2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【學(xué)科素養(yǎng)】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：從不同層次認(rèn)識(shí)分子的空間結(jié)構(gòu)，并對(duì)共價(jià)鍵進(jìn)行分類(lèi)，從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題。2．變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)及類(lèi)型，多角度、動(dòng)態(tài)地分析分子的空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，并運(yùn)用相關(guān)理論解決實(shí)際問(wèn)題。3．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型和雜化軌道理論等，解釋分子的空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。4．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)探究方案進(jìn)行探究分析，面對(duì)異?，F(xiàn)象敢于提出自己的見(jiàn)解?？键c(diǎn)考題考點(diǎn)一：共價(jià)鍵2021全國(guó)甲卷第35(2)題2021全國(guó)乙卷第35(3)題2021河北選擇考第17(3)題2020山東等級(jí)考第4題2020全國(guó)卷Ⅲ第35(2)題2020江蘇高考第21(4)題2019全國(guó)卷Ⅲ第35(4)題考點(diǎn)二：分子的空間結(jié)構(gòu)2021全國(guó)甲卷第35(1)題2021全國(guó)乙卷第35(3)題2021浙江6月選考第12題2021河北選擇考第17(4)題2021廣東選擇考第20(4)題2021湖南選擇考第18(2)題2021山東等級(jí)考第16(2)、(3)題2020山東等級(jí)考第7、12題2020全國(guó)卷Ⅰ第35(3)題2020全國(guó)卷Ⅱ第35(4)題2020全國(guó)卷Ⅲ第35(2)題2020山東等級(jí)考第17(1)題2020江蘇高考第21(2)題2019全國(guó)卷Ⅰ第35(2)題2019全國(guó)卷Ⅱ第35(1)題2019江蘇高考第21(2)題考點(diǎn)三：分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)2021全國(guó)甲卷第35(3)題2021全國(guó)乙卷第35(3)題2021山東等級(jí)考第9、第16(2)題2021廣東選擇考第20(2)(5)題2020全國(guó)卷Ⅲ第35(3)題2020山東等級(jí)考第17(2)題2019全國(guó)卷Ⅱ第35(1)題2019全國(guó)卷Ⅲ第35(3)題2019江蘇高考第21(3)題分析近五年高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：1．從考查題型和內(nèi)容上看，高考的命題規(guī)律主要為非選擇題，在新高考試題中也會(huì)以選擇題的形式考查，考查內(nèi)容主要有以下三個(gè)方面：(1)借助具體的化學(xué)物質(zhì)考查共價(jià)鍵的不同類(lèi)型，特別是σ鍵和π鍵的判斷等；(2)考查微粒(分子或離子)的空間結(jié)構(gòu)以及中心原子的雜化類(lèi)型，尤其是雜化類(lèi)型的判斷是高考命題的重點(diǎn)。(3)考查范德華力、氫鍵、配位鍵的特點(diǎn)及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。2．從命題思路上看，命題側(cè)重結(jié)合新科技，新能源等社會(huì)熱點(diǎn)為背景，考查σ鍵、π鍵、雜化方式、分子或離子的空間結(jié)構(gòu)(價(jià)層電子對(duì)互斥模型)、氫鍵等必備知識(shí)。3．從考查學(xué)科核心素養(yǎng)角度看，注重考查宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知和科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等化學(xué)核心素養(yǎng)。根據(jù)高考命題的特點(diǎn)和規(guī)律，在復(fù)習(xí)本部分內(nèi)容時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：(1)從不同的角度認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的類(lèi)型，尤其是σ鍵和π鍵的判斷等。(2)價(jià)層電子對(duì)互斥模型和雜化軌道理論的主要要點(diǎn)和應(yīng)用。(3)利用微粒之間的作用力等解釋物質(zhì)的性質(zhì)，如溶解性、熔沸點(diǎn)、空間結(jié)構(gòu)等?？键c(diǎn)一：共價(jià)鍵(基礎(chǔ)性考點(diǎn))(一)利用分類(lèi)思想理解共價(jià)鍵的類(lèi)型1．共價(jià)鍵的定義、本質(zhì)與特征(1)定義：原子間通過(guò)共用電子對(duì)(電子云的重疊)所形成的化學(xué)鍵。(2)本質(zhì)：在原子之間形成共用電子對(duì)(電子云的重疊)。(3)特征：具有方向性和飽和性。助理解共價(jià)鍵的特征(1)共價(jià)鍵的方向性決定著分子的空間結(jié)構(gòu)；(2)共價(jià)鍵的飽和性決定著每個(gè)原子所能形成的共價(jià)鍵的總數(shù)或以共價(jià)鍵連接的原子數(shù)目。深思考是不是所有的共價(jià)鍵都有方向性？提示：不是。H—H鍵沒(méi)有方向性，因?yàn)镠—H鍵是s-sσ鍵，沒(méi)有方向性。2．