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第3 3讲分子的空间结构与物质 的性质专题1212物质结构与性质（选考）1.了解共价键的形成，能用键能、键长、了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。键角等说明简单分子的某些性质。2.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型型(sp、sp2、sp3)。3.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的空间理论推测常见的简单分子或离子的空间结构。结构。考纲要求4.了解化学键和分子间作用力的了解化学键和分子间作用力的区别。区别。5.了解氢键的存在对物质性质的了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。影响，能列举含有氢键的物质。考点一考点一 共价键共价键考点二考点二 分子的立体结构分子的立体结构探究高考明确考向探究高考明确考向练出高分练出高分考点三考点三 分子间作用力与分子的性质分子间作用力与分子的性质知识梳理递进题组考点一共价键知识梳理知识梳理1.本质在原子之间形成 (电子云的重叠)。2.特征具有 和 。共用电子对饱和性方向性3.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“ ”重叠头碰头肩并肩形成共价键的电子对是否偏移 键共用电子对 偏移 键共用电子对 偏移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 共用电子对极性发生不发生非极性单一对双两对三对叁特别提醒特别提醒(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，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，而形成离子键。(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。4.键参数(1)概念键参数 ：形成共价键的两个原子之间的核间距 ：气态基态原子形成1 mol化学键释放的 最低能量 ：在原子数超过2的分子中，两个共价 键之间的夹角键能键长键角(2)键参数对分子性质的影响键能越 ，键长越 ，分子越稳定。稳定性立体构型大短5.等电子原理 相同， 相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质 ，如CO和 。原子总数价电子总数相似N2深度思考1.判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)共价键的成键原子只能是非金属原子( )(2)在任何情况下，都是键比键强度大( )(3)在所有分子中都存在化学键( )(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关( )(5)键比键的电子云重叠程度大，形成的共价键强( )(6)ss 键与sp 键的电子云形状对称性相同( )(7)键能单独形成，而键一定不能单独形成( )(8)键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转( )(9)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( )(10)键长等于成键两原子的半径之和( )(11)所有的共价键都有方向性( )2.试根据下表回答问题。某些共价键的键长数据如下所示：共价键键长(nm)CC0.154C= C0.134CC0.120CO0.143C= O0.122NN0.146N= N0.120NN0.110根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？答案答案原子半径、原子间形成的共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短。递进题组递进题组题组一用分类思想突破化学键的类别题组一用分类思想突破化学键的类别1.在下列物质中：HCl、N2、NH3、Na2O2、H2O2、NH4Cl、NaOH、Ar、CO2、C2H4(1)只存在非极性键的分子是_；既存在非极性键又存在极性键的分子是_；只存在极性键的分子是_。(2)只存在单键的分子是_，存在三键的分子是_，只存在双键的分子是_，既存在单键又存在双键的分子是_。(3)只存在键的分子是_，既存在键又存在键的分子是_。(4)不存在化学键的是_。(5)既存在离子键又存在极性键的是_；既存在离子键又存在非极性键的是_。归纳总结1.在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。2.在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。3.通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为键，双键中有一个键和一个键，叁键中有一个键和两个键。题组二键参数的应用题组二键参数的应用2.结合事实判断CO和N2相对更活泼的是_，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：_。COCOC= OCO键能(kJmol1)357.7798.91 071.9N2NNN= NNN键能(kJmol1)154.8418.4941.7解析解析由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量 (1 071.9798.9) kJmol1273.0 kJmol1比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(941.7418.4) kJmol1523.3 kJmol1小，可知CO相对更活泼。答案答案CO断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJmol1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJmol1)小3.NH3 分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，解释该事实的充分理由是 ()A.NH3分子是极性分子B.分子内3个NH键的键长相等，键角相等C.NH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于107.3D.NH3分子内3个NH键的键长相等，3个键角都等于120解析解析 A项，NH3为极性分子不能说明NH3一定为三角锥形；B项，三条NH键键能与键长分别相同，键角相等仍有可能为正三角形；D项与事实不符。答案答案C分子的空间构型与键参数分子的空间构型与键参数思维模型键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间构型，一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间几何构型。题组三等电子原理应用题组三等电子原理应用4.已知CO2为直线形结构，SO3为平面正三角形结构，NF3为三角锥形结构，请推测COS、CO 、PCl3的空间结构。(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是_和_；_和_。解析解析 仅由第2周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如：N2与CO电子总数均为14个电子，N2O与CO2电子总数均为22个电子。N2 CO N2O CO25.1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO 互为等电子体的分子有_、_。答案答案SO2O3记忆等电子体，推测等电子体的性质记忆等电子体，推测等电子体的性质归纳总结1.常见的等电子体汇总2.根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构，并推测其物理性质。(1)(BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体。