专题二 (二) 分子结构与性质[主观题+客观题]（课件PPT）-【正禾一本通】2025年高考化学高三二轮专题复习高效讲义（新教材，双选版）

高三二轮专题复习高效讲义 化 学 高三二轮专题复习高效讲义 化 学 1 专题二 PPT下载 http:///xiazai/ 物质结构与性质 2 (二)　分子结构与性质 [主观题＋客观题] 课下巩固检测练（十） 分子结构与性质 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 谢谢观看 题型一　以主观题形式单一考查 考向1　共价键类型、杂化轨道及分子的空间结构 高考真题导向 1.(2024·山东高考节选)[BMIM]＋(见下图)是MnOx晶型转变的诱导剂。的空间构型为____________；[BMIM]＋中咪唑环存在大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为_______________________________________。 解析：中B形成4个σ键(其中有1个配位键)，为sp3杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在大π键，N原子形成3个σ键，杂化方式为sp2。 答案：正四面体形　sp2 2.(2023·湖南高考节选)相关物质的沸点： 物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3 沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： 比较分子中的C—Ga—C键角大小：Ga(CH3)3_______Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“＝”)，其原因是_______________________________________。 答案：>　Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，为平面三角形结构，Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，为四面体结构 解题必备知能 1.掌握判断分子中心原子杂化轨道类型的“四种方法” (1)根据杂化轨道的空间结构判断 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形，则分子的中心原子采取sp3杂化。 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子采取sp2杂化。 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子采取sp杂化。 (2)根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子采取sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子采取sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子采取sp杂化。 (3)根据中心原子的价层电子对数判断 如果中心原子的价层电子对数为3，则一定是sp2杂化，价层电子对数为2，则是sp杂化。如中心原子的价层电子对数为4，说明有四个杂化轨道，如果中心原子属于第二周期元素，则一定是sp3杂化，如果不是，则可能是sp3杂化，也可能由d轨道参与杂化，此时，可结合分子空间结构进行判断，sp3杂化对应分子的空间结构一定是四面体形。价层电子对数的计算方法如下： ①a为中心原子的价电子数(对于主族元素，等于原子的最外层电子数)。 ②b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。 ③x为与中心原子结合的原子数。 (4)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断 如果没有π键，则为sp3杂化，含1个π键(如碳碳双键、碳氧双键)，则为sp2杂化，含2个π键(如碳碳三键、碳氮三键)，则为sp杂化。 2.中心原子杂化类型和分子空间结构的相互判断 分子组成 (A为中心原子) 中心原子的 孤电子对数 中心原子的 杂化方式 分子的 空间结构 实例 AB2 0 sp 直线形 BeCl2 1 sp2 V形 SO2 2 sp3 V形 H2O AB3 0 sp2 平面三角形 BF3 1 sp3 三角锥形 NH3 AB4 0 sp3 正四面体形 CH4 [特别提醒]用价层电子对互斥模型判断分子的空间结构，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为LP—LP>LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。 3.键角大小的判断方法 (1)杂化类型不同 sp>sp2>sp3，如键角：CH4<BF3<CO2。 (2)单键、双键、三键的影响 三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序： 三键—三键>三键—双键>双键—双键>双键—单键>单键—单键。 如乙烯分子中H—C===C的键角是121.3°；H—C—H的键角是117.4°，均接近120°。 (3)杂化类型相同，中心原子的孤电子对数越多，键角越小 如键角：CH4>NH3>H2O；>NH3；H3O＋>H2O。 (4)杂化类型和孤电子对数均相同，中心原子的电负性越大，键角越大 键角：NH3>PH3>AsH3。 解释：N、P、As的电负性逐渐减小，中心原子的电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，成键电子对排斥力增大，键角增大。 (5)杂化类型、孤电子对数和中心原子均相同，配位原子的电负性越大，键角越小 键角：NF3<NH3。 解释：F的电负性比H大，NF3中成键电子对偏向F，成键电子对排斥力比NH3小，且NF3的孤电子对偏向N，孤电子对对成键电子对的排斥力较大。 [注意] 对于第(4)、(5)种类型，可以归纳为判断中心原子的电子云密度，中心原子的电子云密度越大，则该分子的成键电子对排斥力越大，则键角越大。 题组跟进演练 1.Na3[Co(NO2)6]常用作检验K＋的试剂，配体的中心原子的杂化方式为__________，空间结构为________________。 大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为)，则中大π键应表示为________。 解析：配体的中心N原子的价层电子对数为2＋(6－2×2)＝3，且含有一个孤电子对，故中N原子的杂化方式是sp2杂化，空间结构是V形，中参与形成大π键的原子数为3，中心原子采取sp2杂化，所以中心原子中有1个孤电子对没有参与形成大π键，则参与形成大π键的电子数为6×3－2×2－2－4×2＝4，故中大π键可表示为。 答案：sp2　V形　 2.(1)(2022·湖南高考节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示： 富马酸分子中σ键与π键的数目比为__________。 (2)(2021·全国卷甲节选)CO2分子中存在______个σ键和______个π键。 (3)(2020·江苏高考节选)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为__________mol。 解析：(1)由富马酸分子的比例模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH===CHCOOH，σ键有11个，π键有3个，则分子中σ键和π键的数目比为11∶3。 (2)CO2的结构式为O===C===O，1个双键中含有1个σ键和1个π键，因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。 (3)羧基的结构是，一个羧基中碳原子与氧原子形成两个σ键，三个羧基有6个，还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键，因此1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为7 mol。 答案：(1)11∶3　(2)2　2　(3)7 3．(2023·全国卷乙节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题： 已知一些物质的熔点数据如下表： 物质 熔点/℃ NaCl 800.7 SiCl4 －68.8 GeCl4 －51.5 SnCl4 －34.1 Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4，原因是________ ____________________________________________________________。 分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因： _____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 SiCl4的空间结构为____________，其中Si的轨道杂化形式为________。 答案： NaCl是离子晶体，SiCl4是分子晶体，NaCl中离子键强度远大于SiCl4分子间作用力　SiCl4、GeCl4、SnCl4的熔点依次升高，因为三者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强　正四面体形　sp3 4．(2023·山东高考节选)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键的键长并说明原因：_______________________________。 解析：由ClO2为V形结构且存在大π键可知，ClO2中心原子Cl的价层电子对数为3，则Cl为sp 2杂化，其中两个sp 2杂化轨道与O的两个p轨道形成两个σ键，剩余的一个sp 2杂化轨道容纳一个孤电子对；ClO2的VSEPR模型是平面三角形，因孤电子对与成键电子对间的排斥，O—Cl—O键角小于120°，而Cl2O的VSEPR模型是四面体形，存在两个孤电子对，由于孤电子对与成键电子对间的排斥，Cl—O—Cl键角小于109°28′，则O—Cl—O键角大于Cl—O—Cl键角。ClO2中存在大π键，而Cl2O中不存在π键，前者对O—Cl键键能的贡献包括σ键和π键，而后者仅仅是 σ键，则前者键能大，键长短。 答案：sp 2　>　ClO2的键长比Cl2O的短，因ClO2中存在大π键，而Cl2O中不存在π键，前者对O—Cl键键能的贡献包括σ键和π键，而后者仅仅是σ键，则前者键能大，键长短 考向2　分子结构与性质的原因解释题 高考真题导向 1.(2024·山东高考节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是____________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析：由HMF和FDCA的结构可知，HMF和FDCA均能形成分子间氢键，但FDCA形成的分子间氢键更多，使得FDCA的熔点远大于HMF。 答案：FDCA形成的分子间氢键更多 2．(2024·浙江6月选考节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图所示。 (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为________________，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： _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 答案：(1)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，其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强　(2)S的原子半径大于O的原子半径，S—H键的键能小于O—H键，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，C－的水解能力大于D－ 解题必备知能 1.分子结构与分子极性的关系 (1)比较范德华力的大小：相同情况下，极性分子>非极性分子。 (2)比较溶解性：相似相溶。 2．范德华力、共价键及其对物质性质的影响 项目 范德华力 共价键 作用微粒 分子 原子 强度比较 共价键>氢键>范德华力 影响因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 原子半径 对性质的 影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 键能越大，稳定性越强 3.氢键对物质性质的影响 (1)对沸点和熔点的影响 分子间氢键的形成使物质的沸点和熔点升高，分子内氢键的形成使物质的沸点和熔点降低，如熔点：邻硝基苯酚<间硝基苯酚<对硝基苯酚。 (2)对溶解度的影响 在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增大。如HF和NH3在水中的溶解度比较大。如果溶质分子内形成氢键，则在极性溶剂里的溶解度减小。 (3)对黏度的影响 分子间有氢键的液体，一般黏度较大。例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物，由于分子间可形成众多的氢键，这些物质通常为黏稠状液体。 (4)对密度的影响 液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象，例如液态HF，在通常条件下，除了简单的HF分子外，还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n。(HF)n中的n可以是2，3，4，…。分子缔合的结果会影响液体的密度。 (5)对酸性的影响 如苯甲酸的电离常数为K，则在邻位、间位、对位上带有羟基时，电离常数依次为15.9K、1.26K和0.44K，如左右两边邻位上各取代一羟基，则电离常数为800K。这是由于邻位上的羟基与苯甲酸根生成带氢键的稳定的阴离子，从而增大了羧基中氢原子的电离度。 4．用氢键分析物质性质特点时注意的问题 (1)注意氢键的特点：具有方向性和饱和性。 (2)注意氢键的强弱与数目：X—H…Y中X、Y的电负性越大，氢键越强；相同的氢键数目越多，作用力越强。如水常温下为液体，而HF常温下为气体，水的熔、沸点大于HF，主要原因是水分子间的氢键数目多，而NH3常温下为气体，水的熔、沸点大于氨，则是由于水分子间的氢键更强。 题组跟进演练 1.按要求回答问题： (1)酸性：CCl3COOH______CHCl2COOH(填“＞”或“＜”下同)，其原因是____________________________________________________________。 (2)酸性：CH3COOH____CH3CH2COOH，其原因是________________。 答案：(1)＞　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)＞　烷基是推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使羧基中羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱 2．(2023·湖北高考节选)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有____(填字母)。 a．Si—Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大 c．Si—Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道 解析：由于Si原子有3d空轨道，而C原子没有，且Si原子半径大于C原子半径，则Si—Cl键键长长，键能小；同时Si电负性小于C，Si—Cl键极性大；以上因素导致Si—Cl键更易断裂，SiCl4比CCl4更易水解，故选abd。 答案：abd 3．(2021·全国卷甲)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是______________________________________。 4．(2024·安徽高考节选)Na2S2O3可被I2氧化为Na2S4O6。从物质结构的角度分析的结构为(a)而不是(b)的原因：_________________________。 答案：甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且甲醇分子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度 答案：(b)中含有过氧键“—O—O—”，不稳定，且氧化性强于I2，Na2S2O3无法被I2氧化为(b)结构(或其他合理答案) 题型二　以选择题形式综合考查 高考真题导向 1.