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专题3 分子结构与物质的性质
Ⅰ.共价键的极性
一、键的极性和分子的极性
1．共价键的极性
极性键 非极性键
定义 由不同原子形成的共价键，电子对发生偏移 电子对不发生偏移的共价键
原子吸引电子能力 不同 相同
共用电子对 共用电子对偏向吸引电子能力强的原子 共用电子对不发生偏移
成键原子电性 显电性 电中性
成键元素 一般是不同种非金属元素 同种非金属元素
举例 Cl—Cl、H—H
2.分子的极性
(1)极性分子与非极性分子
(2)共价键的极性与分子极性的关系
3．分子立体构型、键的极性与分子的极性
分子类型 键角 分子立体构型 键的极性 分子的极性 代表物(举例)
A(单原子分子) 球形 非极性 稀有气体
A2 180° 直线形 非极性 非极性 H2、N2、O2、I2
AB 180° 直线形 极性 极性 HF、HCl、NO
AB2 180° 直线形 极性 非极性 CO2、CS2
AB2 <180° V形 极性 极性 H2O、SO2、NO2
A4 60° 正四面体形 非极性 非极性 P4
AB3 120° 平面正三角形 极性 非极性 BF3、BCl3、SO3
AB3 <109°28' 三角锥形 极性 极性 NH3、NCl3、PCl3
AB4 109°28' 正四面体形 极性 非极性 CH4、CCl4、SiF4
AB3C、ABC3、AB2C2 键角不等 四面体形 极性 极性 CH3Cl、CHCl3、CH2Cl2
Ⅱ.键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示：
不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88
乙酸(CH3COOH) 4.76
甲酸(HCOOH) 3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
三氟乙酸(CF3COOH) 0.23
Ⅲ.分子间作用力与分子的性质
1．分子间作用力
（1）概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
（2）分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
（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，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大，分子的极性越大，范德华力也越大。
（5）氢键
①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B
说明：a.A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。b.A、B可以相同，也可以不同。
③特征：具有一定的方向性和饱和性。
④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，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 正电荷中心和负电荷中心重合的分子 正电荷中心和负电荷中心不重合的分子
存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键
分子内原子排列 对称 不对称
（2）溶解性
①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。如果存在氢键，则溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
③如果溶质与水发生反应，将增大物质的溶解度，如SO2等。
（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镜像，在三维空间里不能重叠的现象。
②手性分子：具有手性异构体的分子。
③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。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、。
易错警示
（1）极性分子中可能含有非极性键，如H2O2为极性分子，但含有非极性共价键O—O键。
（2）只含有极性键的分子可能是非极性分子，如CH4、CO2等分子中只含有极性键，属于非极性分子。
无机含氧酸分子的酸性判断及比较方法
（1）无机含氧酸分子之所以能显酸性，是因为其分子中含有—OH，—OH上的氢原子在水分子的作用下能电离出H+而显一定的酸性。如HNO3、H2SO4的结构式分别是。
（2）同一种元素的含氧酸的酸性强弱规律及原因
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。如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn，R相同时，n值越大，R的正电性越强， —R—O—H中的氧原子的电子就会越向R偏移，在水分子的作用下，就越容易电离出H+，酸性也就越强。如H2SO3可写成(HO)2SO，n=1；H2SO4可写成(HO)2SO2，n=2。所以H2SO4的酸性强于H2SO3。同理，酸性：HNO3>HNO2，HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
一、 微粒间作用力类型的判断及对物质性质的影响
1. （1）H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是________________________。
（2）关于化合物，下列叙述正确的是________。
A．分子间可形成氢键
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中有7个σ键和1个π键
D．该分子在水中的溶解度大于2 丁烯
（3）已知苯酚(OH)具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数K2(水杨酸)________K(苯酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是_____________________。
（4）化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是________________________。
（5）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_______________。高，原因是
____________________。
【解析】（2）题给化合物不能形成分子间氢键，A错误；是非极性键，C—H、C===O是极性键，B正确；该有机物的结构式为，σ键数目为9，π键数目为3，C错误；该有机物与H2O能形成分子间氢键，D正确。
（3）氧的电负性较大，则中形成分子内氢键，即O—H…O(或—COO－中双键氧与羟基氢之间形成氢键)，其大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出H＋，则水杨酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。
（4）分子间氢键能使分子间作用力增大，使物质的熔、沸点升高。
（5）氢键弱于共价键而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键。
【答案】（1）水分子与乙醇分子之间能形成氢键　（2）BD
（3）<　 能形成分子内氢键，使其更难电离出H＋
（4）NH3分子间能形成氢键
（5）O—H键>氢键>范德华力　形成分子内氢键，而HOCHO形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高
