2018年高考化学大一轮复习 第11章 物质结构与性质 第2讲 分子结构与性质课时规范训练(选修3)
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证对市爱幕阳光实验学校第2讲 烃和卤代烃[要求] 1.以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比拟它们在组成、结构、性质上的差异。
2.了解天然气、液化气和汽油的主要成分及用。
3.了解卤代烃的典型代表物的组成和结构特点以及它们与其他有机物的相互联系。
4.了解加成反、取代反和消去反。
5.举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用。
考点一 烷烃、烯烃、炔烃的结构和性质 1.烷烃、烯烃、炔烃的组成、结构特点和通式2.物理性质性质 变化规律状态常温下含有1~4个碳原子的烃都是气态,随着碳原子数的增多,逐渐过渡到液态、固态沸点随着碳原子数的增多,沸点逐渐升高;同分异构体之间,支链越多,沸点越低相对密度 随着碳原子数的增多,相对密度逐渐增大,密度均比水小 水溶性均难溶于水 3.脂肪烃的化学性质(1)烷烃的化学性质 ①取代反如乙烷和氯气生成一氯乙烷:CH 3CH 3+Cl 2――→光照CH 3CH 2Cl +HCl 。
②分解反③与氧气的反燃烧通式为C n H 2n +2+3n +12O 2――→点燃n CO 2+(n +1)H 2O 。
(2)烯烃的化学性质 ①与酸性KMnO 4溶液的反能使酸性KMnO 4溶液褪色,发生氧化反。
②燃烧燃烧通式为C n H 2n +3n 2O 2――→点燃n CO 2+n H 2O 。
③加成反。
④加聚反如n CH 2===CH —CH 3――→催化剂 。
(3)炔烃的化学性质 ①与酸性KMnO 4溶液的反能使酸性KMnO 4溶液褪色,如: CH≡CH――→KMnO 4H 2SO 4CO 2(主要产物)。
②燃烧燃烧通式为C n H 2n -2+3n -12O 2――→点燃n CO 2+(n -1)H 2O 。
③加成反CH≡CH+H 2――→催化剂△CH 2===CH 2, CH≡CH+2H 2――→催化剂△CH 3—CH 3。
④加聚反n CH≡CH ――→引发剂CH===CH 。
第1讲原子结构与性质【2020·备考】最新考纲:1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表示式。
2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。
核心素养:1.宏观辨识与微观探析:能从能层、能级等不同层次认识原子的结构,以及核外电子的排布规律,能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。
2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的问题,如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等,面对异常现象敢于提出自己的见解。
考点一原子核外电子排布原理(频数:★★★难度:★☆☆)名师课堂导语本考点主要考查核外电子排布规律,特别是基态原子的核外电子排布式是考查重点,复习时加以关注。
1.能层、能级与原子轨道(1)能层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同能层。
通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
(2)能级:同一能层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即:E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。
(3)原子轨道:电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。
这种电子云轮廓图称为原子轨道。
原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃形3①第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道p x、p y、p z,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。
②能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数。
2.基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
分子结构与性质
[单独成册]
1.下列说法正确的是( )
A.分子中一定存在化学键
B.分子中若有化学键,则一定存在σ键
C.p和p轨道不能形成σ键
D.含π键的物质不如含σ键的物质稳定
解析:选B。
A项,分子中不一定存在化学键,如稀有气体,但如果存在化学键则一定有σ键;C项,若p与p轨道“头碰头”重叠就能形成σ键;D项,如N2中虽有π键,但N2很稳定。
2.甲硫醇(CH3SH)可用于合成染料、农药、医药等。
下列有关甲硫醇与甲醇的判断正确的是( )
A.甲硫醇与甲醇是等电子体
B.甲硫醇与甲醇的沸点高低相近
C.甲硫醇与甲醇中碳原子的杂化方式不同
D.甲硫醇与甲醇均存在分子间氢键
解析:选A。
甲硫醇与甲醇均为6原子分子,价电子总数均为14,A项正确;由于甲醇羟基氧原子、氢原子之间能够形成氢键,常温下甲醇为液态,而甲硫醇为气体,B项、D项错误;甲硫醇与甲醇的碳原子均采取sp3杂化,C项错误。
3.共价键、离子键和范德华力是构成物质粒子间的不同作用方式,下列物质中,只含有上述一种作用的是( )
A.干冰B.氯化钠
C.氢氧化钠D.碘
解析:选B。
干冰、碘为分子晶体,除分子中含有共价键外,分子间还存在范德华力;NaOH中Na+与OH-间存在离子键,OH-中O、H原子间存在共价键;氯化钠中只存在离子键。
4.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键比范德华力强
B.H2O是一种非常稳定的化合物,就是由于水分子间形成氢键所致
C.氢原子和非金属性很强的元素原子(F、O、N)形成的共价键,称为氢键
D.分子间形成的氢键使相应物质的熔点和沸点升高,氢键也可存在于分子内
解析:选D。
氢键存在于H和非金属性很强的原子F、O、N之间,不属于化学键,大多存在于相应分子间,少数分子内也存在分子内氢键,氢键的存在影响物质的熔沸点。
5.N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π
键,下列说法中不正确的是( )
A.N2分子与CO分子中都含有叁键
B.CO分子中有一个π键是配位键
C.N2与CO互为等电子体
D.N2与CO的化学性质相同
解析:选D。
由题可知N2分子中N原子之间、CO分子中C、O原子之间通过2个π键,一个σ键,即叁键结合,其中,CO分子中1个π键由O原子单方面提供孤电子对,C原子提供空轨道通过配位键形成;N2与CO两分子的原子数和价电子总数相等,互为等电子体,N2化学性质相对稳定,CO具有比较强的还原性,两者化学性质不同。
6.下列说法不正确的是( )
A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强
