【与名师对话】高考化学总复习(JS版)《12.3 分子空间结构与物质的性质》课件

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1.初步认识分子的空间构型、键角、极性分子、非极性分子、手性分子等概念。2．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)，能用杂化轨道理论推断常见的简单分子或者离子的空间结构。3．认识分子的空间构型与极性之间的关系，能应用有关理论预测分子的极性。4．了解简单配合物的成键情况。5．理解配合物的结构与性质之间的关系，认识配合物在生产生活和科学研究方面的重要应用。1.原子的杂化方式分析2．分子或离子的空间构型判断3．键的极性和分子极性分析4．配合物结构和组成的判断5．配合物的应用 一、分子的空间构型1．甲烷分子的空间构型(1)杂化轨道的形成碳原子2s轨道中1个电子进入2p空轨道，个2s轨道和个2p轨道“混合”起来，形成、的4个轨道可表示为。13能量相等成份相同sp3 (2)共价键的形成碳原子的四个轨道分别与四个氢原子的轨道形成4个相同的。(3)甲烷的分子构型甲烷分子为结构，四个C—H键是等同的，键角是。sp31sσ键正四面体109.5° 2．杂化轨道的类型类型参与轨道杂化轨道的夹角杂化轨道的构型sp3杂化sp2杂化sp杂化1个s轨道与3个p轨道1个s轨道与2个p轨道1个s轨道与1个p轨道109°28′120°180°正四面体平面三角形直线形 二、分子的极性1．极性分子与非极性分子极性分子：正电荷重心和负电荷重心的分子。非极性分子：正电荷重心和负电荷重心的分子。2．非极性分子、极性分子的判断方法(1)双原子分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有，以结合的双原子分子是极性分子，以结合的双原子分子是非极性分子。(2)以极性键结合的多原子分子(ABm型)，分子的极性取决于分子的。若配位原子地分布在中心原子周围，整个分子的正、负电荷重心，则分子为非极性分子。不相重合相重合极性极性键非极性键空间构型对称相重合 3．分子的极性对物质物理性质的影响(1)在其他条件相同时，分子的极性越大，范德华力，物质的熔点、沸点。(2)对物质溶解度的影响——相似相溶非极性溶质一般易溶于溶剂，极性溶质一般易溶于溶剂。越大越高非极性极性 三、手性分子1．手性异构体和手性分子如果一对分子，它们的和完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体，这样的分子称为手性分子。2．手性碳原子当四个的原子或基团连接在碳原子上时，四个原子或基团在空间的排布就像左右手一样，相似但不重叠，形成的化合物存在手性异构体，该碳原子称为手性碳原子。组成原子的排列方式不同 四、人类对配合物结构的认识1．实验探究配合物的形成实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现，氨水过量后沉淀逐渐，得到色的透明溶液蓝色沉淀溶解深蓝2OH－＋4H2OCu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4＋Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋ 2.配合物的定义由提供的配位体和的中心原子以结合而形成的化合物称为配合物。3．配合物的组成以[Zn(NH3)4]SO4为例]：孤电子对接受孤电子对配位键 五、配合物的结构和性质1．几种配合物的空间构型配离子[Ag(NH3)]2]＋[Zn(NH3)4]2＋[Ni(CN)4]2－[AlF6]3－结构空间构型直线平面形配位数46正四体三角双锥24 2.配合物的异构现象(1)形成配合物异构现象的原因①含有或配位体。②配位体不同。(2)配合物异构体的分类①顺式异构体：同种配位体处于位置。②反式异构体：同种配位体处于位置。(3)配合物异构体的性质顺、反异构体在等方面都有差异。3．配合物的稳定性配合物中的配位键越强，配合物越，中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与的性质有关。两种两种以上空间排列方式不同边同边颜色、溶解性、活性稳定配位体 六、配合物的应用1．在实验研究中，常用形成配合物的方法来。2．在生产中，配合物被广泛应用于领域。3．在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用。