高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十七 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點(diǎn)二 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案

1共價(jià)健(1)共價(jià)鍵的定義原子間通過共用電子對(duì)(電子云的重疊)所形成的相互作用。(2)本質(zhì)：高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的電子與兩個(gè)原子核之間的電性作用，包括引力和斥力，當(dāng)引力和斥力達(dá)到平衡時(shí)即形成了穩(wěn)定的共價(jià)鍵。(3)特征飽和性：一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，就會(huì)和幾個(gè)自旋方向相反的未成對(duì)電子成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。共價(jià)鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子間的數(shù)量關(guān)系。方向性：共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，這樣原子軌道重疊越多，形成的鍵就越牢固，這就是共價(jià)鍵的方向性。共價(jià)鍵的方向性決定了分子的立體構(gòu)型。(4)共價(jià)鍵的分類依據(jù)類別特點(diǎn)成鍵原子軌道的重疊方式鍵原子軌道“頭碰頭”重疊鍵原子軌道“肩并肩”重疊成鍵電子對(duì)是否偏移極性鍵共用電子對(duì)偏移非極性鍵共用電子對(duì)不偏移原子間共用電子對(duì)的數(shù)目單鍵原子間有1個(gè)共用電子對(duì)雙鍵原子間有兩個(gè)共用電子對(duì)三鍵原子間有3個(gè)共用電子對(duì)學(xué)霸巧學(xué)卡鍵、鍵的區(qū)別共價(jià)鍵鍵鍵電子云重疊方式頭碰頭肩并肩類型ss 鍵、sp 鍵、pp 鍵pp 鍵電子云對(duì)稱特征軸對(duì)稱鏡像對(duì)稱存在規(guī)律共價(jià)單鍵是鍵；共價(jià)雙鍵中有一個(gè)是鍵，另一個(gè)是鍵；共價(jià)三鍵由一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵組成要注意以下問題：(1)s軌道與s軌道重疊形成鍵時(shí)，電子不是只在兩核間運(yùn)動(dòng)，而是在兩核間出現(xiàn)的概率較大。(2)因s軌道是球形的，故s軌道和s軌道形成鍵時(shí)，無方向性。兩個(gè)s軌道只能形成鍵，不能形成鍵。(3)兩個(gè)原子間可以只形成鍵，但不能只形成鍵。(5)鍵參數(shù)鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。(6)配位鍵孤電子對(duì)分子或離子中沒有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。配位鍵a配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。b配位鍵的表示方法如AB，其中A表示提供孤電子對(duì)的原子，B表示提供空軌道的原子。如NH可表示為，在NH中，雖然有一個(gè)NH鍵形成過程與其他3個(gè)NH鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。配位化合物a組成：以Cu(NH3)4SO4為例b形成條件中心原子有空軌道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。配位體有孤電子對(duì)，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。c配位數(shù)直接同中心離子(或原子)配位的分子(或離子)數(shù)目叫中心離子(或原子)的配位數(shù)，如Cu(NH3)4SO4中Cu2的配位數(shù)為4。2分子的立體結(jié)構(gòu)(1)雜化軌道理論含義當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子內(nèi)部能量相近的原子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化過程學(xué)霸巧學(xué)卡(1)在形成分子時(shí)，只有能級(jí)相近的原子軌道才能形成雜化軌道。(2)雜化過程中，原子軌道總數(shù)不變，即雜化軌道的數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目相等，但原子軌道的形狀發(fā)生變化。(3)同種雜化軌道的形狀相同，能量相等。雜化軌道之間要滿足最小排斥原理。(4)雜化軌道只用于形成鍵或容納未參與成鍵的孤電子對(duì)。(5)雜化軌道數(shù)目不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間形狀不同。如CH4分子成鍵的四個(gè)軌道是由一個(gè)s軌道和三個(gè)p軌道雜化形成的，稱為sp3雜化，呈正四面體形。(2)用雜化軌道理論推測(cè)分子的立體構(gòu)型雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構(gòu)型實(shí)例sp2180直線形BeCl2sp23120三角形BF3sp3410928正四面體形CH4(3)價(jià)層電子對(duì)互斥理論理論要點(diǎn)a價(jià)層電子對(duì)在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí)，排斥力最小，體系的能量最低。b孤電子對(duì)的排斥力較大，孤電子對(duì)越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。價(jià)層電子對(duì)數(shù)的確定方法價(jià)層電子對(duì)是指分子中的中心原子上的電子對(duì)，包括鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)。