資源簡介

第3講　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
【復(fù)習(xí)目標(biāo)】
1.了解化學(xué)鍵的定義及離子鍵、共價(jià)鍵的形成;會書寫電子式。
2.了解共價(jià)鍵的類型及鍵參數(shù),能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。
3.了解價(jià)層電子對互斥模型和雜化軌道理論的內(nèi)容并能用其推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。
4.了解范德華力、氫鍵的含義及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。
考點(diǎn)一　化學(xué)鍵　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.化學(xué)鍵
(1)化學(xué)鍵的定義及分類。
(2)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì):反應(yīng)物的舊化學(xué)鍵　　　　與生成物的新化學(xué)鍵　　　　。
2.離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵
項(xiàng)目 離子鍵 共價(jià)鍵 金屬鍵
概念 帶相反電荷離子之間的　　　 原子間通過　　　　　　所形成的相互作用 金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用
續(xù)　表
項(xiàng)目 離子鍵 共價(jià)鍵 金屬鍵
成鍵 粒子 　　　　 　　　　
成鍵 方式 得失電子形成陰、陽離子 形成 形成金屬陽離子與自由電子
方向性 與飽和 性 　　方向性;　　飽和性 　　方向性;　　飽和性 　　方向性; 　　飽和性
成鍵的 符號 表示 電子式 電子式或結(jié)構(gòu)式 —
3.共價(jià)鍵的分類與鍵參數(shù)
(1)σ鍵和π鍵。
①σ鍵和π鍵的形成。
鍵型 形成
σ鍵 由成鍵原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成 ss型:
sp型:
pp型:
π鍵 由兩個(gè)原子的p軌道“　　　　”重疊形成
大 π鍵 由多個(gè)原子的p軌道互相“　　　　”重疊形成 苯分子中的6個(gè)碳原子均形成 3個(gè) σ鍵,每個(gè)碳原子剩余的1個(gè)p軌道“肩并肩”重疊形成了1個(gè)以6個(gè)碳原子為中心的大π鍵,相鄰碳原子間的共價(jià)鍵完全相同
②σ鍵與π鍵的區(qū)別。
鍵型 σ鍵 π鍵
成鍵方向 沿軸方向“頭碰頭” 平行或“肩并肩”
電子云形狀 軸對稱 鏡面對稱
牢固程度 鍵強(qiáng)度大,不易斷裂 鍵強(qiáng)度較小,容易斷裂
旋轉(zhuǎn) 　　　　旋轉(zhuǎn) 　　　　旋轉(zhuǎn)
成鍵判斷規(guī)律 共價(jià)單鍵全是σ鍵,共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵;共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵,另兩個(gè)是π鍵
(2)極性鍵與非極性鍵。
①根據(jù)共價(jià)鍵的極性與否可分為　　　　　　　(簡稱極性鍵)和　　　　　　　　　　(簡稱非極性鍵)。
②極性鍵產(chǎn)生的原因:成鍵的兩個(gè)原子電負(fù)性不同,共用電子對向電負(fù)性大的元素原子偏移,造成共價(jià)鍵正、負(fù)電中心不重合而形成極性。
(3)共價(jià)單鍵、共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵。
根據(jù)成鍵原子形成共用電子對的數(shù)目可分為共價(jià)單鍵、共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵。
4.鍵參數(shù)
(1)概念。
(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響。
①鍵能越　　　　,鍵長越　　　　,分子越穩(wěn)定。
②
5.離子化合物和共價(jià)化合物
項(xiàng)目 離子化合物 共價(jià)化合物
定義 含有　　　的化合物 只含有　　　的化合物
構(gòu)成 粒子 　　　　　　　 　　　　　　
化學(xué)鍵 類型 一定含有　　　,可能含有　　 　 只含有　　　　
6.化學(xué)鍵的表示方法——電子式
(1)概念:在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的　　　　　　的式子。
(2)常見物質(zhì)電子式的書寫。
①原子。
Na:　　　　　Cl:　　　　
②簡單離子。
Na+:　　　　　F-:　　　　
③復(fù)雜離子。
N:　　　　　　　　　OH-:　　　　　　　
④離子化合物。
化合物 電子式
CaCl2 　　　　　　　
Na2O 　　　　　　　
Na2O2 　　　　　　　
CaC2 　　　　　　　
⑤非金屬單質(zhì)及共價(jià)化合物。
單質(zhì)或化合物 電子式
N2 N
H2O H
H2O2 H
CCl4
(3)用電子式表示化合物的形成過程。
①離子化合物。
如NaCl:　 。
②共價(jià)化合物。
如HCl:　 。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)所有物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵。(　　)
(2)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子。(　　)
(3)非金屬元素的兩個(gè)原子之間形成的一定是共價(jià)鍵,但多個(gè)非金屬元素原子形成的化合物可能包含離子鍵。(　　)
(4)離子化合物中可能含有共價(jià)鍵,共價(jià)化合物中一定不含離子鍵。(　　)
(5)ss σ鍵與sp σ鍵的電子云圖形都是軸對稱的。(　　)
(6)σ鍵能單獨(dú)形成,而π鍵不能單獨(dú)形成。(　　)
(7)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。(　　)
(8)正四面體結(jié)構(gòu)的分子的鍵角一定是109°28′。(　　)
一、化學(xué)鍵類別與物質(zhì)類別判斷
1.(2024·北京豐臺區(qū)期末)下表所列對應(yīng)關(guān)系不正確的是(　　)
選項(xiàng) 物質(zhì) 化學(xué)鍵類型 化合物類型
[A] CO2 共價(jià)鍵 共價(jià)化合物
[B] H2O2 共價(jià)鍵 共價(jià)化合物
[C] CaCl2 離子鍵、共價(jià)鍵 離子化合物
[D] NaOH 離子鍵、共價(jià)鍵 離子化合物
2.(1)下列對HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共價(jià)鍵的分析正確的是　　　　(填字母)。
A.都是σ鍵,沒有π鍵
B.都是π鍵,沒有σ鍵
C.除H2O外,都含π鍵
D.除HCN外,都是σ鍵
(2)甲、乙、丙三種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)如下:
甲:
乙:
丙:
①甲分子中有　　　　個(gè)σ鍵、　　　　個(gè)π鍵。
②乙分子中　　　　(填“有”或“沒有”)極性鍵,　　　　(填“是”或“不是”)極性分子。
③丙分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為　　　　。
3.(1)有以下10種物質(zhì):
①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S
⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧AlCl3　⑨Cu　
⑩CuSO4·5H2O
請用上述物質(zhì)對應(yīng)的序號填空。
a.不存在化學(xué)鍵的是　　　　　　。
b.只存在極性共價(jià)鍵的是　　　　　　。
c.只存在非極性共價(jià)鍵的是　　　　　　。
d.既存在非極性共價(jià)鍵又存在極性共價(jià)鍵的是　　　　　　。
e.只存在離子鍵的是　　　　　　。
f.既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵的是　　　　　　。
g.常溫或熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的是　　　　　　。
(2)在下列變化中:
①I2升華　②燒堿熔化　③NaCl溶于水　④HCl溶于水　⑤O2溶于水　⑥Na2O2溶于水
a.未破壞化學(xué)鍵的是　　　　(填序號,下同)。
b.僅離子鍵被破壞的是　　　　。
c.僅共價(jià)鍵被破壞的是　　　　。
d.離子鍵和共價(jià)鍵同時(shí)被破壞的是　　　　。
1.化學(xué)鍵與物質(zhì)類別之間的關(guān)系
2.共價(jià)鍵中σ鍵、π鍵的確定
單鍵 原子間有一個(gè)共用電子對 一個(gè)σ鍵
雙鍵 原子間有兩個(gè)共用電子對 一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵
三鍵 原子間有三個(gè)共用電子對 一個(gè)σ鍵、兩個(gè)π鍵
二、電子式
4.寫出下列粒子的電子式。
(1)—OH　　　　　　　　;
H3O+　　　　　　　　。
(2)H2S　　　　　　　　;
N2H4　　　　　　　　。
(3)NaH　　　　　　　　;
NaBH4　　　　　　　　。
5.用電子式表示化合物的形成過程。
(1)(2023·湖北卷)K2S: 　　　　　　。
(2)(2021·遼寧卷)氯化鉀: 　　　　　　。
(3)氯化鈣:　 。
(4)硫化氫:　 。
三、鍵參數(shù)及應(yīng)用
6.鍵長、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù),下列敘述正確的是(　　)
[A] 鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)
[B] 因?yàn)镠—O的鍵能小于H—F的鍵能,所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸減弱
[C] AB2型分子的鍵角均為180°
[D] H—O的鍵能為462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2時(shí),消耗的能量為2×462.8 kJ
7.(2024·遼寧模擬)工業(yè)上制備粗硅的反應(yīng)為2C+SiO2Si+2CO↑,若C過量,還會生成SiC。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 1個(gè)CO分子內(nèi)含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵
[B] 鍵能:C—H>Si—H,因此甲硅烷沒有甲烷穩(wěn)定
[C] 鍵長:C—Si[D] 鍵長:C—C8.(2025·遼寧沈陽重點(diǎn)高中期中)下列事實(shí)不能用鍵能的數(shù)據(jù)解釋的是(　　)
[A] CH4的沸點(diǎn)(-161.5 ℃)低于SiH4的沸點(diǎn)(-111.9 ℃)
[B] N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
[C] HI、HBr、HCl、HF的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)
[D] 金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅的熔點(diǎn)
考點(diǎn)二　分子的空間結(jié)構(gòu)　　
1.分子結(jié)構(gòu)的測定
(1)測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法有　　　　光譜、晶體X射線衍射等。
(2)用　　　　測定分子的相對分子質(zhì)量。
2.價(jià)層電子對互斥(VSEPR)模型
(1)理論要點(diǎn)。
①價(jià)層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。
②孤電子對的排斥力較大,孤電子對數(shù)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。
(2)價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算。
①a為中心原子的　　　　。
對于主族元素:a=　 。
對于陽離子:a=　 。
對于陰離子:a=　 。
②x為　　　　　　　　　　　　。
③b為與中心原子結(jié)合的原子　　　　　　　　(氫為 　　　　,其他原子為 　　　　　　　　　　　　。如氧和氧族元素中的S、Se等均為2,鹵族元素均為1)。
幾種分子或離子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)如下表所示:
粒子 中心 原子 σ鍵 電子 對數(shù) 孤電子對數(shù) 價(jià)層 電子 對數(shù)
SOCl2 S 3 ×(6-2-1×2)=1 4
H2SO3 S 3 ×(6-2-2)=1 4
S S 3 ×(6+2-2×3)=1 4
SO3 S 3 ×(6-2×3)=0 3
CO2 C 2 ×(4-2×2)=0 2
(3)價(jià)層電子對互斥模型與分子或離子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
價(jià)層電 子對數(shù) 成鍵 電子 對數(shù) 孤電子 對數(shù) VSEPR 模型 分子或 離子空 間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
2 2 0 直線形 　　形 BeCl2、CO2
3 3 0 平面 三角形 　 　　形 BF3、SO3、 C
2 1 　　形 SnBr2、 O3、SO2
4 4 0 四面 體形 　 　　形 CH4、 P、N
3 1 　　 形 NH3、S
2 2 　　形 H2O、 H2S、
3.雜化軌道理論
(1)理論要點(diǎn)。
①原子在成鍵時(shí),同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合,得到雜化軌道。
②雜化前后原子軌道數(shù)目不變(參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目),且雜化軌道的能量相同。
③雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。
④為使相互間的排斥最小,雜化軌道在空間取最大夾角分布,決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。
(2)雜化軌道與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
雜化軌 道類型 雜化軌 道數(shù)目 雜化軌道 間夾角 分子 空間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
sp 2 180° 直線形 BeCl2
sp2 3 120° 　　　　 BF3
sp3 4 109°28′ 　　　　 CH4
[理解·辨析] 判斷正誤
(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。(　　)
(2)SiF4與S的中心原子均為sp3雜化。(　　)
(3)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)。(　　)
(4)價(jià)層電子對互斥模型中,π鍵電子對數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。(　　)
(5)中心原子雜化軌道類型相同時(shí),孤電子對數(shù)越多,鍵角越小。(　　)
(6)凡中心原子采取sp3雜化的分子,其VSEPR模型都是四面體。(　　)
(7)為四角錐結(jié)構(gòu),中心原子I沒有孤電子對。(　　)
(8)六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形,其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4。(　　)
一、價(jià)層電子對互斥模型的應(yīng)用
1.下列分子或離子中,中心原子的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)為四面體形且分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為V形的是(　　)
[A] N [B] PH3
[C] H3O+ [D] OF2
2.(2024·河南商丘模擬)下列離子的VSEPR模型與離子的空間結(jié)構(gòu)一致的是(　　)
[A] S [B] Cl
[C] N [D] Cl
3.用價(jià)層電子對互斥(VSEPR)模型可以預(yù)測許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu),也可推測鍵角大小。下列判斷正確的是(　　)
[A] CS2是V形分子
[B] PH3鍵角大于NH3
[C] BF3是三角錐形分子
[D] N和CH4的空間結(jié)構(gòu)相同
4.(1)計(jì)算下列分子或離子中心原子的價(jià)層電子對數(shù)(寫出計(jì)算過程)。
①SO2:　　　　　　　　　　　　　　。
②SO3:　　　　　　　　　　　　　　。
③S:　　　　　　　　　　　　　　。
(2)下列分子或離子中:BF3、H2O、N、SO2、PCl3、CO2。
①粒子的空間結(jié)構(gòu)為直線形的有　　　　　　。
②粒子的空間結(jié)構(gòu)為V形的有　　　　　　。
③粒子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的有　　　　。
二、雜化軌道類型、分子或離子空間結(jié)構(gòu)的判斷
5.根據(jù)雜化軌道理論和價(jià)層電子對互斥模型判斷,下列分子或離子的中心原子雜化方式及空間結(jié)構(gòu)正確的是　　　　(填字母)。
選項(xiàng) 分子或 離子 中心原子 雜化方式 價(jià)層電子對 互斥模型 分子或離子 的空間結(jié)構(gòu)
A H2O sp 直線形 直線形
B BBr3 sp2 平面三角形 平面三角形
C PCl3 sp2 四面體形 平面三角形
D C sp2 平面三角形 平面三角形
6.回答下列問題。
(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物,分子中N、C的雜化類型分別是　　　、　　　。
(2)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是　　　　。
(3)CH3N中氮原子的雜化軌道類型是　　　。
(4)氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣:3NH3BH3+6H2O3N+B3+9H2↑。
B3的結(jié)構(gòu)為。在該反應(yīng)中,硼原子的雜化軌道類型由　　　　變?yōu)椤　　　　?