检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成染色、电镀、硬水软化、金属冶炼 1．下列关于丙烯(CH3—CH===CH2)的说法正确的是()A．丙烯分子中有7个σ键、1个π键B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化C．丙烯分子存在非极性键D．丙烯分子中3个碳原子在同一直线上 解析：A项，丙烯分子中有8个σ键，1个π键；B项，丙烯分子中的3个碳原子只有1个采取sp3杂化；D项，丙烯分子的结构应该为：,3个碳不在同一直线上。答案：C 2．两种非金属元素A、B所形成的下列分子中，属于极性分子的是() 解析：根据空间结构是否对称很容易得出答案。答案：BD 3．下列不属于配合物的是()A．[Cu(H2O)4]SO4·H2OB．[Ag(NH3)2]OHC．KAl(SO4)2·12H2OD．Na[Al(OH)4]解析：A、B、D均为配合物，而C属于复盐，不是配合物。答案：C 4．下列现象的变化与配合物的形成无关的是()A．向FeCl3中滴加KSCN，出现红色B．向Cu与Cl2反应的集气瓶中加入少量H2O，呈绿色，再加水，呈蓝色C．向FeCl2中滴加氯水，溶液颜色变深D．向AlCl3中逐滴加入NH3·H2O溶液至过量，出现白色沉淀解析：A、B中分别形成配合物[Fe(SCN)n]3－n、[Cu(H2O)4]2＋；C项Fe2＋被Cl2氧化；D项发生复分解反应，生成Al(OH)3。答案：CD 5．用坩埚钳夹住一束铜线，灼热后立刻放入充满Cl2的集气瓶里，现象是____________________________。把少量H2O注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡，溶液颜色是________色。继续加H2O，溶液变成________色。试解释原因。答案：红热的铜丝在Cl2中剧烈燃烧，使集气瓶中充满棕黄色的烟　绿　蓝　生成的CuCl2晶体溶于H2O，在浓溶液里呈绿色，稀溶液中呈蓝色。其中黄色是由于存在[CuCl4]2－，蓝色是由于存在配离子[Cu(H2O)4]2＋，当这些离子同时存在时，呈黄绿色。 6．为什么CH4、NH3、H2O分子中中心原子的杂化轨道的类型都为sp3杂化，但三者的空间构型却大不相同？答案：CH4分子中C原子是sp3杂化，每个H原子占据四面体的一个顶点，分子为正四面体型；NH3分子中的N是sp3杂化，3个H原子占据四面体3个顶点，一对孤对电子占据一个顶点，故N原子与3个氢原子构成三角锥型。H2O分子中的O也是sp3杂化，2个H原子占据四面体两个顶点，另两个顶点被两对孤对电子占据，故O原子与两个氢原子呈V形，即水分子呈V形。 7．BF3是平面三角形，但NF3是三角锥型，试用杂化轨道理论加以说明。答案：BF3中B原子以sp2杂化轨道与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个σ键。由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120°，所以BF3为平面三角形结构。而NF3分子中氮原子采用sp3杂化，有一对孤电子对占据一个杂化轨道，3个sp3杂化轨道与F原子的2p轨道形成三个共价键，由于孤电子对占据四面体的一角，使NF3分子形状成为三角锥型。 要点1对杂化轨道理论的理解1．杂化轨道在外界条件的影响下，原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程叫做原子轨道的杂化，组合后形成一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化轨道在角度分布上比单纯的s轨道或p轨道在某一方向上更集中，从而使它与其他原子的原子轨道重叠的程度更大，形成的共价键更牢固。s轨道与p轨道的杂化(简称sp型杂化)有多种情况。通常，有几个原子轨道参加杂化，杂化后生成的杂化轨道数目就是几个。对sp型杂化轨道而言，杂化轨道的空间分布与形成分子的立体构型的关系如图所示。 3．sp2杂化sp2杂化轨道是由一个ns轨道和两个np轨道组合而成的。它的特点是每个sp2杂化轨道都含有的成分，杂化轨道间的夹角是120°，呈平面三角形。例如，BF3分子的结构，硼原子的电子排布式是1s22s22px1。当硼与氟发生反应时，硼原子的一个2s电子激发到一个空的2p轨道中，使硼原子电子排布式为1s22s12px12py1。