![2023高考化學(xué)大一輪學(xué)考復(fù)習(xí)考點(diǎn)突破第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第38講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)檢測(cè)新人教版_第1頁(yè)](http://file4.renrendoc.com/view/656e63810fb1a9fa27ba005a5dd13da0/656e63810fb1a9fa27ba005a5dd13da01.gif)
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PAGEPAGE29第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第38講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考綱要求1.了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵),了解配位鍵的含義。2.能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)。3.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。4.能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)常見的簡(jiǎn)單分子或離子的立體構(gòu)型。5.了解范德華力的含義及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。6.了解氫鍵的含義,能列舉含有氫鍵的物質(zhì),并能解釋氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響??键c(diǎn)一共價(jià)鍵1.本質(zhì)在原子之間形成共用電子對(duì)(電子云的重疊)。2.特征具有飽和性和方向性。3.分類分類依據(jù)類型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭〞重疊π鍵電子云“肩并肩〞重疊形成共價(jià)鍵的電子對(duì)是否偏移極性鍵共用電子對(duì)發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對(duì)不發(fā)生偏移原子間共用電子對(duì)的數(shù)目單鍵原子間有一對(duì)共用電子對(duì)雙鍵原子間有兩對(duì)共用電子對(duì)三鍵原子間有三對(duì)共用電子對(duì)特別提醒(1)只有兩原子的電負(fù)性相差不大時(shí),才能形成共用電子對(duì),形成共價(jià)鍵,當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時(shí),不會(huì)形成共用電子對(duì),而形成離子鍵。(2)同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵,不同種元素原子間形成的共價(jià)鍵為極性鍵。4.鍵參數(shù)(1)概念鍵參數(shù)eq\x(鍵長(zhǎng)):形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距eq\x(鍵能):氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量鍵角:在原子數(shù)超過(guò)2的分子中,兩個(gè)共,價(jià)鍵之間的夾角(2)鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響①鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,分子越穩(wěn)定。②5.等電子原理原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu),它們的許多性質(zhì)相似,如CO和N2。深度思考1.正誤判斷,正確的打“√〞,錯(cuò)誤的打“×〞(1)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子(×)(2)在任何情況下,都是σ鍵比π鍵強(qiáng)度大(×)(3)在所有分子中都存在化學(xué)鍵(×)(4)分子的穩(wěn)定性與分子間作用力的大小無(wú)關(guān)(√)(5)s-sσ鍵與s-pσ鍵的電子云形狀對(duì)稱性相同(√)(6)σ鍵能單獨(dú)形成,而π鍵一定不能單獨(dú)形成(√)(7)σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),π鍵一定不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)(√)(8)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍(×)(9)鍵長(zhǎng)等于成鍵兩原子的半徑之和(×)(10)所有的共價(jià)鍵都有方向性(×)2.N≡N鍵的鍵能為946kJ·mol-1,N—N鍵的鍵能為193kJ·mol-1,那么一個(gè)π鍵的平均鍵能為__________,說(shuō)明N2中________鍵比________鍵穩(wěn)定(填“σ〞或“π〞)。答案376.5kJ·mol-1πσ解析π鍵的平均鍵能為eq\f(946-193kJ·mol-1,2)=376.5kJ·mol-1,所以N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。3.結(jié)合事實(shí)判斷CO和N2相對(duì)活潑的是____________,試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋其相對(duì)活潑的原因:_______________________________________。COC—OC=OC≡O(shè)鍵能(kJ·mol-1)357.7798.91071.9N2N—NN=NN≡N鍵能(kJ·mol-1)154.8418.4941.7答案CO斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量(273.0kJ·mol-1)比斷開N2分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量(523.3kJ·mol-1)小解析由斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量[(1071.9-798.9)kJ·mol-1=273.0kJ·mol-1]比斷開N2分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量[(941.7-418.4)kJ·mol-1=523.3kJ·mol-1]小,可知CO相對(duì)活潑。題組一用分類思想突破化學(xué)鍵的類別1.在以下物質(zhì)中:①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是__________;既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是__________;只存在極性鍵的分子是__________(填序號(hào),下同)。(2)只存在單鍵的分子是__________,存在三鍵的分子是__________,只存在雙鍵的分子是__________,既存在單鍵又存在雙鍵的分子是__________。(3)只存在σ鍵的分子是__________,既存在σ鍵又存在π鍵的分子是__________。(4)不存在化學(xué)鍵的是__________。(5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是__________;既存在離子鍵又存在非極性鍵的是__________。答案(1)②⑤⑩①③⑨(2)①③⑤②⑨⑩(3)①③⑤②⑨⑩(4)⑧(5)⑥⑦④2.有以下物質(zhì):①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N)。只有σ鍵的是________(填序號(hào),下同);既有σ鍵,又有π鍵的是________;含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是________;含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________;含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________。答案①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨1.在分子中,有的只存在極性鍵,如HCl、NH3等,有的只存在非極性鍵,如N2、H2等,有的既存在極性鍵又存在非極性鍵,如H2O2、C2H4等;有的不存在化學(xué)鍵,如稀有氣體分子。2.在離子化合物中,一定存在離子鍵,有的存在極性共價(jià)鍵,如NaOH、Na2SO4等;有的存在非極性鍵,如Na2O2、CaC2等。