2022高考化学大一轮复习讲义第12章第54讲　分子结构与性质

第54讲分子结构与性质复习目标1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π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、sp2、sp3)。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立体构型。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。考点一共价键及其参数1．本质在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。2．特征具有饱和性和方向性。3．分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键电子云“头碰头”重叠π键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对特别提醒(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)同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的共价键为极性键。4．键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响①键能越大，键长越短，分子越稳定。②5．等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。确定等电子体的方法(举例)：eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把O换成前一个原子N),\s\do5(少了1个电子，再得1个电子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N换成前一个原子C),\s\do5(少了1个电子，再得1个电子))eq\x(C\o\al(2－,2))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C换成后一个原子N多1个电子),\s\do5(把O换成前一个原子N少1个电子))eq\x(N2)变换过程中注意电荷变化，并伴有元素种类的改变序号方法示例1竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上下交换，即可得到相应的等电子体CO2与CS2O3与SO22横换：换相邻主族元素，这时候价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等N2与CO3可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子O3与NOeq\o\al(－,2)CH4与NHeq\o\al(＋,4)CO与CN－(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(×)错因：AlCl3中是共价键。(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(×)错因：在N2分子中，π键大于σ键。(3)s-sσ键与s-pσ键的电子云形状对称性相同(√)(4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(√)(5)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(×)错因：均比3倍、2倍小。(6)所有的共价键都有方向性(×)错因：s-s_σ键无方向性。1．N≡N键的键能为946kJ·mol－1，N—N键的键能为193kJ·mol－1，则一个π键的平均键能为__________，说明N2中________键比________键稳定(填“σ”或“π”)。答案376.5kJ·mol－1πσ解析π键的平均键能为eq\f(946－193kJ·mol－1,2)＝376.5kJ·mol－1，所以N2中π键比σ键稳定。2．结合事实判断CO和N2相对活泼的是____________，试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因：___________________________________________________________。COC—OCOC≡O键能/(kJ·mol－1)357.7798.91071.9N2N—NN=NN≡N键能/(kJ·mol－1)154.8418.4941.7答案CO断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0kJ·mol－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3kJ·mol－1)小解析由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1071.9－798.9)kJ·mol－1＝273.0kJ·mol－1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7－418.4)kJ·mol－1＝523.3kJ·mol－1]小，可知CO相对活泼。题组一用分类思想突破化学键的类别1．在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(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__________(填序号，下同)。(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σ键的分子是__________，既存在σ键又存在π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________。答案(1)②⑤⑩①③⑨(2)①③⑤②⑨⑩(3)①③⑤②⑨⑩(4)⑧(5)⑥⑦④2．现有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________(填序号，下同)；既有σ键，又有π键的是________；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________________________。答案①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦①③⑤⑥⑧⑨②④⑤⑥⑧⑨(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，(2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性键，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σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。题组二键参数及应用3．(2019·南京期末)已知几种共价键的键能如下：化学键H—NN≡NCl—ClH—Cl键能/kJ·mol－1390.8946242.7431.8下列说法错误的是()A．键能：N≡N＞NN＞N—NB．H(g)＋Cl(g)==HCl(g)ΔH＝－431.8kJ·mol－1C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)==N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝－463.9kJ·mol－1答案C解析A项，三键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N≡N＞N=N＞N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)==HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431.8kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能，键能不是主要原因，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物)－E(生成物)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－463.9kJ·mol－1，正确。4．