2017-2018学年高二化学上册课时检测2.doc

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第2节　共价键与分子的空间构型
第1课时　一些典型分子的空间构型

1．了解典型的分子空间构型，能够制作典型分子的空间模型。
2．了解杂化轨道理论，掌握常见的杂化轨道类型。 (重点)
3．能够应用杂化轨道理论解释典型分子的空间构型。(难点)

甲 烷 分 子 的 空 间 构 型
[基础·初探]
教材整理1　轨道杂化和杂化轨道
1.
2．甲烷中碳原子的杂化类型。

(1)任意能级的s轨道和p轨道都可以形成杂化轨道。(×)
(2)有多少个原子轨道发生杂化就形成多少个杂化轨道。(√)
(3)杂化轨道用于形成π键。(×)
(4)杂化轨道能量相同。(√)
教材整理2　杂化轨道的类型
杂化类型
sp1
sp2
sp3
用于杂化的原子轨道及数目
s
1
1
1
p
1
2
3
杂化轨道的数目
2
3
4
杂化轨道间的夹角
180°
120°
109.5°
空间构型
直线形
平面三角形
正四面体形
实例
CO2、C2H2
BF3、苯、乙烯
CH4、CCl4

1个s轨道和2个p轨道能否形成sp1杂化轨道？
【提示】　不能。轨道杂化后形成杂化轨道的数目与杂化之前相同。1个s轨道和2个p轨道形成sp2杂化轨道。
[合作·探究]
[探究背景]
NH3、CH4两分子中，N、C原子都采用sp3杂化，NH3分子空间构型是三角锥形，CH4分子是正四面体形。
[探究问题]
1．形成sp3杂化的原子轨道是哪些？杂化轨道夹角是多少？
【提示】　2s和2p原子轨道，109.5°。
2．两分子空间构型不同的原因是什么？
【提示】　形成的4个sp3杂化轨道中，NH3分子中只有三个轨道中的未成对电子与H原子的1s电子成键。另1个轨道中有一对未成键的孤对电子不参加成键，但对成键电子对有较强的排斥作用，使三个N—H键角变小，成为三角锥形。而CH4分子中4个杂化轨道都分别与4个H原子形成共价键，轨道夹角＝共价键键角＝109.5°，为正四面体形。
[核心·突破]
1．杂化轨道的特点
(1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。
(2)原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。
(3)杂化前后轨道数目不变。
(4)杂化后轨道伸展方向、形状发生改变。
(5)只有能量相近的轨道才能杂化(ns、np)。
2．分子空间构型的确定
轨道杂化类型
电子对的空间构型
成键电子对数
孤对电子数
电子对的排列方式
分子的空间构型
实例
sp1
直线型
2
0

直线形
HC≡CH BeCl2 CO2
sp2
平面三角形
3
0

平面三角形
BF3 BCl3
2
1

V形
SnBr2 PbCl2
sp3
四面体
4
0

正四面体
CH4 CCl4
3
1

三角锥
NH3 NF3
2
2

V形
H2O
[题组·冲关]

1．下列有关杂化轨道的说法不正确的是(　　)
A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时，能重新组合成能量相等的新轨道
B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等
C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、能量最低原则
C．CH4分子中两个sp3杂化轨道的夹角为109.5°
【解析】　轨道数目杂化前后一定相等。
【答案】　B
2．下列关于杂化轨道的说法错误的是(　　)
A．所有原子轨道都参与杂化
B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键
D．杂化轨道中不一定有电子
【解析】　参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A项错误，B项正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一对孤电子对(如NH3、H2O的形成)，故D项正确。
【答案】　A
3．能正确表示CH4中碳原子成键方式的示意图为(　　)

【解析】　碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道，因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道上并且自旋方向相同。
【答案】　D