(2)硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料。(3)白锡(Sn2)与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体。(4)SiCl4、SiO 、SO 的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体形立体构型。特别提醒特别提醒等电子体结构相同,物理性质相近,但化学性质不同。考点二分子的立体结构递进题组知识梳理1.价层电子对互斥理论(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。(2)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，填写下表空白内容。知识梳理知识梳理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220直线形330三角形21440正四面体形3122直线形BeCl2180平面正三角形BF3120V形SnBr2104.5正四面体形CH4109.5三角锥形NH3107.3V形H2O104.52.杂化轨道理论当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。sp杂化sp杂化轨道由 和 组合而成，杂化轨道间夹角为 ，呈 形，如 。1个s轨道1个p轨道180直线HCCHsp2杂化sp3杂化sp2杂化轨道由 和 组合而成，杂化轨道间夹角为 ，呈 ，如 。sp3杂化轨道由 和 组合而成，杂化轨道间夹角为 ，呈 形，如 。1个s轨道2个p轨道120平面三角形HCHO1个s轨道3个p轨道109.5正四面体CH43.配位键(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。孤电子对空轨道 (3)配合物如Cu(NH3)4SO4配位原子中心原子配位体配位数配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。深度思考填表，价层电子对互斥模型和分子(离子)立体模型与中心原子杂化类型的确定。化学式孤电子对数(axb)/2键电子对数价层电子对数价层电子对互斥模型名称分子或离子的立体模型名称中心原子杂化类型ClOHCNCHCH314四面体形直线形sp3022直线形直线形sp直线形spH2SSO2SO3NOHCHO224四面体形V形sp3123平面三角形V形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2033平面三角形平面三角形sp2NCl3H3OClOCH4PO134四面体形三角锥形sp3134四面体形三角锥形sp3134四面体形三角锥形sp3044正四面体形 正四面体形sp3044正四面体形 正四面体形sp3CH2=CH2 C6H6 CH3COOH 平面形sp2平面六边形sp2sp3，sp2特别提醒特别提醒(1)价层电子对互斥理论说明的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。当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。如：中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体形，其分子构型可以为四面体形(如CH4)，也可以为三角锥形(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。(2)价层电子对互斥理论能预测分子的几何构型，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，但不能预测分子的几何构型。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。(3)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。(4)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。递进题组递进题组题组一价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的综合考查题组一价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的综合考查1.下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是()A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构B.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C.H2SO4分子中三种原子均以杂化轨道成键D.N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个键、2个键解析解析 H2O分子中的中心原子O为sp3杂化，H2O的空间构型为V形；H2SO4分子中氢原子没有发生轨道杂化。答案答案C2.原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：(1)BF3分子的立体结构为_，NF3分子的立体结构为_。解析解析 BF3分子中的B原子采取sp2杂化，所以其分子的立体结构为平面三角形；NF3分子中的N原子采取sp3杂化，其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对，所以其分子的立体结构为三角锥形。三角锥形平面三角形(2)碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是_(写结构简式，下同)，采取sp2杂化的分子是_，采取sp3杂化的分子是_。试写出一种有机物分子的结构简式 ， 要 求 同 时 含 有 三 种 不 同 杂 化 方 式 的 碳 原 子 ：_。解析解析 乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化，乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2杂化，乙炔分子中的碳原子采取sp杂化，同时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷基(或环烷基)、碳碳双键(或苯环)和碳碳叁键。答 案答 案 C H C H C H2= = = C H2、 CH3CH3 (其他合理答案均可)(3)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O，请分析可能的原因是_。解析解析 H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C均采取sp3杂化，而在O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N原子上有1对孤电子对，对成键电子对的排斥作用使键角缩小，但比水分子的要大；C原子上无孤电子对，键角最大。CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小(4)由于电荷的作用，阴、阳离子形成化合物时离子的电子云会发生变化，使离子键逐渐向共价键过渡。阳离子电荷数越多，阴离子半径越大时，电子云变化越大，导致所形成的化合物在水中的溶解度越小。由此可知，四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的顺序为_。AgFAgClAgBrAgI思维建模1.“三种”方法判断分子中心原子的杂化类型(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sp3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sp2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109.5，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120，则分子的中心原子发生sp2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。