第二章 分子的性质 学习指导5 2024-2025学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
2025-04-11
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二章 分子结构与性质 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.17 MB |
| 发布时间 | 2025-04-11 |
| 更新时间 | 2025-04-11 |
| 作者 | 化学老人 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51508843.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
5分子性质专项练习2024-2025学年高中化学人教版(2019)选择性必修2(解析版)
1.极性分子和非性分子
【重点导学】
(1)键的极性
①非极性共价键(非极性键):同种非金属元素原子间形成的共价键。
②极性共价键(极性键):不同种非金属元素原子之间形成的共价键。
③非极性键和极性键的比较:
极性键
非极性键
定义
不同种非金属元素原子之间形成的共价键
同种非金属元素原子间形成的共价键
成键原子
不同
相同
共用电子对
发生偏移,偏向吸引电子能力强的原子一方
不发生偏移,不偏向任何一个原子
原子电性
一个呈δ+,另一个呈δ—
不显电性
(2)分子的极性
①非极性分子:分子结构对称,整个分子内正负电荷重心重合的分子叫做非极性分子。
②极性分子:分子结构不对称、分子内正负电荷重心不重合的分子。如:极性键构成的双原子化合物分子、结构不对称的多原子分子。
③键的极性和分子的极性的比较:研究对象不同,键的极性研究的是原子,而分子的极性研究的是分子本身;研究的方向不同,键的极性研究的是共用电子对的偏离与偏向,而分子的极性研究的是分子中电荷分布是否均匀。
分子
键的极性
分子构型
分子极性
双核
H2 、Cl2、N2、I2
非极性键
直线形
非极性分子
HCl、HF、CO
极性键
直线形
极性分子
三核
CO2、CS2
极性键
直线形
非极性分子
H2O、OF2、SO2
极性键
V形
极性分子
四核
BF3、BCl3
极性键
平面三角形
非极性分子
NH3、NCl3、PCl3
极性键
三角锥形
极性分子
五核
CH4、CCl4
极性键
正四面体
非极性分子
CH3F
极性键
四面体
极性分子
④判断ABn型分子极性的经验规则:
空间结构法
AB型
直线形分子,一定为极性分子
AB2型
V形,极性分子;直线形,非极性分子
AB3型
三角锥形,极性分子;平面三角形,非极性分子
AB4型
四面体形,非极性分子
价电子法
若中心原子A的化合价数值等于A原子的最外层电子数(即 A元素的主族数),则ABn或Bn A型分子的结构对称,分子为非极性分子。如:BH3、BF3、CH4、CCl4、CO2、CS2、PCl5、SF6、SO3等等
若中心原子A的化合价数值不等于A原子的最外层电子数(即A元素的主族数),则ABn或Bn A型分子的结构不对称,分子为极性分子。如:H2O、SO2、NH3、OF2等等
【重点演练】(组编)
1.下列各组物质中,都是由极性键形成极性分子的一组是
A.CH4和Br2 B.NH3和H2O C.H2S和CCl4 D.CO2和HCl
B【详解】CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子,NH3、H2O、H2S都是由极性键形成的极性分子。
2.下列分子中,属于含有极性键的非极性分子的是
A.H2O B.Cl2 C.NH3 D.CCl4
D【详解】H2O分子中O—H键为极性键,是极性分子;Cl2分子中,Cl—Cl键是非极性键;NH3分子中N—H键是极性键,分子构型是三角锥形,是极性分子;CCl4分子中C—Cl键是极性键,分子构型呈正四面体形,是非极性分子。
3.下列叙述中正确的是
A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子
B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子
C.非极性分子只能是双原子单质分子
D.非极性分子中,一定含有非极性共价键
A【详解】A项,如O2、H2、N2等是非极性分子,正确;B项,以极性键结合起来的分子不一定是极性分子,若分子的立体构型对称,就是非极性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等,错误;C项,某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子,错误;D项,非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、CO2,错误。
4.(常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体,其分子结构呈三角锥形。以下关于三氯化氮的说法中正确的是
A.分子中N—Cl键是非极性键
B.分子中不存在孤电子对
C.NCl3分子是极性分子
D.因N—Cl键的键能大,它的沸点高
C【详解】NCl3的电子式为,N原子上还有一对孤电子对;NCl3分子是三角锥形结构不对称,是极性分子;N—Cl键为极性键,其键能大,说明分子稳定,而物质熔、沸点的高低应受范德华力影响,与共价键强弱无关。
5.有一种AB2C2型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是
A.假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子
B.假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子
C.假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子
D.假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子
C【详解】若AB2C2为平面结构,可能为对称结构,也可能是不对称结构
,若为四面体结构,则一定是不对称结构。
6.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中:
(1)以非极性键结合的非极性分子是________;
(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是_______;
(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是________;