a鍵電子對(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)。b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)。.分子：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)，對(duì)于主族元素來說，價(jià)電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù)；陽離子：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)；陰離子：a為中心原子的價(jià)電子數(shù)加上離子的電荷數(shù)(絕對(duì)值)。.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)”。價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子立體構(gòu)型的關(guān)系電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實(shí)例220直線形直線形BeCl2330三角形三角形BF321V形SnBr2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O學(xué)霸巧學(xué)卡價(jià)層電子對(duì)互斥模型說明的是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的立體構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。(1)當(dāng)中心原子上無孤電子對(duì)時(shí)，二者的構(gòu)型一致；(2)當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí)，二者的構(gòu)型不一致。如中心原子采取sp3雜化的，其價(jià)層電子對(duì)模型為四面體形，其分子構(gòu)型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(如NH3)，也可以為V形(如H2O)。(4)等電子原理原子總數(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，如CO和N2。等電子體的微粒有著相同的分子構(gòu)型，中心原子也有相同的雜化方式。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。3分子間的作用力和分子的性質(zhì)(1)分子間作用力概念：物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。強(qiáng)弱：范德華力<氫鍵<化學(xué)鍵。范德華力：范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加，范德華力逐漸增大，分子的極性越大，范德華力也越大。學(xué)霸巧學(xué)卡范德華力很弱，約比化學(xué)鍵的鍵能小12個(gè)數(shù)量級(jí)，分子間作用力的實(shí)質(zhì)是電性引力，其主要特征有以下幾個(gè)方面：(1)廣泛存在于分子之間；(2)只有分子間充分接近時(shí)才有分子間的相互作用力，如固體和液體物質(zhì)中；(3)范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)。氫鍵a形成：已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)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，稱為氫鍵。b表示方法：AHB說明：a.A、B為電負(fù)性很強(qiáng)的原子，一般為N、O、F三種元素的原子。bA、B可以相同，也可以不同。c特征：具有一定的方向性和飽和性。d分類：氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。e分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，對(duì)電離和溶解度等產(chǎn)生影響。(2)分子的性質(zhì)分子的極性a非極性分子與極性分子的判斷非極性分子單質(zhì)正負(fù)電荷中心重合結(jié)構(gòu)對(duì)稱 雙原子分子多原子分子 化合物正負(fù)電荷中心不重合結(jié)構(gòu)不對(duì)稱極性分子b鍵的極性與分子極性的關(guān)系分子的極性是分子中化學(xué)鍵的極性的向量和。只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子；含極性鍵的分子，如果分子的空間結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，則鍵的極性相互抵消，各個(gè)鍵的極性的向量和為零，分子就是非極性分子，反之，則是極性分子。其關(guān)系可總結(jié)如下：溶解性a“相似相溶”規(guī)律非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。b“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。手性具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手與右手一樣，鏡面對(duì)稱，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體，具有手性異構(gòu)體的分子叫手性分子。無機(jī)含氧酸分子的酸性無機(jī)含氧酸可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，酸性越強(qiáng)，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。1.思維辨析(1)在所有分子中都存在化學(xué)鍵。()(2)乙烯中既含鍵和鍵，也含極性鍵和非極性鍵。()(3)HCN中含有一個(gè)鍵、三個(gè)鍵。