3.通過(guò)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式,可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目;判斷成鍵方式時(shí),需掌握:共價(jià)單鍵全為σ鍵,雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵,三鍵中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。題組二鍵參數(shù)的判斷與應(yīng)用3.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的B.共價(jià)鍵的鍵能越大,共價(jià)鍵越牢固,由該鍵形成的分子越穩(wěn)定C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等D.H2O分子中的共價(jià)鍵比HF分子中的共價(jià)鍵牢固答案B解析分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角、鍵長(zhǎng)共同決定的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同,故C—X鍵的鍵長(zhǎng)不相等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O分子中的O—H鍵不如HF分子中的F—H鍵牢固,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.鍵能、鍵長(zhǎng)局部數(shù)據(jù)如下表:共價(jià)鍵Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O鍵能(kJ·mol-1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長(zhǎng)(pm)19822826796共價(jià)鍵C—CC=CC≡CC—HN—HN=OO—OO=O(鍵能kJ·mol-1)347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長(zhǎng)(pm)154133120109101(1)以下推斷正確的選項(xiàng)是________(填字母,下同)。A.穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HIB.氧化性:I2>Br2>Cl2C.沸點(diǎn):H2O>NH3D.復(fù)原性:HI>HBr>HCl>HF(2)以下有關(guān)推斷正確的選項(xiàng)是________。A.同種元素形成的共價(jià)鍵,穩(wěn)定性:三鍵>雙鍵>單鍵B.同種元素形成雙鍵鍵能一定小于單鍵的2倍C.鍵長(zhǎng)越短,鍵能一定越大D.氫化物的鍵能越大,其穩(wěn)定性一定越強(qiáng)(3)在HX分子中,鍵長(zhǎng)最短的是________,最長(zhǎng)的是________;O—O鍵的鍵長(zhǎng)________(填“大于〞“小于〞或“等于)O=O鍵的鍵長(zhǎng)。答案(1)ACD(2)A(3)HFHI大于解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),同主族氣態(tài)氫化物的鍵能從上至下逐漸減小,穩(wěn)定性逐漸減弱,A項(xiàng)正確;從鍵能看,氯氣、溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的穩(wěn)定性逐漸減弱,由原子結(jié)構(gòu)知,氧化性也逐漸減弱,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由表格數(shù)據(jù)知,EH—O>EN—H,又因?yàn)閞O<rN,那么H2O的沸點(diǎn)比NH3高,C項(xiàng)正確;復(fù)原性與失電子能力有關(guān),復(fù)原性:HI>HBr>HCl>HF,D項(xiàng)正確。(2)由碳碳鍵的數(shù)據(jù)知A項(xiàng)正確;由O—O鍵、O=O鍵的鍵能知,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C—H鍵的鍵長(zhǎng)大于N—H鍵的鍵長(zhǎng),但是N—H鍵的鍵能反而較小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由C—H、N—H的鍵能知,CH4的鍵能較大,而穩(wěn)定性較弱,D項(xiàng)錯(cuò)誤。1.分子的空間構(gòu)型與鍵參數(shù)鍵長(zhǎng)、鍵能決定了共價(jià)鍵的穩(wěn)定性,鍵長(zhǎng)、鍵角決定了分子的立體構(gòu)型。一般來(lái)說(shuō),知道了多原子分子中的鍵角和鍵長(zhǎng)等數(shù)據(jù),就可確定該分子的立體構(gòu)型。2.反響熱與鍵能:ΔH=反響物總鍵能-生成物總鍵能。題組三等電子原理的應(yīng)用5.通常把原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結(jié)構(gòu)相同,那么以下有關(guān)說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.CH4和NHeq\o\al(+,4)是等電子體,鍵角均為60°B.NOeq\o\al(-,3)和COeq\o\al(2-,3)是等電子體,均為平面三角形結(jié)構(gòu)C.H3O+和PCl3是等電子體,均為三角錐形結(jié)構(gòu)D.B3N3H6和苯是等電子體,B3N3H6分子中不存在“肩并肩〞式重疊的軌道答案B解析甲烷是正四面體形結(jié)構(gòu),鍵角是109°28′,A錯(cuò);NOeq\o\al(-,3)和COeq\o\al(2-,3)是等電子體,均為平面三角形結(jié)構(gòu),B對(duì);H3O+和PCl3的價(jià)電子總數(shù)不相等,C錯(cuò);苯的結(jié)構(gòu)中存在“肩并肩〞式的重疊軌道,故B3N3H6分子中也存在,D錯(cuò)。6.原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理,僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子中,互為等電子體的是________和________;________和________________。(2)此后,等電子原理又有所開展。例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,也可互稱為等電子體,它們也具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在短周期元素組成的物質(zhì)中,與NOeq\o\al(-,2)互為等電子體的分子有________、________。答案(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3解析(1)僅由第二周期元素組成的共價(jià)分子,即C、N、O、F組成的共價(jià)分子中,如:N2與CO電子總數(shù)均為14個(gè)電子,N2O與CO2電子總數(shù)均為22個(gè)電子。(2)依題意,只要原子數(shù)相同,各原子最外層電子數(shù)之和相同,即可互稱為等電子體,NOeq\o\al(-,2)為三原子,各原子最外層電子數(shù)之和為5+6×2+1=18,SO2、O3也為三原子,各原子最外層電子數(shù)之和為6×3=18。記憶等電子體,推測(cè)等電子體的性質(zhì)(1)常見的等電子體匯總微粒通式價(jià)電子總數(shù)立體構(gòu)型CO2、CNS-、NOeq\o\al(+,2)、Neq\o\al(-,3)AX216e-直線形COeq\o\al(2-,3)、NOeq\o\al(-,3)、SO3AX324e-平面三角形SO2、O3、NOeq\o\al(-,2)AX218e-V形SOeq\o\al(2-,4)、POeq\o\al(3-,4)AX432e-正四面體形POeq\o\al(3-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、ClOeq\o\al(-,3)AX326e-三角錐形CO、N2AX10e-直線形CH4、NHeq\o\al(+,4)AX48e-正四面體形(2)根據(jù)的一些分子的結(jié)構(gòu)推測(cè)另一些與它等電子的微粒的立體構(gòu)型,并推測(cè)其物理性質(zhì)。①(BN)x與(C2)x,N2O與CO2等也是等電子體;②硅和鍺是良好的半導(dǎo)體材料,他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導(dǎo)體材料;③白錫(β-Sn2)與銻化銦是等電子體,它們?cè)诘蜏叵露伎赊D(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體;④SiCl4、SiOeq\o\al(4-,4)、SOeq\o\al(2-,4)的原子數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)都相等,它們互為等電子體,都形成正四面體形;⑤CO2、COS均為直線形結(jié)構(gòu);SO3、COeq\o\al(2-,3)為平面正三角形結(jié)構(gòu);NF3、PCl3均為三角錐形結(jié)構(gòu)。