第6章 主题式微课 (7)分子结构与性质-【名师导航】2025年高考化学一轮总复习课件（人教版）

第六章　结构与性质物质 主题式微课 (七)分子结构与性质 1．(2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是(　　) A．CS2 B．NF3 C．SO3 D．SiF4 √ 主题式微课 (七)分子结构与性质 B　解析：CS2中C上的孤电子对数为×(4－2×2)＝0，σ键电子对数为2，价层电子对数为2，CS2的空间结构为直线形，分子中正电中心和负电中心重合，CS2属于非极性分子，A项不符合题意；NF3中N上的孤电子对数为×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，NF3的空间结构为三角锥形，分子中正电中心和负电中心不重合，NF3属于极性分子，B项符合题意；SO3中S上的孤电子对数为×(6－3×2)＝0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3，SO3的空间结构为平面正三角形，分子中正电中心和负电中心重合，SO3属于非极性分子，C项不符合题意；SiF4中Si上的孤电子对数为×(4－4×1)＝0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，SiF4的空间结构为正四面体形，分子中正电中心和负电中心重合，SiF4属于非极性分子，D项不符合题意。 主题式微课 (七)分子结构与性质 2．(2021·山东卷)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是(　　) A．CH3OH为极性分子 B．N2H4空间结构为平面形 C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 √ 主题式微课 (七)分子结构与性质 B　解析：CH3OH可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A正确；N2H4中氮原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B错误；N2H4分子中连接氮原子的氢原子数多，可以形成的氢键数目多，而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，其沸点较N2H4的低，C正确；CH3OH和(CH3)2NNH2分子中C、O、N杂化方式均为sp3，D正确。 主题式微课 (七)分子结构与性质 3．(2023·山东卷节选)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________(填“＞”“＜”或“＝”)Cl—O—Cl键角。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因____________________________________ __________________________________________________________________。 主题式微课 (七)分子结构与性质 解析：由ClO2中存在可以推断，其中氯原子只能提供1对电子，有一个氧原子提供1个电子，另一个氧原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键，Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键，与另一个O形成的是普通的共价键(σ键，这个O只提供了一个电子参与形成大π键)，Cl的价层电子对数为3，则氯原子的轨道杂化方式为sp2；Cl2O中心原子为O，价层电子对数为4，因此，O的杂化方式为sp3，O—Cl—O键角大于Cl—O—Cl键角。ClO2分子中Cl—O的键长小于Cl2O中Cl—O的键长，其原因是ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，而Cl2O只存在普通的σ键，因此ClO2中Cl—O的键长较短。 答案：sp2　＞　ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，而Cl2O只存在普通的σ键，因此ClO2中Cl—O的键长较短 主题式微课 (七)分子结构与性质 4．(2022·山东卷节选)(1)吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据________(填标号)。 A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道 (2)在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是 ①_______________________________________________________________， ②_______________________________________________________________。 (3) 、 、 的碱性随N原子电子云密度的增大而增强， 其中碱性最弱的是___________________________________________。 主题式微课 (七)分子结构与性质 8 解析：(1)吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大π键，则说明吡啶中氮原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对，则吡啶中氮原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故选D。(2)已知苯分子为非极性分子，水分子为极性分子，且吡啶中氮原子能与水分子形成分子间氢键，从而导致吡啶在水中的溶解度远大于苯。(3)已知—CH3为推电子基团，—Cl是吸电子基团，则导致氮原子电子云密 度大小顺序为 ＞ ＞ ，题干信息显示：碱性随N原子电子云密度的增大而增强，则碱性最弱的为 。 主题式微课 (七)分子结构与性质 答案：(1)D (2)吡啶能与水分子形成分子间氢键　吡啶和H2O均为极性分子，而苯为非极性 分子　(3) 主题式微课 (七)分子结构与性质 5．(2021·山东卷节选)(1)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为_____________；OF2分子的空间构型为__________；OF2的熔、沸点________(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是_______________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为______，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)。 