高中化学第二章 分子结构与性质第三节 分子结构与物质的性质导学案

第二章分子结构与性质

第三节分子结构与物质的性质

1.了解分子间的作用力的含义及其对物质性质的影响。

2.化学键与分子间的作用力。

3.学习氢键。

一、共价键的极性

1.键的极性

2.分子的极性

二、分子间作用力

1.范德华力：分子间普遍存在的一种相互作用力。

2.氢键：由已经与电负性大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。

3.分子间作用力对物质性质的影响

三、分子的手性

区别范德华力和化学键

范德华力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

1.下列有关解释错误的是(　　)

A.水结冰，体积增大，密度减小，是因为水分子之间几乎都以氢键结合

B.HF的熔、沸点在同族元素的氢化物中出现反常，是因为HF分子间存在氢键

C.卤素单质从上到下熔、沸点升高，是因为它们的组成结构相似，从上到下其相对分子质量增大，分子间作用力增大

D.氨气极易溶于水，与氢键没有关系

【解析】A．水结冰，水分子之间几乎都以氢键结合，水分子之间的空隙增大，密度减小，体积增大，故A不符合题意；B．HF分子间存在氢键，分子间作用力大，所以HF的熔、沸点在同族元素的氢化物中出现反常，故B不符合题意；C．卤素单质组成结构相似，从上到下其相对分子质量增大，分子间作用力增大，所以熔、沸点升高，故C不符合题意；D．氨分子与水分子之间能形成氢键，所以氨气极易溶于水，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】A.水结冰，体积变大，主要是氢键的作用；B.氢键影响着分子的沸点C.同族分子结构相似，均属分子晶体。与相对分子质量有关，越大，熔沸点越高；D.氨分子也有孤对电子，易与氢原子形成氢键。

2.现有如下各说法：①由非金属元素形成的单质中一定存在非极性键；②活泼金属和活泼非金属化合时一般形成离子键；③非金属元素间形成的化合物一定是共价化合物；④根据电离方程式HCl=H++Cl－，判断HCl分子里存在离子键；⑤冰的密度比水的密度小，这与氢键有关。上述各种说法错误的是(　　)

A.①②⑤　　　B.①②④　　　C.①③④　　　D.③④⑤

【解析】①由非金属元素形成的单质中不一定存在非极性键，故①不符合题意；②活泼金属易失去电子，活泼非金属易得到电子，因此活泼金属和活泼非金属化合时一般形成离子键，故②符合题意；③非金属元素间形成的化合物不一定是共价化合物，比如氯化铵，故③不符合题意；④HCl分子在水分子的作用下破坏了共价键，电离出氢离子和氯离子，因此电离方程式HCl=H++Cl－，但HCl分子里只存在共价键，故④不符合题意；⑤冰的密度比水的密度小，这与氢键有关，冰中水分子与相邻四个水分子以氢键形成四面体结构，因此冰的密度比水小，故⑤不符合题意；故C符合题意。故答案为：C。

【分析】①稀有气体形成的单原子分子②得失电子形成的键是离子键③铵盐是由非金属元素形成的盐，但是离子化合物④氯化氢是共价化合物，溶于水后变为氢离子和氯离子，共价键被破坏⑤冰的密度小主要是氢键的作用，水分子中含有孤对电子。易形成氢键

3.下列化合物中含有手性碳原子的是(　　)

A.B.C.D.

【解析】A．该分子中，碳原子所连接的四个基团只有两种，不含手性碳原子，A不符合题意；B．该分子中，所有的碳原子所连接的四个基团都有一样的，故不含手性碳原子，B不符合题意；C．该分子中，有一个碳原子所连的四个取代基分别是羟基、甲基、氢原子和羧基，该碳原子具有手性，C符合题意；D．该分子中，所有的碳原子所连接的四个基团中都有相同的，故不含手性碳原子，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】手性碳原子一定是饱和碳原子，手性碳原子所连接的四个基团要是不同的即可找出含有手性碳原子的有机物

4.最近《科学》杂志评出“十大科技突破”，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。下列关于水的说法中正确的是(　　)

A.水的离子积不仅只适用于纯水，升高温度一定使水的离子积增大

B.水的电离和电解都需要电，常温下都是非自发过程

C.水中氢键的存在既增强了水分子的稳定性，也增大了水的沸点

D.加入电解质一定会破坏水的电离平衡，其中酸和碱通常都会抑制水的电离

【解析】A．水的离子积不仅只适用于纯水，也适应于水溶液，因为水的电离是吸热的，所以升高温度，水电离平衡正向移动，一定使水的离子积增大，故符合题意；B．水的电离不需要电，常温下是自发过程，故不符合题意；C．水中氢键存在于分子之间，不影响水分子的稳定性，氢键增大了水的沸点，故不符合题意；D．加入电解质不一定会破坏水的电离平衡，如强酸强碱盐不会影响水的电离平衡，故不符合题意。

