分子的性质
【学习目标】
1、知道极性共价键和非极性共价键;结合常见物质分子立体结构会判断极性分子和非极性分子。
2、理解范德华力、氢键的概念及其对物质性质的影响。
3、从分子结构的角度,认识“相似相溶”规律。
4、了解“手性分子”的结构及其在生命科学等方面的应用。
5、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。
【要点梳理】
要点一、共价键的极性--极性键和非极性键【高清课堂:分子结构与性质#键的极性与分子的极性】
1、分类依据:
共用电子对是否偏移,发生偏移为极性键;不发生偏移为非极性键。
说明:极性键中共用电子对偏向的一方带负电荷用 δ-表示;共用电子对偏离的一方带正电荷用 δ+表示。
2、判断技巧:
形成共价键的两原子是否为同种原子,如相同,为非极性键;如不同,为极性键。
原子电负性(元素非金属性)差值越大的,共用电子对偏移程度大,键的极性就越大。
要点诠释:化学键类型和物质类别的关系
1)、不含有化学键的物质:稀有气体分子。
2)、只含非极性共价键的物质:同种非金属元素构成的单质。如:H2、P4、金刚石等
3)、只含极性共价键的物质:一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如:HCl、NH3 等
4)、既有非极性共价键又有极性共价键的物质:如:H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6 等
5)、只含有离子键的物质:活泼金属与活泼非金属元素形成的化合物。如:Na2S、CsCl、K2O、NaH 等
6)、既有离子键又有非极性键的物质:如:Na2O2、CaC2 等
7)、既有离子键又有极性键的物质:如:NaOH
8)、有离子键、共价键、配位键组成的物质:如:NH4Cl
要点二、分子的极性
1、非极性分子:
正负电荷中心重合的分子称为非极性分子,它的分子中各个键的极性的向量和等于零。
例如:X2 型双原子分子(如 H2、Cl2、Br2 等)、XYn 型多原子分子中键的极性互相抵消的分子(如
CO2、CCl4 等)都属非极性分子。
2、极性分子:
正负电荷中心不重合的分子称为极性分子,它的分子中各个键的极性向量和不等于零。
例如:XY 型双原子分子(如 HF、HCl、CO、NO 等),XYn 型多原子分子中键的极性不能互相抵消的
分子(如 SO2、H2O、NH3 等)都属极性分子。
3、分子极性的判断方法:
(1).全部由非极性键构成的分子一般是非极性分子。(O3 例外)
(2).由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。
(3).在含有极性键的多原子分子中,如果结构对称则键的极性得到抵消,其分子为非极性分子。
如果分子结构不对称,则键的极性不能完全抵消,其分子为极性分子。
(4).ABn 型分子极性简便判别方法
A.孤对电子法
在 ABn 型分子中,若中心原子 A 无孤对电子(未成对电子),则是非极性分子,若中心原子 A 有孤对
电子则是极性分子。
例如:CO2、CH4、SO3 中心原子(C、S)无孤对电子,是非极性分子。而像 H2O、NH3、NP3 中心原
子(O、N)有孤对电子,则为极性分子。
B.空间形状法 具有平面三角形、直线形、正四面体形等完全对称结构的分子为非极性分子;而折线形、三角锥形等
非完全对称型分子为极性分子。
例如:SO3、BF3(平面三角形),CO2、CS2(直线形)、CH4、CCl4(正四面体形)的分子为非极性分子;
H2O、H2S(折线形),NH3、PH3(三角锥形)的分子是极性分子。
C.化合价法
ABn 型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数(最高正价)时,该分子为非极性分子。
例如:PCl5 中 P 的化合价为+5 价,所以 PCl5 是非极性分子。PCl3 中 P 的化合价为+3 价,所以 PCl3
是极性分子。
要点诠释:(1)极性键与极性分子,非极性键与非极性分子不存在对应关系。
(2)由非极性键形成的双原子、多原子分子,其正电中心和负电中心重合,所以一般都是非极性分子。
(3)含极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。
