点拨：NH中各原子的最外层电子全部参与成键，NH3中N原子的最外层上有1对电子未参与成键，H2O中O原子上有2对电子未参与成键，BCl3的中心原子为B原子，其外层电子全部参与成键。
4．(双选)下列分子的VSEPR理想模型与分子的立体结构模型相同的是( )
A．CCl4 B．CO2
C．NH3 D．H2O
答案：AB
点拨：NH3和H2O的中心原子的最外层上有未参与成键的孤电子对，使其分子空间构型分别为三角锥形、V形，不是四面体形(理想模型)。
5．下列分子的立体结构，其中属于直线形分子的是( )
A．H2O B．NH3
C．CO2 D．P4
答案：C
点拨：水分子是V形结构，CO2是直线形结构，NH3是三角锥形，P4是正四面体形。
6．下列物质中，分子的立体结构与氨分子相似的是( )
A．CO2 B．H2S
C．PCl3 D．SiCl4
答案：C
点拨：氨分子是三角锥形，H2S分子是V形，CO2是直线结构，PCl3是三角锥形，SiCl4是正四面体形。
7．下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是( )
A．CO2 B．PCl3
C．CCl4 D．BF3
答案：D
点拨：由各种物质的电子式：
8．三氯化氮(NCl3)常温下是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3说法中正确的是( )
A．分子中N—Cl键是非极性键
B．分子中不存在孤对电子
C．它的沸点比PCl3沸点低
D．因N—Cl键键能大，所以NCl3的沸点高
答案：C
点拨：NCl3分子中中心原子N和氯原子间形成三个σ极性键，N原子的周围仍然存在一对孤对电子；共价化合物的熔沸点是由分子间作用力决定的，而分子间作用力的大小又由相对分子质量决定，所以NCl3的熔沸点较低。
9．下列说法中正确的是( )
A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′
C．NH的电子式为，离子是呈平面正方形结构
D．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
答案：D
10．下列分子或离子中，中心原子价层电子对的几何构型为四面体且分子或离子的空间构型为V形的是( )
A．NH B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
答案：D
点拨：A、B、C三项中中心原子价层电子对几何构型为四面体，但NH空间构型为正四面体，PH3、H3O＋为三角锥形。
二、非选择题
11．为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是________________________________________________________________________；
另一类是__________________。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是______________________，NF3的中心原子是______________________；
BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是_____________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________。
答案：中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对未成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形。
点拨：多原子分子的中心原子的价层电子均是未成对电子时，和其他原子全部形成化学键，若有成对电子，则以孤对电子的形式存在，故价层电子对互斥理论把分子按中心原子的成键情况分成两类。
BF3的中心原子是B原子，共有三个价电子，全部用于成键，根据价电子对互斥、应为平面三角形最稳定，NF3分子的中心原子是N原子，有五个价电子，只用了三个成键，还有一对孤对电子，根据价电子对互斥模型，孤对电子参与价键的排斥，使三个共价键偏离平面三角形而形成三角锥形。
12．(1)写出具有10个电子、两个或两个以上原子核的离子的符号__________、__________、__________、__________。
(2)写出具有18个电子的无机化合物的化学式__________、__________、__________、__________。
(3)在(1)(2)题涉及的粒子中，空间构型为正四面体形的有__________；为三角锥形的有__________。
答案：(1)OH－ NH H3O＋ NH (2)H2S PH3 SiH4 HCl (3)NH、SiH4 H3O＋、PH3
点拨：(1)第二周期元素的氢化物具有10个电子，其分子结合一个H＋或电离出一个H＋后，形成阴、阳离子所具有的电子数不变，则有NH、H3O＋、NH、OH－。
(2)第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子，第二周期元素形成R2Hx型化合物(如C2H6、H2O2等)，也具有18个电子。符合条件的分子有：H2O2、SiH4、PH3、H2S、HCl。
(3)由等电子体原理分析可知，SiH4、NH为正四面体形，PH3、H3O＋为三角锥形。
点评：熟悉和掌握典型分子或离子的空间构型，根据等电子体原理确定其他分子或离子的空间构型。等电子体的空间构型、性质相似。
13．用VSEPR模型预测SO2、NCl3、H3O的立体结构。
结构式 VSEPR模型名称 分子的立体构型
SO2 O===S===O __________ __________
答案：平面三角形 V形 四面体形 三角锥形 四面体形 三角锥形 平面三角形 平面三角形
点拨：SO2分子中有1对孤电子对，价层电子对数为3，VSEPR模型名称为平面三角形，分子的立体构型为V形；NCl3、H3O＋中均有1对孤电子对，价层电子对数为3，故NCl3、H3O＋的VSEPR模型名称为四面体形，空间构型为三角锥形；BF3分子中，B原子上没有孤电子对，故BF3的VSEPR模型名称和分子的空间构型均为平面三角形。
14．(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间构型。
PO________________________________________________；
CS2__________________________________________________；
