2.3 分子结构与物质的性质【上好课】高二化学深度学习辅导讲义(人教版选择性必修2)
2025-12-04
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2份
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精品
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 | 第三节 分子结构与物质的性质 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 分子结构与性质 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 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 | 4.79 MB |
| 发布时间 | 2025-12-04 |
| 更新时间 | 2025-12-04 |
| 作者 | CC化学 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55246529.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“分子结构与物质的性质”核心知识点,系统梳理共价键极性与分子极性的关系、键极性对羧酸酸性的影响、分子间作用力(范德华力、氢键)对物质熔沸点及溶解性的作用,以及分子手性,搭建从微观结构到宏观性质的递进式学习支架。
该资料通过表格对比极性键与非极性键、羧酸pKa数据实验分析等设计,培养学生证据推理的科学思维,结合典例变式及高考真题,助力课中教师教学实施与课后学生知识查漏补缺,体现科学探究与实践能力的培养。
内容正文:
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
要点 1 共价键的极性
1.共价键的极性
(1)极性键和非极性键的比较
项目
极性键
非极性键
成键原子
不同元素的原子
同种元素的原子
电子对
发生偏移
不发生偏移
成键原子的电性
一个原子呈正电性(δ+)、另一个原子呈负电性(δ-)
呈电中性
表示形式
A—B、A==B、A≡B等
A—A、A==A、A≡A等
实例
C—H、C==O、C≡N
H—H、C==C、C≡C
(2)极性键和非极性键的存在
项目
极性键
非极性键
物质类别
共价化合物;部分离子化合物
非金属单质;部分共价化合物;部分离子化合物
实例
HCl、NaOH、NH4Cl等
O2、H2O2、Na2O2等
2.分子的极性
(1)分子的极性
①极性分子:分子的正电中心与负电中心不重合,使分子的某一个部分呈正电性(δ+)另一部分呈负电性(δ-)。
②非极性分子:分子的正电中心与负电中心重合。
(2)极性分子和非极性分子的判断方法
判断分子的极性可依据分子中化学键的极性的向量和。
①只含非极性键的分子一定是非极性分子。
②含有极性键的分子,当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子,否则是极性分子。
3.键的极性与分子的极性的关系
要点 2 键的极性对化学性质的影响
成键元素的原子吸引电子能力越强,电负性越大,共价键的极性就越强,在化学反应中该分子的反应活性越强,在化学反应中越容易断裂。
羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。
不同羧酸的pKa
羧酸
pKa
丙酸(C2H5COOH)
4.88
乙酸(CH3COOH)
4.76
甲酸(HCOOH)
3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH)
2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH)
1.29
三氯乙酸(CCl3COOH)
0.65
三氟乙酸(CF3COOH)
0.23
(1)试比较氯乙酸和氟乙酸的酸性强弱,并解释其原因。
提示:氟乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性;原因是电负性:F>Cl,C—F的极性大于C—Cl的极性,导致氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,故氟乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性。
(2)试比较三氟乙酸和三氯乙酸的酸性强弱,并解释其原因。
提示:三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性;其原因是氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+。
(3)试比较甲酸和乙酸酸性的强弱,并解释其原因。
提示:甲酸的酸性大于乙酸的酸性;其原因是烃基(R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
要点 3 分子间作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
(1)定义及实质:分子间普遍存在作用力称为范德华力,其实质是电性作用。
(2)特征:范德华力很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。
(3)影响因素
①分子结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大。
②分子的极性越大,范德华力越大。
(4)对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的物理性质,范德华力越强,物质的熔点、沸点越高。
①对物质熔、沸点的影响
a.通常组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。如熔、沸点:F2<Cl2<Br2<I2;CF4<CCl4<CBr4<CI4。
b.相对分子质量相近的物质,分子的极性越小,范德华力越小,物质的熔、沸点越低。如熔、沸点:N2<CO。
②对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大,则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大,故I2、Br2易溶于苯中,而水与苯分子间的范德华力很小,故水很难溶于苯中。
2.氢键及其对物质性质的影响
(1)定义
氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。
(2)表示方法
通常用X—H…Y—表示氢键,其中X、Y为N、O、F,“—”表示的共价键,“…”表示形成的氢键。
(3)氢键的特征
氢键不是化学键,而是特殊的分子间作用力,其键能比化学键弱,比范德华力强。
(4)氢键的类型
氢键分为分子间氢键和分子内氢键。
①分子内氢键
邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间形成的氢键是分子内氢键。
②分子间氢键
如水分子之间、氨分子之间、氟化氢分子之间以及水分子与氨分子之间、水分子与氟化氢分子之间、氨分子与氟化氢分子之间、对羟基苯甲醛分子间均存在分子间氢键。
(5)氢键对物质性质的影响
①氢键对物质熔、沸点的影响
a.分子间存在氢键时,物质在熔化或汽化时,除破坏普通的分子间作用力外,还需要破坏分子间的氢键,消耗更多的能量,所以存在着分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。
例如:ⅤA~ⅦA族元素的氢化物中,NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高,这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键,如图所示。
b.有机物能形成分子内氢键的,其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
②氢键对物质溶解度的影响
如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增大。
由于氨分子与水分子间能形成氢键,且都是极性分子,所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水,都与它们的分子能与水分子形成氢键有关。
③氢键的存在引起密度的变化
由于水分子之间的氢键,水结冰时体积变大而密度变小;冰融化成水时,体积变小而密度变大;在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”,形成“缔合分子”,导致这种水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。
3.溶解性
(1)“相似相溶”规律:
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。如蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳。而萘和碘却易溶于四氯化碳,难溶于水。
(2)影响物质溶解性的因素
①外界因素:主要有温度、压强等。
②氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越好。如乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
要点 4 分子的手性
1.手性异构体