A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d 主题式微课 (七)分子结构与性质 解析：(1)电负性一定程度上相当于得电子能力，非金属性越强，得电子能力越强，电负性越大，非金属性由强到弱的顺序为F>O>Cl，所以电负性大小顺序为F>O>Cl；根据VSEPR模型，OF2的中心原子O的价层电子对数为2＋＝4，去掉2个孤电子对，OF2分子的空间结构是角形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，OF2的相对分子质量小，分子间作用力小，熔、沸点低。(2)XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2＋＝5，其中心原子的杂化方式应为sp3d。 答案：(1))F>O>Cl　角形　低于　OF2相对分子质量小，分子间作用力小　(2)5　D 主题式微课 (七)分子结构与性质 有关分子结构和性质的考查题型分为选择题和非选择题。选择题重点考查分子的空间结构、中心原子的杂化类型、分子性质的比较及性质与结构的关系分析等。非选择题着重考查分子空间结构的判断、键角大小的比较、分子结构和性质差异(如键角大小、熔沸点的高低、酸性的强弱、稳定性的强弱、溶解性的大小)的原因分析。为此需要明确化学键、分子极性、分子间作用力等与物质稳定性、熔沸点、溶解性的关系，明确杂化类型及孤电子对对键角的影响等。 命题分析 主题式微课 (七)分子结构与性质 利用物质结构解释原因型试题解答的思维模型 主题式微课 (七)分子结构与性质 (1)(2023·浙江6月选考节选)给出H＋的能力：NH3__________(填“>”或“<”)[CuNH3]2+，理由是____________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)(2022·广东卷节选)H2Se的沸点低于H2O，其原因是_____________________ ______________________________________。 (3)(2022·湖南卷节选)比较键角大小：气态SeO3分子_________(填“>”“<”或“＝”离子，原因是_________________________________________ __________________________________________________________________。 主题式微课 (七)分子结构与性质 (4)(2021·海南卷节选)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是______________________________________ __________________________________________________。 主题式微课 (七)分子结构与性质 解析：(1)[CuNH3]2+形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向Cu偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，因此给出H＋的能力：NH3＜[CuNH3]2+。(2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是两者都是分子晶体，由于H2O存在分子间氢键，沸点高。(3)SeO3分子中硒原子的价层电子对数为3，采用sp2杂化，孤电子对数为0，分子的空间结构为平面三角形，键角为中硒原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，孤电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，键角约为107°。(4)离子晶体熔沸点高低不只与晶体结构有关，也与离子带电荷量有关，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中，每个离子只带1个单位电荷。 主题式微课 (七)分子结构与性质 答案：(1)＜　[CuNH3]2+形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向Cu偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂 (2)两者都是分子晶体，由于H2O存在分子间氢键，沸点高 (3)＞　SeO3的空间结构为平面三角形的空间结构为三角锥形 (4)MnS中阴、阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大 主题式微课 (七)分子结构与性质 [模型应用] 题号 要解释 的性质 与性质相 关的因素 解答 (1) 电离 能力 键的极性强弱 [CuNH3]2+形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向Cu偏移，进一步使氮氢键的极性变大，更易断裂 (2) 沸点 晶体类型、化学键、分子间作用力 两者都是分子晶体，由于H2O存在分子间氢键，沸点高 主题式微课 (七)分子结构与性质 题号 要解释 的性质 与性质相 关的因素 解答 (3) 键角 大小 中心原子杂化类型、孤电子对数 SeO3中硒原子采用sp2杂化，孤电子对数为0，键角为中硒原子采用sp3杂化，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，键角约为107° (4) 熔点 晶体类型、化学键、分子间作用力 都属于离子晶体，MnS晶体中每个离子都带2个单位电荷(正或负)，而NaCl晶体中，每个离子只带1个单位电荷，MnS晶体中离子键更强 主题式微课 (七)分子结构与性质 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 √ 主题式微课 (七)分子结构与性质 D　解析：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，对称性好，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；NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3小的原因是NaHCO3晶体中间存在氢键，与晶格能大小无关，即与阴离子电荷无关，D错误。 主题式微课 (七)分子结构与性质 2．(1)(2022·北京卷节选)H2O中O和中S均为sp3杂化，比较H2O中H—O—H键角和中O—S—O键角的大小并解释原因：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)(2022·福建卷节选)①Ar、Kr、Xe原子的活泼性依序增强，原因是___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 ②晶体熔点：KrF2________(填“>”“<”或“＝”)XeF2，判断依据是___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 主题式微课 (七)分子结构与性质 (3)(2022·海南卷节选)①酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应 用价值。