高考化学一轮复习（第六辑）考点九十 分子的性质（含解析）.doc

考点九十 分子的性质聚焦与凝萃1了解化学键和分子间作用力的区别；2了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质；3了解分子的极性、分子间作用力、溶解性、手性等性质，认识溶解性与酸酸性的本质，能够利用分子的性质解释一些化学现象。解读与打通常规考点一、键的极性与分子的极性1极性键和非极性键共价键分为极性键和非极性键。在不同原子间所形成的共价键，由于不同原子电负性不同，共用电子对会发生偏移，这样的共价键是极性共价键,电负性大的原子显负电性（-），电负性小的原子显正电性（+），而在相同的原子间所形成的共价键，由于相同原子电负性相同，则共用电对不发生偏移，这样的共价键就是非极性共价键。一般地讲，由同种元素形成的共价键为非极性键。由不同种元素间形成的共价键为极性键。键的极性与非极性取决于共用电子对是否发生偏移。注意：电负性相差越大，键的极性越强。离子键则可以看成极性键的极端情况。一般形成化学键时，两元素的电负性之差在=0时，为非极性共价键；1.7时，为离子键。2极性分子、非极性分子（1）分子中正电荷的作用集中于一点，是正电中心；负电荷的作用集中于一点，是负电中心。如果正电中心与负电中心不重合，使分子的一部分呈正电性（+），另一部分呈负电性（-），这样的分子就是极性分子。如果正电中心与负电中心重合，这样的分子就是非极性分子。（2）分子极性的判断方法：分子的极性由共价键的极性和分子的空间构型两方面共同决定。对于双原子分子，键的极性就是分子的极性。a由极性键形成的双原子分子（表示为ab型分子），一定是极性分子，如co、no、hcl等分子。b由非极性键形成的双原子分子（表示为a2型分子），一定是非极性键分子，如o2、n2、cl2等分子。 对于多原子分子，分子的极性与键的极性和分子的结构有关。a由极性键形成的具有对称结构的分子，键的极性相互抵消，其分子是非极性分子。如直线型结构的co2（o=c=o）、cs2（s=c=s），c2h2（hcch）；平面三角形结构的bf3；正四面体结构的ccl4、ch4；平面正六边形结构的苯分子。b由极性键形成的不对称结构分子，键的极性不能相互抵消，其分子就为极性分子。如水分子、氨分子是极性分子。分子键的极性键角空间构型分子极性单原子分子he、ne非极性分子双原子分子h2非极性键直线形非极性分子hci极性键直线形极性分子三原子分子h2o极性键10431角形极性分子co2极性键180直线形非极性分子四原子分子bf3极性键120平面三角形非极性分子nh3极性键10718三角锥形极性分子五原子分子ch4极性键10928正四面体形非极性分子ch3cl极性键四面体极性分子二、范德华力及其对物质性质的影响1范德华力（1）范德华力：分子之间普遍存在的作用力。与化学键相比，分子间作用力很微弱。（2）影响范德华力的因素：相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。2范德华力对物质性质的影响：分子间的范德华力是决定物质熔点、沸点、溶解度等物理性质的一个重要因素。组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如熔沸点：o2n2，hihbrhcl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点：con2。在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔沸点高低顺序是邻间对位化合物。三、氢键及其对物质性质的影响1氢键：由已经与电负性很强的原子相结合的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。2影响氢键的因素：氢键键能的大小，与形成氢键的原子的电负性有关，电负性越大，氢键越强，键能也越大；氢键键能也与形成氢键的原子的半径大小有关，半径越小，氢键越强，键能越大。例如，f的电负性最大而半径很小，则形成的氢键最强。所以，fhf是最强的氢键，oho次之，ohn又次之，nhn更次之，而ch一般不能构成氢键。cl的电负性虽颇大，但因为它的原子半径也大，所以氢键ohcl很弱。根据电负性的大小，形成氢键的强弱次序如下：fhfohonhn。值得注意的是，在实际的氢键形成过程中，a、b原子也可以不同，如ohf等。 h2o中和hf中的氢键示意图3氢键的分类氢键可分为分子间氢键与分子内氢键两大类。分子中能形成氢键的原子相邻比较近时一般可形成分子内氢键，例如邻硝基苯酚，而形成氢键的原子相邻比较远时一般形成分子间氢键，如间、对硝基苯酚。4氢键对物质性质的影响（1）影响物质的溶解性：例如一体积水中能够溶解700体积的氨气，氨气能够与水形成氢键，是氨气溶解性好的根本原因；乙醇、乙二醇和丙三醇，都能够与水以任意比例混溶，原因就在于它们都含有oh，能够与水分子形成氢键而使得溶解性能大大增强。（2）影响物质的熔点和沸点：由于分子间存在氢键，水的熔点比h2s的熔点高了很多。