6．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　)
范德华力、氢键及共价键的比较
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 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大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
作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子，氟、氮、氧原子(分子内，分子间) 原子
特征 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
影响强度的因素 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大；②相对分子质量相近时，分子的极性越大，范德华力越大 对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大 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F2H2S，HF>HCl，NH3>PH3 ①影响分子的稳定性；②共价键的键能越大，分子稳定性越强
二、键的极性和分子极性的关系
7.下列物质：①BeCl2　②SiC ③白磷　④BF3　⑤NH3　⑥过氧化氢，其中含极性键的非极性分子是
A．①④⑥　　 B．②③⑥ C．①④　　 D．①③④⑤
【答案】C
【解析】①BeCl2空间构型是直线型，Cl－Be－Cl，是含极性键的非极性分子，正确；②SiC属于原子晶体，含有极性键，但不具有分子组成，错误；③白磷分子式为P4，不含极性键，含有的是非极性键，错误；④BF3是平面正三角形结构，是极性键构成的非极性分子，正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，为极性分子，错误；⑥过氧化氢是由极性键和非极性键构成的极性分子，错误。
8．常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。下列关于S2Cl2的说法错误的是
A．为非极性分子
B．分子中既含有极性键又含有非极性键
C．与S2Br2结构相似，熔沸点S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl
分子的极性判断方法
（1）分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定
①极性键极性分子
②极性键或非极性键非极性分子
（2）判断ABn型分子极性的经验规律
若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。
一.分子间作用力的辨析及对物质性质的影响分析
a.分子间作用力的辨析
1.(2023汇编，4分)以下叙述不正确的是　　　　　(填序号)。
①范德华力较弱，破坏它所需能量较少
②碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键
③氢键是化学键
④水分子间既存在范德华力，又存在氢键
⑤稀有气体原子间存在分子间作用力
答案：②③
解析：范德华力是分子间作用力，较弱，破坏它所需能量较少，故①正确，不符合题意。碘化氢与氯化氢都属于分子晶体，组成、结构相似，碘化氢相对分子质量较大，分子间作用力强，沸点较高，与氢键无关，故②错误，符合题意。氢键是分子间作用力，不是化学键，故③错误，符合题意。水分子间既存在范德华力，又存在氢键，故④正确，不符合题意。稀有气体是单原子分子，其晶体类型为分子晶体，晶体中微粒间的作用力是分子间作用力，故⑤正确，不符合题意。
b.根据分子间作用力比较物质熔、沸点高低
1.(2023汇编，3分)完成下列填空。
①NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为　　　　　　　　　　　　(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　　　。(2020山东单科)
②H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　　　　　　　　。(2021广东单科)
答案：①NH3、AsH3、PH3(1分)　AsH3、PH3、NH3(1分)　②H2O>H2S>CH4(1分)
解析：①一般组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，但NH3分子间可形成氢键，使其熔、沸点升高，所以三种物质的熔、沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3。同主族元素由上向下非金属性依次减弱，其相应阴离子的还原性依次增强，还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3。
②H2S、CH4、H2O均为分子晶体，H2O分子间存在氢键，沸点较高，H2S、CH4的分子间范德华力随相对分子质量增大而增大，因此沸点由高到低顺序为H2O>H2S>CH4。
2.(经典题，2分)中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中不正确的是(　　)
A.由于氢键的存在，冰能浮在水面上
B.由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水
C.由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI
D.由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构
答案：C
解析：冰中分子排列有序，含有氢键数目增多，使体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上是由于氢键，故A项正确，不符合题意。乙醇与水分子间存在氢键，增加乙醇在水中的溶解度，所以由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水，故B项正确，不符合题意。卤素的氢化物中只有HF含有氢键，卤素的氢化物的沸点：HF>HI>HBr>HCl，故C项错误，符合题意。氢键具有方向性和饱和性，所以氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构，故D项正确，不符合题意。
c.用分子间作用力解释物质性质差异的原因
1．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：
下列说法正确的是
A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp2杂化
B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键，不存在离子键
C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
D．胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去
【答案】D
【解析】H2O中O原子形成2个σ键，有2个孤电子对，为sp3杂化，硫酸根离子中羟基氧是sp3杂化，非羟基氧不是中心原子，不参与杂化，故A错误；在题述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H—O、S—O共价键和配离子与硫酸根离子之间形成离子键，故B错误；胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；由于胆矾晶体中有两类结晶水，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合方式不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确。