特別提醒等電子體結(jié)構(gòu)相同,物理性質(zhì)相近,但化學(xué)性質(zhì)不同??键c(diǎn)二分子的立體構(gòu)型1.價(jià)層電子對(duì)互斥理論(1)價(jià)層電子對(duì)在球面上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。(2)孤電子對(duì)的排斥力較大,孤電子對(duì)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。填寫下表。電子對(duì)數(shù)成鍵對(duì)數(shù)孤電子對(duì)數(shù)電子對(duì)立體構(gòu)型分子立體構(gòu)型實(shí)例鍵角220直線形直線形BeCl2180°330三角形平面正三角形BF3120°21V形SnBr2105°440正四面體形正四面體形CH4109°28′31三角錐形NH3107°22V形H2O105°2.雜化軌道理論當(dāng)原子成鍵時(shí),原子的價(jià)電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。特別提醒(1)價(jià)層電子對(duì)互斥理論說(shuō)明的是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型,而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)的立體構(gòu)型,不包括孤電子對(duì)。①當(dāng)中心原子無(wú)孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型一致;②當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型不一致。如:中心原子采取sp3雜化的,其價(jià)層電子對(duì)模型為四面體形,其分子構(gòu)型可以為四面體形(如CH4),也可以為三角錐形(如NH3),也可以為V形(如H2O)。(2)價(jià)層電子對(duì)互斥理論能預(yù)測(cè)分子的立體構(gòu)型,但不能解釋分子的成鍵情況,雜化軌道理論能解釋分子的成鍵情況,但不能預(yù)測(cè)分子的立體構(gòu)型。兩者相結(jié)合,具有一定的互補(bǔ)性,可到達(dá)處理問(wèn)題簡(jiǎn)便、迅速、全面的效果。(3)雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同,中心原子雜化類型相同時(shí)孤電子對(duì)數(shù)越多,鍵角越小。(4)雜化軌道與參與雜化的原子軌道數(shù)目相同,但能量不同。3.配位鍵(1)孤電子對(duì)分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。(2)配位鍵①配位鍵的形成:成鍵原子一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道形成共價(jià)鍵。②配位鍵的表示:常用“→〞來(lái)表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子,如NHeq\o\al(+,4)可表示為[NHHHH]+,在NHeq\o\al(+,4)中,雖然有一個(gè)N—H鍵形成過(guò)程與其他3個(gè)N—H鍵形成過(guò)程不同,但是一旦形成之后,4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配位體有孤電子對(duì),如H2O、NH3、CO、F-、Cl-、CN-等。中心原子有空軌道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。深度思考1.正誤判斷,正確的打“√〞,錯(cuò)誤的打“×〞(1)雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)(√)(2)分子中中心原子假設(shè)通過(guò)sp3雜化軌道成鍵,那么該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)(×)(3)NH3分子為三角錐形,N原子發(fā)生sp2雜化(×)(4)只要分子構(gòu)型為平面三角形,中心原子均為sp2雜化(√)(5)中心原子是sp雜化的,其分子構(gòu)型不一定為直線形(×)(6)價(jià)層電子對(duì)互斥理論中,π鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)(√)2.VSEPR模型和分子(離子)立體構(gòu)型與中心原子雜化類型確實(shí)定。填寫下表?;瘜W(xué)式孤電子對(duì)數(shù)(a-xb)/2σ鍵電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型名稱分子或離子的立體構(gòu)型名稱中心原子雜化類型H2S224四面體形V形sp3SO2123平面三角形V形sp2SO3033平面三角形平面三角形sp2CH4044正四面體形正四面體形sp3NCl3134四面體形三角錐形sp3HCN022直線形直線形spHCHO033平面三角形平面三角形sp2NOeq\o\al(-,3)033平面三角形平面三角形sp2ClO-314四面體形直線形sp3H3O+134四面體形三角錐形sp3ClOeq\o\al(-,3)134四面體形三角錐形sp3POeq\o\al(3-,4)044正四面體形正四面體形sp3CH≡CH直線形spCH2=CH2平面形sp2C6H6平面六邊形sp2CH3COOHsp3、sp2題組一價(jià)層電子對(duì)互斥理論、雜化軌道理論的綜合考查1.以下離子的VSEPR模型與離子的空間立體構(gòu)型一致的是()A.SOeq\o\al(2-,3) B.ClOeq\o\al(-,4)C.NOeq\o\al(-,2) D.ClOeq\o\al(-,3)答案B解析當(dāng)中心原子無(wú)孤電子對(duì)時(shí),VSEPR模型與立體構(gòu)型一致。A項(xiàng),SOeq\o\al(2-,3)的中心原子的孤電子對(duì)數(shù)=eq\f(1,2)×(6+2-3×2)=1,B項(xiàng),ClOeq\o\al(-,4)的中心原子的孤電子對(duì)數(shù)=eq\f(1,2)×(7+1-4×2)=0;C項(xiàng),NOeq\o\al(-,2)的中心原子的孤電子對(duì)數(shù)=eq\f(1,2)×(5+1-2×2)=1;D項(xiàng),ClOeq\o\al(-,3)中心原子的孤電子對(duì)數(shù)=eq\f(1,2)×(7+1-3×2)=1。所以只有B符合題意。2.以下分子所含原子中,既有sp3雜化,又有sp2雜化的是()A.乙醛B.丙烯腈C.甲醛D.丙炔答案A解析乙醛中甲基的碳原子采取sp3雜化,醛基中碳原子采取sp2雜化;丙烯腈中碳碳雙鍵的兩個(gè)碳原子采取sp2雜化,另一個(gè)碳原子采取sp雜化;甲醛中碳原子采取sp2雜化;丙炔中甲基碳原子采取sp3雜化,碳碳三鍵中兩個(gè)碳原子采取sp雜化。3.(2022·葫蘆島五校協(xié)作體期中)氮的最高價(jià)氧化物為無(wú)色晶體,它由兩種離子構(gòu)成,其陰離子構(gòu)型為平面三角形,那么其陽(yáng)離子的構(gòu)型和陽(yáng)離子中氮的雜化方式為()A.直線形sp雜化 B.V形sp2雜化C.三角錐形sp3雜化 D.平面三角形sp2雜化答案A解析氮的最高價(jià)氧化物為N2O5,根據(jù)N元素的化合價(jià)為+5和原子組成,可知陰離子為NOeq\o\al(-,3)、陽(yáng)離子為NOeq\o\al(+,2),NOeq\o\al(+,2)中N原子形成了2個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)目為0,所以雜化類型為sp,陽(yáng)離子的構(gòu)型為直線形,故A項(xiàng)正確。4.原子形成化合物時(shí),電子云間的相互作用對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生影響。請(qǐng)答復(fù)以下問(wèn)題:(1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為______________,NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為____________。