已知键能、键长部分数据如下表：共价键Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O键能(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长(pm)19822826796共价键C—CCCC≡CC—HN—HNOO—OO=O键能(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长(pm)154133120109101(1)下列推断正确的是________(填字母，下同)。A．稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB．氧化性：I2＞Br2＞Cl2C．沸点：H2O＞NH3D．还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF(2)下列有关推断正确的是________。A．同种元素形成的共价键的稳定性：三键＞双键＞单键B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在HX分子中，键长最短的是________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”“小于”或“等于)O=O键的键长。答案(1)ACD(2)A(3)HFHI大于解析(1)根据表中数据，同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；由表格数据知，EH—O＞EN—H，又因为rO＜rN，则H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性与失电子能力有关，还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确；由O—O键、OO键的键能知，B项错误；C—H键的键长大于N—H键的键长，但是N—H键的键能反而较小，C项错误；由C—H、N—H的键能知，CH4的键能较大，而稳定性较弱，D项错误。(1)分子的空间构型与键参数键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的立体构型。(2)反应热与键能：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。题组三等电子原理5．原子数相同、价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。(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________________。(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NOeq\o\al(－,2)互为等电子体的分子有________、________。答案(1)N2CON2OCO2(2)SO2O3解析(1)仅由第二周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子中，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。(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NOeq\o\al(－,2)为三原子，各原子最外层电子数之和为5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。6．按要求回答下列问题(1)CaCN2中阴离子为CNeq\o\al(2－,2)，与CNeq\o\al(2－,2)互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式)，由此可以推知CNeq\o\al(2－,2)的立体构型名称为________。(2)已知ClOeq\o\al(－,2)为V形，中心氯原子周围有四对价层电子。写出一个ClOeq\o\al(－,2)的等电子体：____________。(3)已知CS2与CO2分子结构相似，CS2的电子式是________________。(4)H3O＋的立体构型名称为____________。(5)CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键的个数之比为________。答案(1)CO2直线形(2)Cl2O(或OF2)(3)(4)三角锥形(5)1∶27．等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、立体构型表。等电子体类型代表物质立体构型名称4原子24电子等电子体SO3平面三角形4原子26电子等电子体SOeq\o\al(2－,3)三角锥形5原子32电子等电子体CCl4正四面体形6原子40电子等电子体PCl5三角双锥形7原子48电子等电子体SF6八面体形试回答：(1)写出下面物质分子或离子的立体构型名称：BrOeq\o\al(－,3)________，COeq\o\al(2－,3)________，ClOeq\o\al(－,4)________。(2)由第二周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有____________。(3)SF6的立体构型如图1所示，请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。答案(1)三角锥形平面三角形正四面体形(2)Oeq\o\al(2－,2)(3)解析(1)BrOeq\o\al(－,3)为四原子26电子体，与SOeq\o\al(2－,3)互为等电子体，由表格信息可知二者的立体构型为三角锥形；COeq\o\al(2－,3)为四原子24电子体，与SO3互为等电子体，由表格信息可知二者的立体构型为平面三角形；ClOeq\o\al(－,4)为五原子32电子体，与CCl4互为等电子体，由表格信息可知二者的立体构型为正四面体形。(2)F2为双原子14电子体，所以在与F同周期元素中，与F2互为等电子体的离子为Oeq\o\al(2－,2)。(3)SF6为七原子48电子体，立体构型为八面体形，OSF4为六原子40电子体，其立体构型为三角双锥形。常见等电子体及立体构型等电子体类型常见等电子体立体构型二原子10电子(价电子，下同)CO、N2、CN－、Ceq\o\al(2－,2)直线形二原子14电子F2、Oeq\o\al(2－,2)、Cl2直线形三原子8电子H2O、H2S、NHeq\o\al(－,2)V形三原子16电子CO2、N2O、CNO－、Neq\o\al(－,3)、SCN－、HgCl2、BeCl2(g)直线形三原子18电子O3、SO2、NOeq\o\al(－,2)V形四原子8电子NH3、PH3、H3O＋三角锥形四原子24电子SO3(g)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、BF3平面三角形四原子26电子SOeq\o\al(2－,3)、ClOeq\o\al(－,3)、BrOeq\o\al(－,3)、IOeq\o\al(－,3)、XeO3三角锥形五原子8电子CH4、SiH4、NHeq\o\al(＋,4)、BHeq\o\al(－,4)正四面体形五原子32电子CCl4、SiF4、SiOeq\o\al(4－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、ClOeq\o\al(－,4)、POeq\o\al(3－,4)正四面体形十二原子30电子C6H6、N3B3H6(俗称无机苯)平面六边形七原子48电子AlFeq\o\al(3－,6)、SiFeq\o\al(2－,6)、PFeq\o\al(－,6)、SF6八面体形考点二分子的立体构型1．价层电子对互斥理论(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，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。(2)用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。(3)示例分析价层电子对数σ键电子对数孤电子对数电子对立体构型名称分子立体构型名称实例220直线形直线形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O2.杂化轨道理论(1)理论要点当原子成键时，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也不同。(2)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型名称实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面体形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①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。