资源描述
第,2,讲分子结构与性质,考点,一,考点,二,真题演练,素养通关,考点,三,考,纲要求,1.,了解共价键的形成、极性、类型,(,键和,键,),，了解配位键的含义。,2.,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。,3.,了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型,(sp,、,sp,2,、,sp,3,),。,4.,能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。,5.,了解范德华力的含义及对物质性质的影响。,6.,了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。,考点一共价键,基础梳理,自我排查,1.,共价键的本质与特征,(1),本质：共价键的本质是在原子之间形成,_(,电子云的,_),。,(2),特征：具有,_,和,_,。,共用电子对,重叠,饱和性,方向性,2,共价键的分类,分类依据,类型,形成共价键的原子轨道重叠方式,_,键,电子云,“_”,重叠,_,键,电子云,“_”,重叠,形成共价键的电子对是否偏移,_,键,共用电子对发生,_,_,键,共用电子对不发生,_,原子间共用电子对的数目,_,键,原子间有,_,共用电子对,_,键,原子间有,_,共用电子对,_,键,原子间有,_,共用电子对,头碰头,肩并肩,极性,偏移,非极性,偏移,单,一对,双,两对,三,三对,3.,键参数,(1),概念,键参数键长：形成,_,键的两个原子之间核间距键能：气态基态原子形成,1 mol,化学键,_,的最,低能量键角：在原子数超过,_,的分子中，两个共价键之,间的夹角,(2),键参数对分子性质的影响,键能越,_,，键长越,_,，分子越稳定,。,释放,共价,2,大,短,稳定性,立体构型,4,等电子原理,(1),等电子体：原子总数相同、,_,总数相同的粒子互称为等电子体。,(2),等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如,CO,和,N,2,的,_,等都非常相近。,价电子,熔沸点、溶解性,判断,(,正确的打,“,”,，错误的打,“”,),(1),只有非金属原子之间才能形成共价键,(,),(2),键可以绕键轴旋转，,键不能绕键轴旋转,(,),(3),气体单质中一定存在,键，可能存在,键,(,),(4),键比,键的电子云重叠程度大，形成的共价键强,(,),(5),键能单独形成，而键一定不能单独形成,(,),(6),碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的,3,倍和,2,倍,(,),(7),键长等于成键两原子的半径之和,(,),(8),所有的共价键都有方向性,(,),(9)CH,4,与,互为等电子体,(,),微点拨,1,只有两原子的电负性相差不大时，才能通过共用电子对形成共价键，当两原子的电负性相差很大,(,大于,1.7),时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。,2,同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。,3,常见的等电子体：,N,2,与,CO,，,CO,2,与,N,2,O,，,O,3,、,与,、,与,、,与,，,与,B,3,N,3,H,6,(,硼氮苯,),等。,考点专练,层级突破,练点一,共价键类型的判断,1,有以下物质：,HF,；,Cl,2,；,H,2,O,；,N,2,；,C,2,H,4,。,(1),只含有极性键的是,_,。,(2),只含有非极性键的是,_,。,(3),既有极性键又有非极性键的是,_,。,(4),只含有,键的是,_,。,(5),既有,键又有,键的是,_,。,解析,：,（,1,）,含两种不同原子，所以一定只含极性键；,中两个氢原子分别与氧原子相连，所以只含极性键。,（,2,）双原子的单质分子只含非极性键，所以,符合题意。,（,3,）根据结构可判断,既含极性键又含非极性键。,（,4,）只有单键的只含,键，即,。,（,5,）有双键或三键的一定既有,键又有,键，即,。,2,COCl,2,分子的结构式,为,，,COCl,2,分子内含有,(,),A,4,个,键,B,2,个,键、,2,个,键,C,2,个,键、,1,个,键,D,3,个,键、,1,个,键,答案：,D,解析：,C,和,Cl,之间有,键，,C,和,O,之间为一个,键、一个,键，因此该分子中含有,3,个,键、,1,个,键，所以,D,项正确。,练后归纳,1.,键、,键的判断：单键只有一个,键；双键是一个,键一个,键；三键是一个,键两个,键。,2,成键原子半径越大，越难形成,键，如,Si,等难形成双键。,3,键与,键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同，一般,键比,键稳定，但,N,2,中,键较稳定。,4,并不是所有的共价键都有方向性，如,ss ,键没有方向性。,5,原子形成共价键时优先形成,键。,6,配位键也属于,键。,练点二,键参数的意义,3,关于键长、键能和键角的说法中不正确的是,(,),A,键角是描述分子立体结构的重要参数,B,键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关,C,键能越大，键长就越长，共价化合物也就越稳定,D,键角的大小与键长、键能的大小无关,答案：,C,解析：,C,项应是键能越大，键长越短，共价化合物就越稳定。