资源简介 第3讲 分子结构与性质【复习目标】1.了解化学键的定义及离子键、共价键的形成;会书写电子式。2.了解共价键的类型及键参数,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。4.了解范德华力、氢键的含义及其对物质性质的影响。考点一 化学键 1.化学键(1)化学键的定义及分类。(2)化学反应的本质:反应物的旧化学键 与生成物的新化学键 。 2.离子键、共价键、金属键项目 离子键 共价键 金属键概念 带相反电荷离子之间的 原子间通过 所形成的相互作用 金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用续 表项目 离子键 共价键 金属键成键 粒子 成键 方式 得失电子形成阴、阳离子 形成 形成金属阳离子与自由电子方向性 与饱和 性 方向性; 饱和性 方向性; 饱和性 方向性; 饱和性 成键的 符号 表示 电子式 电子式或结构式 —3.共价键的分类与键参数(1)σ键和π键。①σ键和π键的形成。键型 形成σ键 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 ss型:sp型:pp型:π键 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成 大 π键 由多个原子的p轨道互相“ ”重叠形成 苯分子中的6个碳原子均形成 3个 σ键,每个碳原子剩余的1个p轨道“肩并肩”重叠形成了1个以6个碳原子为中心的大π键,相邻碳原子间的共价键完全相同②σ键与π键的区别。键型 σ键 π键成键方向 沿轴方向“头碰头” 平行或“肩并肩”电子云形状 轴对称 镜面对称牢固程度 键强度大,不易断裂 键强度较小,容易断裂旋转 旋转 旋转 成键判断规律 共价单键全是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键;共价三键中一个是σ键,另两个是π键(2)极性键与非极性键。①根据共价键的极性与否可分为 (简称极性键)和 (简称非极性键)。 ②极性键产生的原因:成键的两个原子电负性不同,共用电子对向电负性大的元素原子偏移,造成共价键正、负电中心不重合而形成极性。(3)共价单键、共价双键和共价三键。根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。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。 ②5.离子化合物和共价化合物项目 离子化合物 共价化合物定义 含有 的化合物 只含有 的化合物 构成 粒子 化学键 类型 一定含有 ,可能含有 只含有 6.化学键的表示方法——电子式(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 的式子。 (2)常见物质电子式的书写。①原子。Na: Cl: ②简单离子。Na+: F-: ③复杂离子。N: OH-: ④离子化合物。化合物 电子式CaCl2 Na2O Na2O2 CaC2 ⑤非金属单质及共价化合物。单质或化合物 电子式N2 N H2O HH2O2 HCCl4(3)用电子式表示化合物的形成过程。①离子化合物。如NaCl: 。 ②共价化合物。如HCl: 。 [理解·辨析] 判断正误(1)所有物质中都存在化学键。( )(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )(3)非金属元素的两个原子之间形成的一定是共价键,但多个非金属元素原子形成的化合物可能包含离子键。( )(4)离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键。( )(5)ss σ键与sp σ键的电子云图形都是轴对称的。( )(6)σ键能单独形成,而π键不能单独形成。( )(7)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。( )(8)正四面体结构的分子的键角一定是109°28′。( )一、化学键类别与物质类别判断1.(2024·北京丰台区期末)下表所列对应关系不正确的是( )选项 物质 化学键类型 化合物类型[A] CO2 共价键 共价化合物[B] H2O2 共价键 共价化合物[C] CaCl2 离子键、共价键 离子化合物[D] NaOH 离子键、共价键 离子化合物2.(1)下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正确的是 (填字母)。 A.都是σ键,没有π键B.都是π键,没有σ键C.除H2O外,都含π键D.除HCN外,都是σ键(2)甲、乙、丙三种有机化合物的结构如下:甲:乙:丙:①甲分子中有 个σ键、 个π键。 ②乙分子中 (填“有”或“没有”)极性键, (填“是”或“不是”)极性分子。 ③丙分子中σ键与π键的数目之比为 。 3.(1)有以下10种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧AlCl3 ⑨Cu ⑩CuSO4·5H2O请用上述物质对应的序号填空。a.不存在化学键的是 。 b.只存在极性共价键的是 。 c.只存在非极性共价键的是 。 d.既存在非极性共价键又存在极性共价键的是 。 e.只存在离子键的是 。 f.既存在离子键又存在共价键的是 。 g.常温或熔融状态能导电的是 。 (2)在下列变化中:①I2升华 ②烧碱熔化 ③NaCl溶于水 ④HCl溶于水 ⑤O2溶于水 ⑥Na2O2溶于水a.未破坏化学键的是 (填序号,下同)。 b.仅离子键被破坏的是 。 c.仅共价键被破坏的是 。 d.离子键和共价键同时被破坏的是 。 1.化学键与物质类别之间的关系2.共价键中σ键、π键的确定单键 原子间有一个共用电子对 一个σ键双键 原子间有两个共用电子对 一个σ键、一个π键三键 原子间有三个共用电子对 一个σ键、两个π键二、电子式4.写出下列粒子的电子式。(1)—OH ; H3O+ 。 (2)H2S ; N2H4 。 (3)NaH ; NaBH4 。 5.用电子式表示化合物的形成过程。(1)(2023·湖北卷)K2S: 。 (2)(2021·辽宁卷)氯化钾: 。 (3)氯化钙: 。 (4)硫化氢: 。 三、键参数及应用6.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是( )[A] 键角是描述分子空间结构的重要参数[B] 因为H—O的键能小于H—F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱[C] AB2型分子的键角均为180°[D] H—O的键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗的能量为2×462.8 kJ7.(2024·辽宁模拟)工业上制备粗硅的反应为2C+SiO2Si+2CO↑,若C过量,还会生成SiC。下列叙述错误的是( )[A] 1个CO分子内含有1个σ键和2个π键[B] 键能:C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定[C] 键长:C—Si[D] 键长:C—C8.(2025·辽宁沈阳重点高中期中)下列事实不能用键能的数据解释的是( )[A] CH4的沸点(-161.5 ℃)低于SiH4的沸点(-111.9 ℃)[B] N2的化学性质很稳定[C] HI、HBr、HCl、HF的稳定性逐渐增强[D] 金刚石的熔点高于晶体硅的熔点考点二 分子的空间结构 1.分子结构的测定(1)测定分子结构的现代仪器和方法有 光谱、晶体X射线衍射等。 (2)用 测定分子的相对分子质量。 2.价层电子对互斥(VSEPR)模型(1)理论要点。①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。②孤电子对的排斥力较大,孤电子对数越多,排斥力越强,键角越小。(2)价层电子对数的计算。①a为中心原子的 。 对于主族元素:a= 。 对于阳离子:a= 。 对于阴离子:a= 。 ②x为 。 ③b为与中心原子结合的原子 (氢为 ,其他原子为 。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2,卤族元素均为1)。 几种分子或离子的中心原子的价层电子对数如下表所示:粒子 中心 原子 σ键 电子 对数 孤电子对数 价层 电子 对数SOCl2 S 3 ×(6-2-1×2)=1 4H2SO3 S 3 ×(6-2-2)=1 4S S 3 ×(6+2-2×3)=1 4SO3 S 3 ×(6-2×3)=0 3CO2 C 2 ×(4-2×2)=0 2(3)价层电子对互斥模型与分子或离子空间结构的关系。价层电 子对数 成键 电子 对数 孤电子 对数 VSEPR 模型 分子或 离子空 间结构 实例2 2 0 直线形 形 BeCl2、CO23 3 0 平面 三角形 形 BF3、SO3、 C2 1 形 SnBr2、 O3、SO24 4 0 四面 体形 形 CH4、 P、N3 1 形 NH3、S2 2 形 H2O、 H2S、3.杂化轨道理论(1)理论要点。①原子在成键时,同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合,得到杂化轨道。②杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目),且杂化轨道的能量相同。③杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。④为使相互间的排斥最小,杂化轨道在空间取最大夹角分布,决定了分子的空间结构。未参与杂化的p轨道可用于形成π键。(2)杂化轨道与分子空间结构的关系。杂化轨 道类型 杂化轨 道数目 杂化轨道 间夹角 分子 空间结构 实例sp 2 180° 直线形 BeCl2sp2 3 120° BF3sp3 4 109°28′ CH4[理解·辨析] 判断正误(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)SiF4与S的中心原子均为sp3杂化。( )(3)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。( )(4)价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。( )(5)中心原子杂化轨道类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。( )(6)凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体。( )(7)为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对。( )(8)六氟化硫分子空间结构呈正八面体形,其中心原子的价层电子对数为4。( )一、价层电子对互斥模型的应用1.下列分子或离子中,中心原子的价层电子对的空间结构为四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是( )[A] N [B] PH3[C] H3O+ [D] OF22.(2024·河南商丘模拟)下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是( )[A] S [B] Cl[C] N [D] Cl3.用价层电子对互斥(VSEPR)模型可以预测许多分子或离子的空间结构,也可推测键角大小。下列判断正确的是( )[A] CS2是V形分子[B] PH3键角大于NH3[C] BF3是三角锥形分子[D] N和CH4的空间结构相同4.(1)计算下列分子或离子中心原子的价层电子对数(写出计算过程)。①SO2: 。 ②SO3: 。 ③S: 。 (2)下列分子或离子中:BF3、H2O、N、SO2、PCl3、CO2。①粒子的空间结构为直线形的有 。 ②粒子的空间结构为V形的有 。 ③粒子的空间结构为平面三角形的有 。 二、杂化轨道类型、分子或离子空间结构的判断5.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的中心原子杂化方式及空间结构正确的是 (填字母)。 选项 分子或 离子 中心原子 杂化方式 价层电子对 互斥模型 分子或离子 的空间结构A H2O sp 直线形 直线形B BBr3 sp2 平面三角形 平面三角形C PCl3 sp2 四面体形 平面三角形D C sp2 平面三角形 平面三角形6.回答下列问题。(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中N、C的杂化类型分别是 、 。 (2)HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型是 。 (3)CH3N中氮原子的杂化轨道类型是 。 (4)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:3NH3BH3+6H2O3N+B3+9H2↑。B3的结构为。在该反应中,硼原子的杂化轨道类型由 变为 。 (5)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 ,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 (填字母)。 A.sp B.sp2C.sp3 D.sp3dsp3d杂化与sp3d2杂化s、p能级的轨道杂化最多可形成4个杂化轨道,当计算出价层电子对数超过4时,必然有d轨道参与杂化,且参与杂化的d轨道数=价层电子对数-4。较常见的为sp3d杂化与sp3d2杂化,如下表所示。价层电 子对数 孤电子 对数 杂化 类型 VSEPR模型 分子或离子的空间结构 示例5 0 sp3d PCl5、PF5、AsF51 SF4、TeCl42 ClF3、BrF33 XeF2、、I6 0 sp3d2 SF6、Si、Al1 BrF5、ClF5、IF52 XeF4、IC三、分子(或离子)中大π键的判断7.已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成大π键。大π键可用表示,其中n、m分别代表参与形成大π键的电子数和原子个数,如苯分子中大π键表示为。按要求回答下列问题。(1)下列粒子中存在大π键的是 (填字母)。 a.O3 b.Sc.H2S d.N(2)N2O分子中的大π键表示为 。 (3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸,在水中能微弱电离出H+和,则中的大π键应表示为 。 8.(1)经X射线衍射测得化合物(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体结构,其局部结构如图所示。该化合物中阴离子中的σ键总数为 个。分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为), 则中的大π键应表示为 。 (2)中的大π键应表示为 ,其中碳原子的杂化方式为 。 大π键的判断1.概念在一个具有平面结构或直线形结构的多原子分子中,如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面且相互平行的未参与杂化的p轨道,这些p轨道可以相互重叠,形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键,简称大π键。2.形成条件(1)中心原子采取sp或sp2杂化。(2)参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。(3)具有相互平行的p轨道,p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。3.表示符号,m表示相互平行的p轨道的数目,n表示相互平行的p轨道里的电子数。理论计算证明 n<2m时可形成大π键,解题时可作为验证大π键书写正误的方法。考点三 分子结构与物质的性质1.极性键与非极性键(1)极性键与非极性键的比较。