邻苯二甲酸酐( )和邻苯二甲酰亚胺( )都是合成 酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是____________________________ __________________________________________________________________。 ②ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能，Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键，原因是______________________________ __________________________________________________________________。 主题式微课 (七)分子结构与性质 解析：(1)H2O中O和中S都是sp3杂化，H2O中O杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，2个被成键电子对占据，而中S杂化形成的4个杂化轨道均被成键电子对占据。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，使得H—O—H 键角与O—S—O键角相比被压缩减小。(2)①同族元素，自上而下原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故Ar、Kr、Xe原子的活泼性依序增强。②KrF2和XeF2是同构型的分子晶体，XeF2相对分子质量大，范德华力大，熔点高，晶体熔点：KrF2<XeF2。(3)①由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体，而后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，因此熔点更高。②由于电负性：O＞N，O对电子的吸引能力更强，Zn和O更易形成离子键，因此Zn—N中离子键成分的百分数小于Zn—O。 主题式微课 (七)分子结构与性质 答案：(1)孤电子对有较大斥力，使H—O—H键角小于O—S—O键角 (2)①同族元素，自上而下原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱，失电子能力逐渐增强　②＜　二者为同构型的分子晶体，XeF2相对分子质量大，范德华力大，熔点高 (3)①两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高 ②电负性：O＞N，O对电子的吸引能力更强，Zn和O更易形成离子键 主题式微课 (七)分子结构与性质 3．卤族元素及其化合物种类繁多，有着非常重要的用途。回答下列问题： (1)基态溴原子的电子排布式为[Ar]____________。 (2)HF分子的极性________(填“大于”“等于”或“小于”，下同)HCl，同一条件下，HF在水中的溶解度________HCl，HF的沸点________HCl。SOCl2的VSEPR模型为________。1 mol氟硼酸铵(NH4BF4)中含有________mol配位键。 (3)下列对IF3分子的空间结构推断最合理的是________(填标号)(已知：电子对之间的最小夹角为90°时，排斥力最小的更稳定)。 A　　 　　　　B　　 　　 　C 主题式微课 (七)分子结构与性质 解析：(1)Br是35号元素，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5。(2)F的电负性大于Cl，则HF分子的极性大于HCl；HF和水分子能形成分子间氢键，所以HF在水中的溶解度大于HCl；HF分子间能形成氢键，同一条件下，HF的沸点大于HCl；SOCl2中心原子S有1个孤电子对，形成3个σ键，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形；含1个配位键含1个配位键，所以1 mol 氟硼酸铵(NH4BF4)中含有2 mol配位键。(3)IF3中心原子I的孤电子对数为＝2，形成3个σ键。A.该分子结构中，3个成键电子对之间的键角为120°，孤电子对之间的键角为180°；B.该分子结构中，2个成键电子对之间的键角为90°，1个成键电子对之间的键角为120°，孤电子对之间的键角为90°；C.该分子结构中，2个成键电子对之间的键角为90°，1个成键电子对之间的键角为 主题式微课 (七)分子结构与性质 180°，孤电子对之间的键角为120°。由于孤电子对之间斥力最大，因此孤电子对之间肯定选择尽量远离，以使分子的能量降低。当孤电子对之间相离较远时，那孤电子对与成键电子对之间的作用力又成为不可忽视的排斥力了，同样要求尽量远离。在IF3分子结构中，两个孤电子可以处于对位顶角而相距最远，也可以处于三角平面内相距较远；但处于对位顶角时，其孤电子对与成键电子对的排斥作用力比孤电子对处于同平面时要强得多，因此选择更稳定的孤电子对在同一三角平面结构。选项C所示分子空间结构中，排斥力最小最稳定，故选C。 答案：(1)3d104s24p5 (2)大于　大于　大于　四面体形　2　(3)C 主题式微课 (七)分子结构与性质 4．碳和硅的有关化学键键能如下表所示，简要分析和解释下列有关事实： (1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_______________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_____________________ ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(kJ·mol-1) 356 413 336 226 318 452 主题式微课 (七)分子结构与性质 答案：(1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成 (2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却远小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O 主题式微课 (七)分子结构与性质 5．(1)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除了它们都是极性分子外，还因为_________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析：(2)乙二胺中氮原子有孤电子对，Mg2+、Cu2+存在空轨道，两者易形成配位键。 答案：(1)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 (2)乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键 主题式微课 (七)分子结构与性质 $$