故答案为：A。

【分析】A．水的离子积只和温度相关；B．水的电离不需要通电电；C．氢键只影响物质的物理性质；D．比如氯化钠不会影响水的电离平衡。

5.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂()，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。

下列说法错误的是(　　)

A.通过该催化反应，实现了太阳能向化学能的转化

B.B.反应Ⅰ中涉及到非极性键的断裂和极性键的形成

C.C.反应Ⅱ为：2H2O2H2O+O2↑

D.D.该过程中催化剂降低了反应的活化能

【解析】A．该过程是利用太阳光实现高效分解水，所以该反应中太阳能转化为化学能，故A不符合题意；B．反应Ⅰ是水反应生成氢气与过氧化氢，涉及极性键的断裂和极性键、非极性键的形成，故B符合题意；C．反应Ⅱ是过氧化氢转化为水与氧气，反应过程可表示为：2H2O2H2O+O2↑，故C不符合题意；D．该过程中催化剂降低了反应的活化能从而加快反应速率，故D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】A.利用太阳能提供能量进行催化分解水；

B.反应1是分子分离成原子，极性键和非极性键断裂，原子重新组合成新的分子，极性键和非极性键的形成；C.根据反应物和生成物即可写出方程式；D.催化剂可以改变速率，主要是通过改变活化能进行改变速率。

1.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、n、p是前三种元素组成的二元化合物，0.01mol·L-1q溶液的pH为1.86，上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.简单离子半径：Y＞ZB.最简单氢化物稳定性：X＞YC.键角：p＞nD.沸点：m＞r

2.W、X、Y、Z是同一短周期的4种非金属元素，它们与锂组成的盐是一种新型电池的电解质，其结构如图。下列说法正确的是(　　)

A.原子半径：B.阴离子中X的杂化方式：

C.最简单氢化物的沸点：W<XD.非金属性：

3.下列叙述正确的是(　　)

A.PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构

B.H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子

C.(CN)2为直线形分子，含有3个σ键和4个π键

D.NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，都易与Cu2+形成配离子

4.下列说法正确的是(　　)

A.HF、HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高

B.CH4、XCl4都是含有极性键的非极性分子

C.H2O、CO2都是直线形分子

D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为：HClO>HClO2>HClO3>HClO4

5.下列有关铁元素描述正确的是(　　)

A.Fe2+的外围电子排布图：B.Fe3+能形成配合物但Fe2+不能形成配合物

C.基态铁原子核外有2个未成对电子D.铁元素位于周期表中ds区

6.将摩擦带电的玻璃棒接近液流，实验现象如图。该实验能说明(　　)

A.分子带电，分子不带电

B.是由非极性键形成的极性分子

C.是正四面体形分子

D.分子中正负电荷的重心是重合的

7.某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是(　　)

A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6

B.该配合物可能是平面正方形结构

C.Cl-和NH3分子均为Pt4+配体

D.配合物中Cl-与Pt4+配位，而NH3分子不配位

8.下列各项叙述中，正确的是(　　)

A.配合物内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=6

B.价电子排布为的元素，不一定是s区元素

C.水中的氢键可以表示为O—H…O，冰中每摩尔有个氢键

D.与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素还有4种

9.山梨酸是一种高效安全的防腐保鲜剂。其合成路线如图所示，下列说法正确的是(　　)

A.反应1属于加聚反应

B.根据溴水是否褪色可以鉴别巴豆醛和山梨酸

C.聚酯不能使酸性高锰酸钾褪色

D.聚酯中存在1个手性碳原子(注：连有四个不同的原子或基团的碳称为手性碳)

10.下列物质中只有非极性共价键的是(　　)

A.NaClB.NaOHC.H2SD.H2

11.阅读下列信息：

Ⅰ．表中①～⑥为短周期元素主要化合价及最简单氢化物沸点的数据：

A,B,C均为上表中的元素；Ⅱ．A与B可形成化合物A

B、AB2，AB2与水反应生成强酸甲；Ⅲ．C与B可形成化合物CB2、CB3，CB3与水反应生成强酸乙。

请回答：

（1）表中两种同族元素的氢化物所含电子数相同，这两种氢化物之间能发生氧化还原反应生成一种单质和一种化合物，写出该反应的化学方程式________。

（2）测定元素③的氢化物的相对分子质量时常常偏大，原因是________。为了尽可能减小偏差，通常选择________温度________压强条件（选填“高”、“低”）。

