第03讲 分子结构与性质、化学键(复习讲义)(北京专用)2027年高考化学一轮讲练测
2026-07-30
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精品
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦分子结构与性质、化学键核心考点,按化学键分类及键参数、分子空间结构(VSEPR模型与杂化理论)、分子性质(极性、作用力等)逻辑递进架构知识,通过考情分析、思维建模、考点精讲(含解题妙招)、真题训练四环节,帮助学生系统构建知识网络,突破σ/π键判断、键角比较等难点。
讲义创新采用“三维建模”教学法,如键角比较整合杂化类型、孤电子对斥力、电负性影响建立判断模型,结合分层变式题与真题溯源,培养学生科学思维与证据推理能力。设置基础巩固到综合应用的梯度练习,助力教师精准把控复习节奏,高效提升学生解题与应试能力。
内容正文:
第03讲 分子结构与性质、化学键
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一
化学键及其分类
知识解构
知识点1
化学键的分类
∣ 知识点2
电子式
知识点3
化学键与物质类别的关系
∣ 知识点
4
共价键的本质、特征和分类
知识点
5
σ键与π键
∣ 知识点
6
共价键的键参数及其应用
考向破译
考向1
考查化学键的分类
∣ 考向2 考查化学键与物质类别的关系
考向
3
考查共价键类别及判断 ∣ 考向
4
考查键角大小的比较
解题妙招1 化学键的判断方法
解题妙招
2
比较键角大小的三种思维模型
考点二
分子的空间结构
知识解构
知识点1
价层电子对互斥模型
∣ 知识点2
杂化轨道理论
考向破译
考向1 考查价层电子对互斥模型的应用 ∣ 考向2 考查杂化轨道类型及微粒空间结构的判断
考点
三
分子的性质及应用
知识解构
知识点1
分子的极性
∣ 知识点2 分子的溶解性
知识点3
分子的手性 ∣ 知识点
4
分子间作用力
考向破译
考向1
考查共价键的极性和分子极性的判断
∣ 考向2 考查范德华力、氢键及对物质性质的影响
解题妙招
1
分子极性的判断方法
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
化学键及物质构成
T6
T4(A)、T9(D)
T2(A)、T9(B)
T1(B)
T7、T9、T15
分子的空间结构
T15
T2(A、B)、
T2(B)、T15(2)
T2(B)、T15(3)
T8
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托新材料制备、催化反应、医药分子、大气污染物等真实生产生活素材,以共价键、杂化轨道、微粒空间结构、分子间作用力为核心载体,融合电子排布、键参数、氢键、分子极性知识;侧重考查证据推理与模型认知核心素养,常结合陌生有机/无机分子设问,区分σ键与π键、各类分子间作用力对物质熔沸点、溶解性、稳定性的影响差异。
(2) 以功能高分子、配位化合物、新型晶体、环境小分子等前沿科研背景,围绕杂化类型判断、价层电子对互斥模型(VSEPR)、分子立体构型、配位键形成、氢键类型与作用设置选择题、原理综合填空;突出化学键本质、分子空间结构与物质宏观性质关联分析,强化新情境下结构式信息提取、结构建模与性质预测能力。
(3) 依托古籍记载矿物、传统药剂、天然提取物等传统文化素材,结合物质结构信息考查微粒结构辨析、熔沸点差异解释、溶解性分析;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向。
►复习目标:
1. 明晰离子键、共价键(σ键、π键)、金属键的形成本质,熟记键能、键长、键角等键参数含义,能够根据结构式快速判断化学键类型与数目。
2. 熟练运用VSEPR模型、杂化轨道理论,准确判断常见分子、离子的价层电子对数、杂化类型与空间立体构型;掌握分子极性判断方法。
3. 区分范德华力、氢键、化学键的强弱与作用范围,理解分子间作用力、氢键对熔沸点、溶解度、分子稳定性的影响,能够规范解释同类物质熔沸点递变规律与反常现象。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 化学键及其分类
知●识●解●构
知识点1 化学键的分类
1.化学键的概念:使离子相结合或原子相结合的强烈作用力。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分为离子键和共价键。
2.化学键的分类
3.离子键、共价键、金属键
(1)概念
①离子键:带相反电荷离子之间的强烈相互作用。
②共价键:原子间通过共用电子对所形成的强烈相互作用。
③金属键:金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。
(2)对比
离子键
共价键
金属键
成键粒子
阴、阳离子
原子
金属阳离子、自由电子
成键实质
阴、阳离子的静电作用(不是静电吸引)
共用电子对与成键原子间的电性作用
金属阳离子与自由电子间的电性作用
方向性与饱和性
无方向性;无饱和性
有方向性;有饱和性
无方向性;无饱和性
成键表征符号
电子式(CaCl2):
CaCl2形成过程:
HCl电子式:
HCl结构式:H—Cl
HCl形成过程:
无
形成条件
通常活泼金属与活泼非金属经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键
同种元素原子之间成非极性键
不同种元素原子之间成极性键
金属原子之间形成金属键
形成的物质
离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等
非金属单质如H2、Cl2、N2(稀有气体除外);某些共价化合物(如H2O2)或离子化合物(如Na2O2)
共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl
金属单质、合金
4.化学键类型的判断
(1)从物质构成角度判断
(2)从物质类别角度判断
物质类别
含化学键情况
非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等
只有共价键
非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等
活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等
只有离子键
含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等
既有离子键又有共价键
稀有气体,如Ne、Ar等
没有化学键
得分速记
1.由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键,如AlCl3中Al—Cl键为共价键。
2.非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键,如NH4Cl等。
3.影响离子键强弱的因素是离子半径和所带电荷数:离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,熔、沸点越高。
4.离子键中“静电作用”包括静电吸引和静电排斥,且二者达到平衡。
知识点2 电子式
1.原子的电子式:按照“上下左右”的顺序排最外层电子
原子
H
Mg
B
C
N
O
F
Ne
电子式
2.简单阳离子的电子式:离子符号即为其电子式
3.简单的阴离子的电子式:最外层一般为8电子,通式为
原子
H-
N3-
O2-
F-
电子式
4.共价分子的电子式的书写
共价分子电子书写步骤
画 标 补
结构式 共用电子对 各原子最外层所缺的电子数
第1步 第2步 第3步
分子
N2
O2
H2S
H2O2
HCN
SCl2
结构式
N≡N
O=O
H-S-H
H-O-O-H
H-C≡N
Cl-S-Cl
电子式
分子
NH3
CH4
CCl4
N2H4
CO2
HClO
结构式
O=C=O
H-O-Cl
电子式
5.复杂的阴离子和阳离子(共价型离子),中心原子一般为8个电子
离子
NH4+
H3O+
CH3+
NH2-
OH-
O22-
CN-
C22-
电子式
[]2-
6.离子化合物的电子式:阴阳离子交替排列,不可合并
离子
Na2O
MgCl2
Na2O2
KHS
电子式
离子
NaOH
Na3N
NH4Cl
NaClO
电子式
7.用电子式表示化合物的形成过程
(1)离子化合物的形成
①表现形式:原子的电子式→离子化合物的电子式
②电子得失:用弯箭头表示电子的得失
③实例:
离子化合物
用电子式表示离子化合物的形成过程
NaCl
MgCl2
Na2O
(2)共价化合物的形成
①表现形式:原子的电子式→共价化合物的电子式
②电子得失:不用画弯箭头表示
③实例
共价化合物
用电子式表示共价化合物的形成过程
HCl
H2O
NH3
CH4
CO2
得分速记
电子式书写常见的6大误区
内容
实例
误区1
漏写未参与成键的电子
N2的电子式误写为,应写为
误区2
化合物类型不清楚,漏写或多写[ ]及错写电荷数
NaCl误写为,应写为;HF误写为,应写为
误区3
书写不规范,错写共用电子对
N2的电子式误写为或或应写为
误区4
不考虑原子间的结合顺序
HClO的电子式误写为,应写为
误区5
不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构
CH的电子式误写为,应写为
误区6
不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写
CaBr2的电子式应为;
CaC2的电子式应为
知识点3 化学键与物质类别的关系
1.离子化合物与共价化合物
(1)离子化合物与共价化合物的比较
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有离子键的化合物
只含有共价键的化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
化学键类型
一定含有离子键,可能含有共价键
只含有共价键
物质类别
①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物
个例:NaH、CaC2、Mg3N2
①含氧酸 ②弱碱 ③非金属气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐,如AlCl3 ⑥多数有机物
(2)离子化合物和共价化合物的判断方法
2.化学键与物质类别的关系
(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(5)既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有离子键又有非极性共价键的物质,如Na2O2等。
(6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。
(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。
3.化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度_大__、熔点_高__,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。
②NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也_较高__。
(2) 对化学性质的影响
①N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很_稳定__。
②H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易_分解__。
(3) 物质熔化、溶解时化学键的变化
①离子化合物的溶解或熔化过程:离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。
②共价化合物的溶解过程
a. 有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内共价键被破坏,如CO2和SO2等。
b. 有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的共价键被破坏,如HCl、H2SO4等。
c. 某些共价化合物溶于水后,其分子内的共价键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
③单质的溶解过程:某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的共价键破坏,如Cl2、F2等。
知识点4 共价键的本质、特征和分类
1.共价键的本质和特征
共价键
本质
两原子之间形成共用电子对
特征
一定有饱和性
有方向性(H-H键除外)
2.常见原子的成键数目
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
H
Be
B、Al
C、Si
N、P
O、S
F、Cl
1
2
3
4
3
2
1
3.形成化学键的目的:使体系的能量最低,达到稳定结构
4.σ键和π键
根据成键原子电子云重叠方式可分为σ键和π键
σ键
H2的σ键形成:
HCl的σ键形成:
Cl2的σ键形成:
π键
大π键
(1)简介:大π键一般是三个或更多个原子间形成的,是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。
(2)表达式:Π。其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。
(3)一般判断:对于多电子的粒子,若中心原子的杂化不是sp3杂化,中心原子与配位原子可能形成大π键。
(4)示例:Π,CH2==CH—CH==CH2:Π,NO:Π,SO2:Π,O3:Π,CO:Π。
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同
5.从不同角度对共价键分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
电子云“头碰头”重叠
π键
电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移,可能为σ键或π键
非极性键
共用电子对不发生偏移,可能为σ键或π键
原子间共用电子对的数目
单键
原子间有一对共用电子对,为σ键