()(4)共價(jià)鍵都具有方向性和飽和性。()(5)鍵比鍵的電子云重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)。()(6)ss 鍵與sp 鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同。()(7)鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。()(8)可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵。()(9)碘化氫的沸點(diǎn)高于氯化氫的沸點(diǎn)是因?yàn)榈饣瘹浞肿娱g存在氫鍵。()(10)HF的相對(duì)分子質(zhì)量小于HCl，所以HF的沸點(diǎn)小于HCl。()(11)氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。()(12)I2易溶于四氯化碳符合“相似相溶”原理。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)2某化合物的分子式為AB2，A屬A族元素，B屬A族元素，A和B在同一周期，它們的電負(fù)性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的鍵角為103.3。下列推斷不正確的是()AAB2分子的空間構(gòu)型為“V”形BAB鍵為極性共價(jià)鍵，AB2分子為非極性分子CAB2與H2O相比，AB2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比H2O的低DAB2分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵答案B解析由電負(fù)性和所在主族知AB2是OF2，它是由極性鍵形成的極性分子(V形)，故A對(duì)B錯(cuò)；因H2O分子間存在氫鍵，OF2分子間只有范德華力，故OF2的熔沸點(diǎn)低于H2O，所以C、D都正確?？挤ňC述高考中本考點(diǎn)的考查主要是共價(jià)鍵類型的判斷，中心原子雜化軌道類型的判斷，分子空間結(jié)構(gòu)的判斷，分子間作用力、氫鍵、配位鍵的特點(diǎn)及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。命題法1共價(jià)鍵類型的判斷典例1.有以下物質(zhì)：HF；Cl2；H2O；N2；C2H4。(1)只含有極性鍵的是_；(2)只含有非極性鍵的是_；(3)既有極性鍵又有非極性鍵的是_；(4)只含有鍵的是_；(5)既有鍵又有鍵的是_。.COCl2分子的結(jié)構(gòu)式為，COCl2分子內(nèi)含有()A4個(gè)鍵 B2個(gè)鍵、2個(gè)鍵C2個(gè)鍵、1個(gè)鍵 D3個(gè)鍵、1個(gè)鍵解析.(1)含不同原子，所以一定只含極性鍵；中兩個(gè)氫原子分別與氧原子相連，所以只含極性鍵。(2)雙原子的單質(zhì)分子只含非極性鍵，所以符合題意。(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)可判斷既含極性鍵又含非極性鍵。(4)只有單鍵的只含鍵，即。(5)有雙鍵或三鍵的一定既有鍵又有鍵，即。.C和Cl之間為鍵，C和O之間為一個(gè)鍵、一個(gè)鍵，因此該分子中含有3個(gè)鍵、1個(gè)鍵，所以D項(xiàng)正確。答案.(1)(2)(3)(4)(5).D【解題法】判斷方法(1)鍵和鍵的判斷方法根據(jù)成鍵方法判斷“頭碰頭”重疊為鍵；“肩并肩”重疊為鍵。根據(jù)鍵型判斷單鍵為鍵；雙鍵或三鍵，其中一個(gè)為鍵，其他為鍵。根據(jù)成鍵軌道類型判斷s軌道為鍵；雜化軌道為鍵。(2)極性鍵與非極性鍵的判斷方法根據(jù)元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱判斷同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵；不同元素原子間形成的共價(jià)鍵為極性鍵。根據(jù)元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)判斷當(dāng)成鍵非金屬元素的電負(fù)性差值不為0時(shí)形成極性共價(jià)鍵；當(dāng)電負(fù)性差值為0時(shí)，形成非極性共價(jià)鍵。命題法2分子中中心原子雜化類型的判斷典例2(1)已知：圖(b)中，1號(hào)C的雜化方式是_，該C與相鄰C形成的鍵角_(填“>”“<”或“”)圖(a)中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。(2)乙醛中碳原子的雜化軌道類型為_。(3)NH3分子中心原子的雜化方式為_。解析(1)圖(b)中1號(hào)C與3個(gè)碳原子、1個(gè)氧原子共形成4個(gè)鍵，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，C的雜化方式為sp3；該C與相鄰C的鍵角約為10928，圖(a)中1號(hào)C采取sp2雜化，碳原子間夾角為120。(2)乙醛的結(jié)構(gòu)式為，甲基碳原子形成4個(gè)鍵，C的雜化方式為sp3；中碳原子形成3個(gè)鍵，C的雜化方式為sp2。答案(1)sp3<(2)sp3、sp2(3)sp3【解題法】中心原子雜化方式的判斷(1)根據(jù)雜化軌道數(shù)進(jìn)行推斷公式雜化軌道數(shù)中心原子孤電子對(duì)數(shù)(未參與成鍵)中心原子形成的鍵個(gè)數(shù)代表物雜化軌道數(shù)中心原子雜化軌道類型CO2022spCH2O033sp2CH4044sp3SO2123sp2NH3134sp3H2O224sp3中心原子形成鍵個(gè)數(shù)的判斷方法因?yàn)閮稍又g只能形成一個(gè)鍵，所以中心原子形成的鍵個(gè)數(shù)中心原子結(jié)合的原子數(shù)。中心原子孤電子對(duì)數(shù)的判斷方法a依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于通式AX中心原子(A)未用于成鍵的孤電子對(duì)數(shù)；如SO中的孤電子對(duì)數(shù)0、NH中的孤電子對(duì)數(shù)0、HCN中的孤電子對(duì)數(shù)0。