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2024版新教材高考化学全程一轮总复习第五章物质结构与性质元素周期律第16讲化学键分子结构和性质课件
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这是一份2024版新教材高考化学全程一轮总复习第五章物质结构与性质元素周期律第16讲化学键分子结构和性质课件，共60页。PPT课件主要包含了阳离子，共用电子对，不偏移，头碰头，肩并肩，活泼金属，活泼非金属，带相反电荷，无方向性和饱和性，方向性等内容，欢迎下载使用。
复 习 目 标1．了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成；2.了解共价键的类型、共价键的参数及作用；3.了解价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构；4.了解范德华力、氢键的含义及对物质性质的影响；5.了解配位键、超分子的含义。
考点一 化学键必备知识整理1.化学键(1)概念使________相结合或________相结合的作用力。(2)分类
2．离子键和共价键的比较
3.共价键参数(1)概念：
(2)键参数对分子性质的影响：①键能 ，键长 ，化学键越强、越牢固，分子越稳定。
4．化学键与物质性质(1)化学键与物质类型①概念：离子化合物：由 键形成的化合物，如NaCl、NaOH等均是离子化合物。离子化合物中可能含有 键。共价化合物：只由 键形成的化合物。如CO2、HCl等均是共价化合物。共价化合物中 离子键。
(2)化学键对物质性质的影响①对物质熔、沸点的影响金刚石、石英等物质硬度大、熔点高，因为其中的 很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，有很强的 ，熔点也较高。②对物质热稳定性的影响N2分子中有很强的 ，故在通常状况下，N2很稳定；H2S、HI等分子中的 较弱，故它们受热时易分解。
5．电子式(1)电子式概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。(2)电子式的书写
(3)用电子式表示化合物的形成过程①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。如HCl： 。
[正误判断] (1)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键( )(2)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键( )(3)共价键、离子键都具有方向性和饱和性( )(4)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )(5)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键( )(6)在CH2===CHCN中含有6个σ键和3个π键( )(7)所有的物质中均含化学键，因此有化学键断裂的变化一定是化学变化( )(8)PCl5中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构( )(9)CO2、NCl3中所有原子最外层都满足8电子结构( )
对点题组训练题组一 化学键与化合物的判断1．中国科学院前院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2·H2O2，不但使H2O2稳定下来，而且其结构也没有发生改变，得到了可供衍射实验的单晶体。已知H2O2的结构式为H—O—O—H。下列说法不正确的是( )A．H2NCONH2与H2O2是通过氢键结合的B．H2O2分子中只含共价键，不含离子键C．H2NCONH2·H2O2属于离子化合物D．H2O2分子既含极性键又含非极性键
解析：尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2·H2O2，不但使H2O2稳定下来，而且结构也没有发生改变，这说明两者是通过氢键连接的，故A正确；根据H2O2的结构式H—O—O—H可知，H2O2中只含共价键，不含离子键，故B正确；除了铵盐外，由非金属元素形成的化合物绝大多数为共价化合物，故H2NCONH2·H2O2为共价化合物，故C错误；H—O—O—H中既含极性键H—O，又含非极性键O—O，故D正确。
2.近年来，科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n，常用作还原剂。已知最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150 ℃且熔融状态不导电，燃烧时放出大量的热量。Al2H6的球棍模型如图所示。下列说法不正确的是( )A．Al2H6中Al元素为＋3价，H元素为－1价B．Al2H6中含有离子键和极性共价键C．Al2H6为共价化合物D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
解析：在Al2H6中Al元素为＋3价，H元素为－1价，A项正确；Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，B项错误；Al2H6为共价化合物，C项正确；Al2H6在空气中完全燃烧，根据原子守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，D项正确。
题组二 电子式的书写和判断3．反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
4．书写下列粒子或物质的电子式。(1)Mg ，S 。(2)Na＋ ，Cl－ 。(3)Cl2 ，H2 。(4)MgF2 ，Na2S 。(5)H2O ，NH3 。
微点拨 电子式书写的四大误区
考点二 分子的空间结构必备知识整理1.价层电子对互斥理论及应用(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力 ，体系的能量 。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力 ，键角 。如H2O的键角 CH4的键角。微点拨 价层电子对数与电子对空间结构的关系：2对——直线形，3对——平面三角形，4对——四面体形。
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.配合物(1)配合物的概念把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。
(2)配合物的组成配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示为①中心原子或离子：配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。②配体：配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子如H2O、NH3、CO等。③配位原子：是指配体中直接同中心离子配位的原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子。④配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4。
特别提醒配合物的组成(1)有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。(2)有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[C(SO4)(NH3)5]Br、[C(NH3)5Br]SO4。(3)配合物的稳定性配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。(4)配合物形成时性质的改变①颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成；②溶解度的改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。