②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NHeq\o\al(＋,4)可表示为，在NHeq\o\al(＋,4)中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H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。(3)配合物如[Cu(NH3)4]SO4配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。(1)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(×)错因：如NH3、H2O中心原子均为sp3杂化，但分子构型均不是正四面体结构。(2)中心原子是sp杂化的，其分子构型一定为直线形(√)(3)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(√)(4)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大(×)错因：孤电子对越多，孤电子对的排斥作用越强，键角越小。1．(1)填表序号物质中心原子上的孤电子对数价层电子对数VSEPR模型名称分子或离子的立体构型名称中心原子杂化类型①CS2②HCHO③NCl3④SOeq\o\al(2－,4)⑤H3O＋答案①02直线形直线形sp②03平面三角形平面三角形sp2③14四面体形三角锥形sp3④04正四面体形正四面体形sp3⑤14四面体形三角锥形sp3(2)比较下列分子或离子中键角大小。①H2O________H3O＋，NH3________NHeq\o\al(＋,4)。②SO3________CCl4，CS2________SO2。答案①＜＜②＞＞解析①H2O与H3O＋，NH3与NHeq\o\al(＋,4)的中心原子均采用sp3杂化，孤电子对数越多，排斥力越大，键角越小。②杂化不同，键角不同。2．NH3分子中∠HNH键角为107°，而配离子[Zn(NH3)6]2＋中∠HNH的键角为109°28′，配离子[Zn(NH3)6]2＋∠HNH键角变大的原因是_____________________________________。答案NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2＋的空轨道形成配离子后，原孤电子对对N—H键的成键电子对的排斥作用变为成键电子对之间的排斥，排斥作用减弱题组一价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的理解应用1．根据价层电子对互斥理论填空：(1)OF2分子中，中心原子上的σ键电子对数为______，孤电子对数为________，价层电子对数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，VSEPR模型为____________，分子的立体构型为______________。(2)BF3分子中，中心原子上的σ键电子对数为________，孤电子对数为________，价层电子对数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，VSEPR模型为____________，分子的立体构型为____________。答案(1)224sp3四面体形V形(2)303sp2平面三角形平面三角形解析(1)O原子最外层有6个电子，F原子最外层有7个电子。OF2分子中，O和F之间形成单键，中心原子为O原子，与2个F原子形成σ键，故σ键电子对数为2，孤电子对数为[(6＋2)－2×2]÷2＝2，价层电子对数为σ键电子对数与孤电子对数之和，即2＋2＝4，中心原子的杂化方式为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，分子的立体构型为V形。(2)B的最外层有3个电子，F的最外层有7个电子。BF3分子中，中心原子上的σ键电子对数为3，孤电子对数为0，价层电子对数为3，中心原子的杂化方式为sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形。2．为了解释和预测分子的立体构型，科学家提出了价层电子对互斥(VSEPR)模型。(1)利用VSEPR理论推断POeq\o\al(3－,4)的VSEPR模型是________。(2)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：甲：________；乙：________。(3)按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面三角形分子：__________，三角锥形分子：__________，四面体形分子：__________。(4)写出SO3常见的等电子体的化学式，一价阴离子：________(写出一种，下同)；二价阴离子：________，它们的中心原子采用的杂化方式都是________。答案(1)正四面体形(2)CHeq\o\al(＋,3)CHeq\o\al(－,3)(3)BF3NF3CF4(4)NOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)sp23．BeCl2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：(1)Cl—Be—Cl：________；(2)：________；(3)：________。答案(1)sp杂化(2)sp2杂化(3)sp3杂化“五方法”判断分子中中心原子的杂化类型(1)根据杂化轨道的立体构型判断①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。②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。③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°28′，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。(3)根据等电子原理进行判断如CO2是直形线分子，CNS－、Neq\o\al(－,3)与CO2互为等电子体，所以其分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。(4)根据中心原子的价电子对数判断如中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2，则是sp杂化。(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断如没有π键为sp3杂化，含1个π键为sp2杂化，含2个π键为sp杂化。题组二配合物理论的理解应用4．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NH3_____________________________，CoCl3·4NH3(绿色和紫色)________________。②上述配合物中，中心离子的配位数都是_________________________________________。(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色，该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN=Fe(SCN)3＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合，请按要求填空：①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供________，SCN－提供________，二者通过配位键结合。②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显红色，含该离子的配合物的化学式是____________。答案(1)①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)4Cl2]Cl②6(2)①空轨道孤电子对②[Fe(SCN)]Cl2解析(1)①每个CoCl3·6NH3分子中有3个Cl－为外界离子，配体为6个NH3，化学式为[Co(NH3)6]Cl3；每个CoCl3·4NH3(绿色和紫色)分子中有1个Cl－为外界离子，配体为4个NH3和2个Cl－，化学式均为[Co(NH3)4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl，其配位数都是6。