第11讲 2.7分子间作用力 分子手性（含答案）-2024年高中化学同步品讲义（选择性必修二）

第11讲2.7分子间作用力分子手性（含答案）-2024年高中化学同步精品讲义（选择性必修二）第11课分子间作用力分子手性1.了解范德华力的实质及对物质性质的影响。2.了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶原理。4.了解手性分子并将其应用于生命科学。一、分子间的作用力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。2.范德华力及其对物质性质的影响(1)概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。【特别说明】范德华力也是一种电性作用，包括分子中带电质子、电子间相互吸引和相互排斥。(2)存在范围：范德华力存在于由共价键形成的多数、绝大多数及没有化学键的分子间。但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中范德华力。(3)特征①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间时才有分子间的相互作用力。②范德华力很弱，比化学键的键能1~2个数量级。③范德华力方向性和饱和性。(4)影响范德华力的因素①一般地，和相似的分子，相对分子质量越，范德华力越。②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越，范德华力越。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CON2。③分子组成相同，但结构不同的物质(即互为同分异构体),分子的对称性越，范德华力越。④对于M相同、极性相似的分子，分子间接触面积越，范德华力越。如：正丁烷异丁烷。(5)范德华力对物质性质的影响范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等性质。一般规律：范德华力越，物质的熔、沸点越。而化学键主要影响分子构成的物质的性质。①对物质熔、沸点的影响a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越，范德华力越，物质的熔、沸点通常越。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。b．分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越，范德华力越，物质的沸点通常越。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。c．相对分子质量相近的物质，分子的极性越，范德华力越，物质的熔、沸点通常越。如熔、沸点：N2<CO。②对物质溶解性的影响溶质分子与溶剂分子间的范德华力越，则溶质分子的溶解度越。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。【思考与讨论p56】参考答案：F2＜Cl2＜Br2＜I2的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，故熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。3.氢键及其对物质性质的影响(1)概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。(2)形成条件：它是由已经与电负性很的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很的原子之间的作用力。(3)表示方法：X-H…Y-。其中X、Y为N、O、F这样的电负性很大的原子，“-”表示共价键，…”表示形成的氢键。在X-H…Y中，X、Y的电负性越，氢键越；Y原子的半径越，氢键越。(4)特征：①氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也化学键。②氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能1~2个数量级，与范德华力数量级，但比范德华力明显的。③氢键具有性（X-H…Y尽可能在同一条直线上）和性（一个X-H只能和一个Y原子结合），但本质上与共价键的性和性不同。(5)氢键参数：①键长：一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度。显然它与X—H的键长和Y的原子半径有关，X—H的键长越，Y的原子半径越，则氢键的键长越。F—H…F、O—H…O、N—H…N的氢键键长依次增大。②键能：氢键的键能一般不超过kJ/mol，比共价键的键能得多，而比范德华力略。氢键键能的大小，与X和Y的电负性大小有关，电负性越，则氢键越，键能也越；氢键键能也与Y原子的半径大小有关，半径越，则越能接近X—H键，氢键越强，键能越。例如键能：F—H…F>O—H…O>N—H…N。(6)存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。(7)分类：氢键可分为氢键和氢键两类。前者的沸点低于后者。(8)对物质性质的影响：

