第2章 单元整体教学设计与阶段验收评价-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（人教版 多选版）

本讲义聚焦共价键（σ键、π键、键参数）、分子空间结构（VSEPR模型、杂化轨道）、分子性质（极性、分子间作用力、氢键）核心知识点，通过微点判断澄清概念，综合思维融会知识，迁移应用联系生活，构建递进式学习支架。 资料特色在于以微点判断辨析易混点，综合训练整合知识网络，课题活动结合甲醇结构分析、莽草酸手性碳原子探究等实例，体现化学观念（结构决定性质）与科学思维（证据推理、模型建构），课中辅助教师突破重难点，课后帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

一、主干知识——在微点判断中澄清 1.判断下列有关共价键叙述的正误 (1)双原子单质分子中一定既有σ键又有π键 (×) (2)两原子间π键电子数越多,键长越短 (√) (3)共价键都具有方向性和饱和性 (×) (4)PCl3和PCl5中P—Cl的键长不同 (√) (5)两碳原子间键能越大,共价键一定越牢固 (×) (6)单质分子原子间都是非极性共价键 (×) (7)未杂化的p轨道电子形成π键 (√) (8)7.8 g Na2O2含有的共用电子对数为0.2NA (×) (9)σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成;σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转 (√) (10)CH2==CH—CN中σ键与π键的个数比为2∶1 (√) (11)分子中只有极性键 (×) (12)键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6 (√) 2.判断下列有关分子空间结构叙述的正误 (1)三原子分子的空间结构都是V形 (×) (2)四面体结构的微粒键角都是109°28' (×) (3)三角锥形的分子键角都是107° (×) (4)若中心原子价层电子全部参与成键时,则VSEPR模型与其空间结构一致 (√) (5)杂化轨道的作用是形成σ键和容纳孤电子对 (√) (6)多原子单中心分子,中心原子周围电子云密度越大,键角越大 (√) (7)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道 (×) (8)所有的烷烃中碳原子均采取sp3杂化 (√) (9)六氟化硫分子的空间结构呈正八面体形,其中心原子的价层电子对数为4 (×) (10)只要分子的空间结构为平面三角形,中心原子均为sp2杂化 (√) (11)为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对 (×) 3.判断下列有关分子性质叙述的正误 (1)HF、HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高 (×) (2)NH3极易溶于水与氢键有关 (√) (3)手性异构体中含有手性碳原子 (√) (4)范德华力与氢键可同时存在于分子之间 (√) (5)范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键 (×) (6)CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 (×) (7)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关 (√) (8)H2O2分子间存在氢键 (√) (9)由于分子间作用力逐渐增加,甲烷、乙烷、丙烷的沸点逐渐升高 (√) (10)醇的熔、沸点高于相应烃的熔、沸点,是因醇分子间形成氢键 (√) (11)分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外,对物质的溶解、电离等也都有影响 (√) 二、综合思维——在知识融会中贯通 (一)共价键 特征 具有方向性和饱和性 成键 方式 σ键 电子云呈轴对称,如s⁃s σ键、s⁃p σ键、p⁃p σ键 π键 电子云分布的界面通过键轴的一个平面对称,如p⁃p π键 规律 共价单键 σ键 共价双键 1个σ键,1个π键 共价三键 1个σ键,2个π键 键 参数 键能 键能越大,共价键越牢固 键长 键长越短,共价键越牢固 键角 描述分子空间结构的重要参数 类型 极性键 A—B 非极性键 A—A 　　 [综合训练] 1.下列关于化学键的说法正确的是 (　　) A.s⁃s σ键与s⁃p σ键的电子云对称性不同 B.物质只有发生化学变化时才会有化学键的断裂 C.成键的原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固 D.