AlBr3(共价分子)_________________________________________ __________________________。
(2)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：
(3)按要求写出第二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________。
答案：(1)四面体形 直线形 平面形
(2)CH CH
(3)BF3 NF3 CF4
点拨：PO是AB4型，成键电子对是4，为四面体。CS2是AB2型，成键电子对是2，是直线形。AlBr3是AB3型，成键电子对是3，是平面形。AB3型，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH、CH。第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈四面体形的是CF4。
15．20世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，用于预测简单分子立体构型。其要点可以概括为：
Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间；
Ⅱ.分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对；
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为：ⅰ.孤电子对之间的斥力＞孤电子对与共用电子对之间的斥力＞共用电子对之间的斥力；ⅱ.双键与双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力；ⅲ.X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强；ⅳ，其他。
请仔细阅读上述材料，回答下列问题：
(1)根据要点Ⅰ可以写出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表：
n＋m
2
VSEPR理想模型
正四面体
价层电子对之间的理想键角
109°28′
(2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因__________________；
(3)H2O分子的立体构型为________，请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因____________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；
(4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的空间构型：
分子或离子
PbCl2
XeF4
SnCl
PF3Cl2
HgCl
ClO
立体构型
答案：(1)
n＋m
2
4
VSEPR理想模型
直线形
正四面体形
价层电子对之间的理想键角
180°
109°28′
(2)CO2属AX2E0，n＋m＝2，故为直线形
(3)V形 水分子属AX2E2，n＋m＝4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′根据Ⅲ中ⅰ，应有∠H—O—H<109°28′
(4)
点拨：VSEPR模型的判断方法：在分子中当n＋m＝2且不存在孤电子对时为直线形分子；当n＋m＝3时，如果没有孤电子对时为平面三角形，如果有孤电子对时为V形；当n＋m＝4时，如果没有孤电子对时为正四面体形，如果有两对孤电子对时为V形。所以水分子中n＋m＝4，且有两对孤电子对，所以是V形结构，又由于孤电子对的作用力强于成键的共用电子对，所以使其角度小于109°28′。
金属的活动性顺序与相应的电离能的大小顺序为什么不一致
你已知道，金属活动性按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序减弱。该顺序表示自左向右，在水溶液中金属单质中的原子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，它是金属原子在气态时活泼性的量度。
由于金属活动性顺序与电离能所对应的条件不同，所以二者不可能完全一致。例如，碱金属元素Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能分别为520 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1、419 kJ·mol－1、403 kJ·mol－1、376 kJ·mol－1，由此可知，气态锂原子最不易失去电子。但在溶液中锂原子却表现出异常的活泼性，其主要原因是锂原子形成水合离子时放出520 kJ·mol－1的能量，而钠形成水合离子时放出的能量为405 kJ·mol－1。又如，钠的第一电离能为496 kJ·mol－1，钙的第一电离能和第二电离能分别为590 kJ·mol－1、1 145 kJ·mol－1，表明钠原子比钙原子在气态更易失去电子，更加活泼。但是，由于Ca2＋形成水合离子时放出的能量(1 653 kJ·mol－1)远比Na＋形成的水合离子放出的能量多，所以在水溶液里钙原子比钠原子更易失去电子，即在金属活泼性顺序中钙排在钠的前面。由此可以看出，我们用某种规律分析问题时一定要注意具体条件。
课件64张PPT。成才之路·化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修三新情境·激趣入题 新知识·预习探究 答案：B答案：D答案：D答案：C
一、选择题
1．下列分子的中心原子是sp2杂化的是( )
A．PBr3 B．CH4
C．H2O D．BF3
答案：D
点拨：杂化轨道数＝中心原子的孤电子对的对数＋中心原子的σ键个数，A、B、C采用的都是sp3杂化。
2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
答案：B
点拨：A项中CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，A项错；B项中均为sp3杂化，B项正确；C项中BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，C项错；D项中C2H2为sp杂化，C2H4为sp2杂化，D项错。
3．下列不属于配合物的是( )
A．六氟合铝酸钠
B．氢氧化二氨合银(银氨溶液)
C．六氰合铁酸钾
D．十二水硫酸铝钾
答案：D
点拨：十二水硫酸铝钾是由K＋、Al3＋、SO及H2O分子组成的离子化合物，所以D项中物质肯定不是配位化合物，选D。A项中物质俗称冰晶石，是电解法制铝的助熔剂；C项中物质俗称黄血盐，可检验Fe2＋。