(5)Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為　　　　,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是　　　　(填字母)。
A.sp B.sp2
C.sp3 D.sp3d
sp3d雜化與sp3d2雜化
s、p能級的軌道雜化最多可形成4個(gè)雜化軌道,當(dāng)計(jì)算出價(jià)層電子對數(shù)超過4時(shí),必然有d軌道參與雜化,且參與雜化的d軌道數(shù)=價(jià)層電子對數(shù)-4。較常見的為sp3d雜化與sp3d2雜化,如下表所示。
價(jià)層電 子對數(shù) 孤電子 對數(shù) 雜化 類型 VSEPR模型 分子或離子的空間結(jié)構(gòu) 示例
5 0 sp3d PCl5、PF5、AsF5
1 SF4、TeCl4
2 ClF3、BrF3
3 XeF2、、I
6 0 sp3d2 SF6、Si、Al
1 BrF5、ClF5、IF5
2 XeF4、IC
三、分子(或離子)中大π鍵的判斷
7.已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道,則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動,形成大π鍵。大π鍵可用表示,其中n、m分別代表參與形成大π鍵的電子數(shù)和原子個(gè)數(shù),如苯分子中大π鍵表示為。按要求回答下列問題。
(1)下列粒子中存在大π鍵的是　　　　(填字母)。
a.O3 b.S
c.H2S d.N
(2)N2O分子中的大π鍵表示為　　　　。
(3)疊氮酸(HN3)是一種弱酸,在水中能微弱電離出H+和,則中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　。
8.(1)經(jīng)X射線衍射測得化合物(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。
該化合物中陰離子中的σ鍵總數(shù)為　　　　個(gè)。分子中的大π鍵可用符號表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),
則中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　。
(2)中的大π鍵應(yīng)表示為　　　　,其中碳原子的雜化方式為　　　　。
大π鍵的判斷
1.概念
在一個(gè)具有平面結(jié)構(gòu)或直線形結(jié)構(gòu)的多原子分子中,如果彼此相鄰的3個(gè)或多個(gè)原子中有垂直于分子平面且相互平行的未參與雜化的p軌道,這些p軌道可以相互重疊,形成多中心π鍵。這種不局限在兩個(gè)原子之間的π鍵稱為離域π鍵或共軛大π鍵,簡稱大π鍵。
2.形成條件
(1)中心原子采取sp或sp2雜化。
(2)參與形成大π鍵的多個(gè)原子應(yīng)在同一個(gè)平面或同一直線上。
(3)具有相互平行的p軌道,p軌道上的電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的2倍。
3.表示符號
,m表示相互平行的p軌道的數(shù)目,n表示相互平行的p軌道里的電子數(shù)。理論計(jì)算證明 n<2m時(shí)可形成大π鍵,解題時(shí)可作為驗(yàn)證大π鍵書寫正誤的方法。
考點(diǎn)三　分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
1.極性鍵與非極性鍵
(1)極性鍵與非極性鍵的比較。
項(xiàng)目 極性鍵 非極性鍵
成鍵原子 　　　　元素的原子間 　　　　元素的原子間
電子對 　　　偏移(電荷分布不均勻) 　　　　偏移(電荷分布均勻)
成鍵原子 的電性 — 呈電中性
(2)鍵的極性對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響。
①鍵的極性對羧酸酸性強(qiáng)弱的影響實(shí)質(zhì)是通過改變羧基中羥基的　　　　而實(shí)現(xiàn)的,羧基中羥基的極性越大,越　　　　　　　　,則羧酸的酸性越強(qiáng)。
②與羧基相鄰的共價(jià)鍵的極性越大,羧基中　　　　　　　　,則羧酸的酸性越強(qiáng)。
③烷基是推電子基團(tuán),從而減小羥基的　　　　,導(dǎo)致羧酸的酸性減弱。一般地,烷基越長,推電子效應(yīng)　　　　,羧酸的酸性　　　　。
2.極性分子和非極性分子
(1)概念。
①極性分子:分子的正電中心和負(fù)電中心　　　　,鍵的極性的向量和　　　　零。
②非極性分子:分子的正電中心和負(fù)電中心　　　　,鍵的極性的向量和　　　　零。
(2)極性分子和非極性分子的判斷方法。
①A—A型分子一定是非極性分子,A—B型分子一定是極性分子。
②判斷ABn型分子極性的兩條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。
(ⅰ)中心原子A化合價(jià)的絕對值等于該元素原子最外層電子數(shù),則為非極性分子,反之則為極性分子。
(ⅱ)中心原子A沒有孤電子對,則為非極性分子,反之則為極性分子。
3.分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
(1)范德華力與氫鍵的比較。
項(xiàng)目 范德華力 氫鍵
作用 粒子 分子或原子(稀有氣體分子) H與N、O、F等電負(fù)性很大的原子
分類 — 分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵
特征 　　方向性和飽和性 　　　方向性和飽和性
強(qiáng)度 共價(jià)鍵>　　　　>　　　　　　
影響其強(qiáng)度的因素 ①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量　　　,范德華力越大; ②分子的極性　　　,范德華力越大 X—H…Y強(qiáng)弱與X和Y的電負(fù)性有關(guān)
對物質(zhì)性質(zhì)的影響 主要影響物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn))
(2)氫鍵的表示方法(以HF分子間氫鍵為例)。
[示例] 已知鄰羥基苯甲醛()與對羥基苯甲醛()的沸點(diǎn)相差很大,其中沸點(diǎn)較高的是　　　　　　　　　　,請?jiān)谙铝袌D框中分別畫出上述兩種物質(zhì)形成氫鍵的情況:
鄰羥基苯甲醛:
對羥基苯甲醛:
(3)物質(zhì)的溶解性。
①“相似相溶”規(guī)律。
a.非極性溶質(zhì)一般能溶于　　　　溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于　　　　溶劑。
b.分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)易互溶。
②氫鍵對分子溶解性的影響。
若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度　　　　。
(4)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分子,如同左手和右手一樣互為　　　　,在三維空間里　　　　　　的現(xiàn)象。
②手性分子:具有　　　　　　　的分子。
③手性碳原子:在有機(jī)物分子中,連有　　　　　　　　　　　　　的碳原子。一般含有手性碳原子的分子是手性分子,如。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子。(　　)
(2)BCl3與NCl3均為三角錐形,為極性分子。(　　)
(3)H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵。(　　)
(4)O3是由非極性鍵構(gòu)成的極性分子。(　　)
(5)乙醇分子和水分子間只存在范德華力。(　　)
(6)氫鍵具有方向性和飽和性。(　　)
(7)因?yàn)榘狈肿优c水分子間可形成氫鍵,大大增大了氨在水中的溶解度。(　　)
(8)H2O2分子間存在氫鍵。(　　)
(9)為手性分子。(　　)
一、共價(jià)鍵的極性與分子極性
1.(2024·四川廣元開學(xué)檢測)下列羧酸的酸性比較錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 甲酸>乙酸>丙酸
[B] 氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸
[C] 氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸
[D] 二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸
2.下列說法正確的是(　　)
[A] 非極性分子中的原子一定無孤電子對
[B] 平面三角形分子一定是非極性分子
[C] 二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子是sp3雜化,鍵角均為109°28′
[D] ABn型分子的中心原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),則ABn不一定是非極性分子
3.有下列分子:P4、Cl2、NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、CS2、C2H2、SO3、SCl2、BF3、HCN、HCHO、PCl5、PCl3。
其中屬于極性分子的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;屬于非極性分子的是　 　。
共價(jià)鍵的極性與分子極性的一般關(guān)系
二、范德華力、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
4.(2024·河南開封期末)下列物質(zhì)的性質(zhì)與分子間作用力無關(guān)的是(　　)
[A] NH3比PH3易液化
[B] 沸點(diǎn):H2O>H2Te>H2Se>H2S
[C] 等質(zhì)量的冰比液態(tài)水的體積大
[D] 穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI
5.根據(jù)有關(guān)分子的溶解性,解答下列問題。
(1)H2O2難溶于CS2,簡要說明理由: 　。
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都極易溶于水的原因是 　。
(3)吡啶()在水中的溶解度遠(yuǎn)大于苯,主要原因是 　。
6.根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),解答下列問題。
(1)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　　　,其沸點(diǎn)比NH3的　　　　(填“高”或“低”),其判斷理由是　　　　　　　　　　　　。
(2)苯胺()與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9 ℃)、沸點(diǎn)(184.4 ℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0 ℃)、沸點(diǎn)(111 ℃),原因是　 。
(3)有機(jī)物A()的結(jié)構(gòu)可以表示為(虛線表示氫鍵),而有機(jī)物B()只能形成分子間氫鍵。工業(yè)上用水蒸氣蒸餾法將A和B進(jìn)行分離,首先被蒸出的成分是
　　　　(填字母),原因是　 　。
三、手性碳原子的判斷
7.(2024·江蘇模擬)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 存在對映異構(gòu)現(xiàn)象
[B] 　與分子中均含有手性碳原子
[C] 分子中含有2個(gè)手性碳原子
[D] 與足量H2反應(yīng)后的有機(jī)產(chǎn)物分子中含有3個(gè)手性碳原子
8.(2023·海南卷,12改編)閉花耳草是海南傳統(tǒng)藥材,具有消炎功效。車葉草苷酸是其活性成分之一,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。用“*”標(biāo)出分子中的手性碳原子。
1.(2024·江西卷,2)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中存在100多種星際分子。下列關(guān)于星際分子說法正確的是(　　)
[A] 分子的極性:SiH4>NH3
[B] 鍵的極性:H—Cl>H—H
[C] 鍵角:H2O>CH4
[D] 分子中三鍵的鍵長:HC≡N>HC≡CH
2.(2024·甘肅卷,13,14)溫室氣體N2O在催化劑作用下可分解為O2和N2,也可作為氧化劑氧化苯制苯酚。據(jù)此回答下面小題。
(1)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 原子半徑:O[B] 第一電離能:C[C] 在水中的溶解度:苯<苯酚
[D] 苯和苯酚中C的雜化方式相同
(2)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 相同條件下N2比O2穩(wěn)定
[B] N2O與N的空間結(jié)構(gòu)相同
[C] N2O中N—O比N—N更易斷裂
[D] N2O中σ鍵和大π鍵的數(shù)目不相等
3.(2024·湖南卷,9)通過理論計(jì)算方法優(yōu)化了P和Q的分子結(jié)構(gòu),P和Q呈平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu),原子的連接方式如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] P為非極性分子,Q為極性分子
[B] 第一電離能:B[C] 1 mol P和1 mol Q所含電子數(shù)目相等
[D] P和Q分子中C、B和N均為sp2雜化
4.(2024·河北卷,9)NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體,與某些易燃物作用可全部生成氣態(tài)產(chǎn)物,如:NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有關(guān)化學(xué)用語或表述正確的是(　　)
[A] HCl的形成過程可表示為[H+]-
[B] NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)
[C] 在C60、石墨、金剛石中,碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式
[D] NH3和CO2都能作制冷劑是因?yàn)樗鼈冇邢嗤愋偷姆肿娱g作用力
5.(2023·山東卷,3)下列分子屬于極性分子的是(　　)
[A] CS2 [B] NF3 [C] SO3 [D] SiF4
6.(2023·河北卷,6)下列說法正確的是(　　)
[A] CH4的價(jià)層電子對互斥模型和空間結(jié)構(gòu)均為正四面體
[B] 若AB2型分子的空間結(jié)構(gòu)相同,其中心原子的雜化方式也相同
[C] 干冰和冰的結(jié)構(gòu)表明范德華力和氫鍵通常都具有方向性
[D] CO2和CCl4都是既含σ鍵又含π鍵的非極性分子
7.(2023·天津卷,6)常溫下,二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色氣體,具有強(qiáng)氧化性,已被聯(lián)合國衛(wèi)生組織(WTO)列為A1級高效安全消毒劑。已知,工業(yè)上制備二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性條件下與氯酸鈉反應(yīng),其反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH3OH+6NaClO3+3H2SO4CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O,則下列說法正確的是(　　)
[A] CO2是非極性分子
[B] 鍵角:Cl[C] NaClO3在反應(yīng)中作還原劑
[D] ClO2分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形
8.(2023·湖北卷,9)價(jià)層電子對互斥理論可以預(yù)測某些粒子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
[A] CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體
[B] S和C的空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形
[C] CF4和SF4均為非極性分子
[D] XeF2與XeO2的鍵角相等
第3講　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
考點(diǎn)一　化學(xué)鍵
必備知識整合
1.(1)原子　離子　共價(jià)　金屬　(2)斷裂　形成
2.相互作用　共用電子對　陰、陽離子　原子　金屬陽離子、自由電子　共用電子對　無　無　有　有　無　無
3.(1)①肩并肩　肩并肩　②可以　不可以　(2)①極性共價(jià)鍵　非極性共價(jià)鍵
4.(1)鍵能　鍵長　鍵角　(2)①大　短
5.離子鍵　共價(jià)鍵　陰、陽離子　原子　離子鍵　共價(jià)鍵　共價(jià)鍵
6.(1)最外層電子　(2)①Na·　· ②Na+　 ]- ③[H]+　H]-　④]-Ca2+]- Na+]2-Na+ Na+]2-Na+
Ca2+C ]2-　(3)①　
②H×+·
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
關(guān)鍵能力提升
1.C　含離子鍵的化合物為離子化合物,只含共價(jià)鍵的化合物為共價(jià)化合物。CO2中只含共價(jià)鍵,為共價(jià)化合物,故A正確;H2O2中只含共價(jià)鍵,為共價(jià)化合物,故B正確;CaCl2中只含離子鍵,為離子化合物,故C不正確;NaOH中含離子鍵和極性共價(jià)鍵,為離子化合物,故D正確。
2.【答案】 (1)C　(2)①8　2　②有　不是　③2∶1
【解析】 (1)HCN的結(jié)構(gòu)式為H—C≡N,既含σ鍵又含π鍵;CO2的結(jié)構(gòu)式為,既含σ鍵又含π鍵;H2O的結(jié)構(gòu)式是H—O—H,只含σ鍵;CO(NH2)2的結(jié)構(gòu)式為,既含σ鍵又含π鍵;C2H4的結(jié)構(gòu)式為,既含σ鍵又含π鍵。綜上所述,故選C。
(2)①單鍵由1個(gè)σ鍵形成,雙鍵由1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵形成,甲分子中有8個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵。②乙分子中含有C—H極性鍵,乙烯分子的正、負(fù)電中心重合,不是極性分子。③丙分子中—CN的結(jié)構(gòu)式為—C≡N,三鍵含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,丙分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為6∶3=2∶1。
3.(1)a.①　b.②⑧　c.③　d.④　e.⑤　f.⑥⑦⑩　g.⑤⑥⑦⑨⑩
(2)a.①⑤　b.②③　c.④　d.⑥
4. (1)·H　H]+
(2)H　H
(3)Na+[H]-　Na+[H]-
5.(1)
(2)
(3)
(4)H·+··+·HH
6.A　H—O、H—F的鍵能依次增大,意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大,化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定,O2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸增強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;AB2型分子可能為直線形,如CO2,鍵角為180°,而SO2呈V形,鍵角小于180°,C項(xiàng)錯(cuò)誤;H—O的鍵能為462.8 kJ·mol-1,指的是斷開 1 mol H—O形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子所需吸收的能量為462.8 kJ,18 g即
1 mol H2O中含2 mol H—O,斷開時(shí)需吸收2×462.8 kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子,再進(jìn)一步形成H2和O2時(shí),還需釋放出一部分能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.D　CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),則1個(gè)CO分子內(nèi)含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,A正確;原子半徑 CSi—H,共價(jià)鍵的牢固程度 C—H>Si—H,因此甲硅烷沒有甲烷穩(wěn)定,B正確;碳化硅和單晶硅均屬于共價(jià)晶體,原子半徑CSi—Si,因此熔點(diǎn)SiC>Si,C正確;鍵長C—CSi—Si,因此C的還原性弱于Si的還原性,D錯(cuò)誤。
