第2章 第2节 第1课时 分子结构的测定 多样的分子空间结构-【成才之路·学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步新课程学习指导(人教版)

mol×2=-184.9kJ·mol,1molH2在2 mol Cl2中燃烧 参加反应的H2和Cl2都是1mol,生成2 mol HCl,故放出的热 量为184.9kJ。(2)由表中数据计算知1molH2在C2中燃 烧放热最多，在1，中燃烧放热最少；由以上结果分析，生成物 越稳定，放出热量越多。因稳定性：HF>HCl,故1molH,在 F,中燃烧比在C2中燃烧放热多。 第二节分子的空间结构 第1课时分子结构的测定多样的分子空间结构 学习任务一 一、必备知识 1.化学性质 2.红外光谱X射线衍射 3.(1)化学键官能团(2)0-HC-HC一0羟基 4.(1)相对分子质量最大(2)92 二、自学辨析 1.×提示：通过红外光谱仪可以测得分子含有何种化学键或 官能团。 2.×提示：质谱图上质荷比最大的微粒的质荷比为分子的相 对分子质量。 3.×提示：质谱图中最大的质荷比=相对分子质量，该分子的 相对分子质量为231。 三、课堂探究 典例1：BA中不存在0一H;C中有机化合物的相对分子质量 是46：D中还存在C=0。 对点训练1：A本题所给选项中有机物的结构简式分别为 0 0 CH,一C-OCH2CH3、 CH,CH,CH,C一OH 0 CH 0 H一C一0一CH2CH2CH3、CH,一CH一CH2一C-OH。首 先排除D项，因D项的分子式为C,HoO2,与题干不符；再由 题图可知有不对称一CH,、C一O一C,则排除B、C项：而A项 存在不对称一CH,、C=0与C一0一C,所以该有机物可能是 CH,COOCH2CH3。 学习任务二 一、必备知识 2.0=C=0180°直线形V形120°平面三角形三角 锥形10928'正四面体形 二、自学辨析 1.×提示：NH3分子的空间结构为三角锥形，键角为107° CH4分子的空间结构为正四面体形，键角为10928'。 2.V提示：C02和CS2都为直线形分子。 3.×提示：CH,Cl不是正四面体结构。 4.×提示：不一定，如白磷(P4)中的键角为60°。 三、课堂探究 典例2：DNC,分子的电子式为：C:N:C1:,分子中各原 Cl 子都满足8电子稳定结构，A错误；P4为正四面体形，但其键 角为60°，B错误：C0,分子呈直线形结构，H,0分子呈V形结 —16 构，C错误；铵根离子和甲烷分子结构相似，根据甲烷分子结 构确定铵根离子结构为正四面体形，D正确。 对点训练2：BHC1也是直线形分子，因只有一个共价键，故不 存在键角，A项错误：氨分子呈三角锥形，键角为107°，C项错 误；甲烷、白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为 10928'、60°，D项错误。 课堂素养评价 1.C红外光谱仪工作原理：当一束红外线透过分子时，分子会 吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到 图谱上呈现吸收峰。红外光谱主要测定物质化学键和官 能团。 2.B从题图中可看出其右边最高质荷比为16，是H质荷比的 16倍，即其相对分子质量为16，可能是甲烷。 3.CCH4为正四面体形分子，所有原子不可能都处于同一平 面，故A错误：H,O,是立体结构，NH,为三角锥形分子，所有 原子不可能都处于同一平面，故B错误；C2H,、C。H。是平面结 构，CO是平面三角形结构，所有原子都处于同一平面，故C 正确：CC,为正四面体形分子，HO是三角锥形结构，所有原 子不可能都处于同一平面，故D错误。 4.(1)V形(2)直线形(3)ad 【解析】(1)、(2)中可由键角直接判断分子的空间结构。 (3)五原子分子CH,可能有平面四边形和正四面体两种空间 结构，不管为哪种，b、c两项都成立；若为平面四边形，则键角 0 公 为90°，CH,CL2有两种：H一C一C1和C1一C一Cl;若为正四 H 面体，则键角为10928'，CH2C2只有一种。 第2课时 价层电子对互斥模型 学习任务 一、必备知识 1.（1)空间结构相互排斥 (2)中心原子电子对孤电子对 (3)①σ键电子对数+中心原子的孤电子对数 ②34(a-xb)价电子数原子的最外层电子数中心 原子的价电子数离子的电荷数中心原子的价电子数离 子的电荷数（绝对值）与中心原子结合的原子数最多能 接受的电子数18-该原子的价电子数 2.02直线形直线形13平面三角形V形03 平面三角形平面三角形24四面体形V形14 四面体形三角锥形04正四面体形正四面体形 二、自学辨析 1.