4．由配位键形成的离子[Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，中心原子铂的化合价是( )
A．都是＋8 B．都是＋6
C．都是＋4 D．都是＋2
答案：D
点拨：NH3是中性配位体，Cl－带一个单位的负电荷，所以配离子[Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，中心原子铂的化合价都是＋2。
5．下列微粒中含配位键的是( )
①N2H ②CH4 ③OH－ ④NH ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O＋ ⑧[Ag(NH3)2]OH
A．①②④⑦⑧ B．③④⑤⑥⑦
C．①④⑤⑥⑦⑧ D．全部
答案：C
点拨：形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对，另一个原子(或离子)有空轨道。
6．如图所示，在乙烯分子中有5个σ键和一个π键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键
C．C—H之间是sp2形成σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成π键
D．C—C之间是sp2形成σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成π键
答案：A
点拨：在乙烯分子中碳原子与相连的氢原子、碳原子形成平面三角形，所以乙烯分子中每个碳原子均采取sp2杂化，其中杂化轨道形成5个σ键，未杂化的2p轨道形成π键。
7．用过量的硝酸银溶液处理含有0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)的水溶液，生成0.02 mol AgCl沉淀，此氯化铬最可能是( )
A．[Cr(H2O)6]Cl3
B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
答案：B
点拨：能生成AgCl沉淀，则应有Cl－在外界，由题意知在该配合物中1个Cl－在内界，2个Cl－在外界。
8．已知[Co(NH3)6]3＋呈正八面体结构，各NH3间距相等，Co3＋位于正八面体的中心。若其中2个NH3被Cl－取代，所形成的[Co(NH3)4Cl2]＋的同分异构体有( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
答案：A
点拨：[Co(NH3)4Cl2]＋的同分异构体有2种，见下图。
9．了解有机物分子中化学键特征以及成键方式是研究有机物性质的基础。下列关于有机物分子的成键方式的描述不正确的是( )
A．烷烃分子中碳原子均采用sp3杂化轨道成键
B．炔烃分子中碳碳叁键由1个σ键、2个π键组成
C．甲苯分子中所有碳原子均采用sp2杂化轨道成键
D．苯环中存在6个碳原子共有的大π键
答案：C
点拨：烷烃分子中碳原子均形成4个键，杂化轨道数为4，均采用sp3杂化轨道成键。碳碳叁键由1个σ键、2个π键组成；苯环中碳原子采用sp2杂化轨道成键，6个碳原子上未参与成键的p电子形成一个大π键；甲苯分子中—CH3中的C采用sp3杂化。
10．(双选)苯分子(C6H6)为平面正六边形结构，下列有关苯分子的说法错误的是( )
A．苯分子中的中心原子C的杂化方式为sp2
B．苯分子内的共价键键角为120°
C．苯分子中的共价键的键长均相等
D．苯分子的化学键是单、双键相交替的结构
答案：CD
点拨：由于苯分子的结构为平面正六边形，可以说明分子内的键角为120°，所以中心原子的杂化方式均为sp2杂化，所形成的碳碳共价键是完全相同的。其中碳碳键的键长完全相同，而与碳氢键的键长不相等。
11．以下关于杂化轨道的说法中，错误的是( )
A．ⅠA族元素成键时不可能有杂化轨道
B．杂化轨道既可能形成σ键，也可能形成π键
C．孤电子对有可能参加杂化
D．s轨道和p轨道杂化不可能有sp4出现
答案：B
点拨：ⅠA族元素如是碱金属，易失电子，如是H，一个电子在1s能级上不可能杂化。杂化轨道只能形成σ键，不可能形成π键。p能级只有3个轨道，不可能有sp4杂化。
12．向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水，首先形成蓝色难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法不正确的是( )
A．开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2
B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2＋，配位数为4
C．反应后的溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变
D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤电子对
答案：C
点拨：
二、非选择题
13．指出下列原子的杂化轨道类型及分子的空间构型。
(1)CO2中的C________杂化，空间构型________；
(2)SiF4中的Si________杂化，空间构型________；
(3)BCl3中的B________杂化，空间构型________；
(4)NF3中的N________杂化，空间构型________；
(5)NO中的N________杂化，空间构型________。
答案：(1)sp 直线形 (2)sp3 正四面体
(3)sp2 平面三角形 (4)sp3 三角锥形
(5)sp2 V形
点拨：(1)CO2：C以两个sp杂化轨道分别与两个O形成σ键，C上另两个未杂化的2p轨道分别与两个O上的p轨道形成π键，分子构型为直线形。
(2)SiF4：Si以四个sp3杂化轨道分别与四个F形成σ键，分子构型为正四面体。
(3)BCl3：B采取sp2杂化，三个杂化轨道分别与三个Cl形成σ键，分子构型为平面三角形。
(4)NF3：N采取sp3杂化，其中一个杂化轨道上有一对电子，不参与成键，另外三个杂化轨道分别与三个F形成σ键，由于一对孤电子对的存在，三个F不可能平均占据N周围的空间，而是被孤电子对排斥到一侧，形成三角锥形结构。
(5)NO：N采取sp2杂化，其中两个杂化轨道分别与两个O形成σ键，另一个杂化轨道有一对孤电子对，未杂化的p轨道与两个O上的另一个p轨道形成π键，形成V形分子结构。
14．(2013·三亚模拟)化合物A是一种不稳定的物质，它的分子组成可用OxFy表示。10 mL A可分解生成15 mL O2和10 mL F2(同温同压下)。