硼原子的2s轨道和两个2p轨道杂化组合成三个sp2杂化轨道，硼原子的三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的各一个2p轨道重叠形成三个sp2－pσ键。 由于三个sp2杂化轨道在同一平面上，而且夹角为120°，所以BF3分子具有平面三角形的结构。实验证明BF3分子中，三个B－F键是等同的，所以四个原子处在同一平面上，硼原子处在平面三角形的中心，三个F原子占据三角形的三个顶点，键角为120°，形成了稳定的BF3分子。 4．sp3杂化sp3杂化轨道是由一个ns轨道和三个np轨道组合而成的。它的特点是每个sp3杂化轨道都含有的成分，杂化轨道间的夹角是109°28′，空间构型为正四面体。例如CH4分子的结构，碳原子的电子排布式为1s22s22px12py1。杂化轨道理论认为：在形成CH4分子时，碳原子的2s轨道中的一个电子激发到空的2pz轨道，使碳原子的电子排布式成为1s22s12px12py12pz1。碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道杂化，组成四个新的能量相等、成分相同的杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别指向正四面体的四个顶角，杂化轨道间的夹角为109°28′。 碳原子的四个sp3杂化轨道与四个氢原子的1s轨道发生轨道重叠，形成四个sp3－sσ键，由于杂化后电子云分布更为集中，可使成键的原子轨道间的重叠部分增大，成键能力增强，因此碳原子与4个氢原子能形成结构稳定的CH4分子。由于每个sp3杂化轨道的能量相等，成分相同，所以在CH4分子中四个C—H键是完全相同的，任意两个C—H键间的夹角均为109°28′。符合实验测定的结果。 名师解惑：(1)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。(2)杂化前后轨道数目不变。(3)只有能量相近的轨道才能杂化(如2s和2p)。(4)杂化轨道成键时要满足化学键间最小排斥原理。杂化轨道间的夹角决定分子空间构型。(5)杂化轨道所形成的化学键全部为σ键。) 例1下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．BeCl2与BF3B．CO2与SO2C．CCl4与NH3D．C2H2与C2H4【解析】BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化类型分别为sp、sp2。CO2分子中含有2个键，SO2分子中杂化轨道数为1＋2，杂化类型分别为sp、sp2。C项中杂化类型均为sp3。D项中杂化类型分别为sp、sp2。【答案】C 【迁移应用】(即时迁移　小试牛刀)1．有关甲醛分子的说法正确的是()A．C原子采取sp杂化B．甲醛分子为三角锥形结构C．C原子采取sp2杂化D．甲醛分子为平面三角形结构【解析】甲醛分子分子(CH2O)中心C原子采用的是sp2杂化，三个杂化轨道呈平面三角形，2个sp2杂化轨道分别与一个H原子形成一个C—Hσ键，另一个sp2杂化轨道与O原子形成一个σ键，C原子中未用于杂化的个p轨道与O原子的p轨道形成一个π键。【答案】CD 要点2判断分子或离子的空间构型的方法判断分子或离子的空间构型的方法很多，归纳如下：1．用VSEPR理论判断。2．用键角判断，分子的空间构型和键角的关系如下表：分子类型键角空间构型举　例AB2180°直线形CO2、BeCl2<180°V形H2O、H2SAB3120°平面三角形BF3、BCl3<120°三角锥型NH3、PH3、H3O＋AB4109°28′正四面体型CH4、CCl4、NH4＋ 3.根据等电子体判断通常情况下，等电子体的空间构型相同，如SO2与O3均为V形，CH4与NH4＋均为正四面体型。常见的等电子体及其空间构型如下表：类型实例空间构型2个原子10个价电子的等电子体N2、CO、NO＋、C22－、CN－直线形3个原子16个价电子的等电子体CO2、CS2、N2O、NCO－、NO2＋、N3－、NCS－、BeCl2(g)直线形3个原子18个价电子的等电子体NO2－、O3、SO2V形 类型实例空间构型4个原子24个价电子的等电子体NO3－、CO32－、BO33－、CS32－、BF3、SO3(g)平面三角形5个原子32个价电子的等电子体SiF4、CCl4、BF4－、SO42－、PO43－4个σ键，正四面体型7个原子48个价电子的等电子体SF6、PF6－、SiF62－、AlF63－6个σ键，正八面体型 4.