【課標要求】 1.認識離子鍵、共價鍵的本質(zhì)。結合常見的離子化合物和共價分子的實例,認識物質(zhì)的構成微粒、微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)的關系。知道金屬鍵的特點與金屬某些性質(zhì)的關系。2.了解共價鍵具有飽和性和方向性。知道根據(jù)原子軌道的重疊方式,共價鍵可分為σ鍵和π鍵等類型;知道共價鍵可分為極性和非極性共價鍵。共價鍵的鍵能、鍵長和鍵角可以用來描述鍵的強弱和分子的空間結構。
3.認識分子間存在相互作用,知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力,了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。4.結合實例了解共價分子具有特定的空間結構,并可運用相關理論和模型進行解釋和預測。知道分子的結構可以通過波譜、晶體X射線衍射等技術進行測定。知道分子可以分為極性分子和非極性分子,知道分子極性與分子中鍵的極性、分子的空間結構密切相關。結合實例初步認識分子的手性對其性質(zhì)的影響。
1.化學鍵(1)化學鍵的定義及分類
(2)化學反應的本質(zhì):反應物的舊化學鍵斷裂與生成物的新化學鍵形成。
(1)離子鍵和共價鍵的比較
(2)共價鍵參數(shù)①概念
②鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響:a.鍵能______,鍵長______,化學鍵越強、越牢固,分子越穩(wěn)定。
(1)概念:在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的____________的式子。(2)電子式的書寫
(1)化學鍵與物質(zhì)類型①概念離子化合物:由______鍵形成的化合物,如NaCl、NaOH等均是離子化合物。離子化合物中可能含有______鍵。共價化合物:只由______鍵形成的化合物,如CO2、HCl等均是共價化合物。共價化合物中______離子鍵。
(2)化學鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響①對物質(zhì)熔、沸點的影響金剛石、石英等物質(zhì)硬度大、熔點高,因為其中的共價鍵,鍵能很大。破壞時需消耗很多的能量。NaCl等部分離子化合物,有很強的離子鍵,熔點也較高。②對物質(zhì)熱穩(wěn)定性的影響N2分子中氮氮三鍵的鍵能很大,故通常狀況下,N2很穩(wěn)定,H2S、HI等分子中的共價鍵鍵能較小,故它們受熱易分解。
【診斷1】 判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”,錯誤的劃“×”)。
(1)在任何情況下,都是σ鍵比π鍵的鍵能大( )(2)H與O形成分子式是H2O而不是H3O的原因是共價鍵有飽和性( )(3)σ鍵可以繞鍵軸旋轉,π鍵一定不能繞鍵軸旋轉( )(4)在CH2===CHCN中含有6個σ鍵和3個π鍵( )
(1)紅外光譜當一束紅外線透過分子時,分子會吸收跟它的某些化學鍵的振動頻率_____的紅外線,再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰,通過和已有譜圖庫比對,或通過_________計算,可分析出分子中含有何種化學鍵或官能團的信息。(2)相對分子質(zhì)量的測定——質(zhì)譜法質(zhì)荷數(shù)(粒子的相對質(zhì)量與其電荷數(shù)的比值)的_______即為該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量。
2.多樣的分子空間結構
3.價層電子對互斥理論
(1)理論要點①價層電子對在空間上彼此相距最遠時,排斥力最小,體系的能量最低。②孤電子對越多,排斥力越強,鍵角越小。(2)判斷分子或離子立體構型“三步驟”第一步:確定中心原子上的價層電子對數(shù)
第二步:確定價層電子對的立體構型由于價層電子對之間的相互排斥作用,使它們盡可能地相互遠離,這樣已知價層電子對的數(shù)目,就可以確定它們的立體構型。第三步:分子立體構型的確定價層電子對有成鍵電子對和孤電子對之分,價層電子對的總數(shù)減去成鍵電子對數(shù)得孤電子對數(shù)。根據(jù)成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù),可以確定相應的較穩(wěn)定的分子立體構型。
(1)雜化軌道理論概述當原子成鍵時,原子的價電子軌道相互混雜,形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結構不同。
(2)雜化軌道三種類型