项目 极性键 非极性键成键原子 元素的原子间 元素的原子间 电子对 偏移(电荷分布不均匀) 偏移(电荷分布均匀) 成键原子 的电性 — 呈电中性(2)键的极性对物质化学性质的影响。①键的极性对羧酸酸性强弱的影响实质是通过改变羧基中羟基的 而实现的,羧基中羟基的极性越大,越 ,则羧酸的酸性越强。 ②与羧基相邻的共价键的极性越大,羧基中 ,则羧酸的酸性越强。 ③烷基是推电子基团,从而减小羟基的 ,导致羧酸的酸性减弱。一般地,烷基越长,推电子效应 ,羧酸的酸性 。 2.极性分子和非极性分子(1)概念。①极性分子:分子的正电中心和负电中心 ,键的极性的向量和 零。 ②非极性分子:分子的正电中心和负电中心 ,键的极性的向量和 零。 (2)极性分子和非极性分子的判断方法。①A—A型分子一定是非极性分子,A—B型分子一定是极性分子。②判断ABn型分子极性的两条经验规律。(ⅰ)中心原子A化合价的绝对值等于该元素原子最外层电子数,则为非极性分子,反之则为极性分子。(ⅱ)中心原子A没有孤电子对,则为非极性分子,反之则为极性分子。3.分子间作用力及其对物质性质的影响(1)范德华力与氢键的比较。项目 范德华力 氢键作用 粒子 分子或原子(稀有气体分子) H与N、O、F等电负性很大的原子分类 — 分子内氢键和分子间氢键特征 方向性和饱和性 方向性和饱和性 强度 共价键> > 影响其强度的因素 ①组成和结构相似的物质,相对分子质量 ,范德华力越大; ②分子的极性 ,范德华力越大 X—H…Y强弱与X和Y的电负性有关对物质性质的影响 主要影响物理性质(如熔、沸点)(2)氢键的表示方法(以HF分子间氢键为例)。[示例] 已知邻羟基苯甲醛()与对羟基苯甲醛()的沸点相差很大,其中沸点较高的是 ,请在下列图框中分别画出上述两种物质形成氢键的情况: 邻羟基苯甲醛:对羟基苯甲醛:(3)物质的溶解性。①“相似相溶”规律。a.非极性溶质一般能溶于 溶剂,极性溶质一般能溶于 溶剂。 b.分子结构相似的物质易互溶。②氢键对分子溶解性的影响。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度 。 (4)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。一般含有手性碳原子的分子是手性分子,如。 [理解·辨析] 判断正误(1)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。( )(2)BCl3与NCl3均为三角锥形,为极性分子。( )(3)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。( )(4)O3是由非极性键构成的极性分子。( )(5)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( )(6)氢键具有方向性和饱和性。( )(7)因为氨分子与水分子间可形成氢键,大大增大了氨在水中的溶解度。( )(8)H2O2分子间存在氢键。( )(9)为手性分子。( )一、共价键的极性与分子极性1.(2024·四川广元开学检测)下列羧酸的酸性比较错误的是( )[A] 甲酸>乙酸>丙酸[B] 氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸[C] 氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸[D] 二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸2.下列说法正确的是( )[A] 非极性分子中的原子一定无孤电子对[B] 平面三角形分子一定是非极性分子[C] 二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子是sp3杂化,键角均为109°28′[D] ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn不一定是非极性分子3.有下列分子:P4、Cl2、NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、CS2、C2H2、SO3、SCl2、BF3、HCN、HCHO、PCl5、PCl3。其中属于极性分子的是 ;属于非极性分子的是 。 共价键的极性与分子极性的一般关系二、范德华力、氢键及其对物质性质的影响4.(2024·河南开封期末)下列物质的性质与分子间作用力无关的是( )[A] NH3比PH3易液化[B] 沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S[C] 等质量的冰比液态水的体积大[D] 稳定性:HF>HCl>HBr>HI5.根据有关分子的溶解性,解答下列问题。(1)H2O2难溶于CS2,简要说明理由: 。 (2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都极易溶于水的原因是 。 (3)吡啶()在水中的溶解度远大于苯,主要原因是 。 6.根据有关物质的熔、沸点,解答下列问题。(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为 ,其沸点比NH3的 (填“高”或“低”),其判断理由是 。 (2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(111 ℃),原因是 。 (3)有机物A()的结构可以表示为(虚线表示氢键),而有机物B()只能形成分子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离,首先被蒸出的成分是 (填字母),原因是 。 三、手性碳原子的判断7.(2024·江苏模拟)下列说法错误的是( )[A] 存在对映异构现象[B] 与分子中均含有手性碳原子[C] 分子中含有2个手性碳原子[D] 与足量H2反应后的有机产物分子中含有3个手性碳原子8.(2023·海南卷,12改编)闭花耳草是海南传统药材,具有消炎功效。车叶草苷酸是其活性成分之一,结构简式如图所示。用“*”标出分子中的手性碳原子。1.(2024·江西卷,2)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是( )[A] 分子的极性:SiH4>NH3[B] 键的极性:H—Cl>H—H[C] 键角:H2O>CH4[D] 分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH2.(2024·甘肃卷,13,14)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。据此回答下面小题。(1)下列说法错误的是( )[A] 原子半径:O[B] 第一电离能:C[C] 在水中的溶解度:苯<苯酚[D] 苯和苯酚中C的杂化方式相同(2)下列说法错误的是( )[A] 相同条件下N2比O2稳定[B] N2O与N的空间结构相同[C] N2O中N—O比N—N更易断裂[D] N2O中σ键和大π键的数目不相等3.(2024·湖南卷,9)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )[A] P为非极性分子,Q为极性分子[B] 第一电离能:B[C] 1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等[D] P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化4.(2024·河北卷,9)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体,与某些易燃物作用可全部生成气态产物,如:NH4ClO4+2CNH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是( )[A] HCl的形成过程可表示为[H+]-[B] NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构[C] 在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式[D] NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力5.(2023·山东卷,3)下列分子属于极性分子的是( )[A] CS2 [B] NF3 [C] SO3 [D] SiF46.(2023·河北卷,6)下列说法正确的是( )[A] CH4的价层电子对互斥模型和空间结构均为正四面体[B] 若AB2型分子的空间结构相同,其中心原子的杂化方式也相同[C] 干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性[D] CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子7.(2023·天津卷,6)常温下,二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被联合国卫生组织(WTO)列为A1级高效安全消毒剂。已知,工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,其反应的化学方程式:CH3OH+6NaClO3+3H2SO4CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O,则下列说法正确的是( )[A] CO2是非极性分子[B] 键角:Cl[C] NaClO3在反应中作还原剂[D] ClO2分子的空间结构为直线形8.(2023·湖北卷,9)价层电子对互斥理论可以预测某些粒子的空间结构。下列说法正确的是( )[A] CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体[B] S和C的空间结构均为平面三角形[C] CF4和SF4均为非极性分子[D] XeF2与XeO2的键角相等第3讲 分子结构与性质考点一 化学键必备知识整合1.(1)原子 离子 共价 金属 (2)断裂 形成2.相互作用 共用电子对 阴、阳离子 原子 金属阳离子、自由电子 共用电子对 无 无 有 有 无 无3.(1)①肩并肩 肩并肩 ②可以 不可以 (2)①极性共价键 非极性共价键4.(1)键能 键长 键角 (2)①大 短5.离子键 共价键 阴、阳离子 原子 离子键 共价键 共价键6.(1)最外层电子 (2)①Na· · ②Na+ ]- ③[H]+ H]- ④]-Ca2+]- Na+]2-Na+ Na+]2-Na+Ca2+C ]2- (3)① ②H×+·[理解·辨析] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)× (8)×关键能力提升1.C 含离子键的化合物为离子化合物,只含共价键的化合物为共价化合物。CO2中只含共价键,为共价化合物,故A正确;H2O2中只含共价键,为共价化合物,故B正确;CaCl2中只含离子键,为离子化合物,故C不正确;NaOH中含离子键和极性共价键,为离子化合物,故D正确。2.【答案】 (1)C (2)①8 2 ②有 不是 ③2∶1【解析】 (1)HCN的结构式为H—C≡N,既含σ键又含π键;CO2的结构式为,既含σ键又含π键;H2O的结构式是H—O—H,只含σ键;CO(NH2)2的结构式为,既含σ键又含π键;C2H4的结构式为,既含σ键又含π键。综上所述,故选C。(2)①单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,甲分子中有8个σ键、2个π键。②乙分子中含有C—H极性键,乙烯分子的正、负电中心重合,不是极性分子。③丙分子中—CN的结构式为—C≡N,三键含有1个σ键和2个π键,丙分子中σ键与π键的数目之比为6∶3=2∶1。3.(1)a.① b.②⑧ c.③ d.④ e.⑤ f.⑥⑦⑩ g.⑤⑥⑦⑨⑩(2)a.①⑤ b.②③ c.④ d.⑥4. (1)·H H]+(2)H H(3)Na+[H]- Na+[H]-5.(1)(2)(3)(4)H·+··+·HH6.A H—O、H—F的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B项错误;AB2型分子可能为直线形,如CO2,键角为180°,而SO2呈V形,键角小于180°,C项错误;H—O的键能为462.8 kJ·mol-1,指的是断开 1 mol H—O形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为462.8 kJ,18 g即1 mol H2O中含2 mol H—O,断开时需吸收2×462.8 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子,再进一步形成H2和O2时,还需释放出一部分能量,D项错误。7.D CO的结构式为C≡O,则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键,A正确;原子半径 CSi—H,共价键的牢固程度 C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定,B正确;碳化硅和单晶硅均属于共价晶体,原子半径CSi—Si,因此熔点SiC>Si,C正确;键长C—CSi—Si,因此C的还原性弱于Si的还原性,D错误。8.A CH4和SiH4都属于分子晶体,分子间均不存在氢键,CH4的相对分子质量较小,则CH4分子间的范德华力较小,故CH4的沸点低于SiH4的沸点,沸点高低与分子内部的键能大小无关,A符合题意;N2分子中N≡N键能很大,断开该化学键需要较多的能量,所以N2的化学性质很稳定,B不符合题意;HI、HBr、HCl、HF的键长逐渐减小,键能逐渐增大,所以HI、HBr、HCl、HF的稳定性逐渐增强,C不符合题意;金刚石和晶体硅都属于共价晶体,键长C—C考点二 分子的空间结构必备知识整合1.(1)红外 (2)质谱仪2.(2)①价电子数 原子的最外层电子数 中心原子的价电子数-离子的电荷数 中心原子的价电子数+离子的电荷数②与中心原子结合的原子数 ③最多能接受的电子数 1 8-该原子的价电子数 (3)直线 平面三角 V 正四面体 三角锥 V3.(2)平面三角形 正四面体形[理解·辨析] (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)× (8)×关键能力提升1.D N中心原子N的价层电子对的空间结构为平面三角形,A错误;PH3的空间结构为三角锥形,B错误;H3O+的空间结构为三角锥形,C错误;OF2中心原子O的价层电子对的空间结构为四面体形且分子的空间结构为V形,D正确。2.B 当中心原子无孤电子对时,VSEPR模型与离子的空间结构一致。A项,S的中心原子的孤电子对数为×(6+2-3×2)=1;B项,Cl的中心原子的孤电子对数为×(7+1-4×2)=0;C项,N的中心原子的孤电子对数为×(5+1-2×2)=1;D项,Cl的中心原子的孤电子对数为×(7+1-3×2)=1。所以只有B项符合题意。3.D CS2的中心原子C上的孤电子对数为×(4-2×2)=0,σ键电子对数为2,价层电子对数为0+2=2,则CS2是直线形分子,A项错误;PH3、NH3的中心原子均为sp3杂化,由于氮的电负性更大,对成键电子对的吸引能力更强,成键电子对离中心原子更近,成键电子对之间距离更小、斥力更大,导致键角更大,故PH3键角小于NH3,B项错误;BF3的中心原子B上的孤电子对数为×(3-3×1)=0,σ键电子对数为3,价层电子对数为0+3=3,则BF3是平面三角形分子,C项错误;N的中心原子N上的孤电子对数为×(5-1-4×1)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为0+4=4,则N的空间结构为正四面体形,CH4的中心原子C上的孤电子对数为×(4-4×1)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为0+4=4,则CH4的空间结构为正四面体形,D项正确。4.