内容正文:
培优加练9 分子结构决定性质
原因解释特训
和共价键有关的问题
解析:(2)硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0,离子的立体构型为正四面体形,水分子中氧原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,分子的立体构型为V形,所以硫酸根离子的键角大于水分子的。
解析:(1)NH3中N原子采取sp3杂化,所以其VSEPR模型为四面体形;NH3分子中N原子的孤电子对进入Zn2+的空轨道形成配位键后,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用,排斥作用减弱,所以NH3形成[Zn(NH3)6]2+后H—N—H键角变大。
2.(2022·四川凉山州二诊节选)(1)NH3分子单独存在时键角为106.70°,
其VSEPR模型为 。如图是 [Zn(NH3)6]2+的部分结构以及H—N—H键角的测量值,解释配合物中键角变化的原因: 。
答案:(1)四面体形 N原子上的孤电子对与锌离子形成配位键后,对其他成键电子对的排斥力减小,所以键角变大
(2)凯夫拉是一类高强度的有机聚合物,其结构简式如下:
其中氧原子的杂化方式是 。这类聚合物的强度远超尼龙纤维,与钢铁近乎相同,科学研究表明其聚合物链与链之间存在苯环—苯环的相互作用,除此之外还可能因为 。
答案:(2)sp2、sp3 聚合物链与链之间能形成氢键
3.(1)(2022·四川内江三模)Cu可以形成一种离子化合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,其阴离子的立体构型是 ,加热该物质时,首先失去的是H2O分子,原因是 。
答案:(1)正四面体形 O的电负性比N的大,对孤电子对的吸引力更强,H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的配位键弱
(2)(2022·云南昆明三诊)含硫化合物SOCl2的VSEPR模型是 ,试分析该分子中键角 Cl—S—O 大于 Cl—S—Cl 的原因是 。
答案:sp3 CO2(或N2O、CS2) 原子核的距离逐渐增大,原子核间的斥力逐渐减小,所以键角逐渐减小
和氢键、范德华力有关的问题
1.(1)(2022·陕西西安二模)由O、Cl元素可组成不同的单质和化合物,其中Cl2O2能破坏臭氧层。Cl2O2的沸点比H2O2的低,原因是 。
(2)(2022·浙江6月选考)乙醇的挥发性比水的强,原因是
。
2.(2022·四川雅安三诊节选)NH3的沸点比AsH3的沸点高,其理由是
。
H2O2分子之间能形成氢键
乙醇分子间形成氢键
的数量比水分子间形成氢键的数量少
NH3分子
之间能形成氢键,AsH3分子之间不能形成氢键
解析:该分子中,N原子的价层电子对数=σ键数目+孤电子对数=3+0=3,因此N原子的杂化方式为sp2。TNT和甲苯均是分子晶体,TNT 比甲苯相对分子质量大,范德华力更大,熔点更高,故TNT在常温下是固体,而甲苯是液体。
3.(2022·四川成都一诊节选)利用TiO2纳米管的光电实验可制备TNT(2,4,6-三硝基甲苯),其结构如图,N原子的杂化轨道类型为 。TNT常温下是固体,而甲苯是液体,原因是 。
答案:sp2 TNT 比甲苯相对分子质量大,范德华力更大
4.(2022·安徽合肥二模节选)氮与碳还能形成一种离子液体的正离子
,为使该正离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能,
与N原子相连的—C2H5,不能被H原子替换,原因是
。
氮原子上连氢原子容易形成
分子间氢键,使该离子不易以单个形式存在
综合类问题
解析:C2H4中碳原子之间是双键,四个氢原子和两个碳原子位于同一平面上,是非极性分子,P2H4中磷原子之间是单键,磷原子和氢原子之间也是单键,P2H4中的六个原子并不处在同一平面上,是极性分子,分子的极性越大,范德华力也越大;同时P2H4的相对分子质量比C2H4的相对分子质量大,从而使得P2H4的沸点高于C2H4的。
1.(2022·四川德阳三诊节选)二磷化四氢(P2H4),俗称“双磷”,沸点为51 ℃,
C2H4的沸点为-103.9 ℃,P2H4的沸点高于C2H4的原因是 。
答案:P2H4是极性分子,C2H4是非极性分子且相对分子