8.A　CH4和SiH4都屬于分子晶體,分子間均不存在氫鍵,CH4的相對分子質(zhì)量較小,則CH4分子間的范德華力較小,故CH4的沸點(diǎn)低于SiH4的沸點(diǎn),沸點(diǎn)高低與分子內(nèi)部的鍵能大小無關(guān),A符合題意;N2分子中N≡N鍵能很大,斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量,所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,B不符合題意;HI、HBr、HCl、HF的鍵長逐漸減小,鍵能逐漸增大,所以HI、HBr、HCl、HF的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),C不符合題意;金剛石和晶體硅都屬于共價(jià)晶體,鍵長C—C考點(diǎn)二　分子的空間結(jié)構(gòu)
必備知識整合
1.(1)紅外　(2)質(zhì)譜儀
2.(2)①價(jià)電子數(shù)　原子的最外層電子數(shù)　中心原子的價(jià)電子數(shù)-離子的電荷數(shù)　中心原子的價(jià)電子數(shù)+離子的電荷數(shù)
②與中心原子結(jié)合的原子數(shù)　③最多能接受的電子數(shù)　1　8-該原子的價(jià)電子數(shù)　(3)直線　平面三角　V　正四面體　三角錐　V
3.(2)平面三角形　正四面體形
[理解·辨析] (1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
關(guān)鍵能力提升
1.D　N中心原子N的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,A錯(cuò)誤;PH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,B錯(cuò)誤;H3O+的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,C錯(cuò)誤;OF2中心原子O的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)為四面體形且分子的空間結(jié)構(gòu)為V形,D正確。
2.B　當(dāng)中心原子無孤電子對時(shí),VSEPR模型與離子的空間結(jié)構(gòu)一致。A項(xiàng),S的中心原子的孤電子對數(shù)為×(6+2-3×2)=1;B項(xiàng),Cl的中心原子的孤電子對數(shù)為×(7+1-4×2)=
0;C項(xiàng),N的中心原子的孤電子對數(shù)為×(5+1-2×2)=1;D項(xiàng),Cl的中心原子的孤電子對數(shù)為×(7+1-3×2)=1。所以只有B項(xiàng)符合題意。
3.D　CS2的中心原子C上的孤電子對數(shù)為×(4-2×2)=0,σ鍵電子對數(shù)為2,價(jià)層電子對數(shù)為0+2=2,則CS2是直線形分子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;PH3、NH3的中心原子均為sp3雜化,由于氮的電負(fù)性更大,對成鍵電子對的吸引能力更強(qiáng),成鍵電子對離中心原子更近,成鍵電子對之間距離更小、斥力更大,導(dǎo)致鍵角更大,故PH3鍵角小于NH3,B項(xiàng)錯(cuò)誤;BF3的中心原子B上的孤電子對數(shù)為×(3-3×1)=0,σ鍵電子對數(shù)為3,價(jià)層電子對數(shù)為0+3=3,則BF3是平面三角形分子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;N的中心原子N上的孤電子對數(shù)為×(5-1-4×1)=0,σ鍵電子對數(shù)為4,價(jià)層電子對數(shù)為0+4=4,則N的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,CH4的中心原子C上的孤電子對數(shù)為×(4-4×1)=0,σ鍵電子對數(shù)為4,價(jià)層電子對數(shù)為0+4=4,則CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,D項(xiàng)正確。
4.【答案】 (1)①2+×(6-2×2)=3　②3+×(6-2×3)=3　③4+×(6+2-2×4)=4
(2)①CO2　②H2O、SO2　③BF3
【解析】 (2)BF3中B的價(jià)層電子對數(shù)為3,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形;H2O中O的價(jià)層電子對數(shù)為4,有2個(gè)孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為V形;N中N的價(jià)層電子對數(shù)為4,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為正四面體形;SO2中S的價(jià)層電子對數(shù)為3,有1個(gè)孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為V形;PCl3中P的價(jià)層電子對數(shù)為4,有1個(gè)孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;CO2中C的價(jià)層電子對數(shù)為2,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為直線形。①粒子的空間結(jié)構(gòu)為直線形的有CO2。②粒子的空間結(jié)構(gòu)為V形的有H2O、SO2。③粒子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的有BF3。
5.【答案】 BD
【解析】 H2O中心原子O形成2個(gè)σ鍵,含有孤電子對數(shù)為=2,則雜化軌道數(shù)為4,采取sp3雜化,價(jià)層電子對互斥模型為四面體形,而分子的空間結(jié)構(gòu)為V形,故A錯(cuò)誤;BBr3中心原子B形成3個(gè)σ鍵,含有孤電子對數(shù)為=0,則雜化軌道數(shù)為3,采取sp2雜化,價(jià)層電子對互斥模型為平面三角形,分子的空間結(jié)構(gòu)也為平面三角形,故B正確;PCl3中心原子P形成3個(gè)σ鍵,含有孤電子對數(shù)為=1,則雜化軌道數(shù)為4,采取sp3雜化,價(jià)層電子對互斥模型為四面體形,而分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,故C錯(cuò)誤;C中心原子C形成3個(gè)σ鍵,含有孤電子對數(shù)為=0,則雜化軌道數(shù)為3,采取sp2雜化,價(jià)層電子對互斥模型為平面三角形,離子的空間結(jié)構(gòu)也為平面三角形,故D正確。
6.【答案】 (1)sp3　sp3　(2)sp3和sp　(3)sp3　(4)sp3　sp2　(5)5　D
【解析】 (3)CH3N中N形成4個(gè)σ鍵,氮原子的雜化軌道類型為sp3。
(4)NH3BH3中B形成4個(gè)σ鍵,為sp3雜化,B3中B形成3個(gè)σ鍵,為sp2雜化。
(5)XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+=5,其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d。
7.【答案】 (1)ad　(2)　(3)
【解析】 (1)形成大π鍵的條件是“原子都在同一平面上且這些原子有相互平行的p軌道”,O3為V形結(jié)構(gòu),有相互平行的p軌道,可以形成大π鍵;硫酸根離子是正四面體結(jié)構(gòu),原子不處于同一平面內(nèi),不能形成大π鍵;硫化氫中氫原子和硫原子沒有平行的p軌道,不能形成大π鍵;N為平面三角形結(jié)構(gòu),有相互平行的p軌道,可以形成大π鍵。
8.【答案】 (1)5　　(2)　sp2
【解析】 (1)根據(jù)題圖可知,中的σ鍵總數(shù)為5;中每個(gè)N采取sp2雜化,未參與雜化的p軌道垂直于該離子平面形成大π鍵,每個(gè)p軌道各提供一個(gè)電子,再加上一個(gè)單位的負(fù)電荷,所以中一共有6個(gè)電子參與形成大π鍵,應(yīng)表示為。
(2)中的5個(gè)碳原子參與形成大π鍵,5個(gè)碳原子共提供5個(gè)p電子,加上得到的1個(gè)電子,共有6個(gè)電子參與形成大π鍵,應(yīng)表示為,其中碳原子的雜化方式均為sp2。
考點(diǎn)三　分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
必備知識整合
1.(1)不同種　同種　發(fā)生　不發(fā)生　(2)①極性　容易電離出H+　②羥基的極性越大　③極性　越大　越弱
2.(1)①不重合　不等于　②重合　等于
3.(1)無　有　氫鍵　范德華力　越大　越大
(2)[示例] 對羥基苯甲醛　
(3)①非極性　極性　②增大　(4)①鏡像　不能疊合　
②手性異構(gòu)體　③四個(gè)不同原子或原子團(tuán)
[理解·辨析] (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)√　(8)√　(9)×
關(guān)鍵能力提升
1.C　一般,烷基越長,推電子效應(yīng)越大,羧酸酸性越弱,故甲酸>乙酸>丙酸,A正確;電負(fù)性F>Cl>Br,電負(fù)性越強(qiáng),使得羧基中羥基的極性越強(qiáng),越容易電離出氫離子,酸性增強(qiáng),故氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸,B正確;隨氯原子數(shù)增加,吸引力增強(qiáng),導(dǎo)致羧基中羥基的極性增大,酸性越來越強(qiáng),故氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸,C錯(cuò)誤;由B項(xiàng)分析可知,鹵素原子電負(fù)性越強(qiáng),羧基中羥基的極性越強(qiáng),越容易電離出氫離子,酸性增強(qiáng),故二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸,D正確。
2.D　CCl4是非極性分子,其中氯原子含有孤電子對,故A錯(cuò)誤;甲醛中心原子C上無孤電子對,價(jià)層電子對數(shù)為3,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,碳原子位于三角形內(nèi)部,結(jié)構(gòu)不對稱,為極性分子,故B錯(cuò)誤;甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),鍵角均為 109°28′,二氯甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體,鍵角發(fā)生了變化,不是109°28′,故C錯(cuò)誤;ABn型分子的中心原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),ABn不一定是非極性分子,如NH3中心原子N最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),但是分子為極性分子,故D正確。
3.NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、SCl2、HCN、HCHO、PCl3　P4、Cl2、CS2、C2H2、SO3、BF3、PCl5
4.D　NH3比PH3易液化是因?yàn)榘狈肿娱g存在氫鍵,與分子間作用力有關(guān),故A不符合題意;水分子間存在氫鍵,故熔、沸點(diǎn)較高,組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,則熔、沸點(diǎn)越高,沸點(diǎn)H2O>H2Te>H2Se>H2S,與分子間作用力有關(guān),故B不符合題意;液態(tài)水形成冰時(shí),由于水分子間存在氫鍵,且氫鍵有方向性和飽和性,使體積變大,與分子間作用力有關(guān),故C不符合題意;非金屬性F>Cl>Br>I,則HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱,與共價(jià)鍵有關(guān),與分子間作用力無關(guān),故D符合題意。
5.(1)H2O2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CS2
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是極性分子,且都能與H2O形成分子間氫鍵
(3)吡啶能與水分子形成分子間氫鍵;吡啶和H2O均為極性分子,而苯為非極性分子
6.(1)三角錐形　低　NH3分子間存在氫鍵
(2)苯胺分子間存在氫鍵
(3)A　A形成分子內(nèi)氫鍵,B形成分子間氫鍵,所以B的沸點(diǎn)比A的高
7.D　分子中,與羧基相連的碳原子為手性碳原子,故該分子存在對映異構(gòu)體,A正確;由、知,從左邊數(shù)第2個(gè)碳原子均為手性碳原子,B正確;分子中,連接 —Br 和—COOCH3的碳原子均為手性碳原子,C正確;與足量H2反應(yīng)后的有機(jī)產(chǎn)物如圖所示,(標(biāo)“*”的碳原子為手性碳原子),分子中含有4個(gè)手性碳原子,D錯(cuò)誤。
8.
真題驗(yàn)收
1.B　SiH4為正四面體形結(jié)構(gòu),正、負(fù)電中心重合,為非極性分子,NH3為三角錐形結(jié)構(gòu),正、負(fù)電中心不重合,為極性分子,故A錯(cuò)誤;H—H為非極性鍵,H—Cl為極性鍵,則鍵的極性H—Cl>H—H,故B正確;水分子為V形結(jié)構(gòu),中心原子O含兩個(gè)孤電子對,甲烷為正四面體形結(jié)構(gòu),中心原子C不含孤電子對,孤電子對對成鍵電子對斥力較大,則鍵角H2ON,分子中三鍵的鍵長HC≡N2.【答案】 (1)B　(2)D
【解析】 (1)同周期主族元素,從左到右原子半徑依次減小,因此,原子半徑從小到大的順序?yàn)镺(2)N2分子中存在氮氮三鍵,鍵能大,不容易斷裂,則穩(wěn)定性N2>O2,A正確;N2O與N的中心原子價(jià)層電子對數(shù)均為2,無孤電子對,故其空間結(jié)構(gòu)均為直線形,兩者空間結(jié)構(gòu)相同,B正確;N2O的中心原子是N,根據(jù)題意可知,其在催化劑作用下可分解為O2和N2,說明N2O中N—O比N—N更易斷裂,C正確;N2O中σ鍵和大π鍵的數(shù)目均為2,因此,σ鍵和大π鍵的數(shù)目相等,D錯(cuò)誤。
3.A　由所給分子結(jié)構(gòu)可知,P和Q分子結(jié)構(gòu)都對稱,正電中心和負(fù)電中心重合,都是非極性分子,A錯(cuò)誤;同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢,氮原子的2p軌道為較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),第一電離能大于同周期相鄰元素,則第一電離能由小到大的順序?yàn)锽4.B　HCl是共價(jià)化合物,HCl的形成過程可表示為H×+ ,故A錯(cuò)誤;NH4ClO4中N的中心原子N的孤電子對數(shù)為×(5-1-1×4)=0,價(jià)層電子對數(shù)為4,Cl的中心原子Cl的孤電子對數(shù)為×(7+1-2×4)=0,價(jià)層電子對數(shù)為4,則兩者的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)均為正四面體形,故B正確;C60、石墨、金剛石中碳原子的雜化方式分別為sp2、sp2、sp3,共有2種雜化方式,故C錯(cuò)誤;NH3易液化,液氨汽化時(shí)吸收熱量,可作制冷劑,干冰易升華,升華時(shí)吸收熱量,也可作制冷劑,NH3的分子間作用力為氫鍵和范德華力,CO2的分子間僅存在范德華力,故D錯(cuò)誤。
5.B　CS2中C上的孤電子對數(shù)為×(4-2×2)=0,σ鍵電子對數(shù)為2,價(jià)層電子對數(shù)為2,CS2的空間結(jié)構(gòu)為直線形,分子中正、負(fù)電中心重合,CS2屬于非極性分子,A項(xiàng)不符合題意;NF3中N上的孤電子對數(shù)為×(5-3×1)=1,σ鍵電子對數(shù)為3,價(jià)層電子對數(shù)為4,NF3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,分子中正、負(fù)電中心不重合,NF3屬于極性分子,B項(xiàng)符合題意;SO3中S上的孤電子對數(shù)為 ×(6-3×2)=0,σ鍵電子對數(shù)為3,價(jià)層電子對數(shù)為3,SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,分子中正、負(fù)電中心重合,SO3屬于非極性分子,C項(xiàng)不符合題意;SiF4中Si上的孤電子對數(shù)為×(4-4×1)=0,σ鍵電子對數(shù)為4,價(jià)層電子對數(shù)為4,SiF4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,分子中正、負(fù)電中心重合,SiF4屬于非極性分子,D項(xiàng)不符合題意。
6.A　CH4中心原子形成四個(gè)σ鍵,沒有孤電子對,所以價(jià)層電子對互斥模型和空間結(jié)構(gòu)均為正四面體,A正確;SO2和OF2分子的空間結(jié)構(gòu)均為V形,但前者中心原子為sp2雜化,后者中心原子為sp3雜化,B錯(cuò)誤;冰的結(jié)構(gòu)是水分子通過氫鍵結(jié)合形成的有空隙的空間結(jié)構(gòu),表明了氫鍵通常具有方向性,干冰的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為分子密堆積,范德華力沒有方向性,C錯(cuò)誤;CO2和CCl4都是極性鍵形成的非極性分子,CO2既含σ鍵又含π鍵,而CCl4只含σ鍵不含π鍵,D錯(cuò)誤。
7.A　CO2的中心原子C的價(jià)層電子對數(shù)為2,碳原子雜化類型為sp,CO2是非極性分子,A正確;Cl與Cl中氯原子的價(jià)層電子對數(shù)均為4,雜化類型均為sp3,Cl中氯原子有1個(gè)孤電子對,Cl中氯原子有2個(gè)孤電子對,Cl中孤電子對與成鍵電子對之間的斥力小于Cl中孤電子對與成鍵電子對之間的斥力,導(dǎo)致鍵角Cl>Cl,B錯(cuò)誤;該反應(yīng)中,碳元素由-2價(jià)升高為+4價(jià),氯元素由+5價(jià)降低為+4價(jià),所以氧化劑是 NaClO3,還原劑是甲醇,C錯(cuò)誤;ClO2中氯原子提供1對電子,有一個(gè)氧原子提供1個(gè)電子,另一個(gè)氧原子提供1對電子,這5個(gè)電子處于互相平行的p軌道中形成大π鍵,Cl提供孤電子對與其中一個(gè)O形成配位鍵,Cl與另一個(gè)O形成的是普通的共價(jià)鍵(σ鍵,這個(gè)O只提供了1個(gè)電子參與形成大π鍵),Cl的價(jià)層電子對數(shù)為3,則氯原子的軌道雜化方式為sp2,ClO2分子空間結(jié)構(gòu)為V形,D錯(cuò)誤。
8.A　甲烷分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,水分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)也為4,所以它們的VSEPR模型都是四面體,A正確;S的中心原子的孤電子對數(shù)為1,C的中心原子的孤電子對數(shù)為0,所以S的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,C的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,B錯(cuò)誤;CF4為正四面體結(jié)構(gòu),為非極性分子,SF4的中心原子有孤電子對,為極性分子,C錯(cuò)誤;XeF2和XeO2分子中,中心原子的孤電子對數(shù)不相等,孤電子對的排斥力較大,孤電子對數(shù)越多,排斥力越大,鍵角越小,所以鍵角不相等,D錯(cuò)誤。
(
第
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頁
)(共232張PPT)
分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第3講
1.了解化學(xué)鍵的定義及離子鍵、共價(jià)鍵的形成;會書寫電子式。
2.了解共價(jià)鍵的類型及鍵參數(shù),能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。
3.了解價(jià)層電子對互斥模型和雜化軌道理論的內(nèi)容并能用其推測簡單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。
4.了解范德華力、氫鍵的含義及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。
1.化學(xué)鍵
(1)化學(xué)鍵的定義及分類。
原子　
(2)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì):反應(yīng)物的舊化學(xué)鍵 與生成物的新化學(xué)鍵 。
離子　
共價(jià)　
金屬
斷裂
形成
2.離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵
項(xiàng)目 離子鍵 共價(jià)鍵 金屬鍵
概念 帶相反電荷離子之間的 原子間通過 所形成的相互作用 金屬陽離子與自由電子之間的強(qiáng)烈相互作用
成鍵 粒子
相互作用
共用電子對
陰、陽離子
原子
金屬陽離子、自由電子