(2)①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过配位键结合。②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2＋，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。5．Ⅰ.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)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑立体构型，[Cu(OH)4]2－结构可用示意图表示为________________。(2)胆矾CuSO4·5H2O可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：下列有关胆矾的说法正确的是________(填字母)。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Ⅱ.经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合。若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5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_________________________________________________。答案Ⅰ.(1)(2)DⅡ.FeCl3＋5KSCN=K2[Fe(SCN)5]＋3KCl解析Ⅰ.(2)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。考点三分子间作用力与分子的性质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＜氢键＜化学键。(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，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。(5)氢键①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法：A—H…B③特征：具有一定的方向性和饱和性。④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。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荷中心和负电荷中心重合的分子正电荷中心和负电荷中心不重合的分子存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键分子内原子排列对称不对称(2)分子的溶解性①“相似相溶”的规律：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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。②随着溶质分子中憎水基个数的增多，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。(3)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R—O—H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：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。(4)分子的手性①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镜像，在三维空间里不能重叠的现象。②手性分子：具有手性异构体的分子。③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。(1)可燃冰(CH4·nH2O，6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(×)错因：可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键。(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(×)错因：乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氢键的条件。(3)氢键具有方向性和饱和性(√)(4)H2O2分子间存在氢键(√)(5)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(×)错因：分子内氢键能使物质的熔、沸点降低。(6)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(×)错因：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。1．NH3极易溶于水的原因有哪些？答案①NH3是极性分子，易溶于极性分子H2O形成的溶剂中；②NH3与H2O之间形成分子间氢键；③NH3可与水反应。2．按要求回答下列问题：(1)HCHO分子的立体构型为________形，它与H2加成后，加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)________________________________。答案平面三角加成产物CH3OH分子之间能形成氢键(2)S位于周期表中第________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是_________________________，H2O比H2Te沸点高的原因是____________________________。答案ⅥA两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强两者均为分子晶体，H2O分子之间存在氢键3．H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：(1)H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：______________________。(2)H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：__________________________。答案(1)第一步电离产生的H＋抑制第二步电离，第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子(2)H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，在水分子作用下越易电离出H＋题组一共价键的极性和分子极性1．下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D．CO2是非极性分子，C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央答案C解析NH3是极性分子，N原子处在三角锥形的顶点，3个H原子处于锥底，A错误；CCl4是非极性分子，4个Cl原子构成的是正四面体结构，C原子处在4个Cl原子所组成的四面体的中心，B错误；H2O是极性分子，是V形分子，O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央，C正确；CO2是非极性分子，三个原子在一条直线上，C原子处在2个O原子所连成的直线的中央。2．福州大学王心晨课题组以氨基氰(CH2N2)为原料制得类石墨相氮化碳(g-C3N4)，其单层结构如图所示。氨基氰(CH2N2)分子中碳、氮原子均满足8电子稳定结构，则该分子的结构式为________；该分子为________(填“极性”或“非极性”)分子。答案极性3．如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。(1)写出过氧化氢分子的电子式：____________________________________。(2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是________(填序号)。