2021版新高考化学一轮复习 第4章 物质结构与性质（含选修） 第3节 化学键与分子结构及性质课件

第4章物质结构与性质(含选修)第3节化学键与分子结构及性质课标解读1.了解化学键的定义及分类，了解离子键的形成和本质及存在的物质。2.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。4.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。5.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。6.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。7.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。8.掌握分子式、电子式、结构式及结构简式等表示方法。要点网络A层级必备知识·关键能力离子键与共价键1．化学键及其分类(1)化学键是指使_____或_____相结合的作用力，包括离子键和共价键。离子原子(2)离子键与共价键①离子键：带相反电荷离子之间的_________。②共价键：原子间通过____________所形成的相互作用。其特征为具有_____性和_____性。相互作用共用电子对方向饱和③二者比较项目离子键共价键成键粒子_______________成键方式得失电子形成阴、阳离子形成__________成键条件活泼金属元素与活泼非金属元素一般在非金属原子之间作用力实质___________阴、阳离子原子共用电子对静电作用提醒：(1)离子键中的“静电作用”既包括静电吸引力又包括静电排斥力；(2)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子；(3)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl键为共价键；(4)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。2．化学键与化合物的关系[补短板](1)离子化合物中一定含离子键，可能含非极性键和极性键。(2)共价化合物一定含极性键，可能含非极性键，一定不含离子键。(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。(4)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。3．共价键的分类与键参数(1)共价键的常见分类分类依据类型及特点σ键原子轨道“_______”重叠形成共价键的原子轨道重叠方式π键原子轨道“_______”重叠极性键共用电子对__________形成共价键的电子对是否偏移非极性键共用电子对____________头碰头肩并肩发生偏移不发生偏移[深度归纳]大π键的简介(1)简介：大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。(2)表达式：Πnmm代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。(3)一般判断：对于多电子的粒子，若中心原子的杂化不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成大π键。(4)示例：Π66，CH2===CH—CH===CH2：Π44，NO－3：Π64，SO2：Π43，O3：Π43，CO2－3：Π64。(2)共价键的键参数①定义a．键能：气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。b．键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。c．键角：两个共价键之间的夹角。②键参数对分子性质的影响键能越____，键长越____，分子越稳定。③利用键能(E)计算ΔH的公式ΔH＝______________________。大短E(反应物)—E(反应产物)[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√[基础判断](1)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键。()(2)Na2O2中只存在Na＋与O2－2间的离子键。()(3)H2O2与C2H2分子中既有σ键又有π键。()(4)离子化合物中含离子键不含共价键。()(5)C2H4分子中含σ键和π键的个数比为4∶1。()(6)H2O2、C2H4、N2H4分子中均既含极性键又含非极性键。()[知识应用]下列物质：①NaCl②Na2O③Na2O2④NaOH⑤H2SO4⑥H2O⑦N2⑧(NH4)2CO3⑨CO2⑩H2O2⑪Ne⑫C2H4[答案](1)①②③④⑧③④⑧(2)⑤⑥⑨⑩⑫⑩⑫⑨⑫(1)属于离子化合物的有________；其中含有非极性键的是________，其中含有极性键的是________。(2)属于共价化合物的有________；其中含有非极性键的是________，其中含有π键的有________。命题点1化学键与化合物类型的判断1．(2019·滨州模拟)X、Y为两种短周期元素，其原子的最外层电子数分别是1和6，则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是()A．只含极性键的共价化合物B．含非极性键的共价化合物C．阴阳离子个数之比为1∶1的离子化合物D．含非极性键的离子化合物C[由题意可知，X可能为H、Li、Na，Y可能为O、S，故X、Y形成的化合物有H2O、H2O2、H2S、Na2O2、Na2O、Na2S等。]D[全氮阴离子盐为离子化合物，不可能属于非电解质。]2．(2019·日照模拟)2017年1月，南京理工大学胡炳成教授团队成功合成世界上首个全氮阴离子盐，全氮阴离子化学式为N－5。下列关于全氮阴离子盐的说法不正确的是()A．每个N－5含有36个电子B．全氮阴离子盐为离子化合物C．全氮阴离子盐既含离子键又含共价键D．全氮阴离子盐可能属于非电解质命题点2共价键分类及σ、π键判断3．碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是()A．分子式为C3H2O3B．分子中含6个σ键，2个π键C．分子中只有极性键D．分子中的碳原子为sp3杂化A[分子中含8个σ键和2个π键，B错；分子中含有为非极性键，C错；分子中的C为sp2杂化，D错。]C[N≡N、N==N中π键比σ键稳定，难发生加成，C==C、C≡C中π键比σ键弱，较易发生加成。]4．已知N—N、N==N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C==C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法正确的是()A．σ键一定比π键稳定B．N2较易发生加成C．乙烯、乙炔较易发生加成D．乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定5．计算1mol下列微粒中σ键和π键数目(用NA表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)(1)CO2________、________。(2)NCl3________、________。(3)COCl2()________、________。[答案](1)2NA2NA(2)3NA0NA(3)3NA1NA(4)16NA0NA(5)1NA2NA(6)8NA0NA(7)6NA1NA(4)[Cu(NH3)4]2＋________、________。(5)CN－________、________。(6)C2H5OH________、________。(7)CH3CHO________、________。6．(1)有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥CH4，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)，只含有极性键的是________；只含有非极性键的是________；既有极性键，又有非极性键的是________；只有σ键的是________；既有σ键又有π键的是________；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用Πnm表示下列分子的Π键：①SO2________；②NO－3________；③________。[答案](1)①③⑥⑨②④⑦⑤⑧①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦(2)Ge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(3)①Π43②Π64③Π44σ、π键深化理解(1)σ、π键的计算方法：单键只有一个σ键；双键是一个σ键一个π键；叁键是一个σ键两个π键。(2)当成键原子半径越大，π键越难形成，如Si、O难形成双键。(3)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同，一般σ键比π键稳定，但N2中π键较稳定。(4)并不是所有的共价键都有方向性，如s­sσ键没有方向性。(5)原子形成共价键时优先形成σ键。(6)配位键也属于σ键。[答案]B命题点3共价键的键参数及其应用7．下列说法中正确的是()A．分子的键长越长，键能越低，分子越稳定B．元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8kJ8．结合事实判断CO和N2相对更活泼的是________，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。COC—OC===OC≡O键能/(kJ·mol－1)357.7798.91071.9N2N—NN===NN≡N键能/(kJ·mol－1)154.8418.4941.7[解析]由断开CO的第一个化学键所需要的能量[1071.9－798.9＝273.0(kJ·mol－1)]比断开N2的第一个化学键所需要的能量[941.7－418.4＝523.3(kJ·mol－1)]小，可知CO相对更活泼。[答案]CO断开CO的第一个化学键所需要的能量(273.0kJ·mol－1)比断开N2的第一个化学键所需要的能量(523.3kJ·mol－1)小9．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1。则Cl—Cl键的键能为________kJ·mol－1，P—P键的键能为________kJ·mol－1。[解析]根据盖斯定律可得Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)ΔH＝(b－a)/4kJ·mol－1，故b－a4＝E(Cl—Cl)＋3×1.2c－5c，E(Cl—Cl)＝b－a＋5.6c4kJ·mol－1。由a＝6E(P—P)＋6×b－a＋5.6c4－12×1.2c可求E(P—P)＝5a＋12c－3b12kJ·mol－1。[答案]b－a＋5.6c45a＋12c－3b12分子的空间构型1．价电子对互斥理论及应用(1)理论要点①价电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力_____，体系的能量越低。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角______。如H2O的键角_____CH4的键角。越小越小小于注意：①价电子对数与电子对构型(VSEPR模型)的关系：2对——直线形，3对——平面三角形，4对——四面体形。②孤电子对间斥力孤电子对与σ电子对的斥力σ电子对间斥力(2)价电子对的计算提醒：当有孤电子对时，电子对构型与微粒构型不同，若有孤对电子，判断微粒构型时可省略孤电子对的空间。如NH3的电子对构型为四面体形，而分子构型为三角锥形。(3)实例分析填表价电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对空间构型(VSEPR模型)空间构型实例220______________CO230平