（江蘇專版）2022年高考化學一輪復習 專題九 第三十三講 分子結構與性質學案（含解析）

（江蘇專版）2022年高考化學一輪復習 專題九 第三十三講 分子結構與性質學案（含解析）江蘇考綱要求1理解離子鍵、共價鍵的含義，能說明離子鍵、共價鍵的形成。2了解共價鍵的主要類型鍵和鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等數(shù)據(jù)說明簡單分子的某些性質(對鍵和鍵之間相對強弱的比較不作要求)。3了解鍵的極性和分子的極性，了解極性分子和非極性分子的某些性質差異。4能根據(jù)雜化軌道理論和價層電子對互斥模型判斷簡單分子或離子的空間構型。5了解“等電子原理”的含義，能結合實例說明“等電子原理”的應用。6知道分子間作用力(范德華力)的含義，了解化學鍵和分子間作用力的區(qū)別。7了解氫鍵的存在對物質性質的影響。8了解簡單配合物的成鍵情況。 共價鍵教材基礎自熱身1本質與特征(1)本質：在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。(2)特征：具有飽和性和方向性。2分類分類依據(jù)類型形成共價鍵的原子軌道重疊方式鍵電子云“頭碰頭”重疊鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移原子間共用電子對的數(shù)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注意(1)只有兩原子的電負性相差不大時，才能形成共用電子對，形成共價鍵，當兩原子的電負性相差很大(大于1.7)時，不會形成共用電子對，而形成離子鍵。(2)同種元素原子間形成的共價鍵為非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵為極性鍵。3鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質的影響鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。 4等電子原理原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子(即等電子體)具有相似的化學鍵特征，它們的許多性質相似，如CO和 N2。等電子體結構相同，物理性質相近，但化學性質不同。知能深化掃盲點提能點(一)判斷共價鍵類型的方法1鍵與鍵的判斷(1)由軌道重疊方式判斷?！邦^碰頭”重疊為鍵，“肩并肩”重疊為鍵。(2)由物質的結構式判斷。通過物質的結構式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目。共價單鍵全為鍵，雙鍵中有一個鍵和一個鍵，三鍵中有一個鍵和兩個鍵。(3)由成鍵軌道類型判斷。s軌道形成的共價鍵全部是鍵；雜化軌道形成的共價鍵全部為鍵。2極性鍵與非極性鍵的判斷看形成共價鍵的兩原子，不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。對點練1氰氣的化學式為(CN)2，結構式為NCCN，性質與鹵素相似。下列敘述正確的是()A分子中既有極性鍵，又有非極性鍵B分子中NC鍵的鍵長大于CC鍵的鍵長C分子中含有2個鍵和4個鍵D不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應解析：選A分子中NC鍵是極性鍵，CC鍵是非極性鍵，A正確；成鍵原子半徑越小，鍵長越短，N原子半徑小于C原子半徑，故NC鍵比CC鍵的鍵長短，B錯誤；(CN)2分子中含有3個鍵和4個鍵，C錯誤；由于與鹵素性質相似，故可以和氫氧化鈉溶液反應，D錯誤。提能點(二)鍵參數(shù)的應用鍵長、鍵能決定了共價鍵的穩(wěn)定性，鍵長、鍵角決定了分子的空間構型。一般來說，知道了多原子分子中的鍵角和鍵長等數(shù)據(jù)，就可確定該分子的空間構型。對點練2(1)NN鍵的鍵能為946 kJ·mol1，NN鍵的鍵能為193 kJ·mol1，則一個鍵的平均鍵能為_，說明N2中_鍵比_鍵穩(wěn)定(填“”或“”)。(2)結合事實判斷CO和N2相對更活潑的是_，試用下表中的鍵能數(shù)據(jù)解釋其相對更活潑的原因：_。COCOC=OCO鍵能/(kJ·mol1)357.7798.91 071.9N2NNN=NNN鍵能/(kJ·mol1)154.8418.4941.7答案：(1)376.5 kJ·mol1(2)CO斷開CO分子的第一個化學鍵所需要的能量(273.0 kJ·mol1)比斷開N2分子的第一個化學鍵所需的能量(523.3 kJ·mol1)小提能點(三)記憶等電子體推測等電子體的性質1常見的等電子體匯總微粒通式價電子總數(shù)立體構型CO2、N2O、CNS、NO、NAX216e直線形CO、NO、SO3、BF3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形ClO、SO、PO、SiCl4AX432e正四面體形SO、ClOAX326e三角錐形CO、N2、C、OAX10e直線形CH4、NHAX48e正四面體形2.