(3)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型雜化軌道用來形成σ鍵和容納孤電子對,所以有公式:雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對數(shù)+中心原子的σ鍵個數(shù)。
【診斷2】 判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”,錯誤的劃“×”)。
(1)NH3分子為三角錐形,N原子發(fā)生sp2雜化( )(2)分子中中心原子通過sp3雜化軌道成鍵時,該分子一定為正四面體結構( )(3)價層電子對互斥理論中,π鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù)( )(4)CH4、NH3、H2O分子的中心原子均為sp3雜化,因此它們的空間構型相同( )
三、分子的結構與物質(zhì)的性質(zhì)
(1)鍵的極性①極性鍵:由不同原子形成的共價鍵,電子對會發(fā)生偏移;②非極性鍵:由同種原子形成的共價鍵,電子對不發(fā)生偏移。
(2)分子的極性①非極性分子與極性分子的比較:
②含有極性鍵的分子有沒有極性,必須依據(jù)分子中極性鍵的極性的向量和是否為零而定。
(3)鍵的極性對化學性質(zhì)的影響①羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量,相同條件下pKa越小,酸性______。②羧酸的酸性強弱與其分子的組成和結構有關。a.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸,這是因為氟的電負性______氯的電負性,F(xiàn)—C鍵的極性大于Cl—C鍵的極性,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,導致三氟乙酸的羧基中的羥基極性______,更易電離出________。b.烴基(符號R—)是推電子基團,烴基越長推電子效應______,使羧基中的羥基的極性______,羧酸的酸性______,則甲酸的酸性強于乙酸的酸性,乙酸的酸性大于______。
(1)定義分子之間存在的相互作用統(tǒng)稱為分子間作用力。(2)分類分子間作用力最常見的是__________和______。(3)分子間作用力與化學鍵的強弱范德華力____氫鍵____化學鍵。
(4)范德華力①含義:物質(zhì)分子間普遍存在的作用力。范德華力很弱,比化學鍵的鍵能小得多。相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大;分子的極性越大,范德華力也越大。②對性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強,物質(zhì)的熔點、沸點______,硬度_______。
(5)氫鍵①氫鍵的形成:已經(jīng)與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子之間的作用力,稱為氫鍵。②表示方法:X—H…Y(X、Y為N、O、F,“-”表示共價鍵,“…”表示形成的氫鍵。)③特征:具有一定的_____性和_______性。
④分類:氫鍵包括________氫鍵和________氫鍵兩種。
(1)“相似相溶”的規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于___________,極性溶質(zhì)一般能溶于_________。若能形成氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好。(2)“相似相溶”還適用于分子結構的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近),而戊醇在水中的溶解度明顯減小。(3)分子與H2O反應,也能促進分子在水中的溶解度,如SO2、NO2。
“相似相溶”規(guī)律可用于解釋一些物質(zhì)溶解現(xiàn)象,如HCl(極性分子)易溶于H2O(極性溶劑),可做噴泉實驗;苯(非極性溶劑)可萃取水(極性溶劑)中的溴(非極性分子)。
【診斷3】 判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”,錯誤的劃“×”)。
考點二 分子的空間結構與雜化類型的判斷
考點一 共價鍵類型的判斷及應用
考點三 分子間作用力、分子的性質(zhì)
考點一 共價鍵類型的判斷及應用
題組一 σ鍵和π鍵的判斷1.下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是(  )
