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化学键与物质化学性质的关系
(一)选择题
1．(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　)
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中C—C的键长比C—F短
D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
答案　B
解析　石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；石墨层间插入F后形成的C—F键长短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中C—C的键长比C—F的长，C错误；由题干结构示意图可知，在(CF)x中每个C与周围的3个碳原子、1个F原子形成共价键，每个C—C被2个碳原子共用，即1 mol (CF)x中含有2.5x mol共价单键，D错误。
2．(2022·海南，10改编)已知CH3COOH＋Cl2ClCH2COOH＋HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　　)
A．HCl的电子式为
B．Cl—Cl键的键长比I—I键短
C．CH3COOH分子中只有σ键
D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
答案　B
解析　HCl为共价化合物，H和Cl间形成共用电子对，其电子式为，A错误；原子半径：Cl＜I，故键长：Cl—Cl＜I—I，B正确；CH3COOH分子中，羧基的碳氧双键中含有π键，C错误；电负性：Cl＞I，使ClH2C—的极性大于IH2C—的极性，导致ClH2CCOOH的羧基中的羟基极性更大，更易电离出H＋，因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，D错误。
3．(2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是(　　)
化学键 C—H Si—H C==O C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ (kJ·mol－1) 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==OC．熔点：CO2D．硬度：金刚石>晶体硅
答案　C
解析　键能越大化学键越稳定，C—H的键能大于Si—H，所以稳定性：CH4>SiH4，故不选A；键能越大，键长越短，C==O的键能大于C—O，所以键长：C==O晶体硅，故不选D。
4．(2023·浙江1月选考，12)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：Al2Cl6＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是(　　)
A．Al2Cl6的结构式为
B．Al2Cl6为非极性分子
C．该反应中NH3的配位能力大于氯
D．Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
答案　D
解析　由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，为结构对称的非极性分子，故A、B正确；由反应方程式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键，配位能力大于氯原子，故C正确；溴元素的电负性小于氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝溴键弱于铝氯键，所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂，比双聚氯化铝更易与氨气反应，故D错误。
(二)简答题
5．[2023·浙江1月选考，17(1)]Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为________，分子中氮原子的杂化轨道类型是______________________________________________________。
Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是_________________________。
答案　正四面体　sp3　Si周围的NH2基团体积较大，受热时斥力较强[或Si(NH2)4中Si—N键能相对较小]；产物中气态分子数显著增多(熵增)
6．[2021·河北，17(3)(4)](3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol－1)如表：
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看，氮以N2而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_____________________________________________________________________________。
(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为______________________，其中P采取______________杂化方式。
答案　(3)在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定　(4)　sp3
7．[2019·全国卷Ⅰ，35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是__________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
答案　乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键　Cu2＋
8．[2023·全国甲卷，35(2)]酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是____________(填图酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为____________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成____________键。
