资源简介

(共46张PPT)
模块四
物质结构与性质
主题10　分子结构与性质
第34讲　分子结构与分子性质
内容索引
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 了解极性分子和非极性分子性质上的差异，知道“相似相溶”规则。2. 知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，了解分子间作用力及其对物质某些物理性质的影响。3. 了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。4. 结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
活 动 方 案
1. 分子间作用力与共价键的区别。
判断下列说法中哪些是正确的？若该说法是错误的，请说明原因。
(1) 共价键通常存在于分子内部，分子间作用力存在于分子之间。
【答案】 正确
(2) 共价键强度一般较大，而分子间作用力较弱。
【答案】 正确
(3) 氢键属于特殊的分子间作用力，其强度比共价键大。
【答案】 错误，氢键的强度比共价键的小
(4) 共价键主要影响分子的化学性质，分子间作用力则主要影响物理性质。
【答案】 正确
活动一　运用“分子间作用力”分析分子结构与分子性质
2. 影响分子间作用力的主要因素。
判断下列说法中哪些是正确的？若该说法是错误的，请说明原因。
(1) 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力一定越大。
【答案】 错误，有些能形成分子间氢键的分子，虽然相对分子质量较小，但其分子间作用力比较大。
(2) 一般地，分子极性越大，分子间作用力越大。
【答案】 正确。
(3) 范德华力是短程作用力，分子之间距离太远可忽略。
【答案】 正确。
(4) 共价键强度越大，分子间作用力就越大。
【答案】 错误，共价键强度与分子间作用力大小无必然联系。
(5) 物质分子之间存在氢键，分子间作用力通常较大。
【答案】 正确。
3. 范德华力对物质性质的影响。
(1) 给下列物质的熔、沸点按由高到低的顺序排序。
①氢气、氮气、氧气
②甲烷、乙烷、丙烷
③丁烷、异丁烷
④十八烷酸、十八烯酸
【答案】 ①氧气、氮气、氢气　②丙烷、乙烷、甲烷　③丁烷、异丁烷　④十八烷酸、十八烯酸
(2) 磷在氯气中燃烧，产生白色的烟雾。请你猜想其中的“烟”和“雾”分别是什么物质？
【答案】 “烟”是PCl5、“雾”是PCl3(PCl5为白色固体，PCl3为无色液体)。
4. 氢键对物质性质的影响。
(1) 氢键的形成、特征及分类。
①氢键是如何形成的？
【答案】 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)与另一个电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②氢键的特征是什么？
【答案】 氢键具有一定的方向性和饱和性。
③氢键是如何分类的？
【答案】 氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
(2) 如图所示，冰晶体中水分子间形成氢键。
①用“X—H…Y”形式表示出水分子间存在的氢键。
【答案】 O—H…O
②1 mol冰晶体中最多含有氢键的物质的量是多少？
【答案】 2 mol
③氢键对水的物理性质有哪些影响？
【答案】 使水的熔、沸点升高，冰的密度变小。
④实验测得冰中氢键的作用能为18.8 kJ/mol，而冰的熔化热为 5.0 kJ/mol，根据上述数据，你能得到什么结论？
【答案】 冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在大量氢键
⑤氢键中一定有H元素，另外一种元素除O外，还可能是哪些元素？
【答案】 N、F
(3) 将下列物质按熔、沸点由高到低的顺序排序。
①HF、HCl、HBr ②H2O、H2S、H2Se
③NH3、PH3、AsH3 ④CH4、SiH4、GeH4
(4) 乙醇与甲醚互为同分异构体，乙醇能与水以任意比例互溶，而甲醚却不溶于水。试解释其原因是什么？预测乙醇与甲醚的熔、沸点哪个高？
【答案】 乙醇能与水能形成氢键，而甲醚不能。乙醇熔、沸点高。
(5) 氨气极易溶于水的原因之一与氢键有关。用“X—H…Y”形式表示氨水中存在的所有可能的氢键，并指出其中哪些可能导致氨气溶解度增大。
【答案】 所有可能的氢键：①O—H…O、②O—H…N、③N—H…O、④N—H…N；其中②③可能导致氨气溶解度增大。
(6) 分子间氢键主要对物质的哪些性质产生影响？
【答案】 主要使物质的熔、沸点升高，对其黏度和溶解度等产生影响。
5. 分子的极性对物质性质的影响。
(1) 下列分子是极性分子还是非极性分子？对于ABn型分子，分子的极性与元素化合价有什么关系？
①CO2　②SO2　③BF3　④PCl3　⑤CCl4　⑥CH2Cl2
【答案】 ②④⑥为极性分子；①③⑤为非极性分子。对于ABn型分子，当中心原子呈最高价时，分子为非极性分子，否则是极性分子。
(2) 判断下列说法是否正确，若不正确，试举例说明。
①只含非极性键的分子一定是非极性分子。
②由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。
③只含有极性键的分子一定是极性分子。
④极性分子中不可能含有非极性键。
⑤直线形分子、三角形分子和四面体形分子一定是非极性分子。
⑥双原子分子共价键的极性越强，分子的极性越强。
⑦分子的极性越大，分子间作用力一般也越大。
