[自主測(cè)評(píng)]1.易錯(cuò)易混辨析(正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)氯氣的化學(xué)式是 Cl2 而不是 Cl3,是由共價(jià)鍵的飽和性決
(2)共價(jià)鍵只能是非金屬原子之間成鍵。((3)N2 分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比是 2∶1。(
(4)σ鍵能單獨(dú)形成,而π鍵一定不能單獨(dú)形成。(
(5)只要分子結(jié)構(gòu)為平面三角形,中心原子均為 sp2 雜化。
)(6)中心原子是 sp 雜化的,其分子結(jié)構(gòu)不一定為直線形。)
錯(cuò)因:某些金屬原子與非金屬原子間也可形成共價(jià)
鍵,如AlCl3 中有共價(jià)鍵。
錯(cuò)因:氮氮三鍵中有一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵,個(gè)數(shù)比為(5)√錯(cuò)因:中心原子是sp 雜化的,其分子結(jié)構(gòu)一定為直
(3)×1∶2。(4)√(6)×線形。
2.(教材選擇性必修2 P62 第3 題改編題)下列物質(zhì)中既有極
性鍵又有非極性鍵的極性分子的是(
(1)根據(jù)上面背景信息分析 BCl3 的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)、分子空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?(2)NF3 的價(jià)層電子對(duì)、價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)、分子空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?(3)通過(guò)(1)、(2)兩例分析價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)與分子的空間結(jié)構(gòu)一定相同嗎?二者之間有何規(guī)律存在?
答案:(1)BCl3 的價(jià)層電子對(duì)數(shù)有 3 對(duì),價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)
構(gòu)為平面三角形,分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。
(2)NF3 的價(jià)層電子對(duì)為 4 對(duì),價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為四面
體形,分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
(3)價(jià)層電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)與分子的空間結(jié)構(gòu)不一定一致,分子的空間結(jié)構(gòu)指的是成鍵電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu),不包括孤電子對(duì)(未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì))。兩者是否一致取決于中心原子上有無(wú)孤電子對(duì),當(dāng)中心原子上無(wú)孤電子對(duì)時(shí),兩者的空間結(jié)構(gòu)一致;當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí),兩者的空間結(jié)構(gòu)不一致。
(1)共價(jià)鍵的本質(zhì)和特征
(2)共價(jià)鍵的類型(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類)
2.鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)與鍵角①概念
②鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響③鍵參數(shù)與分子穩(wěn)定性的關(guān)系
鍵能越________,鍵長(zhǎng)越________,分子越穩(wěn)定。
成的單質(zhì)是黑火藥的成分之一,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
【練1】(2021年山東青島期末)原子序數(shù)依次增大的 V、W、X、Y、Z 五種短周期元素,V 與其他元素均不在同一周期,W元素形成的化合物種類最多,X 元素的簡(jiǎn)單氫化物與它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能反應(yīng)生成鹽,Y 與 Z 同主族,Z 元素形
A.V 和 W 或 V 和 Y 形成的化合物均可能存在非極性共價(jià)
B.WY2 分子中各原子均滿足 8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C.Y 和 Z 形成的化合物均能使品紅溶液褪色
D.僅由 V、X、Y 三種元素形成的化合物可能是離子化合物