要点三、范德华力
1、概念:
分子之间存在着一种较弱的相互作用,其结合能大约只有几个千卡·摩尔-1,比化学键能约小一二个数量
级。气体分子能凝聚成液体或固体,主要就靠这种分子间作用。因为范德华第一个提出这种相互作用,所以常
叫做范德华力。
2、影响因素:
相对分子质量越大,范德华力越强;(主要因素)
分子的极性越大,范德华力越强。
3、对物质性质的影响。
对于结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔点、沸点也越高
要点四、氢键【高清课堂:分子结构与性质#氢键】
1、概念:
氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X(F,O,N)以共价键形成强极性键 H-X,这个氢原子还可以
吸引另一个键上具有孤对电子、电负性大、半径小的原子 Y,形成具有 X-H…Y 形式的物质。这时氢原子与 Y
原子之间的相互作用叫做氢键(以 H…Y 表示)。
分类:分子间氢键与分子内氢键
2、一般分子形成氢键必须具备两个基本条件:
(1)分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子。
(2)分子中必须有带孤对电子,电负性大,原子半径小的元素。
3、影响因素:
(1)氢键的强弱与 X 和 Y 的电负性大小有关,电负性越大,氢键越强。
(2)氢键的强弱还和 Y 的半径大小有关,Y 的半径越小,越能接近 H-X 键,形成的氢键也越强。
4、氢键的键长和键能:
氢键的键长是指 X-H…Y 中 X 与 Y 原子的核间距离。
氢键的键能是指被破坏 H…Y 键所需要的能量。氢键的键能约为 15-30kJmol-1,比一般化学键的键能
小得多,和范德华力的数量级相同,比范德华力要大。
5、对物质性质的影响。
(1)对沸点和熔点的影响
在同类化合物中,能形成分子间氢键的物质,其熔点、沸点要比不能形成分子间氢键的物质的熔点、
沸点高些。因为要使固体熔化或液体汽化,不仅要破坏分子间的范德华力,还必须提供额外的能量破坏氢键。
(2)对溶解度的影响
在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。
说明:分子内氢键的形成,使分子具有环状闭合的结构。一般会使物质的熔沸点下降,在极性溶剂中的
溶解度降低。要点诠释:
I、范德华力与氢键的比较
范德华力 氢键
概念
分子之间存在着一种较弱的相互
作用
氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X(F,O,N)
以共价键形成强极性键 H-X,这个氢原子还可以吸引另
一个键上具有孤对电子、电负性大、半径小的原子 Y,
形成具有 X-H…Y 形式的物质
存在范围 分子间 某些含强极性键氢化物的分子间(HF、H2O、NH3)或
分子内(某些有机物)
强度比较 结合能大约只有几个千卡·摩尔-1,
比化学键能约小一二个数量级
氢键的键能约为 15-30kJmol-1,比一般化学键的键能小
得多,和范德华力的数量级相同,比范德华力要大。
影响强度的因
素
相对分子质量越大,范德华力越
强;(主要因素)
分子的极性越大,范德华力越强。
(1)氢键的强弱与 X 和 Y 的电负性大小有关。电负性
越大,氢键越强。
(2)氢键的强弱还和 Y 的半径大小有关,Y 的半径越
小,越能接近 H-X 键,形成的氢键也越强。
对物质性质的
影响
对于结构相似时的物质来说,相
对分子质量越大,分子间作用力
越大,物质的熔点、沸点也越高。
(1)对沸点和熔点的影响
(2)对溶解度的影响
II、含范德华力或氢键的物质熔沸点大小比较规律
(1)组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高。
例如:熔沸点:O2>N2,HI>HBr>HCl,CS2>CO2,CCl4>CH4。
说明:有机物中,同系物之间遵循这个规律。
(2)组成和结构不相似的物质,分子极性越大,熔沸点越高。
例如:CO 与 N2,前者为极性分子后者为非极性分子,所以熔沸点:CO>N2
(3)在同分异构体中,一般的说,支链越多,熔沸点越低。
