2024高考化学课件 第21讲　化学键　分子结构与性质

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物质结构元素周

期律第21讲

化学键分子结构与性质考点一化学键考点二分子的空间结构考点三

分子间作用力与物质性质经典真题·明考向作业手册内容要求核心素养1.认识物质是由原子、离子、分子等微粒构成的,微粒之间存在不同类型的相互作用。根据微粒的种类及微粒之间的相互作用,认识物质的性质与微观结构的关系。2.认识离子键、共价键的本质。结合常见的离子化合物和共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。知道金属键的特点与金属某些性质的关系。3.了解共价键具有饱和性和方向性。知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型;知道共价键可分为极性和非极性共价键。共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。[宏观辨识与微观探析]能从不同层次认识分子的结构,并对共价键进行分类,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。内容要求核心素养4.认识分子间存在相互作用,知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力,了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。5.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构,并可运用相关理论和模型进行解释和预测。知道分子的结构可以通过波谱、晶体X射线衍射等技术进行测定。知道分子可以分为极性分子和非极性分子,知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响[证据推理与模型认知]能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等解释分子的空间结构及性质,揭示现象的本质和规律考点一化学键知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.化学键(1)化学键的定义及分类共价键极性键

离子键共价键成键粒子

成键实质阴、阳离子的静电作用共用电子对与成键原子间的静电作用形成条件活泼

与活泼

经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键

元素原子之间成键

元素原子之间成键

形成的物质离子化合物非金属单质(稀有气体除外);某些共价化合物或离子化合物共价化合物或某些离子化合物(2)离子键、共价键的比较夯实必备知识阴、阳离子原子金属非金属同种不同种分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键轨道“

”重叠

π键轨道“

”重叠

形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对

偏移

非极性键共用电子对

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2.共价键(1)特征具有

和

。

(2)分类夯实必备知识饱和性方向性头碰头肩并肩发生不发生(3)键参数①概念②键参数对分子性质的影响a.键能越

,键长越

,分子越稳定。

b.夯实必备知识键能键长键角大短稳定性空间结构3.电子式

(1)电子式概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。(2)电子式的书写夯实必备知识(3)用电子式表示化合物的形成过程①离子化合物:左边是原子的电子式,右边是离子化合物的电子式,中间用“→”连接,相同的原子或离子不合并,用弯箭头表示出电子的转移情况。如NaCl:

。②共价化合物:左边是原子的电子式,右边是共价化合物的电子式,中间用“”连接,不必标出电子的转移。如HCl:

。

夯实必备知识

夯实必备知识

√××√××夯实必备知识2.现有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN。(1)只含有极性键的分子是

(填序号,下同),只含有非极性键的分子是

,既含有极性键,又含有非极性键的分子是

。

(2)只有σ键的是

;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

。①③⑨②④⑦⑤⑥⑧①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦1.下列每组物质中含有的化学键类型相同的一组化合物是(

)

A.NaCl、HCl、NaOH B.Na2S、H2O2、H2OC.Cl2、H2SO4、SO2

D.HBr、CO2、SiO2提升关键能力题组一

化学键与物质类别的判断D[解析]三种物质分别含有离子键、共价键、离子键和共价键,A错误;三种物质分别含有离子键、共价键、共价键,B错误;三种物质均只含有共价键,但Cl2是单质,C错误;三种物质均只含有共价键,D正确。2.有下列十种物质:①CaF2,②KOH,③Na2O2,④NH4NO3,⑤N2H4,⑥AlCl3,⑦CO2,⑧O2,⑨H2O,⑩Na2CO3。(1)只含离子键的物质有

(填写序号,下同),只含共价键的物质有

。

(2)属于离子化合物的有

,属于共价化合物的有

。

(3)含极性键的离子化合物有

,含非极性键的化合物有

。

提升关键能力①⑤⑥⑦⑧⑨①②③④⑩⑤⑥⑦⑨②④⑩③⑤[方法技巧]离子化合物和共价化合物的判断方法提升关键能力提升关键能力题组二化学键与物质变化1.下列过程中,共价键被破坏的是(

)①碘升华②溴蒸气被木炭吸附③乙醇溶于水④HCl气体溶于水⑤冰融化⑥NH4Cl受热⑦氢氧化钠熔化⑧(NH4)2SO4溶于水(不考虑水解)A.①④⑥⑦ B.④⑥⑧

C.①②④⑤ D.④⑥D[解析]