(2)H2O、NH3、CH4三種分子中,鍵角由大到小的順序是CH4>NH3>H2O,請(qǐng)分析可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)平面三角形三角錐形(2)CH4分子中的C原子沒(méi)有孤電子對(duì),NH3分子中N原子上有1對(duì)孤電子對(duì),H2O分子中O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用增大,故鍵角減小解析(1)BF3分子中的B原子采取sp2雜化,所以其分子的立體構(gòu)型為平面三角形;NF3分子中的N原子采取sp3雜化,其中一個(gè)雜化軌道中存在一對(duì)孤電子對(duì),所以其分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(2)H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3雜化,而在O原子上有2對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用最大,鍵角最??;N原子上有1對(duì)孤電子對(duì),對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用使鍵角縮小,但比水分子的要大;C原子上無(wú)孤電子對(duì),鍵角最大。1.“三種〞方法判斷分子中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構(gòu)型判斷①假設(shè)雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形,那么分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。②假設(shè)雜化軌道在空間的分布呈平面三角形,那么分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。③假設(shè)雜化軌道在空間的分布呈直線形,那么分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(2)根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷假設(shè)雜化軌道之間的夾角為109°28′,那么分子的中心原子發(fā)生sp3雜化;假設(shè)雜化軌道之間的夾角為120°,那么分子的中心原子發(fā)生sp2雜化;假設(shè)雜化軌道之間的夾角為180°,那么分子的中心原子發(fā)生sp雜化。(3)根據(jù)等電子原理結(jié)構(gòu)相似進(jìn)行推斷,如CO2是直線形分子,CNS-、NOeq\o\al(+,2)、Neq\o\al(-,3)與CO2是等電子體,所以分子構(gòu)型均為直線形,中心原子均采用sp雜化。2.用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子或離子立體構(gòu)型的思維程序用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子(ABn型)、離子(ABeq\o\al(m±,n)型)立體構(gòu)型的方法解題思路——eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\x(確定價(jià)層電子對(duì)數(shù))\o(→,\s\up7(價(jià)層電子對(duì)盡可能遠(yuǎn)離),\s\do5(均分空間))\x(價(jià)層電子對(duì)立體構(gòu)型),,\x(確定孤電子對(duì)數(shù))\o(→,\s\up7(孤電子對(duì)的排斥作用較強(qiáng)),\s\do5(孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)盡可能遠(yuǎn)離))\x(變形后的立體構(gòu)型)))eq\o(→,\s\up7(去掉孤電子對(duì),所占空間))分子(離子)的立體構(gòu)型(1)σ鍵的電子對(duì)數(shù)確實(shí)定由分子式確定σ鍵電子對(duì)數(shù)。例如,H2O中的中心原子為O,O有2對(duì)σ鍵電子對(duì);NH3中的中心原子為N,N有3對(duì)σ鍵電子對(duì)。(2)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)確實(shí)定中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=eq\f(1,2)(a-xb)。式中a為中心原子的價(jià)電子數(shù),對(duì)于主族元素來(lái)說(shuō),價(jià)電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù);x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù);b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù),氫為1,其他原子等于“8-該原子的價(jià)電子數(shù)〞。例如,SO2的中心原子為S,S的價(jià)電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6),那么a=6;與中心原子S結(jié)合的O的個(gè)數(shù)為2,那么x=2;與中心原子結(jié)合的O最多能接受的電子數(shù)為2,那么b=2。所以,SO2中的中心原子S上的孤電子對(duì)數(shù)=eq\f(1,2)×(6-2×2)=1。題組二配位鍵、配合物理論5.銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途,如金屬銅用來(lái)制造電線電纜,五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)往硫酸銅溶液中參加過(guò)量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配離子。NF3與NH3的立體構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)膽礬CuSO4·5H2O可寫作[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其結(jié)構(gòu)示意圖如下:以下有關(guān)膽礬的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是________。A.所有氧原子都采取sp3雜化B.氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵C.Cu2+的價(jià)電子排布式為3d84s1D.膽礬中的水在不同溫度下會(huì)分步失去答案(1)N、F、H三種元素的電負(fù)性:F>N>H,在NF3中,共用電子對(duì)偏向F原子,偏離N原子,使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu2+形成配位鍵(2)D6.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,與Cu2+形成配位鍵的原子是________(填元素符號(hào))。答案N7.K3[Fe(C2O4)3]中化學(xué)鍵的類型有____________________________。答案離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵8.丁二酮肟鎳是一種鮮紅色沉淀,可用來(lái)檢驗(yàn)Ni2+,其分子結(jié)構(gòu)如下圖。該結(jié)構(gòu)中C原子的雜化方式是____________________,分子內(nèi)微粒之間存在的作用力有________(填字母)。a.離子鍵 b.共價(jià)鍵c.配位鍵 d.氫鍵答案sp2、sp3bcd9.醋酸二胺合銅(Ⅰ)可以除去原料氣中CO。生成的CH3COO[Cu(NH3)3·CO]中與Cu+形成配離子的配體為________________(填化學(xué)式)。答案CO、NH3考點(diǎn)三分子間作用力與分子的性質(zhì)1.分子間作用力(1)概念物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力,稱為分子間作用力。(2)分類分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強(qiáng)弱范德華力<?xì)滏I<化學(xué)鍵。(4)范德華力范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高,硬度越大。一般來(lái)說(shuō),組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加,范德華力逐漸增大。(5)氫鍵①形成已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力,稱為氫鍵。②表示方法A—H…B特別提醒a(bǔ).A、B是電負(fù)性很強(qiáng)的原子,一般為N、O、F三種元素。b.A、B可以相同,也可以不同。③特征具有一定的方向性和飽和性。④分類氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。⑤分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,對(duì)電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2.