1）氢键对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更多的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有的熔点和沸点。②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成氢键，而对羟基苯甲醛能形成氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较多的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点于邻羟基苯甲醛的。2）氢键对物质溶解度的影响如果溶质与溶剂之间能形成，则溶解度。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。3）氢键的存在引起密度的变化由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变，密度变。冰熔化成水时，体积减，密度变。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。二、溶解性（1）“相似相溶”规律：非极性溶质一般溶于非极性溶剂，极性溶质一般溶于极性溶剂。说明：①“相似”指的是分子的极性。②这是一条经验规律，也会有不符合规律的例子，如CO、NO等极性分子均难溶于水，不少盐类(如AgCl、PbSO4、BaCO3等)也难溶于水，H2、N2难溶于水也难溶于苯等。(2)影响溶解度的因素1）内因①如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的溶解度较。②物质自身的结构。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。乙醇化学式为CH3CH2OH,其中的羟基与水分子的羟基相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。③溶质与溶剂发生反应可其溶解度。如SO2与H2O反应生成H2SO3，SO3与H2O反应生成H2SO4，NH3与H2O反应生成NH3·H2O2）外因①温度：一般地，温度，固体物质的溶解度，气体物质的溶解度。②压强：一般地，压强越，气体的溶解度越。注：①影响固体溶解度的主要因素是温度。常见物质中，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。受热易分解的物质的溶解情况需考虑温度因素。②影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。【思考与讨论p59】参考答案：(1)NH3、H2O都是极性分子，根据“相似相溶”规律可知NH3在H2O中的溶解度较大，并且NH3和H2O分子之间还存在氢键，这又加大了NH3在H2O中的溶解度；而CH4是非极性分子，又不能与H2O分子形成氢键，故在极性溶剂H2O中的溶解度较小。(2)油漆的主要成分是非极性分子或极性很小的有机物，有机溶剂（如乙酸乙酯等）是非极性分子或极性很小的有机物，水是极性分子，根据“相似相溶”规律可知日常生活中不用水而用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆。(3)CCl4和I2都是非极性分子，而H20是极性分子，根据“相似相溶”规律可知，碘在纯水中的溶解度要小于在四氯化碳中的溶解度。三、分子的手性1.手性异构体与手性分子具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为，却在三维空间里叠合，互称异构体(或异构体)。有异构体的分子叫做分子。2.手性分子的成因当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为碳原子。例如，CHBrClF是一个简单的手性分子，如图甲所示的两个分子互为镜像。又如，丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性如图乙所示。3.手性碳原子和手性分子的判断(1)手性碳原子：如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如,R1、R2、R3、R4是的原子或基团。(2)手性分子：有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有的原子或基团。4.手性分子的用途(1)构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为手性异构体的两个分子的性质不同。(2)生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。生产手性药物必须把手性异构体分离开，因为手性异构体药物分子中往往是一种能治病、没有毒副作用，而另一种却有毒副作用。按照获得2001年诺贝尔化学奖的三位科学家的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构体，这种独特的合成方法称为手性合成。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成。手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。手性合成是当代化学的热点之一，是21世纪化学研究的重要领域。►问题一分子间作用力与物质性质的关系【典例1】下列说法正确的是A．沸点大小：B．很稳定性很强，是因为分子间能形成氢键C．对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低D．构成单质分子的微粒之间不一定存在共价键【变式1-1】下列现象与氢键有关的是①NH3的熔、沸点比PH3的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑤水分子高温下也很稳定A．①②③④⑤ B．①②③④C．①②③ D．①②【变式1-2】根据“相似相溶”规则和实际经验，下列叙述不正确的是A．白磷(P4)易溶于CS2，也易溶于水 B．NaCl易溶于水，难溶于CCl4C．碘易溶于苯，微溶于水 D．卤化氢易溶于水，难溶于CCl4►问题二手性分子及其判断【典例2】下列说法错误的是A．互为手性异构体的分子互为镜像B．利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子C．手性异构体分子组成相同D．手性异构体性质相同【变式2-1】下列分子中含3个手性碳原子的是()【变式2-2】2020年1月11日科教频道，以短片介绍了周其林院士“万能”手性催化剂。手性一词来源于希腊语手，是自然界中广泛存在的一种现象。比如我们的左手照镜子时看到的模样与右手一模一样。但在现实世界中，我们的左手却永远无法与右手完全重合，这种现象就叫手性。具有手性特征的物体就叫手性物体。下列说法正确的是()A．催化剂在催化过程中实际参与了反应，并改变反应的进程B．“万能”手性催化剂可以催化任何一种反应C．催化剂可以加快反应速率，提高反应物的转化率D．氯仿、甲醇具有手性1．下列物质中，既有共价键又有分子间作用力的是A．氧化镁 B．氦 C．铜 D．液氨2.下列说法中不正确的是()A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键是一种类似于共价键的化学键B．离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用C．只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键D．氢键是一种分子间作用力，氢键比范德华力强3．下列说法正确的是A．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键B．水分子间既存在分子间作用力，又存在氢键C．氢键是氢元素与其他元素形成的化学键D．H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键4.根据相似相溶规则和实际经验，下列叙述不正确的是()A．卤化氢易溶于水，也易溶于CCl4B．白磷(P4)易溶于CS2，但难溶于水C．碘易溶于苯，微溶于水D．NaCl易溶于水，难溶于CCl45．下图为冰层表面的分子结构示意图。下列说法错误的是A．温度升高时，“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂，使冰面变滑B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构C．第二层“准液体”中，水分子间形成的氢键比固态冰中少D．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解6．下列现象不能用氢键解释的是A．水分子高温下也很稳定B．NH3容易液化C．甲醇极易溶于水D．液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式7．(1)氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为。(2)在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式写出氟的氢化物溶液中存在的所有氢键：。1．下列说法中正确的是A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，不能说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2B．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强D．由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物2．下列对分子性质的解释中，不正确的是A．F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高B．乳酸()分子中含有2个手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释D．氨气极易溶于水、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释3．下列说法不正确的是A．的酸性依次增强B．苹果酸含有1个手性碳原子C．均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键D．以极性键结合的分子不一定是极性分子4．下列有关叙述错误的是A．利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子B．氢键是一种特殊化学键，它广泛地存在于自然界中C．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质相似D．由酸性FCH2COOH>CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH>CH3COOH5．下列说法正确的是A．手性分子具有完全相同的组成和原子排列，化学性质完全相同B．无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多，酸性越强C．氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理D．蛋白质分子间可形成氢键，分子内也存在氢键6．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释B．酸性：，是因为分子中的氢原子数目比HClO多C．羟基乙酸不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子D．的沸点高于，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键7.(1)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是。(2)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(－19℃)高，主要原因是。(3)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NH3的(填“高”或“低”)，其判断理由是。(4)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是。第11课分子间作用力分子手性1.了解范德华力的实质及对物质性质的影响。2.了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶原理。4.了解手性分子并将其应用于生命科学。一、分子间的作用力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范德华力和氢键。(3)强弱：范德华力eq\a\vs4\al(<)氢键eq\a\vs4\al(<)化学键。2.范德华力及其对物质性质的影响(1)概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。【特别说明】范德华力也是一种电性作用，包括分子中带电质子、电子间相互吸引和相互排斥。(2)存在范围：范德华力存在于由共价键形成的多数共价化合物分子、绝大多数非金属单质分子及没有化学键的稀有气体分子间。但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存在范德华力。(3)特征①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。③范德华力没有方向性和饱和性。(4)影响范德华力的因素①一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N2。③分子组成相同，但结构不同的物质(即互为同分异构体),分子的对称性越强，范德华力越小。④对于M相同、极性相似的分子，分子间接触面积越大，范德华力越大。如：正丁烷>异丁烷。(5)范德华力对物质性质的影响范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等物理性质。一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。而化学键主要影响分子构成的物质的化学性质。①对物质熔、沸点的影响a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。b．分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。c．相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。②对物质溶解性的影响溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。【思考与讨论p56】参考答案：F2＜Cl2＜Br2＜I2的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，故熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。3.氢键及其对物质性质的影响(1)概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。(2)形成条件：它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。(3)表示方法：X-H…Y-。其中X、Y为N、O、F这样的电负性很大的原子，“-”表示共价键，…”表示形成的氢键。在X-H…Y中，X、Y的电负性越大，氢键越强；Y原子的半径越小，氢键越强。(4)特征：①氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也不属于化学键。②氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能小1~2个数量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强。③氢键具有方向性（X-H…Y尽可能在同一条直线上）和饱和性（一个X-H只能和一个Y原子结合），但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。(5)氢键参数：①键长：一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度。显然它与X—H的键长和Y的原子半径有关，X—H的键长越短，Y的原子半径越小，则氢键的键长越短。F—H…F、O—H…O、N—H…N的氢键键长依次增大。②键能：氢键的键能一般不超过40kJ/mol，比共价键的键能小得多，而比范德华力略强。氢键键能的大小，与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，则氢键越强，键能也越大；氢键键能也与Y原子的半径大小有关，半径越小，则越能接近X—H键，氢键越强，键能越大。例如键能：F—H…F>O—H…O>N—H…N。(6)存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。(7)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。前者的沸点低于后者。(8)对物质性质的影响：

