2018-2019版高中化學(xué) 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)本專題重難點突破學(xué)案 蘇教版選修3.docx

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專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 本專題重難點突破 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.能利用價層電子對互斥理論和原子軌道雜化理論判斷、解釋分子(離子)的空間構(gòu)型，中心原子的雜化類型。2.理解等電子原理，會利用等電子原理判斷等電子體并解釋相關(guān)性質(zhì)。3.了解配合物的形成、性質(zhì)及應(yīng)用，會分析配合物的結(jié)構(gòu)。4.理解物質(zhì)物理性質(zhì)的綜合影響因素，會判斷分子的極性。 一、雜化軌道及其類型的判斷 例1　在分子中，①、②、③號碳原子成鍵時所采取的雜化方式分別為(　　) A．sp2雜化；sp2雜化；sp雜化 B．sp3雜化；sp3雜化；sp2雜化 C．sp3雜化；sp2雜化；sp雜化 D．sp雜化；sp3雜化；sp2雜化 答案　C 解析　①號碳原子共形成4個σ鍵，為sp3雜化，②號碳原子共形成3個σ鍵，為sp2雜化，③號碳原子共形成2個σ鍵，為sp雜化。 方法規(guī)律——有機物分子中碳原子雜化類型的判斷 對于有機物分子來說，若沒有形成π鍵則為sp3雜化，形成一個π鍵則為sp2雜化，形成兩個π鍵則為sp雜化。 二、分子的空間結(jié)構(gòu)的判斷與分析 例2　下列離子的VSEPR模型與其空間構(gòu)型一致的是(　　) A．SO B．ClO C．NO D．ClO 答案　B 解析　SO的價層電子對數(shù)為4，且含有一個孤電子對，所以其VSEPR模型為四面體型，而SO的空間構(gòu)型為三角錐型，A項錯誤；ClO的價層電子對數(shù)為4，不含孤電子對，所以其VSEPR模型與其空間構(gòu)型一致，B項正確；NO的價層電子對數(shù)為3，其中含有一個孤電子對，其VSEPR模型與其空間構(gòu)型不一致，C項錯誤；ClO的價層電子對數(shù)為4，也含有一個孤電子對，D項錯誤。 方法規(guī)律　 價層電子對互斥理論模型(VSEPR模型)指的是價層電子對的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對的空間構(gòu)型，不包括孤電子對。當(dāng)中心原子無孤電子對時，分子的空間構(gòu)型與價層電子對的空間構(gòu)型一致；當(dāng)中心原子有孤電子對時，分子的空間構(gòu)型與價層電子對的空間構(gòu)型不一致。 三、等電子原理及其應(yīng)用 例3　通常把原子總數(shù)和價電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間構(gòu)型相同，則下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．CH4和NH是等電子體，鍵角均為60 B．NO和CO是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu) C．H3O＋和PCl3是等電子體，均為三角錐型結(jié)構(gòu) D．B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道 答案　B 解析　CH4和NH都是正四面體構(gòu)型，鍵角均為109.5，A項不正確；NO和CO是等電子體，均為平面正三角形結(jié)構(gòu)，B項正確；H3O＋和PCl3價電子總數(shù)不相等，不是等電子體，C項不正確；B3N3H6結(jié)構(gòu)與苯相似，也存在“肩并肩”式重疊的軌道，D項不正確。 易錯提醒 判斷兩種微粒是否是等電子體，要牢牢抓住等電子體的定義，不要被質(zhì)子數(shù)的多少、是否都是中性粒子等所迷惑。等電子體的結(jié)構(gòu)具有相似性。 四、分子極性的判斷 例4　下列每組物質(zhì)中化學(xué)鍵類型和分子的極性都相同的是(　　) A．CO2和CS2 B．NaCl和HCl C．H2O和CH4 D．O2和HBr 答案　A 解析　CO2和CS2中均含極性共價鍵，且均為直線形對稱分子，均屬于非極性分子，A正確；NaCl含離子鍵，HCl含極性共價鍵，B錯誤；H2O和CH4中均含極性共價鍵，H2O為V形，屬于極性分子，CH4為正四面體型，屬于非極性分子，C錯誤；O2和HBr中分別含非極性鍵、極性鍵，分別屬于非極性分子、極性分子，D錯誤。 方法規(guī)律 (1)對于雙原子分子，鍵的極性就是分子的極性。 ①由極性鍵形成的雙原子分子(表示為AB型分子)，一定是極性分子，如CO、NO、HCl等分子。 ②由非極性鍵形成的雙原子分子(表示為A2型分子)，一定是非極性分子，如O2、N2、Cl2等分子。 (2)三原子及三原子以上的分子，結(jié)構(gòu)有可能對稱，鍵的極性互相抵消，有可能為非極性分子。 五、影響物質(zhì)溶解性的綜合考查 例5　關(guān)于CS2、SO2、NH3三種物質(zhì)的說法中正確的是(　　) A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其屬于極性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它們都是極性分子 C．CS2為非極性分子，所以在這三種物質(zhì)中熔、沸點最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子為極性分子 答案　B 解析　根據(jù)“相似相溶規(guī)則”，水是極性分子，CS2是非極性分子，SO2和NH3都是極性分子，故A錯誤、B正確；由于CS2常溫下是液體，SO2和NH3常溫下是氣體，故C錯；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子為極性分子外，還因為NH3分子和H2O分子之間可形成氫鍵，故D錯。 