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题型突破3　分子的性质及原因解释类题目
1.(2023·山东卷)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为　　　　;O—Cl—O键角　　　　Cl—O—Cl键角(填“>”“ <”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
2.(2023·湖北卷)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填标号)。
a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
3.(2022·全国乙卷)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为　　　　　。解释X的熔点比Y高的原因　　　　　　　　　　　　　　　。
4.(2020·山东卷)NH3、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　　　　,键角由大到小的顺序为　　　　。
1.分子的性质
(1)分子极性的判断
(2)键的极性对化学性质的影响
按要求回答问题:
①酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH(填“>”或“<”下同),其原因是Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性,导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+。
②酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH,其原因是烷基是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
(3)溶解性
①“相似相溶”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,若存在氢键,则溶剂和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,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.氢键及其对物质性质的影响
氢键不属于化学键,氢键的作用力要大于范德华力。
对物理性质的影响:
(1)分子间氢键使物质沸点较高
例如,沸点:NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。
(2)分子内氢键使物质的熔、沸点降低,如熔沸点:<。
(3)使物质易溶于水:如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(分子与水分子间形成氢键)。
(4)解释一些特殊现象:例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键,体积大,密度小)。
1.(2023·山东滨州质检)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　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
2.(2024·四川德阳质检)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是(　　)
选项 性质差异 结构因素
A 沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 分子间作用力
B 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型
C 酸性:CF3COOH(pKa=0.23),远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性
D 溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g) 阴离子电荷
3.NH3常用作制冷剂,原因是　　　　　　　　　　　　　　
4.硝酸和尿素的相对分子质量接近,但常温下硝酸为挥发性液体,尿素为固体,请解释原因:　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
5.氨极易溶于水的原因为　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
6.N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2 ℃)、沸点(114 ℃)分别远远高于O2的熔点(-218 ℃)、沸点(-183 ℃),原因是　　　　　　　　　　　　　。
7.H2S的熔点为-85.5 ℃,而与其具有类似结构的H2O的熔点为0 ℃,极易结冰成固体,二者物理性质出现差异的原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
题型突破3　分子的性质及原因解释类题目
1.(2023·山东卷)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为　　　　;O—Cl—O键角　　　　Cl—O—Cl键角(填“>”“ <”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　sp2　>　键长:ClO2解析　ClO2为V形结构,且存在3原子5电子的大π键,则Cl的杂化类型为sp2。ClO2中Cl提供1个电子、每个O提供2个电子形成,Cl有1个孤电子对,Cl2O中O存在两个孤电子对,根据孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,知Cl2O中Cl—O—Cl键角小于ClO2中O—Cl—O键角。
2.(2023·湖北卷)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填标号)。
a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
答案　abd
解析　a.Si—Cl键极性更大,则 Si—Cl键更易断裂,因此SiCl4比CCl4易水解,a有关;b.Si的原子半径更大,因此SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl,从而导致Si—Cl键极性更大,且Si原子更易受到水电离的OH-的进攻,因此SiCl4比CCl4易水解,b有关;c.Si—Cl键键长比C—Cl键键长,键能小,说法错误,c无关;d.Si有更多的价层轨道,因此更易与水电离的OH-形成化学键,从而导致SiCl4比CCl4易水解,d有关;综上所述,导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd。
3.(2022·全国乙卷)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为　　　　　。解释X的熔点比Y高的原因　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　CsCl　CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
解析　CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为CsCl,红棕色液体为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高。
4.(2020·山东卷)NH3、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　　　　,键角由大到小的顺序为　　　　。
答案　NH3、AsH3、PH3　AsH3、PH3、NH3　NH3、PH3、AsH3
命题立意:试题通常以分子或离子的结构为情景,考查分子结构与性质部分的基础知识,主要涉及分子极性、原子杂化方式,分子(或离子)空间结构、溶解性、物质熔、沸点的比较等必备知识。
1.分子的性质
(1)分子极性的判断
(2)键的极性对化学性质的影响
按要求回答问题:
①酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH(填“>”或“<”下同),其原因是Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性,导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+。
②酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH,其原因是烷基是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
(3)溶解性
①“相似相溶”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,若存在氢键,则溶剂和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,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.氢键及其对物质性质的影响
氢键不属于化学键,氢键的作用力要大于范德华力。
对物理性质的影响:
(1)分子间氢键使物质沸点较高
例如,沸点:NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。
(2)分子内氢键使物质的熔、沸点降低,如熔沸点:<。
(3)使物质易溶于水:如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(分子与水分子间形成氢键)。
(4)解释一些特殊现象:例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键,体积大,密度小)。
1.(2023·山东滨州质检)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　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　S8相对分子质量大,分子间范德华力强
2.(2024·四川德阳质检)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是(　　)
选项 性质差异 结构因素
A 沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 分子间作用力
B 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型
