1、化學基礎知識過關化學選修3 物質結構與性質第一版前言經過編者近兩個月的努力，化學基礎知識過關的前期工作已經取得了階段性成果。目前已經完成的有必修1、必修2以及選修1第一、第二章的內容，預計余下的工作也會在今年年末完成。身為一名工作在一線的高中化學教師，編者為自己能夠成為本輪新課程改革的親歷者而感到慶幸，同時，也感到壓力空前。編者思考最多的是，在當前這個改革的大背景下，作為一名普通的教師能夠做些什么來為改革添一把柴。這份化學基礎知識過關既是編者從事高中化學教學一年多以來的全面總結，也是獻給改革的一份薄禮。面對如今各大書店里琳瑯滿目的各種教學輔導資料，為什么編者還要再編一本，這本書究竟有何不同，編

2、者又希望它能夠起到哪些作用，在下面給予說明。首先是為什么要編這本書？與市面上的各種輔導資料比起來，本書的最大特點就是起點極低。相較于各種資料以“拔尖”作為第一目的的編寫思路不同的是，這本書的編寫對象主要是面向基礎薄弱的學生或者只是希望通過化學畢業會考的文科生。實際上在新課程的理念下，教育應該逐漸走出傳統的以人才選拔為目的精英教育的怪圈，而走向以普及科學文化素養、讓所有受教育者都能夠在學科上有所發展為目的的普及教育。事實上，能夠成為頂尖人才的始終是少數，而在我們當前教育資源分配還很不均衡的現實下，在某些經濟欠發達地區，教育的低質量還是一個普遍存在的現象。編者希望能夠為教學落后的地區的學生、學習化

3、學有困難的學生提供一份專門針對他們編寫的教輔書。這本書的作用在編者看來有如下幾個方面：第一，它可以作為學生課前課后自學的方案。本書的大部分內容都是書本的基礎知識，有相當多的考查點都是可以通過閱讀教科書直接找到答案的。這樣的編寫其實也是希望訓練基礎薄弱的學生閱讀書本的能力。相當多的學困生實際上在閱讀方面是有嚴重缺陷的，他們之所以學習有那么大的困難很重要的原因就是他們對文字信息的理解能力較差。第二，它可以作為學生上課的同步學案。本書的另一大特色是緊扣著人教版新課改實驗教材，很多知識點都是以提問或者留空的方式進行編排。這也就便于教師在授課過程中讓學生同步完成相應的一些練習或組織討論。第三，它可以作為

4、教師備課的參考用書。編者在編寫過程中把握的一條原則就是圍繞課標規定的內容標準，并進行適度的引申。可以說在這里出現的即使是完全重復書本的填空題，編者放在這里也是有自己的意圖的，編者希望各位教師能夠注意到教材的這些貌似非重點的地方并且加以挖掘。化學教學不應只是原理的教學，在新教材中有很多科普性的、文字闡述的內容，其實這些地方與生產生活、化學以外的別的學科或者普通科學素養結合緊密。作為教師不應該輕易放掉任何一個可教的點。由于編者執教化學的時間還很短，對教法及學科的認識必定還有諸多淺薄乃至于訛誤之處，還請各位本書的使用者提出寶貴的批評和建議，讓本書在以后的修訂中可以日臻完善。何亮2011年11月1日編

5、者單位：重慶市渝北區菁華中學化學教研室通訊位置：重慶市渝北區翔宇路999號，郵編：401120編者電子郵箱位置：yongshi010126aaa引言化學的研究對象是什么？研究對象可以分為哪兩個方面？_古希臘的“原性論”將萬物本原歸結為_、_、_、_四種基本性質，它們的結合產生_、_、_、_四種元素。什么是同素異形體？舉出兩對同素異形體的例子。_H2O與H2O2的元素組成相同，它們的性質有哪些相似點，有哪些不同點？_你還能舉出元素組成相同而性質不同的化合物的例子來嗎？_什么是同分異構體？C5H12有幾種同分異構體？把它們的碳原子骨架寫出來。_寫出對氨基苯磺酰胺和對氨基苯甲酸的結構簡式。_讀第一章

6、引言，簡要概括人們對原子的認識的發展歷程。_原子的基本性質包括哪些內容？_第一章 原子結構與性質第1節 原子結構一、開天辟地原子的誕生_是宇宙中最豐富的元素，其次是_，其他幾十種元素的原子總數加起來不足_。地球上的元素大多數是_（金屬/非金屬）。二、能層與能級在初中和必修2第一章我們學習過原子結構的相關知識，原子有一個類似洋蔥的結構。畫出下列原子的結構示意圖并寫出各能層的電子數：H：_，K層有_個電子。O：_，K層有_個電子，_層有_個電子。Cl：_，K層有_個電子，_層有_個電子，_層有_個電子。Ca：_，K層有_個電子，_層有_個電子，_層有_個電子，_層有_個電子。對比P5頂部的能層最多

