2018届一轮复习苏教版分子的空间结构与物质性质学案

2018届一轮复习苏教版分子的空间结构与物质性质学案

第38讲 分子的空间结构与物质性质 考纲要求　1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。4.能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。5.了解范德华力的含义及对物质性质的影响。6.了解氢键的含义，能列举含有氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。‎ 考点一　共价键 ‎1．本质：在原子之间形成______________(电子云的重叠)。‎ ‎2．特征：具有__________和__________。‎ ‎3．分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 键 电子云“”重叠 键 电子云“”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 键 共用电子对偏移 键 共用电子对偏移 原子间共用电 子对的数目 键 原子间有共用电子对 键 原子间有共用电子对 键 原子间有共用电子对 特别提醒　(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。‎ ‎(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。‎ ‎4．键参数 ‎(1)概念 ‎(2)键参数对分子性质的影响 ‎①键能越______，键长越______，分子越稳定。‎ ‎②‎ ‎5．等电子原理 ‎__________相同，____________相同的分子具有相似的化学结构，它们的许多性质________，如CO和________。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)共价键的成键原子只能是非金属原子(　　)‎ ‎(2)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(　　)‎ ‎(3)在所有分子中都存在化学键(　　)‎ ‎(4)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关(　　)‎ ‎(5)ssσ键与spσ键的电子云形状对称性相同(　　)‎ ‎(6)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(　　)‎ ‎(7)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(　　)‎ ‎(8)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　　)‎ ‎(9)键长等于成键两原子的半径之和(　　)‎ ‎(10)所有的共价键都有方向性(　　)‎ ‎2．N≡N键的键能为946kJ·mol－1，N—N键的键能为193kJ·mol－1，则一个π键的平均键能为__________，说明N2中________键比________键稳定(填“σ”或“π”)。‎ ‎3．结合事实判断CO和N2相对活泼的是____________，试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因：___________________________________________。‎ CO C—O C===O C≡O 键能(kJ·mol－1)‎ ‎357.7‎ ‎798.9‎ ‎1071.9‎ N2‎ N—N N===N N≡N 键能(kJ·mol－1)‎ ‎154.8‎ ‎418.4‎ ‎941.7‎ 题组一　用分类思想突破化学键的类别 ‎1．在下列物质中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4‎ ‎(1)只存在非极性键的分子是__________；既存在非极性键又存在极性键的分子是__________；只存在极性键的分子是__________(填序号，下同)。‎ ‎(2)只存在单键的分子是__________，存在叁键的分子是__________，只存在双键的分子是__________，既存在单键又存在双键的分子是__________。‎ ‎(3)只存在σ键的分子是__________，既存在σ键又存在π键的分子是__________。‎ ‎(4)不存在化学键的是__________。‎ ‎(5)既存在离子键又存在极性键的是__________；既存在离子键又存在非极性键的是__________。‎ ‎2．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ键的是________(填序号，下同)；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________；含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________；含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是____________________________________。‎ ‎1．在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。‎ ‎2．在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性共价键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。‎ ‎3．通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π键。‎ 题组二　键参数的判断与应用 ‎3．下列说法中正确的是(　　)‎ A．分子的结构是由键角决定的 B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定 C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等 D．H2O分子中的共价键比HF分子中的共价键牢固 ‎4．已知键能、键长部分数据如下表：‎ 共价键 Cl—Cl Br—Br I—I H—F H—Cl H—Br H—I H—O 键能(kJ·mol－1)‎ ‎242.7‎ ‎193.7‎ ‎152.7‎ ‎568‎ ‎431.8‎ ‎366‎ ‎298.7‎ ‎462.8‎ 键长(pm)‎ ‎198‎ ‎228‎ ‎267‎ ‎96‎ 共价键 C—C C===C C≡C C—H N—H N===O O—O O===O 键能(kJ·mol－1)‎ ‎347.7‎ ‎615‎ ‎812‎ ‎413.4‎ ‎390.8‎ ‎607‎ ‎142‎ ‎497.3‎ 键长(pm)‎ ‎154‎ ‎133‎ ‎120‎ ‎109‎ ‎101‎ ‎(1)下列推断正确的是________(填字母，下同)。‎ A．稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI B．氧化性：I2＞Br2＞Cl2‎ C．沸点：H2O＞NH3‎ D．还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF ‎(2)下列有关推断正确的是________。