(1)A分解反应的化学方程式为__________。
(2)已知A中x个氧原子呈…O—O—O…链状排列，则A分子的结构式是__________。
(3)该分子中O发生了__________杂化，每个氧原子形成了__________个__________(填空间位置关系)的杂化轨道，O原子与其他原子间形成__________键(填“σ”或“π”)，其中∠OOO(键角)__________180°(填“是”“不是”或“不能确定”)。
(4)Se和Br分别与O、F同主族，则Se原子的电子排布式为__________，Br原子的简化电子排布式为__________。
答案：(1)2O3F2===3O2＋2F2 (2)F—O—O—O—F
(3)sp3 4 正四面体 σ 不是
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p4 [Ar]3d104s24p5
点拨：(1)由题意知，A的分解反应可以表示为2A===3O2＋2F2，根据质量守恒定律知A的分子式为O3F2。(2)F原子只形成1对共用电子对，则F原子在氧原子链的两端，结构式为F—O—O—O—F，电子式为: : : : : :。(3)O原子上有4对价电子，表明O原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道的空间构型为正四面体形。因为氧原子上有孤电子对，以氧原子为中心形成V形结构，键角小于180°。(4)由构造原理写出34Se、35Br的电子排布式。
15．(2013·经典习题选萃)磷与氯气在一定条件下反应，可以生成PCl3、PCl5。
(1)写出磷原子的电子排布式：_____________________________ __________________________________________________________________________________________________________________。
(2)PCl3分子中磷原子采用的杂化方式是__________，分子的空间构型为__________。
(3)磷原子在形成PCl5分子时，除最外层s、p轨道参与杂化外，其3d轨道也有1个参加了杂化，称为sp3d杂化。成键电子对数与孤电子对数总和为5的原子常采用sp3d杂化。PCl5分子中5个杂化轨道分别与氯原子配对成键，PCl5的空间构型为三角双锥形(如下图所示)。下列关于PCl5分子的说法正确的有( )
A．PCl5分子中磷原子没有孤电子对
B．PCl5分子中没有形成π键
C．PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等
D．SF4分子中S原子也采用sp3d杂化
(4)N、P是同一族元素，P能形成PCl3、PCl5两种氯化物，而N只能形成一种氯化物NCl3，而不能形成NCl5，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)1s22s22p63s23p3
(2)sp3 三角锥形
(3)A、B、D
(4)N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5。
点拨：PCl3的中心原子上有孤电子对，PCl3为sp3杂化，形成三角锥形结构。
16．(2013·试题调研)配合物CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，H2O、Cl－和Cr3＋有三种不同的连接方式，形成三种物质：一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度的溶液，各取相同体积，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后，所得沉淀的物质的量之比为3∶2∶1。
(1)推断出三种配合物的内界，并简单说明理由。
(2)写出三种配合物的电离方程式。
答案：(1)紫罗兰色配合物的内界：[Cr(H2O)6]3＋，暗绿色配合物的内界：[Cr(H2O)5Cl]2＋，亮绿色配合物的内界：[Cr(H2O)4Cl2]＋。根据它们与过量AgNO3溶液反应生成沉淀的物质的量之比为3∶2∶1，可知分别有3个氯离子、2个氯离子、1个氯离子在外界。
(2)[Cr(H2O)6]Cl3===[Cr(H2O)6]3＋＋3Cl－
[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O===[Cr(H2O)5Cl]2＋＋2Cl－＋H2O
[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O===[Cr(H2O)4Cl2]＋＋Cl－＋2H2O
点拨：要了解配合物结构的推断方法和配合物的电离情况。配合物一般由内界和外界组成，外界易电离，而内界很难电离。
CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，则其化学式可表示为[Cr(H2O)6－nCln]Cl3－n·nH2O，当其与AgNO3溶液反应时，只有外界的氯离子可形成AgCl沉淀，再根据它
们与过量AgNO3溶液反应时，生成AgCl沉淀的物质的量之比为3∶2∶1，可知分别有3个氯离子、2个氯离子、1个氯离子在外界，进而可分别写出各自的化学式，紫罗兰色配合物：[Cr(H2O)6]Cl3，暗绿色配合物：[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O，亮绿色配合物：[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。
血红蛋白中的配位键
在血液中氧气的输送是由血红蛋白来完成的。那么，氧气和血红蛋白是怎样结合的呢？载氧前，血红蛋白中Fe2＋与卟啉环中的四个氮原子和蛋白质链上咪唑环的氮原子通过配位键相连。此时，Fe2＋的半径大，不能嵌入卟啉环平面，而位于其上方约0.08 nm处[下图(左)]。载氧后，氧分子通过配位键与Fe2＋连接，使Fe2＋半径缩小而滑入卟啉环中[右图]。
由于一氧化碳也能通过配位键与血红蛋白中的Fe2＋结合，并且结合能力比氧气与Fe2＋的结合能力强得多，从而导致血红蛋白失去载氧能力，所以一氧化碳能导致人体因缺氧而中毒。
课件99张PPT。成才之路·化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修三新情境·激趣入题 新知识·预习探究 【答案】 C【答案】 B答案：C答案：D答案：D答案：B答案：B答案：A答案：B答案：
一、选择题
1．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
答案：B
