1、第4讲化学键分子结构与性质2017级教学指导意见核心素养1.了解微粒间作用(离子键、共价键、配位键、分子间作用力等)的类型、特征与实质。了解共价键的极性与类型(键，键)2能利用电负性判断成键类型、共价键的极性，能结合分子结构特点判断分子的极性、手性并据此解释分子的一些典型性质。3了解杂化轨道理论及杂化轨道类型，能结合杂化轨道理论，价层电子互斥理论推测分子或离子的空间构型，能利用键参数(键能、键长、键角)解释简单分子的某些性质。4了解分子间作用力(含氢键)对物质性质的影响，能列举含氢键的物质与其性质特点。1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合
2、的视角分析与解决实际问题。2变化观念与平衡思想：认识离子键、共价键的本质，能多角度、动态的分析化学键、分子的立体结构及性质并运用相关理论解决实际问题。3证据推理与模型认知：能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及性质，揭示现象的本质和规律。4科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的分子的结构、性质的问题，设计探究方案进行探究分析，面对“异常”现象敢于提出自己的见解。考点一离子键、共价键学在课内1化学键(1)定义：相邻原子间强烈的相互作用。(2)分类2离子键与共价键(1)概念离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化学键。共价键：原子间通过共用电子对所形成的化学键。(2)对
3、比离子键共价键成键粒子阴、阳离子原子成键方式得失电子形成阴、阳离子形成共用电子对成键条件活泼金属元素与活泼非金属元素一般在非金属原子之间作用力实质静电作用成键特征无方向性、饱和性具有方向性、饱和性存在举例存在于离子化合物中，如NaCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH、NH4Cl等(1)非金属单质，如H2、O2等；(2)共价化合物，如HCl、CO2、CH4等；(3)某些离子化合物，如NaOH、Na2O2等名师点拨判断离子键、共价键的几种方法(1)活泼的金属与活泼的非金属形成的化学键一般为离子键，但个别情况形成共价键。此时可借助电负性差值判断：成键元素电负性差值大于1.7一般为离子键
4、，小于1.7为共价键如电负性Al1.5，Cl3.0，F4.0，故AlCl3为共价化合物，AlF3为离子化合物。(2)非金属元素的两个原子之间一定为共价键多个原子之间一般形成共价键，但个别情况形成离子键如铵盐NH4Cl、(NH4)2SO4等。3离子化合物与共价化合物化合物类型定义与物质分类的关系举例离子化合物含有离子键的化合物包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物NaCl、Na2O2、NaOH、Na2O、NH4Cl等共价化合物只含有共价键的化合物包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3H2O等名师点拨(1)不是所有物质中都
5、有化学键，如稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。(2)判别离子化合物、共价化合物的方法：熔融状态下导电实验熔融状态导电的化合物为离子化合物，否则为共价化合物。由溶解所得溶液能否导电不能判别。4共价键的类型分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式键电子云“头碰头”重叠键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对5.共价键的键参数(1)概念 (2)键参数对分子性质的影响键能越大，键长越短，分子越稳定。6等电子原理(1)等电子体：原子总数相
6、同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。(3)常见的等电子体：N2与CO，CO2与N2O，O3、NO与SO2，CO、NO与SO3，PO、SO与ClO，与B3N3H6(硼氮苯)等。考在课外教材延伸判断正误(1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。()(2)所有物质中都存在化学键。()共价键只存在共价化合物中。()(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价
7、键，但多个原子间也可能形成离子键。()(4)不同种非金属元素双原子间形成的共价键一定是极性键；金属元素与非金属元素原子形成的化学键可能为共价键。()(5)A族元素与A族元素形成的化学键一定是离子键。()(6)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏。()(7)固体溶于水时，一定破坏了化学键。()(8)化学变化中有化学键的断裂，有化学键断裂的变化一定是化学变化。()(9)加热熔化NaCl固体时无新物质生成，化学键没有被破坏。()(10)1 mol KHSO4加热熔化可电离出2NA个阳离子。()(11)H2分子中的共价键不具有方向性。()(12)ss 键与sp 键的电
8、子云形状对称性相同。()(13)键能单独形成，而键一定不能单独形成。()(14)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转。()(15)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。()(16)键长等于成键两原子的半径之和。()(17)键比键的电子云重叠程度大，形成的共价键弱。()(18)在任何情况下，都是键比键强度大。()(19)气体单质中一定存在键，可能存在键。()(20)CS2分子中键与键的数目之比是21。()(21)NH4Cl中存在离子键、极性共价键和配位键。 ()(22)在CH2=CHCN中含有6个键和3个键。()(23)乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有键又有键。()(2