[正误判断] (1)中心原子的价层电子对数为3时VSEPR模型为平面三角形( )(2)中心原子是sp杂化的，其分子构型一定为直线形( )(3)VSEPR模型与粒子结构一定相同( )(4)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( )
× 当粒子的中心原子有孤电子对时，VSEPR模型与粒子结构不相同
× 如NH3、H2O中心原子均为sp3杂化，但分子构型均不是正四面体结构
(5)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化( )(6)只要分子空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化( )(7)价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数( )(8)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大( )
× NH3分子为三角锥形，但分子的中心原子N杂化方式为sp3杂化
× 孤电子对越多，孤电子对的排斥作用越强，键角越小
对点题组训练题组一 粒子的空间结构与杂化类型1．下列说法中正确的是( )A．NCl3分子是三角锥形，这是因为N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型的分子空间结构必为平面三角形
2．科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法不正确的是( )A．分子中N、N间形成的共价键是非极性键B．该分子易溶于水，因分子中N、O均能与水分子中的氢原子形成氢键C．分子中非硝基氮原子采取sp3杂化D．分子中非硝基氮原子上有1对孤电子对
解析：同种元素间形成的化学键为非极性键，A项正确；N(NO2)3分子中的氮、氧原子上没有连接氢原子，故不能与水分子形成氢键，B项错误；由分子中N—N—N键角都是108.1°可知，该分子中N原子骨架是三角锥形，是非硝基氮原子上有1对孤电子对的排斥导致的，因此非硝基氮原子上有1对孤电子对，3对σ键电子对，该氮原子采取sp3杂化，C、D项正确。
微点拨中心原子的杂化类型判断“四方法”（1）根据杂化轨道的空间结构①直线形—sp，②平面三角形—sp2，③四面体形—sp3。（2）根据杂化轨道间的夹角①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。（3）利用价层电子对数确定三种杂化类型（适用于中心粒子）2对—sp杂化，3对—sp2杂化，4对—sp3杂化。（4）根据σ键数与孤电子对数（适用于结构式已知的粒子）①含C有机物：2个σ —sp，3个σ —sp2，4个σ —sp3。②含N化合物：2个σ —sp2，3个σ —sp3。③含O（S）化合物：2个σ —sp3。
题组二 配合物理论的理解应用3．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－。不考虑空间结构，[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·H2O，其结构示意图如下：下列有关胆矾的说法正确的是 (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3d84s1D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去
解析：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。
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，还可以以其他个数比配合。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
4．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CCl3·6NH3(黄色)、CCl3·5NH3(紫红色)、CCl3·4NH3(绿色)和CCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 ml，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 ml、2 ml、1 ml和1 ml。①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CCl3·6NH3___________，CCl3·4NH3(绿色和紫色) ___________ 。②上述配合物中，中心离子的配位数都是 。
[C(NH3)6]Cl3
[C(NH3)4Cl2]Cl
解析：①每个CCl3·6NH3分子中有3个Cl－为外界离子，配体为6个NH3，化学式为[C(NH3)6]Cl3；每个CCl3·4NH3(绿色和紫色)分子中有1个Cl－为外界离子，配体为4个NH3和2个Cl－，化学式均为[C(NH3)4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是[C(NH3)6]Cl3、[C(NH3)5Cl]Cl2、[C(NH3)4Cl2]Cl，其配位数都是6。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色，该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。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，还可以以其他个数比配合，请按要求填空：①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供 ，SCN－提供 ，二者通过配位键结合。②所得Fe3＋与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，含该离子的配合物的化学式是____________。
[Fe(SCN)]Cl2
解析：①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过配位键结合。②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2＋，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。
微点拨（1）单核配体的确认要注意是否带有电荷，如F－、Cl－等，如配合物[CCl（NH3）5]Cl2，中心离子为C3＋，配体是Cl－和NH3，而不是氯原子。（2）高考中常考有关配合物的结构示意图，不考虑空间结构，但要注意配体中的配位原子一定要与中心原子或中心离子直接相连。如[Cu（NH3）4]2＋中NH3中N原子为配位原子，所以N原子必须要与铜离子直接相连。
含π键，π键电子斥力较大，键角较大
[思维建模] 键角比较的三种思维模板
考点三 分子间作用力 氢键 超分子必备知识整理一、分子间作用力 氢键1．分子间作用力和氢键(1)概念：物质分子之间 存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是 和 。(3)强弱：范德华力<氢键<化学键。(4)范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，_________相似的物质，随着 的增加，范德华力逐渐 。
(5)氢键①形成：已经与 的原子形成共价键的 (该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中 的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法：X—H…Y—③特征：具有一定的 性和 性。④分类：氢键包括 氢键和 氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响分子间氢键主要表现为使物质的熔、沸点 ，对电离和溶解度等产生影响。如 形成分子内氢键， 形成分子间氢键，前者熔、沸点 。⑥强弱影响：A—H…B—中A、B的电负性越强，氢键越强。如F—H…F>O—H…O>N—H…N。特别提醒氢键的键长是一般定义为A—H…B—的长度，而不是H…B—的长度。
2.分子的重要性质(1)分子的极性