×提示：价层电子对数是σ键电子对数与中心原子上的孤 电子对数之和。 2.×提示：孤电子对数是指没有成键的价电子对数，不等于π 键数。 3.×提示：中心原子有孤电子对时，二者不一致；当中心原子 无孤电子对时，二者一致。 三、课堂探究 典例：BH,O、H,S、H,Se的中心原子的价层电子对数均为2+ 6-2×1=4,含有2个孤电子对，分子的空间结构均为V形， 2 由于电负性0>S>S,中心原子电子云密度H2O>H,S>034 第二节分子的空间结构 第1课时分子结构的测定 多样的分子空间结构 学习目标 1.知道分子的结构可以通过波谱等技术进行测定。 2.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，认识共价分子结构的多样性。 学习任务一：分子结构的测定 一必备知识 1.最早测定方法 ①红外光谱可以推断化学键 或官能团的种类，不能确认 主要靠对物质的 进行系统总结得出规律，再推测分子的 化学键或官能团的个数。 结构。 例：红外光谱检测C一H 2.现代测定方法 化学键时没有办法确定是 应用 、晶体 等现代仪器和方法测定分子的结构。 哪种化合物，如下图 3.红外光谱工作原理① HH (1)目的：用红外光谱仪测定分子中的 ò100 H-C-C-H 80 HH 或 (2)示例：通过此红外光谱图发现某未 0 C-0 HHH 3000200015001000950850700 知物有 花 波数/cm H-C-C-C-H 某未知物的红外光谐 HHH 化学键的振动吸收，初步推测该未知物中含有的官能团 为 ®质谱法原理 4.质谱法② 电子轰击 ○-CH 92 (1)目的：用质谱仪测定分子的 CHE 相对分子质量= 质荷比。 碎片离子 30405060708090100110 (2)示例：甲苯的相对分子质量为 质荷比（必） 分子离子 二自学辨析 1.通过红外光谱仪可以测得分子的相对分子质量。 ( 分析仪 2.质谱图上相对丰度最高的微粒的质荷比代表分子的相对分子质量。 ( ) 3.下图是某有机化合物分子的质谱图，由图可知该分子的相对分子质 磁场 量为58。 用高能电子轰击●会得到 ●。，把带电荷的离子打入 磁场中，因为质量不同所 以到分析仪的位置与时间 不同，在质谱图中最右侧 的谱线即最大质荷比就是 分子的相对分子质量 035 三课堂探究 典例1：（2024·聊城高二检测)某有机化合物由碳、氢、氧三种元素 组成，其红外光谱图只有C一H、O一H、C一0的振动吸收，该有机化 合物的相对分子质量是60，则该有机化合物的结构简式可能是 目核磁共振氢谱测定分子中 氢原子的种类及个数比 ( ) 1)原理：处在不同化学环 H OHH 境中的氢原子因产生共振 A.CH CH,OCH B.H-C-C-C-H 时吸收电磁波的频率不同， HHH 在谱图上出现的位置也不 同，而且吸收峰的面积与 H 氢原子数成正比。 C.CH,CH,OH D.H-C- -C-OH , 电磁波日 H 照射 磁共振仪 命要点归纳：红外光谱仪原理与示意图 振动中的氢原子吸收能量发 生跃迁 1.原理：当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的 2)作用：推知氢原子的类 振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过和已有谱 型及数目 图库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键， ①吸收峰数日=氢原子类 哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子中含有何种化学 数 3类氢原子 键或官能团的信息。 2.示意图 432 0 43210 光源 6:42→氢原子个数比3：2：1 红外 ②不同吸收峰的面积之比 红 检测仪 =不同氢原子的个数之比 棱镜 黄绿 样 蜂 品 光谱 红外图谱 对点训练1：(2024·张家界高二检测)如图是一种分子式为C4H02 的有机物的红外光谱图，则该有机物可能为 不对称一CH 波数/cm A.CH,COOCH,CH B.CHCH,CH2 COOH C.HCOOCH,CH,CH; D.(CH,)2CHCH,COOH 036 学习任务二：多样的分子空间结构 一必备知识 1.分子的空间结构 多原子分子中存在原子的几何学关系和形状，即“分子的空间结 构”。 ①四原子分子的空间结构大 2.