点拨：A项中的Br2，C项中的CCl4，D项中的CO2都是非极性分子。
2．下列说法中不正确的是( )
A．共价化合物中不可能含有离子键
B．有共价键的化合物，不一定是共价化合物
C．离子化合物中可能存在共价键
D．以极性键结合的分子，肯定是极性分子
答案：D
点拨：以极性键结合的分子，如果空间结构对称，是非极性分子。
3．(双选)下列关于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，是由于其属于非极性分子
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在水中的溶解度很大只是由于NH3分子有极性
答案：AB
点拨：根据相似相溶规则，CS2是非极性分子，水是极性分子，A项正确；SO2和NH3都是极性分子，B项正确；CS2常温下是液体、NH3、SO2常温下是气体，C项错误；NH3在水中溶解度很大除了因为NH3分子有极性外，还因为NH3和H2O分子间可形成氢键，D项错误。
4．固体乙醇晶体中不存在的作用力是( )
A．极性键 B．非极性键
C．离子键 D．范德华力
答案：C
点拨：乙醇为共价化合物，分子内只有共价键，分子间有范德华力和氢键，分子内部存在极性键和非极性键。
5．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( )
A．在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、
CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高
答案：B
点拨：A项中，N2和O2都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，但在相同条件下，O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大，故O2在水中的溶解度大于N2。B项中，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子中的氢卤键的强弱有关，而与分子间作用力无关。C项中，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高。D项中，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多分子结构越对称，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点小于正丁烷。
6．下列关于氢键的说法正确的是( )
A．由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
B．氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内
C．没有氢键，就没有生命
D．相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多
答案：C
点拨：A项“反常”是指它们在本族氢化物沸点排序中的现象。它们的沸点顺序可由事实得出，常温时只有水是液体，水的沸点最高。B项氢键存在于不直接相连但相邻的H、O原子间，所以，分子内可以存在氢键，如邻羟基苯甲酸。C项正确，因为氢键的存在使常温常压下的水呈液态，而液态水是生物体营养传递的基础。D项水在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键。
7．物质的下列性质或数据与氢键无关的是( )
A．甲酸蒸气的密度在373 K时为1.335 g/L，在297 K时为2.5 g/L
C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶
D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
答案：D
点拨：甲酸分子中含有羟基，在较低温度下，分子间以氢键结合成多分子缔合体[(HCOOH)n]，而在较高温度下氢键被破坏，多分子缔合体解体，所以甲酸的密度在低温时较大；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比互溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl 键的大，与氢键无关。
8．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A．CO2和SO2 B．CH4和SiO2
C．BF3和NH3 D．HCl和HI
答案：D
点拨：A中CO2为极性键构成的非极性分子，为直线形结构，SO2为V形结构，是极性分子；B中CH4为极性键构成的非极性分子，是正四面体结构，SiO2不是分子；C中BF3为极性键构成的非极性分子，是平面三角形结构，NH3为极性键构成的极性分子，是三角锥形结构；D中HCl和HI都是极性键构成的直线形结构，故都为极性分子。
9．下图中每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是( )
A．H2S B．HCl
C．PH3 D．SiH4
答案：D
点拨：在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，故a点代表的应是SiH4。
10．下列对一些实验事实的理论解释正确的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2溶于水形成的溶液能导电
SO2是电解质
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键的键角是109°28′
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl的短
答案：C
点拨：A项，SO2的水溶液导电，是因为SO2与H2O反应，生成电解质H2SO3，SO2本身不能电离，不属于电解质；B项，白磷分子为P4,4个P原子位于正四面体的4个顶点，每个面都是正三角形，P—P键键角为60°；C项，NH3分子与H2O分子都是极性分子，且相互可以形成氢键，所以NH3在H2O中溶解度很大；D项，HF和HCl的熔、沸点与分子内的共价键无关，只与分子间作用力有关，HF分子间可以形成氢键，所以HF比HCl沸点高。答案为C。
11．下列同族元素的物质，在101.3 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示：
①
He－268.8
(a)－249.5
Ar－185.5
Kr－151.7
②
F2－187.0
Cl2－33.6
(b)58.7
