2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 12.3分子空間構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì).doc
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2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 12.3分子空間構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)1下列關(guān)于雜化軌道的敘述中,不正確的是()A分子中中心原子通過(guò)sp3雜化軌道成鍵時(shí),該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)B雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子CH2SO4分子中三種原子均以雜化軌道成鍵DN2分子中N原子沒(méi)有雜化,分子中有1個(gè)鍵、2個(gè)鍵解析H2O分子中的中心原子O為sp3雜化,H2O的空間構(gòu)型為V形;H2SO4分子中氫原子沒(méi)有發(fā)生軌道雜化。答案C2用價(jià)層電子對(duì)互斥理論預(yù)測(cè)H2S和BF3的空間構(gòu)型,結(jié)論正確的是()A直線形;三角錐形 BV形;三角錐形C直線形;平面三角形 DV形;平面三角形解析H2S分子中的硫原子上含有兩個(gè)孤電子對(duì),故H2S空間構(gòu)型為V形;BF3中B原子的價(jià)電子全部用于成鍵,故為平面三角形。答案D3若ABn的中心原子A上沒(méi)有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子,運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型,下列說(shuō)法正確的是()A若n2,則分子的立體結(jié)構(gòu)為V形B若n3,則分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形C若n4,則分子的立體結(jié)構(gòu)為正四面體形D以上說(shuō)法都不正確解析若ABn的中心原子A上沒(méi)有未用于形成共價(jià)鍵的孤對(duì)電子,那么中心原子形成的鍵成鍵電子對(duì)數(shù)一定是2,則根據(jù)斥力最小的原則,當(dāng)n2時(shí),分子結(jié)構(gòu)為直線形;n3時(shí),分子結(jié)構(gòu)為平面三角形;n4時(shí),分子結(jié)構(gòu)為正四面體形。答案C4原子形成化合物時(shí),電子云間的相互作用對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi),NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)。(2)碳原子有4個(gè)價(jià)電子,在形成化合物時(shí)價(jià)電子均參與成鍵,但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分子中,碳原子采取sp雜化的分子是_(寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,下同),采取sp2雜化的分子是_,采取sp3雜化的分子是_。試寫(xiě)出一種有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,要求同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子:_。(3)已知H2O、NH3、CH4三種分子中,鍵角由大到小的順序是CH4NH3H2O,請(qǐng)分析可能的原因是_。(4)由于電荷的作用,陰、陽(yáng)離子形成化合物時(shí)離子的電子云會(huì)發(fā)生變化,使離子鍵逐漸向共價(jià)鍵過(guò)渡。陽(yáng)離子電荷數(shù)越多,陰離子半徑越大時(shí),電子云變化越大,導(dǎo)致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知,四種鹵化銀(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的順序?yàn)開(kāi)。解析(1)BF3分子中的B原子采取sp2雜化,所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形;NF3分子中的N原子采取sp3雜化,其中一個(gè)雜化軌道中存在一對(duì)孤電子對(duì),所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。(2)乙烷分子中的碳原子采取sp3雜化,乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2雜化,乙炔分子中的碳原子采取sp雜化,同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子的有機(jī)物分子中應(yīng)該同時(shí)含有烷基(或環(huán)烷基)、碳碳雙鍵(或苯環(huán))和碳碳三鍵。(3)H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3雜化,而在O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用最大,鍵角最?。籒原子上有1對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用使鍵角縮小,但比水分子的要大;C原子上無(wú)孤電子對(duì),鍵角最大。(4)陽(yáng)離子電荷數(shù)越多、陰離子半徑越大時(shí),電子云變化越大,化學(xué)鍵中離子鍵的成分減少、共價(jià)鍵的成分增加,極性減小,故在水中的溶解性減小。答案(1)平面三角形三角錐形(3)CH4分子中的C原子沒(méi)有孤電子對(duì),NH3分子中N原子上有1對(duì)孤電子對(duì),H2O分子中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增大,故鍵角減小(4)AgFAgClAgBrAgI歸納總結(jié)1.“三種”方法判斷分子中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷。若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。若雜化軌道在空間的分布呈直線形,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷。若雜化軌道之間的夾角為10928,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化;若雜化軌道之間的夾角為180,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理結(jié)構(gòu)相似進(jìn)行推斷,如CO2是直線形分子,CNS、NO、N與CO2是等電子體,所以分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用sp雜化。2用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子或離子的思維程序用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子(ABn型)、離子(AB型)空間構(gòu)型的方法 (1)鍵的電子對(duì)數(shù)的確定。由分子式確定鍵電子對(duì)數(shù)。例如,H2O中的中心原子為O,O有2對(duì)鍵電子對(duì);NH3中的中心原子為N,N有3對(duì)鍵電子對(duì)。(2)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的確定。中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)(axb)。式中a為中心原子的價(jià)電子數(shù),對(duì)于主族元素來(lái)說(shuō),價(jià)電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù);x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù);b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù),氫為1,其他原子等于“8該原子的價(jià)電子數(shù)”。例如,SO2的中心原子為S,S的價(jià)電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6),則a6;與中心原子S結(jié)合的O的個(gè)數(shù)為2,則x2;與中心原子結(jié)合的O最多能接受的電子數(shù)為2,則b2。所以,SO2中的中心原子S上的孤電子對(duì)數(shù)(622)1??键c(diǎn)2 分子極性的判斷和等電子體原理1.分子極性的判斷(1)極性分子和非極性分子。(2)根據(jù)鍵的類型及分子的空間構(gòu)型判斷。非極性分子、極性分子的判斷,首先看鍵是否有極性,然后再看各鍵的空間排列狀況。鍵無(wú)極性,分子必?zé)o極性;鍵有極性,各鍵空間排列均勻,使鍵的極性相互抵消,分子無(wú)極性;鍵有極性,各鍵空間排列不均勻,不能使鍵的極性相互抵消,分子有極性。共價(jià)鍵的極性與分子極性的關(guān)系可總結(jié)如下:(3)根據(jù)中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷。分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵,此分子一般為非極性分子;分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵,此分子一般為極性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵,它們都是非極性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵,它們都是極性分子。2等電子體原理(1)等電子體原理。原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相似。(2)常見(jiàn)的等電子體。微粒通式價(jià)電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2、CNS、NO、NAX216e直線形CO、NO、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形SO、POAX432e正四面體形PO、SO、ClOAX326e三角錐形CO、N2AX10e直線形CH4、NHAX48e正四面體形(3)根據(jù)已知的一些分子結(jié)構(gòu)推測(cè)另一些與它等電子的微粒的立體結(jié)構(gòu),并推測(cè)其物理性質(zhì)。(BN)x與(C2)x,N2O與CO2等也是等電子體;硅和鍺是良好的半導(dǎo)體材料,他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導(dǎo)體材料;白錫(Sn2)與銻化銦是等電子體,它們?cè)诘蜏叵露伎赊D(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體;SiCl4、SiO、SO的原子數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)都相等,它們互為等電子體,中心原子都是sp3雜化,都形成正四面體形立體構(gòu)型。題組訓(xùn)練5.NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形,而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu),能充分說(shuō)明此種現(xiàn)象的理由是()NH3是極性分子分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于107分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等NH3分子內(nèi)3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于120AB C D解析NH3分子中的NH鍵屬于極性共價(jià)鍵,所以其分子的極性完全由分子的空間構(gòu)型確定,反過(guò)來(lái)分子的極性驗(yàn)證分子的空間構(gòu)型。中NH3分子為極性分子,說(shuō)明分子的空間構(gòu)型不對(duì)稱、不均勻,三角錐形符合這種構(gòu)型;中3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等,3個(gè)鍵角都等于107,正好也屬于三角錐形的特征;中3個(gè)NH鍵的鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等并不反映出分子的極性(可能是極性分子,也可能是非極性分子);中恰恰說(shuō)明NH3分子為非極性分子,不符合事實(shí)。答案A6下列敘述中正確的是()A以非極性鍵結(jié)合起來(lái)的雙原子分子一定是非極性分子B以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子一定是極性分子C非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子D非極性分子中,一定含有非極性共價(jià)鍵解析對(duì)于抽象的選擇題可用反例法,以具體的物質(zhì)判斷正誤。