双键
原子间有两对共用电子对,为1个σ键,1个π键
三键
原子间有三对共用电子对,为1个σ键,2个π键
得分速记
常见分子中的键型和数目
分子
N2
HCN
COS
C2H4
C2H2
结构式
H—C三N
O=C=S
H-C三C-H
键型、数目
1个键
2个键
2个键
2个键
2个键
2个键
5个键
1个键
3个键
2个键
知识点5 σ键与π键
σ键
π键
定义
未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键
未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠形成的共价键
类型
s−s σ键、s−p σ键、p−p σ键
p−p π键
特征
原子轨道重叠部分沿键轴呈轴对称
原子轨道重叠部分分别位于两原子核构成平面的两侧,互为镜像对称
键的性质
σ键可沿键轴自由旋转,不易断裂
π键不能旋转,易断裂
存在的情况
能单独存在,可存在于任何含共价键的分子中
不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于双键和三键中
实例
CH4中只有σ键
CH2=CH2中既含有σ键,又含有π键
示意图
知识点6 共价键的键参数及其应用
1.共价键的键能的比较
(1)键能和键长的关系:键长越短,键能越大
(2)同种元素不同类型键能:叁键>双键>单键
(3)共价分子的键能和稳定性的关系
①共价单键:半径越小,键能越大,分子越稳定
②叁键或双键:断裂1个键的能量越大,越稳定
③实例:活泼性CO>N2
化学键
C-O
C=O
C≡O
键能/kJ•mol-1
351
803
1071
化学键
N-N
N=N
N≡N
键能/kJ•mol-1
159
418
946
2.共价键的键长的比较
(1)看有成键原子上是否都有孤对电子
①无孤对电子:只看成键原子的半径之和
②有孤对电子:还要看孤对电子之间的排斥作用
③键长比较
微粒组
键长长短
NH3和PH3
N-H<P-H
金刚石和晶体硅
C-C<Si-Si
稳定性:H2O2<N2H4<CH3CH3
O-O>N-N>C-C
O2、O2-、O2+、O22-
氧氧键:O22->O2->O2>O2+
(2)看能否形成键:形成键使键长变短
①乙烷、苯和乙烯:C-C>特殊键>C=C
②金刚石和石墨中的碳碳键:金刚石<石墨
③SO3的三聚体环状结构,键长:a>b
3.键角大小的比较
(1)求键角的大小:利用价层电子对互斥理论计算的轨道夹角
价层电子对n
2
3
4
杂化方式
sp
sp2
sp3
键角
180°
120°
109°28′
(2)中心原子和配位原子均相同:中心原子上孤电子对越多,孤电子对键角的压缩作用越大,键角越小
①∠H-O-H:H2O<H3O+
②∠H-N-H:NH2-<NH3<[Zn(NH3)6]2+
③∠H-C-H:CH3+>-CH3>CH3-
④∠O-N-O:NO2+>NO2>NO2-
(3)中心原子不同或配位原子不完全相同
①中心原子电负性大:中心原子对键角的拉伸作用越大,键角越大
②配位原子电负性大:配位原子对键角的压缩作用越大,键角越小
③NH3和PH3中:∠H-N-H>∠H-P-H
④H2S和H2O中:∠H-S-H<∠H-O-H
⑤NCl3和NF3中:∠Cl-N-Cl>∠F-N-F
⑥HCHO和COCl2中:∠H-C-H>∠Cl-C-Cl
考●向●破●译
考向1 考查化学键的分类
例1下列化合物既含离子键又含共价键的是
A. B.H2S C. D.KBr
【答案】C
【详解】A.属于共价化合物,只含共价键,故A错误;
B.属于共价化合物,只含共价键,故B错误;
C.属于离子化合物,其中既含离子键又含共价键,故C正确;
D.KBr中只含离子键,故D错误;
故选C。
【变式1·变载体】(25-26高三上·北京丰台·期末)下列各组物质中,化学键类型完全相同的是
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】C
【详解】A.中仅含离子键,中含离子键和与之间的共价键,化学键类型不完全相同,A不符合题意;
B.中仅含离子键,中含离子键和与之间的共价键,化学键类型不完全相同,B不符合题意;
C.和均为非金属元素构成的共价化合物,都只含极性共价键,化学键类型完全相同,C符合题意;
D.为活泼金属和活泼非金属形成的离子化合物,含离子键,为非金属元素形成的共价化合物,含共价键,化学键类型不同,D不符合题意;
故选C。
【变式2】(25-26高三上·北京西城·期末)下列化合物既含离子键又含共价键的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.N2是双原子分子,只含共价键,不含离子键,且为单质,不是化合物,A错误;
B.H2S是共价化合物,只含共价键,不含离子键,B错误;
C.NaOH是离子化合物,钠离子与氢氧根离子间为离子键,氢氧根离子内部氢氧原子间为共价键,既有离子键又有共价键,C正确;
D.KBr是离子化合物,只含钾离子与溴离子间的离子键,不含共价键,D错误;
故答案选C。
【变式3】(25-26高三上·北京·期末)下列物质中,含非极性共价键的离子化合物是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.Na2O2是离子化合物,其中过氧根离子()含有非极性共价键(O-O键),A正确;
B.NaCl是离子化合物,但只含离子键,不含共价键,B不符合题意;
C.NaOH是离子化合物,但氢氧根离子(OH-)中的O-H键是极性共价键,不含非极性共价键,C不符合题意;
D.H2S是共价化合物,不是离子化合物,D不符合题意;
故答案选A。
考向2 考查化学键与物质类别的关系
例2(2026·北京·模拟预测)臭氧()是一种强氧化剂,可与稀冷氢氧化钠溶液发生反应①,生成的在水中可发生反应②,下列说法正确的是
A.为非极性分子 B.中只含离子键
C.的电子式为 D.反应②中NaOH为还原产物
【答案】D
【详解】A.O3为V形结构,分子正负电荷中心不重合,属于极性分子,A错误;
B.由和构成,与之间是离子键,内部氧原子之间存在共价键,因此不是只含离子键,B错误;
C.是共价化合物,不存在阴阳离子,电子式不需要加括号和标注电荷,正确的电子式为,C错误;
D.反应②中,中O元素平均化合价为价,产物中O为价,O元素化合价降低、被还原,因此是还原产物,D正确;
故选D。
解题妙招
化学键的判断方法
1.含有共价键的分子不一定是共价化合物。例如H2、O2等单质。
2.含有共价键的化合物不一定是共价化合物。例如NaOH、Na2O2。
3.离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键,只有共价键。
【变式1·变载体】(2026·北京·三模)我国嫦娥五号月球采样返回任务中,科研团队发现新矿物铈镁嫦娥石,化学式为。其中为稀土元素,价电子排布式为。下列关于该矿物说法不正确的是
A.Ce位于第六周期
B.Ca、Mg均为ⅡA族元素
C.中原子的杂化方式为杂化,空间结构为正四面体
D.晶体中存在离子键、金属键和共价键
【答案】D
【详解】A.Ce的价电子排布最高能级为6s,最高能层序数为6,对应第六周期,A正确;
B.Ca、Mg原子序数分别为20、12,Ca、Mg原子最外层均为2个电子,均位于元素周期表ⅡA族,B正确;
C.中P的价层电子对数为,无孤电子对,故P为杂化,空间结构为正四面体,C正确;
D.该晶体属于离子晶体,存在阴阳离子间的离子键、内部的共价键,金属键仅存在于金属晶体中,该晶体不存在金属键,D错误;
故选D。
【变式2·变题型】(2026·北京门头沟·一模)我国科研团队用掺杂非铁催化剂实现温和条件下热催化合成氨。下列说法不正确的是
A.含有共价键
B.Fe位于元素周期表中的d区
C.热催化合成氨是人工固氮
D.使用该新型催化剂可以显著提高氨的平衡产率
【答案】D
【详解】A.是碳原子通过共价键结合形成的分子,分子内只含共价键,A正确;
B.Fe的价电子排布为,位于元素周期表第VIII族,属于d区元素,B正确;
C.热催化合成氨是将游离态的转化为化合态氨的过程,属于人工固氮,C正确;
D.催化剂只能降低反应活化能、加快反应速率,不影响化学平衡移动,无法提高氨的平衡产率,D错误;
答案选D。
【变式3·变考法】(2026·北京昌平·一模)2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中,首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料,具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管,下列说法正确的是
A.属于金属材料 B.是由碳元素组成的化合物
C.是由碳原子通过离子键形成的 D.比金刚石导电能力强
【答案】D
【详解】A.金属材料包括金属单质和合金,单壁碳纳米管由碳元素组成,属于非金属材料,A错误;
B.化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,单壁碳纳米管仅含碳元素,属于碳单质,B错误;
C.离子键是阴、阳离子之间的静电作用,单壁碳纳米管中碳原子间以共价键结合,不存在离子键,C错误;
D.金刚石中碳原子均以sp3杂化形成共价键,无自由移动电子,导电能力极差,题干明确说明单壁碳纳米管具有优异的导电性,因此其导电能力比金刚石强,D正确;
故答案选D。
考向3 考查共价键类别及判断
例3(2026·北京·一模)多年来,研究人员一直无法在水体系中直接获得碳酸氢钙固体。我国科学家通过使钙离子和碳酸氢根离子在乙醇环境中直接反应,首次成功分离出碳酸氢钙晶体。下列说法不正确的是
A.分子中存在极性共价键
B.在水中的溶解度:
C.受热分解能产生
D.向澄清石灰水中通入过量,所得溶液中含、
【答案】B
【详解】A.乙醇(CH3CH2OH)分子中的C-O键和O-H键因电负性差异而具有极性,属于极性共价键,A正确;
B.碳酸钙在水中溶解度极低,而碳酸氢钙可溶于水,因此溶解度关系应为CaCO3 < Ca(HCO3)2,B错误;
C.碳酸氢钙受热分解的化学方程式为,能产生CO2,C正确;
D.向澄清石灰水中通入过量CO2,先形成CaCO3沉淀,后转化为可溶性Ca(HCO3)2,溶液中存在Ca2+和离子,D正确;
故选B。
【变式1】(2023·北京丰台·一模)已知:。下列说法不正确的是
A.中含有离子键、共价键和配位键
B.和HCl分子的共价键均是s-s σ键
C.极易溶于水,与分子极性、氢键和能与水反应有关
D.蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时,会产生大量白烟
【答案】B
【详解】A.氯化铵含有键的类型包括铵根离子和氯离子之间的离子键,铵根离子中的三个共价键和一个配位键,A正确;
B.和HCl分子的共价键均是s-p σ键,B错误;
C.极易溶于水,因为水为极性分子且含有氢键,为极性分子、含有氢键,与水反应生成一水合氨,C正确;
D.蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时,会产生大量白烟,白烟为氯化铵颗粒,D正确;
故选B。
【变式2】(2023·北京顺义·一模)氯气是一种重要的工业原料,工业上利用下列反应来检查氯气管道是否漏气:。下列说法不正确的是
A.生成物是离子晶体
B.的结构式为,分子中含有键和键
C.可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
D.该反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:8
【答案】D
【详解】A.是由NH和Cl-构成的离子化合物,是离子晶体,A正确;
B.的结构式为,分子中含有1个键和2个键,B正确;
C.与反应生成是氧化还原反应,可设计成原电池,将化学能转化为电能,C正确;
D.该反应氧化剂是,3mol做氧化剂,有2molNH3做还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2,D错误;
故答案选D。
【变式3】(2022·北京东城·三模)下列有关物质结构的说法正确的是:
A.可以作为配合物的配位体
B.离子晶体中只含离子键, 共价晶体中只含共价键,分子晶体中一定含共价键和分子间作用力
C.常用的硫粉是一种硫的小晶体,熔点112.8℃, 易溶于CS2、CCl4 等溶剂,由此判断它可能属于共价晶体
D.在冰的晶体中, 每个水分子周围有四个紧邻的水分子,使其空间利用率变低,冰密度变小,当冰刚刚融化时,热运动使冰的结构部分解体,从而使水的密度在4℃达到最大。这一特性对生命存在重要意义
【答案】D
【详解】A.中没有孤电子对,故不可以作为配合物的配位体,A错误;
B.离子晶体中一定含离子键,但也可能含有共价键,如NaOH、Na2O2等离子晶体中既有离子键又有共价键,共价晶体中只含共价键,分子晶体中一定有分子间作用力,不一定含共价键,如He、Ne、Ar等单原子分子形成的分子晶体中不含共价键,B错误;
C.常用的硫粉是一种硫的小晶体,熔点112.8℃, 易溶于CS2、CCl4 等溶剂,由此判断它可能属于分子晶体,共价晶体的熔点很高,一般不溶于任何溶剂中,C错误;
D.在冰的晶体中, 每个水分子周围有四个紧邻的水分子,使其空间利用率变低,冰密度变小,当冰刚刚融化时,热运动使冰的结构部分解体,从而使水的密度在4℃达到最大,即存在分子间氢键,这一特性对生命存在重要意义,如DNA的双螺旋结构中存在分子间氢键等,D正确;
故答案为:D。
考向4 考查键角大小的比较
例4(2025·北京·三模)下列根据相关数据做出的判断不正确的是
A.电负性:O>P,则有机磷用(R代表烃基或H)表示中P的化合价显正价
B.键能:C=O键>Si-O键,则熔点:CO2>SiO2
C.,则相同温度相同浓度溶液的碱性:NaClO<Na2CO3
D.沸点:浓硫酸>盐酸,NaCl固体与浓硫酸共热生成HCl气体
【答案】B
【详解】A.电负性O>P,P与O成键时共用电子对偏向电负性更大的O,故P显正价,A正确;
B.属于分子晶体,熔点由分子间作用力决定,与分子内共价键键能无关;属于原子晶体,熔点由共价键键能决定,实际熔点远高于,B不正确;
C.弱酸的电离平衡常数越大酸性越强,由可知酸性,根据“越弱越水解”,相同温度相同浓度时的水解程度大于,故相同温度相同浓度时,溶液碱性,C正确;
D.浓硫酸是高沸点难挥发性酸,HCl是易挥发性酸,可通过难挥发性酸制易挥发性酸的反应,用NaCl固体与浓硫酸共热制备HCl气体,D正确;
故选B。
解题妙招
比较键角大小的三种思维模型
1.杂化轨道类型不同:sp>sp2>sp3。
2.
