2021高三化学人教版一轮学案：第十一章 第二节　分子结构与性质 Word版含解析

2021高三化学人教版一轮学案：第十一章 第二节　分子结构与性质 Word版含解析

www.ks5u.com 第二节　分子结构与性质 知识点一　共价键 ‎1.共价键的本质与特征 ‎(1)本质：在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。‎ ‎(2)特征：具有方向性和饱和性。‎ 共价键的方向性决定着分子的立体构型，共价键的饱和性决定着每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目。‎ ‎2.共价键的分类 依据 类别 特点 成键原子轨道 的重叠方式 σ键 原子轨道“头碰头”重叠 π键 原子轨道“肩并肩”重叠 成键电子对 是否偏移 极性键 共用电子对偏移 非极性键 共用电子对不偏移 原子间共用 电子对的数目 单键 原子间有1对共用电子对 双键 原子间有2对共用电子对 三键 原子间有3对共用电子对 ‎3.键参数——键能、键长、键角 ‎(1)概念：‎ ‎(2)键参数对分子性质的影响：‎ ‎①键能越大，键长越短，化学键越强、越牢固，分子越稳定。‎ ‎②‎ ‎4.配位键 ‎(1)孤电子对 分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。‎ ‎(2)配位键 ‎①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。‎ ‎②配位键的表示方法 如A→B，其中A表示提供孤电子对的原子，B表示提供空轨道的原子。如NH的结构式为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。‎ ‎(3)配合物 ‎①组成：以[Cu(NH3)4]SO4为例 ‎②形成条件 中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1.共价键的成键原子只能是非金属原子(　×　)‎ ‎2.键长等于成键两原子的半径之和(　×　)‎ ‎3.乙炔分子中既有非极性键又有极性键，既有σ键又有π键(　√　)‎ ‎4.σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转(　√　)‎ ‎5.在任何情况下，都是σ键比π键强度大(　×　)‎ ‎6.ss σ键与sp σ键的电子云形状对称性相同(　√　)‎ ‎7.分子间作用力越大，分子的稳定性越强(　×　)‎ ‎8.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　×　)‎ ‎1.s轨道与s轨道重叠形成σ键时，电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现的概率较大。‎ ‎2.因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。‎ ‎3.两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。‎ ‎4.共价单键都是σ键，双键中一个σ键、一个π键，三键中一个σ键、两个π键。‎ ‎5.杂化轨道只能形成σ键。‎ ‎6.“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。‎ ‎1.下列说法中不正确的是(　C　)‎ A.σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C.气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D.N2分子中有一个σ键，两个π键 解析：单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。稀有气体单质中，不存在化学键。‎ ‎2.(2020·西安长安区一中月考)下列说法正确的是(　C　)‎ A.π键是由两个p轨道以“头碰头”方式重叠而成 B.σ键是镜面对称，而π键是轴对称 C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键 D.H2分子中含σ键，Cl2分子中含π键 解析：乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含5个σ键和1个π键，故C正确。σ键是轴对称，而π键是镜面对称，故B错。π键是由两个p轨道以“肩并肩”方式重叠而成，故A错。H2、Cl2中含的都是σ键，故D错。‎ ‎3.关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法中正确的是(　C　)‎ A.配体是Cl－和H2O，配位数是9‎ B.中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋‎ C.内界和外界中Cl－的数目比是1∶2‎ D.加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀 解析：在[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中，中心离子是Ti3＋，配体是Cl－、H2O，配位数为6，内界和外界的Cl－数目比是1∶2，配合物中，内界Cl－不与Ag＋反应，外界中的Cl－与Ag＋反应，A、B、D错误。‎ ‎4.(2020·漳州调研)下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是(　C　)‎ A.F2、Cl2、Br2、I2的溶点、沸点逐渐升高 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强 C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅 D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 解析：A项，F2、Cl2、Br2、I2‎ 属于分子晶体，影响熔沸点的因素是分子间作用力的大小，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，与共价键的键能大小无关，错误；B项，HF、HI、HBr、HCl属于共价化合物，影响稳定性的因素是共价键，共价键的键能越大越稳定，与共价键的键能大小有关，但是HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，错误；C项，金刚石、晶体硅属于原子晶体，原子之间存在共价键，原子半径越小，键能越大，熔沸点越高，与共价键的键能大小有关，正确；D项，NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体，离子半径越大，晶格能越小，熔沸点越低，与共价键的键能大小无关，错误。‎ ‎5.