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叠合,互称手性异构体(或对映异构体)。
2.手性分子
有手性异构体的分子叫做手性分子。如:乳酸()分子。
3.手性碳原子的确定
(1)碳原子连接了四个不同的原子或原子团,形成的化合物存在手性异构,则该碳原子称为手性碳原子。如,其中*C即为手性碳原子。
(2)不饱和碳原子(如碳碳双键、碳碳三键等中的碳原子)一定不是手性碳原子。
4.手性分子的应用
(1)医药:现今使用的药物中手性药物超过50%。对于手性药物,一个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。
(2)手性合成:2001年,诺贝尔化学家授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法,可以只得到或者主要得到一种手性分子,这种独特的合成方法称为手性合成。
(3)手性催化剂:手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成,可以比喻成握手——手性催化剂像迎宾的主人伸出右手,被催化合成的手性分子像客人,总是伸出右手去握手。
命题点 1 键的极性和分子的极性的判断
典例1已知N、P均属于元素周期表的第ⅤA族元素。N在第二周期,P在第三周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H间的夹角是107°。
(1)N4分子的空间结构为,它是一种 (填“极性”或“非极性”)分子。
(2)PH3分子中P—H (填“有”或“无”,下同)极性,PH3分子 极性。
(3)NCl3是一种淡黄色油状液体,下列对NCl3的有关描述不正确的是 (填字母)。
a.该分子呈平面三角形
b.该分子中的化学键为极性键
c.该分子为极性分子
答案 (1)非极性 (2)有 有 (3)a
解析 (1)N4分子是正四面体形结构,是非极性分子。(2)P—H为不同元素原子之间形成的共价键,为极性键,PH3分子的空间结构为三角锥形,正、负电中心不重合,PH3为极性分子。(3)NCl3中N原子的价层电子对数为3+=4,孤电子对数为1,该分子的空间结构为三角锥形,a错误;N、Cl之间形成的键为极性键,b正确;NCl3分子中正、负电中心不重合,故该分子为极性分子,c正确。
变式1下列各组物质中,属于由极性键构成的极性分子的是( )
A.CH4和Br2 B.NH3和H2S
C.BF3和CO2 D.BeCl2和HCl
答案 B
解析 CH4是由极性键构成的非极性分子,Br2是由非极性键构成的非极性分子,故A不符合题意;NH3和H2S都是由极性键构成的极性分子,故B符合题意;BF3和CO2都是由极性键构成的非极性分子,故C不符合题意;BeCl2是由极性键构成的非极性分子,HCl是由极性键构成的极性分子,故D不符合题意。
变式2已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示,如图所示,下列有关H2O2结构的说法不正确的是( )
A.分子的正、负电中心不重合
B.H2O2分子内既含极性键又含非极性键
C.H2O2是极性分子
D.H2O2是非极性分子
答案 D
解析 由题图知,H2O2分子的空间结构是二面角形,正、负电中心不重合,为极性分子,A、C正确,D错误;H2O2是共价化合物,氢原子与氧原子之间形成极性共价键,氧原子和氧原子之间形成非极性共价键,B正确。
命题点 2 键的极性对化学性质的影响
典例2 下列物质中,酸性最强的是( )
A.HCOOH B.HOCOOH
C.CH3COOH D.C6H13COOH
答案 A
解析 推电子效应:—C6H13>—CH3>—H,HOCOOH是碳酸,故酸性最强的是HCOOH。
变式1 下列几种有机羧酸中,按酸性由强到弱的顺序排列正确的是( )
①乙酸(CH3COOH) ②氯乙酸(CH2ClCOOH) ③三氯乙酸(CCl3COOH) ④三氟乙酸(CF3COOH)
A.②①④③ B.①②③④
C.④③②① D.③②④①
答案 C
解析 由于电负性:F>Cl>H,则键的极性:C—F>C—Cl>C—H,故三氟乙酸中羧基中的羟基的极性最大,最易电离出氢离子,酸性最强;乙酸中羧基中的羟基的极性最小,酸性最弱。酸性强弱顺序:CF3COOH>CCl3COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH,C正确。
变式2 CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性强于CH3COOH,这是因为—Cl是一种吸电子基团,能使—OH上的H原子具有更大的活泼性;有的基团属于推电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性;这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空:
(1)HCOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在 (填“吸”或“推”)电子基团,这种基团是 。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在 (填“吸”或“推”)电子基团,这种基团是 。
(3)—C6H5属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最强的是 。
答案 (1)吸 —CHO (2)推 —CH3 (3)强 (4)CF3COOH
解析 (1)HCOOH显酸性,H2O显中性,说明HCOOH分子中存在吸电子基团,能使—OH上的H原子活泼性增强而使该物质的酸性大于水,HCOOH中含有—CHO,属于吸电子基团。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,说明CH3COOH分子中存在推电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性而使该物质的酸性减弱,CH3COOH中含有—CH3,—CH3属于推电子基团。
(3)—C6H5属于吸电子基团,—CH3属于推电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。
命题点 3 分子间作用力对物质性质的影响
典例3 下列对一些实验事实的理论解释不正确的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大
溴单质、碘单质和四氯化碳都为非极性分子
B
卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态
范德华力逐渐增大
C
在常温常压下,1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl的短
答案 D
解析 根据“相似相溶”规律,Br2、I2是非极性分子,它们易溶于非极性溶剂CCl4中,而在极性溶剂水中的溶解度较小,A正确;卤素单质组成、结构相似,从F2到I2相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,B正确;NH3与H2O都是极性分子,且分子间可以形成氢键,所以NH3在H2O中溶解度很大,C正确;HF和HCl的熔、沸点与分子内的共价键无关,D不正确。
变式1 关于氢键,下列说法正确的是( )
A.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
B.因为氢键的存在, 比的熔、沸点高
C.由于氢键比范德华力强,所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”——甲烷水合物(例如:CH4·8H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
答案 B
解析 A错,根据氢键的结构特点X—H…Y,分子中有N、O、F原子,分子间不一定存在氢键,如NO分子间就不存在氢键;B对,形成分子内氢键的化合物,其熔点和沸点会低于形成分子间氢键的化合物,形成分子间氢键,形成分子内氢键,故熔、沸点高;C错,分子的稳定性和氢键无关,而与化学键有关;D错,C—H极性非常弱,不可能与水分子形成氢键,可燃冰是因为高压下水分子通过氢键形成笼状结构,笼状结构的体积与甲烷分子相近,刚好可以容纳下甲烷分子,而甲烷分子与水分子之间没有氢键。
变式2 试用有关知识解释下列现象:
(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多,原因是________ ______________________________________________________________。
(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,NH3易液化的原因是___________ _____________________________________________________________。
(3)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因是__________________________________ __________________________________________。
答案 (1)乙醇分子之间形成的氢键作用力远大于乙醚分子间的范德华力,故乙醇的沸点比乙醚高很多
(2)NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离 (3)常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,所以用(H2O)m表示,而不是以单个分子形式存在
