(共35张PPT)
知识点一
知识点二
学业分层测评
离
子
键
与
配
位
键
静电作用
大
1.7
阳离子
阴离子
失
得
静电作用
方向
饱和
孤对电子
金
属
键
金属阳离子
自由电子
电性作用
方向性
饱和性
延展
金属键
学业分层测评(九)
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知识点
金属元素
电子
引力和斥力离子
达到平衡
键
非金属元素
电子
W目学业分层测评(八) 分子的空间构型与分子性质
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.下列分子是由极性键构成的非极性分子的是( )
A.CH4
B.NH3 C.H2O D.HF
【答案】 A
2.已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示,如图所示,则有关H2O2的结构的说法中正确的是( )
A.分子的正、负电荷重心重合
B.分子的正、负电荷重心不重合
C.H2O2是含极性键的非极性分子
D.H2O2是只含非极性键的极性分子
【解析】 由H2O2分子的空间结构可知,正、负电荷重心不重合,H2O2为含极性键和非极性键的极性分子。
【答案】 B
3.下列电子式表示的物质中,属于极性分子的是( )
【解析】 A项为离子化合物,不存在分子;B项为非极性分子;D项为阳离子;C项正确。
【答案】 C
4.下列叙述正确的是( )
A.NH3是极性分子,分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B.CCl4是非极性分子,分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
【解析】 本题主要考查常见物质的极性和空间构型。NH3是三角锥形的立体极性分子,A错;CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构,B错;CO2是C原子在2个O原子中央的直线形分子,D错;而水分子是O原子在2个H原子中间的V形分子,即,故选C。
【答案】 C
5.膦又称磷化氢,化学式为PH3,在常温下是一种无色有大蒜气味的有毒气体,它的分子呈三角锥形。以下关于PH3的叙述中正确的是( )
A.PH3是非极性分子
B.PH3中有未成键电子对
C.PH3是一种强氧化剂
D.PH3分子中P—H键是非极性键
【解析】 N、P属同一主族,故PH3的分子空间构型应与NH3的相似,即为极性键形成的极性分子,有一对孤对电子,无强氧化性。
【答案】 B
6.使用微波炉加热,具有使物质受热均匀、表里一致、速度快、热效率高等优点。其工作原理是炉内的微波场以几亿次的高频改变外电场的方向,水分子因而能高频振动,产生热效应,这是因为( )
A.水分子具有极性共价键
B.水分子中有共用电子对
C.水由氢、氧两元素组成
D.水分子是极性分子
【解析】 只有极性分子才能在电场中定向移动,非极性分子几乎不发生定向移动。水分子是由极性键构成的极性分子,故选D。
【答案】 D
7.2001年诺贝尔化学奖授予在“手性碳原子的催化氢化、氧化反应”研究领域做出贡献的美、日三位科学家。在有机物分子中,当碳原子连有4个不同的原子或原子团时,这种碳原子称为“手性碳原子”,凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。下列分子中含有“手性碳原子”的是( )
A.CBr2F2
B.CH3CH2OH
C.CH3CH2CH3
D.CH3CH(OH)COOH
【解析】 手性碳原子连接四个不同的原子或原子团。
【答案】 D
8.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是( )
A.CH4和H2O
B.CO2和HCl
C.NH3和H2S
D.HCN和BF3
【解析】 CH4、CO2、BF3是由极性键构成的非极性分子;H2O、HCl、NH3、H2S、HCN是由极性键构成的极性分子。
【答案】 C
9.X、Y为两种不同元素,由它们组成的下列物质的分子中,肯定有极性的是( )
A.XY4
B.XY3
C.XY2
D.XY
【解析】 若A、B、C空间结构均匀对称,即:A为正四面体结构,B为平面三角形,C为直线形,则均为非极性分子,但D为双原子构成的化合物一定为极性分子。
【答案】 D
10.3 氯 2 丁氨酸的结构简式为:
一个3 氯 2 丁氨酸分子中含有________个手性碳原子。其中一对镜像异构体用简单的投影式表示为:和
则另一对镜像异构体的简单投影式为
和________。
【解析】 根据手性碳原子周围连接四个不同的原子或基团这一规律可以判断该物质的手性碳原子个数;参照例子可以知道对应异构体关系就像我们照镜子一样,其另一种就是该物质在镜子中的“镜像”。
【答案】 2
11.A、B、C、D、E为五种由短周期元素构成的微粒,它们都有10个电子,其结构特点如下:
【导学号:66240017】
微粒
A
B
C
D
E
原子核数
双核
多核
单核
多核
多核
电荷数
1-
0
2+
1+
0
其中:B是由极性键构成的4原子分子,A和D可以形成B和E。
(1)A、C、E的化学式是:A________,C________,
E________。
(2)B分子是________分子(填“极性”或“非极性”),室温下,等物质的量的B与盐酸反应后,溶液pH________7(填“<”“>”或“=”)。
(3)B、E两种分子的空间构型分别为:B________,
E________。
【解析】 常见的10电子微粒有:(1)分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne;(2)离子:Na+、Mg2+、Al3+、F-、O2-、N3-、OH-、NH、H3O+等。据题给信息可知A为OH-、C为Mg2+、B为NH3、D为NH、E为H2O。
【答案】 (1)OH- Mg2+ H2O (2)极性 < (3)三角锥形 V形
12.下列物质结构图中, 代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分),小黑点代表形成共价键的最外层电子,短线代表共价键,如F2
(1)试写出四种图示所代表的分子式:
A________,B________,C________,D________。
(2)将上述四种物质的液体呈细流流下,用带静电的玻璃棒靠近细流,细流发生偏转的是________(填分子式)。
(3)写出B分子中极性共价键的类型和个数________________。
(4)A、C分子中,中心原子以何种类型杂化轨道成键?其分子空间构型是什么形状?