水的熔点升高有着非常重要的意义，它使得生命得以存在。也使得冰的密度小于水而存在于水面上，使水生生物能够越过寒冷的冬季。氢键的存在导致了nh3、h2o、hf等与本族元素相比其氢化物熔沸点出现反常。（3）分子内氢键使物质的熔沸点降低，也使生物大分子结构和活性受到很大影响。如蛋白质的结构中具有氢键，使得蛋白质具有良好的生物活性。（4）氢键的存在还影响物质的硬度、黏度等物理性质。5范德华力与氢键的关系氢键是一种特殊的分子间作用力，其作用力大小介于化学键和范德华力之间。范德华力的作用力比较小。氢键和范德华力同属于分子间作用力。四、溶解性1影响物质溶解性的因素物质相互溶解的性质十分复杂，受到许多因素的制约，如温度、压强等。通过对许多实验的观察与研究。人们得出了一个经验性的“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。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于ccl4，因为蔗糖、氨、水分子是极性分子；而萘和碘易溶于ccl4，难溶于水，因为萘和碘都是非极性分子。离子化合物是强极性物质，很多易溶于水。2物质的溶解性还受到以下因素的影响（1）溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如nh3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间的氢键的原因。（2）“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。即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。如乙醇分子中的oh与水分子中的oh相近，因而乙醇能与水互溶。当然，乙醇分子由于oh的极性较大，易与h2o分子形成氢键也是其互溶的原因。而戊醇ch3ch2ch2ch2ch2oh中的烃基较大，烃基是非极性基团，是疏水亲油基团。戊醇在水中的溶解度明显减小。烃基越大的醇在水中的溶解度就越小。羧酸也是如此。（3）如果溶质与水能发生化学反应，也会增大溶质的溶解度。如so2与水发生反应生成h2so3，而h2so3可溶于水，因此，so2的溶解度增大。注意：影响固体溶解度的主要因素是温度。影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。相似相溶：由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，这个经验规律又叫相似相溶原理。例如氯化氢易溶于水难溶于汽油，碘易溶于ccl4，难溶于水。 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。 溶质与水发生反应时可增大其溶解度如so2与h2o生成h2so3，nh3与h2生成nh3h2o等。 五、手性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重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用，手性合成是当代化学的热点之一，是21世纪化学研究的重要领域。六、无机含氧酸的酸性无机含氧酸可写成(ho)mron，n值越大，r的正电性越高，使roh中o的电子向r偏移，在水分子的作用下越易电离出h+，酸性越强。如hclohclo2hclo3hclo4，hno2hno3，h2so3h2so4。注意：比较酸性强弱。如利用(ho)mron，必须相比较的酸具有相同的“r”。酸性强弱与oh数目。即m数值大小无关，如h3po4为中强酸，并非强酸，h2so3与h2so4中m均为2，但h2so3酸性弱于h2so4。同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较，根据非金属性强弱去比较，如hclo4h2so4，h2so4h2seo4。隐性考点1范德华力、氢键、共价键的比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力，又称分子间作用力由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性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随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于ahb，a、b的电负性越大，b原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质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f2cl2br2i2，cf4ccl4h2s，hfhcl，nh3ph3影响分子的稳定性；共价键键能越大，分子稳定性越强2分子间作用力与化学键分子间作用力（又称范德华力）化学键概念物质的分子间存在的微弱的相互作用分子内相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用范围分子间分子内或晶体内作用弱（约几个至数十个 kjmol-1）强（键能一般为120800 kjmol-1）性质影响主要影响物质的物理性质（如熔沸点等）主要影响物质的化学性质3无机含氧酸分子的酸性判断及比较的思维方法（1）无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有oh，而oh上的h原子在水分子的作用下能够变成h+而显示一定的酸性。