成鍵 方式 得失電子形成陰、陽離子 形成 形成金屬陽離子與自由電子
方向性 與飽和性 方向性; 飽和性 方向性; 飽和性 方向性;
飽和性
成鍵的 符號 表示 電子式 電子式或結(jié)構(gòu)式 —
共用電子對
無
無
有
有
無
無
3.共價(jià)鍵的分類與鍵參數(shù)
(1)σ鍵和π鍵。
①σ鍵和π鍵的形成。
鍵型 形成
σ鍵 由成鍵原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成 s-s型:
s-p型:
p-p型:
π鍵 由兩個(gè)原子的p軌道“ ”重疊形成
肩并肩
大π鍵 由多個(gè)原子的p軌道互相“ ”重疊形成
苯分子中的6個(gè)碳原子均形成3個(gè)σ鍵,每個(gè)碳原子剩余的1個(gè)p軌道“肩并肩”重疊形成了1個(gè)以6個(gè)碳原子為中心的大π鍵,相鄰碳原子間的共價(jià)鍵完全相同
肩并肩
②σ鍵與π鍵的區(qū)別。
鍵型 σ鍵 π鍵
成鍵方向 沿軸方向“頭碰頭” 平行或“肩并肩”
電子云形狀 軸對稱 鏡面對稱
牢固程度 鍵強(qiáng)度大,不易斷裂 鍵強(qiáng)度較小,容易斷裂
旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)
成鍵判斷規(guī)律 共價(jià)單鍵全是σ鍵,共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵;共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵,另兩個(gè)是π鍵
可以
不可以
(2)極性鍵與非極性鍵。
①根據(jù)共價(jià)鍵的極性與否可分為 (簡稱極性鍵)和
(簡稱非極性鍵)。
②極性鍵產(chǎn)生的原因:成鍵的兩個(gè)原子電負(fù)性不同,共用電子對向電負(fù)性大的元素原子偏移,造成共價(jià)鍵正、負(fù)電中心不重合而形成極性。
(3)共價(jià)單鍵、共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵。
根據(jù)成鍵原子形成共用電子對的數(shù)目可分為共價(jià)單鍵、共價(jià)雙鍵和共價(jià)
三鍵。
極性共價(jià)鍵
非極性共價(jià)鍵
4.鍵參數(shù)
(1)概念。
鍵能　
鍵長　
鍵角
(2)鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響。
①鍵能越 ,鍵長越 ,分子越穩(wěn)定。
大
②
短
5.離子化合物和共價(jià)化合物
項(xiàng)目 離子化合物 共價(jià)化合物
定義 含有 的化合物 只含有 的化合物
構(gòu)成 粒子
化學(xué)鍵 類型 一定含有 ,可能含有 只含有
離子鍵
共價(jià)鍵
陰、陽離子
原子
離子鍵
共價(jià)鍵
共價(jià)鍵
6.化學(xué)鍵的表示方法——電子式
(1)概念:在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的 的式子。
(2)常見物質(zhì)電子式的書寫。
①原子。
Na: 　Cl:
②簡單離子。
Na+: 　F-:
最外層電子
Na·
Na+
③復(fù)雜離子。
④離子化合物。
化合物 電子式
CaCl2
Na2O
Na2O2
CaC2
⑤非金屬單質(zhì)及共價(jià)化合物。
(3)用電子式表示化合物的形成過程。
①離子化合物。
如NaCl: 。
②共價(jià)化合物。
如HCl: 。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)所有物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵。(　 　)
(2)共價(jià)鍵的成鍵原子只能是非金屬原子。(　 　)
(3)非金屬元素的兩個(gè)原子之間形成的一定是共價(jià)鍵,但多個(gè)非金屬元素原子形成的化合物可能包含離子鍵。(　 　)
(4)離子化合物中可能含有共價(jià)鍵,共價(jià)化合物中一定不含離子鍵。(　 　)
×
×
√
√
(5)s-s σ鍵與s-p σ鍵的電子云圖形都是軸對稱的。(　 　)
(6)σ鍵能單獨(dú)形成,而π鍵不能單獨(dú)形成。(　 　)
(7)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。(　 　)
(8)正四面體結(jié)構(gòu)的分子的鍵角一定是109°28′。(　 　)
√
√
×
×
一、化學(xué)鍵類別與物質(zhì)類別判斷
1.(2024·北京豐臺區(qū)期末)下表所列對應(yīng)關(guān)系不正確的是(　　)
選項(xiàng) 物質(zhì) 化學(xué)鍵類型 化合物類型
[A] CO2 共價(jià)鍵 共價(jià)化合物
[B] H2O2 共價(jià)鍵 共價(jià)化合物
[C] CaCl2 離子鍵、共價(jià)鍵 離子化合物
[D] NaOH 離子鍵、共價(jià)鍵 離子化合物
C
【解析】 含離子鍵的化合物為離子化合物,只含共價(jià)鍵的化合物為共價(jià)化合物。CO2中只含共價(jià)鍵,為共價(jià)化合物,故A正確;H2O2中只含共價(jià)鍵,為共價(jià)化合物,故B正確;CaCl2中只含離子鍵,為離子化合物,故C不正確;
NaOH中含離子鍵和極性共價(jià)鍵,為離子化合物,故D正確。
2.(1)下列對HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共價(jià)鍵的分析正確的是　　　　(填字母)。
A.都是σ鍵,沒有π鍵
B.都是π鍵,沒有σ鍵
C.除H2O外,都含π鍵
D.除HCN外,都是σ鍵
C
(2)甲、乙、丙三種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)如下:
①甲分子中有　　　　個(gè)σ鍵、　　　　個(gè)π鍵。
②乙分子中　　　　(填“有”或“沒有”)極性鍵,　　　　(填“是”或“不是”)極性分子。
③丙分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為　　　　。
8
2
有
不是
2∶1
【解析】 (2)①單鍵由1個(gè)σ鍵形成,雙鍵由1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵形成,甲分子中有8個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵。②乙分子中含有C—H極性鍵,乙烯分子的正、負(fù)電中心重合,不是極性分子。③丙分子中—CN的結(jié)構(gòu)式為—C≡N,三鍵含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,丙分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為6∶3=2∶1。
3.(1)有以下10種物質(zhì):
①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧AlCl3　⑨Cu　
⑩CuSO4·5H2O
請用上述物質(zhì)對應(yīng)的序號填空。
a.不存在化學(xué)鍵的是　　　　　　。
b.只存在極性共價(jià)鍵的是　　　　　　。
c.只存在非極性共價(jià)鍵的是　　　　　　。
d.既存在非極性共價(jià)鍵又存在極性共價(jià)鍵的是　　　　　　。
e.只存在離子鍵的是　　　　　　。
f.既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵的是　　　　　　。
g.常溫或熔融狀態(tài)能導(dǎo)電的是　　　　　　。
①
②⑧
③
④
⑤
⑥⑦⑩
⑤⑥⑦⑨⑩
(2)在下列變化中:
①I2升華　②燒堿熔化　③NaCl溶于水　④HCl溶于水　⑤O2溶于水　⑥Na2O2溶于水
a.未破壞化學(xué)鍵的是　　　　(填序號,下同)。
b.僅離子鍵被破壞的是　　　　。
c.僅共價(jià)鍵被破壞的是　　　　。
d.離子鍵和共價(jià)鍵同時(shí)被破壞的是　　　　。
①⑤
②③
④
⑥
練后歸納
1.化學(xué)鍵與物質(zhì)類別之間的關(guān)系
2.共價(jià)鍵中σ鍵、π鍵的確定
單鍵 原子間有一個(gè)共用電子對 一個(gè)σ鍵
雙鍵 原子間有兩個(gè)共用電子對 一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵
三鍵 原子間有三個(gè)共用電子對 一個(gè)σ鍵、兩個(gè)π鍵
練后歸納
二、電子式
4.寫出下列粒子的電子式。
(1)—OH　　　　　　　　;
H3O+　　　　　　　　。
(2)H2S　　　　　　　　;
N2H4　　　　　　　　。
(3)NaH　　　　　　　　;
NaBH4　　　　　　　　。
5.用電子式表示化合物的形成過程。
(1)(2023·湖北卷)K2S: 　　　　 　　。
(2)(2021·遼寧卷)氯化鉀: 　　 　　 　　。
(3)氯化鈣:　 。
(4)硫化氫:　 。
三、鍵參數(shù)及應(yīng)用
6.鍵長、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù),下列敘述正確的是(　　)
[A] 鍵角是描述分子空間結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)
[B] 因?yàn)镠—O的鍵能小于H—F的鍵能,所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸
減弱
[C] AB2型分子的鍵角均為180°
[D] H—O的鍵能為462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2時(shí),消耗的能量為2×462.8 kJ
A
【解析】 H—O、H—F的鍵能依次增大,意味著形成這些鍵時(shí)放出的能量依次增大,化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定,O2、F2與H2反應(yīng)的能力逐漸增強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;
AB2型分子可能為直線形,如CO2,鍵角為180°,而SO2呈V形,鍵角小于180°,
C項(xiàng)錯(cuò)誤;H—O的鍵能為462.8 kJ·mol-1,指的是斷開 1 mol H—O形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子所需吸收的能量為462.8 kJ,18 g即1 mol H2O中含
2 mol H—O,斷開時(shí)需吸收2×462.8 kJ的能量形成氣態(tài)氫原子和氣態(tài)氧原子,再進(jìn)一步形成H2和O2時(shí),還需釋放出一部分能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
[A] 1個(gè)CO分子內(nèi)含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵
[B] 鍵能:C—H>Si—H,因此甲硅烷沒有甲烷穩(wěn)定
[C] 鍵長:C—Si[D] 鍵長:C—CD
【解析】 CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè),則1個(gè)CO分子內(nèi)含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵,A正確;原子半徑 CSi—H,共價(jià)鍵的牢固程度C—H>Si—H,因此甲硅烷沒有甲烷穩(wěn)定,B正確;碳化硅和單晶硅均屬于共價(jià)晶體,原子半徑CSi—Si,因此熔點(diǎn)SiC>Si,C正確;鍵長C—CSi—Si,因此C的還原性弱于Si的還原性,D錯(cuò)誤。
8.(2025·遼寧沈陽重點(diǎn)高中期中)下列事實(shí)不能用鍵能的數(shù)據(jù)解釋的是(　　)
[A] CH4的沸點(diǎn)(-161.5 ℃)低于SiH4的沸點(diǎn)(-111.9 ℃)
[B] N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
[C] HI、HBr、HCl、HF的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)
[D] 金剛石的熔點(diǎn)高于晶體硅的熔點(diǎn)
A
【解析】 CH4和SiH4都屬于分子晶體,分子間均不存在氫鍵,CH4的相對分子質(zhì)量較小,則CH4分子間的范德華力較小,故CH4的沸點(diǎn)低于SiH4的沸點(diǎn),沸點(diǎn)高低與分子內(nèi)部的鍵能大小無關(guān),A符合題意;N2分子中N≡N鍵能很大,斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量,所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,B不符合題意;HI、HBr、HCl、HF的鍵長逐漸減小,鍵能逐漸增大,所以HI、HBr、HCl、HF的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),C不符合題意;金剛石和晶體硅都屬于共價(jià)晶體,鍵長C—C1.分子結(jié)構(gòu)的測定
(1)測定分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代儀器和方法有 光譜、晶體X射線衍射等。
(2)用 測定分子的相對分子質(zhì)量。
2.價(jià)層電子對互斥(VSEPR)模型
(1)理論要點(diǎn)。
①價(jià)層電子對在空間上彼此相距最遠(yuǎn)時(shí),排斥力最小,體系的能量最低。
②孤電子對的排斥力較大,孤電子對數(shù)越多,排斥力越強(qiáng),鍵角越小。
紅外
質(zhì)譜儀
(2)價(jià)層電子對數(shù)的計(jì)算。
①a為中心原子的 。
對于主族元素:a= 。
對于陽離子:a= 。
對于陰離子:a= 。
價(jià)電子數(shù)
原子的最外層電子數(shù)
中心原子的價(jià)電子數(shù)-離子的電荷數(shù)
中心原子的價(jià)電子數(shù)+離子的電荷數(shù)
②x為 。
③b為與中心原子結(jié)合的原子 (氫為 ,其他原子為 。如氧和氧族元素中的S、Se等均為2,鹵族元素均為1)。
與中心原子結(jié)合的原子數(shù)
最多能接受的電子數(shù)
1
8-該原子的價(jià)電子數(shù)
幾種分子或離子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)如下表所示:
(3)價(jià)層電子對互斥模型與分子或離子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
直線
平面三角
V
正四面體
三角錐
V
3.雜化軌道理論
(1)理論要點(diǎn)。
①原子在成鍵時(shí),同一原子中能量相近的原子軌道可重新組合,得到雜化軌道。
②雜化前后原子軌道數(shù)目不變(參加雜化的軌道數(shù)目等于形成的雜化軌道數(shù)目),且雜化軌道的能量相同。
③雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對。
④為使相互間的排斥最小,雜化軌道在空間取最大夾角分布,決定了分子的空間結(jié)構(gòu)。未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵。
(2)雜化軌道與分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
雜化軌 道類型 雜化軌 道數(shù)目 雜化軌道 間夾角 分子 空間結(jié)構(gòu) 實(shí)例
sp 2 180° 直線形 BeCl2
sp2 3 120° BF3
sp3 4 109°28′ CH4
平面三角形
正四面體形
[理解·辨析] 判斷正誤
(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。(　 　)
√
√
(3)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體結(jié)構(gòu)。
(　 　)
(4)價(jià)層電子對互斥模型中,π鍵電子對數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對數(shù)。
(　 　)
×
√
(5)中心原子雜化軌道類型相同時(shí),孤電子對數(shù)越多,鍵角越小。(　 　)
(6)凡中心原子采取sp3雜化的分子,其VSEPR模型都是四面體。(　 　)
(7) 為四角錐結(jié)構(gòu),中心原子I沒有孤電子對。(　 　)
(8)六氟化硫分子空間結(jié)構(gòu)呈正八面體形,其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4。
(　 　)
√
√
×
×
一、價(jià)層電子對互斥模型的應(yīng)用
1.下列分子或離子中,中心原子的價(jià)層電子對的空間結(jié)構(gòu)為四面體形且分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為V形的是(　　)
D
2.(2024·河南商丘模擬)下列離子的VSEPR模型與離子的空間結(jié)構(gòu)一致的是(　　)
B
3.用價(jià)層電子對互斥(VSEPR)模型可以預(yù)測許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu),也可推測鍵角大小。下列判斷正確的是(　　)
[A] CS2是V形分子
[B] PH3鍵角大于NH3
[C] BF3是三角錐形分子
D
4.(1)計(jì)算下列分子或離子中心原子的價(jià)層電子對數(shù)(寫出計(jì)算過程)。
①SO2:　　　　　　　　　　　　　　。
②SO3:　　　　　　　　　　　　　　。
①粒子的空間結(jié)構(gòu)為直線形的有　　　　　　。
②粒子的空間結(jié)構(gòu)為V形的有　　　　　　。
③粒子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形的有　　　　。
CO2
H2O、SO2
BF3
二、雜化軌道類型、分子或離子空間結(jié)構(gòu)的判斷
5.根據(jù)雜化軌道理論和價(jià)層電子對互斥模型判斷,下列分子或離子的中心原子雜化方式及空間結(jié)構(gòu)正確的是　　　　(填字母)。
選項(xiàng) 分子或 離子 中心原子 雜化方式 價(jià)層電子對 互斥模型 分子或離子
的空間結(jié)構(gòu)
A H2O sp 直線形 直線形
B BBr3 sp2 平面三角形 平面三角形
C PCl3 sp2 四面體形 平面三角形
D sp2 平面三角形 平面三角形
BD
6.回答下列問題。
(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物,分子中N、C的雜化類型分別是　　　、　　　。
(2)HOCH2CN分子中碳原子的雜化軌道類型是　　 　。
sp3
sp3
sp3和sp
sp3
sp3
sp2
(5)Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為　　　　,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是　　　　(填字母)。
A.sp B.sp2
C.sp3 D.sp3d
5
D
歸納拓展
sp3d雜化與sp3d2雜化
s、p能級的軌道雜化最多可形成4個(gè)雜化軌道,當(dāng)計(jì)算出價(jià)層電子對數(shù)超過4時(shí),必然有d軌道參與雜化,且參與雜化的d軌道數(shù)=價(jià)層電子對數(shù)-4。較常見的為sp3d雜化與sp3d2雜化,如下表所示。
三、分子(或離子)中大π鍵的判斷
ad
(2)N2O分子中的大π鍵表示為　　　　。
8.(1)經(jīng)X射線衍射測得化合物(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。
5
sp2
練后歸納
大π鍵的判斷
1.概念
在一個(gè)具有平面結(jié)構(gòu)或直線形結(jié)構(gòu)的多原子分子中,如果彼此相鄰的3個(gè)或多個(gè)原子中有垂直于分子平面且相互平行的未參與雜化的p軌道,這些p軌道可以相互重疊,形成多中心π鍵。這種不局限在兩個(gè)原子之間的π鍵稱為離域π鍵或共軛大π鍵,簡稱大π鍵。
2.形成條件
(1)中心原子采取sp或sp2雜化。
(2)參與形成大π鍵的多個(gè)原子應(yīng)在同一個(gè)平面或同一直線上。
(3)具有相互平行的p軌道,p軌道上的電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的2倍。
練后歸納
練后歸納
1.極性鍵與非極性鍵
(1)極性鍵與非極性鍵的比較。
不同種
同種
發(fā)生
不發(fā)生
(2)鍵的極性對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響。
①鍵的極性對羧酸酸性強(qiáng)弱的影響實(shí)質(zhì)是通過改變羧基中羥基的 而實(shí)現(xiàn)的,羧基中羥基的極性越大,越 ,則羧酸的酸性越強(qiáng)。
②與羧基相鄰的共價(jià)鍵的極性越大,羧基中 ,則羧酸的酸性越強(qiáng)。
③烷基是推電子基團(tuán),從而減小羥基的 ,導(dǎo)致羧酸的酸性減弱。一般地,烷基越長,推電子效應(yīng) ,羧酸的酸性 。
極性
容易電離出H+
羥基的極性越大
極性
越大
越弱
2.極性分子和非極性分子
(1)概念。
①極性分子:分子的正電中心和負(fù)電中心 ,鍵的極性的向量和
零。
②非極性分子:分子的正電中心和負(fù)電中心 ,鍵的極性的向量和
零。