(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是___;
(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是________;
(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是______。
【答案】(1)N2(2)CS2(3)CH4(4)NH3(5)NH3、H2O、CH4(6)BF3
【详解】HF是含有极性键的双原子分子,为极性分子;H2O中氧原子采取sp3杂化方式,与H原子形成极性键,为极性分子;NH3中有极性键,N原子采取sp3杂化,为三角锥形结构;CS2与CO2相似,为由极性键形成的直线形非极性分子;CH4中C原子采取sp3杂化方式与H原子形成极性键,为正四面体构型的非极性分子;N2是由非极性键结合的非极性分子;BF3中B原子采取sp2方式杂化,与F形成极性键,为非极性分子。
2.范德华力和氢键
【重点导学】
(1)范德华力:物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力比化学键的键能小约1~2个数量级。
(2)氢键:由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢原子)与另一个电负性很强的原子(如水分子中的氧原子)之间的作用力。
(3)粒子间作用力对物质性质的影响
范德华力
氢键
共价键
存在范围
分子间
某些含强极性键的氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子间
双原子以及多原子的分子以及共价化合物和某些离子化合物
特征
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
有方向性、有饱和性
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
随着分子极性和相对分子质量的增大而增大;组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大
对于A—H…B,A、B的电负性越大、B原子的半径越小,键能越大
成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定
对性质的影响
影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质,如熔、沸点:F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3。分子内氢键使物质的熔、沸点降低
影响分子的稳定性;共价键键能越大,分子稳定性越强
【重点演练】(部分组编)
1.下列叙述正确的是
A.F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高,与分子间作用力大小有关
B.H2S的相对分子质量比H2O的大,其沸点比水的高
C.稀有气体的化学性质比较稳定,是因为其键能很大
D.干冰汽化时破坏了共价键
A【详解】A项,从F2―→I2,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔、沸点升高;B项,H2O分子之间有氢键,其沸点高于H2S;C项,稀有气体分子为单原子分子,分子内无化学键,其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个);D项,干冰汽化破坏的是范德华力,并未破坏共价键。
2.(24-25高二下·天津静海·阶段练习)下列物质的性质或数据与氢键无关的是
A.水的热稳定性比硫化氢强
B.氨气很容易液化
C.CH3OCH3微溶于水,而乙醇C2H5OH可与水以任意比互溶
D.邻羟基苯甲酸()的熔点低于对羟基苯甲酸()的熔点
A【详解】A.水的热稳定性比硫化氢强是由于H-O的键能比H-S强,与氢键无关,A符合题意;B.NH3分子间存在氢键,导致NH3的沸点较高,故氨气很容易液化与氢键有关,B不合题意;C.CH3OCH3为非极性分子,且与水分子间不能形成氢键,而CH3CH2OH能与水分子间形成氢键,导致CH3OCH3微溶于水,而乙醇C2H5OH可与水以任意比互溶,C不合题意;D.邻羟基苯甲酸()的熔点低于对羟基苯甲酸()的熔点是由于前者形成分子内氢键,后者形成分子间氢键,D不合题意。
3.(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)天然气水合物(笼状化合物)的结构如图,下列判断不正确的是
A.CH4和H2O分子中心原子杂化方式相同
B.CH4与H2O分子组成的笼子之间存在氢键和范德华力
C.水分子构成的笼子的腔径大于CH4分子的粒径
D.该天然气水合物笼状物质中存在共价键、氢键、范德华力
B【详解】A.甲烷的价层电子对数是,属于杂化;水的价层电子对数是,属于杂化,A正确;B.水分子间通过氢键形成分子笼,把甲烷分子包裹在分子笼里,甲烷中的碳原子与水分子没有形成氢键,水分子与笼内的甲烷分子间存在范德华力,B错误;C.甲烷分子要被水分子构成的笼子“包裹”,所以水分子构成的腔径大于分子的粒径,C正确;D.该天然气水合物笼状物质中分子的原子之间形成共价键,水分子间形成氢键,分子间存在范德华力,D正确。
4.下列物质的变化,破坏的主要是分子间作用力的是
①碘单质的升华 ②KCl溶于水③将液溴加热变为气态 ④NH4Cl受热分解
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
C【详解】A.氟的电负性更大,HF分子间氢键键能更大,H2O沸点高于HF是因为分子间氢键数目更多,A错误;B.和中,中心原子P原子杂化方式分别为sp3杂化和sp3d杂化,N最外层为第二能层,没有d轨道,不能发生sp3d杂化,无法形成NCl5,B错误;C.推电子基使N原子上电子云密度更大,更容易结合质子,碱性增强,碱性越强,Kb越大,故Kb:C2H5NH2>NH3,C正确;D.冰中H2O分子间形成氢键,故一个周围有4个紧邻的分子,而H2S分子间不能形成氢键,D错误。
5.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120°,它能水解,有关叙述正确的是
A.氯化硼分子间含有氢键
B.氯化硼中心原子采用sp杂化
C.氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子
D.其分子空间结构类似三氯化氮
C【详解】氯化硼分子中不含氢原子,分子间不含氢键;氯化硼分子中键与键之间的夹角为120°,说明氯化硼分子是平面三角形,中心原子采用sp2杂化,为极性键形成的非极性分子;三氯化氮为三角锥形,两分子空间结构不相似。
