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(共38张PPT)
1.分子（或离子）结构与性质
目录CONTENTS
考向一
分子（或离子）空间结构分析
01
考向二
分子结构与性质的关系
02
考向一
01
分子（或离子）空间结构分析
知｜识｜强｜化
1. 中心原子价层电子对数的计算
中心原子上的孤电子对数＝ （a－xb）（a为中心原子的价电子数，
若为离子，还应加上或减去离子所带的负、正电荷数，x为与中心原子
结合的原子数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数），中
心原子价层电子对数＝孤电子对数＋σ键数。
2. 用价层电子对互斥模型推测分子（或离子）的空间结构
价层电
子对数 σ键电子对数 孤电子 对数 VSEPR模型
名称 空间结构 名称 实例
2 2 0 直线形 直线形 CO2
3 3 0 平面三角形 平面三角形 BF3、N
2 1 V形 SO2
4 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、N
3 1 三角锥形 NH3、H3O＋
2 2 V形 H2O
3. d轨道参与的杂化方式
（1）sp3d杂化：sp3d杂化轨道是由一个ns轨道，三个np轨道和一个nd
轨道组合而成的。它的特点是五个杂化轨道在空间呈三角双锥形
分布，例如五氯化磷，其空间结构是三角双锥形，平面内的三个
P—Cl键角为120°，另外两个P—Cl与三角锥底面夹角为90°。
（2）sp3d2杂化：sp3d2杂化轨道是由一个ns轨道，三个np轨道和两个
nd轨道组合而成的，它的特点是六个杂化轨道在空间呈正八面体
分布，杂化轨道间夹角为90°或180°。这种杂化方式的例子是
SF6。
真｜题｜研｜析
1. （2024·湖北高考5题）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错
误的是（　　）
A. VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B. 元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C. 泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D. sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
解析：　中心原子含有孤电子对的分子，其空间结构与VSEPR模型不
同，A错误。
√
2. （2024·甘肃高考14题）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。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
√
解析：　N2分子中存在键能较大的N≡N，故相同条件下N2比O2稳定，
A项正确；N2O、N 均为CO2的等电子体，故其空间结构相同，均为
直线形微粒，B项正确；由题给材料可知，N2O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项正确；N2O的电子
式为 则σ键和大π键的数目均为2，数目相等，D项错误。
3. （2024·安徽高考8题）某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是
（　　）
A. 该物质中Ni为＋2价
B. 基态原子的第一电离能：Cl＞P
C. 该物质中C和P均采取sp2杂化
D. 基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
√
解析：　P原子的3个单电子与苯环形成共用电子对，孤电子对与Ni形
成配位键，P对Ni的化合价没有影响，Ni—Cl键中共用电子对偏向Cl，
则Ni为＋2价，A项正确；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋
势，则第一电离能：Cl＞P，B项正确；该物质中苯环上碳原子杂化类型
为sp2，P形成4个σ键，杂化类型为sp3，C项错误；基态Ni原子核外有28
个电子，电子排布式为[Ar]3d84s2，价电子排布式为3d84s2，D项正确。
能｜力｜进｜阶
1. （2024·抚顺六校协作体三模）下列有关叙述正确的是（　　）
A. SO2为非极性分子
B. CO2的VSEPR模型名称和空间结构名称相同
C. [Al（OH）4]－、Al（OH）3中心原子的杂化类型相同
D. KAl（SO4）2·12H2O所含元素中电负性最大的是硫
√
解析：　SO2中心原子价层电子对数为2＋ （6－2×2）＝3，且含有1
个孤电子对，空间结构为V形，是极性分子，A项错误；CO2中心原子价
层电子对数为2＋ （4－2×2）＝2，没有孤电子对，VSEPR模型名称
和空间结构名称相同，都是直线形，B项正确；[Al（OH）4]－中Al采用
sp3杂化，而Al（OH）3中Al采用sp2杂化，C项错误；氧的电负性大于
硫，D项错误。
2. （2024·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＋H2O 2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O，下
列说法错误的是（　　）