【解析】 根据题给条件,很容易判断出A、B、C、D四种物质分别为NH3、HCN、BF3、CO(NH2)2;其中,NH3、HCN、CO(NH2)2为极性分子,易被静电吸引或排斥而偏移,BF3为非极性分子;H—C≡N中,一个C—H
σ键,一个C—N
σ键,两个π键。
【答案】 (1)NH3 HCN BF3 CO(NH2)2
(2)NH3、HCN、CO(NH2)2 (3)2个σ键,2个π键
(4)NH3分子中N原子以sp3杂化轨道成键,呈三角锥形,BF3分子中,B原子以sp2杂化轨道成键,呈平面正三角形。
[能力提升]
13.科学家最近研制出有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的说法正确的是( )
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质既有氧化性又有还原性
D.该分子为非极性分子
【解析】 由于N、O为不同原子,其电负性不同,所以N、O间形成极性键,A错;如图四个氮原子形成三角锥形结构,所以B错。该分子结构不对称,所以它是极性分子,D错。
【答案】 C
14.(2016·郑州一中高二质检)NH3、H2S等是极性分子,CO2、BF3、CCl4等是极性键形成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是( )
A.分子中不能含有氢原子
B.在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键
C.在ABn分子中每个共价键都相同
D.在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量
【解析】 A.如CH4为非极性分子却含有H原子。
B.电子式:、,价电子中有孤对电子,而中心原子所有价电子都参与成键,故B正确。
C.如:NH3、H2S每个共价键都相同却为极性分子。
D.如:CH4中C的相对原子质量大于H的却为非极性分子。
【答案】 B
15.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是( )
A.CH4和NH是等电子体,键角均为60°
B.NO和CO是等电子体,空间结构相同
C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构
D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
【解析】 CH4和NH都是正四面体结构,键角均为109.5°,A项不正确;NO和CO是等电子体,均为平面正三角形结构,B项正确;H3O+和PCl3价电子总数不相等,不是等电子体,C项不正确;B3N3H6结构与苯相似,也存在“肩并肩”式重叠的轨道,D项不正确。
【答案】 B
16.有A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序依次增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物。CB可与EA2反应生成C2A和气态物质EB4。E的M层电子数是K层电子数的2倍。
【导学号:66240018】
(1)写出元素的名称A:________;E:________。
(2)画出E的原子结构示意图______________。
(3)写出电子式D2A2______________。
(4)C2A是由________键形成的________分子;EB4是由________键形成的________分子(填“极性”或“非极性”,上同)。
(5)任写一种与C2A互为等电子体的微粒________(写化学式)。
【解析】 E的M层电子数是K层电子数的2倍,故E应为Si,且可知EA2为SiO2,气态EB4为SiF4,则有4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O,C为H,A为O,C、D分别与A形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物,可判断D为Na。
【答案】 (1)氧 硅 (2)
(3)
(4)极性 极性 极性 非极性 (5)H2S(共38张PPT)
知识点一
知识点二
学业分层测评
甲
烷
分
子
的
空
间
构
型
苯
分
子
的
空
间
构
型
与
大
π
键
σ
正六边形
1s
肩并肩
学业分层测评(七)
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知识点(②
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知识点
轨道
能量相近
四个能量相
杂化
的新轨道
2p轨道
杂化形式C为sp2杂
成
多原子间形成
大丌键」
多电子的T键
间构型_所有原子(2个)处于同一平面
W目学业分层测评(九) 离子键、配位键与金属键
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.下列叙述错误的是( )
A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B.金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键
C.某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D.非金属元素形成的化合物中也可能含有离子键
【解析】 离子键是阴、阳离子间强烈的相互作用,不只是吸引;成键原子所属元素的电负性差值大于1.7时才能形成离子键。
【答案】 A
2.下列叙述不正确的是( )
A.活泼金属与活泼非金属化合时,能形成离子键
B.离子化合物中只含离子键
C.离子所带电荷的符号和数目与原子成键时得失电子有关
D.阳离子半径比相应的原子半径小,而阴离子半径比相应的原子半径大
【答案】 B
3.(2016·江苏镇江高二检测)具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是( )
A.1s22s22p2
B.1s22s22p5
C.1s22s22p63s2
D.1s22s22p63s1
【解析】 对应元素A—C、B—F、C—Mg、D—Na,碳和氟都是非金属元素,碳最难形成离子键。
【答案】 A
4.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是( )
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的氧原子提供孤对电子形成配位键