分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電中心和負(fù)電中心重合的分子正電中心和負(fù)電中心不重合的分子存在的共價(jià)鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵分子內(nèi)原子排列對(duì)稱不對(duì)稱(2)分子的溶解性①“相似相溶〞的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。假設(shè)溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,那么溶質(zhì)的溶解度增大。②隨著溶質(zhì)分子中憎水基個(gè)數(shù)的增大,溶質(zhì)在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)分子的手性①手性異構(gòu):具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子,如同左手和右手一樣互為鏡像,在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。②手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子。③手性碳原子:在有機(jī)物分子中,連有四個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子,如。(4)無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性無(wú)機(jī)含氧酸的通式可寫成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,那么n值越大,R的正電性越高,使R—O—H中O的電子向R偏移,在水分子的作用下越易電離出H+,酸性越強(qiáng),如酸性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4。深度思考1.正誤判斷,正確的打“√〞,錯(cuò)誤的打“×〞(1)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵()(2)乙醇分子和水分子間只存在范德華力()(3)氫鍵具有方向性和飽和性()(4)H2和O2之間存在氫鍵()(5)H2O2分子間存在氫鍵()(6)鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物(即CX4)的熔、沸點(diǎn)均隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大()(7)氫鍵的存在一定能使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高()(8)極性分子中可能含有非極性鍵()(9)H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)×解析(1)可燃冰中水分子間存在氫鍵,但CH4與H2O之間不存在氫鍵。(2)乙醇分子、水分子中都有—OH,符合形成氫鍵的條件。(4)H2與O2分子中的共價(jià)鍵均為非極性鍵,分子間只存在范德華力。(5)H2O2分子中的H幾乎成為“裸露〞的質(zhì)子,與水分子一樣,H2O2分子間也存在氫鍵。(6)鹵素氫化物中,HF分子間能形成氫鍵,其熔、沸點(diǎn)最高。(7)分子內(nèi)氫鍵對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)影響很小。(8)在極性分子H2O2中存在非極性鍵。(9)H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)镺—H鍵鍵能大于S—H鍵鍵能,而與氫鍵無(wú)關(guān)。2.以下事實(shí)均與氫鍵的形成有關(guān),試分析其中氫鍵的類型。①冰的硬度比一般的分子晶體的大;②甘油的粘度大;③鄰硝基苯酚20℃時(shí)在水中的溶解度是對(duì)硝基苯酚的0.39倍;④鄰羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的15.9倍,對(duì)羥基苯甲酸的電離常數(shù)是苯甲酸的0.44倍;⑤氨氣極易溶于水;⑥氟化氫的熔點(diǎn)高于氯化氫。屬于分子間氫鍵的是________;屬于分子內(nèi)氫鍵的是________。答案①②⑤⑥③④解析分子內(nèi)氫鍵除必須具備形成氫鍵的條件外,還必須具備特定的條件:形成平面環(huán)(五元或六元環(huán)最為穩(wěn)定)、形成的環(huán)中沒(méi)有任何扭曲等。氫鍵的形成使物質(zhì)在熔沸點(diǎn)、電離度、溶解度等方面表現(xiàn)出一些特殊性質(zhì)。由于分子間氫鍵的作用,形成的“締合分子〞增大了分子間作用力,使得物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高(如水)、溶解度增大(如氨)、電離度降低(如氫氟酸為弱酸)等;由于分子內(nèi)的氫鍵作用,形成具有“環(huán)狀結(jié)構(gòu)〞的物質(zhì),減小了分子間的作用力,使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)降低、溶解度減小等。3.寫出HF水溶液中的所有氫鍵。答案F—H…OF—H…FO—H…FO—H…O題組一分子極性和化學(xué)鍵極性的關(guān)系1.以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A.以非極性鍵結(jié)合起來(lái)的雙原子分子一定是非極性分子B.以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子一定是極性分子C.非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子D.非極性分子中,一定含有非極性共價(jià)鍵答案A解析對(duì)于抽象的選擇題可用反例法,以具體的物質(zhì)判斷正誤。A項(xiàng)是正確的,如O2、H2、N2等;B項(xiàng)錯(cuò)誤,以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子不一定是極性分子,假設(shè)分子構(gòu)型對(duì)稱,正負(fù)電荷中心重合,就是非極性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C項(xiàng)錯(cuò)誤,某些共價(jià)化合物如C2H4等也是非極性分子;D項(xiàng)錯(cuò)誤,非極性分子中不一定含有非極性鍵,如CH4、CO2。2.以下化合物中,化學(xué)鍵的類型和分子的極性(極性或非極性)皆相同的是()A.CO2和SO2 B.CH4和CH2Cl2C.BF3和NH3 D.HCl和HI答案D解析A項(xiàng),CO2為極性鍵構(gòu)成的非極性分子,為直線形結(jié)構(gòu),SO2為V形結(jié)構(gòu),是極性分子;B項(xiàng),CH4為極性鍵構(gòu)成的非極性分子,是正四面體結(jié)構(gòu),CH2Cl2是由極性鍵構(gòu)成的極性分子;C項(xiàng),BF3為極性鍵構(gòu)成的非極性分子,是平面正三角形結(jié)構(gòu),NH3為極性鍵構(gòu)成的極性分子,是三角錐形結(jié)構(gòu);D項(xiàng),HCl和HI都是極性鍵構(gòu)成的直線形結(jié)構(gòu),都為極性分子。3.H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物,試根據(jù)有關(guān)信息完成以下問(wèn)題:(1)水是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。①1mol冰中有________mol氫鍵。②用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是____________。(2)H2O2分子的結(jié)構(gòu)如下圖:H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)氫原子猶如在半展開的書的兩面上,兩個(gè)氧原子在書脊位置上,書頁(yè)夾角為93°52′,而兩個(gè)O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試答復(fù):①H2O2分子的電子式是_______________________________,結(jié)構(gòu)式是_______________________________________。②H2O2分子是含有________鍵和________鍵的_____________________________(填“極性〞或“非極性〞)分子。③H2O2難溶于CS2,簡(jiǎn)要說(shuō)明理由:____________________________________________________________________________________________。