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物質結構元素周

期律第21講

化學鍵分子結構與性質考點一化學鍵考點二分子的空間結構考點三

分子間作用力與物質性質經典真題·明考向作業手冊內容要求核心素養1.認識物質是由原子、離子、分子等微粒構成的,微粒之間存在不同類型的相互作用。根據微粒的種類及微粒之間的相互作用,認識物質的性質與微觀結構的關系。2.認識離子鍵、共價鍵的本質。結合常見的離子化合物和共價分子的實例,認識物質的構成微粒、微粒間相互作用與物質性質的關系。知道金屬鍵的特點與金屬某些性質的關系。3.了解共價鍵具有飽和性和方向性。知道根據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。[宏觀辨識與微觀探析]能從不同層次認識分子的結構,并對共價鍵進行分類,能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。內容要求核心素養4.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,了解分子內氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。5.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的影響[證據推理與模型認知]能運用價層電子對互斥模型和雜化軌道理論等解釋分子的空間結構及性質,揭示現象的本質和規律考點一化學鍵知識梳理

夯實必備知識|提升關鍵能力夯實必備知識1.化學鍵(1)化學鍵的定義及分類共價鍵極性鍵

離子鍵共價鍵成鍵粒子

成鍵實質陰、陽離子的靜電作用共用電子對與成鍵原子間的靜電作用形成條件活潑

與活潑

經電子得失,形成離子鍵;銨根離子與酸根離子之間形成離子鍵

元素原子之間成鍵

元素原子之間成鍵

形成的物質離子化合物非金屬單質(稀有氣體除外);某些共價化合物或離子化合物共價化合物或某些離子化合物(2)離子鍵、共價鍵的比較夯實必備知識陰、陽離子原子金屬非金屬同種不同種分類依據類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式σ鍵軌道“

”重疊

π鍵軌道“

”重疊

形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對

偏移

非極性鍵共用電子對

偏移

原子間共用電子對的數目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對三鍵原子間有三對共用電子對2.共價鍵(1)特征具有

和

。

(2)分類夯實必備知識飽和性方向性頭碰頭肩并肩發生不發生(3)鍵參數①概念②鍵參數對分子性質的影響a.鍵能越

,鍵長越

,分子越穩定。

b.夯實必備知識鍵能鍵長鍵角大短穩定性空間結構3.電子式

(1)電子式概念:在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的最外層電子(價電子)的式子。(2)電子式的書寫夯實必備知識(3)用電子式表示化合物的形成過程①離子化合物:左邊是原子的電子式,右邊是離子化合物的電子式,中間用“→”連接,相同的原子或離子不合并,用彎箭頭表示出電子的轉移情況。如NaCl:

。②共價化合物:左邊是原子的電子式,右邊是共價化合物的電子式,中間用“”連接,不必標出電子的轉移。如HCl:

。

夯實必備知識

夯實必備知識

√××√××夯實必備知識2.現有以下物質:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN。(1)只含有極性鍵的分子是

(填序號,下同),只含有非極性鍵的分子是

,既含有極性鍵,又含有非極性鍵的分子是

。

(2)只有σ鍵的是

;既有σ鍵,又有π鍵的是

;含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是

。①③⑨②④⑦⑤⑥⑧①②③⑥⑦⑧④⑤⑨⑦1.下列每組物質中含有的化學鍵類型相同的一組化合物是(

)

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

D.HBr、CO2、SiO2提升關鍵能力題組一

化學鍵與物質類別的判斷D[解析]三種物質分別含有離子鍵、共價鍵、離子鍵和共價鍵,A錯誤;三種物質分別含有離子鍵、共價鍵、共價鍵,B錯誤;三種物質均只含有共價鍵,但Cl2是單質,C錯誤;三種物質均只含有共價鍵,D正確。2.有下列十種物質:①CaF2,②KOH,③Na2O2,④NH4NO3,⑤N2H4,⑥AlCl3,⑦CO2,⑧O2,⑨H2O,⑩Na2CO3。(1)只含離子鍵的物質有

(填寫序號,下同),只含共價鍵的物質有

。

(2)屬于離子化合物的有

,屬于共價化合物的有

。

(3)含極性鍵的離子化合物有

,含非極性鍵的化合物有

。

提升關鍵能力①⑤⑥⑦⑧⑨①②③④⑩⑤⑥⑦⑨②④⑩③⑤[方法技巧]離子化合物和共價化合物的判斷方法提升關鍵能力提升關鍵能力題組二化學鍵與物質變化1.下列過程中,共價鍵被破壞的是(

)①碘升華②溴蒸氣被木炭吸附③乙醇溶于水④HCl氣體溶于水⑤冰融化⑥NH4Cl受熱⑦氫氧化鈉熔化⑧(NH4)2SO4溶于水(不考慮水解)A.①④⑥⑦ B.④⑥⑧

C.①②④⑤ D.④⑥D[解析]

①與②均無共價鍵被破壞;③不發生電離,破壞的為分子間作用力;④發生電離,H—Cl共價鍵被破壞;⑤破壞的為分子間作用力;⑥發生化學變化,生成NH3和HCl,N—H共價鍵被破壞;⑦離子鍵被破壞;⑧發生電離,離子鍵被破壞。2.在下列變化中:①I2升華;②燒堿熔化;

③NaCl溶于水;④HCl溶于水;⑤O2溶于水;