【答案】 ②⑥⑦正确，其余错误。①如O3分子中只含有非极性键，但O3的空间结构不对称，正负电荷中心不重合，是极性分子。③如CH4、CO2、BF3等均为非极性分子。④极性分子中可能含有非极性键，如H2O2。⑤如HCN、HCHO、CH3Cl分别是直线形、三角形、四面体形分子，但它们都是极性分子。
(3) 下列化学事实中，主要用“相似相溶”规则解释的有哪些？
①O2、N2难溶于水，但Cl2能溶于水。
②戊醇在水中溶解度较小，但戊醇与己烷互溶。
③碘难溶于水，碘溶于酒精形成碘酒。
④NaCl能溶于水形成溶液，NaCl“溶”于酒精形成胶体。
⑤NH3在水中的溶解度达到了1∶700(体积比)。
【答案】 ②③④。
(4) 超临界CO2萃取的应用范围十分广阔。在医药工业中，用于中草药有效成分的提取，热敏性生物制品药物的精制；在食品工业中，用于啤酒花、色素的提取等；在香料工业中，用于天然及合成香料的精制分离等。从结构的观点看，用超临界CO2萃取的物质应该具有什么特点？
【答案】 非极性分子或弱极性分子。
1. 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。
请比较下列无机含氧酸的酸性强弱：
HNO3_________HNO2；H2SO4_________H2SO3；
HClO_________HClO2_________HClO3_________HClO4。
2. 烃基(符号R—)是推电子基团，烃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。
请比较下列羧酸的酸性强弱：
HCOOH_________CH3COOH_________CH3CH2COOH。
活动二　学会比较无机含氧酸和羧酸的酸性强弱
＞
＞
<
<
<
＞
＞
3. 对于卤代乙酸，随着卤代甲基极性的增强，羧基中的羟基的极性增大，电离出氢离子的能力增强。
请比较下列卤代乙酸的酸性强弱：
CH2ClCOOH_________CHCl2COOH_________CCl3COOH；
CF3COOH_________CCl3COOH。
<
<
＞
1. 手性异构体与手性分子的含义分别是什么？
【答案】 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。　具有手性异构体的分子叫手性分子。
活动三　知道分子的手性
2. 手性碳原子的识别。
有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子为手性碳原子。下列有机物含有手性碳原子的哪些？
【答案】 含有手性碳原子的有机物是③④⑥。
名 卷 优 选
2
4
5
1
3
6
1 [2023湖北卷]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
D
2
4
5
1
3
6
2
4
5
1
3
6
2 [海南卷]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是(　 　)
A. XW3是非极性分子
B. 简单氢化物沸点：X>Y
C. Y与Z形成的化合物是离子化合物
D. X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
C
2
4
5
3
6
3 [组合]
(1) [全国甲卷]甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间，其原因是___________________________________ ___________________________________________。
(2) [全国乙卷][Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及PH3分子的空间结构和相应的键角如图所示。
1
甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水形成的分子间氢键比甲醇的多
2
4
5
3
6
PH3中P的杂化类型是________。NH3的沸点比PH3的_________，原因是_________________________。H2O的键角小于NH3的，原因是_____________________________________________________________________________________________。
1
sp3
高
NH3存在分子间氢键
NH3含有一个孤电子对，而H2O含有两个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大
2
4
5
3
6
(3) [湖南卷]硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表所示。
1
物质 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中呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是____________________________________ ________________________________________，气态SiX4分子的空间结构是_______________。
SiCl4
SiX4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
正四面体形
2
4
5
3
6
(4) [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__________________。