(2024·甘肃高考)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与的空间构型相同 C．N2O中N—O键比N—N键更易断裂 D．N2O中σ键和大π键的数目不相等 解析：选D。N2分子中存在N≡N，键能大于O2分子中化学键的键能，键能越大，分子越稳定，因此，相同条件下N2比O2稳定，A正确；N2O与均为CO2的等电子体，故均为直线形分子，两者空间构型相同，B正确；N2O的中心原子是N，其在催化剂作用下可分解为O2和N2，说明N2O中N—O键比N—N键更易断裂，C正确；N2O中σ键和大π键的数目均为2，因此，σ键和大π键的数目相等，D不正确。 2．(2024·湖北高考)结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是(　　) 选项 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性 C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低 D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动 解析：选B。1分子甘油中含有三个羟基，可以形成分子间氢键，且氧的电负性较大，形成的氢键较强，故甘油是黏稠液体，A正确；铂与HNO3反应生成的Pt4+能与氯离子形成稳定的配离子[PtCl6]2-，所以王水能溶解铂，B错误；冰晶体中，每个水分子周围有4个紧邻的水分子，氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，干冰中的CO2之间只存在范德华力，一个分子周围有12个紧邻分子，故密度比冰的高，C正确；石墨中碳原子为sp2杂化，未参与杂化的2p原子轨道垂直于碳原子平面，由于所有p轨道相互平行且相互重叠，p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动，故石墨能导电，D正确。 3．(2024·河北高考)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2CNH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是(　　) A．HCl的形成过程可表示为 B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式 D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 解析：选B。HCl是共价化合物，氢原子和氯原子各提供1个电子形成共价键，故正确表达式为，A错误；的中心原子N原子为sp3杂化，且孤电子对数为0，的中心原子Cl原子为sp3杂化，且孤电子对数为0，故和的VSEPR模型和空间结构都相同，B正确；C60和石墨中的碳原子为sp2杂化，金刚石中的碳原子为sp3杂化，C错误；NH3分子间作用力有氢键和范德华力，CO2分子间作用力为范德华力，作制冷剂的原因是液氨易汽化和干冰易升华，均可吸收热量，D错误。 4．(2024·山东高考)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图中 代表F原子 B．该化合物中存在过氧键 C．该化合物中I原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 解析：选C。由图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，灰色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，灰色的大球代表I原子，A不正确；根据该化合物结构片断可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为IO2F，因此，该化合物中不存在过氧键，B不正确；I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为－1，O元素的化合价为－2，则I元素的化合价为＋5，据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子 的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤对电子，C正确；该化合物中既存在I—O单键，又存在I==O双键，单键和双键的键长是不相等的，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，D不正确。 5．(2024·安徽高考)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：选C。P原子的3个孤电子与苯环形成共用电子对，P原子剩余一个孤电子对与Ni形成配位键，Cl能与Ni形成共价键，结合各元素化合价代数和为0知，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，P位于第ⅤA族，价电子排布中3p轨道为半充满稳定结构，I1比相邻第ⅥA族元素大，但仍比相邻第ⅦA族元素小，则第一电离能Cl>P，B项正确；该物质中碳原子位于苯环上，杂化类型为sp2，P形成4个σ键，无孤电子对，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。 6．(2024·湖南高考)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：选A。