2024-2025學(xué)年高二化學(xué)(人教版)選擇性必修2 第二章 第三節(jié) 第3課時(shí) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)小結(jié)

第3課時(shí)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)小結(jié)［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.能正確判斷微粒間作用力，并理解微粒間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。2.通過運(yùn)用微粒間作用力解釋物質(zhì)的性質(zhì)變化及原因，建立運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象觀點(diǎn)的意識(shí)。一、微粒間作用力的判斷及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1.共價(jià)鍵的判斷及分類(1)共價(jià)鍵的分類(2)共價(jià)鍵類型的判斷①根據(jù)成鍵元素判斷：同種元素的原子之間形成的是非極性鍵，不同元素的原子之間形成的是極性鍵。②根據(jù)原子間共用電子對(duì)數(shù)目判斷單鍵、雙鍵或三鍵。③根據(jù)共價(jià)鍵規(guī)律判斷σ鍵、π鍵及其個(gè)數(shù)：原子間形成單鍵，則為σ鍵；形成雙鍵，則含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵；形成三鍵，則含有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。2.范德華力、氫鍵及共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子之間形成的作用力原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用作用微粒分子氫原子、電負(fù)性很大的原子原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性的增大而增大；②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大對(duì)于X—H…Y—，X、Y的電負(fù)性越大，Y原子的半徑越小，作用力越大成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)；②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，如熔、沸點(diǎn)：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4①分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點(diǎn)：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3②分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低①影響分子的穩(wěn)定性；②共價(jià)鍵的鍵能越大，分子的穩(wěn)定性越強(qiáng)1.下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與分子間的作用力無關(guān)的是()A.CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸點(diǎn)逐漸降低B.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高D.CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸點(diǎn)逐漸升高答案B解析B項(xiàng)，HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性與其分子極性鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，而與分子間的作用力無關(guān)；C項(xiàng)，F(xiàn)2、Cl2、Br2、I2的組成和結(jié)構(gòu)相似，范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大，故其熔、沸點(diǎn)逐漸升高；D項(xiàng)，烷烴分子之間的作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸點(diǎn)逐漸升高，在烷烴的同分異構(gòu)體中，支鏈越多，范德華力越小，熔、沸點(diǎn)越低，故異丁烷的沸點(diǎn)低于正丁烷。2.中科院國家納米科學(xué)中心2013年11月22日宣布，該中心科研人員在國際上首次“拍”到氫鍵的“照片”，實(shí)現(xiàn)了氫鍵的實(shí)空間成像，為“氫鍵的本質(zhì)”這一化學(xué)界爭論了80多年的問題提供了直觀證據(jù)，這不僅將人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)向前推進(jìn)了一大步，也為在分子、原子尺度上的研究提供了更精確的方法。下列說法中正確的是()①正是氫鍵的存在，冰能浮在水面上②氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的化學(xué)鍵之一③由于氫鍵的存在，沸點(diǎn)：HCl>HBr>HI>HF④由于氫鍵的存在，使水與乙醇互溶⑤由于氫鍵的存在，使水具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)A.②⑤B.③⑤C.②④D.①④答案D解析冰中水分子有序排列，每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍，形成4個(gè)氫鍵，使體積膨脹，密度減小，所以冰能浮在水面上，故①正確；氫鍵屬于分子間作用力，不屬于化學(xué)鍵，故②錯(cuò)誤；HF分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，HCl、HBr、HI分子間都不存在氫鍵，其熔、沸點(diǎn)高低取決于分子間作用力大小，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，則熔、沸點(diǎn)越高，所以沸點(diǎn)：HCl<HBr<HI<HF，故③錯(cuò)誤；乙醇可以和水形成分子間氫鍵，故乙醇能與水以任意比例互溶，故④正確；氫鍵影響的是物質(zhì)的物理性質(zhì)，而分子的穩(wěn)定性由共價(jià)鍵的強(qiáng)弱決定，故⑤錯(cuò)誤。3.下列物質(zhì)的性質(zhì)或數(shù)據(jù)與氫鍵無關(guān)的是()A.氨極易溶于水B.鄰羥基苯甲酸()的熔點(diǎn)為159℃，對(duì)羥基苯甲酸()的熔點(diǎn)為213℃C.乙醚微溶于水，而乙醇可與水以任意比例互溶D.HF分解時(shí)吸收的熱量比HCl分解時(shí)吸收的熱量多答案D解析NH3分子與H2O分子之間可以形成氫鍵，增大了NH3在水中的溶解度；鄰羥基苯甲酸形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲酸形成分子間氫鍵，分子間氫鍵增大了分子間作用力，使對(duì)羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比鄰羥基苯甲酸的高；乙醇分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，可以與水分子形成分子間氫鍵，從而增大了乙醇在水中的溶解度，而乙醚分子不能與水分子形成氫鍵，故乙醚在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解時(shí)吸收的熱量比HCl分解時(shí)吸收的熱量多的原因是H—F的鍵能比H—Cl的大，與氫鍵無關(guān)。4.S2Cl2是橙黃色液體。少量泄漏會(huì)產(chǎn)生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發(fā)，并產(chǎn)生酸性懸濁液。其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于S2Cl2的說法錯(cuò)誤的是()A.為非極性分子B.分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵C.與S2Br2結(jié)構(gòu)相似，熔、沸點(diǎn)：S2Br2>S2Cl2D.與水反應(yīng)的化學(xué)方程式可能為2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl答案A解析根據(jù)S2Cl2的分子結(jié)構(gòu)可知，它屬于極性分子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于S2Cl2與S2Br2結(jié)構(gòu)相似，而相對(duì)分子質(zhì)量S2Br2的大，則熔、沸點(diǎn)：S2Br2>S2Cl2，選項(xiàng)C正確；由于S2Cl2少量泄漏會(huì)產(chǎn)生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發(fā)，并產(chǎn)生酸性懸濁液，則與水反應(yīng)的化學(xué)方程式可能為2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl，選項(xiàng)D正確。二、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)“原因解釋”型試題集訓(xùn)解題模型1.根據(jù)有關(guān)分子的溶解性，解答下列各題：(1)H2O2難溶于CS2，簡要說明理由

。

(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都極易溶于水的原因是

。

答案(1)H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，H2O2難溶于CS2(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是極性分子，且都能與H2O形成氫鍵2.(1)NH3的沸點(diǎn)比PH3的高，原因是NH3可形成分子間氫鍵。(2)CO2比CS2的熔、沸點(diǎn)低，其理由是兩者組成和結(jié)構(gòu)相似，CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)高。(3)CO比N2的熔、沸點(diǎn)高，其理由是兩者相對(duì)分子質(zhì)量相同，CO的極性大，熔、沸點(diǎn)高。(4)的沸點(diǎn)比高，原因是形成分子內(nèi)氫鍵，而形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大，沸點(diǎn)升高。3.正硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，其中一層的結(jié)構(gòu)如圖所示。硼酸在冷水中溶解度很小，但在熱水中較大，原因是

。

答案硼酸分子間以氫鍵締合在一起，難以溶解；加熱時(shí)，部分氫鍵被破壞，硼酸分子與水分子形成氫鍵，溶解度增大課時(shí)對(duì)點(diǎn)練［分值：100分］(選擇題1~7題，10~11題，每小題6分，共54分)題組一微粒間作用力的判斷及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1.下列說法不正確的是()A.氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸的酸性依次增強(qiáng)B.蘋果酸()中含有1個(gè)手性碳原子C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是均能與H2O形成氫鍵D.以極性鍵結(jié)合的分子不一定是極性分子答案C解析蘋果酸分子中2號(hào)碳原子為手性碳原子，B項(xiàng)正確；HCl與H2O不能形成氫鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4為非極性分子，D項(xiàng)正確。2.下列說法正確的是()A.冰融化時(shí)，分子中H—O發(fā)生斷裂B.隨著鹵素原子電子層數(shù)的增加，鹵化物CX4(X為鹵素原子)分子間的作用力逐漸增大，故其熔、沸點(diǎn)也逐漸升高C.由于H—O比H—S牢固，所以水的熔、沸點(diǎn)比H2S的高D.由分子構(gòu)成的物質(zhì)中，分子間的作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定答案B解析冰融化時(shí)發(fā)生物理變化，只破壞H2O分子間的作用力而不破壞化學(xué)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比，B項(xiàng)正確；物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)與化學(xué)鍵無關(guān)，水的熔、沸點(diǎn)比H2S的高是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān)，與分子間的作用力無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.已知以下反應(yīng)中的四種物質(zhì)由三種元素組成，其中a的分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，一個(gè)a分子含有10e-，組成b物質(zhì)的元素為第三周期元素。下列判斷正確的是()A.四種分子中的化學(xué)鍵均是極性鍵B.四種分子中既有σ鍵，又有π鍵C.a、c分子中中心原子均采用sp3雜化D.b、d分子中共價(jià)鍵的鍵能：b>d答案C解析b分子中化學(xué)鍵是氯原子與氯原子形成的非極性共價(jià)鍵，故A錯(cuò)誤；四種分子都無π鍵，故B錯(cuò)誤；甲烷中碳原子與氫原子形成4個(gè)碳?xì)洇益I，一氯甲烷分子中形成三個(gè)碳?xì)洇益I和一個(gè)碳氯σ鍵，中心原子均為sp3雜化，故C正確；氯的原子半徑大于氫的原子半徑，所以氯氣分子中的Cl—Cl的鍵能小于氯化氫分子中的H—Cl的鍵能，故D錯(cuò)誤。