解析:原子序數(shù)依次增大的 V、W、X、Y、Z 五種短周期元素,W 元素形成的化合物種類最多,則 W 為 C 元素;X 元素的簡(jiǎn)單氫化物與它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能反應(yīng)生成鹽,則 X為 N 元素;Y 與 Z 同主族,Z 元素形成的單質(zhì)是黑火藥的成分之一,則 Y 為 O 元素、Z 為 S 元素;V 與其他元素均不在同一周期,則 V 為 H 元素。碳原子個(gè)數(shù)大于 1 的烴中含有碳碳非極性鍵,過(guò)氧化氫中含有氧氧非極性鍵,A 正確;二氧化碳分子中的碳原子和氧原子均滿足 8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu),B 正確;三氧化硫不具有漂白性,不能使品紅溶液褪色,C 錯(cuò)誤;硝酸銨和亞硝酸銨均是由 H、N、O 三種元素形成的離子化合物,D 正確。
【練 2】(2021 年青島期末)短周期主族元素 X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,最外層電子數(shù)滿足 Z=X+Y;化合物Y2X4 的電子總數(shù)為 18 個(gè);基態(tài) Z 原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的 2 倍,且最高能級(jí)有兩個(gè)未成對(duì)電子;W 的氫化物
)A.X、Y、W 三種元素能形成離子化合物B.X2Y—YX2 的水溶液呈堿性C.元素的電負(fù)性:Y<ZD.Y2Z 分子中只含σ鍵,不含π鍵
解析:Y2X4 型常見化合物有 N2O4、C2H4、N2H4,根據(jù)電子總數(shù)為 18,推測(cè) Y2X4 為 N2H4,即 X 為 H,Y 為 N,Z 的最外層=X 最外層+Y 最外層=6,故 X 可能為 O 或 S,又 Z 電子總數(shù)是最高能級(jí)電子數(shù)的 2 倍,O 和 S 最高能級(jí)均為 4 個(gè)電子,即 np4,故 Z 的電子總數(shù)為 8,故 Z 為 O,W 的氫化物為強(qiáng)酸,短周期滿足此要求的只有 HCl,故 W 為 Cl。X 為 H,Y為 N,W 為 Cl,三者可形成離子化合物 NH4Cl,A 正確;該化合物 X2Y—YX2 為兩個(gè)氨基相連,即 N2H4(肼),肼溶于水能發(fā)
生類似 NH3 與水的反應(yīng),且生成物能電離出 OH-,故溶液顯堿性,B 正確;Y 為 N,Z 為 O,電負(fù)性:O>N,C 正確;Y2Z即 N2O,其等電子體為 CO2,故兩者結(jié)構(gòu)相同,根據(jù) CO2 結(jié)構(gòu)式 O==C==O,可知 N2O 結(jié)構(gòu)式為 N==N==O,雙鍵中有一根為σ鍵,另一根為π鍵,D 錯(cuò)誤。
判斷共價(jià)鍵類型的方法(1)σ鍵與π鍵的判斷方法①軌道重疊方式
形成σ鍵時(shí),原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊;形成π鍵
時(shí),原子軌道以“肩并肩”的方式重疊。
②電子云的對(duì)稱性,σ鍵的電子云是以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱,為軸對(duì)稱;π鍵的電子云是由兩塊組成,它們互為鏡像,為鏡面對(duì)稱。
③原子間共用電子對(duì)數(shù)目,單鍵均為σ鍵,雙鍵含有1 個(gè)σ鍵
和1 個(gè)π鍵,三鍵含有1 個(gè)σ鍵和2 個(gè)π鍵。
④共價(jià)鍵強(qiáng)度,σ鍵強(qiáng)度較大,較穩(wěn)定;π鍵活潑,比較容易
注意:N≡N 中π鍵較穩(wěn)定。
(2)極性鍵與非極性鍵的判斷,看形成共價(jià)鍵的兩原子,不同種元素的原子之間形成的是極性共價(jià)鍵,同種元素的原子之間形成的是非極性共價(jià)鍵。
【練3】(2021年石家莊模擬)已知各共價(jià)鍵的鍵能如表所
示,下列說(shuō)法正確的是(
A.穩(wěn)定性:H—I>H—Cl>H—FB.表中看出F2能量最低C.432 kJ·ml-1>E(H—Br)>299 kJ·ml-1D.H2(g)+F2(g)===2HF(g) ΔH=+25 kJ·ml-1 
解析:鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定,根據(jù)題表中數(shù)據(jù),H—F最穩(wěn)定,A 錯(cuò)誤;鍵能越大,形成的分子越穩(wěn)定,能量越低。根據(jù)數(shù)據(jù),H—F 最穩(wěn)定,HF 能量最低,F(xiàn)—F 最不穩(wěn)定,F(xiàn)2能量最高,B 錯(cuò)誤;同主族從上往下半徑逐漸增大,即 Br 的半徑介于 Cl 和 I 之間,因此,H—Br 的鍵能介于 H—Cl 和 H—I之間,C 正確;根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總
和=(436+157-2×568) kJ·ml-1=-543 kJ·ml-1,D錯(cuò)誤。
【練4】(2021 年菏澤期末)下列有關(guān)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)的說(shuō)
解析:CH4、C2H4、CO2 分別為正四面體形(109°28′)、平面三角形(120°)、直線形(180°),所以分子中的鍵角依次增大,A 正確;原子半徑越大,形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),O、S、Se的原子半徑依次增大,所以與 H 形成的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)依次增大,B 正確;非金屬性越強(qiáng),形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定,共價(jià)鍵的鍵能越大,則 H2O、H2S、H2Se 分子中的鍵能依次減小,C 正確;影響分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的因素是分子間作用力,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高,與共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān),D 錯(cuò)誤。