①分子中有极性键②分子中有非极性键③氧原子的轨道发生了sp2杂化④O—O共价键是p-pσ键⑤分子是非极性分子(3)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是___________________________________________；过氧化氢易溶于水，主要原因是____________________________________________。答案(1)(2)①②(3)H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子H2O2分子与H2O分子之间形成氢键解析在H—O—O—H分子中，H—O键是极性键，O—O键是非极性键。由于H2O2分子具有图中所示的空间结构，所以H2O2分子是极性分子。借助H2O分子中氧原子发生的原子轨道杂化可知，H2O2分子中氧原子的原子轨道杂化方式是sp3，所以O—O共价键不是p-pσ键。H—O—O—H分子中的O—H键决定了H2O2分子之间存在氢键。H2O2分子是极性分子，CS2分子是非极性分子，H2O2分子和CS2分子之间不能形成氢键，且H2O2和CS2不发生化学反应，所以过氧化氢难溶于二硫化碳，可用“相似相溶”原理解释。H2O2分子和H2O分子中都含有O—H键，所以H2O2分子与H2O分子之间可形成氢键，氢键的形成能增大物质的溶解度。题组二范德华力、氢键对物质性质的影响4．按要求回答下列问题(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是___________________________。(2)关于化合物，下列叙述正确的是________(填字母)。A．分子间可形成氢键B．分子中既有极性键又有非极性键C．分子中有7个σ键和1个π键D．该分子在水中的溶解度大于2-丁烯(3)已知苯酚()具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数K2(水杨酸)________K(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_________________________。(4)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是_____________________。(5)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________。的沸点比高，原因是___________________。(6)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__________________________________________。(7)纳米TiO2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__________________________________________________。eq\o(→,\s\up7(①纳米TiO2),\s\do5(②NH3))化合物甲化合物乙答案(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(2)BD(3)<能形成分子内氢键，使其更难电离出H＋(4)NH3分子间能形成氢键(5)O—H键>氢键>范德华力形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高(6)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(7)化合物乙分子间存在氢键解析(2)题给化合物不能形成分子间氢键，A错误；是非极性键，C—H、C=O是极性键，B正确；该有机物的结构式为，σ键数目为9，π键数目为3，C错误；该有机物与H2O能形成分子间氢键，D正确。(3)氧的电负性较大，则中形成分子内氢键，即O—H…O(或—COO－中双键氧与羟基氢之间形成氢键)，其大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出H＋，则水杨酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。(4)分子间氢键能使分子间作用力增大，使物质的熔、沸点升高。(5)氢键弱于共价键而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键。题组三无机含氧酸的酸性5．(2020·长沙市明德中学检测)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名称次氯酸磷酸硫酸高氯酸结构简式Cl—OH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①________________，②________________。(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是①________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。(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：______________________________________________。答案(1)①②(2)①H3PO3＋2NaOH=Na2HPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH=Na3AsO3＋3H2O(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应H3AsO3＋3HCl=AsCl3＋3H2O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。(1)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)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。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。题组四手性分子6．下列说法正确的是()A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1个手性碳原子B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同答案B解析CH2OH—CHOH—CH2OH分子中不存在手性碳原子，故A错误；手性异构体为具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含化学键的种类和数目完全相同，故B正确；互为手性异构体的化合物，物理性质不同，光学活性不同，故C错误；互为手性异构体的化合物，分子组成相同，故D错误。类型一共价键问题1．Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_________________________________________。答案Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，不易形成双键或三键2．碳及其化合物广泛存在于自然界中，碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________________________________________________________________________。答案C原子有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构3．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol－1)365413336226318452(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是________________________________________________________________________。(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________。答案(1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O4．下表是CO和N2两者的键能数据表：(单位：kJ·mol－1)A—BABABCO3517451071.9N2139418946结合数据说明CO比N2活泼的原因：______________________________________。答案CO中第一个π键的键能是326.9kJ·mol－1，N2中第一个π键的键能是528kJ·mol－1，则CO的第一个π键比N2更容易断裂5．