2.用价层电子对互斥理论推测分子或离子的思维程序用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子(AB 型)空间构型的方法解题思路确定价层电子对数价层电子对尽可能远离均分空间价层电子对空间构型确定孤电子对数孤电子对的排斥作用较强孤电子对与成键电子对尽可能远离变形后的空间构型分子(离子)的空间构型去掉孤电子对所占空间(1)键的电子对数的确定由分子式确定键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对键电子对。(2)中心原子上的孤电子对数的确定中心原子上的孤电子对数 (axb)。式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数； x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8该原子的价电子数”。例如，SO2的中心原子为S，S的价电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数 (622)1。题组二配位键、配合物理论题组二配位键、配合物理论3.下列物质中存在配位键的是()H3OB(OH)4CH3COONH3 CH4A. B. C. D.解析解析 水分子中各原子已达到稳定结构，H3O是H和H2O中的O形成配位键；B(OH)4是3个OH与B原子形成3个共价键，还有1个OH的O与B形成配位键；其他项均不能形成配位键。A4.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，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3)42配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2形成配离子，其原因是_。解析解析 N、F、H三种元素的电负性：FNH，所以NH3中共用电子对偏向N原子，而在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子。答案答案.N、F、H三种元素的电负性：FNH，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2形成配位键(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示为_。解析解析 Cu2中存在空轨道，而OH中O原子有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。或(3)胆矾CuSO45H2O可写Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如下：下列有关胆矾的说法正确的是_。A.所有氧原子都采取sp3杂化B.氧原子存在配位键和氢键两种化学键C.Cu2的价电子排布式为3d84s1D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去解析解析 A项，与S相连的氧原子没有杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2的价电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2以配位键结合，较难失去。答案答案 D.经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3与SCN不仅能以13 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Fe3和SCN的配合物中，主要是Fe3与SCN以个数比11配合所得离子显血红色。该离子的离子符号是_。(2)若Fe3与SCN以个数比15配合，则FeCl3与KSCN在水溶 液 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 可 以 表 示 为_。Fe(SCN)2FeCl35KSCN=K2Fe(SCN)53KCl考点三分子间作用力与分子的性质递进题组知识梳理知识梳理知识梳理1.分子间作用力(1)概念物质分子之间 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。普遍范德华力氢键(4)范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。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 。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AHB氢原子电负性很强电负性很强特别提醒特别提醒a.A、B是电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。b.A、B可以相同，也可以不同。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。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 分子内原子排列 重合不重合非极性键或极性键不对称对称非极性键或极性键(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 。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。非极性极性溶剂增大(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)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，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，酸性越强，如酸性：HClOHClO2HClO3氢键范德华力影响强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔点、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F2Cl2Br2I2，CF4CCl4H2S，HFHCl，NH3PH3影响分子的稳定性；共价键键能越大，分子的稳定性越强题组四无机含氧酸分子的酸性题组四无机含氧酸分子的酸性9.下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()A.HNO2 B.H2SO3C.HClO3 D.HClO4观察A、B、C、D四个选项，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，其酸性不够强，只有D选项中的HClO4中的Cl元素为7价，是Cl元素的最高价，使HOClO3中O原子的电子向Cl原子偏移，在水分子作用下，容易电离出H，酸性最强。答案答案D10.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 次氯酸磷酸硫酸高氯酸含氧酸ClOH 非羟基氧原子数0123酸性弱酸中强酸强酸最强酸(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3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解析解析 此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题，考查同学们运用题给信息推断物质结构和性质的能力。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。_，_。(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：_，_。解析解析 与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。H3PO32NaOH= Na2HPO32H2OH3AsO33NaOH = Na3AsO33H2O(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：_，写出化学方程式：_。