共價(jià)鍵的分類(lèi)分類(lèi)依據(jù)類(lèi)型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否偏移極性鍵共用電子對(duì)發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對(duì)不發(fā)生偏移原子間共用電子對(duì)的數(shù)目單鍵原子間有一對(duì)共用電子對(duì)雙鍵原子間有兩對(duì)共用電子對(duì)三鍵原子間有三對(duì)共用電子對(duì)深思考防曬霜之所以能有效地減輕紫外線對(duì)人體的傷害，是因?yàn)樗挠行С煞值姆肿又泻笑墟I，這些有效成分的分子中的π電子可在吸收紫外線后被激發(fā)，從而阻擋部分紫外線對(duì)皮膚的傷害。下列哪些物質(zhì)沒(méi)有防曬效果？①氨基苯甲酸②羥基丙酮③肉桂酸(C6H5—CH=CH—COOH)④酒精提示：④。π鍵只存在于不飽和鍵中，前三項(xiàng)中均含有C=O，有π鍵，而D項(xiàng)中無(wú)不飽和鍵，不含有π鍵，所以酒精沒(méi)有防曬效果。(二)從微觀角度理解共價(jià)鍵參數(shù)1．概念深思考試根據(jù)下表中某些共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)，推斷出影響共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)的因素主要有哪些？其影響的結(jié)果是怎樣的？共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)/nmC—C0.154C=C0.133C≡C0.120C—O0.143C=O0.122N—N0.146N=N0.120N≡N0.110提示：原子半徑、原子間形成的共用電子對(duì)數(shù)目。形成相同數(shù)目的共用電子對(duì)，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短；原子半徑相同，形成的共用電子對(duì)數(shù)目越多，鍵長(zhǎng)越短。2．鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響(1)深思考正四面體結(jié)構(gòu)的分子的鍵角一定是109°28′嗎？提示：不一定。具有正四面體結(jié)構(gòu)的分子，只有頂點(diǎn)與體心連線的鍵角才是109°28′，而白磷分子(P4)是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角是60°。(2)鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。深思考N≡N鍵的鍵能為946kJ·mol－1，N—N鍵的鍵能為193kJ·mol－1，計(jì)算N2中一個(gè)π鍵的平均鍵能，并判斷N2中σ鍵和π鍵穩(wěn)定性。提示：N2中一個(gè)π鍵的平均鍵能為eq\f(（946－193）kJ·mol－1,2)＝376.5kJ·mol－1，比N—N鍵的鍵能193kJ·mol－1大，所以N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。能力點(diǎn)一：共價(jià)鍵類(lèi)型和判斷1．σ鍵和π鍵的比較能力點(diǎn)一:共價(jià)鍵類(lèi)型和判斷1.σ鍵和π鍵的比較鍵的類(lèi)型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式兩個(gè)原子的成鍵軌道沿著鍵軸的方向以“頭碰頭”的方式重疊兩個(gè)原子的成鍵軌道以“肩并肩”的方式重疊原子軌道重疊部位兩原子核之間,在鍵軸處鍵軸上方和下方,鍵軸處為零原子軌道重疊程度大小鍵的強(qiáng)度較大較小化學(xué)活潑性不活潑活潑示意圖判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價(jià)單鍵為σ鍵;共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵;共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。2.判斷σ鍵和π鍵的步驟(1)畫(huà)：根據(jù)成鍵規(guī)則畫(huà)出微粒的結(jié)構(gòu)式①常見(jiàn)原子的成鍵數(shù)目ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHBeB、AlC、SiN、PO、SF、Cl1234321②畫(huà)出結(jié)構(gòu)式，成鍵多的放中間，少的放兩邊，滿足各自的成鍵數(shù)(2)斷：根據(jù)數(shù)量規(guī)則計(jì)算σ鍵和π鍵數(shù)①數(shù)量規(guī)則：一般來(lái)說(shuō)，共價(jià)單鍵是σ鍵，共價(jià)雙鍵是σ＋π鍵，共價(jià)三鍵是σ＋2π鍵。②典型實(shí)例物質(zhì)N2CO2C2H2N2F2結(jié)構(gòu)式N≡NO=C=OH—C≡C—HF—N=N—Fσ鍵數(shù)1233π鍵數(shù)2221【典例】(2020·江蘇高考節(jié)選)(1)與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互為等電子體的一種分子為_(kāi)_______________(填化學(xué)式)。(2)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______mol?！窘馕觥?1)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中，N失去一個(gè)電子為C，則CH4與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))互為等電子體。(2)—COOH中，C與O形成雙鍵以及C與O形成單鍵，1mol—COOH中含有2molσ鍵，C與羥基相連為單鍵，為一個(gè)σ鍵，所以1mol檸檬酸中碳與氧共有7molσ鍵。答案：(1)CH4(或SiH4)(2)7思維拓展·延伸設(shè)問(wèn)(1)1mol檸檬酸分子中總共含有σ鍵的物質(zhì)的量是多少？提示：根據(jù)檸檬酸分子結(jié)構(gòu)可以判斷1mol檸檬酸分子中總共含有σ鍵的物質(zhì)的量為20mol。