A. Cl2O的结构式为
B. 键角：Cl2O＜H2O＜H2S
C. C 中心原子的杂化方式为sp2
D. Cl2的电子云轮廓图为
√
解析：　Cl2O分子中，中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，
其还有2个孤电子对，则结构式为 ，A正确；Cl2O、H2O、H2S
中，中心原子的价层电子对数都为4，都发生sp3杂化，但Cl原子电负性
比H大，S原子电负性比O小，则共用电子对最靠近H2O中的O原子，成
键电子对间的排斥作用最大，键角最大，所以键角：H2S＜H2O、Cl2O
＜H2O，B错误；C 中心C原子的价层电子对数为3＋ （4＋2－
3×2）＝3，发生的杂化方式为sp2，C正确；形成Cl2时，两个Cl原子发
生3p电子云的重叠，p电子云呈哑铃形，则电子云轮廓图为 ，D正确。
3. （2024·河北部分学校质检）H与O可以形成H2O和H2O2两种化合物，其中H2O2的分子结构如图所示，H＋可与H2O形成H3O＋。下列说法错误的是（　　）
A. H2O2分子中两个O原子均采取sp3杂化轨道成键
B. 相同条件下，H2O2在水中的溶解度大于在CCl4中的溶解度
C. 液态水中的作用力由强到弱的顺序是氢键＞O—H＞范德华力
D. H3O＋的空间结构为三角锥形
√
解析：　H2O2分子中两个O原子周围均有2个σ键和2个孤电子对，均采
取sp3杂化轨道成键，A正确；H2O2和H2O都是极性分子，CCl4是非极性
分子，根据相似相溶原理，相同条件下，H2O2在水中的溶解度大于在
CCl4中的溶解度，B正确；共价键的作用力大于氢键大于范德华力，则
液态水中的作用力由强到弱的顺序是O—H＞氢键＞范德华力，C错误；
H3O＋中心O原子的价层电子对数为3＋ （6－1－1×3）＝4，VSEPR模
型为四面体形，含1个孤电子对，空间结构为三角锥形，D正确。
考向二
02
分子结构与性质的关系
知｜识｜强｜化
1. 键的极性、分子空间结构与分子极性的关系
类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性
X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子
XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子
XY2（X2Y） CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子
SO2 极性键 V形 极性分子
H2O、H2S 极性键 V形 极性分子
类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性
XY3 BF3 极性键 平面三角形 非极性分子
NH3 极性键 三角锥形 极性分子
XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子
1. 键的极性、分子空间结构与分子极性的关系
2. “相似相溶”原理
（1）“相似相溶”原理：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，如乙醇与水互溶，而
戊醇在水中的溶解度明显减小。
（1）氢键强度
氢键不属于化学键，氢键的作用力要大于范德华力。
3. 氢键及其对物质性质的影响
（2）氢键对物理性质的影响
①分子间氢键使物质沸点升高
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）。
4. 键的极性对化学性质的影响（诱导效应举例）
（1）酸性：CCl3COOH＞CHCl2COOH，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。
真｜题｜研｜析
1. （2024·湖南高考9题）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＜N
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
√
解析：　P和Q分子结构对称，正、负电中心重合，都是非极性分子，A错误；同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能由小到大的顺序为B＜C＜N，B正确；P的分子式为C24H12，Q的分子式为B12N12H12，P、Q分子都是含156个电子，故1 mol P和1 mol Q所含电子
数目相等，C正确；P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键，且P
和Q为平面结构，C、B和N均为sp2杂化，D正确。
2. （2024·甘肃高考13题）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。下列说法错误的是（　　）
A. 原子半径：O＜N＜C
B. 第一电离能：C＜N＜O
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
√
解析：　同一周期主族元素，从左到右原子半径依次减小，因此，原子半径：O＜N＜C，A项正确；同一周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，其中第ⅡA族和第ⅤA族的元素例外，故第一电离能：C＜O＜N，B项错误；苯酚为极性分子，且可与水分子形成氢键，故在水中的溶解度：苯＜苯酚，C项正确；苯和苯酚中C的杂化方式均为sp2，D项正确。
3. （2024·安徽高考7题）地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关
系之一如图所示（X、Y均为氮氧化物），羟胺（NH2OH）以中间产物
的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反
应的产物盐酸羟胺（[NH3OH]Cl）广泛用于药品、香料等的合成。已知
25 ℃时，Ka（HNO2）＝7.2×10－4，Kb（NH3·H2O）＝1.8×10－5，Kb
（NH2OH）＝8.7×10－9。
下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是（　　）
A. 键角：NH3＞N
B. 熔点：NH2OH＞[NH3OH]Cl
C. 25 ℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl＞NH4Cl
D. 羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O＞N—H…N
√
解析：　NH3中N为sp3杂化，N 中N为sp2杂化，则键角：NH3＜N ，A项错误；NH2OH为分子晶体，[NH3OH]Cl为离子晶体，则熔点：NH2OH＜[NH3OH]Cl，B项错误；由题可知，NH2OH的碱性比NH3·H2O的弱，根据“越弱越水解”，知[NH3OH]＋的水解程度大于N 的水解程度，且二者水解均使溶液显酸性，则同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl＜NH4Cl，C项错误；O的电负性大于N，且O的原子半径小于N，则O与H的结合能力更强，故羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O＞N—H…N，D项正确。
能｜力｜进｜阶
1. （2024·湛江二模）下列有关物质结构与性质的表述结构正确的是（　　）
A. N—H的极性大于C—H的极性，NH3分子的极性小于CH4
B. I2易溶于CCl4，可从I2和CCl4都是非极性分子的角度解释
C. HNO3中的氢键数量比H3PO4少，可推断HNO3的稳定性比H3PO4差
D. 超分子是两种或两种以上的分子（包括离子）通过化学键形成的分子
聚集体
√
解析：　NH3分子为三角锥形，为极性分子，CH4分子为正四面体形，
为非极性分子，分子极性：NH3＞CH4，分子的极性与共价键的极性大
小无关，A错误；I2和CCl4都是非极性分子，根据相似相溶原理可知，I2
在CCl4中的溶解度较大，B正确；N 中N原子发生sp2杂化，离子的空
间结构呈平面三角形，P 中的P原子发生sp3杂化，离子的空间结构
呈正四面体形，结构更稳定，则HNO3的稳定性比H3PO4的差，与HNO3
中的氢键数量少无关，C错误；超分子是由两种或两种以上的分子（包
括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体，D错误。
2. （2024·北京东城区一模）下列对事实的分析正确的是（　　）
选项 事实 分析
A 键角：CH4＞NH3＞H2O 电负性：C＜N＜O
B 第一电离能：P＞S 原子半径：P＞S
C 沸点：CO＞N2 CO为极性分子，N2为非极性分子
D 热稳定性：HF＞HCl HF中存在氢键，HCl中不存在氢键
√
解析：　CH4分子中的中心原子C的价层电子对数为4，无孤电子对，NH3分子中的中心原子N的价层电子对数为4，孤电子对数为1，H2O分子中的中心原子O的价层电子对数为4，孤电子对数为2，孤电子对数越多，孤电子对的排斥作用越大，键角越小，则键角大小为CH4＞NH3＞H2O，A错误；P、S位于同一周期，同一周期主族元素，从左往右第一电离能呈增大的趋势，但P的3p轨道半充满，比较稳定，其第一电离能高于同周期相邻的两种元素，B错误；CO和N2结构相似，相对分子质量相等，但CO为极性分子，N2为非极性分子，因此CO的沸点高于N2的沸点，C正确；F、Cl位于同一主族，同一主族从上到下，原子半径增大，元素非金属性减弱，对应氢化物的稳定性减弱，所以热稳定性：HF＞HCl，D错误。
3. （2024·张家口尚义一中等校模拟）物质的结构决定其性质。下列实例与解释相符的是（　　）
选项 实例 解释
A SO2为极性分子 SO2中心原子采用sp3杂化，存在孤电子对，所
以空间结构为V形
B Ge原子间难以形成π键 Ge的原子半径较大，未杂化的p轨道很难重叠
C H2O的熔点高于H2S 原子半径：O＜S，键能：H—O＞H—S，所以
H2O的熔点较高
D CF3COOH的酸性强于CH3COOH —CF3属于推电子基团，使—COOH更易电离
出H＋
√
解析：　SO2中心原子价层电子对数＝2＋ （6－2×2）＝3，采取sp2
杂化，含1个孤电子对，空间结构为V形，结构不对称，故为极性分
子，A错误；Ge的原子半径较大，未杂化的p轨道很难重叠，Ge原子间
难以形成π键，B正确；H2O可以形成分子间氢键，所以H2O的熔点高于
H2S，C错误；—CF3属于吸电子基团，使—COOH更易电离出H＋，所以
CF3COOH的酸性强于CH3COOH，D错误。

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