1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质轻松学教材轻松学教材一一 共价键共价键1.共价键的本质及特征共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对共价键的本质是在原子之间形成共用电子对,其特征是具有饱其特征是具有饱和性和方向性和性和方向性 2.共价键的类型共价键的类型(1)按成键原子间共用电子对的数目分为单键按成键原子间共用电子对的数目分为单键 双键双键 三键三键(2)按共用电子对是否偏移分为极性键按共用电子对是否偏移分为极性键 非极性键非极性键(3)按原子轨道的重叠方式分为按原子轨道的重叠方式分为键键 键键,前者的电子云具有前者的电子云具有轴对称性轴对称性,后者的电子云具有镜像对
2、称性后者的电子云具有镜像对称性 3.键参数键参数(1)键能键能:气态基态原子形成气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量化学键释放的最低能量,键键能越大能越大,化学键越稳定化学键越稳定(2)键长键长:形成共价键的两个原子之间的核间距形成共价键的两个原子之间的核间距,键长越短键长越短,共价共价键越稳定键越稳定(3)键角键角:在原子数超过在原子数超过2的分子中的分子中,两个共价键之间的夹角两个共价键之间的夹角 4.等电子原理等电子原理原子总数相同原子总数相同 价电子总数相同的分子具有相似的化学键特价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征征,它们的许多性质相近它们的许多性质相近 二二 分子的
3、空间结构分子的空间结构1.价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型的两种类型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型,而分子而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型的空间构型指的是成键电子对空间构型,不包括孤对电子不包括孤对电子(1)当中心原子无孤对电子时当中心原子无孤对电子时,两者的构型一致两者的构型一致;(2)当中心原子有孤对电子时当中心原子有孤对电子时,两者的构型不一致两者的构型不一致 2.杂化轨道理论杂化轨道理论当原子成键时当原子成键时,原子的价电子轨道相互混杂原子的价电子轨道相互混杂,形成与原轨道数形成与原轨道数目相等且能量相
4、同的杂化轨道目相等且能量相同的杂化轨道 杂化轨道数不同杂化轨道数不同,轨道间的夹轨道间的夹角不同角不同,形成分子的空间构型不同形成分子的空间构型不同 3.价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型 杂化轨道理论与分子空间构型的关杂化轨道理论与分子空间构型的关系系4.配合物理论简介配合物理论简介(1)配位键的形成条件配位键的形成条件提供共用电子对的原子有孤对电子提供共用电子对的原子有孤对电子,接受共用电子对的原子有接受共用电子对的原子有空轨道空轨道(2)配位化合物配位化合物定义定义:金属离子金属离子(或原子或原子)与某些分子或离子与某些分子或离子(称为配体称为配体)以配以配位键结合形成的化合物位键结合
5、形成的化合物 组成组成:如对于如对于OH,中心原子为中心原子为Ag,配体为配体为NH3,配位数为配位数为2 三三 分子的性质分子的性质1.范德华力范德华力 氢键及共价键比较氢键及共价键比较特别提醒特别提醒:有氢键的分子间也有范德华力有氢键的分子间也有范德华力,但有范德华力的但有范德华力的分子间不一定有氢键分子间不一定有氢键 一个氢原子只能形成一个氢键一个氢原子只能形成一个氢键,这就是氢键的饱和性这就是氢键的饱和性 氢键主要影响物质的物理性质氢键主要影响物质的物理性质 2.分子的极性分子的极性(1)极性分子极性分子:正电中心和负电中心不重合的分子正电中心和负电中心不重合的分子(2)非极性分子非极