1.分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定(1)紅外光譜工作原理紅外線透過(guò)分子時(shí),分子會(huì)吸收跟它的某些化學(xué)鍵的________相同的紅外線,再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過(guò)和已有譜圖庫(kù)比對(duì),或通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算,可以得知分子中含有何種________或官能團(tuán)的信息。
(2)紅外光譜儀原理示意圖
2.多樣的分子空間結(jié)構(gòu)
3.價(jià)層電子對(duì)互斥模型
(1)價(jià)層電子對(duì)互斥模型
分子的空間結(jié)構(gòu)是中心原子周圍的“價(jià)層電子對(duì)”相互________的結(jié)果。(2)中心原子上價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算
σ鍵電子對(duì)中心原子上的孤電子對(duì)
σ鍵電子對(duì)的計(jì)算:由化學(xué)式確定,即中心原子形成幾個(gè)σ鍵,就有幾對(duì)σ鍵電子對(duì)。如H2O 分子中,O 有______個(gè)σ鍵電子對(duì),NH3 分子中,N 有________個(gè)σ鍵電子對(duì)。中心原子上的孤電子對(duì)的計(jì)算:中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)
中心原子的最外層電子數(shù)
a.a 表示中心原子的____________。對(duì)于主族元素:a=______________________。
對(duì)于陽(yáng)離子:a=____________________-_____________。對(duì)于陰離子:a=____________________+_____________
___________。
b.x 表示____________________________。
c.b 表示與中心原子結(jié)合的原子_____________________,氫為________,其他原子=______________________。
與中心原子結(jié)合的原子數(shù)
③VSEPR 模型與分子或離子的空間結(jié)構(gòu)
(1)用雜化軌道理論解釋甲烷分子的形成在形成 CH4 分子時(shí),碳原子的一個(gè)_____軌道和 3 個(gè)______軌道發(fā)生混雜,形成 4 個(gè)能量相同、方向不同的________雜化軌道。4 個(gè)________雜化軌道分別與 4 個(gè) H 原子的 1s 軌道重疊形成 4 個(gè) C—H________鍵,所以呈正四面體形的空間結(jié)構(gòu)。
(2)雜化軌道的形成及其特點(diǎn)
(3)雜化軌道類型及其空間結(jié)構(gòu)
sp3 雜化軌道是由____個(gè) s 軌道和____個(gè) p 軌道雜化形成的。sp3 雜化軌道間的夾角是 109°28′,空間結(jié)構(gòu)為______________。
sp2 雜化軌道是由______個(gè) s 軌道和______個(gè) p 軌道雜化而成的。sp2 雜化軌道間的夾角是______,呈_____________。
sp 雜化軌道是由______個(gè) s 軌道和______個(gè) p 軌道雜化而成的。sp 雜化軌道間的夾角是______,呈________。
(4)VSEPR 模型與中心原子的雜化軌道類型
(5)中心原子雜化類型和分子構(gòu)型的相互判斷
(6)由雜化軌道數(shù)判斷中心原子的雜化類型雜化軌道用來(lái)形成σ鍵和容納孤電子對(duì)。所以有公式:雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對(duì)數(shù)+中心原子的σ鍵數(shù)。
價(jià)層電子對(duì)互斥理論及其應(yīng)用
【練1】(2021年合肥模擬)用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測(cè)許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu),有時(shí)也能用來(lái)推測(cè)鍵角
大小,下列判斷正確的是(
A.H2S、CS2、HI 都是直線形的分子B.COCl2、BF3、SO2 都是平面三角形的分子C.BF3 鍵角為 120°,SnBr2 鍵角小于 120°D.PCl3、NH3、PCl5 的 VSEPR 結(jié)構(gòu)相同
結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;BF3中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+—×(3-3×1)=3,為
平面三角形結(jié)構(gòu),SnBr2中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+—×(4-2×1)=3,
