归纳与整理精品学案

章末小结与测评

1

考点一

化学键与分子的立体构型

1.了解共价键的主要类型σ键和π键，说出σ键和π键的明显差别和一般规律。

2．能应用键参数——键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。

3．结合实例说明等电子原理的应用。

考纲要求

4．了解共价分子结构的多样性和复杂性。

5．能应用有关理论判断简单分子或离子的立体构型。

6．理解价层电子对互斥理论、杂化轨道理论和配合物理论。

7．了解配位键和配合物，会判断简单配合物的成键情况。

化学键的内容主要考查化学键类型、σ键、π键的判断，分子的立体构型主要考查价层电子对互斥理论、原子的杂化类型、粒子的立体构型等。分子构考纲说明

型的判断主要依据价层电子对互斥理论，杂化轨道理论是对分子结构的解释而不是判断的依据。杂化类型的判断要依据中心原子的价层电子对数。

1.(1)(2016·全国甲卷)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_______________。

2＋2＋②在[Ni(NH3)6]中Ni与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。

③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是__________________；

氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。

(2)(2016·全国乙卷)①Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_____________________________。

②比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_________________。

GeCl4

GeBr4

GeI4

熔点/℃

－49.5 26 146 沸点/℃

83.1 186 约400 ③光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。

④Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为____________，微粒之间存在的作用力是_____________。

6＋22－2－解析：(1)①SO4中，S原子的价层电子对数为＝4，成键电子对数为4，故SO4的2立体构型为正四面体。

2＋2＋②[Ni(NH3)6]中，由于Ni具有空轨道，而NH3中N原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。

③由于 NH3分子间可形成氢键，故NH3的沸点高于PH3。NH3分子中，N原子形成3个σ3键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp，立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称，NH3属于极性分子。(2)①锗虽然与碳为同族元素，但比碳多了两个电子层，因此锗的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。②由锗卤化物的熔沸点由Cl到I呈增大的趋势且它们的熔沸点较低，可判断它们均为分子晶体，而相同类型的分子晶体，其熔沸点取决于相对分子质量的大小，因为相对分子质量越大，分子间的作用力就越大，熔沸点就越高。③Zn和Ge为同周期元素，Ge在Zn的右边，因此Ge的电负性比Zn的强；O为活泼的非金属元素，电负性强于Ge和Zn，因此三者电负性由大至小的顺序为O、Ge、Zn。④Ge单晶为金刚石型结构，金刚石中碳33原子的杂化方式为sp，因此Ge原子的杂化方式也为sp。微粒之间存在的作用力为共价键。

答案：(1)①正四面体

②配位键

N 3③高于 NH3分子间可形成氢键

极性

sp

(2)①Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎

2

不能重叠，难以形成π键

②GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强

③O＞Ge＞Zn 3④sp

共价键

2．(2015·新课标全国卷Ⅰ节选 ) (1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________。

(2)CS2分子中，共价键的类型有________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。

解析：(1)在原子结构中，最外层电子小于4个的原子易失去电子，而碳原子的最外层是4个电子，且碳原子的半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构，所以通过共用电子对的方式，即形成共价键来达到稳定结构。(2)CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个σ键和1个π键，分子空间构型为直线形，则含有的共价键类型为σ键和π键；C原子的最外层形成2个σ键，无孤电子对，所以为sp杂化；O与S同主族，所以－与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN，－所以SCN的空间构型和键合方式与CS2相同。

答案：(1)C有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构

－(2)σ键和π键

sp CO2、SCN(或COS等) 2－3．(2015·新课标全国卷Ⅱ节选)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A和B＋具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：

(1)C和D反应可生成组成为1∶3的化合物E，E的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型为________。

(2)化合物D2A的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为______________________。

解析：(1)C和D形成的物质为PCl3，其中P含有一对孤电子对，其价层电子对数是4，3所以立体构型为三角锥形，中心原子为sp杂化。(2)化合物Cl2O的中心原子O含有2对孤电子对，价层电子对数为4，所以立体构型为V形，Cl2和碳酸钠反应的化学方程式为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl。