(2)極性分子和非極性分子的判斷方法。
①A—A型分子一定是非極性分子,A—B型分子一定是極性分子。
不重合
不等于
重合
等于
②判斷ABn型分子極性的兩條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。
(ⅰ)中心原子A化合價(jià)的絕對值等于該元素原子最外層電子數(shù),則為非極性分子,反之則為極性分子。
(ⅱ)中心原子A沒有孤電子對,則為非極性分子,反之則為極性分子。
項(xiàng)目 范德華力 氫鍵
作用 粒子 分子或原子(稀有氣體分子) H與N、O、F等電負(fù)性很大的原子
分類 — 分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵
特征 方向性和飽和性 方向性和飽和性
強(qiáng)度 共價(jià)鍵> >
3.分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
(1)范德華力與氫鍵的比較。
無
有
氫鍵
范德華力
影響其強(qiáng)度的因素 ①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量 ,范德華力越大; ②分子的極性 ,范德華力越大 X—H…Y強(qiáng)弱與X和Y的電負(fù)性有關(guān)
對物質(zhì)性質(zhì)的影響 主要影響物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn))
越大
越大
(2)氫鍵的表示方法(以HF分子間氫鍵為例)。
對羥基苯甲醛
鄰羥基苯甲醛:
對羥基苯甲醛:
(3)物質(zhì)的溶解性。
①“相似相溶”規(guī)律。
a.非極性溶質(zhì)一般能溶于 溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于 溶劑。
b.分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)易互溶。
②氫鍵對分子溶解性的影響。
若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度 。
非極性
極性
增大
(4)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分子,如同左手和右手一樣互為 ,在三維空間里 的現(xiàn)象。
②手性分子:具有 的分子。
③手性碳原子:在有機(jī)物分子中,連有 的碳原子。
一般含有手性碳原子的分子是手性分子,如 。
鏡像
不能疊合
手性異構(gòu)體
四個(gè)不同原子或原子團(tuán)
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子。(　 　)
(2)BCl3與NCl3均為三角錐形,為極性分子。(　 　)
(3)H2O比H2S穩(wěn)定是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵。(　 　)
(4)O3是由非極性鍵構(gòu)成的極性分子。(　 　)
(5)乙醇分子和水分子間只存在范德華力。(　 　)
×
×
×
√
×
(6)氫鍵具有方向性和飽和性。(　 　)
(7)因?yàn)榘狈肿优c水分子間可形成氫鍵,大大增大了氨在水中的溶解度。
(　 　)
(8)H2O2分子間存在氫鍵。(　 　)
(9) 為手性分子。(　 　)
√
√
√
×
一、共價(jià)鍵的極性與分子極性
1.(2024·四川廣元開學(xué)檢測)下列羧酸的酸性比較錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 甲酸>乙酸>丙酸
[B] 氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸
[C] 氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸
[D] 二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸
C
【解析】 一般,烷基越長,推電子效應(yīng)越大,羧酸酸性越弱,故甲酸>乙酸>丙酸,A正確;電負(fù)性F>Cl>Br,電負(fù)性越強(qiáng),使得羧基中羥基的極性越強(qiáng),越容易電離出氫離子,酸性增強(qiáng),故氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸,B正確;隨氯原子數(shù)增加,吸引力增強(qiáng),導(dǎo)致羧基中羥基的極性增大,酸性越來越強(qiáng),故氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸,C錯(cuò)誤;由B項(xiàng)分析可知,鹵素原子電負(fù)性越強(qiáng),羧基中羥基的極性越強(qiáng),越容易電離出氫離子,酸性增強(qiáng),故二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸,D正確。
2.下列說法正確的是(　　)
[A] 非極性分子中的原子一定無孤電子對
[B] 平面三角形分子一定是非極性分子
[C] 二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子是sp3雜化,鍵角均為109°28′
[D] ABn型分子的中心原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),則ABn不一定是非極性分子
D
【解析】 CCl4是非極性分子,其中氯原子含有孤電子對,故A錯(cuò)誤;甲醛中心原子C上無孤電子對,價(jià)層電子對數(shù)為3,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,碳原子位于三角形內(nèi)部,結(jié)構(gòu)不對稱,為極性分子,故B錯(cuò)誤;甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),鍵角均為 109°28′,二氯甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)是四面體,鍵角發(fā)生了變化,不是109°28′,故C錯(cuò)誤;ABn型分子的中心原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),ABn不一定是非極性分子,如NH3中心原子N最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),但是分子為極性分子,故D正確。
3.有下列分子:P4、Cl2、NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、CS2、C2H2、SO3、SCl2、BF3、HCN、HCHO、PCl5、PCl3。
其中屬于極性分子的是
　　　;屬于非極性分子的是　 　。
NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、SCl2、HCN、HCHO、
PCl3
P4、Cl2、CS2、C2H2、SO3、BF3、PCl5
練后歸納
共價(jià)鍵的極性與分子極性的一般關(guān)系
練后歸納
二、范德華力、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
4.(2024·河南開封期末)下列物質(zhì)的性質(zhì)與分子間作用力無關(guān)的是(　　)
[A] NH3比PH3易液化
[B] 沸點(diǎn):H2O>H2Te>H2Se>H2S
[C] 等質(zhì)量的冰比液態(tài)水的體積大
[D] 穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI
D
【解析】 NH3比PH3易液化是因?yàn)榘狈肿娱g存在氫鍵,與分子間作用力有關(guān),故A不符合題意;水分子間存在氫鍵,故熔、沸點(diǎn)較高,組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,則熔、沸點(diǎn)越高,沸點(diǎn)H2O>H2Te>H2Se>H2S,與分子間作用力有關(guān),故B不符合題意;液態(tài)水形成冰時(shí),由于水分子間存在氫鍵,且氫鍵有方向性和飽和性,使體積變大,與分子間作用力有關(guān),故C不符合題意;非金屬性F>Cl>Br>I,則HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱,與共價(jià)鍵有關(guān),與分子間作用力無關(guān),故D符合題意。
5.根據(jù)有關(guān)分子的溶解性,解答下列問題。
(1)H2O2難溶于CS2,簡要說明理由:
　。
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都極易溶于水的原因是
　 。
(3)吡啶( )在水中的溶解度遠(yuǎn)大于苯,主要原因是
　 。
H2O2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CS2
NH3、CH3CH2OH、
CH3CHO都是極性分子,且都能與H2O形成分子間氫鍵
吡啶能與水分子形成
分子間氫鍵;吡啶和H2O均為極性分子,而苯為非極性分子
6.根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),解答下列問題。
(1)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　,其沸點(diǎn)比NH3的　　　(填“高”或“低”),其判斷理由是　　　　　　 　　。
三角錐形
低
NH3分子間存在氫鍵
苯胺分子間存在氫鍵
A
A形成分子內(nèi)氫鍵,B形成分子
間氫鍵,所以B的沸點(diǎn)比A的高
三、手性碳原子的判斷
7.(2024·江蘇模擬)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
D
8.(2023·海南卷,12改編)閉花耳草是海南傳統(tǒng)藥材,具有消炎功效。車葉草苷酸是其活性成分之一,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。用“*”標(biāo)出分子中的手性碳原子。
【答案】
B
1.(2024·江西卷,2)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中存在100多種星際分子。下列關(guān)于星際分子說法正確的是(　　)
[A] 分子的極性:SiH4>NH3
[B] 鍵的極性:H—Cl>H—H
[C] 鍵角:H2O>CH4
[D] 分子中三鍵的鍵長:HC≡N>HC≡CH
【解析】 SiH4為正四面體形結(jié)構(gòu),正、負(fù)電中心重合,為非極性分子,NH3為三角錐形結(jié)構(gòu),正、負(fù)電中心不重合,為極性分子,故A錯(cuò)誤;H—H為非極性鍵,H—Cl為極性鍵,則鍵的極性H—Cl>H—H,故B正確;水分子為V形結(jié)構(gòu),中心原子O含兩個(gè)孤電子對,甲烷為正四面體形結(jié)構(gòu),中心原子C不含孤電子對,孤電子對對成鍵電子對斥力較大,則鍵角H2ON,分子中三鍵的鍵長HC≡N2.(2024·甘肅卷,13,14)溫室氣體N2O在催化劑作用下可分解為O2和N2,也可作為氧化劑氧化苯制苯酚。據(jù)此回答下面小題。
(1)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 原子半徑:O[B] 第一電離能:C[C] 在水中的溶解度:苯<苯酚
[D] 苯和苯酚中C的雜化方式相同
B
【解析】 (1)同周期主族元素,從左到右原子半徑依次減小,因此,原子半徑從小到大的順序?yàn)镺(2)下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 相同條件下N2比O2穩(wěn)定
[C] N2O中N—O比N—N更易斷裂
[D] N2O中σ鍵和大π鍵的數(shù)目不相等
D
【解析】 (2)N2分子中存在氮氮三鍵,鍵能大,不容易斷裂,則穩(wěn)定性N2>O2,
A正確;N2O與N的中心原子價(jià)層電子對數(shù)均為2,無孤電子對,故其空間結(jié)構(gòu)均為直線形,兩者空間結(jié)構(gòu)相同,B正確;N2O的中心原子是N,根據(jù)題意可知,其在催化劑作用下可分解為O2和N2,說明N2O中N—O比N—N更易斷裂,C正確;N2O中σ鍵和大π鍵的數(shù)目均為2,因此,σ鍵和大π鍵的數(shù)目相等,D錯(cuò)誤。
3.(2024·湖南卷,9)通過理論計(jì)算方法優(yōu)化了P和Q的分子結(jié)構(gòu),P和Q呈平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu),原子的連接方式如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] P為非極性分子,Q為極性分子
[B] 第一電離能:B[C] 1 mol P和1 mol Q所含電子數(shù)目相等
[D] P和Q分子中C、B和N均為sp2雜化
A
【解析】 由所給分子結(jié)構(gòu)可知,P和Q分子結(jié)構(gòu)都對稱,正電中心和負(fù)電中心重合,都是非極性分子,A錯(cuò)誤;同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢,氮原子的2p軌道為較穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),第一電離能大于同周期相鄰元素,則第一電離能由小到大的順序?yàn)锽B
[B] NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)
[C] 在C60、石墨、金剛石中,碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式
[D] NH3和CO2都能作制冷劑是因?yàn)樗鼈冇邢嗤愋偷姆肿娱g作用力
5.(2023·山東卷,3)下列分子屬于極性分子的是(　　)
[A] CS2 [B] NF3
[C] SO3 [D] SiF4
B
6.(2023·河北卷,6)下列說法正確的是(　　)
[A] CH4的價(jià)層電子對互斥模型和空間結(jié)構(gòu)均為正四面體
[B] 若AB2型分子的空間結(jié)構(gòu)相同,其中心原子的雜化方式也相同
[C] 干冰和冰的結(jié)構(gòu)表明范德華力和氫鍵通常都具有方向性
[D] CO2和CCl4都是既含σ鍵又含π鍵的非極性分子
A
【解析】 CH4中心原子形成四個(gè)σ鍵,沒有孤電子對,所以價(jià)層電子對互斥模型和空間結(jié)構(gòu)均為正四面體,A正確;SO2和OF2分子的空間結(jié)構(gòu)均為V形,但前者中心原子為sp2雜化,后者中心原子為sp3雜化,B錯(cuò)誤;冰的結(jié)構(gòu)是水分子通過氫鍵結(jié)合形成的有空隙的空間結(jié)構(gòu),表明了氫鍵通常具有方向性,干冰的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為分子密堆積,范德華力沒有方向性,C錯(cuò)誤;CO2和CCl4都是極性鍵形成的非極性分子,CO2既含σ鍵又含π鍵,而CCl4只含σ鍵不含π鍵,D錯(cuò)誤。
A
ClO2中氯原子提供1對電子,有一個(gè)氧原子提供1個(gè)電子,另一個(gè)氧原子提供1對電子,這5個(gè)電子處于互相平行的p軌道中形成大π鍵,Cl提供孤電子對與其中一個(gè)O形成配位鍵,Cl與另一個(gè)O形成的是普通的共價(jià)鍵(σ鍵,這個(gè)O只提供了1個(gè)電子參與形成大π鍵),Cl的價(jià)層電子對數(shù)為3,則氯原子的軌道雜化方式為sp2,ClO2分子空間結(jié)構(gòu)為V形,D錯(cuò)誤。
8.(2023·湖北卷,9)價(jià)層電子對互斥理論可以預(yù)測某些粒子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
[A] CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體
[C] CF4和SF4均為非極性分子
[D] XeF2與XeO2的鍵角相等
A
課時(shí)作業(yè)22　化學(xué)鍵
(時(shí)間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,1~10小題每小題5分,11~12小題每小題6分,共62分)
1.分子作為組成物質(zhì)的基本粒子,之所以能穩(wěn)定存在,主要是依靠原子之間的化學(xué)鍵。下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] CO和O生成具有極性共價(jià)鍵的CO2
[B] 既含極性鍵,又含非極性鍵
[C] 只含H、N、O三種元素的化合物,可能形成含有共價(jià)鍵的離子化合物,也可能形成共價(jià)化合物
[D] 含有離子鍵的物質(zhì)不可能是單質(zhì)
B
【解析】 CO2中C與O形成極性共價(jià)鍵,A正確; 中只含有極性鍵,
B錯(cuò)誤;H、N、O可以形成離子化合物NH4NO3,也可以形成共價(jià)化合物HNO3,C正確;離子鍵的形成必須有陰、陽離子,D正確。
2.下列表達(dá)正確的是(　　)
D
3.下列說法不正確的是(　　)
[A] HCl屬于共價(jià)化合物,溶于水能電離出H+和Cl-
[B] NaOH是離子化合物,該物質(zhì)中只含有離子鍵
[C] HI氣體受熱分解的過程中,破壞了極性共價(jià)鍵
[D] CO2分子中碳原子與氧原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
B
4.關(guān)于σ鍵和π鍵的形成過程,下列說法不正確的是(　　)
[A] HCl分子中的σ鍵為兩個(gè)s軌道“頭碰頭”重疊形成
[B] N2分子中的π鍵為p-p π鍵,π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)
[C] CH4中的碳原子為sp3雜化,4個(gè)sp3雜化軌道分別與氫原子s軌道形成σ鍵
[D] 乙烯(CH2 CH2)中碳原子之間形成1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵
A
A
[A] 除單質(zhì)F2外,反應(yīng)物和生成物均為共價(jià)化合物
[B] NF3中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
[C] NF3中只含極性共價(jià)鍵
[D] NH4F中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵
【解析】 NH3、NF3為共價(jià)化合物,NH4F為離子化合物。
D
7.(2024·湖北荊州模擬)化學(xué)鍵是相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用。下列有關(guān)化學(xué)鍵的說法正確的是(　　)
[A] KOH中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵,屬于離子化合物
[B] N2屬于單質(zhì),不存在化學(xué)鍵
[C] MgCl2中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵
[D] NH4NO3中含有共價(jià)鍵,又全部由非金屬元素組成,屬于共價(jià)化合物
A
【解析】 N2中存在共價(jià)鍵;MgCl2中只含有離子鍵;NH4NO3中雖然含有共價(jià)鍵,又全部由非金屬元素組成,但也含有離子鍵,屬于離子化合物。
8.(2024·黑龍江牡丹江模擬)下列各組化合物中,化學(xué)鍵的類型相同的是
(　　)
[A] CaCl2和Na2S
[B] Na2O和Na2O2
[C] CO2和(NH4)2SO4
[D] HCl和NaOH
A
【解析】 A項(xiàng),CaCl2和Na2S中都只有離子鍵;B項(xiàng),Na2O中只有離子鍵,而Na2O2中除有離子鍵外,還有非極性共價(jià)鍵;C項(xiàng),CO2中只有共價(jià)鍵,
(NH4)2SO4中既有離子鍵又有共價(jià)鍵;D項(xiàng),HCl中只有共價(jià)鍵,而NaOH中除有共價(jià)鍵外,還有離子鍵。
9.(2024·云南玉溪統(tǒng)考) 醫(yī)療上常用3%的過氧化氫(H2O2)溶液進(jìn)行傷口消毒。H2O2與SO2反應(yīng)生成H2SO4。H2O2的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[B] H2O2為含有極性鍵和非極性鍵的共價(jià)化合物
[C] H2O2既有氧化性又有還原性
[D] H2O2與SO2反應(yīng)過程中有共價(jià)鍵斷裂,同時(shí)有共價(jià)鍵和離子鍵形成
D
D
[A] CO2只含有非極性共價(jià)鍵
[B] O2分子中的σ鍵有方向性
[C] HCHO、CO2分子中只含有σ鍵
[D] H2O中含有極性共價(jià)鍵
【解析】 CO2中只含有極性共價(jià)鍵,A錯(cuò)誤;O2分子中存在s-s σ鍵,s-s σ鍵無方向性,B錯(cuò)誤;HCHO、CO2分子中存在雙鍵,既含有σ鍵又含有π鍵,C錯(cuò)誤;H2O中含有極性共價(jià)鍵,D正確。
11.二茂鐵[(C5H5)2Fe]是一種金屬有機(jī)配合物,是燃料油的添加劑,用以提高燃燒的效率和去煙,可作為導(dǎo)彈和衛(wèi)星的涂料等。它的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是(　　)
C