【答案】 (1)①2+×(6-2×2)=3 ②3+×(6-2×3)=3 ③4+×(6+2-2×4)=4(2)①CO2 ②H2O、SO2 ③BF3【解析】 (2)BF3中B的价层电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形;H2O中O的价层电子对数为4,有2个孤电子对,空间结构为V形;N中N的价层电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形;SO2中S的价层电子对数为3,有1个孤电子对,空间结构为V形;PCl3中P的价层电子对数为4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形;CO2中C的价层电子对数为2,无孤电子对,空间结构为直线形。①粒子的空间结构为直线形的有CO2。②粒子的空间结构为V形的有H2O、SO2。③粒子的空间结构为平面三角形的有BF3。5.【答案】 BD【解析】 H2O中心原子O形成2个σ键,含有孤电子对数为=2,则杂化轨道数为4,采取sp3杂化,价层电子对互斥模型为四面体形,而分子的空间结构为V形,故A错误;BBr3中心原子B形成3个σ键,含有孤电子对数为=0,则杂化轨道数为3,采取sp2杂化,价层电子对互斥模型为平面三角形,分子的空间结构也为平面三角形,故B正确;PCl3中心原子P形成3个σ键,含有孤电子对数为=1,则杂化轨道数为4,采取sp3杂化,价层电子对互斥模型为四面体形,而分子的空间结构为三角锥形,故C错误;C中心原子C形成3个σ键,含有孤电子对数为=0,则杂化轨道数为3,采取sp2杂化,价层电子对互斥模型为平面三角形,离子的空间结构也为平面三角形,故D正确。6.【答案】 (1)sp3 sp3 (2)sp3和sp (3)sp3 (4)sp3 sp2 (5)5 D【解析】 (3)CH3N中N形成4个σ键,氮原子的杂化轨道类型为sp3。(4)NH3BH3中B形成4个σ键,为sp3杂化,B3中B形成3个σ键,为sp2杂化。(5)XeF2中心原子的价层电子对数为2+=5,其中心原子的杂化方式应为sp3d。7.【答案】 (1)ad (2) (3)【解析】 (1)形成大π键的条件是“原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道”,O3为V形结构,有相互平行的p轨道,可以形成大π键;硫酸根离子是正四面体结构,原子不处于同一平面内,不能形成大π键;硫化氢中氢原子和硫原子没有平行的p轨道,不能形成大π键;N为平面三角形结构,有相互平行的p轨道,可以形成大π键。8.【答案】 (1)5 (2) sp2【解析】 (1)根据题图可知,中的σ键总数为5;中每个N采取sp2杂化,未参与杂化的p轨道垂直于该离子平面形成大π键,每个p轨道各提供一个电子,再加上一个单位的负电荷,所以中一共有6个电子参与形成大π键,应表示为。(2)中的5个碳原子参与形成大π键,5个碳原子共提供5个p电子,加上得到的1个电子,共有6个电子参与形成大π键,应表示为,其中碳原子的杂化方式均为sp2。考点三 分子结构与物质的性质必备知识整合1.(1)不同种 同种 发生 不发生 (2)①极性 容易电离出H+ ②羟基的极性越大 ③极性 越大 越弱2.(1)①不重合 不等于 ②重合 等于3.(1)无 有 氢键 范德华力 越大 越大(2)[示例] 对羟基苯甲醛 (3)①非极性 极性 ②增大 (4)①镜像 不能叠合 ②手性异构体 ③四个不同原子或原子团[理解·辨析] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)×关键能力提升1.C 一般,烷基越长,推电子效应越大,羧酸酸性越弱,故甲酸>乙酸>丙酸,A正确;电负性F>Cl>Br,电负性越强,使得羧基中羟基的极性越强,越容易电离出氢离子,酸性增强,故氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸,B正确;随氯原子数增加,吸引力增强,导致羧基中羟基的极性增大,酸性越来越强,故氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸,C错误;由B项分析可知,卤素原子电负性越强,羧基中羟基的极性越强,越容易电离出氢离子,酸性增强,故二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸,D正确。2.D CCl4是非极性分子,其中氯原子含有孤电子对,故A错误;甲醛中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,碳原子位于三角形内部,结构不对称,为极性分子,故B错误;甲烷是正四面体结构,键角均为 109°28′,二氯甲烷分子的空间结构是四面体,键角发生了变化,不是109°28′,故C错误;ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,ABn不一定是非极性分子,如NH3中心原子N最外层满足8电子结构,但是分子为极性分子,故D正确。3.NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、SCl2、HCN、HCHO、PCl3 P4、Cl2、CS2、C2H2、SO3、BF3、PCl54.D NH3比PH3易液化是因为氨分子间存在氢键,与分子间作用力有关,故A不符合题意;水分子间存在氢键,故熔、沸点较高,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,则熔、沸点越高,沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S,与分子间作用力有关,故B不符合题意;液态水形成冰时,由于水分子间存在氢键,且氢键有方向性和饱和性,使体积变大,与分子间作用力有关,故C不符合题意;非金属性F>Cl>Br>I,则HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,与共价键有关,与分子间作用力无关,故D符合题意。5.(1)H2O2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(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是极性分子,且都能与H2O形成分子间氢键(3)吡啶能与水分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子,而苯为非极性分子6.(1)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键(2)苯胺分子间存在氢键(3)A A形成分子内氢键,B形成分子间氢键,所以B的沸点比A的高7.D 分子中,与羧基相连的碳原子为手性碳原子,故该分子存在对映异构体,A正确;由、知,从左边数第2个碳原子均为手性碳原子,B正确;分子中,连接 —Br 和—COOCH3的碳原子均为手性碳原子,C正确;与足量H2反应后的有机产物如图所示,(标“*”的碳原子为手性碳原子),分子中含有4个手性碳原子,D错误。8.真题验收1.B SiH4为正四面体形结构,正、负电中心重合,为非极性分子,NH3为三角锥形结构,正、负电中心不重合,为极性分子,故A错误;H—H为非极性键,H—Cl为极性键,则键的极性H—Cl>H—H,故B正确;水分子为V形结构,中心原子O含两个孤电子对,甲烷为正四面体形结构,中心原子C不含孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力较大,则键角H2ON,分子中三键的键长HC≡N2.【答案】 (1)B (2)D【解析】 (1)同周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,因此,原子半径从小到大的顺序为O(2)N2分子中存在氮氮三键,键能大,不容易断裂,则稳定性N2>O2,A正确;N2O与N的中心原子价层电子对数均为2,无孤电子对,故其空间结构均为直线形,两者空间结构相同,B正确;N2O的中心原子是N,根据题意可知,其在催化剂作用下可分解为O2和N2,说明N2O中N—O比N—N更易断裂,C正确;N2O中σ键和大π键的数目均为2,因此,σ键和大π键的数目相等,D错误。3.A 由所给分子结构可知,P和Q分子结构都对称,正电中心和负电中心重合,都是非极性分子,A错误;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为较稳定的半充满结构,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由小到大的顺序为B4.B HCl是共价化合物,HCl的形成过程可表示为H×+ ,故A错误;NH4ClO4中N的中心原子N的孤电子对数为×(5-1-1×4)=0,价层电子对数为4,Cl的中心原子Cl的孤电子对数为×(7+1-2×4)=0,价层电子对数为4,则两者的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形,故B正确;C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3,共有2种杂化方式,故C错误;NH3易液化,液氨汽化时吸收热量,可作制冷剂,干冰易升华,升华时吸收热量,也可作制冷剂,NH3的分子间作用力为氢键和范德华力,CO2的分子间仅存在范德华力,故D错误。5.B CS2中C上的孤电子对数为×(4-2×2)=0,σ键电子对数为2,价层电子对数为2,CS2的空间结构为直线形,分子中正、负电中心重合,CS2属于非极性分子,A项不符合题意;NF3中N上的孤电子对数为×(5-3×1)=1,σ键电子对数为3,价层电子对数为4,NF3的空间结构为三角锥形,分子中正、负电中心不重合,NF3属于极性分子,B项符合题意;SO3中S上的孤电子对数为 ×(6-3×2)=0,σ键电子对数为3,价层电子对数为3,SO3的空间结构为平面正三角形,分子中正、负电中心重合,SO3属于非极性分子,C项不符合题意;SiF4中Si上的孤电子对数为×(4-4×1)=0,σ键电子对数为4,价层电子对数为4,SiF4的空间结构为正四面体形,分子中正、负电中心重合,SiF4属于非极性分子,D项不符合题意。6.A CH4中心原子形成四个σ键,没有孤电子对,所以价层电子对互斥模型和空间结构均为正四面体,A正确;SO2和OF2分子的空间结构均为V形,但前者中心原子为sp2杂化,后者中心原子为sp3杂化,B错误;冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构,表明了氢键通常具有方向性,干冰的结构表现为分子密堆积,范德华力没有方向性,C错误;CO2和CCl4都是极性键形成的非极性分子,CO2既含σ键又含π键,而CCl4只含σ键不含π键,D错误。7.A CO2的中心原子C的价层电子对数为2,碳原子杂化类型为sp,CO2是非极性分子,A正确;Cl与Cl中氯原子的价层电子对数均为4,杂化类型均为sp3,Cl中氯原子有1个孤电子对,Cl中氯原子有2个孤电子对,Cl中孤电子对与成键电子对之间的斥力小于Cl中孤电子对与成键电子对之间的斥力,导致键角Cl>Cl,B错误;该反应中,碳元素由-2价升高为+4价,氯元素由+5价降低为+4价,所以氧化剂是 NaClO3,还原剂是甲醇,C错误;ClO2中氯原子提供1对电子,有一个氧原子提供1个电子,另一个氧原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,Cl与另一个O形成的是普通的共价键(σ键,这个O只提供了1个电子参与形成大π键),Cl的价层电子对数为3,则氯原子的轨道杂化方式为sp2,ClO2分子空间结构为V形,D错误。8.A 甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4,水分子的中心原子的价层电子对数也为4,所以它们的VSEPR模型都是四面体,A正确;S的中心原子的孤电子对数为1,C的中心原子的孤电子对数为0,所以S的空间结构为三角锥形,C的空间结构为平面三角形,B错误;CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4的中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;XeF2和XeO2分子中,中心原子的孤电子对数不相等,孤电子对的排斥力较大,孤电子对数越多,排斥力越大,键角越小,所以键角不相等,D错误。(第16页)(共232张PPT)分子结构与性质第3讲1.了解化学键的定义及离子键、共价键的形成;会书写电子式。2.了解共价键的类型及键参数,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构。4.了解范德华力、氢键的含义及其对物质性质的影响。1.化学键(1)化学键的定义及分类。原子 (2)化学反应的本质:反应物的旧化学键 与生成物的新化学键 。离子 共价 金属断裂形成2.离子键、共价键、金属键项目 离子键 共价键 金属键概念 带相反电荷离子之间的 原子间通过 所形成的相互作用 金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用成键 粒子相互作用共用电子对阴、阳离子原子金属阳离子、自由电子成键 方式 得失电子形成阴、阳离子 形成 形成金属阳离子与自由电子方向性 与饱和性 方向性; 饱和性 方向性; 饱和性 方向性;饱和性成键的 符号 表示 电子式 电子式或结构式 —共用电子对无无有有无无3.共价键的分类与键参数(1)σ键和π键。①σ键和π键的形成。键型 形成σ键 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 s-s型:s-p型:p-p型:π键 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成肩并肩大π键 由多个原子的p轨道互相“ ”重叠形成苯分子中的6个碳原子均形成3个σ键,每个碳原子剩余的1个p轨道“肩并肩”重叠形成了1个以6个碳原子为中心的大π键,相邻碳原子间的共价键完全相同肩并肩②σ键与π键的区别。键型 σ键 π键成键方向 沿轴方向“头碰头” 平行或“肩并肩”电子云形状 轴对称 镜面对称牢固程度 键强度大,不易断裂 键强度较小,容易断裂旋转 旋转 旋转成键判断规律 共价单键全是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键;共价三键中一个是σ键,另两个是π键可以不可以(2)极性键与非极性键。①根据共价键的极性与否可分为 (简称极性键)和(简称非极性键)。②极性键产生的原因:成键的两个原子电负性不同,共用电子对向电负性大的元素原子偏移,造成共价键正、负电中心不重合而形成极性。(3)共价单键、共价双键和共价三键。根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。极性共价键非极性共价键4.键参数(1)概念。键能 键长 键角(2)键参数对分子性质的影响。①键能越 ,键长越 ,分子越稳定。大②短5.离子化合物和共价化合物项目 离子化合物 共价化合物定义 含有 的化合物 只含有 的化合物构成 粒子化学键 类型 一定含有 ,可能含有 只含有离子键共价键阴、阳离子原子离子键共价键共价键6.化学键的表示方法——电子式(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 的式子。(2)常见物质电子式的书写。①原子。Na: Cl:②简单离子。Na+: F-:最外层电子Na·Na+③复杂离子。④离子化合物。化合物 电子式CaCl2Na2ONa2O2CaC2⑤非金属单质及共价化合物。(3)用电子式表示化合物的形成过程。①离子化合物。如NaCl: 。②共价化合物。如HCl: 。[理解·辨析] 判断正误(1)所有物质中都存在化学键。( )(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )(3)非金属元素的两个原子之间形成的一定是共价键,但多个非金属元素原子形成的化合物可能包含离子键。( )(4)离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键。