④H2O2中氧元素的化合價(jià)是__________,簡(jiǎn)要說(shuō)明原因________________________________________________________________________。答案(1)①2②B(2)①H—O—O—H②極性非極性極性③H2O2為極性分子,而CS2為非極性溶劑,根據(jù)“相似相溶〞規(guī)律,H2O2難溶于CS2④-1價(jià)因O—O鍵為非極性鍵,而O—H鍵為極性鍵,共用電子對(duì)偏向氧,故氧為-1價(jià)解析(1)在冰中,每個(gè)水分子與周圍的4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵,按“均攤法〞計(jì)算,相當(dāng)于每個(gè)水分子有2個(gè)氫鍵;水分子為V形結(jié)構(gòu)。(2)由H2O2的空間構(gòu)型圖可知,H2O2是極性分子,分子內(nèi)既有極性鍵,又有非極性鍵,而CS2為非極性分子,根據(jù)“相似相溶〞規(guī)律,H2O2難溶于CS2。分子極性判斷的思維程序和兩種思維模型(1)思維程序(2)思維模型①根據(jù)鍵的類型及分子的立體構(gòu)型判斷非極性分子、極性分子的判斷,首先看鍵是否有極性,然后再看各鍵的空間排列狀況。鍵無(wú)極性,分子必?zé)o極性(O3除外);鍵有極性,各鍵空間排列均勻,使鍵的極性相互抵消,分子無(wú)極性;鍵有極性,各鍵空間排列不均勻,不能使鍵的極性相互抵消,分子有極性。共價(jià)鍵的極性與分子極性的關(guān)系可總結(jié)如下:②根據(jù)中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷分子中的中心原子最外層電子假設(shè)全部成鍵,此分子一般為非極性分子;分子中的中心原子最外層電子假設(shè)未全部成鍵,此分子一般為極性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵,它們都是非極性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵,它們都是極性分子。題組二分子間作用力及其影響4.假設(shè)不斷地升高溫度,實(shí)現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣〞的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是()A.氫鍵;分子間作用力;極性鍵B.氫鍵;氫鍵;非極性鍵C.氫鍵;極性鍵;分子間作用力D.分子間作用力;氫鍵;非極性鍵答案A解析eq\x(雪花)eq\o(→,\s\up7(冰變成水),\s\do5(氫鍵被破壞))eq\x(水)eq\o(→,\s\up7(分子間距離增大),\s\do5(范德華力、氫鍵被破壞))eq\x(水蒸氣)eq\x(氧氣、氫氣)5.按要求答復(fù)以下問(wèn)題:(1)HCHO分子的立體構(gòu)型為________形,它加成產(chǎn)物的熔、沸點(diǎn)比CH4的熔、沸點(diǎn)高,其主要原因是(須指明加成產(chǎn)物是何物質(zhì))_______________________________________。答案平面三角加成產(chǎn)物CH3OH分子之間能形成氫鍵(2)S位于周期表中________族,該族元素氫化物中,H2Te比H2S沸點(diǎn)高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________,H2O比H2Te沸點(diǎn)高的原因是____________________________________________________________________________________________。答案ⅥA兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似,H2Te相對(duì)分子質(zhì)量比H2S大,分子間作用力更強(qiáng)兩者均為分子晶體,H2O分子中存在氫鍵(3)有一類組成最簡(jiǎn)單的有機(jī)硅化合物叫硅烷。硅烷的沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系如下圖,呈現(xiàn)這種變化的原因是___________________。答案硅烷為分子晶體,隨相對(duì)分子質(zhì)量增大,分子間作用力增強(qiáng),熔沸點(diǎn)升高(4)氨是一種易液化的氣體,請(qǐng)簡(jiǎn)述其易液化的原因:__________________________________________________________________________________。答案氨分子間存在氫鍵,分子間作用力大,因而易液化(5)硫的氫化物在乙醇中的溶解度小于氧的氫化物的原因是____________。答案H2O與乙醇分子間形成氫鍵(6)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,其催化的一個(gè)實(shí)例如以下圖所示?;衔镆业姆悬c(diǎn)明顯高于化合物甲,主要原因是______________________。答案化合物乙分子間形成氫鍵范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比擬范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力,又稱分子間作用力已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵存在范圍分子間某些含強(qiáng)極性鍵氫化物的分子間(如HF、H2O、NH3)或含F(xiàn)、N、O及H的化合物中或其分子間雙原子或多原子的分子或共價(jià)化合物和某些離子化合物特征(有無(wú)方向性和飽和性)無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強(qiáng)度比擬共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大;②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大對(duì)于A—H…B,A、B的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,氫鍵的鍵能越大成鍵原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì);②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如熔、沸點(diǎn)F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸點(diǎn):H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3①影響分子的穩(wěn)定性;②共價(jià)鍵鍵能越大,分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)題組三無(wú)機(jī)含氧酸的酸性6.S有兩種常見的含氧酸,較高價(jià)的酸性比擬低價(jià)的酸性________,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案強(qiáng)S的正電性越高,導(dǎo)致S—O—H中O的電子向S偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出H+,即酸性越強(qiáng)7.判斷含氧酸酸性強(qiáng)弱的一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多,該含氧酸的酸性越強(qiáng)。如下表所示:含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系次氯酸磷酸硫酸高氯酸含氧酸Cl—OH非羥基氧原子數(shù)0123酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸最強(qiáng)酸(1)亞磷酸H3PO3和亞砷酸H3AsO3分子式相似,但它們的酸性差異很大,H3PO3是中強(qiáng)酸,H3AsO3既有弱酸性又有弱堿性。由此可推出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為①________________,②________________。(2)H3PO3和H3AsO3與過(guò)量的NaOH溶液反響的化學(xué)方程式分別是:①________________________________________________________________________,②________________________________________________________________________。(3)在H3PO3和H3AsO3中分別參加濃鹽酸,分析反響情況:____________,寫出化學(xué)方程式:_______________________。