(2)分子的溶解性① “相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于 ，极性溶质一般能溶于 。若能形成氢键，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(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。③分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解度，如SO2、NO2。
(3)分子的手性①手性异构：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 ，在三维空间里 的现象。②手性分子：具有 的分子。③手性碳原子：在有机物分子中，连有 不同基团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如 。
二、超分子1．概念超分子是由 的分子通过 形成的分子聚集体。2．超分子内分子间的作用力超分子内部分子之间通过 相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的 等。3．超分子的应用在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。
[正误判断] (1)F2的熔、沸点比Cl2的低是因为F2分子间作用力较小( )(2)HCl易溶于水是因为HCl与H2O分子间形成氢键( )(3) 为手性分子，存在手性异构体( )
× HCl易溶于水是因为HCl与H2O均为极性分子，遵循相似相溶原理
× 手性碳是指碳原子连接四个不同的原子或原子团，该结构中无手性碳原子，不是手性分子
(4)H2O分子间形成氢键，故H2O的热稳定性较强( )(5)可燃冰(CH4·nH2O，6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键( )(6)乙醇分子和水分子间只存在范德华力( )(7)氢键具有方向性和饱和性( )
× 氢键影响物质的物理性质，热稳定性属于化学性质
× 可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键
× 乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氢键的条件
(8)H2O2分子间存在氢键( )(9)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( )(10)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( )
× 分子内氢键能使物质的熔、沸点降低
× 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
对点题组训练题组一 分子的极性与共价键的极性1．下列关于粒子结构的描述不正确的是( )A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子C．CH2Cl2和CCl4均是四面体结构的非极性分子D．NCl3是含极性键的极性分子
解析：CH2Cl2不是正四面体形分子，为极性分子，C错误。
2．已知H2O2分子的结构如图所示，H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：
(1)H2O2分子的电子式是______________，结构式是 。(2)H2O2分子是含有 键和 键的 (填“极性”或“非极性”)分子。(3)H2O2难溶于CS2，简要说明理由： 。
H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2
解析：由H2O2的立体结构图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2。
微点拨 分子极性判断(1)共价键的极性与分子极性的关系(2)判断ABn型分子极性的经验规律若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。如SO2为极性分子，SO3为非极性分子。
题组二 范德华力、氢键对物质性质的影响3．下列说法不正确的是( )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．氢键是强极性键上的氢原子与电负性很大且含孤电子对的原子之间的作用力。下列事实与氢键无关的是( )A．相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点B．一定条件下，NH3与BF3可以形成NH3·BF3C．羊毛制品水洗再晒干后变形D．H2O和CH3COCH3的结构和极性并不相似，但两者能完全互溶
解析：相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点，是因为H2O、HF中氢键的数目和强度不同，A项不符合题意；NH3与BF3形成NH3·BF3，是因为形成了配位键( )，B项符合题意；羊毛产品水洗再晒干后变形，是因为羊毛的主要成分为蛋白质，水洗再晒干后氢键被破坏，C项不符合题意；H2O能与CH3COCH3形成氢键，故两者能完全互溶，D项不符合题意。
题组三 手性碳原子 手性分子5．下列说法正确的是( )A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1个手性碳原子B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同
解析：CH2OH—CHOH—CH2OH分子中不存在手性碳原子，故A错误；手性异构体为具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含化学键的种类和数目完全相同，故B正确；互为手性异构体的化合物，物理性质不同，光学活性不同，故C错误；互为手性异构体的化合物，分子组成相同，故D错误。
6．有且只有一个手性碳的有机化合物分子为手性分子，下列有机物分子中属于手性分子的是( )①新戊烷[(CH3)4C]②乳酸[CH3CH(OH)COOH]A．①②③ B．①和③C．②和④ D．②③④
解析：①新戊烷[(CH3)4C]中4个－CH3连在同一个碳原子上，无手性碳原子，①不合题意；②乳酸[CH3CH(OH)COOH]中，连接－OH的碳原子为手性碳原子，分子为手性分子，②符合题意；③甘油 中没有手性碳原子，③不合题意；④ 中，连接－OH的碳原子为手性碳原子，分子为手性分子，④符合题意；综合以上分析，只有②和④符合题意，故选C。
题组四 超分子7．化合物M是一种新型超分子晶体材料，由X、Y、HClO4、以CH3COCH3为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是( )A．X分子中的溴原子可由苯与溴蒸气在光照条件下发生取代反应引入B．“—NH2”具有碱性，可由“—NO2”通过还原反应转化生成C．Y分子中所有原子可能共平面，且Y与 互为同系物D．X、Y、M都不能发生加成反应
解析：苯环上引入溴原子，应在溴化铁或铁催化下与液溴发生取代反应引入，故A错误；“—NH2”能结合高氯酸给出的氢离子生成阳离子，具有碱性，氨基可由“—NO2”通过还原反应(失氧、得氢)转化生成，故B正确；Y分子中存在四面体结构的饱和碳原子，所有原子不能共平面，Y与环氧乙烷不仅相差“CH2”原子团，还相差氧原子，不互为同系物，故C错误；X、M都含有苯环，一定条件下能与氢气加成，故D错误。
8．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。
(1)Li＋的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为 。②W中Li＋与孤电子对之间的作用属于 (填字母)。A．离子键 B．共价键C．配位键 D．氢键E．以上都不是(2)冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是_________________________________________________________。
Li＋半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构