確定等電子體的方法序號方法示例1豎換：把同族元素(同族原子價電子數(shù)相同)上下交換，即可得到相應的等電子體CO2與CS2、COS；O3與SO22橫換：換相鄰主族元素，這時候價電子發(fā)生變化，再通過得失電子使價電子總數(shù)相等N2與CO、C、O3分子、離子變換：可以將分子變換為離子，也可以將離子變換為分子，變換過程中注意電荷改變時，伴有元素種類的改變CH4與NH；CO與CN對點練3已知CO2為直線形結構，SO3為平面正三角形結構，NF3為三角錐形結構，請分別寫出COS、CO、PCl3的空間結構_、_、_。解析：COS與CO2互為等電子體，其結構與CO2相似，所以其為直線形結構；CO與SO3互為等電子體，結構相似，所以CO為平面正三角形結構；PCl3與NF3互為等電子體，結構相似，所以PCl3為三角錐形結構。答案：直線形平面正三角形三角錐形題點全練過高考題點一用分類思想突破化學鍵的類型1.碳酸亞乙酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑，其結構如圖所示。下列有關該物質的說法正確的是()A分子式為C3H2O3B分子中含6個鍵C分子中只有極性鍵D8.6 g該物質完全燃燒得到6.72 L CO2解析：選AA項，觀察圖形根據(jù)碳形成四個鍵可知分子式正確；B項，根據(jù)圖示可知分子中含8個鍵；C項，觀察圖形可知分子中含有碳碳雙鍵屬于非極性鍵；D項，沒有指明條件，無法進行氣體體積計算。2.有以下物質：HF；Cl2；H2O；N2；C2H4。(1)只含有極性鍵的是_。(填標號，下同)(2)只含有非極性鍵的是_。(3)既有極性鍵又有非極性鍵的是_。(4)只含有鍵的是_。(5)既有鍵又有鍵的是_。.COCl2分子的結構式為分子內含有_。A4個鍵B2個鍵、2個鍵C2個鍵、1個鍵 D3個鍵、1個鍵解析：.(1)含不同元素的原子，只含極性鍵；中兩個氫原子分別與氧原子相連，只含極性鍵。(2)雙原子的單質分子只含非極性鍵，符合題意。(3)根據(jù)結構可判斷既含極性鍵又含非極性鍵。(4)只有單鍵的只含鍵，即。(5)有雙鍵或叁鍵的一定既有鍵又有鍵，即。.C和Cl之間為鍵，C和O之間為1個鍵、1個鍵，因此該分子中含有3個鍵、1個鍵。答案：.(1)(2)(3)(4)(5).D題點二鍵參數(shù)的應用3NH3分子的空間構型是三角錐形，而不是正三角形的平面結構，解釋該事實的充分理由是()ANH3分子是極性分子B分子內3個NH鍵的鍵長相等，鍵角相等CNH3分子內3個NH鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于107°DNH3分子內3個NH鍵的鍵長相等，3個鍵角都等于120°解析：選CA項，NH3為極性分子不能說明NH3一定為三角錐形；B項，三個NH鍵鍵能與鍵長分別相同，鍵角相等仍有可能為正三角形；D項與事實不符。4能夠用鍵能的大小解釋的是()A常溫常壓下，氯氣呈氣態(tài)而溴單質呈液態(tài)B硝酸是揮發(fā)性酸，硫酸是難揮發(fā)性的酸C稀有氣體一般難發(fā)生化學反應D氮氣在常溫下很穩(wěn)定，化學性質不活潑解析：選D共價分子構成物質的狀態(tài)與分子內共價鍵的鍵能無關，A錯誤；物質的揮發(fā)性與分子內鍵能的大小無關，B錯誤；稀有氣體是單原子分子，無化學鍵，C錯誤；氮氣分子穩(wěn)定是由于氮氣分子中含有三鍵，鍵能很大的緣故，D正確。題點三等電子原理的應用5等電子體之間結構相似、物理性質也相近。根據(jù)等電子原理，由短周期元素組成的粒子，只要其原子總數(shù)和原子最外層電子總數(shù)相同，均可互稱為等電子體。下列各組粒子不能互稱為等電子體的是()ACO和NO BO3和SO2CCO2和NO DSCN和N解析：選CC選項中，CO2與NO具有相同的原子總數(shù)，但最外層電子總數(shù)不同，CO2為16，而NO為18，故二者不能互稱為等電子體。6原子數(shù)相同、電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是_和_；_和_。(2)此后，等電子原理又有所發(fā)展。例如，由短周期元素組成的微粒，只要其原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體，它們也具有相似的結構特征。在短周期元素組成的物質中，與NO互為等電子體的分子有_、_。解析：(1)僅由第二周期元素組成的共價分子中，即C、N、O、F組成的共價分子，如N2與CO均為14個電子，N2O與CO2均為22個電子。(2)依題意，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，即互稱為等電子體，NO為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為56×2118，SO2、O3均為三原子，各原子最外層電子數(shù)之和為6×318。答案：(1)N2CON2OCO2 (2)SO2O3分子的立體構型教材基礎自熱身1價層電子對互斥理論(1)理論要點價層電子對在空間上彼此相距越遠時，排斥力越小，體系的能量越低。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)價層電子對互斥理論與分子立體構型電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對立體構型分子立體構型實例220直線形直線形CO2330平面三角形平面三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O2雜化軌道理論當原子成鍵時，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。