‎ A．同种元素形成的共价键，稳定性：叁键＞双键＞单键 B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍 C．键长越短，键能一定越大 D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强 ‎(3)在HX分子中，键长最短的是________，最长的是________；O—O键的键长________(填“大于”、“小于”或“等于)O===O键的键长。‎ ‎1．分子的空间构型与键参数 键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的立体构型。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的立体构型。‎ ‎2．反应热与键能：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。‎ 题组三　等电子原理的应用 ‎5．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．CH4和NH是等电子体，键角均为60°‎ B．NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构 C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥型结构 D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 ‎6．原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。‎ ‎(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和_______________。‎ ‎(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有________、________。‎ 记忆等电子体，推测等电子体的性质 ‎(1)常见的等电子体汇总 微粒 通式 价电子总数 立体构型 CO2、CNS－、NO、N AX2‎ ‎16e－‎ 直线形 CO、NO、SO3‎ AX3‎ ‎24e－‎ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2‎ ‎18e－‎ V形 SO、PO AX4‎ ‎32e－‎ 正四面体型 PO、SO、ClO AX3‎ ‎26e－‎ 三角锥型 CO、N2‎ AX ‎10e－‎ 直线形 CH4、NH AX4‎ ‎8e－‎ 正四面体型 ‎(2)根据已知的一些分子的结构推测另一些与它等电子的微粒的立体构型，并推测其物理性质。‎ ‎①(BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体；②硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料；③白锡(βSn2)与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；④SiCl4、SiO、SO的原子数目和价电子总数都相等，‎ 它们互为等电子体，都形成正四面体型；⑤CO2、COS均为直线形结构；SO3、CO为平面正三角形结构；NF3、PCl3均为三角锥型结构。‎ 特别提醒　等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。‎ 考点二　分子的立体构型 ‎1．价层电子对互斥理论 ‎(1)价层电子对在球面上彼此相距最远时，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。‎ 填写下表。‎ 电子对数 成键对数 孤电子对数 电子对立体构型 分子立体构型 实例 键角 ‎2‎ ‎2‎ ‎0‎ 直线形 ‎3‎ ‎3‎ ‎0‎ 三角形 ‎2‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎0‎ 正四面体形 ‎3‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎2.杂化轨道理论 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。‎ sp杂化轨道由和组合 ——而成，杂化轨道间夹角为，呈形，‎ 如 ‎|‎ sp2杂化轨道由和组 ——合而成，杂化轨道间夹角为，呈 ‎，如 ‎|‎ sp3杂化轨道由和组 ——合而成，杂化轨道间夹角为，呈 型，如 特别提醒　(1)价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。‎ ‎①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；‎ ‎②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。‎ 如：中心原子采取sp3杂化的，其价层电子对模型为四面体型，其分子构型可以为四面体型(如CH4)，也可以为三角锥型(如NH3)，也可以为V形(如H2O)。‎ ‎(2)价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的立体构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。‎ ‎(3)杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。‎ ‎(4)杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。‎ ‎3．配位键 ‎(1)孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。‎ ‎(2)配位键 ‎①配位键的形成：成键原子一方提供____________，另一方提供________形成共价键。‎ ‎②配位键的表示：常用“________”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。‎ ‎(3)配合物 如[Cu(NH3)4]SO4‎ 配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。‎ 中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(　　)‎ ‎(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(　　)‎ ‎(3)NH3分子为三角锥型，N原子发生sp2杂化(　　)‎ ‎(4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　)‎ ‎(5)中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形(　　)‎ ‎(6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(　　)‎ ‎2．VSEPR模型和分子(离子)立体构型与中心原子杂化类型的确定。填写下表。