,4,.,已知,H,2,、,O,2,、,Cl,2,、,N,2,分子中共价键的键能依次为,436 kJmol,1,、,497 kJmol,1,、,243 kJmol,1,、,946 kJmol,1,，,(1),下列叙述正确的是,_,。,A,NN,键键能为,946 kJmol,1,315.3 kJmol,1,B,氮分子中共价键的键长比氢分子中共价键的键长短,C,氧分子中氧原子是以共价单键结合的,D,氮分子比氯分子稳定,D,解析：,.,（,1,）,NN,键由一个,键和两个,键构成，,NN,键为,键，,键与,键的键能不相等，键的键能大于键的键能，所以,NN,键能大于,315.3 kJmol,1,，所以,A,不正确。,N,N,键键能比,HH,键键能大，但由于,H,原子的原子半径小，所以,N,N,键的键长大于,HH,键的键长。,O,2,中氧原子间是以双键结合，,C,不正确。键能越大，分子越稳定，故,D,正确。,(,2),计算反应,3Cl,2,2NH,3,=,=N,2,6HCl,的反应热。,(,已知：,E,NH,391 kJmol,1,，,E,HCl,432 kJmol,1,),H,3,E,ClCl,6,E,NH,E,N,N,6,E,HCl,3,243 kJmol,1,6,391 kJmol,1,946 kJmol,1,6,432 kJmol,1,463 kJmol,1,。,.,乙苯催化脱氢制苯乙烯反应,：,计算上述反应的,H,_ kJmol,1,。,化学键,CH,CC,C,=,=C,HH,键能,/kJmol,1,412,348,612,436,124,解析：,.,设,“ ”,部分的化学键键能为,a,kJmol,1,，则,H,（,a,348,412,5,）,kJmol,1,（,a,612,412,3,436,）,kJmol,1,124 kJmol,1,。,练点三,等电子原理的应用,5,下列粒子属于等电子体的是,(,),和,SO,3,B,NO,和,O,2,C,NO,2,和,O,3,D,HCl,和,H,2,O,答案：,A,解析：,只要原子个数和价层电子数相等的两种微粒，即为等电子体。,6,根据等电子原理判断，下列说法中错误的是,(,),A,B,3,N,3,H,6,分子中所有原子均在同一平面上,B,B,3,N,3,H,6,分子中存在双键，可发生加成反应,C,H,3,O,和,NH,3,是等电子体，均为三角锥形,D,CH,4,和,是等电子体，均为正四面体形,答案：,B,解析：,B,3,N,3,H,6,和苯是等电子体，其结构相似；,C,项，,H,3,O,和,NH,3,是等电子体，根据氨气分子的立体构型判断水合氢离子的立体构型；,D,项，,CH,4,和,是等电子体，根据甲烷的立体构型判断铵根离子的立体构型。,练后归纳,确定等电子体的方法,同主族代换或同周期相邻元素替换，交换过程中注意电荷变化。,考点二分子的立体构型,基础梳理,自我排查,1.,价层电子对互斥理论,(1),理论要点,价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力,_,，体系的能量,_,。,孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。,最小,最低,(2),价层电子对互斥模型与分子立体构型的关系,电子,对数,成键,对数,孤电子,对数,电子对,立体构型,分子立,体构型,实例,键角,2,2,0,直线形,_,_,_,3,3,0,平面,三角形,_,_,_,2,1,_,_,_,4,4,0,正四面,体形,_,_,_,3,1,_,_,_,2,2,_,_,_,直线形,BeCl,2,180,平面,正三角形,BF,3,120,V,形,SnBr,2,105,正四面体形,CH,4,10928,三角锥形,NH,3,107,V,形,H,2,O,105,2.,杂化轨道理论,(1),杂化轨道概念：在外界条件的影响下，原子内部,_,的原子轨道重新组合的过程叫原子轨道的杂化，组合后形成的一组新的原子轨道，叫杂化原子轨道，简称杂化轨道,。,(2),杂化轨道的类型与分子立体构型,杂化,类型,杂化轨,道数目,杂化轨,道间夹角,立体构型,实例,sp,_,_,_,_,sp,2,_,_,_,_,sp,3,_,_,_,_,能量相近,2,180,直线形,BeCl,2,3,120,平面正三角形,BF,3,4,10928,四面体形,CH,4,3.,配位键和配合物,(1),孤电子对,分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。,(2),配位键,配位键的形成：成键原子一方提供,_,，另一方提供,_,形成共价键。,配位键的表示：常用,“_”,来表示配位键，箭头指向接受孤,电,子,对的原子，如,可表示,为,，,在,中，虽然有一个,NH,键形成过程与其他,3,个,NH,键形成过程不同，但是一旦形成之后，,4,个共价键就完全相同。,孤电子对,空轨道,(3),配合物,如,Cu(NH,3,),4,SO,4,配体有孤电子对，如,H,2,O,、,NH,3,、,CO,、,F,、,Cl,、,CN,等。,中心原子有空轨道，如,Fe,3,、,Cu,2,、,Zn,2,、,Ag,等。,中心原子,配位原子,配位数,思考,N,2,分子中,键与,键的数目比,n,(),n,(),_,。