命题点 4 分子的物理性质比较
典例4 (1)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________________________。
(2)如图为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为
________________________________________________________________________。
(3)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为________,其沸点比NH3的________(填“高”或“低”),其判断理由是___________________________________________________________。
答案 (1)苯胺分子之间存在氢键 (2)S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (3)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
解析 (1)苯胺中有—NH2,分子间可形成氢键,而甲苯分子间不能形成氢键,分子间氢键可明显地提高分子晶体的熔、沸点。(2)S8和SO2均为分子晶体,S8的相对分子质量大于SO2,因此S8的分子间作用力大,熔、沸点比SO2的高。(3)AsH3的中心原子As的孤电子对数为=1,则AsH3含3个σ键电子对和1个孤电子对,故其空间结构为三角锥形;NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多,故NH3易形成分子间氢键,从而使其沸点升高。
变式1比较下列化合物的沸点,前者低于后者的是( )
A.乙醇与氯乙烷
B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛
D.H2O与H2Te
答案 B
解析 邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键,沸点较低;而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛容易形成分子间氢键,沸点较高,故B项符合题目要求,C项不符合题目要求;由于乙醇分子间形成氢键;故乙醇的沸点高于氯乙烷,A项不符合题目要求,同理,H2O的沸点高于H2Te的沸点,D项不符合题目要求。
变式2 下列说法中正确的是( )
A.干冰汽化和碘升华克服的作用力相同
B.甲酸甲酯和乙酸相对分子质量相同,熔点相近
C.氯化钙和氯化氢溶解时,破坏的都是离子键
D.碘化氢的范德华力比溴化氢的大,碘化氢稳定性强
答案 A
解析 A对,干冰和碘都由分子构成,状态改变时,克服的分子间作用力相同;B错,乙酸分子间有氢键,熔点较高,甲酸甲酯分子间没有氢键,熔点较低;C错,氯化钙溶于水时破坏离子键,氯化氢溶于水时破坏共价键;D错,分子的稳定性由化学键的强弱决定,与范德华力无关。
命题点 5 分子的手性
典例5 在有机物分子中,连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”,具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子A中含有一个手性碳原子,该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时,生成的新有机物无光学活性的是( )
A.分子A中的—CHO转化为—COOH
B.与甲酸发生酯化反应
C.与金属钠发生反应
D.分子A中的—CHO与H2发生加成反应生成—CH2OH
答案 D
解析:若生成的新有机物为无光学活性的物质,则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使两个原子或基团具有相同的结构。A项反应后—CHO转化为—COOH,手性碳原子仍存在;B项反应后—CH2OH转化为,手性碳原子仍存在;C项反应后—CH2OH转化为—CH2ONa,手性碳原子仍存在;D项反应后—CHO转化为—CH2OH,与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同,不再存在手性碳原子。
变式1 下列说法不正确的是( )
A.互为手性异构体的分子互为镜像
B.利用手性催化剂可主要得到一种手性分子
C.手性异构体分子组成相同
D.手性异构体性质相同
答案 D
解析 互为手性异构体的分子互为镜像,故A正确;在手性合成中,与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态,从而会诱导生成一种手性分子,故B正确;手性异构体的分子组成相同,故C正确;手性异构体的物理性质、化学性质有差异,故D错误。
变式2 当一个碳原子连接四个不同的原子或原子团时,该碳原子叫做手性碳原子。下列化合物中含有2个手性碳原子的是( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 由题意可知,A、B、D项中的物质均各有1个手性碳原子,C项中物质有2个手性碳原子。
点拨 1 分子极性的判断方法
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。
(3)含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是非极性分子;空间结构不对称的是极性分子。
(4)判断ABn型分子极性的经验规律:
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
点拨 2 有机羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系
(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性
①含相同个数的不同卤素原子的羧酸,卤素原子的电负性越大,酸性越强。
②含不同数目的同种卤素原子的羧酸,卤素原子的数目越多,羧酸的酸性越强。
(2)只含烃基的一元羧酸的酸性
烃基越长,羧酸的酸性越弱;随着烃基的加长,酸性的差异越来越小。
(3)只含烃基的多元羧酸的酸性
烃基所含碳原子数越少,羧基个数越多,酸性越强。
点拨 3 物质溶解性的比较和判断方法
(1)依据“相似相溶”规律
非极性溶质一般易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂;极性溶质一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。
(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键
如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶质溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因为它们与水分子间形成氢键。
(3)依据分子结构的相似性
溶质与溶剂分子结构的相似程度越大,其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
点拨 4 对范德华力和氢键理解的易错点
(1)范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。SiO2、金刚石等由共价键形成的物质的粒子之间不存在范德华力。
(2)范德华力的大小主要与相对分子质量的大小和分子的极性有关,相对分子质量越大,范德华力越大;相对分子质量相同时,极性分子的范德华力大于非极性分子的范德华力。如范德华力:CO>N2。
(3)由分子构成的物质,其稳定性与范德华力和氢键无关,由共价键的强弱决定,其熔、沸点才与范德华力和氢键有关。
◆能力强化练
1.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°,下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A.该分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.该分子中四个氮原子共平面
C.该分子是非极性分子
D.该分子中氮原子之间的共价键均为σ键
答案 D
解析 N和O两种原子属于不同非金属元素的原子,它们之间形成的共价键是极性键,A项错误;因为该分子中N—N—N键角都是108.1°,所以该分子中四个氮原子不可能共平面,B项错误;由该分子的空间结构可知,分子空间结构不对称,是极性分子,C项错误;该分子中氮原子之间的共价键都是单键,故均为σ键,D项正确。
2.在极性分子中,正电荷中心同负电荷中心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷中心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。下列四组分子中,所有分子都符合μ=0的是( )
A.HCl、CS2、H2S、SO2 B.BF3、CCl4、BeCl2、CO2
C.N2、NH3、H2O、CCl4 D.CH4、SO3、NH3、H2O
答案 B