答案　③　＋2　配位
解析　已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H易断裂从而电离出H＋；钴酞菁分子中，失去了2个H＋的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为＋2，氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。
1．化学键的存在
2．共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠
π键 电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一个共用电子对
双键 原子间有两个共用电子对
三键 原子间有三个共用电子对
3.有关配合物的重要名词
配位键 (1)配位键是一种特殊的共价键，也具有共价键的特征——方向性和饱和性。 (2)形成条件：成键原子一方有孤电子对，另一方有空轨道。 (3)表示方法：常用“A→B”表示配位键
配合物 通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配合物。
多齿配体 一个配体中有两个或两个以上的配位原子
4.共价键对物质化学性质的影响
(1)共价键的强弱对物质稳定性的影响
键能越大，键长越短，分子越稳定。
(2)共价键的极性对羧酸酸性的影响
键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H＋，则羧酸的酸性越大。
注意　与羧基相连的基团会影响羧基中羟基的极性。
ⅰ.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；
ⅱ.与羧基相邻的共价键的极性越大，通过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越强。
5．分子稳定性差异原因解释答题模板
(1)能否形成双键、三键等原因分析
①规律：两成键原子的半径越大，则形成σ键的键长越长，越不利于形成π键。
②答题模板：×××原子的半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成π键。
③应用举例：氮原子间能形成氮氮三键，而砷原子间不易形成三键的原因：砷原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成π键。
(2)解释形成共价键的强弱
①规律：成键原子的半径小，则键长短，键能大，形成的共价键越牢固，物质越稳定。
②答题模板：×××原子的半径小于×××原子，×××键长短，×××键能大。
③应用举例：硅烷种类没有烷烃多，从键能角度解释，其主要原因是碳原子半径小于硅原子，烷烃中碳碳键键长较短，键能较大。
(3)解释能否形成配位键
①形成配位键的条件：一个原子提供孤电子对，另一原子提供空轨道。
②答题模板：×××提供孤电子对，×××提供空轨道。
③应用举例：BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因：NH3中的N具有孤电子对，BF3中的B核外具有空轨道。
(4)解释形成配位键的强弱或配合物的稳定性
①规律：配位键的强弱取决于配位体给电子的能力，配位体给出电子的能力越强，则配位体与中心离子或原子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定。
②答题模板：×××元素的电负性比×××元素小，×××原子提供孤电子对的倾向更大，形成的配位键更强。
③应用举例：请预测HgCl与HgI的稳定性强弱，并从元素电负性的角度加以解释。HgCl比HgI更____________(填“稳定”或“不稳定”)，因为__________________________。
答案　不稳定　Cl比I电负性强，给出电子能力较弱，形成配位键较弱，配合物较不稳定
(一)选择题
1．下列说法不正确的是(　　)
①N2H4分子中既含极性键又含非极性键
②F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
③固体熔化成液体的过程是物理变化，所以不会破坏化学键
④HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案　C
解析　N2H4分子中N原子和N原子之间形成非极性键，N原子和H原子之间形成极性键，①正确； F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子，熔点随相对分子质量的增大而升高，②正确；固体熔化成液体的过程是物理变化，也可能破坏化学键，例如氢氧化钠熔融时离子键被破坏，③错误；HF分子很稳定，是因为H—F键能大，跟氢键无关，④错误。
2．下列说法正确的是(　　)
A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定
B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定
C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定
D．在双键中，σ键的键能要小于π键
答案　A
解析　当共价键键能越大、键长越短时，分子越稳定，A正确、B错误；在双原子分子中没有键角，C错误；一般σ键的重叠程度要大于π键，σ键的键能大于π键，D错误。
3．(2023·厦门模拟)阿伏加德罗提出阿伏加德罗定律为人类科学研究提供了重要的理论基础，在现实生活中我们常常利用物质的量来为难以用实际数字描述的数量做定量解释，下列说法正确的是(　　)
A．1.5 mol液态冰醋酸中含s-p σ键0个
B．常温常压下，1 mol CO2含有NA个Π
C．将0.1 mol醋酸钠溶于稀醋酸中使溶液呈中性，溶液中CH3COO－数目小于0.1NA
D．1 L 1 mol·L－1NaCl溶液含有28NA个电子
答案　A
解析　CH3COOH中C、O经过杂化后与H形成σ键，因此1.5 mol液态冰醋酸中含s-p σ键数目为0，故A正确；常温常压下，1 mol CO2含有2NA个Π，故B错误；将0.1 mol醋酸钠溶于稀醋酸中使溶液呈中性，根据电荷守恒得到钠离子数目等于醋酸根离子数目，即溶液中CH3COO－数目等于0.1NA，故C错误；1 L 1 mol·L－1NaCl溶液中NaCl物质的量为1 mol，NaCl含有28NA个电子，但溶液中还有水，水也含有电子，故D错误。
