课件53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③ 分子结构与性质第二章章末复习提升 第二章1.只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如：I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。
2．只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如：HCl、NH3、SiO2、CS2等。
3．既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、CH3CH3等。
4．只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CaCl2、K2O、NaH等。化学键与物质类别的关系 5．既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。
6．由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl等。
7．由强极性键构成但又不是强电解质的物质，如：HF。
8．只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体SiO2、SiC等。
9．无化学键的物质：稀有气体，如氩等。
10．共价键的分类
(1)配位键是一种特殊的共价键。
(2)根据共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键。
(3)根据共用电子对数，共价键分为单键、双键、三键。
(4)根据原子轨道的重叠方式不同，可分为σ键(头碰头)和π键(肩并肩)。
(2)用电子式表示A与C、B与C形成化合物的过程__________、__________，化学键类型分别为__________、__________。
(3)四种元素形成常见化合物中具有离子键、极性键、配位键的物质是__________，电子式为__________。答案：C
解析：NH4Cl等铵盐都是仅由非金属元素组成的化合物，其中含有离子键。NaCl、KOH等化合物由金属元素和非金属元素组成，它们都是离子化合物；AlCl3是由金属元素和非金属元素组成的，是共价化合物。金属单质都含有金属阳离子，它们不是化合物，更不是离子化合物。1.杂化轨道类型与分子立体结构杂化轨道理论、价层电子对互斥理论与分子立体结构的关系 3.一些常见分子的键角和立体结构解析：首先计算中心原子的电子对(包括σ键电子对和孤电子对)；其次依据“价层电子对互斥模型”，得到含有孤电子对的VSEPR模型；最后，略去中心原子上的孤电子对，即得到分子(或离子)的空间构型。(*)特别说明：HCN分子中C与N以共价三键结合，其结构式为H—C≡N，故分子的空间构型为直线形。(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是(用序号填空)________。
①单键 ②双键 ③极性键 ④非极性键 ⑤σ键
⑥π键 ⑦σ键和π键
(3)甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角________(填“＝”“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是___________。
答案：(1)sp2杂化 甲醛分子为平面三角形
(2)②③⑦
(3)< 碳氧双键中存在π键，它对C—H键电子对的排斥作用较强解析：本题考查的是杂化轨道理论、价层电子对互斥模型、分子的立体结构与成键的类型、键参数等知识的综合运用。
(1)原子杂化轨道的类型不同，分子的立体结构也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中碳原子的杂化方式是sp2。
(2)碳与氧的电负性不同，所以碳氧键是极性键。醛的分子中都含有羰基(CO)，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。
(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键电子对的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键的夹角小于120°。判断分子的极性，可以从正负电中心、对称性、分子的立体构型，键角、化合价、中心原子的孤电子对数、溶解牲等方面分析。
1．从正负电中心是否重合判断
正负电中心重合，为非极性分子；正负电中心不重合，为极性分子。
如SO3为平面正三角形结构，硫原子位于正三角形的中心，三个氧原子位于正三角形的三个顶点上，结构对称，正负电中心重合，因此SO3为非极性分子。全面总结分子极性的判断方法2．利用分子的对称性判断
当一个分子的对称元素(对称面、对称轴等)相交于一点时，该分子为非极性分子；当一个分子的对称元素相交于一条线时，该分子为极性分子。如甲烷分子的对称轴相交于中心碳原子上，所以甲烷分子为非极性分子。水分子、氨分子、一氧化碳分子的对称元素相交于一条线，所以这些分子为极性分子。
当中心原子指向不明时，需先预测它的结构，再判断其结构的空间对称性。如C5H12分子，若它的结构简式为C(CH3)4，把—CH3看成CH4分子中的—H，显然其为非极性分子；若它的结构为直链结构或其他带有支链的结构，则为极性分子。5．从中心原子的化合价判断
不管中心原子是显正价还是显负价，只要其化合价的绝对值等于最外层电子数，该分子就为非极性分子；否则为极性分子。如CO2、CS2、BF3等，其中心原子的正化合价数值都与其最外层电子数相等，均为非极性分子；NH3分子中，H为＋1价，N为－3价，中心原子N的最外层有5个电子，N的负化合价绝对值与其最外层电子数不等，NH3为极性分子。
6．从中心原子的孤电子对判断
当多原子分子中心原子的最外层电子全部参与成键，即不存在孤电子对时，为非极性分子；否则为极性分子。如CO2分子的中心原子C，最外层电子全部用于形成共价健，不存在孤电子对，CO2为非极性分子。SO2的中心原子S，最外层电子中存在1对孤电子对，SO2为极性分子。7．从分子在某溶剂中的溶解性判断
根据“相似相溶”，极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。通过溶剂是否有极性，就可判断出分子是否有极性。如苯易溶于四氯化碳，而难溶于水，水为极性分子，而四氯化碳为非极性分子，则苯为非极性分子。
从以上各种方法的分析不难看出，虽然各种方法都能判断分子的极性，但真正容易操作的方法还是第5种。第7种方法须做实验，然后才能进行判断。其他5种方法，需在明确分子立体构型的前提下，才能进行分析和判断。解析：(1)14个电子，且只有非极性键，只能为单质N2。14个电子，既有非极性键，又有极性键，则有两种元素，由等电子体想到C2H2，由C分子中有14个电子且属于极性分子知C为CO。
(2)正负电荷中心完全重合的为非极性分子，否则为极性分子。1.理解共价键的含义，能说明共价键的形成。
2．了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质(对σ键和π键之间的相对强弱的比较不作要求)。
3．了解键的极性和分子的极性，了解极性分子和非极性分子的某些性质差异。
4．了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明等电子原理的应用。5．能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型(对d轨道参与杂化和AB5型以上复杂分子或离子的空间构型不作要求)。
6．了解简单配合物的成键情况。
7．知道分子间作用力的含义，了解化学键和分子间作用力的区别。
8．了解氢键的存在对物质性质的影响(对氢键相对强弱的比较不作要求)。
解析：(1)该题从单键、双键、叁键的特点切入，双键、叁键中都含有π键，难以形成双键、叁键，实质是难以形成π键，因为锗的原子半径较大，形成单键的键长较长，p－p轨道肩并肩重叠程度很小。
(2)类比金刚石，晶体锗是原子晶体，每个锗原子与其周围的4个锗原子形成4个单键，故锗原子采用sp3杂化。微粒之间的作用力是共价键。答案：①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3第二章 第一节 第1课时
一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C．由共价键形成的分子一定是共价化合物
D．只有非金属原子间才能形成共价键
答案：B
解析：共价化合物中只含有共价键，而含有共价键的物质不一定是共价化合物，可能是单质或离子化合物，故A、C错；电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子间也可形成共价键，故D错。
2．共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是( )
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
答案：D
解析：一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C两项正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系，故B项正确、D项错误。
3．下列四组物质中只含有共价键的是( )
A．H2、O3、C60、N60、
B．Na、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO3
C．P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4
D．NH4HCO3、N2H4、NH3、、KNO3
答案：A
4．从电负性的角度来判断下列元素之间易形成共价键的是( )
A．Na和Cl B．H和Cl
C．K和F D．Ca和O
答案：B
解析：本题主要考查共价键的形成条件，非金属原子之间易形成共价键，活泼的金属原子和活泼的非金属原子之间易形成离子键。结合电负性与元素的性质之间的关系，我们可以得到元素的电负性差值越大，越易形成离子键；差值越小，越易形成共价键。
5．下列化学式及结构式中成键情况，不合理的是( )
A．CH3N
B．CH2SeO
C．CH4S
D．CH4Si
答案：D
解析：由共价键的饱和性可知：C、Si都形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S、Se都形成2个共价键。
6．下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A．CH4与NH3 B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2 D．Cl2与N2
答案：A
解析：A项中全是s－pσ键；而B项中C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键；C项中H2为s－sσ键，Cl2为p－pσ键；D项中Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键。
7．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．①③⑤ D．③⑤⑥
答案：D
解析：当两个原子间能形成多对共用电子对时首先形成一个σ键，另外的原子轨道形成π键。N2中存在叁键：一个σ键、两个π键，C2H4中存在C===C双键：一个σ键、一个π键，C2H2中存在C≡C叁键：一个σ键、两个π键。
8．下列说法不正确的是( )
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有1个σ键
C．气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有1个σ键，2个π键
答案：C
解析：σ键的“头碰头”重叠比π键“肩并肩”重叠的程度大，所以σ键强，故A正确；s电子只能形成σ键，p电子间优先形成1个σ键且只能形成1个σ键，所以两个原子之间最多有1个σ键，故B正确；稀有气体是单原子分子，不存在化学键，故C错误；N2分子的结构式为N≡N，而三键是由1个σ键和2个π键组成，故D正确。
二、非选择题
9．分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。
A．NH3 B．H2O
C．HCl D．CH4
E．C2H6 F．N2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是____________________________________；
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是____________________________________；
(3)最外层有未参与成键的电子对的是______________________________________；
(4)既有σ键又有π键的是__________________________________________________。
答案：(1)D、E (2)C (3)A、B、C、F (4)F
解析：NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键，还有一对不成键电子；H2O中O原子与2个H原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；HCl中Cl原子与1个H原子形成1个σ键，还有三对不成键电子；CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个σ键，所有电子都参与成键；N2中N原子与另1个N原子形成1个σ键，2个π键，还有一对不成键电子。
10．在下列分子中：①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN
分子中只有σ键的是__________，分子中含有π键的是____________________，分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是________，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成σ键的是________，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是______，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
答案：①②③⑥⑦ ④⑤⑧ ②④⑤ ⑥ ①③⑦⑧
②④⑤⑦⑧
解析：本题是对共价键与分子结构的关系进行判断。
11．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)?? 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
一、选择题
1．下列有关共价键的叙述中，不正确的是( )
A．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
B．水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和，故不能再结合其他氢原子
C．非金属元素形成的化合物也可能是离子化合物
D．所有简单离子的核电荷数与其核外电子数一定不相等
答案：A
解析：非金属元素的原子形成的共价键数目取决于该原子最外层的未成对电子数，一般最外层有几个未成对电子就能形成几个共价键，故A项说法不正确。一个原子的未成对电子一旦与另一个自旋方向相反的未成对电子配对成键后，就不能再与第三个电子配对成键。因此，一个原子有几个未成对电子，就会与几个自旋方向相反的未成对电子成键，这就是共价键的饱和性，故一个氧原子只能与两个氢原子结合生成H2O，B项正确。非金属元素形成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl等铵盐。不管是阴离子还是阳离子，核内质子数与核外电子数必定存在差异，此差值就是离子所带的电荷数。
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
解析：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.右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，在两核间分布得密一些，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
解析：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。
4．下列用电子式表示物质的形成过程正确的是( )
A．
B.―→Na?