例如:沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷
(4)芳香族化合物中,其熔沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。
例如:沸点:邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯
(5)当分子中存在氢键时,其熔沸点会突然增大。
例如:沸点 HF>HI,H2O>H2Te
要点五、溶解性
1、相似相溶原理
(1)极性溶剂(如水)易溶解极性物质
(2)非极性溶剂(如苯、汽油、四氯化碳、酒精等)能溶解非极性物质(Br2、I2 等)
(3)含有相同官能团的物质互溶,如水中含羟基(-OH)能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。
2、影响物质溶解的因素
(1)内因:相似相溶原理
(2)外因:影响固体溶解度的主要因素是温度;影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。
(3)其他因素:
A.如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增大,且氢键越强,溶解性越好。如:NH3。
B.溶质与水发生反应时可增大其溶解度,如:SO2。
要点六、手性【高清课堂:分子结构与性质#手性】
1、概念
原子组成和原子排列方式相同,但是不能重合,而互为镜像关系的两种物质,互称为手性异构体
2.手性碳原子的判断
同一个 C 原子连接 4 个不同的原子或原子团,为手性碳原子3.手性分子的判断
一般来说,分子中有手性碳原子即为手性分子。
要点七、无机含氧酸的酸性【高清课堂:分子结构与性质#无机含氧酸的酸性】
1、经验规律:
将酸改写成(HO)-mROn 的形式,n 值越大,酸性越强
2、规律:
同主族,从上向下,非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱;
同周期,从左至右,非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强;
同一元素,不同价态的元素含氧酸酸性高价大于低价。
【典型例题】
类型一:关于键的极性、分子的极性
例 1 下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.按共用电子对是否偏移可以把共价键划分为极性键和非极性键
B.同种元素的原子间形成的共价键一定是极性共价键
C.极性键肯定没有非极性键牢固
D.两个原子之间共用两个电子对,形成的化学键一定有极性
【思路点拨】本题考查共价键的极性以及共价键形成分子的极性,注意区分两者间的差别。
【解析】B 中应该是非极性键;C 中键能决定了共价键的稳定性,键的极性反映的是分子中电性分布情况,两
者没有必然的联系;D 中键的极性表示的是,共用电子对的偏离情况,只要是同种原子,吸引电子的能力是一
样的,所以无论共有几对电子,都是非极性共价键。
【答案】A
【总结升华】若形成共价键的两个原子相同,则该键必为非极性键;若不同则为极性键。由共价键构成的
分子,若高度对称、正负电荷中心重合,则该分子为非极性分子,反之为极性分子。
举一反三:
【变式 1】(2016 安阳期中)下列叙述正确的是( )
A.NH3 是极性分子,分子中 N 原子处在 3 个 H 原子所组成的三角形的中心
B.CCl4 是非极性分子,分子中 C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的正方形的中心
C.H2O 是极性分子,分子中 O 原子和 2 个 H 原子不在一条直线上
D.CO2 是非极性分子,分子中 C 原子和 2 个 O 原子不在一条直线上
【答案】C
【解析】A.N 与 3 个 H 原子形成σ键,孤对电子数为 ,所以 N 原子采用 sp3 杂化,为三角锥形
分子,该分子正负电荷重心不重合,为极性分子,分子空间构型错误,故 A 错误;B.CCl4 中 C 与 4 个 Cl 形
成 4 个σ键,孤对电子数为 0,所以 C 原子采用 sp3 杂化,为正四面体结构,该分子正负电荷重心重合,为非
极性分子,分子空间构型错误,故 B 错误;C.H2O 中 O 与 2 个 H 形成σ键,孤对电子数为 ,所以 O