CH4的键角大于NH3的原因：__________________________________________________。答案CH4都是CH单键，键与键之间的排斥力一样，所以是正四面体形，键角为109˚28′，而NH3有未成键的孤电子对，孤电子对间的排斥力>孤电子对对成键电子对的排斥力>成键电子对间的排斥力，所以由于孤电子对的排斥，键角要小于没有孤电子对排斥的CH4的键角，且孤电子对越多，排斥力越大6．高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N______Si—N—Si(填“>”“<”或“＝”)，原因是________________________________________________________________________。答案>N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小7．两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：____________________________________________________。答案N原子的电负性强于P原子，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而PH3的键角小于NH3或N原子的电负性强于P原子，PH3中P周围的电子密度小于NH3中N周围的电子密度，故PH3的键角小于NH38．NF3的键角______NH3的键角(填“>”“<”或“＝”)，理由是________________。9．NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的键角比NH3中H—N—H的键角______(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________。答案大NHeq\o\al(＋,4)中氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对之间的排斥力，导致NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的键角比NH3中大10．比较NH3和[Cu(NH3)4]2＋中H—N—H键角的大小：NH3______[Cu(NH3)4]2＋(填“>”或“<”)，并说明理由：__________________________________________________________。11．SeOeq\o\al(2－,4)中Se—O的键角比SeO3中的键角______(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________。答案小SeOeq\o\al(2－,4)的立体构型为正四面体，键角为109°28′，SeO3的立体构型为平面正三角形，键角为120°类型二和氢键有关的问题12．乙二胺分子(H2N—CH2—CH2—NH2)中氮原子杂化类型为sp3，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________。答案乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键13．丙酸钠(CH3CH2COONa)和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)，常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是__________。答案羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键14．硝酸和尿素()的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：________________________________________________。15．氨(NH3)的熔、沸点比联氨(H2N—NH2)低的主要原因：____________________________。答案联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键数目16．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____________。答案苯胺分子之间存在氢键类型三配位键、配合物17．Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2＋，其原因是_____________________________________________。答案N元素的电负性比O元素的电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2＋形成的配位键更强18．NH3容易与Cu2＋形成配离子，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是____________。答案F的电负性比N大，N—F键的成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引力增强，难以形成配位键19．氟硼酸(HBF4，属于强酸)常用于替代浓硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可由HF和BF3合成，从化学键形成角度分析HF与BF3能化合的原因：________________________________。答案HF分子中F原子有孤电子对，而BF3分子中B原子有空轨道，二者可形成配位键20．乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋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“Mg2＋”或“Cu2＋”)。答案乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键Cu2＋21．金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是______________________________________________________。答案过氧化氢为氧化剂，可氧化金属铜为Cu2＋，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行22．在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因：____________________。答案可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌会溶于过量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的量不易控制23．已知硼酸(H3BO3)是一元酸，解释其原因：______________________。答案H3BO3与一个水分子可形成配位键，产生[B(OH)4]－和一个H＋24．CO为配合物中常见的配体。CO作配体时，提供孤电子对的通常是C原子而不是O原子，其原因是___________________________________________。答案C元素电负性比O元素小，C原子提供孤电子对的倾向更大，更易形成配位键1．(2020·浙江7月选考，26)(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是____________。(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是_____________。(3)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是________________________________。答案(1)原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H(2)(3)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷不能与水形成氢键解析(1)同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，即原子半径：F＜Cl，原子半径越小，化学键的键长越短，键能越大，气态氢化物的热稳定性越大。(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，故电子式为。(3)乙醇分子中有羟基，2．