6、性分子:正电中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中心重合的分子 3.溶解性溶解性(1)“相似相溶相似相溶”的规律的规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极极性溶质一般能溶于极性溶剂性溶质一般能溶于极性溶剂 若存在氢键若存在氢键,则溶剂和溶质之间则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大的氢键作用力越大,溶解性越好溶解性越好(2)“相似相溶相似相溶”还适用于分子结构的相似性还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小而戊醇在水中的溶解度明显减小 4.手性手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,
7、如左手和右手一如左手和右手一样互为镜像样互为镜像,在三维空间里不能重叠的现象在三维空间里不能重叠的现象 5.无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素如果成酸元素R相同相同,则则n值越值越大大,R的正电性越高的正电性越高,使使ROH中中O的电子向的电子向R偏移偏移,在水分子在水分子的作用下越易电离出的作用下越易电离出H+,酸性越强酸性越强,如如HClOHClO2HClO3H2SO3解析解析:根据氢化物化学式根据氢化物化学式H2X和和X的质量分数可推知的质量分数可推知,X的相对的相对原子质量为原子质量为16,则则X为为O,Y为为S,则其
8、氧化物分别为则其氧化物分别为SO2 SO3,根据杂化轨道理论易确定其分子构型根据杂化轨道理论易确定其分子构型 极性极性 三种元素组成三种元素组成的化合物为的化合物为H2SO3 H2SO4,由无机含氧酸的判断知酸性由无机含氧酸的判断知酸性:H2SO4H2SO3 方法归纳方法归纳:根据分子构型可以判断分子的极性根据分子构型可以判断分子的极性,但必须注意键但必须注意键对极性的影响对极性的影响 例如例如,同是直线形的同是直线形的O=C=O和和HCN,前前者为非极性分子者为非极性分子,后者为极性分子后者为极性分子;同是四面体形的同是四面体形的CH4和和CH3Cl,前者为非极性分子前者为非极性分子,后者为
9、极性分子后者为极性分子 聚焦聚焦3 微粒间作用力及其对物质性质的影响微粒间作用力及其对物质性质的影响【例例3】A B C D四种元素处于同一短周期四种元素处于同一短周期,在同族元素在同族元素中中,A的气态氢化物的沸点最高的气态氢化物的沸点最高,B的最高价氧化物对应的水化的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的物的酸性在同周期中是最强的,C的电负性介于的电负性介于A B之间之间,D与与B相邻相邻(1)C的原子的价电子排布式为的原子的价电子排布式为_(2)在在B的单质分子中存在的单质分子中存在_个个键键,_个个键键(3)已知已知B的气态氢化物很容易与的气态氢化物很容易与H+结合结合,B原
10、子与原子与H+间形成的间形成的键叫键叫_,形成的离子空间构型为形成的离子空间构型为_,其其中中B原子采取的杂化方式是原子采取的杂化方式是_ 2s22p421配位键配位键正四面体形正四面体形sp3杂化杂化(4)在在A B C D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中沸点最低的是中沸点最低的是_(写分子式写分子式),其沸点显著低于其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是其他三种氢化物的原因是_ CH4分子间只有范德华力没有氢键分子间只有范德华力没有氢键,而而NH3 H2O HF分子分子间还存在氢键间还存在氢键CH4解析解析:根据题给信息根据题给信息,A为短周期元素为
11、短周期元素,其气态氢化物的相对分其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的子质量在同族元素氢化物中不是最大的,而沸点最高而沸点最高,说明说明A的的氢化物可形成氢键氢化物可形成氢键,故故A可能是可能是N O F中的一种中的一种,则则A B C D为第二周期元素为第二周期元素,B的最高价氧化物对应的水化物的酸的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的性在同周期中是最强的,则则B为为N,C的电负性介于的电负性介于A B之间之间,则则C为为O,A为为F;D与与B相邻相邻,则为碳则为碳(1)主族元素的价电子指最外层电子主族元素的价电子指最外层电子,排布式为排布式为2s22p4;(2)