2．下列有关氢键的说法正确的是
A．HF溶液中存在三种类型的氢键
B．
C．H2O的稳定性高，是因为水分子间存在氢键
D．形成分子内氢键，故比难电离
【答案】D
【解析】HF溶液中HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间均存在氢键，氢键类型有如下4种：F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O，A项错误；形成分子间氢键，而形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故的沸点比的高，B项错误；H2O的稳定性高，是因为水分子中H—O键的键能大，而氢键影响物理性质，C项错误；相对于，苯环上多了一个—COO－，羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键，使其更难电离出H＋，因此的电离常数比的电离常数小，D项正确。
3.(2023汇编，13分)完成下列填空。
①硅和卤素单质反应可以得到SiX4。
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是　　　　(填化学式)，沸点依次升高的原因是_______________________________________________________________________。
(2021湖南单科)
②甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2021全国Ⅱ)
③用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2021.01浙江选考)
④很多含巯基(－SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ()与化合物Ⅲ()，二者相比，水溶性较好的是　　　　。(2021广东单科)
⑤NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性
(Hδ－)。CH3CH3与NH3BH3互为等电子体，CH3CH3的熔点比NH3BH3　　　　(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在　　　　　　　　　　　　　　，也称“双氢键”。(2020全国Ⅲ)
⑥如图为S8的结构。其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2018全国Ⅱ)
答案：①SiCl4(1分)　SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大(2分)　②甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多(2分)　③两个乙酸分子通过氢键形成二聚体()(2分)　④化合物Ⅲ(1分)　⑤低(1分)　Hδ＋与Hδ－的静电引力(2分)　⑥S8的相对分子质量大，分子间范德华力大(2分)
解析：①0 ℃为273 K，由题给熔沸点数据可知，0 ℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态；根据表中数据知，这4种物质熔沸点依次升高，熔沸点都较低，说明均为分子晶体，分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高。
②甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，水分子中2个氢原子都可以形成氢键，甲醇分子中只有羟基的氢原子可以形成氢键，甲醇分子之间氢键数少于水分子之间氢键数，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间。
③质谱检测乙酸时，出现质荷比为120的峰，说明可能为两分子的乙酸结合在一起，由于乙酸分子间可以形成氢键，故存在以氢键形式结合的二聚体()。
④中羟基能与水分子之间形成分子间氢键，能一定程度增加溶解度，但为易溶于水的钠盐，因此化合物Ⅲ更易溶于水。
⑤NH3BH3分子之间存在Hδ＋与Hδ－的静电引力，也称为“双氢键”，而CH3CH3分子间不存在“双氢键”，则CH3CH3的熔点较低。
⑥S8和SO2均是分子晶体，由于S8分子的相对分子质量大，分子间范德华力大，因此熔、沸点高。
二.分子的极性和溶解性的理解与应用
a. 分子极性与化学键极性的关系
1.(经典题，2分)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
答案：A
解析：由非极性键结合的双原子分子为非极性分子，如氧气、氮气、氯气等，故A项正确。以极性键结合起来的分子可能为非极性分子，如甲烷、二氧化碳等，故B项错误。非极性分子可能为多原子分子，如甲烷、二氧化碳等，故C项错误。非极性分子中，可能不含非极性键，如甲烷等，故D项错误。
2.(2023汇编，3分)完成下列填空。
①目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如图：
图中属于非极性分子的气体分子是　　　　　　　　　　　。
②在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生，X分子属于　　　　(填“非极性”或“极性”)分子。(2018海南单科)
③H与C的氧化物中，分子极性较小的是　　　　　。
答案：①O2、N2、CO2(1分)　②极性(1分) ③CO2(1分)
解析：①图中存在的气体分子有C3H8、NO、CO、O2、H2O、N2、CO2，其中O2、N2均为双原子分子构成的气体，属于非极性分子，CO2分子为直线形，正负电荷中心重合，属于非极性分子。其余均为极性分子。
②在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生，X为H2S，H2S的分子构型为V形，属于极性分子。
③H的氧化物为H2O、H2O2，均为极性分子，C的氧化物为CO和CO2，CO为极性分子，CO2为非极性分子，所以分子极性较小的是CO2。
b.用相似相溶原理分析分子的溶解性和极性等
1.(经典题，2分)下列现象中，不能用“相似相溶”原理解释的是(　　)
A.酒精与水以任意比互溶 B.用纯碱洗涤油脂
C.氨易溶于水 D.用苯将溴水中的溴萃取出来
答案：B
解析：乙醇和水都为极性分子，且之间可形成氢键，故乙醇与水可以互溶，故A项不符合题意。纯碱溶液呈碱性，使油脂水解，所以不能用“相似相溶”原理解释，故B项符合题意。氨和水都为极性分子，且之间可形成氢键，能用“相似相溶”原理解释，故C项不符合题意。苯和溴都是非极性分子，溴在苯中的溶解度大于在水中的溶解度，所以用苯将溴水中的溴萃取出来，能用“相似相溶”原理解释，故D项不符合题意。
2.(经典题，6分)回答下列问题。
①NH3在水中的溶解度很大。下列说法与NH3的水溶性无关的是　　　　　(填字母)。
A.NH3和H2O都是极性分子
B.NH3在水中易形成氢键
C.NH3溶于水建立了平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
D.NH3是一种易液化的气体
②CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
③金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，其结构呈正四面体形。则Ni(CO)4易溶于下列物质中的　　　　(填字母)。