b根據(jù)分子結(jié)構(gòu)式推斷出中心原子的孤電子對(duì)數(shù)。如HCN：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(HCN)，中心原子C形成兩個(gè)鍵，C原子的四個(gè)價(jià)電子全部參與成鍵無孤電子對(duì)；H2O：結(jié)構(gòu)式(HOH)，中心原子O形成兩個(gè)鍵，O只有兩個(gè)價(jià)電子參與成鍵，還余四個(gè)電子形成兩對(duì)孤電子對(duì)。(2)根據(jù)分子的空間構(gòu)型推斷雜化方式多原子(3個(gè)或3個(gè)以上)分子的立體結(jié)構(gòu)與中心雜化方式的對(duì)照：分子的立體結(jié)構(gòu)正四面體形三角錐形V形平面三角形V形直線形雜化類型sp3sp2sp只要分子構(gòu)型為直線形的，中心原子均為sp雜化，同理，只要中心原子是sp雜化的，分子構(gòu)型均為直線形。只要分子構(gòu)型為平面三角形的，中心原子均為sp2雜化。只要分子中的原子不在同一平面內(nèi)的，中心原子均是sp3雜化。V形分子的判斷需要借助孤電子對(duì)數(shù)，孤電子對(duì)數(shù)是1的中心原子是sp2雜化，孤電子對(duì)數(shù)是2的中心原子是sp3雜化。(3)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。(4)根據(jù)等電子體原理結(jié)構(gòu)相似推斷如：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。命題法3分子的性質(zhì)典例3A、B、C、D、E為5種短周期非金屬元素，其中A、B、C的原子價(jià)電子排布可表示為A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E位于C的下一周期，且E是同周期元素中電負(fù)性最大的元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子BC2、BA4、A2C2、BE4中，屬于極性分子的是_(填序號(hào))。(2)C的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比C的下一周期同族元素的氣態(tài)氫化物的高，原因是_。(3)B、C分別能和A形成兩種常見的溶劑，其分子式分別為_、_。BE4在前者中的溶解度_(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。(4)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上四種酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(填化學(xué)式)。解析由五種元素均為短周期非金屬元素，以及s軌道最多可容納2個(gè)電子可得：a1，bc2，即A為H，B為C，C為O。進(jìn)一步可推得D為Si，E為Cl。(1)題中的四種分子分別是CO2、CH4、H2O2和CCl4，其中，H2O2為極性分子，其余三種為非極性分子。(2)C的氣態(tài)氫化物為H2O，C的下一周期同族元素的氣態(tài)氫化物為H2S，H2O的沸點(diǎn)高于H2S的，是因?yàn)镠2O分子間可形成氫鍵。(3)B、C分別可以和A形成多種物質(zhì)，其中常作溶劑的為C6H6和H2O。根據(jù)“相似相溶”原理可知，CCl4在C6H6中的溶解度較大。(4)四種酸分別為HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可寫為(HO)mROn(m1，n0)，n值越大，酸性越強(qiáng)，故其酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠ClO4>HClO3>HClO2>HClO。答案(1)(2)H2O分子間可形成氫鍵(3)C6H6H2O大于(4)HClO4>HClO3>HClO2>HClO【解題法】分子極性的判斷方法(1)根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)判斷雙原子分子A2型分子(以非極性鍵結(jié)合形成的單質(zhì)分子)一般是非極性分子；AB型分子一定是極性分子。ABn型分子a位置對(duì)稱法分子有無極性主要看分子中正、負(fù)電荷的分布是否對(duì)稱，而電荷分布情況又跟分子的形狀有密切的關(guān)系，因此可根據(jù)分子的形狀先分析分子的對(duì)稱性。若分子高度對(duì)稱，則為非極性分子，反之為極性分子。如分子的立體構(gòu)型為直線形、平面三角形、正四面體形、三角雙錐形、正八面體形等空間對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，致使正電中心與負(fù)電中心重合，這樣的分子就是非極性分子。若為V形、三角錐形、四面體形(非正四面體形)等非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，則為極性分子。b價(jià)、位關(guān)系法所謂“價(jià)、位關(guān)系”是指元素的化合價(jià)和該元素在周期表中的位置(主族序數(shù))之間的關(guān)系。對(duì)于ABn型的分子來說，若A的化合價(jià)的絕對(duì)值和A在周期表中的主族序數(shù)相等，則該分子是非極性分子，若不相等，則是極性分子。c孤對(duì)電子數(shù)法對(duì)于ABn型的分子來說，中心原子無孤對(duì)電子非極性分子；中心原子有孤對(duì)電子極性分子。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷將液體放入適宜的滴定管中，打開活塞讓其緩慢流下，將用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近液流，流動(dòng)方向變化(發(fā)生偏移)的是極性分子，流動(dòng)方向不變的是非極性分子。1短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W、X原子的最外層電子數(shù)之比為43，Z原子比X原子的核外電子數(shù)多4。