由所给分子结构图，P和Q分子都满足对称，正负电荷重心重合，都是非极性分子，A错误；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N，B正确；由所给分子结构可知，P分子式为C24H12，Q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；由所给分子结构可知，P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化，D正确。 题组跟进演练 1.(2024·山西晋中模拟)下列有关物质结构与性质的说法正确的是(　　) A．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同 B．含有手性碳原子的分子叫做手性分子 C．NaClO和NaCl均为离子化合物，他们所含的化学键类型相同 D．BeCl2的空间结构为V形 解析：选A。CH3OH和(CH3)2NNH2中C形成4个共价键为sp3杂化，O形成2个共价键且存在2个孤电子对为sp3杂化，N形成3个共价键且存在1个孤电子对为sp3杂化，杂化方式均相同，A正确；有手性碳原子的分子不一定是手性分子，某些化合物分子中存在手性碳原子，但由于分子内存在对称因素，使得分子没有旋光性，B错误；NaClO含有离子键和氯氧共价键，NaCl只含有离子键，所含的化学键类型不相同，C错误；BeCl2的Be形成2个共价键且无孤电子对，空间结构为直线形，D错误。 2．(2024·湖北襄阳四中一模)下列关于物质结构与性质的说法正确的是(　　) A．臭氧是由极性键构成的极性分子，因此其在水中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度 B．O—H…O的键能大于F—H…F的键能，因此水的沸点高于氟化氢的沸点 C．石墨层间靠范德华力维系，因此石墨的熔点较低 D．水晶内部微观粒子呈现周期性有序排列，因此水晶不同方向的导热性不同 解析：选D。臭氧是弱极性分子，在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度，A错误；因为水分子间形成的氢键数目大于氟化氢分子间形成的的氢键数目，因此水的沸点高于氟化氢的沸点，B错误；石墨层间靠范德华力维系，但是共价键键能强，石墨的熔点很高，C错误。 3．(2024·湖北黄冈模拟)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：乙醇(78.3 ℃)高于乙醛(20.8 ℃) 分子间氢键 B 熔点：KAl2Cl7熔点远高于Al2Cl6的熔点 分子间作用力 C 键角：PF3(94°)小于PCl3(109.5°) 电负性差异 D 分解温度：HBr(500 ℃)高于HI(300 ℃) 键能大小 解析：选B。A.由于乙醇中存在和氧原子相连的氢原子，存在分子间氢键，而乙醛中不存在，导致乙醇(78.3 ℃)的沸点高于乙醛(20.8 ℃)，即与氢键作用有关；B.KAl2Cl7是离子晶体，Al2Cl6是分子晶体，作用力为离子键＞范德华力，导致KAl2Cl7的熔点远高于Al2Cl6，与晶体类型有关；C.电负性F＞Cl，故PF3中共用电子对离P更远，排斥力更小，键角更小，即键角与F、Cl的电负性差异有关；D.由于半径I＞Br，导致H—Br的键能比H—I的键能大，所以热分解温度HBr大于HI，即稳定性HBr＞HI，故HBr和HI的热稳定性和键能有关。 4．(双选)(2024·黑龙江牡丹江一模)苯的硝化反应反应机理如下： ①H2SO4＋HNO3=＋＋H2O ② ③ 下列说法正确的是(　　) A．的空间结构为直线形 B．反应③的活化能比反应②小 C．该反应的类型为加成反应 D．中碳原子均为sp2杂化 解析：选AB。中，N原子的价层电子对数为2，发生sp杂化，最外层不存在孤电子对，空间结构为直线形，A正确；通常，慢反应的活化能较大，快反应的活化能较小，则反应③的活化能比反应②小，B正确；将①②③反应加和，可得出总反应为，则反应的类型为取代反应，C不正确；中，与—NO2相连的碳原子发生sp3杂化，其他碳原子均发生sp2杂化，D不正确。 1．下列说法正确的是(　　) A．聚丙烯的结构简式：，由丙烯制备聚丙烯属于加聚反应 B．NH3的VSEPR模型： C．臭氧分子的结构为 ，臭氧是由极性键形成的非极性分子 D．CaC2的电子式：，存在离子键和非极性键 解析：选D。聚丙烯是由丙烯通过加聚反应生成的，聚丙烯的结构简式 为 ，A项错误； NH3的价层电子对数为3＋×(5－3×1)＝3＋1 ＝4，故为sp3杂化，VSEPR模型是四面体结构，题中是空间结构，B项错误；臭氧分子中的π键为，中心氧原子显正电性，两边氧原子显负电性，共用电子对有偏移，是由极性键形成的极性分子，C项错误；CaC2存在离子键，电子式需要标出正负电荷且阴、阳离子个数比为1∶1，碳碳形成非极性键，电子式正确，D项正确。 2．(2024·河北模拟预测)关于物质的结构与性质，下列说法正确的是(　　) N(NO2)3()、P4()、As2S3()、NH3 A．N(NO2)3的中心氮原子采用sp2杂化 B．P4属于极性分子 C．As2S3和NH3均为分子晶体 D．上述主族元素中第一电离能最大的是O 解析：选C。由题干物质结构简式可知，N(NO2)3的中心氮原子周围形成3个σ键，仍然有1个孤电子对，即其周围的价层电子对数为4，故采用sp3杂化，A错误； P4分子中化学键均为非极性键，分子中正负电荷中心重合，故属于非极性分子，B错误； As2S3和NH3均为共价化合物，均为分子通过分子间作用力形成的分子晶体，C正确；上述主族元素中第一电离能最大的是N，D错误。 3．(2024·黑龙江大庆模拟)化学处处呈现美。下列说法错误的是(　　) A．碘升华时会产生大量紫色蒸气，该过程不涉及共价键断裂 B．