A.水 B.CCl4
C.苯 D.NiSO4溶液
④甲醛、甲醇和甲酸等碳原子数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是________________________________________________________________________。
答案：①D(1分)　②非极性(1分)　③BC(2分)　④它们都是极性分子，且都能与水分子形成分子间氢键(2分)
解析：①NH3和H2O都是极性分子，根据相似相溶原理知，氨气易溶于水，故A项不符合题意。NH3在水中易形成氢键，能和水形成氢键的物质易溶于水，所以氨气易溶于水，故B项不符合题意。NH3溶于水建立了平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气能和水反应导致氨气易溶于水，故C项不符合题意。NH3是一种易液化的气体，与其水溶性无关，故D项符合题意。
② CCl4、CS2是非极性分子，CrO2Cl2能与CCl4、CS2等互溶，根据相似相溶原理知，CrO2Cl2是非极性分子。
③Ni(CO)4呈正四面体形，结构对称，正负电荷中心重合，所以属于非极性分子，四氯化碳、苯都是非极性分子，所以Ni(CO)4易溶于四氯化碳和苯，故B、C项符合题意。
④甲醛、甲醇和甲酸等碳原子数较少的醛、醇和羧酸都是极性分子且都能和水形成分子间氢键而导致其易溶于水。
3.(经典题，4分)下列叙述中正确的是(　　)
A.NH3、CO、CO2都是极性分子
B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
答案：B
解析：CO2是直线形分子，正负电荷中心重叠，属于非极性分子，故A项错误。CH4、CCl4是正四面体形分子，正负电荷中心重叠，属于非极性分子，但存在的化学键是极性键，故B项正确。F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，所以HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，故C项错误。H2O是V形分子，CS2、C2H2都是直线形分子，故D项错误。
4.(多选)(2019海南单科，4分)下列各组物质性质的比较，结论正确的是(　　)
A.分子的极性：BCl3B.物质的硬度：NaIC.物质的沸点：HFD.在CS2中的溶解度：CCl4答案：AB
解析：BCl3分子中的B采用sp2杂化，分子为平面正三角形，所以BCl3是非极性分子；NCl3中的N采用sp3杂化，NCl3空间构型为三角锥形，是极性分子。所以，分子极性为BCl3HCl，故C项错误。CS2、CCl4为非极性分子，而H2O为极性分子，根据相似相溶原理，物质在CS2中的溶解性应为CCl4>H2O，故D项错误。
5.(经典题，2分)S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液，其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是(　　)
A.S2Cl2为非极性分子
B.分子中既含有极性键又含有非极性键
C.与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2
D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
答案：A
解析：根据S2Cl2的分子结构可知，分子不对称，属于极性分子，故A项错误，符合题意。相同原子间形成非极性键，不同原子间形成极性键，S2Cl2分子中既含有极性键(S—Cl键)又含有非极性键(S—S键)，故B项正确，不符合题意。由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，都属于分子晶体，而相对分子质量：S2Br2＞S2Cl2，则熔、沸点：S2Br2＞S2Cl2，故C项正确，不符合题意。由少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O ===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D项正确，不符合题意。
6.(经典题，2分)CH2Cl2是　　　　 (填“极性”或“非极性”)分子。CH4、SO3、NH3中分子极性较大的是　　　　　。
答案：极性(1分)　NH3(1分)
解析：CH2Cl2是四面体的极性分子。CH4和SO3是非极性分子，NH3是极性分子，故分子极性较大的是NH3。
7.(2023汇编，9分)完成下列填空。
(1)氨是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因　　　　　　　　　　　。
(2)OF2的熔、沸点　　　　　　(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是
______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2021山东单科)
(3)NH3的沸点比PH3的　　　　，原因是　　　　　　　　　　。(2021全国Ⅰ)
(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)氨分子间存在氢键、沸点高而易液化(2分)　(2)低于(1分)　OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，分子间作用力大，Cl2O的熔、沸点高(1分)　(3)高(1分)　NH3存在分子间氢键(2分)　(4)化合物乙分子间形成氢键(2分)
解析：(1)氨分子间存在氢键、沸点高而易液化。
(2)OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量更大，则分子间的作用力更大，故Cl2O的熔、沸点高于OF2。
(3)N原子电负性较强，NH3分子之间存在氢键，因此NH3的沸点比PH3的高。
(4)化合物甲和化合物乙均为分子晶体，但化合物乙分子间可形成氢键，故分子间作用力比化合物甲强。
8.(经典题，7分)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。
①1 mol冰中有　　　　　mol氢键。
②用球棍模型表示的水分子结构是　　　　　　(填字母)。
(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′。
试回答下列问题：
①H2O2分子的电子式是　　　　　　　　　　　。
②H2O2难溶于CS2，简要说明理由：
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③H2O2中氧元素的化合价是　　　　　，简要说明原因：
　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
答案：(1)①2(1分)　②B(1分)　(2)① (1分)　②H2O2分子的结构不对称，是极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据相似相溶原理，H2O2难溶于CS2(2分)　③－1(1分)　O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，共用电子对偏向O，故O为－1价(1分)
解析：(1)①冰中每个H2O分子中H都能与其他H2O中O形成氢键，而O能与2个其他H2O中H形成氢键，即共与4个H2O分子通过氢键结合，每个氢键为两个H2O分子共用，所以含1 mol H2O的冰中有 1 mol×4×＝2 mol氢键。②水分子中心原子O是sp3杂化，孤电子对数为2，所以水分子的空间结构是V形。
