高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基础第38讲分子结构与性质练习.doc

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1、- 1 - / 34【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基精选高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基础第础第 3838 讲分子结构与性质练习讲分子结构与性质练习考纲要求 1.了解共价键的形成、极性、类型( 键和 键)，了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。考点一考点一 共价键

2、及其参数共价键及其参数1本质在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。2特征具有饱和性和方向性。3分类分类依据类型 键电子云“头碰头”重叠 形成共价键的原子轨道重叠方式 键电子云“肩并肩”重叠极性键共用电子对发生偏移 形成共价键的电子对是否偏移 非极性键共用电子对不发生偏移单键原子间有一对共用电子对 原子间共用电子对的数目 双键原子间有两对共用电子对- 2 - / 34三键原子间有三对共用电子对特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于 1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不

3、同种元素原子间形成的共价键为极性键。4键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响键能越大，键长越短，分子越稳定。5等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如 N2 与 CO、O3 与 SO2、N2O 与 CO2、CH4 与 NH 等。(1)共价键的成键原子只能是非金属原子()(2)在任何情况下，都是 键比 键强度大()(3)在所有分子中都存在化学键()(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关()(5)ss 键与 sp 键的电子云形状对称性相同()(6) 键能单独形成，而 键一定不能单独形成()(7) 键可以绕键轴旋转， 键一定不能绕键轴旋转

4、()(8)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()(9)键长等于成键两原子的半径之和()(10)所有的共价键都有方向性()- 3 - / 341有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN(HCN)。只有 键的是_(填序号，下同)；既有 键，又有 键的是_；含有由两个原子的 s 轨道重叠形成的 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 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 键的是_。答案 2写出与 CCl4 互为等电子体的分子或离子有_等。答案 SiCl4、CBr4、

5、SO、CF4(合理即可)题组一 共价键参数的理解与应用1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：_。COCOC=OCO键能(kJmol1)357.7798.91071.9N2NNN=NNN键能(kJmol1)154.8418.4941.7答案 CO 断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量(273.0kJmol1)比断开 N2 分子的第一个化学键所需要的能量(523.3kJmol1)小解析 由断开 CO 分子的第一个化学键所需要的能量(1 071.9798.9) kJmol1273.0 kJmol1比断开 N2 分子的第一个化学键所需要- 4

6、- / 34的能量(941.7418.4) kJmol1523.3 kJmol1小，可知 CO相对活泼。2(2018河南省开封联考)已知键能、键长部分数据如下表：共价键ClClBrBrIIHFHClHBrHIHO键能(kJmol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长(pm)19822826796共价键CCC=CCCCHNHN=OOOO=O键能(kJmol1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长(pm)154133120109101(1)下列推断正确的是_(填字母，下同)。A稳定性：HFHClHBrHIB氧化性：I2Br2

7、Cl2C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 分子中，键长最短的是_，最长的是_；OO 键的键长_(填“大于” “小于”或“等于)O=O 键的键长。答案 (1)ACD (2)A (3)HF HI 大于解析 (1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A 项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定- 5 - / 34性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B

8、 项错误；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 OO 键、O=O 键的键能知，B 项错误；CH 键的键长大于 NH 键的键长，但是 NH 键的键能反而较小，C 项错误；由 CH、NH 的键能知，CH4 的键能较大，而稳定性较弱，D 项错误。题组二 等电子原理的理解与应用3(2017市期末)根据等电子原理判断，下列说法中错误的是( )AB3N3H6 分子中所有原子均在同一平面上BB3N3H6 分子中存在双键，可发生加成反应CH3O和 NH3 是等电子体，均为三角锥形DCH4 和 NH 是等电子体，均为正四面体形答案 B解析 B3

9、N3H6 和苯是等电子体，其结构相似；C 项，H3O和 NH3 是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型；D 项，CH4 和 NH 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。4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_。(2)在短周期元素组成的物质中，与 NO 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为_(填化学式)，阴离子为_。(4)与 N2 互为等电子体的阴离子是_，阳离子是_。答案 (1)N2 CO N2O CO2(2)SO2 O3- 6 - / 34(3)H2F NH

10、2(4)CN(或 C) NO考点二考点二 分子的立体构型分子的立体构型1价层电子对互斥理论(1)理论要点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。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立体构型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。(3)示例分析电子对数 键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形直线形CO230平面三角形BF3 3 21三角形

11、V 形SO240正四面体形CH431三角锥形NH3422四面体形V 形H2O2.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。- 7 - / 34(2)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928四面体形CH43.配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。配位键的表示

12、：常用“”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如 NH 可表示为，在 NH 中，虽然有一个 NH 键形成过程与其他 3 个 NH 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。(3)配合物如Cu(NH3)4SO4配体有孤电子对，如 H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如 Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。(1)杂化轨道只用于形成 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)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为 sp2