6.(23-24高二下·福建莆田·阶段练习)族元素的氢化物沸点和周期关系图如图所示。
(1)稳定性:CH4>SiH4>GeH4>SnH4主要原因是 。
(2)沸点:CH4 <SiH4 <GeH4 <SnH4主要原因是 。
(3)H2O 、NH3 、HF三种物质的沸点都比同族元素氢化物的沸点高的主要原因是 。
(4)写出液氨中的氢键 。
【答案】(1)半径,氢化物的键长依次增长,键长越长键能越小,稳定性越差(2)CH4、SiH4、GeH4 、SnH4属于分子晶体,结构相似,分子量依次增大,范德华力依次增大,沸点依次升高。(3)H2O 、NH3 、HF三种物质分子间均能形成分子间氢键,而同主族其他氢化物不能形成分子间氢键。(4)
【详解】(1)同主族元素从上到下半径依次增大,半径,氢化物的键长依次增长,键长越长键能越小,稳定性越差,故CH4>SiH4>GeH4>SnH4依次减小。(2)CH4、SiH4、GeH4 、SnH4属于分子晶体,结构相似,分子量依次增大,范德华力依次增大,沸点依次升高。(3)H2O 、NH3 、HF三种物质分子间均能形成分子间氢键,而同主族其他氢化物不能形成分子间氢键,故H2O 、NH3 、HF三种物质的沸点都比同族元素氢化物的沸点高。(4)液氨中存在氢键。
3. 分子的溶解性和手性
【重点导学】
(1)相似相溶原理:当物质溶解在溶剂中时,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
①如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。相反,无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如低级羧酸甲酸、乙酸等可以与水以任意比例互溶,而高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸和油酸等不溶于水。
③如果溶质与水发生化学反应可增加其溶解度。
(2)有机物分子的手性
①手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。
②手性异构的判断方法:判断一种有机物是否具有手性异构体,可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团,符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子,饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同。如中的C*就是手性碳原子。
【重点演练】
1.根据“相似相溶”规律,你认为下列物质在水中溶解度较大的是
A.乙烯 B.二氧化碳 C.氨气 D.氢气
C【详解】水是极性溶剂,故极性溶质易溶于水中。A、B选项中的乙烯和二氧化碳虽含有极性键,但属于非极性分子,D选项中的H2也是非极性分子,所以A、B、D都不符合题意;NH3是极性分子,在水中有较大的溶解度。
2.下列说法不正确的是
①氢键存在于分子之间,不存在于分子之内 ②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 ③NH3易溶于水而CH4难溶于水的原因是NH3是极性分子,CH4是非极性分子 ④冰融化时只破坏范德华力
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
D【详解】氢键可以存在于分子内也可以存在于分子间,①不正确;冰融化时需破坏范德华力和氢键,④不正确。
3.(24-25高二上·天津南开·期末)下列化合物中含有2个手性碳原子的是
A.B.C.D.
B【详解】A.含1个手性碳,A错误;B.含2个手性碳,B正确;C.含1个手性碳,C错误;D.含1个手性碳,D错误。
4.(24-25高二下·云南楚雄·阶段练习)下列对分子结构及其性质的解释中,错误的是
A.在中的溶解度很大,因其是非极性分子
B.沸点:<,因为前者形成了分子间氢键
C.羟基乙酸不具有手性,因其分子中不存在手性碳原子
D.酸性:,因为F的电负性大,使中极性增强B【详解】A.在中的溶解度很大,因其是非极性分子,A项正确;B.的沸点低于是因为后者易形成分子间氢键,前者易形成分子内氢键,B项错误;C.羟基乙酸分子中没有手性碳原子,所以不属于手性分子,C项正确;D.的酸性强于是因为F的电负性大,使中极性增强,更易电离出氢离子,D项正确。
5.(24-25高二上·吉林·期末)已知:手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如、与和等。它们虽是微量的,有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是
A.是平面形分子
B.分子中有两个手性碳原子
C.在中的溶解度比在水中的小
D.属于极性分子
D【详解】A.分子中N原子是杂化,分子呈三角锥形,A错误;B.中只有左侧一个手性碳原子,B错误;C.为非极性分子,为非极性分子,根据相似相溶性,在水中的溶解度小于在中的溶解度,C错误;D.的正电中心与负电中心不重合,属于极性分子,D正确。
6.(24-25高二下·山东潍坊·开学考试)氧族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子排布式为 ,同周期中,基态原子第一电离能比S大的主族元素是 (填元素符号)。
(2)O与H、F可形成化合物H2O、OF2、HOF等。比较键角:H2O OF2(填“>”“<”或“=”),根据电负性判断HOF水解的产物 (写化学式)。
(3)乳酸分子结构如图,含有手性碳原子 个,已知R-COOH能形成如图所示大π键(),则乳酸中键长最大的碳氧键为 (填标号)。乳酸酸性强于丙酸(CH3CH2COOH),原因是 。乳酸熔点远大于丙酸,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是 。
【答案】(1) 3s23p4; P、Cl(2)> ;HF、H2O2(3) 1; ①;在乳酸中,羟基有吸电子作用,使羧基中O—H键极性增强,更易电离出H+;乳酸分子间可形成更多的氢键