3配位鍵和配合物(1)配位鍵配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成共價鍵。配位鍵的表示：常用“”來表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對的原子，如NH可表示為在NH中，雖然有一個NH鍵形成過程與其他3個NH鍵形成過程不同，但是一旦形成之后，4個共價鍵就完全相同。(2)配位化合物概念：金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結合形成的化合物。形成條件：a配位體有孤電子對，中性分子如H2O、NH3和CO等；離子如F、Cl、CN等b中心原子有空軌道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等組成：(3)常見的幾種配合物常見的幾種配合物配合物的組成中心離子(配體)n外界典型配合物Cu(NH3)4SO4Fe(SCN)3Ag(NH3)2OH中心離子Cu2Fe3Ag中心離子結構特點一般是金屬離子，特別是過渡金屬離子，必須有空軌道配體NH3SCNNH3配體結構特點分子或離子，必須含有孤對電子(如NH3、H2O、CO、Cl、SCN等)配位數(shù)(n)432外界SO無OH顏色深藍色血紅色無色配離子所含化學鍵配體通過配位鍵與中心離子結合配合物所含化學鍵配位鍵、離子鍵；配體或外界中可能還含有共價鍵配合物的常見性質屬于離子化合物，多數(shù)能溶解、能電離，多數(shù)有顏色金屬羰基配合物是過渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物，如四羰基鎳Ni(CO)4。在許多有機化合物的合成反應中，金屬羰基配合物常常作為這些反應的催化劑二茂鐵二茂鐵的結構為一個鐵原子處在兩個平行的環(huán)戊二烯的環(huán)之間。在固體狀態(tài)下，兩個茂環(huán)相互錯開成全錯位構型，溫度升高時則繞垂直軸相對轉動。二茂鐵的化學性質穩(wěn)定，類似芳香族化合物知能深化掃盲點用價層電子對互斥理論、雜化軌道理論推測分子或離子的空間構型1用價層電子對互斥理論推測分子或離子立體構型“三步曲”第一步：確定中心原子上的價層電子對數(shù)a為中心原子的價電子數(shù)減去離子的電荷數(shù)，b為電荷數(shù)，x為非中心原子的原子個數(shù)。如NH的中心原子為N，a51，b1，x4，所以中心原子孤電子對數(shù)(axb)×(44×1)0。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，它們趨向于盡可能的相互遠離，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。2“四方法”判斷分子中心原子的雜化類型(1)根據(jù)雜化軌道的空間分布構型判斷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。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。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。(2)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。(3)根據(jù)等電子原理進行推斷，如CO2是直線形分子，CNS、N與CO2是等電子體，所以分子構型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。(4)根據(jù)中心原子的價電子對數(shù)參與雜化的軌道數(shù)目判斷，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是sp雜化。3填寫下表化學式孤電子對數(shù)鍵電子對數(shù)價層電子對數(shù)VSEPR模型名稱分子或離子的立體模型名稱中心原子雜化類型H2S(或H2O)224四面體形V形sp3SO2123平面三角形V形sp2SO3(或BF3)033平面三角形平面三角形sp2CH4(或NH)044正四面體形正四面體形sp3NCl3(或NH3)134四面體形三角錐形sp3HCN022直線形直線形spHCHO033平面三角形平面三角形sp2NO(或CO)033平面三角形平面三角形sp2ClO314四面體形直線形sp3H3O134四面體形三角錐形sp3ClO134四面體形三角錐形sp3PO(或SO)044正四面體形正四面體形sp3CHCH直線形spCH2=CH2平面形sp2C6H6平面六邊形sp2CH3COOHsp3、sp2題點全練過高考題點一價層電子對互斥理論、雜化軌道理論的綜合應用1用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預測許多分子或離子的空間構型，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