( )××√√(5)s-s σ键与s-p σ键的电子云图形都是轴对称的。( )(6)σ键能单独形成,而π键不能单独形成。( )(7)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。( )(8)正四面体结构的分子的键角一定是109°28′。( )√√××一、化学键类别与物质类别判断1.(2024·北京丰台区期末)下表所列对应关系不正确的是( )选项 物质 化学键类型 化合物类型[A] CO2 共价键 共价化合物[B] H2O2 共价键 共价化合物[C] CaCl2 离子键、共价键 离子化合物[D] NaOH 离子键、共价键 离子化合物C【解析】 含离子键的化合物为离子化合物,只含共价键的化合物为共价化合物。CO2中只含共价键,为共价化合物,故A正确;H2O2中只含共价键,为共价化合物,故B正确;CaCl2中只含离子键,为离子化合物,故C不正确;NaOH中含离子键和极性共价键,为离子化合物,故D正确。2.(1)下列对HCN、CO2、H2O、CO(NH2)2、C2H4分子中共价键的分析正确的是 (填字母)。 A.都是σ键,没有π键B.都是π键,没有σ键C.除H2O外,都含π键D.除HCN外,都是σ键C(2)甲、乙、丙三种有机化合物的结构如下:①甲分子中有 个σ键、 个π键。 ②乙分子中 (填“有”或“没有”)极性键, (填“是”或“不是”)极性分子。 ③丙分子中σ键与π键的数目之比为 。 82有不是2∶1【解析】 (2)①单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,甲分子中有8个σ键、2个π键。②乙分子中含有C—H极性键,乙烯分子的正、负电中心重合,不是极性分子。③丙分子中—CN的结构式为—C≡N,三键含有1个σ键和2个π键,丙分子中σ键与π键的数目之比为6∶3=2∶1。3.(1)有以下10种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧AlCl3 ⑨Cu ⑩CuSO4·5H2O请用上述物质对应的序号填空。a.不存在化学键的是 。 b.只存在极性共价键的是 。 c.只存在非极性共价键的是 。 d.既存在非极性共价键又存在极性共价键的是 。 e.只存在离子键的是 。 f.既存在离子键又存在共价键的是 。 g.常温或熔融状态能导电的是 。 ①②⑧③④⑤⑥⑦⑩⑤⑥⑦⑨⑩(2)在下列变化中:①I2升华 ②烧碱熔化 ③NaCl溶于水 ④HCl溶于水 ⑤O2溶于水 ⑥Na2O2溶于水a.未破坏化学键的是 (填序号,下同)。 b.仅离子键被破坏的是 。 c.仅共价键被破坏的是 。 d.离子键和共价键同时被破坏的是 。 ①⑤②③④⑥练后归纳1.化学键与物质类别之间的关系2.共价键中σ键、π键的确定单键 原子间有一个共用电子对 一个σ键双键 原子间有两个共用电子对 一个σ键、一个π键三键 原子间有三个共用电子对 一个σ键、两个π键练后归纳二、电子式4.写出下列粒子的电子式。(1)—OH ; H3O+ 。 (2)H2S ; N2H4 。 (3)NaH ; NaBH4 。 5.用电子式表示化合物的形成过程。(1)(2023·湖北卷)K2S: 。 (2)(2021·辽宁卷)氯化钾: 。 (3)氯化钙: 。 (4)硫化氢: 。 三、键参数及应用6.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是( )[A] 键角是描述分子空间结构的重要参数[B] 因为H—O的键能小于H—F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱[C] AB2型分子的键角均为180°[D] H—O的键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗的能量为2×462.8 kJA【解析】 H—O、H—F的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B项错误;AB2型分子可能为直线形,如CO2,键角为180°,而SO2呈V形,键角小于180°,C项错误;H—O的键能为462.8 kJ·mol-1,指的是断开 1 mol H—O形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为462.8 kJ,18 g即1 mol H2O中含2 mol H—O,断开时需吸收2×462.8 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子,再进一步形成H2和O2时,还需释放出一部分能量,D项错误。[A] 1个CO分子内含有1个σ键和2个π键[B] 键能:C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定[C] 键长:C—Si[D] 键长:C—CD【解析】 CO的结构式为C≡O,则1个CO分子内含有1个σ键和2个π键,A正确;原子半径 CSi—H,共价键的牢固程度C—H>Si—H,因此甲硅烷没有甲烷稳定,B正确;碳化硅和单晶硅均属于共价晶体,原子半径CSi—Si,因此熔点SiC>Si,C正确;键长C—CSi—Si,因此C的还原性弱于Si的还原性,D错误。8.(2025·辽宁沈阳重点高中期中)下列事实不能用键能的数据解释的是( )[A] CH4的沸点(-161.5 ℃)低于SiH4的沸点(-111.9 ℃)[B] N2的化学性质很稳定[C] HI、HBr、HCl、HF的稳定性逐渐增强[D] 金刚石的熔点高于晶体硅的熔点A【解析】 CH4和SiH4都属于分子晶体,分子间均不存在氢键,CH4的相对分子质量较小,则CH4分子间的范德华力较小,故CH4的沸点低于SiH4的沸点,沸点高低与分子内部的键能大小无关,A符合题意;N2分子中N≡N键能很大,断开该化学键需要较多的能量,所以N2的化学性质很稳定,B不符合题意;HI、HBr、HCl、HF的键长逐渐减小,键能逐渐增大,所以HI、HBr、HCl、HF的稳定性逐渐增强,C不符合题意;金刚石和晶体硅都属于共价晶体,键长C—C1.分子结构的测定(1)测定分子结构的现代仪器和方法有 光谱、晶体X射线衍射等。(2)用 测定分子的相对分子质量。2.价层电子对互斥(VSEPR)模型(1)理论要点。①价层电子对在空间上彼此相距最远时,排斥力最小,体系的能量最低。②孤电子对的排斥力较大,孤电子对数越多,排斥力越强,键角越小。红外质谱仪(2)价层电子对数的计算。①a为中心原子的 。对于主族元素:a= 。对于阳离子:a= 。对于阴离子:a= 。价电子数原子的最外层电子数中心原子的价电子数-离子的电荷数中心原子的价电子数+离子的电荷数②x为 。③b为与中心原子结合的原子 (氢为 ,其他原子为 。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2,卤族元素均为1)。与中心原子结合的原子数最多能接受的电子数18-该原子的价电子数几种分子或离子的中心原子的价层电子对数如下表所示:(3)价层电子对互斥模型与分子或离子空间结构的关系。直线平面三角V正四面体三角锥V3.杂化轨道理论(1)理论要点。①原子在成键时,同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合,得到杂化轨道。②杂化前后原子轨道数目不变(参加杂化的轨道数目等于形成的杂化轨道数目),且杂化轨道的能量相同。③杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。④为使相互间的排斥最小,杂化轨道在空间取最大夹角分布,决定了分子的空间结构。未参与杂化的p轨道可用于形成π键。(2)杂化轨道与分子空间结构的关系。杂化轨 道类型 杂化轨 道数目 杂化轨道 间夹角 分子 空间结构 实例sp 2 180° 直线形 BeCl2sp2 3 120° BF3sp3 4 109°28′ CH4平面三角形正四面体形[理解·辨析] 判断正误(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。( )√√(3)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。( )(4)价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数。( )×√(5)中心原子杂化轨道类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。( )(6)凡中心原子采取sp3杂化的分子,其VSEPR模型都是四面体。( )(7) 为四角锥结构,中心原子I没有孤电子对。( )(8)六氟化硫分子空间结构呈正八面体形,其中心原子的价层电子对数为4。( )√√××一、价层电子对互斥模型的应用1.下列分子或离子中,中心原子的价层电子对的空间结构为四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是( )D2.(2024·河南商丘模拟)下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是( )B3.用价层电子对互斥(VSEPR)模型可以预测许多分子或离子的空间结构,也可推测键角大小。下列判断正确的是( )[A] CS2是V形分子[B] PH3键角大于NH3[C] BF3是三角锥形分子D4.(1)计算下列分子或离子中心原子的价层电子对数(写出计算过程)。①SO2: 。 ②SO3: 。 ①粒子的空间结构为直线形的有 。 ②粒子的空间结构为V形的有 。 ③粒子的空间结构为平面三角形的有 。 CO2H2O、SO2BF3二、杂化轨道类型、分子或离子空间结构的判断5.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的中心原子杂化方式及空间结构正确的是 (填字母)。 选项 分子或 离子 中心原子 杂化方式 价层电子对 互斥模型 分子或离子的空间结构A H2O sp 直线形 直线形B BBr3 sp2 平面三角形 平面三角形C PCl3 sp2 四面体形 平面三角形D sp2 平面三角形 平面三角形BD6.回答下列问题。(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中N、C的杂化类型分别是 、 。 (2)HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型是 。 sp3sp3sp3和spsp3sp3sp2(5)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 ,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 (填字母)。 A.sp B.sp2C.sp3 D.sp3d5D归纳拓展sp3d杂化与sp3d2杂化s、p能级的轨道杂化最多可形成4个杂化轨道,当计算出价层电子对数超过4时,必然有d轨道参与杂化,且参与杂化的d轨道数=价层电子对数-4。较常见的为sp3d杂化与sp3d2杂化,如下表所示。三、分子(或离子)中大π键的判断ad(2)N2O分子中的大π键表示为 。 8.(1)经X射线衍射测得化合物(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶体结构,其局部结构如图所示。5sp2练后归纳大π键的判断1.概念在一个具有平面结构或直线形结构的多原子分子中,如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面且相互平行的未参与杂化的p轨道,这些p轨道可以相互重叠,形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键,简称大π键。2.形成条件(1)中心原子采取sp或sp2杂化。(2)参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。(3)具有相互平行的p轨道,p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。练后归纳练后归纳1.极性键与非极性键(1)极性键与非极性键的比较。不同种同种发生不发生(2)键的极性对物质化学性质的影响。①键的极性对羧酸酸性强弱的影响实质是通过改变羧基中羟基的 而实现的,羧基中羟基的极性越大,越 ,则羧酸的酸性越强。②与羧基相邻的共价键的极性越大,羧基中 ,则羧酸的酸性越强。③烷基是推电子基团,从而减小羟基的 ,导致羧酸的酸性减弱。一般地,烷基越长,推电子效应 ,羧酸的酸性 。极性容易电离出H+羟基的极性越大极性越大越弱2.极性分子和非极性分子(1)概念。①极性分子:分子的正电中心和负电中心 ,键的极性的向量和零。②非极性分子:分子的正电中心和负电中心 ,键的极性的向量和零。(2)极性分子和非极性分子的判断方法。①A—A型分子一定是非极性分子,A—B型分子一定是极性分子。不重合不等于重合等于②判断ABn型分子极性的两条经验规律。(ⅰ)中心原子A化合价的绝对值等于该元素原子最外层电子数,则为非极性分子,反之则为极性分子。(ⅱ)中心原子A没有孤电子对,则为非极性分子,反之则为极性分子。项目 范德华力 氢键作用 粒子 分子或原子(稀有气体分子) H与N、O、F等电负性很大的原子分类 — 分子内氢键和分子间氢键特征 方向性和饱和性 方向性和饱和性强度 共价键> >3.分子间作用力及其对物质性质的影响(1)范德华力与氢键的比较。无有氢键范德华力影响其强度的因素 ①组成和结构相似的物质,相对分子质量 ,范德华力越大; ②分子的极性 ,范德华力越大 X—H…Y强弱与X和Y的电负性有关对物质性质的影响 主要影响物理性质(如熔、沸点)越大越大(2)氢键的表示方法(以HF分子间氢键为例)。对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛:对羟基苯甲醛:(3)物质的溶解性。①“相似相溶”规律。a.非极性溶质一般能溶于 溶剂,极性溶质一般能溶于 溶剂。b.分子结构相似的物质易互溶。②氢键对分子溶解性的影响。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度 。非极性极性增大(4)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。一般含有手性碳原子的分子是手性分子,如 。镜像不能叠合手性异构体四个不同原子或原子团[理解·辨析] 判断正误(1)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。( )(2)BCl3与NCl3均为三角锥形,为极性分子。( )(3)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。( )(4)O3是由非极性键构成的极性分子。( )(5)乙醇分子和水分子间只存在范德华力。( )×××√×(6)氢键具有方向性和饱和性。( )(7)因为氨分子与水分子间可形成氢键,大大增大了氨在水中的溶解度。( )(8)H2O2分子间存在氢键。( )(9) 为手性分子。( )√√√×一、共价键的极性与分子极性1.(2024·四川广元开学检测)下列羧酸的酸性比较错误的是( )[A] 甲酸>乙酸>丙酸[B] 氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸[C] 氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸[D] 二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸C【解析】 一般,烷基越长,推电子效应越大,羧酸酸性越弱,故甲酸>乙酸>丙酸,A正确;电负性F>Cl>Br,电负性越强,使得羧基中羟基的极性越强,越容易电离出氢离子,酸性增强,故氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸,B正确;随氯原子数增加,吸引力增强,导致羧基中羟基的极性增大,酸性越来越强,故氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸,C错误;由B项分析可知,卤素原子电负性越强,羧基中羟基的极性越强,越容易电离出氢离子,酸性增强,故二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸,D正确。