(2020·徐州调研)向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是(　B　)‎ A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变 B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2＋‎ C.配位化合物中只有配位键 D.在[Cu(NH3)4]2＋配离子中，Cu2＋给出孤电子对，NH3提供空轨道 解析：NH3与Cu2＋形成配位键，Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤电子对。‎ ‎6.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，‎ ‎⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN。‎ ‎(1)只含有极性键的分子是①③⑨(填序号，下同)，只含有非极性键的分子是②④⑦，既含有极性键，又含有非极性键的分子是⑤⑥⑧。‎ ‎(2)只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键，又有π键的是④⑤⑨；含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是⑦。‎ ‎7.Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。‎ ‎(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－结构可用示意图表示为。‎ ‎(2)胆矾CuSO4·5H2O可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2‎ O，其结构示意图如下：‎ 下列有关胆矾的说法正确的是D(填字母)。‎ A.所有氧原子都采取sp3杂化 B.氧原子存在配位键和氢键两种化学键 C.Cu2＋的价电子排布式为3d84s1‎ D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去 Ⅱ.经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：‎ ‎(1)若所得的Fe3＋和SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显红色。该离子的离子符号是[Fe(SCN)]2＋。‎ ‎(2)若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl。‎ 解析：Ⅰ.(1)Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子有孤电子对，故O与Cu之间以配位键结合。(2)A项，与S相连的氧原子没有杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2＋的价电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2＋以配位键结合，较难失去。‎ ‎8.完成下列填空 ‎(1)(2019·全国卷Ⅰ)乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2＋(填“Mg ‎2＋”或“Cu2＋”)。‎ ‎(2)(2019·全国卷Ⅲ)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为，其中Fe的配位数为4。‎ ‎(3)(2018·全国卷Ⅰ)LiAlH4中，存在AB(填标号)。‎ A.离子键　　B．σ键　　　C．π键　　　D．氢键 ‎(4)(2018·全国卷Ⅱ)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有2种。‎ ‎(5)(2018·全国卷Ⅲ)ZnF2具有较高的熔点(‎872 ℃‎)，其化学键类型是离子键。‎ ‎(6)(2017·全国卷Ⅱ)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示，R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]中阴离子N中的σ键总数为5个。分子中的大π键可用符号表示，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(如苯分子中的大π键可表示为)，则N中的大π键应表示为。‎ ‎(7)(2017·全国卷Ⅲ)硝酸锰中的化学键除了σ键外，还存在离子键和π键()。‎ ‎(8)(2017·江苏卷)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目为9NA。‎ ‎(9)(2016·全国卷Ⅰ)‎ Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p—p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是共价键。‎ ‎(10)(2016·全国卷Ⅲ)GaAs晶体中Ga与As以共价键键合。‎ 解析：(4)气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有σ键和π键两种。‎ 知识点二　分子的立体构型 ‎1.用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型 用价层电子对互斥理论推测分子的立体构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。‎ 其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。‎ ‎2.杂化轨道理论 ‎(1)杂化轨道理论概述 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。‎ ‎(2)杂化轨道三种类型 ‎3.价层电子对互斥理论(VSEPR)模型和与中心原子杂化类型的确定 填写下表：‎ ‎4.等电子原理 ‎(1)含义：原子总数相同、价电子总数相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，如CO和N2。‎ ‎(2)常见的等电子体归纳 微粒 通式 价电子总数 立体构型 CO2、SCN－、NO、N AX2‎ ‎16e－‎ 直线形 CO、NO、SO3‎ AX3‎ ‎24e－‎ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2‎ ‎18e－‎ V形 SO、PO AX4‎ ‎32e－‎ 正四面体形 PO、SO、ClO AX3‎ ‎26e－‎ 三角锥形 CO、N2‎ AX ‎10e－‎ 直线形 CH4、NH AX4‎ ‎8e－‎ 正四面体形 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(　√　)‎ ‎2.