解析:硫化氫分子呈Ⅴ形,CS2、HI 都是直線形的分子,A 錯(cuò)誤;二氧化硫?yàn)棰跣谓Y(jié)構(gòu),COCl2、BF3 中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)都是 3 且不含孤電子對(duì),所以這兩種分子都是平面三角形
且含有一個(gè)孤電子對(duì),為Ⅴ形結(jié)構(gòu),孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)之間的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力,所以 BF3 鍵角為120°,SnBr2 鍵角小于 120°,C 正確;NH3、PCl3 中價(jià)層電子對(duì)
數(shù)=3+—×(5-3×1)=4;且含有一個(gè)孤電子對(duì),所以NH3、
PCl3為三角錐形結(jié)構(gòu),PCl5中價(jià)層電子對(duì)數(shù)=5+—×(5-5×1)
=5 且不含孤電子對(duì),為三角雙錐結(jié)構(gòu),D 錯(cuò)誤。
【練2】(2020年泰安二模)下列分子或離子中,VSEPR(價(jià)層電子對(duì)互斥理論)模型名稱與分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱不
子對(duì)個(gè)數(shù)=4+—×(4-1×4)=4,VSEPR模型為正四面體結(jié)構(gòu),
含有 2 個(gè)孤電子對(duì),去掉孤電子對(duì)后,實(shí)際上其空間結(jié)構(gòu)是 V形,VSEPR 模型與空間結(jié)構(gòu)名稱不一致,C 錯(cuò)誤;CCl4 分子中,中心原子 C 原子原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵電子對(duì)個(gè)數(shù)+孤電
中心原子不含有孤電子對(duì),為正四面體結(jié)構(gòu),VSEPR 模型與空間結(jié)構(gòu)名稱一致,D 正確。
分子的立體結(jié)構(gòu)及中心原子雜化類型的判斷
【練3】(2021 年濟(jì)寧一模)向 K2[PtCl4]的稀鹽酸溶液中通入乙烯氣體可得到金黃色沉淀 K[Pt(C2H4)Cl3],該沉淀的陰離子
結(jié)構(gòu)如圖所示.下列有關(guān)該沉淀的陰離子說(shuō)法正確的是(A.該沉淀的陰離子所有原子共平面B.乙烯分子中碳原子的雜化方式為 sp2 雜化C.配位鍵的形成均為電子給予體提供孤電子對(duì)D.由其組成的物質(zhì)不能燃燒
解析:乙烯是平面形分子,而整個(gè)陰離子中所有原子不共平面,A 錯(cuò)誤;乙烯分子中含有碳碳雙鍵,所以碳原子的雜化方式為 sp2 雜化,B 正確;在陰離子[Pt(C2H4)Cl3]-中,中心原子是 Pt,分別與 3 個(gè)氯離子形成σ鍵和一個(gè)乙烯分子形成配位鍵,根據(jù)題圖可知,配位鍵中 2 個(gè) C 原子各提供 1 個(gè)電子,C 錯(cuò)誤;該物質(zhì)為有機(jī)配位化合物,可以燃燒,D 錯(cuò)誤。
【練4】(2021年青島期末)偶氮苯(一種分子機(jī)器)作為光開關(guān),可對(duì)外部刺激(例如光或熱)作出響應(yīng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所
示。下列分析正確的是(
A.分子中 C 和 N 原子均采用 sp2 雜化方式B.分子中所有原子一定處于同一平面上C.1 ml 偶氮苯中含有 7 ml π鍵D.該物質(zhì)所形成的晶體為分子晶體,其熔點(diǎn)主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能
解析:該分子中苯環(huán)上的 C 原子均形成 3 個(gè)σ鍵,且無(wú)孤電子對(duì),則 C 采取 sp2 雜化,N 原子形成 2 個(gè)σ鍵,且有 1 對(duì)孤電子對(duì),則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為 3,也采用 sp2 雜化,A 正確;苯環(huán)上的原子以及與苯環(huán)直接相連的原子是在同一平面上的,但是單鍵可以旋轉(zhuǎn),則分子中所有原子不一定處于同一平面上,B錯(cuò)誤;苯環(huán)不含有碳碳雙鍵,而是含有 1 個(gè)大π鍵,則 1 ml 偶氮苯中含有 3 ml π鍵,C 錯(cuò)誤;該物質(zhì)所形成的晶體為分子晶體,其熔點(diǎn)主要取決于分子間作用力,D 錯(cuò)誤。
【練5】(2021 年日照期末)短周期主族元素 X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,X 與 Y 同族但不相鄰,基態(tài) Z 原子價(jià)電
子排布 nsn-1npn+1。下列說(shuō)法正確的是(
A.簡(jiǎn)單離子半徑:W>Z>Y>XB.簡(jiǎn)單陰離子還原性:Z>WC.電負(fù)性:Z>WD.Z 與 W 的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物互為等電子體