(2)1mol檸檬酸分子中含有π鍵的物質(zhì)的量是多少？提示：檸檬酸分子中含有3個(gè)—COOH，其中每個(gè)—COOH含有一個(gè)碳氧雙鍵，即含有1個(gè)π鍵。所以1mol檸檬酸分子中含有π鍵的物質(zhì)的量為3mol。1．磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素之一。它對(duì)作物高產(chǎn)及保持品種的優(yōu)良特性有明顯的作用。P元素的價(jià)層電子排布為3s23p3，P與Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，對(duì)此判斷正確的是()A．磷原子最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，故只能結(jié)合三個(gè)氯原子形成PCl3B．PCl3分子中的P—Cl鍵含有π鍵C．PCl5分子中的P—Cl鍵都是π鍵D．磷原子最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，但是能形成PCl5，說(shuō)明傳統(tǒng)的價(jià)鍵理論存在缺陷【解析】選D。PCl3的電子式為，P—Cl鍵都是σ鍵。PCl5分子中有5個(gè)P—Clσ鍵，這違背了傳統(tǒng)價(jià)鍵理論飽和性原則，說(shuō)明傳統(tǒng)價(jià)鍵理論不能解釋PCl5的結(jié)構(gòu)，即傳統(tǒng)價(jià)鍵理論存在缺陷。2．含碳元素的物質(zhì)是化學(xué)世界中最龐大的家族。(1)CH4中的化學(xué)鍵從形成過(guò)程來(lái)看，屬于__________(填“σ”或“π”)鍵，從化學(xué)鍵是否具有極性來(lái)看屬于____________鍵。(2)已知CN－與N2結(jié)構(gòu)相似，推算HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_(kāi)_________。(3)C60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)碳原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則C60分子中π鍵的數(shù)目為_(kāi)_________。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2,COCl2分子的結(jié)構(gòu)式為,每個(gè)COCl2分子內(nèi)含有的σ鍵、π鍵數(shù)目為。

A．4個(gè)σ鍵 B．2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵C．2個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵 D．3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵【解析】(1)CH4中的化學(xué)鍵為C—H鍵，屬于單鍵，因此屬于σ鍵，C和H為不同元素，因此屬于極性鍵。(2)根據(jù)題意，HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N，分子中含有2個(gè)σ鍵，2個(gè)π鍵，因此σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為1∶1。(3)每個(gè)碳原子的原子核外有4個(gè)電子，每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，即每個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵，則每個(gè)碳原子還有1個(gè)電子形成π鍵，由于每?jī)蓚€(gè)碳原子各提供一個(gè)電子形成一個(gè)π鍵，因此C60分子中π鍵的數(shù)目為eq\f(60,2)＝30。(4)COCl2分子中單鍵均為σ鍵，雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，因此每個(gè)分子內(nèi)含有3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵。答案：(1)σ極性(2)1∶1(3)30(4)D能力點(diǎn)二：鍵參數(shù)及其應(yīng)用1．分子的空間結(jié)構(gòu)與鍵參數(shù)鍵長(zhǎng)、鍵能決定了共價(jià)鍵的穩(wěn)定性，鍵長(zhǎng)、鍵角決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長(zhǎng)等數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間結(jié)構(gòu)。2．反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能。3．共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷(1)由原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。(2)由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。(3)由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。(4)由電負(fù)性判斷：元素的電負(fù)性越大，該元素的原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力越大，形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定?！镜淅?2022·北京海淀區(qū)模擬)已知各共價(jià)鍵的鍵能如表所示，下列說(shuō)法正確的是()共價(jià)鍵H—HF—FH—FH—ClH—I鍵能E(kJ/mol)436157568432298A.eq\a\vs4\al(鍵的極性大小)①順序：H—I＞H—Cl＞H—FB．