第03讲 分子结构与物质的性质“原因解释”题（重难点讲义）化学苏教版选择性必修2

本高中化学讲义聚焦分子结构与物质性质的“原因解释”题，系统梳理分子构型、杂化类型、化学键类型与熔沸点、溶解性等物理性质及稳定性等化学性质的对应关系，通过空间结构对称法等三种方法判断分子极性，结合分子间作用力、键的极性影响分析，构建“结构+原理+性质”的答题模板，并配套典例、变式及训练题形成完整学习支架。 资料以表格对比（如ABn型分子极性与构型）结构化呈现知识，强化“结构决定性质”的化学观念，通过典例解析（如CS₂溶解性、羧酸酸性比较）培养科学思维中的模型建构与证据推理能力。课中辅助教师高效授课，课后助力学生通过分层训练查漏补缺，提升原因解释题的解题能力。

第03讲 分子结构与物质的性质“原因解释”题 1、 掌握分子构型、杂化类型、化学键类型与物质物理性质（熔沸点、溶解性、硬度）、化学性质（稳定性、反应活性）的对应关系，能精准匹配关联点。 2、 规范答题模板：学会用“结构+原理+性质”的思路组织原因。 3、掌握分子构型、杂化类型、化学键类型与物质物理性质（熔沸点、溶解性、硬度）、化学性质（稳定性、反应活性）的对应关系，能精准匹配关联点。 一、极性分子、非极性分子的判断 1、空间结构对称法 分子类型 空间结构 分子极性 代表物 A2 直线形 非极性分子 O2、H2 AB 极性分子 HF、CO AB2 直线形 非极性分子 CO2、CS2 V形 极性分子 SO2、H2O、H2S AB3 平面三角形 非极性分子 BF3、AlCl3 三角锥形 极性分子 NH3、PCl3 AB4 正四面体形 非极性分子 CH4、CCl4 一般情况下结构对称的分子为 ，结构不对称的分子为 。 2、化合价法 ABn型分子中，中心原子化合价的绝对值=该元素的价电子数，该分子为非极性分子。 常见ABn型分子的极性判断 分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2 化合价绝对值 价电子数 分子极性 3、 孤电子对法(ABn型) A无孤电子对的为 ，否则为极性分子。如: 分子 CO2 CH4 SO3 PCl5 SF6 PCl3 SO2 有无孤电子对 分子极性 解释：若没有孤电子对，几个共价键电子对互相 ，能 非常均匀对称状态；一旦有孤电子对后，相当于有了额外的作用力，导致分子 非常好的对称性。 二、分子间作用力对物质性质的影响分析 1、范德华力对物质性质的影响 组成、结构相似的分子晶体，相对分子质量 ，范德华力 ，熔沸点 。 2、氢键对物质性质的影响 图示氢键 对物质性质 的影响 举例 HF分子间的氢键 乙酸以分子间氢键缔合而成的二聚体结构 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键 分子间氢键使物质沸点较高 沸点：NH3>PH3、HF>HCl、C2H5OH>CH3OCH3 分子内氢键使物质沸点较低 沸点：< 使物质易溶于水 NH3、C2H5OH、H2O2、CH3COOH等易溶于水 解释一些特殊现象 水结冰后，体积膨胀并漂浮在水面上(水分子间形成氢键，体积变大，密度变小) 三、键的极性对有机酸酸性的影响 电子云密度分布的改变，引起键的极性改变，对有机酸酸性强弱有影响。如羧酸酸性强弱比较：烃基是推电子基，烃基 ，推电子效应越 ，羧基中O—H的极性 ，O—H越不容易断裂，不易电离出H+酸性越小。 三氟乙酸酸性 三氯乙酸：氟的电负性大于氯，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，更易电离出氢离子。同理,三氯乙酸的酸性 二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性 氯乙酸的。 题型01 分子极性与溶解性原因解释 【典例】关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是 A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 【变式】下列说法正确的是 A．分子中只含有3个手性碳原子 B．为V形分子，有微弱的极性，在水中的溶解度小于 C．噻吩()相对分子质量大于吡咯()，故噻吩的沸点高于吡咯 D．在第三周期中，第一电离能位于铝元素与磷元素之间的元素有2种 题型02 键角大小原因解释 【典例】和均可发生水解反应，其中的水解机理示意图如下： 下列说法正确的是 A．的键角大于的键角 B．三种原子的第一电离能O原子的最大 C．和均能与形成氢键 D．的水解产物为和HClO 【变式】从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释相符的是 选项 实例 解释 A 键角： N-H、O-H键长逐渐减小，成键电子对的斥力逐渐减小 B 的热稳定性强于 分子间可形成氢键 C 键能：F-F<Cl-Cl F比Cl电负性强 D 沸点：醋酸>硝酸 醋酸可形成分子间氢键，硝酸可形成分子内氢键 A．A B．B C．C D．D 题型03 共价键性质相关原因解释 【典例】反应可用于储氢。下列说法正确的是 A．是极性分子 B．中只含离子键 C．中元素的化合价为+2 D．的空间构型为直线型 【变式】依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 膨松剂的膨松原理： 膨松剂的膨松原理： B HF分子的极性强于HCl分子的极性 分子的极性强于分子的极性 C 用与浓硫酸反应制备 用与浓硫酸反应制备 D 接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的缔合分子 接近硫化氢的沸点的硫化氢气体中存在相当量的缔合分子 A．A B．B C．C D．D 题型04 羧酸酸性强弱的比较 【典例】一种新型除草剂的结构如图所示，其中X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，M与Z同主族，W是最不稀缺的元素之一。下列说法正确的是 A．沸点： B．原子半径： C．和均为极性分子 D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【变式】下列对有关物质结构或性质的解释错误的是 选项 实例 解释 A 的空间结构都是三角锥形 二者的中心原子轨道的杂化类型均为，均有一个孤电子对 B 的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 水中的溶解度：苯酚>甲苯 苯酚与水分子形成氢键，甲苯与水分子间不形成氢键 D 酸性： -Cl是吸电子基团，羧基中羟基的极性更强 A．A B．B C．C D．D 题型05 分子间作用力与物质性质的关系 【典例】已知： CH4 SiH4 NH3 PH3 沸点(K) 101.7 161.2 239.7 185.4 分解温度(K) 873 773 1073 713.2 分析上表中四种物质的相关数据，请回答： (1)利用晶体相关知识解释CH4的沸点低于SiH4的原因 。 (2)利用化学键的相关知识解释NH3的分解温度高于PH3的原因 。 【变式】下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是 A．金属键是金属离子与“电子气”之间的强烈作用，金属键无方向性和饱和性 B．共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性 C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大 D．氢键不是化学键而是一种较弱的作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间 【巩固训练】 1．我国某科研工作者制备了一种高性能的钾离子电池负极材料()，如图所示。回答下列问题： (1)铋的原子序数为83，则基态铋原子的价层电子排布式为 ，能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为 形。 (2)中的VSEPR模型为 形，的立体构型为 形，的键角 (填“>”、“<”或“=”)的键角。 (3)的第一电离能由小到大的顺序为 ，BTC中原子的杂化类型有 。 2．我国科学家通过三(三苯基膦)溴化亚铜和BINAP在溶液中共晶生长得到两种单晶，其图示如下： 回答下列问题： (1)基态Cu原子价层电子排布式为 。 (2)BINAP中磷原子的杂化类型是 。 (3)在PCl3、PCl5中一种分子是极性分子，另一种是非极性分子。PCl3的空间构型是 ；非极性分子是 (填化学式)。 (4)、、分子的键角依次减小，其原因是 。 3．价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为： ．用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间； ．分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对； ．分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为： i．孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力；ii．双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力；iii．X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强；iv．其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题： (1)根据要点可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表： n＋m 2 VSEPR理想模型 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 109°28′ (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因： 。 (3)H2O分子的立体构型为 ，请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因： 。 (4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的立体构型： 分子或离子 SnCl2 CCl4 ClO 立体构型 4．下表数据是8种物质的熔点： 编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 物质 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2 熔点/℃ 920 801 1 291 160 -107 2 072 -57 1 723 请根据上表中的信息回答下列问题： (1)上述涉及的元素中最活泼非金属元素原子核外电子排布式是 ，其核外有 种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子有 个。上述元素能形成简单离子的半径由大到小的顺序： (用离子符号表示)。 (2)物质①的电子式： ，⑤的分子空间结构： ，⑧的晶体类型： 。 (3)不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是___________(填字母)。 A．最高价氧化物对应水化物的碱性 B．Na最外层1个电子，Al最外层3个电子 C．单质与H2O反应的难易程度 D．比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH (4)③比④熔点高出很多，其原因是 。 ①和②都属于离子晶体，但①比②的熔点高，请解释原因： 。 5．磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种电极材料，广泛应用于新能源等领域。 (1)基态Fe原子的价层电子排布式是 。 (2)Fe元素的各级电离能数据(用……表示)如表所示，从原子结构角度解释的原因： 。 元素 电离能/(kJ/mol) …… Fe 762.5 1561.9 2957 5290 …… (3)LiFePO4的制备流程： ①FeSO4晶体中存在的化学键类型有 。 ②FeC2O4·2H2O的结构如图所示，中C原子的杂化方式是 。 6．是中学化学重要的非金属元素。回答下列问题： (1)基态C原子的价层电子轨道表示式为 。 (2)P元素的第一电离能比S元素的大，试解释原因： 。 (3)C与H形成的常见有机化合物有。 ①的模型名称是 。 ②的是由碳的 杂化轨道与氢的轨道重叠形成的键。 ③均能使溴的四氯化碳溶液褪色，从化学键的角度解释原因： 。 (4)石墨相氮化碳是一种新型光催化材料，具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。晶体中存在的粒子间作用力有 。 7．二氧化氯是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物的处理。 (1)可用于水体中的去除。当时，水体中转化为，转化为，的杂化方式为 ，该反应的离子方程式为 ；增大时，该反应速率增大的可能原因是 。 (2)可对烟气中、进行协同氧化脱除，涉及的部分反应及速率常数如下： （其他条件相同时，k越大速率越快） I．    Ⅱ．   Ⅲ．   Ⅳ．   ①反应Ⅳ的历程如图所示，该历程中最大活化能 。 ②适当增加的浓度，的氧化速率会明显增大的原因 。 (3)可由图所示装置制备（电极不反应）。 ①电解时阳极附近溶液的 （填“减小”“增大”“不变”）。 ②阴极上产生的机理如图所示（A、B均为含氯微粒，其他微粒未标出）。由B与A生成的基元反应方程式为 。 8．铌(Nb)和锡(Sn)作为掺杂剂，能够显著改善晶圆的导电性能及其稳定性。此外，锡所形成的氯化物在电镀工业及材料科学领域亦拥有广泛的应用。回答下列问题： (1)铌(Nb)和钒(V)位于同族且相邻，基态Ⅴ原子的价电子排布式为 。 (2)(熔点约为210℃)常温下为二聚体，其熔点低于的熔点(大于1000℃)的原因可能是 。 (3)铌镍合金材料在生产中有广泛应用，它的晶胞如下图所示。已知：为阿伏伽德罗常数，铌(Nb)和钒位于同族且相邻，但是基态Nb原子最外层只有1个电子。 ①Nb在元素周期表中的位置为 。 ②晶胞中Nb、Ni原子个数比为 。 (4)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。它们的晶胞结构如图所示： ①灰锡的晶体结构与金刚石类似，但稳定性不及金刚石，其原因在于 ； ②若白锡和灰锡晶体的密度分别为g·cm-3和g·cm-3，则白锡和灰锡晶胞的体积之比是 。 (5)和是锡的常见氯化物，其中，被氧化后可以得到常温下为无色液体的。 ①分子中，键角小于120°的原因是 。 ②的空间构型是 ，它的晶体类型是 。 9．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 原因解释 A 酸性： 电负性： B 键角： 前者中心原子是sp杂化，后者为杂化 C 沸点：对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸存在分子内氢键 D 熔点： 氯化钠离子键强于氯化铯 A．A B．B C．C D．D 10．水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于 键；依据O与H的电负性判断，属于 共价键。 (2)水分子中，氧原子的价层电子对数为 。 (3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是 (填字母序号)。 a.常压下，4℃时水的密度最大 b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃ C．水的热稳定性比硫化氢强 (4)水是优良的溶剂，常温常压下NH3极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因： (写出两条)。 (5)酸溶于水可形成H3O+，H3O+的电子式为 ；由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如NH3中H-N-H的键角大于 H2O中H-O-H的键角，据此判断H3O+和H2O 的键角大小：H3O+ H2O(填“>”或“<”)。 （5）的电子式为；有1对孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力，水中键角被压缩程度更大，故和的键角大小：>。 【强化训练】 1．回答下列问题： (1)硅烷的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是 ；在半导体工业中，常被用作化学气相沉积（CVD）的前驱体来制备高纯硅薄膜。请写出在CVD过程中热分解的化学反应方程式： 。 (2)①碳和硅是同主族元素，碳原子之间可以形成三键、双键，而硅却难以形成三键或双键。从原子结构、键能等方面分析，原因是： 。 ②锗单晶的晶体结构为金刚石型结构，晶体属于 （填晶体类型）；其中锗原子的杂化轨道类型为 ，微粒间的作用力为 。 ③与可以任意比例互溶的两点原因 。 (3)关于化合物，下列叙述正确的有 （填标号）。 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个键和1个键 d．该分子在水中的溶解度大于 2．离子液体是一种只由离子组成的液体，在低温下也能以液态稳定存在，是一种应用广泛、很有研究价值的溶剂。对离子液体的研究显示最常见的离子液体由下图所示阳离子和阴离子组成。回答下列问题： (1)C在元素周期表中的位置是 。 (2)图中阴离子的空间构型为 。 (3)图中的阳离子非常稳定，它的电子在其环状结构中高度离域形成大π键，该离子中C原子的杂化方式为 。 (4)为了使阳离子以单体形式存在以获得良好的溶解性能，与N相连的乙基不能被氢原子替换，请解释原因 。 3．下列说法不正确的是 A．、、的酸性依次增强 B．苹果酸含有1个手性碳原子 C．、、均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键 D．以极性键结合的分子不一定是极性分子 4．C、H、O、N、P元素是构成生命体的基本元素，同时生活和自然界中也存在很多由这些元素组成的的分子，例如：、、、、、等，回答下列相关问题： (1)属于 晶体。 (2)分子中原子的杂化类型为 ；该分子的空间结构为 。 (3)分子中键与键数目比为 。 (4)属于 分子。（填“极性”或“非极性”） (5)分子中所含官能团名称为 ，写出该官能团的电子式 。 (6)解释分子极易溶于水的原因 。 5．钛(Ti)及其合金大量用于航空工业，被誉为“空间金属”。以钙钛矿为原料冶炼钛单质，其工艺流程如下： 已知：易水解为偏钛酸，也可写成 (1)Ti位于周期表的 区。 (2)“水解”步骤反应的离子方程式为 。 (3)和的熔点分别为，熔点低于的原因是 。 (4)纳米可作为以下反应的催化剂： ①化合物乙的组成元素中电负性最大的是 (填元素符号)。 ②化合物乙中含 个手性碳原子。 ③化合物乙中所有原子能否在同一平面？请说明原因 。 (5)钙钛矿晶体立方晶胞结构如图所示，晶体的密度为。设阿伏加德罗常数的值为，则钙钛矿晶胞的边长为 nm。 6．下列关于物质性质的说法，不正确的是 A．在溶液中的溶解度比在中的溶解度大 B．对羟基苯甲酸比邻羟基苯甲酸在水中溶解度小，但酸性强 C．是非极性分子，但是在水中溶解度比较大，原因之一是可以与水反应 D．吡啶比吡咯在水中溶解度大 7．回答下列问题。 (1)CO与N2分子中电子总数相等，结构与物理性质相似。