高考化学一轮复习-化学键 分子结构与性质（知识清单）（全国通用）（解析版）

这是一份高考化学一轮复习-化学键 分子结构与性质（知识清单）（全国通用）（解析版），共39页。学案主要包含了知能解读01，知能解读02，知能解读03，知能解读04，知能解读05，重难点突破01，重难点突破02，重难点突破03等内容，欢迎下载使用。

01 化学键
1．化学键
(1)化学键的定义及分类
①定义：相邻的原子间的强烈的相互作用称为化学键。
②分类：化学键分为离子键、共价键和金属键。
(2)离子键、共价键的比较
2．化学键与物质的类别
(1)离子化合物与共价化合物
(2)化学键类型与物质类别的判断
3．化学键的符号表征——电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价层电子)的式子。
(2)电子式书写方法
①原子：元素符号周围标明元素原子的最外层电子，如：氧原子：；氖原子：。
②简单阳离子：直接来用阳离子的符号表示，如：Na＋、Li＋、Mg2＋、Al3＋等。
③简单阴离子：用“[ ]”将最外层电子数括起来，并在右上角标出“n－”以表示其所带的电荷。如：O2-：；Cl-：。
④离子化合物：分别写出阴、阳离子的电子式，如NaCl：；Na2O：。
⑤共价分子：将共用电子对写在两原子之间，每个原子的未成键电子也应写出，如N2： ；H2O：。
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl：。
②共价化合物
如HCl：。
4．物质变化过程中的化学键变化
(1)发生化学反应：
①化学反应过程中反应物中化学键被破坏，产物中有新化学键的形成，如H2与Cl2反应生成HCl，H2、Cl2中的化学键被破坏，形成HCl中的化学键。
②化学反应时，并不是反应物中所有的化学键都被破坏，如反应Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl中，Na2SO4、BaCl2中的离子键被破坏，但SOeq \\al(2－,4)中共价键未被破坏。
(2)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物eq \(――――――→,\s\up7(溶解或熔化))电离eq \(――――――→,\s\up7(离子键被破坏))阴、阳离子。
(3)共价化合物的溶解或熔化过程
①溶解：
②熔化：
(4)单质的熔化或溶解过程
①由分子构成的固体单质，如I2的升华、P4的熔化，只破坏分子间作用力，而不破坏化学键。
②由原子构成的单质，如金刚石、晶体硅，熔化时破坏共价键。
③对于某些活泼的非金属单质，溶于水后能与水反应，其分子内共价键被破坏，如Cl2、F2等。
5．化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
①金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。
②NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。
(2)对化学性质的影响
①N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2性质很稳定。
②H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。
【跟踪训练】
1．下列各组物质中化学键的类型和化合物的类型都相同的是( )
A．CaCl2 Na2O HIB．H2O NaNO3 NH3
C．MgCl2 NaOH NH4ClD．H2SO4 H2S CO2
答案 D
解析 CaCl2、Na2O都是离子化合物，且都含有离子键，HI是共价化合物，只含有共价键，故A项错误；H2O、NH3都是共价化合物，都只含有共价键，NaNO3是离子化合物，含有离子键和共价键，故B项错误；MgCl2、NaOH、NH4Cl都是离子化合物，但MgCl2中只含有离子键，NaOH、NH4Cl中除了离子键还含有共价键，故C项错误；H2SO4、H2S、CO2都是共价化合物，都只含有共价键，故D项正确。
2．有以下8种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空：
(1)不存在化学键的是________。
(2)只存在极性共价键的是________。
(3)只存在非极性共价键的是________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________。
(7)属于离子化合物的是__________。
答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤ (6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧
3．写出下列物质的电子式：
NaCl NaOH MgCl2
NH4Cl Na2O Na2O2
HCl CO2 NH3
HClO H2O2 N2
【答案】
4．在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A．将NH3通入水中 B．氢氧化钠熔化
C．将HBr通入水中 D．硫酸氢钾溶于水
答案 D
解析 NH3通入水中生成NH3·H2O，只破坏了共价键，A不符合题意；NaOH熔化后电离生成Na＋、OH－，只破坏了离子键，B不符合题意；HBr通入水中发生电离，只破坏了共价键，C不符合题意；KHSO4溶于水电离出K＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，既破坏了离子键又破坏了共价键，D符合题意。
02 共价键及键参数
1．共价键
(1)共价键的本质和特征：
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，其特征是具有方向性和饱和性。（氢气中s-sσ键无方向性）
2．共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键。
①σ键的形成
H2的σ键的形成：
HCl的σ键的形成：
Cl2的σ键的形成：
②π键的形成
③大π键的形成
苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合，每个碳原子再以2个σ键与其他碳原子结合，形成了一个以6个碳原子为中心的大π键，这种结构使任意两个相邻碳原子间共价键的键能和核间距离完全相同。
(2)σ键与π键的比较
(3)根据共价键的极性与否可分为极性共价键(简称极性键)和非极性共价键(简称非极性键)。
极性键产生的原因是成键的两个原子电负性不同，共用电子对向电负性大的元素偏移，造成共价键正、负电中心不重合。非极性键成键的元素相同。