A.乙烯分子中的π鍵比σ鍵活潑B.在有些分子中,共價鍵可能只含有π鍵而沒有σ鍵C.有些原子在與其他原子形成分子時只能形成σ鍵,不能形成π鍵D.當原子形成分子時,首先形成σ鍵,可能形成π鍵
解析 乙烯分子中π鍵鍵能比σ鍵鍵能小,易斷裂,故分子中的π鍵比σ鍵活潑,A項正確;在共價單鍵中只含σ鍵,而含有π鍵的分子一定含有σ鍵,B項錯誤、D項正確;氫原子、氯原子等原子跟其他原子形成分子時只能形成σ鍵,C項正確。
2.含碳元素的物質(zhì)是化學世界中最龐大的家庭,請?zhí)顚懴铝锌崭瘢?br/>題組二 共價鍵的鍵參數(shù)及應用3.下列說法中正確的是(  )
解析 鍵長越長,鍵能越小,分子越不穩(wěn)定,A項錯誤;水是V形分子,2個H—O鍵鍵角104.5°,C項錯誤;斷裂2 ml H—O鍵吸收2×462.8 kJ能量,形成1 ml H—H鍵和0.5 ml O===O鍵時需釋放能量,D項錯誤。
4.已知幾種共價鍵的鍵能如下:
下列說法錯誤的是(  )A.鍵能:N≡N>N===N>N—NB.H(g)+Cl(g)===HCl(g) ΔH=-431.8 kJ·ml-1C.H—N鍵能小于H—Cl鍵能,所以NH3的沸點高于HClD.2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH=-463.9 kJ·ml-1
解析 A項,三鍵鍵長小于雙鍵鍵長小于單鍵鍵長,鍵長越短,鍵能越大,所以鍵能:N≡N>N===N>N—N,正確;B項,H(g)+Cl(g)===HCl(g)的焓變?yōu)镠—Cl鍵能的相反數(shù),則ΔH=-431.8 kJ·ml-1,正確;C項,NH3的沸點高于HCl是由于NH3形成分子間氫鍵,而HCl不能,鍵能不是主要原因,錯誤;D項,根據(jù)ΔH=∑E(反應物)-∑E(生成物),則2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH=6E(N—H)+3E(Cl—Cl)-E(N≡N)-6E(H—Cl)=-463.9 kJ·ml-1,正確。
考點二 分子的空間結構與雜化類型的判斷
題組一 分子的空間構型1.(2021·沈陽模擬)下列分子VSEPR模型不是四面體形的是(  )
A.SO3 B.H2O C.NH3 D.CH4
2.(2021·煙臺模擬)根據(jù)雜化軌道理論和價層電子對互斥理論模型判斷,下列分子或離子的中心原子雜化方式及空間構型正確的是(  )
題組二 雜化軌道類型的判斷3.下列分子中,各分子的立體構型和中心原子的雜化方式均正確的是(  )
4.BeCl2是共價分子,可以以單體、二聚體和多聚體形式存在。它們的結構簡式如下,請寫出單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型:
“四方法”判斷分子中中心原子的雜化類型?根據(jù)雜化軌道的空間結構判斷①若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。③若雜化軌道在空間的分布呈直線形,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。
?根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為109°28′,則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化;若雜化軌道之間的夾角為120°,則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化;若雜化軌道之間的夾角為180°,則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。?根據(jù)中心原子的價電子對數(shù)判斷如中心原子的價電子對數(shù)為4,是sp3雜化;為3是sp2雜化;為2,則是sp雜化。?根據(jù)分子或離子中有無π鍵及π鍵數(shù)目判斷。如沒有π鍵為sp3雜化,含1個π鍵為sp2雜化,含2個π鍵為sp雜化。
考點三 分子間作用力、分子的性質(zhì)
題組一 分子的極性與手性的判斷1.已知化合物M是某合成路線中的中間產(chǎn)物,其結構簡式如圖所示,下列有關M的敘述不正確的是(  )
A.分子中含有非極性鍵,且為極性分子B.分子中的碳的雜化方式有2種C.與足量氫氣反應所得產(chǎn)物中含有3個手性碳原子D.M的同分異構體中存在同時含有羥基、醛基和碳碳三鍵的芳香族化合物
解析 M與足量氫氣反應所得產(chǎn)物中只含有兩個手性碳原子(六元環(huán)上與乙基相連的兩個碳原子)。
2.下列敘述正確的是(  )