3.在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。
【变式1】(2025·北京·模拟预测)物质结构决定物质性质,下列物质性质比较与相关解释均正确的是
选项
性质比较
解释
A
键角:SiH4>PH3
中心原子杂化方式一样,但PH3有孤电子对
B
配合物稳定性:
电负性:O>N
C
熔点:SiO2>SiH4
相对分子质量:SiO2>SiH4
D
O3在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度
O3是由非极性键组成的非极性分子
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.中Si的价层电子对数目为:、中P的价层电子对数目为:,它们的中心原子杂化方式均是杂化,但因为中存在孤电子对,孤电子对产生的斥力较大,键角会变小,A正确;
B.因为电负性N<O,所以N更易给出孤电子对而形成配位键,则配合物的稳定性:,B错误;
C.熔点,因为是共价晶体,是分子晶体,C错误;
D.中的化学键为极性键,结构呈“V”型,是极性分子,由于其极性微弱,所以更易溶于非极性溶剂,D错误;
故答案选A。
【变式2】(2025·北京·模拟预测)对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
熔点:石英>干冰
石英是共价晶体,干冰是分子晶体;共价键比分子间作用力强
B
稳定性:
HF分子间存在氢键,HI分子间不存在氢键
C
键角:
中心原子均采取杂化,孤电子对有较大的斥力
D
酸性:
F的电负性大于Cl,F-C的极性大于Cl-C,使的极性大于的极性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.石英的主要成分为,属于共价晶体,熔化时破坏共价键,干冰是固态,属于分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,共价键强度远大于分子间作用力,因此熔点:石英>干冰,A正确;
B.氢化物的稳定性属于化学性质,由分子内共价键的键能决定,氢键属于分子间作用力,仅影响熔沸点等物理性质,HF比HI稳定是因为H-F键的键能远大于H-I键的键能,和氢键无关,解释错误,B错误;
C.的中心N原子和的中心O原子均采取杂化,中N无孤电子对,中O有2对孤电子对,孤电子对的斥力大于成键电子对,孤电子对越多键角越小,因此键角:,C正确;
D.F的电负性大于Cl,F-C键的极性大于Cl-C键,使得的吸电子能力强于,导致羧基中O-H键极性更强,更易电离出,因此酸性:,D正确;
故选B。
【变式2】(2025·北京·模拟预测)中国科研团队截止到2025年4月,已研发出四代太阳能电池,走在世界最前列。第一代“晶体硅”电池,第二代“砷化镓”薄膜电池,这两代已经完全成熟,并完全商业化;第三代“钙钛矿”初步商业化;第四代“GaN”光伏电池,正处在实验室验证阶段。第一代中的单晶硅的晶体结构与金刚石类似,下列说法不正确的是
A.C和Si均位于元素周期表中第ⅣA族
B.单晶硅和金刚石均属于共价晶体
C.单晶硅和金刚石中的键角均相同
D.由于Si-Si键能大于C-C键的,所以单晶硅的熔点高于金刚石的熔点
【答案】D
【详解】A.C和Si的最外层电子数均为4,均位于元素周期表第IVA族,A正确;
B.单晶硅和金刚石均是原子通过共价键结合形成的具有空间网状结构的晶体,都属于共价晶体,B正确;
C.单晶硅和金刚石中每个原子均与相邻4个原子形成正四面体结构,键角均为,二者键角相同,C正确;
D.Si原子半径大于C原子,因此Si-Si键的键长大于C-C键,键长越长键能越小,故Si-Si键的键能小于C-C键,共价晶体熔点由共价键键能决定,因此金刚石熔点高于单晶硅,D错误;
故选D。
考点二 分子的空间结构
知●识●解●构
知识点1 价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型认为,分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”(分子中的中心原子与结合原子间的 σ键电子对 和中心原子上的 孤电子对 )相互排斥的结果。
2.中心原子的价层电子对之间尽可能远离,以使斥力最小,能量最低。
3.孤电子对斥力较大,孤电子对越多,斥力越强,键角越小。价层电子对之间的斥力大小顺序:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。
4.价层电子对数的计算公式
其中:a是中心原子的 价电子数 [阳离子要减去所带的电荷数、阴离子要加上所带的电荷数(绝对值)];x为与中心原子结合的 原子数 ;b是与中心原子结合的原子最多能接受的 电子数 (氢为 1 ;其他原子为“ 8减去该原子的价电子数 ”,如O、S、Se等氧族元素均为2;卤族元素均为1)。
5.利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
如SO2的中心原子为S,σ键电子对数为2,硫原子上的孤电子对数为×(6-2×2)=1,价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形(含孤电子对),这些价层电子对互相排斥,SO2的空间结构为V形(略去中心原子S上的孤电子对)。
注意:在计算孤电子对数时,若出现0.5或1.5,则把小数进位为整数,即1或2。如NO2的中心原子N上的孤电子对数为=0.5≈1,价层电子对数为3。
得分速记
1.价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。
(1)当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。
如:中心原子采取sp3杂化的,其价层电子对模型为四面体形,其分子构型可以为四面体形(如CH4),也可以为三角锥形(如NH3),也可以为V形(如H2O)。
2.价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的立体构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
知识点2 杂化轨道理论
杂化轨道理论是一种价键理论,可以解释分子的空间结构。
基本
要点
①能量相近(同一能级组或相近能级组)的原子轨道才能参与杂化;②杂化轨道形成σ键,形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键更稳定;③杂化后各轨道能量相同、方向不同;④杂化轨道总数等于参与杂化的原子轨道数目之和,但改变了原子轨道的形状、方向,在成键时更有利于轨道间重叠
使用
范围
只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对
类型
sp杂化轨道——由1个s轨道和1个p轨道杂化而成,杂化轨道间夹角为180°,呈直线形,如BeCl2。
sp2杂化轨道——由1个s轨道和2个p轨道杂化而成,杂化轨道间夹角为120°,呈平面三角形如BF3。
sp3染杂化轨道——由1个s轨道和3个p轨道杂化而成,杂化轨道间夹角为109°28'.呈正四面体形,如CH4。
判断
方法
①ABn型分子或离子:杂化轨道数=中心原子的价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数。
中心原子价
层电子对数
2
3
4
5
6
杂化类型
sp
sp2
sp3
sp3d
sp3d2
②非ABn型分子或离子,根据杂化轨道的空间结构判断:杂化轨道的空间结构为正四面体形,中心原子采用 sp3 杂化;杂化轨道的空间结构为平面三角形,中心原子采用 sp2 杂化;杂化轨道的空间结构为直线形,中心原子采用 sp 杂化。
③根据中心原子有没有形成双键或三键判断:
C的成键方式
4个单键
1个双键和2个单键
2个双键或1个三键和1个单键
N的成键方式
3个单键
1个双键和1个单键
1个三键
杂化类型
sp3
sp2
sp
分子、离子的空间结构分析
实例
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电
子对数
中心原子杂
化轨道类型
VSEPR
模型
分子(离子)
空间结构
CO2、BeCl2
(AB2型)
2
2
0
sp
BF3、N
(AB3型)
3
3
0
sp2
PbCl2、
SnBr2
(AB2型)
3
2
1
sp2
CH4、N
(AB4型)
4
4
0
sp3
NH3、S
(AB3型)
4
3
1
sp3
H2O
(B2A型)
4
2
2
sp3
PCl5
(AB5型)
5
5
0
sp3d
SF6
(AB6型)
6
6
0
sp3d2
得分速记
1.杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多,键角越小。
2.杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。
考●向●破●译
考向1 考查价层电子对互斥模型的应用
例1(2026·北京·三模)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.基态Ni原子的简化电子排布式:
B.的VSEPR模型:
C.聚丙烯的结构简式:
D.用电子式表示NaCl的形成过程:
【答案】C
【详解】A.Ni为第四周期第VIII族元素,其基态原子核外有28个电子,简化电子排布式为,A正确;
B.的中心N原子的价层电子数为,VSEPR模型为平面三角形,即,B正确;
C.聚丙烯含甲基支链,结构简式为,C错误;
D.NaCl为离子化合物,用电子式表示NaCl的形成过程为,D正确;
故选C。
【变式1】(2026·北京·模拟预测)我国科学家发现火星土壤中主要存在硅酸盐矿物、以赤铁矿()和磁铁矿()为主的含铁矿物以及石膏()等含水硫酸盐。其中Fe()与火星土壤中存在的化学活性物质,如氯酸盐、等有关。下列说法正确的是
A.光导纤维的主要成分是硅酸盐
B.属于纯净物,既是钙盐又是硫酸盐
C.的VSEPR模型为
D.的分子模型为
【答案】B
【详解】A.光导纤维的主要成分为,不属于硅酸盐,A错误;
B.是具有固定组成的结晶水合物,属于纯净物,电离产生的阳离子为属于钙盐,阴离子为属于硫酸盐,B正确;
C.中心原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,题图给出的是其空间构型三角锥形,与VSEPR模型不符,C错误;
D.分子为折线形结构,不是直线形,题图分子模型为直线形,与实际结构不符,D错误;
故选B。
【变式2】(2026·北京石景山·二模)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.2pz电子云图:
B.SO3的VSEPR模型:
C.BaH2的电子式:
D.反-2-丁烯的分子结构模型:
【答案】D
【详解】A.2p轨道中,轨道沿z轴方向伸展,电子云为沿z轴的哑铃形,图示符合电子云的特征,A正确;
B.SO3中心S原子的价层电子对数 = σ键数 + 孤电子对数 = ,无孤电子对,因此VSEPR模型为平面正三角形,B正确;
C.BaH2是离子化合物,由和构成,电子式书写正确,C正确;
D.反-2-丁烯中两个甲基位于双键两侧,反-2-丁烯的分子结构模型为,D错误;
故选D。
【变式3】(2026·北京西城·二模)青铜器腐蚀与CuCl发生的自催化腐蚀循环有关。可采用多种化学方法对青铜器进行保护。
(1)与较致密不同,疏松多孔,对青铜器内部无保护作用。
①基态Cu的价层电子排布式是___________。
②的空间结构是___________。
(2)CuCl晶胞形状为立方体,结构如图。
①CuCl中每个周围与它最近且距离相等的有___________个。
②该晶胞的边长为a nm,阿伏加德罗常数为,CuCl的摩尔体积是___________。()
③乙腈()的水溶液可溶解CuCl,易溶于水的原因有___________。
(3)常用苯丙三氮唑(BTA)处理出土的青铜器。BTA将Cu2O转化为致密的平面结构的保护膜 。BTA和的结构如图。
已知:ⅰ.