(2)①H2O2分子中氧与氢形成一对共用电子，氧氧之间形成一对共用电子，氧上未成键的电子也需要标出，电子式为。②相似相溶原理是指极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。由图可知，H2O2分子的结构不对称，是极性分子，CS2是非极性分子，依据相似相溶原理可知，H2O2难溶于CS2。③在H2O2中，O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，氧原子电负性大，共用电子对偏向O，故O为－1价。
9．甲基呋喃与氨在高温下反应得到甲基吡咯:
（1）Zn的基态原子核外电子排布式为_______________________。
（2）配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2+中，与Zn2+形成配位键的原子是_________(填元素符号)。
（3）1 mol甲基呋喃分子中含有σ键的数目为__________mol。
（4）甲基吡咯分子中碳原子轨道的杂化轨道类型是__________。与NH3分子互为等电子体的阳离子为__________。
（5）甲基吡咯的熔沸点高于甲基呋喃的原因是______________________。
【答案】（1）[Ar]3d104s2　（2）N和O　（3）12
（4）sp3和sp2　H3O+
（5）甲基吡咯分子间存在氢键
【解析】（1）Zn的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2。
（2）配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2+中，与Zn2+形成配位键的原子是N和O。
（3）分子中每两个相邻原子之间存在一个σ键，1 mol 甲基呋喃分子中含有σ键的数目为12 mol。
（4）甲基吡咯分子中单键碳原子杂化轨道类型是sp3，双键碳原子杂化轨道类型是sp2，总之，碳原子轨道的杂化轨道类型是sp3和sp2。等电子体是原子数相同、价电子总数相同的微粒，与NH3分子互为等电子体的阳离子为H3O+。
（5）甲基吡咯的熔沸点高于甲基呋喃的原因是甲基吡咯分子间存在氢键。
10．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：（1）苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构，则其在水中的溶解度会________(填“增大”或“减小”)，原因是_______________________。
（2）已知Ti3＋可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为________________，由Cl－所形成的化学键类型是______________。
（3）图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点，其中表示ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是______；表示ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是______；同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因______________________________；A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是____________。
【答案】（1）增大　因为苏丹红Ⅰ形成分子内氢键，而修饰后的分子可形成分子间氢键，与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度
（2）[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O　离子键、配位键(或共价键)
（3）B　D　组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高　H2O、NH3、HF分子之间存在氢键，沸点较高
【解析】（1）苏丹红Ⅰ形成分子内氢键，羟基取代对位后，则易形成分子间氢键，与H2O之间形成氢键后会增大其溶解度。
（2）根据实验步骤c，绿色配合物外界有2个Cl－，紫色配合物外界有3个Cl－，其化学式分别为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3，由Cl－形成的化学键是离子键、配位键。
（3）因为沸点：H2O＞HF＞NH3＞CH4，所以A、B、C、D分别代表ⅥA、ⅦA、ⅤA、ⅣA元素氢化物的沸点变化趋势；形成分子间氢键的氢化物的沸点高，不能形成分子间氢键的，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。
11．已知A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：
（1）F元素价层电子排布式为 。
关于B2A2的下列说法中正确的是　 。
①B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构
②B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子
③每个B2A2分子中σ键和π键数目比为1∶1
④B2A2分子中的A B键属于s sp σ键
（2）B、C、D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为
　　　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。B、C、D三种元素中与BD2互为等电子体的分子式为　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。
（3）A2E分子中心原子的杂化类型为　　　　　　　　。比较A2D与A2E分子的沸点，其中沸点较高的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是　　　　　　　(填分子式)。
（4）已知碘酸(HIO3)和高碘酸(H5IO6)的结构分别如图1、2所示：
请比较二者酸性强弱：HIO3　　　　H5IO6(填“>”“<”或“=”)。
（5）已知为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。中心氯原子的杂化轨道类型为　　　　　　　，写出一个的等电子体　 。
【答案】（1）3d64s2　②④
（2）N>O>C　N2O
（3）sp3　H2O分子之间存在氢键　O3
（4）>
（5）sp3　Cl2O或OF2
【解析】A的一种同位素原子中无中子，则A为H元素；B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则B为碳元素；D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，则D为O元素、E为S元素；C的原子序数介于碳、氧之间，应为N元素；F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位，则F为Fe。（1）Fe属于第四周期元素，从K元素开始数，数到Fe为8，所以Fe的外围电子数为8，价层电子排布式为3d64s2；①H原子核外不满足8电子稳定结构；③C2H2分子的结构式为H—C≡C—H，一个分子中有3个σ键、2个π键，错误；④C2H2分子中C原子采取sp杂化，所以H、C之间形成的是s sp σ键，正确；
（2）同周期元素随原子序数增大，元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，所以其第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N>O>C；