(4)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键。
2．键参数
(1)键能：指气态分子中1 ml化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的单位是kJ·ml－1。键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值。
(2)键长：
①键长指构成化学键的两个原子的核间距。因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。
②键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越 eq \a\vs4\al(大) ，表明共价键越稳定。
(3)键角：
指在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。
【跟踪训练】
1．甲、乙、丙三种有机物的结构如下：
甲： 乙：CH2===CH2丙：CH2===CHCN
(1)甲分子中有_____个σ键，_____个π键。
(2)乙分子中____(填“有”或“没有”)极性键，______(填“是”或“不是”)极性分子。
(3)丙分子中σ键与π键的数目之比为______。
答案 (1)8 2 (2)有 不是 (3)2:1
解析 (1)单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和1个π键形成，甲分子中有8个σ键，C===C、C===O键上共有2个π键；
(2)乙分子中含有C—H极性键，乙烯分子的正负电荷中心重合，不是极性分子；
(3)丙分子—CN键为CN，三键含有1个σ键和2个π键，分子中σ键与π键的数目之比为6∶3＝2∶1。
2．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。
(1)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(2)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有______个σ键，________个π键。
答案 (1)1∶1 (2)3 1
3．Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是___________________________________________________。
答案 Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，不易形成双键或三键
4．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：
(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
_______________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)C—C和C—H的键能较大，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
03 分子的空间结构
1．价层电子对互斥模型
(1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)价层电子对数的计算
价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数
说明：σ键电子对数＝中心原子结合的原子数；
中心原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)(a－xb)，其中
a．a表示中心原子的价电子数。
对于主族元素：a＝原子的最外层电子数。
对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数。
对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。
b．x表示与中心原子结合的原子数。
c．b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数(氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。如氧和氧族元素中的S、Se等均为2，卤族元素均为1)。
(3)VSEPR模型与分子(或离子)空间结构的关系
2．杂化轨道理论
(1)杂化轨道理论概述
中心原子上若干不同类型(主要是s、p轨道)、能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成同等数目、能量完全相同的新轨道。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)杂化理论要点
①只有能量相近的轨道才能杂化(如ns、np)。
②原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。
③杂化前后轨道数目不变。
④杂化后轨道的伸展方向、形状发生改变。
⑤杂化结果：成键数目有些会增多，比如C原子通过杂化最多形成4个共价键；成键更加稳定，sp杂化轨道是不对称哑铃形，以“大头”通过头碰头方式(重叠程度更高)形成σ键，共价键一般更加稳定。
(3)杂化轨道的类型
①sp杂化轨道：由1个s轨道和1个p轨道杂化而成，杂化轨道间的夹角为180°，呈直线形，如BeCl2。
②sp2杂化轨道：由1个s轨道和2个p轨道杂化而成，杂化轨道间的夹角为120°，呈平面三角形，如BF3。
③sp3杂化轨道：由1个s轨道和3个p轨道杂化而成，杂化轨道间的夹角为109°28’，呈正四面体形，如CH4。
(4)由杂化轨道数判断中心原子的杂化类型
杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对，所以有公式：
杂化轨道数＝中心原子的孤电子对数＋中心原子的σ键个数＝中心原子的价层电子对数。
(5)杂化轨道类型与分子(或离子)空间结构的关系
杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。
3．等电子原理
(1)等电子原理：
原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。等电子体具有相似的结构特征(立体结构和化学键类型)及相近的性质。
(2)常见的等电子体
【跟踪训练】
1．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H6与C2H2
答案 B