12、B单质即单质即N2,其结构式为其结构式为NN,三键中有一个三键中有一个键键,2个个键键;(3)NH3分子中分子中N原子上有一对孤对电子原子上有一对孤对电子,可与可与H+以配位键结合以配位键结合成成NH+4,据价层电子对互斥模型该微粒为正四面体形据价层电子对互斥模型该微粒为正四面体形,其中其中N的杂化方式为的杂化方式为sp3杂化杂化(4)F的氢化物只有的氢化物只有HF一种一种,电子数为电子数为10,其他有其他有10个电子的氢个电子的氢化物分别是化物分别是NH3 H2O CH4,其中其中CH4沸点最低沸点最低,因为只有因为只有CH4,分子间不能形成氢键分子间不能形成氢键,其他三种分子间均形成氢键其
13、他三种分子间均形成氢键,故它故它们的氢化物沸点显著高于们的氢化物沸点显著高于CH4 聚焦聚焦4 键的极性和分子极性键的极性和分子极性【例例4】NH3和和H2S是由极性键构成的极性分子是由极性键构成的极性分子,而而CO2与与CCl4则是由极性键构成的非极性分子则是由极性键构成的非极性分子,根据上述事实可推断根据上述事实可推断出出ABn分子是非极性分子的经验性规律应是分子是非极性分子的经验性规律应是()A.在在ABn分子中分子中,A原子最外层电子全部参与成键原子最外层电子全部参与成键B.分子中不含有氢原子分子中不含有氢原子C.分子中每个共价键的键长都应相等分子中每个共价键的键长都应相等D.在在AB
14、n分子中分子中,A的相对原子质量应小于的相对原子质量应小于B的相对原子质量的相对原子质量解析解析:判断判断ABn型分子的极性型分子的极性,除根据键的极性及分子空间构除根据键的极性及分子空间构型外型外,还可根据中心原子还可根据中心原子(A)有无孤对电子判断有无孤对电子判断,也可根据中心也可根据中心原子原子(A)的最外层电子是否全部成键来判断的最外层电子是否全部成键来判断 CO2 CH4分子分子中中,中心中心C原子有原子有4个价电子个价电子,表现表现+4价价,即即4个价电子全部参与个价电子全部参与成键成键,分子结构对称分子结构对称,为非极性分子为非极性分子;NH3 H2S分子中分子中,中心原中心原
15、子子N S原子分别有原子分别有5个个 6个价电子个价电子,分别表现分别表现-3 -2价价,即价即价电子没有全部参与成键电子没有全部参与成键,分子结构不对称分子结构不对称,为极性分子为极性分子 答案答案:A聚焦聚焦5 配合物理论配合物理论【例例5】下列化合物中不存在配位键的是下列化合物中不存在配位键的是()A.NH4Cl B.CuSO45H2OC.Ag(NH3)2NO3 D.C2H5OH解析解析:中均存在配位键中均存在配位键,CuSO45H2O中也中也存在存在H2O中的氧提供孤对电子中的氧提供孤对电子,Cu2+提供空轨道的配位键提供空轨道的配位键,但但C2H5OH中不存在配位键中不存在配位键 答
16、案答案:D432NHAg NH高效作业高效作业1.下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()A.键比键比键重叠程度大键重叠程度大,形成的共价键强形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时两个原子之间形成共价键时,最多有一个最多有一个键键C.气体单质中气体单质中,一定有一定有键键,可能有可能有键键D.N2分子中有一个分子中有一个键键,2个个键键答案答案:C解析解析:从原子轨道的重叠程度看从原子轨道的重叠程度看,键轨道重叠程度比键轨道重叠程度比键重叠键重叠程度小程度小,故故键稳定性低于键稳定性低于键键,A项正确项正确;根据电子云有形状和根据电子云有形状和成键时的重叠原则成键时的重叠原则,两个原子
17、形成的共价键最多只有一个两个原子形成的共价键最多只有一个键键,可能没有可能没有键键,也可能有也可能有1个或个或2个个键键,B正确正确;稀有气体为单原稀有气体为单原子分子子分子,不存在化学键不存在化学键,故故C项错误项错误 2.若若ABn的中心原子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子上没有未用于形成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥模型运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.若若n=2,则分子的立体结构为则分子的立体结构为V形形B.若若n=3,则分子的立体结构为三角锥形则分子的立体结构为三角锥形C.若若n=4,则分子的立体结构为正四面体形则分子的立体结构为正四面
