复习题国家获奖教案

第二章

复习教案

[学习目标定位]

1.了解共价键分类的依据及成键特点，会判断分子中σ键和π键的个数。2.能利用价层电子对理论和原子轨道杂化理论判断、解释分子(离子)的立体构型，中心原子的杂化类型。3.理解等电子原理，会利用等电子原理判断等电子体并解释相关性质。4.理解物质物理性质的综合影响因素。

一、σ键和π键个数的判断

例1

甲、乙、丙三种有机物的结构如下：

甲：

乙：COCl2(丙：CH2==CHCN ) (1)甲分子中有______个σ键，______个π键，______(填“有”或“没有”)非极性键。

(2)乙分子中碳原子形成________个σ键，________个π键。

(3)丙分子中σ键与π键的数目之比为________。

【考点】共价键的类型

【题点】分子中σ键和π键的存在及个数的判断

答案

(1)8

2

有

(2)3

1

(3)2∶1 解析

(1)甲分子中有3个C—Hσ键，2个C—Cσ键，2个C—Oσ键，1个O—Hσ键；C==C和C==O中分别有1个π键；有C==C、C—C非极性键。

(2)乙分子中C与O原子之间形成1个σ键和1个π键，C与两个Cl原子之间分别形成1个σ键。

(3)丙分子中含有1个C==C键，1个C≡N键，3个C—H键和1个C—C键，故丙分子中共有6个σ键和3个π键。

方法规律——σ键、π键存在的规律

(1)共价单键全部是σ键。

(2)共价双键中，一个是σ键、一个是π键。

(3)共价三键中，一个是σ键、两个是π键。

二、配位键与配合物综合考查

例2

配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：

(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]生成，则[Al(OH)4]中存在____(填字母)。

a.共价键

c.配位键

e.π键

(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3的配位数是6，为确定钴的配合物的结＋－－b.非极性键

d.σ键

构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为________________，第二种配合物的结构可表示为__________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是_______________________________。

(提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2) 【考点】配位键、配合物的综合考查

【题点】配合物的结构与性质的综合

答案

(1)acd (2)[CoBr(NH3)5]SO4

[Co(SO4)(NH3)5]Br

生成淡黄色沉淀

解析

(1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH结合形成[Al(OH)4]，利用的是铝原子的空轨道和OH的孤对电子形成的配位键；由两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以[Al(OH)4]中也形成了σ键。

(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀；若加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。

易误提醒

配合物中化学键的类型和数目判断，易错点在于对概念、微粒的组成以及结构式认识不清，导致出错。配合物中的化学键主要有离子键、共价键、配位键三种，离子键是阴阳离子之间的作用力(阳离子包括金属离子和NH4等)，共价键主要是非金属原子之间的作用力，配位键是中心原子与配体之间的作用力。键的数目判断方法：两个共价原子之间形成一个σ键，中心原子和配体之间形成一个配位键。

三、等电子原理及其应用

例3

通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的立体构型相同，则下列有关说法中正确的是(

) A.CH4和NH4是等电子体，键角均为60°

＋＋－－－－－

B.NO3和CO23是等电子体，均为平面正三角形结构

－－C.H3O和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构

D.B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道

【考点】等电子原理

【题点】等电子原理的应用

答案

B 解析

CH4和NH4为等电子体，都是正四面体结构，键角均为109°28′，A项不正确；NO3－＋＋－＋和CO23是等电子体，均为平面正三角形结构，B项正确；H3O和PCl3价电子总数不相等，不是等电子体，C项不正确；B3N3H6结构与苯相似，也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D项不正确。