表中eq\a\vs4\al(最穩(wěn)定的共價(jià)鍵)②是F—F鍵C．432kJ·mol－1＞E(eq\a\vs4\al(H—Br)③)＞298kJ·mol－1D．上述鍵能可以說(shuō)明eq\a\vs4\al(熱穩(wěn)定性)④的順序是HF＜HCl＜HI[解題思維]解答本題的思維流程如下：信息提?、冁I的極性大??；②最穩(wěn)定的共價(jià)鍵；③H—Br；④熱穩(wěn)定性信息轉(zhuǎn)化①共價(jià)鍵的極性大小取決成鍵兩元素電負(fù)性的相對(duì)大小；②最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是指鍵能最大的共價(jià)鍵；③H—Br中的Br元素與F、Cl、I同屬于第ⅦA族；④氫化物熱穩(wěn)定性是指受熱分解情況，取決于鍵能的大小聯(lián)想質(zhì)疑為什么H—F、H—Cl、H—I的鍵能逐漸減小？提示：F、Cl、I屬于同一主族元素，原子半徑逐漸增大，因此H—F、H—Cl、H—I的鍵長(zhǎng)逐漸增大，鍵能逐漸減小?！窘馕觥窟xC。電負(fù)性的差值越大，鍵的極性越強(qiáng)，F(xiàn)、Cl、I與H的電負(fù)性差值逐漸減小，因此鍵的極性大小順序：H—I＜H—Cl＜H—F，故A錯(cuò)誤；鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，因此表中最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是H—F鍵，故B錯(cuò)誤；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得到E(H—Br)介于H—I和H—Cl之間，即432kJ·mol－1＞E(H—Br)＞298kJ·mol－1，故C正確；鍵能越大，分子越穩(wěn)定，因此上述鍵能可以說(shuō)明熱穩(wěn)定性的順序是HF＞HCl＞HI，故D錯(cuò)誤。思維拓展·延伸設(shè)問(wèn)根據(jù)題目中的數(shù)值計(jì)算H2(g)＋F2(g)=2HF(g)的ΔH。提示：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝436kJ·mol－1＋157kJ·mol－1－568kJ·mol－1×2＝－543kJ·mol－1。1．(2022·石家莊模擬)下列說(shuō)法正確的是()A．乙烯中碳碳雙鍵的鍵能是乙烷中碳碳單鍵的鍵能的2倍B．N—O鍵的鍵長(zhǎng)比C—O鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)C．1個(gè)氮?dú)夥肿又泻?個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵D．NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中4個(gè)N—H鍵的鍵能不同【解析】選C。在乙烯分子中，碳碳雙鍵鍵能不是碳碳單鍵鍵能的2倍，而是介于單鍵鍵能和2倍單鍵鍵能之間，A錯(cuò)誤；N原子半徑比C的小，N—O鍵的鍵長(zhǎng)比C—O鍵的鍵長(zhǎng)短，B錯(cuò)誤；氮?dú)夥肿又泻腥I，則1個(gè)分子中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，C正確；NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))中4個(gè)N—H鍵的鍵能相同，D錯(cuò)誤。2．(1)SbF6被廣泛用作高壓電氣設(shè)備絕緣介質(zhì)。SbF6是一種共價(jià)化合物，可通過(guò)類(lèi)似Born-Haber循環(huán)能量構(gòu)建能量圖(如圖所示)計(jì)算相關(guān)鍵能。則F—F鍵的鍵能為_(kāi)_______kJ·mol－1，Sb—F鍵的鍵能為_(kāi)_______kJ·mol－1。(2)某科學(xué)研究中心借助ADF軟件對(duì)一種新型環(huán)烯類(lèi)儲(chǔ)氫材料(C16S8)進(jìn)行研究，從理論角度證明這種分子中的原子都處于同一平面上(結(jié)構(gòu)如圖所示)，每個(gè)平面上下兩側(cè)最多可儲(chǔ)存10個(gè)H2分子。有關(guān)鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C—SC=SC16S8中碳硫鍵鍵長(zhǎng)/pm181155176從表中數(shù)據(jù)可以看出，C16S8中碳硫鍵鍵長(zhǎng)介于C—S鍵與C=S鍵之間，原因可能是______________________________________________________?！窘馕觥?1)由圖像可知，斷裂3molF—F鍵，吸收465kJ能量，則F—F鍵的鍵能為155kJ·mol－1，形成6molSb—F鍵，放出1962kJ能量，則Sb—F鍵的鍵能為eq\f(1962,6)kJ·mol－1＝327kJ·mol－1。(2)C—S鍵鍵長(zhǎng)為181pm，C=S鍵鍵長(zhǎng)為155pm，C16S8中碳硫鍵鍵長(zhǎng)為176pm，鍵長(zhǎng)介于C—S鍵與C=S鍵之間，類(lèi)比苯環(huán)中的化學(xué)鍵，其原因可能是分子中的C與S原子之間有π鍵或分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)。答案：(1)155327(2)分子中的C與S原子之間有π鍵或分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)3．(1)N2H4分子中________(填“含”或“不含”)π鍵；已知：物質(zhì)H3C—CH3H2N—NH2HO—OHA—A鍵的鍵能(kJ·mol－1)346247207N2H4中的N—N鍵的鍵能比H2O2中的O—O鍵鍵能大，其原因是______________________________________________________________。