（3）H2S中S形成2个σ键，孤对电子对数==2，为sp3杂化；O3分子为V形结构，与水相似，易溶于水；
（4）HIO3中非羟基氧多，则酸性较强；
（5）由中心氯原子周围有四对价层电子可知为sp3杂化。专题3 分子结构与物质的性质
Ⅰ.共价键的极性
一、键的极性和分子的极性
1．共价键的极性
极性键 非极性键
定义 由不同原子形成的共价键，电子对发生偏移 电子对不发生偏移的共价键
原子吸引电子能力 不同 相同
共用电子对 共用电子对偏向吸引电子能力强的原子 共用电子对不发生偏移
成键原子电性 显电性 电中性
成键元素 一般是不同种非金属元素 同种非金属元素
举例 Cl—Cl、H—H
2.分子的极性
(1)极性分子与非极性分子
(2)共价键的极性与分子极性的关系
3．分子立体构型、键的极性与分子的极性
分子类型 键角 分子立体构型 键的极性 分子的极性 代表物(举例)
A(单原子分子) 球形 非极性 稀有气体
A2 180° 直线形 非极性 非极性 H2、N2、O2、I2
AB 180° 直线形 极性 极性 HF、HCl、NO
AB2 180° 直线形 极性 非极性 CO2、CS2
AB2 <180° V形 极性 极性 H2O、SO2、NO2
A4 60° 正四面体形 非极性 非极性 P4
AB3 120° 平面正三角形 极性 非极性 BF3、BCl3、SO3
AB3 <109°28' 三角锥形 极性 极性 NH3、NCl3、PCl3
AB4 109°28' 正四面体形 极性 非极性 CH4、CCl4、SiF4
AB3C、ABC3、AB2C2 键角不等 四面体形 极性 极性 CH3Cl、CHCl3、CH2Cl2
Ⅱ.键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示：
不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88
乙酸(CH3COOH) 4.76
甲酸(HCOOH) 3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
三氟乙酸(CF3COOH) 0.23
Ⅲ.分子间作用力与分子的性质
1．分子间作用力
（1）概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
（2）分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
（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，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大，分子的极性越大，范德华力也越大。
（5）氢键
①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B
说明：a.A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。b.A、B可以相同，也可以不同。
③特征：具有一定的方向性和饱和性。
④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，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 正电荷中心和负电荷中心重合的分子 正电荷中心和负电荷中心不重合的分子
存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键
分子内原子排列 对称 不对称
（2）溶解性
①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。如果存在氢键，则溶剂与溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
③如果溶质与水发生反应，将增大物质的溶解度，如SO2等。
（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镜像，在三维空间里不能重叠的现象。
②手性分子：具有手性异构体的分子。
③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。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、。
易错警示
（1）极性分子中可能含有非极性键，如H2O2为极性分子，但含有非极性共价键O—O键。
（2）只含有极性键的分子可能是非极性分子，如CH4、CO2等分子中只含有极性键，属于非极性分子。
无机含氧酸分子的酸性判断及比较方法
（1）无机含氧酸分子之所以能显酸性，是因为其分子中含有—OH，—OH上的氢原子在水分子的作用下能电离出H+而显一定的酸性。如HNO3、H2SO4的结构式分别是。
（2）同一种元素的含氧酸的酸性强弱规律及原因
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。如果把含氧酸的通式写成(HO)mROn，R相同时，n值越大，R的正电性越强， —R—O—H中的氧原子的电子就会越向R偏移，在水分子的作用下，就越容易电离出H+，酸性也就越强。如H2SO3可写成(HO)2SO，n=1；H2SO4可写成(HO)2SO2，n=2。所以H2SO4的酸性强于H2SO3。同理，酸性：HNO3>HNO2，HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
一、 微粒间作用力类型的判断及对物质性质的影响
1. （1）H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是________________________。
（2）关于化合物，下列叙述正确的是________。
A．分子间可形成氢键
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中有7个σ键和1个π键
D．该分子在水中的溶解度大于2 丁烯
（3）已知苯酚(OH)具有弱酸性，其K＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数K2(水杨酸)________K(苯酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是_____________________。
（4）化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是________________________。
（5）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_______________。高，原因是
____________________。
【解析】（2）题给化合物不能形成分子间氢键，A错误；是非极性键，C—H、C===O是极性键，B正确；该有机物的结构式为，σ键数目为9，π键数目为3，C错误；该有机物与H2O能形成分子间氢键，D正确。
（3）氧的电负性较大，则中形成分子内氢键，即O—H…O(或—COO－中双键氧与羟基氢之间形成氢键)，其大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出H＋，则水杨酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。
（4）分子间氢键能使分子间作用力增大，使物质的熔、沸点升高。
（5）氢键弱于共价键而强于范德华力。前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键。
【答案】（1）水分子与乙醇分子之间能形成氢键　（2）BD
（3）<　 能形成分子内氢键，使其更难电离出H＋
（4）NH3分子间能形成氢键