(5) [全国Ⅲ卷]NH3BH3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－)，元素电负性大小顺序是___________。CH3CH3的熔点比NH3BH3的______(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间存在_________________________，也称“双氢键”。
1
NH3、AsH3、PH3
AsH3、PH3、NH3
NH3、PH3、AsH3
N＞H＞B
低
Hδ＋与Hδ－的静电引力
2
4
5
3
6
4 [2023组合]
1
(2) [湖南卷]下列物质的酸性由大到小的顺序是_____________(填序号)。
③>①>②
2
4
5
3
6
(3) [山东卷]已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl3在NaOH浓溶液中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
(4) [全国乙卷]已知一些物质的熔点数据如表所示。
1
物质 熔点/℃
NaCl 800.7
SiCl4 －68.8
GeCl4 －51.5
SnCl4 －34.1
SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋3NaCl＋H2↑＋2H2O
2
4
5
3
6
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是____________________________________________________________。
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因：___________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
SiCl4的空间结构为_________________，其中Si的轨道杂化类型为______。
1
钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体
随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大
正四面体形
sp3
2
4
5
3
6
1
【解析】 (2) 对比三种物质，③中含有电负性较高的F原子，使CF3变成吸电子基团，将整个有机物的电子云朝着—CF3方向转移，使—SO3H基团更容易失去电子，故其酸性最强；②中含有的—CH3为推电子基团，使得整个有机物的电子云朝着—SO3H方向移动，使—SO3H基团更不容易失去电子。因此，上述三种物质的酸性大小为③>①>②。(3) 已知电负性Cl＞H＞Si，则SiHCl3中氯元素的化合价为－1，H元素的化合价为－1，硅元素化合价为＋4，所以氢氧化钠溶液和SiHCl3反应时，要发生氧化还原反应，得到氯化钠、硅酸钠和氢气。
2
4
5
3
6
1
(4) Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。SiCl4的空间结构为正四面体形，其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨道杂化类型为sp3。
2
4
5
3
6
1
常见微粒的结构特点与判断
2
4
5
3
6
5 (1) [2024南通如皋适应性考试三]硼酸(H3BO3)是一种一元弱酸，与水分子结合后可电离出1个H＋。写出硼酸电离后所得酸根离子的结构简式：_____________。
(2) [2024常州期末]资料显示，AlCl3、AlBr3和AlI3的熔点分别为192.4 ℃、97.8 ℃和189.4 ℃。AlCl3的熔点比AlBr3和AlI3都要高的原因可能是___________________________________________________________ ____________________。
1
[B(OH)4]－
AlCl3的化学键中离子键成分的百分数高于AlBr3和AlI3，具有一定的离子晶体的特征
2
4
5
3
6
(3) [2025南通期初]一种回收利用SO2的方法：将SO2转化为SO3，再将SO3与等物质的量的甲醇反应转化为化合物A。
1
①写出化合物A的结构简式：____________________。
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是____________ _____________________________________________________________________________________________________。
一定压强下，化合物A分子中只有1个羟基能形成氢键，而硫酸分子中有2个羟基能形成氢键，故导致A的沸点低于硫酸
2
4
5
3
6
(4) [2024南通、泰州等六市一调]α－FeOOH可用于脱除烟气中的H2S。脱硫、再生过程中可能的物种变化如图甲所示。生成的S8(结构如图乙所示)覆盖在α－FeOOH的表面。
1
甲
乙
①写出反应Ⅱ的化学方程式：____________________________。
4FeSSH＋4O2===4FeOOH＋S8
2
4
5
3
6
②工业可使用四氯乙烯(C2Cl4)溶解S8并实现与α－FeOOH分离。四氯乙烯能溶解S8的原因是______________________________________ _______________。