9、4)CH4与NH互为等电子体。()拓展应用.有以下物质：HF；Cl2；H2O；N2；C2H4。(1)只含有极性键的是_。(2)只含有非极性键的是_。(3)既有极性键又有非极性键的是_。(4)只含有键的是_。(5)既有键又有键的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5). COCl2分子的结构式为，COCl2分子内含有_。A4个键B2个键、2个键C2个键、1个键D3个键、1个键写出与CCl4互为等电子体的分子或离子有_等。答案DSiCl4、CBr4、SO、CF4(合理即可)思维探究结合事实判断CO和N2哪一个相对较活泼？试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因是什么？COCOC=OCO键能(kJm
10、ol1)357.7798.91 071.9N2NNN=NNN键能(kJmol1)154.8418.4941.7答案CO断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJmol1)小基础点巩固1下列关于化学键的说法中正确的是()A构成单质分子的粒子一定含有共价键B由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键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B2下列说法中正确的是()ANa2S2、NaClO中所含化学键类型完全相同B只有活泼金属元素与活泼非金属元素之间才能形成离子键C等物质的量
11、的CN和N2含有的共用电子对数相等D氯气与NaOH反应的过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成解析A项，Na2S2中含有离子键和非极性键，NaClO中含有离子键和极性键；B项，NH4Cl中含有离子键，但它是由非金属元素形成的；C项，CN电子式为CN，N2电子式为：NN，当物质的量相等时，两者含有的共用电子对数相等；D项，根据反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，反应过程中NaOH中Na与OH离子键断裂，OH中O与H极性键断裂，形成NaCl和NaClO，Na与Cl、Na与ClO为离子键，ClO中Cl与O为极性键，但只有Cl2中有非极性键的断裂，没有非极性键的形成。答案C3
12、如图为元素周期表短周期的一部分，下列有关A、B、C、D四种元素的叙述中不正确的是()A.A、C两元素形成的化合物都为共价化合物BAD2的电子式为CB、C形成的化合物BC中所含化学键为非极性共价键DB2的结构式为NN解析根据A、B、C、D四种元素在周期表中的位置可知，A、B、C、D分别为C、N、O、S四种元素。CO、CO2都为共价化合物，A正确；CS2的电子式为，B正确；NO为极性共价键，C错误；N2的结构式为NN，D正确。答案C4卫生部等部门发出公告，自2011年5月1日起，禁止在面粉生产中添加过氧化钙( CaO2)等食品添加剂。CaO2和Na2O2从结构和性质上有很多相似的地方。请完成下列问
13、题：(1)CaO2属于_(填“离子化合物”或“共价化合物”)，其电子式为_，其阴、阳离子个数比为_。(2)CaO2与水反应的化学方程式为_，反应过程中CaO2断裂的化学键有_。A离子键B极性共价键C非极性共价键(3)CaO2与二氧化碳反应的化学方程式为_，该反应属于_。A置换反应B氧化还原反应C复分解反应答案(1)离子化合物11(2)2CaO22H2O=2Ca(OH)2O2AC(3)2CaO22CO2=2CaCO3O2B能力点提升5下列说法中正确的是()A分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B元素周期表中的第A族(除H外)和第A族元素的原子间不能形成共价键C水分子可表示为HOH，分子的键角为1
14、80DHO键键能为462.8 kJmol1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2462.8 kJ答案B6下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是()A32 g S8分子中含有0.125 mol 键BSF6是由极性键构成的非极性分子C1 mol C2H2分子中有3 mol 键和2 mol 键D1 mol S8中含有8 mol SS键解析1 mol S8中有8 mol 键，32 g S8中含有键81(mol)，A错误，D正确；由SF6的球棍模型知，其是由SF极性键构成，结构对称，属于非极性分子，B正确；单键为键，三键中有2个键，因此1 mol乙炔中含有3 mol
15、 键和2 mol 键，C正确。答案A7N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示键，下列说法中不正确的是()AN2分子与CO分子中都含有三键BCO分子中有一个键是配位键CN2与CO互为等电子体DN2与CO的化学性质相同解析由题可知N2分子中N原子之间、CO分子中C、O原子之间通过两个键，一个键，即三键结合，其中，CO分子中1个键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成；N2与CO的原子数和价电子总数相等，互为等电子体，N2化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，两者化学性质不同。答案D8.已知铜的配合物A(结构如图)。请回答下列问题：(l)Cu的简化电子排布
16、式为_。(2)A中氮原子的杂化轨道类型为_。(3)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO)受热分解可产生CO2和N2，N2中键和键数目之比是_；N2O与CO2互为等电子体，且N2O分子中O只与一个N相连，则N2O的电子式为_。(4)在Cu催化下，甲醇可被氧化为甲醛(HCHO)，甲醛分子中HCHO的键角_(选填“大于”“等于”或“小于”)120。答案(1)Ar3d104s1(2)sp3杂化(3)12(4)大于名师点拨判断共价键类型的方法键与键的判断：(1)由轨道重叠方式判断。“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为“”键。(2)由物质的结构式判断。通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共