‎ 化学式 孤电子对数 ‎(a－xb)/2‎ σ键电子对数 价层电子对数 VSEPR模 型名称 分子或离子的立体构型名称 中心原子杂化类型 H2S SO2‎ SO3‎ CH4‎ NCl3‎ HCN HCHO NO ClO－‎ H3O＋‎ ClO PO CH≡CH CH2===CH2‎ C6H6‎ CH3COOH 题组一　价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的综合考查 ‎1．下列离子的VSEPR模型与离子的空间立体构型一致的是(　　)‎ A．SO B．ClO C．NO D．ClO ‎2．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是(　　)‎ A．乙醛 B．丙烯腈 C．甲醛 D．丙炔 ‎3．(2016·葫芦岛五校协作体期中)氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子构型为平面三角形，则其阳离子的构型和阳离子中氮的杂化方式为(　　)‎ A．直线形　sp杂化 B．V形　sp2杂化 C．三角锥型　sp3杂化 D．平面三角形　sp2杂化 ‎4．原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：‎ ‎(1)BF3分子的立体结构为______________，NF3分子的立体结构为____________。‎ ‎(2)已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎1．“三种”方法判断分子中心原子的杂化类型 ‎(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断 ‎①若杂化轨道在空间的分布为正四面体型或三角锥型，则分子的中心原子发生sp3杂化。‎ ‎②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。‎ ‎③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。‎ ‎(2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°‎ ‎，则分子的中心原子发生sp杂化。‎ ‎(3)根据等电子原理结构相似进行推断，如CO2是直线形分子，CNS－、NO、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。‎ ‎2．用价层电子对互斥理论推测分子或离子立体构型的思维程序 用价层电子对互斥理论推测简单分子(ABn型)、离子(AB型)立体构型的方法 解题思路——‎ 分子(离子)的立体构型 ‎(1)σ键的电子对数的确定 由分子式确定σ键电子对数。例如，H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对σ键电子对。‎ ‎(2)中心原子上的孤电子对数的确定 中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)。式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数；x为与中心原子结合的原子数；b为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”。例如，SO2的中心原子为S，S的外围电子数为6(即S的最外层电子数为6)，则a＝6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x＝2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b＝2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数＝×(6－2×2)＝1。‎ 题组二　配位键、配合物理论 ‎5．铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。‎ ‎(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的立体构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)胆矾CuSO4·5H2O可写作[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：‎ 下列有关胆矾的说法正确的是________。‎ A．所有氧原子都采取sp3杂化 B．氧原子存在配位键和氢键两种化学键 C．Cu2＋的外围电子排布式为3d84s1‎ D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去 ‎6．[Cu(NH3)4]SO4·H2O中，与Cu2＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。‎ ‎7．K3[Fe(C2O4)3]中化学键的类型有________________________________________________。‎ ‎8．丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀，可用来检验Ni2＋，其分子结构如图所示。该结构中C原子的杂化方式是____________________，分子内微粒之间存在的作用力有________(填字母)。‎ a．离子键b．共价键c．配位键d．氢键 ‎9．醋酸二胺合铜(Ⅰ)可以除去原料气中CO。生成的CH3COO[Cu(NH3)3·CO]中与Cu＋形成配离子的配体为________________(填化学式)。‎ 考点三　分子间作用力与分子的性质 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．分子间作用力 ‎(1)概念 物质分子之间________存在的相互作用力，称为分子间作用力。‎ ‎(2)分类 分子间作用力最常见的是____________和______________________。‎ ‎(3)强弱 范德华力________氢键________化学键。‎ ‎(4)范德华力 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，____________相似的物质，随着________________的增加，范德华力逐渐________。‎ ‎(5)氢键 ‎①形成 已经与____________的原子形成共价键的________(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中__________的原子之间的作用力，称为氢键。‎ ‎②表示方法 A—H…B 特别提醒　a．A、B是电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素。‎ b．A、B可以相同，也可以不同。‎ ‎③特征 具有一定的________性和________性。‎ ‎④分类 氢键包括________氢键和________氢键两种。‎ ‎⑤分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点________，对电离和溶解度等产生影响。‎ ‎2．