③部分环状分子(如苯)中由于存在大π键，增强了分子的稳定性。S8分子中不能形成大π键的原因是_______________________________ _____________________。
1
四氯乙烯与S8都是非极性分子，符合“相似相溶”规律
S8中S原子采取sp3杂化，无剩余的p轨道用于形成π键
2
4
5
3
6
1
2
4
5
3
6
6 [全国Ⅲ卷]磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题。
(1) 在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态__________(填“相同”或“相反”)。
1
(2) FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存
在的FeCl3的结构式为_________________，其中Fe的配位数为______。
Mg
相反
4
2
4
5
3
6
1
(4) NH4H2PO4中，电负性最大的元素是_______；P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_________键。
分子晶体
苯胺分子之间存在氢键
O
sp3
σ
2
4
5
3
6
(5) NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_____________________(用n代表P原子数)。
1
(PnO3n＋1)(n＋2)－
谢谢观看
Thank you for watching第34讲　分子结构与分子性质
学习目标　
1. 了解极性分子和非极性分子性质上的差异，知道“相似相溶”规则。
2. 知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，了解分子间作用力及其对物质某些物理性质的影响。
3. 了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。
4. 结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
活动方案
　运用“分子间作用力”分析分子结构与分子性质　
1. 分子间作用力与共价键的区别。
判断下列说法中哪些是正确的？若该说法是错误的，请说明原因。
(1) 共价键通常存在于分子内部，分子间作用力存在于分子之间。
(2) 共价键强度一般较大，而分子间作用力较弱。
(3) 氢键属于特殊的分子间作用力，其强度比共价键大。
(4) 共价键主要影响分子的化学性质，分子间作用力则主要影响物理性质。
2. 影响分子间作用力的主要因素。
判断下列说法中哪些是正确的？若该说法是错误的，请说明原因。
(1) 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力一定越大。
(2) 一般地，分子极性越大，分子间作用力越大。
(3) 范德华力是短程作用力，分子之间距离太远可忽略。
(4) 共价键强度越大，分子间作用力就越大。
(5) 物质分子之间存在氢键，分子间作用力通常较大。
3. 范德华力对物质性质的影响。
(1) 给下列物质的熔、沸点按由高到低的顺序排序。
①氢气、氮气、氧气
②甲烷、乙烷、丙烷
③丁烷、异丁烷
④十八烷酸、十八烯酸
(2) 磷在氯气中燃烧，产生白色的烟雾。请你猜想其中的“烟”和“雾”分别是什么物质？
4. 氢键对物质性质的影响。
(1) 氢键的形成、特征及分类。
①氢键是如何形成的？
②氢键的特征是什么？
③氢键是如何分类的？
(2) 如图所示，冰晶体中水分子间形成氢键。
①用“X—H…Y”形式表示出水分子间存在的氢键。
②1 mol冰晶体中最多含有氢键的物质的量是多少？
③氢键对水的物理性质有哪些影响？
④实验测得冰中氢键的作用能为18.8 kJ/mol，而冰的熔化热为5.0 kJ/mol，根据上述数据，你能得到什么结论？
⑤氢键中一定有H元素，另外一种元素除O外，还可能是哪些元素？
(3) 将下列物质按熔、沸点由高到低的顺序排序。
①HF、HCl、HBr
②H2O、H2S、H2Se
③NH3、PH3、AsH3
④CH4、SiH4、GeH4
⑤、
(4) 乙醇与甲醚互为同分异构体，乙醇能与水以任意比例互溶，而甲醚却不溶于水。试解释其原因是什么？预测乙醇与甲醚的熔、沸点哪个高？
(5) 氨气极易溶于水的原因之一与氢键有关。用“X—H…Y”形式表示氨水中存在的所有可能的氢键，并指出其中哪些可能导致氨气溶解度增大。
(6) 分子间氢键主要对物质的哪些性质产生影响？
5. 分子的极性对物质性质的影响。
(1) 下列分子是极性分子还是非极性分子？对于ABn型分子，分子的极性与元素化合价有什么关系？
①CO2　②SO2　③BF3　④PCl3　⑤CCl4　⑥CH2Cl2
(2) 判断下列说法是否正确，若不正确，试举例说明。
①只含非极性键的分子一定是非极性分子。
②由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。
③只含有极性键的分子一定是极性分子。
④极性分子中不可能含有非极性键。
⑤直线形分子、三角形分子和四面体形分子一定是非极性分子。
⑥双原子分子共价键的极性越强，分子的极性越强。
⑦分子的极性越大，分子间作用力一般也越大。
(3) 下列化学事实中，主要用“相似相溶”规则解释的有哪些？
①O2、N2难溶于水，但Cl2能溶于水。
②戊醇在水中溶解度较小，但戊醇与己烷互溶。
③碘难溶于水，碘溶于酒精形成碘酒。