解析：(1)①基态锂离子核外只有1 s能级上有电子，为K层上的电子，所以其电子层符号为K。②Li＋提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键。(2)冠醚Y空腔较大，Li＋半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。
(3)烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。①水分子中键角 (填“>”“<”或“＝”)109°28′。②已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是___________________________________________________________。
新 情 境 新 高 考应用广泛的食品添加剂Ⅰ.对羟基苯甲酸是用途广泛的有机合成原料，特别是其酯类，包括对羟基苯甲酸甲酯(尼泊金甲)、乙酯(尼泊金乙)、丙酯、异丙酯等，均可作食品添加剂，用于酱油、醋、清凉饮料(汽水除外)、果品调味剂、水果及蔬菜等，还广泛用于食品、医药的防腐和杀菌剂等方面。对羟基苯甲酸也用作染料、农药的中间体。在农药中用于合成有机磷杀虫剂GYAP、CYP；在染料工业中用于合成热敏染料的显色剂；还可用于彩色胶片及合成油溶性成色剂“538”及尼龙12中用作增塑剂的生产原料。另外还用于液晶聚合物和塑料。对羟基苯甲酸的结构如下：
[问题探究](1)对羟基苯甲酸分子中共价键的类型有哪些？(2)对羟基苯甲酸分子中碳原子的杂化类型有哪些？分子中所有碳原子在一个平面上吗？(3)对羟基苯甲酸为什么易溶于水？苯甲酸甲酯与对羟基苯甲酸的相对分子质量接近，为什么对羟基苯甲酸的熔、沸点远高于苯甲酸甲酯？
提示：σ键和π键(含大π键)(或极性共价键、非极性共价键)。
提示：sp2杂化；对羟基苯甲酸分子中所有碳原子共平面。
提示：对羟基苯甲酸与水分子之间能形成氢键，故对羟基苯甲酸易溶于水。对羟基苯甲酸分子间能形成氢键，而苯甲酸甲酯分子间不能形成氢键，故对羟基苯甲酸的熔、沸点远高于苯甲酸甲酯。
(4)邻羟基苯甲酸的结构简式为 ，已知它与对羟基苯甲酸的沸点相差很大，你认为哪一种物质的沸点较高？如何从氢键的角度来解释？
提示：对羟基苯甲酸的沸点高。因为对羟基苯甲酸在分子间形成氢键，而邻羟基苯甲酸在分子内形成氢键，分子间不存在氢键。
Ⅱ.羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性，羧酸的酸性可用pKa(pKa＝－lg Ka)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。如下表所示：不同羧酸的pKa的数值：
[问题探究](5)通过比较pKa的数值判断乙酸的酸性和氯乙酸的酸性哪个强？其原因是什么？(6)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，从键的极性角度解释其原因是什么？(7)仔细对比表格中羧酸的结构与pKa的关系，试总结出羧酸的酸性与哪些因素有关？
提示：氯乙酸的pKa小于乙酸的pKa，即氯乙酸的电离常数大于乙酸的电离常数，则氯乙酸的酸性强于乙酸。
提示：氟的电负性大于氯的电负性，C—F的键极性大于C—Cl的键极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H＋。
提示：一元羧酸中，碳原子数越多，酸性越弱；与羧基相连基团的极性越大，酸性越强。
本讲真题研练1．[2022·湖北卷]Be2＋和Al3＋的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法错误的是( )A．Be2＋与Al3＋都能在水中与氨形成配合物B．BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低C．Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性D．Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在
解析：Al3＋不能在水中与氨形成配合物，A项错误；BeCl2和AlCl3均为分子晶体，MgCl2为离子晶体，故MgCl2的熔点较高，B项正确；Be、Al两元素性质相似，则Be(OH)2和Al(OH)3都能与NaOH反应，均表现出弱酸性，C项正确；Be和Al的电负性比H小，Be和Al的氢化物中的H为－1价，在酸中能与H＋发生归中反应，故D项正确。
2．[2022·湖北卷]磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O===P(N3)3。下列关于该分子的说法正确的是( )A．为非极性分子B．立体构型为正四面体形C．加热条件下会分解并放出N2D．分解产物NPO的电子式为
解析：从结构简式可知该分子正负电荷中心不重合，是极性分子，A项错误；P连接的四个原子或原子团不完全相同，故立体构型不可能为正四面体形，B项错误；O===P(N3)3的分解产物为NPO(D项中提示)，N元素化合价降低，由得失电子守恒知，其分解还会产生N2，C项正确；NPO的电子式是 ，D项错误。
3．[2022·江苏卷]少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是( )A．Na2O2的电子式为 B．H2O的空间构型为直线形C．H2O2中O元素的化合价为－1D．NaOH仅含离子键
4．[2023·浙江1月]共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：Al2Cl6＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是( )A．Al2Cl6的结构式为 B．Al2Cl6为非极性分子C．该反应中NH3的配位能力大于氯D．Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
解析：Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，则Al2Cl6的结构式为 或 ，→表示配位键，也可用短线代替，A项正确；Al2Cl6为对称结构，正负电荷中心重合，为非极性分子，B项正确；该反应中NH3取代Cl与Al形成配位键，说明NH3的配位能力大于氯，C项正确；Al—Br的稳定性弱于Al—Cl，Al2Br6更易与NH3反应，D项错误。
5．[2023·浙江1月]下列化学用语表示正确的是( )
6．[2021·山东卷(节选)](1)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为_________；OF2分子的空间构型为________；OF2的熔、沸点________(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是___________________________________________________________。(2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)。A.sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
7．[2021·全国甲卷(节选)](1)(部分)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________(填标号)。(2)CO2分子中存在______个σ键和______个π键。(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___________________________________________________________。
甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多
8．[2021·全国乙卷(节选)](1)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供电子对形成配位键的原子是__________，中心离子的配位数为________。(2) [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。PH3中P的杂化类型是________， NH3的沸点比PH3的________，原因是_________________。H2O的键角小于NH3的，分析原因___________________________________________________________。
NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子。H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
复 习 目 标1．了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成；2.了解共价键的类型、共价键的参数及作用；3.了解价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的内容并能用其推测简单分子或离子的空间结构；4.了解范德华力、氢键的含义及对物质性质的影响；5.了解配位键、超分子的含义。
考点一 化学键必备知识整理1.化学键(1)概念使________相结合或________相结合的作用力。(2)分类
2．离子键和共价键的比较
3.共价键参数(1)概念：
(2)键参数对分子性质的影响：①键能 ，键长 ，化学键越强、越牢固，分子越稳定。
4．化学键与物质性质(1)化学键与物质类型①概念：离子化合物：由 键形成的化合物，如NaCl、NaOH等均是离子化合物。离子化合物中可能含有 键。共价化合物：只由 键形成的化合物。如CO2、HCl等均是共价化合物。共价化合物中 离子键。
(2)化学键对物质性质的影响①对物质熔、沸点的影响金刚石、石英等物质硬度大、熔点高，因为其中的 很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，有很强的 ，熔点也较高。②对物质热稳定性的影响N2分子中有很强的 ，故在通常状况下，N2很稳定；H2S、HI等分子中的 较弱，故它们受热时易分解。
5．电子式(1)电子式概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。(2)电子式的书写
(3)用电子式表示化合物的形成过程①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。如HCl： 。
[正误判断] (1)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键( )(2)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键( )(3)共价键、离子键都具有方向性和饱和性( )(4)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )(5)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键( )(6)在CH2===CHCN中含有6个σ键和3个π键( )(7)所有的物质中均含化学键，因此有化学键断裂的变化一定是化学变化( )(8)PCl5中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构( )(9)CO2、NCl3中所有原子最外层都满足8电子结构( )
对点题组训练题组一 化学键与化合物的判断1．中国科学院前院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2·H2O2，不但使H2O2稳定下来，而且其结构也没有发生改变，得到了可供衍射实验的单晶体。已知H2O2的结构式为H—O—O—H。下列说法不正确的是( )A．H2NCONH2与H2O2是通过氢键结合的B．H2O2分子中只含共价键，不含离子键C．H2NCONH2·H2O2属于离子化合物D．H2O2分子既含极性键又含非极性键
解析：尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2·H2O2，不但使H2O2稳定下来，而且结构也没有发生改变，这说明两者是通过氢键连接的，故A正确；根据H2O2的结构式H—O—O—H可知，H2O2中只含共价键，不含离子键，故B正确；除了铵盐外，由非金属元素形成的化合物绝大多数为共价化合物，故H2NCONH2·H2O2为共价化合物，故C错误；H—O—O—H中既含极性键H—O，又含非极性键O—O，故D正确。
2.近年来，科学家合成了一系列具有独特化学性质的氢铝化合物(AlH3)n，常用作还原剂。已知最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150 ℃且熔融状态不导电，燃烧时放出大量的热量。Al2H6的球棍模型如图所示。下列说法不正确的是( )A．Al2H6中Al元素为＋3价，H元素为－1价B．Al2H6中含有离子键和极性共价键C．Al2H6为共价化合物D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水
解析：在Al2H6中Al元素为＋3价，H元素为－1价，A项正确；Al2H6中含有的化学键都是极性共价键，B项错误；Al2H6为共价化合物，C项正确；Al2H6在空气中完全燃烧，根据原子守恒可知燃烧产物为氧化铝和水，D项正确。
题组二 电子式的书写和判断3．反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
4．书写下列粒子或物质的电子式。(1)Mg ，S 。(2)Na＋ ，Cl－ 。(3)Cl2 ，H2 。(4)MgF2 ，Na2S 。(5)H2O ，NH3 。
微点拨 电子式书写的四大误区
考点二 分子的空间结构必备知识整理1.价层电子对互斥理论及应用(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距越远时，排斥力 ，体系的能量 。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力 ，键角 。如H2O的键角 CH4的键角。微点拨 价层电子对数与电子对空间结构的关系：2对——直线形，3对——平面三角形，4对——四面体形。
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.配合物(1)配合物的概念把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。
(2)配合物的组成配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如[Cu(NH3)4]SO4可表示为①中心原子或离子：配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。②配体：配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－等；也可以是中性分子如H2O、NH3、CO等。③配位原子：是指配体中直接同中心离子配位的原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子。④配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如[Cu(NH3)4]2＋的配位数为4。
特别提醒配合物的组成(1)有的配合物没有外界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。(2)有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[C(SO4)(NH3)5]Br、[C(NH3)5Br]SO4。(3)配合物的稳定性配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。(4)配合物形成时性质的改变①颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成；②溶解度的改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。
[正误判断] (1)中心原子的价层电子对数为3时VSEPR模型为平面三角形( )(2)中心原子是sp杂化的，其分子构型一定为直线形( )(3)VSEPR模型与粒子结构一定相同( )(4)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( )
× 当粒子的中心原子有孤电子对时，VSEPR模型与粒子结构不相同