,与,NO,反应生成的,Fe(NO)(H,2,O),5,2,中，,NO,以,N,原子与,Fe,2,形成配位键。请在,结构示意图的相应位置补填缺少的配体。,1,2,判断,(,正确的打,“,”,，错误的打,“”,),(1),杂化轨道只用于形成,键或用于容纳未参与成键的孤电子对,(,),(2),分子中中心原子若通过,sp,3,杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构,(,),(3)NH,3,分子为三角锥形，,N,原子发生,sp,2,杂化,(,),(4),只要分子构型为平面三角形，中心原子均为,sp,2,杂化,(,),(5),中心原子是,sp,杂化的，其分子构型不一定为直线形,(,),(6),杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,(,),(7),中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小,(,),(8),杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同,(,),微点拨,1.,价层电子对互斥模型是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,(,未用于形成共价键的电子对,),，当中心原子上无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子上有孤电子对时，两者的构型不一致。,2,价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。,考点专练,层级突破,练点一,“,两理论,”,和,“,一构型,”,1,用价层电子对互斥理论,(VSEPR),预测,H,2,S,和,COCl,2,的立体结构，两个结论都正确的是,(,),A,直线形；三角锥形,B,V,形；三角锥形,C,直线形；平面三角形,D,V,形；平面三角形,答案：,D,解析：,H,2,S,分子中的中心原子,S,原子上的孤对电子对数是,（,6,1,2,）,2,，则说明,H,2,S,分子中中心原子有,4,对电子对，其中,2,对是孤对电子因此空间结构是,V,形；而,COCl,2,中中心原子的孤对电子对数是,（,4,2,1,1,2,）,0,，因此,COCl,2,中的中心原子电子对数是,3,对，是平面三角形结构，故选,D,。,2,氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为,(,),A,直线形,sp,杂化,B,V,形,sp,2,杂化,C,三角锥形,sp,3,杂化,D,平面三角形,sp,2,杂化,答案：,A,解析：,氮的最高价氧化物为,N,2,O,5,，根据,N,元素的化合价为,5,和原子组成，可知阴离子为,、阳离子为,、,中,N,原子形成了,2,个,键，孤电子对数目为,0,，所以杂化类型为,sp,，阳离子的构型为直线形，故,A,项正确。,3,BeCl,2,是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，请写出单体、二聚体和多聚体中,Be,的杂化轨道类型：,sp,杂化,sp,2,杂化,sp,3,杂化,4,(1),石墨烯,(,图甲,),是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯,(,图乙,),。,图甲中，,1,号,C,与相邻,C,形成,键的个数为,_,。,图乙中，,1,号,C,的杂化方式是,_,，该,C,与相邻,C,形成的键角,_(,填,“,”“,”,或,“,”,),图甲中,1,号,C,与相邻,C,形成的键角。,(2),碳元素的单质有多种形式，下图依次是,C,60,、石墨和金刚石的结构图：,金刚石、石墨、,C,60,、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互,为,_,_,_,。,金刚石、石墨烯,(,指单层石墨,),中碳原子的杂化形式分别为,_,、,_,。,3,sp,3,杂化,同素异形体,sp,3,杂化,sp,2,杂化,解析：,（,1,）,石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以,键和相邻,3,个碳原子连接。,图乙中,1,号碳形成了,4,个共价键，故其杂化方式为,sp,3,；图甲中的键角为,120,，而图乙中,1,号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近,10928,。,（,2,）,金刚石、石墨、,C,60,、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互称为同素异形体。,金刚石中碳原子与四个碳原子形成,4,个共价单键（即,C,原子采取,sp,3,杂化方式），构成正四面体；石墨烯中的碳原子采用,sp,2,杂化方式与相邻的三个碳原子以,键结合，形成正六边形的平面层状结构。,方法总结,杂化类型的判断方法,(1),根据杂化轨道的空间分布构型判断,若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生,sp,3,杂化。,若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生,sp,2,杂化。