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
【解析】 配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有其他化学键;Cu2+有空轨道,H2O中氧原子有孤对电子,可以形成配位键;配位化合物应用领域特别广泛,D选项中提到的几个领域都在其中。
【答案】 B
5.下列有关叙述正确的是( )
A.任何固体中,若含有阳离子也一定含有阴离子
B.金属键越强,则该金属的熔点越低
C.将铁制品做成炊具,金属键没有被破坏
D.常温下,金属单质都以固体金属形式存在
【解析】 固体金属中有金属阳离子、自由电子,但无阴离子;金属键越强,金属的熔点越高;常温下,金属汞是液体。
【答案】 C
6.已知NH3分子可与Cu2+形成配位化合物离子[Cu(NH3)4]2+,则除去硫酸铜溶液中少量硫酸可选用的试剂是( )
A.NaOH
B.NH3
C.BaCl2
D.Cu(OH)2
【解析】 NaOH、NH3、BaCl2都同时可与CuSO4、H2SO4反应,而Cu(OH)2与CuSO4不反应,与H2SO4反应生成CuSO4。
【答案】 D
7.(2016·成都七中期末)配位化合物Pt(NH3)2Cl2有顺铂和反铂两种同分异构体。顺铂在水中的溶解度较大,具有抗癌作用;反铂在水中的溶解度小,无抗癌作用。下列说法正确的是( )
A.顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小于反铂
B.已知Pt位于周期表第十纵行,则Pt是d区的ⅧB族元素
C.分子中Pt和N之间为离子键
D.N原子杂化方式为sp2杂化
【解析】 根据“相似相溶原理”,顺铂的极性大于反铂,因而顺铂在苯等有机溶剂中溶解度小,A对;第十纵行属于Ⅷ族,不存在ⅧB族,B错;Pt和N之间为配位键,C错;NH3分子中N原子为sp3杂化,D错。
【答案】 A
8.由下列各组的三种元素共同组成的化合物中,既可能有离子化合物,又可能有共价化合物的是( )
A.H、O、C
B.Na、S、O
C.H、N、O
D.H、S、O
【解析】 要形成离子键,必须形成阴、阳离子。B中三种元素可形成的Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3等,都是离子化合物;C中三种元素可形成HNO3、HNO2、NH4NO3等,既有离子化合物,又有共价化合物;A、D中三种非金属元素只能形成共价化合物。
【答案】 C
9.下列元素间,能以离子键结合生成A2B型离子化合物的是(已知在A2B中B为-2价)( )
A.原子序数为11和17
B.原子序数为20和9
C.原子序数为13和17
D.原子序数为19和16
【解析】 对应物质:A—NaCl、B—CaF2、C—AlCl3、D—K2S。
【答案】 D
10.在下列H2O、H2O2、Ba(OH)2、Na2O2、K2O等化合物中,由离子键和极性键构成的化合物是________;由离子键和非极性键构成的化合物是________;由极性键和非极性键构成的化合物是________。
【答案】 Ba(OH)2 Na2O2 H2O2
11.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式为,该化合物由________键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成两种盐,这两种盐的化学式分别是________、________。
(3)Na3N与水的反应属于________(填基本反应类型)。
(4)比较Na3N中两种粒子的半径:r(Na+)________
r(N3-)(填“>”“=”或“<”)。
【解析】 (1)由Na3N的电子式可知,Na3N是由Na+和N3-以离子键结合而成。
(2)Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl。
(3)Na3N与水反应生成NaOH和NH3,该反应属于复分解反应。
(4)Na+和N3-的核外电子层结构相同,但Na+的质子数大于N3-,故r(N3-)>r(Na+)。
【答案】 (1)离子
(2)NaCl NH4Cl
(3)复分解反应 (4)<
12.已知五种元素的原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A与B形成离子化合物,A2B中所有离子的电子数相同,其电子总数为30,D和E可形成4核10电子分子。试回答下列问题:
【导学号:66240019】
(1)写出五种元素的名称:
A________,B________,C________,D________,
E________。
(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程
_____________________________________________________________。
(3)写出D元素形成的单质的结构式________。
(4)写出下列物质的电子式:
E与B形成的化合物:___________________________________________;
A、B、E形成的化合物:___________________________________________;
D、E形成的化合物:__________________________________________。
(5)B、C、D、E四种元素分别形成的单质中化学键最强的是________(写分子式)。
(6)A、B两种元素组成的化合物A2B2属于________(填“离子”或“共价”)化合物,存在的化学键是________,A2B2与水反应的化学方程式为_________
_____________________________________________________________。
【解析】 ①因为A、B离子的电子数相同,在电子总数为30的A2B型化合物中,每个离子的电子数平均为10个,故可推知A是Na,B是O。②因为4核10电子分子中,每个原子平均不到3个电子,所以只有从原子序数1~8的元素中寻找,Li已有3个电子,故一定含有氢原子,分子中有4个原子核共10个电子,一定为NH3;因原子序数D>E,所以D为N,E为H。③C与A(Na)同周期、与B(O)同主族,所以C位于第3周期ⅥA族,为S。
【答案】 (1)钠 氧 硫 氮 氢
(2) (3)N≡N
(4)
【答案】 (1)钠 氧 硫 氮 氢
(2) (3)N≡N
(4)