1）氢键对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更多的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较多的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。2）氢键对物质溶解度的影响如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。3）氢键的存在引起密度的变化由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰熔化成水时，体积减小，密度变大。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。二、溶解性（1）“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。说明：①“相似”指的是分子的极性相似。②这是一条经验规律，也会有不符合规律的例子，如CO、NO等极性分子均难溶于水，不少盐类(如AgCl、PbSO4、BaCO3等)也难溶于水，H2、N2难溶于水也难溶于苯等。(2)影响溶解度的因素1）内因①如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的溶解度较大。②物质自身的结构。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。乙醇化学式为CH3CH2OH,其中的羟基与水分子的羟基相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。③溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度。如SO2与H2O反应生成H2SO3，SO3与H2O反应生成H2SO4，NH3与H2O反应生成NH3·H2O2）外因①温度：一般地，温度升高，固体物质的溶解度增大，气体物质的溶解度减小。②压强：一般地，压强越大，气体的溶解度越大。注：①影响固体溶解度的主要因素是温度。常见物质中，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。受热易分解的物质的溶解情况需考虑温度因素。②影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。【思考与讨论p59】参考答案：(1)NH3、H2O都是极性分子，根据“相似相溶”规律可知NH3在H2O中的溶解度较大，并且NH3和H2O分子之间还存在氢键，这又加大了NH3在H2O中的溶解度；而CH4是非极性分子，又不能与H2O分子形成氢键，故在极性溶剂H2O中的溶解度较小。(2)油漆的主要成分是非极性分子或极性很小的有机物，有机溶剂（如乙酸乙酯等）是非极性分子或极性很小的有机物，水是极性分子，根据“相似相溶”规律可知日常生活中不用水而用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆。(3)CCl4和I2都是非极性分子，而H20是极性分子，根据“相似相溶”规律可知，碘在纯水中的溶解度要小于在四氯化碳中的溶解度。三、分子的手性1.手性异构体与手性分子具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。有手性异构体的分子叫做手性分子。2.手性分子的成因当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。例如，CHBrClF是一个简单的手性分子，如图甲所示的两个分子互为镜像。又如，丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性如图乙所示。3.手性碳原子和手性分子的判断(1)手性碳原子：如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。(2)手性分子：有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。4.手性分子的用途(1)构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为手性异构体的两个分子的性质不同。(2)生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成)。生产手性药物必须把手性异构体分离开，因为手性异构体药物分子中往往是一种能治病、没有毒副作用，而另一种却有毒副作用。按照获得2001年诺贝尔化学奖的三位科学家的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构体，这种独特的合成方法称为手性合成。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成。手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。手性合成是当代化学的热点之一，是21世纪化学研究的重要领域。►问题一分子间作用力与物质性质的关系【典例1】下列说法正确的是A．沸点大小：B．很稳定性很强，是因为分子间能形成氢键C．对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低D．构成单质分子的微粒之间不一定存在共价键【答案】D【解析】A．HF、HCl、HBr、HI它们的结构相似，相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，但是由于HF分子间可以形成氢键，故沸点HF﹥HI﹥HBr﹥HCl，A错误；B．HF的稳定性很强，是由于F的非金属性强，H-F键键能较大，与氢键无关，B错误；C．邻羟基苯甲醛存在分子内氢键(使其熔、沸点降低)，对羟基苯甲醛只存在分子间氢键(使其熔、沸点升高)，故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高，C错误；D．稀气体之间不存任何化学键，所以构成单质分子的粒子之间不一定存在共价键，D正确；故选D。【解题必备】判断物质的性质受何种作用力影响时，首先弄清是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时，也要能根据作用力的强弱分析物质性质变化的规律，如范德华力越大，物质的熔、沸点越高；如果存在分子间氢键，则物质的熔、沸点较高。（1）分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，但不影响物质的化学性质。（2）存在分子间氢键的物质，具有较高的熔、沸点。例如：NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。（3）互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如：邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。（4）对物质溶解度的影响：溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键，则溶质的溶解度明显的大。（5）相似相溶规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。【变式1-1】下列现象与氢键有关的是①NH3的熔、沸点比PH3的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑤水分子高温下也很稳定A．①②③④⑤ B．①②③④C．①②③ D．①②【答案】B【解析】①NH3分子间能形成氢键，所以NH3的熔、沸点比PH3的高，故选①；②水分子与小分子的醇、羧酸可以形成分子间氢键，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，故选②；③冰中水分子间形成的氢键数目多，水分子间的间空隙多，所以冰的密度比液态水的密度小，故选③；④邻羟基苯甲酸易形成分之内氢键，对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故选④；⑤水分子高温下也很稳定，与化学键的键能大有关，与氢键无关，故不选⑤；与氢键有关的是①②③④，选B。【变式1-2】根据“相似相溶”规则和实际经验，下列叙述不正确的是A．白磷(P4)易溶于CS2，也易溶于水 B．NaCl易溶于水，难溶于CCl4C．碘易溶于苯，微溶于水 D．卤化氢易溶于水，难溶于CCl4【答案】A【解析】A．白磷分子属于非极性分子，白磷易溶于非极性溶剂CS2，但难溶于极性溶剂水，故A错误；B．NaCl属于离子化合物，易溶于水，难溶于非极性溶剂CCl4，故B正确；C．碘分子属于非极性分子，碘易溶于非极性溶剂苯，微溶于极性溶剂水，故C正确；D．卤化氢分子属于极性分子，卤化氢易溶于极性溶剂水，难溶于非极性溶剂CCl4，故D正确。故选：A。►问题二手性分子及其判断【典例2】下列说法错误的是A．互为手性异构体的分子互为镜像B．利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子C．