,若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生,sp,杂化。,(2),根据杂化轨道之间的夹角判断,若杂化轨道之间的夹角为,10928,，则分子的中心原子发生,sp,3,杂化；若杂化轨道之间的夹角为,120,，则分子的中心原子发生,sp,2,杂化；若杂化轨道之间的夹角为,180,，则分子的中心原子发生,sp,杂化,。,(3),根据中心原子的价层电子对数判断,如中心原子的价层电子对数为,4,，是,sp,3,杂化，为,3,是,sp,2,杂化，为,2,是,sp,杂化。,(4),根据分子或离子中有无,键及,键数目判断,如没有,键为,sp,3,杂化，含一个,键为,sp,2,杂化，含两个,键为,sp,杂化。,(5),根据等电子原理判断,如,CO,2,是直形线分子，,CNS,、,与,CO,2,互为等电子体，所以立体构型均为直线形，中心原子均采用,sp,杂化。,练点二,配位键与配合物,5,NH,3,分子中,HNH,键角为,107,，而配离子,中,HNH,的键角为,10928,，配离子,HNH,键角变大的原因是,_,。,答案：,NH,3,分子中,N,原子的孤对电子进入,Zn,2,的空轨道形成配离子后，原孤电子对对,NH,键的成键电子对的排斥作用变为成键电子对之间的排斥，排斥作用减弱,6,锂,磷酸氧铜电池正极的活性物质是,，可通过下列反应制备：,2Na,3,PO,4,4CuSO,4,2NH,3,H,2,O,=,=Cu,4,O(PO,4,),2,3Na,2,SO,4,(NH,4,),2,SO,4,H,2,O,请回答下列问题：,(1),上述化学方程式中涉及的,N,、,O,、,P,元素的电负性由小到大的顺序是,_,。,(2),基态,S,原子的价电子排布式为,_,。,(3)(NH,4,),2,SO,4,中含有化学键的类型,为,_,_,_,。,的立体构型是,_,，其中,P,原子的杂化方式为,_,。,(5),在硫酸铜溶液中加入过量,KCN,溶液，生成配合物,，则,1 mol CN,中含有的,键数目为,_,中含有的,键数目为,_,。,P,N,O,3s,2,3p,4,离子键、共价键,正四面体,sp,3,2,N,A,8,N,A,解析：,（,1,）同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大，则有电负性：,N,O,；同主族元素的电负性自上而下逐渐减弱，则有电负性：,N,P,。,（,2,）基态,S,原子核外有,16,个电子，根据核外电子排布规律，其价电子排布式为,3s,2,3p,4,。,（,3,）（,NH,4,）,2,SO,4,分子中存在,NH,极性共价键和,SO,极性共价键，,和,之间存在离子键。,（,4,）,中,P,原子的价层电子对数为,4,4,，则,P,原子采取,sp,3,杂化，故,的立体构型为正四面体。,（,5,）,CN,中,C,、,N,原子之间存在,C,N,键，,1,个,CN,中存在,1,个,键、,2,个,键，故,1 mol CN,含有,2 mol ,键。每个,CN,与,Cu,2,间有一个,键，故,1 molCu,（,CN,）,4,2,含有,8 mol ,键。,7,.,铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用做杀菌剂。,向,CuSO,4,溶液中加入过量,NaOH,溶液可生成,。不考虑,空,间,构型，,Cu(OH),4,2,结构可用示意图表示,为,_,_,_,。,.,经研究表明，,Fe(SCN),3,是配合物，,Fe,3,与,SCN,不仅能以,1,3,的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：,(1),若所得的,Fe,3,和,SCN,的配合物中，主要是,Fe,3,与,SCN,以个数比,1,1,配合所得离子显红色。该离子的离子符号,是,_,_,_,。,(2),若,Fe,3,与,SCN,以个数比,1,5,配合，则,FeCl,3,与,KSCN,在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为,_,。,Fe,（,SCN,）,2,FeCl,3,5KSCN,=,=K,2,Fe,（,SCN,）,5,3KCl,解析：,.Cu,2,中存在空轨道，而,OH,中,O,原子有孤电子对，故,O,与,Cu,之间以配位键结合。,考点三分子间作用力与分子的性质,基础梳理,自我排查,1.,分子间作用力,(1),概念,物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。,(2),分类,分子间作用力最常见的是,_,和,_,。,(3),强弱,范德华力,_,氢键,_,化学键。,(4),范德华力,范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，,_,相似的物质，随着,_,的增加，范德华力逐渐,_,。,范德华力,氢键,组成和结构,相对分子质量,增大,(5),氢键,形成,已经与,_,的原子形成共价键的,_(,该氢原子几乎为裸露的质子,),与另一个分子中,_,的原子之间的作用力，称为氢键。,表示方法,AH,B,特征,具有一定的,_,性和,_,性。,分类,氢键包括,_,氢键和,_,氢键两种。,分子间氢键对物质性质的影响,主要表现为使物质的熔、沸点,_,，对电离和溶解度等产生影响。