(5)N2 (6)离子 离子键、共价键
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
[能力提升]
13.下列叙述中错误的是( )
A.离子键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性
B.两种不同的非金属元素不可以形成离子化合物
C.配位键在形成时,是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
D.金属键的实质是金属中的自由电子与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用
【解析】 离子的电荷分布通常被看作是球形对称的,因此一种离子对带异性电荷离子的吸引与其所处的方向无关;每个离子也将尽可能多的吸引异性电荷排列在其周围,故离子键无方向性和饱和性,但共价键具有方向性和饱和性;非金属元素间可形成离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等;配位键中一方提供孤对电子而另一方提供空轨道;金属键是化学键,是一种强烈的相互作用。
【答案】 C
14.某元素基态原子的最外层电子排布为ns1,当它跟卤素结合时可形成的化学键是( )
A.一定是共价键
B.一定是离子键
C.可能是共价键,也可能是离子键
D.一定是极性共价键
【解析】 基态原子的最外层电子排布为ns1的元素属于ⅠA族,即为H、Li、Na、K、Rb、Cs等,卤素为F、Cl、Br、I等,故两主族元素两两结合时形成的化学键可能是共价键(如H—F),也可能是离子键(如NaF)。
【答案】 C
15.在NH离子中存在4个N—H共价键,则下列说法正确的是( )
A.四个共价键的键长完全相同
B.四个共价键的键长完全不同
C.原来的三个N—H的键长完全相同,但与由配位键形成的N—H键不同
D.四个N—H键键长相同,但键能不同
【解析】 虽然在NH中的4个N—H中,有三个正常共价键,一个配位键,但这4个N—H的键长、键能、键角都相等。
【答案】 A
16.元素A~D是元素周期表中短周期的四种元素,请根据表中信息回答下列问题。
元素
A
B
C
D
性质或结构信息
单质制成的高压灯,发出的黄光透雾力强、射程远。
工业上通过分离液态空气获得其单质。原子的最外层未达到稳定结构。
单质常温、常压下是气体,原子的L层有一个未成对的p电子。
+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同。
(1)上表中与A属于同一周期的元素是________,写出D离子的电子排布式____________。
(2)D和C形成的化合物中含有________键。写出C单质与水反应的化学方程式___________________________________________________________。
(3)对元素B的单质或化合物描述正确的是________。
a.B元素的最高正价为+6
b.常温、常压下单质难溶于水
c.单质分子中含有18个电子
d.在一定条件下镁条能与单质B反应
(4)A和D两元素金属性较强的是(写元素符号)______。写出能证明该结论的一个实验事实____________________________________________________
_____________________________________________________________。
【解析】 由短周期元素知,A、B、C、D的原子序数均≤18。由A单质的用途知,A为Na元素;由B单质的工业制法及原子结构知,B为N或O元素;由C原子的电子排布可知C可能为B或F,又由其物理性质推断C为F;由D的原子结构知,D为Mg元素。(3)由于B单质为N2或O2,O元素及N元素均无+6价,故a错误;O2、N2常温常压下均难溶于水,故b正确;O2分子中含有16个电子,N2分子中含有14个电子,故c错误;2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2,故d正确。(4)比较金属性强弱的依据有:①与水(或酸)反应的剧烈程度;②最高价氧化物对应水化物的碱性;③金属间的置换反应等。
【答案】 (1)Mg 1s22s22p6
(2)离子 2F2+2H2O===4HF+O2
(3)bd
(4)Na 钠与水反应比镁与水反应剧烈或氢氧化钠的碱性比氢氧化镁的强(合理即可)(共9张PPT)
章末综合测评
1.共价键
章末综合测评(二)
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W目学业分层测评(六) 共价键模型
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.下列说法正确的是( )
A.键角越大,该分子越稳定
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定
C.CH4、CCl4中键长相等,键角不同
D.C===C键的键能是C—C键的2倍
【解析】 A项,键角是决定分子空间构型的参数,与分子的稳定性无关;C项,CH4、CCl4中C—H键键长小于C—Cl键键长,键角均为109.5°;D项,C===C键由σ键和π键组成,C—C键为σ键,故C===C键的键能小于C—C键键能的2倍。
【答案】 B
2.下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A.H2 B.CCl4 C.Cl2 D.F2
【解析】 各分子中的σ键轨道重叠为最外层未成对电子所在轨道进行重叠,情况如下:H2:1s1—1s1,CCl4:2p1—3p1,Cl2:3p1—3p1,F2:2p1—2p1。
【答案】 A
3.下列有关σ键的说法错误的是( )
A.如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的,那么形成s—s
σ键
B.s电子与p电子形成s—p
σ键
C.p电子和p电子不能形成σ键
D.HCl分子里含有一个s—p
σ键
【解析】 p电子和p电子头碰头时也能形成σ键。
【答案】 C
4.(2016·泰安高二检测)下列说法中正确的是( )
A.p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键
B.p轨道之间以“头碰头”重叠可形成π键
C.s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键
D.共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠形成的