× 如NH3、H2O中心原子均为sp3杂化，但分子构型均不是正四面体结构
(5)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化( )(6)只要分子空间结构为平面三角形，中心原子均为sp2杂化( )(7)价层电子对互斥模型中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数( )(8)中心原子杂化类型相同时，孤电子对数越多，键角越大( )
× NH3分子为三角锥形，但分子的中心原子N杂化方式为sp3杂化
× 孤电子对越多，孤电子对的排斥作用越强，键角越小
对点题组训练题组一 粒子的空间结构与杂化类型1．下列说法中正确的是( )A．NCl3分子是三角锥形，这是因为N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型的分子空间结构必为平面三角形
2．科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法不正确的是( )A．分子中N、N间形成的共价键是非极性键B．该分子易溶于水，因分子中N、O均能与水分子中的氢原子形成氢键C．分子中非硝基氮原子采取sp3杂化D．分子中非硝基氮原子上有1对孤电子对
解析：同种元素间形成的化学键为非极性键，A项正确；N(NO2)3分子中的氮、氧原子上没有连接氢原子，故不能与水分子形成氢键，B项错误；由分子中N—N—N键角都是108.1°可知，该分子中N原子骨架是三角锥形，是非硝基氮原子上有1对孤电子对的排斥导致的，因此非硝基氮原子上有1对孤电子对，3对σ键电子对，该氮原子采取sp3杂化，C、D项正确。
微点拨中心原子的杂化类型判断“四方法”（1）根据杂化轨道的空间结构①直线形—sp，②平面三角形—sp2，③四面体形—sp3。（2）根据杂化轨道间的夹角①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。（3）利用价层电子对数确定三种杂化类型（适用于中心粒子）2对—sp杂化，3对—sp2杂化，4对—sp3杂化。（4）根据σ键数与孤电子对数（适用于结构式已知的粒子）①含C有机物：2个σ —sp，3个σ —sp2，4个σ —sp3。②含N化合物：2个σ —sp2，3个σ —sp3。③含O（S）化合物：2个σ —sp3。
题组二 配合物理论的理解应用3．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－。不考虑空间结构，[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·H2O，其结构示意图如下：下列有关胆矾的说法正确的是 (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3d84s1D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去
解析：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。
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，还可以以其他个数比配合。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
4．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CCl3·6NH3(黄色)、CCl3·5NH3(紫红色)、CCl3·4NH3(绿色)和CCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 ml，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 ml、2 ml、1 ml和1 ml。①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CCl3·6NH3___________，CCl3·4NH3(绿色和紫色) ___________ 。②上述配合物中，中心离子的配位数都是 。
[C(NH3)6]Cl3
[C(NH3)4Cl2]Cl
解析：①每个CCl3·6NH3分子中有3个Cl－为外界离子，配体为6个NH3，化学式为[C(NH3)6]Cl3；每个CCl3·4NH3(绿色和紫色)分子中有1个Cl－为外界离子，配体为4个NH3和2个Cl－，化学式均为[C(NH3)4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是[C(NH3)6]Cl3、[C(NH3)5Cl]Cl2、[C(NH3)4Cl2]Cl，其配位数都是6。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色，该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。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，还可以以其他个数比配合，请按要求填空：①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供 ，SCN－提供 ，二者通过配位键结合。②所得Fe3＋与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，含该离子的配合物的化学式是____________。
[Fe(SCN)]Cl2
解析：①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过配位键结合。②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2＋，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。
微点拨（1）单核配体的确认要注意是否带有电荷，如F－、Cl－等，如配合物[CCl（NH3）5]Cl2，中心离子为C3＋，配体是Cl－和NH3，而不是氯原子。（2）高考中常考有关配合物的结构示意图，不考虑空间结构，但要注意配体中的配位原子一定要与中心原子或中心离子直接相连。如[Cu（NH3）4]2＋中NH3中N原子为配位原子，所以N原子必须要与铜离子直接相连。
含π键，π键电子斥力较大，键角较大
[思维建模] 键角比较的三种思维模板
考点三 分子间作用力 氢键 超分子必备知识整理一、分子间作用力 氢键1．分子间作用力和氢键(1)概念：物质分子之间 存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是 和 。(3)强弱：范德华力<氢键<化学键。(4)范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，_________相似的物质，随着 的增加，范德华力逐渐 。
(5)氢键①形成：已经与 的原子形成共价键的 (该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中 的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法：X—H…Y—③特征：具有一定的 性和 性。④分类：氢键包括 氢键和 氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响分子间氢键主要表现为使物质的熔、沸点 ，对电离和溶解度等产生影响。如 形成分子内氢键， 形成分子间氢键，前者熔、沸点 。⑥强弱影响：A—H…B—中A、B的电负性越强，氢键越强。如F—H…F>O—H…O>N—H…N。特别提醒氢键的键长是一般定义为A—H…B—的长度，而不是H…B—的长度。
2.分子的重要性质(1)分子的极性
(2)分子的溶解性① “相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于 ，极性溶质一般能溶于 。若能形成氢键，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(C2H5OH和H2O中的羟基相近)，而戊醇在水中的溶解度明显减小。③分子与H2O反应，也能促进分子在水中的溶解度，如SO2、NO2。