解析:X 與 Y 同族但不相鄰,又是短周期,X 為 H,Y 為Na,基態(tài) Z 原子價(jià)電子排布 nsn-1npn+1,Z 原子核外電子排布式為 1s22s22p63s23p4,則 Z 為 S,W 為 Cl,據(jù)此解題。離子半徑比較,先看電子層數(shù),同層原子序數(shù)小對(duì)應(yīng)離子半徑大,則離子半徑:Z>W>Y>X,A 錯(cuò)誤;單質(zhì)非金屬性越強(qiáng)陰離子還原性越弱,還原性:Z>W,B 正確;非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越強(qiáng),則電負(fù)性:W>Z,C 錯(cuò)誤;H2S 與 HCl 原子數(shù)不同,不是等電子體,D 錯(cuò)誤。
(1)原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子(即等電子體)具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)相似,如CO 和N2。(2)常見的等電子體匯總
分子間的作用力與分子的性質(zhì)
1.鍵的極性和分子的極性(1)鍵的極性(2)分子的極性
(3)鍵的極性、分子空間結(jié)構(gòu)與分子極性的關(guān)系
(1)范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。①概念:范德華力是______之間普遍存在的___________,它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。②特征:很________(比化學(xué)鍵的鍵能小 1~2 個(gè)數(shù)量級(jí)),
③影響因素:a.結(jié)構(gòu)和組成相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越_____;b.分子的極性越大,范德華力越_____。④對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:范德華力主要影響物質(zhì)的______性質(zhì),如熔點(diǎn)、沸點(diǎn),范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越______。
(2)氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。
①概念:已經(jīng)與________很大的原子(如 N、F、O)形成共價(jià)鍵的________與另一個(gè)________很大的原子之間的作用力。②表示方法:氫鍵通常用___________表示,其中 A、B 為______、______、______,“—”表示________,“…”表示
③分類:氫鍵可分為________氫鍵和________氫鍵兩類。
存在________氫鍵,
氫鍵。前者的沸點(diǎn)________后者。
④特征:氫鍵不屬于化學(xué)鍵,屬于一種較弱的作用力,比
化學(xué)鍵的鍵能小 1~2 個(gè)數(shù)量級(jí)。
⑤氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:氫鍵主要影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),
分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)________。
(1)相似相溶規(guī)律非極性溶質(zhì)一般能溶于________溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于________溶劑。如蔗糖和氨________溶于水,____溶于四氯化碳。萘和碘________溶于四氯化碳,____溶于水。
(2)影響物質(zhì)溶解性的因素
①外界因素:主要有________、________等。②氫鍵:溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越________(填“好”或“差”)。
③分子結(jié)構(gòu)的相似性:溶質(zhì)和溶劑的分子結(jié)構(gòu)相似程度越大,其溶解性越________。如乙醇與水________,而戊醇在水
④溶質(zhì)是否與水反應(yīng):溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng),溶質(zhì)的溶解度會(huì)________。如 SO2 與水反應(yīng)生成的 H2SO3 可溶于水,故 SO2的溶解度________。
(1)手性異構(gòu)體:具有完全相同的________和____________的一對(duì)分子,如同左手和右手一樣互為________,卻在三維空
間里不能________,互稱手性異構(gòu)體。
(2)手性分子:有____________的分子。(3)手性碳原子:連接四個(gè)互不相同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子。用*C 來(lái)標(biāo)記。具有手性的有機(jī)物,是因?yàn)槠?br/>, R1、R2、R3、R4 是互不相同
的原子或基團(tuán)。判斷一種有機(jī)物是否具有手性異構(gòu)體,就看其含有的碳原子是否連有四個(gè)互不相同的原子或基團(tuán)。
如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
【練1】(2021 年泉州模擬)S2Cl2 的分子結(jié)構(gòu)與 H2O2 相似,
A.S2Cl2 是極性分子B.S2Cl2 分子中所有原子均滿足 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C.S2Cl2 分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵D.S2Cl2 的相對(duì)分子質(zhì)量比 H2O2 大,熔、沸點(diǎn)高