结合事实判断CO和N2中化学性质更活泼的是 ，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因： 。 CO C-O C=O 键能/( kJ∙mol-1) 351 745 1072 N2 N-N N=N 键能/( kJ∙mol-1) 159 418 946 (2)H2和Cl2化合时，只能生成HCl，而不能生成H2Cl或HCl2，原因是共价键具有 性。 (3)在N2H4、、H2O、CH4中，含有配位键的微粒有 ；含有非极性键的微粒有 ；极性键由强到弱的顺序为 。 (4)在离子化合物中，阴、阳离子的电子云在对方离子的作用下都会发生变形，原子轨道间产生重叠。离子的电子云变化较大，会使离子键逐渐向共价键过渡，使形成的化合物在水中的溶解度减小。阴离子半径越大，越容易变形。判断四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的顺序： 。 8．碳元素具有丰富的化学性质，碳及其化合物有着广泛的应用。 (1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。 (2)我国科学家利用与等活泼金属反应合成了金刚石，为金刚石的合成提供了重要的研究思路。 ①的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 ②的是由碳的 轨道与氯的轨道重叠形成键。 (3)碳在物质转化中起着重要作用。与较难发生反应：，加碳生成可使反应得以进行。解释加碳后反应更易进行的原因： 。 9．过氧乙酸又名过醋酸(C2H4O3)，是重要化工原料。也是一种绿色生态杀菌剂，其制法为CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O。 (1)H2O2为 分子(填“极性”或“非极性”)。写出一种与H2O2具有相同电子数分子 。 (2)过氧乙酸分子中C原子的杂化方式有 。 (3)平面环状结构的吡咯()在一定条件下可与过氧乙酸发生开环反应。吡咯分子中 手性碳原子(填“有”或“无”)。已知大π键可以用表示，其中m表示参与形成大键的原子数，n代表大键中的电子数，则吡咯中大键可以表示为 。 (4)造纸中，用NaBH4与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。 ①两种硼氢化物的熔点如表所示： 硼氢化物 NaBH4 Al(BH4)3 熔点/℃ 600 -64.5 解释表中两种物质熔点差异的原因 。 ②硼氢化钠晶胞结构如图所示，若A为坐标原点(0，0，0)，则B的坐标为 。已知：硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则a= nm(用含ρ、NA的最简式子表示) 10．回答下列问题： (1)二氯化二硫()是广泛用于橡胶工业的硫化剂，常温下是一种橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构如图所示。 ①的化学键类型为 (填下列序号)，它是 (填“极性”或“非极性”)分子。 a．极性键          b．非极性键       c．极性键和非极性键 ②中硫的化合价为 。 ③分子中原子的杂化轨道类型为 。 (2)原子序数小于36的、、、、J、G六种元素，原子序数依次增大，其中元素的原子在所有原子中半径最小，元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，J元素原子核外的能级有两个电子，G元素原子核外有6个未成对电子(用元素符号或化学式表示)。 ①写出G元素的基态原子的价电子排布式 ；分子中键与键数目之比为 。 ②、、三种元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 ③在水中的溶解度较大，可能的原因有 。(写出两个即可) / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 分子结构与物质的性质“原因解释”题 1、 掌握分子构型、杂化类型、化学键类型与物质物理性质（熔沸点、溶解性、硬度）、化学性质（稳定性、反应活性）的对应关系，能精准匹配关联点。 2、 规范答题模板：学会用“结构+原理+性质”的思路组织原因。 3、掌握分子构型、杂化类型、化学键类型与物质物理性质（熔沸点、溶解性、硬度）、化学性质（稳定性、反应活性）的对应关系，能精准匹配关联点。 一、极性分子、非极性分子的判断 1、空间结构对称法 分子类型 空间结构 分子极性 代表物 A2 直线形 非极性分子 O2、H2 AB 极性分子 HF、CO AB2 直线形 非极性分子 CO2、CS2 V形 极性分子 SO2、H2O、H2S AB3 平面三角形 非极性分子 BF3、AlCl3 三角锥形 极性分子 NH3、PCl3 AB4 正四面体形 非极性分子 CH4、CCl4 一般情况下结构对称的分子为非极性分子，结构不对称的分子为极性分子。 2、化合价法 ABn型分子中，中心原子化合价的绝对值=该元素的价电子数，该分子为非极性分子。 常见ABn型分子的极性判断 分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2 化合价绝对值 3 4 5 6 2 3 4 价电子数 3 4 5 6 6 5 6 分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 3、 孤电子对法(ABn型) A无孤电子对的为非极性分子，否则为极性分子。如: 分子 CO2 CH4 SO3 PCl5 SF6 PCl3 SO2 有无孤电子对 无 无 无 无 无 有 有 分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 解释：若没有孤电子对，几个共价键电子对互相排斥，能达到非常均匀对称状态；一旦有孤电子对后，相当于有了额外的作用力，导致分子没有非常好的对称性。 二、分子间作用力对物质性质的影响分析 1、范德华力对物质性质的影响 组成、结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔沸点越高。 2、氢键对物质性质的影响 图示氢键 对物质性质 的影响 举例 HF分子间的氢键 乙酸以分子间氢键缔合而成的二聚体结构 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键 分子间氢键使物质沸点较高 沸点：NH3>PH3、HF>HCl、C2H5OH>CH3OCH3 分子内氢键使物质沸点较低 沸点：< 使物质易溶于水 NH3、C2H5OH、H2O2、CH3COOH等易溶于水 解释一些特殊现象 水结冰后，体积膨胀并漂浮在水面上(水分子间形成氢键，体积变大，密度变小) 三、键的极性对有机酸酸性的影响 电子云密度分布的改变，引起键的极性改变，对有机酸酸性强弱有影响。如羧酸酸性强弱比较：烃基是推电子基，烃基越多，推电子效应越明显，羧基中O—H的极性越小，O—H越不容易断裂，不易电离出H+酸性越小。 三氟乙酸酸性大于三氯乙酸：氟的电负性大于氯，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，更易电离出氢离子。同理,三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的。 题型01 分子极性与溶解性原因解释 【典例】关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是 A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 【答案】B 【详解】A．CS2为直线形分子，结构对称，属于非极性分子，水为极性分子，在水中溶解度小是因为其结构与极性水不相似，A错误； B．SO2和NH3均为极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，两者易溶于水，这是它们易溶于水的原因之一，B正确； C．CS2为直线形分子，结构对称，属于非极性分子。摩尔质量CS2>SO2，范德华力CS2>SO2，沸点CS2>SO2，CS2的沸点不是最低的，C错误； D．NH3的高溶解度不仅因为氨分子为极性分子，还与氨分子和水分子之间能形成氢键有关，D错误； 故选B。 【变式】下列说法正确的是 A．分子中只含有3个手性碳原子 B．为V形分子，有微弱的极性，在水中的溶解度小于 C．噻吩()相对分子质量大于吡咯()，故噻吩的沸点高于吡咯 D．在第三周期中，第一电离能位于铝元素与磷元素之间的元素有2种 【答案】A 【详解】A．分子中连有4个不同原子或原子团的碳是手性碳，有3个手性碳，即是两个连甲基的碳和连羟基的碳，故A正确； B．有微弱的极性，H2O是极性溶剂，O2是非极性分子，根据相似相溶原理，在水中的溶解度大于，故B错误； C．能形成分子间氢键，其沸点高于，故C错误； D．同周期元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，IIA族、VA族为全充满或半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第三周期中第一电离能位于铝元素和磷元素之间的元素有Mg、Si、S，故D错误； 答案选A。 题型02 键角大小原因解释 【典例】和均可发生水解反应，其中的水解机理示意图如下： 下列说法正确的是 A．的键角大于的键角 B．三种原子的第一电离能O原子的最大 C．和均能与形成氢键 D．的水解产物为和HClO 【答案】C 【详解】A．NCl3 为三角锥形(类似NH3)，键角约 107°，而 SiCl4 为正四面体结构，键角为 109.5°，故 NCl3 的键角比 SiCl4 的小，故A错误； B．N、O 同周期且 N 的最外层具有半充满的 p 轨道，第一电离能反而略大于 O，故并非 O 最大，故B错误； C．NH3 和 NHCl2 分子中均含有 N–H 键，N 上带有孤对电子，能够与水分子形成氢键，故C 正确； D．