3答案：(1)三角锥形

sp

(2)V形

4

2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl 4．(2015·山东高考节选)(1)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

(2)F2与其他卤素单质反应可形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)＝2ClF3(g) ΔH＝－313 kJ/mol，F—F键的键能为159 kJ/mol，Cl—Cl键的键能为242 kJ/mol，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ/mol。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。

解析：(1)OF2分子中O与2个F原子形成2个σ键，O原子还有2对孤电子，所以O3原子的杂化方式为sp，空间构型为角形或V形。(2)根据焓变的含义可得：242 kJ/mol＋3×159 kJ/mol－6×ECl—F＝－313 kJ/mol，解得Cl—F键的平均键能ECl—F＝172 kJ/mol；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，所以ClF3的为熔、沸点比BrF3的低。

3答案：(1)角形或(V形) sp

(2)172 低

5．(1)(2014·新课标全国卷Ⅰ节选)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________，1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

(2)(2014·山东高考节选)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)。

3

①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。

②图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________(填“>”、“<”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。

解析：(1)由乙醛的结构式知，—CH3、—CHO 上的碳原子分别为2sp、sp杂化。由于1个乙醛分子中含有4个CH键、1个CCS键、1个CO键，共有6个σ键，故1 mol乙醛分子中含有6NA个σ键。(2)①图甲中，1号C与相邻的3个C形成1个碳碳双键和2个碳碳单键，即形成3个σ键和1个π键。②图乙中，1号C除与3个C形3成化学键外，还与羟基氧原子形成化学键，故该C采取sp杂化。

323答案：(1)sp、sp

6NA

(2)①3

②sp

< 考点二

分子的性质

1.说明化学键和分子间作用力的差别。

2．说明分子间作用力对物质状态的影响。

考纲

3．能应用分子结构的知识判断分子的极性、解释无机含氧酸分子的酸性。

要求

4．理解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。

5．了解手性分子在生命科学等方面的应用。

分子的性质主要包括氢键、分子间作用力、键的极性和分子的极性，键考纲

参数对分子结构和性质的影响及氢键、分子间作用力对物质熔、沸点的影响。说明

高考对该部分以综合题考查，常与化学键的知识结合在一起。

6.(2015·福建高考节选) (1)Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ

键。

(2)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

3

参数

分子与H2O的

分子直径/nm 分子

结合能E/(kJ/mol) CH4

0.436 16.40 CO2

0.512 29.91 ①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_______________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是___________________________。

解析：(1)在1 mol Ni(CO4)中，CO与Ni间的四个配位键属于σ键，在CO分子中C、O原子间存在一个σ键，可见1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。(2)①在“可燃冰”中水分子间存在分子作用力(即范德华力)，同时水分子间的H、O原子还可形成氢键。②利用表中数据知，CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径，可在笼中放入CO2分子；另外CO2与H2O

4

的结合能大于CH4，可用于置换CH4。

答案：(1)8 (2)①氢键，范德华力

②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径且与H2O的结合能大于CH4

7．(上海高考)PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是(

) A．PH3分子呈三角锥形

B．PH3分子是极性分子

C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低

D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高

解析：选C 因为NH3分子间可以形成氢键，所以PH3沸点低于NH3的沸点。

8．(福建高考节选)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是______________。

解析：分析图中曲线，随着相对分子质量增大，硅烷的沸点升高。

答案：硅烷的相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高

9．(1)(山东高考)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________________________________________________________________。

的沸点比高，原因是

________________________________________________________________________。

(2)[双选](海南高考)下列分子中，属于非极性分子的是(

) A．SO2

B．BeCl2

C．BBr3 D．COCl2

解析：(1)化学键是强烈的相互作用；氢键的作用力比化学键弱，但比范德华力的作用力要强。可形成分子间的氢键，而形成的是分子内的氢键，故前者比后者的沸点要高。(2)根据价层电子对互斥理论(VSEPR)可得四种分子的结构如下：

、、、。

答案：(1)O—H键、氢键、范德华力

形成分子内氢键，而5

形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大

(2)B、C

6