I2－184.0
③
(c)19.4
HCl－84.0
HBr－67.0
HI－35.3
④
H2O－100.0
H2S－60.2
(d)－42.0
H2Te－1.8
⑤
CH4－161.0
SiH4－112.0
GeH4－90.0
(e)－52.0
对应表中内容，下列各项中正确的是( )
A．a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF
B．第②行物质均有氧化性；第③行物质对应水溶液均是强酸
C．第④行中各化合物中数据说明非金属性越强，气态氢化物沸点越高
D．上表中的HF和H2O，由于氢键的影响，它们的分子特别稳定
答案：A
点拨：第三行物质中HF是弱酸，故B错误；从第四组物质的沸点的数据变化为高→低→高，与非金属性的变化不同，故C错误；氢键影响物质的熔沸点，与分子的稳定性无关，D错。
二、非选择题
12．(2013·经典习题选萃)在HF、H2S、NH3、CO2、CCl4、N2、C60、SO2分子中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________；
(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是________；
(3)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是________；
(4)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是________；
(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是________；
(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)N2、C60 (2)CO2 (3)CCl4 (4)NH3 (5)H2S、SO2 (6)HF
点拨：HF是含有极性键、直线形的极性分子(极性最大，因F的电负性最大)；H2S和SO2都含有极性键、V形结构的极性分子；NH3含有极性键、三角锥形结构的极性分子；CO2含有极性键、直线形的非极性分子；CCl4是含有极性键、正四面体形的非极性分子；N2、C60都是由非极性键结合的非极性分子。
13．水分子间因存在氢键的作用而彼此结合形成(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。
(1)1 mol冰中有__________mol氢键。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒，其电离方程式为_______________________________________________________ _______________。
已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。
(3)在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰中除氢键外，还存在范德华力(7 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol－1，则冰中氢键的能量是__________kJ·mol－1。
答案：(1)2 (2)H2O＋H2O??H3O＋＋OH－ 双氧水分子之间存在更强烈的氢键 (3)22
点拨：(1)每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，每个氢键被两个水分子所共有，故每个水分子形成的氢键数为4/2＝2。(2)水分子中存在着自身电离，双氧水的沸点较水的沸点高是因为双氧水分子之间存在着强烈的氢键。(3)(51 kJ·mol－1－7 kJ·mol－1)/2＝22 kJ·mol－1。
14．(2013·试题调研)短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题：
(1)Y的最高价氧化物的化学式为________；Z的核外电子排布式是____________________________。
(2)D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体，写出E的氧化物的化学式______________。
(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为________，D原子的轨道杂化方式是________。X与Z构成的分子是________分子(填“极性”或“非极性”)
(4)写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式__________________________________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质，该反应的化学方程式是：
________________________________________。
答案：(1)SO3 1s22s22p63s23p5
(2)N2O
(3)直线形 sp杂化 非极性
(4)Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－
(5)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
点拨：短周期元素的氢化物有CH4、NH3、H2O、HF、SiH4、PH3、H2S、HCl，空间构型呈正四面体的有CH4、SiH4，呈三角锥形的有NH3、PH3，角形的有H2O、H2S，直线形的有HF、HCl。由D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大，它们的氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形、直线形知，D、E、X、Y、Z分别是碳、氮、硅、硫、氯。
15．(2013·营口联考)已知和碳元素同主族的X元素位于周期表中的第1个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们所形成化合物的分子式是XY4。试回答：
(1)X元素的原子基态时电子排布式为__________；Y元素原子最外层电子的电子排布图为__________。