ⅱ.
①下列说法正确的是___________(填序号)。
a.BTA分子所有碳原子均为sp2杂化
b.属于网状结构的高分子
c.是位于sp2杂化轨道上的孤电子对与的空轨道相互作用形成的
②复合膜能有效抑制铜的腐蚀,在强酸性条件下复合膜保护效果不好,除酸破坏Cu2O外,其他的原因是___________。
【答案】(1) 平面三角形
(2)4 与水分子之间可以形成氢键;乙腈分子和水分子都是极性分子,乙腈与水相似相溶
(3)a、c 与反应生成了BTA,浓度降低,平衡:正向移动,从而破坏了复合膜中的,导致保护效果不好
【详解】(1)①铜是29号元素,基态Cu的价层电子排布式是。
②中心原子的价层电子对数=,孤电子对数=,所以的空间结构是平面三角形。
(2)①根据晶胞结构,每个周围最近的是4个,每个周围最近的也是4个。
②每个晶胞包含4个4个,相当于有4个CuCl,一个晶胞体积是,所以CuCl的摩尔体积是。
③与水分子之间可以形成氢键,增大了与水分子之间的作用力,乙腈分子和水分子都是极性分子,乙腈与水相似相溶。
(3)①a.苯环上所有碳原子均为sp2杂化,所以BTA分子所有碳原子均为sp2杂化,a正确;
b.属于链状结构的高分子。
c.价层电子对有2个成键电子对和一对孤电子对, 是杂化,所以是位于sp2杂化轨道上的孤电子对与的空轨道相互作用形成的,c正确;
故选择a、c
②在强酸条件下,氢离子浓度增大,使平衡逆向移动,消耗了,平衡:正向移动,从而破坏了复合膜中的,导致保护效果不好。
考向2 考查杂化轨道类型及微粒空间结构的判断
例2(2025·北京·三模)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.基态29Cu的核外电子排布式:
B.sp杂化轨道示意图:
C.-CN的电子式为
D.H2Se的VSEPR模型:
【答案】A
【详解】A.基态核外电子排布式为,A错误;
B.sp杂化是1个s轨道和1个p轨道杂化,得到2个夹角为的直线形杂化轨道,与图示一致,B正确;
C.为氰基,电子式为,C正确;
D.中心Se的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,与图示一致,D正确;
故选A。
【变式1】(2025·北京·模拟预测)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.的电子式:
B.氯化钠溶液中的水合离子:
C.的VSEPR模型:
D.基态原子的价电子轨道表示式:
【答案】C
【详解】A.是离子化合物,由和构成,给出的电子式符合书写规则,A正确;
B.氯化钠溶液中,阳离子吸引水分子中带负电的O原子,阴离子吸引水分子中带正电的H原子,图示水合离子的水分子朝向正确,B正确;
C.中N原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,图示为3个价层电子对对应的结构,与实际不符,正确的VSEPR模型为,C错误;
D.基态原子的价电子排布为,根据洪特规则半充满更稳定,给出的轨道表示式符合电子排布规则,D正确;
故答案选C。
【变式2】(2025·北京·模拟预测)X、Y、Z、M、Q是短周期原子序数依次增大的5种元素,X是宇宙中含量最多的元素,Y与M位于同一周期,核外电子数之比为3:4,基态Q原子的价电子中s能级和p能级的电子数相等。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>M>Y B.X与M可组成10e-、18e-物质
C.的空间结构一样 D.Q的单质是一种良好的半导体材料
【答案】C
【详解】A.同周期元素第一电离能随原子序数增大呈递增趋势,但N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能反常大于O,正确顺序应为N>O>C,即Z>M>Y,A正确;
B.H和O可组成10电子的H2O、18电子的H2O2,B正确;
C.NH3中心N为sp3杂化,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形,中心N为sp2杂化,无孤电子对,空间结构为平面正三角形,二者空间结构不同,C错误;
D.Si是典型的良好半导体材料,D正确;
故选C。
【变式3】(2025·北京·三模)新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。
Ⅰ.锂电池的电解液是目前研究的热点。
(1)锂电池的电解液可采用溶有LiPF6的碳酸酯类有机溶液。
①基态Li+的电子云轮廓图的形状是:________。
②元素Li、P、F中电负性最大的是________(填元素符号)。
③碳酸二乙酯()的沸点高于碳酸二甲酯(),原因是________。
(2)为提高锂电池的安全性,科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下,阴离子为。
该阳离子中,“C”原子的杂化轨道类型为________杂化,的空间构型是________。
Ⅱ.氢氧燃料电池具有高效能、环保、可再生等优点,应用极其广泛。寻找安全高效、低成本的储氢材料对于实现氢能经济具有重要意义,以下是两种常见的储氢材料。
(3)氰基配合物
①钴离子的配位数是________,配位原子是________(写元素符号)。
②中存在的化学键有________。
a.离子键 b.范德华力 c.极性共价键 d.氢键
(4)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。该晶体储氢时,H2分子在晶胞的体心和棱心位置。
①该晶体完全储氢后,距离Mg原子最近的H2分子个数是________。
②该晶体未储氢时的密度为,则铁原子的半径为________cm。(用含的代数式表示,阿伏加德罗常数的值为NA,假设晶胞中邻近的铁原子相切)
【答案】(1)球形 F 二者均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高
(2)sp3、sp2 正四面体
(3)6 C ac
(4) 4
【详解】(1)①Li原子序数3,基态电子排布,失去2s电子得到,电子排布为,1s轨道电子云轮廓为球形;
②同周期从左到右电负性增大,同主族从上到下电负性减小;Li是活泼金属电负性极小,F电负性最大,因此三者电负性:;
③两种物质均只存在分子间范德华力,都属于分子晶体,结构相似,碳酸二乙酯相对分子质量更大,分子间范德华作用力更强,克服分子间作用力所需能量更高,因此沸点更高;
(2)烷基饱和单键C为杂化、五元杂环内双键C为杂化;中心B价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为正四面体;
(3)①配离子中,中心结合6个配体,配位数为6;中C提供孤电子对,配位原子是C;
②与之间存在离子键(a);内部、结晶水内部存在极性共价键(c);范德华力、氢键属于分子间作用力,不属于化学键,因此选ac;
(4)①晶胞中Mg位于体对角线处,在体心与棱心,以任意Mg原子为中心,周围等距且最近的共4个;
②由晶胞结构可知,Fe原子位于顶点、面心,原子数为,Mg原子位于内部,数目为8,因此晶胞总质量;由密度公式,晶胞体积,晶胞边长;面心立方中相邻Fe相切,面对角线长度,则铁原子半径cm。
考点三 分子的性质及应用
知●识●解●构
知识点1 分子的极性
1、基本概念
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电几何中心和负电几何中心重合的分子
正电几何中心和负电几何中心不重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排列
对称
不对称
2、分子极性的判断方法:分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时,可根据以下原则进行
①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子,如:O2、H2、P4、C60
②以极性键结合而成的双原子分子,都是极性分子,如:HCl、HF、HBr
③以极性键结合而成的多原子分子
a.空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型),是非极性分子,如:CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6
b.空间结构不对称的分子(V形、三角锥形),是极性分子,如:H2O、NH3、CHCl3
3、判断ABn型分子极性的经验规律: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
4、键的极性对化学性质的影响
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸>三氯乙酸
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
三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸
Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性,极性越强,羧基中的羟基的极性就越大,就越易电离出氢离子
甲酸>乙酸>丙酸
烃基是推电子基团,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
知识点2 分子的溶解性
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,如:NH3是极性分子,易溶于极性溶剂H2O中,难溶于非极性溶剂CCl4中;I2为非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳中,而难溶于极性溶剂H2O中
2、氢键对溶解性的影响:如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增大,且氢键作用力越大,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,其溶解性越大
如:乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小,随着溶质分子中憎水基个数的增大,溶质在水中的溶解度减小,因此乙醇和水能以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度则会明显减小
4、溶质是否与水反应:溶质与水发生反应,溶质的溶解度会增大
如:SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大
知识点3 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
3、手性分子的判断:判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团,即有机物分子中是否存在手性碳原子,如:,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性
如:乳酸()分子的手型异构体:
知识点4 分子间作用力
1、概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力
2、分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键
3、强弱:范德华力<氢键<化学键
4、范德华力
(1)含义:物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学键的键能小1~2个数量级
(2)特征
①范德华力广泛存在于分子之间,由分子构成的液态和固态物质,范德华力存在于相邻的分子之间;由分子构成的气态物质,只有分子相互接近时才存在范德华力
②范德华力无方向性和饱和性,只要分子周围空间允许,分子总是尽可能多地吸引其他分子
(3)范德华力对物质性质的影响
①一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:F2<Cl2<Br2<I2
②相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力也越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:N2<CO
③分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,物质的熔沸点也就越低
如沸点:对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
5、氢键
(1)形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。氢键不属于化学键,仍属于分子间作用力的范畴,氢键的作用力要大于范德华力
(2)氢键的表示方法:X—H…Y—表示,式中X和Y表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键
(3)氢键的特征:具有一定的饱和性和方向性
(4)氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
(5)氢键对物质性质的影响
①当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高:分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间作用力外,还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高,如:HF、H2O、NH3沸点反常