4.二硫代磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)如圖，下列說法錯(cuò)誤的是()A.該物質(zhì)可以與水形成分子間氫鍵B.二硫代磷酸酯中C—O的極性小于C—SC.該分子中的所有原子無法都共平面D.1mol該物質(zhì)含有的π鍵數(shù)目為2NA答案B解析C、O的電負(fù)性之差大于C、S的電負(fù)性之差，故C—O的極性大于C—S，故B錯(cuò)誤；該分子中含有sp3雜化的碳原子，所有原子無法都共平面，故C正確；二硫代磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)中含有1個(gè)PS和1個(gè)CO，則含有的π鍵數(shù)目為2個(gè)，1mol該物質(zhì)含有的π鍵數(shù)目為2NA，故D正確。5.(2023·福州高二檢測(cè))LiPF6作為一種非常有競爭力的鋰電池電解質(zhì)鹽，可用以下方法制得：PCl5+5LiF=5LiCl+PF5，LiF+PF5=LiPF6。下列說法不正確的是()A.LiPF6易溶于乙醚、碳酸酯等極性較小的溶劑B.PCl5中所有原子都滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C.PF5比PCl5的熱穩(wěn)定性更好D.PCl5是由極性共價(jià)鍵構(gòu)成的非極性分子答案B解析PCl5中P原子與5個(gè)Cl原子形成5個(gè)共用電子對(duì)，最外層電子數(shù)為10，B錯(cuò)誤；PF5中P—F的鍵長比PCl5中P—Cl的鍵長短，鍵能大，鍵能越大分子越穩(wěn)定，所以PF5比PCl5的熱穩(wěn)定性更好，C正確；PCl5中P—Cl是極性鍵，PCl5的空間結(jié)構(gòu)是三角雙錐形，正、負(fù)電中心重合，是非極性分子，D正確。6.科學(xué)家研究溫室氣體CH4、CO2的轉(zhuǎn)化和利用。下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是()A.因?yàn)樘細(xì)滏I的鍵能小于碳氧鍵，所以CH4的熔點(diǎn)低于CO2B.1molCO2分子中含有4molσ鍵C.CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”(結(jié)構(gòu)見上圖)，分子間僅存在范德華力D.N2O與CO2的價(jià)電子數(shù)相等答案D解析二者熔點(diǎn)高低取決于分子間作用力的相對(duì)大小，與共價(jià)鍵的鍵能大小無關(guān)，A錯(cuò)誤；每個(gè)二氧化碳分子中存在2個(gè)碳氧雙鍵，每個(gè)碳氧雙鍵中存在1個(gè)σ鍵，則1molCO2分子中含有2molσ鍵，B錯(cuò)誤；CH4與H2O分子間存在范德華力，且水分子間存在氫鍵，C錯(cuò)誤；N2O和CO2均有16個(gè)價(jià)電子，D正確。7.(2023·廣東江門高二期中)下列關(guān)于分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的描述錯(cuò)誤的是()A.PF5和PCl5分子均為三角雙錐形結(jié)構(gòu)，兩者的沸點(diǎn)關(guān)系：PF5<PCl5B.乳酸()分子中含有一個(gè)手性碳原子C.碘易溶于濃碘化鉀溶液，甲烷難溶于水都可用“相似相溶”規(guī)律解釋D.乙酸在水中溶解度很大，原因之一是乙酸分子與水分子之間形成氫鍵答案C解析五氟化磷和五氯化磷結(jié)構(gòu)相似，五氟化磷的相對(duì)分子質(zhì)量小于五氯化磷，分子間作用力小于五氯化磷，沸點(diǎn)低于五氯化磷，A正確；連有四個(gè)不同原子或原子團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子，中含1個(gè)手性碳原子(*所示)，B正確；甲烷為非極性分子，水為極性分子，甲烷難溶于水可用“相似相溶”規(guī)律解釋，碘是非極性分子，碘易溶于濃碘化鉀溶液與發(fā)生反應(yīng)I2+I-I3-有關(guān)，不可用“相似相溶”規(guī)律解釋，C錯(cuò)誤。題組二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)“原因解釋”型試題8.(6分)H3BO3分子中的O—B—O的鍵角(填“大于”“等于”或“小于”)BH4-中的H—B—H的鍵角，判斷依據(jù)是