非金属元素之间形成的化合物中只含有共价键 解析:选C　s⁃s σ键与s⁃p σ键的电子云都是轴对称,对称性相同,A错误;有的物质溶于水或加热熔融时也会有化学键的断裂,例如氯化钠溶于水形成自由移动的阴阳离子,B错误;成键的原子间原子轨道重叠越多,成键原子的距离越小,共价键越牢固,C正确;NH4Cl中不仅含有共价键,还有离子键,D错误。 2.下列说法中正确的是 (　　) A.分子中键能越大,键角越大,则分子越稳定 B.元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子可能形成共价键 C.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180° D.O—H的键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为926 kJ 解析:选A　分子中键能越大,键角越大,分子越稳定,故A项正确;元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族都是典型的活泼金属和活泼非金属元素,它们形成的化学键都是离子键,故B项错误;水分子的空间结构是V形,键角是105°,故C项错误;O—H的键能为462.8 kJ·mol-1,18 g水即1 mol H2O分解成2 mol H和1 mol O时吸收的能量为926 kJ,但原子在重新形成氢气氧气时又放出能量,因此消耗能量小于926 kJ,故D项错误。 3.已知:CH3COOH+Cl2CH2ClCOOH+HCl。下列有关说法错误的是 (　　) A.CH3COOH分子中只有σ键 B.Cl—Cl比I—I的键长短、键能大 C.CH2ClCOOH比CH3COOH酸性强 D.CH2ClCOOH比CH2ICOOH酸性强 解析:选A　CH3COOH中碳氧双键中含有π键,A错误;原子半径:Cl<I,故键长:Cl—Cl<I—I,则Cl—Cl比I—I的键长短、键能大,B正确;CH2ClCOOH中Cl原子吸引电子能力比H原子强,使O—H的电子更向O原子集中,导致O—H更易断裂,所以CH2ClCOOH比CH3COOH酸性强,C正确;电负性:Cl>I,对O—H的共用电子对具有更强的吸引作用,导致O—H更易电离,故而酸性增加,即CH2ClCOOH的酸性比CH2ICOOH强,D正确。 4.(2024·江苏卷)反应PbS+4H2O2==PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是 (　　) A.S2-的结构示意图为 B.H2O2中既含离子键又含共价键 C.S中S元素的化合价为+6 D.H2O的空间构型为直线形 解析:选C　S2-的最外层电子数为8,其结构示意图为,A错误;H2O2中只含有共价键,B错误;S中O为-2价,S为+6价,C正确;H2O为V形分子,D错误。 (二)分子的空间结构 理论 价层电子对互斥模型 杂化轨道理论 分子的 空间 结构 sp杂化 直线形 sp2杂化 平面三角形或V形 sp3杂化 正四面体形、V形、三角锥形 　　[综合训练] 5.(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 (　　) A.VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同 B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 解析:选A　中心原子含有孤电子对的分子,其空间结构与VSEPR模型不同,A错误。 6.(2025·江苏盐城高二期中)醋酸亚铜氨溶液常在工业上用于吸收CO,该反应的化学方程式为CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)⇌CH3COOCu(NH3)2CO(aq),下列有关说法正确的是 (　　) A.基态O的电子排布式为 B.醋酸亚铜氨中C原子的杂化类型:sp2、sp3 C.NH3分子的VSEPR模型为平面三角形 D.用电子式表示H2O形成的过程: 解析:选B　O为8号元素,基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,故A错误;醋酸亚铜氨中的饱和C原子采用sp3杂化,连碳氧双键的C原子采用sp2杂化,故B正确;NH3中N原子的价层电子对数为3+=4,VSEPR模型为四面体,故C错误;H2O为共价化合物,故用电子式表示H2O的形成过程为,故D错误。 7.(2025·山东卷)用硫酸和NaN3可制备一元弱酸HN3。下列说法错误的是 (　　) A.NaN3的水溶液显碱性 B.的空间构型为V形 C.NaN3为含有共价键的离子化合物 D.的中心N原子所有价电子均参与成键 解析:选B　NaN3水解生成NaOH和HN3,溶液显碱性,A正确。