A項(xiàng)是正確的,如O2、H2、N2等;B項(xiàng)錯(cuò)誤,以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子不一定是極性分子,若分子構(gòu)型對(duì)稱,正負(fù)電荷重心重合,就是非極性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C項(xiàng)錯(cuò)誤,某些共價(jià)化合物如CH4、CO2、CCl4、C2H4等也是非極性分子;D項(xiàng)錯(cuò)誤,非極性分子中不一定含有非極性鍵,如CH4、CO2。答案A7下列各組分子中,都屬于含極性鍵的非極性分子的是()ACO2、H2S BC2H4、CH4CCl2、C2H2 DNH3、HCl解析H2S和NH3、HCl都是含有極性鍵的極性分子;Cl2是含有非極性鍵的非極性分子;CO2、CH4是含有極性鍵的非極性分子;C2H4和C2H2是含有極性鍵和非極性鍵的非極性分子。答案B81919年,Langmuir提出等電子原理:原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理,僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,互為等電子體的是_和_;_和_。(2)此后,等電子原理又有所發(fā)展。例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱為等電子體,它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中,與NO互為等電子體的分子有_、_。解析(1)僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,即C、N、O、F組成的共價(jià)分子,如:N2與CO均為14個(gè)電子,N2O與CO2均為22個(gè)電子。(2)依題意,只要原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,即可互稱為等電子體,NO為三原子,各原子最外層電子數(shù)之和為562118,SO2、O3也為三原子,各原子最外層電子數(shù)之和為6318。答案(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3考點(diǎn)3 范德華力、氫鍵和共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力,又稱分子間作用力由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵作用微粒分子或原子(稀有氣體)氫原子、原子原子特征無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強(qiáng)度比較共價(jià)鍵氫鍵范德華力影響強(qiáng)度的因素隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大對(duì)于AHB,A、B的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,形成的氫鍵越強(qiáng)成鍵原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高,如F2Cl2Br2I2,CF4CCl4H2S,HFHCl,NH3PH3影響分子的穩(wěn)定性共價(jià)鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強(qiáng)題組訓(xùn)練9若不斷地升高溫度,實(shí)現(xiàn)“雪花水水蒸氣氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是()A氫鍵;分子間作用力;極性鍵B氫鍵;氫鍵;非極性鍵C氫鍵;極性鍵;分子間作用力D分子間作用力;氫鍵;非極性鍵答案A10氨氣溶于水時(shí),大部分NH3與H2O以氫鍵(用“”表示)結(jié)合形成NH3H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3H2O的結(jié)構(gòu)式為()解析從氫鍵的成鍵原理上講,A、B都成立;但從空間構(gòu)型上講,由于氨分子是三角錐形,易于提供孤對(duì)電子,所以,以B方式結(jié)合空間阻礙最小,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定;從事實(shí)上講,依據(jù)NH3H2O=NHOH,可知答案是B。答案B11已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物,試根據(jù)有關(guān)信息完成下列問(wèn)題:(1)水是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。1 mol冰中有_mol氫鍵。用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是_。(2)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示:H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)氫原子猶如在半展開(kāi)的書(shū)的兩面上,兩個(gè)氧原子在書(shū)脊位置上,書(shū)頁(yè)夾角為9352,而兩個(gè)OH鍵與OO鍵的夾角均為9652。試回答:H2O2分子的電子式是_,結(jié)構(gòu)式是_。H2O2分子是含有_鍵和_鍵的_(填“極性”或“非極性”)分子。H2O2難溶于CS2,簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:_。H2O2中氧元素的化合價(jià)是_,簡(jiǎn)要說(shuō)明原因_。解析(1)在冰中,每個(gè)水分子與周圍的4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵,按“均攤法”計(jì)算,相當(dāng)于每個(gè)水分子有2個(gè)氫鍵;水分子為V形結(jié)構(gòu)。(2)由H2O2的空間構(gòu)型圖可知,H2O2是極性分子,分子內(nèi)既有極性鍵,又有非極性鍵,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS2。答案(1)2B(2)H:HHOOH極性非極性極性因H2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2難溶于CS21價(jià)因OO鍵為非極性鍵,而OH鍵為極性鍵,共用電子對(duì)偏向氧,故氧為1價(jià)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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