⑥Na2O2溶于水。未發生化學鍵破壞的是

,僅發生離子鍵破壞的是

,僅發生共價鍵破壞的是

,既發生離子鍵破壞,又發生共價鍵破壞的是

。

提升關鍵能力[解析]①I2升華屬于物理變化,化學鍵未被破壞;②燒堿熔化電離出陰、陽離子,離子鍵被破壞;③NaCl溶于水電離出陰、陽離子,離子鍵被破壞;④HCl溶于水電離出陰、陽離子,共價鍵被破壞;⑤O2溶于水屬于物理變化,化學鍵未被破壞;⑥Na2O2溶于水生成氫氧化鈉和氧氣,離子鍵和共價鍵均被破壞;據此分析作答。根據以上分析可知,未發生化學鍵破壞的是①⑤;僅發生離子鍵破壞的是②③;僅發生共價鍵破壞的是④;既發生離子鍵破壞,又發生共價鍵破壞的是⑥。①⑤②③④⑥[歸納總結]物質變化中化學鍵的變化關系提升關鍵能力

提升關鍵能力題組三

電子式書寫D

提升關鍵能力

Na+[H:]-

[易錯警示]

電子式書寫常見的6大誤區提升關鍵能力

內容實例誤區1漏寫未參與成鍵的電子

N2的電子式誤寫為N??N,應寫為:N??N:誤區2化合物類型不清楚,漏寫或多寫[

]及錯寫電荷數誤區3書寫不規范,錯寫共用電子對提升關鍵能力

內容實例誤區4不考慮原子間的結合順序誤區5不考慮原子最外層有幾個電子,均寫成8電子結構誤區6不考慮AB2型離子化合物中2個B是分開寫還是一起寫考點二分子的空間結構知識梳理

夯實必備知識|提升關鍵能力夯實必備知識1.分子結構的測定(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

。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。

相同吸收峰量子化學夯實必備知識(2)相對分子質量的測定——質譜法①基本原理:在質譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的離子具有不同的相對質量,它們在高壓電場加速后,通過狹縫進入磁場得以分離,在記錄儀上呈現一系列峰,對這些峰進行系統分析,便可得知樣品分子的相對分子質量。②質荷比(粒子的

與其

的比值)

即為該物質的相對分子質量。

相對質量電荷數最大值2.應用價層電子對互斥模型推測分子空間結構(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孤電子對的排斥力較大,孤電子對越多,排斥力越強,鍵角越小。(2)用價層電子對互斥模型推測分子的空間結構的關鍵是判斷分子中的中心原子上的價層電子對數。其中a是中心原子的價電子數(陽離子要減去電荷數、陰離子要加上電荷數),b是與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(氫為1,其他原子等于“8-該原子的價電子數”),x是與中心原子結合的原子數。夯實必備知識(3)價層電子對數和分子空間結構的關系夯實必備知識價層電子對數σ鍵電子對數孤電子對數VSEPR模型名稱分子空間結構名稱實例220

CO2330

平面三角形BF321

SO2440

正四面體形CH431

NH322

H2O直線形直線形平面三角形V形四面體形三角錐形V形[微點撥]價層電子對互斥模型說明的是價層電子對的空間結構,而分子的空間結構指的是成鍵電子對的空間結構,不包括孤電子對。(1)當中心原子無孤電子對時,二者的空間結構一致;(2)當中心原子有孤電子對時,二者的空間結構不一致。夯實必備知識雜化類型雜化軌道數目雜化軌道間夾角空間結構實例sp2180°直線形BeCl2sp23120°

BF3sp34109°28'

CH43.雜化軌道理論(1)理論要點當原子成鍵時,原子的價電子軌道相互混雜,形成與原軌道數相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數不同,軌道間的夾角不同,形成分子的空間結構不同。(2)雜化軌道與分子空間結構的關系夯實必備知識平面三角形四面體形夯實必備知識1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)價層電子對互斥模型中,π鍵電子對數不計入中心原子的價層電子對數(

)(2)孤電子對的排斥力較大,孤電子對越多,排斥力越強,鍵角越大(

)(3)原子內部能量相近的原子軌道發生雜化,且雜化前后軌道的數目不變(

)(4)分子的中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵,則該分子一定為正四面體結構(

)(5)NH3分子為三角錐形,N原子發生sp2雜化(

)(6)只要分子的空間結構為平面三角形,中心原子均為sp2雜化 (

)√√×××√2.應用價層電子對互斥模型和雜化軌道理論填寫表格中對應內容:夯實必備知識序號物質中心原子上的孤電子對數價層電子對數VSEPR模型名稱分子或離子的空間結構中心原子雜化類型①CS2

②HCHO

③NCl3

④

⑤H3O+

02直線形直線形sp03平面三角形平面三角形sp214四面體形三角錐形sp304正四面體形正四面體形sp314四面體形三角錐形sp31.[2023·天津十二校聯考]根據價層電子對互斥模型,判斷下列分子或離子的空間結構正確的是(

)

A.①②

B.②③

C.③④

D.①④提升關鍵能力題組一用價層電子對互斥模型預測空間結構D編號分子式價層電子對互斥模型分子或離子的空間結構①SO3平面三角形平面三角形②PH3四面體形平面三角形③平面三角形三角錐形④NCl3四面體形三角錐形