与CO2互为等电子体,两者结构相似 ,其中心原子均为sp杂化,其空间构型均为直线形,B错误。NaN3为离子化合物(Na+与通过离子键结合),内部三个N原子以共价键连接,C正确。中心N原子通过sp杂化形成两个双键,无孤电子对,所有价电子参与成键,D正确。 8. [双选]如图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期,X的电负性大于Z,工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素,E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同,W3-与E-的电子结构相同。下列说法错误的是 (　　) A.分子中W、Y的杂化轨道类型相同 B.第一电离能:W>E>X C.X的氢化物XH3的VSEPR模型为四面体形 D.简单离子半径:W>E>Y 解析:选AB　此题可以从成键数出发进行推断,W、X、Y和Z均能与其他原子共用3个电子对,则它们均为第ⅤA族元素;工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质,则Y是N;E是短周期元素,且W3-与E-的电子结构相同,则W是P,E是Cl;X的电负性大于Z,则X为As、Z为Sb。W为P,P的价层电子对数为3,采用sp2杂化,Y为N,N的价层电子对数为4,采用sp3杂化,故A错误。第一电离能:Cl>P>As,即E>W>X,故B错误。X是As,AsH3中As的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,故C正确。简单离子半径:r(P3-)>r(Cl-)>r(N3-),即W>E>Y,故D正确。 (三)分子结构与物质的性质 分子的 极性 决定因素 判断及应用 分子间的 作用力 范德华力 氢键 分子的 手性 手性碳原子 手性异构体 手性分子 　　[综合训练] 9.下列对分子性质的解释中,不正确的是 (　　) A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点随相对分子质量增大而升高 B.乳酸()分子中含有2个手性碳原子 C.溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大,因为溴单质、碘单质和四氯化碳都为非极性分子 D.氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释 解析:选B　F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子,熔点随相对分子质量增大而升高,故A正确;中间碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和羟基,是手性碳原子,只有1个,故B错误;根据“相似相溶”规律,Br2、I2是非极性分子,它们易溶于非极性溶剂CCl4中,而在极性溶剂水中的溶解度较小,故C正确;氨气分子和水分子之间能形成氢键,所以氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛分子内存在氢键,而对羟基苯甲醛分子间存在氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D正确。 10.(2025·云南卷)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是 (　　) A.M与Z可形成离子化合物 B.原子半径:R<T<X C.QR2是极性分子 D.电负性:Y<R<Q 解析:选A　M是原子半径最小的元素,为H,Q是形成物质种类最多的元素,则为C,R是地壳中含量最高的元素,为O,T、X、Y同周期且原子序数递增。Q(C)和X均与Y相邻,结合Z的原子序数Z=M+R+T=1+8+T,Z≤20,得T=11(Na),Z=20(Ca)。又因为T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,可推出Q(C)与Y(Si)同主族相邻,X(Al)与Y(Si)相邻且T(Na)、X(Al)、Y(Si)同属第三周期,故推出M为H、Q为C、R为O、T为Na、X为Al、Y为Si、Z为Ca,据此解答。H与Ca形成CaH2,为活泼金属形成的氢化物,为离子化合物,A正确;同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,R为O、T为Na、X为Al,则它们的原子半径大小为O<Al<Na,即R<X<T,B错误;QR2为CO2,为直线形的非极性分子,C错误;同周期元素电负性从左到右逐渐增大,同主族元素电负性从下到上逐渐增大,Q为C、R为O、Y为Si,则电负性Si<C<O,正确顺序为Y<Q<R,D错误。 11.物质的结构决定其性质。