(二)简答题
4．CO2分子中，碳原子和氧原子间以碳氧双键结合，而硅原子和氧原子间却难以形成硅氧双键，其原因是_________________________________________________________________。
答案　硅原子半径比碳原子半径大，硅原子与氧原子间形成的σ键的键长较长，两个原子的p轨道重叠程度很小或难以重叠，难以形成π键
5．气态氢化物的稳定性：NH3__________(填“>”“<”或“＝”)PH3，原因是_________
______________________________________________________________________________。
答案　>　氮原子半径比磷原子的半径小，氮氢形成的共价键键长短，键能大
6．铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中，较易分解的是____________，原因是____________。
答案　NH4F　F原子半径比I原子半径小，H—F比H—I强(H—F更易形成)，F－更易夺取NH中的H＋
7．锗元素与碳元素类似，可形成锗烷(GenH2n＋2)，但至今没有发现n大于5的锗烷，根据下表提供的数据分析其中的原因：__________________________________________________。
化学键 C—C C—H Ge—Ge Ge—H
键能/ (kJ·mol－1) 346 411 188 288
答案　锗烷中Ge—Ge和Ge—H键能较小，易断裂，导致长链锗烷难以形成
8．H2O可以和Cu2＋形成配位键，而CH4则不行，其原因是__________________________。
答案　H2O中的O原子存在孤电子对，而CH4中的C原子没有孤电子对
9．(2023·四川自贡二模)H2SO4的电离平衡常数Ka1(H2SO4)比H2CO3的电离平衡常数Ka1(H2CO3)大，除S的非金属性比C强外，在分子结构上还存在的原因是_______________。
答案　H2SO4中有两个非羟基氧而H2CO3只有一个，中心原子的非羟基氧越多，其酸性越强
10．如图
NO离子配体中N原子与中心Ru离子配位的原因是_______________________________。
答案　N原子电负性小于O，更易给出孤电子对化学键与物质化学性质的关系
(一)选择题
1．(2023·山东，5)石墨与F2在450 ℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物(CF)x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是(　　)
A．与石墨相比，(CF)x导电性增强
B．与石墨相比，(CF)x抗氧化性增强
C．(CF)x中C—C的键长比C—F短
D．1 mol (CF)x中含有2x mol共价单键
2．(2022·海南，10改编)已知CH3COOH＋Cl2ClCH2COOH＋HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　　)
A．HCl的电子式为
B．Cl—Cl键的键长比I—I键短
C．CH3COOH分子中只有σ键
D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
3．(2022·北京，9)由键能数据大小，不能解释下列事实的是(　　)
化学键 C—H Si—H C==O C—O Si—O C—C Si—Si
键能/ (kJ·mol－1) 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性：CH4>SiH4
B．键长：C==OC．熔点：CO2D．硬度：金刚石>晶体硅
4．(2023·浙江1月选考，12)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：Al2Cl6＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是(　　)
A．Al2Cl6的结构式为
B．Al2Cl6为非极性分子
C．该反应中NH3的配位能力大于氯
D．Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
(二)简答题
5．[2023·浙江1月选考，17(1)]Si(NH2)4分子的空间结构(以Si为中心)名称为________，分子中氮原子的杂化轨道类型是______________________________________________________。
Si(NH2)4受热分解生成Si3N4和NH3，其受热不稳定的原因是_________________________。
6．[2021·河北，17(3)(4)](3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol－1)如表：
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看，氮以N2而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_____________________________________________________________________________。
(4)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为______________________，其中P采取______________杂化方式。
7．[2019·全国卷Ⅰ，35(2)节选]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是__________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
8．[2023·全国甲卷，35(2)]酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是____________(填图酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为____________，氮原子提供孤对电子与钴离子形成____________键。
1．化学键的存在
2．共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠
π键 电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一个共用电子对
双键 原子间有两个共用电子对
三键 原子间有三个共用电子对
3.有关配合物的重要名词
配位键 (1)配位键是一种特殊的共价键，也具有共价键的特征——方向性和饱和性。 (2)形成条件：成键原子一方有孤电子对，另一方有空轨道。 (3)表示方法：常用“A→B”表示配位键
配合物 通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配合物。
多齿配体 一个配体中有两个或两个以上的配位原子
4.共价键对物质化学性质的影响
(1)共价键的强弱对物质稳定性的影响
键能越大，键长越短，分子越稳定。
(2)共价键的极性对羧酸酸性的影响
键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H＋，则羧酸的酸性越大。
注意　与羧基相连的基团会影响羧基中羟基的极性。
ⅰ.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；
ⅱ.与羧基相邻的共价键的极性越大，通过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越强。
5．分子稳定性差异原因解释答题模板
(1)能否形成双键、三键等原因分析
①规律：两成键原子的半径越大，则形成σ键的键长越长，越不利于形成π键。
②答题模板：×××原子的半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成π键。
③应用举例：氮原子间能形成氮氮三键，而砷原子间不易形成三键的原因：砷原子半径较大，原子间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成π键。
(2)解释形成共价键的强弱
①规律：成键原子的半径小，则键长短，键能大，形成的共价键越牢固，物质越稳定。
②答题模板：×××原子的半径小于×××原子，×××键长短，×××键能大。
③应用举例：硅烷种类没有烷烃多，从键能角度解释，其主要原因是碳原子半径小于硅原子，烷烃中碳碳键键长较短，键能较大。
(3)解释能否形成配位键
①形成配位键的条件：一个原子提供孤电子对，另一原子提供空轨道。
②答题模板：×××提供孤电子对，×××提供空轨道。
③应用举例：BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因：NH3中的N具有孤电子对，BF3中的B核外具有空轨道。
(4)解释形成配位键的强弱或配合物的稳定性
①规律：配位键的强弱取决于配位体给电子的能力，配位体给出电子的能力越强，则配位体与中心离子或原子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定。
②答题模板：×××元素的电负性比×××元素小，×××原子提供孤电子对的倾向更大，形成的配位键更强。
③应用举例：请预测HgCl与HgI的稳定性强弱，并从元素电负性的角度加以解释。HgCl比HgI更____________(填“稳定”或“不稳定”)，因为__________________________。
答案　不稳定　Cl比I电负性强，给出电子能力较弱，形成配位键较弱，配合物较不稳定
(一)选择题
1．下列说法不正确的是(　　)
①N2H4分子中既含极性键又含非极性键
②F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
③固体熔化成液体的过程是物理变化，所以不会破坏化学键
④HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
2．下列说法正确的是(　　)
A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定
B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定
C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定
D．在双键中，σ键的键能要小于π键
3．(2023·厦门模拟)阿伏加德罗提出阿伏加德罗定律为人类科学研究提供了重要的理论基础，在现实生活中我们常常利用物质的量来为难以用实际数字描述的数量做定量解释，下列说法正确的是(　　)
A．1.5 mol液态冰醋酸中含s-p σ键0个
B．常温常压下，1 mol CO2含有NA个Π
C．将0.1 mol醋酸钠溶于稀醋酸中使溶液呈中性，溶液中CH3COO－数目小于0.1NA
D．1 L 1 mol·L－1NaCl溶液含有28NA个电子
(二)简答题
4．CO2分子中，碳原子和氧原子间以碳氧双键结合，而硅原子和氧原子间却难以形成硅氧双键，其原因是_________________________________________________________________。
5．气态氢化物的稳定性：NH3__________(填“>”“<”或“＝”)PH3，原因是_________
______________________________________________________________________________。
6．铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中，较易分解的是____________，原因是____________。
7．锗元素与碳元素类似，可形成锗烷(GenH2n＋2)，但至今没有发现n大于5的锗烷，根据下表提供的数据分析其中的原因：__________________________________________________。
化学键 C—C C—H Ge—Ge Ge—H
键能/ (kJ·mol－1) 346 411 188 288
8．H2O可以和Cu2＋形成配位键，而CH4则不行，其原因是__________________________。
9．(2023·四川自贡二模)H2SO4的电离平衡常数Ka1(H2SO4)比H2CO3的电离平衡常数Ka1(H2CO3)大，除S的非金属性比C强外，在分子结构上还存在的原因是_______________。
10．如图
NO离子配体中N原子与中心Ru离子配位的原因是_______________________________。

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