（5）O—H键>氢键>范德华力　形成分子内氢键，而HOCHO形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，沸点升高
6．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　)
范德华力、氢键及共价键的比较
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 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大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
作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子，氟、氮、氧原子(分子内，分子间) 原子
特征 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
影响强度的因素 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大；②相对分子质量相近时，分子的极性越大，范德华力越大 对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大 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F2H2S，HF>HCl，NH3>PH3 ①影响分子的稳定性；②共价键的键能越大，分子稳定性越强
二、键的极性和分子极性的关系
7.下列物质：①BeCl2　②SiC ③白磷　④BF3　⑤NH3　⑥过氧化氢，其中含极性键的非极性分子是
A．①④⑥　　 B．②③⑥ C．①④　　 D．①③④⑤
【答案】C
【解析】①BeCl2空间构型是直线型，Cl－Be－Cl，是含极性键的非极性分子，正确；②SiC属于原子晶体，含有极性键，但不具有分子组成，错误；③白磷分子式为P4，不含极性键，含有的是非极性键，错误；④BF3是平面正三角形结构，是极性键构成的非极性分子，正确；⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，为极性分子，错误；⑥过氧化氢是由极性键和非极性键构成的极性分子，错误。
8．常温下S2Cl2是橙黄色液体，其分子结构如图所示。少量泄漏会产生窒息性气味，遇水易水解，并产生酸性悬浊液。下列关于S2Cl2的说法错误的是
A．为非极性分子
B．分子中既含有极性键又含有非极性键
C．与S2Br2结构相似，熔沸点S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl
分子的极性判断方法
（1）分子的极性由共价键的极性和分子的立体构型两方面共同决定
①极性键极性分子
②极性键或非极性键非极性分子
（2）判断ABn型分子极性的经验规律
若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。
一.分子间作用力的辨析及对物质性质的影响分析
a.分子间作用力的辨析
1.(2023汇编，4分)以下叙述不正确的是　　　　　(填序号)。
①范德华力较弱，破坏它所需能量较少
②碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键
③氢键是化学键
④水分子间既存在范德华力，又存在氢键
⑤稀有气体原子间存在分子间作用力
b.根据分子间作用力比较物质熔、沸点高低
1.(2023汇编，3分)完成下列填空。
①NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为　　　　　　　　　　　　(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　　　。(2020山东单科)
②H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　　　　　　　　。(2021广东单科)
2.(经典题，2分)中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中不正确的是(　　)
A.由于氢键的存在，冰能浮在水面上
B.由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水
C.由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI
D.由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构
c.用分子间作用力解释物质性质差异的原因
1．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：
下列说法正确的是
A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp2杂化
B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键，不存在离子键
C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
D．胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去
2．下列有关氢键的说法正确的是
A．HF溶液中存在三种类型的氢键
B．
C．H2O的稳定性高，是因为水分子间存在氢键
D．形成分子内氢键，故比难电离
3.(2023汇编，13分)完成下列填空。
①硅和卤素单质反应可以得到SiX4。
SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是　　　　(填化学式)，沸点依次升高的原因是_______________________________________________________________________。
(2021湖南单科)
②甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2021全国Ⅱ)
③用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2021.01浙江选考)
④很多含巯基(－SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ()与化合物Ⅲ()，二者相比，水溶性较好的是　　　　。(2021广东单科)
⑤NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性
(Hδ－)。CH3CH3与NH3BH3互为等电子体，CH3CH3的熔点比NH3BH3　　　　(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在　　　　　　　　　　　　　　，也称“双氢键”。(2020全国Ⅲ)
⑥如图为S8的结构。其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2018全国Ⅱ)
二.分子的极性和溶解性的理解与应用
a. 分子极性与化学键极性的关系
1.(经典题，2分)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.(2023汇编，3分)完成下列填空。
①目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如图：
图中属于非极性分子的气体分子是　　　　　　　　　　　。
②在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生，X分子属于　　　　(填“非极性”或“极性”)分子。(2018海南单科)
③H与C的氧化物中，分子极性较小的是　　　　　。
b.用相似相溶原理分析分子的溶解性和极性等