解析 CO2中C形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，SO2中S形成2个σ键，孤电子对数＝eq \f(6－2×2,2)＝1，为sp2杂化，故A错误；CH4中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，NH3中N形成3个σ键，孤电子对数＝eq \f(5－3×1,2)＝1，为sp3杂化，故B正确；BeCl2中Be形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，为sp2杂化，故C错误；C2H6中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，C2H2中形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，故D错误。
2．用价层电子对互斥模型判断下列微粒中心原子的价层电子对数。
解析 AsH3中心原子的价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(5－3×1)＝4；H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋ eq \f(1,2)×(6－1－3×1)＝4；H2Se中心原子的价层电子对数＝2＋ eq \f(1,2)×(6－2×1)＝4；COeq \\al(2－,3)中心原子的价层电子对数＝3＋eq \f(1,2)×(4＋2－3×2)＝3；SO2分子中，S原子价层电子对数＝eq \f(6－2×2,2)＋2＝3；BF3分子中中心硼原子的价层电子对数＝eq \f(3－1×3,2)＋3＝3。
3．判断下列物质中心原子的杂化方式。
(1)PCl3分子中，P的杂化方式为________。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是______、_______。
(3)HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型是________。
(4)丙烯腈分子(H2C==CH—C≡N)中碳原子杂化轨道类型为________。
(5)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3＋6H2O===3NHeq \\al(＋,4)＋B3Oeq \\al(3－,6)＋9H2
B3Oeq \\al(3－,6)的结构为。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由________变为________。
答案 (1)sp3杂化 (2)sp3 sp3 (3)sp3和sp (4)sp2、sp (5)sp3 sp2
4．(1)指出下列粒子的空间结构。
①H2S________；②BeF2________；③PF3________；④SO3 ________。
(2)在BF3分子中，F—B—F的键角是________，硼原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BFeq \\al(－,4)的空间结构为________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
(4)SOeq \\al(2－,4)的空间结构是________，其中硫原子的杂化轨道类型是________。
答案 (1)V形 直线形 三角锥形 平面三角形
(2)120° sp2 正四面体形
(3)三角锥形 sp3
(4)正四面体形 sp3
解析 (3)NH3分子中σ键数为3，孤电子对数为1，价层电子对数为4，N原子采用sp3杂化，分子空间结构为三角锥形，N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同，均为sp3杂化。
5．(1)比较下列分子或离子中的键角大小(填“>”“”“CH3COOH>C2H5COOH。
3．分子的性质
(1)分子的溶解性
①“相似相溶”的规律：
a．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。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。
b．随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(2)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，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合的现象。
②手性分子：具有手性异构体的分子。
③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同的原子或原子团的碳原子。如。
(3)无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClOPH3
(3)①3s23p2 sp3 ②甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能形成，且水比甲醇的氢键多
3．有关分子的溶解性，解答下列各题：
(1)H2O2难溶于CS2，简要说明理由_________________________________________。
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都极易溶于水的原因是______________________________________。
答案 (1)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
(2)NH3、CH3CH2OH、CH3CHO都是极性分子，且都能与H2O形成氢键
4．有关物质的熔、沸点，解答下列问题。
(1)有机物A()的结构可以表示为(虚线表示氢键)，而有机物B()只能形成分子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离，首先被蒸出的成分是____，原因是：
________________________________________________________________________。
(2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(111 ℃)，原因是
________________________________________________________________________。
(3)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________________，原因是______________________________________________________。