,电负性很强,氢原子,电负性很强,方向,饱和,分子内,分子间,升高,2,分子的性质,(1),分子的极性,类型,非极性分子,极性分子,形成原因,正电中心和负电中心,_,的分子,正电中心和负电中心,_,的分子,存在的共价键,非极性键或极性键,_,分子内,原,子,排列,_,_,重合,不重合,非极性键或极性键,对称,不对称,(2),分子的溶解性,“,相似相溶,”,的规律：非极性溶质一般能溶于,_,溶剂，极性溶质一般能溶于,_,溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度,_,。,随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。,非极性,极性,增大,(3),分子的手性,手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为,_,，在三维空间里,_,的现象。,手性分子：具有,_,的分子。,手性碳原子：在有机物分子中，连有,_,的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如,镜像,不能重叠,手性异构体,四个不同基团或原子,(4),无机含氧酸分子的酸性,无机含氧酸的通式可写成,(HO),m,RO,n,，如果成酸元素,R,相同，则,n,值越,_,，,R,的正电性越高，使,ROH,中,O,的电子向,R,偏移，在水分子的作用下越易电离出,H,，酸性越,_,，如酸性：,HClO_HClO,2,_HClO,3,_HClO,4,。,大,强,判断,(,正确的打,“,”,，错误的打,“”,),(1),以极性键结合形成的分子不一定是极性分子,(,),(2),非极性分子中，一定含有非极性共价键,(,),(3),氨水中氨分子与水分子间形成了氢键,(,),(4),乙醇溶液中，乙醇分子和水分子间只存在范德华力,(,),(5),碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键,(,),(6),液态水中，水分子间既存在范德华力，又存在氢键,(,),(7),氢键具有方向性和饱和性,(,),(8),卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物,(,即,CX,4,),的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大,(,),(9)H,2,O,比,H,2,S,稳定是因为水分子间存在氢键,(,),考点专练,层级突破,练点一,分子极性的判断,1,已知,H,和,O,可以形成,H,2,O,和,H,2,O,2,两种化合物，试根据有关信息完成下列问题：,(1),水是维持生命活动所必需的一种物质。,1 mol,冰中有,_mol,氢键。,用球棍模型表示的水分子结构是,_,。,2,B,解析：,（,1,）在冰中，每个水分子与周围的,4,个水分子形成,4,个氢键，按,“,均摊法,”,计算，相当于每个水分子有,2,个氢键；水分子为,V,形结构。,(2),已知,H,2,O,2,分子的结构如图所示：,H,2,O,2,分子不是,直线,形,的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个,氧,原子,在书脊位置上，书页夹角为,9352,，而两个,OH,键,与,OO,键的夹角均为,9652,。,试回答：,H,2,O,2,分子的电子式是,_,_,_,，结构式是,_,。,H,2,O,2,分子是含有,_,键和,_,键的,_(,填,“,极性,”,或,“,非极性,”,),分子。,H,2,O,2,难溶于,CS,2,，简要说明理由：,_,_,。,H,2,O,2,中氧元素的化合价是,_,，简要说明,原因,_,_,_,。,HOOH,极性,非极性,极性,因,H,2,O,2,为极性分子，而,CS,2,为非,极性,溶剂，根据,“,相似相溶,”,规律，,H,2,O,2,难溶于,CS,2,1,价,因,OO,键为非极性键，而,OH,键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为,1,价,解析：,（,2,）由,H,2,O,2,的空间构型图可知，,H,2,O,2,是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而,CS,2,为非极性分子，根据,“,相似相溶,”,规律，,H,2,O,2,难溶于,CS,2,。,方法总结,键的极性、分子空间构型与分子极性的关系,类型,实例,键的极性,空间构型,分子极性,X,2,H,2,、,N,2,非极性键,直线形,非极性分子,XY,HCl,、,NO,极性键,直线形,极性分子,XY,2,(X,2,Y),CO,2,、,CS,2,极性键,直线形,非极性分子,SO,2,极性键,V,形,极性分子,H,2,O,、,H,2,S,极性键,V,形,极性分子,XY,3,BF,3,极性键,平面正三角形,非极性分子,NH,3,极性键,三角锥形,极性分子,XY,4,CH,4,、,CCl,4,极性键,正四面体形,非极性分子,练点二,分子间作用力对物质性质的影响,2,下列物质变化，只与范德华力有关的是,(,),A,干冰熔化,B,乙酸汽化,C,乙醇与丙酮混溶,D,溶,于水,E,碘溶于四氯化碳,F,石英熔融,答案：,AE,解析：,干冰为分子晶体，熔化时只需破坏范德华力；乙酸、乙醇分子间均存在范德华力和氢键，因此,B,、,C,两者变化过程中均需克服,两,种,作用力,；,溶,于水过程中形成氢键；碘为分子晶体，溶于四氯化碳的过程中只需克服范德华力；石英为原子晶体，熔融过程中共价键被破坏，故,A,、,E,正确。