【解析】 轨道之间以“肩并肩”重叠形成π键,“头碰头”重叠形成σ键,共价键可分为σ键和π键。
【答案】 C
5.(2016·唐山高二检测)以下说法正确的是( )
A.共价化合物内部可能有极性键和非极性键
B.原子或离子间相互的吸引力叫化学键
C.非金属元素间只能形成共价键
D.金属元素与非金属元素的原子间只形成离子键
【解析】 全部由共价键形成的化合物是共价化合物,则共价化合物内部可能有极性键和非极性键,如乙酸、乙醇中,A正确;相邻原子之间强烈的相互作用是化学键,包括引力和斥力,B不正确;非金属元素间既能形成共价键,也能形成离子键,如氯化铵中含有离子键,C不正确;金属元素与非金属元素的原子间大部分形成离子键,但也可以形成共价键,如氯化铝中含有共价键,D不正确。
【答案】 A
6.(双选)下列说法中正确的是( )
A.键能越小,表示化学键越牢固,难以断裂
B.两原子核越近,键长越短,化学键越牢固,性质越稳定
C.破坏化学键时,消耗能量,而形成新的化学键时,则释放能量
D.键能、键长只能定性地分析化学键的特性
【解析】 键能越大,键长越短,化学键越牢固。
【答案】 BC
7.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A.N元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定
B.稀有气体一般难发生反应
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D.F2比O2更容易与H2反应
【解析】 由于N2分子中存在N≡N,键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以N2的化学性质很稳定;稀有气体都为单原子分子,分子内部没有化学键;卤族元素从F到I原子半径逐渐增大,其氢化物中的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以稳定性逐渐减弱;由于H—F的键能大于H—O,所以更容易生成HF。
【答案】 B
8.下列有关化学键类型的叙述正确的是( )
【导学号:66240013】
A.全部由非金属构成的化合物中肯定不存在离子键
B.所有物质中都存在化学键
C.已知乙炔的结构式为H—C≡C—H,则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D.乙烷分子中只存在σ键,不存在π键
【解析】 铵盐是离子化合物,含有离子键,但其全部由非金属构成,A项错;稀有气体的原子本身就达到稳定结构,不存在化学键,B项错;乙炔中存在3个σ键和2个π键,2个C—H键和碳碳叁键中的1个键是σ键,而碳碳叁键中的另外2个键是π键,C项错。
【答案】 D
9.意大利罗马大学的Fulvio
Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如图所示。已知断裂1
mol
N—N吸收167
kJ热量,生成1
mol
N≡N放出942
kJ热量,根据以上信息和数据,判断下列说法正确的是( )
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4分子中存在非极性键
C.N4分子中N—N键角为109.5°
D.1
mol
N4转变成N2将吸收882
kJ热量
【解析】 N4是由氮元素形成的一种单质,不是新型的化合物,A错;氮元素是活泼的非金属元素,氮元素与氮元素之间形成的是非极性键,B正确;N4分子是正四面体结构,键角是60°,C错;已知断裂1
mol
N—N吸收167
kJ热量,生成1
mol
N≡N放出942
kJ热量,则1
mol
N4转变成N2时的反应热ΔH=6×167
kJ·mol-1-2×942
kJ·mol-1=-882
kJ·mol-1,即该反应是放热反应,因此1
mol
N4转变成N2将放出882
kJ热量,D错误。
【答案】 B
10.分析下列化学式中加点的元素,选出符合题目要求的选项填在横线上。
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是________;
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是________;
(3)最外层含有一对未成键电子的是________;
(4)既含有极性键又含有非极性键的是________;
(5)既含有σ键又含有π键的是________。
【解析】 六种物质的加点元素均为短周期元素,价电子即最外层电子。电子式分别为
由电子式可推得成键情况。
【答案】 (1)D、E (2)C (3)A、F (4)E (5)E、F
11.(2016·青岛高二检测)回答下列问题:
(1)1
mol
CO2中含有的σ键数目为________。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的—个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1
038.7
kJ·mol-1
若该反应中有4
mol
N—H键断裂,则形成的π键有________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为________。
(5)1
mol乙醛分子中含σ键的数目为________个,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是________________________________________________________________。
【解析】 (1)CO2分子内含有碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1
mol
CO2中含有的σ键个数为2NA。
(2)N2的结构式为N≡N,推知CO结构式为C≡O,含有1个σ键、2个π键;CN-结构式为[C≡N]-,HCN分子结构式为H—C≡N,HCN分子中σ键与π键均为2个。
(3)反应中有4
mol
N—H键断裂,即有1
mol
N2H4参加反应,生成1.5
mol
N2,则形成的π键有3
mol。
(4)设分子式为CmHn,则6m+n=16,解之得m=2,n=4,即C2H4,结构式为。单键为σ键,双键有1个σ键和1个π键,所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。
(5)乙醛与CO(NH2)2的结构简式分别为,故1