解析解析 H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应H3AsO33HCl = AsCl33H2O1.无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有OH，而OH上的H原子在水分子的作用下能够变成H而显示一定的酸性。如HNO3、H2SO4的结构式分别是规律方法无机含氧酸分子的酸性判断无机含氧酸分子的酸性判断及比较的思维方法及比较的思维方法。2.同一种元素的含氧酸酸性规律H2SO4与HNO3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H2SO3和HNO2却是弱酸。即酸性强弱为H2SO3H2SO4，HNO2HNO3。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HClOHClO2HClO3”或“”填空：第一电离能离子半径熔点酸性Si_SO2_NaNaCl_SiH2SO4_HClO41234567891011探究高考明确考向解析解析 同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但s、p、d等轨道处于全空、半满、全满的稳定状态时，则出现反常现象。Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4，其中3p轨道均处于不稳定状态，因此Si的第一电离能小于S。O2与Na的核外电子排布相同，其电子排布式均为1s22s22p6，离子核外电子排布相同时，原子序数越大，离子半径越小，因此O2的离子半径大于Na。NaCl为1234567891011探究高考明确考向离子晶体，Si为原子晶体，因此Si的熔点高于NaCl。一般来说，元素的非金属性越强，该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl元素的非金属性强于S元素，则HClO4的酸性强于H2SO4。答案答案HBrHIHFD.由于氢键的存在，水分子中氢氧键角是104.51234567891011121314解析解析 B项，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力；C项应为HFHIHBrHCl；D项，由于孤电子对的排斥作用，水分子中的氢氧键角是104.5。答案答案A12345678910111213143.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1234567891011121314解析解析 C项应是键能越大，键长越短，共价化合物就越稳定。答案答案C12345678910111213144.关于化学键的各种叙述正确的是()A.在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键B.只有共价键形成的物质，不一定是共价化合物C.非极性键只存在于双原子的单质分子中D.由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在在极性键1234567891011121314解析解析 A项，离子化合物中一定存在离子键，有的也存在共价键，如NaOH、Na2O2等；C项，非极键也存在于多原子分子中，如CHCH、H2O2等；D项，在多原子分子中可存在极性键，也可以存在非极性键，如CH2=CH2、CH3CH2OH等。答案答案B12345678910111213145.下列过程中，共价键被破坏的是()A.冰熔化 B.溴蒸气被木炭吸附C.酒精溶于水 D.氯化氢气体溶于水解析解析 A、B、C破坏的均是分子间作用力。1234567891011121314D6.有关物质结构的下列说法中正确的是()A.碘升华时破坏了共价键B.含极性键的共价化合物一定是电解质C.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏D.HF的分子间作用力大于HCl，故HF比HCl更稳定1234567891011121314解析解析 A项，碘升华破坏分子间作用力；B项，含极性键的共价化合物不一定是电解质，如CH4；D项，分子的稳定性是由键能决定的。答案答案C12345678910111213147.下列有关键的说法错误的是 ()A.如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成ss 键B.s电子与p电子形成sp 键C.p和p不能形成键D.HCl分子里含有一个sp 键1234567891011121314解析解析 C项，当pp电子云头碰头重叠时，形成键；肩并肩重叠时，形成键。答案答案C12345678910111213141234567891011121314答案答案C12345678910111213149.下列物质中不存在氢键的是 ()A.冰醋酸中醋酸分子之间B.液态氟化氢中氟化氢分子之间C.一水合氨分子中的氨分子与水分子之间D.可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子之间解析解析 形成氢键的条件是：与F、O、N等电负性很大的原子连接的氢原子与另外的F、O、N之间可形成氢键。D123456789101112131410.X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：1234567891011121314(1)X、Y的元素符号依次为_。解析解析 本题考查原子的核外电子排布、分子的结构、物质本题考查原子的核外电子排布、分子的结构、物质的溶解性、氢键等。的溶解性、氢键等。X原子核外的原子核外的M层中只有两对成对电层中只有两对成对电子，则子，则M层的电子排布图为层的电子排布图为故故X为为S，Y原子核外的原子核外的L层电子数是层电子数是K层的两倍，则层的两倍，则Y原子原子的核外电子排布式为的核外电子排布式为1s22s22p2，故，故Y为为C。，S、C1234567891011121314(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是_和_，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是_(写分子式)，理由是_。解析解析 Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，则Z为O，SO2、CO2的立体结构分别为V形、直线形。CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大V形直线形SO21234567891011121314(3)Q的元素符号是_，它的基态原子的核外电子排布式为_，在形成化合物时它的最高化合价为_。解析解析 Q的核电荷数为24，为Cr，其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，其价电子排布为3d54s1，则最高化合价为6。6Cr1s22s22p63s23p63d54s11234567891011121314(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键_。解析解析 元素周期表中F的电负性最强，HF溶液中，HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间存在氢键。FHF、FHO、OHF、OHO123456789101112131411.O3能吸附有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图所示：呈V形，键角116.5。三个O原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键：中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子分别各提供1个电子，构成一个特殊的化学键三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：1234567891011121314(1)题中非极性共价键是_键，特殊的化学键是_键(填“”或“”)。解析解析 特殊的化学键为键，而相邻的氧之间的非极性共价键为键。