解析 HCl是由极性键构成的极性分子,μ不等于0;H2S、SO2都是V形分子,即极性分子,μ不等于0;CS2是直线形分子,即非极性分子,μ=0,故A不符合题意;BF3为平面三角形分子,CCl4为正四面体形分子,BeCl2、CO2均为直线形分子,四种分子的分子结构均对称,均为非极性分子,所有分子都符合μ=0,故B符合题意;N2和CCl4均为非极性分子,μ=0;NH3为三角锥形分子,H2O为V形分子,都属于极性分子,μ不等于0,故C不符合题意;CH4为正四面体形分子,SO3为平面三角形分子,二者均为非极性分子,μ=0;NH3为三角锥形分子,H2O为V形分子,都属于极性分子,μ不等于0,故D不符合题意。
3.下列有关共价键对物质化学性质的影响,说法错误的是( )
A.乙二酸的酸性强于己二酸
B.一元酸的酸性:氯乙酸>二氯乙酸
C.由酸性ClCH2COOH>CH3COOH,可知酸性FCH2COOH>CH3COOH
D.氮气稳定性强于白磷(P4)的原因是N≡N的键能大于P—P的键能
答案 B
解析 —Cl为吸电子基团,C—Cl个数越多,使得羧基中的羟基极性越大,酸性越强,一元酸的酸性:氯乙酸<二氯乙酸,B错误;—F和—Cl均为吸电子基团,甲基为推电子基团,F—C的极性大于Cl—C的极性,使得FCH2COOH中的羟基的极性>ClCH2COOH中的羟基的极性>CH3COOH中的羟基的极性,从而使得酸性:FCH2COOH>ClCH2COOH>CH3COOH,C正确;氮气中的N≡N键能较大,导致氮气化学性质稳定,一般不易与其他物质反应,而白磷中的P—P的键能较小,使白磷性质活泼,易发生自燃等化学变化,D正确。
4.下列有关分子的结构与性质的说法正确的是( )
A.BBr3、NCl3分子的空间结构均为平面三角形
B.SO2与CO2分子的空间结构均为直线形
C.CH4和NH3中的分子的极性和共价键的极性均相同
D.乙酸酸性大于丙酸,是因为乙基的推电子效应大于甲基
答案 D
解析 BBr3中心原子B的价层电子对数为3+=3,故空间结构为平面正三角形,NCl3中心原子N的价层电子对数为3+=4,空间结构为三角锥形,A错误;CO2中心原子C的价层电子对数为2+=2,空间结构为直线形,SO2中心原子S的价层电子对数为2+=3,含有1个孤电子对,则SO2的空间结构为V形,B错误;CH4为正四面体结构,分子结构对称,属于非极性分子,NH3为三角锥形结构,分子结构不对称,属于极性分子,两者分子的极性不同,C错误;烷基属于推电子基团,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,D正确。
5.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。它的分子空间结构是三角锥形。下列关于PH3的叙述正确的是( )
A.PH3分子中有未成键的孤电子对
B.PH3是非极性分子
C.PH3是一种强氧化剂
D.PH3分子的P—H是非极性键
答案 A
解析 A项正确,P原子最外层有5个电子,只有3个电子参与成键,另有2个电子形成一个孤电子对;B项错误,与NH3类似,PH3是极性分子;C项错误,PH3中P处于最低价态,+1价氢的氧化性极弱,不可能具有强氧化性;D项错误,由于P和H的电负性明显不同,故P—H是极性键。
6.2022年2月20日晚,第二十四届冬奥会在北京国家体育馆胜利闭幕,下列关于“冰”与“雪”的说法正确的是( )
A.冰中氢键的键能为18.8 kJ·mol-1,即融化含1 mol氢键的冰需要吸收18.8 kJ的热量
B.ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰)的原因是分子间作用力大小不同
C.每一片雪花都是一幅精美图案,其六角形形状与氢键的方向性有关
D.可燃冰是甲烷分子与水分子之间通过氢键形成的
答案 C
解析 干冰分子间不能形成氢键,但相对分子质量比水大,水分子间存在氢键,冰形成的氢键比水多,氢键具有方向性、饱和性,使分子间空隙增大,所以ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰),故B错误;水分子间含有氢键,氢键具有方向性、饱和性,雪花的六角形形状与氢键的方向性有关,故C正确;甲烷分子与水分子之间不能形成氢键,故D错误。
7.已知三种硝基苯酚的性质如下表:
名称
结构式
25 ℃水中
溶解度/g
熔点
/℃
沸点
/℃
邻硝基苯酚
0.2
45
100
间硝基苯酚
1.4
96
194
对硝基苯酚
1.7
114
295
下列关于三种硝基苯酚的叙述不正确的是( )
A.邻硝基苯酚形成分子内氢键,使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚
B.间硝基苯酚不仅能形成分子间氢键,还能与水分子形成氢键
C.对硝基苯酚能形成分子间氢键,使其熔、沸点较高
D.三种硝基苯酚都能形成分子内氢键
答案 D
解析 当形成分子内氢键时,熔、沸点降低,A正确;间硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键,B正确;对硝基苯酚不能形成分子内氢键,D错误。
8.下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是( )
A.CH4在水中的溶解度和NH3在水中的溶解度
B.I2在水中的溶解度和I2在CCl4中的溶解度
C.I与H形成共价键的极性和F与H形成共价键的极性
D.乙酸(CH3COOH)的沸点和丙醇(CH3CH2CH2OH)的沸点
答案 D
解析 NH3和水分子间可形成氢键,NH3在水中的溶解度大于CH4在水中的溶解度,故A错误;I2是非极性分子,水是极性分子,CCl4是非极性分子,根据“相似相溶”规律,I2在水中的溶解度小于I2在CCl4中的溶解度,故B错误;氟的电负性大于碘的电负性,所以I与H形成共价键的极性小于F与H形成共价键的极性,故C错误。
9.已知运送卫星的火箭所需燃料除液态过氧化氢外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的结构式为____________,其中N原子采取______杂化方式,该分子是_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的气态物质,在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是________,只含有非极性键的是________,只含有极性键的是________。
答案 (1) sp3 极性 (2)N2H4和H2O2 N2 H2O
解析 (1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数可知其分子式为N2H4,它的结构可看作是NH3分子中的一个H原子被—NH2取代后所得,分子的结构式为,分子中的键全部是单键,故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同,也是sp3杂化,该分子为极性分子。(2)两者反应后生成的物质无毒又不污染环境,故得到的是N2和H2O,反应的化学方程式为N2H4+2H2O2===N2+4H2O,两种反应物中都含有极性键和非极性键,在生成物H2O中只含有极性键,N2中只含有非极性键。
10.根据图示回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示第ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 ;表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 。
(2)同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物的沸点依次升高,其原因为 。
(3)A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点,其原因是 。
答案 (1)A D (2)组成和结构相似的物质,随着相对分子质量增大,范德华力增大,沸点升高 (3)分子间存在氢键
解析 每个H2O能形成四个氢键,沸点最高,故A为第ⅥA族元素氢化物沸点曲线;第ⅣA族元素的氢化物都为非极性分子,沸点较低,且第二周期碳元素的氢化物间不存在氢键,故为曲线D;由于同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物间不存在氢键,且结构相似,所以它们的沸点与范德华力有关,而范德华力与相对分子质量有关,故随着相对分子质量的增大,沸点随之升高;曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点,原因是第二周期氮、氧、氟元素氢化物分子间存在氢键,使分子间作用力增大,沸点升高。
◆综合拔高练
11.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.H2O2中存在非极性共价键,是非极性分子
B.反应 Ⅰ 中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C.H2O分子的VSEPR模型为V形
D.H2O是非极性分子
答案 B
解析 H2O2是极性分子,A错误;反应 Ⅰ 是H2O生成H2和H2O2,涉及极性键H—O的断裂和非极性键H—H、O—O的形成,B正确;H2O是极性分子,故D错误。
12.硫⁃氮化合物是现代无机化学研究的热点之一。如图是已经合成的某硫⁃氮化合物(S4N4)的分子结构。下列有关该物质的说法正确的是( )
A.其分子中各原子最外层都达到了8电子稳定结构
B.其分子中只含极性键
C.其分子是非极性分子
D.其与化合物S2N2互为同素异形体
答案 A
解析 硫原子最外层有6个电子,若形成两个共价单键,则达到8电子稳定结构,氮原子最外层有5个电子,若形成3个共价单键,则达到8电子稳定结构,据图可知,A项正确;该物质的分子中既含S—N极性键,也含N—N非极性键,B项错误;该分子正、负电中心不重合,属于极性分子,C项错误;同素异形体描述的对象是单质,而不是化合物,D项错误。