1.(经典题，2分)下列现象中，不能用“相似相溶”原理解释的是(　　)
A.酒精与水以任意比互溶 B.用纯碱洗涤油脂
C.氨易溶于水 D.用苯将溴水中的溴萃取出来
2.(经典题，6分)回答下列问题。
①NH3在水中的溶解度很大。下列说法与NH3的水溶性无关的是　　　　　(填字母)。
A.NH3和H2O都是极性分子
B.NH3在水中易形成氢键
C.NH3溶于水建立了平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
D.NH3是一种易液化的气体
②CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
③金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，其结构呈正四面体形。则Ni(CO)4易溶于下列物质中的　　　　(填字母)。
A.水 B.CCl4
C.苯 D.NiSO4溶液
④甲醛、甲醇和甲酸等碳原子数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是________________________________________________________________________。
3.(经典题，4分)下列叙述中正确的是(　　)
A.NH3、CO、CO2都是极性分子
B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
4.(多选)(2019海南单科，4分)下列各组物质性质的比较，结论正确的是(　　)
A.分子的极性：BCl3B.物质的硬度：NaIC.物质的沸点：HFD.在CS2中的溶解度：CCl45.(经典题，2分)S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液，其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是(　　)
A.S2Cl2为非极性分子
B.分子中既含有极性键又含有非极性键
C.与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2
D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
6.(经典题，2分)CH2Cl2是　　　　 (填“极性”或“非极性”)分子。CH4、SO3、NH3中分子极性较大的是　　　　　。
7.(2023汇编，9分)完成下列填空。
(1)氨是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因　　　　　　　　　　　。
(2)OF2的熔、沸点　　　　　　(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是
______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2021山东单科)
(3)NH3的沸点比PH3的　　　　，原因是　　　　　　　　　　。(2021全国Ⅰ)
(4)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
8.(经典题，7分)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。
①1 mol冰中有　　　　　mol氢键。
②用球棍模型表示的水分子结构是　　　　　　(填字母)。
(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′。
试回答下列问题：
①H2O2分子的电子式是　　　　　　　　　　　。
②H2O2难溶于CS2，简要说明理由：
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③H2O2中氧元素的化合价是　　　　　，简要说明原因：
　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
9．甲基呋喃与氨在高温下反应得到甲基吡咯:
（1）Zn的基态原子核外电子排布式为_______________________。
（2）配合物[Zn(NH3)3(H2O)]2+中，与Zn2+形成配位键的原子是_________(填元素符号)。
（3）1 mol甲基呋喃分子中含有σ键的数目为__________mol。
（4）甲基吡咯分子中碳原子轨道的杂化轨道类型是__________。与NH3分子互为等电子体的阳离子为__________。
（5）甲基吡咯的熔沸点高于甲基呋喃的原因是______________________。
10．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：（1）苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构，则其在水中的溶解度会________(填“增大”或“减小”)，原因是_______________________。
（2）已知Ti3＋可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为________________，由Cl－所形成的化学键类型是______________。
（3）图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点，其中表示ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是______；表示ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是______；同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因______________________________；A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是____________。
11．已知A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：
（1）F元素价层电子排布式为 。
关于B2A2的下列说法中正确的是　 。
①B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构
②B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子
③每个B2A2分子中σ键和π键数目比为1∶1
④B2A2分子中的A B键属于s sp σ键
（2）B、C、D三种元素第一电离能按由大到小的顺序排列为
　　　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。B、C、D三种元素中与BD2互为等电子体的分子式为　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。
（3）A2E分子中心原子的杂化类型为　　　　　　　　。比较A2D与A2E分子的沸点，其中沸点较高的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是　　　　　　　(填分子式)。
（4）已知碘酸(HIO3)和高碘酸(H5IO6)的结构分别如图1、2所示：
请比较二者酸性强弱：HIO3　　　　H5IO6(填“>”“<”或“=”)。
（5）已知为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。中心氯原子的杂化轨道类型为　　　　　　　，写出一个的等电子体　 。

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