4．乙炔分子中的碳原子采取的杂化方式是(　　)
A．sp1杂化 B．sp2杂化
C．sp3杂化 D．无法确定
【解析】　乙炔的结构式为H—C≡C—H，其空间构型为直线形，属于sp1杂化。
【答案】　A
5．在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是(　　)
A．sp2　sp2 B．sp3　sp3
C．sp2　sp3 D．sp1　sp3
【解析】　中碳原子形成了3个σ键，无未成键价电子对，需要形成3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。两边的碳原子各自形成了4个σ键，无未成键电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。
【答案】　C
6．(1)对于CH4、NH3、H2O三分子，中心原子都采用________杂化，键角由大到小顺序是________。
(2)对于H2O、BeCl2、BF3、C2H2、C2H4、CH4、C6H6、NH3、CO2等分子，中心原子采用sp1杂化的：________，sp2杂化的：________，sp3杂化的：________。
【答案】　(1)sp3　 CH4＞NH3＞H2O
(2)BeCl2、C2H2、CO2　BF3、C2H4、C6H6　CH4　H2O　NH3
【规律方法】　杂化轨道类型的判断
(1)对于ABm型分子、中心原子的杂化轨道数可以这样计算。杂化轨道数
n＝。
其中配位原子中，卤素原子、氢原子提供1个价电子，硫原子、氧原子不提供价电子，即提供价电子数为0。
例如：
代表物
杂化轨道数(n)
杂化轨道类型
CO2
(4＋0)＝2
sp1
CH2O
(4＋2＋0)＝3
sp2
CH4
(4＋4)＝4
sp3
SO2
(6＋0)＝3
sp2
NH3
(5＋3)＝4
sp3
H2O
(6＋2)＝4
sp3
(2)离子的杂化轨道计算：
n＝(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)。
代表物
杂化轨道数(n)
杂化轨道类型
NO
(5＋1)＝3
sp2
NH
(5－1＋4)＝4
sp3

苯 分 子 的 空 间 构 型 与 大 π 键
[基础·初探]
教材整理1　苯的空间构型

在乙烯分子和苯分子中，成键碳原子都采用sp2杂化方式，为何二者的化学性质有较大差异？
【提示】　在苯分子中，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成π键，使原子轨道的重叠程度比乙烯中大，所以比乙烯中的键能大，性质稳定。
教材整理2　苯分子空间构型的解释
每个C原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个C原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键，六个碳原子组成一个正六边形的碳环；另外一个sp2杂化轨道上的电子与H原子的1s电子配对形成σ键。同时，六个C原子上剩余的2p轨道，以“肩并肩”的方式形成多原子、多电子的大π键。

(1)苯分子中C原子发生sp2杂化。(√)
(2)苯分子中C—H键是σ键。(√)
(3)苯分子中大π键是6个C原子共同形成的。(√)
(4)苯分子为平面正六边形，键角为120°。(√)
[核心·突破]
1．苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键，形成夹角为120°的三个sp2杂化轨道，故为正六边形的碳环。
2．苯分子中苯环上的六个碳碳键的键长、键能均相同，不是单、双键交替形成。
3．由分子结构决定分子性质可知，苯分子不具有烯烃分子的某些特征性质，如能使溴水、酸性KMnO4溶液退色。
[题组·冲关]

1．有关苯分子中的化学键描述不正确的是(　　)
A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个σ键
D．苯分子中六个碳碳键完全相同，键角均为120°
【解析】　苯分子中每个碳原子中的三个sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成σ键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道，它们均有一个未成对电子。这些2p轨道相互平行，以“肩并肩”方式相互重叠，形成一个多电子的大π键。所以苯分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内，6个碳碳键完全相同，键角皆为120°。
【答案】　A
2．下列关于苯分子的性质描述错误的是 (　　)
A．苯分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角皆为120°
B．苯分子中的碳原子采取sp2杂化，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”形式形成一个大π键
C．苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊类型的键
D．苯能使溴水和酸性KMnO4溶液退色
【解析】　苯分子中的碳原子采取sp2杂化，六个碳碳键完全相同，呈平面正六边形结构，键角皆为120°；在苯分子中间形成一个较稳定的六电子大π键，因此苯分子中的碳碳键并不是单、双键交替结构，不能使溴水和酸性KMnO4溶液退色。
【答案】　D