手性异构体分子组成相同D．手性异构体性质相同【答案】D【解析】A．互为手性异构体的分子互为镜像关系，选项A正确；B．在手性催化中，与催化剂手性匹配的化合物在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态，从而只会诱导出一种手性分子，所以利用手性催化剂合成主要得到一种手性分子，选项B正确；C．手性异构体是同分异构体的一种，同分异构体分子式相同，所以手性异构体分子组成相同，选项C正确；D．手性异构体旋光性不同，化学性质可能有少许差异，选项D错误；答案选D。【解题必备】不对称碳原子的判断方法主要看两点：(1)不对称碳原子一定是饱和碳原子。(2)不对称碳原子所连接的四个原子或基团是不同的。一般而言，分子表现手性，是因为其含有不对称碳原子。如果一个碳原子所连接的四个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为不对称碳原子，用*C来表示。【变式2-1】下列分子中含3个手性碳原子的是()【答案】D【解析】一个碳原子所连接的四个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为不对称碳原子或手性碳原子，A项中无手性碳原子，B、C、D中含有的手性碳原子(用*标记)分别为B：；C：；D：，故选D。【变式2-2】2020年1月11日科教频道，以短片介绍了周其林院士“万能”手性催化剂。手性一词来源于希腊语手，是自然界中广泛存在的一种现象。比如我们的左手照镜子时看到的模样与右手一模一样。但在现实世界中，我们的左手却永远无法与右手完全重合，这种现象就叫手性。具有手性特征的物体就叫手性物体。下列说法正确的是()A．催化剂在催化过程中实际参与了反应，并改变反应的进程B．“万能”手性催化剂可以催化任何一种反应C．催化剂可以加快反应速率，提高反应物的转化率D．氯仿、甲醇具有手性【答案】A【解析】催化剂参加了反应，降低反应的活化能，实际上是在反应过程中改变反应的进程，但催化剂理论上在整个反应前后是质量不变和化学组成均不变的物质，故A正确；催化剂具有高度的选择性(或专一性)，一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，故B错误；催化剂可以加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，并不能提高反应物的转化率，故C错误；氯仿(CHCl3)与甲醇(CH3OH)无论空间怎么摆放都可以通过旋转与原来分子重合，因而氯仿、甲醇都不具有手性，故D错误。故选A。1．下列物质中，既有共价键又有分子间作用力的是A．氧化镁 B．氦 C．铜 D．液氨【答案】D【解析】A．氧化镁只有离子键，A错误；B．氦不含共价键，只有分子间作用力，B错误；C．铜不含共价键和分子间作用力，C错误；D．液氨分子内有共价键，分子间有分子间作用力，D正确。2.下列说法中不正确的是()A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键是一种类似于共价键的化学键B．离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用C．只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键D．氢键是一种分子间作用力，氢键比范德华力强【答案】A【解析】氢键不是化学键，本质上还是一种分子间作用力，氢键要比化学键弱的多，一般只有电负性很强、半径很小的原子才能形成氢键，所以A不正确。3．下列说法正确的是A．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键B．水分子间既存在分子间作用力，又存在氢键C．氢键是氢元素与其他元素形成的化学键D．H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键【答案】B【解析】A.可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键，故A错误；B.水分子间除了存在分子间作用力外，还存在分子间的氢键，故B正确；C.氢键是一种特殊的分子间作用力，不是化学键但比化学键弱，故C错误；D.H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关，故D错误。4.根据相似相溶规则和实际经验，下列叙述不正确的是()A．卤化氢易溶于水，也易溶于CCl4B．白磷(P4)易溶于CS2，但难溶于水C．碘易溶于苯，微溶于水D．NaCl易溶于水，难溶于CCl4【答案】A【解析】根据相似相溶原理知，极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，卤化氢为极性分子，水属于极性分子，所以卤化氢易溶于水，四氯化碳是非极性分子，卤化氢难溶于四氯化碳，故A错误；白磷(P4)、CS2都是非极性分子，水属于极性分子，白磷(P4)易溶于CS2，难溶于水，符合相似相溶原理，故B正确；碘、苯都属于非极性分子，水属于极性分子，碘易溶于苯，微溶于水，符合相似相溶原理，故C正确；NaCl在水分子作用下能发生电离生成水合钠离子、水合氯离子，在四氯化碳中不发生电离，所以NaCl易溶于水，难溶于CCl4，故D正确。5．下图为冰层表面的分子结构示意图。下列说法错误的是A．温度升高时，“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂，使冰面变滑B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构C．第二层“准液体”中，水分子间形成的氢键比固态冰中少D．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解【答案】D【解析】A．温度升高时，从图中可以看出，“准液体”中水分子与下层丙连接的氢键断裂，从而使冰面变滑，A正确；B．从图中看出，第一层固态冰中，水分子之间通过形成分子间氢键形成空间网络结构，B正确；C．对比固态冰和“准液体”可知，第二层“准液体”中，水分子间形成的氢键比固态冰中少，C正确；D．水分子的稳定性与氢键无关，O的非金属性强，导致H-O键稳定，高温下也很难分解，D错误；故选D。6．下列现象不能用氢键解释的是A．水分子高温下也很稳定B．NH3容易液化C．甲醇极易溶于水D．液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式【答案】A【解析】A．水分子的稳定性与氧元素的非金属性强有关，与氢键无关，所以水分子高温下也很稳定不能用氢键解释，故A符合题意；B．氨分子间能形成分子间氢键，分子间作用力大，所以容易液化，则氨气容易液化能用氢键解释，故B不符合题意；C．甲醇分子中含有的羟基能与水分子形成氢键，所以极易溶于水，则甲醇极易溶于水能用氢键解释，故C不符合题意；D．氟化氢分子间能形成分子间氢键，分子间作用力大，所以液态氟化氢的化学式可以写成(HF)n，则液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式能用氢键解释，故D不符合题意；故选A。7．(1)氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为。(2)在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式写出氟的氢化物溶液中存在的所有氢键：。【答案】(1)B(2)F—H…F、O—H…O、F—H…O、O—H…F。【解析】(1)从氢键的成键原理上讲，A、B两项成立，C、D两项错误；但是H—O键的极性比H—N键的大，H—O键上氢原子的正电性更大，更容易与氮原子形成氢键，所以氢键主要存在于H2O分子中的H与NH3分子中的N之间。另外，可从熟知的性质加以分析，NH3·H2O能电离出NHeq\o\al(＋,4)和OH－，按A项结构不能写出其电离方程式，按B项结构可合理解释NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，所以B项正确。(2)HF在水溶液中形成的氢键可从HF和HF、H2O和H2O、HF和H2O(HF提供氢)、H2O和HF(H2O提供氢)四个方面来考虑。由此可以得出HF水溶液中存在氢键。1．下列说法中正确的是A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，不能说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2B．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强D．由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物【答案】D【解析】A．硫为非极性分子，硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，能说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2，A错误；B．