新教材2025版高中化學章末整合與提升2第2章微粒間相互作用與物質性質學案魯科版選擇性必修2

章末整合與提升一、分子的空間結構及推斷方法1．用價電子對互斥理論推斷價電子對互斥理論說明價電子對的排斥作用對分子空間結構的影響，而分子的空間結構指的是成鍵電子對的空間結構，不包括孤電子對。(1)當中心原子上無孤電子對時，分子的空間結構與VSEPR模型一樣。(2)當中心原子上有孤電子對時，分子的空間結構與VSEPR模型不一樣。(3)若中心原子上有孤電子對時，孤電子對與成鍵電子對相互排斥作用的大小規(guī)律為孤電子對—孤電子對>孤電子對—成鍵電子對>成鍵電子對—成鍵電子對。隨著孤電子對數目的增多，成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力減小，鍵角也減小。如CH4、NH3和H2O分子中的鍵角依次減小。2．用雜化軌道理論推斷當雜化軌道全部用于形成σ鍵時雜化類型雜化軌道數目雜化軌道間夾角分子的空間結構實例sp2180°直線形BeCl2、CH≡CHsp23120°平面三角形BF3、BCl3sp34109°28′正四面體形CH4、CCl43.依據等電子原理推斷通常狀況下，等電子體的空間結構相同，如SO2與O3均為角形，CH4與NH4[典例1]價電子對互斥(簡稱VSEPR)理論可用于預料簡潔分子的空間結構。請回答下列問題：(1)利用價電子對互斥理論推斷下列分子或離子的空間結構：SeO3______；SCl2______；NO2NO2(2)利用價電子對互斥理論推斷鍵角的大?。孩偌兹┓肿又蠬—C—H的鍵角________(填“>”“<”或“＝”，下同)120°；②SnBr2分子中Br—Sn—Br的鍵角________120°；③PCl3分子中Cl—P—Cl的鍵角________109°28′。(3)有兩種活性反應中間體微粒，它們的微粒中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據如圖所示的這兩種微粒的球棍模型，寫出相應的化學式：A：________；B：________。(4)按要求寫出第2周期非金屬元素組成的中性分子的化學式：平面形分子________，三角錐形分子________，正四面體形分子________。[集訓]1．依據雜化軌道理論和價電子對互斥模型，推斷下列分子或者離子的空間結構正確的是()選項分子式中心原子雜化方式價電子對互斥模型分子或離子的空間結構ASO2sp直線形直線形BHCHOsp2平面三角形三角錐形CH3O＋sp2四面體形平面三角形DNHsp3正四面體形正四面體形2.如圖是O3分子的空間結構示意圖。請回答：(1)O3分子中非極性共價鍵是________鍵，特別的化學鍵是________鍵。(2)臭氧與氧氣的關系是______________________________________。(3)下列物質的分子與O3分子的結構最相像的是________。A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2(4)分子中某一原子有一對沒有跟其他原子共用的電子對叫孤電子對。那么，O3分子中有________對孤電子對。(5)指出下列原子的雜化軌道類型及分子的空間結構。①SiF4中的Si為________雜化，空間結構為________；②NO2二、化學鍵與物質1．化學鍵與物質類別的關系(1)只含有非極性共價鍵的物質：非金屬單質(O3和稀有氣體除外)，如I2、N2、P4、金剛石、晶體硅等。(2)只含有極性共價鍵的物質：一般是不同的非金屬元素組成的共價化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等；還有某些金屬元素與非金屬元素形成的共價化合物，如AlCl3等。(3)既含有極性鍵又含有非極性鍵的物質，如H2O2、C2H2、CH3CH3等。(4)只含有離子鍵的物質：活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、K2O等。(5)既含有離子鍵又含有極性鍵的物質，如NaOH、NaHS等；既含有離子鍵又含有非極性鍵的物質，如Na2O2、Na2S2、CaC2等。(6)由強極性鍵構成但又不是強電解質的物質，如HF。(7)只含有共價鍵而無范德華力的化合物，如SiO2、SiC等。(8)無化學鍵的物質：稀有氣體，如Ar等。(9)含有金屬鍵的物質：金屬單質(Ge除外)或合金。2．共價鍵極性與分子極性關系的一般規(guī)律(1)以極性共價鍵結合形成的雙原子分子是極性分子，如HF、HCl、HBr等。