①与②均无共价键被破坏;③不发生电离,破坏的为分子间作用力;④发生电离,H—Cl共价键被破坏;⑤破坏的为分子间作用力;⑥发生化学变化,生成NH3和HCl,N—H共价键被破坏;⑦离子键被破坏;⑧发生电离,离子键被破坏。2.在下列变化中:①I2升华;②烧碱熔化;

③NaCl溶于水;④HCl溶于水;⑤O2溶于水;

⑥Na2O2溶于水。未发生化学键破坏的是

,仅发生离子键破坏的是

,仅发生共价键破坏的是

,既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是

。

提升关键能力[解析]①I2升华属于物理变化,化学键未被破坏;②烧碱熔化电离出阴、阳离子,离子键被破坏;③NaCl溶于水电离出阴、阳离子,离子键被破坏;④HCl溶于水电离出阴、阳离子,共价键被破坏;⑤O2溶于水属于物理变化,化学键未被破坏;⑥Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氧气,离子键和共价键均被破坏;据此分析作答。根据以上分析可知,未发生化学键破坏的是①⑤;仅发生离子键破坏的是②③;仅发生共价键破坏的是④;既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是⑥。①⑤②③④⑥[归纳总结]物质变化中化学键的变化关系提升关键能力

提升关键能力题组三

电子式书写D

提升关键能力

Na+[H:]-

[易错警示]

电子式书写常见的6大误区提升关键能力

内容实例误区1漏写未参与成键的电子

N2的电子式误写为N︙︙N,应写为:N︙︙N:误区2化合物类型不清楚,漏写或多写[

]及错写电荷数误区3书写不规范,错写共用电子对提升关键能力

内容实例误区4不考虑原子间的结合顺序误区5不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构误区6不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写考点二分子的空间结构知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.分子结构的测定(1)红外光谱当一束红外线透过分子时,分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率

的红外线,再记录到图谱上呈现

。通过和已有谱图库比对,或通过

计算,可分析出分子中含有何种化学键或官能团的信息。

相同吸收峰量子化学夯实必备知识(2)相对分子质量的测定——质谱法①基本原理:在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的离子具有不同的相对质量,它们在高压电场加速后,通过狭缝进入磁场得以分离,在记录仪上呈现一系列峰,对这些峰进行系统分析,便可得知样品分子的相对分子质量。②质荷比(粒子的

与其

的比值)

即为该物质的相对分子质量。

相对质量电荷数最大值2.应用价层电子对互斥模型推测分子空间结构(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)用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构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(氢为1,其他原子等于“8-该原子的价电子数”),x是与中心原子结合的原子数。夯实必备知识(3)价层电子对数和分子空间结构的关系夯实必备知识价层电子对数σ键电子对数孤电子对数VSEPR模型名称分子空间结构名称实例220

CO2330

平面三角形BF321

SO2440

正四面体形CH431

NH322

H2O直线形直线形平面三角形V形四面体形三角锥形V形[微点拨]价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间结构,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时,二者的空间结构一致;(2)当中心原子有孤电子对时,二者的空间结构不一致。夯实必备知识杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间结构实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°

BF3sp34109°28'

CH43.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不同。(2)杂化轨道与分子空间结构的关系夯实必备知识平面三角形四面体形夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(

)(2)孤电子对的排斥力较大,孤电子对越多,排斥力越强,键角越大(

)(3)原子内部能量相近的原子轨道发生杂化,且杂化前后轨道的数目不变(

)(4)分子的中心原子若通过sp3杂化轨道成键,则该分子一定为正四面体结构(

)(5)NH3分子为三角锥形,N原子发生sp2杂化(

)(6)只要分子的空间结构为平面三角形,中心原子均为sp2杂化 (

)√√×××√2.应用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论填写表格中对应内容:夯实必备知识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空间结构中心原子杂化类型①CS2

②HCHO

③NCl3

④

⑤H3O+

02直线形直线形sp03平面三角形平面三角形sp214四面体形三角锥形sp304正四面体形正四面体形sp314四面体形三角锥形sp31.[2023·天津十二校联考]根据价层电子对互斥模型,判断下列分子或离子的空间结构正确的是(

)

