高中化学选修三 第二章 分子结构与性质 讲义及习题.含答案

高中化学选修三第二章分子结构与性质一、共价键1.共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。

2.共价键的类型①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。

②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。

③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。

3.键参数①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。

②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。

③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。

④键参数对分子性质的影响：键长越短，键能越大，分子越稳定。

4.等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。

二、分子的空间构型1．分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点：当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。

杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。

2．分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。

(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。

3.配位化合物（1）配位键与极性键、非极性键的比较（2）配位化合物①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。

②组成：如[Ag(NH3)2]OH，中心离子为Ag＋，配体为NH3，配位数为2。

三、分子的性质1．分子间作用力的比较2．分子的极性(1)极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。

(2)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。

3．溶解性(1)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。

若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。

(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

4．手性具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。

5．无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)m RO n，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R-O-H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如HClO ＜HClO2＜HClO3＜HClO4【习题】 第一节 共价键考查点一 共价键的特征及表示方法1.原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是（ ）。

A.共价键的方向性B.共价键的饱和性C.共价键原子的大小D.共价键的稳定性答案 B2.下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是（ ）。

A.H ＋[··O ····—O ······]2－H ＋B.H ＋[··F ······]－ C.N ··HHH D.H ··O ···· ,H ··答案 D考查点二 σ键、π键3.下列有关σ键和π键的说法正确的是（ ）。

A.单键既有σ键也有π键B.所有的π键都容易打开C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度D.π键比σ键重叠程度大，形成的共价键强解析 单键中只存在σ键，A 项错误；N ≡N 很稳定，其分子中的π键不易打开，B 项错误；σ键的特征便是轴对称，C 项正确；σ键重叠程度比π键大，D 项错误。

答案 C 4.下列说法正确的是（ ）。

A.π键是由两个p 电子“头碰头”重叠形成的B.σ键是镜像对称，而π键是轴对称C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键D.H 2分子中含σ键而Cl 2分子中除σ键外还含有π键解析 原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键；σ键是轴对称，而π键是镜像对称；分子中所有的单键都是σ键，双键及三键中均含有σ键和π键。

答案 C5.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是（ ）。

①HCl ②H 2O ③N 2 ④H 2O 2 ⑤C 2H 4 ⑥C 2H 2A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥解析含双键、三键的物质中既有σ键又有π键。

答案D考查点三键参数6.下列说法中错误的是（）。

A.原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键B.对双原子分子来说，键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越不牢固C.一般而言，化学键的键长越短，化学键越强，键越牢固D.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固解析键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越牢固。

键长越短，越牢固。

答案B7.下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（）。

A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B.硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸C.稀有气体一般难以发生化学反应D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定解析通过共价键形成的分子，其物质聚集的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难以发生化学反应的原因是它们的价电子层已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2中共价键的键能（946 kJ·mol－1）比O2中共价键的键能（497.3 kJ·mol －1）大，在化学反应中难以断裂。

答案D8.（2011·安徽理综）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如下图）。

已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N（NO2）3的说法正确的是（）。

A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键B.分子中四个氮原子共平面C.该物质既有氧化性又有还原性D.15.2 g该物质含有6.02×1022个原子解析A项，N、O间形成的共价键是极性键，故A项错误；B项，由题意N—N—N 键角都是108.1°，可知分子中四个氮原子不在同一平面上，故B项错误；C项，分子中顶角上的N原子为0价，—NO2原子团中N原子为＋4价，故该物质既有氧化性又有还原性，故C项正确；D项，15.2 g该物质为0.1 mol，每分子含10个原子，故应为6.02×1023个原子。

答案C考查点四等电子体9.由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。

等电子体的结构相似、物理性质相近。

根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（）。

A.SO2与O3B.CO2与NO2C.CS2与NO2D.PCl3与BF3解析由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。

B 的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6；F、Cl的最外层电子数为7。

答案A10.某些化学键的键能如下表所示（单位：kJ·mol－1）：（1）以上化学键中最稳定的是。

（2）1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量为kJ。

（3）在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出的热量由多到少的顺序是。

A.Cl2＞Br2＞I2B.Br2＞Cl2＞I2C.Br2＞I2＞Cl2（4）1 mol H2在足量的F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热。

解析键能越高，共价键越稳定，所以由表可知H—H最稳定，由题中数据和键能与反应热的关系可知：H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8kJ·mol －1＝－184.9 kJ·mol －1，H 2（g ）＋Br 2（g ）===2HBr （g ） ΔH ＝436.0 kJ·mol －1＋193.7 kJ·mol －1－2×366 kJ ·mol －1＝－102.3 kJ·mol －1，H 2（g ）＋I 2（g ）===2HI （g ） ΔH ＝436.0 kJ·mol －1＋152.7 kJ·mol －1－2×298.7 kJ ·mol －1＝－8.7 kJ·mol －1。

另外根据F 2、Cl 2、Br 2、I 2的活泼性也可判断与H 2反应放热的相对多少。

答案 （1）H—H （2）184.9 （3）A （4）多11.现有原子序数小于20的A 、B 、C 、D 、E 、F 6种元素，它们的原子序数依次增大，已知B 元素是地壳中含量最多的元素；A 和C 的价电子数相同，B 和D 的价电子数也相同，且A 和C 两元素原子核外电子数之和是B 、D 两元素原子核内质子数之和的12；C 、D 、E 三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E 原子的p 轨道上电子数比D 原子的p 轨道上多一个电子；6种元素的基态原子中，F 原子的电子层数最多且和A 处于同一主族。

回答下列问题：（1）用电子式表示C 和E 形成化合物的过程__________________________。

（2）写出基态F 原子的核外电子排布式_____________________________。

（3）写出A 2D 的电子式 ，其分子中 （填“含”或“不含”）σ键， （填“含”或“不含”）π键。

（4）A 、B 、C 共同形成的化合物中化学键的类型有 。

解析 已知B 元素是地壳中含量最多的元素，则B 为氧元素；B 和D 的价电子数相同，则D 为硫元素；B 、D 两元素原子核内质子数之和为24，其12为12，A 和C 的价电子数相同，且A 和C 两元素原子核外电子数之和是B 、D 两元素原子核内质子数之和的12，则A 为氢元素，C 为钠元素；C 、D 、E 三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E 原子的p 轨道上电子数比D 原子的p 轨道上多一个电子，则E 为氯元素；6种元素的基态原子中，F 原子的电子层数最多且和A 处于同一主族，则F 为钾元素。

答案 （1）（2）1s 22s 22p 63s 23p 64s 1（3）H ··S ······H 含 不含 （4）离子键、共价键 12.下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量（kJ ）：根据上述数据回答（1）～（5）题。