(2)以非極性共價鍵結合形成的雙原子分子或多原子分子通常是非極性分子，如O2、H2、P4、C60等。(3)以極性共價鍵結合形成的多原子分子，有的是極性分子，如CH3Cl等；有的是非極性分子，如CH4、CO2等。(4)在多原子分子中，中心原子的價電子都用于形成共價鍵，且結合相同的原子，一般是非極性分子，如CH4等。[典例2]現有物質①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C(1)只存在非極性鍵的分子是________(填序號，下同)，既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是________，只存在極性鍵的分子是________。(2)只存在單鍵的分子是________，存在三鍵的分子是________，只存在雙鍵的分子是________，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是________。(3)只存在σ鍵的分子是________，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是________。(4)不存在化學鍵的是________。(5)存在配位鍵的是________，既存在離子鍵又存在非極性鍵的是________。[集訓]1．氮、磷、硫、氯的化合物種類繁多，應用廣泛：(1)工業(yè)中可用POF3合成殺蟲農藥，組成該物質的三種元素的電負性由大到小的依次是________________________。(2)普魯士藍的化學式是KFe[Fe(CN)6]，該物質存在的化學鍵有離子鍵、共價鍵和________________________。(3)KCN可被H2O2氧化為KOCN①KOCN可作為制藥原料，其晶體類型是離子晶體；碳原子實行sp雜化，1mol該物質中含有的π鍵數目為________。②H2O2常溫下是液體，沸點較高(150℃)，其主要緣由是________________________________________________________________________。(4)SO3和O3的混合氣體經光解作用，可生成一種結構如圖所示的物質，該物質中S原子的軌道雜化方式是________，該分子屬于________(填“極性分子”或“非極性分子”)。2．探討物質結構與性質對于日常的生產生活有著特別重要的指導作用：(1)過渡元素的探討和應用越來越廣泛，緣由是過渡元素形成的一些物質往往具有肯定的獨特性。已知，過渡金屬協作物Ni(CO)n的中心原子價電子數與配體供應電子總數之和為18，則n＝________，與其配體CO互為等電子體的離子是________(至少兩種)。(2)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子內O原子的雜化方式為________，甲醇分子內的O—C—H鍵角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子內的O—C—H鍵角。(3)已知高碘酸有兩種形式，化學式分別為H5IO6和HIO4，前者為五元酸，后者為一元酸。請比較二者酸性強弱：H5IO6________(填“>”“<”或“＝”)HIO4。(4)在冰晶體中，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵(如圖)，已知冰的升華熱是+51kJ·mol-1，除氫鍵外，水分子間還存在范德華力(11kJ·mol章末整合與提升實力專題提升一、[典例1]解析：(1)SeO3中，Se的價電子對數為3＋12×(6－2×3)＝3，孤電子對數為0，SeO3為平面三角形；SCl2中，S的價電子對數為2＋12×(6－1×2)＝4，孤電子對數為2，SCl2為角形；NO2+中，N的價電子對數為2＋12×(5－1－2×2)＝2，孤電子對數為0，NO2+(2)①甲醛為平面形分子，由于C=O鍵與C—H鍵之間的排斥作用大于2個C—H鍵之間的排斥作用，所以甲醛分子中H—C—H的鍵角小于120°。②SnBr2分子中，Sn的價電子對數是2＋12×(4－1×2)＝3，成鍵電子對數為2，孤電子對數為1，故SnBr2分子的空間結構為角形，Br—Sn—Br的鍵角<120°。③PCl3分子中，P的價電子對數為3＋1(3)AB3型微粒，中心原子上無孤電子對的呈平面三角形，有1對孤電子對的呈三角錐形，所以化學式分別是CH3+、CH3-。