甲烷中C的非金属性弱，与H相连时，不能形氢键，B错误；C．HClO的为弱酸，但是是含Cl含氧酸中氧化性最强的酸，C错误；D．由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，为Na2O2，既含有离子键和共价键，D正确；故答案选D。2．下列对分子性质的解释中，不正确的是A．F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高B．乳酸()分子中含有2个手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释D．氨气极易溶于水、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释【答案】B【解析】A．F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子，熔点随相对分子质量增大而升高，故A正确；B．中间碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、甲基、羧基和羟基，是手性碳原子，只有1个，故B错误；C．碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子，水为极性分子，分子极性相似的分子易溶，故C正确；D．氨气分子和水分子之间能形成氢键，所以氨气极易溶于水，邻羟基苯甲醛分子内存在氢键，而对羟基苯甲醛分子间存在氢键，所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛，故D正确；故选：B。3．下列说法不正确的是A．的酸性依次增强B．苹果酸含有1个手性碳原子C．均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键D．以极性键结合的分子不一定是极性分子【答案】C【解析】A．非羟基氧原子数依次增多，酸性依次增强，A正确；B．苹果酸中与羟基相连的碳原子连接四个各不相同的基团，是手性碳原子，B正确；C．HCl不能与H2O形成氢键，C错误；D．以极性键结合的分子不一定是极性分子，如甲烷是非极性分子，D正确；故选C。4．下列有关叙述错误的是A．利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子B．氢键是一种特殊化学键，它广泛地存在于自然界中C．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质相似D．由酸性FCH2COOH>CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH>CH3COOH【答案】B【解析】A．利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子，称为手性合成，故A正确；B．氢键不是化学键，是一种比较强的分子间作用力，它广泛地存在于自然界中，故B错误；C．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成和原子排列都完全相同，性质相似，故C正确；D．F和Cl都是吸电子基，F或Cl取代了乙酸分子中甲基上的H，使得FCH2COOH和ClCH2COOH中羧基里的羟基的极性更大，酸性都大于乙酸，所以酸性FCH2COOH＞CH3COOH，ClCH2COOH＞CH3COOH，故D正确；故选B。5．下列说法正确的是A．手性分子具有完全相同的组成和原子排列，化学性质完全相同B．无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多，酸性越强C．氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理D．蛋白质分子间可形成氢键，分子内也存在氢键【答案】D【解析】A．手性分子具有完全相同的组成和原子排列，二者结构不同，化学性质不同，故A错误；B．无机含氧酸分子中非羟基氧原子个数越多，酸性越强，故B错误；C．氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液，与相似相溶原理无关，故C错误；D．蛋白质分子中存在O-H、N-H键，所以蛋白质分子间可形成氢键，分子内也存在氢键，故D正确；选D。6．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释B．酸性：，是因为分子中的氢原子数目比HClO多C．羟基乙酸不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子D．的沸点高于，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键【答案】B【解析】A．水为极性分子，乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分子，所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释，A正确；B．酸性的强弱与分子中氢原子数目的多少无关，酸性：，是因为分子中的非羟基氧原子数目比HClO多，B不正确；C．羟基乙酸分子中没有手性碳原子，所以不属于手性分子，C正确；D．分子中含有-OH，能形成分子间的氢键，而分子间不能形成氢键，所以的沸点高于，D正确；故选B。7.(1)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是。(2)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(－19℃)高，主要原因是。(3)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NH3的(填“高”或“低”)，其判断理由是。(4)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是。【答案】(1)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有。(2)甲醇分子间存在氢键。(3)三角锥形NH3分子间存在氢键。(4)苯胺分子之间存在氢键。【解析】(1)由于乙醇与水分子间存在氢键，而氯乙烷和水分子间不存在氢键，故乙醇在水中的溶解度大于氯乙烷的溶解度。(2)甲醇分子中含有羟基，分子间可以形成氢键，而甲醛分子间只有范德华力，氢键强于范德华力，因此常压下，甲醇的沸点比甲醛高。(3)元素As与N位于同主族，As的氢化物(AsH3)分子的立体结构与N的氢化物(NH3)分子的立体结构相同，均为三角锥形；AsH3的沸点比NH3的低，原因为NH3分子间存在氢键。(4)苯胺的晶体类型为分子晶体，苯胺分子中有氨基，可以形成分子间氢键使得苯胺晶体的熔点、沸点分别高于甲苯。第12课分子结构与性质章末复习1.σ键、π键的特征和判断；2.常见分子的立体构型及中心原子杂化类型；3.范德华力、氢键的特点及其对物质性质的影响。一、共价键类型的判断1.共价键分类（1）按共用电子对数分：键、键、键；（2）按键极性分：键、键（共价键极性强弱的比较：电负性差值越大，极性越强）；（3）按成键方式分：键、键。2.共价键类型的判断（1）根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是键，不同种元素的原子之间形成的是键。（2）根据原子间共用电子对数目判断键、键或键。（3）根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为键；形成双键，则含有一个键和一个键；形成三键，则含有一个键和两个键。3、键角大小比较方法：(1)杂化类型不同→spsp2sp3。(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角。(4)三种斥力的相对大小：孤电子对间斥力孤电子对与σ电子对的斥力σ电子对间斥力。4.σ、π键深化理解(1)σ、π键的计算方法：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)当成键原子半径越，π键越难形成，如Si、O难形成键。(3)σ键与π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σ键比π键，但N2中π键较。(4)并不是所有的共价键都有方向性，如σ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。二、杂化轨道类型的判断1.根据杂化轨道数目判断杂化轨道数杂化轨道类型spsp2sp32、根据中心原子的价层电子对数的判断价层电子对数杂化轨道类型spsp2sp33、根据分子或离子的空间结构判断：空间结构杂化轨道类型型sp形Sp2形Sp34、根据杂化轨道之间的夹角判断：夹角杂化轨道类型spsp2sp35、根据碳原子的连接方式：连接方式杂化轨道类型键sp键sp2键sp36、根据等电子原理如CO2是形分子，CNS－、N3-与CO2是等电子体，所以分子构型均为形，中心原子均采用杂化。三、ABn型分子或离子的空间结构判断方法1.根据价层电子对互斥理论判断孤电子对数001012成键电子对数232432空间结构形形V