根据杂化轨道类型判断由于杂化轨道类型不同，杂化轨道间的夹角不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道的类型与分子的空间构型有关。如下表：杂化类型spsp2sp3dsp2sp3dsp3d2用于杂化的原子轨道数234456杂化轨道间的夹角180°120°109°28′90°、180°180°、120°、90°90°、180°空间构型直线形平面三角形四面体型平面正方形三角双锥型八面体型 名师解惑：用价层电子对互斥模型预测微粒立体结构的方法。(1)确定中心原子的价电子层中总电子数，即中心原子的价电子数和配位原子供给的电子总和，然后除以2，即分子的中心原子价电子对数。(2)根据中心原子的价层电子对数找出价层电子对互斥模型。(3)根据孤对电子对及电子对之间的斥力判断出微粒的立体结构。 例2用价层电子对互斥模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是()A．NH4＋为正四面体形B．CS2为直线形C．HCN为折线形(V形)D．PCl3为三角锥形【解析】NH4＋、CS2、HCN、PCl3结构中价层电子对数分别为4对、2对、2对、4对，价层电子对互斥模型分子为正四面体形、直线形、直线形、空间四面体形，其中前三者中心原子均参与成键，立体结构就是价层电子对互斥模型，PCl3分子中有1对孤对电子，所以立体结构为三角锥形。【答案】C 【迁移应用】(即时迁移　小试牛刀)2．下列分子的价层电子对互斥模型与分子的立体结构模型相同的是()A．CH2OB．CO2C．NCl3D．H2S【解析】两种模型相同，说明中心原子均参与成键，无孤对电子对存在。【答案】AB 要点3分子极性的判断方法(1)分子的极性由共价键的极性和分子的空间构型对称与否两方面共同决定。①只含非极性键的分子都是非极性分子。单质分子即属于此类，如Cl2、O2、P4、C60等。②以极性键结合形成的双原子分子都是极性分子。如HCl、CO等都属于“A—B”型分子，均为极性分子。③以极性键结合形成的多原子分子：空间构型为中心对称的分子是非极性分子，如CO2、BF3、CH4等； 空间构型为中心不对称的分子是极性分子，如H2O、SO2等。④分子的极性与共价键的极性的关系可总结如下： (2)判断ABn型分子极性的一般经验若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等，则为极性分子，如下表：分子式中心原子分子的极性元素符号化合价绝对值所在主族序数CO2C4Ⅳ非极性BF3B3Ⅲ非极性CH4C4Ⅳ非极性H2OO2Ⅵ极性NH3N3Ⅴ极性SO2S4Ⅵ极性SO3S6Ⅵ非极性PCl3P3Ⅴ极性PCl5P5Ⅴ非极性 例3下列说法正确的是()A．含有非极性键的分子一定是非极性分子B．非极性分子中一定含有非极性键C．由极性键形成的双原子分子一定是极性分子D．键的极性与分子的极性无关【解析】含有非极性键的分子如果结构不对称，正、负电荷重心不重合，则为极性分子，如H2O；由极性键形成的分子，如果正、负电荷重心重合(如CH4)，则为非极性分子；分子的极性除与键的极性有关外，还与分子的空间构型有关。【答案】C 【迁移应用】(即时迁移　小试牛刀)3．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是()A．CH4和Br2B．NH3和H2OC．H2S和CCl4D．CO2和HCl【解析】A选项中的Br2、C选项中的CCl4、D选项中的CO2都是非极性分子【答案】B 要点4配合物的结构和性质1．配合物中配离子的空间构型配位数杂化轨道类型空间构型形结构示意图实例2sp直线形[Ag(NH3)2]＋[Cu(NH3)2]＋4sp3正四面体形[Zn(NH3)4]2＋[CoCl4]2－dsp2平面正方形[Ni(CN)4]2－[Cu(NH3)4]2＋6sp3d2正八面体[AlF6]3－[Co(NH3)6]3＋ 2.配合物中的异构现象化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这就是配合物的异构现象。主要是指化学组成相同，仅仅由于配体围绕中心离子的位置不同而产生的结构、性质不同的几何异构体。含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型的配合物。