17、价单键全为键，双键中有一个键和一个键，三键中有一个键和两个键。(3)由成键轨道类型判断。s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。高考真题体验9(2015海南化学，12)a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是()Ad元素的非金属性最强B它们均存在两种或两种以上的氧化物C只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物Db、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键解析根据题意，短周期元素中，a的M层电子数为1个，则a为钠元素，b的最外层电子
18、数为内层电子数的2倍，则b为碳元素，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，则c为硫元素，结合c与d同周期，d的原子半径小于c，故d为氯元素。A项，上述元素中非金属性最强的元素是氯元素，正确；B项，钠可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物，碳元素可以形成CO、CO2两种氧化物，S元素可以形成SO2、SO3两种氧化物，氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种价态的氧化物，B项正确；C项，钠为活泼金属元素，可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物，正确；D项，碳元素可以与氢元素形成只含有极性键的化合物，如CH4，也可形成含有极性键和非极性键的化合物，如CH3CH3等，硫元素形成的H2
19、S只含极性键，氯元素与氢元素形成的HCl也只含极性键，错误。答案D10(2017课标全国，35)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。R中阴离子N中的键总数为_个。分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)，则N中的大键应表示为_。解析从题图可以看出：阴离子N呈五元环状结构，其含有的键总数为5个；N中参与形成大键的电子数为6，故可将其中的大键表示为。答案511(1)(2018江苏化学)与O3分子互
20、为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。N2分子中键与键的数目比n()n()_。答案NO12(2)(2015全国)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。CS2分子中，共价键的类型有_，C原子的杂化轨道类型是_，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_。解析在原子结构中，最外层电子小于4个的原子易失去电子，而C原子的最外层是4个电子，且C原子的半径较小，则难以通过得或失电子达到稳定结构，所以通过共用电子对的方式即形成共价键来达到稳定结构；CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个键和1个键，分子空间构型为直线形，则含有的共价键类型为键和键；C原子的最外层形成
21、2个键，无孤对电子，所以为sp杂化；O与S同主族，所以与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN，所以SCN的空间构型与键合方式与CS2相同。答案C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构键和键spCO2、SCN(或COS等)考点二分子的立体构型学在课内1价层电子对互斥理论(1)理论要点价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力越小，体系的能量越低。孤对电子的排斥力较大，孤对电子越多，排斥力越强，键角越小。(2)价层电子对互斥理论与分子立体构型用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中：a是中
22、心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。示例分析电子对数键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形直线形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O2.杂化轨道理论(1)当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道的三种类型与分子空间结构杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间构型实例sp2180直线形BeCl2s
23、p23120平面三角形BF3sp34109.5正四面体形CH43.配位键和配合物(1)配位键孤电子对：分子或离子中没有与其他原子共用的电子对。配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。配位键的表示方法：如AB：A表示提供孤对电子的原子，B表示接受孤对电子的原子。(2)配位化合物概念：由金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。组成形成条件。考在课外教材延伸判断正误(1)杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对。()(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构()(3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp
24、2杂化。()(4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化。()(5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形。()(6)价层电子对互斥理论中，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数()(7)SO中中心原子孤电子对数为0，中心原子为sp3杂化。()(8)CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp。()(9)氯化亚砜(SOCl2)分子的立体构型是三角锥形，中心原子(S)采取的杂化方式为sp2。()(10)CS2为V形极性分子。()(11)SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化。()(12)BF3是三角锥形分子。()拓展应用(1)孤电子对数杂化类型分子构型CCl4NH3H
25、2O答案0sp3正四面体1sp3三角锥形2sp3角形或V形(2)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：_。写出SO3常见的等电子体的化学式，一价阴离子：_(写出一种，下同)；二价阴离子：_，它们的中心原子采用的杂化方式都是_。答案BF3NF3CF4NOCOsp2思维探究已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O，可能的原因是什么？答案CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小基础点巩固1下列说法
26、正确的是()A凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体形B在SCl2中，中心原子S采取sp杂化轨道成键C杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对D凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键答案C2氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为()A直线形sp杂化BV形sp2杂化C三角锥形sp3杂化D平面三角形sp2杂化解析氮的最高价氧化物为N2O5，其阴离子由题意知为NO，则其阳离子为NO。NO与CO2为等电子体，故其空间构型为直线型，杂化方式为sp杂化。答案A3甲基呋喃与氨在高温
27、下反应得到甲基吡咯：(l)Zn的基态原子核外电子排布式为_。(2)配合物Zn(NH3)3(H2O)2中，与Zn2形成配位键的原子是_(填元素符号)。(3)1 mol甲基呋喃分子中含有键的数目为_ mol。(4)甲基吡咯分子中碳原子轨道的杂化轨道类型是_。与NH3分子互为等电子体的阳离子为_。答案(1)Ar3d104s2(2)N和O(3)12(4)sp3和sp2H3O4用Cr3掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝(其晶胞如图1所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。(1)Cr3基态的核外电子排布式可表示为_。(2)氮化铝的化学式为_。(3)氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图2所
28、示。在Al2Cl6中存在的化学键有_(填字母)。a离子键b共价键c配位键d金属键(4)一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为：Al2O33CCl4=2AlCl33COCl2。其中，COCl2分子的空间构型为_。一种与CCl4互为等电子体的离子的化学式为_。(5)AlCl3在下述反应中作催化剂。分子中碳原子的杂化类型为_。解析(1)Cr为24号元素，其价电子为半满的稳定状态，为3d54s1，Cr先失去4s上的电子，再失去3d上的电子，则Cr3为Ar3d3。(2)由晶胞图知，N为812，Al为412，则化学式为AlN。(3)AlCl3易升华，说明为分子晶体，则Al与Cl之间为共
29、价键，而两分子AlCl3形成的Al2Cl6中Al与Cl之间为配位键，Al2Cl6的结构如图所示。(4)COCl2中C与O为双键，C与Cl之间为单键，则C为sp2杂化，则为平面三角形。等电子体需要满足原子数相等和价电子数相等。(5)有机物中，若C为四个单键，则C为sp3杂化，若C形成一个双键，则C为sp2杂化。答案(1)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3(2)AlN(3)bc(4)平面三角形SO24或PO或ClO或SiO或PCl(5)sp2和sp3名师点拨“五方法”判断分子中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断。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
30、中心原子发生sp3杂化。若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)根据杂化轨道之间的夹角判断。若杂化轨道之间的夹角为10928，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180，则分子的中心原子发生sp杂化。(3)根据等电子原理进行判断。如CO2是直线形分子，CNS、N与CO2互为等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。(4)根据中心原子的价电子对数判断。如中心原子的价电子对数为4是sp3杂化，为3是sp2杂化