(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，则XY4中X与Y之间的化学键为__________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的立体构型为__________，中心原子的杂化类型为__________，分子为__________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)该化合物在常温下为液体，该化合物中分子间作用力是__________。
(5)该化合物的沸点与SiCl4比较，__________(填化学式)的高，原因是_____________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)共价键 (3)正四面体形 sp3杂化 非极性分子
(4)范德华力 (5)GeCl4 二者结构相似，GeCl4的相对分子质量大，分子间作用力强，沸点高
点拨：X位于第四周期第ⅣA族，为锗(Ge)元素。若Y为第二周期元素，第二周期元素只有两个电子层，则内层电子数为2，不符合题意；若Y为第三周期元素，由题意知为氯元素，电子排布式为1s22s22p63s23p5。
(1)由构造原理写出32Ge、17Cl的电子排布式、电子排布图。
(2)Ge、Cl两元素的电负性差值小，两者形成共价键。
(3)GeCl4中Ge原子中无孤电子对，故GeCl4为正四面体形分子，Ge原子采取sp3杂化。
(4)该化合物熔点低，分子间存在范德华力。
(5)GeCl4的相对分子质量比SiCl4大，沸点比SiCl4高。
DNA中的氢键及其作用
生命体中DNA的双螺旋结构、DNA的解旋、复制、变性与氢键有关。生命体内许多大分子内存在氢键。氢键对维持生物大分子的空间构型和生理活性具有重要意义。例如生物的遗传基因本质上就是DNA(脱氧核糖核酸)分子中的碱基顺序，而DNA的双螺旋结构是由两条DNA大分子的碱基通过氢键形成配对的。DNA分子中的氢键在遗传信息的编码和复制等遗传机制中也扮演着相当重要的角色，这就决定了DNA的解旋以及DNA的变性必然与氢键有关。DNA的解旋就是DNA分子复制时，在解旋酶的作用下，双螺旋上的碱基对的氢键断裂，解开扭成螺旋的两条长链。一般来说DNA的双链结构的稳定性取决于它的碱基组成。DNA的变性则是由于组成DNA的两条链中A—T含量最高的部分其氢键在比较低的温度中就会拆开，从而导致DNA变性。
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一、选择题
1．(双选)下列物质不易溶于水易溶于CCl4的是( )
A．NH3 B．HF
C．I2 D．Br2
答案：CD
点拨：NH3、HF、水属于极性分子，I2、Br2、CCl4属于非极性分子，根据相似相溶原理可判断出答案。
2．下列现象不能用“相似相溶原理”解释的是( )
A．氯化氢易溶于水
B．氯气易溶于氢氧化钠溶液中
C．碘易溶于四氯化碳
D．碘难溶于水
答案：B
点拨：氯化氢是极性溶质，水是极性溶剂；碘是非极性溶质，四氯化碳是非极性溶液剂。氯气和氢氧化钠发生化学反应。
3．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是( )
A．HNO2 B．H2SO3
C．HClO3 D．HClO4
答案：D
点拨：对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如HO24．判断物质在不同溶剂中的溶解性时，一般都遵循“相似相溶”规律。下列装置中，不宜用做HCl尾气吸收的是( )
答案：C
点拨：HCl是极性分子，易溶于水而不溶于CCl4。C装置易发生倒吸而A、D装置中使用了倒置漏斗和球形干燥管，能防止倒吸。对B装置，HCl气体先通过CCl4，由于HCl不溶于CCl4，经CCl4缓冲后HCl再被上层的水吸收也可以有效地防止倒吸。
5．从碘水中提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是( )
A．苯、酒精 B．汽油、甘油
C．四氯化碳、汽油 D．二硫化碳、乙醇
答案：C
6．(双选)下列叙述中正确的是( )
A．极性分子一定易溶于极性溶剂
B．非极性分子一定难溶于极性溶剂
C．甲醇能与水互溶主要是由于水与甲醇分子间形成氢键
D．醇和羧酸的同系物中，随着烃基的增大，物质在水中的溶解度逐渐减小
答案：CD
点拨：由CO、NO等极性分子难溶于水、Cl2、CO2等非极性分子能溶于水可判断A、B两项不正确。
7．关于丙氨酸的下列说法，正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同
B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性
C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子
D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
答案：D
点拨：手性异构体只是在物理性质上有很大不同，其化学键和分子极性都是相同的。
8．下列有机化合物分子中含有手性碳原子，且与H2发生加成反应后仍含有手性碳原子的是( )
答案：A
点拨：只有A、C项分子中含有手性碳原子，A项分子与H2发生加成反应后，有支链的碳原子分别连有—H、—CH3、—C2H5、—C3H7，四个取代原子或基团都不同，是手性碳原子；C项分子与H2发生加成反应后，中间碳原子上有两个相同的基团(—CH2OH)，没有手性碳原子。
9．下列各组物质两种含氧酸中，前者比后者酸性弱的是( )
A．H2SO4和H2SO3
B．(HO)2RO2和(HO)2RO3
C．HNO3和HNO2
D．H2SiO3和H4SiO4
答案：B
点拨：(HO)2RO2和(HO)2RO3比较，前者的非羟基氧原子数少，酸性比后者弱。
10．下列叙述中正确的是( )
A．能电离出H＋的化合物除水外都是酸，分子中含有几个氢原子它就是几元酸
B．无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸
C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强
D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，但它们的酸性不相近，H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸
答案：D
点拨：由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可判断A、B项错误；由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C项错误；D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1，但H2CO3的酸性比H3PO4(或n＝1的HNO2)弱很多，这是因为溶于水的CO2只有很少的一部分(约几百分之一)与水结合成碳酸的缘故。