提升關鍵能力2.用價層電子對互斥模型可以預測許多分子或離子的空間結構,有時也能用來推測鍵角大小,下列判斷正確的是 (

)A.SO2、CS2、HI都是直線形的分子B.BF3鍵角為120°,SnBr2鍵角大于120°C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D.PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子提升關鍵能力C[解析]

SO2是V形分子,CS2、HI是直線形的分子,A錯誤;BF3鍵角為120°,BF3分子是平面三角形結構,而Sn原子價電子數是4,在SnBr2中兩個價電子與Br形成共價鍵,含有1個孤電子對,對成鍵電子對有排斥作用,使鍵角小于120°,B錯誤;CH2O、BF3、SO3中心原子的價層電子對數均為3,無孤電子對,都是平面三角形的分子,C正確;PCl3、NH3都是三角錐形的分子,而PCl5是三角雙錐形結構,D錯誤。提升關鍵能力提升關鍵能力題組二中心原子雜化類型的判斷1.下列分子或離子空間結構和中心原子的雜化方式錯誤的是(

)D

選項分子或離子空間結構雜化方式A苯平面正六邊形sp2B正四面體形sp3C平面三角形sp2DSO2直線形sp2.根據價層電子對互斥模型和雜化軌道理論回答下列問題:(1)OF2分子的中心原子上的σ鍵電子對數為

,

孤電子對數為

,價層電子對數為

,中心原子的雜化方式為

,VSEPR模型為

,分子的空間結構為

。

提升關鍵能力[解析]根據價層電子對數的計算公式可以計算出價層電子對數和孤電子對數,分析其VSEPR模型和分子或離子的空間結構。(1)O原子最外層有6個電子,F原子最外層有7個電子;OF2分子中O和F之間形成單鍵,中心原子為O原子,其與2個F原子形成σ鍵,故σ鍵電子對數為2,孤電子對數為(6-2×1)÷2=2,價層電子對數為σ鍵電子對數與孤電子對數之和,即2+2=4,中心原子的雜化方式為sp3,VSEPR模型為四面體形,分子的空間結構為V形。224sp3四面體形V形

提升關鍵能力

303sp2平面正三角形平面正三角形404sp3正四面體形正四面體形[方法技巧]判斷中心原子雜化軌道類型的方法(1)根據中心原子價層電子對數判斷(2)根據雜化軌道之間的夾角判斷提升關鍵能力中心原子價層電子對數234雜化軌道類型spsp2sp3雜化軌道之間的夾角109°28'120°180°雜化軌道類型Sp3sp2sp(3)根據分子或離子的空間結構判斷提升關鍵能力分子或離子的空間結構雜化類型四面體形或三角錐形sp3平面三角形sp2直線形spV形有2個孤電子對sp3有1個孤電子對sp2考點三

分子間作用力與物質性質知識梳理

夯實必備知識|提升關鍵能力實質范德華力的實質是電性作用,無

和

影響因素

①一般來說,組成和結構相似的物質,隨著

的增大,范德華力逐漸增強;

②相對分子質量相近的分子,分子的極性越大,范德華力

范德華力與物質性質范德華力主要影響物質的熔沸點、硬度等物理性質。范德華力越強,物質的熔、沸點

,硬度

夯實必備知識1.范德華力與物質的性質飽和性方向性相對分子質量越強越高越大夯實必備知識2.氫鍵與物質的性質(1)表示及特征很大氫原子很大飽和方向夯實必備知識(2)強弱及對物質性質的影響較弱大降低升高升高3.分子的性質(1)分子的極性①非極性分子、極性分子夯實必備知識非極性極性②鍵的極性對化學性質的影響羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量,相同條件下pKa越小,酸性

。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—C的極性大于Cl—C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

,更易電離出氫離子。

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,乙酸的酸性大于丙酸的酸性。夯實必備知識越強大于更大越大越小越弱(2)溶解性①“相似相溶”的規律非極性溶質一般能溶于

,極性溶質一般能溶于

。若溶劑和溶質分子之間可以形成氫鍵,氫鍵作用力越大,則溶質的溶解性

。

②隨著溶質分子中憎水基個數的增大,溶質在水中的溶解度減小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度明顯減小。③如果溶質與水發生反應,將增大物質的溶解度,如SO2等。夯實必備知識非極性溶劑極性溶劑越好(3)分子的手性夯實必備知識鏡像不能重疊手性異構體

原子或基團(2)乙醇分子和水分子間可以形成氫鍵

(

)(3)鹵素單質、鹵素氫化物的熔、沸點均隨著相對分子質量的增大而增大(

)夯實必備知識×√×1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學鍵(

)[解析]氫鍵不是化學鍵。[解析]HF分子間存在氫鍵,其沸點高于HCl。[解析]可燃冰中水分子間存在氫鍵,但CH4與H2O之間不存在氫鍵。夯實必備知識(4)分子內共價鍵越強,分子越穩定,其熔、沸點也越高(

)(5)可燃冰(CH4·nH2O,6≤n≤8)中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵(

)×××[解析]H2O比H2S穩定是因為O—H鍵能大于S—H鍵能,而與氫鍵無關。(6)H2O比H2S穩定是因為水分子間存在氫鍵(

)2.肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查閱資料得知,肼是一種良好的極性溶劑,沿肼分子球棍模型的N—N方向觀察,看到的平面圖如圖所示。下列說法不正確的是(

)A.肼分子中的氮原子采用sp3雜化B.肼分子中既有極性鍵又有非極性鍵C.肼分子是非極性分子D.肼與偏二甲肼互稱同系物夯實必備知識C[解析]肼分子中每個N原子含有3個σ鍵和1個孤電子對,其價層電子對數是4,則N原子采用sp3雜化,A正確;肼分子中N原子之間存在非極性鍵,N原子和H原子之間存在極性鍵,B正確;肼分子結構不對稱,則正負電中心不重合,是極性分子,C錯誤;肼和偏二甲肼結構相似,在分子組成上相差2個CH2原子團,屬于同系物,D正確。夯實必備知識1.

