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小题与大题双向突破2 分子结构与性质
1.(2025·山东高考8题)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是( )
选项
性质差异
主要原因
A
沸点:H2O>H2S
电离能:O>S
B
酸性:HClO>HBrO
电负性:Cl>Br
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:Si>C
D
熔点:MgO>NaF
离子电荷:Mg2+>
Na+,O2->F-
2.(2025·湖南高考5题)下列有关物质性质的解释错误的是( )
性质
解释
A
酸性:CH3COOH<HCOOH
—CH3是推电子基团
B
熔点:C2H5NH3NO3<NH4NO3
C2H5N的体积大于N
C
熔点:Fe>Na
Fe比Na的金属性弱
D
沸点:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键
3.(2025·陕晋青宁6题)下列对物质性质的解释错误的是( )
选项
物质性质
解释
A
氯化钠熔点高于氯化铯
氯化钠离子键强于氯化铯
B
碘易溶于四氯化碳
碘和四氯化碳都是非极性分子
C
草酸氢钠溶液显酸性
草酸氢根离子水解程度大于电离程度
D
离子液体导电性良好
离子液体中有可移动的阴、阳离子
4.(2024·浙江6月选考17题节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。
(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: ,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:
。
1.共价键的极性与分子极性的关系
2.键的极性与物质的酸性
(1)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,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,更易电离出氢离子。
(2)甲酸的酸性大于乙酸的酸性,原因是烷基(符号R—)是推电子基团,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.氢键、范德华力及其对物质性质的影响
1.(2025·广西南宁二模)(H2O)2·BF3是有机合成常用的催化剂,一定条件下可发生如图转化。下列说法错误的是( )
[H3O]+[]-
A.BF3是极性分子
B.键角:H2O<BF3
C.·BF3中存在氢键和配位键
D.·BF3熔化可产生阴、阳离子
2.(2025·江西二模)下列有关物质的性质或结构的解释错误的是( )
A.氨气极易溶于水,因为氨分子与水分子间能形成氢键且二者均为极性分子
B.甲醛为平面结构,因为分子中C原子采取的杂化类型为sp2
C.三氟乙酸的酸性大于乙酸,因为氟的电负性大于氢
D.圆形容器中结出的冰是圆形的,因为晶体具有自范性
3.(2025·广西来宾一模)研究物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列事实解释错误的是( )
选项
实例
解释
A
CH3NH2·H2O的碱性比NH3·H2O强
甲基是吸电子基,增加了N原子的电子密度
B
由R4N+与组成的离子液体常温下呈液态
与其离子的体积较大有关
C
CsCl晶体中Cs+配位数为8,而NaCl晶体中Na+配位数为6
Cs+比Na+的半径大
D
酸性高锰酸钾溶液氧化甲苯,加入冠醚(18-冠-6),氧化速率加快
冠醚与K+形成超分子,将带入有机相
4.(2025·山东烟台一模节选)氮元素被称为“生命元素”,不仅是蛋白质的重要组成元素,还在医药、化工、农业生产等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)亚甲基双丙烯酰胺()、乙胺(CH3CH2NH2)和2-羟基乙胺
(HOCH2CH2NH2)均可用于染料合成。
①亚甲基双丙烯酰胺属于 分子(填“极性”或“非极性”),分子中含有的σ键和π键数目之比为 。
②乙胺和2-羟基乙胺的碱性随N原子电子云密度增大而增强,二者碱性更强的是 (填结构简式)。
(2)1-甲基咪唑()常用于配合物的制备,
在酸性环境中其配位能力会 (填“增强”“减弱”或“不变”)。1-甲基咪唑的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物如图,常温下为液态而非固态,原因是 。
提示:完成课后作业 第一部分 大单元二
小题与大题双向突破2
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小题与大题双向突破2 分子结构与性质
【真题研做·明确考向】