A.NH3是極性分子,N原子處在3個H原子所組成的三角形的中心B.CCl4是非極性分子,C原子處在4個Cl原子所組成的正方形的中心C.H2O是極性分子,O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央D.CO2是非極性分子,C原子不處在2個O原子所連成的直線的中央
解析 NH3是極性分子,N原子處在三角錐形的頂點,3個H原子處于錐底,A項錯誤;CCl4是非極性分子,四個Cl原子構成的是正四面體結構,C原子處在4個Cl原子所組成的正四面體的中心,B項錯誤;H2O是極性分子,呈V形,O原子不處在2個H原子所連成直線的中央,C項正確;CO2是非極性分子,三個原子在一條直線上,C原子處在2個O原子所連成的直線的中央,D項錯誤。
分子極性的判斷?共價鍵的極性與分子極性的關系
?判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù),則為非極性分子,若不等則為極性分子。如SO2為極性分子,SO3為非極性分子。
題組二 分子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響3.(2021·廈門模擬)下列說法錯誤的是(  )
4.(2021·濰坊模擬)氫鍵是強極性鍵上的氫原子與電負性很大且含孤電子對的原子之間的作用力。下列事實與氫鍵無關的是(  )
A.相同壓強下,H2O的沸點高于HF的沸點B.一定條件下,NH3與BF3可以形成NH3·BF3C.羊毛制品水洗再曬干后變形D.H2O和CH3COCH3的結構和極性并不相似,但兩者能完全互溶
粒子間作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響
微專題15 分子結構類簡答題的規(guī)范解答專練
題組一 “溶解性”的比較1.填寫下列空白。
(1)PH3是________(填“極性”或“非極性”)分子,其在水中的溶解度比NH3的小,原因是______________________________________。(2)(CH3)3N能溶于水的原因是_________________________________________。(3)ZnF2具有較高的熔點(872 ℃),其化學鍵類型是________________;ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,原因是____________________________________________________________________。
NH3能與H2O形成分子間氫鍵,而PH3不能
(CH3)3N為極性分子且可與H2O形成分子間氫鍵
ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2中的化學鍵以共價鍵為主、極性較小
咖啡因與水楊酸鈉之間形成了氫鍵
(2)配合物Pt(NH3)2Cl4有兩種不同的結構,其中呈橙黃色的物質(zhì)的結構比較不穩(wěn)定,在水中的溶解度大;呈亮黃色的物質(zhì)的結構較穩(wěn)定,在水中的溶解度小,如圖2所示的物質(zhì)中呈亮黃色的是________(填“A”或“B”),理由是_________________________________________________________________________________________________________。
A為對稱性結構,為非極性分子,B為非對稱性結構,為極性分子,根據(jù)相似相溶規(guī)律,A在水中的溶解度小
題組二 原子成鍵特點的原因分析3.Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結構角度分析,原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長,p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵,不易形成雙鍵或三鍵
4.硅是重要的半導體材料,構成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎。碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示,簡要分析和解釋下列有關事實:
(1)硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠不如烷烴多,原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。
C—C和C—H的鍵能較大,所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中Si—Si和Si—H的鍵能較小,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成