SiCl4 水解的主要产物为 Si(OH)4和 HCl，水解机理如图所示：，并不会生成 SiH4 与 HClO，故D错误；故选C。 【变式】从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释相符的是 选项 实例 解释 A 键角： N-H、O-H键长逐渐减小，成键电子对的斥力逐渐减小 B 的热稳定性强于 分子间可形成氢键 C 键能：F-F<Cl-Cl F比Cl电负性强 D 沸点：醋酸>硝酸 醋酸可形成分子间氢键，硝酸可形成分子内氢键 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．键角的原因是（1对孤对电子）的孤对电子数目比（2对孤对电子）少，成键电子对间的斥力更大，而非键长减小导致斥力减小，A错误； B．的热稳定性强于是因为O的电负性比S大，H-O键能更高，而非氢键的影响，氢键影响物理性质（如沸点），与热稳定性无关，B错误； C．F-F键能小于Cl-Cl键能的主要原因是F原子半径小，孤对电子间斥力大，而非F的电负性强，C错误； D．醋酸沸点高于硝酸是因为醋酸形成分子间氢键，而硝酸因分子内氢键削弱了分子间作用力，D正确； 故答案选D。 题型03 共价键性质相关原因解释 【典例】反应可用于储氢。下列说法正确的是 A．是极性分子 B．中只含离子键 C．中元素的化合价为+2 D．的空间构型为直线型 【答案】C 【详解】A．H2是由两个H原子构成的非极性分子，结构对称，正负电荷中心重合，因此是非极性分子，A错误； B．NaHCO3中之间为离子键，同时内部存在等共价键，因此NaHCO3中并非只含离子键，B错误； C．HCOONa中，根据化合价代数和为0的原则，可计算出碳元素化合价为价，C正确； D．H2O分子的价层电子对数是：，O有两对孤对电子，空间构型为形，而非直线型，D错误；故选C。 【变式】依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 膨松剂的膨松原理： 膨松剂的膨松原理： B HF分子的极性强于HCl分子的极性 分子的极性强于分子的极性 C 用与浓硫酸反应制备 用与浓硫酸反应制备 D 接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的缔合分子 接近硫化氢的沸点的硫化氢气体中存在相当量的缔合分子 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．受热分解生成气体是因为不稳定易分解生成，推测同样含的碳酸氢铵受热分解同样生成气体；则碳酸氢铵受热分解为NH3、CO2和H2O，反应原理与事实一致，推测正确，A正确； B．HF和HCl都是极性分子，F的电负性强于Cl，则HF的极性比HCl强；而CO2和CS2均为非极性分子，整体分子均为非极性，推测CO2的极性与CS2差不多，推测错误，B错误； C．用Na2SO3与浓硫酸制SO2是利用浓硫酸的酸性，不能氧化SO2；浓硫酸具有强氧化性，用Na2S与浓硫酸制H2S，浓硫酸会与发生氧化还原反应生成S或SO2，而非H2S，推测错误，C错误； D．水蒸气因氢键存在缔合分子；推测H2S气体接近沸点时也有缔合是错误的，因为H2S分子间作用力弱（范德华力为主），缔合程度极低，无氢键作用，推测错误，D错误；故答案为：A。 题型04 羧酸酸性强弱的比较 【典例】一种新型除草剂的结构如图所示，其中X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，M与Z同主族，W是最不稀缺的元素之一。下列说法正确的是 A．沸点： B．原子半径： C．和均为极性分子 D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【答案】A 【分析】根据X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，X在化合物结构中形成1个共价键，X为H；W是最不稀缺的元素之一，且在化合物中形成2个共价键，W为O；M与Z同主族，M可以形成5个共价键、Z形成3个共价键，则Z为N，M为P；Y在化合物中形成4个共价键，Y为C；即X为，Y为C，Z为N，W为，M为P，据此分析； 【详解】A．分别为、、，、分子间均能形成氢键，沸点较高，分子间形成氢键较强、且氢键数目较多，沸点高于，分子间只有范德华力，沸点较低，即沸点<<，A正确； B．同周期从左到右原子半径减小（除稀有气体），原子半径，B错误； C．和为、，为正四面体结构，为非极性分子，中心原子为杂化，N有孤电子对，为极性分子，C错误； D．Z的最高价氧化物对应的水化物为，Y的最高价氧化物对应的水化物为，酸性>，D错误；故选A。 【变式】下列对有关物质结构或性质的解释错误的是 选项 实例 解释 A 的空间结构都是三角锥形 二者的中心原子轨道的杂化类型均为，均有一个孤电子对 B 的键角依次减小 孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 水中的溶解度：苯酚>甲苯 苯酚与水分子形成氢键，甲苯与水分子间不形成氢键 D 酸性： -Cl是吸电子基团，羧基中羟基的极性更强 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．NH3和H3O+的中心原子均为sp3杂化，各有一个孤电子对，因此空间结构均为三角锥形，A正确； B．CO2中心C原子的价层电子对=为sp杂化，其键角为180°（直线形），PH3的中心P原子的价层电子对=，有一个孤电子对，为sp3杂化，键角约为93°（三角锥形），H2O的中心O原子的价层电子对=，有2个孤电子对，为sp3杂化，键角约为104.5°（V形）。实际键角顺序应为CO2＞H2O＞PH3，而非题目中所述的CO2＞PH3＞H2O，B错误； C．苯酚因含有-OH能与水分子形成氢键，溶解度高于甲苯，C正确； D．-Cl的吸电子效应增强了羧基中羟基的极性，导致CH2ClCOOH酸性强于CH3COOH，D正确；故答案选B。 题型05 分子间作用力与物质性质的关系 【典例】已知： CH4 SiH4 NH3 PH3 沸点(K) 101.7 161.2 239.7 185.4 分解温度(K) 873 773 1073 713.2 分析上表中四种物质的相关数据，请回答： (1)利用晶体相关知识解释CH4的沸点低于SiH4的原因 。 (2)利用化学键的相关知识解释NH3的分解温度高于PH3的原因 。 【答案】(1)CH4、SiH4同为分子晶体，结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此CH4沸点低于SiH4； (2)原子半径：N＜P，N－H键的键能大于P－H键的键能，因此分解温度NH3的高于PH3 【详解】（1）CH4、SiH4同为分子晶体，结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此CH4沸点低于SiH4； （2）稳定性强的物质分解温度高，原子半径：N＜P，N－H键的键能大于P－H键的键能，因此分解温度NH3的高于PH3。 【变式】下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是 A．金属键是金属离子与“电子气”之间的强烈作用，金属键无方向性和饱和性 B．共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性 C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大 D．氢键不是化学键而是一种较弱的作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间 【答案】D 【详解】A．金属键是金属离子与“电子气”之间的强烈作用，由于电子自由移动，金属键无方向性和饱和性，A正确； B．共价键通过共用电子对形成，且具有方向性和饱和性（如原子轨道取向和成键数目限制），B正确； C．范德华力是分子间作用力，极性分子间取向力会随极性增大而增强，因此分子的极性越大，范德华力越大（在结构相似的情况下），C正确； D．氢键是分子间或分子内的一种作用力（如邻硝基苯酚存在分子内氢键），并非只存在于分子之间，D错误；答案选D。 【巩固训练】 1．我国某科研工作者制备了一种高性能的钾离子电池负极材料()，如图所示。回答下列问题： (1)铋的原子序数为83，则基态铋原子的价层电子排布式为 ，能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为 形。 (2)中的VSEPR模型为 形，的立体构型为 形，的键角 (填“>”、“<”或“=”)的键角。 (3)的第一电离能由小到大的顺序为 ，BTC中原子的杂化类型有 。 【答案】(1) 6s26p3 哑铃或纺锤 (2) 四面体 平面三角 ＜ (3)C＜O＜N sp2、sp3 【详解】（1）铋元素的原子序数为83，则其基态原子的价层电子排布式为6s26p3，能量最高的电子所占据的原子轨道电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形的6p轨道，故答案为：6s26p3；哑铃或纺锤。 （2）中氧原子的价层电子对数为，孤对电子对数为2，氧原子的杂化方式为sp3杂化，分子的VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，孤电子对数越多，键角越小，因此键角小于109°28′；硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为，孤对电子对数为0，氮原子的杂化方式为sp2杂化，离子的空间结构为平面正三角形，键角为120°，则水分子的键角小于硝酸根离子，故答案为：四面体形；平面三角形；< （3）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，元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为C＜O＜N；由结构简式可知，BTC中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化，双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：C＜O＜N；sp2、sp3。 