mol乙醛中含有σ键6NA个,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差别越大,它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性:F>O>N>C,因此四种元素与H形成的共价键的极性:F—H>O—H>N—H>C—H。
【答案】 (1)2NA或1.204×1024 (2)1∶2 1∶1 (3)3 (4)5∶1 (5)6NA或3.612×1024 7 (6)HF>H2O>NH3>CH4
12.A、B、C、D、E五种元素原子序数依次增大,A元素原子的价电子排布为ns2np2,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,E元素原子的价电子排布为3d64s2。C、D的电离能数据如下(kJ·mol-1):
I1
I2
I3
I4
C
738
1
451
7
733
10
540
D
577
1
817
2
745
11
578
(1)化合价是元素的一种性质。由C、D的电离能数据判断,C通常显________价,D显________价。
(2)某气态单质甲与化合物AB分子中电子总数相等,则甲分子中包含1个________键,2个________键。
(3)AB的总键能大于甲的总键能,但AB比甲容易参加化学反应。根据下表数据,说明AB比甲活泼的原因是_______________________________。
单键
双键
叁键
AB 键能/kJ·mol-1
357.7
798.9
1
071.9
甲 键能/kJ·mol-1
154.8
418.4
941.7
【解析】 (1)由“B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍”可推知B为氧;因原子序数B>A,可知A的价电子排布为2s22p2,A为碳;C元素的I3 I2,故C最外层有2个电子;D元素的I4 I3,故D元素的最外层有3个电子,由于原子序数依次增大,且E的价电子排布为3d64s2,为铁元素,故C、D分别为镁和铝元素。(2)AB分子为CO,共14个电子,与之电子数相等的气态单质应为N2,含1个σ键和2个π键。(3)CO与N2相对比,CO性质活泼,容易参加化学反应,应是其化学键易断裂的原因。
【答案】 (1)+2 +3 (2)σ π
(3)CO打开第一个键需要1
071.9
kJ·mol-1-798.9
kJ·mol-1=273
kJ·mol-1能量,而N2打开第一个键需要941.7
kJ·mol-1-418.4
kJ·mol-1=523.3
kJ·mol-1
能量
[能力提升]
13.键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是( )
【导学号:66240014】
A.键角是描述分子空间构型的重要参数
B.因为H—O键的键能小于H—F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C.水分子可表示为H—O—H,分子中的键角为180°
D.H—O键的键能为463
kJ·mol-1,即18
g
H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×463
kJ
【解析】 H—O键、H—F键的键能依次增大,意味着形成这些键时放出的能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B项错误;水分子呈V形,键角为104.5°,C项错误;D项中H—O键的键能为463
kJ·mol-1,指的是断开1
mol
H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463
kJ,18
g
H2O即1
mol
H2O中含2
mol
H—O键,断开时需吸收2×463
kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子,再进一步形成H2和O2时,还需释放出一部分能量,故D项错误。
【答案】 A
14.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是( )
A.分子中既有极性键,又有非极性键
B.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键
D.不和氢氧化钠溶液发生反应
【解析】 分子中N≡C键是极性键,C—C键是非极性键;成键原子半径越小,键长越短,N原子半径小于C原子半径,故N≡C键比C—C键的键长短;(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键;由于与卤素性质相似,故可以和氢氧化钠溶液反应。
【答案】 A
15.下表是从实验中测得的不同物质中氧氧之间的键长和键能数据:
O—O键数据
O
O
O2
O
键长/10-12
m
149
128
121
112
键能/(kJ·mol-1)
x
y
a=494
b=628
其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能大小的顺序是b>a>y>x,该规律是( )
A.成键时,电子数越多,键能越大
B.键长越短,键能越大
C.成键所用电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
【解析】 观察表中数据发现,这几种不同物质中的化学键都是氧氧键,因此不存在成键时电子的多少问题,也不存在电子对偏移的问题,但是O2与O比较,键能大的对应的键长短,按此分析O的键长比O中的键长长,所以键能应该小。若按照此规律,键长由短到长的顺序为Oa>y>x,与题意吻合,所以B项正确。
【答案】 B
16.下表为前20号元素中的某些元素性质的一些数据:
元素性质
A
B
C
D
E
F
G
M
I
J
K
原子半径(10-10m)
1.02
1.86
0.74
1.43
0.77
1.10
0.99
1.54
0.75
1.17
1.34
最高价态
+6
+1
+3
+4
+5
+7
+1
+5
+4
+1
最低价态
-2
-2
-4
-3
-1
-3
-4
试回答下列问题:
(1)以上11种元素中第一电离能最小的是________(填编号)。
(2)写出下列反应的化学方程式:
M2C2与EC2反应
______________________________________________。
(3)上述E、F、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每一个原子都满足8电子稳定结构的是______(写分子式)。比元素B原子序数大5的元素基态原子电子排布式是____________________。