分子的性质 ‎(1)分子的极性 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电中心的分子 正电中心和负电中心的分子 存在的共价键 分子内原子排列 ‎(2)分子的溶解性 ‎①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于________溶剂，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，则溶质的溶解度______________。‎ ‎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)分子的手性 ‎①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为________，在三维空间里____________的现象。‎ ‎②手性分子：具有____________的分子。‎ ‎③手性碳原子：在有机物分子中，连有________________的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，‎ 如。‎ ‎(4)无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。‎ 深度思考 ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(　　)‎ ‎(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(　　)‎ ‎(3)氢键具有方向性和饱和性(　　)‎ ‎(4)H2和O2之间存在氢键(　　)‎ ‎(5)H2O2分子间存在氢键(　　)‎ ‎(6)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大(　　)‎ ‎(7)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(　　)‎ ‎(8)极性分子中可能含有非极性键(　　)‎ ‎(9)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(　　)‎ ‎2．下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。‎ ‎①冰的硬度比一般的分子晶体的大；‎ ‎②甘油的粘度大；‎ ‎③邻硝基苯酚20℃时在水中的溶解度是对硝基苯酚的0.39倍；‎ ‎④邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；‎ ‎⑤氨气极易溶于水；‎ ‎⑥氟化氢的熔点高于氯化氢。‎ 属于分子间氢键的是________；属于分子内氢键的是________。‎ ‎3．写出HF水溶液中的所有氢键。‎ ‎　‎ 题组一　分子极性和化学键极性的关系 ‎1．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．以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C．非极性分子只能是双原子单质分子 D．非极性分子中，一定含有非极性共价键 ‎2．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是(　　)‎ A．CO2和SO2 B．CH4和CH2Cl2‎ C．BF3和NH3 D．HCl和HI ‎3．已知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信息完成下列问题：‎ ‎(1)水是维持生命活动所必需的一种物质。‎ ‎①1mol冰中有________mol氢键。‎ ‎②用球棍模型表示的水分子结构是____________。‎ ‎(2)已知H2O2分子的结构如图所示：H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。‎ 试回答：‎ ‎①H2O2分子的电子式是___________________________，结构式是___________________________________________。‎ ‎②H2O2分子是含有__________键和__________键的__________(填“极性”或“非极性”)分子。‎ ‎③H2O2难溶于CS2，简要说明理由：___________________________________。‎ ‎④H2O2中氧元素的化合价是__________，简要说明原因 ‎________________________________________________________________________。‎ 分子极性判断的思维程序和两种思维模型 ‎(1)思维程序 ‎(2)思维模型 ‎①根据键的类型及分子的立体构型判断 非极性分子、极性分子的判断，首先看键是否有极性，然后再看各键的空间排列状况。‎ 键无极性，分子必无极性(O3除外)；键有极性，各键空间排列均匀，使键的极性相互抵消，分子无极性；键有极性，各键空间排列不均匀，不能使键的极性相互抵消，分子有极性。‎ 共价键的极性与分子极性的关系可总结如下：‎ ‎②根据中心原子最外层电子是否全部成键判断 分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。‎ CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。‎ 题组二　分子间作用力及其影响 ‎4．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是(　　)‎ A．氢键；分子间作用力；极性键 B．氢键；氢键；非极性键 C．氢键；极性键；分子间作用力 D．分子间作用力；氢键；非极性键 ‎5．按要求回答下列问题：‎ ‎(1)HCHO分子的立体构型为________形，它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)__________________________________________。‎ ‎(2)S位于周期表中________族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是_________________________，H2O比H2Te沸点高的原因是_________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是_____________________________________。‎ ‎(4)氨是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)硫的氢化物在乙醇中的溶解度小于氧的氢化物的原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(6)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是__________________________________________。