②当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使使物质的熔、沸点降低,如:邻羟基苯甲醛(熔点:2℃,沸点:196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点:115℃,沸点:250℃)
③氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大,如:NH3极易溶于水,因NH3与H2O之间能形成氢键(),且都是极性分子
④对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大
⑤氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
得分速记
分子间作用力(范德华力)与氢键的比较
范德华力
氢键
存在
分子间普遍存在
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间
特征
无方向性、无饱和性
具有一定的方向性和饱和性
强度
共价键>氢键>范德华力
影响其强度的因素
①组成和结构相似的物质,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
对于A—H…B,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大
对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的物理性质,如熔、沸点等。范德华力越大,物质的熔、沸点越高
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,分子内氢键使物质的熔、沸点降低,对电离、溶解度等产生影响
考●向●破●译
考向1 考查共价键的极性和分子极性的判断
例1(2025·北京顺义·三模)下列事实与解释不对应的是
选项
事实
解释
A
第一电离能:
Na与K位于同一主族,原子半径:,原子核对外层电子的吸引能力:
B
晶体中每个分子紧邻的分子数:硫化氢晶体(12个)冰(4个)
冰中水分子间主要以氢键结合,硫化氢晶体中硫化氢分子间主要以范德华力结合
C
在不同溶剂中的溶解度:
为非极性分子,为弱极性分子,为极性分子,相似相溶
D
熔点:
属于共价晶体,属于分子晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.同一主族从上到下原子半径逐渐增大,原子半径,Na原子核对外层电子的吸引能力更强,因此第一电离能,事实与解释对应,A正确;
B.冰中水分子间的氢键具有方向性和饱和性,属于非密堆积,每个水分子紧邻4个水分子;硫化氢分子间仅靠范德华力结合,属于分子密堆积,每个分子紧邻12个分子,事实与解释对应,B正确;
C.为弱极性分子,为非极性分子,为强极性分子,根据相似相溶规律,弱极性的更易溶于非极性的,溶解度,事实与解释对应,C正确;
D.属于离子晶体而非共价晶体,属于分子晶体,离子晶体熔点远高于分子晶体,因此熔点,解释错误,事实与解释不对应,D错误;
故选D。
解题妙招
分子极性的判断方法
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子,如H2、P4等。
(2)含极性键的双原子分子一定是极性分子,如HCl、CO等。
(3)ABn(n≥2)型分子:
①根据分子结构判断
若分子是对称的(直线形、正三角形、正四面体形等),极性键的极性向量和等于零时,为非极性分子,否则是极性分子。如CH4、CO2等含有极性键,是非极性分子;H2O、NH3等含有极性键,是极性分子。
②利用孤电子对判断
若中心原子A中无孤电子对,则为非极性分子;若有孤电子对,则为极性分子。
③利用化合价判断
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。如BCl3、CO2是非极性分子;SO2、NF3是极性分子。
【变式1】(2026·北京大兴·三模)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的VSEPR模型为
B.邻羟基苯甲醛分子内形成的氢键:
C.基态Br原子核外电子排布式为
D.的结构式为,属于非极性分子
【答案】B
【详解】A.的中心N原子的价层电子对数为,有一对孤电子对,VSEPR模型包含孤电子对,故为四面体形,即,A错误;
B.邻羟基苯甲醛中羟基的H原子和醛基的O原子之间可形成分子内氢键:,B正确;
C.Br为第四周期第VIIA族元素,核外有35个电子,因此基态Br原子的核外电子排布式为,C错误;
D.结构式为,氧原子上存在孤电子对,空间结构为,分子结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子,D错误;
故选B。
【变式2】(2026·北京·三模)下列事实对应解释正确的是
事实
解释
A
水中溶解度:
分子极性:
B
只有一种分子空间结构
C原子为杂化
C
沸点:甲醛<甲醇
均存在分子间氢键,且键能:甲醛<甲醇
D
热稳定性:
键极性:C-H>Si-H
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.和均为直线形对称结构,都是非极性分子,分子极性相近,溶解度更大是因为其能与水反应生成碳酸,解释错误,A错误;
B.中C原子形成4个键,无孤电子对,采取杂化,空间构型为四面体,两个Cl和两个H的相对位置只有一种,因此只有一种分子空间结构,解释正确,B正确;
C.甲醛分子中H原子与C相连,没有与电负性大的O直接相连,因此甲醛分子间不存在氢键,甲醇分子间存在氢键,因此甲醇沸点更高,解释错误,C错误;
D.热稳定性的本质原因是:C原子半径小于Si,C-H键长更短,键能更大,热稳定性更高,键极性不是热稳定性差异的直接原因,解释错误,D错误;
故选B。
【变式3】(2026·北京东城·二模)一种锂离子电池的电极材料为嵌锂石墨和钴酸锂 ,电解质溶液为 溶于碳酸乙二酯()的无水溶液。该电池的反应原理可表示为 。以下说法不正确的是
A.碳酸乙二酯是极性溶剂,能使解离出
B.放电时负极反应为
C.充电时,嵌锂石墨接电源正极
D.充电时,部分从钴酸锂晶体中脱嵌
【答案】C
【详解】A.碳酸乙二酯分子结构不对称,属于极性溶剂,根据“相似相溶”原理,它可以溶解离子化合物,并使其解离出自由移动的,作为电解质溶液导电,故A正确;
B.放电时,负极材料发生氧化反应,失去电子,释放出嵌在石墨中的,负极反应式为:,故B正确;
C.充电是电解池过程,电极的连接遵循“正接正、负接负”的原则:放电时的负极(嵌锂石墨),充电时作阴极,需要接电源的负极;放电时的正极(钴酸锂),充电时作阳极,需要接电源的正极,故C错误;
D.充电时,总反应逆向进行:,钴酸锂(阳极)发生氧化反应:,会释放出,这些通过电解质迁移到嵌锂石墨(阴极),嵌入石墨层间,生成,即充电时有部分从钴酸锂晶体中脱嵌出来,故D正确;
因此答案选C。
考向2 考查范德华力、氢键及对物质性质的影响
例1(2026·北京丰台·一模)一种有机金属框架材料(MOF-5)具有纳米尺度的多孔结构,低温储氢、吸附的性能优异。MOF-5化学式为,其结构中和对苯二甲酸根()以配位键结合,下列说法不正确的是
A.MOF-5与分子之间的作用力为范德华力
B.和对苯二甲酸根中的C都是杂化
C.对苯二甲酸根中的4个氧原子参与形成配位键
D.通过改变有机配体的长度可调控孔径的大小,吸附不同大小的分子
【答案】B
【详解】A.是分子,MOF-5吸附时,MOF-5与分子之间的相互作用为范德华力,A正确;
B.中心C原子价层电子对数为2,无孤电子对,杂化方式为杂化;而对苯二甲酸根中的所有C为杂化,B错误;
C.对苯二甲酸根含2个羧基,共4个氧原子,氧原子带有孤对电子,可提供给形成配位键,4个氧原子均可参与配位,C正确;
D.该材料为多孔框架,改变有机配体的长度可以改变孔径大小,从而吸附不同尺寸的分子,D正确;
故选B。
【变式1】(2025·北京房山·三模)三磷酸腺苷(ATP)是生物体的供能物质,由腺苷(A)与磷酸反应而成。
(1)基态P原子价层电子排布式是__________。
(2)比较ATP和A在水中的溶解性并从微粒间相互作用的角度解释其原因:__________。
(3)ATP的碱基中,氮原子的杂化方式为__________。
(4)ATP中的碱基与尿嘧啶作用时,形成的氢键的种类可能有__________种。
(5)磷的含氧酸除了以外,还有亚磷酸()等。
①是二元酸,在水中键能断裂解离出而键不能,从元素性质的角度解释其原因:__________。
②是一种配体。配位时配位原子是__________,理由是__________。
【答案】(1)
(2)ATP中更易与H2O形成氢键
(3)sp2、sp3
(4)2
(5)O的电负性大于P的,O—H键极性大于P—H键 O O有孤电子对可以做配位原子,P没有孤电子对不可做配位原子
【详解】(1)P是第15号元素,基态P原子价层电子排布式是;
(2)ATP中含更多羟基,更易与H2O形成氢键,导致其比A更易溶于水;
(3)ATP的碱基中环内N=C双键中N原子为杂化sp2,N-C单键和-NH2中N原子为杂化sp3;
(4)尿嘧啶为当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;ATP中的碱基与尿嘧啶作用时,形成的氢键的种类可能有:N—HN、N—HO,有2种;
(5)①O的电负性大于P的,O—H键极性大于P—H键,使得O—H键更易断裂电离出氢离子;
②中O存在孤电子对可以提供孤电子对而做配位原子,P没有孤电子对不可做配位原子,故配位时配位原子是O。
【变式2】(2025·北京海淀·三模)灵芝提取物M具有重要医用价值,其结构简式如图所示。下列关于M的说法不正确的是
A.分子中含3个手性碳原子 B.分子中的C-O键是键
C.可形成分子内氢键和分子间氢键 D.能够发生取代反应、加成反应
【答案】B
【详解】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;分子中具有3个手性碳原子:,A正确;
B.分子中醚键中碳、氧均为sp3杂化,其中形成的C-O键是sp3杂化轨道形成的σ键,不是单纯键,B错误;
C.该分子含有氧原子,具有孤电子对,分子中的羟基和羧基能够与氧原子形成分子内氢键和分子间氢键,C正确;
D.分子中含有酚羟基、羧基,能发生取代反应;分子中含有酮羰基、苯环,能发生加成反应,D正确;
故选B。
【变式3】(2025·北京顺义·三模)那格列奈是一种血糖调节剂,其结构简式如下。下列说法正确的是
A.该物质的分子式是 B.分子中N原子是sp杂化
C.分子中不含手性碳原子 D.该物质水解之后生成两种氨基酸
【答案】A
【详解】A.通过计算不饱和度或逐个数原子可知,该物质的分子式为,A正确;
B.分子中N原子的价层电子对数=,为杂化,不是sp杂化,B错误;
C.分子中与羧基直接相连的碳原子,连接4种完全不同的基团,属于手性碳原子,C错误;
D.该物质只有1个酰胺键,水解后生成1种氨基酸和1种不含氨基的羧酸,不是两种氨基酸,D错误;
故选A。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·北京卷,10,3分)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为
B.②中生成的过程中,有键断裂与形成
C.生成总反应的原子利用率为
D.催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【答案】C
【详解】A.①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:,A正确;
B.②中生成的过程中,有C-H断开和C-O的生成,存在键断裂与形成,B正确;
C.生成总反应中有H2O生成,原子利用率不是,C错误;
D.是反应的催化剂,改变了反应的历程,提高了反应速率,D正确;
答案选C。
2.(2026·北京卷,6,3分)下列说法正确的是
A.分子中的化学键是极性键,可推知分子为极性分子
B.的非金属性比的强,可推知的酸性比的酸性强
C.由和在元素周期表中的位置,可推知的电负性大于的电负性
D.的沸点比的高,可推知键的键能比键的键能大
【答案】C
【详解】A.为直线形对称结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,仅含极性键不能推出其为极性分子,A错误;
B.元素非金属性强弱对应的是最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,、均不是对应元素的最高价含氧酸,无法通过非金属性比较二者酸性,B错误;
C.同主族元素从上到下电负性逐渐减小,和同主族且位于上方,可推知的电负性大于的电负性,C正确;
D.沸点高于是因为分子间存在氢键,属于分子间作用力范畴,与共价键键能无关,D错误;
故选C。
3.(2025·北京卷,13,3分)一种生物基可降解高分子P合成路线如下。
下列说法正确的是
A.反应物A中有手性碳原子 B.反应物A与B的化学计量比是
C.反应物D与E生成P的反应类型为加聚反应 D.高分子P可降解的原因是由于键断裂
【答案】A
【详解】A.反应物A中有1个手性碳原子,如图所示或,A正确;
B.由分析可知,反应物A与B的化学计量比是2:1,B错误;
C.反应物D与E反应生成高聚物P和水,有小分子生成,为缩聚反应,C错误;
D.由高分子P的结构可知,P中的酰胺基易水解,导致高分子P可降解,即高分子P可降解的原因是由于键断裂,D错误;
故选A。
4.(2025·北京卷,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【详解】A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②溶液中均存在平衡,加入NaF固体,Fe3+与F-结合成无色的[FeF6]3-,使平衡逆向移动,使得溶液红色褪去变为无色,说明与Fe3+的配位能力:F->SCN-,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