④NaCl能溶于水形成溶液，NaCl“溶”于酒精形成胶体。
⑤NH3在水中的溶解度达到了1∶700(体积比)。
(4) 超临界CO2萃取的应用范围十分广阔。在医药工业中，用于中草药有效成分的提取，热敏性生物制品药物的精制；在食品工业中，用于啤酒花、色素的提取等；在香料工业中，用于天然及合成香料的精制分离等。从结构的观点看，用超临界CO2萃取的物质应该具有什么特点？
学会比较无机含氧酸和羧酸的酸性强弱
1. 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。
请比较下列无机含氧酸的酸性强弱：
HNO3_____HNO2；H2SO4_____H2SO3；
HClO________HClO2________HClO3________HClO4。
2. 烃基(符号R—)是推电子基团，烃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。
请比较下列羧酸的酸性强弱：
HCOOH________CH3COOH________CH3CH2COOH。
3. 对于卤代乙酸，随着卤代甲基极性的增强，羧基中的羟基的极性增大，电离出氢离子的能力增强。
请比较下列卤代乙酸的酸性强弱：
CH2ClCOOH______CHCl2COOH______CCl3COOH；
CF3COOH______CCl3COOH。
　　 知道分子的手性
1. 手性异构体与手性分子的含义分别是什么？
2. 手性碳原子的识别。
有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子为手性碳原子。下列有机物含有手性碳原子的哪些？
①CH3COCH2CH3　　　②(CH3)2CHCH2OH
③
④
⑤
⑥
名卷优选
1 [2023湖北卷]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
2 [海南卷]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是(　　)
A. XW3是非极性分子
B. 简单氢化物沸点：X>Y
C. Y与Z形成的化合物是离子化合物
D. X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
3 [组合]
(1) [全国甲卷]甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________。
(2) [全国乙卷][Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及PH3分子的空间结构和相应的键角如图所示。
　　
PH3中P的杂化类型是________。NH3的沸点比PH3的________，原因是_____
________________________________________________。H2O的键角小于NH3的，原因是________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(3) [湖南卷]硅和卤素单质反应可以得到SiX4，SiX4的熔、沸点如下表所示。
物质 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中呈液态的是________(填化学式)，沸点依次升高的原因是________________________________________________________
______________________________________________________________________，
气态SiX4分子的空间结构是____________。
(4) [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________________。
(5) [全国Ⅲ卷]NH3BH3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－)，元素电负性大小顺序是________________。CH3CH3的熔点比NH3BH3的________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间存在__________________________________，也称“双氢键”。
4 [2023组合]
(1) [辽宁卷]噻吩()沸点低于吡咯()的原因是_________________
______________________________________________________________________。
(2) [湖南卷]下列物质的酸性由大到小的顺序是________________(填序号)。
①
②
③
(3) [山东卷]已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl3在NaOH浓溶液中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(4) [全国乙卷]已知一些物质的熔点数据如表所示。
物质 熔点/ ℃
NaCl 800.7
SiCl4 －68.8
GeCl4 －51.5
SnCl4 －34.1
Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是_____________