C.―→
D．
答案：D
解析：A项中HCl是共价化合物，电子式为；B项中NaBr为离子化合物，电子式为；C项中MgF2的电子式为。D项正确。
5．下列说法正确的是( )
A．1 mol CnH2n＋2分子中含有(3n＋1)mol共价键
B．Na2O2和Na2O晶体中阳离子与阴离子的数目比相同，化学键类型也相同
C．只含有非金属元素的化合物中只有共价键
D．电负性之差小于1.7的两种元素的原子间一定形成共价键
答案：A
解析：本题考查共价键的形成和存在。烷烃分子中只有C—C键和C—H键，1个CnH2n＋2分子中含有(n－1)个C—C键和(2n＋2)个C—H键，A项正确；Na2O2和Na2O中Na＋与O、Na＋与O2－数目比均为2?1，但Na2O2中有非极性键而Na2O中无共价键，B项不正确；NH4Cl等铵盐中有离子键、电负性之差小于1.7的Na与H、K与H等均形成离子键，C、D项不正确。
6．下列说法正确的是( )
A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的
B．H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的
C．并非所有的共价键都有方向性
D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小
答案：C
解析：s轨道是球形对称，所以s－sσ键无方向性，其他所有的共价键都有方向性。共价键的饱和性决定组成分子的原子间的数量关系，共价键的方向性，决定了分子的空间构型。
7．具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是( )
A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3
C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2
答案：C
解析：四种原子分别是S、N、Na、C，其中Na是活泼金属，在化学反应中易失去一个电子，形成的是离子键，而π键是共价键中的一种。
8．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是( )
A．仅有一个σ键 B．仅有一个π键
C．一个σ键，一个π键 D．一个σ键，两个π键
答案：C
解析：由题给条件可知，其结构式为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，为一个σ键，一个π键。
9．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
解析：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
10．(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CH2CHCOOH，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)
解析：(2)有3个C—Hσ键、2个C—Cσ键、2个C—Oσ键、1个O—Hσ键、C==C和C==O中分别有1个π键；有C—H、C==O、C—O、O—H 4种极性键，还有C==C、C—C非极性键。
11．有三种物质AC2、B2C2、AD4，元素A在自然界中形成的物质种类最多；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同，则：
(1)A、B、C、D的元素名称分别是________、________、________、________。
(2)AD4分子中含有的共价键类型为________(填“σ键”或“π键”)。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为________，B2C2的电子式为________，属________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
答案：(1)碳 钠 氧 氯
(2)σ键 (3)1s22s22p63s23p6
离子化合物
解析：A在自然界中形成的物质种类最多，是碳元素；淡黄色固体B2C2是Na2O2，即B为Na，C为氧；元素D的负一价阴离子电子层结构与氩原子相同，D为Cl。
课件57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③ 分子结构与性质第二章尽管形形色色、斑斓多彩的物质在外形上或功能上有所差异，却都是由110多种元素构成的。通过化学必修课程的学习，你已经了解到原子之间能够通过强烈的相互作用——化学键结合在一起。那么，为什么原子之间能够以不同类型的化学键互相结合？原子形成的分子为什么会有不同的立体构型？分子之间是否也存在某种相互作用？
物质是由原子、分子、离子等微粒构成的。微粒间的相互作用(化学键或分子间相互作用)理论是物质构成的基本理论。基于这些理论，人们才能深入探讨物质的微观结构和宏观性质之间的关系，从而进一步认识并制备出各种具有特定化学组成和结构的物质。第一节 共价键 第二章第1课时 共价键的特征和类型通过化学必修课程的学习你已知道，氢气在氧气中和氯气中燃烧分别生成水(H2O)和氯化氢(HCl)，而且在这两种化合物的分子内部，原子间通过共用电子对形成了一种化学键——共价键。你是否产生过这样的疑问：氢原子为什么会与氧原子或氯原子结合形成稳定的分子？氢原子与氯原子结合成氯化氢分子时原子个数比为1?1，而氢原子与氧原子结合成水分子时原子个数比却为2?1，这又是为什么？为什么原子间可以通过共用电子对形成稳定的分子？共价键究竟是怎样形成的，其特征又是怎样的呢？一、共价键
1．共价键共用电子对 重叠 相同或差值较小 方向性 饱和性 2．共价键表示方法N≡N O==C==O 二、σ键与π键
1．σ键
(1)形成：两个原子的某能级上的电子以________的形式重叠时形成。
(2)特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云的图形________，称为________。
(3)σ键的类型：“________σ键”如H2，“s－pσ键”如HCl，“________σ键”如Cl2。头碰头 不变 轴对称 s－s p－p 2．π键
(1)形成：两个原子的p能级上的电子以________的形式重叠时所形成。
(2)特征：电子云由两块组成，分别位于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为镜面，它们互为________，称为________________。
(3)π键的类型：常见的：________π键。
3．σ键、π键的存在规律
共价单键为____键；共价双键中有一个____键、一个____键；共价三键由____个σ键和________个π键组成。肩并肩 镜像 镜面对称 p－p σ σ π 一 两 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√答案：D答案：B
解析：原子间形成分子时，形成了共价键，共价键具有饱和性和方向性，方向性决定分子的立体构型，饱和性则决定分子中各原子的数量关系。答案：D
解析：当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键，故D项错误。 答案：D
解析：双键中有一个σ键、一个π键，三键中有一个σ键、两个π键，故本题只要知道分子中原子之间的连接方式即可。答案：C
解析：氯化氢分子中，氢原子的1s轨道与氯原子的3p轨道形成共价键。电子式知识回顾 1.σ键与π键的形成
(1)σ键的形成共价键的形成及分类 2.σ键π键的比较特别提醒：(1)s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。
(2)形成共价键的两种元素电负性差别较小，一般电负性差值小于1.7。如H(2.1)与Cl(3.0)，电负性差值为0.9，形成共价键。
(3)形成共价键时，成键的两个原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态，体系总能量降低。
(4)π键电子云重叠程度比σ键小，因此π键没有σ键牢固，反应中比较活泼。共价键的特征及其存在
(2)方向性。
共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，重叠程度越大，形成的共价键越牢固。同种分子(如HX)中成键原子电子云(原子轨道)重叠程度越大，形成的共价键越牢固，分子结构越稳定。如HX的稳定性：HF>HCl>HBr>HI。
共价键的方向性决定了分子的立体构型。解析：共价键的本质是形成共用电子对，共用电子对不发生偏移的共价键为非极性共价键，反之为极性共价键。
由非金属元素原子形成的化学键可能是离子键，如NH4Cl等；同种元素以共价键形成的双原子分子中，两原子吸引电子的能力相同，形成非极性共价键；当单质分子由两个以上的原子通过共用电子对形成共价键时，可能是非极性键，也可能是极性键，如臭氧分子中就存在两个极性键；氟原子吸引电子的能力强于氧原子，二者成键时共用电子对偏向氟原子。
答案：B答案：B答案：A答案：B答案：B
解析：碳与氧能形成“C==O”键，“C==O”中存在π键，Na与Cl之间形成的是离子键，氯原子之间、氢与碳原子之间均只能形成单键，单键是σ键。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；原子的大小与能否形成共价键无必然联系。答案：A
解析：硫原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项正确；H2O只能结合1个H＋形成H3O＋，证明共价键有饱和性，B项错误；H2分子中氢原子的s轨道成键时，因为s轨道呈球形，所以H2中的H—H键没有方向性，C项错误；两个原子轨道发生重叠后，只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动，D项错误。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。第二章 第一节 第2课时
一、选择题
1．根据π键的成键特征判断C==C双键键能是C—C单键键能的( )
A．2倍 B．大于2倍
C．小于2倍 D．无法确定
答案：C
解析：双键含一个π键，一个σ键，单键含一个σ键，π键键能较σ键键能小，故C项正确。
2．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
3．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
解析：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。
4．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
解析：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。
5．已知通常分子中所含的键能越大，分子越稳定。参考下表中化学键的键能数据，判断下列分子中，受热时最不稳定的是( )
化学键
H—H
H—Cl
H—Br
H—I
键能kJ·mol－1
436.0
431.8
366
298.7
A.氢气 B．氯化氢
C．溴化氢 D．碘化氢
答案：D
6．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
解析：白磷的空间结构为，键角为60°，分子中共有6对共用电子对，有4对孤电子对。
7．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＝－a kJ·mol－1
已知：
(a、b、c均大于零)。
下列说法正确的是( )
A．H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键
B．断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c＋b＋a)kJ
C．相同条件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)总能量小于2 mol HI(g)的总能量
D．向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量为2a kJ
答案：B
解析：A项HI分子中共价键是由不同种非金属元素形成的，属于极性键，A错误；B项反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则－a＝b＋c－2E(H－I)，解得E(H—I)＝，所以断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c＋b＋a)kJ，B正确；C项该反应是放热反应，则相同条件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)总能量大于2 mol HI(g)的总能量，C错误；D项该反应是可逆反应，则向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量小于2a kJ，D错误。
8．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是( )
A．N2分子与CO分子中都含有三键
B．CO分子与N2分子中的π键并不完全相同
C．N2与CO互为等电子体
D．N2与CO的化学性质相同
答案：D
解析：从题图可以看出，N2分子与CO分子中均含有一个σ键和两个π键，所以二者都含有三键，A正确；N2分子中的两个π键是由每个氮原子各提供两个p轨道以“肩并肩”的方式形成的，而CO分子中的一个π键是氧原子单方面提供电子对形成的，B正确；N2与CO的原子总数和价电子总数均相同，为等电子体，性质相似，但并不完全相同，C正确，D错误。
9．下表为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B．X、Z元素都能形成双原子分子
C．键长W—H
W—H
D．键长X—H答案：B
解析：由元素在周期表中的位置可知，X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。A.白磷单质中存在非极性键，但稀有气体分子为单原子分子，分子中没有化学键，A错误；B.氮气、溴单质都是双原子分子，B正确；C.原子半径W>Y，故键长W—H>Y—H，电负性WW—H，C错误；D.原子半径W>X，故键长W—H>X—H，键长越短，键能越大，故键有W—H10．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝a kJ·mol－1，
P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH＝b kJ·mol－1，
P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1。
下列叙述正确的是( )
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为 kJ·mol－1
D．P—P键的键能为 kJ·mol－1
答案：C
解析：由已知两个反应可得：
Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)
ΔH＝kJ·mol－1，无法求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热；
设Cl—Cl键的键能为x，则：
x＋3×1.2c－5c＝，
x＝kJ·mol－1，
C正确；设P—P键的键能为y，P4为正四面体形结构，共有6个P—P键，由第1个反应得
6y＋×6－4×3×1.2c＝a，
y＝kJ·mol－1；P—P键的键长大于P—Cl键，故P—P键的键能小于P—Cl键。
二、非选择题
11．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
解析：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。
一、选择题
1．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．aC．b答案：D
解析：NH3、H2O、CH4分子中键角分别为107°、105°、109°28′。
2．由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各粒子的电子总数相同，则互称为等电子体。以下各组粒子不是等电子体的是( )
A．He和Li＋ B．O3和NO
C．N2H4和C2H4 D．Na＋和Mg2＋
答案：C
解析：题给各组粒子中两种粒子的原子数均相同，因此，只要判断它们的电子总数是否相同即可。A、B、D三项中两种粒子的电子总数分别都为2、24、10，符合概念内容，可互称为等电子体；C项中两种粒子的电子总数分别为18、16，不符合等电子体概念。
3．美国科学家合成了含有N的盐类，含有该离子的盐是高能爆炸物质，该离子的结构呈“V”形，如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该物质的说法中正确的是( )
A．每个N中含有35个质子和36个电子
B．该离子中只含有非极性键
C．该离子中含有2个π键
D．N与PO互为等电子体
答案：B
解析：该离子可看做是5个N原子共失去1个电子后得到的，故含有35个质子和34个电子，A错；该离子中的键全部是N原子之间形成，故全部是非极性键，B正确；该离子中含有两个N≡N键，故含有4个π键，C不正确；PO中含有32个价电子，N含有24个价电子，D错。
4．已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，O==O键为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl键为242.7 kJ·mol－1，N≡N键为946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是( )
A．N—N键的键能为×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1
B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短
C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的
D．氮气分子比氯气分子稳定
答案：D