[2023·山東臨沂期初調研]下列說法不正確的是(

)A.HCl、HBr、HI的熔、沸點依次升高與分子間作用力大小有關B.H2O的熔、沸點高于H2S是由于H2O分子之間存在氫鍵C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解釋D.甲烷可與水形成氫鍵,該化學鍵的強度較大提升關鍵能力題組一分子間作用力及其對物質性質的影響D[解析]

HCl、HBr、HI是組成和結構相似的分子,相對分子質量越大分子間作用力越大,相應物質的熔、沸點越高,A正確;H2O分子間可形成氫鍵,H2S分子間不能形成氫鍵,因此H2O的熔、沸點高于H2S,B正確;I2是非極性分子,易溶于非極性溶劑CCl4,C正確;甲烷中碳原子的電負性不大,甲烷分子和水分子之間不能形成氫鍵,并且氫鍵不是化學鍵,屬于分子間作用力,D錯誤。提升關鍵能力2.中科院國家納米科學中心科研員在國際上首次“拍”到氫鍵的“照片”,實現了氫鍵的實空間成像,為“氫鍵的本質”這一化學界爭論了多年的問題提供了直觀證據

。下列有關氫鍵說法中不正確的是 (

)A.由于氫鍵的存在,HF的穩定性強于H2SB.由于氫鍵的存在,乙醇比甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水C.由于氫鍵的存在,沸點:HF>HI>HBr>HClD.由于氫鍵的存在,冰能浮在水面上提升關鍵能力A[解析]由于電負性:F>S,則氣態氫化物的穩定性:HF>H2S,與氫鍵無關,A錯誤;乙醇與水能形成氫鍵,增大了乙醇在水中的溶解度,故乙醇比甲醚更易溶于水,B正確;HF能形成分子間氫鍵,其沸點在第ⅦA族元素形成的氣態氫化物中最高,HI、HBr、HCl只存在范德華力,且相對分子質量逐漸減小,范德華力逐漸減弱,其沸點逐漸降低,故沸點:HF>HI>HBr>HCl,C正確;由于氫鍵的存在,水結成冰后體積膨脹,密度變小,冰能浮在水面上,D正確。提升關鍵能力[歸納總結]粒子間作用力對物質性質的影響提升關鍵能力

范德華力氫鍵共價鍵存在范圍分子間某些含強極性鍵氫化物的分子間(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子間雙原子或多原子的分子或共價化合物和某些離子化合物中特征(有無方向性和飽和性)無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強度比較共價鍵>氫鍵>范德華力提升關鍵能力

范德華力氫鍵共價鍵影響強度的因素

①組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大;②隨著分子極性的增大而增大對于A—H…B—,A、B的電負性越大、B原子的半徑越小,氫鍵越牢固成鍵原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,共價鍵越穩定對物質性質的影響

①影響物質的熔點、沸點、溶解度等物理性質;②組成和結構相似的物質,隨相對分子質量的增大,物質的熔、沸點升高,如熔、沸點:F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4

①分子間氫鍵的存在,使物質的熔、沸點升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸點:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3;②分子內氫鍵使物質的熔、沸點降低影響分子的穩定性,共價鍵鍵能越大,分子穩定性越強提升關鍵能力題組二分子極性與共價鍵極性的關系1.已知三角錐形分子E和直線形分子G反應,生成兩種直線形分子L和M(組成E、G、L、M分子的元素原子序數均小于10),如圖所示。則下列判斷錯誤的是(

)A.E能使紫色石蕊溶液變藍B.G和M都含σ鍵和π鍵C.L是極性分子

D.G和M都是非極性分子B提升關鍵能力[解析]由于組成E、G、L、M分子的元素原子序數均小于10,結合四種分子中原子的成鍵情況推知,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堿性,溶液變藍色,A正確;F2只含σ鍵,N2含有σ鍵和π鍵,B錯誤;HF是雙原子分子,含有極性鍵,則HF是極性分子,C正確;F2和N2都是雙原子分子,都只含非極性鍵,則二者都是非極性分子,D正確。2.根據題給信息,回答相關問題。(1)H2S分子的空間結構是

,屬于

(填“極性”或“非極性”)分子。(2)SiCl4分子的空間結構為

,屬于

(填“極性”或“非極性”)分子。

(3)氨是

(填“極性”或“非極性”)分子,中心原子的軌道雜化類型為

。

提升關鍵能力[解析](1)H2S分子中S原子采取sp3雜化,分子的空間結構是V形;H2S分子中只含H—S,正、負電中心不重合,則H2S是極性分子。(2)SiCl4分子中Si原子采取sp3雜化,分子的空間結構為正四面體形;SiCl4分子中只含Si—Cl,分子結構對稱,則是非極性分子。(3)NH3分子中N原子形成3個σ鍵且含有1個孤電子對,則N原子采取sp3雜化,分子的空間結構是三角錐形;NH3分子中只含N—H,正、負電中心不重合,則NH3分子是極性分子。V形極性正四面體形非極性極性sp3[歸納總結]共價鍵的極性與分子極性的關系提升關鍵能力1.