下列实例与解释相符的是 (　　) 选项 实例 解释 A 酸性:CF3COOH<CCl3COOH CCl3COOH的相对分子质量大,酸性强 B 分子的极性:BF3<NF3 F—N的极性小于F—B的极性 C 热稳定性:H2O>H2S H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键 D NH3比PH3易液化 NH3分子间能形成氢键 解析:选D　F的电负性强于Cl,C—F的极性强于C—Cl,从而导致CF3COOH中羧基上的羟基更易电离出氢离子,与相对分子质量无关,A错误;BF3中B为sp2杂化,空间结构为平面三角形,为非极性分子,NF3中N为sp3杂化,空间结构为三角锥形,为极性分子,分子的极性:BF3<NF3,与N—F的极性和B—F的极性无关,B错误;分子间氢键只能影响物理性质,不能影响化学性质,应是H—O的键长比H—S的键长短,H—O的键能大,所以热稳定性:H2O>H2S,C错误;含有分子间氢键的氢化物沸点高,易液化,NH3分子间存在氢键,PH3分子间不存在氢键,所以氨气易液化,D正确。 12.科学研究发现新型含碳化合物COS和C3O2,它们的结构类似CO2,均为直线形分子。下列结论中错误的是 (　　) A.COS和CO2分子中碳原子的杂化方式均为sp B.CO2是非极性分子,COS和C3O2也是非极性分子 C.COS、C3O2分子全部由双键构成 D.COS、C3O2分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构 解析:选B　COS的结构式为S==C==O,CO2的结构式为O==C==O,C的价层电子对数为2且无孤电子对,杂化方式均为sp杂化,故A正确;CO2正负电荷中心重合,为非极性分子,COS的结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,C3O2的结构式为O==C==C==C==O,正负电荷中心重合,为非极性分子,故B错误;两种分子全部由双键构成,故C正确;碳原子和氧原子最外层均满足8电子稳定结构,故D正确。 三、迁移应用——在课题活动中践行 课题活动　从分子结构视角认识生活中的物质 　　化学是自然科学的重要组成部分,其特征是从微观层次认识物质,在不同层面创造物质。化学的魅力是在自然界的基础上,创造一个全新的世界。 探究目标(一)　甲醇等典型物质的结构与性质 　　甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。用来制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品,如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等原料。甲醇中掺入汽油作替代燃料使用。 1.甲醇被氧化生成甲醛(HCHO),甲醇也可以生成乙酸甲酯(CH3COOCH3)。乙酸甲酯分子中σ键和π键的个数之比是多少?甲醇、甲醛中碳原子的杂化方式是哪种杂化类型? 提示:10∶1　sp3杂化、sp2杂化。甲醇中碳原子是饱和碳原子,是sp3杂化,甲醛中碳原子是sp2杂化。 2.请比较甲醇分子内O—C—H的键角与甲醛分子内O—C—H的键角的大小。 提示:甲醇中碳原子的杂化方式为sp3杂化,空间结构为四面体形,分子内O—C—H的键角接近109°28',甲醛中碳原子杂化方式为sp2杂化,空间结构为平面三角形,分子内O—C—H的键角接近120°,甲醇分子内O—C—H的键角小于甲醛分子内O—C—H的键角。 3.在一定条件下,甲醇(沸点64.7 ℃)转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3,沸点57.1 ℃)。甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离,工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水,为什么? 提示:乙酸甲酯不易与水形成氢键,而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高,使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出。 4.已知[Zn(CN)4]2-与甲醛在水溶液中发生反应可生成一种新物质HOCH2CN,判断HOCH2CN中碳原子的杂化方式? 提示:HOCH2CN中与羟基(—OH)相连的碳为饱和碳原子,价层电子对数是4,杂化轨道类型为sp3杂化,另外一碳原子与氮原子形成碳氮三键,三键含有1个σ键和2个π键,价层电子对数=2+0=2,所以碳原子杂化轨道类型为sp杂化。 探究目标(二)　分子结构中的对称美 　　许多物质形状与结构对称统一于一体,如金刚石晶体(外形为正八面体,结构为正四面体),石英晶体(外形为两端对称的六角棱柱体,结构为四面体)。