解析：在N2分子中，N原子间以N≡N键结合，其中有一个σ键和两个π键，但σ键的键能大于π键的键能，故A项错误；共价键的键长和成键原子的半径有关，由于原子半径r(H)5．从实验测得不同物质中氧—氧之间的键长和键能的数据如下表：
O—O键
数据
O
O
O2
O
键长/10－12m
149
128
121
112
键能/kJ·mol－1
x
y
z＝494
w＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律性是( )
A．成键时电子数越多，键能越大 B．键长越短，键能越大
C．成键所用的电子数越少，键能越小 D．成键时电子对越偏移，键能越大
答案：B
解析：观察表中数据发现，O2与O的键能大者键长短，据此可得O中O—O键的键长比O中的长，所以键能要小。按键长由短到长的顺序为(O—O键)Oz>y>x。
6．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ/mol、P—O b kJ/mol、P===O c kJ/mol、O===O d kJ/mol。根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )
A．(6a＋5d－4c－12b)kJ/mol
B．(4c＋12b－6a－5d)kJ/mol
C．(4c＋12b－4a－5d)kJ/mol
D．(4a＋5d－4c－12b)kJ/mol
答案：A
解析：1 mol P4中有6 mol P—P键，完全断裂需要吸收6a kJ热量，5 mol O2中有5 mol O===O键，完全断裂需要吸收5d kJ热量，1 mol P4O10中有4 mol P===O键和12 mol P—O键，形成P===O键和P—O键放出(4c＋12b)kJ热量，故ΔH＝[6a＋5d－(4c＋12b)]kJ/mol。
二、非选择题
7．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
解析：(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。
8．(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：(1) 120°
(2)CO2 N2O BeF2 (3)π σ
(4) 2NA (5)三角锥形 109°
课件49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③ 分子结构与性质第二章第一节 共价键 第二章第2课时 共价键的键参数与等电子体在研究分子结构时发现，CO分子与N2分子结构非常相似，它们的分子中价电子总数都是10，键能都较大，物理性质也非常相似，你知道为什么吗？一、键参数——键能、键长与键角
1．概念和特点：气态基态 释放 稳定 核间距 越大 稳定 共价键 方向性 立体结构 2.对物质性质的影响；
二、等电子体
1．等电子原理：____________相同、___________相同的分子具有相似的____________，它们的许多性质是相近的。
2．等电子体：满足等电子原理的分子称为等电子体。如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。原子总数 价电子总数 化学键特征 答案：A
解析：在双原子分子中没有键角，故C项错；当其键能越大，键长越短时，分子越稳定，故A项对，B项错；D项中σ键的重叠程度要大于π键的，故σ键的键能要大于π键的键能。答案：D
解析：A、B、C三项为等电子体。四个选项均为5个原子构成的微粒，其中A、B、C三项的价电子总数均为32个，而D项只有8个，故D项不符合。本题考查等电子体的概念，解答时把握两点；①原子数相同，②价电子总数相等。答案：C答案：C答案：D
解析：形成共价键的两个原子核间的距离为键长，A错误；键能的大小取决于成键原子的电负性，与键的极性无必然联系，B错误；键能越大，越难断裂化学键，分子越稳定，C错误、D正确。1.键参数与分子性质的关系
分子的键参数与分子的立体构型和分子性质之间的关系可以表示如下：键参数及其应用
②由键能判断。
共价键的键能越大，表示破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。
③由键长判断。
共价键键长越短，破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。2．共价键的键能与化学反应热
(1)化学反应的实质：
化学反应的实质就是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
(2)化学反应过程有能量变化：
解析：A.键长和键角常被用来描述分子的空间结构，键角是描述分子立体结构的重要参数，A正确；B.形成共价键的两原子半径之和越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，键长越短，B正确；C.键能越大，键长越短，共价化合物越稳定，C错误；D.在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角，其与分子结构有关，与键长、键能无关，D正确。
答案：C答案：B
解析：分子的结构是由键角和键长决定的，故A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个O—H键的键角为105°，故D项错误。1.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，它们的许多性质是相近的。此原理称为等电子原理。满足等电子原理的分子互称为等电子体。
提示：①等电子体的价电子总数相同，而组成原子的核外电子总数不一定相同。
②等电子体原理可以拓展到原子数相同，价电子总数相同的微粒，例如N2与CN－互为等电子体。等电子原理及其应用2．CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，是等电子体，其性质对比如下：
CO分子和N2分子的某些性质3.常见等电子体
4.等电子原理的应用
(1)判断一些简单分子或离子的空间构型。
(2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。
(3)利用等电子原理针对某物质找等电子体。解析：A.CO和N2的原子个数都为2，价电子数都为10，原子数和价电子数都相等，互为等电子体，故A不符合题意；B.O3和SO2的原子个数都为3，价电子数都为18，原子数和价电子数都相等，互为等电子体，故B不符合题意；C.CO2和N2O的原子个数都为3，价电子数都为16，原子数和价电子数都相等，互为等电子体，故C不符合题意；D.N2H4和C2H4的原子个数都为6，价电子数前者为14，后者为12，原子数相等，但价电子数不相等，不能互为等电子体，故D符合题意。
答案：D答案：B
解析：键能是指气态基态原子形成1 mol化学键时释放出的热量，1 mol氢原子只能形成0.5 mol H—H键，故A、D两项不正确，B正确；由能量守恒原理及键能定义知C不正确。答案：A答案：A
解析：键能越大，断开该键所需的能量越多，化学健越牢固，性质越稳定，故A项错误，B、C、D三项均正确。答案：A答案：D
解析：非金属元素可形成共价化合物(如H2O，HCl)，也可形成离子化合物(如NH4Cl)，A项正确；成键原子间原子轨道重叠越多，键长越短，则键能越大，共价键越牢固，分子越稳定，故B、C两项正确，D项错误。键参数的测定
运用衍射谱、光谱等近代物理方法能够测定分子和晶体中原子间的距离、立体构型以及分子中化学键的强度等。一般而言，借助于数学和量子力学方法，可将衍射谱或光谱信息通过简单的计算转换为键参数。例如，利用转动光谱，可以测定异核双原子分子的键长；从双原子分子的振动光谱中，能够分析化学键的相对强度(键能)；利用X射线衍射、电子衍射和中子衍射方法，能够测定晶体中各原子间的相对位置。第二章 第二节 第1课时
一、选择题
1．用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是( )
A．NH为正四面体 B．CS2为直线形
C．HCN为V形 D．PCl3为三角锥形
答案：C
解析：NH、CS2、HCN中心原子上的价电子都用于形成共价键，没有孤对电子对，所以其构型分别为正四面体形、直线形、直线形；PCl3中心P原子上有一对孤电子对，未用于形成共价键，其空间构型为三角锥形。
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
解析：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
解析：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。
4．三氯化氮(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
解析：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。
5．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
解析：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。
6．能说明BF3分子的四个原子在同一平面的理由是( )
A．三个B—F键的键能相同
B．三个B—F键的键长相同
C．任意两个B—F键之间的夹角为120°
D．三个B—F键为极性共价键
答案：C
解析：三个B—F键中任意两个之间的夹角为120°，说明四个原子在同一平面内，且形成以B为中心，三个F为顶点的平面正三角形结构。
7．下列说法正确的是( )
A．所有的分子都是由两个或两个以上的原子构成
B．所有的三原子分子都是直线形构型
C．所有的四原子分子都是平面三角形构型
D．五原子分子不一定是正四面体形构型
答案：D
解析：稀有气体为单原子分子，H2O是V形，NH3是三角锥形，CH3Cl就不是正四面体形。
8．下列物质中，化学键类型和分子立体构型皆相同的是( )
A．CO2和SO2 B．CH4和SiH4
C．BF3和PH3 D．HCl和NH4Cl
答案：B
解析：NH4Cl中存在离子键，其余分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2、BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，CH4和SiH4均为正四面体形。
二、非选择题
9．(1)计算下列分子或离子中带点“·”原子的价电子对数。
①CCl4________ ②BeCl2________
③BCl3________ ④PCl3________
(2)计算下列微粒中带点“·”原子的孤电子对数。
①H2S ________ ②PCl5________
③BF3________ ④NH3________
答案：(1)①4 ②2 ③3 ④4
(2)①2 ②0 ③0 ④1
解析：(1)根据ABm型分子中价电子对数目n的计算公式：
n＝
①CCl4中C原子的价电子对数为：＝4；
②BeCl2中Be原子的价电子对数为：＝2；
③BCl3中B原子的价电子对数为：＝3；
④PCl3中P原子的价电子对数为：＝4；
(2)根据ABm型分子中心原子的孤对电子数＝(a－xb)的计算公式。
①H2S中的S原子的孤电子对数：(6－2×1)＝2；
②PCl5中的P原子的孤电子对数：(5－5×1)＝0；
③BF3中的B原子的孤电子对数：(3－3×1)＝0；
④NH3中的N原子的孤电子对数：(5－3×1)＝1。
10．(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粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，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________。
(4)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：(1)四面体形 直线形 平面三角形
(2)CH CH (3)BF3 NF3 CF4
(4)中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤对电子 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
解析：PO是AB4型，成键电子对是4，为四面体形。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，是平面三角形。AB3型分子，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。
一、选择题
1．已知在CH4中，C—H键间的键角为109°28′，NH3中，N—H键间的键角为107°，H2O中O—H键间的键角为105°，则下列说法中正确的是( )
A．孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力
B．孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力
C．孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力
D．题干中的数据不能说明孤电子对与成键电子对间的斥力与成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
答案：A
解析：由中心原子上孤电子对数的计算公式可知，CH4中碳原子无孤电子对，NH3中的氮原子有1对孤电子对，H2O中的氧原子有2对孤电子对。根据题意知CH4中C—H键间的键角为109°28′，若孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子O—H键间的键角均应大于109°28′，题中它们的键角均小于109°28′，故B不正确；孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，将成键电子对压得靠近一点，使其键角变小，D错误，A正确。
2．SF6是一种无色气体，且具有很强的稳定性，可用于灭火。下列有关说法中正确的是( )
A．电负性：S>F
B．SF6分子是正四面体结构
C．SF6分子中硫原子周围无孤对电子
D．氟原子的电子排布图(轨道表示式)为
答案：C
解析：F电负性最大，A项错误；SF6分子中硫原子有6对价层电子对，不是正四面体形结构，B项错误；D项违背泡利原理，错误。
3．下列对应关系不正确的是( )
选项
A
B
C
D
中心原子所在族
ⅣA
ⅤA
ⅣA
ⅥA
分子通式
AB4
AB3
AB2
AB2
立体结构
正四面体形
平面三角形
直线形
Ⅴ形
答案：B
解析：当中心原子在ⅤA族时，AB3分子应是三角锥形。当中心原子在ⅣA族时，AB4分子是正四面体形，当中心原子在ⅣA族时，AB2分子是直线形，当中心原子在ⅥA族时，AB2分子是Ⅴ形。
4．下列分子构型为正四面体的是( )
①P4 ②NH3 ③CCl4 ④CH4 ⑤H2S ⑥CO2
A．①③④⑤ B．①③④⑤⑥
C．①③④ D．④⑤
答案：C
解析：NH3是三角锥形、H2S是V形、CO2是直线形，故选C。
5．氯的含氧酸根离子有ClO－、ClO、ClO、ClO等，关于，它们的说法中不正确的是( )
A．ClO－中Cl显＋1价 B．ClO的空间构型为直线形
C．ClO的空间构型为三角锥形 D．ClO是SO的等电子体
答案：B
解析：ClO空间构型为V形。
6．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是 ( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子
答案：C
7．根据价层电子对互斥理论，判断H3O＋的空间结构为( )
A．三角锥形 B．正四面体
C．平面正三角形 D．变形四面体
答案：A
解析：在H3O＋中成键电子对数为3，氧原子中含有1对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，其空间结构为三角锥形。
二、非选择题
8．D、E、X、Y、Z是元素周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的立体构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、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________。
(2)上述五种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是________，写出该元素的任意三种含氧酸的化学式：________________________________。
(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为________。
(4)D和X形成的化合物，其化学键类型属于________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是________，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是____________________________________________。
答案：(1)SO3 (2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写3种酸)
(3)直线形 (4)共价键 (5)Mg3N2
Mg3N2＋8H2O===3Mg(OH)2＋2NH3·H2O
解析：元素周期表前20号元素中，最简氢化物的立体构型为正四面体的是CH4和SiH4，故D是C，X为Si，由此推知E为N，Y为S，Z为Cl。C和S形成的化合物为CS2，C的价电子对数为2，CS2为直线形。C和Si之间形成共价键，化学式为SiC。
(1)S位于第3周期ⅥA族，最高正价为＋6，即其最高价氧化物为SO3。
(2)在C、N、Si、S、Cl中，形成酸性最强的含氧酸为HClO4，氯元素位于第3周期ⅦA族，其正价有＋1、＋3、＋5、＋7，故其含氧酸为HClO、HClO2、HClO3、HClO4。
(3)C与S形成化合物CS2，其空间构型应与CO2类似，故为直线形。
(4)C与Si形成共价化合物SiC；
(5)Mg在N2中高温条件下形成Mg3N2，其与水反应生成Mg(OH)2和NH3·H2O。
9.下表是元素周期表的前三周期主族和0族元素区，表中虚线处为ⅡA、ⅢA族的连接处，请用相应的化学用语回答下列问题：
(1)写出仅由e形成的两种带有相同电荷数的阴离子的符号________、________。