13.维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式如图所示,维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有( )
A.离子键、共价键 B.离子键、氢键、共价键
C.氢键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力
答案 D
解析 分子内含有氨基和羟基,易形成氢键,故溶于水时要破坏离子键、氢键和范德华力。
14.下列两组命题中,Ⅱ组命题正确且能用Ⅰ组命题加以解释的是( )
选项
Ⅰ组
Ⅱ组
A
相对分子质量:HCl>HF
沸点:HCl>HF
B
键能:H—O>H—S
沸点:H2O>H2S
C
分子间作用力:H2O>H2S
稳定性:H2O>H2S
D
相对分子质量:HI>HCl
沸点:HI>HCl
答案 D
解析 由于相对分子质量:HCl>HF,因此范德华力:HCl>HF,但HF分子间存在氢键,而HCl分子间不存在氢键,所以沸点:HCl<HF,A中Ⅱ组命题不正确;由于原子半径:O<S,因此键长:H—O<H—S,键能:H—O>H—S,但共价分子的沸点与共价键的键能无关,H2O分子间存在氢键,所以沸点:H2O>H2S,B中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题;由于相对分子质量:H2S>H2O,因此范德华力:H2S>H2O,但H2O分子间存在氢键,所以分子间作用力:H2O>H2S,由于键能:H—O>H—S,因此稳定性:H2O>H2S,分子的稳定性与分子间作用力无关,C中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题;由于相对分子质量:HI>HCl,因此范德华力:HI>HCl,沸点:HI>HCl,D中Ⅱ组命题正确且能用Ⅰ组命题解释。
15.(2025·福建莆田·二模)某含铂(Pt)广谱抗癌药的结构如下图所示。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中X、Y、Z同属第二周期,且Y的第一电离能比X、Z的大。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z B.简单氢化物的键角:X>Y>Z
C.含氧酸的酸性:X>Y D.X2W2为极性分子
【答案】B
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中X、Y、Z同属第二周期,X形成4个共价键、Z形成2个共价键,且Y的第一电离能比X、Z的大,则X是C、Y是N、Z是O元素,W形成1个共价键,W是H元素。
【详解】A.同周期主族元素从左到右电负性依次增大,电负性O>N>C,故A错误;B.CH4中C原子价电子对数为4,无孤电子对;NH3中N原子价电子对数为4,有1个孤电子对;H2O中O原子价电子对数为4,有2个孤电子对,其简单氢化物中,中心原子均采取sp3杂化,由于孤电子对对成键电子对的排斥大于成键电子对之间的排斥,孤对电子越多,键角越小,简单氢化物的键角:CH4 >NH3>H2O,故B正确;C.C、N元素均不止一种含氧酸,其中酸性:H2CO3<HNO3,故C错误;D.C2H2是直线型分子,结构对称,为非极性分子,故D错误;选B。
16.(2025·河南新乡·三模)某离子化合物,其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,和均为四面体结构,只有X、Y位于同周期,Z的最外层电子数和电子层数相同,Y的最外层电子数等于X的核电荷数。下列有关说法正确的是
A.的空间结构为平面三角形
B.电负性:
C.最简单氢化物的沸点:
D.X、Y所在同周期中有1种元素的第一电离能介于二者之间
【答案】B
【分析】根据已知信息,可确定和分别为和,二者均为四面体结构,W、X、Y、Z依次为H、N、F、Al元素。
【详解】A.为,中心原子N的价层电子对数为,孤电子对数为1,则其空间构型为三角锥形,A项错误;B.电负性:,即,B项正确;C.X、Y分别为N、F,它们最简单氢化物为、HF,二者分子间均能形成氢键,且HF分子间的氢键强度更大,使得其沸点更高,则沸点:,C项错误;D.X、Y分别为N、F,都在第二周期,第二周期主族元素的第一电离能从小到大的顺序:Li、B、Be、C、O、N、F,没有元素的第一电离能介于N和F之间,D项错误;故选B。
17.北斗卫星导航系统是中国自行研制并开发的,其中第八颗和第九颗北斗卫星是被长征三号甲运载火箭送入太空预定转移轨道的。已知运送卫星的火箭所需反应物除液态过氧化氢外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的电子式为 ,其中N原子采取 杂化,该分子是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的物质,在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是 ,只含有非极性键的是 ,只含有极性键的是 。
(3)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构(包括电子式);又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,则N2O的电子式可表示为_________________,由此可知它 (填“含有”或“不含”)非极性键。
答案 (1) sp3 极性 (2)N2H4和H2O2 N2 H2O (3) 含有
解析 (1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数计算可知,其分子式为N2H4,它的结构可看作NH3分子中的一个H原子被—NH2取代后所得,该分子的结构式为,分子中的键全部是单键,故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同,也是sp3杂化,该分子为极性分子。(2)两者反应后生成的物质无毒又不污染环境,故得到的是N2和H2O,反应的化学方程式为N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O,两种反应物中都含有极性键和非极性键,在生成物H2O中只含有极性键,N2中只含有非极性键。
18.(1)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 。
(2)CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称: 。
(3)下图中曲线表示卤素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是 (填字母)。
(4)O的氢化物(H2O)在乙醇中的溶解度大于H2S在乙醇中的溶解度,其原因是 。
(5)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高,其主要原因是 。
答案 (1)< 能形成分子内氢键,使其更难电离出H+ (2)范德华力 乙酸(答案合理均可) (3)a (4)水分子与乙醇分子之间可以形成氢键 (5)NH3分子间可形成氢键
解析 (1)当形成分子内氢键后,导致酚羟基的电离能力减弱,故其电离能力比苯酚的弱。
(2)固态CO2中存在范德华力;根据氢键的形成条件,由H、C、O构成的能形成分子间氢键的分子,可联想到HCOOH、CH3COOH等。
(3)同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,a正确;F元素无正价,b错误;由于HF中存在分子间氢键,所以其沸点高于HCl、HBr,c错误;随着相对分子质量的增大,范德华力逐渐增大,卤素单质的熔点逐渐升高,d错误。
(4)水与乙醇可形成分子间氢键,使得水与乙醇互溶;而硫化氢与乙醇不能形成分子间氢键,所以硫化氢在乙醇中的溶解度小于水。
◆高考真题练
19.(2025·云南卷)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是
A.M与Z可形成离子化合物 B.原子半径:
C.是极性分子 D.电负性:
【答案】A
【分析】M是原子半径最小的为H,Q是形成物质种类最多,则为C, R是地壳中含量最高,为O, T、X、Y同周期且原子序数递增。Q(C)和X均与Y相邻,结合Z的原子序数Z = M + R + T = 1 + 8 + T,Z ≤ 20,得T = 11(Na),Z = 20(Ca)。又因为T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,可推出 Q(C)与Y(Si)同主族相邻,X(Al)与Y(Si)相邻且T(Na)、X(Al)、Y(Si)同属第三周期, 故推出M为H、Q为C、R为O、T为Na、X为Al、Y为Si、Z为Ca,据此解答。
【详解】A.H与Ca形成CaH2,为活泼金属形成的氢化物,为离子化合物,A正确;B.同周期原子半径从左到右逐渐减小,同主族原子半径从上到下逐渐增大,R为O、T为Na、X为Al,则它们的原子半径大小为O<Al<Na,即R<X<T,B错误;C.为CO2,为直线型的非极性分子,C错误;
D.同周期电负性从左到右逐渐增大,同主族电负性从下到上逐渐增大,Q为C、R为O、Y为Si,则电负性Si<C<O,正确顺序为Y<Q<R,D错误;故选A
20.(2025·湖南卷)浓溶液中含有的具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是。下列说法正确的是
A.电负性:
B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
【答案】D
【分析】Y的最外层电子数是内层的3倍,则Y的最外层电子数为6,Y为O,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则X的最外层电子数应为1,原子序数小于氧元素,则X为H,Z的最外层电子数为7,则Z为Cl,M的价层电子排布是,M是Zn,综上所述:X为H、Y为O、Z为Cl、M是Zn,据此解答;
【详解】A.非金属性越强,电负性越大,中O为负化合价,因此X(H)的电负性小于Y(O),A错误;B.Y(O)的单质O2是非极性分子,但O3是极性分子(V形结构导致偶极矩不为零),B错误;C.X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物如HClO,属于弱电解质,并非全部为强电解质,C错误;D.M为Zn,比Fe活泼,镶嵌Zn会通过牺牲阳极保护铁管,使其不易被腐蚀,D正确;故选D。
21.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是
A.第二电离能: B.原子半径:
C.单质沸点: D.电负性:
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,则W价电子排布式可能是:1s22s22p2或1s22s22p63s23p4,若W是C,X与W同族,则X是Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是P,Z位于W的对角线位置,则满足条件的Z是P,与Y重复;故W是S;X与W同族,则X是O;Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是N;Z位于W的对角线位置,则Z是F。
【详解】A.O的第二电离能高于N,因为O+的电子构型为2p3(半充满),失去电子需更高能量,而N+的电子构型为2p2,失去电子相对容易,因此X(O)的第二电离能大于Y(N),A错误;B.同主族从上到下,原子半径变大,同周期,从左到右原子半径变小,F(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周期,原子半径S>O>F,即:,B正确;C.N2与F2都是分子晶体,F2范德华力大,沸点高,C正确;D.同主族从上到下,电负性逐渐减小,O的电负性大于S,D正确;故选A。
22.(2025·重庆卷)三种氮氧化物的结构如下所示:
下列说法正确的是
A.氮氮键的键能: B.熔点:
C.分子的极性: D.的键角:
【答案】A
【详解】A.由图中数据可知,氮氮键的键长:,则氮氮键的键能:,A正确;B.二者均为分子构成的物质,分子间作用力:,熔点:,B错误;C.为对称的平面结构,极性较弱,而结构不对称,正负电荷中心不能重合,属于典型的极性分子,故分子极性::,C错误;D.结构为,中心原子N存在对孤对电子,中心原子N为杂化,受孤对电子影响,键角略小于120°;而中心原子N的孤对电子为,价电子数为3,也是杂化,没有孤对电子的影响,故键角,D错误;故选A。
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第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
要点 1 共价键的极性
1.共价键的极性
(1)极性键和非极性键的比较
项目
极性键
非极性键
成键原子
______元素的原子
______元素的原子
电子对
______偏移
______偏移
成键原子的电性
一个原子呈正电性(δ+)、另一个原子呈负电性(δ-)
呈______性
表示形式
A—B、A==B、A≡B等
A—A、A==A、A≡A等
实例
C—H、C==O、C≡N
H—H、C==C、C≡C
(2)极性键和非极性键的存在
项目
极性键
非极性键
物质类别
共价化合物;部分离子化合物
非金属单质;部分共价化合物;部分离子化合物
实例
HCl、NaOH、NH4Cl等
O2、H2O2、Na2O2等
2.分子的极性
(1)分子的极性
①极性分子:分子的正电中心与负电中心______,使分子的某一个部分呈正电性(δ+)另一部分呈负电性(δ-)。
②非极性分子:分子的正电中心与负电中心______。
(2)极性分子和非极性分子的判断方法
判断分子的极性可依据分子中化学键的极性的向量和。
①只含非极性键的分子一定是______分子。
②含有极性键的分子,当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是______分子,否则是_____分子。
3.键的极性与分子的极性的关系
要点 2 键的极性对化学性质的影响
成键元素的原子吸引电子能力越强,电负性越大,共价键的极性就______,在化学反应中该分子的反应活性______,在化学反应中越容易______。
羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性______。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。
不同羧酸的pKa
羧酸
pKa
丙酸(C2H5COOH)
4.88
乙酸(CH3COOH)
4.76
甲酸(HCOOH)
3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH)
2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH)
1.29
三氯乙酸(CCl3COOH)
0.65
三氟乙酸(CF3COOH)
0.23
(1)试比较氯乙酸和氟乙酸的酸性强弱,并解释其原因。
(2)试比较三氟乙酸和三氯乙酸的酸性强弱,并解释其原因。
(3)试比较甲酸和乙酸酸性的强弱,并解释其原因。
要点 3 分子间作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
(1)定义及实质:分子间普遍存在作用力称为范德华力,其实质是______作用。
(2)特征:范德华力很弱,比化学键的键能____________数量级。
(3)影响因素
①分子结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力______。
②分子的极性越大,范德华力______。
(4)对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的物理性质,范德华力越强,物质的熔点、沸点______。
①对物质熔、沸点的影响
a.通常组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力______,物质的熔、沸点______。如熔、沸点:F2______Cl2______Br2______I2;CF4______CCl4______CBr4______CI4。
b.相对分子质量相近的物质,分子的极性越小,范德华力______,物质的熔、沸点______。如熔、沸点:N2<CO。
②对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大,则溶质分子的溶解度______。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大,故I2、Br2______溶于苯中,而水与苯分子间的范德华力很小,故水______溶于苯中。
2.氢键及其对物质性质的影响
(1)定义
氢键是由已经与_________很大的原子形成共价键的______原子(如水分子中的氢)与另一个______很大的原子(如水分子中的氧)之间的________。
(2)表示方法
通常用X—H…Y—表示氢键,其中X、Y为__________,“—”表示________,“…”表示形成的______。
(3)氢键的特征
氢键______化学键,而是特殊的分子间作用力,其键能比化学键______,比范德华力______。
(4)氢键的类型
氢键分为__________氢键和_________氢键。
①分子内氢键
邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间形成的氢键是分子内氢键。
②分子间氢键
如水分子之间、氨分子之间、氟化氢分子之间以及水分子与氨分子之间、水分子与氟化氢分子之间、氨分子与氟化氢分子之间、对羟基苯甲醛分子间均存在分子间氢键。
(5)氢键对物质性质的影响
①氢键对物质熔、沸点的影响
a.分子间存在氢键时,物质在熔化或汽化时,除破坏普通的分子间作用力外,还需要破坏分子间的氢键,消耗更多的能量,所以存在着分子间氢键的物质一般具有______的熔点和沸点。
例如:ⅤA~ⅦA族元素的氢化物中,NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高,这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键,如图所示。
b.有机物能形成分子内氢键的,其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的______。如邻羟基苯甲醛能形成_________氢键,而对羟基苯甲醛能形成_________氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点______邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
②氢键对物质溶解度的影响
如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度______。