(2)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)：化學(xué)鍵C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O鍵能(kJ·mol－1)356413336226318452①硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類(lèi)和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是__________________________________________________。②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_____________________?！窘馕觥?1)N2H4分子中每個(gè)N原子和兩個(gè)H原子形成兩個(gè)共價(jià)單鍵，N原子之間存在共價(jià)單鍵，其結(jié)構(gòu)式為，所以N2H4分子中不含π鍵；原子半徑C＞N＞O，則鍵長(zhǎng)應(yīng)該是C—C＞N—N＞O—O。根據(jù)鍵能和鍵長(zhǎng)的關(guān)系結(jié)合表中數(shù)據(jù)，反而得出鍵長(zhǎng)應(yīng)該是O—O＞N—N＞C—C，與理論值相反。這三種分子的電子式依次為乙烷分子中碳原子上無(wú)孤電子對(duì)，N2H4分子中每個(gè)氮原子上有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O2分子中每個(gè)氧原子上有2對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)之間存在排斥力，孤電子對(duì)數(shù)越多，排斥力越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)。(2)①烷烴中的C—C鍵和C—H鍵大于硅烷中的Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能，所以硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成；②鍵能越大、物質(zhì)就越穩(wěn)定，C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，故C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定，而Si—H鍵的鍵能小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵。答案：(1)不含N2H4中的N—N鍵上氮原子孤電子對(duì)比H2O2中O—O鍵上氧原子的孤電子對(duì)少，排斥力小，鍵長(zhǎng)短(2)①C—C鍵和C—H鍵鍵能較大，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成②C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵考點(diǎn)二：分子的空間結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ)性考點(diǎn))(一)從微觀角度認(rèn)識(shí)雜化軌道理論1．理論要點(diǎn)(1)當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子的價(jià)電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。(2)雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。深思考原子成鍵時(shí)是不是原子中的所有軌道均可以形成雜化軌道？提示：不是。只有能量相近的原子軌道之間才能參與雜化形成新的雜化軌道。2．雜化軌道的類(lèi)型與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系雜化軌道類(lèi)型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間結(jié)構(gòu)實(shí)例sp2180°直線形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面體形CH4深思考分子中的中心原子采用sp3雜化，則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)嗎？提示：不一定。也可以是四面體形如CH3Cl，三角錐形如NH3，還可以是V形如H2O等。3．由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類(lèi)型雜化軌道用來(lái)形成σ鍵和容納孤電子對(duì)，所以有公式：雜化軌道數(shù)＝中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)＋中心原子的σ鍵個(gè)數(shù)。深思考判斷下列分子中心原子的雜化類(lèi)型。代表物中心原子的雜化類(lèi)型CO2CH2OCH4SO2NH3H2O提示：代表物中心原子的雜化類(lèi)型CO2spCH2Osp2CH4sp3SO2sp2NH3sp3H2Osp3(二)從創(chuàng)新角度理解價(jià)層電子對(duì)互斥(VSEPR)模型1．理論要點(diǎn)(1)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。(2)孤電子對(duì)的排斥力較大，孤電子對(duì)數(shù)越多，排斥力越強(qiáng)，鍵角越小。2．判斷分子的中心原子上的價(jià)層電子對(duì)數(shù)的方法其中：a是中心原子的價(jià)電子數(shù)(陽(yáng)離子要減去電荷數(shù)、陰離子要加上電荷數(shù))；x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b是與中心原子結(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)”。