(4)第2周期的五種非金屬元素B、C、N、O、F組成的中性分子中，平面形分子為BF3，三角錐形分子為NF答案：(1)平面三角形角形直線形角形平面三角形直線形(2)①<②<③<3CH(4)BF3NF3CF4[集訓]1．解析：SO2中心原子雜化方式為sp2，價電子對互斥模型為平面三角形，分子或離子的空間結構為角形結構，故A錯誤；HCHO分子中心原子雜化方式為sp2，價電子對互斥模型為平面三角形，分子或離子的空間結構為平面三角形，故B錯誤；H3O＋分子中心原子雜化方式為sp3，價電子對互斥模型為四面體形，分子或離子的空間結構為三角錐形，故C錯誤；NH4+分子中心原子雜化方式為sp答案：D2．解析：(1)依據圖示O3分子中非極性共價鍵是σ鍵，特別的化學鍵是π鍵；(2)臭氧與氧氣都是氧元素的單質，互為同素異形體；(3)依據O3分子的結構，在臭氧O3中，中心的氧原子以sp2雜化，與兩旁的配位氧原子鍵合生成兩個σ鍵，使O3分子呈角形。H2O中含有2對σ鍵，2對孤電子對，O原子sp3雜化，空間結構為角形，故A錯誤；CO2中含有2個σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結構為直線形，故B錯誤；SO2中S原子sp2雜化，S原子和兩側的氧原子除以σ鍵結合以外，還形成一個三中心四電子的大π鍵，分子呈“角”形結構，其成鍵方式與O3類似，故C正確；BeCl2含有2個σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結構為直線形，故D錯誤；(4)每個O原子最外層有6個電子，由臭氧的結構圖可知中心O原子有4個電子成鍵，則還有1對孤電子對，兩端的O原子各有2個電子成鍵，則兩端的O原子各含有2對孤電子對，所以臭氧分子中總共有5對孤電子對；(5)①SiF4分子中Si原子和F原子形成四個σ鍵，其價層電子對個數是4，所以Si原子雜化類型是sp3，空間結構為正四面體，②NO2-中N原子價層電子對個數＝2＋12答案：(1)σπ(2)同素異形體(3)C(4)5(5)①sp3正四面體②sp2角形二、[典例2]解析：(1)不同元素原子間形成的共價鍵是極性鍵，同種元素原子間形成的共價鍵是非極性鍵，稀有氣體分子是單原子分子，不存在化學鍵。只存在非極性鍵的分子是②N2，只存在極性鍵的分子是①HCl、③NH3、⑨CO2，既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是⑤H2O2、⑩C2H4。(2)只存在單鍵的分子是①HCl、③NH3、⑤H2O2，存在三鍵的分子是②N2，只存在雙鍵的分子是⑨CO2，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是⑩C2H4。(3)只存在σ鍵即只有單鍵的分子是①HCl、③NH3、⑤H2O2；既存在σ鍵又存在π鍵即存在雙鍵或三鍵的分子是②N2、⑨CO2、⑩C2H4。(4)不存在化學鍵的是⑧Ar。(5)存在配位鍵的是⑥NH4Cl，既存在離子鍵又存在非極性鍵的是④Na2O2。答案：(1)②⑤⑩①③⑨(2)①③⑤②⑨⑩(3)①③⑤②⑨⑩(4)⑧(5)⑥④[集訓]1．解析：(1)非金屬性越強，電負性越強，非金屬性F>O>P，所以電負性由大到小的依次是F、O、P；(2)鐵是26號元素，鐵原子核外有26個電子，鐵原子失去2個電子變成亞鐵離子，Fe2＋在基態(tài)時，核外電子排布式為[Ar]3d6，當中心原子有空軌道，配離子含有孤電子對時，能形成配位鍵；非金屬原子間能形成共價鍵，所以KFe[Fe(CN)6]含有離子鍵、共價鍵、配位鍵；(3)①KOCN是由活潑金屬和活潑非金屬構成的，屬于離子晶體，C能形成4個共價鍵，已知其雜化方式為sp雜化，說明含有2個σ鍵即有2個價層電子對，另外的2個共價鍵為π鍵，所以1mol該物質中含有的π鍵數目為2NA；②H2O2分子之間存在氫鍵，使其沸點較高；(4)由圖可知S形成了4個共價鍵，即含有4個價層電子對，所以S原子的軌道雜化方式是sp3雜化；由于分子的空間結構不對稱，因此該分子是極性分子。答案：(1)F、O、P(2)配位鍵(3)①2NA②H2O2分子之間存在氫鍵(4)sp3雜化極性分子2．解析：(1)Ni價電子排布式為3d84s2，價電子數為10，每個配體供應一個電子對，則10＋2n＝18，即n＝4；讓N元素代替O，則該離子為CN－，若讓C代替O，則該離子為C22-(2)甲醇分子中—OH，其中O有2個σ鍵，2個孤電子對，即O的雜化類型為sp3；甲醇分子內碳原子形成4個σ鍵，雜化方式為sp3，鍵角小