31、，为2是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无键及键数目判断。如没有键为sp3杂化，含1个键为sp2杂化，含2个键为sp杂化。能力点提升5关于化学式TiCl(H2O)5Cl2H2O的配合物的下列说法中正确的是()A配位体是Cl和H2O，配位数是9B中心离子是Ti4，配离子是TiCl(H2O)52C内界和外界中的Cl的数目比是12D加入足量AgNO3溶液，所有Cl均被完全沉淀解析A项，配合物TiCl(H2O)5Cl2H2O，配位体是Cl和H2O，配位数是6，故A错误；B项，中心离子是Ti3，配离子是Cl，故B错误；C项，配合物TiCl(H2O)5Cl2H2O，配离子是Cl为1，外界离子是Cl为2，
32、内界和外界中的Cl的数目比是12，故C正确；D项，加入足量AgNO3溶液，外界离子Cl与Ag反应，配位离子Cl不与Ag反应，故D错误。答案C6向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42，在Cu(OH)42中_提供空轨道、_中_原子给出孤电子对，Cu(OH)42的结构示意图可表示为_，在Na2Cu(OH)4晶体内存在的作用力有_，Na2Cu(OH)4在水溶液中的电离方程式为_。答案(1)Cu2OHO离子键、配位键、极性共价键(或共价键)Na2Cu(OH)4=2NaCu(OH)427某催化剂中含有的活性组分为Ni、Cu和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氢制取甲醚。甲醚是乙醇的同分异
33、构体，其熔点为141.5 ，沸点为 24.9 ，在加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。(1)乙醇的沸点比甲醚高，其主要原因是_。(2)甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_。(3)储氢材料化合物A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物。加热A会缓慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体。化合物A的结构式为_(若含有配位键，要求用箭头表示)，1 mol化合物B中键的数目是_。解析(1)乙醇的结构式为，甲醚的结构式为，乙醇含有羟基氢，能形成分子间氢键，所以大于甲醚的沸点。(2)甲醛的结构式为，为平面结构，碳原子采取sp2杂化。(3)A是由第二周
34、期两种氢化物形成的化合物，A是乙烷的等电子体，应含18电子，为BNH6，其结构式为，加热时，根据信息除生成H2外，还应转化为，所以1 mol该化合物中含有5NA键。答案(1)乙醇分子间有氢键(2)sp25NA 高考真题体验8(1)(2018全国)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中存在_(填标号)。A离子键 B键 C键 D氢键解析AlH4中Al采用sp3杂化，呈正四面体结构。四氢铝锂中存在离子键、配位键和共价键，配位键也是键。答案正四面体sp3AB(2)(2018全国)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气
35、态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。解析价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对数为2，孤电子对数为2，故价层电子对数为4(或价层电子对数为4)，同理，SO2中S的价层电子对数为3，SO3中S的价层电子对数为3，H2S中S的价层电子对数不同于SO2、SO3。气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有键和键两种。固态SO3为三聚分子，分子中每个S与4个
36、O成键，S无孤电子对，故原子的杂化轨道类型为sp3。答案H2S平面三角形2sp3杂化(3)(2018全国)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。解析CO中碳原子的价层电子对数为3，中心碳原子采取sp2杂化，故CO的空间构型为平面三角形。答案平面三角形sp2杂化(4)(2018江苏化学)SO中心原子轨道的杂化类型为_；NO的空间构型为_(用文字描述)。Fe(H2O)62与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52中，NO以N原子与Fe2形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52结构示意图的相应位置
37、补填缺少的配体。解析SO中S原子的价层电子对数为4，所以采取sp3杂化。NO中氮原子上无孤对电子，成键电子对数为3，即N采取sp2杂化，NO的空间构型为平面正三角形。注意Fe(NO)(H2O)52中N原子与Fe2形成配位键即可。答案sp3杂化平面三角形 9(1)(2017全国卷)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。(2)(2017全国卷)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_和_。(3)(2017江苏高考)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_。(4)(2016全国卷)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。
38、(5)(2016江苏高考)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型为_。(6)(2016江苏高考)Zn(CN)42在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHOZn(CN)424H4H2O=Zn(H2O)424HOCH2CN与H2O分子互为等电子体的阴离子为_。Zn(CN)42中Zn2与CN的C原子形成配位键，不考虑空间构型，Zn(CN)42的结构可用示意图表示为_。解析(1)I离子中价层电子对数为4，中心原子为sp3杂化，理论构型为四面体形，有2对孤对电子，故离子为V形。(2)根据价层电子对互斥理论，CO2中C原子价层电子对数为2，为sp杂化，而CH3OH中C原子的价层电子对数为4，为sp3杂