,3,按要求回答下列问题：,(1)HCHO,分子的立体构型为,_,形，它加成产物的熔、沸点比,CH,4,的熔、沸点高，其主要原因是,(,须指明加成产物是何物质,)_,。,(2)S,位于周期表中第,_,族，该族元素氢化物中，,H,2,Te,比,H,2,S,沸点高的原因是,_,_,_,_,，,H,2,O,比,H,2,Te,沸点高的原因是,_,_,_,_,。,平面三角,加成产物,CH,3,OH,分子之间能形成氢键,A,两者均为分子晶体且结构相似，,H,2,Te,相对分子质量比,H,2,S,大，,分,子间作用力更强,两者均为分子晶体,，,H,2,O,分子间存在氢键,(3),有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因,是,_,。,硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高,(4),纳米,TiO,2,是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是,_,。,化合物乙分子间形成氢键,归纳总结,范德华力、氢键对物质性质的影响,范德华力,氢键,对物质,性质的,影响,影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质；,组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点：,F,2,Cl,2,Br,2,I,2,，,CF,4,CCl,4,H,2,S,，,HFHCl,，,NH,3,PH,3,练点三,无机含氧酸的酸性强弱规律,4,判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：,含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系,(1),亚磷酸,H,3,PO,3,和亚砷酸,H,3,AsO,3,分子式相似，但它们的酸性差别很大，,H,3,PO,3,是中强酸，,H,3,AsO,3,既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出,它,们,的结构简式分别为,_,，,_,。,(2)H,3,PO,3,和,H,3,AsO,3,与过量的,NaOH,溶液反应的化学方程式分别是：,_,，,_,。,(3),在,H,3,PO,3,和,H,3,AsO,3,中分别加入浓盐酸，分析反应情况：,_,，写出,化学方程式：,_,。,H,3,PO,3,2NaOH,=,=Na,2,HPO,3,2H,2,O,H,3,AsO,3,3NaOH,=,=Na,3,AsO,3,3H,2,O,H,3,PO,3,为中强酸，不与盐酸反应，,H,3,AsO,3,可与盐酸反应,H,3,AsO,3,3HCl,=,=AsCl,3,3H,2,O,5,砷,(As),元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：,(1),基态,As,原子的核外电子排布式,为,_,_,_,_,，砷与硒的第一电离能较大的是,_,。,(2),传统中药的砷剂俗称,“,砒霜,”,，其分子结构如图所示，该化合物中,As,、,O,原子的杂化方式分别为,_,、,_,。,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,3,或,Ar3d,10,4s,2,4p,3,As,或砷,sp,3,杂化,sp,3,杂化,解析,：,（,1,）砷由于,4p,轨道为半充满状态，结构稳定，第一电离能比,Se,大。（,2,）该化合物中,As,有一个孤电子对，杂化类型为,sp,3,杂化，,O,有两个孤电子对，杂化类型为,sp,3,杂化,。,(3)Na,3,AsO,4,可作杀虫剂。,的立体构型为,_,_,_,，与其互为等电子体的分子的化学式为,_(,任写一种,),。,(4)H,3,AsO,4,和,H,3,AsO,3,是砷的两种含氧酸，请根据物质结构与性质的关系，解释,H,3,AsO,4,比,H,3,AsO,3,酸性强的原因,_,_,_,。,正四面体形,CF,4,H,3,AsO,4,和,H,3,AsO,3,可分别表示为（,HO,）,3,AsO,和（,HO,）,3,As,，,H,3,AsO,3,中,As,为,3,价，而,H,3,AsO,4,中,As,为,5,价，正电性更高，导致,AsOH,中,O,的电子向,As,偏移，更易电离出,H,解析,：,（,3,）,中,As,无孤电子对，立体构型为正四面体形，与,互为等电子体的分子有,CF,4,、,SiF,4,、,CCl,4,、,SiCl,4,等。,方法总结,同一种元素的含氧酸酸性规律,H,2,SO,4,与,HNO,3,是强酸，其,OH,上的,H,原子能够完全电离成为,H,。而同样是含氧酸的,H,2,SO,3,和,HNO,2,却是弱酸。即酸性强弱为,H,2,SO,3,H,2,SO,4,，,HNO,2,HNO,3,。其他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似的情况。如酸性强弱,HClO,HClO,2,HClO,3,HClO,4,。不难得出：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。