易错提醒

判断两种微粒是否是等电子体，要牢牢抓住等电子体的定义，不要被质子数的多少、是否都是中性粒子等所迷惑。等电子体的结构具有相似性。

四、杂化轨道及其类型的判断

例4

在(

) A.sp2杂化；sp2杂化

C.sp2杂化；sp3杂化

分子中，羰基碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为B.sp3杂化；sp3杂化

D.sp杂化；sp3杂化

【考点】杂化轨道理论的应用

【题点】微粒中心原子杂化类型的判断

答案

C 解析

羰基上的碳原子共形成3个σ键，为sp2杂化，两侧甲基中的碳原子共形成4个σ键，为sp3杂化。

方法规律——有机物分子中碳原子杂化类型的判断

对于有机物分子来说，若没有形成π键则为sp3杂化，形成一个π键则为sp2杂化，形成两个π键则为sp杂化。

五、分子的立体结构的判断与分析

例5

下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是(

) A.SO23

B.ClO4

－－C.NO2

D.ClO3

－－答案

B 解析

SO2且含有一对孤电子对，所以其VSEPR模型为四面体形，而3的价层电子对数为4，－SO23的立体构型为三角锥形，A项错误；ClO4的价层电子对数为4，不含孤电子对，所以其－－VSEPR模型与其立体构型一致，B项正确；NO2的价层电子对数为3，其中含有一对孤电子－

对，其VSEPR模型与其立体构型不一致，C项错误；ClO3的价层电子对数为4，也含有一对孤电子对，D项错误。

方法规律

价层电子对互斥理论模型(VSEPR模型)指的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时，分子的立体构型与价层电子对的立体构型一致；当中心原子有孤电子对时，分子的立体构型与价层电子对的立体构型不一致。

六、分子极性的判断

例6

下列每组物质中化学键类型和分子的极性都相同的是(

) A.CO2和CS2

B.NaCl和HCl

C.H2O和CH4

D.O2和HBr 【考点】分子的极性

【题点】分子极性与共价键极性的综合判断

答案

A 解析

CO2和CS2中均含极性共价键，且均为直线形对称分子，均属于非极性分子，A正确；NaCl含离子键，HCl含极性共价键，B错误；H2O和CH4中均含极性共价键，H2O为V形，属于极性分子，CH4为正四面体形，属于非极性分子，C错误；O2和HBr中分别含非极性键、极性键，分别属于非极性分子和极性分子，D错误。

方法规律

(1)对于双原子分子，键的极性就是分子的极性。

①由极性键形成的双原子分子(表示为AB型分子)，一定是极性分子，如CO、NO、HCl等分子。

②由非极性键形成的双原子分子(表示为A2型分子)，一定是非极性分子，如O2、N2、Cl2等分子。

(2)三原子及三原子以上的分子，结构有可能对称，键的极性互相抵消，有可能为非极性分子。

七、范德华力和氢键对物质性质的综合影响

例7

下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是(

) 选项

A B C D

答案

D 解析

由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而Ⅰ组

相对分子质量：HCl>HF 键能：H—O>H—S 分子间作用力：H2O>H2S 相对分子质量：HI>HCl Ⅱ组

沸点：HCl高于HF

沸点：H2O高于H2S

稳定性：H2O强于H2S

沸点：HI高于HCl －

HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl低于HF，A项中Ⅱ命题不正确；由于原子半径：OH—S，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O高于H2S，B项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：H2S>H2O，所以范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能：H—O>H—S，所以稳定性：H2O强于H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，所以C项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：HI>HCl，所以范德华力：HI>HCl，沸点：HI高于HCl，D项中Ⅰ命题能解释Ⅱ命题。

方法规律

(1)利用范德华力判断物质熔、沸点高低的前提是物质的组成和结构要相似。结构相似的判断方法有两种：一是同一主族同一类别的物质的结构相似，如H2S和H2Te；二是运用价层电子对互斥理论模型判断其分子的立体构型。

(2)比较分子沸点时，一定要注意氢键的存在。分子间氢键能使沸点升高，分子内氢键使沸点降低。

八、影响物质溶解性的综合考查

例8

关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是(

) A.CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子

B.SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子

C.CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低

D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子

【考点】溶解性

【题点】依据“相似相溶”规律比较物质的溶解性

答案

B 解析

根据“相似相溶”规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A错误、B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C错；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子为极性分子外，还因为NH3分子和H2O分子之间可形成氢键，故D错。

易错警示——判断物质溶解性要注意的问题

(1)“相似相溶”规律是从分子结构的角度，通过实验的观察和研究而得出的关于物质溶解性的经验规律，也有不符合此规律的例外情况，如CO、NO等极性分子难溶于水。

(2)“相似相溶”规律可以解释一些物质在某些溶剂中溶解的情况。

(3)氢键影响物质的溶解度。如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。如NH3极易溶于水、C2H5OH与水能以任意比混溶，上述事实还分别与NH3和H2O分子间、C2H5OH和H2O分子间形成氢键密切相关。