39、化。(3)丙酮中CH3中碳原子形成4根单键，为sp3杂化，羰基中碳原子形成1个键，为sp2杂化。(4)AsCl3分子中心As原子的价层电子对数34，含有1对孤对电子，则其立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。(5)HOCH2CN的结构式为，CH2中碳原子形成4个键，则碳原子采用sp3杂化；CN中碳原子形成2个键，故碳原子采用sp杂化。(6)等电子体可以“左右移位、平衡电荷”判断，H2O等电子体阴离子为NH。Zn2提供空轨道，CN中碳原子提供孤对电子形成配位键。答案(1)V形sp3(2)spsp3(3)sp2、sp3(4)三角锥形sp3(5)sp、sp3(6)NH考点三分子的性质学
40、在课内1分子间作用力(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱：范德华力氢键H2SO3。同理，酸性：HNO3HNO2，HClO4HClO3HClO2HClO。考在课外教材延伸判断正误(1)极性分子中一定不含非极性键，非极性分子中不含极性键。()(2)以极性键结合起来的分子不一定是极性分子。()(3)非极性分子中，一定含有非极性共价键。()(4)BCl3与NCl3均为三角锥形，为极性分子。()(5)氢键是一种特殊的化学键。()(6)氢键具有方向性和饱和性。()(7)H2O2分子间存在氢键。()(8)可燃冰(CH48
41、H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键。()(9)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。()(10)邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点。()(11)卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小。()(12)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键。()(13)卤素单质按F2I2，熔、沸点逐渐升高。()(14)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。()(15)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。()(16) 为手性分子。()(17)高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性。()(18)分子中中心原子杂
42、化后形成的轨道构型与分子的构型是相同的。()拓展应用(1)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即存在氢键(分子内氢键)，对羟基苯甲醛分子()之间存在氢键(分子间存在氢键)。则两者的熔点、沸点的相对大小关系是_。解析分子间氢键使物质熔、沸点升高，分子内氢键对物质的熔、沸点影响不大，所以后者的熔、沸点更高。答案”“”或“”) HIO4。解析(1)H2O2分子间易形成氢键，又能与H2O分子间形成氢键，故H2O2沸点较高，易溶于水。(2)HIO4比H5IO6非羟基氧多，酸性强。答案(1)H2O2分子间存在氢键，溶于水后也可与H2O形成氢键
43、(2)GeZn(4)sp3共价键活页作业A组基础巩固题1在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是()A将SO2通入水中B烧碱溶于水C将HCl通入水中D硫酸氢钠溶于水解析A、C选项中破坏的只是共价键，均不正确。B项中只是破坏离子键，不正确。答案D2某短周期元素Q的原子最外层只有一个电子，下列有关Q的说法中正确的是()AQ一定能与卤素形成共价键BQ一定能与卤素形成离子键CQ与氧元素形成的化合物中可能含有共价键DQ的单质中不存在化学键解析Q是H、Li、Na中的一种，氢元素与卤素形成共价化合物，锂、钠元素与卤素形成离子化合物，A、B错误；氢元素与氧元素形成的化合物中含有共价键，C正确；H
44、2中存在共价键，D错误。答案C3下列实验事实不能用氢键来解释的是()A冰的密度比水小，能浮在水面上B接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18C邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛DH2O比H2S稳定答案D4碳、硫、氧、氮是中学常见元素，下列说法不正确的是()ACO2、SO2、NH3都是直线形分子BCO2、NH3、H2S的键角依次减小CH2O2、N2H4分子的中心原子都是sp3杂化DC、N、F的电负性依次增大解析CO2分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，为直线形分子，SO2分子中S原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对，为V形分子，NH3分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电
45、子对，所以为三角锥形，A错误；CO2是直线形分子、NH3分子为三角锥形分子且含有1个孤电子对、硫化氢为V形分子且含有2个孤电子对，且孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间的排斥力，所以CO2、NH3、H2S的键角依次减小，B正确；H2O2分子中O原子价层电子对个数是4、N2H4分子中N原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论知，O、N原子都采用sp3杂化，C正确；同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，所以C、N、F的电负性依次增大，D正确。答案A5已知NN、NN和NN键能之比为1.002.174.90，而CC、CC、CC键能之比为1.001.772.34。下列说法正确