原子采用 sp3 杂化,为 V 形分子,分子中 O 原子和 2 个 H 原子不在一条直线上,该分子正负电荷重心不重合,
为 极 性 分 子 , 分 子 空 间 构 型 也 正 确 , 故 C 正 确 ; D . CO2 中 C 与 2 个 O 形 成 σ 键 , 孤 对 电 子 数 为
,所以 C 原子采用 sp 杂化,为直线形分子,分子中 C 原子和 2 个 O 原子在一条直线上,该分子
正负电荷重心重合,为非极性分子,故 D 错误。故选 C。
例 2 NH3 分子的空间构型是三角锥形,而不是正三角形的平面结构,其理由是( )
A NH3 分子是极性分子
B NH3 分子内三个 N—H 键的键长相等,键角相等
C NH3 分子内三个 N—H 键的键长相等,3 个键角都等于 107°18′
D NH3 分子内三个 N—H 键的键长相等,3 个键角都等于 120°
5 3 12
− =
6 2 22
− =
4 2 2 02
− × =【解析】本题可以通过反证法来分析。假设 NH3 分子是正三角形的平面结构,则其键角应为 120°,分子无
极性;若 NH3 分子是极性分子,说明 NH3 分子不是正三角形的平面结构,故 A 正确。若键角为 107°18′则接近
于正四面体的 109°28′,说明 NH3 分子应为三角锥形。
【答案】A、C
举一反三:
【变式 1】下列固体:(1)干冰,(2)石英,(3)白磷,(4)固态四氯化碳,(5)过氧化钠,由具有极性
键的非极性分子构成的一组是 ( )
A、(2)(3)(5) B、(2)(3) C、(1)(4) D、(1)(3)(4)(5)
【解析】(2)石英:属于直接由原子构成的物质,不存在 SiO2 分子。(3)白磷:P4 中只存在非极性键,属
于非极性分子。(5)过氧化钠:属于离子化合物。
【答案】C
【变式 2】(2015 四川成都期中)下列分子是极性分子的是( )
A.PCl3 B.SO3 C.BF3 D.CS2
【解析】PCl3 中 P 的最外层有 5 个电子,其化合价为+3,中心原子的化合价的绝对值不等于原子的最外层
电子数,属于极性分子,A 正确;SO3 中 S 的最外层有 6 个电子,其化合价为+6,中心原子的化合价的绝对值
等于原子的最外层电子数,属于非极性分子,B 错误;BF3 中 B 的最外层有 3 个电子,其化合价为+3,中心原
子的化合价的绝对值等于原子的最外层电子数,属于非极性分子,C 错误;CS2 中 C 的最外层有 4 个电子,其
化合价为+4,中心原子的化合价的绝对值等于原子的最外层电子数,属于非极性分子,D 错误。
【答案】A
【变式 3】CH4、NH3、H2O 和 HF 分子中,共价键的极性由强到弱的顺序是 ( )
A. CH4、NH3、H2O、HF B. HF、H2O、NH3、CH4
C. H2O、HF、CH4、NH3 D. HF、H2O、CH4、NH3
【解析】非金属性越强,吸引电子的能力越强,电子对偏离的程度越大;所以,共价键的极性强弱与非金
属性强弱成正比。因为:非金属性 F>O>C>N;所以 B 正确。
【答案】B
类型二: 有关范德华力、氢键概念的判断和理解
例 3 你认为下列说法中正确的是 ( )
A、氢键存在于分子之间,不存在于分子之内
B、对于组成和结构相似的分子,其范德华力随着相对分子质量的增大而增大
C、NH3 极易溶于水而 CH4 难溶于水的原因只是因为 NH3 是极性分子,CH4 是非极性分子
D、冰熔化时只破坏范德华力
【思路点拨】本题考查分子间作用力,明确范德华力和分子间氢键均属于分子间作用力,注意其相同点和
不同点。
【解析】A 中:某些有机物分子内也可能形成氢键;C 中:除了相似相溶原理,NH3 与水分子之间可以形
成氢键,也是它极易溶于水的原因。D 中水分子间还存在氢键。
【答案】B
【总结升华】分子间普遍存在范德华力;分子中的氢原子与电负性很大、半径很小的原子如 F,O,N 等
以共价键形成强极性键为氢键。氢键的作用力比范德华力更强。
举一反三:
【变式 1】下列关于范德华力影响物质性质的叙述中,正确的是 ( )
A.范德华力是决定由分子构成物质熔、沸点高低的唯一因素
B.范德华力与物质的性质没有必然的联系
C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质