3.價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱(chēng)分子空間結(jié)構(gòu)實(shí)例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2續(xù)表價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱(chēng)分子空間結(jié)構(gòu)實(shí)例440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O深思考判斷SiF4與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的空間結(jié)構(gòu)。提示：SiF4為正四面體形，因?yàn)橹行脑拥膬r(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，沒(méi)有孤電子對(duì)；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))為三角錐形，因?yàn)橹行脑拥膬r(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為1。3．價(jià)層電子對(duì)互斥模型與分子空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)數(shù)σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱(chēng)分子空間結(jié)構(gòu)實(shí)例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O深思考判斷SiF4與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的空間結(jié)構(gòu)。提示：SiF4為正四面體形，因?yàn)橹行脑拥膬r(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，沒(méi)有孤電子對(duì)；SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))為三角錐形，因?yàn)橹行脑拥膬r(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為1。能力點(diǎn)一：“四方法”判斷分子中心原子的雜化類(lèi)型(1)根據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)判斷空間結(jié)構(gòu)雜化類(lèi)型四面體形或三角錐形sp3平面三角形sp2直線形sp角形或V形有2對(duì)孤電子對(duì)sp3有1對(duì)孤電子對(duì)sp2(2)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109°28′，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。(3)根據(jù)等電子原理進(jìn)行判斷例如，CO2是直形線分子，CNS－、Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))與CO2互為等電子體，所以分子構(gòu)型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。(4)根據(jù)中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)判斷例如，中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。1．化合物A是一種新型鍋爐水除氧劑，其結(jié)構(gòu)式如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．碳、氮原子的雜化類(lèi)型相同B．氮原子與碳原子分別為sp3雜化與sp2雜化C．1molA分子中所含σ鍵的數(shù)目為10NAD．編號(hào)為a的氮原子和與其成鍵的另外三個(gè)原子在同一平面內(nèi)【解析】選B。A分子中碳、氮原子各形成了3個(gè)σ鍵，氮原子有一對(duì)孤電子對(duì)而碳原子沒(méi)有，故氮原子是sp3雜化而碳原子是sp2雜化，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；A分子中有一個(gè)碳氧雙鍵，故有12對(duì)共用電子對(duì)、11個(gè)σ鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氮原子為sp3雜化，相應(yīng)的四個(gè)原子形成的是三角錐形結(jié)構(gòu)，不可能共平面，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，它是經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______。(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______，羰基碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______。(3)查文獻(xiàn)可知，可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應(yīng)，生成氯吡苯脲+,反應(yīng)過(guò)程中，每生成1mol氯吡苯脲，斷裂________個(gè)σ鍵，斷裂________個(gè)π鍵。(4)膨大劑能在動(dòng)物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。①請(qǐng)用共價(jià)鍵知識(shí)解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因：________________________________________________________________。