1.A H2O可形成分子间氢键而H2S不能,故沸点:H2O>H2S,A错误;元素电负性:Cl>Br,故HClO中O—H极性大,更易断裂,故酸性:HClO>HBrO,B正确;原子半径:Si>C,则键长:Si—Si>C—C,键能:Si—Si<C—C,根据共价晶体中键能越大,形成的晶体硬度越大可知,硬度:金刚石>晶体硅,C正确;离子晶体的熔点大小与离子键强弱有关,离子所带电荷数越多、离子半径越小,离子键越强,物质熔点越高,离子电荷:Mg2+>Na+、O2->F-,故熔点:MgO>NaF,D正确。
2.C —CH3为推电子基团,使羧基中的羟基极性减小,酸性减弱,故酸性:CH3COOH<HCOOH,A项正确;C2H5NH3NO3和NH4NO3均为离子晶体,C2H5N的体积大于N,C2H5NH3NO3的晶格能较低,故熔点:C2H5NH3NO3<NH4NO3,B项正确;熔点:Fe>Na,是因为Fe中的金属键比Na中的金属键强,与金属性无关,C项错误;H2O、H2S均为分子晶体,H2O分子间存在氢键,H2S分子间为范德华力,故沸点:H2O>H2S,D项正确。
3.C 氯化钠和氯化铯均为离子晶体,阴、阳离子所带电荷数相同,而离子半径:Na+<Cs+,故氯化钠的离子键强于氯化铯的离子键,因此氯化钠的熔点高于氯化铯的熔点,A正确;碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理可知,碘易溶于四氯化碳,B正确;草酸氢根离子水解产生OH-,电离产生H+,草酸氢钠溶液显酸性,说明草酸氢根离子的电离程度大于水解程度,C错误;离子液体中有可移动的阴、阳离子,因此离子液体导电性良好,D正确。
4.(1)HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:CO>CS>CSe,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的键长大于O—H,S—H的键能小于O—H,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-,碱性:NaC>NaD
【对点演练·能力培养】
1.A BF3中心原子B的价层电子对数是3+=3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,是非极性分子,A错误;H2O分子的中心原子价层电子对数为2+=4,采取sp3杂化,孤电子对数为2,键角为105°,BF3空间结构为平面三角形,键角约为120°,H2O的键角小于BF3,B正确;·BF3分子间的H2O与H2O之间形成氢键,分子中O原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,O与B原子之间存在配位键,C正确;题干给定的转化可以看出,·BF3熔化后得到的物质为[H3O]+[]-,由阴、阳离子构成,D正确。
2.D 氨分子与水分子间能形成氢键且二者均为极性分子,所以氨气极易溶于水,A正确;甲醛分子中C原子采取的杂化类型为sp2,所以甲醛为平面结构,B正确;—CF3是吸电子基团,—CH3是推电子基团,CF3COOH中O—H极性增强,所以三氟乙酸的酸性大于乙酸,C正确;晶体的自范性是晶体能自发地呈现多面体外形的性质,圆形容器中结出的冰虽然呈圆形,但不是自发形成的,所以不能体现晶体的自范性,D错误。
3.A 甲基是推电子基,增加了N原子的电子密度,使得CH3NH2·H2O更易结合氢离子,导致其碱性比NH3·H2O强,A错误;大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,导致离子键键能较小,熔点较低,在常温下呈液态,B正确;离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,配位数越大,Cs+周围最多能排布8个Cl-,Na+周围最多能排布6个Cl-,说明Cs+比Na+半径大,C正确;冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,因此二者可以形成超分子,将带入有机相,加快了反应速率,D正确。
4.(1)①极性 5∶1 ②CH3CH2NH2
(2)减弱 阴、阳离子间距离较大,导致离子间作用力较弱,熔点较低
解析:(1)①亚甲基双丙烯酰胺分子可以看成甲烷分子中的两个H原子被两个丙烯酰胺基取代,甲烷为正四面体结构,因此亚甲基双丙烯酰胺分子重心不重叠,属于极性分子,根据结构简式可知,分子中含有的σ键和π键数目之比为20∶4=5∶1。②羟基是吸电子基团,使得N上电子云密度减小,甲基是推电子基团,使得N上电子云密度增大,故乙胺中N电子云密度比2-羟基乙胺的大,二者相比,碱性更强的是乙胺。(2)1-甲基咪唑中不连接甲基的N含有孤电子对,在酸性条件下可与H+形成配位键,使其配位能力减弱。1-甲基咪唑的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物,阴、阳离子间距离较大,导致离子间作用力较弱,熔点较低,故常温下为液态而非固态。
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