(4)元素E与氢元素可形成分子式为E2H4的分子,分子中共形成________个σ键,________个π键。
(5)C和I相比较,非金属性较弱的是________(填元素名称),可以验证你的结论的是下列中的________(填编号)。
a.气态氢化物的稳定性和挥发性
b.单质分子中的键能
c.两元素的电负性
d.含氧酸的酸性
【解析】 (1)同一周期元素从左→右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能最小的元素在第ⅠA族,第ⅠA族有B、M、K三种元素,且从上到下第一电离能减小,故第一电离能最小的为B。(2)由化合价和原子半径可判断A为S,B为K,C为O,D为Al,E为C,F为P,G为Cl,M为Na,I为N,J为Si,K为Li,故M2C2与EC2的反应为Na2O2与CO2的反应。(3)比B原子序数大5的元素为24号元素Cr,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。(4)E2H4为C2H4,故有5个σ键,1个π键。(5)本题为判断非金属性强弱的方法,其中a项中气态氢化物的挥发性不能判断非金属性强弱,d项应为最高价氧化物对应水化物的酸性。
【答案】 (1)B
(2)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(3)CCl4、PCl3 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
(4)5 1 (5)氮 c(共49张PPT)
知识点一
知识点二
学业分层测评
共
价
键
共用电子
电子
电性作用
非金属
一对共用电子
两对
三对
头碰头
增大
肩并肩
增大
同种
不偏移
不同种
大
一定
数量
牢固
空间构型
键
参
数
1mol
气态A原子
气态B原子
强弱
牢固
原子核
强
牢固
夹角
空间构型
直线形
V
三角锥
学业分层测评(六)
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知识点(②
3第2章化学键与分子间作用力
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知识点
W目(共35张PPT)
知识点一
知识点二
学业分层测评
范
德
华
力
与
物
质
性
质
相互作用力
相互作用力
电性
小得多
方向性
饱和性
组成和结构
越大
越大
越高
氢
键
及
其
对
物
质
性
质
的
影
响
电负性
电负性
静电
X—H…Y
共价键
X—H
Y
电负性
原子半径
N、O、F
分子内
分子间
小得多
方向性
饱和性
升高
降低
电离
溶解
学业分层测评(十)
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知识点(②
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知识点
W目学业分层测评(七) 一些典型的空间构型
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.有关原子杂化的说法正确的是( )
A.空间构型是正四面体的分子,中心原子都是以sp3杂化
B.苯分子中的碳原子以sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道也形成σ键
C.乙烯分子的碳原子以sp2杂化,其中,C—H之间是以sp2杂化轨道形成的σ键,C—C之间除了以sp2杂化轨道形成σ键外,未参加杂化的2p轨道也形成π键
D.只要分子的中心原子的杂化类型相同,分子的键角就一定相同
【解析】 A项,比如白磷分子虽然为正四面体,但却不发生杂化;B项,苯分子中的碳原子发生sp2杂化,碳原子之间以sp2杂化轨道形成σ键,每个碳原子上的未杂化的2p轨道重叠形成π键;D项,分子的中心原子的杂化类型相同,比如都是以sp3杂化的分子,由于中心原子上的孤对电子不同,对杂化轨道的排斥能力不同,导致分子的键角不同。
【答案】 C
2.s轨道和p轨道杂化的类型不可能有( )
A.sp1杂化
B.sp2杂化
C.sp3杂化
D.sp4杂化
【解析】 np轨道有三个:npx、npy、npz,当
s轨道和p轨道杂化时只有三种类型:①sp1杂化:即一个s轨道和一个p轨道的杂化;②sp2杂化:即一个s轨道和两个p轨道的杂化;③sp3杂化:即一个s轨道和三个p轨道的杂化。
【答案】 D
3.下列分子的空间构型是正四面体形的是( )
①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2
A.①②③
B.①③④
C.②④⑤
D.①③⑤
【解析】 C原子与Si原子的价电子层都是ns2np2结构,参与成键时都是形成了4个sp3杂化轨道,故它们形成的①CH4,③CF4和④SiH4的空间构型都是正四面体形。而NH3为三角锥形,C2H4为平面形,CO2为直线形。
【答案】 B
4.下列分子中的中心原子的杂化轨道类型相同的是( )
A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
C.BeCl2与BCl3
D.C2H4与C2H2
【解析】 A选项中CO2中心原子为sp1杂化,SO2中心原子为sp2杂化,A不正确;B选项中,CH4、NH3中心原子均为sp3杂化,B正确;C选项BeCl2中心原子为sp1杂化,BCl3中心原子为sp2杂化,C不正确;D选项C2H2中心原子为sp1杂化,C2H4中心原子为sp2杂化,D不正确。
【答案】 B
5.下列分子的空间构型为平面三角形的是( )
A.CO2
B.H2O
C.CH2O
D.NH3
【答案】 C
6.下列物质中,分子的立体结构与水分子相似的是( )
A.CO2 B.H2S C.PCl3 D.SiCl4
【解析】 H2S中S原子与H2O中O原子的成键电子对数和孤电子对数都相同,故分子立体结构相似。
【答案】 B
7.对SO2与CO2说法正确的是( )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp1杂化
C.硫原子和碳原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构,CO2为直线形结构
【解析】 CO2中碳原子是sp1杂化,是直线形结构,SO2中硫原子是sp2杂化,是V形结构,有1对孤对电子。
【答案】 D