5.(2025·北京卷,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.乙醇的分子模型: B.的模型:
C.S的原子结构示意图: D.基态原子的价层电子排布式:
【答案】C
【详解】A.乙醇的结构简式为,分子模型为:,A正确;
B.BF3分子中B原子的价层电子对数为3+(3-1×3)=3,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形,B正确;
C.S的原子有16个电子,结构示意图,C错误;
D.锌是30号元素,基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s2,价电子排布式为3d104s2,D正确;
故选C。
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第03讲 分子结构与性质、化学键
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一
化学键及其分类
知识解构
知识点1
化学键的分类
∣ 知识点2
电子式
知识点3
化学键与物质类别的关系
∣ 知识点
4
共价键的本质、特征和分类
知识点
5
σ键与π键
∣ 知识点
6
共价键的键参数及其应用
考向破译
考向1
考查化学键的分类
∣ 考向2 考查化学键与物质类别的关系
考向
3
考查共价键类别及判断 ∣ 考向
4
考查键角大小的比较
解题妙招1 化学键的判断方法
解题妙招
2
比较键角大小的三种思维模型
考点二
分子的空间结构
知识解构
知识点1
价层电子对互斥模型
∣ 知识点2
杂化轨道理论
考向破译
考向1 考查价层电子对互斥模型的应用 ∣ 考向2 考查杂化轨道类型及微粒空间结构的判断
考点
三
分子的性质及应用
知识解构
知识点1
分子的极性
∣ 知识点2 分子的溶解性
知识点3
分子的手性 ∣ 知识点
4
分子间作用力
考向破译
考向1
考查共价键的极性和分子极性的判断
∣ 考向2 考查范德华力、氢键及对物质性质的影响
解题妙招
1
分子极性的判断方法
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
化学键及物质构成
T6
T4(A)、T9(D)
T2(A)、T9(B)
T1(B)
T7、T9、T15
分子的空间结构
T15
T2(A、B)、
T2(B)、T15(2)
T2(B)、T15(3)
T8
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:(1) 依托新材料制备、催化反应、医药分子、大气污染物等真实生产生活素材,以共价键、杂化轨道、微粒空间结构、分子间作用力为核心载体,融合电子排布、键参数、氢键、分子极性知识;侧重考查证据推理与模型认知核心素养,常结合陌生有机/无机分子设问,区分σ键与π键、各类分子间作用力对物质熔沸点、溶解性、稳定性的影响差异。
(2) 以功能高分子、配位化合物、新型晶体、环境小分子等前沿科研背景,围绕杂化类型判断、价层电子对互斥模型(VSEPR)、分子立体构型、配位键形成、氢键类型与作用设置选择题、原理综合填空;突出化学键本质、分子空间结构与物质宏观性质关联分析,强化新情境下结构式信息提取、结构建模与性质预测能力。
(3) 依托古籍记载矿物、传统药剂、天然提取物等传统文化素材,结合物质结构信息考查微粒结构辨析、熔沸点差异解释、溶解性分析;融合中华传统文化考点,落实北京高考素养导向。
►复习目标:
1. 明晰离子键、共价键(σ键、π键)、金属键的形成本质,熟记键能、键长、键角等键参数含义,能够根据结构式快速判断化学键类型与数目。
2. 熟练运用VSEPR模型、杂化轨道理论,准确判断常见分子、离子的价层电子对数、杂化类型与空间立体构型;掌握分子极性判断方法。
3. 区分范德华力、氢键、化学键的强弱与作用范围,理解分子间作用力、氢键对熔沸点、溶解度、分子稳定性的影响,能够规范解释同类物质熔沸点递变规律与反常现象。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 化学键及其分类
知●识●解●构
知识点1 化学键的分类
1.化学键的概念:使离子相结合或原子相结合的 。根据成键粒子和粒子间的相互作用,可分为 键和 键。
2.化学键的分类
3.离子键、共价键、金属键
(1)概念
①离子键:带相反电荷离子之间的 。
②共价键:原子间通过 所形成的强烈相互作用。
③金属键:金属阳离子、自由电子所形成的强烈相互作用。
(2)对比
离子键
共价键
金属键
成键粒子
成键实质
阴、阳离子的 (不是静电吸引)
共用电子对与成键原子间的 作用
金属阳离子与自由电子间的 作用
方向性与饱和性
方向性; 饱和性
方向性; 饱和性
方向性; 饱和性
成键表征符号
电子式(CaCl2):
CaCl2形成过程:
HCl电子式:
HCl结构式:
HCl形成过程:
无
形成条件
通常活泼 与活泼 经电子得失,形成离子键;铵根离子与酸根离子之间形成离子键
元素原子之间成非极性键
元素原子之间成极性键
原子之间形成金属键
形成的物质
离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等
非金属单质如H2、Cl2、N2(稀有气体除外);某些共价化合物(如H2O2)或离子化合物(如Na2O2)
共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl
4.化学键类型的判断
(1)从物质构成角度判断
(2)从物质类别角度判断
物质类别
含化学键情况
非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等
只有
非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等
活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等
只有
含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等
既有 键又有 键
稀有气体,如Ne、Ar等
没有 键
得分速记
1.由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键,如AlCl3中Al—Cl键为共价键。
2.非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键,如NH4Cl等。
3.影响离子键强弱的因素是离子半径和所带电荷数:离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强,熔、沸点越高。
4.离子键中“静电作用”包括静电吸引和静电排斥,且二者达到平衡。
知识点2 电子式
1.原子的电子式:按照“上下左右”的顺序排最外层电子
原子
H
Mg
B
C
N
O
F
Ne
电子式
2.简单阳离子的电子式:离子符号即为其电子式
3.简单的阴离子的电子式:最外层一般为8电子,通式为
原子
H-
N3-
O2-
F-
电子式
4.共价分子的电子式的书写
共价分子电子书写步骤
画 标 补
结构式 共用电子对 各原子最外层所缺的电子数
第1步 第2步 第3步
分子
N2
O2
H2S
H2O2
HCN
SCl2
结构式
N≡N
O=O
H-S-H
H-O-O-H
H-C≡N
Cl-S-Cl
电子式
分子
NH3
CH4
CCl4
N2H4
CO2
HClO
结构式
O=C=O
H-O-Cl
电子式
5.复杂的阴离子和阳离子(共价型离子),中心原子一般为8个电子
离子
NH4+
H3O+
CH3+
NH2-
OH-
O22-
CN-
C22-
电子式
6.离子化合物的电子式:阴阳离子交替排列,不可合并
离子
Na2O
MgCl2
Na2O2
KHS
电子式
离子
NaOH
Na3N
NH4Cl
NaClO
电子式
7.用电子式表示化合物的形成过程
(1)离子化合物的形成
①表现形式:原子的电子式→离子化合物的电子式
②电子得失:用弯箭头表示电子的得失
③实例:
离子化合物
用电子式表示离子化合物的形成过程
NaCl
MgCl2
Na2O
(2)共价化合物的形成
①表现形式:原子的电子式→共价化合物的电子式
②电子得失:不用画弯箭头表示
③实例
共价化合物
用电子式表示共价化合物的形成过程
HCl
H2O
NH3
CH4
CO2
得分速记
电子式书写常见的6大误区
内容
实例
误区1
漏写未参与成键的电子
N2的电子式误写为,应写为
误区2
化合物类型不清楚,漏写或多写[ ]及错写电荷数
NaCl误写为,应写为;HF误写为,应写为
误区3
书写不规范,错写共用电子对
N2的电子式误写为或或应写为
误区4
不考虑原子间的结合顺序
HClO的电子式误写为,应写为
误区5
不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构
CH的电子式误写为,应写为
误区6
不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写
CaBr2的电子式应为;
CaC2的电子式应为
知识点3 化学键与物质类别的关系
1.离子化合物与共价化合物
(1)离子化合物与共价化合物的比较
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有 的化合物
只含有 的化合物
构成微粒
化学键类型
一定含有 ,可能含有
只含有
物质类别
①强碱 ②绝大多数盐 ③金属氧化物
个例:NaH、CaC2、Mg3N2
①含氧酸 ②弱碱 ③非金属气态氢化物 ④非金属氧化物 ⑤极少数盐,如AlCl3 ⑥多数有机物
(2)离子化合物和共价化合物的判断方法
2.化学键与物质类别的关系
(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种 形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
(2)只含有非极性共价键的物质是同种 元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
(4)只含 键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(5)既有 键又有 键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有 键又有 共价键的物质,如Na2O2等。
(6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如 等。
(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如 等。
3.化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度 、熔点 ,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。
②NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也 _。
(2) 对化学性质的影响
①N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2性质很 。
②H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易 。
(3) 物质熔化、溶解时化学键的变化
①离子化合物的溶解或熔化过程:离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子, 键被破坏。
②共价化合物的溶解过程
a. 有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内 键被破坏,如CO2和SO2等。
b. 有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内
的 被破坏,如HCl、H2SO4等。
c. 某些共价化合物溶于水后,其分子内的 键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
③单质的溶解过程:某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的 键破坏,如Cl2、F2等。
知识点4 共价键的本质、特征和分类
1.共价键的本质和特征
共价键
本质
两原子之间形成共用电子对
特征
一定有饱和性
有方向性( 键除外)
2.常见原子的成键数目
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
H
Be
B、Al
C、Si
N、P
O、S
F、Cl
3.形成化学键的目的:使体系的能量最 ,达到稳定结构
4.σ键和π键
根据成键原子电子云重叠方式可分为 键和 键
σ键
H2的σ键形成:
HCl的σ键形成:
Cl2的σ键形成:
π键
大π键
(1)简介:大π键一般是三个或更多个原子间形成的,是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。
(2)表达式:Π。其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。
(3)一般判断:对于多电子的粒子,若中心原子的杂化不是sp3杂化,中心原子与配位原子可能形成大π键。
(4)示例:Π,CH2==CH—CH==CH2:Π,NO:Π,SO2:Π,O3:Π,CO:Π。
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合,形成了一个以6个碳原子为中心的大π键,这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同