②H2O、NH3、CO2分子的空間結(jié)構(gòu)分別是____________，中心原子的雜化類(lèi)型分別是__________________________?！窘馕觥?1)根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成對(duì)電子數(shù)為1。(2)根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，有2個(gè)氮原子均形成3個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，屬于sp3雜化；剩余1個(gè)氮原子形成1個(gè)雙鍵和1個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，是sp2雜化；羰基碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，為sp2雜化。(3)由于σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可以看出，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N=C鍵中的π鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H鍵。(4)①O、N屬于同周期元素，O的原子半徑小于N，H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。②H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以為V形結(jié)構(gòu)，O原子采用sp3雜化；NH3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子采用sp3雜化；CO2分子中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(4－2×2,2)＝2，不含孤電子對(duì)，所以是直線形結(jié)構(gòu)，C原子采用sp雜化。答案：(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)①H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能②V形、三角錐形、直線形sp3、sp3、sp能力點(diǎn)二：分子結(jié)構(gòu)的判斷【典例】(2022·湛江模擬)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以預(yù)測(cè)空間結(jié)構(gòu)，也可以推測(cè)鍵角大小，下列判斷不正確的是()A.SO2為V形結(jié)構(gòu)的分子，CS2、BeCl2為直線形的分子B．BF3鍵角為120°，NF3鍵角小于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．NH3、PCl3、SF6都是三角錐形的分子【解析】選D。SO2中S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(（6－2×2）,2)＝3，且含有1個(gè)孤電子對(duì)，所以SO2為V形結(jié)構(gòu)，CS2、BeCl2為直線形結(jié)構(gòu)，A正確；BF3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(（3－3×1）,2)＝3，所以為平面三角形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°；NF3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(（5－3×1）,2)＝4，且含有1個(gè)孤電子對(duì)，所以NF3為三角錐形結(jié)構(gòu)，由于孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力，所以NF3的鍵角小于109°28′，B正確；CH2O中C原子形成3個(gè)σ鍵，C原子為sp2雜化，故為平面三角形結(jié)構(gòu)；BF3、SO3中的中心B、S原子都是sp2雜化，故形成的都是平面三角形的分子，C正確；NH3、PCl3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(（5－3×1）,2)＝4，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以NH3、PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu)；而SF6中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝6＋eq\f(（6－6×1）,2)＝6，因此為正八面體形分子，D錯(cuò)誤。原因分析·理論解釋(1)有同學(xué)認(rèn)為CH2O為平面三角形結(jié)構(gòu)，分子中的鍵角均為120°，這種說(shuō)法是否合理？為什么？提示：不合理，因?yàn)镃H2O的分子結(jié)構(gòu)為，其中雙鍵-單鍵的排斥力大于單鍵-單鍵的排斥力，因此∠HCO大于∠HCH，即∠HCO大于120°，∠HCH小于120°。(2)判斷NF3、NH3的分子結(jié)構(gòu)，并比較鍵角的大小。提示：NF3、NH3二者中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為3＋eq\f(（5－3×1）,2)＝4，孤電子對(duì)數(shù)均為1，因此均為三角錐形。由于F的電負(fù)性比H大，因此成鍵電子對(duì)偏離中心N原子，導(dǎo)致N—F鍵之間排斥力減小，從而鍵角減小(或者認(rèn)為中心原子上的孤電子對(duì)越靠近N原子，孤電子對(duì)-成鍵電子對(duì)的斥力越大)，所以NF3分子的鍵角小于NH3分子的鍵角。1．(2022·茂名模