C 酸性:CF3COOH(pKa=0.23),远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性
D 溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g) 阴离子电荷
答案　D
解析　由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力小,所以沸点较低,故A正确;AlF3为离子晶体,熔点较高,AlCl3为分子晶体,熔点较低,则AlF3熔点远高于AlCl3,故B正确;由于电负性:F>H,C—F的极性大于C—H,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,故C正确;碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HC间存在氢键,导致其不易溶于水,与阴离子电荷无关,故D错误。
3.NH3常用作制冷剂,原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　NH3分子间能形成氢键,沸点高,易液化,汽化时吸收大量的热
4.硝酸和尿素的相对分子质量接近,但常温下硝酸为挥发性液体,尿素为固体,请解释原因:　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　尿素分子间存在氢键,使其熔、沸点升高,而硝酸分子内存在氢键,使其熔、沸点降低
5.氨极易溶于水的原因为　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　氨和水都是极性分子,依据“相似相溶”规律,且氨分子与水分子间能形成氢键
6.N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2 ℃)、沸点(114 ℃)分别远远高于O2的熔点(-218 ℃)、沸点(-183 ℃),原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　N2H4分子之间存在氢键,O2分子之间为范德华力,氢键比范德华力更强
7.H2S的熔点为-85.5 ℃,而与其具有类似结构的H2O的熔点为0 ℃,极易结冰成固体,二者物理性质出现差异的原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　H2O分子间极易形成氢键,而H2S分子间只存在较弱的范德华力(共20张PPT)
第一篇　新高考题型突破
题型突破主观题　题型突破3　分子的性质及原因解释类题目
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板块Ⅲ　物质结构与性质
1.(2023·山东卷)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为　　　　;O—Cl—O键角　　　　Cl—O—Cl键角(填“>”“ <”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
sp2
>
键长:ClO2解析　ClO2为V形结构,且存在3原子5电子的大π键,则Cl的杂化类型为sp2。ClO2中Cl提供1个电子、每个O提供2个电子形成,Cl有1个孤电子对,Cl2O中O存在两个孤电子对,根据孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,知Cl2O中Cl—O—Cl键角小于ClO2中O—Cl—O键角。
2.(2023·湖北卷)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填标号)。
a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
abd
解析　a.Si—Cl键极性更大,则 Si—Cl键更易断裂,因此SiCl4比CCl4易水解,a有关;b.Si的原子半径更大,因此SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl,从而导致Si—Cl键极性更大,且Si原子更易受到水电离的OH-的进攻,因此SiCl4比CCl4易水解,b有关;c.Si—Cl键键长比C—Cl键键长,键能小,说法错误,c无关;d.Si有更多的价层轨道,因此更易与水电离的OH-形成化学键,从而导致SiCl4比CCl4易水解,d有关;综上所述,导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd。
3.(2022·全国乙卷)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为　　　　　。解释X的熔点比Y高的原因　　　　　　　　　　　　　　　。
CsCl
CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
解析　CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为CsCl,红棕色液体为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高。
4.(2020·山东卷)NH3、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　　　　　　　　　,键角由大到小的顺序为　　　　　　　　　。
NH3、AsH3、PH3
AsH3、PH3、NH3
NH3、PH3、AsH3
命题立意:试题通常以分子或离子的结构为情景,考查分子结构与性质部分的基础知识,主要涉及分子极性、原子杂化方式,分子(或离子)空间结构、溶解性、物质熔、沸点的比较等必备知识。
1.分子的性质
(1)分子极性的判断
(2)键的极性对化学性质的影响
按要求回答问题:
①酸性:CCl3COOH____CHCl2COOH(填“>”或“<”下同),其原因是______________________________________________________________________________________________________。
②酸性:CH3COOH____CH3CH2COOH,其原因是
____________________________________________________________________________________。
>
Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性,导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+
>
烷基是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
(3)溶解性
①“相似相溶”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,若存在氢键,则溶剂和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,如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.氢键及其对物质性质的影响
氢键不属于化学键,氢键的作用力要大于范德华力。
对物理性质的影响:
(1)分子间氢键使物质沸点较高
例如,沸点:NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。
1.(2023·山东滨州质检)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　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
S8相对分子质量大,分子间范德华力强
2.(2024·四川德阳质检)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是(　　)
D
选项 性质差异 结构因素
A 沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 分子间作用力
B 熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华) 晶体类型
C 酸性:CF3COOH(pKa=0.23),远强于CH3COOH(pKa=4.76) 羟基极性
D 溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g) 阴离子电荷
解析　由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力小,所以沸点较低,故A正确;AlF3为离子晶体,熔点较高,AlCl3为分子晶体,熔点较低,则AlF3熔点远高于AlCl3,故B正确;由于电负性:F>H,C—F的极性大于C—H,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,故C正确;碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HC间存在氢键,导致其不易溶于水,与阴离子电荷无关,故D错误。
3.NH3常用作制冷剂,原因是
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
NH3分子间能形成氢键,沸点高,易液化,汽化时吸收大量的热
4.硝酸和尿素的相对分子质量接近,但常温下硝酸为挥发性液体,尿素为固体,请解释原因:
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尿素分子间存在氢键,使其熔、沸点升高,而硝酸分子内存在氢键,使其熔、沸点降低
5.氨极易溶于水的原因为
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氨和水都是极性分子,依据“相似相溶”规律,且氨分子与水分子间能形成氢键
6.N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2 ℃)、沸点(114 ℃)分别远远高于O2的熔点(-218 ℃)、沸点(-183 ℃),原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
N2H4分子之间存在氢键,O2分子之间为范德华力,氢键比范德华力更强
7.H2S的熔点为-85.5 ℃,而与其具有类似结构的H2O的熔点为0 ℃,极易结冰成固体,二者物理性质出现差异的原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
H2O分子间极易形成氢键,而H2S分子间只存在较弱的范德华力

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