(2)d的元素名称为________，其双原子分子的电子式为________。
(3)图I是表示第三周期8种元素单质的熔点(℃)条形图，已知条形“1”代表Ar，则其中条形“8”代表的是________(填化学式)晶体，1 mol该晶体中含有________mol化学键。
(4)b、c、d、e、f的氢化物的沸点(℃)直角坐标图(图Ⅱ)中序列“5”对应的氢化物的名称是__________，空间构型为__________；序列“2”对应的氢化物的结构式是__________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
答案：(1)O2－ O (2)氮 N??N (3)Si 2 (4)甲烷 正四面体 H—O—H 极性
解析：根据元素在周期表中的位置，可知a为H，b为Li，c为C，d为N，e为O，f为F，e为Na，h为Al。(1)由氧元素形成的两种带有相同电荷数的阴离子为O2－、O。(2)d为氮元素，氮分子中N原子之间形成3个共用电子对，且N原子含有1个孤电子对，其电子式为：N??N。(3)第三周期8种元素单质的熔点最高的为原子晶体Si，Si晶体中每个Si与4个Si形成4个Si—Si键，每个Si—Si键为2个Si原子共有，故1 mol该晶体中含有Si—Si键1 mol×4×＝2 mol。(4)序列“5”对应的氢化物的沸点最低，应为甲烷，其分子为正四面体结构；序列“2”对应的氢化物为水，其结构式为H—O—H，为V形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子。
课件51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③ 分子结构与性质第二章第二节 分子的立体构型 第二章第1课时
分子空间结构与价层电子对互斥理论在宏观世界中，花朵、蝴蝶、冰晶等诸多物质展现出规则与和谐的美。科学巨匠爱因斯坦曾感叹：“在宇宙的秩序与和谐面前，人类不能不在内心里发出由衷的赞叹，激起无限的好奇。”实际上，宏观的秩序与和谐源于微观的规则与对称。
通常，不同的分子具有不同的空间构型。例如，甲烷分子是正四面体形的、氨分子是三角锥形的、苯是正六边形的。那么，这些分子为什么具有不同的空间构型呢？一、形形色色的分子
1．三原子分子的立体构型有________形和________形两种。如直线 V 180° 直线形 105° V形 2.四原子分子大多数采取________形和________形两种立体构型。如平面三角 三角锥 120° 平面三
角形 107° 三角锥形3.五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是________形。如正四面体 109°28′ 正四面
体形 109°28′ 正四面
体形
二、价层电子对互斥模型
1．价层电子对互斥理论(VSEPR)。
对ABn型的分子或离子，中心原子A的价层电子对(包括成键__________和未成键的__________)之间由于存在排斥力，将使分子的几何构型总是采取电子对________最小的那种构型，以使彼此之间________最小，分子或离子的体系能量________，________。σ键电子对 孤电子对 相互排斥 斥力 最低 最稳定2．价层电子对的空间构型(即VSEPR模型)：
电子对数目：2 3 4
VSEPR模型：________ ________ __________直线形 平面三角形 正四面体形三、VSEPR模型应用——预测分子立体构型：
1．中心原子不含孤电子对的分子。
中心原子不含孤电子对的分子，VSEPR模型与分子的立体构型一致。直线形 直线形 平面三角形 平面三角形 正四面体形 正四面体形2.中心原子含孤电子对的分子。
中心原子若有孤电子对，孤电子对也要占据中心原子的空间，并与成键电子对互相排斥。则VSEPR模型与分子的立体构型不一致。
推测分子的立体模型必须略去VSEPR模型中的孤电子对。正四面体形 三角锥形 正四面体形 V形 平面三角形 V形答案：(1)× (2)√ (3)×答案：B答案：C答案：A1.价层电子对互斥理论的基本要点
(1)在AXm型分子中，中心原子A的周围配置的原子或原子团的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)的互相排斥作用，分子的几何构型总是采取电子对相互排斥作用最小的那种结构。
(2)AXm分子中，A与X之间通过两对或三对电子(即通过双键或三键)结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一个电子对看待。价层电子对互斥理论——确定分子空间构型 (3)价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：
孤电子对—孤电子对>孤电子对—成键电子对>成键电子对—成键电子对。
(4)中心原子的价层电子对数目和立体构型的关系为：
2.用价层电子对理论判断共价分子或离子立体构型的一般规则
(1)确定中心原子价电子层中电子对数：
①σ键电子对：可由分子式确定，例如H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对。(2)根据中心原子(A)周围的电子对数，找出相对应的理想几何结构图形。如果出现奇数电子(有一个成单电子)，可把这个单电子当作电子对来看待。
(3)画出结构图，把配位原子排布在中心原子(A)周围，每一对电子连结1个配位原子，剩下的未结合的电子对便是孤电子对。
(4)根据孤电子对、成键电子对之间相互斥力的大小，确定排斥力最小的稳定结构，并估计这种结构对理想几何构型的偏离程度。解析：根据各分子的电子式和结构式，分析中心原子的孤电子对数，依据中心原子连接的原子数和孤电子对数，确定VSEPR模型和分子或离子的立体构型。答案：答案：(1)V形 (2)三角双锥形 (3)正四面体形答案：B
解析：CH4分子的空间构型是正四面体；BF3分子的空间构型是平面三角形；H2O分子的空间构型是V形。答案：D
解析：H2O有2对孤电子对，BeCl2和CH4没有孤电子对。答案：D
解析：硫原子最外层有孤电子对，故H2S为V形结构；BF3分子中硼原子最外层电子全部参与成键，三个B—F键等效排斥，故分子的空间构型为平面三角形。答案：C
解析：A项，分子中都是σ键，无π键；B项，碳原子与其相连的四个原子形成四面体结构，不可能所有原子共平面；D项，一个分子中有94个电子。
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。第二章 第二节 第2课时
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
解析：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．(双选)下列各组离子中，中心原子的杂化轨道类型相同的是( )
A．NO、ClO B．SO、CO
C．NH、PH D．SO、SO
答案：CD
解析：可以由VSEPR模型来判断离子的立体构型，再判断杂化轨道类型。NO中N原子上无孤电子对[(5＋1－3×2)＝0]，ClO中Cl原子上孤电子对数为1[(7＋1－3×2)＝1]，分别为平面三角形和三角锥形，N、Cl原子采取sp2和sp3杂化。同理，SO中S原子上孤电子对数为1、CO中C原子上无孤电子对，S、C原子分别采取sp3、sp2杂化。因此，SO、SO中S原子均为sp3杂化。
3．用过量硝酸银溶液处理0.01 mol氯化铬水溶液，产生0.02 mol AgCl沉淀，则此氯化铬最可能是( )
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
解析：0.01 mol氯化铬能生成0.02 mol AgCl沉淀，说明1 mol配合物的外界含有2mol Cl－。
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
解析：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.如右图所示，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
解析：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。
6．向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOH溶液，再滴入适量浓氨水，下列叙述不正确的是( )
A．开始生成蓝色沉淀，加入过量氨水时，形成无色溶液
B．开始生成Cu(OH)2，它不溶于水，但溶于浓氨水，生成深蓝色溶液
C．开始生成蓝色沉淀，加入氨水后，沉淀溶解生成深蓝色溶液
D．开始生成Cu(OH)2，之后生成更稳定的配合物
答案：A
解析：向CuCl2溶液中加入少量NaOH溶液，生成Cu(OH)2蓝色沉淀：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)↓；再加入浓氨水，沉淀溶解得到深蓝色的溶液：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
7．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
解析：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。
8．关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是( )
A．配体为水分子，外界为Br－ B．中心原子采取sp3杂化
C．中心离子的配位数为6 D．中心离子的化合价为＋2价
答案：C
解析：4个H2O分子和2个Br－是配体，配位数为6,1个Br－是外界。Cr原子以空轨道形成配位键，O原子的杂化方式是sp3但O原子不是中心原子。中心离子是Cr3＋，配离子是[Cr(H2O)4Br2]＋。故A、B、D三项均不正确。
9．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
解析：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。
二、非选择题
10．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
解析：(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。
11．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________。
(2)B的氢化物分子的空间构型是________，其中心原子采取________杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为______________。
(4)E的核外电子排布式是________，ECl3形成的配合物的化学式为________。
答案：(1)C(3)? N2O
(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
解析：根据D、C形成DC离子晶体，且D、C都为二价离子，A、B、C为同一周期的非金属元素，所以D可能为Mg或Ca，C可能为O或S。又因为B、C的氢化物比同族相邻周期元素氢化物的沸点高，所以B、C的氢化物一定能形成氢键，且核电荷数A一、选择题
1．根据价层电子对互斥理论及原子的杂化轨道理论，判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式分别为( )
A．直线形、sp1杂化 B．三角形、sp2杂化
C．三角锥形、sp2杂化 D．三角锥形、sp3杂化
答案：D
解析：在NF3分子中，N原子的孤电子对数为1，与其相连的原子个数为3，所以中心原子的杂化方式为sp3杂化，分子的空间构型为三角锥形，类似NH3。
2．下列说法不正确的是( )
A．HCHO分子中的C采用sp方式杂化，C有两个未参与杂化的2p轨道形成π键
B．H2O分子的键角不是90°
C．甲烷是正四面体形分子，NF3是三角锥形分子
D．BF3的空间构型是平面三角形
答案：A
解析：HCHO中的C原子价电子对数＝×(4＋2)＝3，C原子采取sp2方式杂化，A项错误。同样可判断：H2O分子的键角为105°；CH4中C原子和NF3中的N原子均为sp3杂化，在CH4中没有孤电子对，其分子构型为正四面体形；NF3的中心原子N有1个sp3杂化轨道为孤电子对占有，另外3个杂化轨道与F原子的2p轨道上的电子成键，故NF3分子的构型为三角锥形，BF3中B为sp2杂化，BF3为平面三角形分子，故B、C、D三项均正确。
3．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是( )
A．配位化合物中必定存在配位键
B．配位化合物中只有配位键
C．[Cu(H2O)6]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤对电子形成配位键
D．配位化合物在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
答案：B
解析：配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键，Cu2＋有空轨道，H2O中氧原子有孤对电子，可以形成配位键，配位化合物应用领域特别广泛，D项中提到的几个领域都在其中。
4．已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3杂化轨道，那么[ZnCl4]2－的立体构型为( )
A．直线形 B．平面正方形
C．正四面体形 D．正八面体形
答案：C
解析：根据杂化轨道理论知，Zn2＋的4s轨道和4p轨道形成的sp3杂化轨道为正四面体形，Zn2＋再结合4个Cl－形成[ZnCl4]2－，其中Zn2＋的孤电子对数为0，所以[ZnCl4]2－的立体构型为正四面体形。
5．下列说法中正确的是( )
A．PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果
B．sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道
C．凡中心原子采取sp3杂化的分子，其杂化轨道空间构型都是四面体形
D．AB3型分子的空间构型必为平面三角形
答案：C
解析：PCl3分子的价电子对数＝＝4，所以PCl3分子中P原子以sp3杂化。sp3杂化轨道是原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混合”起来形成能量相等、成分相同的4个轨道。sp3杂化所得到空间构型应为四面体，如甲烷分子。但是如果杂化轨道被孤电子对占据，则构型将发生变化，如NH3分子是三角锥形，H2O分子是V形。PCl3分子中两个电子(孤对电子)占据了一个杂化轨道，因此，PCl3分子是三角锥形(如图所示)。
6．(双选)下列说法中一定错误的是( )
A．过渡金属的原子或离子一般都有接受孤电子对的空轨道，易形成配合物
B．中心离子采取sp3杂化轨道形成的配离子均呈正四面体结构
C．当中心离子的配位数为6时，配离子常呈八面体结构
D．含有两种配体且配位数为4的配离子一定存在异构体
答案：BD
解析：过渡金属原子或离子的最外电子层一般都没排满，存在空轨道，所以能接受孤电子对形成配位键，A项正确；中心离子采取sp3杂化轨道形成的配离子，只有当4个配体完全等同时，其配离子的空间构型才是正四面体，否则为变形的四面体，所以B项错误；按价层电子对互斥理论，配位数为6的配离子，空间构型呈八面体时最稳定，所以C项正确；含有两种配体且配位数为4的配离子只有当其空间构型呈平面四边形时才存在异构体，若其空间构型呈四面体形，则不存在异构体，所以D项错误。
7．下列过程与配合物的形成无关的是( )
A．除去铁粉中的SiO2可用强碱溶液
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溶液后溶液呈血红色
D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
答案：A
解析：对于A项，除去铁粉中的SiO2，是利用SiO2可与强碱反应的化学性质，与配合物的形成无关；对于B项，AgNO3与氨水反应先生成AgOH沉淀，再生成[Ag(NH3)2]＋；对于C项，Fe3＋与KSCN反应生成配离子[Fe(SCN)n]3－n(n＝1,2,3,4,5,6)，颜色发生改变；对于D项，CuSO4与氨水反应生成Cu(OH)2沉淀，再生成[Cu(NH3)4]2＋。
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
解析：[Co(NH3)4Cl2]＋的同分异构体有2种，见下图。
9．水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程的描述不合理的是( )
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
答案：A
解析：水与氢离子结合形成配位键，氧原子杂化方式仍为sp3，氧原子与三个氢原子间的共用电子对和剩下的一对孤电子对相互排斥形成了三角锥形分子；同时其键角也发生改变，形成的微粒兼有水分子和氢离子的性质。
二、非选择题
10．下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→
4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH
(1)Cr3＋基态核外电子排布式为________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型分别为____________；1 mol CH3COOH分子中含有σ键的数目为__________。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 O
(2)sp3 sp2 7 mol(或7×6.02×1023) (3)H2F＋
解析：本题考查电子排布式、配位键的形成、轨道杂化类型、σ键数目的判断、等电子体等。(1)Cr是24号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2，故Cr3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3；H2O分子中的O原子有孤对电子，能与Cr3＋形成配位键。
(2)CH3COOH中甲基上的碳原子采用sp3杂化，羧基中碳原子采用sp2杂化；CH3COOH的结构式为，碳氧双键中含有1个σ键，其余的单键都是σ键，共有7个σ键。
(3)H2O分子中有3个原子和8个价电子，与其互为等电子体的阳离子为H2F＋。