7、容納電子數的數據，Ca原子M層排滿了嗎？為什么會有這樣的情況？_K層有_個能級，L層有_個能級，M層有_個能級，N層有_個能級，推測O層有_個能級?？偨Y：某能層所包含的能級數等于_數。各能級所能容納的最多電子數等于_的兩倍。三、構造原理與電子排布式讀圖1-2，順次寫出從1s到5s的所有層級：1s2s_可以看出并不是嚴格按照一個能層填滿了再去填下一個能層。從層級能量上看2s>1s，同理，判斷下列能級的能量高低，用>或<填空：3p_3d；4p_4s；5p_4f什么是構造原理？_寫出下列元素原子的電子排布式，括號內為原子序數：C_，O_，Si_，S_，Cl_Cu（29）_Sn（50

8、）_W（74）_閱讀P7思考與交流第2題，寫出上述原子的電子排布式的簡化形式：C_，O_，Si_，S_，Cl_Cu（29）_，Sn（50）_W（74）_四、能量最低原理、基態與激發態、光譜什么是能量最低原理？它遵循的是什么原理？_什么是基態原子？什么是激發態原子？_電子從基態躍遷到激發態需要_（吸收、放出）能量，電子從激發態躍遷到較低能級將會_（吸收、放出）能量。光是_的重要形式之一。燃放焰火是將什么能轉化為什么能？_原子光譜分為_和_。讀圖1-5、1-6，比較三種元素的發射光譜和吸收光譜，用你的語言概括它們各自的特征和了解，想一想為什么有這些特征和了解。_讀圖1-9，可以看出_光的折射率最高

9、，_光的折射率最低。從波長上看，波長越長，折射率越_（高、低）。由此可知圖1-6中的光譜帶越往左光的波長越_，越往右光的波長越_。五、電子云與原子軌道根據玻爾的原子行星模型，氫原子可以畫成_。畫出下列分段函數的圖像從圖像上可以看出這個函數圖像無法用平滑的曲線連接，而是出現了臺階型的跳躍，這就是量子化的特征。什么是概率密度，它和電子云有什么了解？讀圖1-10，氫原子的核外電子概率密度分布有何特點？_簡述電子云輪廓圖的繪制方法。_同一原子的能層越高，s電子云半徑_（越大，越小）。這是為什么？s電子云的形狀是_，p電子云的形狀是_，p有_個電子云，這些電子云的取向有什么特點？_。讀表1-2，s能級有

10、_個原子軌道，p能級有_個，d能級有_個，f能級有_個。六、泡利原理和洪特規則每個原子軌道最多能容納_個電子，通常稱為_，用_表示。電子除了空間運動狀態（可以比喻為公轉）還有_（可以比喻為自轉）。自轉有_種狀態，分別是_和_，用_表示。什么是泡利原理？_<學與問>通過判斷，你能總結出一些規律嗎？_什么是洪特規則？_總結我們通常所說的電子排布是指_原子的電子排布，原子除了有基態以外還有_態?；鶓B原子的電子排布遵循的三個原理或規則分別為_、_和_。第2節 原子結構與元素的性質一、原子結構與元素周期表堿金屬是元素周期表第_族的金屬，成員包括_、_、_、_、_、_。它們的最外層電子數（價電

11、子數）都是_。鋰的電子排布式是_，它有_個能級，_個能層，_個電子軌道。鈉的電子排布式是_，它有_個能級，_個能層，_個電子軌道。鉀的電子排布式是_，它有_個能級，_個能層，_個電子軌道。由_到_，如此循環往復，就是元素周期表的一個個周期。每個周期第一個元素的原子最外層總是_個電子，最后一個元素的原子最外層總是_個電子。從第一周期到第七周期元素數目依次是_、_、_、_、_、_、_。為什么每一個周期里元素的數目并不一樣多？_<科學探究>為什么第一周期結尾元素的電子排布跟其他周期不同？_元素周期表中共有多少個縱列，每個縱列的價電子總數是否相等？如果不相等，從左至右，每個縱列的價電子數分

12、別是多少？_周期表里的元素可以分為哪五個區？這是按照什么標準劃分的？為什么s區、d區和ds區的元素都是金屬？（氫元素除外）_為什么副族元素稱為過渡元素？_為什么非金屬元素主要集中在周期表的右上角？_為什么非金屬三角區邊緣的金屬常被稱為半金屬或準金屬？_二、元素周期律<學與問>主族元素從左至右，最高化合價和最低化合價、金屬性和非金屬性的變化有什么規律？_什么是元素周期律？_1. 原子半徑影響原子半徑的因素有哪兩個？它們是如何影響原子半徑的？_讀圖1-20，N、O、S、P四種原子中，半徑最大的是_，半徑最小的是_。讀圖1-20，P的核電荷數大于N，而電子能層數也大于N，你認為同周期元素