(2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
C—H的鍵能大于C—O,C—H比C—O穩(wěn)定。而Si—H的鍵能卻小于Si—O,所以Si—H不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O
題組三 鍵角的大小比較及原因分析5.比較下列物質(zhì)鍵角的大小并指明原因
(1)NF3的鍵角________NH3的鍵角(填“>”“”或“孤電子對與成鍵電子對之間的斥力>成鍵電子對之間的斥力。例如:CH4、NH3·H2O三種分子的中心原子價層電子對數(shù)均為4,VSEPR模型均為四面體形,CH4、NH3和H2O中孤電子對數(shù)分別是0、1、2,故鍵角大小順序為CH4>NH3>H2O,圖示如下:
(2)雙鍵之間的斥力>雙鍵與單鍵之間的斥力>單鍵之間的斥力。例如:SO2Cl2的VSEPR模型為四面體形,因S—O是雙鍵,S—Cl是單鍵,依據(jù)斥力的大小順序判斷:“∠O—S—O”>109°28′“∠Cl—S—Cl”xS-xS(其中x代表配位原子的電負性,下標W為弱,S為強)例如:SO2F2中“∠F—S—F”為98°,而SO2Cl2中“∠Cl—S—Cl”為102°,后者鍵角較大的原因就是Cl的電負性小于F,Cl—S—Cl中價層電子對的斥力大于F—S—F中價層電子對的斥力,故SO2Cl2分子中鍵角大。
NH3>PH3>AsH3
(2)(2021·全國乙卷節(jié)選)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結構和相應的鍵角如圖所示。
PH3中P的雜化類型是________。H2O的鍵角小于NH3的,分析原因:________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________。
H2O、NH3分子中的O原子、N原子均為sp3雜化,其中心原子的孤電子對數(shù)分別為2、1,由于孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力,因此孤電子對數(shù)越多,鍵角越小
解析 (1)N、P、As屬于同一主族元素,其電負性N>P>As,因三種氫化物分子中的中心原子電負性逐漸減弱,則分子中成鍵電子對逐漸遠離中心原子,致使成鍵電子對的排斥降低,鍵角逐漸減小,即鍵角由大到小的順序為NH3>PH3>AsH3。(2)由題圖可知,PH3的中心原子P形成3個σ鍵電子對和1個孤電子對,則其雜化方式為sp3。H2O、NH3分子中的O原子、N原子均為sp3雜化,其中心原子的孤電子對數(shù)分別為2、1,由于孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力,因此孤電子對數(shù)越多,鍵角越小。
【模板構建】 鍵角大小比較的解題流程
答案 (1)> (2)> (3)> [PtCl4(NH3)2]形成過程中,NH3中N原子的孤電子對與Pt形成配位鍵,N→Pt配位鍵相比于孤電子對,對其他成鍵電子對的排斥作用減小,造成H—N—H的鍵角增大
解析 (1)兩種物質(zhì)中碳原子都采用sp2雜化,都沒有孤電子對,氯的電負性比氫大,甲醛的共用電子對更向碳原子集中,碳氫鍵的斥力更大,鍵角更大。(2)鍵角α是雙鍵—單鍵之間的斥力,而鍵角β是單鍵—單鍵之間的斥力,雙鍵—單鍵的斥力大于單鍵—單鍵的斥力,故鍵角α>β。(3)[PtCl4(NH3)2]中N原子形成3個N—H鍵和1個N→Pt配位鍵,N→Pt配位鍵相比于孤對電子,對其他成鍵電子對的排斥作用減小,故其H—N—H鍵之間的夾角大于NH3分子中的H—N—H鍵角。
答案 (1)大于 (2)H2O中氧原子有兩對孤電子對,H3O+中氧原子有一對孤電子對,排斥力較小 (3)大于 C===O雙鍵對C—C鍵的斥力大于C—O單鍵對C—C鍵的斥力
解析 (1)BF3分子的空間結構為平面三角形,鍵角為120°;CCl4分子的空間結構為正四面體形,鍵角為109°28′。(2)H2O、H3O+的中心原子的價層電子對數(shù)均為4,H2O中O原子有兩對孤電子對,H3O+中O原子有一對孤電子對,因為孤電子對間的排斥力>孤電子對與成鍵電子對間的排斥力>成鍵電子對間的排斥力,導致H3O+中H—O—H的鍵角比H2O中H—O—H的鍵角大。(3)由于雙鍵對單鍵的斥力大于單鍵對單鍵的斥力,故乙酸分子結構中鍵角1大于鍵角2。
方法篇 二、分子(或離子)中大π鍵的判斷方法
【核心歸納】(1)大π鍵的含義在一個平面形的多原子分子中,如果相鄰原子有垂直于分子平面的、對稱性一致的,未參與雜化軌道的原子軌道,那么這些軌道可以相互重疊,形成多中心π鍵。這種多中心π鍵又稱為“共軛π鍵”或“離域π鍵”,簡稱“大π鍵”。