解析:該分子中,電荷的分布是不均勻的,不對(duì)稱的,正負(fù)電荷中心不重合,所以是極性分子,A 正確;硫原子形成了2 對(duì)共用電子對(duì),最外層有 6 個(gè)電子,故硫原子滿足 8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),氯原子形成了一個(gè)共用電子對(duì),氯原子最外層有 7 個(gè)電子,所以氯原子滿足 8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),B 正確;S2Cl2 分子中S—S 鍵為非極性鍵,S—Cl 鍵為極性鍵,C 正確;H2O2 分子間可以形成氫鍵,其熔、沸點(diǎn)高于 S2Cl2,D 錯(cuò)誤。
【練2】(2021年廣東模擬)在下列物質(zhì)中:含非極性鍵的
⑨H2O2B.③④⑦D.③④⑧⑨
⑦CuSO4·5H2OA.①②⑥C.④⑨答案:C
(1)共價(jià)鍵的極性與分子極性的關(guān)系
(2)判斷ABn 型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律
若中心原子A 的化合價(jià)的絕對(duì)值等于該元素所在的主族序數(shù),則為非極性分子,若不等于則為極性分子。如SO2 為極性分子,SO3 為非極性分子。
分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
A.氯化氫易溶于水B.用 CCl4 萃取碘水中的碘C.氯氣易溶于 NaOH 溶液D.苯與水混合靜置后分層
解析:氯化氫和水分子均是極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理:極性分子組成的溶質(zhì)易溶于極性分子組成的溶劑,A 錯(cuò)誤;碘和四氯化碳都是非極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理知,碘易溶于四氯化碳,B 錯(cuò)誤;氯氣和氫氧化鈉之間發(fā)生反應(yīng)生成可溶性的鹽溶液,不符合“相似相溶”原理,C 正確;溶液分層,說(shuō)明苯不溶于水,D 錯(cuò)誤。
【練4】(2021 年長(zhǎng)沙模擬)下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是(①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶②NH3 的熔、沸點(diǎn)比 PH3 的熔、沸點(diǎn)高③穩(wěn)定性:HF>HCl④冰的密度比液態(tài)水的密度小⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定
A.①②③④⑤C.①②④
B.①②⑤D.①③④⑤
解析:①乙醇、乙酸與水分子之間能形成氫鍵,則可以和水以任意比互溶,故①選;②氨氣和磷化氫的結(jié)構(gòu)相似,但氨氣分子中存在氫鍵,磷化氫中只含分子間作用力,氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,故②選;③HF、HCl 的熱穩(wěn)定性依次減弱,是因?yàn)?H—X 共價(jià)鍵穩(wěn)定性依次減弱,與氫鍵無(wú)關(guān),故③不選;④冰中存在氫鍵,其體積變大,則相同質(zhì)量時(shí)冰的密度比液態(tài)水的密度小,故④選;⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),而與氫鍵無(wú)關(guān),故⑤不選。
【練5】(2021 年南京模擬)維生素 C 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是,它能防治壞血病,該分子中有幾個(gè)手性
解析:該分子中屬于手性碳原子的是左邊第二、三號(hào)碳,它們均是連接四個(gè)不同原子或原子團(tuán)的碳原子,所以含有 2 個(gè)手性碳原子。
【練6】(2021年日照期末)下列關(guān)于鏈狀葡萄糖(結(jié)構(gòu)如圖)
A.分子中含有σ鍵和π鍵兩種共價(jià)鍵B.分子間存在氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)較高C.2~6 號(hào)碳原子價(jià)層電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為四面體形D.每個(gè)分子中有 5 個(gè)手性碳原子
解析:由鏈狀葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)可知,其官能團(tuán)為醛基、羥基,一個(gè)鏈狀葡萄糖的分子中含有 5 個(gè)羥基,一個(gè)醛基,由此分析。單鍵都是σ鍵,雙鍵中含有一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵,故鏈狀葡萄糖的分子中含有σ鍵和π鍵兩種共價(jià)鍵,A 正確;鏈狀葡萄糖的分子中含有羥基,氫原子直接與氧原子相連,可形成分子間氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)較高,B 正確;2~6 號(hào)碳原子均成四個(gè)單鍵,價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為 4 對(duì),空間結(jié)構(gòu)為四面體形,C 正確;2~5 號(hào)碳原子均連 4 個(gè)不同基團(tuán),為手性碳原子;但 6 號(hào)碳原子連兩個(gè)氫原子,連有相同基團(tuán),不是手性碳原子;1 號(hào)碳原子連有三個(gè)基團(tuán),也不是手性碳原子,故每個(gè)分子中有 4 個(gè)手性碳原子,D 錯(cuò)誤。