12.由實(shí)驗(yàn)測得不同物質(zhì)中O—O之間的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)如下表,其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定,但可根據(jù)鍵長規(guī)律推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閣>z>y>x。該規(guī)律是(　　)
[A] 成鍵時(shí)電子數(shù)越多,鍵能越大 [B] 鍵長越長,鍵能越小
[C] 成鍵所用的電子數(shù)越少,鍵能越大 [D] 成鍵時(shí)電子對越偏移,鍵能越大
B
二、非選擇題(共2小題,共38分)
13.(12分,每空2分)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,回答下列問題。
(1)1 mol苯酚分子中含有的σ鍵數(shù)目為　　　　。1 mol苯酚鈉中含有的σ鍵數(shù)目為　　　　。
(2)1 mol化合物A( )中含有的σ鍵數(shù)目為　　　　。
13NA
12NA
24NA
(3)[Cu(CH3CN)4]+是非常穩(wěn)定的配離子,配體中σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)之比為　　　。
5∶2
【解析】 (3)配體CH3CN分子中含有3個(gè)C—H、1個(gè) C—C和 1個(gè)C≡N,
故1 mol CH3CN中含有5NA個(gè)σ鍵、2NA個(gè)π鍵,σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為5∶2。
(4)1 mol碳酸二乙酯( )中含有 σ鍵的數(shù)目為　　　　。
(5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ鍵的數(shù)目為　　　　。
17NA
28NA
14.(26分,每空2分)回答下列問題。
(1)請用以下物質(zhì)的序號填空:
①NaCl　②Na2O2　③NaOH　④AlCl3　⑤H2O2　⑥N2　⑦NH4Cl　
⑧CO2　⑨He　⑩P4
其中只含有共價(jià)鍵的化合物有　　　　,含有非極性共價(jià)鍵的離子化合物有　　　　,含有極性共價(jià)鍵的離子化合物有　　　　,不含共價(jià)鍵的化合物有　　　　。
④⑤⑧
②
③⑦
①
(2)X、Y兩種主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38個(gè)電子,若XY2為常見元素形成的離子化合物,其電子式為　 。
(3)現(xiàn)有a~g 7種短周期元素,它們在元素周期表中的位置如圖所示:
B
①元素的原子間反應(yīng)最容易形成離子鍵的是　　　　(填字母,下同),容易形成共價(jià)鍵的是　　　　。
A.c和f B.b和g
C.d和g D.b和e
C
【解析】 (3)a~g 7種短周期元素依次為H、Na、Mg、C、N、P、Cl。
①金屬性強(qiáng)和非金屬性強(qiáng)的元素之間容易形成離子鍵,Na是周期表中最左邊的元素,金屬性強(qiáng),Cl是最右邊的主族元素,非金屬性強(qiáng),所以是b、g最容易形成離子鍵,故選B;非金屬元素之間容易形成共價(jià)鍵,故選C。
②寫出由a~g 7種元素形成的所有原子都滿足最外層為8電子結(jié)構(gòu)的任意一種分子的分子式:　　　　　　　　。
CCl4(合理即可)
【解析】 ②分子中所有原子都滿足最外層為8電子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有CCl4、PCl3等。
③a與e能形成化合物ea5,它的所有原子的最外層都符合相應(yīng)稀有氣體原子的
最外電子層結(jié)構(gòu),其電子式為　　　　　　　　　　　,其中所含化學(xué)鍵類型為　　　　　　　　　　　　,該物質(zhì)能與水劇烈反應(yīng)生成兩種氣體,這兩種氣體的化學(xué)式是　　　　　　　　。
極性共價(jià)鍵、離子鍵
NH3、H2
(4)氯化鋁的物理性質(zhì)非常特殊,如氯化鋁的熔點(diǎn)為190 ℃,但在180 ℃就開始升華。據(jù)此判斷,氯化鋁是　　　　　　　(填“共價(jià)化合物”或“離子化合物”),可以證明你的判斷正確的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是 　 。
共價(jià)化合物
氯化鋁在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電
【解析】 (4)氯化鋁的熔點(diǎn)為190 ℃,但在180 ℃就開始升華,氯化鋁的熔、沸點(diǎn)不高,且易升華,據(jù)此判斷,氯化鋁是共價(jià)化合物;氯化鋁在熔融狀態(tài)時(shí)不能導(dǎo)電,據(jù)此可說明氯化鋁是共價(jià)化合物。
課時(shí)作業(yè)23　分子的空間結(jié)構(gòu)
(時(shí)間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,1~9小題每小題4分,10~12小題每小題6分,共54分)
1.下列有機(jī)物分子中的碳原子既有sp3雜化又有sp雜化的是(　　)
[A] CH3CH CH2 [B] CH3C≡CH
[C] CH3CH2OH [D] CH≡CH
B
2.(2024·山東濰坊二模)下列分子的空間結(jié)構(gòu)相同的是(　　)
[A] XeO3和NH3 [B] COCl2和SOCl2
[C] ClF3和BF3 [D] CO2和SCl2
A
A
3.(2024·山東濟(jì)寧期末)下列每組分子的中心原子雜化方式相同的是(　　)
[A] XeF2、PCl5 [B] C2H2、H2O2
[C] BF3、NCl3 [D] SO2、H2O
【解析】 XeF2中心原子屬于sp3d雜化,PCl5中心原子屬于sp3d雜化,A符合題意;C2H2中心原子屬于sp雜化,H2O2中心原子屬于sp3雜化,B不符合題意;
BF3中心原子屬于sp2雜化,NCl3中心原子屬于sp3雜化,C不符合題意;SO2中心原子屬于sp2雜化,H2O中心原子屬于sp3雜化,D不符合題意。
4.(2024·浙江麗水模擬)氮的最高價(jià)氧化物為無色晶體,它由兩種離子構(gòu)成,已知其陰離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,則其陽離子的空間結(jié)構(gòu)和陽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
A
5.下表中各粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是(　　)
D
B
6.通常把原子總數(shù)相同及價(jià)電子總數(shù)相等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,則下列有關(guān)說法正確的是(　　)
7.(2024·黑龍江期末)下列分子或離子中鍵角由大到小的排列順序是(　　)
[A] ⑤④①②③ [B] ⑤①④②③
[C] ④①②⑤③ [D] ③②④①⑤
B
【解析】 ①是平面三角形結(jié)構(gòu),鍵角是120°;②是三角錐形結(jié)構(gòu),鍵角是107°;③是V形結(jié)構(gòu),鍵角是105°;④是正四面體形結(jié)構(gòu),鍵角是109°28′;⑤是直線形結(jié)構(gòu),鍵角是180°,故選B。
B
8.(2024·湖北檢測)分析粒子結(jié)構(gòu),下列說法正確的是(　　)
[A] CH4和P4的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形,鍵角也相同
[B] OF2與H2O的價(jià)層電子對情況和空間結(jié)構(gòu)相同,但OF2的極性較小
[C] Al2Cl6( )中Al為sp3雜化,與AlCl3中Al的雜化方式相同
[D] PCl3和BCl3中心原子的雜化方式不同,但所有原子最外層都滿足8電子
結(jié)構(gòu)
【解析】 CH4和P4的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形,但甲烷分子鍵角為109°28′,白磷分子鍵角為60°,故A錯(cuò)誤;OF2與H2O的價(jià)層電子對數(shù)都是4,空間結(jié)構(gòu)都是V形,O和F的電負(fù)性差值小,所以O(shè)F2的極性較小,故B正確;由題給結(jié)構(gòu)可知,Al2Cl6中Al為sp3雜化,AlCl3中Al為sp2雜化,兩者中Al的雜化方式不相同,故C錯(cuò)誤;PCl3中心原子為sp3雜化,BCl3中心原子為sp2雜化,
PCl3所有原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),但BCl3中的B最外層不滿足8電子結(jié)構(gòu),故D錯(cuò)誤。
D
9.缺電子化合物是指電子數(shù)不符合路易斯結(jié)構(gòu)(一個(gè)原子通過共享電子使其價(jià)電子數(shù)達(dá)到8,H達(dá)到2所形成的穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu))要求的一類化合物。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
B
11.(2024·山東聊城二模)價(jià)層電子對互斥模型可以預(yù)測某些粒子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
[A] H2O2是平面結(jié)構(gòu)的分子
[B] P4和O3均為非極性分子
[D] BH3和H2S的VSEPR模型均為四面體形
C
12.六氟化硫分子呈正八面體結(jié)構(gòu)(如圖所示),在高電壓下仍有良好的絕緣性,性質(zhì)穩(wěn)定,在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途,但逸散到空氣中會引起強(qiáng)溫室效應(yīng)。下列有關(guān)六氟化硫的推測正確的是(　　)
[A] SF6各原子最外層均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
[B] 硫原子軌道雜化方式與SO3中的一樣
[C] 六氟化硫分子中硫原子可能是sp3d2雜化
[D] S—F是σ鍵,鍵長可能不相等
C
二、非選擇題(共2小題,共46分)
13.(22分,每空2分)(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。
①H2S　　　　　　　。
②BeF2　　　　　　　。
③PF3　　　　　　　。
④SO3　　　　　　　。
V形
直線形
三角錐形
平面三角形
120°
sp2
正四面體形
(3)肼(N2H4)可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是　　　　　　;N2H4分子中氮原子的雜化軌道類型是　　　　。
三角錐形
sp3
【解析】 (3)NH3分子中N形成的σ鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1,價(jià)層電子對數(shù)為4,采用sp3雜化,分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,N2H4中氮原子與NH3中氮原子雜化類型相同,均為sp3雜化。
正四面體形
sp3
直線形
sp
sp3
sp3
sp2、sp
(3)磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為　　 　　　　,其中P的價(jià)層電子對數(shù)為
　　　　,雜化軌道類型為　　　　。
(4)LiAlH4中的陰離子空間結(jié)構(gòu)是　　　 　　,中心原子的雜化軌道類型為　　　　。
正四面體形
4
sp3
正四面體形
sp3
直線形
變形四面體形
課時(shí)作業(yè)24　分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
(時(shí)間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,1~10小題每小題6分,11~12小題每小題7分,共74分)
1.下列分子屬于極性分子的是(　　)
[A] SiCl4 [B] PCl5
[C] OF2 [D] P4
C
2.(2024·山東棗莊模擬)下列物質(zhì)中既有極性鍵又有非極性鍵的極性分子是(　　)
[A] CS2 [B] CH4
[C] H2O2 [D] CH2 CH2
C
3.(2024·廣東肇慶檢測)下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是(　　)
①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶
②NH3的熔、沸點(diǎn)比PH3的熔、沸點(diǎn)高
③穩(wěn)定性:HF>HCl
④冰的密度比液態(tài)水的密度小
⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定
[A] ①②③④⑤ [B] ①②⑤
[C] ①②④ [D] ③④⑤
C
【解析】 ①乙醇、乙酸與水分子之間能形成氫鍵,則可以和水以任意比互溶;②NH3和PH3的結(jié)構(gòu)相似,但NH3分子間存在氫鍵,PH3分子間只含范德華力,氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高;③HF、HCl的穩(wěn)定性依次減弱,是因?yàn)镠—X共價(jià)鍵穩(wěn)定性依次減弱,與氫鍵無關(guān);④在冰中水分子間以氫鍵結(jié)合成排列規(guī)整的晶體,冰的結(jié)構(gòu)中有空隙,造成體積膨脹,則相同質(zhì)量時(shí)冰的密度比液態(tài)水的密度小;⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),而與氫鍵無關(guān),故選C。
4.(2024·湖南湘潭模擬)下列現(xiàn)象不能用“相似相溶”解釋的是(　　)
[A] 氯化氫易溶于水
[B] 用CCl4萃取碘水中的碘
[C] 氯氣易溶于NaOH溶液
[D] 苯與水混合靜置后分層
C
【解析】 氯化氫和水分子均是極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理知,極性分子組成的溶質(zhì)易溶于極性分子組成的溶劑,故A不符合題意;碘和四氯化碳都是非極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理知,碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,故B不符合題意;氯氣和氫氧化鈉之間發(fā)生反應(yīng)生成可溶性的鹽,不能用“相似相溶”解釋,故C符合題意;苯為非極性分子,水為極性分子,液體分層,說明苯不溶于水,能用“相似相溶”解釋,故D不符合題意。
5.下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 鹵化氫中,HF的沸點(diǎn)最高,是由于HF分子間存在氫鍵
[B] 鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低
[C] H2O的沸點(diǎn)比HF的沸點(diǎn)高,是由于水中氫鍵鍵能大
[D] 氨極易溶于水與氨分子和水分子間形成氫鍵有關(guān)
C
【解析】 鹵化氫中,HF分子之間存在氫鍵,故熔、沸點(diǎn)相對較高,A正確;能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高,鄰羥基苯甲醛容易形成分子內(nèi)氫鍵,對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵,所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低,B正確;H2O分子最多與周圍H2O分子形成4個(gè)氫鍵,而HF分子最多與周圍HF分子形成2個(gè)氫鍵,氫鍵越多,熔、沸點(diǎn)越高,所以H2O的熔、沸點(diǎn)高,C錯(cuò)誤;氨分子和水分子間形成氫鍵,導(dǎo)致氨極易溶于水,
D正確。
B
6.下列化合物中含有2個(gè)手性碳原子的是(　　)
[A] [B]
[C] [D]
7.(2024·福建龍巖階段檢測)下列敘述中正確的是(　　)
[A] 以非極性鍵結(jié)合起來的分子一定是非極性分子
[B] 鍵角:NH3>PH3
[C] NCl3與BF3均為三角錐形結(jié)構(gòu),均為極性分子
[D] 非極性分子中一定含有非極性鍵
B
【解析】 含有非極性鍵的臭氧分子是結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子,所以以非極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是非極性分子,故A錯(cuò)誤;氨分子和磷化氫分子的空間結(jié)構(gòu)都為三角錐形,氮原子半徑小于磷原子,則氨分子中成鍵電子對的斥力大于磷化氫分子,鍵角大于磷化氫分子,故B正確;三氟化硼分子中硼原子的價(jià)層電子對數(shù)為3、孤電子對數(shù)為0,分子的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,則三氟化硼分子為結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,故C錯(cuò)誤;二氧化碳的空間結(jié)構(gòu)是直線形,是只含有極性鍵的結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,所以非極性分子中不一定含有非極性鍵,故D錯(cuò)誤。
8.(2024·河北三模)分子結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì),下列關(guān)于分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法正確的是(　　)
[A] 乙醚是非極性分子,乙醇是極性分子,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小
[B] F—H…F中的氫鍵鍵能小于O—H…O,因此H2O的沸點(diǎn)比HF高
[C] 從葡萄中提取的酒石酸鹽具有光學(xué)活性,因此酒石酸鹽中含有手性碳原子
[D] F3C—是吸電子基團(tuán),Cl3C—是推電子基團(tuán),因此F3CCOOH的酸性強(qiáng)于Cl3CCOOH
C
【解析】 乙醚的結(jié)構(gòu)中氧原子為sp3雜化,氧原子上仍有2個(gè)孤電子對,不是對稱的分子,正、負(fù)電中心不重合,因此乙醚為極性分子,乙醇也是極性分子,乙醚的極性比乙醇弱,且乙醇與水更易形成分子間氫鍵,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;F—H…F中的氫鍵鍵能大于O—H…O,等物質(zhì)的量時(shí),水中所含的氫鍵數(shù)目更多,因此H2O的沸點(diǎn)比HF高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從葡萄中提取的酒石酸鹽具有光學(xué)活性,因此該酒石酸鹽中含有手性碳原子,C項(xiàng)正確;F3C—是吸電子基團(tuán),Cl3C—也是吸電子基團(tuán),F3C—的吸電子效應(yīng)更大,因此F3CCOOH的酸性強(qiáng)于Cl3CCOOH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.(2025·四川高考適應(yīng)性考試)下列對有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的解釋不合理的是(　　)
B
C
【解析】 C5H11OH分子中烴基碳原子個(gè)數(shù)大于C2H5OH,親水基的親水能力弱于C2H5OH,所以溶解性弱于C2H5OH,故A錯(cuò)誤;同主族元素,從上到下非金屬性依次減弱,簡單氫化物的穩(wěn)定性依次減弱,則穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI,
故B錯(cuò)誤;氯元素的電負(fù)性大于氫元素,CCl3SO3H分子中氯原子吸電子能力強(qiáng)于CH3SO3H分子中的氫原子,羥基的極性強(qiáng)于CH3SO3H,酸性強(qiáng)于CH3SO3H,故C正確;
11.下列關(guān)于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及解釋均正確的是(　　)
選項(xiàng) 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì) 解釋
[A] 鍵角:H2O[B] 熱穩(wěn)定性:NH3>PH3 NH3分子間氫鍵強(qiáng)于PH3分子間作用力
[C] Cl—Cl的鍵長小于Br—Br的鍵長 Cl—Cl的鍵能小于Br—Br的鍵能
[D] 酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基(R—)越長,推電子效應(yīng)越大,使羧基中羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱
D
【解析】 水分子中O上有2個(gè)孤電子對,氨分子中N上有1個(gè)孤電子對,孤電子對數(shù)越多,對成鍵電子對的排斥作用越大,鍵角越小,所以水分子中鍵角比氨分子中鍵角小,A錯(cuò)誤;N與P為同主族元素,N的非金屬性比P強(qiáng),則熱穩(wěn)定性NH3>PH3,分子的熱穩(wěn)定性與分子間的作用力無關(guān),B錯(cuò)誤;Cl的原子半徑小于Br的原子半徑,則 Cl—Cl的鍵長小于Br—Br的鍵長,Cl—Cl的鍵能大于Br—Br的鍵能,C錯(cuò)誤。