D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素
【解析】氢键会影响物质的熔沸点,所以 A 不对;范德华力与物质的化学性质无关,主要影响物质的物理
性质,但不是决定物理性质的唯一因素,所以 B、C 不对。
【答案】D类型三:有关物质的溶解性、手性、酸性等的判断和理解
例 4(2015 绵阳测试)(双选)有五个系列含同族元素的物质,101.3 kPa 时测得它们的沸点(℃)如下表
所示:
① He:-268.8 (a):-249.5 Ar:-185.8 Kr:151.7
② F2:-187.0 Cl2:-33.6 (b):58.7 I2:184.0
③ (c):19.4 HCl:-84.0 HBr:-67.0 HI:-35.3
④ H2O:100.0 H2S:-60.0 (d):-42.0 H2Te:-1.8
⑤ CH4:-161.0 SiH4:-112.0 GeH4:-90.0 (e):-52.0
对应上表中的内容,下列叙述正确的是( )。
A.a、b、c 的化学式分别为 Ne、Br2、HF
B.系列②中的物质均有氧化性;系列③中的物质对应的水溶液均呈强酸性
C.系列④中各化合物的稳定性顺序为:H2O>H2S>H2Se>H2Te
D.上表中的 HF 和 H2O 由于氢键的影响,其分子特别稳定
【思路点拨】本题考查分子物理性质及其影响因素,注意“结构决定性质”的理解。
【解析】根据表中排列规律很容易得出 a、b、c、d、e 的化学式分别为 Ne、Br2、HF、H2Se、SnH4;系列②
中 F2、Cl2、Br2、I2 均有氧化性,但系列③中 HF 的水溶液呈弱酸性;根据同主族元素化合物性质递变规律可知,
稳定性:H2O>H2S>H2Se>H2Te;氢键只影响 HF 和 H2O 的物理性质(如沸点),不影响其化学性质(如分子
稳定性)。
【答案】AC
【总结升华】物质的溶沸点受分子间作用力影响且正相关;无机含氧酸酸性受经验规律及非金属性影响;
分子的手性受连接原子团的影响。
例 5 下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CF2 B. C.CH3CH2OH D.
【解析】根据手性分子的规律:如果碳原子相连的四个原子或原子团不同时,则该碳原子为手性碳原子;
所以,只有 D 符合题意。
【答案】D
举一反三:
【变式 1】下列物质中,难溶于 CCl4 的是 ( )
A.碘单质 B. 水 C. 苯 D.甲烷
【解析】根据相似相溶规律:A、C、D 与 CCl4 分子都是非极性分子,只有 B 是极性分子。
【答案】B
【变式 2】有机物 CH3COOCH2CH(CH2OH)CHO 具有光学特性,也能发生下列反应,请问发生哪种反应后,
该有机物仍具有光学活性 ( )
A. 消去反应 B. 水解反应 C. 银镜反应 D.加成反应
【解析】在 CH3COOCH2C#H(CH2OH)CHO 分子中,C#为手性碳原子;只有发生银镜反应时它的手性才不变。【巩固练习】
一、选择题
1.最近,意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由 4 个氧原子构成的氧分子,并用
质谱仪探测到了它存在的证据。若该氧分子具有空间对称结构,下列关于该氧分子的说法正确的是 ( )
A.是一种新的氧化物 B.不可能含有极性键
C.是氧元素的一种同位素 D.是臭氧的同分异构体
2.(2016 惠安县期中)下列说法不正确的是( )
A.分子间作用力是分子间相互作用力的总称
B.范德华力与氢键可同时存在于分子之间
C.分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高外,对物质的溶解度、硬度等也有影响
D.氢键是一种特殊的化学键,它广泛地存在于自然界中
3.下列物质中,含极性键和非极性键且分子有极性的是 ( )
A.乙烯 B.乙醛 C.甲醇 D.三氯甲烷
4.膦(PH3)又称磷化氢,在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含有磷化氢。
它的分子构型是三角锥形。以下关于 PH3 的叙述正确的是 ( )