如hno3、h2so4的结构式分别是，。（2）同一种元素的含氧酸酸性规律及原因：h2so4与hno3是强酸，其oh上的h原子能够完全电离成为h+。而同样是含氧酸的h2so3和hno2却是弱酸。即酸性强弱有h2so3h2so4，hno2hno3。其他的有变价的非金属元素所形成的含氧酸也有类似的情况。如酸性强弱hclohclo2hclo3hclo4。不难得出：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如果把含氧酸的通式写成(ho)mron的形式，成酸的元素r相同时，则n值越大，r的正电性越高，就会使roh中的o原子的电子向r偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出h+，因此酸性也就越强。如h2so3可写成(ho)2so，n1；h2so4可写成(ho)2so2，n2。所以h2so4的酸性强于h2so3。而对hno2来说，可写成(ho)no，n1；hno3可写成(ho)no2，n2。故hno3的酸性强于hno2。而对氯元素所形成的几种含氧酸，可分别写成(ho)cl，n0；(ho)clo，n1；(ho)clo2，n2；(ho)clo3，n3。故其酸性顺序为hclohclo2hclo3hclo4。融合与应用例1nh3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，能充分说明此种现象的理由是 ()nh3是极性分子分子内3个nh键的键长相等，3个键角都等于107分子内3个nh键的键长相等、键角相等nh3分子内3个nh键的键长相等，3个键角都等于120a b c d答案：a例2下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是 ()aco2、h2s bc2h4、ch4 ccl2、c2h2 dnh3、hcl解析：h2s和nh3、hcl都是含有极性键的极性分子；cl2是含有非极性键的非极性分子；co2、ch4是含有极性键的非极性分子；c2h4和c2h2是含有极性键和非极性键的非极性分子。答案：b例3下列无机含氧酸分子中酸性最强的是 ()ahno2 bh2so3 chclo3 dhclo4解析：对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如ho2ho3；h2o3h2o4；ho3h2sso2(2009上海，8b) 实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1(2014海南，2)下列有关物质性质的说法错误的是 ()a热稳定性：hclhi b原子半径：namgc酸性：h2so3h2so4 d结合质子能力：s2-cl-2下列叙述正确的是 ()ap4和no2都是共价化合物 bccl4和nh3都是以极性键结合的极性分子c在cao和sio2晶体中，都不存在单个小分子d甲烷的结构式：是对称的平面结构，所以是非极性分子3下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是 ()a乙醇与氯乙烷 bccl4与cbr4c对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛 dh2o与h2te4下列现象与氢键有关的是 ()nh3的熔、沸点比第a族其他元素氢化物的熔、沸点高 小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 冰的密度比液态水的密度小 尿素的熔、沸点比醋酸的高 邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低 水分子在较高温度下也很稳定a b c d5下列关于粒子结构的描述不正确的是 ()ah2s和nh3均是价电子总数为8的极性分子bhs-和hcl均是含一个极性键的18电子粒子cch2cl2和ccl4均是四面体构型的非极性分子dncl3是含极性键的极性分子6无机含氧酸的强弱规律表示成酸元素的化合价越高，酸性越强。下列说法正确的是 ()a根据这一规律高氯酸是很强的酸 bh3po4的酸性比盐酸强c碳酸和亚硫酸的酸性不好比较 d硝酸与磷酸的强度一样7氧族元素的氢化物的沸点如下表：h2oh2sh2seh2te100 60.75 41.