2．我国科学家通过三(三苯基膦)溴化亚铜和BINAP在溶液中共晶生长得到两种单晶，其图示如下： 回答下列问题： (1)基态Cu原子价层电子排布式为 。 (2)BINAP中磷原子的杂化类型是 。 (3)在PCl3、PCl5中一种分子是极性分子，另一种是非极性分子。PCl3的空间构型是 ；非极性分子是 (填化学式)。 (4)、、分子的键角依次减小，其原因是 。 【答案】(1)3d104s1 (2)sp3 (3)三角锥形 PCl5 (4)SiH4 、PH3、H2S中Si、P、S都是采取sp3杂化，价层孤电子对数依次为0、1、2，孤电子对数越多，对成键电子对排斥力越大，键角越小 【详解】（1）铜是29号元素，基态铜原子核外电子排布遵循洪特规则特例，价层电子排布式为3d104s1； （2）在BINAP分子中P与3个碳原子形成共价键，P价层有1个孤电子对，P采取sp3杂化； （3）PCl3中P采取sp3杂化，呈三角锥形，它是极性分子； （4）根据中心原子杂化类型、价层孤电子对数判断键角大小：SiH4 、PH3、H2S中Si、P、S都是采取sp3杂化，价层孤电子对数依次为0、1、2，孤电子对数越多，对成键电子对排斥力越大，键角越小，故答案为：SiH4 、PH3、H2S中Si、P、S都是采取sp3杂化，价层孤电子对数依次为0、1、2，孤电子对数越多，对成键电子对排斥力越大，键角越小。 3．价层电子对互斥理论(简称VSEPR理论)可用于预测简单分子的立体构型。其要点可以概括为： ．用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成，A为中心原子，X为与中心原子相结合的原子，E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对)，(n＋m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥，均匀地分布在中心原子周围的空间； ．分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤电子对； ．分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为： i．孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力；ii．双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力；iii．X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强；iv．其他。请仔细阅读上述材料，回答下列问题： (1)根据要点可以画出AXnEm的VSEPR理想模型，请填写下表： n＋m 2 VSEPR理想模型 正四面体形 价层电子对之间的理想键角 109°28′ (2)请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因： 。 (3)H2O分子的立体构型为 ，请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因： 。 (4)用价层电子对互斥理论(VSEPR)判断下列分子或离子的立体构型： 分子或离子 SnCl2 CCl4 ClO 立体构型 【答案】(1) 4 直线形 180° (2)CO2属AX2E0，n+m=2，故为直线形 (3) V形 水分子属AX2E2，n+m=4，VSEPR理想模型为正四面体形，价层电子对之间的夹角均为109°28′。根据中的i和ii，应有∠H—O—H<109°28′ (4) V形 正四面体形 正四面体形 【解析】【小题1】AXnEm中n+m=2时，最理想的模型是直线形，键角是180°；若是正四面体，n+m=4，键角是109°28′。 【小题2】CO2属AX2E0，n+m=2，故为直线形。 【小题3】水分子属AX2E2，n+m=4，有两对孤电子对，应是V形。又由于孤电子对之间的作用力强于成键的共用电子对，所以使其角度小于109°28'。应有∠H—O—H<109°28′。 【小题4】SnCl2，n+m=2，有1对孤电子对，为V形；CCl4，n+m=4，无孤电子对，为正四面体形；，无孤电子对，n+m=4为正四面体形。 4．下表数据是8种物质的熔点： 编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 物质 Na2O NaCl AlF3 AlCl3 BCl3 Al2O3 CO2 SiO2 熔点/℃ 920 801 1 291 160 -107 2 072 -57 1 723 请根据上表中的信息回答下列问题： (1)上述涉及的元素中最活泼非金属元素原子核外电子排布式是 ，其核外有 种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子有 个。上述元素能形成简单离子的半径由大到小的顺序： (用离子符号表示)。 (2)物质①的电子式： ，⑤的分子空间结构： ，⑧的晶体类型： 。 (3)不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是___________(填字母)。 A．最高价氧化物对应水化物的碱性 B．Na最外层1个电子，Al最外层3个电子 C．单质与H2O反应的难易程度 D．比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH (4)③比④熔点高出很多，其原因是 。 ①和②都属于离子晶体，但①比②的熔点高，请解释原因： 。 【答案】(1)1s22s22p5 9 5 Cl-＞O2-＞F-＞Na＋＞Al3＋ (2) 平面正三角形 共价晶体 (3)B (4) AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体 氧离子半径比氯离子半径小且氧离子带2个电荷，故Na2O的离子键比NaCl强，熔点比NaCl高 【详解】（1）题述涉及元素中最活泼非金属元素是F元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5，有9种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子为2p电子，有5个；电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越小，离子半径越大，则能形成简单离子的半径由大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+>Al3+，故答案为1s22s22p5；9；5；Cl-＞O2-＞F-＞Na＋＞Al3＋。 （2）物质①Na2O为离子化合物，其电子式为；⑤BCl3中B原子的价层电子对数为3＋0=3，空间结构为平面正三角形；⑧SiO2熔点高达1 723 ℃，为共价晶体，故答案为；平面正三角形；共价晶体。 （3）A．最高价氧化物对应水化物的碱性越强，该元素的金属性越强，故A不符合题意； B．Na最外层1个电子而Al 最外层3个电子，金属原子最外层电子数多少与金属性的强弱没有必然关系，故B符合题意； C．单质与H2O反应的难易程度能判断其单质的还原性强弱，从而确定元素金属性强弱，故C不符合题意； D．比较同浓度NaCl和AlCl3溶液的pH来判断其金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，从而确定其金属性强弱，故D不符合题意； 故答案选B。 （4）③为离子晶体，④为分子晶体，离子键远大于分子间作用力，故③比④熔点高出很多，①和②都属于离子晶体，氧离子半径比氯离子半径小且氧离子带2个电荷，Na2O的离子键比NaCl强，熔点比NaCl高，故答案为AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体；氧离子半径比氯离子半径小且氧离子带2个电荷，故Na2O的离子键比NaCl强，熔点比NaCl高。 5．磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种电极材料，广泛应用于新能源等领域。 (1)基态Fe原子的价层电子排布式是 。 (2)Fe元素的各级电离能数据(用……表示)如表所示，从原子结构角度解释的原因： 。 元素 电离能/(kJ/mol) …… Fe 762.5 1561.9 2957 5290 …… (3)LiFePO4的制备流程： ①FeSO4晶体中存在的化学键类型有 。 ②FeC2O4·2H2O的结构如图所示，中C原子的杂化方式是 。 【答案】(1) (2)Fe原子失去两个电子后价层电子排布式为3d6，容易失去一个电子，形成3d5半充满结构，体系能量较低，相对稳定，不容易再失电子 (3)共价键、离子键 sp2 【详解】（1）铁为26号元素，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2； （2）Fe原子失去两个电子后价层电子排布式为3d6，容易失去一个电子，形成3d5半充满结构，体系能量较低，相对稳定不容易失电子，所以。 （3）①和间的作用力为离子键，中S和O之间的作用力为共价键； ②的结构为，碳原子成3条σ键，没有孤电子对，则为sp2杂化。 6．是中学化学重要的非金属元素。回答下列问题： (1)基态C原子的价层电子轨道表示式为 。 (2)P元素的第一电离能比S元素的大，试解释原因： 。 (3)C与H形成的常见有机化合物有。 ①的模型名称是 。 ②的是由碳的 杂化轨道与氢的轨道重叠形成的键。 ③均能使溴的四氯化碳溶液褪色，从化学键的角度解释原因： 。 (4)石墨相氮化碳是一种新型光催化材料，具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。晶体中存在的粒子间作用力有 。 【答案】(1) (2)P的3p轨道半充满，电子排布较为稳定，使得其失去外层第一个电子所需能量更高 (3)直线形 sp2 CH≡CH、CH2=CH2都含有π键，π键不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色 (4)共价键、范德华力 【详解】（1）基态C原子的价层电子排布式为：2s22p2，价层电子轨道表示式为：； （2）P的核外价电子排布式为：3s23p3，处于半满，故P元素的第一电离能比S元素的大的原因为：P的3p轨道半充满，电子排布较为稳定，使得其失去外层第一个电子所需能量更高； （3）①为直线构型，C原子为sp杂化，价层电子对数为2，的模型名称是：直线形； ②为平面构型，C原子为sp2杂化，故的是由碳的sp2杂化轨道与氢的轨道重叠形成的键； ③中C原子分别为sp、sp2杂化，分子中均含π键，π键不稳定，一定条件下能与Br2发生加成而使溴的四氯化碳溶液褪色，原因为：CH≡CH、CH2=CH2都含有π键，π键不稳定，在一定条件下易与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色； （4）具有和石墨相似的层状结构，层与层之间为范德华力，层内C与N之间为共价键。 7．二氧化氯是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物的处理。 (1)可用于水体中的去除。当时，水体中转化为，转化为，的杂化方式为 ，该反应的离子方程式为 ；增大时，该反应速率增大的可能原因是 。 (2)可对烟气中、进行协同氧化脱除，涉及的部分反应及速率常数如下： （其他条件相同时，k越大速率越快） I．    Ⅱ．   Ⅲ．   Ⅳ．   ①反应Ⅳ的历程如图所示，该历程中最大活化能 。 ②适当增加的浓度，的氧化速率会明显增大的原因 。 (3)可由图所示装置制备（电极不反应）。 ①电解时阳极附近溶液的 （填“减小”“增大”“不变”）。 ②阴极上产生的机理如图所示（A、B均为含氯微粒，其他微粒未标出）。由B与A生成的基元反应方程式为 。 【答案】(1) sp3杂化 增大，浓度增大，氧化的速率加快 (2) 32.3 反应I、Ⅳ的化学反应速率相对较快，增加的浓度，使反应I的速率增大，从而使的浓度变大，又快速将氧化为 (3)减小 【详解】（1）亚氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为2+(7—2×2+1)=4，则氯原子的杂化方式为sp3杂化；由题意可知，二氧化氯除去水体中锰离子的反应为碱性条件下二氧化氯与锰离子反应生成二氧化锰沉淀、亚氯酸根离子和水，反应的离子方程式为；离子浓度越大，反应的反应速率越快，所以增大溶液pH，溶液中氢氧根离子浓度，二氧化氯氧化溶液中锰离子的反应速率加快； （2）①由图可知，该历程中最大活化能； ②由题意可知，反应Ⅲ的化学反应速率最慢，二氧化硫的氧化速率慢，而反应I、IV的化学反应速率相对较快，添加一氧化氮后，二氧化氯通过反应I快速生成，又快速将二氧化硫氧化为三氧化硫，所以添加一氧化氮时，二氧化硫氧化速率提高； （3）①由图可知，左侧电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，放电生成的氢离子会使阳极附近溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小； ②由图可知，右侧电极为电解池的阴极，酸性条件下氯酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成二氧化氯，生成的二氧化氯在阴极迅速得到电子生成亚氯酸根离子，亚氯酸根离子与溶液中的氯酸根离子反应生成二氧化氯，则由B与A生成二氧化氯的反应为。 8．铌(Nb)和锡(Sn)作为掺杂剂，能够显著改善晶圆的导电性能及其稳定性。此外，锡所形成的氯化物在电镀工业及材料科学领域亦拥有广泛的应用。回答下列问题： (1)铌(Nb)和钒(V)位于同族且相邻，基态Ⅴ原子的价电子排布式为 。 (2)(熔点约为210℃)常温下为二聚体，其熔点低于的熔点(大于1000℃)的原因可能是 。 (3)铌镍合金材料在生产中有广泛应用，它的晶胞如下图所示。已知：为阿伏伽德罗常数，铌(Nb)和钒位于同族且相邻，但是基态Nb原子最外层只有1个电子。 ①Nb在元素周期表中的位置为 。 ②晶胞中Nb、Ni原子个数比为 。 (4)白锡和灰锡是单质Sn的常见同素异形体。它们的晶胞结构如图所示： ①灰锡的晶体结构与金刚石类似，但稳定性不及金刚石，其原因在于 ； ②若白锡和灰锡晶体的密度分别为g·cm-3和g·cm-3，则白锡和灰锡晶胞的体积之比是 。 (5)和是锡的常见氯化物，其中，被氧化后可以得到常温下为无色液体的。 ①分子中，键角小于120°的原因是 。 ②的空间构型是 ，它的晶体类型是 。 【答案】(1) (2)为分子晶体，为离子晶体，影响分子晶体熔点的范德华力远小于晶体中的离子键 (3)第五周期第ⅤB族 1:3 (4)Sn的原子半径大，键长长，键能小，故灰锡不如金刚石稳定 (5)中心原子Sn采取杂化，有1对孤电子对，孤电子对与成键电子对间排斥力大于成键电子对间排斥力 正四面体 分子晶体 【详解】（1）钒为第23号元素，核外电子排布为，则基态Ⅴ原子的价电子排布式为。 （2）(熔点约为210℃)常温下为二聚体，则为分子晶体，为离子晶体，影响分子晶体熔点的范德华力远小于离子晶体中的离子键，因此熔点低于的熔点。 （3）①铌(Nb)和钒位于同族且相邻，则Nb在元素周期表中的位置为第五周期第ⅤB族； ②根据均摊法可知，晶胞中Nb原子数为，Ni原子数为，故Nb、Ni原子个数比为1:3。 （4）①灰锡的晶体结构与金刚石类似，均属于共价晶体，Sn的原子半径大于C原子，则键长长，键能小，稳定性不及金刚石； ②白锡中Sn原子数为，灰锡中Sn原子数为，则白锡和灰锡晶胞的体积之比是。 （5）①的中心原子价层电子对数为，则Sn原子采取杂化，有1对孤电子对，孤电子对与成键电子对间排斥力大于成键电子对间排斥力，故键角小于120°； ②的中心原子价层电子对数为，不含孤电子对，则空间构型是正四面体；常温下为无色液体，则晶体类型是分子晶体。 9．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 原因解释 A 酸性： 电负性： B 键角： 前者中心原子是sp杂化，后者为杂化 C 沸点：对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸存在分子内氢键 D 熔点： 氯化钠离子键强于氯化铯 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．F的电负性大于Cl，吸电子效应更强，使CF3COOH中羧基上O-H键极性增强，更易电离出H+，故酸性强于CCl3COOH，A正确； B．CO2为sp杂化（键角180°），CH4为sp3杂化（键角109.5°），键角大小与杂化方式与题干描述一致，B正确； C．对羟基苯甲酸沸点高是因为分子间氢键，而邻羟基苯甲酸因分子内氢键减弱了分子间作用力，导致沸点：对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸，C错误； D．Na+半径小于Cs+，NaCl离子键更强，熔点更高，D正确；故答案选C。 10．水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于 键；依据O与H的电负性判断，属于 共价键。 (2)水分子中，氧原子的价层电子对数为 。 (3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是 (填字母序号)。 a.常压下，4℃时水的密度最大 b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃ C．水的热稳定性比硫化氢强 (4)水是优良的溶剂，常温常压下NH3极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因： (写出两条)。 (5)酸溶于水可形成H3O+，H3O+的电子式为 ；由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如NH3中H-N-H的键角大于 H2O中H-O-H的键角，据此判断H3O+和H2O 的键角大小：H3O+ H2O(填“>”或“<”)。 【答案】(1) 极性 (2)4 (3)ab (4)NH3和H2O都是极性分子；氨分子和水分子间可以形成氢键 (5) ＞ 【详解】（1）对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于键；O与H的电负性不同，共用电子对偏向于O，则该共价键属于极性共价键； （2）水分子中，氧原子的价层电子对数为； （3）a．水中存在氢键，水结冰时，氢键具有方向性，导致冰的密度小于水的密度，且常压下，4℃时水的密度最大，a正确； b．水分子间由于存在氢键，使分子之间的作用力增强，因而沸点比同主族的H2S高，b正确； c．水的热稳定性比硫化氢强的原因是其中的共价键的键能更大，与氢键无关，c错误； 故选ab； （4）极易溶于水的原因为NH3和H2O都是极性分子，依据相似相溶原理可知，氨气在水中的溶解度大；氨分子和水分子间可以形成氢键，大大增强溶解能力； （5）的电子式为；有1对孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力，水中键角被压缩程度更大，故和的键角大小：>。 【强化训练】 1．回答下列问题： (1)硅烷的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是 ；在半导体工业中，常被用作化学气相沉积（CVD）的前驱体来制备高纯硅薄膜。