A.PH3 分子中有未成键的孤对电子
B.PH3 是非极性分子
C.PH3 是一种强氧化剂
D.PH3 分子的 P-H 键是非极性键
5.用带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流,细流发生偏转的是 ( )
A.苯 B.二硫化碳 C.氯水 D.四氯化碳
6.碘单质在水溶液中溶解度很小,但在 CCl4 中溶解度很大,这是因为 ( )
A.CCl4 与 I2 分子量相差较小,而 H2O 与 I2 分子量相差较大
B.CCl4 与 I2 都是直线形分子,而 H2O 不是直线形分子
C.CCl4 和 I2 都不含氢元素,而 H2O 中含有氢元素
D.CCl4 和 I2 都是非极性分子,而 H2O 是极性分子
7.氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为 ( )
A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3 为 sp2 型杂化,而 CH4 是 sp3 型杂化。
B.NH3 分子中 N 原子形成三个杂化轨道,CH4 分子中 C 原子形成 4 个杂化轨道。
C.NH3 分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强。
D.氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子。
8.下列现象与氢键有关的是: ( )
①NH3 的熔、沸点比 VA 族其他元素氢化物的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤ C.①②③④ D.①②③ 9.(2016 伊犁州期末)下列说法不正确的是( )
A.从 HCl、HBr 到 HI 的熔点沸点升高与范德华力大小有关
B.H2O 的熔点沸点大于 H2S,是由于 H2O 分子之间存在氢键这种化学键
C.乙醇与水互溶可以用相似相溶原理解释
D.甲烷分子不可能与水分子形成氢键
10.已知磷酸分子 中的三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中的 D 原子发生氢交换,又知
次磷酸(H3PO2)也可跟 D2O 进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不再能跟 D2O 发生氢交换,由此可推断出
H3PO2 的分子结构是 ( )
11.氯化硼的熔点为-107℃,沸点为 12.5℃,在其分子中键与键之间的夹角为 120o,它能水解,有关叙述
正确的是 ( )
A.氯化硼液态时能导电而固态时不导电 B.硼原子以 sp 杂化
C.氯化硼遇水蒸气会产生白雾 D.氯化硼分子属极性分子
12.(2015 河北衡水四调)下列对一些实验事实的理论解释正确的是( )
选项 实验事实 理论解释
A SO2 溶于水形成的溶液能导电 SO2 是电解质
B 白磷为正四面体分子 白磷分子中 P—P 键间的键角是 109°28′
C 常温常压下,1 体积水可以溶解 700 体积氨气 氨是极性分子且有氢键的影响
D HF 的沸点高于 HCl H—F 的键长比 H—Cl 的键长短
13.(2015 宁夏期中)下列有关叙述正确的是( )
A.氢键是一种特殊化学键,它广泛地存在于自然界中
B.在 分子中含有 1 个手性碳原子
C.碘单质在水溶液中溶解度很小是因为 I2 和 H2O 都是非极性分子。
D.含氧酸可用通式(HO)mROn 表示,若 m 值越大,则含氧酸的酸性越大
二、非选择题1.(1)下列物质中,哪些形成分子内氢键,哪些形成分子间氢键?(填序号)
⑨HNO3 ⑩NH3
形成分子内氢键的有___________________;形成分子间氢键有___________________
(2)二聚甲酸解聚反应为:(HCOOH)2 → 2 HCOOH,该反应需吸收 60KJ.mol-1 的能量,此能量是断开
____________键所需的能量,所以此键的键能为____________KJ.mol-1。
(3)氢键一般用 X—H···Y 表示。根据氢键形成的条件,可以推测还有_______________________元素的
原子可以代替氢原子而形成类似氢键的结构。