A.①②

B.②③

C.③④

D.①④提升关键能力题组一用价层电子对互斥模型预测空间结构D编号分子式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构①SO3平面三角形平面三角形②PH3四面体形平面三角形③平面三角形三角锥形④NCl3四面体形三角锥形

提升关键能力2.用价层电子对互斥模型可以预测许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是 (

)A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子提升关键能力C[解析]

SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,A错误;BF3键角为120°,BF3分子是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,含有1个孤电子对,对成键电子对有排斥作用,使键角小于120°,B错误;CH2O、BF3、SO3中心原子的价层电子对数均为3,无孤电子对,都是平面三角形的分子,C正确;PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形结构,D错误。提升关键能力提升关键能力题组二中心原子杂化类型的判断1.下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式错误的是(

)D

选项分子或离子空间结构杂化方式A苯平面正六边形sp2B正四面体形sp3C平面三角形sp2DSO2直线形sp2.根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论回答下列问题:(1)OF2分子的中心原子上的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

,VSEPR模型为

,分子的空间结构为

。

提升关键能力[解析]根据价层电子对数的计算公式可以计算出价层电子对数和孤电子对数,分析其VSEPR模型和分子或离子的空间结构。(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,其与2个F原子形成σ键,故σ键电子对数为2,孤电子对数为(6-2×1)÷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,VSEPR模型为四面体形,分子的空间结构为V形。224sp3四面体形V形

提升关键能力

303sp2平面正三角形平面正三角形404sp3正四面体形正四面体形[方法技巧]判断中心原子杂化轨道类型的方法(1)根据中心原子价层电子对数判断(2)根据杂化轨道之间的夹角判断提升关键能力中心原子价层电子对数234杂化轨道类型spsp2sp3杂化轨道之间的夹角109°28'120°180°杂化轨道类型Sp3sp2sp(3)根据分子或离子的空间结构判断提升关键能力分子或离子的空间结构杂化类型四面体形或三角锥形sp3平面三角形sp2直线形spV形有2个孤电子对sp3有1个孤电子对sp2考点三

分子间作用力与物质性质知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力实质范德华力的实质是电性作用,无

和

影响因素

①一般来说,组成和结构相似的物质,随着

的增大,范德华力逐渐增强;

②相对分子质量相近的分子,分子的极性越大,范德华力

范德华力与物质性质范德华力主要影响物质的熔沸点、硬度等物理性质。范德华力越强,物质的熔、沸点

,硬度

夯实必备知识1.范德华力与物质的性质饱和性方向性相对分子质量越强越高越大夯实必备知识2.氢键与物质的性质(1)表示及特征很大氢原子很大饱和方向夯实必备知识(2)强弱及对物质性质的影响较弱大降低升高升高3.分子的性质(1)分子的极性①非极性分子、极性分子夯实必备知识非极性极性②键的极性对化学性质的影响羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,相同条件下pKa越小,酸性

。羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关。

a.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸,这是因为氟的电负性

氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性

,更易电离出氢离子。

b.烃基(符号R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应

,使羧基中的羟基的极性

,羧酸的酸性

,则甲酸的酸性强于乙酸的酸性,乙酸的酸性大于丙酸的酸性。夯实必备知识越强大于更大越大越小越弱(2)溶解性①“相似相溶”的规律非极性溶质一般能溶于

,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,氢键作用力越大,则溶质的溶解性

。

②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。③如果溶质与水发生反应,将增大物质的溶解度,如SO2等。夯实必备知识非极性溶剂极性溶剂越好(3)分子的手性夯实必备知识镜像不能重叠手性异构体

原子或基团(2)乙醇分子和水分子间可以形成氢键

(

)(3)卤素单质、卤素氢化物的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大(

)夯实必备知识×√×1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)氢键是氢元素与其他元素形成的化学键(

)[解析]氢键不是化学键。[解析]HF分子间存在氢键,其沸点高于HCl。[解析]可燃冰中水分子间存在氢键,但CH4与H2O之间不存在氢键。夯实必备知识(4)分子内共价键越强,分子越稳定,其熔、沸点也越高(

)(5)可燃冰(CH4·nH2O,6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(

)×××[解析]H2O比H2S稳定是因为O—H键能大于S—H键能,而与氢键无关。(6)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(

)2.肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知,肼是一种良好的极性溶剂,沿肼分子球棍模型的N—N方向观察,看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是(

)A.肼分子中的氮原子采用sp3杂化B.肼分子中既有极性键又有非极性键C.肼分子是非极性分子D.肼与偏二甲肼互称同系物夯实必备知识C[解析]肼分子中每个N原子含有3个σ键和1个孤电子对,其价层电子对数是4,则N原子采用sp3杂化,A正确;肼分子中N原子之间存在非极性键,N原子和H原子之间存在极性键,B正确;肼分子结构不对称,则正负电中心不重合,是极性分子,C错误;肼和偏二甲肼结构相似,在分子组成上相差2个CH2原子团,属于同系物,D正确。夯实必备知识1.

[2023·山东临沂期初调研]下列说法不正确的是(

)A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子之间存在氢键C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释D.甲烷可与水形成氢键,该化学键的强度较大提升关键能力题组一分子间作用力及其对物质性质的影响D[解析]

HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子,相对分子质量越大分子间作用力越大,相应物质的熔、沸点越高,A正确;H2O分子间可形成氢键,H2S分子间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S,B正确;I2是非极性分子,易溶于非极性溶剂CCl4,C正确;甲烷中碳原子的电负性不大,甲烷分子和水分子之间不能形成氢键,并且氢键不是化学键,属于分子间作用力,D错误。提升关键能力2.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据

。下列有关氢键说法中不正确的是 (

)A.由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2SB.由于氢键的存在,乙醇比甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水C.由于氢键的存在,沸点:HF>HI>HBr>HClD.由于氢键的存在,冰能浮在水面上提升关键能力A[解析]由于电负性:F>S,则气态氢化物的稳定性:HF>H2S,与氢键无关,A错误;乙醇与水能形成氢键,增大了乙醇在水中的溶解度,故乙醇比甲醚更易溶于水,B正确;HF能形成分子间氢键,其沸点在第ⅦA族元素形成的气态氢化物中最高,HI、HBr、HCl只存在范德华力,且相对分子质量逐渐减小,范德华力逐渐减弱,其沸点逐渐降低,故沸点:HF>HI>HBr>HCl,C正确;由于氢键的存在,水结成冰后体积膨胀,密度变小,冰能浮在水面上,D正确。提升关键能力[归纳总结]粒子间作用力对物质性质的影响提升关键能力

范德华力氢键共价键存在范围分子间某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子间双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物中特征(有无方向性和饱和性)无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键>氢键>范德华力提升关键能力

范德华力氢键共价键影响强度的因素

①组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大;②随着分子极性的增大而增大对于A—H…B—,A、B的电负性越大、B原子的半径越小,氢键越牢固成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定对物质性质的影响

①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质;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,如熔、沸点:F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4

①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,如熔、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3;②分子内氢键使物质的熔、沸点降低影响分子的稳定性,共价键键能越大,分子稳定性越强提升关键能力题组二分子极性与共价键极性的关系1.已知三角锥形分子E和直线形分子G反应,生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10),如图所示。则下列判断错误的是(

)A.E能使紫色石蕊溶液变蓝B.G和M都含σ键和π键C.L是极性分子

D.G和M都是非极性分子B提升关键能力[解析]由于组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10,结合四种分子中原子的成键情况推知,E是NH3,G是F2,L是HF,M是N2。NH3溶于紫色石蕊溶液而使其呈碱性,溶液变蓝色,A正确;F2只含σ键,N2含有σ键和π键,B错误;HF是双原子分子,含有极性键,则HF是极性分子,C正确;F2和N2都是双原子分子,都只含非极性键,则二者都是非极性分子,D正确。2.根据题给信息,回答相关问题。(1)H2S分子的空间结构是

,属于

(填“极性”或“非极性”)分子。(2)SiCl4分子的空间结构为

,属于

(填“极性”或“非极性”)分子。

(3)氨是

(填“极性”或“非极性”)分子,中心原子的轨道杂化类型为

。

提升关键能力[解析](1)H2S分子中S原子采取sp3杂化,分子的空间结构是V形;H2S分子中只含H—S,正、负电中心不重合,则H2S是极性分子。(2)SiCl4分子中Si原子采取sp3杂化,分子的空间结构为正四面体形;SiCl4分子中只含Si—Cl,分子结构对称,则是非极性分子。(3)NH3分子中N原子形成3个σ键且含有1个孤电子对,则N原子采取sp3杂化,分子的空间结构是三角锥形;NH3分子中只含N—H,正、负电中心不重合,则NH3分子是极性分子。V形极性正四面体形非极性极性sp3[归纳总结]共价键的极性与分子极性的关系提升关键能力1.

[2022·江苏连云港期末]下列化合物中含3个手性碳原子的是(

)A.

B.C.

D.提升关键能力题组三

手性分子C[解析]手性碳原子是指有机物分子中连有4个不同原子或原子团的碳原子,图中标“*”的碳原子均为手性碳原子:

、

、

, 中不含手性碳原子,故选C。提升关键能力2.丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子,它存在手性异构体,如图所示:下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是(

)A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,具有相同的分子极性C.Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子,只含有极性键,不含非极性键D.Ⅰ和Ⅱ的化学键相同,其分子的性质也相同提升关键能力B[解析]Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1个手性碳原子,都是极性分子,分子中都含有极性键和非极性键,二者互为手性异构体,具有相同的化学性质、不完全相同的物理性质。提升关键能力经典真题·明考向知识梳理

B

2.

[2021·山东卷]关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是(

)A.CH3OH为极性分子

B.N2H4空间结构为平面形C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同B[解析]甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,A正确;N2H4中N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;N2H4分子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,其沸点较N2H4的低,C正确;CH3OH为四面体结构,—OH结构类似于水的结构,(CH3)2NNH2的键线式为 ,两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确。3.

[2021·湖北卷]下列有关N、P及其化合物的说法错误的是

(

)A.N的电负性比P的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大B.N与N的π键比P与P的强,可推断N≡N的稳定性比P≡P的高C.NH3的成键电子对间排斥力较大,可推断NH3的键角比PH3的大D.HNO3的分子间作用力较小,可推断HNO3的熔点比H3PO4的低A[解析]P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,因此PCl3分子的极性比NCl3分子的极性大,A项错误;N与N的π键比P与P的强,故N≡N的稳定性比P≡P的高,B项正确;N的电负性比P大,NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近,NH3中成键电子对间的斥力大,因此NH3的键角比PH3的大,C项正确;HNO3和H3PO4均为分子晶体,相对分子质量:HNO3<H3PO4,且硝酸形成分子内氢键,因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子间作用力小,从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低,D项正确。4.

[2021·海南卷]SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是 (

)A.是非极性分子

B.键角∠FSF都等于90°C.S与F之间共用电子对偏向SD.S原子满足8电子稳定结构A[解析]结构对称、正负电中心重合的分子为非极性分子,SF6分子呈正八面体结构,S原子位于正八面体的中心,该分子结构对称、正负电中心重合,所以为非极性分子,故A正确;由图可知,∠FSF为180°和90°,B错误;由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,C错误;中心S原子形成6个共价键,则S原子不是8电子稳定结构,D错误。5.

(1)[2022·山东卷节选]在水中的溶解度,吡啶()远大于苯,主要原因是①

,②

。(2)[2022·全国甲卷节选]固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构:

。吡啶能与H2O分子形成分子间氢键吡啶和H2O均为极性分子,而苯为非极性分子[解析](2)固态HF分子间存在氢键,则(HF)3的链状结构为

。(3)[2022·浙江卷节选]两种有机物的相关数据如下表:HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是

。

物质HCON(CH3)2HCONH2相对分子质量7345沸点/℃153220 HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,HCONH2分子间存在氢键,破坏一般的分子间作用力更容易,所以沸点低[解析]HCONH2分子间能够形成氢键,导致沸点较高。6.

(1)[2022·浙江卷节选]乙醇的挥发性比水的强,原因是

。

(2)[2022·广东卷节选]H2Se的沸点低于H2O,其原因是

。乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少,分子间作用力小两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高[解析](1)乙醇和水均可形成分子间氢键,但是水分子中的2个H均可参与形成氢键,而乙醇分子中只有羟基上的1个H可以参与形成氢键,故水分子间形成氢键的数量较多,水分子间的作用力较大,乙醇的挥发性比水的强。(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是两者都是分子晶体,但水存在分子间氢键,沸点高。(3)[2022·海南卷节选]邻苯二甲酸酐

( )和邻苯二甲酰亚胺( )都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是

。两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高[解析]由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体,而后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,因此熔点更高。

备用习题D备用习题2.[2022·海南卷]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是 (

)A.XW3是非极性分子B.简单氢化物沸点:X>YC.Y与Z形成的化合物是离子化合物D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性C备用习题[解析]X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y同周期并相邻,且Y是组成水的元素之一,则Y为O元素,X为N元素;Z在同周期主族元素中金属性最强,则Z为Na元素;W原子在同周期主族元素中原子半径最小,则W为Cl元素。由分析,X为N元素,W为Cl元素,NCl3分子的空间结构为三角锥形,其正、负电中心不重合,属于极性分子,A错误;H2O和NH3均含有分子间氢键,但H2O常温下为液态,NH3常温下为气态,故沸点H2O>NH3,B错误;Y为O元素,Z为Na元素,二者形成的化合物为Na2O、Na2O2,均为离子化合物,C正确;N、O、Na三种元素组成的化合物可为NaNO3,其水溶液呈中性,也可为NaNO2,其水溶液呈碱性,D错误。备用习题

V形低于OF2相对分子质量小,分子间作用力小5D4.[2021·河北卷节选](1)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如下表:从能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为

)形式存在的原因是

。

在原子数目相同的条件下,N2比N4具有更低的能量,而P4比P2具有更低的能量,能量越低越稳定备用习题N—NN≡NP—PP≡P193946197489备用习题[解析]根据表中的相关共价键的键能可知,若4molN形成类似白磷分子结构的N4分子,可以释放出的能量为193kJ·mol-1×6mol=1158kJ;若4molN形成N2分子,则可释放的能量为946kJ·mol-1×2mol=1892kJ,显然,形成N2分子放出的能量更多,故在N数目相同的条件下,N2具有更低的能量,能量越低越稳定。同理,若4molP形成P4分子,可以释放出的能量为197kJ·mol-1×6mol=1182kJ;若4molP形成P2分子,则可释放的能量为489kJ·mol-1×2mol=978kJ,显然,形成P4分子放出的能量更多,故在P数目相同的条件下,P4具有更低的能量,能量越低越稳定。

N—NN≡NP—PP≡P193946197489备用习题(2)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为

,其中P采取

杂化方式。

sp3[解析]含氧酸分子中只有羟基上的H可以电离;由KH2PO2是次磷酸的正盐可知,H3PO2为一元酸,其分子中只有一个羟基,另外2个H与P成键,还有一个O与P形成双键,故其结构式为

,其中P共形成4个σ键、没有孤电子对,故其价层电子对数为4,P采取sp3杂化。1.现有6种物质:①N2;②NaOH;③C2H4;④Na2O2;⑤H2O2;⑥NH4Cl。下列说法正确的是 (

)A.既存在单键又存在双键的分子有③⑤B.既存在非极性键又存在极性键的是④⑤C.既存在σ键又存在π键的分子只有①③D.既存在离子键又存在极性共价键的是②④⑥1234567891011121314151617C考点一化学键181920[解析]

H2O2中只含单键,A错误;同种元素原子形成非极性键,不同种元素原子形成极性键,Na2O2中存在离子键和非极性键,C2H4、H2O2中都存在非极性键和极性键,B错误;N2分子含有三键,C2H4含有双键,故二者都存在σ键和π键,C正确;NaOH和NH4Cl含有离子键和极性键,Na2O2中存在离子键和非极性键,D错误。12345678910111213141516171819202.油中含有一种分子式为C8H18的烃,在高温下裂解可得到含CH4、C2H4、C2H6和C3H6等相对分子质量较小的链状烃。下列说法中不正确的是 (

)A.CH4、C2H6分子中都只含σ键,不含π键B.C2H4分子中含有σ键和π键的数目之比为4∶1C.C3H6分子中含有σ键和π键的数目之比为8∶1D.有机物分子中碳原子之间可以形成σ键,也可以形成π键B1234567891011121314151617181920[解析]

CH4、C2H6属于链状烷烃,分子中都只含σ键,不含π键,A正确;C2H4的结构简式为CH2

=CH2,分子中含有σ键和π键的数目之比为5∶1,B错误;C3H6为链烃,则其结构简式为CH3CH=CH2,分子中含有σ键和π键的数目之比为8∶1,C正确;由上述分析可知,有机物分子中碳原子之间可以形成σ键,也可以形成π键,D正确。12345678910111213141516171819203.三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体,易燃、有毒,分子结构之一如图所示,下列有关P4S3中的说法不正确的是(