对于配位数为4的配离子[MA2B2]n±，若其空间构型为四面体形，则不存在同分异构现象；若其空间构型为平面四边形，则有两种同分异构体，相同配位体位于邻位的称为“顺式”，相同配位体位于对位的称为“反式”。如[Pt(NH3)2Cl2]就有顺式和反式两种异构体，其结构如图所示。 3．配合物的性质(1)配合物的颜色当简单离子形成配合物时，其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如[Fe(SCN)6]3－为红色、[Cu(NH3)4]2＋为深蓝色、[Cu(H2O)4]2＋为蓝色、[CuCl4]2－为黄色、[Fe(C6H6O)6]3－为紫色等等。我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成，如Fe3＋离子与SCN－离子在溶液中可生成配位数为1～6的硫氰合铁(Ⅲ)配离子，这种配离子的颜色是红色的，反应如下：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在。 (2)配合物的溶解性有的配合物易溶于水，如[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水的物质如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物。 例4配合物CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，H2O、Cl－和Cr3＋有三种不同的连接方式，形成三种物质：一种是紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积的溶液，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后，所得沉淀的物质的量之比为3∶2∶1。(1)请推断出三种配合物的内界，并简单说明理由；(2)写出三种配合物的电离方程式。 【解析】CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，则其化学式可表示为：[Cr(H2O)6－nCln]Cl3－n·nH2O，当其与AgNO3反应时，只有外界的氯离子可形成AgCl沉淀，再根据它们与AgNO3反应时生成AgCl沉淀的物质的量之比为3∶2∶1，可知分别有3个氯离子、2个氯离子、1个氯离子在外界，进而可分别写出各自的化学式，紫罗兰色：[Cr(H2O)6]Cl3，暗绿色：[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O，亮绿色：[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，再分别写出其内界。 【答案】(1)紫罗兰色：[Cr(H2O)6]3＋，暗绿色：[Cr(H2O)5Cl]2＋，亮绿色：[Cr(H2O)4Cl2]＋。根据它们与AgNO3反应时生成沉淀的物质的量之比为3∶2∶1，可知分别有3个氯离子、2个氯离子、1个氯离子在外界。(2)[Cr(H2O)6]Cl3===[Cr(H2O)6]3＋＋3Cl－；[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O===[Cr(H2O)5Cl]2＋＋2Cl－＋H2O；[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O===[Cr(H2O)4Cl2]＋＋Cl－＋2H2O 【迁移应用】(即时迁移　小试牛刀)4．现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。实验方案：________________________________________________________________________。 【解析】[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)6Cl]Cl2两种配合物晶体是同分异构体，组成元素和相应个数完全相同，但结构却不同。在[Co(NH3)6]Cl3中Co3＋与6个NH3分子配合成[Co(NH3)6]3＋，3个Cl－都是外界离子。