【详解】(1)S元素原子序数为16,处于元素周期表第三周期第VIA族,价电子排布式为3s23p4,同一周期从左到右,元素第一电离能呈增大趋势,但是P的3p能级半满,第一电离能大于同周期相邻元素,故同周期中,基态原子第一电离能比S大的主族元素是P和Cl;(2)H2O和OF2相比,O原子杂化方式相同,都是sp3杂化,F电负性大于H,导致OF2中O-F键的电子更靠近F,距离远,排斥比H2O中O-H键之间的排斥小,故H2O键角大于OF2,HOF中F为-1价,发生水解与H+结合,生成HF,其余和OH-结合,生成H2O2,水解产物为HF、H2O2;(3)手性碳原子是以单键和其他四个不同原子或基团相连的碳原子,故含有1个手性碳原子,标记如图,R-COOH能形成大π键,使羧基中碳氧单键键长变短,故最长的碳氧键为羟基碳氧键,即为①;在乳酸中,羟基有吸电子作用,使羧基中O—H键极性增强,更易电离出H+,故乳酸酸性强于丙酸,乳酸比丙酸中多一个羟基,故乳酸分子间可以形成更多的氢键,所以乳酸熔点远大于丙酸。
【综合应用】
1.(24-25高二下·浙江·阶段练习)及其化合物的相互转化对生命、生产生活意义重大。已知:可被弱氧化剂氧化,是重要的化工原料,可发生如下转化:
请回答下列问题:
(1)N的价层电子排布式为 ,的空间结构为 。
(2)液氨的电离方程式为,可推测步骤Ⅰ中和反应生成和 。
(3)下列关于氮及其化合物的说法不正确的是______。
A.实验室可用加热氯化铵固体来制取氨气 B.中含键
C.步骤Ⅱ中NaClO应加过量 D.分子的中心原子杂化方式为杂化
(4)比较物质的稳定性: (填“>”或“<”);肼在水溶液中呈碱性的主要原因 (用方程式表示)。
(5)反应Ⅲ消耗与的物质的量相等,产物A不含氧元素,请写出该反应的化学方程式: 。产物A在常温下是液体,沸点相对较高的主要原因是分子极性较大和 。【答案】(1) ;三角锥形(2)(3)AC(4) <;(5) ;分子间形成氢键
【详解】(1)N的价层电子排布式为,的中心原子价层电子对数为,含1个孤电子对,空间结构为三角锥形。(2)根据液氨电离可推知反应方程式为故另一产物为。(3)A.实验室应用加热氯化铵和氢氧化钙混合物制备氨气,A错误;B.的结构式为,可知中含键,B正确;C.步骤Ⅱ中NaClO为强氧化剂,将氧化为,若NaClO加过量可能将继续氧化使产率下降,C错误;D.分子中心原子为N,中心原子价层电子对数为,则为杂化,D正确,故选AC。(4)肼中含键和键,氨中含键,N原子半径比H大,键长长键能小,不稳定,故稳定性:;肼溶于水显碱性,其原理与氨相似,结合一水合氨的电离方程式可知,肼在水溶液中呈碱性的主要原因为。(5)根据题意,可被弱氧化剂氧化,反应Ⅲ中应为被等物质的量的氧化,发生归中反应,且产物A中不含氧元素,即A为氮氢化合物,推知A应为,配平得方程式:。产物A在常温下是液体,沸点相对较高的主要原因是分子极性较大和分子间可形成氢键。
2.(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯与四氟乙烯的共聚物 ETFE()制成。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为 。
(2)图a、b、c分别表示和的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填a或b或c)
(3)(二氟氮烯)分子中,氮原子的杂化类型为,则的结构式为 。
(4)受热分解生成,熔融电解可制得氟气,推测中所含化学键的类型有 。
(5)是一种性能优良的光催化剂,可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点,其原因 。
(6)和分子中的杂化轨道类型分别为 和 。
(7)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇()之间,其原因是 。
【答案】(1)2s22p5(2)a(3)F—N=N—F(4)离子键、共价键、(5)对硝基苯酚存在分子间氢键,而邻硝基苯酚更易形成分子内氢键,导致对硝基苯酚分子间的作用力比邻硝基苯酚分子之间的作用力更强(6) sp2;sp3(7)甲硫醇不能形成分子间氢键,甲醇和水分子间可以形成氢键,且水分子间形成的氢键数目更多
【详解】(1)基态F原子电子排布式为1s22s22p5,价电子排布式为2s22p5;(2)C、N、O、F四种元素在同一周期,同一周期第一电离能呈增大趋势,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能比C、O的高,C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F,满足这一规律的图像为图a;(3)氮原子的杂化类型为sp2,每个氮原子有1个孤电子对,N与F之间应存在1个σ键,N与N之间应为双键,故N2F2的结构式为F—N=N—F;(4)NaHF2可电解说明其为离子化合物,存在离子键,H与F之间为共价键;(5)对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚的熔点,其原因是:对硝基苯酚存在分子间氢键,而邻硝基苯酚更易形成分子内氢键,导致对硝基苯酚分子间的作用力比邻硝基苯酚分子之间的作用力更强;(6)中C原子连有碳碳双键,C采用sp2杂化,ETFE()中C都是饱和C原子,采用sp3杂化;(7)甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键,因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇,水分子之间氢键的数目较多,因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间。
3.(24-25高二下·四川资阳·阶段练习)绿芦笋中含有天门冬氨酸(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。回答下列问题:
(1)天门冬氨酸中的共价键类型为 (填“σ键”、“π键”),其中C原子的杂化轨道类型为 ,图中O—C—C的键角 C—C—N的键角(填“大于”或“小于”)。
(2)H2S和H2Se热稳定性较好的是 ,从分子结构角度解释其原因: 。
(3)在现代化学中,可利用 实验来判断出天门冬氨酸分子的空间结构。
(4)四个主族元素部分简单氢化物沸点随周期序数的变化如图所示。其中表示第VIA族元素简单氢化物沸点变化的是曲线 (填字母),用分子间作用力解释该曲线: 。O−H∙∙∙O的键能小于F−H∙∙∙F,但水的沸点高于HF的原因可能是 。