13、的原子，主要影響半徑的因素是哪一個？_用你自己的話概括同周期或同主族的元素原子半徑變化規律。_2. 電離能什么是第一電離能？_讀圖1-21，稀有氣體元素和堿金屬元素的第一電離能變化有何規律？為什么有這樣的規律？_同周期的元素總體來說第一電離能變化有什么規律？為什么有這樣的規律？為什么會有例外，如B的第一電離能反而比Be??？_<學與問>比較鈉、鎂、鋁各級電離能的變化趨勢，為什么從上到下逐級遞增？為什么同級電離能三種元素不一樣？_3. 電負性什么叫化合鍵？什么叫鍵合電子？_我們在必修2第一章學過哪兩類化學鍵？_1 mol NaCl晶體里存在的化學鍵有_mol，鍵合電子有_mol。1 m

14、ol CO2分子里存在的化學鍵有_mol（雙鍵算2個），鍵合電子有_mol。由鮑林提出的電負性是用來描述什么的？讀圖1-23，你能解釋為什么H2O中H是正價O是負價，而NaH中Na是正價H是負價？_為什么電負性有如圖所示的變化規律？_Al可以跟強酸反應，也可以與強堿反應，寫出它與稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應的離子方程式，并用電負性理論解釋為什么它既有金屬性也有非金屬性？_，_<科學探究>為什么存在對角線規則？_第二章 分子結構與性質引言化學是在_上研究物質的科學。什么是單原子分子？請舉幾個例子。_一個甲烷分子是由哪些原子構成的，這些原子的個數分別是多少？一個水分子呢？_什么是高分子（或

15、聚合物）？寫出聚乙烯的分子式及其單體的分子式。_金剛石和石墨互為碳的_，它們的組成元素都是_，它們的原子結構有何不同？_第1節 共價鍵一、共價鍵共價鍵的本質是什么？離子鍵的本質是什么？_<學與問>用電子式表示H2、HCl、Cl2的形成過程。H2_HCl_Cl2_了解上一章所學的電負性，為什么H2中H是0價，而HCl中H是正一價而Cl是負一價？_用共用電子對理論說明為什么水分子的分子式是H2O而不是H3O。什么是共價鍵的飽和性？_讀圖2-1，從電子云的角度敘述氫分子的形成過程。_鍵的特征是什么？什么是軸對稱？_寫出氯原子的電子排布式并畫出電子排布圖。_鍵比較s-s 鍵、s-p 鍵和p

16、-p 鍵，它們有什么相同點，什么不同點？_讀圖2-3，鍵是軸對稱嗎？如果不是，它屬于什么對稱？_寫出乙烯分子的結構式，其中哪些鍵是鍵，鍵應該在哪里？哪種鍵強度大？_寫出乙烯與溴加成的化學方程式。CBr鍵是什么鍵？_共價鍵是鍵還是鍵，一般規律是什么？_<科學探究>畫圖表示氮原子構成氮分子的過程。NaCl是離子晶體還是分子晶體？MgO呢？后者你判斷的依據是什么？_寫出乙炔與溴兩步加成的化學方程式，在這兩步加成中斷開的是鍵還是鍵？_二、鍵參數鍵能、鍵長與鍵角原子失去電子要_（吸收，放出）能量，原子吸引電子要_（吸收，放出）能量。形成共價鍵要_（吸收，放出）能量，破壞共價鍵要_（吸收，放出

17、）能量。什么是鍵能？_讀表2-1，某兩相同或不同原子間如果形成雙鍵鍵能_（>，<，=）單鍵鍵能。比較CC、CC和CC的鍵能，為什么不正好呈比例地增加？你能用共價鍵理論解釋嗎？_比較鹵素與氫原子的形成化合鍵的鍵能，你能得出什么結論？這與鹵素氫化物穩定性有什么關聯？_鍵長與共價鍵穩定性有什么關系？_H2O是直線型分子嗎？為什么CO2是非極性分子？還有哪些分子屬于非極性的化合物？_<思考與交流>已知HH鍵的鍵能為436.0 kJ·mol-1，OO鍵的鍵能為497.3 kJ·mol-1，OH鍵的鍵能為462.8kJ·mol-1，計算1 mol H2