[Co(NH3)6Cl]Cl2中Co3＋与5个NH3分子和1个Cl－配合成[Co(NH3)5Cl]2＋只有2个Cl－是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合，在溶液中能够完全电离，不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl－数是不同的，我们可以利用这一点进行鉴别。 【答案】称取相同质量的两种晶体分别配成溶液，向两种溶液中分别滴加足量的AgNO3溶液。静置过滤，干燥，称量．所得AgCl固体多的原晶体为[Co(NH3)6]Cl3，另一种为[Co(NH3)5Cl]Cl2 要点5配合物的应用1．工业生产中的应用提取贵金属(湿法冶金)：Au与NaCN在氧化气氛中生成[Au(CN)2]－配离子，将金从难溶的矿石中溶解与其不溶物分离，再用Zn粉作还原剂置换得到单质金：4Au＋8NaCN＋2H2O＋O2===4Na[Au(CN)2]＋4NaOHZn＋2[Au(CN)2]－===[Zn(CN)4]2－＋2Au 2．定量分析中的应用(1)检验离子的特效试剂：通常利用鳌合剂与某些金属离子生成有色难溶的配合物，作为检验这些离子的特征反应。如K4[Fe(CN)6]与Fe3＋离子生成特征的蓝色，Fe4[Fe(CN)6]3沉淀。KSCN与Fe3＋生成红色溶液，鉴定Fe3＋离子。(2)隐藏剂(掩蔽剂)：多种金属离子共同存在时。要测定其中一金属离子，由于其他金属离子往往会与试剂发生同类型反应而干扰测定，因此常用配合物来防止杂质离子的干扰。例如Fe3＋离子的存在会影响比色法测定Co2＋，若在溶液中加入掩蔽剂NaF，使共存的Fe3＋生成稳定的无色[FeF6]3－，从而排除Fe3＋的干扰。 (3)有机沉淀剂：某些配合物和金属离子在水中形成溶解度极小的配合物沉淀，可以提高分析的精确度。(4)萃取分离：当金属离子与有机整合剂形成配合物时，一方面由于它不带电，另一方面又由于有机配体在金属离子的外围且极性极小，具有疏水性，因而形成的配合物难溶于水，易溶于有机溶剂。利用这一性质就可将某些金属离子从水溶液中萃取到有机溶剂中。 3．在合成中的应用(1)配合催化剂活性高、选择性好，在合成工业中用途广泛。(2)配合物参与生物固氮。4．在生命体中的应用许多酶的作用与其结构中含有形成配位键的金属离子有关。 例5锌和铝都是较活泼金属，其氢氧化物既可溶于强酸又能溶于强碱溶液。但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成配合物离子[Zn(NH3)4]2＋。回答下列问题：(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)；(2)写出Zn和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：______________________________；(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是________________； ①硫酸铝和氢氧化钠溶液②硫酸铝溶液和氨水③硫酸锌和氢氧化钠溶液④硫酸锌溶液和氨水(4)写出向可溶性锌盐溶液中逐滴加入氨水过程中发生反应的离子方程式______________，试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐和氨水反应制备氢氧化锌的原因__________________。(5)实验室一瓶AlCl3溶液中混有少量Zn2＋，如何提纯？ 【解析】Al与NaOH反应的化学方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，依此类比可写出锌与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑。两两相互滴加时发生的反应现象不同才可以进行鉴别，如将少量硫酸铝溶液滴入氢氧化钠溶液中不产生白色沉淀，而将少量氢氧化钠溶液滴入硫酸铝溶液中由会产生白色沉淀，这样就可将两者鉴别，符合这一条件的还有③、④两组溶液，②组不符合。可溶性锌盐中逐滴加入氨水应先生成白色的Zn(OH)2沉淀，当氨水过量时白色沉淀溶解得无色溶液，Zn(OH)2沉淀转化为[Zn(NH3)4]2＋。这样导致氨水的量不容易控制。可利用Zn(OH)2可溶于氨水而Al(OH)3不溶于氨水来进行提纯。 