______________________________________________________________________。
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因：____________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
SiCl4的空间结构为____________，其中Si的轨道杂化类型为________。
5 (1) [2024南通如皋适应性考试三]硼酸(H3BO3)是一种一元弱酸，与水分子结合后可电离出1个H＋。写出硼酸电离后所得酸根离子的结构简式：___________。
(2) [2024常州期末]资料显示，AlCl3、AlBr3和AlI3的熔点分别为192.4 ℃、97.8 ℃和189.4 ℃。AlCl3的熔点比AlBr3和AlI3都要高的原因可能是_________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) [2025南通期初]一种回收利用SO2的方法：将SO2转化为SO3，再将SO3与等物质的量的甲醇反应转化为化合物A。
已知：
①写出化合物A的结构简式：__________________________________。
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是_______________________
______________________________________________________________________。
(4) [2024南通、泰州等六市一调]αFeOOH可用于脱除烟气中的H2S。脱硫、再生过程中可能的物种变化如图甲所示。生成的S8(结构如图乙所示)覆盖在αFeOOH的表面。
甲 乙
①写出反应Ⅱ的化学方程式：_________________________________________。
②工业可使用四氯乙烯(C2Cl4)溶解S8并实现与αFeOOH分离。四氯乙烯能溶解S8的原因是_________________________________________________________。
③部分环状分子(如苯)中由于存在大π键，增强了分子的稳定性。S8分子中不能形成大π键的原因是__________________________________________________。
6 [全国Ⅲ卷]磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题。
(1) 在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。
(2) FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸气状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_________________________，其中Fe的配位数为________。
(3) 苯胺()的晶体类型是____________。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(110.6 ℃)，原因是_______________________________
______________________________________________________________________。
(4) NH4H2PO4中，电负性最大的元素是___________；P的________杂化轨道与O的2p轨道形成______键。
(5) NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_______________(用n代表P原子数)。
焦磷酸根离子 三磷酸根离子
第34讲　分子结构与分子性质
【活动方案】
活动一：
1 (1) 正确　(2) 正确　(3) 错误，氢键的强度比共价键的小
(4) 正确
2 (1) 错误，有些能形成分子间氢键的分子，虽然相对分子质量较小，但其分子间作用力比较大。　(2) 正确。　(3) 正确。
(4) 错误，共价键强度与分子间作用力大小无必然联系。
(5) 正确。
3 (1) ①氧气、氮气、氢气　②丙烷、乙烷、甲烷　③丁烷、异丁烷　④十八烷酸、十八烯酸　(2) “烟”是PCl5、“雾”是PCl3(PCl5为白色固体，PCl3为无色液体)。
4 (1) ①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)与另一个电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。　②氢键具有一定的方向性和饱和性。　③氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
(2) ①O—H…O　②2 mol　③使水的熔、沸点升高，冰的密度变小。　④冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在大量氢键　⑤N、F　(3) ①HF、HBr、HCl　②H2O、H2Se、H2S　③NH3、AsH3、PH3　④GeH4、SiH4、CH4
⑤、　(4) 乙醇能与水能形成氢键，而甲醚不能。乙醇熔、沸点高。　(5) 所有可能的氢键：①O—H…O、 ②O—H…N、 ③N—H…O、④N—H…N；其中②③可能导致氨气溶解度增大。　(6) 主要使物质的熔、沸点升高，对其黏度和溶解度等产生影响。