13、杂化()(5)中心原子是 sp 杂化的，其分子构型不一定为直线形()- 8 - / 34(6)价层电子对互斥理论中， 键电子对数不计入中心原子的价层电子对数()1填表序号物质中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR 模型名称分子或离子立体构型中心原子杂化类型CS2HCHONCl3SO24H3O答案 0 2 直线形 直线形 sp0 3 平面三角形 平面三角形 sp21 4 四面体形 三角锥形 sp30 4 正四面体形 正四面体形 sp31 4 四面体形 三角锥形 sp32比较下列分子或离子中键角大小。(1)H2O_H3O，NH3_NH。(2)SO3_CCl4，CS2_SO2。答案 (1) (

14、2) 解析 (1)H2O 与 H3O，NH3 与 NH 的中心原子均采用 sp3 杂化，孤电子对数越多，斥力越大，键角越小。(2)杂化不同，键角不同。题组一 分子的立体构型及中心原子杂化类型的判断1(2017区校级期末)下列说法中正确的是( )APCl3 分子是三角锥形，这是因为 P 原子是以 sp2 杂化的结果Bsp3 杂化轨道是由任意的 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道混合形成的四个sp3 杂化轨道- 9 - / 34C凡中心原子采取 sp3 杂化的分子，其 VSEPR 模型都是四面体DAB3 型的分子立体构型必为平面三角形答案 C解析 A 项，PCl3 分子的中心原子 P 含有 3

15、个成键电子对和 1 个孤电子对，为 sp3 杂化，立体构型为三角锥形，错误；B 项，能量相近的 s 轨道和 p 轨道形成杂化轨道，错误；C 项，凡中心原子采取 sp3 杂化的分子，其 VSEPR 模型都是四面体，而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关，正确；D 项，AB3 型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数也有关，如 BF3 中 B 原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3 中 N 原子有 1 个孤电子对，为三角锥形，错误。2原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：(1)BF3 分子的立体构型为_，NF3 分子的立体构型为_。(2)已知 H2O、N

16、H3、CH4 三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O，请分析可能的原因是_。答案 (1)平面三角形 三角锥形(2)CH4 分子中的 C 原子没有孤电子对，NH3 分子中 N 原子上有 1 对孤电子对，H2O 分子中 O 原子上有 2 对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小解析 (1)BF3 分子中的 B 原子采取 sp2 杂化，所以其分子的立体构型为- 10 - / 34平面三角形；NF3 分子中的 N 原子采取 sp3 杂化，其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对，所以其分子的立体构型为三角锥形。(2)H2O、NH3、CH4 分子中的 O、N、C 均采取 sp3 杂化，而

17、在 O 原子上有2 对孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N 原子上有1 对孤电子对，对成键电子对的排斥作用使键角缩小，但比水分子的要大；C 原子上无孤电子对，键角最大。3(2017桂林中学月考)锂磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：2Na3PO44CuSO42NH3H2O=Cu4O(PO4)23Na2SO4(NH4)2SO4H2O请回答下列问题：(1)上述化学方程式中涉及的 N、O、P 元素的电负性由小到大的顺序是_。(2)基态 S 原子的价电子排布式为_。(3)(NH4)2SO4 中含有化学键的类型为_。(4)PO 的立体构型是_，其中 P 原

18、子的杂化方式为_。(5)在硫酸铜溶液中加入过量 KCN 溶液，生成配合物Cu(CN)42，则1molCN中含有的 键数目为_,1molCu(CN)42中含有的 键数目为_。答案 (1)PNO(2)3s23p4(3)离子键、共价键(4)正四面体 sp3(5)2NA 8NA- 11 - / 34解析 (1)同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大，则有电负性：NO；同主族元素的电负性自上而下逐渐减弱，则有电负性：NP。(2)基态 S 原子核外有 16 个电子，根据核外电子排布规律，其价电子排布式为 3s23p4。(3)(NH4)2SO4 分子中存在 NH 极性共价键和 SO 极性共价键，NH 和SO

19、 之间存在离子键。(4)PO 中 P 原子的价层电子对数为 44，则 P 原子采取 sp3 杂化，故PO 的立体构型为正四面体。(5)CN中 C、N 原子之间存在 CN 键，1 个 CN中存在 1 个 键、2个 键，故 1 mol CN含有 2 mol 键。Cu(CN)42中 Cu2为中心离子，CN为配体，Cu2与 CN之间以配位键结合，即每个 CN与Cu2间有 1 个 键，故 1 mol Cu(CN)42含有 8 mol 键。4(2018县莲塘一中月考)(1)下列说法正确的是_。AHOCH2CH(OH)CH2OH 与 CH3CHClCH2CH3 都是手性分子BNH 和 CH4 的立体构型相似CBF3 与都是平面形分子DCO2 和 H2O 都是直线形分子(2)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。图甲中，1 号 C 与相邻 C 形成 键的个数为_。图乙中，1 号 C 的杂化方式是_，该 C 与相邻 C 形成的键角_(填“” “OC(4)65NA(5)CrCl2(H2O)4