04第24讲化学键分子结构与性质【答案】听课手册

第24讲化学键分子结构与性质考点一●夯实必备知识1.(1)共价键极性键(2)阴、阳离子原子非金属金属(3)离子键共用电子对阴、阳离子原子离子键共价键共价键2.(1)饱和性方向性(2)头碰头肩并肩发生不发生(3)①键能键长键角②大短稳定性空间结构3.(3)②【对点自测】(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√(7)×(8)×(9)√(10)√[解析](1)H2O2是共价化合物,其中只含共价键,错误。(2)天然气液化的过程是气态变为液态,是物理变化,无新的化学键形成,错误。(7)PH3中磷原子和每个氢原子共用一对电子,中心P原子的价层电子对数为3+12×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,PH3的电子式为H:P....H(8)H2O2是共价化合物,其电子式为H:O....:O....●提升关键能力题组一1.A[解析]NH3、NF3是共价化合物,NH4F是离子化合物,A错误;NF3中N原子形成3个N—F,F原子形成1个N—F,各原子均满足最外层8电子稳定结构,B正确;NF3中只存在N—F,属于极性共价键,C正确;NH4F由NH4+和F-构成,属于离子化合物,含有离子键,NH4+2.B[解析]氯化镁中镁离子和氯离子之间只存在离子键,不存在共价键,属于离子化合物,A错误;H2O2分子中H、O原子之间和O、O原子之间均只存在共价键,属于共价化合物,C错误;NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,O、H原子之间存在共价键,属于离子化合物,D错误。3.①⑤②③④⑥[解析]①I2升华属于物理变化,化学键未被破坏;②烧碱熔化电离出阴、阳离子,离子键被破坏;③NaCl溶于水电离出阴、阳离子,离子键被破坏;④HCl溶于水电离出阴、阳离子,共价键被破坏;⑤O2溶于水属于物理变化,化学键未被破坏;⑥Na2O2溶于水生成氢氧化钠和氧气,离子键和共价键均被破坏;据此分析作答。根据以上分析可知,未发生化学键破坏的是①⑤;仅发生离子键破坏的是②③;仅发生共价键破坏的是④;既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是⑥。题组二4.C[解析]由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的原子半径大小(I最大)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,黑色的大球代表I原子。图中白色的小球代表O原子,灰色的小球代表F原子,A不正确;根据该化合物结构片断可知,每个I原子与3个O原子形成共价键,根据均摊法判断,必须有2个O原子分别与2个I原子成键,才能确定该化合物的化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确;I原子的价电子数为7,该化合物中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为-2,则I元素的化合价为+5,据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键(I—F、I—O)和1个双键(IO),I原子的价电子数不等于其形成共价键的电子数目,因此,该化合物中I原子存在孤对电子,C正确;该化合物中既存在I—O,又存在IO,I、O原子间形成的单键和双键的键长不相等,D不正确。5.(1)σ极性(2)1∶21∶1(3)5∶1(4)6NA7[解析](2)N2的结构式为N≡N,则CO的结构式为C≡O,含有1个σ键、2个π键,即CO分子内σ键与π键个数之比为1∶2;CN-的结构式为[C≡N]-,HCN分子的结构式为H—C≡N,HCN分子中σ键与π键均为2个,即HCN分子内σ键与π键个数之比为1∶1。(3)设分子式为CmHn,则6m+n=16,合理的是m=2,n=4,即分子式为C2H4,结构式为,所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键,即该分子中σ键与π键的个数之比为5∶1。(4)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键、5个单键,1个CO(NH2)2分子中存在1个碳氧双键、6个单键,故1mol乙醛中含有σ键的个数为6NA,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。题组三6.D[解析]NaClO是离子化合物,由Na+和ClO-构成,其电子式为Na+[:O....:Cl....:]7.(1)·O....:H[:O....:H]-[:O....HH:H]+(2)H:O....:Cl....::O..::C::O..:H:(3)Na+[:S....:]2-Na+Na+[H:]-Na+[H:B....HH:H]-Na+[:O..考点二●夯实必备知识1.(3)直线形直线形平面三角形V形四面体形三角锥形V形2.