‎ 化合物甲化合物乙 范德华力、氢键、共价键的比较 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键 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 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 ‎①‎ 对于A—H…B，A、B 影响强度的因素 随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 的电负性越大，B原子的半径越小，氢键的键能越大 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 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 ‎①影响分子的稳定性；②共价键键能越大，分子的稳定性越强 题组三　无机含氧酸的酸性 ‎6．S有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的酸性________，理由是______________________________________________________________________________。‎ ‎7．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：‎ 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸 含氧酸 Cl—OH 非羟基氧原子数 ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸 ‎(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为①________________，②________________。‎ ‎(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：‎ ‎①________________________________________________________________________，‎ ‎②________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：____________________________，‎ 写出化学方程式：_____________________________________________________________。‎ 无机含氧酸分子的酸性判断及比较的思维方法 ‎(1)无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的H原子在水分子的作用下能够变成H＋而显示一定的酸性。如HNO3、H2SO4的结构式分别是。‎ ‎(2)同一种元素的含氧酸酸性规律 H2SO4与HNO3是强酸，其—OH上的H原子能够完全电离成为H＋。而同样是含氧酸的H2SO3和HNO2却是弱酸。即酸性强弱为H2SO3＜H2SO4，HNO2＜HNO3。其他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似的情况。如酸性强弱HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。不难得出：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。‎ ‎1．[2016·全国卷Ⅰ，37(2)(3)(5)]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：‎ ‎(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_____________________________________。‎ ‎(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：________________________________________________________________。‎ GeCl4‎ GeBr4‎ GeI4‎ 熔点/℃‎ ‎－49.5‎ ‎26‎ ‎146‎ 沸点/℃‎ ‎83.1‎ ‎186‎ 约400‎ ‎(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为____________，微粒之间存在的作用力是________________________________________________________________________。‎ ‎2．[2016·全国卷Ⅱ，37(2)]硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。‎ ‎①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。‎ ‎②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。‎ ‎③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是__________________________；‎ 氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为________。‎ ‎3．[2016·全国卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。‎ ‎4．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)节选]乙醛中碳原子的杂化类型为________。‎ ‎5．[2015·全国卷Ⅰ，37(2)(3)](2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)CS2分子中，共价键的类型有_________________________________________，‎ C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子____________________________________________________________。‎ ‎6．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)节选]1mol乙醛分子中含有σ键的数目为________，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是___________________________________________。‎ ‎7．[2013·福建理综，31(3)(4)节选](3)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：‎ 晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填序号)。‎ a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．金属键 e．氢键　f．范德华力 ‎(4)已知苯酚(OH)具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子COO－OH能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________(填“>”或“＜”)Ka(苯酚)，其原因是____________________________________。‎ 答案精析 考点一 知识梳理 ‎1．共用电子对 ‎2．