(2)大π鍵的形成條件①所有參與離域π鍵的原子都必須在同一平面內(nèi),即連接這些原子的中心原子只能采取sp或sp2雜化;②所有參與離域鍵的原子都必須提供一個或兩個相互平行或接近平行的p軌道。③根據(jù)泡利不相容原理,參與離域π鍵的p軌道上的電子數(shù)必須小于2倍的p軌道數(shù)。
③導熱導電性:離域π鍵的電子可在整個離域鍵的范圍內(nèi)運動,石墨形成很大的離域鍵,是它能導電的原因。
②常見分子(或離子)的大π鍵
【典例2】 (2017·全國卷Ⅱ)經(jīng)X射線衍射測得化合物R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,五氮陰離子鹽]的晶體結構,其局部結構如圖所示。
【模型構建】 大π鍵中電子數(shù)的確定方法
1.(2021·山東卷)關于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的結構與性質(zhì),下列說法錯誤的是(  )
A.CH3OH為極性分子B.N2H4空間結構為平面形C.N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N雜化方式均相同
答案 (1)V形 (2)5 D
2.(2021·山東卷節(jié)選)(1)OF2分子的空間構型為________。(2)Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為____________,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是____________(填標號)。A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
含s、p、d軌道的雜化類型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為________(填標號)。(2)CO2分子中存在________個σ鍵和________個π鍵。(3)甲醇的沸點(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之間,其原因是____________________________________________________________。
3.(2021·全國甲卷節(jié)選)(1)SiCl4是生產(chǎn)高純硅的前驅體,其中Si采取的雜化類型為________。SiCl4可發(fā)生水解反應,機理如下:
答案 (1)sp3 ② (2)2 2(3)甲醇和水均能形成分子間氫鍵,而甲硫醇不能,且水比甲醇的氫鍵多
解析 SiCl4的中心原子硅原子周圍有4對成鍵電子對,則Si采取sp3雜化。由中間體SiCl4(H2O)的結構可知,Si原子周圍有5對成鍵電子對,故該雜化軌道含1個s雜化軌道、3個p雜化軌道和1個d雜化軌道,則Si采取的雜化類型為sp3d。(2)CO2分子的結構為O===C===O,則1個CO2分子中含2個σ鍵和2個π鍵。(3)甲醇的結構簡式是CH3OH,1個甲醇分子可形成1個分子間氫鍵,而1個H2O分子可形成2個分子間氫鍵,水中氫鍵比例比甲醇高,故水的沸點比甲醇高,甲硫醇中不存在氫鍵,其沸點最低。
4.(2021·廣東卷節(jié)選)很多含巰基(-SH)的有機化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如,解毒劑化合物Ⅰ可與氧化汞生成化合物Ⅱ。
(1)H2S、CH4、H2O的沸點由高到低順序為___________________________。
H2O>H2S>CH4
解析 (1)H2O分子間能形成氫鍵,H2S、CH4分子間均不存在氫鍵,H2O的沸點大于H2S、CH4;隨著相對分子質(zhì)量增大,氫化物的沸點逐漸增大,則沸點:H2S>CH4,所以三者的沸點由高到低的順序為H2O>H2S>CH4。
(2)化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?;衔铫羰且环N強酸。下列說法正確的有________。A.在Ⅰ中S原子采取sp3雜化B.在Ⅱ中S元素的電負性最大C.在Ⅰ中C—C—C鍵角是180°D.在Ⅲ中存在離子鍵與共價鍵E.在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等(3)汞解毒劑的水溶性好,有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒?;衔铫衽c化合物Ⅲ相比,水溶性較好的是________。
解析 (2)化合物Ⅰ中S原子價層電子對數(shù)均為4,采用sp3雜化,A正確;化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五種元素,其中非金屬性最強的是O元素,故化合物Ⅱ中O元素的電負性最大,B錯誤;化合物Ⅲ中C原子價層電子對數(shù)均為4,采用sp3雜化,鍵角約為109°28′,C錯誤;化合物Ⅲ為有機鈉鹽,故Ⅲ中存在離子鍵和共價鍵,D正確;化合物Ⅳ中存在的S===O鍵和S—O鍵是兩種不同的化學鍵,鍵能不同,E錯誤。(3)化合物Ⅰ與化合物Ⅲ相比,化合物Ⅰ中有一個—OH,而化合物Ⅲ中對應的是—SO3Na,—OH的親水性沒有—SO3Na中的離子鍵強,故水溶性較好的是化合物Ⅲ。
1.(2021·莆田模擬)下列關于物質(zhì)結構的說法正確的是(  )
A.立體構型為直線形的分子都是非極性分子B.某物質(zhì)在熔融狀態(tài)能導電,則該物質(zhì)中一定含有離子鍵C.在CH≡CCl分子中,C和Cl之間的化學鍵是sp—p σ鍵D.(NH4)2SO4晶體含離子鍵、極性共價鍵和配位鍵,屬于配位化合物
解析 A.立體構型為直線形的分子可能是極性分子,如CH≡CCl為直線形分子但為極性分子,A錯誤;B.熔融狀態(tài)時能導電的物質(zhì)中含有自由移動的電子或離子,如金屬單質(zhì),B錯誤;C.CH≡CCl分子中,C原子價層電子對個數(shù)是2,采用sp雜化,C原子中的sp軌道和Cl原子的p軌道形成σ鍵,所以該分子中C和Cl之間的化學鍵是sp—pσ鍵,C正確;D.(NH4)2SO4晶體中銨根離子和硫酸根離子之間存在離子鍵、N原子和H原子之間存在極性共價鍵,其中一個是配位鍵,屬于離子化合物,D錯誤。
2.下列有關微粒性質(zhì)的排列順序錯誤的是(  )
A.GeX4(X表示Cl、Br或I)為分子晶體,熔沸點:GeCl4NOC.還原性:H2OSe,還原性H2Se>H2S>H2O,正確;D項,BeCl2、H2S、OF2的中心原子分別為Be、S、O,孤電子對數(shù)S與O相等,錯誤。
3.氮的最高價氧化物為無色晶體,它由兩種離子構成,已知其陰離子的空間結構為平面三角形,則其陽離子的空間結構和陽離子中氮的雜化方式為(  )
A.直線形 sp雜化B.V形 sp2雜化C.三角錐形 sp3雜化D.平面三角形 sp2雜化
4.(2021·汕頭模擬)缺電子化合物是指電子數(shù)不符合路易斯結構(一個原子通過共用電子使其價電子數(shù)達到8、H原子達到2所形成的穩(wěn)定分子結構)要求的一類化合物。下列說法錯誤的是(  )
5.(2021·泰安模擬)下列對有關事實的解釋不正確的是(  )
7.(2021·龍巖模擬)化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3,下列說法正確的是(  )
A.NH3與BF3都是由極性鍵構成的極性分子B.NH3的鍵角大于BF3的鍵角C.NH3的沸點高于BF3D.NH3·BF3的結構式為
8.(2021·長春模擬)德國科學家發(fā)現(xiàn)新配方:他使用了遠古地球上存在的O2、N2、CH4、NH3、H2O和HCN,再使用硫醇和鐵鹽等物質(zhì)合成RNA的四種基本堿基。下列說法不正確的是(  )
A.基態(tài)Fe3+價電子排布為3d5B.O2、N2、HCN中均存在σ鍵和π鍵C.CH4、NH3、H2O分子間均存在氫鍵D.沸點:C2H5SH(乙硫醇)”“SO2F2分子中∠F—S—F。(4)由圖可知,碳原子雜化類型分別為sp2和sp3。
14.茶文化是中國人民對世界飲食文化的一大貢獻,茶葉中含有少量的咖啡因(結構簡式如圖)。下列關于咖啡因的說法錯誤的是(  )
A.咖啡因的組成元素均位于元素周期表p區(qū)B.咖啡因分子中C、N 均有 sp2、sp3兩種雜化方式C.咖啡因與足量 H2加成的產(chǎn)物含有 4 個手性碳原子D.咖啡因分子間不存在氫鍵
15.已知A、B、C、D、E、F為元素周期表前四周期原子序數(shù)依次增大的六種元素,其中A的一種同位素原子中無中子,B的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代,D與E同主族,且E的原子序數(shù)是D的2倍,F(xiàn)元素在地殼中的含量位于金屬元素的第二位。試回答下列問題:(1)關于B2A2的下列說法中正確的是_____________。①B2A2中的所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結構②B2A2是由極性鍵和非極性鍵形成的非極性分子③每個B2A2分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為1∶1④B2A2分子中的A—B鍵屬于s-sp σ鍵
H2O分子之間存在氫鍵

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