(2)平面三角形正四面体形【对点自测】(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×[解析](1)VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型,而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对,当中心原子无孤电子对时,二者空间结构相同,当中心原子有孤电子对时,二者空间结构不同,错误。(3)NH4ClO4中NH4+的中心N原子上的孤电子对数为12×(5-1-4×1)=0,价层电子对数为4,ClO4-的中心Cl原子上的孤电子对数为12×(7+1-4×2)=0,价层电子对数为4(5)C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3,共有2种杂化方式,错误。(6)石墨中碳原子轨道的杂化类型为sp2,金刚石中碳原子轨道的杂化类型为sp3,石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由sp2转变为sp3,错误。(7)SO2和OF2分子的空间构型均为V形,但前者中心原子为sp2杂化,后者中心原子为sp3杂化,错误。●提升关键能力题组一1.D[解析]NO2-中心N原子的价层电子对数为3,含1个孤电子对,则其价层电子对的空间结构呈平面三角形,A错误;PH3的空间结构呈三角锥形,B错误;H3O+的空间结构呈三角锥形,C错误;OF2中心原子的价层电子对的空间结构为正四面体形,分子的空间结构为V形,2.A[解析]根据价层电子对互斥模型推知:BCl3中心B原子的价层电子对数为3+12×(3-3×1)=3,无孤电子对,则BCl3的空间结构为平面三角形,键角为120°;NH3中心N原子的价层电子对数为3+12×(5-3×1)=4,有1个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则NH3为三角锥形结构,键角为107°;H2O中心O原子的价层电子对数为2+12×(6-2×1)=4,有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力:H2O>NH3,则H2O为V形结构,键角为105°;PCl4+中心P原子的价层电子对数为4+12×(5-1-4×1)=4,无孤电子对,则PCl4+的空间结构为正四面体形,键角为109°28';BeCl2中心Be原子的价层电子对数为2+12×(2-2×1)=2,无孤电子对,则BeCl2为直线形结构,键角为180°,故键角的大小顺序为BeCl2>BCl题组二3.D[解析]SO2的中心S原子的价层电子对数为2+12×(6-2×2)=3,含有2个σ键电子对和1个孤电子对,则VSEPR模型为平面三角形,略去孤电子对可知,SO2的空间结构为V形;结合杂化轨道理论推知,中心S原子采取sp2杂化,故D4.(1)sp3(2)①平面三角形②sp3杂化[解析](2)①SnCl2的中心原子Sn的价层电子对数为2+4-2×12=3,有1个孤电子对,VSEPR模型是平面三角形。②SnCl4的中心原子Sn的价层电子对数为4+4-4×12=4,所以Sn采用sp3杂化方式,则SnCl4的Sn考点三●夯实必备知识1.饱和性方向性相对分子质量越大越高越大2.(1)很大氢原子很大饱和方向(2)较弱大降低升高升高3.(1)①非极性极性②越强a.大于更大b.越大越小越弱(2)①非极性溶剂极性溶剂越好(3)镜像不能重叠手性异构体原子或基团【对点自测】(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√(7)×[解析](3)1个甘油分子中有3个羟基,且O元素的电负性较大,分子间可以形成较多的氢键,其分子间的作用力较强,因此甘油是黏稠液体,正确。(4)O的电负性大于N,O—H的极性大于N—H,故羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N,正确。(5)H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高主要原因为氧氢键的键能高于硫氢键,和H2O分子之间形成氢键无关,错误。(6)邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间氢键可以使物质的沸点升高,因此邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,正确。(7)冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构,表明了氢键通常具有方向性,干冰的结构表现为分子密堆积,范德华力没有方向性,错误。●提升关键能力题组一1.C[解析]冰中的水分子间主要以氢键结合,而氢键具有方向性和饱和性,故1个水分子周围只有4个紧邻分子,A不符合题意;互为同分异构体的乙醇与甲醚的状态不同,前者为液态,后者为气态,这与乙醇分子间形成了氢键而甲醚分子间没有形成氢键有关,B不符合题意;氨气和甲烷的稳定性分别与N—H和C—H的键能有关,跟氢键无关,C符合题意;由于HF分子间能形成氢键,使得其在水中不能完全电离,其为弱酸,D不符合题意。