请写出在CVD过程中热分解的化学反应方程式： 。 (2)①碳和硅是同主族元素，碳原子之间可以形成三键、双键，而硅却难以形成三键或双键。从原子结构、键能等方面分析，原因是： 。 ②锗单晶的晶体结构为金刚石型结构，晶体属于 （填晶体类型）；其中锗原子的杂化轨道类型为 ，微粒间的作用力为 。 ③与可以任意比例互溶的两点原因 。 (3)关于化合物，下列叙述正确的有 （填标号）。 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个键和1个键 d．该分子在水中的溶解度大于 【答案】(1)硅烷的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越强，沸点越高 (2)原子半径：硅的原子半径比碳大，原子间形成单键较长，硅原子间的p轨道重叠程度小或几乎不能重叠，难以通过肩并肩形成键；键能：碳碳双键和三键的键能较高，而硅硅双键和三键的键能较低（不稳定） 共价晶体 共价键 与分子间可以形成氢键；水和乙醇都是极性分子，根据“相似相溶”规律，极性分子易溶于极性溶剂 (3)bd 【详解】（1）各种硅烷的组成和结构相似，且都是分子型物质，沸点高低由分子间作用力的大小决定，一般情况下，相对分子质量越大，范德华力越强，分子的沸点越高；在CVD过程中用来制备高纯硅，故化学反应方程式为。 （2）①从原子结构的角度，碳、硅原子最外层都有4个电子，可以形成4个共价键，碳半径较小碳碳原子间形成单键后，p轨道通过肩并肩重叠形成键，即可以形成碳碳三键、碳碳双键，而硅的原子半径较大，原子间形成单键的键长较长，硅原子间的p轨道重叠程度小或几乎不能重叠，难以通过肩并肩形成键，从键能的角度，碳碳双键和三键的键长短键能较高，而硅硅双键和三键的键长较大，键能较低（不稳定），故硅原子间难以形成三键或双键。②金刚石为共价晶体，锗单晶的晶体结构与金刚石相似，故锗单晶为共价晶体；其中每个锗原子形成4个共价键与相邻的4个锗原子结合，从而达8电子稳定结构，故锗原子的价层电子对数为4，杂化轨道类型为；锗原子间的作用力为共价键。③与分子结构中都含有羟基，分子间可以形成氢键；且水和乙醇都是极性分子，根据“相似相溶”规律，极性分子易溶于极性溶剂。 （3）根据该化合物的结构可知，分子中不存在与电负性很强、原子半径小的元素（N、O、F）相连的H原子，分子间不能形成氢键，a项错误；结构中含有键键，属于非极性键，含有键、键，属于极性键，b项正确；单键为键，双键中有1个键、1个键，故分子中含有9个键和3个键，c项错误；分子结构中含有醛基，醛基中的O原子与水分子中的H原子可形成氢键，增大了其在水中的溶解度，故该分子在水中的溶解度大于，d项正确；故答案为：bd。 2．离子液体是一种只由离子组成的液体，在低温下也能以液态稳定存在，是一种应用广泛、很有研究价值的溶剂。对离子液体的研究显示最常见的离子液体由下图所示阳离子和阴离子组成。回答下列问题： (1)C在元素周期表中的位置是 。 (2)图中阴离子的空间构型为 。 (3)图中的阳离子非常稳定，它的电子在其环状结构中高度离域形成大π键，该离子中C原子的杂化方式为 。 (4)为了使阳离子以单体形式存在以获得良好的溶解性能，与N相连的乙基不能被氢原子替换，请解释原因 。 【答案】(1)第2周期第IVA族 (2)正四面体形 (3)、 (4)防止离子间形成氢键而聚沉 【详解】（1）C在元素周期表中的位置是第2周期第IVA族。 故答案为：第2周期第IVA族。 （2）图中阴离子为，其中有4条键，无孤电子对，故的空间构型为正四面体形。 故答案为：正四面体形。 （3）图中的阳离子非常稳定，它的电子在其环状结构中高度离域形成大π键。根据上述信息可知环上的C原子中心无孤电子对，有3条键，杂化类型为；两侧的C原子上都有4条键无孤电子对，杂化方式为。该离子中C原子的杂化方式为、。 故答案为：、。 （4）与N相连的乙基如果被H替换，多个阳离子会形成链状氢键，而发生聚沉，所以N相连的乙基不能被氢原子替换防止离子间形成氢键而聚沉。 故答案为：防止离子间形成氢键而聚沉。 3．下列说法不正确的是 A．、、的酸性依次增强 B．苹果酸含有1个手性碳原子 C．、、均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键 D．以极性键结合的分子不一定是极性分子 【答案】C 【详解】A．电负性H<Cl<F，电负性越强，-COOH中氢离子越容易电离，故、、的酸性依次增强，A正确； B．苹果酸中与羟基直接相连的碳原子为手性碳原子，B正确； C．不能与水形成氢键，C错误； D．以极性键结合的分子不一定是极性分子，如CH4为由极性键构成的非极性分子，D正确；故选C。 4．C、H、O、N、P元素是构成生命体的基本元素，同时生活和自然界中也存在很多由这些元素组成的的分子，例如：、、、、、等，回答下列相关问题： (1)属于 晶体。 (2)分子中原子的杂化类型为 ；该分子的空间结构为 。 (3)分子中键与键数目比为 。 (4)属于 分子。（填“极性”或“非极性”） (5)分子中所含官能团名称为 ，写出该官能团的电子式 。 (6)解释分子极易溶于水的原因 。 【答案】(1)分子 (2) 正四面体 (3) (4)极性 (5)羟基 (6)分子与水分子均为极性分子，且形成分子间氢键 【详解】（1）中只含分子，属于分子晶体； （2）分子为正四面体结构，每个P形成3个P—P键、还有1个孤电子对，P原子为杂化； （3）分子结构式为，键与键数目比为1：1； （4）结构不对称，正负电性中心不重叠，属于极性分子； （5）分子中所含官能团名称为羟基，电子式为； （6）为极性分子，水也是极性分子，根据相似相溶原理，二者极性相似，且与水分子间可形成氢键，故极易溶于水； 5．钛(Ti)及其合金大量用于航空工业，被誉为“空间金属”。以钙钛矿为原料冶炼钛单质，其工艺流程如下： 已知：易水解为偏钛酸，也可写成 (1)Ti位于周期表的 区。 (2)“水解”步骤反应的离子方程式为 。 (3)和的熔点分别为，熔点低于的原因是 。 (4)纳米可作为以下反应的催化剂： ①化合物乙的组成元素中电负性最大的是 (填元素符号)。 ②化合物乙中含 个手性碳原子。 ③化合物乙中所有原子能否在同一平面？请说明原因 。 (5)钙钛矿晶体立方晶胞结构如图所示，晶体的密度为。设阿伏加德罗常数的值为，则钙钛矿晶胞的边长为 nm。 【答案】(1)d (2)[H2TiO3可以写成TiO(OH)2] (3)两者均为分子晶体，组成与结构相似，TiBr4相对分子质量较大，范德华力较强，熔沸点高 (4)O 1 否，C原子为sp3杂化，与周围原子形成四面体结构，不能同一平面 (5) 【分析】钙钛矿中加入硫酸进行酸浸，将钛转化为TiOSO4溶液，过滤得到滤渣主要成分为CaSO4，TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3[H2TiO3也可写成TiO(OH)2)]，过滤得到H2TiO3和滤液，滤液主要成分为H2SO4，对沉淀进行煅烧得到TiO2，TiO2和C、Cl2进行高温氯化反应得到TiCl4，然后用Mg在Ar保护下与TiCl4进行高温还原得到Ti。 【详解】（1）基态Ti原子核外价层电子排布式为：3d24s2，故核外电子最后进入3d能级，则Ti位于周期表的d区； （2）由题干已知信息可知，TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3，故“水解”步骤反应的离子方程式为：TiO2++2H2O=H2TiO3+2H+[H2TiO3可以写成TiO(OH)2]； （3）熔点低于的原因是：两者均为分子晶体，组成与结构相似，TiBr4相对分子质量较大，范德华力较强，熔沸点高； （4）①同周期从左往右电负性逐渐增大，同主族从上往下电负性减小，故乙中电负性最大的原子是O； ②已知同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，故化合物乙中与氨基相连的C原子为手性碳原子，共1个； ③乙中所有原子不可能共平面，原因是：C原子为sp3杂化，与周围原子形成四面体结构，不能同一平面； （5）根据均摊法，晶胞中Ca原子的个数为1，O原子的个数为：，Ti原子的个数为：，设晶胞的边长为xnm，则晶胞的密度：，解得x=，即晶胞的边长为nm。 6．下列关于物质性质的说法，不正确的是 A．在溶液中的溶解度比在中的溶解度大 B．对羟基苯甲酸比邻羟基苯甲酸在水中溶解度小，但酸性强 C．是非极性分子，但是在水中溶解度比较大，原因之一是可以与水反应 D．吡啶比吡咯在水中溶解度大 【答案】B 【详解】A．O3分子为V形，结构不对称，是极性分子。CCl4为非极性溶剂（正四面体对称结构），CClF3因F和Cl电负性差异导致分子不对称，为极性溶剂。根据相似相溶原理，极性分子O3在极性溶剂CClF3中溶解度更大，A正确； B．对羟基苯甲酸中羟基与羧基对位，可与水分子形成分子间氢键，溶解度比邻羟基苯甲酸（分子内氢键，与水氢键作用弱）大；邻羟基苯甲酸因分子内氢键稳定羧酸根负离子，酸性比对羟基苯甲酸强，故B中“溶解度小”和“酸性强”均错误，B错误； C．Cl2是非极性分子，但能与水发生反应（Cl2+H2OHCl+HClO），反应促进其溶解，故在水中溶解度较大，C正确； D．吡啶中N原子有孤对电子（不参与共轭），易与水分子形成氢键；吡咯中N原子孤对电子参与环共轭，与水形成氢键能力弱，故吡啶在水中溶解度更大，D正确；故选B。 7．回答下列问题。 (1)CO与N2分子中电子总数相等，结构与物理性质相似。结合事实判断CO和N2中化学性质更活泼的是 ，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因： 。 CO C-O C=O 键能/( kJ∙mol-1) 351 745 1072 N2 N-N N=N 键能/( kJ∙mol-1) 159 418 946 (2)H2和Cl2化合时，只能生成HCl，而不能生成H2Cl或HCl2，原因是共价键具有 性。 (3)在N2H4、、H2O、CH4中，含有配位键的微粒有 ；含有非极性键的微粒有 ；极性键由强到弱的顺序为 。 (4)在离子化合物中，阴、阳离子的电子云在对方离子的作用下都会发生变形，原子轨道间产生重叠。离子的电子云变化较大，会使离子键逐渐向共价键过渡，使形成的化合物在水中的溶解度减小。阴离子半径越大，越容易变形。判断四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr和AgI)在水中的溶解度由大到小的顺序： 。 【答案】(1) CO 断开 CO 分子中第一个π键所需要的能量(1072 kJ∙mol-1-745 kJ∙mol-1=327 kJ∙mol-1)，比断开N2分子中第一个π键所需要的能量(946 kJ∙mol-1-418 kJ∙mol-1=528 kJ∙mol-1)小 (2)饱和 (3) N2H4 H-O＞H-N＞H-C (4)AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI 【详解】（1）CO与N2分子中电子总数相等，结构与物理性质相似，断开分子中的1个π键时，即将C≡O转化为C=O时需要吸收的能量小于将N≡N转化为N=N时需要吸收的能量，所以CO和N2中化学性质更活泼的是CO。用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：断开 CO 分子中第一个π键所需要的能量(1072 kJ∙mol-1-745 kJ∙mol-1=327 kJ∙mol-1)，比断开N2分子中第一个π键所需要的能量(946 kJ∙mol-1-418 kJ∙mol-1=528 kJ∙mol-1)小。 （2）H2和Cl2化合时，由于Cl原子的最外层有7个电子，而H原子的最外层有1个电子，则Cl原子达到8电子相对稳定结构时，只需获得或共用1个电子，所以只能生成HCl，而不能生成H2Cl或HCl2，原因是共价键具有饱和性。 （3）在N2H4、、H2O、CH4中，中心原子均发生sp3杂化，C、N、O的最外层电子数分别为4、5、6，若不形成配位键，它们分别与4、3、2个H原子形成共价键，而中，N原子与4个H原子形成化学键，则必有1个键为配位键，所以含有配位键的微粒有；N2H4中，除形成N-H键外，还形成N-N键，则含有非极性键的微粒有N2H4；C、N、O与H形成共价键时，元素的非金属性越强，键的极性越强，则极性键由强到弱的顺序为H-O＞H-N＞H-C。 （4）在离子化合物中，阴离子半径越大，越容易变形，离子的电子云变化较大，会使离子键逐渐向共价键过渡，使形成的化合物在水中的溶解度减小。在四种卤化银(AgF、AgCl、AgBr和AgI)中，阴离子半径F-＜Cl-＜Br-＜I-，则在水中的溶解度由大到小的顺序：AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI。 8．碳元素具有丰富的化学性质，碳及其化合物有着广泛的应用。 (1)能测定含碳化合物的骨架结构。在基态原子中，核外存在 对自旋相反的电子。 (2)我国科学家利用与等活泼金属反应合成了金刚石，为金刚石的合成提供了重要的研究思路。 ①的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 ②的是由碳的 轨道与氯的轨道重叠形成键。 (3)碳在物质转化中起着重要作用。与较难发生反应：，加碳生成可使反应得以进行。解释加碳后反应更易进行的原因： 。 【答案】(1)2 (2)Cl>Mg>Na sp3杂化 (3)碳和O2生成CO并放热，使反应趋势变大[或碳与O2反应生成CO放出热量，使体系温度升高，同时降低c(O2)，均促进反应正向进行] 【详解】（1）基态13C原子的轨道表示式为：，核外存在2对自旋相反的电子； （2）①同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，Mg的核外电子排布全满，第一电离能大于Na，故的第一电离能由大到小的顺序为：Cl>Mg>Na； ②中C原子价层电子对数为：，C原子的杂化方式为sp3杂化，故的是由碳的sp3杂化轨道与氯的轨道重叠形成键； （3）加碳后碳与氧气反应，消耗氧气且放热，能使反应正向进行，故加碳后反应更易进行的原因为：碳和O2生成CO并放热，使反应趋势变大[或碳与O2反应生成CO放出热量，使体系温度升高，同时降低c(O2)，均促进反应正向进行]。 9．过氧乙酸又名过醋酸(C2H4O3)，是重要化工原料。也是一种绿色生态杀菌剂，其制法为CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O。 (1)H2O2为 分子(填“极性”或“非极性”)。写出一种与H2O2具有相同电子数分子 。 (2)过氧乙酸分子中C原子的杂化方式有 。 (3)平面环状结构的吡咯()在一定条件下可与过氧乙酸发生开环反应。吡咯分子中 手性碳原子(填“有”或“无”)。已知大π键可以用表示，其中m表示参与形成大键的原子数，n代表大键中的电子数，则吡咯中大键可以表示为 。 (4)造纸中，用NaBH4与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。 ①两种硼氢化物的熔点如表所示： 硼氢化物 NaBH4 Al(BH4)3 熔点/℃ 600 -64.5 解释表中两种物质熔点差异的原因 。 ②硼氢化钠晶胞结构如图所示，若A为坐标原点(0，0，0)，则B的坐标为 。已知：硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值，则a= nm(用含ρ、NA的最简式子表示) 【答案】(1)极性 H2S或N2H4或C2H6或F2等 (2)sp2、sp3 (3)无 (4)NaBH4是离子晶体，Al(BH4)3是分子晶体，熔化时前者克服离子键，后者克服分子间作用力，离子键远强于分子间作用力，故而熔点产生这样的差异 【详解】（1）①分子结构不对称，正负电荷中心不重合 ，所以是极性分子。②电子数为，故或或或等均可。 （2）过氧乙酸的分子结构式为，可知分子中的两个C原子的共价键数分别为4和3且无孤电子对，所以C原子的杂化方式有和两种。 （3）①手性碳原子是连有4个不同原子或原子团的碳原子，吡咯分子中碳原子均不满足此条件，所以没有手性碳原子。 ②吡咯中形成大键的原子数m = 5（环上4个碳原子和1个氮原子 ），氮原子提供1对孤电子对，4个碳原子各提供1个电子，所以电子数n = 6 ，故大键表示为。 （4）①NaBH4是离子晶体，Al(BH4)3是分子晶体，熔化时前者克服离子键，后者克服分子间作用力，离子键远强于分子间作用力，故而熔点产生这样的差异； ②若A为坐标原点(0，0，0)，有图易得B的坐标为(，0，)； ③由晶胞结构可知其中含有位于棱心和面心的Na+个数为，位于面心、顶点和体心的BH个数为，则该晶胞体积，解得a=(nm)。 10．回答下列问题： (1)二氯化二硫()是广泛用于橡胶工业的硫化剂，常温下是一种橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构如图所示。 ①的化学键类型为 (填下列序号)，它是 (填“极性”或“非极性”)分子。 a．极性键          b．非极性键       c．极性键和非极性键 ②中硫的化合价为 。 ③分子中原子的杂化轨道类型为 。 (2)原子序数小于36的、、、、J、G六种元素，原子序数依次增大，其中元素的原子在所有原子中半径最小，元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，J元素原子核外的能级有两个电子，G元素原子核外有6个未成对电子(用元素符号或化学式表示)。 ①写出G元素的基态原子的价电子排布式 ；分子中键与键数目之比为 。 ②、、三种元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。 ③在水中的溶解度较大，可能的原因有 。(写出两个即可) 【答案】(1)c 极性 +1 sp3 (2) 3d54s1 3∶2 N>O>C NH3能与水反应、NH3与水都是极性分子、NH3与水分子之间还可以形成氢键 【详解】（1）①根据S2Cl2的分子结构可知，其结构式为Cl-S-S-Cl，含有Cl-S极性键和S-S非极性键，选c，该分子中正负电中心不重合，属于极性分子； ②元素吸电子能力越强，非金属性越强，其电负性越大，非金属性S＜Cl，电负性S＜Cl；由于电负性氯大于硫，氯显-1价，S为+1价； ③S的价层电子对数=σ键个数+孤电子对数，S2Cl2分子中每个S原子价层电子对数=，所以S采取sp3杂化。 （2）X元素的原子在所有原子中半径最小，X为H；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，即1s22s22p2，Y为C；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W为O；X、Y、Z、W、J、G六种元素，原子序数依次增大，则Z为N；J元素原子核外的3p能级有两个电子，即1s22s22p63s23p2，J为Si；G元素原子核外有6个未成对电子，即1s22s22p63s23p63d54s1，G为Cr，据此解答。 ①由分析可知，G为Cr，则其基态原子的价电子排布式为3d54s1；Y2X2分子为C2H2，即乙炔，结构式为H-C≡C-H，则分子中含3个σ键、2个π键，σ键与π键的数目之比为：3∶2； ②Y、Z、W分别为C、N、O，同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，但氮元素的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C； ③化合物ZX3的化学式为NH3，则NH3在水中的溶解度较大的原因有：NH3和H2O都是极性分子，依据相似相溶原理可知，氨气在水中的溶解度大；氨分子和水分子间可以形成氢键，大大增强溶解能力；部分氨气与水反应，使溶解量增大。 / 学科网（北京）股份有限公司 $