,真题演练,素养通关,1,.,2021,山东卷，,9,关于,CH,3,OH,、,N,2,H,4,和,(CH,3,),2,NNH,2,的结构与性质，下列说法错误的是,(,),A,CH,3,OH,为极性分子,B,N,2,H,4,空间结构为平面形,C,N,2,H,4,的沸点高于,(CH,3,),2,NNH,2,D,CH,3,OH,和,(CH,3,),2,NNH,2,中,C,、,O,、,N,杂化方式均相同,答案：,B,解析：,CH,3,OH,的正负电荷中心不重合，因此,CH,3,OH,为极性分子，,A,项正确；,N,2,H,4,中每个,N,原子形成,3,个单键，还有,1,对孤对电子，,N,为,sp,3,杂化，因此,N,2,H,4,的空间结构不可能为平面形，,B,项错误；,N,2,H,4,分子中两个,N,原子上均连有氢原子，而（,CH,3,）,2,NNH,2,分子中只有,1,个,N,原子上连有氢原子，因此,N,2,H,4,分子间形成的氢键数目多，沸点高，,C,项正确；,CH,3,OH,中,C,形成,4,个单键，无孤对电子，杂化轨道数为,4,，杂化方式为,sp,3,，,O,形成,2,个单键，有,2,对孤对电子，杂化轨道数为,4,，杂化方式为,sp,3,，（,CH,3,）,2,NNH,2,中,C,的杂化方式为,sp,3,，,N,的杂化方式为,sp,3,，故,D,项正确。,2,2020,山东卷，,7,B,3,N,3,H,6,(,无机苯,),的结构与苯类似，也有大,键。下列关于,B,3,N,3,H,6,的说法错误的是,(,),A,其熔点主要取决于所含化学键的键能,B,形成大,键的电子全部由,N,提供,C,分子中,B,和,N,的杂化方式相同,D,分子中所有原子共平面,答案：,A,解析：,B,3,N,3,H,6,与苯的结构相似，属于共价化合物，共价化合物的熔点与分子间作用力有关，与化学键的键能无关，,A,项错误；,B,3,N,3,H,6,中形成大,键的电子全部由,N,提供，,B,项正确；由于,B,3,N,3,H,6,和苯的结构类似，则该分子中,B,和,N,均为,sp,2,杂化，,C,项正确；由于,B,3,N,3,H,6,和苯分子结构相似，则,B,3,N,3,H,6,分子中,12,个原子共面，,D,项正确。,3,2020,江苏卷，,21,，,A,以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵,(NH,4,),3,Fe(C,6,H,5,O,7,),2,。,(1)Fe,基态核外电子排布式,为,_,_,_,；,中与,Fe,2,配位的原子是,_(,填元素符号,),。,(2)NH,3,分子中氮原子的轨道杂化类型是,_,；,C,、,N,、,O,元素的第一电离能由大到小的顺序为,_,。,(3),与,互为等电子体的一种分子,为,_,_,_(,填化学式,),。,(4),柠檬酸的结构简式见下图。,1 mol,柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的,键的数目为,_mol,。,Ar3d,6,4s,2,或,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,O,sp,3,NOC,CH,4,或,SiH,4,7,解析：,本题综合考查物质结构与性质相关知识，考查的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析。（,1,）,Fe,是,26,号元素，其基态原子的核外电子排布式为,Ar3d,6,4s,2,或,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,；,Fe,（,H,2,O,）,6,2,中，,H,2,O,是配体，,H,2,O,分子中的,O,原子有孤对电子，是配位原子。（,2,）,NH,3,分子中,N,原子有,1,对孤对电子，,3,个成键电子对，所以,N,原子以,sp,3,方式杂化；同一周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，且,A,族元素的第一电离能出现反常，所以,C,、,N,、,O,元素的第一电离能：,NOC,。（,3,）价电子总数相同，原子总数相同的微粒互为等电子体，考虑与,N,元素相邻主族的元素，可知与,互为等电子体的分子是,CH,4,或,SiH,4,。（,4,）单键都是,键，双键中有一个,键，则,1 mol,柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成,7 mol ,键。,4,2020,全国卷,，,35,钙钛矿,(CaTiO,3,),型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题：,(1),基态,Ti,原子的核外电子排布式为,_,。,(2)Ti,的四卤化物熔点如下表所示，,TiF,4,熔点高于其他三种卤化物，自,TiCl,4,至,TiI,4,熔点依次升高，原因是,_,_,。,化合物,TiF,4,TiCl,4,TiBr,4,TiI,4,熔点,/,377,24.12,38.3,155,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,2,4s,2,TiF,4,为离子化合物，熔点高，其他三,种,均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高,解析,：,（,1,）,Ti,是,22,号元素，所以基态,Ti,原子的核外电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,2,4s,2,。