18、完全燃燒能夠放出的能量是多少？三、等電子原理什么是等電子體？什么是等電子原理？_第2節 分子的立體構型一、形形色色的分子復習初中所學的概念：分子是由什么微粒構成的？分子是保持物質什么性質的基本微粒？_什么是分子的立體構型？三原子分子的立體構型通常為_和_兩種。讀圖2-8，寫出二氧化硅和硫化氫的化學式、結構式，你推測二者結構式的根據是什么？_讀圖2-9，四原子分子多采取_和_兩種構型。為什么氨分子的鍵角是107°而不是120°？（提示：N原子上是否還有未成鍵電子，共價鍵是電子對）_最常見的五原子分子的空間構型是_，例如_，鍵角為_。讀資料卡片，一個椅式C6H12分子中有一個_

19、元環，它與船式C6H12互為_，都可以叫做_（填名稱）。為什么椅式要比船式更穩定？（提示：與之前氨分子的鍵角討論有類似之處）_一個B12分子中每個B原子與_個B原子連接成鍵，為什么化學鍵是這個數目？_讀圖2-14，將其中可見光和紅外、紫外按照能量高由高到低進行排列。（提示：能量的大小與振動頻率成正比）_二、價層電子對互斥理論什么是VSEPR理論？比較你推測氨分子鍵角的依據與VSEPR理論有什么異同？體會化學家是如何創制理論解釋現象的。_價電子對包括中心原子上的_和_。對主族元素來說，價電子數等于_，所以氨分子中N的價電子數為_。孤電子對數的確定方法的表達式是_。根據表達式，對氨分子來說a=_，

20、b=_，x=_，所以孤電子對數的=_。根據表達式，對水分子來說a=_，b=_，x=_，所以孤電子對數的=_。<思考與交流>如何根據主族元素在周期表中的位置確定它的價電子數？_如何根據主族元素在周期表中的位置確定它最多能接受的電子數？_利用VSEPR理論解釋為什么甲烷分子為正四面體結構而不是平面四邊形結構（鍵角為90°）。_三、雜化軌道理論簡介甲烷分子呈_型，4個CH鍵的鍵長_，鍵角為_。4個CH單鍵如果都是鍵，如果沒有軌道雜化，請你設想一下分子構型是什么樣的。_鮑林提出的雜化軌道理論認為，甲烷分子中碳原子價電子的_軌道和三個_軌道會發生混雜，混雜時_不變，得到_個_的軌道

21、，夾角為_，稱為_雜化軌道。設想一下如果沒有軌道雜化，H2O、NH3的分子構型是什么樣的。_讀圖2-17，sp雜化和sp2雜化得到的軌道分別是_型和_型。其中未參加雜化的p軌道可用于形成_或者_。<思考與交流>確定BF3和H3O+的中心原子的雜化軌道類型，并畫出VSEPR模型。四、配合物理論簡介<實驗2-1>從實驗中你能得出哪些結論？_什么叫配位鍵？它與化合鍵有什么了解和區別？四水合銅離子形成了幾個配位鍵，是如何形成的？中心離子是什么，配體是什么？_什么是配位化合物？它的簡稱是什么？_<實驗2-2>寫出反應中各步的離子方程式，并簡述該步反應的現象及其原因。_

22、Cu(NH3)42+的中心離子是_，配體是_。銀氨溶液的溶質是Ag(NH3)2OH，其中陽離子Ag(NH3)2+也是一個配合物，1 mol該陽離子中有配位鍵_mol，中心離子是_，配體是_。<實驗2-3>硫氰化鉀常用與檢驗_離子，原因是_。*查找資料，硫氰化鐵在溶液中形成的配離子的化學式為_，中心離子是_，配離子是_。第3節 分子的性質一、鍵的極性和分子的極性1. 完成下列化學鍵分類歸納2. 什么是極性鍵？什么是非極性鍵？乙烷分子中哪些是極性鍵？哪些是非極性鍵？_3. 寫出下列分子的結構式并標出該分子中極性鍵鍵和原子的電性。二氧化碳_，氨氣_，水_，三氟化硼_4. 找出上述分子的正

23、負電荷中心，判斷它們是極性分子還是非極性分子。二氧化碳_，氨氣_，水_，三氟化硼_5. 若鍵的極性可用向量表示，若極性的向量為正電性原子指向負電性原子的有向線段，試畫出3題中各分子中極性鍵的向量，并判斷哪些向量和為零。【科學視野】表面活性劑和細胞膜6. 如圖2-27所示，烷基磺酸根的親水基團為_（藍色部分，黃色部分），疏水基團為_（藍色部分，黃色部分）。疏水基團的結構簡式為_。親水基團又被稱為_（頭基，尾基），疏水基團又被稱為_（頭基，尾基）。二、范德華力及其對物質性質的影響1. 請用之前學習的分子極性的原理解釋分子間為什么有范德華力。（提示：一個CO分子中，C的那一頭可能會吸引另一個CO分子的哪一頭？