2024年大二轮化学（新高考）教案：专题三主观题突破3分子结构与性质原因解释题

3.分子结构与性质原因解释题1．分子性质(1)分子构型与分子极性的关系(2)键的极性对化学性质的影响应用示例按要求回答问题：(1)酸性：CCl3COOH__________CHCl2COOH(填“＞”或“＜”下同)，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案＞Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性，导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H＋(2)酸性：CH3COOH________CH3CH2COOH，其原因是__________________________________________________________________________________________________________。答案＞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”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，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，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氢键不属于化学键，氢键的作用力要大于范德华力。对物理性质的影响：(1)分子间氢键使物质沸点较高例如，沸点：NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。(2)分子内氢键使物质的熔、沸点降低，如熔沸点：＜。(3)使物质易溶于水：如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(分子与水分子间形成氢键)。(4)解释一些特殊现象：例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键，体积大，密度小)。1．[2023·湖北，16(5)]导致SiCl4比CCl4易水解的因素有________(填标号)。a．Si—Cl键极性更大b．Si的原子半径更大c．Si—Cl键键能更大d．Si有更多的价层轨道答案abd解析a项，Si—Cl键极性更大，易受到极性强的H2O的影响，易水解；b项，Si的原子半径大，非金属性弱，Si—Cl键的极性强，分子中Si原子带有一定的正电荷，容易受到极性H2O的吸引，使之容易水解；c项，Si—Cl键键能更大，更稳定，与水解无关；d项，Si位于第三周期，3d轨道更易和H2O分子中的O原子配位。2．[2021·全国甲卷，35(3)]甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能形成氢键，且水比甲醇形成的氢键多3．[2020·山东，17(2)]NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为__________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为____________，键角由大到小的顺序为____________。答案NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH34．[2020·全国卷Ⅱ，35(2)]Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/℃377－24.1238.3155答案TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高5．[2018·全国卷Ⅱ，35(3)]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__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案S8相对分子质量大，分子间范德华力强6．(2023·湖北，11)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是()选项性质差异结构因素A沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子间作用力B熔点：AlF3(1040℃)远高于AlCl3(178℃升华)晶体类型C酸性：CF3COOH(pKa＝0.23)，远强于CH3COOH(pKa＝4.76)羟基极性D溶解度(20℃)：Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)阴离子电荷答案D解析由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故A正确；AlF3为离子晶体，熔点较高，AlCl3为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，故B正确；由于电负性：F>H，C—F的极性大于C—H，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故C正确；碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCOeq\o\al(－,3)间存在氢键，导致其不易溶于水，与阴离子电荷无关，故D错误。1．H2S的熔点为－85.5℃，而与其具有类似结构的H2O的熔点为0℃，极易结冰成固体，二者物理性质出现差异的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。答案H2O分子间极易形成氢键，而H2S分子间只存在较弱的范德华力2．NH3常用作制冷剂，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。答案NH3分子间能形成氢键，沸点高，易液化，汽化时吸收大量的热3．硝酸和尿素的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔、沸点降低4．氨极易溶于水的原因为_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案氨和水都是极性分子，依据“相似相溶”规律，且氨分子与水分子间能形成氢键5．N2H4与O2的相对分子质量相近，但N2H4的熔点(2℃)、沸点(114℃)分别远远高于O2的熔点(－218℃)、沸点(－183℃)，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。答案N2H4分子之间存在氢键，O2分子之间为范德华力，氢键比范德华力更强6．H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为________，熔点差异的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案KH>H2O>PH3KH为离子晶体，H2O、PH3均为分子晶体，H2O分子间存在氢键7．硼酸分子的结构简式可写为B(OH)3，其晶体为层型片状结构，容易在层与层之间裂解，这是因为在平面层内硼酸分子之间通过______结合，而层与层之间通过________结合。答案氢键范德华力8．的分子内部存在氢键，画出氢键结构：________________________________________________________________________。答案9．HSCN的结构有两种，其中硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—NC=S)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键10．卤素对物质性质有明显影响。(1)常温下，ClCH2COOH、ICH2COOH和CH3COOH电离常数由大到小的顺序为____________________。(2)吡啶()具有碱性和芳香性。研究发现，吡啶中N原子的电子云密度越大，碱性越强。N原子的杂化类型是________。在下列物质中，碱性最强的是________(填字母，下同)，最弱的是________。答案(1)ClCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOH(2)sp2dc解析(1)电负性：Cl>I>H