【答案】(1)AlO2－(2)Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑(3)①③④(4)Zn2＋＋2NH3·H2O===Zn(OH)2↓＋2NH4＋，Zn(OH)2＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，可溶性锌盐与氨水反应产生Zn(OH)2沉淀可溶于过量的氨水中生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的量不容易控制(5)在混有少量Zn2＋的AlCl3溶液中加入氨水到生成的沉淀不再减少为至，过滤出沉淀，用蒸馏水洗净，然后再加入适量的盐酸将沉淀溶解。 【迁移应用】(即时迁移　小试牛刀)5．已知向含有Zn2＋的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀又溶解，生成了[Zn(NH3)4]2＋。此外，Zn(OH)2既可溶于盐酸，生成Zn2＋；又可溶于过量的NaOH溶液，生成ZnO22－；所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。现有四组离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们两者分开。可供选择的试剂有：()A．硫酸B．盐酸C．硝酸D．氢氧化钠溶液D．氨水 根据上述内容填写下表：离子组选用试剂(字母代号)沉淀物化学式保留在溶液中的离子(1)Zn2＋和Al3＋(2)Zn2＋和Mg2＋(3)Zn2＋和Ba2＋(4)Mg2＋和Al3＋ 【解析】本题给出的知识信息是Zn(OH)2的两性和可生成溶于水的[Zn(NH3)4](OH)2。运用它们的化学性质，选择适当试剂加以分离。(1)Zn2＋和Al3＋的分离：由于Zn(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，不能用酸、碱加以区分，但Zn2＋可与过量氨水反应，生成[Zn(NH3)4]2＋，Al3＋无此性质，可选用氨水(E)为试剂，生成沉淀Al(OH)3，保留在溶液中的离子为[Zn(NH3)4]2＋。(2)Zn2＋和Mg2＋的分离：因Zn(OH)2为两性，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH(D)为试剂，将Zn2＋和Mg2＋区分开。沉淀为Mg(OH)2，保留在溶液中的离子为ZnO22－。此外，还可用氨水(E)予以分离。 (3)Zn2＋和Ba2＋的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4则能溶于水，可选用H2SO4(A)为试剂，将Zn2＋和Ba2＋区分开。沉淀为BaSO4，保留在溶液中的离子为Zn2＋。(4)Mg2＋和Al3＋的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中。Mg(OH)2为沉淀，且不溶于过量的NaOH溶液，可选用NaOH(D)为试剂，将Mg2＋和Al3＋区别开。沉淀是Mg(OH)2，保留在溶液中的离子是AlO2－【答案】(1)EAl(OH)3[Zn(NH3)4]2＋(2)D(或E)Mg(OH)2ZnO22－或[Zn(NH3)4]2＋(3)ABaSO4Zn2＋(4)DMg(OH)2AlO2－ 1．有关苯分子中的化学键描述正确的是()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．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他原子形成σ键 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，他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。答案：BC 2．下列物质的杂化方式不是sp3杂化的是()A．NH3B．CH4C．CO2D．H2O解析：NH3、CH4、H2O分子中中心原子N、C、O均采取sp3杂化，CO2中分子C原子采取sp杂化。答案：C 3．下列选项中分子的空间构型相同的是()A．CO2、SO2B．NH3、BF3C．CH4、SiF4D．C2H2、BeCl2解析：C选项中均为正四面体形，D选项中均为直线形。答案：CD 4．下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D．CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央 解析：本题考查分子的空间构型，NH3为三角锥形，N原子位于锥顶；CCl4是正四面体形分子；H2O是V形结构；CO2是直线形分子，C原子位于两个O原子的中间。