分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(　×　)‎ ‎3.NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化(　×　)‎ ‎4.只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　√　)‎ ‎5.中心原子是sp杂化的，其分子构型不一定为直线形(　×　)‎ ‎6.价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(　√　)‎ ‎7.中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越小(　√　)‎ ‎1.杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤电子对，剩余的p轨道可以形成π键，即杂化过程中若还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键。‎ ‎2.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。‎ ‎3.杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。‎ ‎4.价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，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。‎ ‎5.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)。‎ ‎1.氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为(　A　)‎ A.直线形　sp杂化 B.V形　sp2杂化 C.三角锥形　sp3杂化 D.平面三角形　sp2杂化 解析：氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5和原子组成可知，阴离子为NO、阳离子为NO，NO中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，立体构型为直线形，故A项正确。‎ ‎2.(2020·瓦房店市校级检测)下列说法中正确的是(　C　)‎ A.PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果 B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道 C.凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体 D.AB3型的分子立体构型必为平面三角形 解析：A项，PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对，为sp3杂化，立体构型为三角锥形，错误；B项，能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道，错误；C项，凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体，而分子的立体构型还与含有的孤电子对数有关，正确；D项，AB3型的分子立体构型与中心原子的孤电子对数也有关，如BF3中B原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3中N原子有1个孤电子对，为三角锥形，错误。‎ ‎3.用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　C　)‎ A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B.BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°‎ C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子 D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子 解析：A.SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，错误；B.BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中Sn与Br形成2个σ键，还有一对孤电子对，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形分子，错误。‎ ‎4.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(　B　)‎ A.CH4和NH是等电子体，键角均为60°‎ B.NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构 C.H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D.B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 解析：CH4与NH是正四面体结构，键角是109°28′，A错误；NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构，B正确；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错误；苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在这种轨道，D错误。‎ ‎5.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是(　B　)‎ A.H2O2分子中的O为sp2杂化 B.CO2分子中C原子为sp杂化 C.BF3分子中的B原子为sp3杂化 D.CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化 解析：A项，H2O2分子中氧原子形成2个σ键，含有2对孤电子对，采取sp3杂化，错误；B项，CO2‎ 分子中C原子形成2个σ键，没有孤电子对，采取sp杂化，正确；C项，BF3分子中的B原子的最外层电子数为3，形成3个σ键，没有孤电子对，采取sp2杂化，错误；D项，CH3COOH分子中有2个碳原子，其中甲基上的碳原子形成4个σ键，没有孤电子对，采取sp3杂化，错误。‎ ‎6.初始人们认为原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。