形形形

形2.根据中心原子的杂化方式判断杂化方式

sp

sp2sp3空间结构直线形孤电子对数孤电子对数01012角形形形形

形四、三种作用力及对物质性质的影响范德华力氢键共价键作用微粒分子

H与N、O、F

原子强度比较共价键氢键范德华力影响因素①随分子极性的增大而②分子组成和结构相似的物质,相对分子质量越,范德华力越对于X—H…Y,X、Y的电负性越,Y原子的半径越,作用越成键原子半径和共用电子对数目。键长越,键能越,共价键越对性质的影响①影响物质的点、点②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的,物质的熔、沸点,如CF4CCl4CBr4①的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大。②氢键降低物质的熔、沸点键能越，分子稳定性越►问题一共价键类型的判断【典例1】氧氰的化学式为(OCN)2，结构式为NC-O-O-CN，下列叙述正确的是（

）A．NC键中含有2个σ键和1个π键B．分子中含有3个σ键和4个π键C．NC键的键长小于CC键的键长D．分子中只含有极性键【变式1-1】下列各组化合物中化学键类型完全相同的是A．和 B．和C．和 D．和【变式1-2】在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中共价键的键型构成是A．仅有三个σ键 B．三个σ键，一个π键C．一个σ键，一个π键 D．一个σ键，两个π键►问题二杂化轨道类型判断【典例2】下列有关杂化轨道理论的说法中正确的是A．NCl3分子呈三角锥形，这是氮原子采取sp2杂化的结果B．sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道C．中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构一定是四面体形D．AB3型的分子空间结构必为平面三角形【变式2-1】根据价层电子对互斥理论及原子轨道的杂化理论判断分子的模型名称和中心原子的杂化方式为（

）A．直线形

杂化 B．四面体形

杂化C．三角锥形

杂化 D．三角形

杂化【变式2-2】下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是①CO

②CH2=CH2

③苯

④CH≡CH

⑤NH3

⑥CH4A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥►问题三ABn型分子或离子的空间结构判断【典例3】根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型正确的是选项分子式中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的立体构型ASO2sp直线形直线形BHCHOsp2平面三角形三角锥形CH3O+sp2四面体形平面三角形DNH4+sp3正四面体形正四面体形【变式3-1】根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或者离子的判断完全正确的是选项化学式中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的立体构型Asp2正四面体形三角锥形BH2Osp2四面体形V形CNH3sp3三角锥形平面三角形DCH4sp3正四面体形正四面体形【变式3-2】下表中各粒子、粒子对应的立体结构及解释均正确的是分子立体结构原因A氨基负离子(NH)直线型N原子采用sp杂化B二氧化硫(SO2)V型S原子采用sp2杂化C碳酸根离子(CO)三角锥型C原子采用sp3杂化D乙炔(C2H2)直线型C原子采用sp杂化且C原子的价电子均参与成键►问题四粒子间作用力的判断【典例4】有四组同一族元素所形成的不同物质，在101kPa时测定它们的沸点（℃）如下表所示:第一组A