2.下列说法正确的是( )[A] 非极性分子中的原子一定无孤电子对[B] 平面三角形分子一定是非极性分子[C] 二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子是sp3杂化,键角均为109°28′[D] ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn不一定是非极性分子D【解析】 CCl4是非极性分子,其中氯原子含有孤电子对,故A错误;甲醛中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,碳原子位于三角形内部,结构不对称,为极性分子,故B错误;甲烷是正四面体结构,键角均为 109°28′,二氯甲烷分子的空间结构是四面体,键角发生了变化,不是109°28′,故C错误;ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,ABn不一定是非极性分子,如NH3中心原子N最外层满足8电子结构,但是分子为极性分子,故D正确。3.有下列分子:P4、Cl2、NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、CS2、C2H2、SO3、SCl2、BF3、HCN、HCHO、PCl5、PCl3。其中属于极性分子的是 ;属于非极性分子的是 。NO、H2O2、SO2、CH2Cl2、SCl2、HCN、HCHO、PCl3P4、Cl2、CS2、C2H2、SO3、BF3、PCl5练后归纳共价键的极性与分子极性的一般关系练后归纳二、范德华力、氢键及其对物质性质的影响4.(2024·河南开封期末)下列物质的性质与分子间作用力无关的是( )[A] NH3比PH3易液化[B] 沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S[C] 等质量的冰比液态水的体积大[D] 稳定性:HF>HCl>HBr>HID【解析】 NH3比PH3易液化是因为氨分子间存在氢键,与分子间作用力有关,故A不符合题意;水分子间存在氢键,故熔、沸点较高,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,则熔、沸点越高,沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S,与分子间作用力有关,故B不符合题意;液态水形成冰时,由于水分子间存在氢键,且氢键有方向性和饱和性,使体积变大,与分子间作用力有关,故C不符合题意;非金属性F>Cl>Br>I,则HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,与共价键有关,与分子间作用力无关,故D符合题意。5.根据有关分子的溶解性,解答下列问题。(1)H2O2难溶于CS2,简要说明理由: 。 (2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都极易溶于水的原因是 。 (3)吡啶( )在水中的溶解度远大于苯,主要原因是 。 H2O2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CS2NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是极性分子,且都能与H2O形成分子间氢键吡啶能与水分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子,而苯为非极性分子6.根据有关物质的熔、沸点,解答下列问题。(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为 ,其沸点比NH3的 (填“高”或“低”),其判断理由是 。 三角锥形低NH3分子间存在氢键苯胺分子间存在氢键AA形成分子内氢键,B形成分子间氢键,所以B的沸点比A的高三、手性碳原子的判断7.(2024·江苏模拟)下列说法错误的是( )D8.(2023·海南卷,12改编)闭花耳草是海南传统药材,具有消炎功效。车叶草苷酸是其活性成分之一,结构简式如图所示。用“*”标出分子中的手性碳原子。【答案】B1.(2024·江西卷,2)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是( )[A] 分子的极性:SiH4>NH3[B] 键的极性:H—Cl>H—H[C] 键角:H2O>CH4[D] 分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH【解析】 SiH4为正四面体形结构,正、负电中心重合,为非极性分子,NH3为三角锥形结构,正、负电中心不重合,为极性分子,故A错误;H—H为非极性键,H—Cl为极性键,则键的极性H—Cl>H—H,故B正确;水分子为V形结构,中心原子O含两个孤电子对,甲烷为正四面体形结构,中心原子C不含孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力较大,则键角H2ON,分子中三键的键长HC≡N2.(2024·甘肃卷,13,14)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。据此回答下面小题。(1)下列说法错误的是( )[A] 原子半径:O[B] 第一电离能:C[C] 在水中的溶解度:苯<苯酚[D] 苯和苯酚中C的杂化方式相同B【解析】 (1)同周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,因此,原子半径从小到大的顺序为O(2)下列说法错误的是( )[A] 相同条件下N2比O2稳定[C] N2O中N—O比N—N更易断裂[D] N2O中σ键和大π键的数目不相等D【解析】 (2)N2分子中存在氮氮三键,键能大,不容易断裂,则稳定性N2>O2,A正确;N2O与N的中心原子价层电子对数均为2,无孤电子对,故其空间结构均为直线形,两者空间结构相同,B正确;N2O的中心原子是N,根据题意可知,其在催化剂作用下可分解为O2和N2,说明N2O中N—O比N—N更易断裂,C正确;N2O中σ键和大π键的数目均为2,因此,σ键和大π键的数目相等,D错误。3.(2024·湖南卷,9)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构,P和Q呈平面六元并环结构,原子的连接方式如图所示,下列说法错误的是( )[A] P为非极性分子,Q为极性分子[B] 第一电离能:B[C] 1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等[D] P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化A【解析】 由所给分子结构可知,P和Q分子结构都对称,正电中心和负电中心重合,都是非极性分子,A错误;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为较稳定的半充满结构,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由小到大的顺序为BB[B] NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构[C] 在C60、石墨、金刚石中,碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式[D] NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力5.(2023·山东卷,3)下列分子属于极性分子的是( )[A] CS2 [B] NF3[C] SO3 [D] SiF4B6.(2023·河北卷,6)下列说法正确的是( )[A] CH4的价层电子对互斥模型和空间结构均为正四面体[B] 若AB2型分子的空间结构相同,其中心原子的杂化方式也相同[C] 干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性[D] CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子A【解析】 CH4中心原子形成四个σ键,没有孤电子对,所以价层电子对互斥模型和空间结构均为正四面体,A正确;SO2和OF2分子的空间结构均为V形,但前者中心原子为sp2杂化,后者中心原子为sp3杂化,B错误;冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构,表明了氢键通常具有方向性,干冰的结构表现为分子密堆积,范德华力没有方向性,C错误;CO2和CCl4都是极性键形成的非极性分子,CO2既含σ键又含π键,而CCl4只含σ键不含π键,D错误。AClO2中氯原子提供1对电子,有一个氧原子提供1个电子,另一个氧原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,Cl与另一个O形成的是普通的共价键(σ键,这个O只提供了1个电子参与形成大π键),Cl的价层电子对数为3,则氯原子的轨道杂化方式为sp2,ClO2分子空间结构为V形,D错误。8.(2023·湖北卷,9)价层电子对互斥理论可以预测某些粒子的空间结构。下列说法正确的是( )[A] CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体[C] CF4和SF4均为非极性分子[D] XeF2与XeO2的键角相等A课时作业22 化学键(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共12小题,1~10小题每小题5分,11~12小题每小题6分,共62分)1.分子作为组成物质的基本粒子,之所以能稳定存在,主要是依靠原子之间的化学键。下列关于化学键的说法错误的是( )[A] CO和O生成具有极性共价键的CO2[B] 既含极性键,又含非极性键[C] 只含H、N、O三种元素的化合物,可能形成含有共价键的离子化合物,也可能形成共价化合物[D] 含有离子键的物质不可能是单质B【解析】 CO2中C与O形成极性共价键,A正确; 中只含有极性键,B错误;H、N、O可以形成离子化合物NH4NO3,也可以形成共价化合物HNO3,C正确;离子键的形成必须有阴、阳离子,D正确。2.下列表达正确的是( )D3.下列说法不正确的是( )[A] HCl属于共价化合物,溶于水能电离出H+和Cl-[B] NaOH是离子化合物,该物质中只含有离子键[C] HI气体受热分解的过程中,破坏了极性共价键[D] CO2分子中碳原子与氧原子的最外层都满足8电子稳定结构B4.关于σ键和π键的形成过程,下列说法不正确的是( )[A] HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成[B] N2分子中的π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转[C] CH4中的碳原子为sp3杂化,4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键[D] 乙烯(CH2 CH2)中碳原子之间形成1个σ键和1个π键AA[A] 除单质F2外,反应物和生成物均为共价化合物[B] NF3中各原子均满足8电子稳定结构[C] NF3中只含极性共价键[D] NH4F中既含有离子键又含有共价键【解析】 NH3、NF3为共价化合物,NH4F为离子化合物。D7.(2024·湖北荆州模拟)化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是( )[A] KOH中既含有离子键又含有共价键,属于离子化合物[B] N2属于单质,不存在化学键[C] MgCl2中既含有离子键又含有共价键[D] NH4NO3中含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物A【解析】 N2中存在共价键;MgCl2中只含有离子键;NH4NO3中虽然含有共价键,又全部由非金属元素组成,但也含有离子键,属于离子化合物。8.(2024·黑龙江牡丹江模拟)下列各组化合物中,化学键的类型相同的是( )[A] CaCl2和Na2S[B] Na2O和Na2O2[C] CO2和(NH4)2SO4[D] HCl和NaOHA【解析】 A项,CaCl2和Na2S中都只有离子键;B项,Na2O中只有离子键,而Na2O2中除有离子键外,还有非极性共价键;C项,CO2中只有共价键,(NH4)2SO4中既有离子键又有共价键;D项,HCl中只有共价键,而NaOH中除有共价键外,还有离子键。9.(2024·云南玉溪统考) 医疗上常用3%的过氧化氢(H2O2)溶液进行伤口消毒。H2O2与SO2反应生成H2SO4。H2O2的分子结构如图所示。下列说法错误的是( )[B] H2O2为含有极性键和非极性键的共价化合物[C] H2O2既有氧化性又有还原性[D] H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂,同时有共价键和离子键形成DD[A] CO2只含有非极性共价键[B] O2分子中的σ键有方向性[C] HCHO、CO2分子中只含有σ键[D] H2O中含有极性共价键【解析】 CO2中只含有极性共价键,A错误;O2分子中存在s-s σ键,s-s σ键无方向性,B错误;HCHO、CO2分子中存在双键,既含有σ键又含有π键,C错误;H2O中含有极性共价键,D正确。11.二茂铁[(C5H5)2Fe]是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法正确的是( )C12.由实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能数据如下表,其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据键长规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律是( )[A] 成键时电子数越多,键能越大 [B] 键长越长,键能越小[C] 成键所用的电子数越少,键能越大 [D] 成键时电子对越偏移,键能越大B二、非选择题(共2小题,共38分)13.(12分,每空2分)设NA为阿伏加德罗常数的值,回答下列问题。(1)1 mol苯酚分子中含有的σ键数目为 。1 mol苯酚钠中含有的σ键数目为 。 (2)1 mol化合物A( )中含有的σ键数目为 。 13NA12NA24NA(3)[Cu(CH3CN)4]+是非常稳定的配离子,配体中σ键和π键个数之比为 。5∶2【解析】 (3)配体CH3CN分子中含有3个C—H、1个 C—C和 1个C≡N,故1 mol CH3CN中含有5NA个σ键、2NA个π键,σ键与π键个数之比为5∶2。(4)1 mol碳酸二乙酯( )中含有 σ键的数目为 。 (5)1 mol [Ni(NH3)6]SO4中σ键的数目为 。 17NA28NA14.(26分,每空2分)回答下列问题。(1)请用以下物质的序号填空:①NaCl ②Na2O2 ③NaOH ④AlCl3 ⑤H2O2 ⑥N2 ⑦NH4Cl ⑧CO2 ⑨He ⑩P4其中只含有共价键的化合物有 ,含有非极性共价键的离子化合物有 ,含有极性共价键的离子化合物有 ,不含共价键的化合物有 。 ④⑤⑧②③⑦①(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其电子式为 。(3)现有a~g 7种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示:B①元素的原子间反应最容易形成离子键的是 (填字母,下同),容易形成共价键的是 。 A.c和f B.b和gC.d和g D.b和eC【解析】 (3)a~g 7种短周期元素依次为H、Na、Mg、C、N、P、Cl。