5.从不同角度对共价键分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
电子云“ ”重叠
π键
电子云“ ”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
极性键
共用电子对 偏移,可能为σ键或π键
非极性键
共用电子对 偏移,可能为σ键或π键
原子间共用电子对的数目
单键
原子间有一对共用电子对,为σ键
双键
原子间有两对共用电子对,为 个σ键, 个π键
三键
原子间有三对共用电子对,为 个σ键, 个π键
得分速记
常见分子中的键型和数目
分子
N2
HCN
COS
C2H4
C2H2
结构式
H—C三N
O=C=S
H-C三C-H
键型、数目
1个键
2个键
2个键
2个键
2个键
2个键
5个键
1个键
3个键
2个键
知识点5 σ键与π键
σ键
π键
定义
未成对电子的原子轨道采取“ ”的方式重叠形成的共价键
未成对电子的原子轨道采取“ ”的方式重叠形成的共价键
类型
键、 键、 键
键
特征
原子轨道重叠部分沿键轴呈 对称
原子轨道重叠部分分别位于两原子核构成平面的两侧,互为 对称
键的性质
σ键可沿键轴 ,不易断裂
π键不能 ,易断裂
存在的情况
能单独存在,可存在于任何含共价键的分子中
不能单独存在,必须与 键共存,可存在于 键和 键中
实例
CH4中只有σ键
CH2=CH2中既含有σ键,又含有π键
示意图
知识点6 共价键的键参数及其应用
1.共价键的键能的比较
(1)键能和键长的关系:键长越 ,键能越大
(2)同种元素不同类型键能:叁键 双键 单键
(3)共价分子的键能和稳定性的关系
①共价单键:半径越 ,键能越 ,分子越稳定
②叁键或双键:断裂 个键的能量越大,越稳定
③实例:活泼性CO N2
化学键
C-O
C=O
C≡O
键能/kJ•mol-1
351
803
1071
化学键
N-N
N=N
N≡N
键能/kJ•mol-1
159
418
946
2.共价键的键长的比较
(1)看有成键原子上是否都有孤对电子
①无孤对电子:只看成键原子的半径之和
②有孤对电子:还要看孤对电子之间的排斥作用
③键长比较
微粒组
键长长短
NH3和PH3
N-H P-H
金刚石和晶体硅
C-C Si-Si
稳定性:H2O2<N2H4<CH3CH3
O-O N-N C-C
O2、O2-、O2+、O22-
氧氧键: > > >
(2)看能否形成键:形成键使键长变
①乙烷、苯和乙烯:C-C 特殊键 C=C
②金刚石和石墨中的碳碳键:金刚石 石墨
③SO3的三聚体环状结构,键长:a b
3.键角大小的比较
(1)求键角的大小:利用价层电子对互斥理论计算的轨道夹角
价层电子对n
2
3
4
杂化方式
sp
sp2
sp3
键角
(2)中心原子和配位原子均相同:中心原子上孤电子对越多,孤电子对键角的压缩作用越大,键角
①∠H-O-H:H2O H3O+
②∠H-N-H:NH2- NH3 [Zn(NH3)6]2+
③∠H-C-H:CH3+ -CH3 CH3-
④∠O-N-O:NO2+ NO2 NO2-
(3)中心原子不同或配位原子不完全相同
①中心原子电负性大:中心原子对键角的拉伸作用越大,键角
②配位原子电负性大:配位原子对键角的压缩作用越大,键角
③NH3和PH3中:∠H-N-H ∠H-P-H
④H2S和H2O中:∠H-S-H ∠H-O-H
⑤NCl3和NF3中:∠Cl-N-Cl ∠F-N-F
⑥HCHO和COCl2中:∠H-C-H ∠Cl-C-Cl
考●向●破●译
考向1 考查化学键的分类
例1下列化合物既含离子键又含共价键的是
A. B.H2S C. D.KBr
【变式1·变载体】(25-26高三上·北京丰台·期末)下列各组物质中,化学键类型完全相同的是
A.和 B.和
C.和 D.和
【变式2】(25-26高三上·北京西城·期末)下列化合物既含离子键又含共价键的是
A. B. C. D.
【变式3】(25-26高三上·北京·期末)下列物质中,含非极性共价键的离子化合物是
A. B. C. D.
考向2 考查化学键与物质类别的关系
例2(2026·北京·模拟预测)臭氧()是一种强氧化剂,可与稀冷氢氧化钠溶液发生反应①,生成的在水中可发生反应②,下列说法正确的是
A.为非极性分子 B.中只含离子键
C.的电子式为 D.反应②中NaOH为还原产物
解题妙招
化学键的判断方法
1.含有共价键的分子不一定是共价化合物。例如H2、O2等单质。
2.含有共价键的化合物不一定是共价化合物。例如NaOH、Na2O2。
3.离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键,只有共价键。
【变式1·变载体】(2026·北京·三模)我国嫦娥五号月球采样返回任务中,科研团队发现新矿物铈镁嫦娥石,化学式为。其中为稀土元素,价电子排布式为。下列关于该矿物说法不正确的是
A.Ce位于第六周期
B.Ca、Mg均为ⅡA族元素
C.中原子的杂化方式为杂化,空间结构为正四面体
D.晶体中存在离子键、金属键和共价键
【变式2·变题型】(2026·北京门头沟·一模)我国科研团队用掺杂非铁催化剂实现温和条件下热催化合成氨。下列说法不正确的是
A.含有共价键
B.Fe位于元素周期表中的d区
C.热催化合成氨是人工固氮
D.使用该新型催化剂可以显著提高氨的平衡产率
【变式3·变考法】(2026·北京昌平·一模)2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中,首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料,具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管,下列说法正确的是
A.属于金属材料 B.是由碳元素组成的化合物
C.是由碳原子通过离子键形成的 D.比金刚石导电能力强
考向3 考查共价键类别及判断
例3(2026·北京·一模)多年来,研究人员一直无法在水体系中直接获得碳酸氢钙固体。我国科学家通过使钙离子和碳酸氢根离子在乙醇环境中直接反应,首次成功分离出碳酸氢钙晶体。下列说法不正确的是
A.分子中存在极性共价键
B.在水中的溶解度:
C.受热分解能产生
D.向澄清石灰水中通入过量,所得溶液中含、
【变式1】(2023·北京丰台·一模)已知:。下列说法不正确的是
A.中含有离子键、共价键和配位键
B.和HCl分子的共价键均是s-s σ键
C.极易溶于水,与分子极性、氢键和能与水反应有关
D.蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时,会产生大量白烟
【变式2】(2023·北京顺义·一模)氯气是一种重要的工业原料,工业上利用下列反应来检查氯气管道是否漏气:。下列说法不正确的是
A.生成物是离子晶体
B.的结构式为,分子中含有键和键
C.可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
D.该反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:8
【变式3】(2022·北京东城·三模)下列有关物质结构的说法正确的是:
A.可以作为配合物的配位体
B.离子晶体中只含离子键, 共价晶体中只含共价键,分子晶体中一定含共价键和分子间作用力
C.常用的硫粉是一种硫的小晶体,熔点112.8℃, 易溶于CS2、CCl4 等溶剂,由此判断它可能属于共价晶体
D.在冰的晶体中, 每个水分子周围有四个紧邻的水分子,使其空间利用率变低,冰密度变小,当冰刚刚融化时,热运动使冰的结构部分解体,从而使水的密度在4℃达到最大。这一特性对生命存在重要意义
考向4 考查键角大小的比较
例4(2025·北京·三模)下列根据相关数据做出的判断不正确的是
A.电负性:O>P,则有机磷用(R代表烃基或H)表示中P的化合价显正价
B.键能:C=O键>Si-O键,则熔点:CO2>SiO2
C.,则相同温度相同浓度溶液的碱性:NaClO<Na2CO3
D.沸点:浓硫酸>盐酸,NaCl固体与浓硫酸共热生成HCl气体
解题妙招
比较键角大小的三种思维模型
1.杂化轨道类型不同:sp>sp2>sp3。
2.
3.在同一分子中,π键电子斥力大,键角大。
【变式1】(2025·北京·模拟预测)物质结构决定物质性质,下列物质性质比较与相关解释均正确的是
选项
性质比较
解释
A
键角:SiH4>PH3
中心原子杂化方式一样,但PH3有孤电子对
B
配合物稳定性:
电负性:O>N
C
熔点:SiO2>SiH4
相对分子质量:SiO2>SiH4
D
O3在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度
O3是由非极性键组成的非极性分子
A.A B.B C.C D.D
【变式2】(2025·北京·模拟预测)对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
熔点:石英>干冰
石英是共价晶体,干冰是分子晶体;共价键比分子间作用力强
B
稳定性:
HF分子间存在氢键,HI分子间不存在氢键
C
键角:
中心原子均采取杂化,孤电子对有较大的斥力
D
酸性:
F的电负性大于Cl,F-C的极性大于Cl-C,使的极性大于的极性
A.A B.B C.C D.D
【变式2】(2025·北京·模拟预测)中国科研团队截止到2025年4月,已研发出四代太阳能电池,走在世界最前列。第一代“晶体硅”电池,第二代“砷化镓”薄膜电池,这两代已经完全成熟,并完全商业化;第三代“钙钛矿”初步商业化;第四代“GaN”光伏电池,正处在实验室验证阶段。第一代中的单晶硅的晶体结构与金刚石类似,下列说法不正确的是
A.C和Si均位于元素周期表中第ⅣA族
B.单晶硅和金刚石均属于共价晶体
C.单晶硅和金刚石中的键角均相同
D.由于Si-Si键能大于C-C键的,所以单晶硅的熔点高于金刚石的熔点
考点二 分子的空间结构
知●识●解●构
知识点1 价层电子对互斥模型
1.价层电子对互斥模型认为,分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”(分子中的中心原子与结合原子间的 和中心原子上的 )相互排斥的结果。
2.中心原子的价层电子对之间尽可能远离,以使斥力最小,能量最低。
3.孤电子对斥力较大,孤电子对越多,斥力越强,键角越小。价层电子对之间的斥力大小顺序:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。
4.价层电子对数的计算公式
其中:a是中心原子的 [阳离子要减去所带的电荷数、阴离子要加上所带的电荷数(绝对值)];x为与中心原子结合的 ;b是与中心原子结合的原子最多能接受的 (氢为 ;其他原子为“ ”,如O、S、Se等氧族元素均为2;卤族元素均为1)。
5.利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
如SO2的中心原子为S,σ键电子对数为2,硫原子上的孤电子对数为×(6-2×2)=1,价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形(含孤电子对),这些价层电子对互相排斥,SO2的空间结构为V形(略去中心原子S上的孤电子对)。
注意:在计算孤电子对数时,若出现0.5或1.5,则把小数进位为整数,即1或2。如NO2的中心原子N上的孤电子对数为=0.5≈1,价层电子对数为3。
得分速记
1.价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。
(1)当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;
(2)当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。
如:中心原子采取sp3杂化的,其价层电子对模型为四面体形,其分子构型可以为四面体形(如CH4),也可以为三角锥形(如NH3),也可以为V形(如H2O)。
2.价层电子对互斥理论能预测分子的立体构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的立体构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。
知识点2 杂化轨道理论
杂化轨道理论是一种价键理论,可以解释分子的空间结构。
基本
要点
①能量相近(同一能级组或相近能级组)的原子轨道才能参与杂化;②杂化轨道形成σ键,形成的共价键比原有原子轨道形成的共价键更稳定;③杂化后各轨道能量相同、方向不同;④杂化轨道总数等于参与杂化的原子轨道数目之和,但改变了原子轨道的形状、方向,在成键时更有利于轨道间重叠
使用
范围
只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对
类型
sp杂化轨道——由 个s轨道和 个p轨道杂化而成,杂化轨道间夹角为 ,呈直线形,如BeCl2。
sp2杂化轨道——由 个s轨道和 个p轨道杂化而成,杂化轨道间夹角为 ,呈平面三角形如BF3。
sp3染杂化轨道——由 个s轨道和 个p轨道杂化而成,杂化轨道间夹角为 .呈正四面体形,如CH4。
判断
方法
①ABn型分子或离子:杂化轨道数 中心原子的价层电子对数 σ键电子对数 中心原子上的孤电子对数。
中心原子价
层电子对数
2
3
4
5
6
杂化类型
sp3d
sp3d2
②非ABn型分子或离子,根据杂化轨道的空间结构判断:杂化轨道的空间结构为正四面体形,中心原子采用 杂化;杂化轨道的空间结构为平面三角形,中心原子采用 杂化;杂化轨道的空间结构为直线形,中心原子采用 杂化。
③根据中心原子有没有形成双键或三键判断:
C的成键方式
4个单键
1个双键和2个单键
2个双键或1个三键和1个单键
N的成键方式
3个单键
1个双键和1个单键
1个三键
杂化类型
分子、离子的空间结构分析
实例
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电
子对数
中心原子杂
化轨道类型
VSEPR
模型
分子(离子)
空间结构
CO2、BeCl2
(AB2型)
BF3、N
(AB3型)
PbCl2、
SnBr2
(AB2型)
CH4、N
(AB4型)
NH3、S
(AB3型)
H2O
(B2A型)
PCl5
(AB5型)
SF6
(AB6型)
得分速记
1.杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同,中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多,键角越小。
2.杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同,但能量不同。
考●向●破●译
考向1 考查价层电子对互斥模型的应用
例1(2026·北京·三模)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.基态Ni原子的简化电子排布式:
B.的VSEPR模型:
C.聚丙烯的结构简式:
D.用电子式表示NaCl的形成过程:
【变式1】(2026·北京·模拟预测)我国科学家发现火星土壤中主要存在硅酸盐矿物、以赤铁矿()和磁铁矿()为主的含铁矿物以及石膏()等含水硫酸盐。其中Fe()与火星土壤中存在的化学活性物质,如氯酸盐、等有关。下列说法正确的是
A.光导纤维的主要成分是硅酸盐
B.属于纯净物,既是钙盐又是硫酸盐
C.的VSEPR模型为
D.的分子模型为
【变式2】(2026·北京石景山·二模)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.2pz电子云图:
B.SO3的VSEPR模型:
C.BaH2的电子式:
D.反-2-丁烯的分子结构模型:
【变式3】(2026·北京西城·二模)青铜器腐蚀与CuCl发生的自催化腐蚀循环有关。可采用多种化学方法对青铜器进行保护。
(1)与较致密不同,疏松多孔,对青铜器内部无保护作用。
①基态Cu的价层电子排布式是___________。
②的空间结构是___________。
(2)CuCl晶胞形状为立方体,结构如图。
①CuCl中每个周围与它最近且距离相等的有___________个。
②该晶胞的边长为a nm,阿伏加德罗常数为,CuCl的摩尔体积是___________。()
③乙腈()的水溶液可溶解CuCl,易溶于水的原因有___________。
(3)常用苯丙三氮唑(BTA)处理出土的青铜器。BTA将Cu2O转化为致密的平面结构的保护膜 。BTA和的结构如图。
已知:ⅰ.