12.已知各種硝基苯酚的性質(zhì)如下表,
名稱 結(jié)構(gòu) 溶解度/(g/100 g水,25 ℃) 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃
鄰硝 基苯酚 0.2 45 100
間硝 基苯酚 1.4 96 194
對硝 基苯酚 1.7 114 295
下列關(guān)于各種硝基苯酚的敘述不正確的是(　　)
[A] 鄰硝基苯酚分子內(nèi)形成氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)低于另外兩種硝基苯酚
[B] 間硝基苯酚不僅分子間能形成氫鍵,也能與水分子形成氫鍵
[C] 對硝基苯酚分子間能形成氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)較高
[D] 三種硝基苯酚都不能與水分子形成氫鍵,所以在水中溶解度小
D
【解析】 分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低,鄰硝基苯酚熔、沸點(diǎn)低于另外兩種硝基苯酚,是因?yàn)榉肿觾?nèi)形成氫鍵,故A正確;三種硝基苯酚均含有—OH和—NO2,均可分別與H2O形成氫鍵,故B正確,D錯(cuò)誤;形成分子間氫鍵能增大物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),對硝基苯酚熔、沸點(diǎn)高,是因?yàn)閷ο趸椒臃肿娱g能形成氫鍵,故C正確。
二、非選擇題(共2小題,共26分)
13.(10分,每空2分)氮族、氧族元素及其化合物種類繁多,有許多用途,部分物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如下表所示:
物質(zhì) 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃
H2O 0 100
H2S -85.5 -60.3
S8 115.2 444.6
SO2 -75.5 -10.0
SO3 16.8 45.0
H2SO4 10.3 337.0
N2H4 1.4 113.5
(1)H2O、N2H4的熔、沸點(diǎn)要比H2S的熔、沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)?br/>　 。
(2)根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對數(shù)不同于其他分子的是　　　　。
H2O、N2H4存在分子間氫鍵
H2S
【解析】 (2)硫化氫分子中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)都為3。
(3)N2H4是火箭發(fā)射常用的燃料,N2H4的電子式為　　　　　　　　　　,
它屬于　　 　　(填“極性”或“非極性”)分子。
極性
14.(16分,每空2分)A、B、C、D、E為短周期的五種非金屬元素,其中A、B、C的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式分別為asa、bsbbpb、csccp2c,D與B同主族,E位于C的下一周期,且E是同周期元素中電負(fù)性最大的。試回答下列問題。
(1)由A、B、C、D、E五種元素中的兩種或三種元素可組成多種物質(zhì),分子①BC2、②DE4、③A2C、④BA3E中,屬于極性分子的是　　　　(填序號,下同);中心原子采取sp3雜化的是　　 　。
③④
②③④
【解析】 由A、B、C、D、E為短周期的非金屬元素及s軌道最多可容納2個(gè)電子可得,A為H,B為C(碳),C為O;由D與B同主族可知,D為Si;由E位于C的下一周期,且E是同周期元素中電負(fù)性最大的可知,E為Cl。
(2)A、B兩元素能組成一種分子中原子個(gè)數(shù)比為1∶1的常見溶劑,其分子式為　　　　;相同條件下,該物質(zhì)在BE4中的溶解度　　　　(填“大于”或“小于”)其在A2C中的溶解度。
C6H6
大于
【解析】 (2)該溶劑為苯(C6H6);CCl4為非極性分子,苯易溶于非極性溶劑CCl4中,相同條件下,苯在CCl4中的溶解度大于其在H2O中的溶解度。
平面三角形
四面體形
(4)BA4、DA4和DE4的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)? (用化學(xué)式表示)。
SiCl4>SiH4>CH4
【解析】 (4)CH4、SiH4、SiCl4分子組成和結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高,故沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镾iCl4>SiH4>CH4。課時(shí)作業(yè)23　分子的空間結(jié)構(gòu)
(時(shí)間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,1～9小題每小題4分,10～12小題每小題6分,共54分)
1.下列有機(jī)物分子中的碳原子既有sp3雜化又有sp雜化的是(　　)
[A] CH3CHCH2 [B] CH3C≡CH
[C] CH3CH2OH [D] CH≡CH
2.(2024·山東濰坊二模)下列分子的空間結(jié)構(gòu)相同的是(　　)
[A] XeO3和NH3 [B] COCl2和SOCl2
[C] ClF3和BF3 [D] CO2和SCl2
3.(2024·山東濟(jì)寧期末)下列每組分子的中心原子雜化方式相同的是(　　)
[A] XeF2、PCl5 [B] C2H2、H2O2
[C] BF3、NCl3 [D] SO2、H2O
4.(2024·浙江麗水模擬)氮的最高價(jià)氧化物為無色晶體,它由兩種離子構(gòu)成,已知其陰離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,則其陽離子的空間結(jié)構(gòu)和陽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
5.下表中各粒子對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)及解釋均正確的是(　　)
選項(xiàng) 粒子 空間結(jié)構(gòu) 解釋
[A] 氨基負(fù)離子 (N) 直線形 氮原子采取sp雜化
[B] 二氧化硫 V形 硫原子采取sp3雜化
[C] 碳酸根離子 (C) 三角錐形 碳原子采取sp3雜化
[D] 乙炔(C2H2) 直線形 碳原子采取sp雜化且碳原子的價(jià)層電子均參與成鍵
6.通常把原子總數(shù)相同及價(jià)電子總數(shù)相等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,則下列有關(guān)說法正確的是(　　)
[A] CH4和N是等電子體,鍵角均為60°
[B] N和C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,二者都是極性分子
7.(2024·黑龍江期末)下列分子或離子中鍵角由大到小的排列順序是(　　)
①BF3　②NH3　③H2O　④N　⑤BeCl2
[A] ⑤④①②③ [B] ⑤①④②③
[C] ④①②⑤③ [D] ③②④①⑤
8.(2024·湖北檢測)分析粒子結(jié)構(gòu),下列說法正確的是(　　)
[A] CH4和P4的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形,鍵角也相同
[B] OF2與H2O的價(jià)層電子對情況和空間結(jié)構(gòu)相同,但OF2的極性較小
[C] Al2Cl6()中Al為sp3雜化,與AlCl3中Al的雜化方式相同
[D] PCl3和BCl3中心原子的雜化方式不同,但所有原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)
9.缺電子化合物是指電子數(shù)不符合路易斯結(jié)構(gòu)(一個(gè)原子通過共享電子使其價(jià)電子數(shù)達(dá)到8,H達(dá)到 2所形成的穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu))要求的一類化合物。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] NH3、BF3、B中只有BF3是缺電子化合物
[B] BF3、B中心原子的雜化方式分別為sp2、sp3
[C] BF3與NH3反應(yīng)時(shí)有配位鍵生成
[D] B的鍵角小于NH3的
10.(2024·江西萍鄉(xiāng)二模)氧化二氯(Cl2O)是凈化飲用水的一種有效的凈水劑,制備反應(yīng)為 2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] Cl2O的結(jié)構(gòu)式為
[B] 鍵角Cl2O[C] C中心原子的雜化方式為sp2
[D] Cl2的電子云輪廓圖為
11.(2024·山東聊城二模)價(jià)層電子對互斥模型可以預(yù)測某些粒子的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
[A] H2O2是平面結(jié)構(gòu)的分子
[B] P4和O3均為非極性分子
[C] SO3和N的空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形
[D] BH3和H2S的VSEPR模型均為四面體形
12.六氟化硫分子呈正八面體結(jié)構(gòu)(如圖所示),在高電壓下仍有良好的絕緣性,性質(zhì)穩(wěn)定,在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途,但逸散到空氣中會引起強(qiáng)溫室效應(yīng)。下列有關(guān)六氟化硫的推測正確的是(　　)
[A] SF6各原子最外層均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
[B] 硫原子軌道雜化方式與SO3中的一樣
[C] 六氟化硫分子中硫原子可能是sp3d2雜化
[D] S—F是σ鍵,鍵長可能不相等
二、非選擇題(共2小題,共46分)
13.(22分,每空2分)(1)指出下列粒子的空間結(jié)構(gòu)。
①H2S　　　　　　　。
②BeF2　　　　　　　。
③PF3　　　　　　　。
④SO3　　　　　　　。
(2)在BF3分子中,F—B—F的鍵角是　　　,硼原子的雜化軌道類型為　　　　　,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,B的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　。
(3)肼(N2H4)可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間結(jié)構(gòu)是　　　　　　;N2H4分子中氮原子的雜化軌道類型是　　　　。
(4)S的空間結(jié)構(gòu)是　　　　　　　,其中硫原子的雜化軌道類型是　　　　　　。
14.(24分,每空2分)(1)N的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　　,氮原子的雜化軌道類型為　　　　　　。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物,分子中氮、碳原子的雜化軌道類型分別是　　　　、　　　　;丙烯腈(H2CCH—C≡N)分子中碳原子的雜化軌道類型為　　　　。
(3)磷酸根離子的空間結(jié)構(gòu)為　 , 其中P的價(jià)層電子對數(shù)為　　　　,雜化軌道類型為　　　　。
(4)LiAlH4中的陰離子空間結(jié)構(gòu)是　　　　　　　,中心原子的雜化軌道類型為　　　　。
(5)根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型,當(dāng)價(jià)層電子對數(shù)為5時(shí),軌道形狀為三角雙錐形,孤電子對數(shù)不同則分子或離子空間結(jié)構(gòu)不同,孤電子對數(shù)為1、2、3時(shí),對應(yīng)的分子或離子空間結(jié)構(gòu)分別為變形四面體形、T形、直線形,則XeF2、I的空間結(jié)構(gòu)分別為　　　　　、　 。
課時(shí)作業(yè)23　分子的空間結(jié)構(gòu)
1.B　CH3CHCH2中雙鍵碳原子為sp2雜化、單鍵碳原子為sp3雜化,A不符合題意;CH3C≡CH中三鍵碳原子為sp雜化、單鍵碳原子為sp3雜化,B符合題意;CH3CH2OH中碳原子均為sp3雜化,C不符合題意;CH≡CH中碳原子均為sp雜化,D不符合題意。
2.A　XeO3中氙原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+×(8-3×2)=4,孤電子對數(shù)為1,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,NH3中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+×(5-3×1)=4,孤電子對數(shù)為1,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,A符合題意;COCl2中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=3,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,SOCl2中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為 3+=4,孤電子對數(shù)為1,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,B不符合題意;ClF3中氯原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=5,為sp3d雜化,孤電子對數(shù)為2,空間結(jié)構(gòu)為T形,BF3中硼原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=3,為sp2雜化,沒有孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,C不符合題意;CO2中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+=2,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為直線形,SCl2中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+=4,孤電子對數(shù)為2,空間結(jié)構(gòu)為V形,D不符合題意。
3.A　XeF2中心原子屬于sp3d雜化,PCl5中心原子屬于sp3d雜化,A符合題意;C2H2中心原子屬于sp雜化,H2O2中心原子屬于sp3雜化,B不符合題意;BF3中心原子屬于sp2雜化,NCl3中心原子屬于sp3雜化,C不符合題意;SO2中心原子屬于sp2雜化,H2O中心原子屬于sp3雜化,D不符合題意。
4.A　氮的最高價(jià)氧化物為N2O5,根據(jù)氮元素的化合價(jià)為 +5價(jià)和原子組成,可知陰離子為N、陽離子為N,N中氮原子形成了2個(gè)σ鍵,無孤電子對,所以雜化類型為sp,陽離子的空間結(jié)構(gòu)為直線形,故A項(xiàng)正確。
5.D　N中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+=4,孤電子對數(shù)為2,采取sp3雜化,空間結(jié)構(gòu)為V形,故A錯(cuò)誤;SO2中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+=3,孤電子對數(shù)為1,采取sp2雜化,空間結(jié)構(gòu)為V形,故B錯(cuò)誤;C中碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+=3,孤電子對數(shù)為0,采取sp2雜化,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,故C錯(cuò)誤。
6.B　CH4和N是等電子體,均為正四面體結(jié)構(gòu),鍵角均為109°28',A錯(cuò)誤;N和C是等電子體,均為平面三角形結(jié)構(gòu),B正確;H3O+和PCl3價(jià)電子總數(shù)不相等,不是等電子體,C錯(cuò)誤;B3N3H6和苯是等電子體,二者都是非極性分子,D錯(cuò)誤。
7.B　①是平面三角形結(jié)構(gòu),鍵角是120°;②是三角錐形結(jié)構(gòu),鍵角是107°;③是V形結(jié)構(gòu),鍵角是105°;④是正四面體形結(jié)構(gòu),鍵角是109°28';⑤是直線形結(jié)構(gòu),鍵角是180°,故選B。
8.B　CH4和P4的空間結(jié)構(gòu)都是正四面體形,但甲烷分子鍵角為109°28',白磷分子鍵角為60°,故A錯(cuò)誤;OF2與H2O的價(jià)層電子對數(shù)都是4,,空間結(jié)構(gòu)都是V形,O和F的電負(fù)性差值小,所以O(shè)F2的極性較小,故B正確;由題給結(jié)構(gòu)可知,Al2Cl6中Al為sp3雜化,AlCl3中Al為sp2雜化,兩者中Al的雜化方式不相同,故C錯(cuò)誤;PCl3中心原子為sp3雜化,BCl3中心原子為sp2雜化,PCl3所有原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),但BCl3中的B最外層不滿足8電子結(jié)構(gòu),故D錯(cuò)誤。
9.D　NH3的電子式為,BF3的電子式為,B的電子式為
[]-,只有BF3是缺電子化合物,故A正確;BF3中心原子B的價(jià)層電子對數(shù)為
3+×(3-1×3)=3,則雜化方式為sp2,B中心原子B的價(jià)層電子對數(shù)為4+×(3+1-4×1)=4,則雜化方式為sp3,故B正確;BF3與NH3反應(yīng)時(shí),NH3中N有孤電子對,BF3中B有空軌道,可生成配位鍵,故C正確;B和NH3中心原子均為sp3雜化,B中心原子無孤電子對,NH3中心原子有1個(gè)孤電子對,根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型,孤電子對數(shù)越多,對成鍵電子對的斥力越大,鍵角越小,則B的鍵角大于NH3的,故D錯(cuò)誤。
10.B　Cl2O中心原子O的價(jià)層電子對數(shù)為4,為sp3雜化,孤電子對數(shù)為2,則結(jié)構(gòu)式為,A正確;Cl2O、H2O、H2S中心原子的價(jià)層電子對數(shù)都為4,都為sp3雜化,但氯原子吸引共用電子對的能力比氫原子強(qiáng),硫原子吸引共用電子對的能力比氧原子弱,則共用電子對最靠近H2O中的氧原子,成鍵電子對間的排斥作用最大,鍵角最大,所以鍵角H2S11.C　過氧化氫的空間結(jié)構(gòu)是二面角結(jié)構(gòu),也叫半開書頁形結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中,兩個(gè)氧原子位于書軸上,兩個(gè)氫原子分別與兩個(gè)氧原子相連,但不在同一平面上,A錯(cuò)誤;P4為正四面體形結(jié)構(gòu),屬于非極性分子,O3空間結(jié)構(gòu)與水分子相似,屬于極性分子,B錯(cuò)誤;SO3中心原子S價(jià)層電子對數(shù)為3+(6-3×2)=3,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,N中心原子N價(jià)層電子對數(shù)為 3+(5+1-3×2)=3,無孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,C正確;BH3中心原子B價(jià)層電子對數(shù)為3+(3-3×1)=3,VSEPR模型為平面三角形,D錯(cuò)誤。
12.C　根據(jù)題圖知,每個(gè)氟原子和1個(gè)硫原子形成1個(gè)共用電子對,每個(gè)硫原子和6個(gè)氟原子形成6個(gè)共用電子對,所以氟原子最外層都達(dá)到 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但硫原子最外層達(dá)到12個(gè)電子,A錯(cuò)誤;SO3中硫原子孤電子對數(shù)為=0、價(jià)層電子對數(shù)為3+0=3,故為sp2雜化,空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,SF6中硫原子孤電子對數(shù)為=0、價(jià)層電子對數(shù)為6+0=6,空間結(jié)構(gòu)為正八面體形,不可能為sp2雜化,B錯(cuò)誤;六氟化硫分子中硫原子形成6個(gè)σ鍵,價(jià)層電子對數(shù)為6,所以形成了6個(gè)雜化軌道,可能為sp3d2雜化,C正確;六氟化硫分子中的S—F都是σ鍵,六氟化硫分子為正八面體形結(jié)構(gòu),所以各鍵的鍵長與鍵能都相等,D錯(cuò)誤。
13.【答案】 (1)①V形　②直線形　③三角錐形　④平面三角形
(2)120°　sp2　正四面體形
(3)三角錐形　sp3
(4)正四面體形　sp3
【解析】 (3)NH3分子中N形成的σ鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1,價(jià)層電子對數(shù)為4,采用sp3雜化,分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,N2H4中氮原子與NH3中氮原子雜化類型相同,均為sp3雜化。