(3)分子的手性①手性异构：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 ，在三维空间里 的现象。②手性分子：具有 的分子。③手性碳原子：在有机物分子中，连有 不同基团的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如 。
二、超分子1．概念超分子是由 的分子通过 形成的分子聚集体。2．超分子内分子间的作用力超分子内部分子之间通过 相结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的 等。3．超分子的应用在分子水平上进行分子设计，有序组装甚至复制出一些新型的分子材料。
[正误判断] (1)F2的熔、沸点比Cl2的低是因为F2分子间作用力较小( )(2)HCl易溶于水是因为HCl与H2O分子间形成氢键( )(3) 为手性分子，存在手性异构体( )
× HCl易溶于水是因为HCl与H2O均为极性分子，遵循相似相溶原理
× 手性碳是指碳原子连接四个不同的原子或原子团，该结构中无手性碳原子，不是手性分子
(4)H2O分子间形成氢键，故H2O的热稳定性较强( )(5)可燃冰(CH4·nH2O，6≤n≤8)中甲烷分子与水分子间形成了氢键( )(6)乙醇分子和水分子间只存在范德华力( )(7)氢键具有方向性和饱和性( )
× 氢键影响物质的物理性质，热稳定性属于化学性质
× 可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键
× 乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氢键的条件
(8)H2O2分子间存在氢键( )(9)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( )(10)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键( )
× 分子内氢键能使物质的熔、沸点降低
× 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
对点题组训练题组一 分子的极性与共价键的极性1．下列关于粒子结构的描述不正确的是( )A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子C．CH2Cl2和CCl4均是四面体结构的非极性分子D．NCl3是含极性键的极性分子
解析：CH2Cl2不是正四面体形分子，为极性分子，C错误。
2．已知H2O2分子的结构如图所示，H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：
(1)H2O2分子的电子式是______________，结构式是 。(2)H2O2分子是含有 键和 键的 (填“极性”或“非极性”)分子。(3)H2O2难溶于CS2，简要说明理由： 。
H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2
解析：由H2O2的立体结构图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键，而CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2。
微点拨 分子极性判断(1)共价键的极性与分子极性的关系(2)判断ABn型分子极性的经验规律若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。如SO2为极性分子，SO3为非极性分子。
题组二 范德华力、氢键对物质性质的影响3．下列说法不正确的是( )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．氢键是强极性键上的氢原子与电负性很大且含孤电子对的原子之间的作用力。下列事实与氢键无关的是( )A．相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点B．一定条件下，NH3与BF3可以形成NH3·BF3C．羊毛制品水洗再晒干后变形D．H2O和CH3COCH3的结构和极性并不相似，但两者能完全互溶
解析：相同压强下，H2O的沸点高于HF的沸点，是因为H2O、HF中氢键的数目和强度不同，A项不符合题意；NH3与BF3形成NH3·BF3，是因为形成了配位键( )，B项符合题意；羊毛产品水洗再晒干后变形，是因为羊毛的主要成分为蛋白质，水洗再晒干后氢键被破坏，C项不符合题意；H2O能与CH3COCH3形成氢键，故两者能完全互溶，D项不符合题意。
题组三 手性碳原子 手性分子5．下列说法正确的是( )A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1个手性碳原子B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同
解析：CH2OH—CHOH—CH2OH分子中不存在手性碳原子，故A错误；手性异构体为具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含化学键的种类和数目完全相同，故B正确；互为手性异构体的化合物，物理性质不同，光学活性不同，故C错误；互为手性异构体的化合物，分子组成相同，故D错误。
6．有且只有一个手性碳的有机化合物分子为手性分子，下列有机物分子中属于手性分子的是( )①新戊烷[(CH3)4C]②乳酸[CH3CH(OH)COOH]A．①②③ B．①和③C．②和④ D．②③④
解析：①新戊烷[(CH3)4C]中4个－CH3连在同一个碳原子上，无手性碳原子，①不合题意；②乳酸[CH3CH(OH)COOH]中，连接－OH的碳原子为手性碳原子，分子为手性分子，②符合题意；③甘油 中没有手性碳原子，③不合题意；④ 中，连接－OH的碳原子为手性碳原子，分子为手性分子，④符合题意；综合以上分析，只有②和④符合题意，故选C。
题组四 超分子7．化合物M是一种新型超分子晶体材料，由X、Y、HClO4、以CH3COCH3为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是( )A．X分子中的溴原子可由苯与溴蒸气在光照条件下发生取代反应引入B．“—NH2”具有碱性，可由“—NO2”通过还原反应转化生成C．Y分子中所有原子可能共平面，且Y与 互为同系物D．X、Y、M都不能发生加成反应
解析：苯环上引入溴原子，应在溴化铁或铁催化下与液溴发生取代反应引入，故A错误；“—NH2”能结合高氯酸给出的氢离子生成阳离子，具有碱性，氨基可由“—NO2”通过还原反应(失氧、得氢)转化生成，故B正确；Y分子中存在四面体结构的饱和碳原子，所有原子不能共平面，Y与环氧乙烷不仅相差“CH2”原子团，还相差氧原子，不互为同系物，故C错误；X、M都含有苯环，一定条件下能与氢气加成，故D错误。
8．冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用，并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。
(1)Li＋的体积与X的空腔大小相近，恰好能进入X的环内，且Li＋与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为 。②W中Li＋与孤电子对之间的作用属于 (填字母)。A．离子键 B．共价键C．配位键 D．氢键E．以上都不是(2)冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是_________________________________________________________。
Li＋半径比Y的空腔小很多，不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构
解析：(1)①基态锂离子核外只有1 s能级上有电子，为K层上的电子，所以其电子层符号为K。②Li＋提供空轨道、O原子提供孤电子对，二者形成配位键。(2)冠醚Y空腔较大，Li＋半径较小，导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键，所以得不到稳定结构。