,（,2,）氟元素非金属性强，,TiF,4,为离子化合物，熔点最高，,TiCl,4,、,TiBr,4,、,TiI,4,为共价化合物，熔点较低，且,TiCl,4,、,TiBr,4,、,TiI,4,结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高。,(3)CaTiO,3,的晶胞如图,(a),所示，其组成元素的电负性大小顺序是,_,；金属离子与氧离子间的作用力为,_,，,Ca,2,的配位数是,_,。,(4),一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为,Pb,2,、,I,和有机碱离子,，其晶胞如图,(b),所示。其中,Pb,2,与图,(a),中,_,的空间位置相同，有机碱,中，,N,原子的杂化轨道类型是,_,；若晶胞参数为,a,nm,，则晶体密度为,_,gcm,3,(,列出计算式,),。,OTiCa,离子键,12,Ti,4,sp,3,10,21,解析,：,（,3,）元素的非金属性越强，电负性越大，所以,Ca,、,Ti,、,O,三种元素中，,O,电负性最大，,Ca,的金属性强于,Ti,，则,Ti,的电负性强于,Ca,；阴、阳离子间的作用力为离子键；距离,Ca,2,最近的为,O,2,，共有,12,个,O,2,与位于体心处的,Ca,2,距离相等且最近，故,Ca,2,的配位数为,12,。,（,4,）距离,Pb,2,最近的是处于面心的,I,，,Pb,2,的配位数为,6,，图（,a,）中,Ti,4,的配位数也为,6,，其与图（,b,）中,Pb,2,的空间位置相同；,CH,3,中，氮原子形成,4,个单键，其中有,1,个是配位键，,N,原子采取,sp,3,杂化；根据均摊法，,1,个晶胞中含有,I,的个数为,6,3,，,CH,3,的个数为,8,1,，,Pb,2,的个数为,1,，化学式为,PbCH,3,NH,3,I,3,，摩尔质量为,620 gmol,1,，一个晶胞的质量为,g,，体积为（,a,10,7,）,3,cm,3,，则晶体密度为,10,21,gcm,3,。,(5),用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕,(Eu),盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图,(c),所示，用离子方程式表示该原理,_,、,_,。,2Eu,3,Pb,=,=2Eu,2,Pb,2,2Eu,2,I,2,=,=2Eu,3,2I,解析,：,根据,图（,c,）可知，箭头是由反应物指向生成物，则该过程中,Pb,和,Eu,3,反应生成,Pb,2,和,Eu,2,，,Eu,2,与,I,2,反应生成,Eu,3,和,I,。,5,2019,全国卷组合，,35,(,全国卷,),：,(2),乙二胺,(H,2,NCH,2,CH,2,NH,2,),是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是,_,、,_,。乙二胺能与,Mg,2,、,Cu,2,等金属离子形成稳定环状离子，其原因是,_,_,_,，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是,_(,填,“,Mg,2,”,或,“,Cu,2,”,),。,sp,3,sp,3,乙二胺的两个,N,提供孤对电子给金属离子形成配位键,Cu,2,解析：,（全国卷,）：（,2,）乙二胺分子中，氮原子核外孤电子对数为,1,，,键数目为,3,，则杂化轨道数目为,4,，故氮原子采取,sp,3,杂化；碳原子核外孤电子对数为,0,，,键数目为,4,，则杂化轨道数目为,4,，故碳原子采取,sp,3,杂化。乙二胺的两个,N,提供孤对电子给,Mg,2,、,Cu,2,等金属离子，以配位键结合成稳定环状离子。,(3),一些氧化物的熔点如下表所示,：,解释表中氧化物之间熔点差异的原因,_,_,。,氧化物,Li,2,O,MgO,P,4,O,6,SO,2,熔点,/,1 570,2 800,23.8,75.5,Li,2,O,、,MgO,为离子晶体，,P,4,O,6,、,SO,2,为,分子晶体。晶格能,MgOLi,2,O,，分子间力（分子量）,P,4,O,6,SO,2,解析,：,一般来说,，晶体熔点：原子晶体,离子晶体,分子晶体。,Li,2,O,、,MgO,均为离子晶体，晶格能：,Li,2,OLi,2,O,；,P,4,O,6,、,SO,2,均为分子晶体，相对分子质量：,P,4,O,6,SO,2,，则分子间作用力：,P,4,O,6,SO,2,，故熔点：,P,4,O,6,SO,2,。,(,全国卷,),：,(1),元素,As,与,N,同族。预测,As,的氢化物分子的立体结构为,_,，其沸点比,NH,3,的,_(,填,“,高,”,或,“,低,”,),，其判断理由是,_,。,(,全国卷,),：,(2)FeCl,3,中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子,存在,的,FeCl,3,的结构式为,_
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