1.(2021 年廣東卷節(jié)選)很多含巰基(—SH)的有機(jī)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)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為________。
(2)H2S、CH4、H2O 的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)開___________。(3)汞的原子序數(shù)為 80,位于元素周期表第_______周期第
(4)化合物Ⅲ也是一種汞解毒劑?;衔铫羰且环N強(qiáng)酸。下
列說(shuō)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(fù)性最大C.在Ⅲ中 C—C—C 鍵角是 180°D.在Ⅲ中存在離子鍵與共價(jià)鍵E.在Ⅳ中硫氧鍵的鍵能均相等
(5)汞解毒劑的水溶性好,有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒。化合物 I 與化合物Ⅲ相比,水溶性較好的是________。
解析:(1)基態(tài)硫原子核外電子排布式為 1s22s22p63s23p4,因此基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為 3s23p4。(2)H2S、CH4、H2O 均為分子晶體,H2O 分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)較高,H2S、CH4 的分子間范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增加,因此沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)?H2O>H2S>CH4。
(3)第六周期 0 族元素的原子序數(shù)為 86,因此第 80 號(hào)元素
汞位于第六周期第ⅡB 族。
中 S 原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+
因此 S 原子采取 sp3 雜化,A 正確;
素為 H、C、O、S、Hg,同周期元素從左至右元素的電負(fù)性逐
漸增大,同主族元素從上至下元素的電負(fù)性逐漸減小,因此 5
種元素中電負(fù)性最大的為O元素,B 錯(cuò)誤;
原子成鍵均為單鍵,因此C原子采取 sp3 雜化,所以 C—C—C
鍵角接近109°28′,C錯(cuò)誤;
中存在C—H、C—C、
C—S、S==O、S—O、S—H共價(jià)鍵和
中硫氧鍵分為硫氧單鍵和硫氧
雙鍵,共價(jià)鍵種類不同,因此二者的鍵能不同,E 錯(cuò)誤。綜上所述,說(shuō)法正確的是 AD 項(xiàng),故答案為 AD。
中羥基能與水分子之間形成分子間氫鍵,為易溶于水的鈉鹽,溶于水后電離出的中 O 原子均能與水分子之間形成氫鍵,相同物質(zhì)的
形成的氫鍵更多,因此化合
物Ⅲ更易溶于水。答案:(1)3s23p4 (2)H2O>H2S>CH4
2.(2021 年湖南卷節(jié)選)硅、鍺(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光
電材料領(lǐng)域?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為__________,晶體硅
和碳化硅熔點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式);
(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到 SiX4,SiX4 的熔、沸點(diǎn)如下
①0 ℃時(shí),SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4 呈液態(tài)的是_______(填化學(xué)式) ,沸點(diǎn)依次升高的原因是____________________________________________________________________________,氣態(tài) SiX4 分子的空間構(gòu)型是________;
反應(yīng)可以得到 M2+,
②SiCl4 與 N-甲基咪唑其結(jié)構(gòu)如圖所示:
N-甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為________,H、C、N 的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_________,1 個(gè) M2+中含有________個(gè)σ鍵。解析:(1)硅元素的原子序數(shù)為 14,價(jià)電子排布式為 3s23p2,
;原子晶體的熔點(diǎn)取決于共價(jià)
鍵的強(qiáng)弱,晶體硅和碳化硅都是原子晶體,碳原子的原子半徑小于硅原子,非金屬性強(qiáng)于硅原子,碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長(zhǎng)小于硅硅鍵,則碳硅鍵強(qiáng)于硅硅鍵,碳化硅的熔點(diǎn)高于晶體硅。(2)①由題給熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知,0 ℃時(shí),四氟化硅為氣
