2021版高考化学一轮复习 第12章 物质结构与性质（选修3） 第37讲 分子结构与性质课件 新人教

化学第12章物质结构与性质(选修3)第37讲分子结构与性质01练真题·明考向02课后达标检测考点一共价键及其参数[知识梳理]一、共价键的本质和特征共价键的本质是在原子之间形成_________________，其特征是具有_________和_________。共用电子对饱和性方向性二、共价键的分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式原子轨道“头碰头”重叠_________键原子轨道“肩并肩”重叠_________键形成共价键的电子对是否偏移共用电子对发生偏移_________键共用电子对不发生偏移_________键原子间共用电子对的数目原子间有一对共用电子对_________键原子间有两对共用电子对_________键原子间有三对共用电子对_________键σπ极性非极性单双三三、共价键类型的判断1．σ键与π键(1)依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。(2)共价单键都是σ键，共价双键中含有_____个σ键、_____个π键，共价三键中含有_____个σ键、_____个π键。一一一两2．极性键与非极性键依据形成共价键的两原子的种类判断：不同种元素的原子之间形成的是_________共价键，同种元素的原子之间形成的是_________共价键。极性非极性只有两原子的电负性相差不大时，才能通过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，不会形成共价键，而是形成离子键。四、键参数1．概念2．键参数对分子性质的影响短大价电子总数3．键参数与分子稳定性的关系：键长越_____，键能越_____，分子越稳定。五、等电子原理原子总数相同、_______________相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH＋4等。[自主检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2017·高考江苏卷改编)1mol丙酮()分子中含有σ键的数目为8NA。()(2)1molHCHO分子中含有σ键的数目为3mol。()(3)只有非金属原子之间才能形成共价键。()(4)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键弱。()(5)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。()×√×××(6)在所有分子中都存在化学键。()(7)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。()(8)s­sσ键与s­pσ键的电子云形状对称性相同。()(9)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。()(10)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转。()(11)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。()(12)所有的共价键都有方向性。()×√√√√××2．现有以下物质：①HF；②Cl2；③H2O；④N2；⑤C2H4；⑥C2H6；⑦H2；⑧H2O2；⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是____________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是____________；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ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σ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σ键的是____________。答案：①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨3．与CCl4互为等电子体的分子或离子有___________________________________。答案：SiCl4、CBr4、SO2－4、CF4(合理即可)演练一共价键的类别及判断1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是()A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键解析：选B。同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于____________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于______________键。(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________________。(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________________。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目分别为________(填字母)。A．4个σ键B．2个σ键、2个π键C．2个σ键、1个π键D．3个σ键、1个π键答案：(1)σ极性(2)1∶1(3)30(4)D演练二键参数及其应用3．下列说法中正确的是()A．分子的键长越长，键能越大，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8kJ解析：选B。键长越短，键能越大，分子越稳定，A错误；共价键一般形成于非金属元素之间，而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素，第ⅦA族元素均是活泼非金属元素，二者易形成离子键，B正确；水分子立体构型为V形，两个H—O键的键角为105°，C错误；断裂2molH—O键吸收2×462.8kJ能量，而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量，D错误。4．(2020·开封高三联考)已知键能、键长部分数据如下表：共价键Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O键能/(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长/pm19822826796共价键C—CC===CC≡CC—HN—HN===OO—OO===O键能/(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长/pm154133120109101(1)下列有关性质的比较正确的是________(填字母，下同)。A．稳定性：HFHClHBrHIB．氧化性：I2Br2Cl2C．沸点：H2ONH3D．还原性：HIHBrHClHF(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．同种元素形成的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．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在HX(X为卤素)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。解析：(1)根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上到下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能和键长看，氯单质、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；H2O在常温下为液态，NH3在常温下为气态，则H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HIHBrHClHF，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键的键长，但是N—H键的键能反而较小，C项错误；由C—H键、N—H键的键能知，CH4的键能较大，而稳定性CH4比NH3弱，D项错误。答案：(1)ACD(2)A(3)HFHI大于演练三等电子原理的理解与应用5．(2020·包头东河区期末)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，立体构型均为三角锥形D．CH4和NH＋4是等电子体，立体构型均为正四面体形解析：选B。A项，B3N3H6和苯是等电子体，其结构相似；C项，H3O＋和NH3是等电子体，根据氨分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型；D项，CH4和NH＋4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。6．(教材改编题)已知CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COS、CO2－3、PCl3的立体结构。解析：COS与CO2互为等电子体，结构相似，所以COS为直线形结构；CO2－3与SO3互为等电子体，结构相似，所以CO2－3为平面正三角形结构；PCl3与NF3互为等电子体，结构相似，所以PCl3为三角锥形结构。答案：COS为直线形结构；CO2－3为平面正三角形结构；PCl3为三角锥形结构。7．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________。(填化学式，下同)(2)在短周期元素组成的物质中，与NO－2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是________，阴离子是________。(4)与N2互为等电子体的一种阴离子是________，阳离子是________。答案：(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3(3)H2F＋NH－2(4)CN－(或C2－2)NO＋考点二分子的立体构型[知识梳理]一、价层电子对互斥理论(VSEPR)1．理论要点(1)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。(2)孤电子对的排斥力较大，孤电子对数越多，排斥力越强，键角越小。2．判断分子中的中心原子上的价层电子对数的方法其中：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)；x是与中心原子结合的原子数；b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8－该原子的价电子数”。3．价层电子对互斥理论与分子立体构型价层电子对数σ键电子对数中心原子上的孤电子对数VSEPR模型名称分子立体构型实例220直线形_________CO2330平面三角形平面三角形BF321_________SO2440四面体形正四面体形CH431____________NH322V形H2O直线形V形三角锥形价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。二、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．杂化轨道的类型与VSEPR模型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角VSEPR模型名称实例sp_____180°_________BeCl2sp2__________平面三角形BF3sp3_____109°28′___________CH42直线形3120°4四面体形3.由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：杂化轨道数＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键个数。代表物杂化轨道数中心原子的杂化类型CO20＋2＝2_____CH2O0＋3＝3_____CH40＋4＝4sp3SO21＋2＝3_____NH31＋3＝4sp3H2O2＋2＝4sp3spsp2sp2三、配位键和配合物1．配位键(1)形成：成键原子一方提供____________，另一方提供__________形成共价键。(2)表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH＋4可表示为[]＋。在NH＋4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