【答案】(1)σ键、π键;sp2、sp3;大于(2) H2S;S的原子半径小于Se,S−H键长较短,键能较大,分子的热稳定性更强(3)晶体X射线衍射(4)d;H2O分子间形成氢键,所以水的沸点反常高;H2Te、H2Se、H2S均为分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,则沸点越高;H2O分子间形成氢键的数量大于HF【详解】(1)共价单键都是σ键,双键有一个σ键和一个π键,由图可知,天门冬氨酸中的共价键类型有σ键和π键;一个C原子周围有4个单键的C原子为sp3杂化,C原子上有双键的碳原子为sp2杂化,C原子的杂化轨道类型为sp3和sp2;O—C—C中间C原子为sp2杂化,键角大约为120°,C-C-N中间C原子为sp3杂化,键角大约为109°,故O—C—C键角大于C-C-N的键角;(2)S的原子半径小于Se,S−H键长较短,键能较大,分子的热稳定性更强,因此稳定性好的是H2S;(3)晶体的空间结构可以用晶体X射线衍射实验来判断其空间结构;(4)N、O、F的电负性大,形成的氢化物存在分子间氢键,沸点比同主族元素的氢化物沸点高,第IVA元素氢化物不存在分子间氢键,沸点和分子间作用力有关,分子量越大,分子间作用力越大,沸点越高,a曲线代表第IVA族元素简单氢化物的沸点变化规律;由于H2O的沸点为100℃,故d曲线代表第VIA族元素简单氢化物沸点变化曲线,H2O分子间形成氢键,所以水的沸点反常高;H2Te、H2Se、H2S均为分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,则沸点越高;H2O分子间形成氢键的数量大于HF,故水的沸点高于HF的沸点。
4.(24-25高二下·全国·课后作业)水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过氢键相互连接成庞大的固态冰。则:
(1)1 mol冰中有 mol氢键。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为: 。
(3)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰中氢键的作用能是 kJ·mol-1。
(4)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃),则x、y、z的大小关系 ,其判断依据是 。
【答案】(1)2(2)2H2OH3O++OH-(3)20(4) x>z>y;H2O中存在氢键,H2Se的相对分子质量大于H2S的,故H2Se的范德华力大于H2S的,则沸点由高到低的顺序为H2O>H2Se>H2S
【详解】(1)在冰晶体中,1个水分子与周围4个水分子形成正四面体结构,1个水分子可以形成4个氢键,而2个水分子共1个氢键,即水分子对氢键占有率为,所以1mol冰中含有的氢键数为4×=2mol;(2)H2O电离后形成2种离子是H3O+和OH-,两种粒子电子数都是10,其电离方程式为2H2O⇌H3O++OH-;(3)水升华吸热克服分子间的范德华力和氢键,1个水分子有2个氢键,氢键的键能为=20kJ·mol-1;(4)某些氢化物分子间存在氢键,如H2O、NH3、HF等,会使氢化物沸点反常;水分子间存在氢键,则沸点最高,硒化氢比硫化氢相对分子质量大,分子间作用力大,则硒化氢沸点高,故H2O>H2Se>H2S,即x>z>y。
5.(24-25高二下·全国·课后作业)回答下列问题:
(1)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示,呈现这种变化关系的原因是 。
(2)①H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。
的沸点比的沸点低,原因是 。
②乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是 。
③H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因它们是极性分子外,还因为 ,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是 。
(3)关于化合物,下列叙述正确的有 (填字母序号)。
a.分子间可形成氢键
b.分子中既有极性键又有非极性键
c.分子中含有7个σ键和1个π键
d.该分子在水中的溶解度大于CH3CH=CHCH3
(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1 ×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸) (填“>”或“<”)Ka(苯酚),其原因是 。
【答案】(1)硅烷的结构和组成相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高(2)O—H键>氢键>范德华力;形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大;乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键; H2O与CH3CH2OH分子间可以形成氢键;H2O分子和乙醇分子之间形成氢键,而H2S分子和乙醇分子之间不形成氢键(3)bd(4)<;中形成分子内氢键,使其更难电离出H+
【详解】(1)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的增加而逐渐升高,其变化趋势形成的原因可能是:硅烷是由分子通过范德华力形成的晶体,相对分子质量越大,范德华力越强,沸点越高;(2)①化学键是相邻两个或多个原子之间强烈的相互作用;分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴,但氢键强于范德华力,所以它们从强到弱的顺序依次为O—H键、氢键、范德华力;对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高;②乙二胺分子中存在N—H键,故乙二胺分子间存在氢键,三甲胺中不能形成氢键,所以乙二胺的沸点高于三甲胺;③H2O与乙醇可以形成分子间氢键,使得水与乙醇互溶;而H2S与乙醇不能形成分子间氢键,故H2S在乙醇中的溶解度小于H2O;(3)a.分子中不存在与电负性很强、原子半径小的元素相连的H原子,所以不存在氢键,a错误;b.分子中碳碳键是非极性键,碳氢键、碳氧键是极性键,b正确;c.分子中有3个碳碳σ键、2个碳氧σ键、4个碳氢σ键,2个碳氧π键和1个碳碳π键,共有9个σ键和3个π键,c错误;d.由于醛基中的氧原子与水分子间形成氢键,增大了其在水中的溶解度,d正确。(4)根据题目信息,在 中可以形成分子内氢键,会使其更难电离出H+,则其酸性比苯酚弱,故相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)<Ka(苯酚)。
6.(24-25高二下·湖北十堰·阶段练习)利用CH4超干重整CO2技术,可以得到富含CO和H2的化工原料气,对碳达峰和碳中和有重要意义,反应如下:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) =+247.4kJ·mol−1.