)A.P4S3属于共价化合物B.分子中含有极性键和非极性键C.稳定性:P—P>P—SD.1molP4S3分子中含有9molσ键C1234567891011121314151617181920[解析]只含共价键的化合物为共价化合物,则P4S3属于共价化合物,A正确;由题图可知,分子中存在极性键(P—S)和非极性键(P—P),B正确;P原子半径大于S原子半径,则P—P的键长大于P—S,故P—S更稳定,C错误;1个P4S3分子中有6个P—S、3个P—P共价键,则1molP4S3分子中含有9molσ键,D正确。12345678910111213141516171819204.由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是 (

)A.为使该转化成功进行,Y可以是酸性KMnO4溶液B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NAC.X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键A1234567891011121314151617181920[解析]由球棍模型可知,T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,Y为氧化剂,可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液,A正确;等物质的量并不一定是1mol,B错误;X分子中含有的σ键个数为5,T分子中含有的σ键个数为3,C错误;T、X分子中均只含有极性键,无非极性键,D错误。12345678910111213141516171819205.

(1)[2022·湖南卷节选]富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示。富马酸分子中σ键与π键的数目比为

。

(2)[2022·全国甲卷节选]聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因:

。1234567891011121314151617181920[解析](1)由结构模型可知,富马酸的结构简式为HOOCCH=CHCOOH,分子中的单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。(2)由于F元素的电负性较大,因此在与C原子的结合过程中形成C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能,键能的强弱决定物质的化学性质,键能越大,化学性质越稳定,因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。11∶3C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能,键能越大,化学性质越稳定6.[2023·天津河北区模拟]下列一组粒子的中心原子杂化类型相同,分子或离子的键角不相等的是(

)A.CCl4、SiCl4、SiH4

B.H2Se、NF3、CH4C.BCl3、NH3、CO2

D.TeO3、BF3、H3O+B1234567891011121314151617181920考点二

分子的空间结构[解析]

CCl4、SiCl4、SiH4中C和Si原子的价层电子对数均为4,不含孤电子对,均采取sp3杂化,则CCl4、SiCl4、SiH4分子都是正四面体形,键角都是109°28',A错误;H2Se、NF3、CH4的中心原子含有孤电子对数分别为2、1、0,价层电子对数均为4,则中心原子均采取sp3杂化,由于所含孤电子对数不同,孤电子对之间及孤电子对与6.[2023·天津河北区模拟]下列一组粒子的中心原子杂化类型相同,分子或离子的键角不相等的是(

)A.CCl4、SiCl4、SiH4

B.H2Se、NF3、CH4C.BCl3、NH3、CO2

D.TeO3、BF3、H3O+B1234567891011121314151617181920σ键电子对之间的斥力不同,H2Se、NF3、CH4的键角依次增大,其空间结构分别为V形、三角锥形和正四面体形,B正确;BCl3、NH3、CO2的中心原子价层电子对数依次为3、4、2,杂化轨道类型分别为sp2、sp3和sp,C错误;TeO3、BF3、H3O+的中心原子价层电子对数分别为3、3、4,杂化轨道类型分别为sp2、sp2和sp3,D错误。

D1234567891011121314151617181920

12345678910111213141516171819208.

[2023·北京海淀期中]很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂,如化合物Ⅰ、Ⅱ(结构如图)。下列说法正确的是 (

)A.在两个化合物中S原子均采取sp3杂化B.在两个化合物中C—C—C键角均是180°C.两个化合物均为共价化合物D.化合物Ⅱ的水溶性不如化合物ⅠA1234567891011121314151617181920[解析]化合物Ⅰ中硫原子含有2个共价键、2个孤电子对,所以每个硫原子价层电子对数目都是4,采取sp3杂化,化合物Ⅱ中巯基(—SH)中的硫原子采取sp3杂化,—SO3Na中硫原子有6个共价键,与其中两个氧原子分别形成两个双键,与另一个氧原子形成一个单键,硫原子采取sp3杂化,A项正确;在两个化合物中C—C—C以单键形成,具有四面体结构,其键角小于180°,B项错误;化合物Ⅰ由分子构成,是共价化合物,化合物Ⅱ是钠盐,是离子化合物,C项错误;化合物Ⅱ是钠盐,水溶性较好,D项错误。12345678910111213141516171819209.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式如图所示,下列说法正确的是(