5 (1) ②④⑥为极性分子；①③⑤为非极性分子。对于ABn型分子，当中心原子呈最高价时，分子为非极性分子，否则是极性分子。　(2) ②⑥⑦正确，其余错误。①如O3分子中只含有非极性键，但O3的空间结构不对称，正负电荷中心不重合，是极性分子。③如CH4、CO2、BF3等均为非极性分子。④极性分子中可能含有非极性键，如H2O2。⑤如HCN、HCHO、CH3Cl分别是直线形、三角形、四面体形分子，但它们都是极性分子。
(3) ②③④。　(4) 非极性分子或弱极性分子。
活动二：
1 ＞　＞　<　<　<　2 ＞　＞　3 <　<　＞
活动三：
1 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。　具有手性异构体的分子叫手性分子。
2 含有手性碳原子的有机物是③④⑥。
【名卷优选】
1 D　正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，分子间作用力小，所以沸点较低，A正确；AlF3为离子化合物，形成的晶体为离子晶体，熔点较高，AlCl3为共价化合物，形成的晶体为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，B正确；由于电负性F>H，C—F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，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HCO间存在氢键，与晶格能大小无关，即与阴离子电荷无关，D错误。
2 C
3 (1) 甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水形成的分子间氢键比甲醇的多　(2) sp3　高　NH3存在分子间氢键　NH3含有一个孤电子对，而H2O含有两个孤电子对，H2O中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大　(3) SiCl4　SiX4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　正四面体形　(4) NH3、AsH3、PH3　AsH3、PH3、NH3　NH3、PH3、AsH3　(5) N＞H＞B　低　Hδ＋与Hδ－的静电引力
4 (1) 中含有与N原子相连的H原子，可以形成分子间氢键，使熔、沸点升高　(2) ③>①>②　(3) SiHCl3＋5NaOH===Na2SiO3＋3NaCl＋H2↑＋2H2O　(4) 钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，而SiCl4为分子晶体　 随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大　 正四面体形　sp3
解析：(2) 对比三种物质，③中含有电负性较高的F原子，使CF3变成吸电子基团，将整个有机物的电子云朝着—CF3方向转移，使—SO3H基团更容易失去电子，故其酸性最强；②中含有的—CH3为推电子基团，使得整个有机物的电子云朝着—SO3H方向移动，使—SO3H基团更不容易失去电子。因此，上述三种物质的酸性大小为③>①>②。(3) 已知电负性Cl＞H＞Si，则SiHCl3中氯元素的化合价为－1，H元素的化合价为－1，硅元素化合价为＋4，所以氢氧化钠溶液和SiHCl3反应时，要发生氧化还原反应，得到氯化钠、硅酸钠和氢气。(4) Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是钠的电负性小于硅，氯化钠为离子晶体，其熔点较高；而SiCl4为分子晶体，其熔点较低。由表中的数据可知，SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势为随着同族元素的电子层数的增多，其熔点依次升高，其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶体，分子晶体的熔点由分子间作用力决定，分子间作用力越大则其熔点越高；随着其相对分子质量增大，其分子间作用力依次增大。SiCl4的空间结构为正四面体形，其中Si的价层电子对数为4，因此Si的轨道杂化类型为sp3。
常见微粒的结构特点与判断
分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称
CO2 0 2 直线形 直线形
SO2 1 3 平面三角形 V形
CO 0 3 平面三角形 平面三角形
H2O 2 4 四面体形 V形
NH3 1 4 四面体形 三角锥形
CH4 0 4 正四面体形 正四面体形
5 (1) [B(OH)4]－　(2) AlCl3的化学键中离子键成分的百分数高于AlBr3和AlI3，具有一定的离子晶体的特征
(3) ①　②一定压强下，化合物A分子中只有1个羟基能形成氢键，而硫酸分子中有2个羟基能形成氢键，故导致A的沸点低于硫酸　(4) ①4FeSSH＋4O2===4FeOOH＋S8　②四氯乙烯与S8都是非极性分子，符合“相似相溶”规律　③S8中S原子采取sp3杂化，无剩余的p轨道用于形成π键
解析：(1) H3BO3与H2O结合后可电离出1个H＋，反应为H3BO3＋H2O
[B(OH)4]－＋H＋，即H3BO3电离后所得的酸根离子为[B(OH)4]－。(2) AlCl3的化学键中离子键成分的百分数高于AlBr3和AlI3，具有一定的离子晶体的特征，故熔点在三者中最高。
6 (1) Mg　相反　(2) 　4　(3) 分子晶体
苯胺分子之间存在氢键　(4) O　sp3　σ　(5) (PnO3n＋1)(n+2)－

展开更多......

收起↑