-268.8B

-249.5C

-185.8D

-151.7第二组F2

-187.0Cl2

-33.6Br2

58.7I2

184.0第三组HF

19.4HCl-84.0HBr

-67.0

HI

-35.3第四组H2O

100.0H2S

-60.2H2Se

-42.0H2Te

-1.8下列各项判断正确的是A．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键键能最强B．第三组与第四组相比较，化合物的稳定性顺序为：HBr>H2SeC．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>HID．第一组物质是分子晶体，一定含有共价键【变式4-1】下列对一些实验事实的理论解释，正确的是选项实验事实理论解释A溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大溴单质、碘单质和四氯化碳都为非极性分子B卤素单质从F2到I2，在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态范德华力逐渐减小C在常温常压下，1体积水可以溶解700体积氨气氨是极性分子且有氢键影响DHF的沸点高于HClH－F的键长比H－Cl的短【变式4-2】下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中B．范德华力比氢键的作用还要弱C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关1．有下列两组命题A组B组Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键能Ⅱ.H—I键键能小于H—Cl键键能Ⅲ.HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力Ⅳ.HI分子间范德华力小于HCl分子间范德华力a.HI比HCl稳定b.HCl比HI稳定c.HI沸点比HCl高d.HI沸点比HCl低B组命题正确且能用A组命题给以正确解释的是()①Ⅰa②Ⅱb③Ⅲc④ⅣdA．①③ B．②③ C．①④ D．②④2．下列物质的变化，仅破坏范德华力的是A．碘单质的升华 B．NaCl溶于水C．将水加热变为水蒸气 D．NH4Cl受热3．下列分子中的中心原子发生sp2杂化的是A．CH4 B．NH3 C．BF3 D．H2O4．有关杂化轨道的说法不正确的是A．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变B．、、杂化轨道的夹角分别为109.5°、120°、180°C．四面体型、三角锥型、V形分子的结构都可以用杂化轨道解释D．杂化轨道全部参与形成化学键5．对于短周期元素形成的各分子，下表所述的对应关系错误的是选项ABCD分子式CH4NH3CO2SCl2VSEPR模型正四面体形四面体形直线形四面体形分子的立体构型正四面体形平面三角形直线形V形6．通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是A．分子中N—Cl键键长比CCl4分子中C—Cl键键长长B．分子中的所有原子均达到8电子稳定结构C．NCl3分子是极性分子，NCl3的沸点低于NH3的沸点D．NBr3比NCl3易挥发7．下列实验事实不能用氢键来解释的是A．冰的密度比水小，能浮在水面上B．接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18C．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛D．H2O比H2S稳定8．用价层电子对互斥理论预测H2S和CH2O分子的立体结构，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9．下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是()A．键角为180°的分子，空间构型是直线形B．键角为120°的分子，空间构型是平面三角形C．键角为109.5°的分子，空间构型是正四面体形D．键角为90°～109.5°之间的分子，空间构型可能是V形10．已知H与O可以形成H2O和H2O2两种化合物。请完成下列空白：(1)H2O内的O—H、水分子间的范德华力和氢键，三种作用从强到弱依次为。可与H2O形成，中O采用杂化。中键角比CH4中的键角(填“大”或“小”)，原因为。(2)是常用的氧化剂，其分子结构如图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。的电子式是。是分子(填“极性”或“非极性”)。能与水混溶，却不溶于，请予以解释：。1．在气态和液态时，分子骨架结构与各原子所在位置如图所示，下列关于分子的说法正确的是A．分子中5个P—Cl键键能完全相同B．键角(∠Cl—P—Cl)有60°、90°、120°、180°四种C．每个原子都达到8电子稳定结构，且为非极性分子D．的二溴代物共有3种同分异构体2．下列有关物质的性质规律正确的是A．键角：ClO＜ClO＜ClOB．酸性：CH3COOH＞CCl3COOH＞CF3COOHC．乙醇在水中的溶解度小于丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)，可以用相似相溶原理解释D．噻吩()相对分子质量大于吡咯()，故噻吩的沸点高于吡咯3．从微粒结构角度分析，下列说法正确的是A．OF2与H2O的立体构型同为V形，因氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差，而且OF2中氧原子上有两对孤电子对，抵消了F－O键中共用电子对偏向F而产生的极性，所以水分子的极性比OF2的极性小B．过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般d0或d10排布无颜色，d1～d9排布有颜色。据此判断[Co(H2O)6]2+和[Mn(H2O)6]2+中只有一种有颜色C．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同D．南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐，其局部结构如图所示，其中两种阳离子中心原子的杂化轨道类型相同，阴离子N中所有的氮原子在同一平面内4．共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：，下列说法不正确的是A．的结构式为B．为非极性分子C．中N是杂化D．比更难与发生反应5．下列分子或离子中键角由大到小排列顺序是①

②

③

④

⑤A．⑤④①②③ B．①④②⑤③ C．①②④⑤③ D．③⑤②④①6．氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂。下列关于氯化亚砜分子的说法正确的是A．为极性键形成的非极性分子 B．立体构型为平面三角形C．中心S原子采取杂化 D．氯化亚砜的结构式为：7．下列与分子性质有关的说法正确的是A．是非极性分子，Xe原子成键后不含孤电子对B．的酸性强于是因为F的电负性大，使中O-H极性强C．C的电负性强于Si，所以的熔沸点高于D．尿素不溶于水，易溶于有机溶剂8．下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是选项物质的结构或性质解释A键角：中N的孤电子对数比中B的孤电子对数多B酸性：烃基(R-)越长推电子效应越大，羧基中羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱C不同金属盐灼烧呈现不同焰色电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同D稳定性：分子间形成氢键9．下列说法，认识错误的有几个①键与键的电子云对称性不同②1个原子最多只能与3个原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的③中碳原子间成键键长相同④两个非金属原子之间形成的化学键都是共价键⑤键分为键，键，键三种⑥与空间结构均为形A．1个 B．2个 C．3个 D．4个10．根据要求回答下列问题：(1)在第二周期主族元素，第一电离能介于B和N之间的元素有种。(2)嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样返回，带回的月壤中包含了等多种元素，N的第一电离能大于O的，请说明理由：。(3)已知电离能：，，，其原因为。(4)橙红色晶体羰基钴的熔点为，可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为(填元素符号)。配体中键与键数目之比是。(5)中键与键之间的夹角为，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为，1个分子中含有个键。(6)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，与互为等电子体的分子有、。第12课第二章分子结构与性质单元复习1.σ键、π键的特征和判断；2.常见分子的立体构型及中心原子杂化类型；3.范德华力、氢键的特点及其对物质性质的影响。一、共价键类型的判断1.共价键分类（1）按共用电子对数分：单键、双键、三键；（2）按键极性分：极性键、非极性键（共价键极性强弱的比较：电负性差值越大，极性越强）；（3）按成键方式分：σ键、π键。2.共价键类型的判断（1）根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同种元素的原子之间形成的是极性键。（2）根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。（3）根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。3、键角大小比较方法：(1)杂化类型不同→sp>sp2>sp3。(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。(4)三种斥力的相对大小：孤电子对间斥力>孤电子对与σ电子对的斥力>σ电子对间斥力。4.σ、π键深化理解(1)σ、π键的计算方法：单键只有一个σ键；双键是一个σ键一个π键；三键是一个σ键两个π键。(2)当成键原子半径越大，π键越难形成，如Si、O难形成双键。(3)σ键与π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σ键比π键稳定，但N2中π键较稳定。(4)并不是所有的共价键都有方向性，如s­sσ键没有方向性。(5)原子形成共价键时优先形成σ键。(6)配位键也属于σ键。二、杂化轨道类型的判断1.根据杂化轨道数目判断杂化轨道数杂化轨道类型2sp3Sp24Sp32、根据中心原子的价层电子对数的判断价层电子对数杂化轨道类型2sp3Sp24Sp33、根据分子或离子的空间结构判断：空间结构杂化轨道类型直线型sp平面三角形Sp2四面体形Sp34、根据杂化轨道之间的夹角判断：夹角杂化轨道类型180°sp120°Sp2109°28′Sp35、根据碳原子的连接方式：连接方式杂化轨道类型单键sp双键Sp2三键Sp36、根据等电子原理如CO2是直线形分子，CNS－、N3-与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。三、ABn型分子或离子的空间结构判断方法1.根据价层电子对互斥理论判断孤电子对数001012成键电子对数232432空间结构直线形平面三角形V