46、的是()A键一定比键稳定BN2较易发生加成C乙烯、乙炔较易发生加成D乙烯、乙炔中的键比键稳定解析NN，NN中键比键稳定，难发生加成，CC、CC中键比键弱，较易发生加成。答案C6已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示，如图所示，下列有关H2O2结构的说法正确的是()AH2O2中有3个键、1个键BH2O2为非极性分子CH2O2中氧原子为sp杂化DH2O2沸点高达158 ，可推测H2O2分子间可形成氢键答案D7化学键使得一百多种元素构成了世界的万物。关于化学键的下列叙述中，正确的是()A离子化合物中一定含有共价键，共价化合物中不含离子键B共价化合物中可能含离子键，离子化合物中只含离子键C构成单质
47、分子的粒子一定含有共价键DNH4Cl中既含离子键又含共价键解析离子化合物必含离子键，不一定含有共价键，但共价化合物必含共价键，一定不含离子键，A、B两项错误；稀有气体是单原子分子，分子之间只含范德华力，不含共价键，C项错误。答案D8氰化钾(KCN)是一种有剧毒的物质，贮存和使用时必须注意安全。已知：KCNH2O=KOCNH2O。回答下列问题：(1)OCN中所含三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_(用元素符号表示，下同)，电负性从大到小的顺序为_；基态氮原子外围电子排布式为_。(2)H2O2中的共价键类型为_(填“键”或“键”)，其中氧原子的杂化轨道类型为_；分子中4个原子_(填“在”或“不在
48、”)同一条直线上；H2O2易溶于水除它们都是极性分子外，还因为_。(3)与OCN键合方式相同且互为等电子体的分子为_(任举一例)；在与OCN互为等电子体的微粒中，由一种元素组成的阴离子是_。答案(1)NOCONC2s22p3(2)键sp3不在H2O2分子与H2O分子之间可形成氢键(3)CO2(或N2O)NB组素养提升题9已知X、Y元素同周期，且电负性XY，则下列说法正确的是()AX与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价B第一电离能Y一定小于XC最高价含氧酸的酸性：X对应的酸的酸性弱于Y对应的酸的酸性D气态氢化物的稳定性：HmY大于HmX答案A10氰气的化学式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与
49、卤素相似，下列叙述正确的是()A分子中既有极性键，又有非极性键B分子中NC键的键长大于CC键的键长C分子中含有2个键和4个键D不和氢氧化钠溶液发生反应解析分子中NC键是极性键，CC键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故NC键比CC键的键长短；(CN)2分子中含有3个键和4个键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。答案A11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()ASO2、CS2、HI都是直线形的分子BBF3键角为120，SnBr2键角大于120CCH2O、BF3、SO3都是平面三
50、角形的分子DPCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子解析ASO2是V形分子；CS2、HI是直线形的分子，错误；B.BF3键角为120，是平面三角形结构，而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。答案C12近年来，科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)。常用作还原剂。已知，最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150 且熔融状态不能导电，燃烧时放出
51、大量的热量。Al2H6的球棍模型如图所示。下列说法正确的是()AAl2H6中Al为3价，H为1价BAl2H6中含有离子键和极性共价键CAl2H6为离子化合物DAl2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水解析A项，在Al2H6中Al为3价，H为1价，错误；B项，Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，错误；C项，Al2H6为共价化合物，错误；D项，Al2H6在空气中完全燃烧，根据元素守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，正确。答案D13下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。下列说法正确的是()A稳定性：A2DS，所以稳定性H2OH2S，故A错。CA3分子为NH3，NH3分子中N
52、原子有3个键，一个孤电子对，所以NH3分子的立体结构为三角锥形，故B错。N形成的单质为N2，一个氮气分子中含有一个三键，所以氮气分子中键与键个数之比为12，故C正确。B、C、D形成的气态氢化物CH4、NH3和H2O不是等电子体，故D错。答案C14随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分是CH4)为原料经合成气(主要成分为CO、H2)制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁Fe(CO)5等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：(1)Fe(CO)5中铁的化合价
53、为0，写出铁原子的基态电子排布式：_。(2)与CO互为等电子体的分子和离子分别为_和_(各举一种即可，填化学式)，CO分子的电子式为_，CO分子的结构式可表示成_。(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有_，CH3OH的熔、沸点比CH4高，其主要原因是_。解析(1)Fe原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2。(2)N2、CN与CO互为等电子体；因为N2的电子式为NN，所以CO的电子式为CO，其结构式为CO(有一个配位键)。(3)CH4、CH3OH中的碳原子均为四面体结构碳原子，采取sp3杂化；由于CH3OH是极性分子，且存