[2022·江蘇連云港期末]下列化合物中含3個手性碳原子的是(

)A.

B.C.

D.提升關鍵能力題組三

手性分子C[解析]手性碳原子是指有機物分子中連有4個不同原子或原子團的碳原子,圖中標“*”的碳原子均為手性碳原子:

、

、

, 中不含手性碳原子,故選C。提升關鍵能力2.丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子,它存在手性異構體,如圖所示:下列關于丙氨酸的兩種手性異構體(Ⅰ和Ⅱ)的說法正確的是(

)A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2個手性碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對稱,具有相同的分子極性C.Ⅰ和Ⅱ分子都是極性分子,只含有極性鍵,不含非極性鍵D.Ⅰ和Ⅱ的化學鍵相同,其分子的性質也相同提升關鍵能力B[解析]Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1個手性碳原子,都是極性分子,分子中都含有極性鍵和非極性鍵,二者互為手性異構體,具有相同的化學性質、不完全相同的物理性質。提升關鍵能力經典真題·明考向知識梳理

B

2.

[2021·山東卷]關于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的結構與性質,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B[解析]甲醇可看成是甲烷中的一個氫原子被羥基取代得到的,為四面體結構,是由極性鍵組成的極性分子,A正確;N2H4中N原子的雜化方式為sp3,不是平面形,B錯誤;N2H4分子中連接N原子的H原子數多,存在氫鍵的數目多,而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氫鍵,另一端的兩個甲基基團比較大,影響了分子的排列,其沸點較N2H4的低,C正確;CH3OH為四面體結構,—OH結構類似于水的結構,(CH3)2NNH2的鍵線式為 ,兩者分子中C、O、N雜化方式均為sp3,D正確。3.

[2021·湖北卷]下列有關N、P及其化合物的說法錯誤的是

(

)A.N的電負性比P的大,可推斷NCl3分子的極性比PCl3的大B.N與N的π鍵比P與P的強,可推斷N≡N的穩定性比P≡P的高C.NH3的成鍵電子對間排斥力較大,可推斷NH3的鍵角比PH3的大D.HNO3的分子間作用力較小,可推斷HNO3的熔點比H3PO4的低A[解析]P和Cl的電負性差值比N和Cl的電負性差值大,因此PCl3分子的極性比NCl3分子的極性大,A項錯誤;N與N的π鍵比P與P的強,故N≡N的穩定性比P≡P的高,B項正確;N的電負性比P大,NH3中成鍵電子對距離N比PH3中成鍵電子對距離P近,NH3中成鍵電子對間的斥力大,因此NH3的鍵角比PH3的大,C項正確;HNO3和H3PO4均為分子晶體,相對分子質量:HNO3<H3PO4,且硝酸形成分子內氫鍵,因此HNO3的分子間作用力比磷酸的分子間作用力小,從而導致HNO3的熔點比H3PO4的低,D項正確。4.

[2021·海南卷]SF6可用作高壓發電系統的絕緣氣體,分子呈正八面體結構,如圖所示。有關SF6的說法正確的是 (

)A.是非極性分子

B.鍵角∠FSF都等于90°C.S與F之間共用電子對偏向SD.S原子滿足8電子穩定結構A[解析]結構對稱、正負電中心重合的分子為非極性分子,SF6分子呈正八面體結構,S原子位于正八面體的中心,該分子結構對稱、正負電中心重合,所以為非極性分子,故A正確;由圖可知,∠FSF為180°和90°,B錯誤;由于F的電負性比S的大,S與F之間共用電子對偏向F,C錯誤;中心S原子形成6個共價鍵,則S原子不是8電子穩定結構,D錯誤。5.

(1)[2022·山東卷節選]在水中的溶解度,吡啶()遠大于苯,主要原因是①

,②

。(2)[2022·全國甲卷節選]固態氟化氫中存在(HF)n形式,畫出(HF)3的鏈狀結構:

。吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵吡啶和H2O均為極性分子,而苯為非極性分子[解析](2)固態HF分子間存在氫鍵,則(HF)3的鏈狀結構為

。(3)[2022·浙江卷節選]兩種有機物的相關數據如下表:HCON(CH3)2的相對分子質量比HCONH2的大,但其沸點反而比HCONH2的低,主要原因是

。

物質HCON(CH3)2HCONH2相對分子質量7345沸點/℃153220 HCON(CH3)2分子間只有一般的分子間作用力,HCONH2分子間存在氫鍵,破壞一般的分子間作用力更容易,所以沸點低[解析]HCONH2分子間能夠形成氫鍵,導致沸點較高。6.