2.1994 年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家。O3 能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存
的空间。O3 的分子结构如图,呈 V 形,两个 O----O 键的夹角为 116.5o。三个原子以一个 O 原子为中心,另外
两个 O 原子分别构成一个共价键;中间 O 原子提供 2 个电子,旁边两个 O 原子各提
供一个电子,构成一个特殊的化学键------三个 O 原子均等地享有这个电子。请回答:
(1)臭氧与氧气的关系是___________________
(2)写出下列分子与 O3 分子的结构最相似的是___________________
A.H2O B.CO2 C.SO2 D. BeCl2
(3)分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子,那么 O3 分子有________对孤
对电子。
(4)O3 分子是否为极性分子___________________。(填是或否)
(5)O3 具有强氧化性,它能氧化 PbS 为 PbSO4 而 O2 不能,试配平:
PbS +___________________O3 ==== PbSO4 +___________________O2
生成 1mol O2 的转移电子物质的量为___________________mol。
3.W、X、Y、Z 四种元素的原子序数依次增大。其中 Y 原子的 L 电子层中,成对电子与未成对电子占据
的轨道数相等,且无空轨道;X 原子的 L 电子层中未成对电子数与 Y 相同,但还有空轨道;W、Z 的原子序数
相差 10,且 Z 原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号:W___________,X___________,Y___________,Z____________。
(2)XY 分子中,X 原子与 Y 原子都达到 8 电子稳定结构,则 XY 分子中 X 和 Y 原子用于成键的电子数
目 分 别 是 ___________________ ; 根 据 电 子 云 重 叠 方 式 的 不 同 , 分 子 里 共 价 键 的 主 要 类 型 有
___________________。
(3)XY2 与 ZYW 反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中
溶解度较小的产物是___________________(写化学式),其原因是该化合物阴离子间可形成二聚离子或多聚链
状离子。该化合物阴离子能够相互缔合的原因是:_______________________________________。
4.现有四种短周期元素 A、B、C、D,已知:①C、D 在同一周期,A、B 在同一主族;②它们可以组成化合
物 A2C、B2C2、DC2、D2A4 等;③B 的阳离子与 C 的阴离子的核外电子排布相同;④B2C2 同 A2C2 或 DC2 反应
都生成气体 C2,B 与 A2C 反应生成气体 A2,A2 与气体 C2 按体积比 2∶1 混合后点燃能发生爆炸,其产物是一
种常温下常见的无色无味的液体。请回答:
(1)写出元素符号:A________、D________。 (2)在 A2C、B2C2、DC2 和 D2A2 中,含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式是________,按原子
轨道重叠方式,其非极性键的类型是________;化合物分子中的键角是 180°的是________(填结构式)。
(3)A2C 分子的立体构型是________形,C 原子的杂化方式是________。D2A4 是平面形分子,1 个该分子
中含有________个σ键、________个π键。
(4)写出下列反应的化学方程式或离子方程式:
B2C2 与 A2C 反应的化学方程式:________;
B2C2 与 DC2 反应的化学方程式:________;
B 与 A2C 反应的离子方程式:________。【参考答案与解析】
一、选择题
1.B