‎ ‎(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是N2和CO；N2O和CO2。‎ ‎(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有SO2、O3。‎ 解析：(1)仅由第二周期元素组成的共价分子，即C、N、O、F组成的共价分子中，如：N2与CO电子总数均为14，N2O与CO2电子总数均为22。(2)依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，即可互称为等电子体，NO为三原子，各原子最外层电子数之和为5＋6×2＋1＝18，SO2、O3也为三原子，各原子最外层电子数之和为6×3＝18。‎ ‎7.(1)甲醇分子内碳原子的杂化方式为sp3，甲醇分子内的O—C—H键角小于(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。‎ ‎(2)氯丙烯分子中碳原子轨道杂化类型是sp3和sp2。‎ ‎(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是120°，硼原子的杂化轨道类型为sp2，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为正四面体形。‎ ‎(4)SO的立体构型是正四面体形，其中硫原子的杂化轨道类型是 sp3。‎ 解析：(1)甲醇分子内碳原子有4对σ键电子对，无孤电子对，为sp3杂化，O—C—H键角约为109°28′；甲醛分子内碳原子为sp2杂化，为平面三角形分子，O—C—H键角约为120°；故甲醇分子内O—C—H键角比甲醛分子内O—C—H键角小。‎ ‎(2) 中的碳为sp2杂化，—CH2Cl中的碳为sp3杂化。‎ ‎(3)BF3分子中硼原子形成σ键数为3，孤电子对数为0，故杂化轨道数为3，应为sp2杂化，BF3分子的几何构型为平面三角形，F—B—F的键角是120°；BF中硼原子形成σ键数为4，孤电子对数为0，故BF为sp3杂化，为正四面体形。‎ ‎(4)SO中成键电子对数为4，中心硫原子的杂化轨道类型是sp3，立体构型为正四面体形。‎ ‎8.按要求填空。‎ ‎(1)AsCl3分子的立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。‎ ‎(2)CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是sp，写出两个与CS2具有相同立体构型和键合形式的分子或离子：CO2、SCN－(或COS等)。‎ ‎(3)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为sp3、sp2。‎ ‎(4)在硅酸盐中，SiO 四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为sp3，Si与O的原子数之比为1∶3，化学式为[SiO3](或SiO)。‎ 解析：(1)AsCl3的中心原子(As原子)的价层电子对数为3＋(5－1×3)＝4，所以是sp3杂化。AsCl3分子的立体构型为三角锥形。(2)CS2分子中，C原子的价层电子对数为2，杂化轨道类型为sp。根据等电子理论，与CS2具有相同立体构型和键合形式的分子有CO2、COS和N2O，离子有NO、SCN－。(3)乙醛的结构简式为CH3COH，其中—CH3上的碳原子形成4个σ键，采取sp3杂化。(4)依据图(a)可知，SiO的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，硅原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp3杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个氧原子，Si原子和O原子数之比为1∶3，化学式可表示为[SiO3]或SiO。‎ 素养　“五方法”判断分子中心原子的杂化类型 ‎1.根据杂化轨道的空间分布构型判断 空间构型 杂化类型 若杂化轨道在空间的分布为正四面体形 分子的中心原子发生sp3杂化 若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形 分子的中心原子发生sp2杂化 若杂化轨道在空间的分布呈直线形 分子的中心原子发生sp杂化 ‎2.根据杂化轨道之间的夹角判断 若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。‎ ‎3.根据等电子原理进行判断 如CO2是直线形分子，CNS－、N与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化。‎ ‎4.根据中心原子的电子对数判断 如中心原子的电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。‎ ‎5.碳原子在分子中的杂化类型可从有无π键及π键数目判断 如没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含二个π键为sp杂化。‎ ‎1.完成下列填空 ‎(1)(2019·全国卷Ⅰ)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是sp3、sp3。‎ ‎(2)(2019·全国卷Ⅲ)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是O；P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键。‎ ‎(3)(2019·全国卷Ⅱ)元素As与N同族，预测As的氢化物分子的立体构型为三角锥形。‎ ‎(4)(2018·全国卷Ⅰ)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是正四面体、中心原子的杂化形式为sp3。‎ ‎(5)(2018·全国卷Ⅱ)①根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是H2S。‎ ‎②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为平面三角形，固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp3。‎ ‎(6)(2018·全国卷Ⅲ)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为平面三角形，C原子的杂化形式为sp2。‎ ‎(7)(2017·全国卷Ⅰ)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3。