内容正文:
大题攻关二 分子结构与性质关系的原因解释
真题领航 明方向
1.[2024·安徽卷]可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为而不是的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】氧氧键中氧的半径比较小,所以负电荷的密度比较高,对相应成键电子对的斥力大,氧氧键的键能小,更易断裂,不稳定(答案合理即可)
【解析】氧的半径比硫小,负电荷的密度更高,对相应成键电子对的斥力大,所以 中氧氧键键能比 中硫硫键小,更易断裂,不稳定,故 不能被 氧化成 结构。
2.[2024·山东卷]可用作转化为的催化剂(见下图)。的熔点远大于,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是____________________________________。
【答案】形成的分子间氢键更多
【解析】由 和 的结构可知,和 均能形成分子间氢键,但 形成的分子间氢键更多,使得 的熔点远大于。
3.[2024·浙江6月选考]化合物、、和的结构如下图所示。
(1) 、和中羟基与水均可形成氢键,按照氢键由强到弱对三种酸排序:________________,请说明理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 已知、钠盐的碱性:,请从结构角度说明理由:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1) ;、、的电负性逐渐减小,键的极性:,使得、、中羟基的极性逐渐增大,羟基与形成的氢键逐渐增强
(2) 的原子半径大于的原子半径,的键能小于的键能,同时可形成分子间氢键,使得比更易电离出,酸性:,水解能力:
【解析】
(1) 、、的电负性逐渐减小,键的极性:,使得、、中羟基的极性逐渐增大,羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为。
(2) 、钠盐的碱性:,说明酸性:,原因是 的原子半径大于 的原子半径,的键能小于 的键能,同时 可形成分子间氢键,使得 比 更易电离出,酸性:,水解能力:,钠盐的碱性:。
核心再悟 破重难
1.分子的性质
(1)分子结构与分子极性的关系
(2)键的极性对化学性质的影响
①酸性: (填“ ”或“ ”),原因是的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出。
②酸性: (填“ ”或“ ”),原因是烷基是推电子基因,烷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。
(3)溶解性
①“相似相溶”的规律: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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。
②随着溶质分子中憎水基个数的增加,溶质在水中的溶解度减小。例如,甲醇、乙醇和水能以任意比例互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.氢键及其对物质性质的影响
(1)氢键不是化学键,氢键的作用力要大于范德华力。
(2)氢键对物理性质的影响
①分子间氢键使物质沸点升高,如沸点:。
②分子间氢键使物质易溶于水,如、等易溶于水。
③解释一些特殊现象,如水结冰体积膨胀。
精准演练 提能力
1.[2024·济宁三模]吡嗪()分子中存在离域 键,氮原子的杂化方式为________________;哒嗪()在水中的溶解度大于苯的原因为________________________________________________________________________________。
【答案】杂化; 哒嗪分子与水分子可形成分子间氢键,哒嗪分子和水分子均为极性分子
【解析】吡嗪分子中存在 离域 键,类似于苯,说明吡嗪中氮原子的杂化方式为 杂化;哒嗪分子与水分子可形成分子间氢键,哒嗪分子和水分子均为极性分子,根据“相似相溶”的规律,哒嗪在水中的溶解度大于苯。
2.吡咯()具有芳香性,分子中存在大 键,吡咯分子中 键数目为____________(用表示阿伏加德罗常数的值)。用氧原子(或硫原子)替代吡咯中的氮原子可以得到呋喃(或噻吩),则呋喃的键线式为______;分子结构中的大 键电子云分布越均匀,物质的芳香性越强,请比较噻吩和呋喃的芳香性并解释原因:______________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】; ; 噻吩的芳香性强;的电负性比的小,吸引电子能力弱,噻吩分子中大 键电子云分布更均匀,芳香性更强
【解析】吡咯的分子式为,1个吡咯分子中存在1个、2个、2个、4个、1个,含有10个 键;用氧原子(或硫原子)替代吡咯中的氮原子可以得到呋喃(或噻吩),则呋喃的键线式为;因为 的电负性比 的小,吸引电子能力弱,所以噻吩分子中大 键电子云分布更均匀,芳香性更强。
3.
(1) 氨硼烷在催化剂作用下水解生成偏硼酸铵和氢气,反应的化学方程式为____________________________________________________。
(2) 硼的主要含氧酸是硼酸,分子间通过氢键连接成层状结构(如图1所示),时,硼酸在水中的溶解度很小,加热时溶解度增大,原因是____________________________________________________________________________,
三卤化硼水解生成硼酸的机理如图2所示,试从结构的角度对比分析水解反应很难进行的原因是________________________________________________________________________。
【答案】(1)
(2) 加热会破坏硼酸分子间的氢键,利于硼酸分子与水分子间形成氢键;中的C原子价层无空轨道,不能接受水分子的进攻
【解析】
(1) 氨硼烷水解生成偏硼酸铵 和氢气,反应的化学方程式为。
(2) 硼酸分子间存在氢键,导致其与水分子之间的作用力较小,因此在水中的溶解度较小,加热会破坏硼酸分子间的氢键,利于硼酸分子与水分子间形成氢键;中的 原子价层电子对数为4,且均形成共价键,无空轨道,不能接受水分子的进攻,因此 水解反应很难进行。
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