形正四面体形三角锥形V

形2.根据中心原子的杂化方式判断杂化方式

sp

sp2sp3空间结构直线形孤电子对数孤电子对数01012平面三角形V

形正四面体形三角锥形V

形四、三种作用力及对物质性质的影响范德华力氢键共价键作用微粒分子

H与N、O、F

原子强度比较共价键＞氢键＞范德华力影响因素①随分子极性的增大而增大②分子组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大对于X—H…Y,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,作用越强成键原子半径和共用电子对数目。键长越小,键能越大,共价键越稳定对性质的影响①影响物质的熔点、沸点②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CF4<CCl4<CBr4①分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大。②分子内氢键降低物质的熔、沸点键能越大，分子稳定性越强►问题一共价键类型的判断【典例1】氧氰的化学式为(OCN)2，结构式为NC-O-O-CN，下列叙述正确的是（

）A．NC键中含有2个σ键和1个π键B．分子中含有3个σ键和4个π键C．NC键的键长小于CC键的键长D．分子中只含有极性键【答案】C【解析】A．NC键中含有1个σ键和2个π键，故A错误；B．NC键中含有1个σ键和2个π键，该分子中共含有5个σ键和4个π键，故B错误；C．同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以C≡N键长小于C≡C键长，故C正确；D．同种原子间形成非极性键，不同原子形成极性键，该分子的分子中的O-O键为非极性键，故D错误；故选C。【解题必备】（1）根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同种元素的原子之间形成的是极性键。（2）根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。（3）根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。【变式1-1】下列各组化合物中化学键类型完全相同的是A．和 B．和C．和 D．和【答案】D【解析】A．NaCl中含有离子键，HCl中含有极性共价键，故A不符合题意；B．NaOH中含有离子键和极性共价键，Na2O中只含离子键，故B不符合题意；C．H2中只含非极性键，H2S只含极性键，故C不符合题意；D．NH3和H2O都是只含极性键，故D符合题意；故选D。【变式1-2】在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中共价键的键型构成是A．仅有三个σ键 B．三个σ键，一个π键C．一个σ键，一个π键 D．一个σ键，两个π键【答案】B【解析】在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，N原子形成三个共用电子对，F原子形成一个共用电子对，则N2F2分子的结构为F-N=N-F，两个氮原子之间的键为双键，双键中含有一个σ键和一个π键，则整个分子中含有含有三个σ键和一个π键，故答案为：B。►问题二杂化轨道类型判断【典例2】下列有关杂化轨道理论的说法中正确的是A．NCl3分子呈三角锥形，这是氮原子采取sp2杂化的结果B．sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道C．中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构一定是四面体形D．AB3型的分子空间结构必为平面三角形【答案】B【解析】NCl3分子中氮原子上的价层电子对数=3＋=4，因此NCl3分子中氮原子采取sp3杂化，A错误；sp3杂化轨道是能量相近的原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混杂”起来，形成能量相等、成分相同的4个轨道，B正确；一般中心原子采取sp3杂化的分子所得到的VSEPR模型为四面体形，如甲烷分子，若中心原子有孤电子对，则空间结构发生变化，如NH3、PCl3分子是三角锥形，C错误，D错误。【解题必备】1.根据杂化轨道数目判断杂化轨道数杂化轨道类型2sp3Sp24Sp32、根据中心原子的价层电子对数的判断价层电子对数杂化轨道类型2sp3Sp24Sp33、根据分子或离子的空间结构判断：空间结构杂化轨道类型直线型sp平面三角形Sp2四面体形Sp34、根据杂化轨道之间的夹角判断：夹角杂化轨道类型180°sp120°Sp2109°28′Sp35、根据碳原子的连接方式：连接方式杂化轨道类型单键sp双键Sp2三键Sp36、根据等电子原理如CO2是直线形分子，CNS－、N3-与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。【变式2-1】根据价层电子对互斥理论及原子轨道的杂化理论判断分子的模型名称和中心原子的杂化方式为（

）A．直线形

杂化 B．四面体形

杂化C．三角锥形

杂化 D．三角形

杂化【答案】B【分析】根据公式计算中心原子的杂化方式：中心原子成键数+（中心原子的价电子数±电荷数-配原子价电子数×配原子个数）/2。【解析】分子：，采取杂化，模型为四面体型；答案选B。【变式2-2】下列分子的立体构型可用sp2杂化轨道来解释的是①CO

②CH2=CH2

③苯

④CH≡CH

⑤NH3

⑥CH4A．①②③ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③⑤⑥【答案】A【解析】①②③中的中心原子采取sp2杂化，④中的中心原子采取sp杂化，⑤⑥中的中心原子采取sp3杂化。►问题三ABn型分子或离子的空间结构判断【典例3】根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离