2024届高考化学一轮复习练习第十一章物质结构与性质第56讲分子结构与性质

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考点一 共价键
1．本质：在原子之间形成共用电子对。
2．特征：具有饱和性和方向性。
3．分类
4.键参数
(1)概念
①键能：气态分子中1 ml化学键解离成气态原子所吸收的能量，键能越大，化学键越稳定。
②键长：构成化学键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。
③键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。
(2)键参数对分子性质的影响
[正误辨析]
(1)共价键的成键原子只能是非金属原子( )
(2)共价键键长是成键的两个原子半径之和( )
学生用书第269页
(3)所有的共价键都有方向性( )
(4)s­s σ键与s­p σ键的电子云形状对称性相同( )
(5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( )
(6)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )
(7)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( )
答案： (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
1．(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，则一个C60分子中π键的数目为________。
答案： (1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30
2．在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4
(1)只存在非极性键的分子是________；既存在非极性键又存在极性键的分子是________；只存在极性键的分子是________。
(2)只存在单键的分子是________，存在三键的分子是________，只存在双键的分子是________，既存在单键又存在双键的分子是________。
(3)只存在σ键的分子是________，既存在σ键又存在π键的分子是________。
(4)不存在化学键的是________。
(5)既存在离子键又存在极性键的是________；既存在离子键又存在非极性键的是________。
答案： (1)② ⑤⑩ ①③⑨ (2)①③⑤ ② ⑨ ⑩ (3)①③⑤ ②⑨⑩ (4)⑧ (5)⑥⑦ ④
3. eq \a\vs4\al(NN) 键的键能为946 kJ·ml－1，N—N键的键能为193 kJ·ml－1，则一个π键的平均键能为________，说明N2分子中________键比__________键稳定(填“σ”或“π”)。
答案： 376.5 kJ/ml π σ
4．试根据下表回答问题。
(1)根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通常，键能越________，共价键越________，由该键构成的分子越稳定。
答案： (1)原子半径、原子间形成共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短 (2)大 稳定
5．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： ____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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) kJ·ml－1＝273.0 kJ·ml－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4) kJ·ml－1＝523.3 kJ·ml－1]小，可知CO相对更活泼。
答案： CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·ml－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·ml－1)小
考点二 分子的空间结构
1．价层电子对互斥(VSEPR)理论
(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空间结构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。
学生用书第270页
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)杂化轨道的类型
(3)杂化轨道数和杂化类型的判断
①杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对；
②杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)＝中心原子的价层电子对数。
(4)分子(ABn型)、离子(AB eq \\al(\s\up1(m＋),\s\d1(n)) 型)的空间结构示例(填表)
[正误辨析]
(1)杂化轨道只用于形成σ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sp2杂化( )
(4)只要空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化( )
(5)中心原子是sp杂化的，其空间结构不一定为直线形( )
(6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数( )
答案： (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
1．计算下列分子中心原子的价层电子对数
(1)SO2： ，(2)SO3： ，
(3)SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ： 。
答案： (1)2＋ eq \f(1,2) ×(6－2×2)＝3；
(2)3＋ eq \f(1,2) ×(6－3×2)＝3；
(3)4＋ eq \f(1,2) ×(8－4×2)＝4。
2．(1)AsCl3分子的空间结构为 ，其中As的杂化轨道类型为 。
(2)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 。
(3)在硅酸盐中，SiO eq \\al(\s\up1(4－),\s\d1(4)) 四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化轨道类型为 ，Si与O的原子数之比为 ，化学式为 。
答案： (1)三角锥形 sp3 (2)sp3、sp2 (3)sp3 1∶3 [SiO3] eq \\al(\s\up1(2n－),\s\d1(n)) (或SiO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )
eq \a\vs4\al(反思归纳)
判断分子中中心原子的杂化轨道类型的方法
1．根据VSEPR模型、中心原子价层电子对数判断
如(ABm型)中心原子的价层电子对数为4，中心原子的杂化轨道类型为sp3；价层电子对数为3，中心原子的杂化轨道类型为sp2；价层电子对数为2，中心原子的杂化轨道类型为sp。
2．根据分子或离子中有无π键及π键数目判断
没有π键的为sp3杂化，如CH4中的C原子；含1个π键的为sp2杂化，如甲醛中的C原子以及苯环中的C原子；含2个π键的为sp杂化，如二氧化碳分子和乙炔分子中的碳原子。
学生用书第271页
3.(1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“”“