(3)烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。①水分子中键角 (填“>”“<”或“＝”)109°28′。②已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氧化效果明显提升的原因是___________________________________________________________。
新 情 境 新 高 考应用广泛的食品添加剂Ⅰ.对羟基苯甲酸是用途广泛的有机合成原料，特别是其酯类，包括对羟基苯甲酸甲酯(尼泊金甲)、乙酯(尼泊金乙)、丙酯、异丙酯等，均可作食品添加剂，用于酱油、醋、清凉饮料(汽水除外)、果品调味剂、水果及蔬菜等，还广泛用于食品、医药的防腐和杀菌剂等方面。对羟基苯甲酸也用作染料、农药的中间体。在农药中用于合成有机磷杀虫剂GYAP、CYP；在染料工业中用于合成热敏染料的显色剂；还可用于彩色胶片及合成油溶性成色剂“538”及尼龙12中用作增塑剂的生产原料。另外还用于液晶聚合物和塑料。对羟基苯甲酸的结构如下：
[问题探究](1)对羟基苯甲酸分子中共价键的类型有哪些？(2)对羟基苯甲酸分子中碳原子的杂化类型有哪些？分子中所有碳原子在一个平面上吗？(3)对羟基苯甲酸为什么易溶于水？苯甲酸甲酯与对羟基苯甲酸的相对分子质量接近，为什么对羟基苯甲酸的熔、沸点远高于苯甲酸甲酯？
提示：σ键和π键(含大π键)(或极性共价键、非极性共价键)。
提示：sp2杂化；对羟基苯甲酸分子中所有碳原子共平面。
提示：对羟基苯甲酸与水分子之间能形成氢键，故对羟基苯甲酸易溶于水。对羟基苯甲酸分子间能形成氢键，而苯甲酸甲酯分子间不能形成氢键，故对羟基苯甲酸的熔、沸点远高于苯甲酸甲酯。
(4)邻羟基苯甲酸的结构简式为 ，已知它与对羟基苯甲酸的沸点相差很大，你认为哪一种物质的沸点较高？如何从氢键的角度来解释？
提示：对羟基苯甲酸的沸点高。因为对羟基苯甲酸在分子间形成氢键，而邻羟基苯甲酸在分子内形成氢键，分子间不存在氢键。
Ⅱ.羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性，羧酸的酸性可用pKa(pKa＝－lg Ka)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。如下表所示：不同羧酸的pKa的数值：
[问题探究](5)通过比较pKa的数值判断乙酸的酸性和氯乙酸的酸性哪个强？其原因是什么？(6)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，从键的极性角度解释其原因是什么？(7)仔细对比表格中羧酸的结构与pKa的关系，试总结出羧酸的酸性与哪些因素有关？
提示：氯乙酸的pKa小于乙酸的pKa，即氯乙酸的电离常数大于乙酸的电离常数，则氯乙酸的酸性强于乙酸。
提示：氟的电负性大于氯的电负性，C—F的键极性大于C—Cl的键极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H＋。
提示：一元羧酸中，碳原子数越多，酸性越弱；与羧基相连基团的极性越大，酸性越强。
本讲真题研练1．[2022·湖北卷]Be2＋和Al3＋的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法错误的是( )A．Be2＋与Al3＋都能在水中与氨形成配合物B．BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低C．Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性D．Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在
解析：Al3＋不能在水中与氨形成配合物，A项错误；BeCl2和AlCl3均为分子晶体，MgCl2为离子晶体，故MgCl2的熔点较高，B项正确；Be、Al两元素性质相似，则Be(OH)2和Al(OH)3都能与NaOH反应，均表现出弱酸性，C项正确；Be和Al的电负性比H小，Be和Al的氢化物中的H为－1价，在酸中能与H＋发生归中反应，故D项正确。
2．[2022·湖北卷]磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O===P(N3)3。下列关于该分子的说法正确的是( )A．为非极性分子B．立体构型为正四面体形C．加热条件下会分解并放出N2D．分解产物NPO的电子式为
解析：从结构简式可知该分子正负电荷中心不重合，是极性分子，A项错误；P连接的四个原子或原子团不完全相同，故立体构型不可能为正四面体形，B项错误；O===P(N3)3的分解产物为NPO(D项中提示)，N元素化合价降低，由得失电子守恒知，其分解还会产生N2，C项正确；NPO的电子式是 ，D项错误。
3．[2022·江苏卷]少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是( )A．Na2O2的电子式为 B．H2O的空间构型为直线形C．H2O2中O元素的化合价为－1D．NaOH仅含离子键
4．[2023·浙江1月]共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：Al2Cl6＋2NH3===2Al(NH3)Cl3，下列说法不正确的是( )A．Al2Cl6的结构式为 B．Al2Cl6为非极性分子C．该反应中NH3的配位能力大于氯D．Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
解析：Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构，则Al2Cl6的结构式为 或 ，→表示配位键，也可用短线代替，A项正确；Al2Cl6为对称结构，正负电荷中心重合，为非极性分子，B项正确；该反应中NH3取代Cl与Al形成配位键，说明NH3的配位能力大于氯，C项正确；Al—Br的稳定性弱于Al—Cl，Al2Br6更易与NH3反应，D项错误。
5．[2023·浙江1月]下列化学用语表示正确的是( )
6．[2021·山东卷(节选)](1)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为_________；OF2分子的空间构型为________；OF2的熔、沸点________(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是___________________________________________________________。(2)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)。A.sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，Cl2O的熔、沸点高
7．[2021·全国甲卷(节选)](1)(部分)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为________(填标号)。(2)CO2分子中存在______个σ键和______个π键。(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___________________________________________________________。
甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多
8．[2021·全国乙卷(节选)](1)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供电子对形成配位键的原子是__________，中心离子的配位数为________。(2) [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。PH3中P的杂化类型是________， NH3的沸点比PH3的________，原因是_________________。H2O的键角小于NH3的，分析原因___________________________________________________________。
NH3含有一对孤对电子，而H2O含有两对孤对电子。H2O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大
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