答案(1)①②(2)①H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O②H3AsO3+3NaOH=Na3AsO3+3H2O(3)H3PO3為中強(qiáng)酸,不與鹽酸反響,H3AsO3可與鹽酸反響H3AsO3+3HCl=AsCl3+3H2O解析此題屬于無(wú)機(jī)含氧酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)推斷題,考查同學(xué)們運(yùn)用題給信息推斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的能力。(1)H3PO3為中強(qiáng)酸,H3AsO3為弱酸,依據(jù)題給信息可知H3PO3中含1個(gè)非羥基氧原子,H3AsO3中不含非羥基氧原子。(2)與過(guò)量NaOH溶液反響的化學(xué)方程式的書寫,需得知H3PO3和H3AsO3分別為幾元酸,從題給信息可知,含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含幾個(gè)羥基氫,那么該酸為幾元酸。故H3PO3為二元酸,H3AsO3為三元酸。(3)H3PO3為中強(qiáng)酸,不與鹽酸反響;H3AsO3為兩性物質(zhì),可與鹽酸反響。無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性判斷及比擬的思維方法(1)無(wú)機(jī)含氧酸分子之所以能顯示酸性,是因?yàn)槠浞肿又泻小狾H,而—OH上的H原子在水分子的作用下能夠變成H+而顯示一定的酸性。如HNO3、H2SO4的結(jié)構(gòu)式分別是、。(2)同一種元素的含氧酸酸性規(guī)律H2SO4與HNO3是強(qiáng)酸,其—OH上的H原子能夠完全電離成為H+。而同樣是含氧酸的H2SO3和HNO2卻是弱酸。即酸性強(qiáng)弱為H2SO3<H2SO4,HNO2<HNO3。其他的有變價(jià)的非金屬元素所形成的含氧酸也有類似的情況。如酸性強(qiáng)弱HClO<HClO2<HClO3<HClO4。不難得出:對(duì)于同一種元素的含氧酸來(lái)說(shuō),該元素的化合價(jià)越高,其含氧酸的酸性越強(qiáng)。1.[2022·全國(guó)卷Ⅰ,37(2)(3)(5)]鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。答復(fù)以下問(wèn)題:(2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是_______________。(3)比擬以下鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因:__________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃-49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為____________,微粒之間存在的作用力是________________________________________________________________________。答案(2)Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(5)sp3共價(jià)鍵2.[2022·全國(guó)卷Ⅱ,37(2)]硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為________,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是________。③氨的沸點(diǎn)________(填“高于〞或“低于〞)膦(PH3),原因是_____________________;氨是________分子(填“極性〞或“非極性〞),中心原子的軌道雜化類型為________。答案①正四面體②配位鍵N③高于氨分子間可形成氫鍵極性sp33.[2022·全國(guó)卷Ⅲ,37(3)]AsCl3分子的立體構(gòu)型為________,其中As的雜化軌道類型為________。答案三角錐形sp34.[2022·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,37(3)節(jié)選]乙醛中碳原子的雜化類型為________。答案sp3、sp25.[2022·全國(guó)卷Ⅰ,37(2)(3)](2)碳在形成化合物時(shí),其鍵型以共價(jià)鍵為主,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)CS2分子中,共價(jià)鍵的類型有_______________,C原子的雜化軌道類型是________,寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小,難以通過(guò)得或失電子到達(dá)穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(3)σ鍵和π鍵spCO2、COS(或SCN-、OCN-等)6.[2022·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,37(3)節(jié)選]1mol乙醛分子中含有σ鍵的數(shù)目為________,乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是_____________。答案6NACH3COOH存在分子間氫鍵7.[2022·福建理綜,31(3)(4)節(jié)選](3)BF3與一定量的水形成(H2O)2·BF3晶體Q,Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R:晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及________(填序號(hào))。a.離子鍵b.共價(jià)鍵c.配位鍵d.金屬鍵e.氫鍵f.范德華力(4)苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水楊酸第一級(jí)電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷,相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________(填“>〞或“<〞)Ka(苯酚),其原因是__________________。答案(3)ad(4)<中形成分子內(nèi)氫鍵,使其更難電離出H+1.N2的結(jié)構(gòu)可以表示為,CO的結(jié)構(gòu)可以表示為,其中橢圓框表示π鍵,以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是()A.N2分子與CO分子中都含有三鍵B.CO分子中有一個(gè)π鍵是配位鍵C.N2與CO互為等電子體D.N2與CO的化學(xué)性質(zhì)相同答案D解析由題可知N2分子中N原子之間、CO分子中C、O原子之間通過(guò)兩個(gè)π鍵,一個(gè)σ鍵,即三鍵結(jié)合,其中,CO分子中1個(gè)π鍵由O原子單方面提供孤電子對(duì),C原子提供空軌道通過(guò)配位鍵形成;N2與CO的原子數(shù)和價(jià)電子總數(shù)相等,互為等電子體,N2化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,CO具有比擬強(qiáng)的復(fù)原性,兩者化學(xué)性質(zhì)不同。2.以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A.σ鍵比π鍵重疊程度大,形成的共價(jià)鍵強(qiáng)B.兩個(gè)原子之間形成共價(jià)鍵時(shí),最多有一個(gè)σ鍵C.氣體單質(zhì)中,一定有σ鍵,可能有π鍵D.N2分子中有一個(gè)σ鍵,兩個(gè)π鍵答案C解析氣體單質(zhì)分子中,可能只有σ鍵,如Cl2;也可能既有σ鍵又有π鍵,如N2;但也可能沒(méi)有化學(xué)鍵,如稀有氣體。3.(2022·石家莊調(diào)研)以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.但凡中心原子采取sp3雜化的分子,其立體構(gòu)型都是正四面體形B.在SCl2中,中心原子S采取sp雜化軌道成鍵C.雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)D.凡AB3型的共價(jià)化合物,其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵答案C解析A項(xiàng),中心原子采取sp3雜化的分子,其分子構(gòu)型可以是正四面體形,也可以是三角錐形或V形,錯(cuò)誤;B項(xiàng),SCl2中S原子采取sp3雜化軌道成鍵,錯(cuò)誤;D項(xiàng),AB3型共價(jià)化合物,中心原子可采取sp2雜化,如SO3等,錯(cuò)誤。4.