答案大于H3BO3分子中的B采取sp2雜化，而BH4-中的B采取sp3雜化，sp2雜化形成的鍵角大于sp9.(6分)回答下列問題。(1)已知A、B的結(jié)構(gòu)如下：A的熔、沸點(diǎn)高于B的原因?yàn)椤?/p>

(2)已知鄰羥基苯胺的結(jié)構(gòu)為，鄰羥基苯胺的沸點(diǎn)(填“低于”“高于”或“不確定”)對(duì)羥基苯胺的沸點(diǎn)，其原因是

。

答案(1)A分子間存在氫鍵(2)低于鄰羥基苯胺容易形成分子內(nèi)氫鍵，沸點(diǎn)降低，對(duì)羥基苯胺容易形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)升高，因此鄰羥基苯胺的沸點(diǎn)低于對(duì)羥基苯胺的沸點(diǎn)10.如圖是元素周期表的一部分。圖中所列的字母分別代表某一種化學(xué)元素。下列說法正確的是()A.沸點(diǎn)：A2D<A2XB.CA3分子是非極性分子C.C形成的單質(zhì)中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶2D.B、C、D形成的簡單氫化物熔、沸點(diǎn)依次降低答案C解析根據(jù)各元素在周期表中的位置知，A為氫、B為碳、C為氮、D為氧、X為硫、Y為氯。A2D為H2O、A2X為H2S，H2O分子間能形成氫鍵，故沸點(diǎn)：H2O>H2S，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CA3為NH3，NH3是極性分子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；1個(gè)N2中有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，C項(xiàng)正確。11.(2023·長沙高二月考)科學(xué)家研制出了一種漂白效率極高的新型漂白劑(結(jié)構(gòu)如圖所示)，其中W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大。常溫下，0.1mol·L-1Z的氫化物的水溶液pH=1，且Z與Y位于不同周期。下列敘述正確的是()A.簡單離子半徑：X>Y>ZB.氫化物沸點(diǎn)：Y>W>XC.W和Y可組成含極性鍵的非極性分子D.Y的單質(zhì)均可用于殺菌消毒答案C解析W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，常溫下，0.1mol·L-1Z的氫化物的水溶液pH=1，該氫化物為HCl，則Z為Cl元素；結(jié)合圖示可知，Y形成2個(gè)共價(jià)鍵，位于第ⅥA族，且Z與Y位于不同周期，則Y為O元素；W形成4個(gè)共價(jià)鍵，其原子序數(shù)小于O，則W為C元素；X形成3個(gè)共價(jià)鍵，則X為N元素。電子層數(shù)越多離子半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則簡單離子半徑：Z>X>Y，故A錯(cuò)誤；W的氫化物為烴，碳原子數(shù)較多的烴常溫下為固態(tài)，其沸點(diǎn)大于氨氣和水，故B錯(cuò)誤；W和Y組成的二氧化碳分子中含有碳氧極性鍵，屬于非極性分子，故C正確；氧元素的單質(zhì)有氧氣和臭氧，臭氧具有強(qiáng)氧化性，能夠殺菌消毒，但氧氣不能用于殺菌消毒，故D錯(cuò)誤。12.(10分)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景。回答下列問題：(1)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化方式分別為和。

(2)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)椋?/p>

原因是。

(3)在常壓下，甲醇的沸點(diǎn)(65℃)比甲醛的沸點(diǎn)(-19℃)高，主要原因是。

答案(1)spsp3(2)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，水分子間氫鍵比甲醇分子間氫鍵多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大(3)甲醇分子間存在氫鍵13.(12分)現(xiàn)有五種短周期非金屬元素，其中A、B、C的最外層電子排布式可分別表示為asa、bsbbpb、csccp2c，D與B同主族，E位于C的下一周期，且是同周期中電負(fù)性最大的元素。試回答下列問題。(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2②BA4③A2C2④BE4中，屬于極性分子的是(填序號(hào))。

(2)C的最簡單氫化物比下一周期同族元素的氫化物沸點(diǎn)高，其原因是。

(3)B、C兩種元素都能和A元素形成常見的溶劑，其化學(xué)式分別為、。DE4在前者中的溶解度(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。

(4)BA4、BE4和DE4的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式)。

答案(1)③(2)H2O分子間可形成氫鍵(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4>CCl4>CH4解析由A、B、C、D、E為短周期的非金屬元素及s軌道最多可容納2個(gè)電子可得：a=1，b=c=2。即A為H，B為C，C為O，D為Si，E為Cl。(1)①②③④分別為CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2為極性分子，其他均為非極性分子。(2)C的最簡單氫化物為H2O，H2O分子間可形成氫鍵使其沸點(diǎn)比下一周期同族元素的氫化物的沸點(diǎn)高。(