‎ ‎(8)(2017·全国卷Ⅱ)经X射线衍射测得化合物R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]的晶体结构，其局部结构如图所示。‎ 从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为ABD，不同之处为C。(填标号)‎ A.中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价层电子对数 C.立体结构 D.共价键类型 ‎(9)(2017·全国卷Ⅲ)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为sp和sp3。‎ ‎(10)(2016·全国卷Ⅱ)①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是正四面体形。‎ ‎②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N。‎ ‎(11)(2016·全国卷Ⅰ)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为sp3。‎ ‎(12)(2016·全国卷Ⅲ)AsCl3分子的立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。‎ 知识点三　分子的性质 ‎1.概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，称之为分子间作用力。分为范德华力和氢键。‎ ‎2.强弱 范德华力<氢键<化学键。‎ ‎3.范德华力与物质性质 实质 范德华力的实质是电性作用，无饱和性和方向性 影响因素 ‎①一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，范德华力逐渐增强；‎ ‎②相对分子质量相近的分子，分子的极性越大，范德华力越强 范德华力与物质性质 范德华力主要影响物质的熔沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔沸点越高，硬度越大 ‎4.氢键与物质性质 ‎5.粒子间作用力对物质性质的影响 范德华力 氢键 共价键 存在范围 分子间 某些含强极性键氢化物的分子间(如HF、H2O、NH3)或含F、N、O及H的化合物中或其分子间 双原子或多原子的分子或共价化合物和某些离子化合物 特征(有无)方向性和饱和性 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键>氢键>范德华力 影响强度的因素 ‎①‎ 对于A—H…‎ 随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 B，A、B的电负性越大、B原子的半径越小，氢键越牢固 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性质的影响 ‎①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质；②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点：F2H2S，HF>HCl，NH3>PH3。分子内氢键使物质的熔、沸点降低 ‎①影响分子的稳定性；‎ ‎②共价键键能越大，分子稳定性越强 ‎6.分子的极性 ‎(1)键的极性、分子空间构型与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性 X2‎ H2、N2‎ 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2 (X2Y)‎ CO2、CS2‎ 极性键 直线形 非极性分子 SO2‎ 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3‎ BF3‎ 极性键 平面正三角形 非极性分子 NH3‎ 极性键 三角锥形 极性分子 XY4‎ CH4、CCl4‎ 极性键 正四面体形 非极性分子 ‎(2)非极性分子与极性分子的判断 ‎(3)共价键的极性与分子极性的关系 ‎7.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。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大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。‎ ‎8.无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，酸性越强。如H2SO3可写成(HO)2SO，n＝1；H2SO4可写成(HO)2SO2，n＝2。所以H2SO4的酸性强于H2SO3。同理，酸性：HNO3>HNO2，HClO4>HClO3>HClO2>HClO。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(　×　)‎ 提示：可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键。‎ ‎2.乙醇分子和水分子间只存在范德华力(　×　)‎ 提示：乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氢键的条件。‎ ‎3.氢键具有方向性和饱和性(　√　)‎ ‎4.H2O2分子间存在氢键(　√　)‎ 提示：H2O2分子中的H几乎成为“裸露”的质子，与水分子一样，H2O2分子间也存在氢键。‎ ‎5.卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大(　×　)‎ 提示：卤素氢化物中，HF分子间能形成氢键，其熔、沸点最高。‎ ‎6.氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(　×　)‎ 提示：分子内氢键对物质的熔、沸点影响很小，能使物质的熔、沸点降低。‎ ‎7.H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(　×　)‎ 提示：H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能，而与氢键无关。‎ ‎1.氢键属于一种较强的分子间作用力，但不属于化学键。‎ ‎2.氢键可表示为A—H…B，A、B是N、O、F中的一种或两种，可以相同也可以不同。‎ ‎3.水分子间形成氢键，所以水的沸点较高。水分子间形成氢键时，构成空间正四面体结构。‎ ‎1.若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”‎ 的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是(　A　)‎ A.氢键；分子间作用力；极性键 B.氢键；氢键；非极性键 C.氢键；极性键；分子间作用力 D.