2019版高考化学一轮复习第十二章有机化学基础第38讲分子结构与性质学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 38讲 分子结构与性质 考纲要求 1.了解共价键的形成、极性、类型 ( 键和 键 )，了解配位键的含义。 2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、 sp2、 sp3)。 4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。 5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。 6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。 考点一 共价键及其参数 1本质 在原子之间形成 共用电子对 (电子云的重叠 )。 2特征 具 有 饱和性 和 方向性 。 3分类 分类依据

2、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 特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大 (大于 1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键 。 (2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。 4键参数 (1)概

3、念 【 精品教育资源文库 】 (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。 5等电子原理 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和立体结构，许多性质相似，如 N2与 CO、 O3与 SO2、 N2O与 CO2、 CH4与 NH4 等。 (1)共价键的成键原子只能是非金属原子 () (2)在任何情况下，都是 键比 键强度大 () (3)在所有分子中都存在化学键 () (4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关 () (5)ss 键与 sp 键的电子云形状对称性相同 () (6) 键能单独形成，而 键一定不能单独形成 () (7) 键可以绕键轴旋转，

4、 键一定不能绕键轴旋转 () (8)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 () (9)键长等于成键两原子的半径之和 () (10)所有的共价键都有方向性 () 1有以下物质： HF ， Cl 2， H 2O， N 2， C 2H4， C 2H6， H 2， H 2O2， HCN(H CN) 。只有 键的是 _(填序号，下同 )；既有 键，又有 键的是 _；含有由两个原子的 s 轨道重叠形成的 键的是 _；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 键的是 _；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 键的是 _。 答案 2写出与 CCl4互

5、为等电子体的分子或离子有 _等。 答案 SiCl4、 CBr4、 SO24 、 CF4(合理 即可 ) 【 精品教育资源文库 】 题组一 共价键参数的理解与应用 1结合事实判断 CO 和 N2相对活泼的是 _，试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因： _ _。 CO C O C=O CO 键能 (kJmol 1) 357.7 798.9 1 071.9 N2 N N N=N NN 键能 (kJmol 1) 154.8 418.4 941.7 答案 CO 断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量 (273.0 kJmol 1)比断开 N2分子的第一个化学键所需要的能量 (523.3 kJm

6、ol 1)小 解析 由断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量 (1 071.9 798.9) kJmol 1 273.0 kJmol 1比断开 N2 分子的第一个化学键所需要的能量 (941.7 418.4) kJmol 1 523.3 kJm ol 1小，可知 CO 相对活泼。 2 (2018 河南省开封联考 )已知键能、键长部分数据如下表： 共价键 Cl Cl Br Br I I H F H Cl H Br H I H O 键能(kJmol 1) 242.7 193.7 152.7 568 431.8 366 298.7 462.8 键长 (pm) 198 228 267 96 共价键

7、 C C C=C CC C H N H N=O O O O=O 键能(kJmol 1) 347.7 615 812 413.4 390.8 607 142 497.3 键长 (pm) 154 133 120 109 101 (1)下列推断正确的是 _(填字母，下同 )。 A稳定性： HF HCl HBr HI B氧化性： I2 Br2 Cl2 C沸点： H2O NH3 D还原性： HI HBr HCl HF 【 精品教育资源文库 】 (2)下列有关推断正确的是 _。 A同种元素形成的共价键，稳定性：三键双键单键 B同种元素形成双键键能一定小于单键的 2倍 C键长越短，键能一定越大 D氢化物的

8、键能越大，其稳定性一定越强 (3)在 HX 分子中，键长最短的是 _，最长的是 _； O O 键的键长 _(填“ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 )O=O 键的键长。 答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于 解析 (1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱， A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱， B项错误；还原性与失电子能力有关，还原性： HI HBr HCl HF， D项正确。 (2)由碳碳键的数据知 A项正确；由 O O键、 O=O键的键能 知， B项错误； C H键的键长大于 N H键

9、的键长，但是 N H键的键能反而较小， C项错误；由 C H、 N H的键能知， CH4的键能较大，而稳定性较弱， D 项错误。 题组二 等电子原理的理解与应用 3 (2017 瓦房店市期末 )根据等电子原理判断，下列说法中错误的是 ( ) A B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上 B B3N3H6分子中存在双键 ， 可发生加成反应 C H3O 和 NH3是等电子体 ， 均为三角锥形 D CH4和 NH4 是等电子体，均为正四面体形 答案 B 解析 B3N3H6和 苯是等电子体，其结构相似； C 项， H3O 和 NH3是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型； D 项，

10、 CH4和 NH4 是等电子体，根据甲烷的立体构型判断铵根离子的立体构型。 4回答下列问题。 (1)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是 _和_； _和 _。 (2)在短周期元素组成的物质中，与 NO2 互为等电子体的分子有 _、 _。 (3)与 H2O互为等电子体的一种阳离子为 _(填化学式 )，阴离子为 _。 (4)与 N2互为等电子体的阴离子是 _，阳离子是 _。 答案 (1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3 【 精品教育资源文库 】 (3)H2F NH2 (4)CN (或 C22 ) NO 考点二 分子的立体构型 1价层电子对互斥理论 (1

11、)理论要点 价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。 孤电子对的排斥力较大，孤电子对越 多，排斥力越强，键角越小。 (2)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。 (3)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 2 2 0 直线形 直线形 CO2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面体形 正四面体

12、形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V形 H2O 2.杂化轨道理论 (1)理论要点 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)杂化轨道与分子立体构型的关系 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 立体构型 实例 【 精品教育资源文库 】 sp 2 180 直线形 BeCl2 sp2 3 120 平面三角形 BF3 sp3 4 10928 四面体形 CH4 3.配位键 (1)孤电子对 分子或离子中没有跟 其他原子共用的电子对称孤电子对。 (2)配位键 配位键的形成：成键原子一方提供

13、 孤电子对 ，另一方提供 空轨道 形成共价键。 配位键的表示：常用 “ ” 来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如 NH4 可表示为 ，在 NH4 中，虽然有一个 N H 键形成过程与其他 3 个 N H 键形成过程不同，但是一旦形成之后， 4个共价键就完全相同。 (3)配合物 如 Cu(NH3)4SO4 配体有孤电子对，如 H2O、 NH3、 CO、 F 、 Cl 、 CN 等。 中心原子有空轨道，如 Fe3 、 Cu2 、 Zn2 、 Ag 等。 (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

14、构 () (3)NH3分子为三角锥形， N原子发生 sp2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 () 1填表 序号 物质 中心原子上的孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子立体构型 中心原子杂化类型 【 精品教育资源文库 】 CS2 HCHO NCl3 SO24 H3O 答案 0 2 直线形 直线形 sp 0 3 平面三角形 平面三角形 sp2 1 4 四面体形 三角锥形 sp3 0 4 正四面体形 正四面体形 sp3 1 4 四面体形 三角锥形 sp3 2比较下列分子或离子中键角大小。 (1)H2O_