答案 (1)A A易形成分子内氢键，B易形成分子间氢键，所以B的沸点比A的高
(2)苯胺分子间存在氢键
(3)H2O＞CH3OH＞CO2＞H2 H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大
5．下列说法不正确的是( )
A. 存在对映异构现象
B. 分子与分子中均含有手性碳原子
C. 分子中含有2个手性碳原子
D. 与足量H2反应后的有机产物中含有3个手性碳原子
答案 D
解析 该分子中与羧基相连的C原子为手性碳原子，存在对映异构体，A正确；两分子中与氧原子相连的C原子均为手性碳原子，B正确；该分子中与“Br”和“COOCH3”相连的C原子均为手性碳原子，C正确；与足量H2反应生成(标*的C原子为手性碳原子)，有4个手性碳原子，D错误。
05 配位键 超分子
1．配位键
(1)定义：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的共价键，即“电子对给予—接受”键，是一类特殊的共价键。
(2)表示方法：
如NH4+中配位键表示为：
2．配位化合物
(1)概念：金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物。
(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：指配体中直接同中心离子配合的原子，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。
(3)实验探究配合物的制备
实验1：①向盛有4 mL 0.1 ml·L－1 CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 ml·L－1氨水，观察现象。
②向实验①的试管中继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象。
③再向实验②的试管中加入8 mL 95%乙醇(极性较小的溶剂)，并用玻璃棒摩擦试管壁，观察实验现象。
实验现象和有关离子方程式或原因分析：
实验①中得到蓝色沉淀。Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 。
实验②中沉淀逐渐溶解，得到深蓝色溶液。Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。
实验③中析出深蓝色晶体。[Cu(NH3)4]2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋H2O eq \(=====,\s\up7(乙醇),\s\d5( )) [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓。
实验2：向盛有少量0.1ml·L-1的FeCl3溶液的试管中滴加1滴0.1ml·L-1的KSCN溶液，观察实验现象。
实验现象：溶液颜色变红。
原因分析：Fe3＋与SCN－可形成血红色配离子。
实验3：向盛有少量0.1ml·L-1的NaCl溶液的试管中滴加几滴0.1ml·L-1的AgNO3溶液，产生难溶与水的白色的AgCl沉淀，再滴入1ml·L-1的氨水，观察实验现象。
实验现象：白色沉淀消失，得到澄清的无色溶液。
原因分析：AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-。
3．超分子
(1)概念：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。
(2)超分子内分子间的作用力
多数人认为，超分子内部分子之间通过非共价键相结合，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弱配位键等。
(3)超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。
(4)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。
【跟踪训练】
1．填写下表
2．(1)在[Ag(NH3)2]＋中NH3的N原子提供孤电子对，Ag＋提供空轨道。
(2)C的氯化物与氨水反应可形成配合物[CCl(NH3)5]Cl2，1 ml该配合物中含有σ键的数目为21NA，含1 ml[CCl(NH3)5]Cl2的溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成2 mlAgCl沉淀。
3．回答下列问题：
(1)将白色CuSO4粉末溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配离子，请写出生成此配离子的离子方程式：________________________________________，蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有__________。1 ml该阳离子中含σ键个数为________。
(2)CuSO4·5H2O(胆矾)中含有水合铜离子而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)：________________________________________________。
(3)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。下列说法不正确的是_________(填字母)。
a．[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是N元素
b．CuSO4晶体及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S原子的杂化方式均为sp3
c．[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、共价键和配位键
d．NH3分子内的H—N—H键角大于H2O分子内的H—O—H 键角
e．SOeq \\al(2－,4)的空间结构为正四面体形
f．[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子
g．NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2
答案 (1)Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋ 共价键、配位键 12NA
(2) (3)ag
解析 (1)Cu2＋提供空轨道，H2O分子中的O原子提供孤电子对形成配离子[Cu(H2O)4]2＋。