[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，17(1)(2)(3)]CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：(1)Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4立体构型为____________，其固体的晶体类型为____________。(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为____________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为____________，键角由大到小的顺序为____________。(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有________mol，该螯合物中N的杂化方式有__________种。答案(1)正四面体形分子晶体(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(3)61解析(1)Sn最外层有4个电子，与4个Cl形成4个σ键，因此SnCl4的立体构型为正四面体形；由题给信息知SnCl4常温常压下为液体，说明SnCl4的熔点较低，所以其固体的晶体类型为分子晶体。(2)NH3、PH3、AsH3均为分子晶体，NH3分子间形成氢键，因此沸点高于PH3、AsH3；AsH3、PH3的分子结构相似，AsH3的相对分子质量大于PH3，因此AsH3的沸点高于PH3，即三者沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3。非金属性：N＞P＞As，因此氢化物的还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3。NH3、PH3、AsH3分子中，N、P、As均形成3对共用电子对和一对孤电子对，原子半径：As＞P＞N，键长：As—H＞P—H＞N—H，因此σ键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为N＞P＞As，即键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3。(3)由题给图示可知，通过螯合作用形成了3个环，每个环中Cd2＋均可与2个N原子或2个氧原子形成配位键，即1个Cd2＋与4个N原子分别形成4个配位键，与2个O原子分别形成2个配位键，因此1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6mol；每个N原子均形成3个σ键，因此所有N原子的杂化方式均为sp2杂化，即杂化方式只有1种。3．[2020·全国卷Ⅰ，35(3)]磷酸根离子的立体构型为________，其中P的价层电子对数为________、杂化轨道类型为________。答案正四面体形4sp3解析根据价层电子对互斥理论，POeq\o\al(3－,4)中P的价层电子对数为4＋eq\f(5－2×4＋3,2)＝4，无孤电子对，故杂化轨道类型为sp3，立体构型为正四面体形。4．[2020·全国卷Ⅱ，35(2)]Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是____________________________________________。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377－24.1238.3155答案TiF4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TiF4的熔点明显高于TiCl4，而TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点依次升高，由此说明TiF4为离子化合物，而TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物，共价化合物随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，因此熔点逐渐升高。5．[2020·全国卷Ⅲ，35(2)(3)](2)NH3BH3分子中，N—B化学键称为________键，其电子对由________提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3＋6H2O3NHeq\o\al(＋,4)＋B3Oeq\o\al(3－,6)＋9H2↑B3Oeq\o\al(3－,6)的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由________变为________。(3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是_____________。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是____________(写分子式)，其熔点比NH3BH3________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在________________作用，也称“双氢键”。答案(2)配位Nsp3sp2(3)N＞H＞BC2H6低Hδ＋与Hδ－的静电引力解析(2)NH3分子中N原子有1对孤电子对，BH3分子中B原子有空轨道，则NH3BH3分子中N—B化学键是配位键，N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道。NH3BH3中B原子形成3个B—H键和1个B—N键，B原子周围有4对成键电子对，则B原子采取sp3杂化；中每个B原子均形成3个B—O键，且B原子最外层不含孤电子对，则B原子采取sp2杂化，故在该反应中，B原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2。(3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，说明N的电负性强于H，B的电负性弱于H，故电负性：N＞H＞B。NH3BH3分子含8个原子，其价电子总数为14，与其互为等电子体的分子是C2H6。NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比“氢键”的形成原理，则CH3CH3熔点比NH3BH3低的原因是在NH3BH3分子之间存在Hδ＋与Hδ－的静电引力。6．[2019·全国卷Ⅲ，35(2)(4)(5)](2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_________________________________________________，其中Fe的配位数为________。(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是________；P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_____________________________________(用n代表P原子数)。答案(2)4(4)Osp3σ(5)(PnO3n＋1)(n＋2)－解析(2)Fe能够提供空轨道，而Cl能够提供孤电子对，故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为，其中Fe的配位数为4。(4)同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于N，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性N大于P，又因H的电负性小于O，因此NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。POeq\o\al(3－,4)中中心原子P的价层电子对数为4，故P为sp3杂化，P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键。(5)由三磷酸根离子的结构可知，中间P原子连接的4个O原子中，2个O原子完全属于该P原子，另外2个O原子分别属于2个P原子，故属于该P原子的O原子数为2＋2×eq\f(1,2)＝3，属于左、右两边的2个P原子的O原子数为3×2＋eq\f(1,2)×2＝7，故若这类磷酸根离子中含n个P原子，则O原子个数为3n＋1，又因O元素的化合价为－2价，P元素的化合价为＋5价，故该离子所带电荷为－2×(3n＋1)＋5n＝－n－2，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n＋1)(n＋2)－。