它们都反映了物质内部多种(个)原子之间有序的结合,多种(个)原子在变化中趋于统一,在参差中趋于整齐,在“反复”中透着秩序,显示着节奏,尽显出化学中的对称美。生物分子都有手性,即分子形式的右撇子和左撇子(或左旋、右旋)。 1.八角茴香属于草本植物,是我国民间常用作烹调的香料。医学研究成果显示,从八角茴香中可以提取到莽草酸,莽草酸有抗炎、镇痛作用,是合成某些抗癌药物的中间体。莽草酸的分子结构模型如图所示(分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中有几个手性碳原子? 提示:3。根据球棍模型写出其结构式为,连接羟基的碳原子是手性碳原子。 2.氨基乙酸(H2N—CH2—COOH)俗称甘氨酸,可用作调味剂、甜味剂,与DL⁃丙氨酸、枸橼酸等配合使用于含醇饮料中;合成清酒和精良饲料时用作酸味矫正剂、缓冲剂;在腌制咸菜、甜酱、酱油、醋和果汁时用作添加剂,以改善食品风味、味道、保持原味、提供甜味源等;氨基乙酸物质分子是不是手性分子? 提示:分子中间的碳原子连有两个氢,不具有手性。 [素养训练] 1.氯吡苯脲是一种常用的膨大剂,其结构简式如图,它是经国家批准使用的植物生长调节剂。 (1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为　　　　。  (2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为　　　　　　。  (3)查文献可知,可用2⁃氯⁃4⁃氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲,其反应方程式如图: 反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂　　　个σ键,断裂　　　　个π键。  (4)膨大剂能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。 ①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因为 　。  ②NH3分子的空间结构是　　　　　　,H2O中心原子的杂化类型是　　　。  解析:(1)氯原子2p轨道上有5个电子,存在1个未成对电子。(2)氯吡苯脲中单键N杂化轨道类型为sp3杂化,双键N杂化轨道类型为sp2杂化。(3)每生成1分子氯吡苯脲,需要断裂异氰酸苯酯中1个碳氮双键中的π键和2⁃氯⁃4⁃氨基吡啶中的N—H σ键,故每生成1 mol氯吡苯脲,断裂NA个σ键和NA个π键。(4)①H2O比NH3稳定的主要原因是O—H的键长比N—H短,键长越短键能越大。②NH3中N的杂化方式为sp3杂化,空间结构为三角锥形;H2O中O原子上有两个σ键和两个孤电子对,故为sp3杂化。 答案:(1)1　(2)sp2杂化和sp3杂化 (3)NA　 NA (4)①O原子半径小于N原子,O与H原子形成的共价键键长小于N与H原子之间的共价键,O—H的键能大于N—H的,故H2O分子比NH3稳定　②三角锥形　sp3杂化 2.(1)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。试回答下列问题: ①基态Cu原子的价层电子排布式为　　　　　。  ②从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)　　　　(填“>”“<”或“=”) I1(Cu)。  (2)石墨烯(结构如图甲所示)是一种由单层碳原子构成的具有平面结构的新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(结构如图乙所示)。 氧化石墨烯中2号C原子的杂化方式是　　　　,该C原子与相邻C原子形成的键角　　　　(填“>”“<”或“=”)石墨烯中1号C与相邻C形成的键角。  解析:(1)①基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故其价层电子排布式为3d104s1。②铁原子的价层电子排布式为3d64s2,4s2是全满状态,较稳定,所以铁原子不易失去1个电子,第一电离能较大,Cu原子失去1个电子后,价层电子排布式为3d10,为全充满状态,结构稳定,所以铜原子易失去1个电子,第一电离能较小,故I1(Fe)>I1(Cu)。(2)氧化石墨烯中2号C原子形成3个C—C和1个C—O,C原子采取sp3杂化,该C原子和与其相连的4个原子形成四面体,而石墨烯中的1号C原子形成3个C—C,图甲为平面结构,C原子采取sp2杂化,该C原子和与其相连的3个原子形成平面三角形,则氧化石墨烯中2号C原子与相邻C原子形成的键角<石墨烯中1号C原子与相邻C原子形成的键角。 答案:(1)①3d104s1　②>　(2)sp3杂化　< 学科网（北京）股份有限公司 $