（3）甲、乙分别与元素①的氢化物反应生成丙、丁、戊三种盐。0.1mol/L的甲、乙、丙、丁、戊五种溶液，pH由小到大排列的顺序是（填写化学式）________。

（4）一种断路器的气体绝缘介质是③、⑤两种元素的原子形成的正八面体分子，⑤原子位于中心，其分子式为________，该分子属于________(选填“极性”、“非极性”)分子，该气体不能燃烧，原因是（指出两种元素的化合价并做简单分析）________。

12.黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题：

（1）基态Cu原子的价电子排布式为________。

（2）血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如图所示：

①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为________。

②1mol吡咯分子中所含的σ键总数为________个。

③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。

④血液中O是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过________键相结合的。

（3）黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2→SO3→H2SO4途径形成酸雨。SO2的立体构型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是________

答案解析部分

1.【答案】C

【解析】A．电子层数相同核电荷越小半径越大，所以离子半径：S2-＞Cl-，A不符合题意；B．非金属性O＞S，则最简单氢化物稳定性O＞S，B不符合题意；C．H2O的VSEPR模型为正四面体，且有两对孤电子对，所以键角小于109°28′，SO2的VSEPR模型为平面三角形，含一对孤电子对，键角略小于120°，所以键角H2O＜SO2，C不符合题意；D．H2O2分子间存在氢键，沸点较高，常温下为液态，HCl常温为气态，所以沸点H2O2＞HCl，D不符合题意；故答案为C。

【分析】0.01mol·L-1q溶液的pH为1.86，则q为多元强酸，m、n化合可以得到q，说明q也是由W、X、Y元素组成，则应为H2SO4，所以W为H、X为O、Y为S，Z为原子序数大于S的短周期元素，则为Cl，n与p和Cl2反应可得H2SO4，n与m也可以反应生成H2SO4，则n应为SO2、p为H2O、m为H2O2，r为HCl。

2.【答案】D

【解析】A．同一周期，从左到右，原子半径依次减小，故原子半径：X>Z>Y>W，故A不符合题意；B．阴离子中，B原子无孤电子对，价层电子对数为4，杂化方式为sp3，故B不符合题意；C．由于HF分子间形成氢键，故最简单氢化物沸点：W>X，故C不符合题意；D．同一周期，从左到右非金属性增强，非金属性：O>B，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】Y形成2个共价键，Z形成4个共价键，W形成1个共价键，X形成3个共价键和1个配位键，又因为W、X、Y、Z是同一短周期的4种非金属元素，故Y为O，Z为C，W为F，X为B，据以上分析解答。

3.【答案】C

【解析】A.PCl3分子中磷原子的价层电子是5个，只需要三个电子形成8个电子稳定结构，氯原子的价电子数为7个，需要一个电子形成8个电子稳定结构，因此可以满足8个电子稳定结构，而BCl3中硼原子的价层电子是3个氯原子的价层电子是7个，硼原子达不到8个电子稳定结构，故A不符合题意

B.硫化氢与水分子相似，中心硫原子是sp3杂化，有两对孤对电子，故形成的是V型结构是极性分子，二硫化碳分子和二氧化碳分子结构相似，是sp杂化，是线性分子，是非极性分子。故B不符合题意

C.(CN)2分子的中的碳原子是sp杂化，因此故存在CN三键,两个碳氮三键之间用单键连接，因此为线性结构，为含有3个，故C符合题意

D.NF3和NH3均是sp3杂化，只有氨气分子可与铜离子形成配合物，F的电负性大，吸电子性非常强，导致N原来有一对孤电子受到吸引离N原子核很近，给出孤对电子能力几乎失去，故D不符合题意

故答案为：C

【分析】A.分别找出价电子即可判断

B.判断杂化方式以及构型即可

C.判断杂化方式以及构型，且三键中有两个π键和一个键

D.主要考虑电负性过大不易形成配位键

4.【答案】B

【解析】A.均属于同一主族的氢化物，化学结构相似均属于分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越大，但是氟化氢易形成氢键沸点大小是HF＞HI＞HBr＞HCl,故A不符合题意

B.CH4和XCl4,中心原子均是sp3杂化，未有孤对电子，因此正负电荷中心重合，为含有极性键的非极性分子，故B符合题意

C.水分子中的氧原子为sp3杂化，含有2对孤对电子，故为V型结构，而二氧化碳中碳原子为sp杂化，为线性结构，故C不符合题意

D.含氧酸分子的结构中含非羟基（羟基为-OH）氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强，非羟基氧原子的个数大小是HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，因此酸性强弱是HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，故D不符合题意