由于氨分子与水分子间能形成______,且都是______分子,所以NH3______溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水,都与它们的分子能与水分子形成______有关。
③氢键的存在引起密度的变化
由于水分子之间的氢键,水结冰时体积变大而密度______;冰融化成水时,体积变小而密度______;在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”,形成“缔合分子”,导致这种水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量______。
3.溶解性
(1)“相似相溶”规律:
非极性溶质一般能溶于_________溶剂,极性溶质一般能溶于______溶剂。如蔗糖和氨______于水,______于四氯化碳。而萘和碘却______于四氯化碳,______于水。
(2)影响物质溶解性的因素
①外界因素:主要有温度、压强等。
②氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性______。
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性______。如乙醇与水______,而戊醇在水中的溶解度明显______。
要点 4 分子的手性
1.手性异构体
具有完全相同的______和____________的一对分子,如同左手与右手一样互为______,却在三维空间里____________,互称手性异构体(或对映异构体)。
2.手性分子
有____________的分子叫做手性分子。如:乳酸()分子。
3.手性碳原子的确定
(1)碳原子连接了四个______的原子或原子团,形成的化合物存在手性异构,则该碳原子称为手性碳原子。如,其中*C即为手性碳原子。
(2)不饱和碳原子(如碳碳双键、碳碳三键等中的碳原子)一定不是手性碳原子。
4.手性分子的应用
(1)医药:现今使用的药物中手性药物超过50%。对于手性药物,一个异构体可能是______的,而另一个异构体可能是______甚至是______的。
(2)手性合成:2001年,诺贝尔化学家授予三位用____________生产手性药物的化学家。用他们的合成方法,可以只得到或者主要得到一种___________,这种独特的合成方法称为手性合成。
(3)手性催化剂:手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成,可以比喻成握手——手性催化剂像迎宾的主人伸出右手,被催化合成的手性分子像客人,总是伸出右手去握手。
命题点 1 键的极性和分子的极性的判断
典例1已知N、P均属于元素周期表的第ⅤA族元素。N在第二周期,P在第三周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H间的夹角是107°。
(1)N4分子的空间结构为,它是一种 (填“极性”或“非极性”)分子。
(2)PH3分子中P—H (填“有”或“无”,下同)极性,PH3分子 极性。
(3)NCl3是一种淡黄色油状液体,下列对NCl3的有关描述不正确的是 (填字母)。
a.该分子呈平面三角形
b.该分子中的化学键为极性键
c.该分子为极性分子
变式1下列各组物质中,属于由极性键构成的极性分子的是( )
A.CH4和Br2 B.NH3和H2S
C.BF3和CO2 D.BeCl2和HCl
变式2已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示,如图所示,下列有关H2O2结构的说法不正确的是( )
A.分子的正、负电中心不重合
B.H2O2分子内既含极性键又含非极性键
C.H2O2是极性分子
D.H2O2是非极性分子
命题点 2 键的极性对化学性质的影响
典例2 下列物质中,酸性最强的是( )
A.HCOOH B.HOCOOH
C.CH3COOH D.C6H13COOH
变式1下列几种有机羧酸中,按酸性由强到弱的顺序排列正确的是( )
①乙酸(CH3COOH) ②氯乙酸(CH2ClCOOH) ③三氯乙酸(CCl3COOH) ④三氟乙酸(CF3COOH)
A.②①④③ B.①②③④
C.④③②① D.③②④①
变式2CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性强于CH3COOH,这是因为—Cl是一种吸电子基团,能使—OH上的H原子具有更大的活泼性;有的基团属于推电子基团,能减弱—OH上H原子的活泼性;这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空:
(1)HCOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在 (填“吸”或“推”)电子基团,这种基团是 。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在 (填“吸”或“推”)电子基团,这种基团是 。
(3)—C6H5属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最强的是 。
命题点 3 分子间作用力对物质性质的影响
典例3 下列对一些实验事实的理论解释不正确的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大
溴单质、碘单质和四氯化碳都为非极性分子
B
卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态
范德华力逐渐增大
C
在常温常压下,1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl的短
变式1 关于氢键,下列说法正确的是( )
A.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
B.因为氢键的存在, 比的熔、沸点高
C.由于氢键比范德华力强,所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”——甲烷水合物(例如:CH4·8H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
变式2 试用有关知识解释下列现象:
(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多,原因是________ ______________________________________________________________。
(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,NH3易液化的原因是___________ _____________________________________________________________。
(3)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因是__________________________________ __________________________________________。
命题点 4 分子的物理性质比较
典例4 (1)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________________________。
(2)如图为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为
________________________________________________________________________。
(3)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为________,其沸点比NH3的________(填“高”或“低”),其判断理由是___________________________________________________________。
变式1比较下列化合物的沸点,前者低于后者的是( )
A.乙醇与氯乙烷
B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛
D.H2O与H2Te
变式2 下列说法中正确的是( )
A.干冰汽化和碘升华克服的作用力相同
B.甲酸甲酯和乙酸相对分子质量相同,熔点相近
C.氯化钙和氯化氢溶解时,破坏的都是离子键
D.碘化氢的范德华力比溴化氢的大,碘化氢稳定性强
命题点 5 分子的手性
典例5 在有机物分子中,连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”,具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子A中含有一个手性碳原子,该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时,生成的新有机物无光学活性的是( )
A.分子A中的—CHO转化为—COOH
B.与甲酸发生酯化反应
C.与金属钠发生反应
D.分子A中的—CHO与H2发生加成反应生成—CH2OH
变式1 下列说法不正确的是( )
A.互为手性异构体的分子互为镜像
B.利用手性催化剂可主要得到一种手性分子
C.手性异构体分子组成相同
D.手性异构体性质相同
变式2 当一个碳原子连接四个不同的原子或原子团时,该碳原子叫做手性碳原子。下列化合物中含有2个手性碳原子的是( )