為N>C>H;M2+離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵,單鍵
態(tài),四氯化硅為液態(tài),四溴化硅、四碘化硅為固態(tài);分子晶體的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小,SiX4 是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大,則 SiX4的沸點(diǎn)依次升高;SiX4 分子中硅原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為 4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為 0,則分子的空間構(gòu)型為正四面體形。②由 M2+離子的結(jié)構(gòu)可知,離子中含有雜化方式為 sp3 雜化的單鍵碳原子和 sp2 雜化的雙鍵碳原子;元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)?N>C>H,則元素電負(fù)性的大小順序
和配位鍵都是σ鍵,雙鍵中含有1個(gè)σ鍵,則離子中含有54個(gè)σ鍵。
答案:(1)(2)①SiCl4
SiCSiX4 是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量依
次增大,分子間作用力依次增大,沸點(diǎn)依次升高
②sp2、sp3 N>C>H
3.(2021 年河北卷節(jié)選) KH2PO4 晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國(guó)科學(xué)工作者制備的超大 KH2PO4 晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器,填補(bǔ)了國(guó)家戰(zhàn)略空白?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1) 在 KH2PO4 的四種組成元素各自所能形成的簡(jiǎn)單離子
中,核外電子排布相同的是________(填離子符號(hào))。(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋
子數(shù)。對(duì)于基態(tài)的磷原子,其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為________。
(3)已知有關(guān)氨、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·ml-1)如下表:
從能量角度看,氮以 N2 、而白磷以 P4( 結(jié)構(gòu)式可表示為
)形式存在的原因是_______________________________
_____________________________________________________。(4) 已 知 KH2PO4 是 次磷酸的正鹽 , H3PO2 的結(jié)構(gòu)式為
________,其中 P 采取________雜化方式。
(5)與 PO3-電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為________。(6)磷酸通過(guò)分子間脫水縮合形成多磷酸,如:
如果有 n 個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則相應(yīng)的
酸根可寫為________。
能量為 946 kJ×2=1892 kJ,顯然,形成 N2 分子放出的能量更多,故在 N 數(shù)目相同的條件下,N2 具有更低的能量,能量越低越穩(wěn)定。同理,若 6 ml P 形成 P4 分子,可以釋放出的能量為197 kJ×6=1182 kJ;若 6 ml P 形成 P2 分子,則可釋放的能量為 489 kJ×2=978 kJ,顯然,形成 P4 分子放出的能量更多,故在 P 數(shù)目相同的條件下,P4 具有更低的能量,能量越低越穩(wěn)定。(4)含氧酸分子中只有羥基上的 H 可以電離;由 KH2PO2 是次磷酸的正鹽可知,H3PO2 為一元酸,其分子中只有一個(gè)羥基,另外 2 個(gè) H 與 P 成鍵,還有一個(gè) O 與 P 形成雙鍵,故其結(jié)構(gòu)式為
4 電子總數(shù)相同的等電子體分子為
,其中 P 共形成 4 個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤電子對(duì),故其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為 4,其采取 sp3 雜化。(5)等電子體之間的原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都相同,根據(jù)前加后減、前減后加、總數(shù)不變
的原則,可以找到與 PO
SiF4、SO2F2 等。(6)由題中信息可知,n 個(gè)磷酸分子間脫去(n-1)個(gè)水分子形成鏈狀的多磷酸,因此,如果有 n 個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則可脫去 n 個(gè)水分子得到(HPO3)n,其失

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