(1)反应过程中断裂的化学键属于___________。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.氢键
(2)该反应的熵变∆S 0(填“>”“=”或“<”),需要在 条件下进行(填“低温”或“高温”)。
(3)CO2的电子式为 ;1molCO2中含有 molπ键。
(4)含硫元素的微粒有很多,例如、、、、,其中的分子结构如下图所示,像一顶皇冠,请回答下列问题:
①64g中含有的键数目是 。
②中S原子的杂化轨道类型是 ,的空间结构是 。
③分子的VSEPR模型是 ,是 (填“极性”或“非极性”)分子。
【答案】(1)B(2) >;高温(3) ;2(4) 2NA;sp3;三角锥形;平面三角形;非极性;>
【详解】(1)根据反应方程式,甲烷中“C-H”断裂,CO2中一个“C=O”断裂,它们均为极性共价键,选项B正确;故答案为B;(2)该反应是气体物质的量增加的反应,因此该反应为熵增,即ΔS>0;依据ΔG=ΔH-TΔS,能够自发进行,ΔG<0,该反应ΔH>0,ΔS>0,要想自发进行,需要在高温下进行;故答案为>;高温;(3)CO2的结构式为O=C=O,其电子式为,1个双键中含有1个σ键和1个π键,根据二氧化碳的电子式,1mol二氧化碳中含有2molπ键;故答案为;2;(4)①根据S8的结构式,1个S8分子中含有8个σ键,因此64gS8中含有σ键的数目为=2NA,故答案为2NA;②根据结构式可知,S原子有2个σ键,2个孤电子对,价层电子对数为4,杂化类型为sp3,SO中心原子S的价层电子对数为4,其中有1个孤电子对数,因此SO的空间构型为三角锥形,故答案为sp3;三角锥形;③SO2的中心原子S的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形;SO3中心原子S的价层电子对数为3,无孤电子对数,空间构型为平面正三角形,正负电荷中心重合,属于非极性分子。
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5分子性质专项练习2024-2025学年高中化学人教版(2019)选择性必修2(原卷版)
1.极性分子和非性分子
【重点导学】
(1)键的极性
①非极性共价键(非极性键):同种非金属元素原子间形成的共价键。
②极性共价键(极性键):不同种非金属元素原子之间形成的共价键。
③非极性键和极性键的比较:
极性键
非极性键
定义
不同种非金属元素原子之间形成的共价键
同种非金属元素原子间形成的共价键
成键原子
不同
相同
共用电子对
发生偏移,偏向吸引电子能力强的原子一方
不发生偏移,不偏向任何一个原子
原子电性
一个呈δ+,另一个呈δ—
不显电性
(2)分子的极性
①非极性分子:分子结构对称,整个分子内正负电荷重心重合的分子叫做非极性分子。
②极性分子:分子结构不对称、分子内正负电荷重心不重合的分子。如:极性键构成的双原子化合物分子、结构不对称的多原子分子。
③键的极性和分子的极性的比较:研究对象不同,键的极性研究的是原子,而分子的极性研究的是分子本身;研究的方向不同,键的极性研究的是共用电子对的偏离与偏向,而分子的极性研究的是分子中电荷分布是否均匀。
分子
键的极性
分子构型
分子极性
双核
H2 、Cl2、N2、I2
非极性键
直线形
非极性分子
HCl、HF、CO
极性键
直线形
极性分子
三核
CO2、CS2
极性键
直线形
非极性分子
H2O、OF2、SO2
极性键
V形
极性分子
四核
BF3、BCl3
极性键
平面三角形
非极性分子
NH3、NCl3、PCl3
极性键
三角锥形
极性分子
五核
CH4、CCl4
极性键
正四面体
非极性分子
CH3F
极性键
四面体
极性分子
④判断ABn型分子极性的经验规则:
空间结构法
AB型
直线形分子,一定为极性分子
AB2型
V形,极性分子;直线形,非极性分子
AB3型
三角锥形,极性分子;平面三角形,非极性分子
AB4型
四面体形,非极性分子
价电子法
若中心原子A的化合价数值等于A原子的最外层电子数(即 A元素的主族数),则ABn或Bn A型分子的结构对称,分子为非极性分子。如:BH3、BF3、CH4、CCl4、CO2、CS2、PCl5、SF6、SO3等等
若中心原子A的化合价数值不等于A原子的最外层电子数(即A元素的主族数),则ABn或Bn A型分子的结构不对称,分子为极性分子。如:H2O、SO2、NH3、OF2等等
【重点演练】(组编)
1.下列各组物质中,都是由极性键形成极性分子的一组是
A.CH4和Br2 B.NH3和H2O C.H2S和CCl4 D.CO2和HCl
2.下列分子中,属于含有极性键的非极性分子的是
A.H2O B.Cl2 C.NH3 D.CCl4
3.下列叙述中正确的是
A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子
B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子
C.非极性分子只能是双原子单质分子
D.非极性分子中,一定含有非极性共价键
4.(常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体,其分子结构呈三角锥形。以下关于三氯化氮的说法中正确的是
A.分子中N—Cl键是非极性键
B.分子中不存在孤电子对
C.NCl3分子是极性分子
D.因N—Cl键的键能大,它的沸点高
5.有一种AB2C2型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是
A.假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子
B.假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子
C.假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子
D.假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子
6.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中:
(1)以非极性键结合的非极性分子是________;
(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是_______;