易錯警示——判斷物質(zhì)溶解性要注意的問題 (1)“相似相溶”規(guī)則是從分子結(jié)構(gòu)的角度，通過實驗的觀察和研究而得出的關(guān)于物質(zhì)溶解性的經(jīng)驗規(guī)律，也有不符合此規(guī)律的例外情況，如CO、NO等極性分子難溶于水。 (2)“相似相溶”規(guī)則可以解釋一些物質(zhì)在某些溶劑中溶解的情況。 (3)氫鍵影響物質(zhì)的溶解度。如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵，則溶解度增大。如NH3極易溶于水、C2H5OH與水能以任意比混溶，上述事實還分別與NH3和H2O分子間、C2H5OH和H2O分子間形成氫鍵密切相關(guān)。 六、配合物的組成和結(jié)構(gòu)的推斷 例6　水能與多種金屬離子形成絡(luò)合物，某紅紫色絡(luò)合物的組成為CoCl35NH3H2O，其水溶液顯弱酸性，加入強堿加熱至沸騰有氨放出，同時產(chǎn)生Co2O3沉淀；加AgNO3于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，過濾后加AgNO3溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一。則該配合物的化學(xué)式最可能為(　　) A．[CoCl2(NH3)4]ClNH3H2O B．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 C．[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl2NH3 D．[CoCl(NH3)5]Cl2H2O 答案　D 解析　CoCl35NH3H2O水溶液加AgNO3于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，說明外界離子有Cl－，過濾后再加AgNO3溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，說明配體中含有Cl－，且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一，說明外界Cl－與配體Cl－之比為2∶1，選項中只有D符合。 方法規(guī)律 配合物有內(nèi)界和外界之分，在水溶液中只有外界提供的陰、陽離子屬于自由離子，而內(nèi)界的離子不屬于自由離子，通過復(fù)分解反應(yīng)確定配合物的化學(xué)式時，一定要注意發(fā)生反應(yīng)的和未發(fā)生反應(yīng)的同種離子的比例關(guān)系。 七、配合物的組成和性質(zhì)的綜合 例7　(2017石家莊一中高二期末)配位化合物在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用，請根據(jù)要求回答下列問題： (1)光譜證實單質(zhì)鋁與強堿性溶液反應(yīng)有[Al(OH)4]－生成，則[Al(OH)4]－中存在________(填字母)。 a．共價鍵 b．非極性鍵 c．配位鍵 d．σ鍵 e．π鍵 (2)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物，結(jié)構(gòu)分別為[CoBr(NH3)5]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3＋的配位數(shù)是6，為確定鈷的配合物的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)對兩種配合物進行了如下實驗：在第一種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，產(chǎn)生白色沉淀，在第二種配合物的溶液中加BaCl2溶液時，則無明顯現(xiàn)象。則第一種配合物的結(jié)構(gòu)可表示為_____________________，第二種配合物的結(jié)構(gòu)可表示為____________________________。若在第二種配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，則產(chǎn)生的現(xiàn)象是__________________。 (提示：TiCl(H2O)5Cl2這種配合物的結(jié)構(gòu)可表示為[TiCl(H2O)5]Cl2。) 答案　(1)acd　(2)[CoBr(NH3)5]SO4　[Co(SO4)(NH3)5]Br　生成淡黃色沉淀 解析　(1)光譜證實單質(zhì)Al與強堿性溶液反應(yīng)有[Al(OH)4]－生成，可看作鋁原子和三個羥基形成三對共用電子對，形成三個極性共價鍵，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在強堿性溶液中，和OH－結(jié)合形成[Al(OH)4]－，利用的是鋁原子的空軌道和OH－的孤電子對形成的配位鍵；由兩個原子軌道“頭碰頭”相互重疊而形成的共價鍵，叫σ鍵，所以[Al(OH)4]－中也形成了σ鍵。(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的結(jié)構(gòu)可知，硫酸根離子為配合物的外界，在水溶液中以離子形式存在，所以會與鋇離子結(jié)合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液時無明顯現(xiàn)象，說明硫酸根離子在內(nèi)界，所以配合物的結(jié)構(gòu)為[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴離子為配合物的外界，在水溶液中以離子形式存在，若加入AgNO3溶液，會產(chǎn)生淡黃色沉淀溴化銀。 易誤提醒 配合物中化學(xué)鍵的類型和數(shù)目判斷，易錯點在于對概念、微粒的組成以及結(jié)構(gòu)式認(rèn)識不清，導(dǎo)致出錯。配合物中的化學(xué)鍵主要有離子鍵、共價鍵、配位鍵三種，離子鍵是陰、陽離子之間的作用力(陽離子包括金屬離子和NH等)，共價鍵主要是非金屬原子之間的作用力，配位鍵是中心原子與配體之間的作用力。鍵的數(shù)目判斷方法：兩個共價原子之間形成一個σ鍵，中心原子和配體之間形成一個配位鍵。