A. B. C. D.
点拨 1 分子极性的判断方法
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。
(3)含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是非极性分子;空间结构不对称的是极性分子。
(4)判断ABn型分子极性的经验规律:
①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。
②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。
点拨 2 有机羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系
(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性
①含相同个数的不同卤素原子的羧酸,卤素原子的电负性越大,酸性越强。
②含不同数目的同种卤素原子的羧酸,卤素原子的数目越多,羧酸的酸性越强。
(2)只含烃基的一元羧酸的酸性
烃基越长,羧酸的酸性越弱;随着烃基的加长,酸性的差异越来越小。
(3)只含烃基的多元羧酸的酸性
烃基所含碳原子数越少,羧基个数越多,酸性越强。
点拨 3 物质溶解性的比较和判断方法
(1)依据“相似相溶”规律
非极性溶质一般易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂;极性溶质一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。
(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键
如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶质溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因为它们与水分子间形成氢键。
(3)依据分子结构的相似性
溶质与溶剂分子结构的相似程度越大,其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
点拨 4 对范德华力和氢键理解的易错点
(1)范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。SiO2、金刚石等由共价键形成的物质的粒子之间不存在范德华力。
(2)范德华力的大小主要与相对分子质量的大小和分子的极性有关,相对分子质量越大,范德华力越大;相对分子质量相同时,极性分子的范德华力大于非极性分子的范德华力。如范德华力:CO>N2。
(3)由分子构成的物质,其稳定性与范德华力和氢键无关,由共价键的强弱决定,其熔、沸点才与范德华力和氢键有关。
◆能力强化练
1.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°,下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A.该分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.该分子中四个氮原子共平面
C.该分子是非极性分子
D.该分子中氮原子之间的共价键均为σ键
2.在极性分子中,正电荷中心同负电荷中心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷中心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。下列四组分子中,所有分子都符合μ=0的是( )
A.HCl、CS2、H2S、SO2 B.BF3、CCl4、BeCl2、CO2
C.N2、NH3、H2O、CCl4 D.CH4、SO3、NH3、H2O
3.下列有关共价键对物质化学性质的影响,说法错误的是( )
A.乙二酸的酸性强于己二酸
B.一元酸的酸性:氯乙酸>二氯乙酸
C.由酸性ClCH2COOH>CH3COOH,可知酸性FCH2COOH>CH3COOH
D.氮气稳定性强于白磷(P4)的原因是N≡N的键能大于P—P的键能
4.下列有关分子的结构与性质的说法正确的是( )
A.BBr3、NCl3分子的空间结构均为平面三角形
B.SO2与CO2分子的空间结构均为直线形
C.CH4和NH3中的分子的极性和共价键的极性均相同
D.乙酸酸性大于丙酸,是因为乙基的推电子效应大于甲基
5.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。它的分子空间结构是三角锥形。下列关于PH3的叙述正确的是( )
A.PH3分子中有未成键的孤电子对
B.PH3是非极性分子
C.PH3是一种强氧化剂
D.PH3分子的P—H是非极性键
6.2022年2月20日晚,第二十四届冬奥会在北京国家体育馆胜利闭幕,下列关于“冰”与“雪”的说法正确的是( )
A.冰中氢键的键能为18.8 kJ·mol-1,即融化含1 mol氢键的冰需要吸收18.8 kJ的热量
B.ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰)的原因是分子间作用力大小不同
C.每一片雪花都是一幅精美图案,其六角形形状与氢键的方向性有关
D.可燃冰是甲烷分子与水分子之间通过氢键形成的
7.已知三种硝基苯酚的性质如下表:
名称
结构式
25 ℃水中
溶解度/g
熔点
/℃
沸点
/℃
邻硝基苯酚
0.2
45
100
间硝基苯酚
1.4
96
194
对硝基苯酚
1.7
114
295
下列关于三种硝基苯酚的叙述不正确的是( )
A.邻硝基苯酚形成分子内氢键,使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚
B.间硝基苯酚不仅能形成分子间氢键,还能与水分子形成氢键
C.对硝基苯酚能形成分子间氢键,使其熔、沸点较高
D.三种硝基苯酚都能形成分子内氢键
8.下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是( )
A.CH4在水中的溶解度和NH3在水中的溶解度
B.I2在水中的溶解度和I2在CCl4中的溶解度
C.I与H形成共价键的极性和F与H形成共价键的极性
D.乙酸(CH3COOH)的沸点和丙醇(CH3CH2CH2OH)的沸点
9.已知运送卫星的火箭所需燃料除液态过氧化氢外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的结构式为____________,其中N原子采取______杂化方式,该分子是_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的气态物质,在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是________,只含有非极性键的是________,只含有极性键的是________。
10.根据图示回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示第ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 ;表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 。
(2)同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物的沸点依次升高,其原因为 。
(3)A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点,其原因是 。
◆综合拔高练
11.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.H2O2中存在非极性共价键,是非极性分子
B.反应 Ⅰ 中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C.H2O分子的VSEPR模型为V形
D.H2O是非极性分子
12.硫⁃氮化合物是现代无机化学研究的热点之一。如图是已经合成的某硫⁃氮化合物(S4N4)的分子结构。下列有关该物质的说法正确的是( )
A.其分子中各原子最外层都达到了8电子稳定结构
B.其分子中只含极性键
C.其分子是非极性分子
D.其与化合物S2N2互为同素异形体
13.维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式如图所示,维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有( )
A.离子键、共价键 B.离子键、氢键、共价键
C.氢键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力
14.下列两组命题中,Ⅱ组命题正确且能用Ⅰ组命题加以解释的是( )
选项
Ⅰ组
Ⅱ组
A
相对分子质量:HCl>HF
沸点:HCl>HF
B
键能:H—O>H—S
沸点:H2O>H2S
C
分子间作用力:H2O>H2S
稳定性:H2O>H2S
D
相对分子质量:HI>HCl
沸点:HI>HCl
15.(2025·福建莆田·二模)某含铂(Pt)广谱抗癌药的结构如下图所示。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中X、Y、Z同属第二周期,且Y的第一电离能比X、Z的大。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z B.简单氢化物的键角:X>Y>Z
C.含氧酸的酸性:X>Y D.X2W2为极性分子
16.(2025·河南新乡·三模)某离子化合物,其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,和均为四面体结构,只有X、Y位于同周期,Z的最外层电子数和电子层数相同,Y的最外层电子数等于X的核电荷数。下列有关说法正确的是
A.的空间结构为平面三角形
B.电负性:
C.最简单氢化物的沸点:
D.X、Y所在同周期中有1种元素的第一电离能介于二者之间
17.北斗卫星导航系统是中国自行研制并开发的,其中第八颗和第九颗北斗卫星是被长征三号甲运载火箭送入太空预定转移轨道的。已知运送卫星的火箭所需反应物除液态过氧化氢外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的电子式为 ,其中N原子采取 杂化,该分子是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的物质,在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是 ,只含有非极性键的是 ,只含有极性键的是 。
(3)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构(包括电子式);又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,则N2O的电子式可表示为_________________,由此可知它 (填“含有”或“不含”)非极性键。
18.(1)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 。
(2)CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称: 。
(3)下图中曲线表示卤素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是 (填字母)。
(4)O的氢化物(H2O)在乙醇中的溶解度大于H2S在乙醇中的溶解度,其原因是 。
(5)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高,其主要原因是 。
◆高考真题练
19.(2025·云南卷)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是
A.M与Z可形成离子化合物 B.原子半径:
C.是极性分子 D.电负性:
20.(2025·湖南卷)浓溶液中含有的具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是。下列说法正确的是
A.电负性:
B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
21.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是
A.第二电离能: B.原子半径:
C.单质沸点: D.电负性:
22.(2025·重庆卷)三种氮氧化物的结构如下所示:
下列说法正确的是
A.氮氮键的键能: B.熔点:
C.分子的极性: D.的键角:
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