K＋与18­冠­6的空腔大小相近，形成稳定的超分子结构()，体现出超分子的自组装特征 C．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现晶体的自范性 D．雪花是天空中的水汽经凝华而来的一种晶体，其六角形形状与氢键的方向性有关 解析：选B。碘升华时会产生大量紫色蒸气，碘是分子晶体，升华时破坏的是分子间作用力，该过程不涉及共价键断裂，A正确；碱金属离子有大小，冠醚有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，K＋与18­冠­6的空腔大小相近，则K＋与18­冠­6形成稳定的超分子结构，现了超分子的分子识别特征，B错误；晶体具有规则的几何形状，有自范性，则缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性，C正确；氢键具有方向性和饱和性，雪花的六角形形状与氢键的方向性有关，D正确。 4．(2024·江西上饶模拟)W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y、Z为同一短周期相邻元素，W、X、Y组成的EMIM＋结构如图，其环上所有原子共平面。下列说法错误的是(　　) A．第一电离能：X<Z<Y B．X的基态原子价层电子排布图 C．简单氢化物沸点：X<Y<Z D．EMIM＋中大π键应表示为 解析：选B。W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y、Z为同一短周期相邻元素，根据组成EMIM＋的结构图，W形成1个共价键，X形成4个共价键，Y形成3个共价键，可知W是H元素、X是C元素、Y是N元素，Z是O元素。N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能C<O<N，A正确；基态C原子的价电子排布式为2s22p2，则其价层电子的轨道表达式为，B错误；简单氢化物沸点CH4<NH3<H2O，C正确；EMIM＋中环上所有原子共平面，每个C原子提供1个电子、每个N原子提供2个电子，带1个单位正电荷，所以形成键的电子数为6，应表示为，D正确。 5．液态氟化氢的电离方程式为：3HF⥫⥬H2F＋＋。下列说法错误的是(　　) A．H2F＋的结构为[H—F→H]＋，其结构中存在配位键 B．的结构为 ，其结构中存在氢键 C．利用CaF2与浓硫酸共热制备HF气体，反应中体现浓硫酸的强氧化性 D．电解KHF2与HF混合物时阳极有F2生成 解析：选C。H2F＋的结构为[H—F→H]＋，其中H原子提供空轨道，F原子提供孤电子对，形成配位键，A项正确；HF－2的结构为 ，其中存在氢键，B项正确；利用CaF2与浓硫酸共热制备HF气体，反应中主要体现浓硫酸的难挥发性，C项错误。 6．(双选)白磷的工业制取和无害化处理如图所示，下列说法中不正确的是(　　) A．1 mol SiO2晶体中含有硅氧四面体[SiO4]结构单元的个数为NA B．白磷中每个P原子的价层电子对为4 C．处理白磷时氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶6 D．浓磷酸的黏度很大，主要原因是因为磷酸中共价键的键能较大 解析：选CD。Ca3(PO4)2与SiO2、焦炭高温条件下反应，生成CaSiO3、CO和P4；P4可用CuSO4处理，转化为无毒物质H3PO4和Cu3P。1个Si原子拥有1个硅氧四面体[SiO4]结构单元，则1 mol SiO2晶体中含有硅氧四面体[SiO4]结构单元的个数为NA，A正确；由白磷结构可知，白磷中每个P原子形成3个σ键，P原子的最外层还有1个孤电子对，则P的价层电子对为4，B正确；根据化合价升降可知氧化产物(H3PO4)和还原产物(Cu3P)的物质的量之比为6∶5，C错误；浓磷酸的黏度很大，主要是磷酸分子间的作用力大，与分子内的共价键无关，原因是因为磷酸分子间形成氢键，D不正确。 7．(2024·全国卷甲节选)早在青铜器时代，人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表，结合变化规律说明原因：___________________________。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 －34 29 143 答案：SnF4为离子晶体，其熔点高于其他三种物质，SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高 8．按要求回答下列问题。 (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)乙二胺分子(H2N—CH2—CH2—NH2)中氮原子杂化类型为sp3，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)丙酸钠(CH3CH2COONa)和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)，常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是_____________________________________________。 (4)NH3常用作制冷剂，原因是__________________________________。 (5)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：____________________________________________。 (6)氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因：________________。 (7)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是________________________________________________。 答案：(1)H2O分子之间存在氢键，而H2S分子之间只存在较弱的范德华力 (2)乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键 (3)羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键 (4)NH3分子间存在氢键，沸点高，易液化，汽化时吸收大量的热，所以能够作制冷剂 (5)尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，HNO3中存在分子内氢键 (6)联氨分子间形成氢键数目多于氨分子间形成氢键的数目 (7)苯胺分子之间存在氢键 9．(1)化合物(CH3)3N可用于制备医药、农药。分子中N原子杂化方式为_________，该物质能溶于水的原因是______________________________。 (2)[H2F]＋[SbF6]－(氟锑酸)是一种超强酸，其阳离子的空间结构为_______ _______________________________________________________________。 答案：(1)sp3　(CH3)3N为极性分子，且可与水分子形成分子间氢键　(2)V形 10．二茂铁化学式为Fe(C5H5)2，由Fe2+与两个C5构成(如图)，熔点为172 ℃。 (1)二茂铁熔点低于铁的原因为__________________________________。 (2)大π键通常用符号表示(m代表参与形成大π键的原子数，n代表大π键的电子数)，则C5中的大π键表示为___________。 (3)Fe2+与两个C5形成配位键后，使Fe2+的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构。Fe2+与两个C5形成配位键的数目为_______________。 解析：(3)Fe2+的价电子排布式是3d6，Fe2+与两个C5形成配位键后，使Fe2+的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构，则3d、4s、4p能级均填满电子，所以C5H－5提供了12个电子，即6个电子对，所以配位键的数目为6个。 答案：(1)二茂铁属于分子晶体，铁属于金属晶体，铁晶体中金属键强度大于二茂铁晶体中分子间作用力　(2)　(3)6 11．卤素对物质性质有明显影响。 (1)常温下，ClCH2COOH、ICH2COOH和CH3COOH电离常数由大到小的顺序为_______________________________________________________。 (2)吡啶()具有碱性和芳香性。研究发现，吡啶中N原子的电子云密度越大，碱性越强。N原子的杂化类型是________。在下列物质中，碱性最强的是________(填字母，下同)，最弱的是________。 解析：(1)电负性Cl>I>H，键的极性Cl—C>I—C>H—C，键的极性越大，羧基中O—H的极性越大，更易电离出H＋，羧酸酸性更强，故电离常数由大到小的顺序为ClCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOH。 (2)吡啶分子中N原子形成2个σ键，还有1个孤电子对，因此杂化类型是sp2杂化。I、Cl的电负性强，C—I、C—Cl的极性强，使N原子核外的电子偏离更多，N原子的电子云密度减小，Cl的电负性大于I，故c的碱性最弱，而甲基是推电子基团，使N原子核外电子云密度增大，故d的碱性最强。 答案：(1)ClCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOH　(2)sp2　d　c 12．科学家利用氨硼烷(NH3BH3)为氢源合成了多种具有高温超导性的富氢化物如CaH6、BaH12、SnH12。 (1)氨硼烷中，元素的电负性：B_______N(填“>”或“＜”)，上述6种元素中，位于元素周期表p区的是_______。 (2)基态Sn原子的价电子排布图为___________________，BaCl2的熔点(963 ℃)远高于SnCl4(－34.1 ℃)，原因是______________________________。 (3)乙硼烷与氨硼烷组成相似，但分子结构不同，其成键情况如图所示，每个B原子均以sp3杂化轨道成键，水平面上下是两个3中心2电子“氢桥键”。 ①下列关于氨硼烷与乙硼烷的说法错误的是_______(填字母)。 a．N—B键为配位键，可自由旋转 b．该氢桥键为非极性键，不能自由旋转 c．乙硼烷分子中既有σ键，又有π键 d．氨硼烷为极性分子，熔点比乙硼烷高 ②乙硼烷水解释放H2，生成B(OH)3。B(OH)3具有层状结构，与NaOH溶液反应生成。B(OH)3和中B的轨道杂化类型分别为___和___。 解析：(3)①氨硼烷中N原子提供孤电子对，填入B原子的空轨道形成σ配位键，为轴对称，可自由旋转，a项正确；乙硼烷中两个“氢桥键”对称地位于水平面上下方，为非极性键，若“氢桥键”旋转会发生断裂，b项正确；由于乙硼烷中B原子采取sp3杂化，则分子中无π键，c项错误；氨硼烷中，N原子为负电荷中心，B原子为正电荷中心，二者不重合，故氨硼烷为极性分子，且分子间能形成氢键，乙硼烷结构对称，为非极性分子，氨硼烷的熔点更高，d项正确。②B(OH)3是层状结构，其中B为sp2杂化，而中B形成4个σ键，为sp3杂化。 答案：(1)＜　B、N、Sn (2)　BaCl2是离子晶体，SnCl4是分子晶体 (3)c　sp2　sp3 $$