ⅱ.
①下列说法正确的是___________(填序号)。
a.BTA分子所有碳原子均为sp2杂化
b.属于网状结构的高分子
c.是位于sp2杂化轨道上的孤电子对与的空轨道相互作用形成的
②复合膜能有效抑制铜的腐蚀,在强酸性条件下复合膜保护效果不好,除酸破坏Cu2O外,其他的原因是___________。
考向2 考查杂化轨道类型及微粒空间结构的判断
例2(2025·北京·三模)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.基态29Cu的核外电子排布式:
B.sp杂化轨道示意图:
C.-CN的电子式为
D.H2Se的VSEPR模型:
【变式1】(2025·北京·模拟预测)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.的电子式:
B.氯化钠溶液中的水合离子:
C.的VSEPR模型:
D.基态原子的价电子轨道表示式:
【变式2】(2025·北京·模拟预测)X、Y、Z、M、Q是短周期原子序数依次增大的5种元素,X是宇宙中含量最多的元素,Y与M位于同一周期,核外电子数之比为3:4,基态Q原子的价电子中s能级和p能级的电子数相等。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>M>Y B.X与M可组成10e-、18e-物质
C.的空间结构一样 D.Q的单质是一种良好的半导体材料
【变式3】(2025·北京·三模)新型化学电源在能量、密度、功率等方面较传统电源均有显著优势。
Ⅰ.锂电池的电解液是目前研究的热点。
(1)锂电池的电解液可采用溶有LiPF6的碳酸酯类有机溶液。
①基态Li+的电子云轮廓图的形状是:________。
②元素Li、P、F中电负性最大的是________(填元素符号)。
③碳酸二乙酯()的沸点高于碳酸二甲酯(),原因是________。
(2)为提高锂电池的安全性,科研人员采用离子液体作电解液。某种离子液体的阳离子的结构简式如下,阴离子为。
该阳离子中,“C”原子的杂化轨道类型为________杂化,的空间构型是________。
Ⅱ.氢氧燃料电池具有高效能、环保、可再生等优点,应用极其广泛。寻找安全高效、低成本的储氢材料对于实现氢能经济具有重要意义,以下是两种常见的储氢材料。
(3)氰基配合物
①钴离子的配位数是________,配位原子是________(写元素符号)。
②中存在的化学键有________。
a.离子键 b.范德华力 c.极性共价键 d.氢键
(4)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。该晶体储氢时,H2分子在晶胞的体心和棱心位置。
①该晶体完全储氢后,距离Mg原子最近的H2分子个数是________。
②该晶体未储氢时的密度为,则铁原子的半径为________cm。(用含的代数式表示,阿伏加德罗常数的值为NA,假设晶胞中邻近的铁原子相切)
考点三 分子的性质及应用
知●识●解●构
知识点1 分子的极性
1、基本概念
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电几何中心和负电几何中心重合的分子
正电几何中心和负电几何中心不重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排列
对称
不对称
2、分子极性的判断方法:分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时,可根据以下原则进行
①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是 ,如:O2、H2、P4、C60
②以极性键结合而成的双原子分子,都是 ,如:HCl、HF、HBr
③以极性键结合而成的多原子分子
a.空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型),是非极性分子,如:CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6
b.空间结构不对称的分子(V形、三角锥形),是极性分子,如:H2O、NH3、CHCl3
3、判断ABn型分子极性的经验规律: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
4、键的极性对化学性质的影响
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸>三氯乙酸
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
三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸
Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性,极性越强,羧基中的羟基的极性就越大,就越易电离出氢离子
甲酸>乙酸>丙酸
烃基是推电子基团,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
知识点2 分子的溶解性
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,如:NH3是极性分子,易溶于极性溶剂H2O中,难溶于非极性溶剂CCl4中;I2为非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳中,而难溶于极性溶剂H2O中
2、氢键对溶解性的影响:如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增大,且氢键作用力越大,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,其溶解性越大
如:乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小,随着溶质分子中憎水基个数的增大,溶质在水中的溶解度减小,因此乙醇和水能以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度则会明显减小
4、溶质是否与水反应:溶质与水发生反应,溶质的溶解度会增大
如:SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大
知识点3 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
3、手性分子的判断:判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有 ,即有机物分子中是否存在手性碳原子,如:,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性
如:乳酸()分子的手型异构体:
知识点4 分子间作用力
1、概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力
2、分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键
3、强弱:
4、范德华力
(1)含义:物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学键的键能小1~2个数量级
(2)特征
①范德华力广泛存在于分子之间,由分子构成的液态和固态物质,范德华力存在于相邻的分子之间;由分子构成的气态物质,只有分子相互接近时才存在范德华力
②范德华力无方向性和饱和性,只要分子周围空间允许,分子总是尽可能多地吸引其他分子
(3)范德华力对物质性质的影响
①一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:F2<Cl2<Br2<I2
②相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力也越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:N2<CO
③分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,物质的熔沸点也就越低
如沸点:对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
5、氢键
(1)形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。氢键不属于化学键,仍属于分子间作用力的范畴,氢键的作用力要大于范德华力
(2)氢键的表示方法:X—H…Y—表示,式中X和Y表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键
(3)氢键的特征:具有一定的饱和性和方向性
(4)氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
(5)氢键对物质性质的影响
①当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高:分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间作用力外,还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高,如:HF、H2O、NH3沸点反常
②当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使使物质的熔、沸点降低,如:邻羟基苯甲醛(熔点:2℃,沸点:196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点:115℃,沸点:250℃)
③氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大,如:NH3极易溶于水,因NH3与H2O之间能形成氢键(),且都是极性分子
④对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大
⑤氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
得分速记
分子间作用力(范德华力)与氢键的比较
范德华力
氢键
存在
分子间普遍存在
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间
特征
无方向性、无饱和性
具有一定的方向性和饱和性
强度
共价键>氢键>范德华力
影响其强度的因素
①组成和结构相似的物质,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
对于A—H…B,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,氢键键能越大
对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的物理性质,如熔、沸点等。范德华力越大,物质的熔、沸点越高
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,分子内氢键使物质的熔、沸点降低,对电离、溶解度等产生影响
考●向●破●译
考向1 考查共价键的极性和分子极性的判断
例1(2025·北京顺义·三模)下列事实与解释不对应的是
选项
事实
解释
A
第一电离能:
Na与K位于同一主族,原子半径:,原子核对外层电子的吸引能力:
B
晶体中每个分子紧邻的分子数:硫化氢晶体(12个)冰(4个)
冰中水分子间主要以氢键结合,硫化氢晶体中硫化氢分子间主要以范德华力结合
C
在不同溶剂中的溶解度:
为非极性分子,为弱极性分子,为极性分子,相似相溶
D
熔点:
属于共价晶体,属于分子晶体
A.A B.B C.C D.D
解题妙招
分子极性的判断方法
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子,如H2、P4等。
(2)含极性键的双原子分子一定是极性分子,如HCl、CO等。
(3)ABn(n≥2)型分子:
①根据分子结构判断
若分子是对称的(直线形、正三角形、正四面体形等),极性键的极性向量和等于零时,为非极性分子,否则是极性分子。如CH4、CO2等含有极性键,是非极性分子;H2O、NH3等含有极性键,是极性分子。
②利用孤电子对判断
若中心原子A中无孤电子对,则为非极性分子;若有孤电子对,则为极性分子。
③利用化合价判断
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。如BCl3、CO2是非极性分子;SO2、NF3是极性分子。
【变式1】(2026·北京大兴·三模)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的VSEPR模型为
B.邻羟基苯甲醛分子内形成的氢键:
C.基态Br原子核外电子排布式为
D.的结构式为,属于非极性分子
【变式2】(2026·北京·三模)下列事实对应解释正确的是
事实
解释
A
水中溶解度:
分子极性:
B
只有一种分子空间结构
C原子为杂化
C
沸点:甲醛<甲醇
均存在分子间氢键,且键能:甲醛<甲醇
D
热稳定性:
键极性:C-H>Si-H
A.A B.B C.C D.D
【变式3】(2026·北京东城·二模)一种锂离子电池的电极材料为嵌锂石墨和钴酸锂 ,电解质溶液为 溶于碳酸乙二酯()的无水溶液。该电池的反应原理可表示为 。以下说法不正确的是
A.碳酸乙二酯是极性溶剂,能使解离出
B.放电时负极反应为
C.充电时,嵌锂石墨接电源正极
D.充电时,部分从钴酸锂晶体中脱嵌
考向2 考查范德华力、氢键及对物质性质的影响
例1(2026·北京丰台·一模)一种有机金属框架材料(MOF-5)具有纳米尺度的多孔结构,低温储氢、吸附的性能优异。MOF-5化学式为,其结构中和对苯二甲酸根()以配位键结合,下列说法不正确的是
A.MOF-5与分子之间的作用力为范德华力
B.和对苯二甲酸根中的C都是杂化
C.对苯二甲酸根中的4个氧原子参与形成配位键
D.通过改变有机配体的长度可调控孔径的大小,吸附不同大小的分子
【变式1】(2025·北京房山·三模)三磷酸腺苷(ATP)是生物体的供能物质,由腺苷(A)与磷酸反应而成。
(1)基态P原子价层电子排布式是__________。
(2)比较ATP和A在水中的溶解性并从微粒间相互作用的角度解释其原因:__________。
(3)ATP的碱基中,氮原子的杂化方式为__________。
(4)ATP中的碱基与尿嘧啶作用时,形成的氢键的种类可能有__________种。
(5)磷的含氧酸除了以外,还有亚磷酸()等。
①是二元酸,在水中键能断裂解离出而键不能,从元素性质的角度解释其原因:__________。
②是一种配体。配位时配位原子是__________,理由是__________。
【变式2】(2025·北京海淀·三模)灵芝提取物M具有重要医用价值,其结构简式如图所示。下列关于M的说法不正确的是
A.分子中含3个手性碳原子 B.分子中的C-O键是键
C.可形成分子内氢键和分子间氢键 D.能够发生取代反应、加成反应
【变式3】(2025·北京顺义·三模)那格列奈是一种血糖调节剂,其结构简式如下。下列说法正确的是
A.该物质的分子式是 B.分子中N原子是sp杂化
C.分子中不含手性碳原子 D.该物质水解之后生成两种氨基酸
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025·北京卷,10,3分)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为
B.②中生成的过程中,有键断裂与形成
C.生成总反应的原子利用率为
D.催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
2.(2026·北京卷,6,3分)下列说法正确的是
A.分子中的化学键是极性键,可推知分子为极性分子
B.的非金属性比的强,可推知的酸性比的酸性强
C.由和在元素周期表中的位置,可推知的电负性大于的电负性
D.的沸点比的高,可推知键的键能比键的键能大
3.(2025·北京卷,13,3分)一种生物基可降解高分子P合成路线如下。
下列说法正确的是
A.反应物A中有手性碳原子 B.反应物A与B的化学计量比是
C.反应物D与E生成P的反应类型为加聚反应 D.高分子P可降解的原因是由于键断裂
4.(2025·北京卷,12,3分)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
5.(2025·北京卷,2,3分)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.乙醇的分子模型: B.的模型:
C.S的原子结构示意图: D.基态原子的价层电子排布式:
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