18、体形D.以上说法都不正确以上说法都不正确答案答案:C解析解析:若中心原子若中心原子A上没有未用于成键的孤对电子上没有未用于成键的孤对电子,则根据斥则根据斥力最小的原则力最小的原则,当当n=2时时,分子结构为直线形分子结构为直线形;n=3时时,分子结构分子结构为平面三角形为平面三角形;n=4时时,分子结构为正四面体形分子结构为正四面体形 3.Co(+3价价)的八面体配合物的八面体配合物CoClmnNH3,若若1 mol配合物与配合物与AgNO3作用生成作用生成1 mol AgCl沉淀沉淀,则则m n的值是的值是()A.m=1,n=5B.m=3,n=4C.m=5,n=1D.m=4,n=5答案答案:
19、B解析解析:由由1 mol配合物生成配合物生成1 mol AgCl知道知道1 mol配合物电离配合物电离出出1 mol Cl-,即配离子显即配离子显+1价价,外界有一个外界有一个Cl-,又因为又因为Co显显+3价价,所以所以CoClm-1nNH3+中有两个中有两个Cl-,即即m=3,又因为是八面又因为是八面体体,所以所以n=6-2=4 4.下列分子中画横线的原子的杂化轨道类型属于下列分子中画横线的原子的杂化轨道类型属于sp杂化的是杂化的是()A.CH4B.C2H4C.C2H2D.NH3答案答案:C解析解析:本题考查了杂化轨道理论的有关知识本题考查了杂化轨道理论的有关知识 CH4分子中碳原分子中
20、碳原子的杂化轨道是由一个子的杂化轨道是由一个2s轨道和三个轨道和三个2p轨道重新组合而成轨道重新组合而成,属属sp3杂化杂化,C2H4分子中碳原子的杂化属分子中碳原子的杂化属sp2杂化杂化,C2H2分子中分子中的碳原子的原子轨道发生的是的碳原子的原子轨道发生的是sp杂化杂化,NH3分子中的分子中的N原子的原子的原子轨道发生的是原子轨道发生的是sp3杂化杂化 5.下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.NH3是极性分子是极性分子,分子中分子中N原子处在原子处在3个个H原子所组成的三角原子所组成的三角形的中心形的中心B.CCl4是非极性分子是非极性分子,分子中分子中C原子处在原子处在4个个Cl原子
21、所组成的原子所组成的正方形的中心正方形的中心C.H2O是极性分子是极性分子,分子中分子中O原子不处在原子不处在2个个H原子所连成的直原子所连成的直线的中央线的中央D.CO2是非极性分子是非极性分子,分子中分子中C原子不处在原子不处在2个个O原子所连成的原子所连成的直线的中央直线的中央答案答案:C解析解析:NH3是三角锥形的极性分子是三角锥形的极性分子,A错错;CCl4是以是以C原子为中心原子为中心的正四面体形结构的正四面体形结构,B错错;CO2是是C原子在原子在2个个O原子中央的直线原子中央的直线形分子形分子,D错错;而水分子是而水分子是O在两个在两个H中间的中间的V形分子形分子,即即 ,故选
22、故选C 6.已知某些共价键的键能已知某些共价键的键能,试回答下列问题试回答下列问题:共价键共价键键能键能/(kJmol1)共价键共价键键能键能/(kJmol1)HH436.0OH462.8ClCl242.7NN946CH413.4HCl431.6(1)HH键的键能为什么比键的键能为什么比ClCl键的键能大键的键能大?(2)已知已知H2O在在2 000 时有时有5%的分子分解的分子分解,而而CH4在在1 000 时可以完全分解为时可以完全分解为C和和H2,试解释其中的原因试解释其中的原因(3)试解释氮气为什么能在空气中稳定存在试解释氮气为什么能在空气中稳定存在 答案答案:(1)因为因为H原子半径
23、比原子半径比Cl原子小原子小,HH键键长比键键长比ClCl键键键长短键长短,故键能大故键能大(2)CH4分子不如分子不如H2O稳定稳定,因为因为OH键键能大于键键能大于CH键键能键键能(462.8 kJmol-1413.4kJmol-1)(3)因为因为NN键能大键能大,故分子的稳定性强故分子的稳定性强 7.2019年诺贝尔化学奖获得者在年诺贝尔化学奖获得者在“手性催化氢化反应手性催化氢化反应”“手性手性催化氧化反应催化氧化反应”领域作出突出贡献领域作出突出贡献 在有机物在有机物A分子中分子中,带带“*”碳原子连接着四个不同的原子或原子团碳原子连接着四个不同的原子或原子团,这种碳原子称为手性这种
24、碳原子称为手性碳原子碳原子 凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性(1)如上所示的有机物如上所示的有机物A发生下列反应后其生成物也有光学活发生下列反应后其生成物也有光学活性的是性的是()与乙酸发生酯化反应与乙酸发生酯化反应与与NaOH水溶液共热水溶液共热与新制氢氧化铜反应与新制氢氧化铜反应在催化剂存在下与在催化剂存在下与H2作用作用在催化剂铜或银存在的条件下被空气氧化在催化剂铜或银存在的条件下被空气氧化A.全部全部B.C.D.只有只有D(2)下列分子中下列分子中,没有光学活性的是没有光学活性的是_,含有两个手性碳含有两个手性碳原子的是原子的是_ A.乳
25、酸乳酸 CH3CHOHCOOHB.甘油甘油 CH2OHCHOHCH2OHC.脱氧核糖脱氧核糖CH2OHCHOHCHOHCH2CHOD.核糖核糖CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOBC(3)有机物有机物Y分子式为分子式为C4H8O3,它有多种同分异构体它有多种同分异构体 其中属其中属于多羟基醛于多羟基醛,且分子中只有一个手性碳原子的异构体有数种且分子中只有一个手性碳原子的异构体有数种,请写出它们的结构简式请写出它们的结构简式,并标出手性碳原子并标出手性碳原子 解析解析:(1)与乙酸发生酯化反应时与乙酸发生酯化反应时,醇羟基反应后醇羟基反应后,原手性碳原子原手性碳原子连连2个个CH3COOCH
26、2;与与NaOH水溶液共热时酯基水解水溶液共热时酯基水解,原手原手性碳原子连性碳原子连2个个HOCH2;在催化剂存在下与在催化剂存在下与H2作用作用,CHO变成变成CH2OH;在催化剂铜或银存在的条件下被空气氧化时在催化剂铜或银存在的条件下被空气氧化时,CH2OH变成变成CHO;以上情况下所得产物均无手性碳原子以上情况下所得产物均无手性碳原子,无光学活性无光学活性,而与新制而与新制Cu(OH)2反应后反应后,CHO变成变成COOH,原手性碳原子所连原手性碳原子所连4个基团仍然不相同个基团仍然不相同,产物仍有光学活性产物仍有光学活性(2)乳酸分子中有乳酸分子中有1个手性碳原子个手性碳原子,甘油分
27、子中无手性碳原子甘油分子中无手性碳原子,脱氧核糖分子中有脱氧核糖分子中有2个手性碳原子个手性碳原子,核糖分子中有核糖分子中有3个手性碳个手性碳原子原子(3)符合题目要求的同分异构体有符合题目要求的同分异构体有3种种:有有2个手性碳原子个手性碳原子,不合题意不合题意 8.元素周期表中元素周期表中A族元素族元素Y和和A族元素族元素X可形成离子可形成离子 ,其结构可表示为其结构可表示为n4YX 的的n值为值为_ (2)X和和Y还可形成二聚离子还可形成二聚离子 ,其中的化学键只有其中的化学键只有XY键键 该二聚离子的结构式为该二聚离子的结构式为_ n4YX627Y X49.A B C D分别代表四种不
28、同的短周期元素分别代表四种不同的短周期元素 A元素的元素的原子最外层电子排布为原子最外层电子排布为ns1,B元素的原子价电子排布为元素的原子价电子排布为ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的元素的最外层电子数是其电子层数的3倍倍,D元素原元素原子的子的M电子层的电子层的p亚层中有亚层中有3个电子个电子(1)C原子的电子排布式为原子的电子排布式为_,若若A元素的原子元素的原子最外层电子排布为最外层电子排布为1s1,则按原子轨道的重叠方式则按原子轨道的重叠方式,A与与C形成形成的化合物中的共价键属于键的化合物中的共价键属于键 1s22s22p4 (2)当当n=2时时,B的原子结构示意图为
29、的原子结构示意图为_,B与与C形成形成的晶体属于的晶体属于_晶体晶体 当当n=3时时,B与与C形成的晶形成的晶体中微粒间的作用力是体中微粒间的作用力是_ 共价键共价键(或极性共价键或极性共价键)分子分子(3)若若A元素的原子最外层电子排布为元素的原子最外层电子排布为2s1,B元素的原子价电元素的原子价电子排布为子排布为3s23p2,元素元素A在周期表中的位置是在周期表中的位置是_,A B C D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是四种元素的第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示用元素符号表示)OPSiLi第二周期第二周期A族族10.如下图如下图,请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情
30、请用杂化轨道理论分析乙烯和乙炔分子的成键情况况 答案答案:在乙烯分子中在乙烯分子中C原子由一个原子由一个s轨道和两个轨道和两个p轨道进行杂化轨道进行杂化,组成三个等同的组成三个等同的sp2杂化轨道杂化轨道,sp2轨道彼此成轨道彼此成120角角 乙烯乙烯中两个碳原子各用一个中两个碳原子各用一个sp2轨道重叠形成一个轨道重叠形成一个CC 键外键外,又又各以两个各以两个sp2轨道和四个氢原子的轨道和四个氢原子的1s轨道重叠轨道重叠,形成四个形成四个键键,这样形成的五个这样形成的五个键在同一平面上键在同一平面上,每个每个C原子还剩下一个原子还剩下一个py轨道轨道,它们垂直于这五个它们垂直于这五个键所在
31、平面键所在平面,且互相平行且互相平行,它们侧面它们侧面重叠重叠,形成一个形成一个键键 在乙炔分子中碳原子由一个在乙炔分子中碳原子由一个2s轨道和一个轨道和一个2p轨道组成两个轨道组成两个sp杂化轨道杂化轨道 两个两个sp杂化轨道夹角为杂化轨道夹角为180,在乙炔分子中在乙炔分子中,两两个碳原子各以一个个碳原子各以一个sp轨道互相重叠轨道互相重叠,形成一个形成一个CC 键键,每一每一个碳原子又各以一个个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子形成轨道分别与一个氢原子形成键键,此外此外每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道轨道,它们与另一它们与另一个碳的两个
32、个碳的两个p轨道两两互相侧面重叠形成两个轨道两两互相侧面重叠形成两个键键 11.通常通常,电负性差值小的两种非金属元素形成化合物时电负性差值小的两种非金属元素形成化合物时,两种两种元素的原子通过共用电子对形成共价键元素的原子通过共用电子对形成共价键 已知已知Cl O N三三种原子的价电子排布分别为种原子的价电子排布分别为:a.Cl:3s23p5 b.O:2s22p4 c.N:2s22p3(1)写出上述写出上述a c两种元素与氢元素化合形成化合物的化学两种元素与氢元素化合形成化合物的化学式式:_ _ 它们所形成的共价键类型分它们所形成的共价键类型分别为别为_ _(填填“极性键极性键”或或“非极非
33、极性键性键”)HClNH3极性键极性键极性键极性键(2)写出氧与氢元素形成化合物的化学式写出氧与氢元素形成化合物的化学式_,分分子的极性为子的极性为_(填填“极性分子极性分子”或或“非极性分子非极性分子”)(3)通常情况下通常情况下N2化学性质不活泼的原因是化学性质不活泼的原因是_ H2O,H2O2极性分子极性分子,极性分子极性分子氮分子中氮分子中,两个氮原子之间形成氮氮三键两个氮原子之间形成氮氮三键,键能很大键能很大12.20世纪世纪60年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含设含氧酸的化学式为氧酸的化学式为HnROm,其中其中(m-n)为非羟基氧原子数
34、为非羟基氧原子数 鲍林鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数(m-n)的关系见下表的关系见下表 试简要回答下列问题试简要回答下列问题 mn0123含氧酸强度含氧酸强度弱酸弱酸中强中强强强很强很强实例实例HClOH3PO4HNO3HClO4(1)按此规则判断按此规则判断H3AsO4 H2CrO4 HMnO4酸性由强到弱酸性由强到弱的顺序为的顺序为_(2)H3PO3和和H3AsO3的形式一样的形式一样,但酸性强弱相差很大但酸性强弱相差很大 已知已知H3PO3为中强酸为中强酸,H3AsO3为弱酸为弱酸,试推断试推断H3PO3和和H3AsO3的分的分子结构子结构_ HMn
35、O4H2CrO4H3AsO4(3)按此规则判断碳酸应属于按此规则判断碳酸应属于_酸酸,与通常认为的与通常认为的碳酸的强度是否一致碳酸的强度是否一致?_ 其可能的原因是其可能的原因是_ 中强中强不一致不一致溶于水的那部分溶于水的那部分CO2并不能完全转化为并不能完全转化为H2CO313.已知已知A B C D E代表五种元素代表五种元素 A元素的三价离子元素的三价离子3d能级处于半充满能级处于半充满;B元素原子的最外层电子数是内层电子总元素原子的最外层电子数是内层电子总数的数的2倍倍;C的原子轨道中有的原子轨道中有2个未成对的电子个未成对的电子,且与且与B可形成两可形成两种常见的气体种常见的气体
36、;D的原子序数小于的原子序数小于A,D与与C可形成可形成DC2和和DC3两两种分子种分子,且且DC2是极性分子是极性分子,DC3是非极性分子是非极性分子;E是短周期元素是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素 试回答下列问题试回答下列问题:(1)写出写出A元素基态原子的电子排布式元素基态原子的电子排布式_;(2)B C D三种元素的电负性由大到小的顺序为三种元素的电负性由大到小的顺序为_(写元素符号写元素符号);(3)E与与C以以1 1形成的物质的电子式为形成的物质的电子式为_;1s22s22p63s23p63d64s2 OSC(4)用用VSEPR理论判
37、断理论判断DC3分子的空间立体结构为分子的空间立体结构为_;(5)元素周期表中第一电离能最大的元素是元素周期表中第一电离能最大的元素是_(填元填元素符号素符号)正三角形正三角形He解析解析:A元素的三价离子元素的三价离子3d能级处于半充满能级处于半充满,即为即为3d5,则它的原则它的原子价电子构型为子价电子构型为3d64s2,故为故为Fe元素元素;由由“B元素原子的最外层元素原子的最外层电子数是内层电子总数的电子数是内层电子总数的2倍倍”推出推出,B为为C元素元素;由由“C的原子的原子轨道中有轨道中有2个未成对的电子个未成对的电子,且与且与B可形成两种常见的气体可形成两种常见的气体”推推出出,
38、C为为O元素元素;由由“D的原子序数小于的原子序数小于A,D与与C可形成可形成DC2和和DC3两种分子两种分子,且且DC2是极性分子是极性分子,DC3是非极性分子是非极性分子”推出推出,D为为S元素元素;由由“E是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素的元素”推出推出,E为为Na元素元素(1)A元素基态原子的电子排布式为元素基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2;(2)B C D分别对应的是分别对应的是C O S元素元素,它们的电负性由大到小的顺序为它们的电负性由大到小的顺序为OSC;14.D E X Y Z是周期表中的
39、前是周期表中的前20号元素中的号元素中的5种元素种元素,且原子序数逐渐增大且原子序数逐渐增大,它们的最简氢化物分子的空间构型依次它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体是正四面体 三角锥形三角锥形 正四面体正四面体 角形角形(V形形)直线形直线形 回答下列问题回答下列问题:(1)Y的最高价氧化物的化学式为的最高价氧化物的化学式为_;(2)上述上述5种元素中种元素中,能形成酸性最强的含氧酸的元素是能形成酸性最强的含氧酸的元素是_,写出该元素的任意写出该元素的任意3种含氧酸的化学式种含氧酸的化学式:_;(3)D和和Y形成的化合物形成的化合物,其分子的空间构型为其分子的空间构型为_;SO3Cl
40、HClO HClO2 HClO3 HClO4(任写三种酸任写三种酸)直线形直线形(4)D和和X形成的化合物形成的化合物,其化学键类型属其化学键类型属_,其晶体其晶体类型属类型属_;(5)金属镁和金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是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此产物与水反应生成两种碱,该反应的化学方程该反应的化学方程式是式是_;Mg3N2+8H2O=3Mg(OH)2+2NH3H2O(或或Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3)共价键共价键原子晶体原子晶体Mg3N2(6)试比较试比较D和和X的最高价氧化物熔点的高低并说明理由的最高价氧化物熔点的高低并说明
41、理由:_ D的最高价氧化物是的最高价氧化物是CO2,X的最高价氧化物是的最高价氧化物是SiO2,前者比后前者比后者的熔点低者的熔点低,因为前者为分子晶体因为前者为分子晶体,由分子间作用力结合由分子间作用力结合,而后而后者为原子晶体者为原子晶体,由共价健结合由共价健结合;共价键强度大于分子间作用力共价键强度大于分子间作用力解析解析:本题主要利用元素周期律来考查物质结构本题主要利用元素周期律来考查物质结构 物质的性物质的性质质 晶体结构晶体结构 化学键等知识化学键等知识 前前20号元素的氢化物分子为号元素的氢化物分子为正四面体形的有正四面体形的有CH4和和SiH4,三角锥形的有三角锥形的有NH3和
42、和PH3,角形的角形的有有H2O和和H2S,直线形的有直线形的有HF和和HCl 由于原子序数是由于原子序数是D E X Y Z的的5种元素依次增加种元素依次增加,这样就可以确定这样就可以确定D为为C E为为N X为为Si Y为为S Z为为Cl Y的最高价氧化物为三氧化硫的最高价氧化物为三氧化硫 5种元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是种元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4,该该元素可以形成多种含氧酸元素可以形成多种含氧酸:HClO HClO2 HClO3 HClO4 D和和Y形成形成CS2,由二氧化碳的结构迁移由二氧化碳的结构迁移,确定其结构为直线确定其结构为直线形形 D和和
43、X形成的形成的SiC是由共价键形成的原子晶体是由共价键形成的原子晶体 镁条在氮气中镁条在氮气中能燃烧生成能燃烧生成Mg3N2,Mg3N2极易与水反应生成氢氧化镁和氨气极易与水反应生成氢氧化镁和氨气 二氧化碳与二氧化硅的熔点不同主要是由于晶体的类型不二氧化碳与二氧化硅的熔点不同主要是由于晶体的类型不同同,二氧化硅是原子晶体二氧化硅是原子晶体,二氧化碳是分子晶体二氧化碳是分子晶体 由于分子间由于分子间作用力和共价键的强度差距较大作用力和共价键的强度差距较大,造成熔点前者低后者高造成熔点前者低后者高 15.有两种配合物有两种配合物A和和B,它们的组成为它们的组成为21.95%Co,39.64%Cl,
44、26.08%N,6.38%H,5.95%O 根据下面的实验结果确定根据下面的实验结果确定它们的配离子它们的配离子 中心离子和配位数中心离子和配位数(1)A和和B的水溶液都呈微酸性的水溶液都呈微酸性,加入强碱并加热至沸腾时加入强碱并加热至沸腾时,有氨有氨放出放出,同时析出同时析出Co2O3沉淀沉淀(2)向向A和和B的溶液中加入硝酸银溶液时都生成的溶液中加入硝酸银溶液时都生成AgCl沉淀沉淀(3)过滤除去两种溶液中的沉淀后过滤除去两种溶液中的沉淀后,再加硝酸银均无变化再加硝酸银均无变化,但加但加热至沸腾时热至沸腾时,在在B的溶液中又有的溶液中又有AgCl沉淀生成沉淀生成,其质量为原来其质量为原来析
45、出沉淀的一半析出沉淀的一半 答案答案:A.Co(NH3)5(H2O)Cl3 中心离子中心离子:Co3+配离子配离子:Co(NH3)5(H2O)3+配位数配位数:6B.Co(NH3)5ClCl2H2O 中心离子中心离子Co3+配离子配离子:Co(NH3)5Cl2+配位数配位数:6解析解析:A和和B两种配合物中各元素原子个数比为两种配合物中各元素原子个数比为:n(Co)n(Cl)n(N)n(H)n(O)=1 3 5 17 1A和和B的化学式为的化学式为CoCl35NH3H2O 由实验由实验(1)可知可知:A B配合物中的配合物中的NH3分子均与分子均与Co3+配位配位,加加碱加热至沸腾碱加热至沸腾
46、,配离子被破坏配离子被破坏,产生氨产生氨,并有并有Co2O3沉淀析出沉淀析出 由实验由实验(2)可知可知:A和和B外界均有外界均有Cl-,所以加入所以加入AgNO3后均有后均有AgCl沉淀生成沉淀生成:Ag+Cl-=AgCl 由实验由实验(3)可知可知:将沉淀过滤后将沉淀过滤后,A再滴加再滴加AgNO3溶液溶液,并加热至并加热至沸腾时均无沉淀生成沸腾时均无沉淀生成,说明说明Cl-在外界在外界;而而B再滴加再滴加AgNO3溶液溶液,加热至沸腾后出现沉淀加热至沸腾后出现沉淀AgCl,且沉淀质量为原来的一半且沉淀质量为原来的一半 证证明明B中有两个中有两个Cl-在外界在外界,一个一个Cl-在内界在内界,据此可得答案据此可得答案