(1)[2022·浙江卷節選]乙醇的揮發性比水的強,原因是

。

(2)[2022·廣東卷節選]H2Se的沸點低于H2O,其原因是

。乙醇分子間形成氫鍵的數量比水分子間形成氫鍵的數量少,分子間作用力小兩者都是分子晶體,由于水存在分子間氫鍵,沸點高[解析](1)乙醇和水均可形成分子間氫鍵,但是水分子中的2個H均可參與形成氫鍵,而乙醇分子中只有羥基上的1個H可以參與形成氫鍵,故水分子間形成氫鍵的數量較多,水分子間的作用力較大,乙醇的揮發性比水的強。(2)H2Se的沸點低于H2O,其原因是兩者都是分子晶體,但水存在分子間氫鍵,沸點高。(3)[2022·海南卷節選]鄰苯二甲酸酐

( )和鄰苯二甲酰亞胺( )都是合成酞菁的原料,后者熔點高于前者,主要原因是

。兩者均為分子晶體,后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,熔點更高[解析]由于鄰苯二甲酸酐和鄰苯二甲酰亞胺均為分子晶體,而后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,因此熔點更高。

備用習題D備用習題2.[2022·海南卷]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大,X、Y同周期并相鄰,Y是組成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金屬性最強,W原子在同周期主族元素中原子半徑最小。下列判斷正確的是 (

)A.XW3是非極性分子B.簡單氫化物沸點:X>YC.Y與Z形成的化合物是離子化合物D.X、Y、Z三種元素組成的化合物水溶液呈酸性C備用習題[解析]X、Y、Z、W為原子序數依次增大的短周期主族元素,X、Y同周期并相鄰,且Y是組成水的元素之一,則Y為O元素,X為N元素;Z在同周期主族元素中金屬性最強,則Z為Na元素;W原子在同周期主族元素中原子半徑最小,則W為Cl元素。由分析,X為N元素,W為Cl元素,NCl3分子的空間結構為三角錐形,其正、負電中心不重合,屬于極性分子,A錯誤;H2O和NH3均含有分子間氫鍵,但H2O常溫下為液態,NH3常溫下為氣態,故沸點H2O>NH3,B錯誤;Y為O元素,Z為Na元素,二者形成的化合物為Na2O、Na2O2,均為離子化合物,C正確;N、O、Na三種元素組成的化合物可為NaNO3,其水溶液呈中性,也可為NaNO2,其水溶液呈堿性,D錯誤。備用習題

V形低于OF2相對分子質量小,分子間作用力小5D4.[2021·河北卷節選](1)已知有關氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ·mol-1)如下表:從能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(結構式可表示為

)形式存在的原因是

。

在原子數目相同的條件下,N2比N4具有更低的能量,而P4比P2具有更低的能量,能量越低越穩定備用習題N—NN≡NP—PP≡P193946197489備用習題[解析]根據表中的相關共價鍵的鍵能可知,若4molN形成類似白磷分子結構的N4分子,可以釋放出的能量為193kJ·mol-1×6mol=1158kJ;若4molN形成N2分子,則可釋放的能量為946kJ·mol-1×2mol=1892kJ,顯然,形成N2分子放出的能量更多,故在N數目相同的條件下,N2具有更低的能量,能量越低越穩定。同理,若4molP形成P4分子,可以釋放出的能量為197kJ·mol-1×6mol=1182kJ;若4molP形成P2分子,則可釋放的能量為489kJ·mol-1×2mol=978kJ,顯然,形成P4分子放出的能量更多,故在P數目相同的條件下,P4具有更低的能量,能量越低越穩定。

N—NN≡NP—PP≡P193946197489備用習題(2)已知KH2PO2是次磷酸的正鹽,H3PO2的結構式為

,其中P采取

雜化方式。

sp3[解析]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,其分子中只有一個羥基,另外2個H與P成鍵,還有一個O與P形成雙鍵,故其結構式為

,其中P共形成4個σ鍵、沒有孤電子對,故其價層電子對數為4,P采取sp3雜化。1.現有6種物質:①N2;②NaOH;③C2H4;④Na2O2;⑤H2O2;⑥NH4Cl。下列說法正確的是 (

)A.既存在單鍵又存在雙鍵的分子有③⑤B.既存在非極性鍵又存在極性鍵的是④⑤C.既存在σ鍵又存在π鍵的分子只有①③D.既存在離子鍵又存在極性共價鍵的是②④⑥1234567891011121314151617C考點一化學鍵181920[解析]

H2O2中只含單鍵,A錯誤;同種元素原子形成非極性鍵,不同種元素原子形成極性鍵,Na2O2中存在離子鍵和非極性鍵,C2H4、H2O2中都存在非極性鍵和極性鍵,B錯誤;N2分子含有三鍵,C2H4含有雙鍵,故二者都存在σ鍵和π鍵,C正確;NaOH和NH4Cl含有離子鍵和極性鍵,Na2O2中存在離子鍵和非極性鍵,D錯誤。12345678910111213141516171819202.油中含有一種分子式為C8H18的烴,在高溫下裂解可得到含CH4、C2H4、C2H6和C3H6等相對分子質量較小的鏈狀烴。下列說法中不正確的是 (

)A.CH4、C2H6分子中都只含σ鍵,不含π鍵B.C2H4分子中含有σ鍵和π鍵的數目之比為4∶1C.C3H6分子中含有σ鍵和π鍵的數目之比為8∶1D.有機物分子中碳原子之間可以形成σ鍵,也可以形成π鍵B1234567891011121314151617181920[解析]

CH4、C2H6屬于鏈狀烷烴,分子中都只含σ鍵,不含π鍵,A正確;C2H4的結構簡式為CH2

=CH2,分子中含有σ鍵和π鍵的數目之比為5∶1,B錯誤;C3H6為鏈烴,則其結構簡式為CH3CH=CH2,分子中含有σ鍵和π鍵的數目之比為8∶1,C正確;由上述分析可知,有機物分子中碳原子之間可以形成σ鍵,也可以形成π鍵,D正確。12345678910111213141516171819203.三硫化磷(P4S3)是黃綠色針狀晶體,易燃、有毒,分子結構之一如圖所示,下列有關P4S3中的說法不正確的是(