饱和性　方向性 ‎3．(从左到右，从上到下)σ　头碰头　π　肩并肩　极性　发生　非极性　不发生　单　一对　双　两对　叁　三对 ‎4．(1)键能　键长　键角　(2)①大　短　②稳定性　立体构型 ‎5．原子总数　外围电子总数　相似　N2‎ 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)√　(8)×　(9)×　(10)×‎ ‎2．376.5kJ·mol－1　π　σ ‎3．CO　断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0kJ·mol－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3kJ·mol－1)小 解题探究 ‎1．(1)②　⑤⑩　①③⑨　(2)①③⑤　②　⑨　⑩‎ ‎(3)①③⑤　②⑨⑩　(4)⑧　(5)⑥⑦　④‎ ‎2．①②③⑥⑦⑧　④⑤⑨　⑦　①③⑤⑥⑧⑨‎ ‎②④⑤⑥⑧⑨‎ ‎3．B ‎4．(1)ACD　(2)A　(3)HF　HI　大于 ‎5．B ‎6．(1)N2　CO　N2O　CO2　(2)SO2　O3‎ 解析　(1)仅由第2周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子中，如：N2与CO电子总数均为14个电子，N2O与CO2电子总数均为22个电子。‎ ‎(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO为三原子，各原子最外层电子数之和为5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。‎ 考点二 知识梳理 ‎1．(2)(从左到右，从上到下)直线形　BeCl2　180°　平面正三角形 BF3　120°　V形　SnBr2　104.5°　正四面体型　CH4　109.5°‎ 三角锥型　NH3　107.3°　V形　H2O　104.5°‎ ‎2．1个s轨道　1个p轨道　180°　直线　H—C≡C—H　1个s轨道　2个p轨道　120°　平面三角形　HCHO　1个s轨道　3个p轨道　109.5°　正四面体　CH4‎ ‎3．(2)①孤电子对　空轨道　②―→　(3)中心原子　配位原子　配位数 深度思考 ‎1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√‎ ‎2．(从左到右，从上到下)2　2　4　四面体型　V形　sp3　1　2　3‎ 平面三角形　V形　sp2　0　3　3　平面三角型形　平面三角形 sp2　0　4　4　正四面体型　正四面体型　sp3　1　3　4　四面体型　三角锥型　sp3　0　2　2　直线形　直线形　sp　0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2　0　3　3　平面三角形　平面三角形　sp2　3　1　4　四面体型　直线形　sp3　1　3　4　四面体型　三角锥型　sp3　1　3　4　四面体型　三角锥型　sp3　0　4　4　正四面体型　正四面体型　sp3　直线形　sp　平面形　sp2　平面六边形　sp2　sp3、sp2‎ 解题探究 ‎1．B　2.A ‎3．A　[氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5和原子组成，可知阴离子为NO、阳离子为NO，NO中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，阳离子的构型为直线形，故A项正确。]‎ ‎4．(1)平面三角形　三角锥型 ‎(2)CH4分子中的C原子没有孤电子对，NH3分子中N原子上有1对孤电子对，H2O分子中O原子上有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用增大，故键角减小 ‎5．(1)N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋形成配位键 ‎(2)D ‎6．N ‎7．离子键、共价键、配位键 ‎8．sp2、sp3　bcd ‎9．CO、NH3‎ 考点三 知识梳理 ‎1．(1)普遍　(2)范德华力　氢键　(3)＜　＜　(4)组成和结构　相对分子质量　增大　(5)①电负性很强　氢原子　电负性很强 ‎③方向　饱和　④分子内　分子间　⑤升高 ‎2．(1)(从左到右，从上到下)重合　不重合　非极性键或极性键　非极性键或极性键　对称　‎ 不对称　(2)①非极性　极性溶剂　增大　(3)①镜像　不能重叠　②手性异构体　③四个不同基团或原子 深度思考 ‎1．(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)√‎ ‎(9)×‎ ‎2．①②⑤⑥　③④‎ ‎3．F—H…F　O—H…F　O—H…O 解题探究 ‎1．A　2.D ‎3．(1)①2　②B ‎(2)①　H—O—O—H　②极性　非极性　极性　③H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2　④－1价　因O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为－1价 ‎4．A　[ ]‎ ‎5．(1)平面三角　加成产物CH3OH分子之间能形成氢键 ‎(2)ⅥA　两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强　两者均为分子晶体，H2O分子中存在氢键 ‎(3)硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高 ‎(4)氨分子间存在氢键，分子间作用力大，因而易液化 ‎(5)H2O与乙醇分子间形成氢键 ‎(6)化合物乙分子间形成氢键 ‎6．强　S的正电性越高，导致S—O—H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强 ‎7．(1)①　②‎ ‎(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O ‎②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O ‎(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应　H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O 考能提升 ‎1．(2)Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，pp轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 ‎(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 ‎(5)sp3　共价键 ‎2．①正四面体　②配位键　N　③高于　氨分子间可形成氢键　极性　sp3‎ ‎3．三角锥形　sp3‎ ‎4．sp3、sp2‎ ‎5．(2)C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 ‎(3)σ键和π键　sp　CO2、COS(或SCN－、OCN－等)‎ ‎6．6NA　CH3COOH存在分子间氢键 ‎7．(3)ad ‎(4)＜　中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋‎