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(共20张PPT)
专题三　物质结构与性质
分子结构与性质关系的原因解释
1.分子的性质
(1)分子结构与分子极性的关系
(2)键的极性对化学性质的影响
①酸性:CCl3COOH　　　　(填“>”或“<”)CHCl2COOH,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　　　　(填“>”或“<”)CH3CH2COOH,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”的规律: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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增
大。
②随着溶质分子中憎水基个数的增加,溶质在水中的溶解度减小。例如,甲醇、乙醇和水能以任意比例互溶,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
(1)氢键不是化学键,氢键的作用力要大于范德华力。
(2)氢键对物理性质的影响
①分子间氢键使物质沸点升高,如沸点:NH3>PH3。
②分子间氢键使物质易溶于水,如NH3、C2H5OH等易溶于水。
③解释一些特殊现象,如水结冰体积膨胀。
1.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　 。
2.NH3常用作制冷剂,原因是　 。
3.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:　 。
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
NH3分子间能形成氢键,沸点高,易液化,汽化时吸收大量的热
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
4.(2024·济宁三模)吡嗪( )分子中存在离域π键,氮原子的杂化方式为
　　　　　　　　;哒嗪( )在水中的溶解度大于苯的原因为　
　 。
sp2杂化
哒嗪分子与水分子可形成分子间氢键,哒嗪分子和水分子均为极性分子
【解析】吡嗪 分子中存在离域π键,类似于苯,说明吡嗪中氮原子的杂
化方式为sp2杂化;哒嗪分子与水分子可形成分子间氢键,哒嗪分子和水分
子均为极性分子,根据“相似相溶”的规律,哒嗪在水中的溶解度大于苯。
5.吡咯( )具有芳香性,分子中存在大π键,1 mol吡咯分子中σ键数目为
　　　 　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。用氧原子(或硫原子)替代吡咯中的氮原子可以得到呋喃(或噻吩),则呋喃的键线式为　　　 　;分子结构中的大π键电子云分布越均匀,物质的芳香性越强,请比较噻吩和呋喃的芳香性并解释原因:　 。
10NA
噻吩的芳香性强,因为S的电负性比O的小,吸引电子能力弱,噻吩分子中大π键电子云分布更均匀,芳香性更强
【解析】吡咯的分子式为C4H5N,1个吡咯分子中存在1个C—C、2个C—
N、2个C==C、4个C—H、1个N—H,含有10个σ键;用氧原子(或硫原子)替代吡咯中的氮原子可以得到呋喃(或噻吩),则呋喃的键线式为 ;因为S的电负性比O的小,吸引电子能力弱,所以噻吩分子中大π键电子云分布更均匀,芳香性更强。
1.(2025·广东卷)某小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为:
CH3COOH性　　　　,羧基中的羟基　　　　增大,酸性增强。
②提出假设　甲同学根据①中规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为:
增大　
极性
③验证假设　甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的pH大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序,因为　　　 　。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结　假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同　
2.[2024·浙江6月选考]化合物HA、HB、HC和HD的结构如下图所示。
(1)HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序:　　　　 ,请说明理由:____________________　

　 。
(2)已知HC、HD钠盐的碱性:NaC>NaD,请从结构角度说明理由:　
　 。
HC>HB>HA
O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,羟基与H2O形成的氢键逐渐增强
S的原子半径大于O的原子半径,S—H的键能小于O—H的键能,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性:HD>HC,水解能力:C->D-
【解析】(1)O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA。
(2)HC、HD钠盐的碱性:NaC>NaD,说明酸性:HCHC,水解能力:C->D-,钠盐的碱
性:NaC>NaD。
3.(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2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。
4.(2023·湖北卷)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有　　　　(填字母)。
a.Si—Cl极性更大
b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键能更大
d.Si有更多的价层轨道
abd　
【解析】Si—Cl极性更大,则Si—Cl更易断裂,因此SiCl4比CCl4易水解,a有
关;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;Si—Cl键长比C—Cl键长,键能小,说法错误,c无关;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。
5.[2020·全国卷Ⅱ,35(2)]Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是　 。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155
TiF4为离子化合物,熔点高,其他三种均为共价化合物,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高

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