11．A、B、C、D、E五种短周期元素原子序数依次增大，B与C能层数相同，D与E能层数相同，C与D价电子结构相同，基态时B、C、D原子核外皆有2个未成对电子，A、E只有1个未成对电子，A能分别与B、C、D、E形成不同的分子。
(1)写出基态时B的价电子排布图________，E－的原子结构示意图为________。
(2)写出BCD的电子式______________________，E2C的结构式____________________________。
(3)根据题目要求完成以下填空：
EC中心原子杂化方式________；DC3中心原子杂化方式________；EC微粒的键角________；BC微粒的键角________：DE2分子的立体构型________；B2A2分子的立体构型________。
(4)一种由A、B、C三种元素组成的分子A2BC2，该分子中σ键数目为________，π键数目为________。
(5)根据等电子原理，指出与BC2互为等电子体的离子________(一种即可)。
答案：(1)
(2) Cl—O—Cl
(3)sp3 sp2 109°28′ 120° V形 直线形
(4)4 1 (5)N、AlO、SCN－、CNO－等任意一种即可
解析：A只有1个未成对电子，且A的原子序数在五种元素中最小，B、C是同周期元素，则A是氢元素，B、C是第2周期元素，D、E是第3周期元素，E也只有1个未成对电子，结合E的原子序数和周期，判断E是氯元素；C、D的价电子结构相同，则C、D是同主族元素，基态时B、C、D原子核外皆有2个未成对电子，B的原子序数小于C，则B的2p能级有2个电子，C的2p能级有4个电子，所以B是碳元素，C是氧元素，则D是硫元素。
(1)根据以上分析B是碳元素，价电子排布图为，E是氯元素，Cl－的结构示意图为。(2)BCD的化学式为COS，根据元素的价键原则，C与O、S分别形成双键，电子式为：；E2C的化学式为Cl2O，所以O分别与氯原子形成一个共价键，结构式为Cl—O—Cl。
(3)根据VSEPR理论，ClO的中心原子的价层电子对数＝(7＋1)＝4，所以中心原子杂化方式是即sp3杂化；同理可计算SO3中心原子杂化方式是sp2杂化；ClO微粒中的中心原子的杂化方式是sp3杂化，无孤电子对，所以空间构型是正四面体形，键角是109°28′；CO微粒的中心原子的杂化方式是sp2杂化，无孤电子对，所以空间构型是平面正三角形，键角是120°；SCl2分子中中心原子的杂化方式是sp3杂化，有2对孤电子对，所以立体构型是V形；C2H2分子中中心原子的杂化方式是sp杂化，立体构型是直线形。(4)一种由A、B、C三种元素组成的分子A2BC2，化学式为CH2O2，该物质是甲酸，分子中含有4个σ键，1个π键。(5)与CO2是等电子体的物质的化学式中也是三原子分子，价电子数是16，若为离子则是N、AlO，SCN－，CNO－等。
课件68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③ 分子结构与性质第二章第二节 分子的立体构型 第二章第2课时 杂化轨道理论、配合物理论研究证实，甲烷(CH4)分子中的四个C—H键的键角均为109.5°，从而形成非常规则的正四面体构型。原子之间若要形成共价键，它们的价电子中应当有未成对的电子。碳原子的价电子排布为2s22p2，也就是说它只有两个未成对的2p电子，若碳原子与氢原子结合，则应形成CH2；即使碳原子的一个2s电子受外界影响跃迁到2p空轨道，使碳原子具有四个未成对电子，它与四个氢原子形成的分子也不应当具有规则的正四面体结构。那么，甲烷分子的正四面体构型是怎样形成的呢？ 一、杂化轨道理论简介
1．概念：在形成分子时，由于原子的相互影响，若干个不同类型但____________的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新轨道的过程叫做______________，所形成的新轨道就称为________。
2．要点：
(1)能量相近：参与杂化的各原子轨道能量要________(同一能级组或相近能级组的轨道)。
(2)数目不变：参与杂化的轨道数目等于形成的________数目。
(3)排斥力最小：杂化轨道在空间取最大夹角分布，且不同的杂化轨道伸展方向不同。能量相近 原子轨道的杂化 杂化轨道 相近 杂化轨道 3．杂化轨道分类：
(1)等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分的均匀混合。如180° 直线形 120° 平面三角形 109°28′ 正四面体形 杂化轨道类型与分子空间构型的关系：
(2)不等性杂化：参与杂化的各原子轨道进行成分上的不均匀混合。某个杂化轨道有孤电子对，如NH3的氮原子的sp3杂化。直线形 平面三角形 正四面体形 CO2、C2H2 BF3 CH4、CCl4 二、配合物理论简介
1．配位键：
(1)概念：由一个原子单方面提供____________，而另一个原子提供____________而形成的共价键，即“电子对给予－接受键”，是一类特殊的共价键。
(2)表示：配位键可以用A→B来表示，其中A是提供______________的原子，叫做给予体；B是接受________的原子，叫做接受体。孤电子对 空轨道 孤电子对 电子对
2．配位化合物：
(1)概念：__________________与某些分子或离子(称为________)以________结合形成的化合物，简称配合物。
(2)形成条件。
①配体有孤电子对；②中心原子有空轨道。
金属离子(或原子) 配体 配位键 (3)配合物的形成举例。蓝色沉淀 溶解 深蓝 变红 答案：B1.杂化轨道类型的判断：因为杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，而两个原子之间只能形成一个σ键，故有下列关系：
杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，再由杂化轨道数判断杂化类型。例如：分子空间构型与杂化轨道类型的关系 2.杂化轨道类型与分子构型的关系：
方法技巧：根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型的方法：(1)若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化；(2)若杂化轨道在空间的分布为平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化，(3)若杂化轨道在空间的分布为直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。1.配位键与非极性键、极性键的区别与联系：配位键与配位化合物 2．配合物的组成：
一般中心原子(或离子)配位数是2、4、6。
3．形成配合物的条件：
(1)配体有孤电子对。
(2)中心原子(或离子)有空轨道。(3)在配合物[Fe(SCN)]2＋中，提供空轨道接受孤电子对的微粒是________，画出配合物离子[Cu(NH3)4]2＋中的配位键________。
名师培优——方法指导
分子立体构型的判断技巧
分子的立体构型虽然是微观现象，但是可以根据分子中中心原子的电子构型及中心原子的杂化方式对分子立体构型进行预测。1．中心原子的电子构型规律
分子的中心原子一般都是6、8、10电子结构，根据共用电子对尽量远离的原则有：
此外，中心原子的孤电子对和两成键原子之间的共用电子对数也是影响分子立体几何构型的重要因素：(1)分子中中心原子上的孤电子对对其相邻的共用电子对有排斥作用，必然会对键角造成压缩，使其键角小于基本构型的键角。(2)当中心原子与其他原子共用两对电子(即形成共价双键)时，该双键同样排斥其他原子，且使之与其他原子之间的斥力最小。分子立体构型归纳如下：2.杂化轨道规律
在形成分子的过程中，由于原子间的相互影响，若干类型不同而能量相近的原子轨道相互混杂，重新组合形成一组能量相等、成分相同的新轨道，这一过程称为轨道杂化。答案：B
解析：原子轨道形成杂化轨道前后，轨道数目没有变化，用于形成杂化轨道的原子轨道的能量相近，并满足最大重叠程度。
解析：A项中中心原子的电荷数分别是＋1和＋2，配位数分别是2和4；B项中中心原子的电荷数均是＋2，配位数均是4；C项中中心原子的电荷数分别是＋1，＋3，配位数分别是2和6；D项中中心原子的电荷数分别是＋2和＋1，配位数分别是4和2。答案：C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。第二章 第三节 第1课时
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
解析：A项中的Br2，C项中的CCl4，D项中的CO2都是非极性分子。
2．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
解析：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。
3．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
解析：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。
4．下列关于粒子结构的描述不正确的是( )
A．H2S和HF均是价电子总数为8的极性分子
B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子
C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D．NH3和H2O都是中心原子采用sp3杂化的极性分子
答案：C
解析：S、F原子分别有6个、7个价电子，所以H2S和HF的价电子总数均为8，同时它们都是极性分子；HS－和HCl中分别含有极性键H—S键和H—Cl键，同时它们都有18个电子；CH2Cl2和CCl4均是四面体形，但前者是极性分子，后者是非极性分子；NH3和H2O分子中N、O原子的杂化方式都是sp3，都是极性分子。
5.S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生有窒息性气味的气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是( )
A．为非极性分子
B．分子中既含有极性键，又含有非极性键
C．与S2Br2结构相似，熔沸点：S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
答案：A
解析：从S2Cl2分子的图示可知该分子空间不对称，为极性分子。
6．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
解析：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。
7．两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是( )
答案：D
解析：考查极性键、非极性键的判断，分析分子的空间构型，结构对称的为非极性分子。
8．在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是( )
A．范德华力、范德华力、范德华力 B．范德华力、范德华力、共价键
C．范德华力、共价键、共价键 D．共价键、共价键、共价键
答案：B
解析：“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气”属于石蜡的 “三态”之间的转化，所以转化的过程中要克服分子间作用力；“石蜡蒸气→裂化气”属于石油的裂化，属于化学变化，必然要破坏化学键(共价键)，答案选B。
二、非选择题
9．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
解析：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。
10．水分子间通过氢键彼此结合而形成(H2O)n分子。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”相互连接成庞大的冰，其结构如下图所示：
(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粒子，其电离方程式为____________________。
(3)在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子“氢键”相连接。在冰中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ/mol)。已知冰的升华热是51 kJ/mol，则冰中氢键的能量是________kJ/mol。
答案：(1)2 (2)2H2O??H3O＋＋OH－
(3)20
解析：(1)因为每个水分子与周围4个水分子形成氢键，而每个氢键为两个水分子共有，所以1 mol冰中含有的氢键数为4×＝2 mol。(2)水电离产生OH－(含有10个电子)，则与其电子数相同的粒子为H3O＋(含10个电子)，电离方程式为2H2O??H3O＋＋OH－。(3)氢键的键能为＝20 kJ/mol。
一、选择题
1．(双选)下列物质的结构或性质与氢键无关的是( )
A．乙醚的沸点 B．乙醇在水中的溶解度
C．氢化镁的熔点 D．DNA的双螺旋结构
答案：AC
解析：A.乙醚分子间不存在氢键，乙醚的沸点与氢键无关，正确；B.乙醇和水分子间能形成氢键，乙醇在水中的溶解度与氢键有关，错误；C.氢化镁为离子化合物，氢化镁的熔点与氢键无关，正确；D.DNA的双螺旋结构与氢键有关，错误，选AC。
2．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．HCl、H2S、NH3中的非氢原子的杂化方式分别是sp、sp2、sp3
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
答案：B
解析：A项中CO2属于非极性分子；C项中中心原子S、N均采取sp3方式杂化；D项中的H2O分子中的O原子有2对成键原子和2对孤电子对，故分子属于V形结构。
3．卤素单质从F2到I2，在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态的原因是( )
A．原子间的化学键键能逐渐减小 B．范德华力逐渐增大
C．原子半径逐渐增大 D．氧化性逐渐减弱
答案：B
解析：卤素单质组成、结构相似，从F2到I2相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
4．有下列两组命题
A组
B组
Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键能
Ⅱ.H—I键键能小于H—Cl键键能
Ⅲ.HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力
Ⅳ.HI分子间范德华力小于HCl分子间范德华力
a.HI比HCl稳定
b．HCl比HI稳定
c．HI沸点比HCl高
d．HI沸点比HCl低
B组命题正确且能用A组命题给以正确解释的是( )
①Ⅰ a ②Ⅱ b ③Ⅲ c ④Ⅳ d
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
答案：B
解析：键能的大小决定着物质的热稳定性，键能越大，物质越稳定，H—Cl键比H—I键的键能大，HCl比HI稳定；范德华力影响着物质的沸点的高低，范德华力越大，沸点越高，HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力，HI沸点比HCl高。
5．下列几种氢键：①O—H…O，②N—H…N，③F—H…F，④O—H…N，按氢键从强到弱的顺序正确的是( )
A．③>①>④>② B．①>②>③>④
C．③>②>①>④ D．①>④>③>②
答案：A
解析：F、O、N电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F中氢键最强，其次为O—H…O，再次是O—H…N，最弱的为N—H…N。
6．下列物质中不存在氢键的是( )
A．冰醋酸中醋酸分子之间
B．液态氟化氢中氟化氢分子之间
C．一水合氨分子中的氨分子与水分子之间
D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
答案：D
解析：只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键(如N、O、F)，C—H不是强极性共价键，故选D项。
7．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
解析：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
8．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
解析：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。
9．数十亿年来，地球上的物质不断地发生变化，大气的成分也发生了很大变化。下表是原始大气和目前空气的成分：
空气的成分
N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体He、Ne等
原始大气
的成分
CH4、NH3、CO、CO2等
用上表所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有(填化学式，下同)________。
(2)由极性键构成的非极性分子有________。
(3)与H＋可直接形成配位键的分子有________。
(4)沸点最高的物质是________，用所学知识解释其沸点最高的原因：__________。
(5)分子中不含孤电子对的分子(除稀有气体外)有_______，它的立体构型为______。
(6)CO的结构可表示为OC，与CO结构最相似的分子是________，这两种结构相似的分子中，分子的极性________(填“相同”或“不相同”)，CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同，它叫________。
答案：(1)H2O、Ne、CH4、NH3
(2)CH4、CO2 (3)NH3、H2O
(4)H2O 液态水中存在氢键，使分子间作用力增强，沸点升高
(5)CH4 正四面体形
(6)N2 不相同 配位键
解析：(1)10e－分子可以用氖(Ne)作为标准，依次找出与氖同周期的元素与氢形成的化合物，有HF、H2O、NH3、CH4，题干要求用表中分子填空，不应填写HF。