)A.P4S3屬于共價化合物B.分子中含有極性鍵和非極性鍵C.穩定性:P—P>P—SD.1molP4S3分子中含有9molσ鍵C1234567891011121314151617181920[解析]只含共價鍵的化合物為共價化合物,則P4S3屬于共價化合物,A正確;由題圖可知,分子中存在極性鍵(P—S)和非極性鍵(P—P),B正確;P原子半徑大于S原子半徑,則P—P的鍵長大于P—S,故P—S更穩定,C錯誤;1個P4S3分子中有6個P—S、3個P—P共價鍵,則1molP4S3分子中含有9molσ鍵,D正確。12345678910111213141516171819204.由短周期前10號元素組成的物質T和X,有如圖所示的轉化。X不穩定,易分解。下列有關說法正確的是 (

)A.為使該轉化成功進行,Y可以是酸性KMnO4溶液B.等物質的量的T、X分子中含有π鍵的數目均為NAC.X分子中含有的σ鍵個數是T分子中含有的σ鍵個數的2倍D.T分子中只含有極性鍵,X分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵A1234567891011121314151617181920[解析]由球棍模型可知,T為HCHO,X不穩定,易分解,則X為H2CO3,Y為氧化劑,可以選擇氧化性較強的酸性KMnO4溶液,A正確;等物質的量并不一定是1mol,B錯誤;X分子中含有的σ鍵個數為5,T分子中含有的σ鍵個數為3,C錯誤;T、X分子中均只含有極性鍵,無非極性鍵,D錯誤。12345678910111213141516171819205.

(1)[2022·湖南卷節選]富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補鐵劑。富馬酸分子的結構模型如圖所示。富馬酸分子中σ鍵與π鍵的數目比為

。

(2)[2022·全國甲卷節選]聚四氟乙烯的化學穩定性高于聚乙烯,從化學鍵的角度解釋原因:

。1234567891011121314151617181920[解析](1)由結構模型可知,富馬酸的結構簡式為HOOCCH=CHCOOH,分子中的單鍵為σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,則分子中σ鍵和π鍵的數目比為11∶3。(2)由于F元素的電負性較大,因此在與C原子的結合過程中形成C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能的強弱決定物質的化學性質,鍵能越大,化學性質越穩定,因此聚四氟乙烯的化學穩定性高于聚乙烯。11∶3C—F的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能越大,化學性質越穩定6.[2023·天津河北區模擬]下列一組粒子的中心原子雜化類型相同,分子或離子的鍵角不相等的是(

)A.CCl4、SiCl4、SiH4

B.H2Se、NF3、CH4C.BCl3、NH3、CO2

D.TeO3、BF3、H3O+B1234567891011121314151617181920考點二

分子的空間結構[解析]

CCl4、SiCl4、SiH4中C和Si原子的價層電子對數均為4,不含孤電子對,均采取sp3雜化,則CCl4、SiCl4、SiH4分子都是正四面體形,鍵角都是109°28',A錯誤;H2Se、NF3、CH4的中心原子含有孤電子對數分別為2、1、0,價層電子對數均為4,則中心原子均采取sp3雜化,由于所含孤電子對數不同,孤電子對之間及孤電子對與6.[2023·天津河北區模擬]下列一組粒子的中心原子雜化類型相同,分子或離子的鍵角不相等的是(

)A.CCl4、SiCl4、SiH4

B.H2Se、NF3、CH4C.BCl3、NH3、CO2

D.TeO3、BF3、H3O+B1234567891011121314151617181920σ鍵電子對之間的斥力不同,H2Se、NF3、CH4的鍵角依次增大,其空間結構分別為V形、三角錐形和正四面體形,B正確;BCl3、NH3、CO2的中心原子價層電子對數依次為3、4、2,雜化軌道類型分別為sp2、sp3和sp,C錯誤;TeO3、BF3、H3O+的中心原子價層電子對數分別為3、3、4,雜化軌道類型分別為sp2、sp2和sp3,D錯誤。

D1234567891011121314151617181920

12345678910111213141516171819208.

[2023·北京海淀期中]很多含巰基(—SH)的有機化合物是重金屬元素汞的解毒劑,如化合物Ⅰ、Ⅱ(結構如圖)。下列說法正確的是 (

)A.在兩個化合物中S原子均采取sp3雜化B.在兩個化合物中C—C—C鍵角均是180°C.兩個化合物均為共價化合物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個共價鍵、2個孤電子對,所以每個硫原子價層電子對數目都是4,采取sp3雜化,化合物Ⅱ中巰基(—SH)中的硫原子采取sp3雜化,—SO3Na中硫原子有6個共價鍵,與其中兩個氧原子分別形成兩個雙鍵,與另一個氧原子形成一個單鍵,硫原子采取sp3雜化,A項正確;在兩個化合物中C—C—C以單鍵形成,具有四面體結構,其鍵角小于180°,B項錯誤;化合物Ⅰ由分子構成,是共價化合物,化合物Ⅱ是鈉鹽,是離子化合物,C項錯誤;化合物Ⅱ是鈉鹽,水溶性較好,D項錯誤。12345678910111213141516171819209.化合物A是一種新型鍋爐水除氧劑,其結構式如圖所示,下列說法正確的是(