下列說法正確的是()AW、Y、Z的電負(fù)性大小順序一定是Z>Y>WBW、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是W>X>Y>ZCY、Z形成的分子的空間構(gòu)型可能是正四面體DWY2分子中鍵與鍵的數(shù)目之比是21答案C解析本題考查了元素推斷、原子半徑、分子空間結(jié)構(gòu)、共價(jià)鍵類型等物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律知識(shí)。因?yàn)樵拥淖钔鈱与娮訑?shù)不超過8個(gè)，故W、X的最外層電子數(shù)分別為4和3，結(jié)合Z的電子數(shù)比X多4可知，W為C元素，X為Al元素，Z為Cl元素。若Y為Si元素，則電負(fù)性Cl>C>Si，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)镃元素在第二周期，其余三種元素在第三周期，故原子半徑X>Y>Z>W，B項(xiàng)錯(cuò)誤；SiCl4的空間構(gòu)型為正四面體形，C項(xiàng)正確；CS2結(jié)構(gòu)式為S=C=S，分子中含有兩個(gè)鍵和兩個(gè)鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2我國科學(xué)家研制出一種催化劑，能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化，其反應(yīng)如下：HCHOO2CO2H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BCO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵CHCHO分子中既含鍵又含鍵D每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2答案C解析甲醛的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)中CO2分子的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，只含有極性鍵，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中甲醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，含有碳氧雙鍵，正確；D項(xiàng)中每生成1.8 g H2O，消耗標(biāo)況下的氧氣2.24 L，錯(cuò)誤。3碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}： (1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在_對(duì)自旋相反的電子。(2)碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是_。(3)CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有_，C原子的雜化軌道類型是_，寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點(diǎn)為253 K，沸點(diǎn)為376 K，其固體屬于_晶體。(5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有_個(gè)C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接_個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有_個(gè)C原子在同一平面。答案(1)電子云2(2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(3)鍵和鍵spCO2、SCN(或COS等)(4)分子(5)32124解析(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用“電子云”形象化描述。根據(jù)碳的基態(tài)原子核外電子排布圖可知，自旋相反的電子有2對(duì)。(2)碳原子有4個(gè)價(jià)電子，且碳原子半徑小，很難通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)，所以碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主。(3)CS2中C為中心原子，采用sp雜化，與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子有CO2、SCN等。(4)Fe(CO)5的熔、沸點(diǎn)較低，符合分子晶體的特點(diǎn)，故其固體為分子晶體。(5)由石墨烯晶體結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為62。觀察金剛石晶體的空間構(gòu)型，以1個(gè)C原子為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，1個(gè)C原子和4個(gè)C原子相連，則它必然在4個(gè)六元環(huán)上，這4個(gè)C原子中每個(gè)C原子又和另外3個(gè)C原子相連，必然又在另外3個(gè)六元環(huán)上，3412，所以每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)；六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子在同一平面。4(1)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原為Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為_，1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為_，乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是_。