(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是________;
(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是___;
(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是________;
(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是______。
2.范德华力和氢键
【重点导学】
(1)范德华力:物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力比化学键的键能小约1~2个数量级。
(2)氢键:由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢原子)与另一个电负性很强的原子(如水分子中的氧原子)之间的作用力。
(3)粒子间作用力对物质性质的影响
范德华力
氢键
共价键
存在范围
分子间
某些含强极性键的氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子间
双原子以及多原子的分子以及共价化合物和某些离子化合物
特征
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
有方向性、有饱和性
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
随着分子极性和相对分子质量的增大而增大;组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大
对于A—H…B,A、B的电负性越大、B原子的半径越小,键能越大
成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定
对性质的影响
影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质,如熔、沸点:F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3。分子内氢键使物质的熔、沸点降低
影响分子的稳定性;共价键键能越大,分子稳定性越强
【重点演练】(部分组编)
1.下列叙述正确的是
A.F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高,与分子间作用力大小有关
B.H2S的相对分子质量比H2O的大,其沸点比水的高
C.稀有气体的化学性质比较稳定,是因为其键能很大
D.干冰汽化时破坏了共价键
2.(24-25高二下·天津静海·阶段练习)下列物质的性质或数据与氢键无关的是
A.水的热稳定性比硫化氢强
B.氨气很容易液化
C.CH3OCH3微溶于水,而乙醇C2H5OH可与水以任意比互溶
D.邻羟基苯甲酸()的熔点低于对羟基苯甲酸()的熔点
3.(24-25高二下·四川绵阳·阶段练习)天然气水合物(笼状化合物)的结构如图,下列判断不正确的是
A.CH4和H2O分子中心原子杂化方式相同
B.CH4与H2O分子组成的笼子之间存在氢键和范德华力
C.水分子构成的笼子的腔径大于CH4分子的粒径
D.该天然气水合物笼状物质中存在共价键、氢键、范德华力
4.下列物质的变化,破坏的主要是分子间作用力的是
①碘单质的升华 ②KCl溶于水③将液溴加热变为气态 ④NH4Cl受热分解
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
5.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120°,它能水解,有关叙述正确的是
A.氯化硼分子间含有氢键
B.氯化硼中心原子采用sp杂化
C.氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子
D.其分子空间结构类似三氯化氮
6.(23-24高二下·福建莆田·阶段练习)族元素的氢化物沸点和周期关系图如图所示。
(1)稳定性:CH4>SiH4>GeH4>SnH4主要原因是 。
(2)沸点:CH4 <SiH4 <GeH4 <SnH4主要原因是 。
(3)H2O 、NH3 、HF三种物质的沸点都比同族元素氢化物的沸点高的主要原因是 。
(4)写出液氨中的氢键 。
3. 分子的溶解性和手性
【重点导学】
(1)相似相溶原理:当物质溶解在溶剂中时,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
①如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。相反,无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如低级羧酸甲酸、乙酸等可以与水以任意比例互溶,而高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸和油酸等不溶于水。
③如果溶质与水发生化学反应可增加其溶解度。
(2)有机物分子的手性
①手性异构:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。
②手性异构的判断方法:判断一种有机物是否具有手性异构体,可以看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或原子团,符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子,饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同。如中的C*就是手性碳原子。
【重点演练】
1.根据“相似相溶”规律,你认为下列物质在水中溶解度较大的是
A.乙烯 B.二氧化碳 C.氨气 D.氢气
2.下列说法不正确的是
①氢键存在于分子之间,不存在于分子之内 ②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 ③NH3易溶于水而CH4难溶于水的原因是NH3是极性分子,CH4是非极性分子 ④冰融化时只破坏范德华力
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
3.(24-25高二上·天津南开·期末)下列化合物中含有2个手性碳原子的是
A.B.C.D.