)A.碳、氮原子的杂化类型相同B.氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化C.1molA分子中所含σ键的数目为10NAD.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内B1234567891011121314151617181920[解析]该分子中氮原子是sp3杂化而碳原子是sp2杂化,A错误、B正确;A分子中有一个C=O,故有12个共用电子对、11个σ键,C错误;氮原子为sp3杂化,编号为a的氮原子与其成键的另外三个原子形成的是三角锥形结构,D错误。1234567891011121314151617181920

D1234567891011121314151617181920

1234567891011121314151617181920

1234567891011121314151617181920

正四面体形

1234567891011121314151617181920

5V形三角锥形sp3

1234567891011121314151617181920

D12.下列叙述中正确的是

(

)A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B.BCl3与NCl3均为三角锥形结构,均为极性分子C.非极性分子只能是双原子单质分子D.非极性分子中一定含有非极性键A1234567891011121314151617181920考点三

分子的性质[解析]以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子,A正确;BCl3为平面三角形结构,为非极性分子,B错误;某些共价化合物,如CH4、C2H4等也是非极性分子,C错误;非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、CO2等,D错误。13.[2023·河北石家庄九中月考]《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是

(

)A.键角:NH3<BF3B.酸性:CH3COOH>CF3COOHC.SOCl2分子中只存在σ键,不存在π键D.H2S、O3分子的空间结构均为直线形,且均为非极性分子A1234567891011121314151617181920[解析]NH3中的N为sp3杂化,BF3中的B为sp2杂化,故键角NH3<BF3,A正确;氟的电负性较强,使O—H的极性增强,更易电离出氢离子,故酸性:CH3COOH<CF3COOH,B错误;该分子中含有两个S—Cl和一个S=O,单键是σ键,双键中有一个σ键和一个π键,C错误;H2S、O3分子的空间结构均为V形,均为极性分子,D错误。1234567891011121314151617181920选项Ⅰ组Ⅱ组A

H—I的键能大于H—Cl的键能

HI比HCl稳定B

H—I的键能小于H—Cl的键能

HI比HCl稳定C

HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力

HI的沸点比HCl高D

HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力

HI的沸点比HCl低14.

Ⅱ组命题正确且能用Ⅰ组命题加以解释的是 (

)C1234567891011121314151617181920[解析]因为HCl与HI结构相似,氯原子半径小于碘原子半径,H—Cl的键长小于H—I的键长,H—I的键能小于H—Cl的键能,所以HCl比HI稳定,故A、B错误;因为HCl与HI结构相似,氯化氢的相对分子质量小于碘化氢的相对分子质量,所以HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,HI的沸点比HCl高,故C正确,D错误。123456789101112131415161718192015.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中,正确的是

(

)A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔沸点最低D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性B1234567891011121314151617181920[解析]根据“相似相溶”原理,水是极性分子,CS2是非极性分子,SO2和NH3都是极性分子,A错误、B正确;CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,CS2的熔沸点最高,是因为三种物质中CS2的相对分子质量最大,分子间作用力最大,C错误;NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子有极性外,还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键,D错误。123456789101112131415161718192016.有4个系列同族的物质,101.3kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示:对应表中内容,下列叙述中正确的是(

)A.系列①的(a)物质中没有离子键,应有共价键和范德华力B.系列③中(c)物质的沸点比HCl高是因为(c)中的共价键更牢固C.系列②中(b)物质的元素的原子序数应为35,且该物质常温下为液态D.系列④中H2O沸点变化出现反常,是因为分子内有氢键的影响C1234567891011121314151617181920①He-268.8(a)-249.5Ar-185.8Kr-151.7②F2-188.1Cl2-34.6(b)-58.7I2-184.4③(c)-19.4HCl-84.0HBr-67.0HI-35.3④H2O-100.0H2S-60.0(d)-42.0H2Te-1.8[解析]系列①中是稀有气体,(a)物质是Ne,没有化学键,只有范德华力,A错误;系列③是卤化氢,物质(c)是HF,由于HF分子间能形成氢键,故其沸点高于HCl,与共价键无关,B错误;系列②是卤素单质,物质(b)是Br2,Br元素处于Cl的下一周期,其原子序数为17+18=35,常温下Br2是红棕色液体,C正确;系列④是第ⅥA族元素形成的气态氢化物,H2O的沸点反常是由于H2O分子之间形成氢键,D错误。1234567891011121314151617181920①He-268.8(a)-249.5Ar-185.8Kr-151.7