(2)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子?；卮鹣铝袉栴}：a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為_；分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是_(填化學(xué)式，寫出兩種)。這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是_；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是_(填化學(xué)式)。(3)X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等；R2離子的3d軌道中有9個(gè)電子。XY離子的立體構(gòu)型是_；R2的水合離子中，提供孤電子對(duì)的原子是_。將R單質(zhì)的粉末加入XH3的濃溶液中，通入Y2，充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式是_。(4)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝，并有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用。該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為：以下關(guān)于維生素B1的說法正確的是_。A只含鍵和鍵B既有共價(jià)鍵又有離子鍵C該物質(zhì)的熔點(diǎn)可能高于NaClD該物質(zhì)易溶于鹽酸維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間作用力有_。A離子鍵、共價(jià)鍵B離子鍵、氫鍵、共價(jià)鍵C氫鍵、范德華力 D離子鍵、氫鍵、范德華力答案(1)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵(2)sp3H2O2、N2H4HNO2、HNO3H2SO3(3)V形O2Cu8NH3H2OO2=2Cu(NH3)424OH6H2O(4)BDD解析(1)乙醛的結(jié)構(gòu)式為，由此可知，CH3、CHO上的碳原子分別是sp3、sp2雜化。由于1個(gè)乙醛分子中含有4個(gè)CH鍵、1個(gè)CC鍵、1個(gè)C=O鍵，共6個(gè)鍵，故1 mol乙醛分子含有6NA個(gè)鍵。乙酸分子之間能形成氫鍵而乙醛分子之間不能形成氫鍵，故乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛。(2)由題意推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。氫與其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形的是NH3，NH3中N原子的雜化方式為sp3，分子中既含有極性共價(jià)鍵又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是H2O2、N2H4。這些元素的含氧酸有HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3，酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。(3)根據(jù)提供信息，可以推斷X為N，Y為O，Z為Mg，R為Cu。NO中N有一對(duì)孤電子對(duì)，NO的立體構(gòu)型為V形。Cu2的水合離子中，H2O分子中O原子提供孤電子對(duì)。該反應(yīng)生成了Cu(NH3)4(OH)2配合物。(4)根據(jù)維生素B1的結(jié)構(gòu)式可知該物質(zhì)含有離子鍵、共價(jià)鍵，故A錯(cuò)，B項(xiàng)正確；該物質(zhì)中陽離子與陰離子之間的晶格能小于Cl與Na之間的晶格能，熔點(diǎn)應(yīng)低于NaCl，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；該物質(zhì)分子中含有NH2，易溶于鹽酸，D項(xiàng)正確。維生素B1分子中有NH2、OH官能團(tuán)，可形成氫鍵。5乙二胺四乙酸可由乙二胺(H2NCH2CH2NH2)、氰化鈉(NaCN)和甲醛水溶液作用制得，能和Fe3形成穩(wěn)定的水溶性配合物乙二胺四乙酸鐵鈉，原理如下：(1)Fe3基態(tài)核外電子排布式為_。(2)與CN互為等電子體的一種非極性分子為_(填化學(xué)式)。(3)乙二胺四乙酸中C原子的軌道雜化類型是_；C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是_。(4)乙二胺和三甲胺N(CH3)3均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高得多，原因是_。(5)請(qǐng)?jiān)谝叶匪囊宜徼F鈉結(jié)構(gòu)圖中用“箭頭”表示出配位鍵。答案(1)Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)(2)N2(3)sp2、sp3N>O>C(4)乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵(5)解析(1)Fe為26號(hào)元素，其原子核外電子排布式為Ar3d64s2，F(xiàn)e3為Fe原子先失去4s上的2個(gè)電子，再失去3d上面的1個(gè)電子，則Fe3的核外電子排布式為Ar3d5。(2)等電子體的原子數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等，且為非極性分子，則為N2。(3)“CH2”中的碳原子為sp3雜化，“COOH”中的碳原子為sp2雜化。N的2p軌道中的電子為半滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以第一電離能比相鄰元素O和C均大。(4)乙二胺中的氨基可以形成分子間氫鍵，從而使得其沸點(diǎn)高。(5)與Fe相連的N和O上面均含有孤電子對(duì)，而Fe有空軌道，所以它們之間形成配位鍵。