(2)由极性键构成的非极性分子应是含有极性键且分子有对称结构的，应是CH4和CO2。
(3)H＋有空轨道，与它形成配位键的分子应有孤电子对，据知，NH3和H2O可以和H＋以配位键结合分别形成NH和H3O＋。
(4)已知物质全是分子，沸点高低可以比较分子间作用力的大小，但要考虑到H2O分子间可以形成氢键，且强度高于氨气与水形成的氢键，所以水沸点最高。
(5)甲烷电子式为，不存在孤电子对，且中心碳原子采用sp3杂化，故其立体构型为正四面体形。
(6)根据信息OC知，C和O之间存在三个共价键，氮气中两个原子间也是三个共价键，与CO结构相似。但C和O电负性不同，共价键是极性键，而N2中两个氮原子形成的键是非极性键，OC中“→”表示氧原子单方提供电子对，是配位键。
课件60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③ 分子结构与性质第二章第三节 分子的性质第二章第1课时
键的极性、分子极性、范德华力和氢键范德华力概念的产生
为了研究气体分子的运动规律，科学家们提出一种理想气体的假设，认为气体分子不具有体积，并且气体分子之间不存在相互作用。根据这种假设提出的理想气体方程对气体分子运动规律的描述与实验事实出现偏差。荷兰物理学家范德华(J. van der Waals)修正了关于气体分子运动的以上假设，指出气体分子本身具有体积，并且分子间存在引力。由此，范德华提出了描述实际气体行为的范德华气态方程，根据这个方程计算的结果与实验事实十分吻合。由于是范德华首次将分子间作用力概念引入气态方程，人们将这种相互作用力称为范德华力。一、键的极性和分子的极性
1．键的极性不同 同种 发生 不发生 2.键的极性与分子极性的关系非极性键 空间对称 不是 极性 零 不重合 不为零二、范德华力和氢键
1．范德华力及其对物质性质的影响分子 相互作用力 弱 越大 相似 越大 物理 熔点 沸点 化学 越高2．氢键及其对物质性质的影响电负性 氢原子 电负性 共价键 氢键 强 分子内 分子间 熔沸点答案：D
解析：A项，CO2为极性键形成的非极性分子，SO2为极性键形成的极性分子；B项，CH4为极性键形成的非极性分子，NO2为极性键形成的极性分子；C项，BF3为极性键形成的非极性分子，NH3为极性键形成的极性分子；D项，HCl、HI都为极性健形成的极性分子。答案：B
解析：键角是180°说明分子是对称的，正电荷中心与负电荷中心重合，是非极性分子。
解析：在第ⅣA～ⅦA族中的氢化物里，NH3、H2O、HF因分子间可以形成氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有第ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，故a点代表的是SiH4。答案：B
解析：A项，“反常”是指它们在与其同族氢化物沸点排序中的现象，它们的沸点顺序可由氢化物的状态所得，水常温下是液体，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。C项正确，因为氢键造成了常温、常压下水是液态，而液态的水是生物体营养传递的基础。D项，在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键。判断共价键的极性与分子极性的方法2．分子的极性的判断方法
(1)化合价法：ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，具体实例如下：(2)根据分子所含键的类型及分子立体构型判断：(3)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断：
中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键不存在孤电子对，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，存在孤电子对，此分子一般为极性分子。
CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。
H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。
解析：由于O2、CO2、BF3、CCl4均为对称结构，所以它们均为非极性分子。HF、H2O、NH3空间结构不对称，均为极性分子。
方法技巧：从以下两方面判断分子的极性：答案：B
解析：由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3，HCl分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子。故正确答案为B。1.范德华力
(1)范德华力的概述
降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这一事实表明，分子之间存在着相互作用力，它把分子聚集在一起，因而把这类分子间作用力称为范德华力。其实质是静电作用。
说明：①范德华力广泛存在于分子之间，只有分子间才有范德华力。属于分子间的电性作用力。
②范德华力很弱，约比共价键小1～2个数量级。
③范德华力只影响分子的物理性质，它无方向性和饱和性。分子间作用力和氢键 (2)范德华力的影响因素
影响范德华力的主要因素有分子的相对分子质量、分子的极性等。
①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，如
②分子的极性越强，范德华力越大。
③温度升高，范德华力减小。(3)范德华力对物质性质的影响
①对物质熔、沸点的影响
一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、沸点越高。具体如下：
a．组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，分子间的范德华力逐渐增大，它们的熔、沸点逐渐升高。如下图中的曲线所示：b．分子组成相同但结构不同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越好，范德华力越小，物质的熔、沸点越低，如熔、沸点：新戊烷＜异戊烷＜正戊烷。
c．一般，相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点越低，如熔、沸点：N2＜CO。
②对物质溶解性的影响
液体的互溶以及固态、气态的非电解质在液体里的溶解度都与范德华力有密切的关系。2．氢键
(1)形成条件
①要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。
②要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分负电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。
③X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。
一般来说能形成氢键的元素为N、O、F。
(2)氢键的存在
①含H—O、N—H、H—F键的物质。
②有机化合物中的醇类和羧酸等物质。(3)氢键的类型
尽管人们将氢键归结为一种分子间作用力，但是氢键既可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部的原子团之间。
如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在氢键，对羟基苯甲醛存在分子间氢键(如图)。(4)氢键对物质性质的影响
①对熔、沸点的影响
a．分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，因为要使液体汽化，必须破坏大部分分子间的氢键，这需要较多的能量；要使晶体熔化，也要破坏一部分分子间的氢键。所以，存在分子间氢键的化合物的熔、沸点要比没有氢键的同类化合物高。
b．分子内氢键的形成使物质的熔、沸点降低，如邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低。②对溶解度的影响
在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以形成氢键，则溶质的溶解性增大。例如，乙醇和水能以任意比例互溶。
③对水密度的影响
绝大多数物质固态时的密度大于液态时的密度，但是在0℃附近水的密度却是液态的大于固态的。水的这一反常现象也可用氢键解释。
④对物质的酸性等也有一定的影响。3．范德华力、氢键及共价键比较解析：解题关键是理解两个方面：(1)分子间作用力与化学键的关系，(2)氢键与化学键、范德华力的关系。
分子间作用力是分子间相互作用力的总称，A项正确；分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度、密度等也有影响，B项正确；分子间作用力包括范德华力和氢键，它们可以同时存在于分子之间，C项正确；氢键不是化学键，D项错误。
答案：D
解析：HBr与HCl结构相似，HBr的相对分子质量比HCl大，HBr分子间的范德华力比HCl强，所以其沸点比HCl高，A项符合题意；C2H5Br的沸点比C2H5OH低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力的缘故；HF比HCl稳定是由于H—F键键能比H—Cl键键能大的缘故；H2O分子中—OH上的O—H键比C2H5OH中的O—H键更易断裂是由于—C2H5的影响使O—H键极性减弱的缘故。答案：C
解析：①Na2O2中含有离子键、共价键，③NaCl中含有离子键，④SiO2中含有共价键，⑥干冰中含有共价键、范德华力。答案：D解析：A.HF和HCl，因为F的氧化性比Cl的强，所以F对H的电子的吸引力比Cl的强，所以共用电子对就更偏向F，所以HF的共价键的极性就更强，同主族中。由上到下，随核电荷数的增加半径在逐渐增大，非金属性减弱，所以卤化氢稳定性为HF>HCl>HBr>HI，共价键的极性依次减弱，A正确。B.如CH4含有H—C极性键，空间构型为正四面体，结构对称且正负电荷的中心重合，为非极性分子，B正确。C.对于A2B或AB2型分子，由极性键构成的分子，由该分子的分子空间结构决定分子极性。如果分子的立体构型为直线形键角等于180°、平面三角形、正四面体形、三角双锥形、正八面体形等空间对称的结构，致使正电中心与负电中心重合，这样的分子就是非极性分子；为什么水呈现出独特的物理性质
水分子之间存在着氢键，使水的沸点比硫化氢的沸点高出139℃，结果在通常状况下水为液态，地球上因此有了生命。冰中的水分子之间最大程度地形成氢键。由于氢键有方向性，每个水分子的两对孤对电子和两个氢原子只能沿着四个sp3杂化轨道的方向分别与相邻水分子形成氢键，因此每个水分子只能与周围四个水分子接触。水分子之间形成的孔穴造成冰晶体的微观空间存在空隙，反映在宏观性质上就是冰的密度比水的密度小。正是由于冰的这一独特结构，使冰可以浮在水面上，从而使水中生物在寒冷的冬季得以在冰层下的水中存活。冰中每个氢原子分享到一个氢键，折合每摩尔冰有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数)。冰中氢键的作用能为18.8 kJ·mol－1而冰的熔化热只有5.0 kJ·mol－1。当在0℃冰融化成水时，即使熔化热全部用于破坏氢键，也只能使大约13%的氢键遭到破坏，水中仍存在着许多由氢键作用而形成的小集团(H2O)n有人将其称之为“冰山”。温度升高使冰融化为水的过程中，实际上包括两种过程：水分子不能最大程度地形成氢键使水的密度变大，水分子的热运动即热膨胀作用使水的密度减小。随着温度升高，前一过程的作用由强变弱，后一过程的作用由弱变强，在4℃时两种作用达到平衡。所以，当温度升高时，0℃～4℃内水的密度逐渐增大，4℃时达到最大密度，4℃后水的密度变小。第二章 第三节 第2课时
一、选择题
1．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
解析：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。
2．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( )
A． B．CH3CH2CHO
C． D．
答案：A
解析：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。
3．下列各组含氧酸中，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
解析：(HO)2RO2和(HO)2RO3比较，前者的非羟基氧原子数少，酸性比后者弱。
4．微波炉加热时，电炉内的微波场以极高的频率改变电场的方向，使水分子迅速摆动而产生热效应。在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动的原因是( )
A．水分子具有极性共价键 B．水分子中有共用电子对
C．水由氢、氧两种元素组成 D．水分子是极性分子
答案：D
解析：在外加电场的作用下，水分子会发生迅速摆动的原因是水是极性分子，这样才能受到外加电场的影响，选项D符合题意。
5．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
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项错误、B项正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C项错误；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项错误。
6．下列说法中正确的是( )
A．极性分子组成的溶质一定易溶于极性分子组成的溶剂之中，非极性分子组成的溶质一定易溶于非极性分子组成的溶剂中
B．溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳
C．白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳
D．水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子
答案：C
解析：很多有机物分子都是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，而有机物之间的溶解度却很大，所以A项错误。溴分子是非极性分子，故B项错误。二氧化碳(O===C===O)是非极性分子，D项错误。
二、非选择题
7．下表所列是A、B、C、D、E五种短周期元素的相关数据：
A
B
C
D
E
化合价
－4
－2
－1
－2
－1
电负性
2.55
2.58
3.16
3.44
3.98
(1)元素A是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是________。
A． B．CH4
C．CH2==CHCH3 D．CH3CH2C≡CH
E．CH3CH3
(2)用氢键表示式写出E的氢化物的水溶液中存在的所有氢键：______________________________。
(3)相同条件下，AD2与BD2分子在水中的溶解度较大的是______(化学式)，理由是____________________。
(4)B、D形成的氢化物沸点：________更高，热稳定性________更强。(写化学式)
答案：(1)D
(2)F—H…F、F—H…O、O—H…F，O—H…O
(3)SO2 CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大
(4)H2O H2O
解析：(1)A是形成有机物的主要元素，所以A是碳元素，碳原子采取sp和sp2杂化方式的分子空间构型分别为直线形，四面体形，故D项符合题意。(2)根据化合价可知B、D同主族，电负性D比B大，所以B是S，D是O；同理C是Cl，E是F。HF溶液中HF分子之间、H2O分子之间以及HF分子和H2O分子之间均能形成氢键。(3)CO2是非极性分子，SO2是极性分子，H2O是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2较易溶于水。(4)因H2O分子间能形成氢键，H2O的沸点高于H2S；氧的非金属性强于S，故H2O比H2S更稳定。
8．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
次氯酸
磷酸
硫酸
高氯酸
含氧酸
Cl—OH
非羟基氧原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性强弱相差很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可知它们的结构式分别为①__________，②__________。
(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是①__________，②__________。
(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况__________，写出反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)① ②
(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O
②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O
(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应 As(OH)3＋3HCl===AsCl3＋3H2O
解析：(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。
一、选择题
1．根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律，说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大，下列说法正确的是( )
A．溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素
B．溴、碘是单质，四氯化碳是化合物
C．Cl2、Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子
D．以上说法都不对
答案：C
解析：根据相似相溶规律：极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。Cl2、Br2、I2是非极性分子，它们易溶于非极性溶剂—CCl4；而在极性溶剂——水中的溶解度较小。