54、在分子间氢键，所以CH3OH的熔、沸点较高。答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)N2CNCOC O(3)CH4、CH3OHCH3OH分子有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用15科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_。(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是_(填序号)。a固态CO2属于分子晶体bCH4分子中含有极性共价键，是极性分子c因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2dCH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp(3)在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反
55、应可获得化工原料CO和H2。基态Ni原子的电子排布式为_，该元素位于元素周期表的第_族。Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有_ mol 键。(4)一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。参数分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJmol1CH40.43616.40CO20.51229.91“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_。为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586 nm，根据
56、上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_。解析(1)元素的非金属性越强，其电负性越大。因为元素的非金属性由强到弱的顺序为：OCH，所以元素的电负性从小到大的顺序为：HCO；(2)a项，固态CO2是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的分子晶体，正确；b项，CH4分子中含有极性共价键，但由于该分子中的共价键排列对称，因此该分子是非极性分子，错误；c项，固态时CH4和CO2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越强，物质的熔沸点就越高，而不是取决于分子内共价键的强弱，错误；d项，CH4分子中碳原子形成的都是键，C原子采取sp3杂化，而CO2分子中的C原子与两个O原子
57、形成的是碳氧双键，含有2个键和2个键，C原子采取sp杂化，正确。故答案选ad。(3)28号元素Ni的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2；该元素位于元素周期表的第四周期第族。Ni能与CO形成正四面体型的配合物Ni(CO)4，在每个配位体中含有1个键，在每个配位体与中心原子之间也形成1个键，所以1 mol Ni(CO)4中含有8 mol 键。(4)“可燃冰”中分子间存在的2种作用力分别是分子间作用力(也叫范德华力)和氢键。根据表中的数据可知，笼状结构的空腔直径为0.586 nm，大于CO2分子的直径(0.512 nm)，而且CO2与H2O分子之间的结
58、合力大于CH4，因此可以实现用CO2置换出“可燃冰”中CH4的设想。答案(1)H、C、O(2)ad(3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s28(4)氢键、范德华力CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大于CH416(1)下列说法正确的是_。AHOCH2CH(OH)CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子BNH和CH4的立体构型相似CBF3与都是平面形分子DCO2和H2O都是直线形分子(2)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。图甲中，1号C与相邻C形成
59、键的个数为_。图乙中，1号C的杂化方式是_，该C与相邻C形成的键角_(填“”“”或“”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。(3)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_。金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为_、_。解析(1)A项，HOCH2CH(OH)CH2OH分子中没有手性碳原子，不属于手性分子，错误；B项，两种微粒均为正四面体结构，正确；C项，BF3为平面正三角形结构，苯为平面正六边形结构，两者均属于平面形分子，正确；D项，CO2分子为直线形结构，H2O分子为“V”形结构，错误。(2)石墨烯是层状结构每一层上每个碳原子都是以键和相邻3个碳原子连接。图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近10928。(3)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互称为同素异形体。金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体；石墨烯中的碳原子采用sp2杂化方式与相邻的三个碳原子以键结合，形成正六边形的平面层状结构。答案(1)BC(2)3sp3杂化(3)同素异形体sp3杂化sp2杂化