故答案为：B

【分析】A.注意氢键的形成对熔沸点的影响，主要考虑的是结构相似的分子熔沸点与相对分子质量关系

B.根据计算出杂化方式判断构型

C.找出分子的构型即可判断

D.根据非羟基氧原子的个数进行判断即可

5.【答案】A

【解析】A.铁的质子数是26铁原子的核外电子是26，原子的核外电子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,失去2个电子变为亚铁离子，故外围电子排布是，故A符合题意

B.Fe3+和Fe2+能都能形成配合物，只是形成配位键的数目不同，故B不符合题意

C.铁的质子数是26铁原子的核外电子是26，原子的核外电子排布是1s22s22p63s23p63d64s2，d轨道上可以容纳10个电子，因此基态铁原子上有4个未成对电子，故C不符合题意

D.铁元素处于周期表中的d区，故D不符合题意

故答案为：A

【分析】A.根据核外电子排布即可写出外围电子排布

B.具含有空轨道因此可以形成配位键

C.写出核外电子能级排布即可

D.写出核外电子能级排布即可判断

6.【答案】D

【解析】A．分子和分子均不带电，A不符合题意；B．该实验说明是极性分子，不能说明其含有非极性键，B不符合题意；C．该实验说明是非极性分子，不能说明其为正四面体形，C不符合题意；D．该实验说明是非极性分子，因此分子中正负电荷的重心是重合的，D符合题意；故答案为：D。

【分析】由于极性分子中正负电荷中重心不重合，将摩擦带电的玻璃棒接近液流时液流会发生偏转，非极性分子分子中正负电荷的重心是重合的，将摩擦带电的玻璃棒接近液流时液流不会发生偏转。

7.【答案】C

【解析】A．根据电中性原理可知配合物中心原子的电荷数为4，配位数为6，故A不符合题意；B．Pt与6个配体成键，即6个σ键，该配合物应是八面体结构，故B不符合题意；C．由分析可知，4个Cl-和2个NH3分子均与Pt4+配位，形成的配合物为[PtCl4(NH3)2]，故C符合题意；D．该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2]，则配体有Cl-和NH3分子，故D不符合题意；故答案为：C。

【分析】加入AgNO3不产生沉淀，用强碱处理没有NH3放出，说明不存在游离的氯离子和氨分子，所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2]，即可说明中心阳离子电荷数是6，配体是氯离子和氨气分子，共有6个配位键，此结构是正八面体结构

8.【答案】D

【解析】A．铁是26号元素，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，价电子数为8，配合物中，中心原子是铁原子，提供空轨道，配体是CO，每个配体提供的电子数是2，所以8+2n=18，则n=5，故A不符合题意；B．价电子排布为的元素处于第IA元素，一定处于元素周期表的s区，故B不符合题意；C．一个氧原子里有2对孤对电子，都可以生成氢键，1mol冰有个氢键，故C不符合题意；D．与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素是第四周期、未成对电子数为1的元素：钪、铜、镓、溴共四种元素，故D符合题意；故答案为：D。

【分析】A．根据铁元素的价电子排布和配位键的形成分析；B．价电子排布为的元素处于第IA元素；C．一个氧原子里有2对孤对电子，都可以生成氢键；D．符合条件的元素有钪、铜、镓、溴共四种；9.【答案】A

【解析】A．反应1没有小分子物质生成，属于加聚反应，故A符合题意；B．巴豆醛、山梨酸都含有碳碳双键，都可以和溴水发生加成反应而褪色，用溴水不能鉴别二者，故B不符合题意；C．聚酯中含碳碳双键、能使酸性高锰酸钾褪色，故C不符合题意；D．聚酯中每1个链节存在1个手性碳原子，含n个手性碳原子，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A．反应1中只生成高分子化合物；B．巴豆醛和山梨酸都含有碳碳双键，都能使溴水褪色；C．聚酯结构中含有碳碳双键，能使酸性KMnO4溶液褪色；D．链节中含有一个手性碳原子，则聚酯中应含有n个手性碳原子。

10.【答案】D

【解析】A．NaCl中只有离子键，A不选；B．NaOH中含有离子键和极性共价键，B不选；C．H2S中只有极性共价键，C不选；D．H2中只有非极性共价键，D选；故答案为：D。

【分析】同种元素的原子之间形成的共价键为非极性共价键，不同种元素的原子之间形成的共价键为极性共价键。