2．下列物质在水中溶解度的顺序正确的是( )
A．NH3＞HCl＞CO2＞SO2＞Cl2
B．SO2＞CS2＞H2S>S8
C．HOCH2(CHOH)4CHO＞C17H35COOH＞HCOOH
D．HF＞CO2＞CH4
答案：D
解析：水为极性分子，与水形成氢键、与水反应的气体在水中溶解度大。二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，二氧化硫在水中的溶解度大于二氧化碳，A项错误；CS2是非极性分子，溶解度小于SO2、H2S，B项错误；HCOOH与水形成氢键，能与水混溶，同类有机物的相对分子质量越大，极性越弱，在水中的溶解度越小，C项错误；HF与水形成氢键，CH4和二氧化碳都是非极性分子，而二氧化碳与水反应，所以HF的溶解度最大，CH4最小，D项正确。
3.在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n＝5，每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n＝5时，下列说法中正确的是( )
A．(H2O)n是一种新的水分子
B．(H2O)n仍保留着水的化学性质
C．1 mol(H2O)n中有2个氢键
D．1 mol(H2O)n中有4 mol氢键
答案：B
解析：(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的，氢键不属于化学键，因此(H2O)n不是一种新的分子，(H2O)n仍保留着水的化学性质。(H2O)n中每个氢原子分享到一个氢键，折合每摩尔水有2NA个氢键，当n＝5时，1 mol(H2O)5所含氢键数相当于5 mol H2O分子含有的氢键数，应为10NA个。
4．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中“虚线”表示氢键)。下列有关正硼酸的说法正确的是( )
A．1 mol H3BO3晶体中含有6 mol氢键
B．硼原子、氧原子最外层均为8电子的稳定结构
C．H3BO3分子中既存在σ键，又存在π键
D．H3BO3分子的稳定性与氢键无关
答案：D
解析：由题图可看出，1个H3BO3分子周围共有6个氢键，1个氢键为2个H3BO3分子所共有，因此1 mol H3BO3的晶体中只含有3 mol氢键；硼原子有3个价电子，与相邻的氧原子形成共价单键，硼原子的最外层只有6个电子；H3BO3分子中只存在σ键；故A、B、C三项均错误。分子的稳定性与化学键有关，与氢键无关，故D项正确。
5．已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，则m＝2，n＝2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( )
A．HClO3 B．H2SeO3
C．H2BO2 D．HMnO4
答案：D
解析：HClO3可写成ClO2(OH)，m＝2；H2SeO3可写成SeO(OH)2，m＝1；H2BO2可写成B(OH)2，m＝0；HMnO4可写成MnO3(OH)，m＝3，故选D。
二、非选择题
6．(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
解析：(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。
7．如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。
(1)写出过氧化氢分子的电子式________。
(2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是(填序号)____。
①分子中有极性键 ②分子中有非极性键 ③氧原子的轨道发生了sp2杂化 ④O—O共价键是p—pσ键 ⑤分子是非极性分子
(3)过氧化氢分子之间易形成氢键，该氢键的表示式是____________。
(4)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是______________________；过氧化氢易溶于水，主要原因是________________________。
(5)过氧乙酸也是一种过氧化物，它可以看作是过氧化氢分子中的一个氢原子被乙酰基(CH3CO)取代的产物，是一种常用的杀菌消毒剂。在酸性条件下过氧乙酸易发生水解反应生成过氧化氢。
①写出过氧乙酸发生水解反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)：________________________________________________________________________。
②过氧乙酸用作杀菌消毒剂的原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)HH
(2)①②
(3)O—H…O—
(4)H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子H2O2分子与H2O分子之间形成氢键
(5)①＋H2O―→CH3COOH＋H2O2
②过氧乙酸分子中有O—O键，有强氧化性
解析：在H—O—O—H分子中，H—O键是极性键，O—O键是非极性键。由于H2O2分子具有图中所示的空间结构，所以H2O2分子是极性分子。借助H2O分子中氧原子发生的原子轨道杂化可知，H2O2分子中氧原子的原子轨道杂化方式是sp3，所以O—O共价键不是p－pσ健。H—O—O—H分子中的O—H键决定了H2O2分子之间存在氢键。H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子，H2O2分子和CS2分子之间不能形成氢键，H2O2和CS2不发生化学反应，所以过氧化氢难溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理解释。H2O2分子和H2O分子中都含有O—H键，所以H2O2分子与H2O分子之间可形成氢键，氢键的形成能增大物质的溶解度。
8．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
解析：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。
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③ 分子结构与性质第二章第三节 分子的性质第二章第2课时
溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性
物质内部的分子结构存在着对称美。许多物质形状与结构对称统一于一体，如金刚石晶体(外形为正八面体，结构为正四面体)，石英晶体(外形为两端对称的六角棱柱体，结构为四面体)。它们都反映了物质内部多种(个)原子之间有序的结合，多种(个)原子在变化中趋于统一，在参差中趋于整齐，在“反复”中透着秩序，显示着节奏，尽显出化学中的对称美。1828年苯就被发现了，所有的证据都表明苯分子非常对称。很难想象6个碳原子和6个氢原子怎么能够完全对称地排列、形成稳定的分子。四十年后的1864年冬，德国化学家凯库勒坐在壁炉前的一次睡梦，使他顿悟了苯分子是一个环——平面正六边形。凯库勒的苯分子结构理论之所以美，不仅因为它与实验事实相符合，也因为它采取双轴对称的几何图形，给人以对称美的魅力。
实际上，我们所感受的这种对称性体现了相对于分界线或中央平面两侧物体各部分在大小、形状或相对位置的对应性。宏观物体具有对称性，那么，构成它们的微观粒子如分子也具有对称性吗？一、物质的溶解性
1．“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于________溶剂。
2．影响物质溶解性的因素：非极性 极性 温度 压强 氢键 氢键 增大
二、手性与无机含氧酸的酸性
1．手性
(1)手性异构体
具有完全相同的________和________的一对分子，如同左手与右手一样互为________，却在三维空间里________，互称手性异构体。组成 原子排列 镜像 不能重叠 手性分子
2．无机含氧酸分子的酸性
(1)对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越________。
如酸性强弱：HClO____HClO2____HClO3____HClO4。
(2)如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn的形式，成酸元素R相同时，则n值越大，酸性也就越________。强 < < < 强 答案：C
解析：H2O分子为极性分子，水是极性溶剂，C2H4、CO2、H2三种分子均为非极性分子，SO2是极性分子构成的物质，根据“相似相溶”规律，C项正确。
解析：对于同种结构的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，A项正确；分子中含有H时，可以和N、O、F形成氢键，氢键不是化学键，B项正确，D项错误；I2和苯都是非极性分子，C项正确。答案：D
解析：根据无机含氧酸酸性强弱的判断方法可知，HNO3和H2SO3是中强酸，HClO3是强酸，而HClO4是最强的酸。
答案：D
解析：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。物质相互溶解的性质十分复杂，受到许多因素的制约，如温度、压强等。通过对许多实验的观察与研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”规律。
1．“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于CCl4，因为蔗糖、氨、水都是极性分子；而萘和碘易溶于CCl4，难溶于水，因为萘和碘、CCl4都是非极性分子。离子化合物是强极性物质，很多易溶于水。物质的溶解性 2．溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。
3．“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。当然，乙醇分子由于—OH的极性较大，易与H2O分子形成氢键也是其互溶的原因。而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，烃基是非极性基团，是疏水亲油基团。戊醇在水中的溶解度明显减小，烃基越大的醇在水中的溶解度就越小。羧酸也是如此。
4．如果溶质与水能发生化学反应，也会增大溶质的溶解度。如SO2与水发生反应生成H2SO3，而H2SO3可溶于水，因此SO2的溶解度增大。
答案：(1)易溶 易溶 难溶 难溶
(2)难溶 难溶 易溶 易溶
根据“相似相溶”规律判断，即极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂
方法技巧：一种试剂溶解度的大小一般从以下几个方面进行分析：(1)分子的极性；(2)能否与水分子形成氢键；(3)分子的结构是否相似；(4)是否与水反应。答案：C
解析：从溴水中提取溴要求该有机试剂(萃取剂)必须易溶解溴，且与水难溶，只有这样才能使溴转移到有机溶剂中与水分离。Br2属于非极性分子，易溶于苯、汽油、CCl4，乙醇等有机溶剂，但甘油、酒精由于分子中存在—OH能与水互溶，所以不能用作萃取剂，故正确答案为C。1.手性异构体和手性分子
如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体，又叫对映异构体、光学异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。如下图所示的两个分子，化学组成完全相同，但是无论如何旋转都不能使二者重叠，它们具有不同的三维结构。显然，结构不同的分子，性质也不同。构成生命体的有机分子绝大多数是手性分子，许多主要的生物活性是通过严格的手性匹配产生分子识别而实现的。手性分子的判断
3．手性分子的用途
(1)常见手性分子：构成生命体的绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必含手性碳原子。
(2)手性分子的应用：生产手性药物、生产手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。
解析：根据手性碳原子周围连接四个互不相同的原子或原子团这一规律可以判断该物质的手性碳原子个数；参照例子可以知道对映异构体的关系就像我们照镜子一样，所求异构体就是原异构体在镜子中的“镜像”。无机含氧酸分子的结构与酸性强弱判断
特别提醒：无机含氧酸和有机羧酸都是共价化合物而非离子化合物，它们在熔融状态(即液态)下不电离(如纯硫酸中只含有H2SO4分子)，在水溶液中O—H键断裂，全部或部分电离出H＋而显酸性。答案：B
解析：因为I2、C6H6和CH4都是非极性分子，H2O是极性分子，而溶剂CCl4是非极性分子；根据相似相溶规律，只有B符合要求。答案：A
解析：A项中的苯、CCl4均为非极性分子，不溶于水，且苯比水密度小，C项中均溶于水，D项中O2难溶于水，Cl2、SO2均能溶于水，且能与水反应。答案：CD
解析：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。手性
当四个不同的原子或基团连接在碳原子(如CHBrClF)上时，这个碳原子是不对称碳原子。这种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似而不全同，即它们不能重叠，我们称它们表现为手性(chirahty)。具有手性的分子叫做手性分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体，通常分别用D和L来标记。因为构成生命的重要物质如蛋白质和核酸等都是由手性分子缩合而成的，因此生物体内进行的化学反应也将受到这些分子构型的影响。许多药物的有效成分只有其中的一种异构体有活性，而另一种异构体无效甚至有毒副作用。第二章综合检测
(90分钟，100分)
一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)
1．只有在化合物中才能存在的化学键是( )
A．离子键 B．共价键
C．极性键 D．非极性键
答案：A
解析：离子键是阴、阳离子之间的静电作用，要产生阴、阳离子，一定是不同种元素的原子；含离子键的一定是化合物；极性键、非极性键是共价键的一种，可能存在于化合物中(如H2O2、C2H4等)，也可能存在于单质分子中。
2．下列化学键中，键的极性最强的是( )
A．C—F B．C—O
C．C—N D．C—C
答案：A
解析：共价键的极性与元素电负性大小有关，元素间的电负性相差越大，形成的共价键极性越强。因电负性大小顺序为：F>O>N>C，故选A。
3．下列一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等的是( )
A．CCl4、SiCl4、SiH4 B．H2S、NF3、CH4
C．BCl3、CH2==CHCl、环己烷 D．SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH
答案：B
解析：A项，中心原子都是sp3杂化，其键角相同；B项，中心原子都是sp3杂化，孤电子对数不同，分子的键角不相同；C项，三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化，环已烷中碳原子为sp3杂化；D项，三氧化硫和苯的中心原子为sp2杂化，而丙炔中碳原子为sp和sp3杂化。
4．下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是( )
A．氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠
B．硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵
C．硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡
D．氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙
答案：B
解析：铵离子中存在极性共价键和配位键，氨分子中氮原子上有孤电子对，H＋、Cu2＋、Ag＋有空轨道，能形成配位键。A项，只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键，A项错误；C项和D项中都不含配位键，C和D项错误。
5．下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是( )
A．键角为180°的分子，空间构型是直线形
B．键角为120°的分子，空间构型是平面三角形
C．键角为109.5°的分子，空间构型是正四面体形
D．键角为90°～109.5°之间的分子，空间构型可能是V形
答案：B
解析：乙烯分子的键角为120°，但它的空间构型并不是平面三角形。
6．在化学中，常用一条短线表示一个化学键，如下图所示的物质结构中，虚线不表示化学键或分子间作用力的是( )
答案：C
解析：A选项中的虚线表示石墨结构中层与层之间存在的范德华力。C选项中的实线表示CCl4分子中实际存在的C—Cl共价键，虚线表示四个成键的氯原子相连时在空间形成的正四面体。B、D两项中的虚线表示共价键。
7．下列分子的立体构型用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ②CH2===CH2
③ ④CH≡CH
⑤NH3 ⑥CH4
A．①②③ B．①⑤⑥
C．②③④ D．③⑤⑥
答案：A
解析：sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F键角为120°；②CH2===CH2中的碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为sp杂化；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。
8．Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3，若1 mol该配合物与AgNO3作用生成1 mol AgCl沉淀，则m、n的值是( )
A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4
C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5
答案：B