二、非选择题
11．(1)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有________(填序号)，CS2分子的空间构型是________。CO2与CS2相比，________的熔点较高。
答案：(1)非极性 (2)①③ 直线形 CS2
点拨：(1)CCl4、CS2是非极性溶剂，根据相似相溶原理，CrO2Cl2是非极性分子。(2)苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。CS2、CO2分子的空间构型都是直线形，根据结构相似，相对分子质量越大范德华力越大，CS2的熔点高于CO2。
点评：要理解相似相溶原理的含义及影响范德华力大小的因素。相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。
12．X、Y是短周期同主族元素，Z是过渡元素，化合物Z2X、Z2Y可发生如下转化。
(1)X的元素符号为________，Z2Y的化学式为________________ ______________________________________________________。
(2)蓝色溶液中含有的阴离子是________________ ________________________________________________________。
(3)过程②中发生反应的离了方程式为_______________ _________________________________________________________。
答案：(1)S Cu2O
(2)NO、SO、OH－
(3)H＋＋OH－===H2O、Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
点拨：本题考查了元素推断、物质推断和化学用语，意在考查考生的推断能力和应用化学知识的能力。由蓝色溶液和Z是过渡元素，可知Z是铜元素；①得到的蓝色溶液中含Cu2＋，②得到的蓝色浊液为Cu(OH)2，Cu(OH)2与葡萄糖反应得到Cu2O，Y的元素符号为O；由X、Y是短周期同主族元素，进一步推断可得X的元素符号为S。Cu2S与过量的浓HNO3反应得到的蓝色溶液中含有的阴离子有NO、SO、OH－；由于加入过量的浓HNO3，①得到的蓝色溶液为酸性溶液，再加入过量的NaOH溶液，发生中和反应和沉淀反应。
13．在化学实验和科学研究中，水是一种常用的试剂。
(1)水分子中的氧原子在基态时的价电子排布式为：
______________________________________________________。
(2)水分子在特定条件下容易得到一个H＋而形成水合氢离子(H3O＋)。对上述过程的下列描述不合理的是________。
A．氧原子的杂化类型发生了改变
B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变
D．微粒中的键角发生了改变
(3)在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成________键，水分子间还存在________，1 mol H2O中含________mol氢键。
(4)将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位离子。请写出生成此配位离子的离子方程式：__________________。
答案：(1)2s22p4 (2)A (3)氢 范德华力 2
(4)Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋
点拨：H2O分子的O原子采取sp3杂化，呈V形，H3O＋中的O原子也是采取sp3杂化，呈三角锥形。水分子之间既有氢键也有范德华力。每个水分子与相邻的4个水分子形成4个氢键，1个氢键被2个水分子共用，平均1 mol H2O中含2 mol氢键。
14．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：
(1)由A、B、C、E中的任意两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4，其中属于极性分子的是__________(填序号)。
(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_______________________________________________________ ________________。
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为__________、__________。DE4在前者中的溶解性__________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为__________(填化学式)。
(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为__________(填化学式)。
答案：(1)③
(2)H2O分子间存在氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO
点拨：由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O，由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为Cl。
搭建分子模型
请用塑料或橡胶制成的棍棒、球、块等搭建甲烷(CH4)、乙醇(C2H5OH)、乙烯(CH2===CH2)和乙酸(CH3COOH)的分子模型。
由于计算机技术的发展，现在人们已经能够利用计算机来显示分子的空间结构。利用有关软件，人们能非常容易地绘制出分子的结构式，并用不同的方式展现其立体结构。如图1和图2所示的苯分子和CIBrClF分子的棍棒、球棍和填充模型的空间几何图像，就是使用CHemOffice、Chemsketch等软件绘制而成的。有条件的同学可尝试使用这些软件，或在网上下载一些免费软件Raswin等，选择自己感兴趣的分子绘制其分子模型。
课件72张PPT。成才之路·化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修三新情境·激趣入题 新知识·预习探究 【答案】 AD答案：C【答案】 【答案】 答案：D答案：B答案：A答案：D答案：C答案：B 