14.(1)直線形　sp
(2)sp3　sp3　sp2、sp
(3)正四面體形　4　sp3
(4)正四面體形　sp3
(5)直線形　變形四面體形
(
第
1
頁
)課時(shí)作業(yè)24　分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
(時(shí)間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,1～10小題每小題6分,11～12小題每小題7分,共74分)
1.下列分子屬于極性分子的是(　　)
[A] SiCl4 [B] PCl5 [C] OF2 [D] P4
2.(2024·山東棗莊模擬)下列物質(zhì)中既有極性鍵又有非極性鍵的極性分子是(　　)
[A] CS2 [B] CH4
[C] H2O2 [D] CH2CH2
3.(2024·廣東肇慶檢測)下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是(　　)
①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶
②NH3的熔、沸點(diǎn)比PH3的熔、沸點(diǎn)高
③穩(wěn)定性:HF>HCl
④冰的密度比液態(tài)水的密度小
⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定
[A] ①②③④⑤ [B] ①②⑤
[C] ①②④ [D] ③④⑤
4.(2024·湖南湘潭模擬)下列現(xiàn)象不能用“相似相溶”解釋的是(　　)
[A] 氯化氫易溶于水
[B] 用CCl4萃取碘水中的碘
[C] 氯氣易溶于NaOH溶液
[D] 苯與水混合靜置后分層
5.下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
[A] 鹵化氫中,HF的沸點(diǎn)最高,是由于HF分子間存在氫鍵
[B] 鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低
[C] H2O的沸點(diǎn)比HF的沸點(diǎn)高,是由于水中氫鍵鍵能大
[D] 氨極易溶于水與氨分子和水分子間形成氫鍵有關(guān)
6.下列化合物中含有2個(gè)手性碳原子的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D]
7.(2024·福建龍巖階段檢測)下列敘述中正確的是(　　)
[A] 以非極性鍵結(jié)合起來的分子一定是非極性分子
[B] 鍵角:NH3>PH3
[C] NCl3與BF3均為三角錐形結(jié)構(gòu),均為極性分子
[D] 非極性分子中一定含有非極性鍵
8.(2024·河北三模)分子結(jié)構(gòu)決定分子的性質(zhì),下列關(guān)于分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法正確的是(　　)
[A] 乙醚是非極性分子,乙醇是極性分子,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小
[B] F—H…F中的氫鍵鍵能小于O—H…O,因此H2O的沸點(diǎn)比HF高
[C] 從葡萄中提取的酒石酸鹽具有光學(xué)活性,因此酒石酸鹽中含有手性碳原子
[D] F3C—是吸電子基團(tuán),Cl3C—是推電子基團(tuán),因此F3CCOOH的酸性強(qiáng)于Cl3CCOOH
9.(2025·四川高考適應(yīng)性考試)下列對有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的解釋不合理的是(　　)
選項(xiàng) 實(shí)例 解釋
[A] POCl3和PC的空間結(jié)構(gòu)都是四面體形 POCl3和PC中P原子軌道的雜化類型均為sp3
[B] N、N、N的鍵角依次減小 孤電子對與成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電子對之間的斥力
[C] SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸點(diǎn)依次升高 SiX4均為分子晶體,隨著相對分子質(zhì)量增大,范德華力增大
[D] 鄰硝基苯酚的熔點(diǎn)低于對硝基苯酚 前者存在分子內(nèi)氫鍵,后者存在的分子間氫鍵使分子間作用力大于前者
10.(2025·山東青島五十八中期中)下列物質(zhì)性質(zhì)描述正確的是(　　)
[A] 水中的溶解性:C5H11OH>C2H5OH
[B] 穩(wěn)定性:HF>HI>HBr>HCl
[C] 已知硫酸的結(jié)構(gòu)式為,則酸性:CH3SO3H[D] 沸點(diǎn):>　　
11.下列關(guān)于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及解釋均正確的是(　　)
選項(xiàng) 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì) 解釋
[A] 鍵角:H2O[B] 熱穩(wěn)定性:NH3>PH3 NH3分子間氫鍵強(qiáng)于PH3分子間作用力
[C] Cl—Cl的鍵長小于Br—Br的鍵長 Cl—Cl的鍵能小于Br—Br的鍵能
[D] 酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基(R—)越長,推電子效應(yīng)越大,使羧基中羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱
12.已知各種硝基苯酚的性質(zhì)如下表,下列關(guān)于各種硝基苯酚的敘述不正確的是(　　)
名稱 結(jié)構(gòu) 溶解度/ (g/100 g 水,25 ℃) 熔點(diǎn)/ ℃ 沸 點(diǎn)/ ℃
鄰硝 基苯酚 0.2 45 100
間硝 基苯酚 1.4 96 194
對硝 基苯酚 1.7 114 295
[A] 鄰硝基苯酚分子內(nèi)形成氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)低于另外兩種硝基苯酚
[B] 間硝基苯酚不僅分子間能形成氫鍵,也能與水分子形成氫鍵
[C] 對硝基苯酚分子間能形成氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)較高
[D] 三種硝基苯酚都不能與水分子形成氫鍵,所以在水中溶解度小
二、非選擇題(共2小題,共26分)
13.(10分,每空2分)氮族、氧族元素及其化合物種類繁多,有許多用途,部分物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如下表所示:
物質(zhì) 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃
H2O 0 100
H2S -85.5 -60.3
S8 115.2 444.6
SO2 -75.5 -10.0
SO3 16.8 45.0
H2SO4 10.3 337.0
N2H4 1.4 113.5
(1)H2O、N2H4的熔、沸點(diǎn)要比H2S的熔、沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)椤? 。
(2)根據(jù)價(jià)層電子對互斥模型,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對數(shù)不同于其他分子的是　　　　。
(3)N2H4是火箭發(fā)射常用的燃料,N2H4的電子式為　　　　　　　　　　,它屬于　　　　(填“極性”或“非極性”)分子。
(4)已知含氧酸的酸性與結(jié)構(gòu)中非羥基氧的數(shù)目有關(guān),強(qiáng)酸一般有兩個(gè)非羥基氧(如硫酸:),中強(qiáng)酸一般有一個(gè)非羥基氧(如磷酸:)。已知亞磷酸(H3PO3)是一種二元中強(qiáng)酸。請寫出亞磷酸的結(jié)構(gòu):　　　　　　　　。
14.(16分,每空2分)A、B、C、D、E為短周期的五種非金屬元素,其中A、B、C的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式分別為asa、bsbbpb、csccp2c,D與B同主族,E位于C的下一周期,且E是同周期元素中電負(fù)性最大的。試回答下列問題。
(1)由A、B、C、D、E五種元素中的兩種或三種元素可組成多種物質(zhì),分子①BC2、②DE4、③A2C、④BA3E 中,屬于極性分子的是　　　　(填序號,下同);中心原子采取sp3雜化的是　　　　。
(2)A、B兩元素能組成一種分子中原子個(gè)數(shù)比為1∶1的常見溶劑,其分子式為　　　　;相同條件下,該物質(zhì)在BE4中的溶解度　　 　　(填“大于”或“小于”)其在A2C中的溶解度。
(3)陰離子D與E的VSEPR模型名稱分別為　　　　、　　　　,其中VSEPR模型與空間結(jié)構(gòu)不一致的是　　　　(填離子符號)。
(4)BA4、DA4和DE4的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椤? (用化學(xué)式表示)。
課時(shí)作業(yè)24　分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
1.C　SiCl4中心原子Si上的孤電子對數(shù)為×(4-1×4)=0,價(jià)層電子對數(shù)為4,SiCl4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,分子中正、負(fù)電中心重合,屬于非極性分子;PCl5中心原子P上的孤電子對數(shù)為 ×(5-1×5)=0,價(jià)層電子對數(shù)為5,PCl5的空間結(jié)構(gòu)為三角雙錐形,分子中正、負(fù)電中心重合,屬于非極性分子;OF2中心原子O上的孤電子對數(shù)為×(6-1×2)=2,價(jià)層電子對數(shù)為4,OF2的空間結(jié)構(gòu)為V形,分子中正、負(fù)電中心不重合,屬于極性分子;P4為正四面體形分子,分子中正、負(fù)電中心重合,屬于非極性分子。
2.C　CS2的結(jié)構(gòu)式為SCS,分子中共價(jià)鍵為碳硫極性鍵,不存在非極性鍵,分子結(jié)構(gòu)對稱,屬于非極性分子,故A不符合題意;CH4分子中共價(jià)鍵為碳?xì)錁O性鍵,不存在非極性鍵,分子結(jié)構(gòu)對稱,屬于非極性分子,故B不符合題意;H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,分子中含有氫氧極性鍵和氧氧非極性鍵,但是分子結(jié)構(gòu)不對稱,屬于極性分子,故C符合題意;CH2CH2中含有碳?xì)錁O性鍵和碳碳非極性鍵,分子結(jié)構(gòu)對稱,屬于非極性分子,故D不符合題意。
3.C　①乙醇、乙酸與水分子之間能形成氫鍵,則可以和水以任意比互溶;②NH3和PH3的結(jié)構(gòu)相似,但NH3分子間存在氫鍵,PH3分子間只含范德華力,氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高;③HF、HCl的穩(wěn)定性依次減弱,是因?yàn)镠—X共價(jià)鍵穩(wěn)定性依次減弱,與氫鍵無關(guān);④在冰中水分子間以氫鍵結(jié)合成排列規(guī)整的晶體,冰的結(jié)構(gòu)中有空隙,造成體積膨脹,則相同質(zhì)量時(shí)冰的密度比液態(tài)水的密度小;⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),而與氫鍵無關(guān),故選C。
4.C　氯化氫和水分子均是極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理知,極性分子組成的溶質(zhì)易溶于極性分子組成的溶劑,故A不符合題意;碘和四氯化碳都是非極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理知,碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,故B不符合題意;氯氣和氫氧化鈉之間發(fā)生反應(yīng)生成可溶性的鹽,不能用“相似相溶”解釋,故C符合題意;苯為非極性分子,水為極性分子,液體分層,說明苯不溶于水,能用“相似相溶”解釋,故D不符合題意。
5.C　鹵化氫中,HF分子之間存在氫鍵,故熔、沸點(diǎn)相對較高,A正確;能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高,鄰羥基苯甲醛容易形成分子內(nèi)氫鍵,對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵,所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低,B正確;H2O分子最多與周圍H2O分子形成4個(gè)氫鍵,而HF分子最多與周圍HF分子形成2個(gè)氫鍵,氫鍵越多,熔、沸點(diǎn)越高,所以H2O的熔、沸點(diǎn)高,C錯(cuò)誤;氨分子和水分子間形成氫鍵,導(dǎo)致氨極易溶于水,D正確。
6.B　中,只有次甲基上的碳原子為手性碳原子,A不符合題意;中,除醛基外的碳原子都為手性碳原子,B符合題意;中,除羧基外的碳原子都為手性碳原子,C不符合題意;中,與苯環(huán)相連的碳原子為手性碳原子,D不符合題意。
7.B　含有非極性鍵的臭氧分子是結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子,所以以非極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是非極性分子,故A錯(cuò)誤;氨分子和磷化氫分子的空間結(jié)構(gòu)都為三角錐形,氮原子半徑小于磷原子,則氨分子中成鍵電子對的斥力大于磷化氫分子,鍵角大于磷化氫分子,故B正確;三氟化硼分子中硼原子的價(jià)層電子對數(shù)為3、孤電子對數(shù)為0,分子的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,則三氟化硼分子為結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,故C錯(cuò)誤;二氧化碳的空間結(jié)構(gòu)是直線形,是只含有極性鍵的結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,所以非極性分子中不一定含有非極性鍵,故D錯(cuò)誤。
8.C　乙醚的結(jié)構(gòu)中氧原子為sp3雜化,氧原子上仍有2個(gè)孤電子對,不是對稱的分子,正、負(fù)電中心不重合,因此乙醚為極性分子,乙醇也是極性分子,乙醚的極性比乙醇弱,且乙醇與水更易形成分子間氫鍵,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;F—H…F中的氫鍵鍵能大于O—H…O,等物質(zhì)的量時(shí),水中所含的氫鍵數(shù)目更多,因此H2O的沸點(diǎn)比HF高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從葡萄中提取的酒石酸鹽具有光學(xué)活性,因此該酒石酸鹽中含有手性碳原子,C項(xiàng)正確;F3C—是吸電子基團(tuán),Cl3C—也是吸電子基團(tuán),F3C—的吸電子效應(yīng)更大,因此F3CCOOH的酸性強(qiáng)于Cl3CCOOH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
9.B　POCl3的中心原子P價(jià)層電子對數(shù)是4+=4,因此P采用sp3雜化,空間結(jié)構(gòu)為四面體形,PC的中心原子P價(jià)層電子對數(shù)是4+=4,因此P采用sp3雜化,空間結(jié)構(gòu)為四面體形,A正確;N的中心原子N價(jià)層電子對數(shù)是2+=2,無孤電子對,因此N采用sp雜化,空間結(jié)構(gòu)為直線形,鍵角為180°,N的中心原子N價(jià)層電子對數(shù)是3+=3,無孤電子對,因此N采用sp2雜化,空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,鍵角為120°,N的中心原子N價(jià)層電子對數(shù)是2+=3,有1個(gè)孤電子對,因此N采用sp2雜化,由于孤電子對與成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電子對之間的斥力,導(dǎo)致其鍵角小于120°,N、N、N的鍵角依次減小,這不僅與孤電子對與成鍵電子對的作用力有關(guān),也與中心原子N的雜化類型有關(guān),B錯(cuò)誤;SiX4均為分子晶體,分子之間以范德華力結(jié)合,隨著物質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量增大,范德華力逐漸增大,因此SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸點(diǎn)逐漸升高,C正確;對硝基苯酚的分子間不僅存在范德華力,還存在氫鍵,使其熔點(diǎn)升高,而鄰硝基苯酚分子內(nèi)存在氫鍵,分子之間只存在范德華力,使其熔點(diǎn)比存在分子間氫鍵的對硝基苯酚低,D正確。
10.C　C5H11OH分子中烴基碳原子個(gè)數(shù)大于C2H5OH,親水基的親水能力弱于C2H5OH,所以溶解性弱于C2H5OH,故A錯(cuò)誤;同主族元素,從上到下非金屬性依次減弱,簡單氫化物的穩(wěn)定性依次減弱,則穩(wěn)定性HF>HCl>HBr>HI,故B錯(cuò)誤;氯元素的電負(fù)性大于氫元素,CCl3SO3H分子中氯原子吸電子能力強(qiáng)于CH3SO3H分子中的氫原子,羥基的極性強(qiáng)于CH3SO3H,酸性強(qiáng)于CH3SO3H,故C正確;易形成分子內(nèi)氫鍵,易形成分子間氫鍵,所以的分子間作用力強(qiáng)于,則其沸點(diǎn)高于,故D錯(cuò)誤。
11.D　水分子中O上有2個(gè)孤電子對,氨分子中N上有1個(gè)孤電子對,孤電子對數(shù)越多,對成鍵電子對的排斥作用越大,鍵角越小,所以水分子中鍵角比氨分子中鍵角小,A錯(cuò)誤;N與P為同主族元素,N的非金屬性比P強(qiáng),則熱穩(wěn)定性NH3>PH3,分子的熱穩(wěn)定性與分子間的作用力無關(guān),B錯(cuò)誤;Cl的原子半徑小于Br的原子半徑,則 Cl—Cl的鍵長小于Br—Br的鍵長,Cl—Cl的鍵能大于Br—Br的鍵能,C錯(cuò)誤。
12.D　分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低,鄰硝基苯酚熔、沸點(diǎn)低于另外兩種硝基苯酚,是因?yàn)榉肿觾?nèi)形成氫鍵,故A正確;三種硝基苯酚均含有—OH和—NO2,均可分別與H2O形成氫鍵,故B正確,D錯(cuò)誤;形成分子間氫鍵能增大物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),對硝基苯酚熔、沸點(diǎn)高,是因?yàn)閷ο趸椒臃肿娱g能形成氫鍵,故C正確。
13.【答案】 (1)H2O、N2H4存在分子間氫鍵
(2)H2S　
(3)　極性
(4)
【解析】 (2)硫化氫分子中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)都為3。
(3)N2H4是共價(jià)化合物,電子式為 ,N2H4分子的結(jié)構(gòu)不對稱,正、負(fù)電中心不重合,屬于極性分子。
(4)由中強(qiáng)酸一般有一個(gè)非羥基氧可知,亞磷酸分子中含有一個(gè)非羥基氧和兩個(gè)羥基,有一個(gè)氫原子直接與磷原子相連,結(jié)構(gòu)為。
14.【答案】 (1)③④　②③④　(2)C6H6　大于
(3)平面三角形　四面體形　Cl
(4)SiCl4>SiH4>CH4
【解析】 由A、B、C、D、E為短周期的非金屬元素及s軌道最多可容納2個(gè)電子可得,A為H,B為C(碳),C為O;由D與B同主族可知,D為Si;由E位于C的下一周期,且E是同周期元素中電負(fù)性最大的可知,E為Cl。
(1)H2O、CH3Cl為極性分子;CO2的中心原子碳原子上的價(jià)層電子對數(shù)為2+=2,CO2分子中碳原子采取sp雜化,SiCl4的中心原子硅原子上的價(jià)層電子對數(shù)為4+=4,SiCl4分子中硅原子采取sp3雜化,H2O的中心原子氧原子上的價(jià)層電子對數(shù)為2+=4,H2O分子中氧原子采取sp3雜化,CH3Cl的中心原子碳原子上的價(jià)層電子對數(shù)為4+=4,CH3Cl中碳原子采取sp3雜化。
(2)該溶劑為苯(C6H6);CCl4為非極性分子,苯易溶于非極性溶劑CCl4中,相同條件下,苯在CCl4中的溶解度大于其在H2O中的溶解度。
(3)Si的中心原子硅原子上的價(jià)層電子對數(shù)為3+=3,VSEPR模型名稱為平面三角形,Cl的中心原子氯原子上的價(jià)層電子對數(shù)為3+=4,VSEPR模型名稱為四面體形;Si中硅原子上無孤電子對,Cl中氯原子上有孤電子對,Cl的VSEPR模型與空間結(jié)構(gòu)不一致。
(4)CH4、SiH4、SiCl4分子組成和結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高,故沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镾iCl4>SiH4>CH4。
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