1234567891011121314(2)1919年，Langmuir提出等电子体的概念：由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相等，各原子外层电子数之和相等，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相近，根据等电子原理：下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是_(填字母)。A.H2O B.CO2C.SO2 D.BeCl2C解析解析 O3、SO2是3原子，价电子数均为18的等电子体。1234567891011121314(3)原子中没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对，那么O3分子有_对孤电子对。51234567891011121314(4)下列有关说法中正确的是_(填字母)。A.臭氧和氧气互为同素异形体，它们在水中的溶解度相近B.臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定C.臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需要吸收能量D.向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解解析解析 O2与O3互为同素异形体，O2为非极性分子，O3为极性分子，所以在水中的溶解度O3的较大。BD123456789101112131412.某催化剂中含有的活性组分为Ni、Cu和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氢制取甲醚。甲醚是乙醇的同分异构体，其熔点为141.5 ，沸点为24.9 ，在加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。(1)乙醇的沸点比甲醚高，其主要原因是_。1234567891011121314解析解析 乙醇的结构式为 ，甲醚的结构式为 乙醇含有羟基氢，能形成分子间氢键，所以大于甲醚的沸点。答案答案乙醇分子间有氢键1234567891011121314(2)甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_。sp21234567891011121314(3)储氢材料化合物A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物。加热A会缓慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体。化合物A的结构式为_(若含有配位键，要求用箭头表示)，1 mol化合物B中键的数目是_。1234567891011121314解析解析 乙烷(C2H6)为8原子，价电子总数为14，根据相对分子质量A应为BNH6，其结构式为 ，加热时，根据信息除生成H2外，还应转化为 所以1 mol该化合物中含有5NA 键。1234567891011121314答案答案 5NA123456789101112131413.随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分是CH4)为原料经合成气(主要成分为CO、H2)制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁Fe(CO)5等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：1234567891011121314(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式：_。解析解析 Fe原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s21234567891011121314(2)与CO互为等电子体的分子和离子分别为_和_(各举一种即可，填化学式)，CO分子的电子式为_，CO分子的结构式可表示成_。CNN21234567891011121314(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有_，CH3OH的熔、沸点比CH4高，其主要原因是_。解析解析 CH4、CH3OH中的碳原子均为四面体结构碳原子，采取sp3杂化；由于CH3OH是极性分子，且存在分子间氢键，所以CH3OH的熔、沸点较高。CH3OH分子之间有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用CH4、CH3OH1234567891011121314(4)CH3CHO分子中，CH3中的碳原子采取_杂化方式，CHO中的碳原子采取_杂化方式。解析解析 CH3CHO的结构式为 ，甲基碳原子采取sp3杂化，醛基碳原子采取sp2杂化。sp3sp2123456789101112131414.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：(1)请按要求任意写一个相应物质：(填化学式)含有非极性键的离子化合物_，既含有非极性键又含极性键的非极性分子_，既含有非极性键又含极性键的极性分子_，全部由非金属元素组成的离子化合物_，由金属元素和非金属元素组成的共价化合物_。1234567891011121314解析解析 含有非极性键的离子化合物可以是Na2O2、CaC2等；既含极性键又含非极性键的非极性分子可以是C2H6、C2H4等；既含有非极性键又含极性键的极性分子是H2O2；全部由非金属元素组成的离子化合物是铵盐；由金属元素和非金属元素组成的共价化合物是AlCl3、AlBr3等。答案答案Na2O2C2H2H2O2NH4ClAlCl31234567891011121314(2)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有、4种类型，苏丹红的分子结构如图1所示。1234567891011121314苏丹红在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构，则其在水中的溶解度会_(填“增大”或“减小”)，原因是_。解析解析 苏丹红形成分子内氢键，羟基取代对位后，则易形成分子间氢键，与H2O之间形成氢键后会增大其溶解度。增大1234567891011121314 因为苏丹红形成分子内氢键，而修饰后的分子可形成分子间氢键，与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度(3)已知Ti3可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl36H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到 的 沉 淀 质 量 的 2 / 3 。 则 绿 色 晶 体 配 合 物 的 化 学 式 为_，由Cl所形成的化学键类型是_。1234567891011121314解析解析 根据实验步骤c，绿色配合物外界有2个Cl，紫色配合物外界有3个Cl，其化学式分别为TiCl(H2O)5Cl2H2O、Ti(H2O)6Cl3，由Cl形成的化学键是离子键、配位键。答案答案TiCl(H2O)5Cl2H2O离子键、配位键(或共价键)1234567891011121314(4)右图中A、B、C、D四条曲线分别表示第A、A、A、A族元素的氢化物的沸点，其中表示A族元素氢化物沸点的曲线是_；表示A族元素氢化物沸点的曲线是_；同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是_；1234567891011121314A、B、C曲线中第2周期元素的氢化物的沸点显著高于第3周期元素的氢化物的沸点，其原因是_。解析解析 因为沸点：H2OHFNH3CH4，所以A、B、C、D分别代表A、A、A、A元素氢化物的沸点变化趋势；形成分子间氢键的氢化物的沸点高，不能形成分子间氢键的，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。1234567891011121314123456789101112答案答案BD组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高H2O、NH3、HF分子之间存在氢键，沸点较高1314
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