分子间作用力；氢键；非极性键 解析： ‎2.下列现象与氢键有关的是(　B　)‎ ‎①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高 ‎②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ‎③冰的密度比液态水的密度小 ‎④尿素的熔、沸点比醋酸的高 ‎⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ‎⑥水分子高温下很稳定 A.①②④⑤⑥ B．①②③④⑤‎ C.①③④⑥ D．①②④⑤‎ 解析：水分子高温下很稳定是因为水分子中O—H键的键能大。‎ ‎3.(2020·三门峡模拟)下列说法不正确的是(　D　)‎ A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关 B.H2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O分子之间存在氢键 C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释 D.甲烷可与水形成氢键这种化学键 解析：HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子，相对分子质量越大分子间作用力越大，相应物质的熔、沸点越高，A正确；H2O分子间可形成氢键，H2S分子间不能形成氢键，因此H2O的熔、沸点高于H2S，B正确；I2是非极性分子，易溶于非极性溶剂CCl4，C正确；甲烷中碳原子电负性不大，甲烷分子和水分子之间不能形成氢键，并且氢键不是化学键，属于分子间作用力，D错误。‎ ‎4. S2Cl2‎ 是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是(　A　)‎ A.S2Cl2为非极性分子 B.分子中既含有极性键又含有非极性键 C.与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2‎ D.与水反应的化学方程式可能为 ‎2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl 解析：根据S2Cl2的分子结构可知，它属于极性分子，故A错误，B正确；由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，而相对分子质量：S2Br2>S2Cl2，故C正确；由少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D正确。‎ ‎5.判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：‎ 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 ‎(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为 ‎①，②。‎ ‎(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：‎ ‎①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O，‎ ‎②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O。‎ ‎(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应，写出化学方程式：H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O。‎ 解析：此题属于无机含氧酸的结构、性质推断题，考查同学们运用题给信息推断物质结构和性质的能力。(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3‎ 中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。‎ ‎6.按要求回答下列问题：‎ ‎(1)HCHO分子的立体构型为平面三角形，它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是(须指明加成产物是何物质)加成产物CH3OH分子之间能形成氢键。‎ ‎(2)S位于周期表中第ⅥA族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强，H2O比H2Te沸点高的原因是两者均为分子晶体，H2O分子间存在氢键。‎ ‎(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高。‎ ‎(4)氨是一种易液化的气体，请简述其易液化的原因：氨分子间存在氢键，分子间作用力大，沸点较高，因而易液化。‎ ‎(5)硫化氢在乙醇中的溶解度小于水在乙醇中溶解度的原因是H2O与乙醇分子间形成氢键。‎ ‎(6)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图所示。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是化合物乙分子间形成氢键。‎ ‎7.完成下列填空 ‎(1)(2018·全国卷Ⅱ)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S8相对分子质量大，分子间范德华力强。‎ ‎(2)(2018·全国卷Ⅲ)ZnF2为离子化合物，ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小。‎ ‎(3)(2017·全国卷Ⅱ)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。‎ 图中虚线代表氢键，其表示式为(NH)N—H…Cl、(H3O＋‎ ‎)O—H…N(N)、(NH)N—H……N(N)。‎ ‎(4)(2017·全国卷Ⅲ)CO2＋3H2===CH3OH＋H2O反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为H2O>CH3OH>CO2>H2，原因是H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大。‎ ‎(5)(2016·全国卷Ⅱ)氨的沸点高于(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是氨分子间可形成氢键；氨是极性分子(填“极性”或“非极性”)。‎ ‎(6)(2016·全国卷Ⅰ)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。‎ GeCl4‎ GeBr4‎ GeI4‎ 熔点/℃‎ ‎－49.5‎ ‎26‎ ‎146‎ 沸点/℃‎ ‎83.1‎ ‎186‎ 约400‎