)A.碳、氮原子的雜化類型相同B.氮原子與碳原子分別為sp3雜化與sp2雜化C.1molA分子中所含σ鍵的數目為10NAD.編號為a的氮原子和與其成鍵的另外三個原子在同一平面內B1234567891011121314151617181920[解析]該分子中氮原子是sp3雜化而碳原子是sp2雜化,A錯誤、B正確;A分子中有一個C=O,故有12個共用電子對、11個σ鍵,C錯誤;氮原子為sp3雜化,編號為a的氮原子與其成鍵的另外三個原子形成的是三角錐形結構,D錯誤。1234567891011121314151617181920

D1234567891011121314151617181920

1234567891011121314151617181920

1234567891011121314151617181920

正四面體形

1234567891011121314151617181920

5V形三角錐形sp3

1234567891011121314151617181920

D12.下列敘述中正確的是

(

)A.以非極性鍵結合起來的雙原子分子一定是非極性分子B.BCl3與NCl3均為三角錐形結構,均為極性分子C.非極性分子只能是雙原子單質分子D.非極性分子中一定含有非極性鍵A1234567891011121314151617181920考點三

分子的性質[解析]以非極性鍵結合起來的雙原子分子一定是非極性分子,A正確;BCl3為平面三角形結構,為非極性分子,B錯誤;某些共價化合物,如CH4、C2H4等也是非極性分子,C錯誤;非極性分子中不一定含有非極性鍵,如CH4、CO2等,D錯誤。13.[2023·河北石家莊九中月考]《分子共和國》科普讀物生動形象地戲說了BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2等眾多“分子共和國”中的明星。下列說法正確的是

(

)A.鍵角:NH3<BF3B.酸性:CH3COOH>CF3COOHC.SOCl2分子中只存在σ鍵,不存在π鍵D.H2S、O3分子的空間結構均為直線形,且均為非極性分子A1234567891011121314151617181920[解析]NH3中的N為sp3雜化,BF3中的B為sp2雜化,故鍵角NH3<BF3,A正確;氟的電負性較強,使O—H的極性增強,更易電離出氫離子,故酸性:CH3COOH<CF3COOH,B錯誤;該分子中含有兩個S—Cl和一個S=O,單鍵是σ鍵,雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵,C錯誤;H2S、O3分子的空間結構均為V形,均為極性分子,D錯誤。1234567891011121314151617181920選項Ⅰ組Ⅱ組A

H—I的鍵能大于H—Cl的鍵能

HI比HCl穩定B

H—I的鍵能小于H—Cl的鍵能

HI比HCl穩定C

HI分子間的范德華力大于HCl分子間的范德華力

HI的沸點比HCl高D

HI分子間的范德華力小于HCl分子間的范德華力

HI的沸點比HCl低14.

Ⅱ組命題正確且能用Ⅰ組命題加以解釋的是 (

)C1234567891011121314151617181920[解析]因為HCl與HI結構相似,氯原子半徑小于碘原子半徑,H—Cl的鍵長小于H—I的鍵長,H—I的鍵能小于H—Cl的鍵能,所以HCl比HI穩定,故A、B錯誤;因為HCl與HI結構相似,氯化氫的相對分子質量小于碘化氫的相對分子質量,所以HI分子間的范德華力大于HCl分子間的范德華力,HI的沸點比HCl高,故C正確,D錯誤。123456789101112131415161718192015.關于CS2、SO2、NH3三種物質的說法中,正確的是

(

)A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其屬于極性分子B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它們都是極性分子C.CS2為非極性分子,所以在三種物質中熔沸點最低D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有極性B1234567891011121314151617181920[解析]根據“相似相溶”原理,水是極性分子,CS2是非極性分子,SO2和NH3都是極性分子,A錯誤、B正確;CS2常溫下是液體,SO2和NH3常溫下是氣體,CS2的熔沸點最高,是因為三種物質中CS2的相對分子質量最大,分子間作用力最大,C錯誤;NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子有極性外,還因為NH3分子和H2O分子之間可以形成氫鍵,D錯誤。123456789101112131415161718192016.有4個系列同族的物質,101.3kPa時測定它們的沸點(℃)如下表所示:對應表中內容,下列敘述中正確的是(

)A.系列①的(a)物質中沒有離子鍵,應有共價鍵和范德華力B.系列③中(c)物質的沸點比HCl高是因為(c)中的共價鍵更牢固C.系列②中(b)物質的元素的原子序數應為35,且該物質常溫下為液態D.系列④中H2O沸點變化出現反常,是因為分子內有氫鍵的影響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中是稀有氣體,(a)物質是Ne,沒有化學鍵,只有范德華力,A錯誤;系列③是鹵化氫,物質(c)是HF,由于HF分子間能形成氫鍵,故其沸點高于HCl,與共價鍵無關,B錯誤;系列②是鹵素單質,物質(b)是Br2,Br元素處于Cl的下一周期,其原子序數為17+18=35,常溫下Br2是紅棕色液體,C正確;系列④是第ⅥA族元素形成的氣態氫化物,H2O的沸點反常是由于H2O分子之間形成氫鍵,D錯誤。1234567891011121314151617181920①He-268.8(a)-249.5Ar-185.8Kr-151.7