①金属性强和非金属性强的元素之间容易形成离子键,Na是周期表中最左边的元素,金属性强,Cl是最右边的主族元素,非金属性强,所以是b、g最容易形成离子键,故选B;非金属元素之间容易形成共价键,故选C。②写出由a~g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式: 。 CCl4(合理即可)【解析】 ②分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的物质有CCl4、PCl3等。③a与e能形成化合物ea5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其电子式为 ,其中所含化学键类型为 ,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种气体的化学式是 。 极性共价键、离子键NH3、H2(4)氯化铝的物理性质非常特殊,如氯化铝的熔点为190 ℃,但在180 ℃就开始升华。据此判断,氯化铝是 (填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是 。共价化合物氯化铝在熔融状态下不导电【解析】 (4)氯化铝的熔点为190 ℃,但在180 ℃就开始升华,氯化铝的熔、沸点不高,且易升华,据此判断,氯化铝是共价化合物;氯化铝在熔融状态时不能导电,据此可说明氯化铝是共价化合物。课时作业23 分子的空间结构(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共12小题,1~9小题每小题4分,10~12小题每小题6分,共54分)1.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是( )[A] CH3CH CH2 [B] CH3C≡CH[C] CH3CH2OH [D] CH≡CHB2.(2024·山东潍坊二模)下列分子的空间结构相同的是( )[A] XeO3和NH3 [B] COCl2和SOCl2[C] ClF3和BF3 [D] CO2和SCl2AA3.(2024·山东济宁期末)下列每组分子的中心原子杂化方式相同的是( )[A] XeF2、PCl5 [B] C2H2、H2O2[C] BF3、NCl3 [D] SO2、H2O【解析】 XeF2中心原子属于sp3d杂化,PCl5中心原子属于sp3d杂化,A符合题意;C2H2中心原子属于sp杂化,H2O2中心原子属于sp3杂化,B不符合题意;BF3中心原子属于sp2杂化,NCl3中心原子属于sp3杂化,C不符合题意;SO2中心原子属于sp2杂化,H2O中心原子属于sp3杂化,D不符合题意。4.(2024·浙江丽水模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子的空间结构为平面三角形,则其阳离子的空间结构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] 三角锥形;sp3杂化[D] 平面三角形;sp2杂化A5.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是( )DB6.通常把原子总数相同及价电子总数相等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,则下列有关说法正确的是( )7.(2024·黑龙江期末)下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是( )[A] ⑤④①②③ [B] ⑤①④②③[C] ④①②⑤③ [D] ③②④①⑤B【解析】 ①是平面三角形结构,键角是120°;②是三角锥形结构,键角是107°;③是V形结构,键角是105°;④是正四面体形结构,键角是109°28′;⑤是直线形结构,键角是180°,故选B。B8.(2024·湖北检测)分析粒子结构,下列说法正确的是( )[A] CH4和P4的空间结构都是正四面体形,键角也相同[B] OF2与H2O的价层电子对情况和空间结构相同,但OF2的极性较小[C] Al2Cl6( )中Al为sp3杂化,与AlCl3中Al的杂化方式相同[D] PCl3和BCl3中心原子的杂化方式不同,但所有原子最外层都满足8电子结构【解析】 CH4和P4的空间结构都是正四面体形,但甲烷分子键角为109°28′,白磷分子键角为60°,故A错误;OF2与H2O的价层电子对数都是4,空间结构都是V形,O和F的电负性差值小,所以OF2的极性较小,故B正确;由题给结构可知,Al2Cl6中Al为sp3杂化,AlCl3中Al为sp2杂化,两者中Al的杂化方式不相同,故C错误;PCl3中心原子为sp3杂化,BCl3中心原子为sp2杂化,PCl3所有原子最外层满足8电子结构,但BCl3中的B最外层不满足8电子结构,故D错误。D9.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价电子数达到8,H达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是( )B11.(2024·山东聊城二模)价层电子对互斥模型可以预测某些粒子的空间结构。下列说法正确的是( )[A] H2O2是平面结构的分子[B] P4和O3均为非极性分子[D] BH3和H2S的VSEPR模型均为四面体形C12.六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起强温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是( )[A] SF6各原子最外层均为8电子稳定结构[B] 硫原子轨道杂化方式与SO3中的一样[C] 六氟化硫分子中硫原子可能是sp3d2杂化[D] S—F是σ键,键长可能不相等C二、非选择题(共2小题,共46分)13.(22分,每空2分)(1)指出下列粒子的空间结构。①H2S 。 ②BeF2 。 ③PF3 。 ④SO3 。 V形直线形三角锥形平面三角形120°sp2正四面体形(3)肼(N2H4)可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是 ;N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是 。 三角锥形sp3【解析】 (3)NH3分子中N形成的σ键电子对数为3,孤电子对数为1,价层电子对数为4,采用sp3杂化,分子空间结构为三角锥形,N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同,均为sp3杂化。正四面体形sp3直线形spsp3sp3sp2、sp(3)磷酸根离子的空间结构为 ,其中P的价层电子对数为 ,杂化轨道类型为 。 (4)LiAlH4中的阴离子空间结构是 ,中心原子的杂化轨道类型为 。 正四面体形4sp3正四面体形sp3直线形变形四面体形课时作业24 分子结构与物质的性质(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共12小题,1~10小题每小题6分,11~12小题每小题7分,共74分)1.下列分子属于极性分子的是( )[A] SiCl4 [B] PCl5[C] OF2 [D] P4C2.(2024·山东枣庄模拟)下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子是( )[A] CS2 [B] CH4[C] H2O2 [D] CH2 CH2C3.(2024·广东肇庆检测)下列现象与氢键有关的是( )①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶②NH3的熔、沸点比PH3的熔、沸点高③稳定性:HF>HCl④冰的密度比液态水的密度小⑤水分子高温下也很稳定[A] ①②③④⑤ [B] ①②⑤[C] ①②④ [D] ③④⑤C【解析】 ①乙醇、乙酸与水分子之间能形成氢键,则可以和水以任意比互溶;②NH3和PH3的结构相似,但NH3分子间存在氢键,PH3分子间只含范德华力,氢键的存在导致物质的熔、沸点升高;③HF、HCl的稳定性依次减弱,是因为H—X共价键稳定性依次减弱,与氢键无关;④在冰中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体,冰的结构中有空隙,造成体积膨胀,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小;⑤水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与氢键无关,故选C。4.(2024·湖南湘潭模拟)下列现象不能用“相似相溶”解释的是( )[A] 氯化氢易溶于水[B] 用CCl4萃取碘水中的碘[C] 氯气易溶于NaOH溶液[D] 苯与水混合静置后分层C【解析】 氯化氢和水分子均是极性分子,根据“相似相溶”原理知,极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,故A不符合题意;碘和四氯化碳都是非极性分子,根据“相似相溶”原理知,碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,故B不符合题意;氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐,不能用“相似相溶”解释,故C符合题意;苯为非极性分子,水为极性分子,液体分层,说明苯不溶于水,能用“相似相溶”解释,故D不符合题意。5.下列说法错误的是( )[A] 卤化氢中,HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键[B] 邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低[C] H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键键能大[D] 氨极易溶于水与氨分子和水分子间形成氢键有关C【解析】 卤化氢中,HF分子之间存在氢键,故熔、沸点相对较高,A正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B正确;H2O分子最多与周围H2O分子形成4个氢键,而HF分子最多与周围HF分子形成2个氢键,氢键越多,熔、沸点越高,所以H2O的熔、沸点高,C错误;氨分子和水分子间形成氢键,导致氨极易溶于水,D正确。B6.下列化合物中含有2个手性碳原子的是( )[A] [B][C] [D]7.(2024·福建龙岩阶段检测)下列叙述中正确的是( )[A] 以非极性键结合起来的分子一定是非极性分子[B] 键角:NH3>PH3[C] NCl3与BF3均为三角锥形结构,均为极性分子[D] 非极性分子中一定含有非极性键B【解析】 含有非极性键的臭氧分子是结构不对称的极性分子,所以以非极性键结合起来的分子不一定是非极性分子,故A错误;氨分子和磷化氢分子的空间结构都为三角锥形,氮原子半径小于磷原子,则氨分子中成键电子对的斥力大于磷化氢分子,键角大于磷化氢分子,故B正确;三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0,分子的空间结构为平面正三角形,则三氟化硼分子为结构对称的非极性分子,故C错误;二氧化碳的空间结构是直线形,是只含有极性键的结构对称的非极性分子,所以非极性分子中不一定含有非极性键,故D错误。8.(2024·河北三模)分子结构决定分子的性质,下列关于分子结构与性质的说法正确的是( )[A] 乙醚是非极性分子,乙醇是极性分子,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小[B] F—H…F中的氢键键能小于O—H…O,因此H2O的沸点比HF高[C] 从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性,因此酒石酸盐中含有手性碳原子[D] F3C—是吸电子基团,Cl3C—是推电子基团,因此F3CCOOH的酸性强于Cl3CCOOHC【解析】 乙醚的结构中氧原子为sp3杂化,氧原子上仍有2个孤电子对,不是对称的分子,正、负电中心不重合,因此乙醚为极性分子,乙醇也是极性分子,乙醚的极性比乙醇弱,且乙醇与水更易形成分子间氢键,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小,A项错误;F—H…F中的氢键键能大于O—H…O,等物质的量时,水中所含的氢键数目更多,因此H2O的沸点比HF高,B项错误;从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性,因此该酒石酸盐中含有手性碳原子,C项正确;F3C—是吸电子基团,Cl3C—也是吸电子基团,F3C—的吸电子效应更大,因此F3CCOOH的酸性强于Cl3CCOOH,D项错误。9.(2025·四川高考适应性考试)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是( )BC【解析】 C5H11OH分子中烃基碳原子个数大于C2H5OH,亲水基的亲水能力弱于C2H5OH,所以溶解性弱于C2H5OH,故A错误;同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,简单氢化物的稳定性依次减弱,则稳定性HF>HCl>HBr>HI,故B错误;氯元素的电负性大于氢元素,CCl3SO3H分子中氯原子吸电子能力强于CH3SO3H分子中的氢原子,羟基的极性强于CH3SO3H,酸性强于CH3SO3H,故C正确;11.下列关于物质的结构、性质及解释均正确的是( )选项 物质的结构或性质 解释[A] 键角:H2O[B] 热稳定性:NH3>PH3 NH3分子间氢键强于PH3分子间作用力[C] Cl—Cl的键长小于Br—Br的键长 Cl—Cl的键能小于Br—Br的键能[D] 酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基(R—)越长,推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱D【解析】 水分子中O上有2个孤电子对,氨分子中N上有1个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥作用越大,键角越小,所以水分子中键角比氨分子中键角小,A错误;N与P为同主族元素,N的非金属性比P强,则热稳定性NH3>PH3,分子的热稳定性与分子间的作用力无关,B错误;Cl的原子半径小于Br的原子半径,则 Cl—Cl的键长小于Br—Br的键长,Cl—Cl的键能大于Br—Br的键能,C错误。12.已知各种硝基苯酚的性质如下表,名称 结构 溶解度/(g/100 g水,25 ℃) 熔点/℃ 沸点/℃邻硝 基苯酚 0.2 45 100间硝 基苯酚 1.4 96 194对硝 基苯酚 1.7 114 295下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是( )[A] 邻硝基苯酚分子内形成氢键,使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚[B] 间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键,也能与水分子形成氢键[C] 对硝基苯酚分子间能形成氢键,使其熔、沸点较高[D] 三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键,所以在水中溶解度小D【解析】 分子内氢键使物质的熔、沸点降低,邻硝基苯酚熔、沸点低于另外两种硝基苯酚,是因为分子内形成氢键,故A正确;三种硝基苯酚均含有—OH和—NO2,均可分别与H2O形成氢键,故B正确,D错误;形成分子间氢键能增大物质的熔、沸点,对硝基苯酚熔、沸点高,是因为对硝基苯酚分子间能形成氢键,故C正确。二、非选择题(共2小题,共26分)13.