是()ASO2、CS2、HI都是直線形的分子BBF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°CCH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子DPCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子解析：選CASO2是V形分子，CS2、HI是直線形的分子，錯誤；B.BF3鍵角為120°，是平面三角形結構，而Sn原子價電子數(shù)是4，在SnBr2中兩個價電子與Br形成共價鍵，還有一對孤對電子，對成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于120°，錯誤；D.PCl3、NH3都是三角錐形的分子，而PCl5是三角雙錐形結構，錯誤。2下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()ACO2與SO2 BCH4與NH3CBeCl2與BF3 DC2H2與C2H4解析：選BA項，CO2中C為sp雜化，SO2中S為sp2雜化，錯誤；B項，均為sp3雜化，正確；C項，BeCl2中Be為sp雜化，BF3中B為sp2雜化，錯誤；D項，C2H2中C為sp雜化，C2H4中C為sp2雜化，錯誤。題點二配位鍵、配合物理論3某物質的實驗式為PtCl4·2NH3，其水溶液不導電，加入AgNO3溶液也不產生沉淀，以強堿處理并沒有NH3放出，則關于此化合物的說法正確的是()A配合物中中心原子的電荷數(shù)和配位數(shù)均為6B該配合物可能是平面正方形結構CCl和NH3分子均與Pt4配位D配合物中Cl與Pt4配位，而NH3分子不配位解析：選C在PtCl4·2NH3水溶液中加入AgNO3溶液無沉淀生成，經強堿處理無NH3放出，說明Cl、NH3均處于內界，故該配合物中中心原子的配位數(shù)為6，電荷數(shù)為4，Cl和NH3分子均與Pt4配位，A、D錯誤，C正確；因為配體在中心原子周圍配位時采取對稱分布以達到能量上的穩(wěn)定狀態(tài)，Pt配位數(shù)為6，則其空間構型為八面體形，B錯誤。4用結構式標出銀氨絡離子、四氨合銅離子中的配位鍵_、_。答案：H3NAgNH35(1)指出配合物K2Cu(CN)4的配離子、中心離子、配體、配位數(shù)：_。(2)在Fe(CN)63中，中心原子的配位數(shù)為_，配體的立體構型是_。(3)配合物Cr(H2O)4Br2Br·2H2O中，中心原子的化合價為_，內界的電荷數(shù)為_。答案：(1)配離子為Cu(CN)42，中心離子為Cu2，配體為CN，配位數(shù)為4(2)6直線形(3)316F、K和Fe3三種離子組成的化合物K3FeF6，其中化學鍵的類型有_；該化合物中存在一個復雜離子，該離子的化學式為_，配位體是_。解析：K3FeF6屬于離子化合物，其中的化學鍵有離子鍵和配位鍵，復雜離子為FeF63，配位體是F。答案：離子鍵、配位鍵FeF63F分子間作用力與分子性質教材基礎自熱身1分子間作用力(1)概念：物質分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強弱：范德華力<氫鍵<化學鍵。(4)范德華力：范德華力主要影響物質的熔點、沸點、硬度等物理性質。范德華力越強，物質的熔點、沸點越高，硬度越大。一般來說，組成和結構相似的物質，隨著相對分子質量的增加，范德華力逐漸增大。(5)氫鍵形成：已經與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質子)與另一個分子中電負性很強的原子之間的作用力，稱為氫鍵。表示方法：AHBA、B是電負性很強的原子，一般為N、O、F三種元素； A、B可以相同，也可以不同。特征：具有一定的方向性和飽和性。分類：氫鍵包括分子內氫鍵和分子間氫鍵兩種。分子間氫鍵對物質性質的影響：主要表現(xiàn)為使物質的熔、沸點升高，對電離和溶解度等產生影響。2分子的性質(1)分子的極性非極性分子與極性分子的判斷a對于ABm型分子，A為中心原子，若A上有未成鍵電子對(孤對電子)，則ABm分子為極性分子，如H2O、NH3中O、N上分別有2對、1對孤對電子；若A上無未成鍵電子對(孤對電子)，則ABm分子為非極性分子，如CH4、CO2、BF3中C、C、B上均無孤對電子。b多原子分子中，若中心原子的化合價的絕對值等于該元素的價電子數(shù)(最高正價)時，該分子為非極性分子。鍵的極性、分子空間構型與分子極性的關系類型實例鍵的極性空間構型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子HCHO極性鍵平面三角形極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH3Cl極性鍵四面體形極性分子CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子(2)分子的溶解性“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。若溶劑和溶質分子之間可以形成氫鍵，則溶質的溶解度增大。