B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键
C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.N2分子中有一个σ键,2个π键
解析:选C。
气体单质分子中,可能只有σ键,如Cl2;也可能既有σ键又有π键,如N2;但也可能没有化学键,如稀有气体。
7.下列说法正确的是( )
A.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型都是正四面体形
B.在SCl2中,中心原子S采取sp杂化轨道成键
C.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
D.凡AB3形的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
解析:选C。
A项,中心原子采取sp3杂化的分子,其分子构型可以是正四面体形,也可以是三角锥形或V形,A错误;B项,SCl2中S原子采取sp3杂化轨道成键,B错误;D项,AB3型共价化合物,中心原子可采取sp2杂化,如SO3等,D错误。
8.下列叙述中正确的是( )
A.NH3、CO、CO2都是极性分子
B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
解析:选B。
A中CO2为非极性分子;B说法正确。
D中水为极性分子,空间结构不是直线形,属于V形结构。
选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。
9.下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④尿素的熔、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑥水分子高温下很稳定
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤
C.①②③④ D.①②③
解析:选B。
水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。
10.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。
下列关于氯化亚砜分子的几何构型是和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是( ) A.三角锥形、sp3B.V形、sp2
C.平面三角形、sp2D.三角锥形、sp2
解析:选A。
SOCl2分子中S原子的杂化轨道数为1+3=4,S原子采取sp3杂化,由于孤电子对占据一个杂化轨道,分子构型为三角锥形。
11.元素X和Y位于同一主族。
负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X 的质量分数分别为50%和60%。
(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置。
(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式;
该分子的中心原子以sp2杂化,是分子,分子构型为。
(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式;
该分子的中心原子以sp2杂化,是分子,分子构型为。
(4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种,其水溶液均呈酸性,试分别写出其分子式、,并比较酸性强弱:。
(5)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是 (写分子式),分子构型为V形的是 (写分子式)。
解析:根据氢化物化学式H 2X知M
M+2
×100%=88.9%,M(X)=16。
可推知,X为O,则Y为S,则其氧化物分别为SO2、SO3,根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。
三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4,其酸性:H2SO4>H2SO3。
X元素为O,与H元素形成两种化合物H2O和H2O2,其中H2O的分子构型为V形,H2O2分子中含有非极性键“—O—O—”。
答案:(1)X:第二周期,ⅥA族;Y:第三周期,ⅥA族
(2)SO2极性V形
(3)SO3非极性平面三角形
(4)H2SO3H2SO4H2SO4>H2SO3
(5)H2O2H2O
12.为了比较温室效应气体对目前全球增温现象的影响,科学家通常引用“温室效应指数”以二氧化碳为相对标准。
表中有(A)至(I)共9种气体在大气中的体积百分比及其温室效应指数。
(1)
A.N2B.O2
C.H2O D.CO2
E.CH4
(2)下列说法不正确的是( )
A.CCl3F与CCl2F2互为等电子体
B.CCl2F2无同分异构体,说明其中碳原子采用sp3方式杂化
C.CH4是目前引起温室效应的主要原因
D.H2O的沸点是九种物质中最高的,是因为水分子间能形成氢键
(3)在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸出气体如:NF3、CHClFCF3、C3F8,它们虽是微量的,有些确是强温室气体。
下列推测不正确的是( )
A.由价层电子对互斥理论可确定NF3分子呈三角锥形
B.C3F8在CCl4中的溶解度比水中大
C.CHClFCF3存在手性异构
D.第一电离能:N<O<F
(4)水能与多种过渡金属离子形成络合物,已知某红紫色络合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O。
其水溶液呈弱酸性,加入强碱并加热至沸腾有氨放出,同时产生Co2O3沉
淀;加入AgNO3于该化合物溶液中,有AgCl沉淀生成,过滤后再加AgNO3溶液于滤液中无变化,但加热至沸腾有AgCl沉淀生成,且其质量为第一次沉淀量的二分之一。
则该配合物的化学式最可能为( )
A.[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O
B.[Co(NH3)5(H2O)]Cl3
C.[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl·2NH3
D.[CoCl(NH3)5]Cl2·H2O
(5)在上题中钴离子的核外电子排布式为。
(6)表格中与CO2互为等电子体的是。
根据等电子原理,写出CO分子结构式。
解析:(1)N2、O2是由非极性键构成的非极性分子,H2O为V形结构,由H—O极性键构成的极性分子,CO2为直线形结构,由极性键构成的非极性分子,CH4为正四面体结构,由极性键构成的非极性分子。
(2)由表可知,虽然其他物质温室效应指数高,但CO2含量大,是引起温室效应的主要原因。
(3)N原子2p轨道半充满,稳定,第一电离能N>O。
(4)溶液呈弱酸性,说明NH3均在内界中,由第二次沉淀只有第一次一半可知,3份Cl-,2份在外界,1份在内界,选D。
(5)钴离子的核外电子排布,先写出钴原子的核外电子排布,再失去3个电子。
答案:(1)C (2)C (3)D (4)D
(5)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6(6)N 2O C O。