(10分,每空2分)氮族、氧族元素及其化合物种类繁多,有许多用途,部分物质的熔、沸点如下表所示:物质 熔点/℃ 沸点/℃H2O 0 100H2S -85.5 -60.3S8 115.2 444.6SO2 -75.5 -10.0SO3 16.8 45.0H2SO4 10.3 337.0N2H4 1.4 113.5(1)H2O、N2H4的熔、沸点要比H2S的熔、沸点高很多,主要原因为 。 (2)根据价层电子对互斥模型,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。 H2O、N2H4存在分子间氢键H2S【解析】 (2)硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4,二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数都为3。(3)N2H4是火箭发射常用的燃料,N2H4的电子式为 ,它属于 (填“极性”或“非极性”)分子。 极性14.(16分,每空2分)A、B、C、D、E为短周期的五种非金属元素,其中A、B、C的基态原子的价层电子排布式分别为asa、bsbbpb、csccp2c,D与B同主族,E位于C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的。试回答下列问题。(1)由A、B、C、D、E五种元素中的两种或三种元素可组成多种物质,分子①BC2、②DE4、③A2C、④BA3E中,属于极性分子的是 (填序号,下同);中心原子采取sp3杂化的是 。 ③④②③④【解析】 由A、B、C、D、E为短周期的非金属元素及s轨道最多可容纳2个电子可得,A为H,B为C(碳),C为O;由D与B同主族可知,D为Si;由E位于C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的可知,E为Cl。(2)A、B两元素能组成一种分子中原子个数比为1∶1的常见溶剂,其分子式为 ;相同条件下,该物质在BE4中的溶解度 (填“大于”或“小于”)其在A2C中的溶解度。 C6H6大于【解析】 (2)该溶剂为苯(C6H6);CCl4为非极性分子,苯易溶于非极性溶剂CCl4中,相同条件下,苯在CCl4中的溶解度大于其在H2O中的溶解度。平面三角形四面体形(4)BA4、DA4和DE4的沸点由高到低的顺序为 (用化学式表示)。SiCl4>SiH4>CH4【解析】 (4)CH4、SiH4、SiCl4分子组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,故沸点由高到低的顺序为SiCl4>SiH4>CH4。课时作业23 分子的空间结构(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共12小题,1～9小题每小题4分,10～12小题每小题6分,共54分)1.下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是( )[A] CH3CHCH2 [B] CH3C≡CH[C] CH3CH2OH [D] CH≡CH2.(2024·山东潍坊二模)下列分子的空间结构相同的是( )[A] XeO3和NH3 [B] COCl2和SOCl2[C] ClF3和BF3 [D] CO2和SCl23.(2024·山东济宁期末)下列每组分子的中心原子杂化方式相同的是( )[A] XeF2、PCl5 [B] C2H2、H2O2[C] BF3、NCl3 [D] SO2、H2O4.(2024·浙江丽水模拟)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成,已知其阴离子的空间结构为平面三角形,则其阳离子的空间结构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] 三角锥形;sp3杂化[D] 平面三角形;sp2杂化5.下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是( )选项 粒子 空间结构 解释[A] 氨基负离子 (N) 直线形 氮原子采取sp杂化[B] 二氧化硫 V形 硫原子采取sp3杂化[C] 碳酸根离子 (C) 三角锥形 碳原子采取sp3杂化[D] 乙炔(C2H2) 直线形 碳原子采取sp杂化且碳原子的价层电子均参与成键6.通常把原子总数相同及价电子总数相等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,则下列有关说法正确的是( )[A] CH4和N是等电子体,键角均为60°[B] N和C是等电子体,均为平面三角形结构[C] H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构[D] B3N3H6和苯是等电子体,二者都是极性分子7.(2024·黑龙江期末)下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是( )①BF3 ②NH3 ③H2O ④N ⑤BeCl2[A] ⑤④①②③ [B] ⑤①④②③[C] ④①②⑤③ [D] ③②④①⑤8.(2024·湖北检测)分析粒子结构,下列说法正确的是( )[A] CH4和P4的空间结构都是正四面体形,键角也相同[B] OF2与H2O的价层电子对情况和空间结构相同,但OF2的极性较小[C] Al2Cl6()中Al为sp3杂化,与AlCl3中Al的杂化方式相同[D] PCl3和BCl3中心原子的杂化方式不同,但所有原子最外层都满足8电子结构9.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价电子数达到8,H达到 2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是( )[A] NH3、BF3、B中只有BF3是缺电子化合物[B] BF3、B中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3[C] BF3与NH3反应时有配位键生成[D] B的键角小于NH3的10.(2024·江西萍乡二模)氧化二氯(Cl2O)是净化饮用水的一种有效的净水剂,制备反应为 2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl+Cl2O,下列说法错误的是( )[A] Cl2O的结构式为[B] 键角Cl2O[C] C中心原子的杂化方式为sp2[D] Cl2的电子云轮廓图为11.(2024·山东聊城二模)价层电子对互斥模型可以预测某些粒子的空间结构。下列说法正确的是( )[A] H2O2是平面结构的分子[B] P4和O3均为非极性分子[C] SO3和N的空间结构均为平面三角形[D] BH3和H2S的VSEPR模型均为四面体形12.六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起强温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是( )[A] SF6各原子最外层均为8电子稳定结构[B] 硫原子轨道杂化方式与SO3中的一样[C] 六氟化硫分子中硫原子可能是sp3d2杂化[D] S—F是σ键,键长可能不相等二、非选择题(共2小题,共46分)13.(22分,每空2分)(1)指出下列粒子的空间结构。①H2S 。 ②BeF2 。 ③PF3 。 ④SO3 。 (2)在BF3分子中,F—B—F的键角是 ,硼原子的杂化轨道类型为 ,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,B的空间结构为 。 (3)肼(N2H4)可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是 ;N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是 。 (4)S的空间结构是 ,其中硫原子的杂化轨道类型是 。 14.(24分,每空2分)(1)N的空间结构为 ,氮原子的杂化轨道类型为 。 (2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳原子的杂化轨道类型分别是 、 ;丙烯腈(H2CCH—C≡N)分子中碳原子的杂化轨道类型为 。 (3)磷酸根离子的空间结构为 , 其中P的价层电子对数为 ,杂化轨道类型为 。 (4)LiAlH4中的阴离子空间结构是 ,中心原子的杂化轨道类型为 。 (5)根据价层电子对互斥模型,当价层电子对数为5时,轨道形状为三角双锥形,孤电子对数不同则分子或离子空间结构不同,孤电子对数为1、2、3时,对应的分子或离子空间结构分别为变形四面体形、T形、直线形,则XeF2、I的空间结构分别为 、 。 课时作业23 分子的空间结构1.B CH3CHCH2中双键碳原子为sp2杂化、单键碳原子为sp3杂化,A不符合题意;CH3C≡CH中三键碳原子为sp杂化、单键碳原子为sp3杂化,B符合题意;CH3CH2OH中碳原子均为sp3杂化,C不符合题意;CH≡CH中碳原子均为sp杂化,D不符合题意。2.A XeO3中氙原子的价层电子对数为3+×(8-3×2)=4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,NH3中氮原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,A符合题意;COCl2中碳原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,SOCl2中硫原子的价层电子对数为 3+=4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,B不符合题意;ClF3中氯原子的价层电子对数为3+=5,为sp3d杂化,孤电子对数为2,空间结构为T形,BF3中硼原子的价层电子对数为3+=3,为sp2杂化,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,C不符合题意;CO2中碳原子的价层电子对数为2+=2,无孤电子对,空间结构为直线形,SCl2中硫原子的价层电子对数为2+=4,孤电子对数为2,空间结构为V形,D不符合题意。3.A XeF2中心原子属于sp3d杂化,PCl5中心原子属于sp3d杂化,A符合题意;C2H2中心原子属于sp杂化,H2O2中心原子属于sp3杂化,B不符合题意;BF3中心原子属于sp2杂化,NCl3中心原子属于sp3杂化,C不符合题意;SO2中心原子属于sp2杂化,H2O中心原子属于sp3杂化,D不符合题意。4.A 氮的最高价氧化物为N2O5,根据氮元素的化合价为 +5价和原子组成,可知阴离子为N、阳离子为N,N中氮原子形成了2个σ键,无孤电子对,所以杂化类型为sp,阳离子的空间结构为直线形,故A项正确。5.D N中氮原子的价层电子对数为2+=4,孤电子对数为2,采取sp3杂化,空间结构为V形,故A错误;SO2中硫原子的价层电子对数为2+=3,孤电子对数为1,采取sp2杂化,空间结构为V形,故B错误;C中碳原子的价层电子对数为3+=3,孤电子对数为0,采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,故C错误。6.B CH4和N是等电子体,均为正四面体结构,键角均为109°28',A错误;N和C是等电子体,均为平面三角形结构,B正确;H3O+和PCl3价电子总数不相等,不是等电子体,C错误;B3N3H6和苯是等电子体,二者都是非极性分子,D错误。7.B ①是平面三角形结构,键角是120°;②是三角锥形结构,键角是107°;③是V形结构,键角是105°;④是正四面体形结构,键角是109°28';⑤是直线形结构,键角是180°,故选B。8.B CH4和P4的空间结构都是正四面体形,但甲烷分子键角为109°28',白磷分子键角为60°,故A错误;OF2与H2O的价层电子对数都是4,,空间结构都是V形,O和F的电负性差值小,所以OF2的极性较小,故B正确;由题给结构可知,Al2Cl6中Al为sp3杂化,AlCl3中Al为sp2杂化,两者中Al的杂化方式不相同,故C错误;PCl3中心原子为sp3杂化,BCl3中心原子为sp2杂化,PCl3所有原子最外层满足8电子结构,但BCl3中的B最外层不满足8电子结构,故D错误。9.D NH3的电子式为,BF3的电子式为,B的电子式为[]-,只有BF3是缺电子化合物,故A正确;BF3中心原子B的价层电子对数为3+×(3-1×3)=3,则杂化方式为sp2,B中心原子B的价层电子对数为4+×(3+1-4×1)=4,则杂化方式为sp3,故B正确;BF3与NH3反应时,NH3中N有孤电子对,BF3中B有空轨道,可生成配位键,故C正确;B和NH3中心原子均为sp3杂化,B中心原子无孤电子对,NH3中心原子有1个孤电子对,根据价层电子对互斥模型,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则B的键角大于NH3的,故D错误。10.B Cl2O中心原子O的价层电子对数为4,为sp3杂化,孤电子对数为2,则结构式为,A正确;Cl2O、H2O、H2S中心原子的价层电子对数都为4,都为sp3杂化,但氯原子吸引共用电子对的能力比氢原子强,硫原子吸引共用电子对的能力比氧原子弱,则共用电子对最靠近H2O中的氧原子,成键电子对间的排斥作用最大,键角最大,所以键角H2S11.C 过氧化氢的空间结构是二面角结构,也叫半开书页形结构,在这种结构中,两个氧原子位于书轴上,两个氢原子分别与两个氧原子相连,但不在同一平面上,A错误;P4为正四面体形结构,属于非极性分子,O3空间结构与水分子相似,属于极性分子,B错误;SO3中心原子S价层电子对数为3+(6-3×2)=3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,N中心原子N价层电子对数为 3+(5+1-3×2)=3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,C正确;BH3中心原子B价层电子对数为3+(3-3×1)=3,VSEPR模型为平面三角形,D错误。12.C 根据题图知,每个氟原子和1个硫原子形成1个共用电子对,每个硫原子和6个氟原子形成6个共用电子对,所以氟原子最外层都达到 8电子稳定结构,但硫原子最外层达到12个电子,A错误;SO3中硫原子孤电子对数为=0、价层电子对数为3+0=3,故为sp2杂化,空间结构为平面正三角形,SF6中硫原子孤电子对数为=0、价层电子对数为6+0=6,空间结构为正八面体形,不可能为sp2杂化,B错误;六氟化硫分子中硫原子形成6个σ键,价层电子对数为6,所以形成了6个杂化轨道,可能为sp3d2杂化,C正确;六氟化硫分子中的S—F都是σ键,六氟化硫分子为正八面体形结构,所以各键的键长与键能都相等,D错误。13.【答案】 (1)①V形 ②直线形 ③三角锥形 ④平面三角形(2)120° sp2 正四面体形(3)三角锥形 sp3(4)正四面体形 sp3【解析】 (3)NH3分子中N形成的σ键电子对数为3,孤电子对数为1,价层电子对数为4,采用sp3杂化,分子空间结构为三角锥形,N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同,均为sp3杂化。14.(1)直线形 sp(2)sp3 sp3 sp2、sp(3)正四面体形 4 sp3(4)正四面体形 sp3(5)直线形 变形四面体形(第1页)课时作业24 分子结构与物质的性质(时间:30分钟 满分:100分)一、选择题(共12小题,1～10小题每小题6分,11～12小题每小题7分,共74分)1.下列分子属于极性分子的是( )[A] SiCl4 [B] PCl5 [C] OF2 [D] P42.(2024·山东枣庄模拟)下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子是( )[A] CS2 [B] CH4[C] H2O2 [D] CH2CH23.(2024·广东肇庆检测)下列现象与氢键有关的是( )①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶②NH3的熔、沸点比PH3的熔、沸点高③稳定性:HF>HCl④冰的密度比液态水的密度小⑤水分子高温下也很稳定[A] ①②③④⑤ [B] ①②⑤[C] ①②④ [D] ③④⑤4.