4.(24-25高二下·云南楚雄·阶段练习)下列对分子结构及其性质的解释中,错误的是
A.在中的溶解度很大,因其是非极性分子
B.沸点:<,因为前者形成了分子间氢键
C.羟基乙酸不具有手性,因其分子中不存在手性碳原子
D.酸性:,因为F的电负性大,使中极性增强
5.(24-25高二上·吉林·期末)已知:手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如、与和等。它们虽是微量的,有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是
A.是平面形分子
B.分子中有两个手性碳原子
C.在中的溶解度比在水中的小
D.属于极性分子
6.(24-25高二下·山东潍坊·开学考试)氧族元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子排布式为 ,同周期中,基态原子第一电离能比S大的主族元素是 (填元素符号)。
(2)O与H、F可形成化合物H2O、OF2、HOF等。比较键角:H2O OF2(填“>”“<”或“=”),根据电负性判断HOF水解的产物 (写化学式)。
(3)乳酸分子结构如图,含有手性碳原子 个,已知R-COOH能形成如图所示大π键(),则乳酸中键长最大的碳氧键为 (填标号)。乳酸酸性强于丙酸(CH3CH2COOH),原因是 。乳酸熔点远大于丙酸,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是 。
【综合应用】
1.(24-25高二下·浙江·阶段练习)及其化合物的相互转化对生命、生产生活意义重大。已知:可被弱氧化剂氧化,是重要的化工原料,可发生如下转化:
请回答下列问题:
(1)N的价层电子排布式为 ,的空间结构为 。
(2)液氨的电离方程式为,可推测步骤Ⅰ中和反应生成和 。
(3)下列关于氮及其化合物的说法不正确的是______。
A.实验室可用加热氯化铵固体来制取氨气 B.中含键
C.步骤Ⅱ中NaClO应加过量 D.分子的中心原子杂化方式为杂化
(4)比较物质的稳定性: (填“>”或“<”);肼在水溶液中呈碱性的主要原因 (用方程式表示)。
(5)反应Ⅲ消耗与的物质的量相等,产物A不含氧元素,请写出该反应的化学方程式: 。产物A在常温下是液体,沸点相对较高的主要原因是分子极性较大和 。
2.(24-25高二下·江西宜春·阶段练习)2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯与四氟乙烯的共聚物 ETFE()制成。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为 。
(2)图a、b、c分别表示和的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填a或b或c)
(3)(二氟氮烯)分子中,氮原子的杂化类型为,则的结构式为 。
(4)受热分解生成,熔融电解可制得氟气,推测中所含化学键的类型有 。
(5)是一种性能优良的光催化剂,可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点,其原因 。
(6)和分子中的杂化轨道类型分别为 和 。
(7)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇()之间,其原因是 。
3.(24-25高二下·四川资阳·阶段练习)绿芦笋中含有天门冬氨酸(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。回答下列问题:
(1)天门冬氨酸中的共价键类型为 (填“σ键”、“π键”),其中C原子的杂化轨道类型为 ,图中O—C—C的键角 C—C—N的键角(填“大于”或“小于”)。
(2)H2S和H2Se热稳定性较好的是 ,从分子结构角度解释其原因: 。
(3)在现代化学中,可利用 实验来判断出天门冬氨酸分子的空间结构。
(4)四个主族元素部分简单氢化物沸点随周期序数的变化如图所示。其中表示第VIA族元素简单氢化物沸点变化的是曲线 (填字母),用分子间作用力解释该曲线: 。O−H∙∙∙O的键能小于F−H∙∙∙F,但水的沸点高于HF的原因可能是 。
4.(24-25高二下·全国·课后作业)水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过氢键相互连接成庞大的固态冰。则:
(1)1 mol冰中有 mol氢键。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为: 。
(3)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰中氢键的作用能是 kJ·mol-1。
(4)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃),则x、y、z的大小关系 ,其判断依据是 。
5.(24-25高二下·全国·课后作业)回答下列问题:
(1)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示,呈现这种变化关系的原因是 。
(2)①H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。
的沸点比的沸点低,原因是 。
②乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是 。
③H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因它们是极性分子外,还因为 ,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S,其原因是 。
(3)关于化合物,下列叙述正确的有 (填字母序号)。
a.分子间可形成氢键
b.分子中既有极性键又有非极性键
c.分子中含有7个σ键和1个π键
d.该分子在水中的溶解度大于CH3CH=CHCH3
(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1 ×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸) (填“>”或“<”)Ka(苯酚),其原因是 。
6.(24-25高二下·湖北十堰·阶段练习)利用CH4超干重整CO2技术,可以得到富含CO和H2的化工原料气,对碳达峰和碳中和有重要意义,反应如下:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) =+247.4kJ·mol−1.
(1)反应过程中断裂的化学键属于___________。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.氢键
(2)该反应的熵变∆S 0(填“>”“=”或“<”),需要在 条件下进行(填“低温”或“高温”)。
(3)CO2的电子式为 ;1molCO2中含有 molπ键。
(4)含硫元素的微粒有很多,例如、、、、,其中的分子结构如下图所示,像一顶皇冠,请回答下列问题:
①64g中含有的键数目是 。
②中S原子的杂化轨道类型是 ,的空间结构是 。
③分子的VSEPR模型是 ,是 (填“极性”或“非极性”)分子。
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