(3)电负性：O＞N，a不正确；[Cu(NH3)4]SO4中SOeq \\al(2－,4)与[Cu(NH3)4]2＋以离子键结合，NH3、SOeq \\al(2－,4)中含有共价键，[Cu(NH3)4]2＋中含有配位键，c正确；NH3分子内N原子有1个孤电子对，H2O分子中O原子有2个孤电子对，H2O分子中孤电子对对共用电子对排斥作用大，所以H2O分子中H—O—H键角小于NH3分子中H—N—H键角，d正确；SOeq \\al(2－,4)中S原子采取sp3杂化，故SOeq \\al(2－,4)的空间结构为正四面体形，e正确；[Cu(NH3)4]2＋中N原子提供孤电子对，f正确；NH3中N为sp3杂化，g不正确。
4．利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是( )
A．第一电离能：CN—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g) ΔH＝－431 kJ·ml－1
C．H—N键能小于H—Cl键能，故NH3的沸点高于HCl
D．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝－202 kJ·ml－1
答案 C
解析 三键键长N—N，A正确；据H—Cl键能推知，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变ΔH＝－431 kJ·ml－1，B正确；NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能形成分子间氢键，键能不影响其沸点，C错误；根据ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g) ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－202 kJ·ml－1，D正确。
04 分子空间构型
VSEPR模型与杂化轨道理论及微粒空间结构的关系
【跟踪训练】
1．下列描述正确的是( )
A．CS2为V形的极性分子
B．ClOeq \\al(－,3)的空间结构为平面三角形
C．SF6中有6对完全相同的成键电子对
D．SiF4和SOeq \\al(2－,3)的中心原子均为sp2杂化
答案 C
解析 CS2与CO2的分子结构相似，是直线形的非极性分子，A错误；中心原子Cl有一个孤电子对，所以ClOeq \\al(－,3)的空间结构为三角锥形，B错误；S有6个电子，正好与6个F形成6个共价键，C正确；SiF4中Si有四个σ键，SOeq \\al(2－,3)中S原子形成3个σ键，还有一个孤电子对，所以Si、S均是sp3杂化，D错误。
2．根据价层电子对互斥模型判断，下列分子或离子的中心原子的价层电子对数及空间结构正确的是( )
答案 C
解析 NOeq \\al(－,2)中N原子的价层电子对数为3，有1个孤电子对，则VSEPR模型为平面三角形，离子的空间结构是V形，A错误；BF3中B原子的价层电子对数是3，不含孤电子对，则VSEPR模型为平面三角形，分子的空间结构是平面三角形，B错误；SOCl2中S原子的价层电子对数是4，有1个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，分子的空间结构是三角锥形，C正确；ClOeq \\al(－,3)中Cl原子的价层电子对数是4，有1个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，离子的空间结构是三角锥形，D错误。
3．V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。
(1)SO2分子中S原子价层电子对数是______，分子的空间结构为________；气态SO3为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
(2)SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为________。
答案 (1)3 V形 sp2 (2)sp3
解析 (2)SO3的三聚体环状结构中，S原子形成4个σ键，则S原子采取sp3杂化。
05 分子的性质
(1)键的极性与分子极性的关系
(2)分子间作用力对物质性质的影响
①范德华力的影响因素有分子的极性和分子的相对分子质量。
②范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质，范德华力越大，物质的熔点、沸点越高。
③一般来说，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。
④氢键主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点等，形成分子间氢键，其熔点、沸点升高。
⑤氢键对物质的溶解、电离过程产生影响，形成分子间氢键，物质的溶解性增大。
【跟踪训练】
1．某科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法不正确的是( )
A．由于氢键的存在，HF的稳定性强于H2S
B．由于氢键的存在，乙醇比二甲醚(CH3—O—CH3)更易溶于水
C．由于氢键的存在，沸点：HF>HI>HBr>HCl
D．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
答案 A
解析 由于电负性：F>S，则氢化物的稳定性：HF>H2S，与氢键无关，A错误；乙醇与水分子之间能形成氢键，增大了乙醇在水中的溶解度，二甲醚不能与水形成氢键，故乙醇比二甲醚更易溶于水，B正确；HF能形成氢键，其沸点在第ⅦA族元素形成的氢化物中最高，HI、HBr、HCl只存在范德华力，且相对分子质量逐渐减小，范德华力逐渐减弱，其沸点逐渐降低，故沸点：HF>HI>HBr>HCl，C正确；由于氢键的存在，水结成冰后体积膨胀，密度变小，冰能浮在水面上，D正确。
2．下列物质的性质变化与范德华力有关的是( )
A．按H2、N2、O2、Cl2的顺序，单质的熔、沸点依次升高
B．按F、Cl、Br、I的顺序，卤族元素的气态氢化物的稳定性逐渐减弱
C．按H2S、H2Se、H2Te的顺序，其还原性逐渐增强
D．按AsH3、PH3、NH3的顺序，其稳定性逐渐增强
答案 A
解析 按H2、N2、O2、Cl2的顺序，相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，故单质的熔、沸点依次升高，A正确；按F、Cl、Br、I的顺序，元素的非金属性逐渐减弱，故卤族元素的气态氢化物的稳定性逐渐减弱，与共价键有关，B错误；元素的非金属性越强，对应氢化物的还原性越弱，非金属性：S>Se>Te，则按H2S、H2Se、H2Te的顺序，其还原性逐渐增强，与范德华力无关，C错误；非金属性：As