(2024·湖南湘潭模拟)下列现象不能用“相似相溶”解释的是( )[A] 氯化氢易溶于水[B] 用CCl4萃取碘水中的碘[C] 氯气易溶于NaOH溶液[D] 苯与水混合静置后分层5.下列说法错误的是( )[A] 卤化氢中,HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键[B] 邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低[C] H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键键能大[D] 氨极易溶于水与氨分子和水分子间形成氢键有关6.下列化合物中含有2个手性碳原子的是( )[A][B][C][D]7.(2024·福建龙岩阶段检测)下列叙述中正确的是( )[A] 以非极性键结合起来的分子一定是非极性分子[B] 键角:NH3>PH3[C] NCl3与BF3均为三角锥形结构,均为极性分子[D] 非极性分子中一定含有非极性键8.(2024·河北三模)分子结构决定分子的性质,下列关于分子结构与性质的说法正确的是( )[A] 乙醚是非极性分子,乙醇是极性分子,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小[B] F—H…F中的氢键键能小于O—H…O,因此H2O的沸点比HF高[C] 从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性,因此酒石酸盐中含有手性碳原子[D] F3C—是吸电子基团,Cl3C—是推电子基团,因此F3CCOOH的酸性强于Cl3CCOOH9.(2025·四川高考适应性考试)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是( )选项 实例 解释[A] POCl3和PC的空间结构都是四面体形 POCl3和PC中P原子轨道的杂化类型均为sp3[B] N、N、N的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力[C] SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高 SiX4均为分子晶体,随着相对分子质量增大,范德华力增大[D] 邻硝基苯酚的熔点低于对硝基苯酚 前者存在分子内氢键,后者存在的分子间氢键使分子间作用力大于前者10.(2025·山东青岛五十八中期中)下列物质性质描述正确的是( )[A] 水中的溶解性:C5H11OH>C2H5OH[B] 稳定性:HF>HI>HBr>HCl[C] 已知硫酸的结构式为,则酸性:CH3SO3H[D] 沸点:> 11.下列关于物质的结构、性质及解释均正确的是( )选项 物质的结构或性质 解释[A] 键角:H2O[B] 热稳定性:NH3>PH3 NH3分子间氢键强于PH3分子间作用力[C] Cl—Cl的键长小于Br—Br的键长 Cl—Cl的键能小于Br—Br的键能[D] 酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH 烷基(R—)越长,推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱12.已知各种硝基苯酚的性质如下表,下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是( )名称 结构 溶解度/ (g/100 g 水,25 ℃) 熔点/ ℃ 沸 点/ ℃邻硝 基苯酚 0.2 45 100间硝 基苯酚 1.4 96 194对硝 基苯酚 1.7 114 295[A] 邻硝基苯酚分子内形成氢键,使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚[B] 间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键,也能与水分子形成氢键[C] 对硝基苯酚分子间能形成氢键,使其熔、沸点较高[D] 三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键,所以在水中溶解度小二、非选择题(共2小题,共26分)13.(10分,每空2分)氮族、氧族元素及其化合物种类繁多,有许多用途,部分物质的熔、沸点如下表所示:物质 熔点/℃ 沸点/℃H2O 0 100H2S -85.5 -60.3S8 115.2 444.6SO2 -75.5 -10.0SO3 16.8 45.0H2SO4 10.3 337.0N2H4 1.4 113.5(1)H2O、N2H4的熔、沸点要比H2S的熔、沸点高很多,主要原因为 。 (2)根据价层电子对互斥模型,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。 (3)N2H4是火箭发射常用的燃料,N2H4的电子式为 ,它属于 (填“极性”或“非极性”)分子。 (4)已知含氧酸的酸性与结构中非羟基氧的数目有关,强酸一般有两个非羟基氧(如硫酸:),中强酸一般有一个非羟基氧(如磷酸:)。已知亚磷酸(H3PO3)是一种二元中强酸。请写出亚磷酸的结构: 。 14.(16分,每空2分)A、B、C、D、E为短周期的五种非金属元素,其中A、B、C的基态原子的价层电子排布式分别为asa、bsbbpb、csccp2c,D与B同主族,E位于C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的。试回答下列问题。(1)由A、B、C、D、E五种元素中的两种或三种元素可组成多种物质,分子①BC2、②DE4、③A2C、④BA3E 中,属于极性分子的是 (填序号,下同);中心原子采取sp3杂化的是 。 (2)A、B两元素能组成一种分子中原子个数比为1∶1的常见溶剂,其分子式为 ;相同条件下,该物质在BE4中的溶解度 (填“大于”或“小于”)其在A2C中的溶解度。 (3)阴离子D与E的VSEPR模型名称分别为 、 ,其中VSEPR模型与空间结构不一致的是 (填离子符号)。 (4)BA4、DA4和DE4的沸点由高到低的顺序为 (用化学式表示)。 课时作业24 分子结构与物质的性质1.C SiCl4中心原子Si上的孤电子对数为×(4-1×4)=0,价层电子对数为4,SiCl4的空间结构为正四面体形,分子中正、负电中心重合,属于非极性分子;PCl5中心原子P上的孤电子对数为 ×(5-1×5)=0,价层电子对数为5,PCl5的空间结构为三角双锥形,分子中正、负电中心重合,属于非极性分子;OF2中心原子O上的孤电子对数为×(6-1×2)=2,价层电子对数为4,OF2的空间结构为V形,分子中正、负电中心不重合,属于极性分子;P4为正四面体形分子,分子中正、负电中心重合,属于非极性分子。2.C CS2的结构式为SCS,分子中共价键为碳硫极性键,不存在非极性键,分子结构对称,属于非极性分子,故A不符合题意;CH4分子中共价键为碳氢极性键,不存在非极性键,分子结构对称,属于非极性分子,故B不符合题意;H2O2的结构式为H—O—O—H,分子中含有氢氧极性键和氧氧非极性键,但是分子结构不对称,属于极性分子,故C符合题意;CH2CH2中含有碳氢极性键和碳碳非极性键,分子结构对称,属于非极性分子,故D不符合题意。3.C ①乙醇、乙酸与水分子之间能形成氢键,则可以和水以任意比互溶;②NH3和PH3的结构相似,但NH3分子间存在氢键,PH3分子间只含范德华力,氢键的存在导致物质的熔、沸点升高;③HF、HCl的稳定性依次减弱,是因为H—X共价键稳定性依次减弱,与氢键无关;④在冰中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体,冰的结构中有空隙,造成体积膨胀,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小;⑤水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与氢键无关,故选C。4.C 氯化氢和水分子均是极性分子,根据“相似相溶”原理知,极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,故A不符合题意;碘和四氯化碳都是非极性分子,根据“相似相溶”原理知,碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,故B不符合题意;氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐,不能用“相似相溶”解释,故C符合题意;苯为非极性分子,水为极性分子,液体分层,说明苯不溶于水,能用“相似相溶”解释,故D不符合题意。5.C 卤化氢中,HF分子之间存在氢键,故熔、沸点相对较高,A正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B正确;H2O分子最多与周围H2O分子形成4个氢键,而HF分子最多与周围HF分子形成2个氢键,氢键越多,熔、沸点越高,所以H2O的熔、沸点高,C错误;氨分子和水分子间形成氢键,导致氨极易溶于水,D正确。6.B 中,只有次甲基上的碳原子为手性碳原子,A不符合题意;中,除醛基外的碳原子都为手性碳原子,B符合题意;中,除羧基外的碳原子都为手性碳原子,C不符合题意;中,与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D不符合题意。7.B 含有非极性键的臭氧分子是结构不对称的极性分子,所以以非极性键结合起来的分子不一定是非极性分子,故A错误;氨分子和磷化氢分子的空间结构都为三角锥形,氮原子半径小于磷原子,则氨分子中成键电子对的斥力大于磷化氢分子,键角大于磷化氢分子,故B正确;三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0,分子的空间结构为平面正三角形,则三氟化硼分子为结构对称的非极性分子,故C错误;二氧化碳的空间结构是直线形,是只含有极性键的结构对称的非极性分子,所以非极性分子中不一定含有非极性键,故D错误。8.C 乙醚的结构中氧原子为sp3杂化,氧原子上仍有2个孤电子对,不是对称的分子,正、负电中心不重合,因此乙醚为极性分子,乙醇也是极性分子,乙醚的极性比乙醇弱,且乙醇与水更易形成分子间氢键,因此乙醚在水中的溶解度比乙醇小,A项错误;F—H…F中的氢键键能大于O—H…O,等物质的量时,水中所含的氢键数目更多,因此H2O的沸点比HF高,B项错误;从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性,因此该酒石酸盐中含有手性碳原子,C项正确;F3C—是吸电子基团,Cl3C—也是吸电子基团,F3C—的吸电子效应更大,因此F3CCOOH的酸性强于Cl3CCOOH,D项错误。9.B POCl3的中心原子P价层电子对数是4+=4,因此P采用sp3杂化,空间结构为四面体形,PC的中心原子P价层电子对数是4+=4,因此P采用sp3杂化,空间结构为四面体形,A正确;N的中心原子N价层电子对数是2+=2,无孤电子对,因此N采用sp杂化,空间结构为直线形,键角为180°,N的中心原子N价层电子对数是3+=3,无孤电子对,因此N采用sp2杂化,空间结构为平面正三角形,键角为120°,N的中心原子N价层电子对数是2+=3,有1个孤电子对,因此N采用sp2杂化,由于孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致其键角小于120°,N、N、N的键角依次减小,这不仅与孤电子对与成键电子对的作用力有关,也与中心原子N的杂化类型有关,B错误;SiX4均为分子晶体,分子之间以范德华力结合,随着物质分子的相对分子质量增大,范德华力逐渐增大,因此SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点逐渐升高,C正确;对硝基苯酚的分子间不仅存在范德华力,还存在氢键,使其熔点升高,而邻硝基苯酚分子内存在氢键,分子之间只存在范德华力,使其熔点比存在分子间氢键的对硝基苯酚低,D正确。10.C C5H11OH分子中烃基碳原子个数大于C2H5OH,亲水基的亲水能力弱于C2H5OH,所以溶解性弱于C2H5OH,故A错误;同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,简单氢化物的稳定性依次减弱,则稳定性HF>HCl>HBr>HI,故B错误;氯元素的电负性大于氢元素,CCl3SO3H分子中氯原子吸电子能力强于CH3SO3H分子中的氢原子,羟基的极性强于CH3SO3H,酸性强于CH3SO3H,故C正确;易形成分子内氢键,易形成分子间氢键,所以的分子间作用力强于,则其沸点高于,故D错误。11.D 水分子中O上有2个孤电子对,氨分子中N上有1个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥作用越大,键角越小,所以水分子中键角比氨分子中键角小,A错误;N与P为同主族元素,N的非金属性比P强,则热稳定性NH3>PH3,分子的热稳定性与分子间的作用力无关,B错误;Cl的原子半径小于Br的原子半径,则 Cl—Cl的键长小于Br—Br的键长,Cl—Cl的键能大于Br—Br的键能,C错误。12.D 分子内氢键使物质的熔、沸点降低,邻硝基苯酚熔、沸点低于另外两种硝基苯酚,是因为分子内形成氢键,故A正确;三种硝基苯酚均含有—OH和—NO2,均可分别与H2O形成氢键,故B正确,D错误;形成分子间氢键能增大物质的熔、沸点,对硝基苯酚熔、沸点高,是因为对硝基苯酚分子间能形成氢键,故C正确。13.【答案】 (1)H2O、N2H4存在分子间氢键(2)H2S (3) 极性(4)【解析】 (2)硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4,二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数都为3。(3)N2H4是共价化合物,电子式为 ,N2H4分子的结构不对称,正、负电中心不重合,属于极性分子。(4)由中强酸一般有一个非羟基氧可知,亚磷酸分子中含有一个非羟基氧和两个羟基,有一个氢原子直接与磷原子相连,结构为。14.【答案】 (1)③④ ②③④ (2)C6H6 大于(3)平面三角形 四面体形 Cl(4)SiCl4>SiH4>CH4【解析】 由A、B、C、D、E为短周期的非金属元素及s轨道最多可容纳2个电子可得,A为H,B为C(碳),C为O;由D与B同主族可知,D为Si;由E位于C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的可知,E为Cl。(1)H2O、CH3Cl为极性分子;CO2的中心原子碳原子上的价层电子对数为2+=2,CO2分子中碳原子采取sp杂化,SiCl4的中心原子硅原子上的价层电子对数为4+=4,SiCl4分子中硅原子采取sp3杂化,H2O的中心原子氧原子上的价层电子对数为2+=4,H2O分子中氧原子采取sp3杂化,CH3Cl的中心原子碳原子上的价层电子对数为4+=4,CH3Cl中碳原子采取sp3杂化。(2)该溶剂为苯(C6H6);CCl4为非极性分子,苯易溶于非极性溶剂CCl4中,相同条件下,苯在CCl4中的溶解度大于其在H2O中的溶解度。(3)Si的中心原子硅原子上的价层电子对数为3+=3,VSEPR模型名称为平面三角形,Cl的中心原子氯原子上的价层电子对数为3+=4,VSEPR模型名称为四面体形;Si中硅原子上无孤电子对,Cl中氯原子上有孤电子对,Cl的VSEPR模型与空间结构不一致。(4)CH4、SiH4、SiCl4分子组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,故沸点由高到低的顺序为SiCl4>SiH4>CH4。(第1页) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 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