答案：C 5．在乙烯分子中有5个σ键，一个π键，它们分别是()A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成π键D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成π键 解析：乙烯分子为平面分子，分子中每一个碳原子采取sp2杂化，3个sp2杂化轨道分别与2个氢原子和另一个C原子形成3个σ键，每个C原子未杂化的2p轨道“肩并肩”重叠形成π键。答案：A 6．根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为()A．直线形sp杂化B．三角形sp2杂化C．三角锥型sp2杂化D．三角锥型sp3杂化解析：判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤电子对数及与中心原子相连的原子个数。在NF3分子中，N原子采用sp3杂化，因N原子上连有3个F原子并有一对孤对电子。答案：D 7．下列分子中含手性碳原子的是() 解析：标*的碳原子为手性碳原子：答案：A 8．把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏转的是()A．CCl4B．C2H5OHC．CS2D．CH2Cl2解析：当用玻璃棒接近液体细流时，极性分子的正、负电荷重心不重合，会受到静电的作用而偏转，故应选极性分子。答案：BD 9．下列现象与形成配合物无关的是()A．向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，出现红色B．向AgNO3溶液中加入氨水，至生成的白色难溶物恰好溶解C．向CuSO4溶液中加入氨水，至生成的蓝色难溶物恰好溶解D．向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，至生成的白色难溶物恰好溶解解析：A中生成配合物Fe(SCN)3显红色；B中生成[Ag(NH3)2]OH配合物，C中生成[Cu(NH3)4]SO4配合物。答案：D 10．试判断下列物质能溶于水的是()①葡萄糖　②己醛　③硬脂酸　④硬脂酸钠　⑤硬脂酸镁　⑥乙二酸 A．①④⑥⑦⑨B．全溶C．除⑤⑧外全溶D．①④⑥⑦解析：—OH、—COOH、—CHO都是亲水基，但较—COO－、—SO3－差。①⑥中相当于每个C原子上都有亲水基，故易溶于水。而②中只有一个弱的亲水基，而余下的5个C均为憎水基，故②不溶于水。⑧中苯酚溶解度不大，加上3个憎水的溴原子后，更加不易溶解于水中，⑤中的硬脂酸镁是沉淀，⑦⑨⑩和④相比，⑦⑨憎水基小，憎水性差，可溶于水，而⑩由于憎水基太大，难溶于水。答案：A 11．根据杂化轨道理论，说明下列分子可能采取的杂化类型并指出分子的几何构型：(1)NH3________、________。(2)CH4________、________。(3)C2H2________、________。(4)________、________。(5)H2O________、________。 答案：(1)sp3三角锥形(2)sp3正四面体型(3)sp直线形(4)sp2平面正六边形(5)sp3V形 12．氰(CN)2为无色可燃气体，有苦杏仁味，其性质和卤素单质相似。(1)写出氰与苛性钠溶液反应的离子方程式________________。(2)已知氰分子中键之间的夹角为180°，并有对称性，(CN)2的电子式________，结构式为________，(CN)2为________(填“极性”或“非极性”)分子。(3)CN－中电子数为________，CN－的电子式为________。 解析：据Cl2与NaOH的反应，可以写出(CN)2与NaOH反应的离子方程式；据氰分子中键角是180°并有对称性，再据C、N原子结构，可写出(CN)2的电子式。答案：(1)(CN)2＋2OH－===CN－＋CNO－＋H2O(3)14[··C⋮⋮N··]－ 13．PtCl2(NH3)2成平面四边形结构，它可以形成两种固体a和b，a为淡黄色，在水中溶解度小；b为黄绿色，在水中的溶解度大。试写出a、b的结构式；并解释a、b在水中溶解度大小不同的原因。解析：由已知条件，该物质成平面四边形结构，则两个Cl原子可以处在相邻位置，可以处于对角线位置；然后根据正、负电荷中心是否重合判断分子的极性，依据相似相溶规则得出