7．[2018·全国卷Ⅱ，35(2)(4)](2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是__________________。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。答案(2)H2S(4)平面三角2sp3解析(2)根据价层电子对互斥理论可知，H2S、SO2、SO3三种分子中S原子的价层电子对数分别为4、3、3，因此H2S中S原子价层电子对数不同于其他两种分子。(4)SO3的中心原子为S，中心原子的孤电子对数＝(6－2×3)/2＝0，价层电子对数为0＋3＝3，S为sp2杂化，根据sp2杂化轨道构型可知，SO3的立体构型为平面三角形，符合形成大π键的条件，可形成4中心6电子大π键，因此有两种共价键类型。如图(b)所示的三聚分子中每个S原子与4个O原子结合，形成正四面体结构，S原子的杂化轨道类型为sp3。8．[2017·全国卷Ⅱ，35(3)]经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填字母)A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型②R中阴离子Neq\o\al(－,5)中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Πeq\o\al(6,6))，则Neq\o\al(－,5)中的大π键应表示为________。③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、_________________、____________。答案①ABDC②5Πeq\o\al(6,5)③(H3O＋)O—H…N(Neq\o\al(－,5))(NHeq\o\al(＋,4))N—H…N(Neq\o\al(－,5))1．下列对分子的性质的解释，不正确的是()A．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B．酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多C．SiCl4分子中硅氯键的极性比CCl4中碳氯键的弱D．青蒿素分子式为C15H22O5，结构如图，该分子中包含7个手性碳原子答案C解析碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用相似相溶原理解释，所以A正确；H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，所以B正确；碳元素的电负性大于硅元素，因此Si、Cl间的电负性差别较大，Si—Cl的极性强，故C错误；手性碳原子是指碳原子周围相连的4个原子或原子团都不相同。根据青蒿素的结构简式图知，该分子中包含7个手性碳原子，故D正确。2．关于氢键和分子间作用力，下列说法不正确的是()A．水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键B．NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键C．在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键D．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少答案B解析水在结冰时体积膨胀是由于水分子间以氢键互相联结，氢键有方向性和饱和性，所以形成的晶体相对疏松，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀，A项正确；NH3的稳定性取决于N—H键的稳定性，而不是氢键，B项错误；氨分子和水分子之间主要是以氢键结合，氨气极易溶于水，所以在氨水中水分子和氨分子之间存在氢键，C项正确；分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少，D项正确。3．下列有关氢键的说法正确的是()A．HF溶液中存在三种类型的氢键B．的沸点比的低C．H2O的稳定性高，是因为水分子间存在氢键D．形成分子内氢键，故比难电离答案D解析HF溶液中HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间均存在氢键，氢键类型有如下4种：F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O，A项错误；形成分子间氢键，而OHCHO形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故HOCHO的沸点比的高，B项错误；H2O的稳定性高，是因为水分子中H—O键的键能大，而氢键影响物理性质，C项错误；相对于，苯环上多了一个—COO－，羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键，使其更难电离出H＋，因此的电离常数比的电离常数小，D项正确。4．尿的主要成分是尿素，化学式为CO(NH2)2，结构简式可表示为。下列有关说法正确的是()A．1molCO(NH2)2分子中含有3molσ键B．CO(NH2)2分子中C原子、N原子的轨道杂化类型是均为sp3C．组成尿素的四种元素第一电离能由大到小的顺序是O、N、C、HD．根据结构推测，尿素可能易溶于水，熔、沸点高于丙酮()答案D解析单键是σ键，双键中一个σ键，所以1molCO(NH2)2分子中含有7molσ键，故A错误；CO(NH2)2分子中C原子形成三个σ键、N原子形成三个σ键和一对孤电子对，所以C原子、N原子的轨道杂化类型分别为sp2、sp3，故B错误；同一周期元素，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，这四种元素第一电离能由大到小的顺序是N、O、C、H，故C错误；尿素分子与水分子间易形成氢键，所以尿素可能易溶于水，尿素分子间也可形成氢键，所以尿素的熔、沸点高于丙酮，故D正确。5．下列说法正确的是()①S8分子中S原子采用的轨道杂化方式为sp3②C2H4分子中只有以s轨道与sp2杂化轨道“头碰头”方式重叠而成的σ键③SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角<120°④H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大A．①②B．③④C．①②③D．①③④答案D解析①S8是一个环形分子，每个S与两个其他S原子相连，S原子形成两对孤电子对，两个σ键，所以S是sp3杂化，故正确；②碳碳双键中一个是σ键，还有一个是π键，所以除了碳氢σ键(s-sp2σ键)，还有sp2-sp2σ键，故错误；③SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是eq\f(4＋2,2)＝3，配位原子数为2，故Sn含有1对孤电子对，SnBr2立体构型为V形，根据价层电子对互斥理论可以判断其键角小于120°，故正确；④H3O＋价层电子对理论模型为四面体形，氧原子采取sp3杂化，H2O中O原子有两对孤电子对，H3O＋中O原子有一对孤电子对，因为孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力，导致H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，故正确。6．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法正确的是()A．配位体是Cl－和H2O，配位数是8B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2D．在1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3molAgCl沉淀答案C解析配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中配位体是Cl－和H2O，配位数是6，故A错误；中心离子是Ti3＋，故B错误；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，内配离子Cl－为1，外配离子Cl－为2，内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2，故C正确；加入足量AgNO3溶液，外界离子Cl－与Ag＋反应，内配离子Cl－不与Ag＋反应，1mol该配合物只能生成2molAgCl沉淀，故D错误。7．下列有关说法不正确的是()A．C3H8中碳原子都采用的是s