以下現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點(diǎn)比ⅤA族其他元素氫化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態(tài)水的密度小④尿素的熔、沸點(diǎn)比醋酸的高⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低⑥水分子高溫下很穩(wěn)定A.①②③④⑤⑥ B.僅①②③④⑤C.僅①②③④ D.僅①②③答案B解析水分子高溫下很穩(wěn)定是因?yàn)榉肿又蠴—H鍵的鍵能大。5.氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學(xué)試劑,可以作為氯化劑和脫水劑。以下關(guān)于氯化亞砜分子的立體構(gòu)型和中心原子(S)采取雜化方式的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.三角錐形、sp3B.V形、sp2C.平面三角形、sp2D.三角錐形、sp2答案C6.以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A.NH3、CO、CO2都是極性分子B.CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)D.CS2、H2O、C2H2都是直線形分子答案B解析A中CO2為非極性分子;D中水為極性分子,立體構(gòu)型不是直線形,是V形結(jié)構(gòu);選項(xiàng)C中HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱。7.以下各組微粒的立體構(gòu)型相同的是()①NH3和H2O②NHeq\o\al(+,4)和H3O+③NH3和H3O+④O3和SO2⑤CO2和BeCl2⑥SiOeq\o\al(4-,4)和SOeq\o\al(2-,4)⑦BF3和Al2Cl6A.全部 B.除④⑥⑦以外C.③④⑤⑥ D.②⑤⑥答案C8.關(guān)于氫鍵,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.所有含氫元素的化合物中都存在氫鍵,氫鍵比范德華力強(qiáng)B.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物,就是由于水分子間形成氫鍵所致C.氫原子和非金屬性很強(qiáng)的元素原子(F、O、N)形成的共價(jià)鍵,稱為氫鍵D.分子間形成的氫鍵使相應(yīng)物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)升高,氫鍵也可存在于分子內(nèi)答案D解析氫鍵存在于H和非金屬性很強(qiáng)的原子F、O、N之間,不屬于化學(xué)鍵,大多存在于相應(yīng)分子間,少數(shù)分子內(nèi)也存在分子內(nèi)氫鍵,氫鍵的存在影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)。9.通常狀況下,NCl3是一種油狀液體,其分子立體構(gòu)型與氨分子相似,以下對(duì)NCl3的有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A.NCl3分子中N—Cl鍵的鍵長(zhǎng)比CCl4分子中C—Cl鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)B.NCl3分子是非極性分子C.分子中的所有原子均到達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.NBr3比NCl3易揮發(fā)答案C解析因碳原子半徑比氮原子的大,故N—Cl鍵的鍵長(zhǎng)比C—Cl鍵的鍵長(zhǎng)短;NCl3分子立體構(gòu)型類似NH3,故NCl3是極性分子;NBr3與NCl3二者結(jié)構(gòu)相似,由于NBr3的相對(duì)分子質(zhì)量較大,分子間作用力較大,所以NBr3的沸點(diǎn)比NCl3高,因此NBr3比NCl3難揮發(fā)。10.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子與3個(gè)羥基相連,其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。那么分子中B原子雜化軌道的類型及不同層分子間的主要作用力分別是()A.sp,范德華力 B.sp2,范德華力C.sp2,氫鍵 D.sp3,氫鍵答案C解析由于該晶體具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu),所以B原子采取sp2雜化,同層分子間的作用力是范德華力,由于“在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子與3個(gè)羥基相連〞雖然三個(gè)B—O都在一個(gè)平面上,但σ單鍵能夠旋轉(zhuǎn),使O—H鍵位于兩個(gè)平面之間,因而能夠形成氫鍵,從而使晶體的能量最低,到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。11.構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類及相互間的作用力是決定物質(zhì)表現(xiàn)出何種物理性質(zhì)的主要因素。(1)三氯化鐵常溫下為固體,熔點(diǎn)282℃,沸點(diǎn)315℃,在300℃以上易升華。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體中存在的微粒間作用力有________________________________________________________________________。(2)氫鍵作用常表示為“A—H…B〞,其中A、B為電負(fù)性很強(qiáng)的一類原子,如________________________________________________________________________(列舉三種)。X、Y兩種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和局部物理性質(zhì)如下表,兩者物理性質(zhì)有差異的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式水中溶解度/g(25℃)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃X0.245100Y1.7114295(3)鈣是人體所需的重要元素之一,有一種補(bǔ)鈣劑——抗壞血酸鈣的組成為Ca(C6H7O6)2·4H2O,其結(jié)構(gòu)示意圖如下:該物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵類型包括________(填字母)。A.極性共價(jià)鍵 B.離子鍵C.非極性共價(jià)鍵 D.配位鍵(4)①CH2=CH2、②CH≡CH、③、④HCHO四種分子均能與H2發(fā)生加成反響,加成時(shí)這些分子中發(fā)生斷裂的共價(jià)鍵的類型是________。這四種分子中碳原子采取sp2雜化的是________(填序號(hào))。答案(1)極性共價(jià)鍵、范德華力(2)N、O、FX物質(zhì)形成分子內(nèi)氫鍵,Y物質(zhì)形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)ABCD(4)π鍵①③④解析(1)由三氯化鐵的性質(zhì)可知其為分子晶體,微粒間作用力有共價(jià)鍵和范德華力。(2)能形成氫鍵的原子主要有N、O、F。分子間氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,溶解度增大;分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)降低,溶解度減小。(3)由圖可知其中含有離子鍵、極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵和配位鍵,虛線表示配位鍵。(4)發(fā)生加成反響時(shí)破壞的均是π鍵。四種分子的碳原子雜化類型分別為sp2、sp、sp2、sp2。12.X、Y、Z、R、W均為周期表中前四周期的元素,其中原子序數(shù)依次增大;X2-和Y+有相同的核外電子排布;Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)低;R的基態(tài)原子在前四周期元素的基態(tài)原子中單電子數(shù)最多;W為金屬元素,X與W形成的某種化合物與Z的氫化物的濃溶液加熱時(shí)反響可用于實(shí)驗(yàn)室制取Z的氣體單質(zhì)。答復(fù)以下問(wèn)題(相關(guān)答復(fù)均用元素符號(hào)表示):(1)R的基態(tài)原子的核外電子排布式是_____________。(2)Z的氫化物的沸點(diǎn)比其上一周期同族元素氫化物的沸點(diǎn)低的原因是__________________________________
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