【解析】考查同分异构体、同位素、极性键等概念的理解。氧化物属于化合物,该氧分子是单质,所以 A 不对;
同位素是同种元素不同原子之间的关系,
所以 C 不对;同分异构体必须满足分子式相同,所以 D 不对。
2.D
【解析】A.分子间作用力是在分子之间存在的相互作用力总称,包括范德华力、氢键等,故 A 正确;B.范
德华力与氢键都属于分子间作用力的一种,存在与分子之间,故 B 正确;C.分子间氢键的形成除使物质的熔
沸点升高外,对物质的溶解度、硬度等也有影响,故 C 正确;D.氢键存在与分子间,不属于化学键,故 D 错
误。故选 D。
3.B
【解析】考查键的极性与分子极性的关系
4.A
【解析】考查分子的空间结构与物质的性质的关系。根据相似结构性质相似来推导,已知 NH3 是三角锥形分子,
可根据它来分析。
5.C
【解析】考查极性分子的判断。只有氯水中存在极性分子,电荷分布不均匀,分子带电。
6.D
【解析】考查相似相溶原理
7.CD
【解析】考查分子的空间结构与轨道杂化的关系、分子极性的关系
8.B
【解析】考查氢键的结构以及氢键对物质性质的影响。含氢键的物质沸点突然升高,溶解度增大。
9.B
【解析】A.HCl、HBr、HI,都不含氢键,都为分子晶体,决定熔沸点高低的因素是分子间作用力,相对分子
质量越大,分子间作用力越强,则熔沸点越高,故 A 正确;B.氢键不属于化学键,属于分子间作用力的一种,
但比范德华作用力强,故 B 错误;C.乙醇和水都为极性分子,且之间可形成氢键,乙醇与水混溶,故 C 正确;
D.C 的非金属性较强,不能形成氢键,故 D 正确。故选 B。
10.B
【解析】考查含氧酸的分子结构。由题意可知次磷酸只有一个羟基。
11.C
【解析】考查分子的极性、分子的结构、分子的性质等.根据其熔沸点可知氯化硼为共价化合物,则 A 不对;
根据其键角可知氯化硼为平面三角形,则 B、D 不对。
12.C
【解析】A 项,二氧化硫溶于水形成亚硫酸,亚硫酸溶液能导电,亚硫酸是电解质,二氧化硫是非电解质,故
A 错误;B 项,白磷分子中 P—P 键间的键角是 60°,故 B 错误;C 项,根据“相似相溶”规律,及氢键的作
用可知正确;D 项,HF 的沸点高于 HCl 是因为 HF 分子间存在氢键,故 D 错误。
13.B
【解析】氢键是一种较强的分子间作用力,不是化学键,A 项错误; 中标“*”的碳原子连接四个
不同的原子团为手性碳原子,B 项正确;I2 是非极性分子,而 H2O 是极性分子,C 项错误;含氧酸可用通式
(HO)mROn 表示,若 n 值越大,则含氧酸的酸性越大,D 项错误。
二、非选择题
1.(1)⑤⑧⑨;①②③④⑥⑦⑩ (2)氢 30 (3)Li
【解析】考查氢键的理解与应用。氢键形成的条件,一是存在 X—H 强极性键,二是含有 Y(N、O、F)电负性强
的原子。如果分子内存在这些条件,则可以形成分子内氢键。二聚甲酸分子内存在两个氢键。2.(1)同素异形体 (2)C (3)5 (4) 是 (5) 1、4、1、4 2
【解析】考查空间结构与分子极性的关系。根据结构决定性质,同族元素性质相似,可推出 O3 与 SO2 相似。
3.(1)H、C、O、Na (2)2 和 4,σ 键,π 键
(3)NaHCO3 ,因为 HCO3—中含有 O—H 键,相互之间可通过 O—H┅O 氢键缔合
【解析】考查元素的原子结构有关的元素推导。“Z 原子的第一电离能在同周期中最低”是本题的一个突破口。
4.(1)H C
(2) p—p σ键 O=C=O
(3)Ⅴ sp3 杂化 5 1
(4)2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑
【解析】根据题意可知常温下常见的无色无味液体是 H2O,故 A2 是氢气,C2 是氧气,故 A、C 分别是氢元素
和氧元素;结合其他信息可推知,B、D 分别是钠元素和碳元素。
(2)H2O、Na2O2、CO2 和 C2H4 中,含有离子键和非极件共价键的化合物是 Na2O2。其中 O22-中两个氧原
子间形成 p—pσ键。CO2 分子是直线形分子。
(3)H2O 分子中氧原子有两对孤电子对,空间构型为 V 形,氧原子采取 sp3 杂化。1 个 C2H4 分子中含有 4
个 C—Hσ键,1 个碳碳双键中含有 1 个σ键、1 个π键。