常见不同类型的分子结构 多数为平面三角形和三角 分子类型化学式 结构式 空间结构模型 键角 空间结构名称 锥形，也有的为直线形（如 CH2)、正四面体形（如 C02 d000-00 三原子 P4)等。 分子 0 H,0 105° H H (角形) C2H2 H CH2O 0=C 四原子 H 分子⑩ NH, 八 107o HH H H 五原子 CH, 分子 H≥H 84 H 3.其他多原子分子的空间结构 P.（正四面体形)PC1.(三角双锥形)SF(正八面体形)PO 8888 椅式C,H2 船式C,H2 三自学辨析 1.NH,分子键角大于CH4分子键角。 2.氧和硫都属于第MA族元素，故CO2和CS2的空间结构相同。 3.CH4、SiH4、SiCl4、CHCl等五原子分子均为正四面体结构。 4.正四面体形的键角均为10928'。 037 三课堂探究 典例2：(2025·河北高二期末)下列说法正确的是 A.NCL,分子中N原子不满足8电子稳定结构 B.P4和CH4都是正四面体结构且键角都为10928 C.C02与H,0分子都呈V形结构 H 已多样的分子空间结构注 D.NH的电子式为[H:N:H]+,呈现正四面体形结构 意点 1)分子组成相似的分子， H 空间结构不一定相似。如 要点归纳：分子的空间结构与键角的关系② NH3是三角锥形，而BCL3 分子类型 键角 空间结构 实例 是平面三角形。 180° 直线形 C02、BeCl2、CS2 2)空间结构相同的分子， AB2 <180 V形 H20、H2S 键角不一定相同。如CH 和P4均为正四面体结构， 120° 平面三角形 BF3、BCL AB3 但CH4键角为10928′，而 <120° 三角锥形 NH,、PH3 P4为60°。 AB 109°28 正四面体形 CH4、CCl 对点训练2：下列分子的空间结构与分子中共价键键角对应正确的 是 ( A.直线形分子：180° B.平面三角形：120° C.三角锥形：109281 D.正四面体形：10928' 课堂素养评价 1.（2025·河南省高二期中)某物质的一种标准谱图如图 所示，它是 A.核磁共振氢谱 B.质谱 3500 300025002000 1500 1000 波数/cm C.红外光谱 D.X射线衍射光谱 2.（2025·安徽马鞍山高二期末)设H+的质荷比为B,某有机物样品的 质荷比如图所示（假设离子均带一个单位正电荷，信号强度与该离 子的多少有关)，则该有机物可能是 ( A.甲醇(CHOH) B.甲烷 121416质荷比/B C.丙烷 D.乙烯 3.(2025·杭州学军中学期末)下列各组分子或离子中所有原子都处于同一平面的是 A.CH4、NO2、BF3 B.C02、H202、NH C.C2H4、C6H6、CO D.CCL4、BeCL,、H,O 038 4.(2024·南京高二检测)(1)硫化氢(H,S)分子中，两个H一S的夹角接近90°，说明H,S分子的空 间结构为 (2)二硫化碳(CS2)分子中，两个C一S的夹角是180°，说明CS2分子的空间结构为 (3)能说明CH4分子不是平面四边形，而是正四面体结构的是 (填字母)。 a.两个键之间的夹角为109281 b.C一H为极性共价键 c.4个C一H的键能、键长都相等 d.二氯甲烷(CH,CL2)只有一种（不存在同分异构体） 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[9] 第2课时 价层电子对互斥模型 学习目标 1.了解价层电子对互斥理论。 2.能利用价层电子对互斥模型预测简单的共价分子（或离子）的空间结构。 学习任务：价层电子对互斥模型 一必备知识 1.价层电子对互斥模型0 ①价层电子对互斥模型图解 (1)价层电子对互斥模型：分子的 是中心原子周围的“价层 价层电子对看成一个整体 电子对” 的结果。 (2)VSEPR的价层电子对：指分子中 与结合原子间的σ键 和中心原子上的 价层电子对产生互斥力确 (3)中心原子上价层电子对的计算 定了分子空间模型 ①价层电子对数= ②计算方法 孤 a.σ键电子对数可由化学式确定，中心原子形成的σ键电子对数 ⊙S:⊙ 等于与中心原子形成共价键的原子数。如NH,分子中，N有 穿 个σ键电子对，S0?有 个σ键电子对。 b.中心原子上的孤电子对数®=】 ,式中a表示中心原 河··风 子的 。对于主族元素：a= 0 对于阳离子：a= 对于 阴离子：a= + 。x表示 S相对C多2个价电子，即 b表示与中心原子结合的原子 1个孤电子对，则该孤电子 氢为 其他原子= 对与σ键同时产生斥力， 呈现V形