隨著溶質分子中憎水基個數(shù)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)分子的手性異構手性異構：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。手性分子：具有手性異構體的分子。手性碳原子：在有機物分子中，連有四個不同基團或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，(4)無機含氧酸分子的酸性無機含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使ROH中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H，酸性越強，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。知能深化掃盲點(一)氫鍵(1)氫鍵的形成條件：“幾乎裸露的質子(H)”與“N、O、F原子”之間才可能形成氫鍵，其他氫原子不能形成氫鍵，例如乙醇(CH3CH2OH)中甲基(CH3)上的氫原子與水中的氧原子之間不能形成氫鍵。(2)氫鍵不是化學鍵，是一種較強的分子間作用力，它主要影響物質的某些物理性質。分子間作用力、氫鍵和共價鍵的比較：類別范德華力氫鍵共價鍵作用微粒分子或原子(稀有氣體分子)氫原子，氟、氮、氧原子(分子內，分子間)原子強度比較共價鍵氫鍵范德華力影響其強度的因素隨著分子極性和相對分子質量的增大而增大組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大對于AHB，A、B的電負性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定對物質性質的影響影響物質的熔沸點、溶解度等物理性質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F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4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：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3分子內氫鍵使物質的熔、沸點降低影響分子的穩(wěn)定性，共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強對于原子晶體，共價鍵鍵能越大，晶體的熔點越高(3)有氫鍵的物質，分子間也有范德華力，但有范德華力的物質分子間不一定有氫鍵。(4)一個氫原子只能形成一個氫鍵，這是氫鍵的飽和性。對點練1(1)化合物NH3的沸點比化合物CH4的高，其主要原因是_。(2)H2O分子內的OH鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為_。原因是_ _。答案：(1)NH3分子間能形成氫鍵(2)OH鍵、氫鍵、范德華力形成分子內氫鍵，使物質沸點降低，而形成分子間氫鍵，使物質沸點升高(二)分子極性的判斷(1)分子的極性由共價鍵的極性和分子的立體構型兩方面共同決定極性鍵極性分子極性鍵或非極性鍵非極性分子(2)判斷ABn型分子極性的經驗規(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。對點練2在下列物質中：HClN2NH3Na2O2H2O2NH4ClNaOHArCO2C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是_；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是_；只存在極性鍵的分子是_。(填序號，下同)(2)只存在單鍵的分子是_，存在三鍵的分子是_，只存在雙鍵的分子是_，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是_。(3)只存在鍵的分子是_，既存在鍵又存在鍵的分子是_。(4)不存在化學鍵的是_。(5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是_；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是_。答案：(1)(2)(3)(4)(5)題點全練過高考題點一分子間作用力及對物質性質的影響1某化合物的分子式為AB2，A屬第A族元素，B屬第A族元素，A和B在同一周期，它們的電負性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的鍵角為103.3°。下列推斷不正確的是()AAB2分子的空間構型為“V”形BAB鍵為極性共價鍵，AB2分子為非極性分子CAB2與H2O相比，AB2的熔點、沸點比H2O的低DAB2分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵解析：選B根據(jù)A、B的電負性值及所處位置關系，可判斷A為O元素，B為F元素，該分子為OF2。OF鍵為極性共價鍵。因為OF2分子的鍵角為103.3°，OF2分子中鍵的極性不能抵消，所以為極性分子。2下列事實與氫鍵有關的是()A水加熱到很高溫度都難以分解B水結成冰體積膨脹，密度變小CCH4、SiH4、GeH4、SnH4熔點隨相對分子質量增大而升高DNH3的熱穩(wěn)定性比PH3強解析：選B水加熱到很高溫度都難以分解是因為在水分子中的共價鍵結合力強，與分子之間的氫鍵無關，A錯誤；水結成冰體積膨脹，密度變小是因為水分子排列由無序變?yōu)橛行?，分子之間的間隔變大，所以與氫鍵有關，B正確；CH4、SiH4、GeH4、SnH4是結構相似的物質，相對分子質量越大，分子之間作用力就越大，因此熔點隨相對分子質量增大而升高，與氫鍵無關，C錯誤；NH3的熱穩(wěn)定性比PH3強是因為氨分子內的共價鍵比PH3強，與氫鍵無關，D錯誤。題點二分子極性和化學鍵極性的關系3三氟化硼是平面正三角形，因此是非極性分子，推斷三氯甲烷(碳原子位于分子結構中心)的結構和分子的極性情況是()A正四面體，非極性分子 B四面體，極性分子C平面三角形，非極性分子 D平面三角形，極性分子解析：選B三氯甲烷化學式為CHCl3，中心原子C原子的價層電子對數(shù)為(413×1)4，C原子采取sp3雜化，分子結構為四面體，由于CH與CCl鍵長不相等，結構不對稱，是極性分子。4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以極性鍵結合起來的分子一定是極性分子C非極性分子只能是雙原子單質分子D非極性分子中，一定含有非極性共價鍵解析：選A非極性鍵形成的雙原子分子中，正負電荷重心重合，故為非極性分子。5已知N、P同屬于元素周期表的第A族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角錐形，氮原子位于錐頂，3個氫原子位于錐底，NH鍵間的夾角是107°。(1)PH3分子與NH3分子的構型_(填“相同”“相似”或“不相似”)，PH鍵_極性(填“有”或“無”，下同)，PH3分子_極性。(2)NH3、PH3在常溫、常壓下都是氣體，但NH3比PH3易液化，其主要原因是_(填序號)。A鍵的極性NH比PH強B分子的極性NH3比PH3強C相對分子質量PH3比NH3大DNH3分子之間存在特殊的分子間作用力解析：(1)氮原子與磷原子結構相似，NH3分子與PH3分子結構也相似，PH鍵為不同種元素原子之間形成的共價鍵，為極性鍵。(2)“易液化”屬于物質的物理性質，NH3與PH3都是共價型分子，其物理性質與化學鍵無關。按照相對分子質量與分子間作用力的關系，以及分子間作用力與物質的物理性質的關系分析，應該是PH3比NH3沸點高，PH3比NH3易液化。事實是NH3比PH3易液化，這種反常現(xiàn)象客觀存在，說明這當中必有特殊的原因氫鍵。答案：(1)相似有有(2)D課堂真題集訓明考向1(2018·江蘇高考節(jié)選)臭氧(O3)在Fe(H2O)62催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO和NO，NOx也可在其他條件下被還原為N2。(1)SO中心原子軌道的雜化類型為_；NO的空間構型為_(用文字描述)。(2)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為_(填化學式)。(3)N2分子中鍵與鍵的數(shù)目比n()n()_。(4)Fe(H2O)62與NO反應生成的Fe(NO)(H2O)52中，NO以N原子與Fe2形成配位鍵。請在Fe(NO)(H2O)52結構示意圖的相應位置補填缺少的配體。解析：(1)SO中S原子的價層電子對數(shù)4，因此S原子為sp3雜化。NO中N原子的價層電子對數(shù)3，因此N原子為sp2雜化，無孤對電子，因此空間構型為平面(正)三角形。(2)因為是陰離子，因此在周期表中可將一個O原子左移一個位置變?yōu)镹原子，即NO為O3的等電子體。(3)N與N可形成叁鍵，因此有1個鍵和2個鍵，即兩者數(shù)目比為12。(4)Fe(NO)(H2O)52中有5個H2O和1個NO，題給圖示中缺少1個H2O和1個NO，O和N提供孤對電子，根據(jù)題給圖示結構可補填缺少的H2O和NO配體。答案：(1)sp3平面(正)三角形(2)NO(3)122(2017·江蘇高考節(jié)選)(1)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是_，1 mol丙酮分子中含有鍵的數(shù)目為_。(2)乙醇的沸點高于丙酮，這是因為_。解析：(1)甲基上的碳原子為sp3雜化，羰基上的碳原子為sp2雜化。單鍵全為鍵，1個雙鍵中含有1個鍵和1個鍵，故1 mol丙酮中含有9 mol 鍵。(2)乙醇中的羥基之間可以形成分子間氫鍵，故沸點高于丙酮。答案：(1)sp2和sp39 mol(或9×6.02×1023)(2)乙醇分子間存在氫鍵3(2016·江蘇高考節(jié)選)Zn(CN)42在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應4HCHOZn(CN)424H4H2O=Zn(H2O)424HOCH2CN(1)1 mol HCHO分子中含有鍵的數(shù)目為_ mol。(2)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是_。(3)與H2O分子互為等電子體的陰離子為_。(4)Zn(CN)42中Zn2與CN的C原子形成配位鍵。不考慮空間構型，Zn(CN)42的結構可用示意圖表示為_。