解析：由1 mol配合物生成1 mol AgCl，知道1 mol配合物电离出1 mol Cl－即配离子显＋1价，故外界有一个Cl－。又因为Co显＋3价，所以[CoClm－1·nNH3]＋中有两个Cl－，所以m＝3，又因为＋3价Co需要6个配体，n＝6－2＝4。
9.科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B．分子中四个氮原子共平面
C．该物质既有氧化性又有还原性
D．15.2g该物质含有6.02×1022个原子
答案：C
解析：N和O两种原子属于不同的非金属元素，它们之间形成的共价键应该是极性键，A项错误；因为该分子中N—N—N键角都是108.1°，所以该分子不可能是平面型结构，而是三角锥形，B项错误；由该分子的化学式N4O6可知分子中氮原子的化合价是＋3价，处于中间价态，化合价既可以升高又可以降低，所以该物质既有氧化性又有还原性，C项正确；该化合物的摩尔质量是152 g·mol－1，因此15.2g该物质的物质的量为0.1 mol，所以含有的原子数为0.1×10×6.02×1023＝6.02×1023，D项错误。
10．已知键能EN≡N＝945 kJ·mol－1，EH—H＝436 kJ·mol－1，EN—H＝391 kJ·mol－1。在合成氨时，那么每反应1 mol N2和3 mol H2能量变化为( )
A．吸收208 kJ的热量 B．放出208 kJ的热量
C．吸收93 kJ的热量 D．放出93 kJ的热量
答案：D
解析：在化学反应中断开化学键吸收能量，形成化学键放出能量。发生反应N2＋3H2??2NH3时，ΔH＝EN≡N＋3EH—H－6EN—H＝945 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1，故反应放出的热量为93 kJ。
11．2008年北京残奥会吉祥物是以牛为形象设计的“福牛乐乐”(Funiulele)，如图甲。有一种有机物的键线式也酷似牛，故称为牛式二烯炔醇(cowenynenyonl)，如图乙。已知连有四个不同的原子或原子团的碳原子，称为手性碳原子。下列有关说法不正确的是( )
A．牛式二烯炔醇含有三种官能团
B．牛式二烯炔醇含有三个手性碳原子
C．1 mol 牛式二烯炔醇最多可与6 mol Br2发生加成反应
D．牛式二烯炔醇分子内能发生消去反应
答案：D
解析：牛式二烯炔醇含有三种官能团，分别是碳碳双键、碳碳三键和羟基。牛式二烯炔醇分子中与连羟基的碳相邻的碳上没有氢原子，分子内不能发生消去反应。
12．下列结构图中，●代表前二周期元素的原子实(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：
根据各图表示的结构特点，下列有关叙述正确的是( )
A．上述结构图中共出现6种元素
B．甲、乙、丙为非极性分子，丁为极性分子
C．甲与丁可以发生化合反应生成离子化合物
D．向CaCl2溶液中加入(或通入)丙有白色沉淀产生
答案：C
解析：从示例和题给信息可确定：甲—HF，乙—N2，丙—CO2，丁—NH3。A中，上述结构图中共出现：H、F、N、C、O 五种元素；B中，乙、丙为非极性分子，甲、丁为极性分子；C中，HF＋NH3===NH4F，属于离子化合物；D中，CO2通入CaCl2溶液中不能生成CaCO3沉淀。
13．有关苯分子中的化学键描述正确的是( )
A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其他形成两个σ键
D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他形成σ键
答案：B
解析：根据必修②所学知识，知道苯分子是平面结构，则可推测：中心碳原子以sp2杂化形成三个杂化轨道，还有一个未杂化的p轨道。所以，其结合形式为：每个碳原子分别以三个sp2杂化轨道与其他两个C和一个H原子形成σ键，未杂化的p轨道上电子与其他五个碳原子上的p电子形成大π键。
14．下列说法中正确的是( )
A．ABn型分子中，若中心原子没有孤对电子，则ABn为空间对称结构，属于非极性分子
B．水很稳定是因为水中含有大量的氢键所致
C．H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键，故O、N、C原子分别采取sp、sp2、sp3杂化
D．配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配位体是SO，配位数是1
答案：A
解析：依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知A项正确；H2O很稳定是因为H—O键键能大，B项错误；在NH3、H2O、CH4中N、O、C均采取sp3杂化，只不过NH3、H2O分子中孤电子对占据着杂化轨道，C项错误；[Cu(H2O)4]SO4中配位体是H2O，配位数是4，D项错误。
15．有五种元素X、Y、Z、Q、T。X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p亚层上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p亚层上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( )
A．元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B．X与T的最高价氧化物对应的水化物，前者的酸性比后者强，是因为前者的非羟基氧原子数目大于后者
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．ZQ2是极性键构成的非极性分子
答案：C
解析：X的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为S元素；Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素；Z的电子排布式为1s22s22p2，为C元素；Q的电子排布式为1s22s22p4，为O元素；T的电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。C项中，X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物，故C项不正确。
16．下列说法中，不正确的是( )
A．N2O与CO2、CCl3F与CCl2F2互为等电子体
B．CCl2F2无同分异构体，说明其中碳原子采用sp3方式杂化
C．H2CO3与H3PO4的非羟基氧原子数均为1，二者的酸性(强度)非常相近
D．由ⅠA族和ⅥA族元素形成的原子个数比为1?1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物
答案：C
解析：N2O与CO2的原子数相同，电子数相同，CCl3F与CCl2F2的原子数相同，原子的最外层电子数之和相同，它们都是等电子体；CCl2F2无同分异构体，说明它是立体结构而不是平面结构，则碳原子采用sp3杂化方式；由于CO2与H2O的化合程度小，H2CO3的酸性比H3PO4弱得多，C错；D项中的物质指的是Na2O2，它是含有(非极性)共价键的离子化合物。
17．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B．该配合物可能是平面正方形结构
C．Cl－和NH3分子均为Pt4＋配体
D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位
答案：C
解析：PtCl4·2NH3水溶液不导电，说明配合物溶于水不会产生自由移动的离子；加入AgNO3溶液反应不产生沉淀并且以强碱处理并没有NH3放出，说明Cl－和NH3都参与配位，配位数是6；配位数是6的配合物不可能是平面结构，可能是正八面体或变形的八面体。
二、非选择题(本题包括5小题，共49分)
18．(7分)氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为__________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为__________。
(2)根据等电子体原理，在NO中氮原子轨道杂化类型是__________；1 mol O中含有的π键数目为__________个。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3＋基态核外电子排布式为__________。
(4)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是__________。
A．H2O B．CO2
C．SO2 D．BeCl2
(5)O3分子是否为极性分子？__________。
答案：(1)F>N>O V形 (2)sp 2NA (3)1s22s22p63s23p63d3 (4)C (5)是
解析：(1)由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素(大于氮元素的“左邻右舍”)，小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。(2)根据等电子体原理，NO与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O与N2(其中有一个σ键和两个π键)互为等电子体，因此O中有2个π键。(4)(5)可根据价层电子对互斥理论分析，SO2与O3分子的结构最相似，且都是极性分子。
19．(12分)回答下列问题。
(1)CS2是一种常用的溶剂，CS2的分子中存在________个σ键。在H—S、H—Cl两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。
(2)氢的氧化物与碳的氧化物中，分子极性较小的是________(填分子式)。
(3)SO2与CO2分子的立体结构分别是________和________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是______(写分子式)，理由是____________________________。
(4)醋酸的球棍模型如图1所示。
①在醋酸中，碳原子的轨道杂化类型有________；
②Cu的水合醋酸盐晶体局部结构如图2所示，该晶体中含有的化学键是________(填选项字母)。
A．极性键 B．非极性键
C．配位键 D．金属键
答案：(1)2 H—Cl H—S (2)CO2
(3)V形 直线形 SO2 因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大 (4)①sp3、sp2 ②A、B、C
20．(10分)四种元素A、B、C、D，其中A元素原子的原子核内只有一个质子；B的基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1；C元素的原子最外层电子数是次外层的3倍；D是形成化合物种类最多的元素。
(1)A、D形成的某种化合物甲是一种重要的化工产品，可用作水果和蔬菜的催熟剂，甲分子中σ键和π键数目之比为________；写出由甲制高聚物的反应方程式：
________________________________________________________________________。
(2)A、C形成的某种化合物乙分子中含非极性共价键，乙分子属于________(填“极性分子”或“非极性分子”)；其电子式为________；将乙加入浅绿色氯化亚铜溶液中，溶液变为棕黄色，写出该反应的离子方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B的基态原子电子排布图为________。与PH3相比，BA3易液化的主要原因是________；
(4)笑气(B2C)是一种麻醉剂，有关理论认为B2C与DC2分子具有相似的结构，故B2C的空间构型是________，其为________(填“极性”或“非极性”)分子。
答案：(1)5?1 nCH2===CH2?CH2—CH2?
(2)极性分子 HH
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3) NH3中存在氢键
(4)直线形 非极性
解析：4种元素A、B、C、D，其中A元素原子的原子核内只有一个质子，则A是H；B的基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1，这说明B的原子序数是7，则是N；C元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，则C是O，D是形成化合物种类最多的元素，则D是碳元素。
(1)乙烯可用作水果和蔬菜的催熟剂，即甲是乙烯。由于单键都是σ键，而双键是由1个σ键和1个π键构成的，则根据乙烯的结构式可知，分子中σ键和π键数目之比为5?1。乙烯含有碳碳双键，可发生加聚反应，则制高聚物的反应方程式为
nCH2===CH2?CH2—CH2?。
(2)A、C形成的某种化合物乙分子中含非极性共价键，则乙是H2O2，H2O2不是直线形结构，则乙分子属于极性分子，其电子式为HH；过氧化氢具有氧化性，能氧化亚铁离子，反应的化学方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(3)根据核外电子排布规律可知，B的基态原子电子排布图为由于NH3中存在氢键，与PH3相比，氨气易液化。
(4)N2O与CO2分子具有相似的结构，CO2是直线形结构，则N2O的空间构型是直线形，其为非极性分子。
21．(10分)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
X
X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y
Y是地壳中含量最高的元素
Z
Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W
W的一种核素的质量数为28，中子数为14
(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半径比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”)；XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是____________；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称________。
(3)振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是________________________；W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是________________。
(4)在25℃、101kPa下，已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式是____________________。
答案：(1)三 ⅣA 大
(2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)
(3)先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
(4)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3352 kJ·mol－1(其他合理答案均可)
解析：(1)根据题给信息，可以初步判断X为第ⅣA族元素，当判断出Y为O元素时，即可确定X为C元素；Z的最外层电子数为3，共有三个电子层，所以Z为Al元素；由质子数＝质量数－中子数，可以确定W的质子数为14，所以W为Si元素。由此可以判断W位于元素周期表第三周期第ⅣA族；W和X是同一主族元素，且W在X的下一周期，所以W的原子半径大于X的原子半径。(2)Z和W属于同周期元素，同周期元素的第一电离能从左向右呈逐渐增大趋势，所以Z的第一电离能小于W的；XY2为CO2，由固态变为气态时克服的作用力为分子间作用力；H、C、O三种元素可组成多种能形成同种分子间氢键的化合物，比如乙酸等。(3)Z单质即为铝，铝和盐酸反应生成氯化铝，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，发生的反应分为两个阶段。第一阶段：先生成氢氧化铝沉淀；第二阶段：氢氧化钠过量时，氢氧化铝沉淀溶解。W单质即为硅，硅和氢氟酸反应生成SiF4和H2两种气体。(4)13.5g铝的物质的量为0.5mol，所以该反应的热化学方程式为4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3352 kJ·mol－1。
22．(10分)(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F
基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填序号)。
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．金属键 e．氢键 f．范德华力
②R中阳离子的空间构型为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。
(4)已知苯酚具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酸)(填“>”或“<”)，其原因是______________________。
答案：(1)
(2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(3)①a、d ②三角锥形 sp3 (4)< 中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋
解析：(1)第2周期从左向右元素的第一电离能呈增大趋势，但氮元素因为p能级电子为半充满状态，其第一电离能大于氧。(2)基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(3)①由Q可知，H2O和BF3·H2O之间有氢键，BF3·H2O分子内有共价键和配位键，分子之间存在范德华力，故Q中不存在离子键和金属键。②R为离子晶体，阳离子[H3O]＋的空间构型为三角锥形，阴离子的空间构型为三角锥形，B原子采用sp3杂化。(4)由于能形成分子内氢键，所以水杨酸的第二级电离更困难，故Ka2(水杨酸)