2.A[解析]P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,因此PCl3分子的极性比NCl3分子的极性大,A项错误;N与N的π键比P与P的强,故N≡N的稳定性比P≡P的高,B项正确;N的电负性比P大,NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近,NH3中成键电子对间的斥力大,因此NH3的键角比PH3的大,C项正确;HNO3和H3PO4均为分子晶体,相对分子质量:HNO3<H3PO4,且硝酸形成分子内氢键,因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子间作用力小,从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低,D项正确。题组二3.B[解析]甲分子的4个共价键不完全相同,呈四面体结构,是极性分子,A错误;丙分子中含有3种极性键,分别为Si—Cl、Si—C、C—H,B正确;三种元素中O的第一电离能最大,铜、锌基态原子价层电子排布分别为3d104s1、3d104s2,Cu易失去一个电子变为3d10的全充满结构,则锌的第一电离能大于铜,C错误;甲和丙分子之间都存在范德华力,丙的相对分子质量大于甲,则甲分子间的范德华力小于丙,故沸点:甲<丙,D错误。4.C[解析]SF6分子中只含S—F,—CF3中只含C—F,1个—F被—CF3取代变成SF5—CF3,推测SF5—CF3分子中只含σ键,不含π键,A错误;SF5—CF3分子中存在S—F、C—F和S—C,只有极性键,不含非极性键,B错误;SF6分子中只含S—F,分子呈正八面体形结构,正电中心与负电中心重合,故属于非极性分子,C正确;SF6、CCl4是非极性分子,H2O是极性分子,根据“相似相溶”规律推测,SF6难溶于水,易溶于四氯化碳,D错误。题组三5.C[解析]手性碳原子是指有机物分子中连有4个不同原子或原子团的碳原子,图中标“*”的碳原子均为手性碳原子:、、,中不含手性碳原子,故选C。6.B[解析]Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1个手性碳原子,都是极性分子,分子中都含有极性键和非极性键(C—C),二者互为手性异构体,具有相同的化学性质、不完全相同的物理性质。经典真题·明考向1.A[解析]由所给分子结构图可知,P和Q呈平面六元并环结构,正电中心与负电中心重合,都是非极性分子,A错误;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N,故B正确;由所给分子结构可知,P分子式为C24H12,Q分子式为B12N12H12,1个P分子、1个Q分子均含156个电子,故1molP和1molQ所含电子数目相等,C正确;由所给分子结构可知,P和Q分子中C、B和N均与三个原子成键,P和Q分子呈平面六元并环结构,故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化,D正确。2.A[解析]甲烷分子的中心C原子的价层电子对数为4,水分子的中心O原子的价层电子对数也为4,所以二者的VSEPR模型都是四面体,A正确;SO32-中心S原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,CO32-中心C原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,所以SO32-的空间构型为三角锥形,CO32-的空间构型为平面三角形,B错误;CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中心S原子的价层电子对数为5,有1个孤电子对,为极性分子,C错误;XeF2和XeO2分子中,3.A[解析]有手性异构体的分子叫作手性分子,一般只含有1个手性碳原子的分子是手性分子,若含有多个手性碳原子,可能没有手性异构,A错误;邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,分子间氢键可以使物质的沸点升高,因此邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,B正确;酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应,酸性条件下生成羧酸和铵盐,碱性条件下生成羧酸盐和氨,C正确;冠醚(18-冠-6)的空腔直径大小为260~320pm,可以适配K+(直径为276pm),冠醚与碱金属离子之间以弱相互作用形成超分子,D正确。4.B[解析]由N13+的结构式可知,所有N原子均满足8电子稳定结构,A正确;中心N原子为sp3杂化,与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化,