解析：(1)HCHO的結構式為單鍵為鍵，雙鍵中有1個鍵和1個鍵，1個HCHO分子中含有3個鍵，故1 mol HCHO中含有鍵3 mol。(2)根據(jù)HOCH2CN的結構簡式可知，“CH2”中的C原子形成4個鍵，該碳原子采取sp3雜化；“CN”中的C原子形成1個鍵、2個鍵，該碳原子采取sp雜化。(3)等電子體是指原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒，H2O分子中有3個原子、8個價電子，根據(jù)質子電子互換法可知，符合條件的陰離子為NH。(4)Zn2提供空軌道，CN中C原子提供孤電子對，兩者形成配位鍵，結構可表示為答案：(1)3(2)sp3和sp(3)NH4(2015·江蘇高考)下列反應曾用于檢測司機是否酒后駕駛：2Cr2O3CH3CH2OH16H13H2O4Cr(H2O)633CH3COOH(1)Cr3基態(tài)核外電子排布式為_；配合物Cr(H2O)63中，與Cr3形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為_；1 mol CH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為_。(3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為_(填化學式)；H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因為它們都是極性分子外，還因為_。解析：(1)Cr是24號元素，Cr原子基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，Cr原子由外向里失去3個電子后變?yōu)镃r3，故Cr3基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。在配合物Cr(H2O)63中，中心原子提供空軌道，而配位原子需提供孤對電子，H2O分子中含有孤對電子的是O原子。(2)CH3COOH中，甲基中C原子與其他原子形成4個鍵，故C原子采取sp3雜化；而羧基中C原子形成3個鍵和1個鍵，故C原子采取的是sp2雜化。CH3COOH的結構式為單鍵均為鍵，雙鍵中有1個鍵和1個鍵，故1個CH3COOH分子中含有7個鍵，因此1 mol CH3COOH中含有7×6.02×1023個鍵。(3)運用電子電荷互換法，將O原子的1個電子換作1個正電荷，則O原子換為F原子，即可寫出與H2O互為等電子體的陽離子H2F。H2O與CH3CH2OH可形成分子間氫鍵，是導致H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶的主要原因。答案： (1)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)O(2)sp3和sp27×6.02×1023(或7 mol)(3)H2FH2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵5(1)(2017·全國卷)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構型為_，中心原子的雜化形式為_。(2)(2017·全國卷)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。(3)(2016·全國卷)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構型是_。在Ni(NH3)62中Ni2與NH3之間形成的化學鍵稱為_，提供孤電子對的成鍵原子是_。氨的沸點_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為_。(4)(2016·全國卷)AsCl3分子的立體構型為_，其中As的雜化軌道類型為_。(5)(2015·全國卷)CS2分子中，C原子的雜化軌道類型是_。(6)(2015·山東高考)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構型為_，其中氧原子的雜化方式為_。答案：(1)V形sp3(2)spsp3(3)正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3(4)三角錐形sp3(5)sp(6)V形sp36(2016·全國卷)(1)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構角度分析，原因是_。(2)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔點/49.526146沸點/83.1186約400(3)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為_，微粒之間存在的作用力是_。答案：(1)Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，p­p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(3)sp3共價鍵