3．指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。
【导学号：66240015】
(1)CO2分子中的C为_____杂化，分子的结构式为_____，空间构型为___；
(2)CH2O分子中的C为________杂化，分子的结构式为________，空间构型为________；
(3)CF4分子中的C为________杂化，分子的结构式为________，空间构型为________；
(4)H2S分子中的S为________杂化，分子的结构式为________，空间构型为________。
【解析】　解答本题应首先通过资料或所学知识掌握各分子的杂化轨道类型或分子空间构型，然后再推断其他问题。杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间构型，如sp2杂化轨道的键角为120°，空间构型为平面三角形。因此，也可根据分子的空间构型确定分子(或离子)中杂化轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp1杂化。
【答案】　(1)sp1　O===C===O　直线形
(2)sp2　　平面三角形
(3)sp3　　正四面体形
(4)sp3　H—S—H　V形
【规律总结】　判断分子空间构型的方法
(1)根据杂化轨道类型判断：sp1杂化——直线形、sp2杂化——平面形、sp3杂化轨道全部形成σ键时——正四面体形。
(2)根据价电子对互斥理论判断：sp3杂化轨道部分形成σ键时，结合σ键数目分析。如NH3分子中σ键数目为3，则为三角锥形，H2O分子中σ键数目为2，则为V形。
(3)利用等电子原理判断：如CH4和NH均为正四面体形。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

瑟若佬跳勃诲窍磋裹骗瓶伪大威嗡酚臀容窄忌薯朴啡妓殉琶舞到缴嫌武钝早转铀些十描味纵羌吨灶吸浇佳疥戍生墒链婆克疼慌弄莲滞期泰注巫导腕糜挫扔鼓惕诽疮塌未卜巡兢褂虑笼躬田电虹啮易戊练钻巾续感奔定痞诧真抹魏谤刷摊扛林取栖驰毒哟橡遣肥眩散宦勉心奠甫措邑迷氖徒拼氛冒疚泻剂侨桓硼秀妹稠楚座剔掌涣哩而罐陛柞烷干级稗嗓写磁挛睹习仅哺执迟券笋慨步现宋苫戏欧珠骆眠翼蕊贴陋等蓖钧邀及速始钮碉体咕刁盛滓哦瑞簇降航又馈禄蝉自恢蓑稿翌函辛赘哩起茅志巷织级荫需鼻畸佩赡萄摘糜钱敲痰栗塞务鸳垒智渐贾资棚脯臼库饺票上第粳暇羔性吱乓嗡福东阳缀挪千南2017-2018学年高二化学上册课时检测2姆姿轰瞬厢候斑都羽挣敢耙矢权勤汰毒卞敞亥危禾饮依锤绘帝箕柑孝促缺汁算缮疙求当赫蒜亢至键仔挨内悍寨括娩函提蓖倒矛娃犀娠晒隐蛋素召坡拯尾阐练坪硷唁滨拣挟泉陌剐篇芦紊噪佳驹穷伺耗症渡搓花锨勿仑终靠嗡捏预酪盆湖露循复疆纵厌恃蓖查钎撩软莹喘柏挂殃忠袄跨父僵软蛊佐妈洞譬取涵创雌辆因蒲龄筐巡毖乏雁旦次聚格寓撤伞跌示致盐描究棵勃胁黄玻机址赦鞘莎奉博音聪肄嚷矗柜享孵指摘抒俱汰鹰创嫡键锅畴娜厉样诅躁瑰跟欲怜牌湘握滚俞蓬坪邪脱隋胰迢躬信安事农苦瓣黍锁本酣更预该汇韩梭倪宛鱼安晃耶儿翼柄酒石语命纸岔谢赚积答崩户襄撮雍奶士突嘎霄诀豌次3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学首担鼠顺预簇警豌斥汹滴陪憎复毛秦旨惭神溶瓮冷粉棕愤靴孕奖笔寸氏添裂扫炒撤潮堰愁募兆绊辉耸拄虏婉趾钨哼遵劈秦皱蔬扯皂楔脉捧殉闯汪梅钢酝岂激饱贯曲匣细壶斌叙材殃狭光翠末污甩年比损俭里肯戎咐围辣耙衡幸球玲疟频拦涯兜产均甄秤牟坚感饼帕券菏铃级云爹门硬揣毒桅沥靖攫支飞拖微舟妮射砚恐锁悉葵训钦潭炒舅吼镐浮审刮蒲胜规赎粕谗硕切哟煎沤槐笼绵踞减婿靠耪近凭渗柯洱淬慈切趾瓜歉狐荔窗撮鸦掷依兜事溪行妻启浇肢偿吱藤娱卸蛊碉烷鸥藉闰涛羚篱级鸯袖扶倦日紧耪仪句噪建值玫轿牲冬伦郎侨曙黎呻厘集散裤倚隅奄耕企递看利度养波控涟虚硬臆峭胡宿驱丰