8.已知在CH4中,C—H键间的键角为109.5°,NH3中,N—H键间的键角为107.3°,H2O中O—H键间的键角为104.5°,则下列说法中正确的是( )
A.孤对电子与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力
B.孤对电子与成键电子对间的斥力小于成键电子对与成键电子对间的斥力
C.孤对电子与成键电子对间的斥力等于成键电子对与成键电子对间的斥力
D.题干中的数据不能说明孤对电子与成键电子对间的斥力和成键电子对与成键电子对间的斥力之间的大小关系
【解析】 电子对斥力大小规律:孤对电子与孤对电子>孤对电子与成键电子对>成键电子对与成键电子对。
【答案】 A
9.如图在乙烯分子中有5个σ键、一个π键,它们分别是( )
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.C—H之间是sp2形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C之间是sp2形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
【解析】 乙烯分子中每个碳原子均采取sp2杂化,其中杂化轨道形成5个σ键,未杂化的2p轨道形成π键。
【答案】 A
10.(1)在形成氨气分子时,氮原子中的原子轨道发生sp3杂化形成4个________,形成的4个杂化轨道中,只有________个含有未成对电子,所以只能与________个氢原子形成共价键,又因为4个sp3杂化轨道有一对________,所以氨气分子中的键角与甲烷不同。
(2)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用________杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大,原因为________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
【解析】 (1)在形成NH3分子时,氮原子的2p轨道和2s轨道发生sp3杂化,形成4个杂化轨道,,含有一对孤对电子,3个未成键的单电子,可以与3个氢原子形成3个σ键。
(2)H3O+中O原子的价电子数为6+2=8个,价电子对为4对,所以杂化方式为sp3杂化;H3O+中只有一对孤对电子,H2O中有两对孤对电子,对所成共价键的排斥力H2O大于H3O+,使得H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。
【答案】 (1)sp3杂化轨道 3 3 孤对电子
(2)sp3 H3O+分子中有一对孤对电子,H2O分子中有两对孤对电子,对形成的H—O的排斥力H2O大于H3O+,造成H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大
11.X、Y、Z均为短周期元素,可形成X2Z和YZ2两种化合物。X、Y、Z的原子序数依次增大,X原子的K层的电子数目只有一个,Y位于X的下一周期,它的最外层电子数比K层多2个,而Z原子核外的最外层电子数比次外层电子数少2个。
(1)它们的元素符号分别为X________;Y________;Z________;
(2)用价电子对互斥理论判断:
物质
价电子对数
轨道杂化形式
分子的形状
成键电子对数
孤电子对数
X2Z
YZ2
【解析】 X原子的K层(第一层)的电子数只有一个,可知X为氢原子;Y位于X的下一周期,即为第二周期元素,它的最外层电子数比K层多2个,则其原子结构示意图为,故Y为C元素;Z原子核外的最外层电子数比次外层电子数少2个,且原子序数:Z>Y,则Z为S元素。从而推知X2Z为H2S,YZ2为CS2。
【答案】 (1)H C S
(2)
物质
价电子对数
轨道杂化形式
分子的形状
成键电子对数
孤电子对数
X2Z
2
2
sp3
V形
YZ2
2
0
sp1
直线形
12.A、B、C、D、E、F都是短周期元素,原子序数依次增大,B、C、D同周期,A、E同主族。A、C能形成两种液态化合物甲和乙,原子个数比分别为2∶1和1∶1。B元素原子有两个未成对电子,D是周期表中电负性最大的元素,F是地壳中含量最多的金属元素。根据以上信息回答下列问题:
【导学号:66240016】
(1)比较C、D对应氢化物的稳定性______________(填分子式)。
(2)甲、乙两分子中含有非极性共价键的是________(填分子式),它的电子式为________。
(3)C、D、E、F的离子中,半径最小的是________(填离子符号)。
(4)B的氢化物的空间构型是________。
【解析】 A、C能形成两种液态化合物甲和乙,则甲和乙为H2O和H2O2,且原子序数A【答案】 (1)H2O(3)Al3+ (4)正四面体形
[能力提升]
13.关于原子杂化轨道的说法正确的是( )
A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体形
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合而形成的
C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合形成的一组能量相同的新轨道
D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
【解析】 中心原子采取sp3杂化,轨道形状是正四面体,但如果中心原子还有孤对电子,分子的空间结构不是正四面体。CH4分子中的sp3杂化轨道是C原子的一个2s与三个2p轨道杂化而成的。AB3型的共价化合物,A原子可能采取sp2杂化或sp3杂化。
【答案】 C
14.已知次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,下列有关说法正确的是( )
A.O原子发生sp1杂化
B.O原子与H、Cl都形成σ键
C.该分子为直线形分子
D.该分子电子式是
【解析】 HClO分子的结构式为H—O—Cl,O原子应为sp3杂化,形成4个杂化轨道,其中有2个是孤对电子,另2个杂化轨道分别与H原子和Cl原子各形成1个σ键。因为O原子是sp3杂化,所以分子构型为V形,其电子式为,故B项正确。
【答案】 B
15.(2016·蚌埠三中质检)了解有机物分子中化学键特征以及成键方式是研究有机物性质的基础。下列关于有机物分子的成键方式的描述不正确的是( )
A.烷烃分子中碳原子均采用sp3杂化成键
B.炔烃分子中的碳碳叁键由1个σ键、2个π键组成
C.苯分子中所有碳原子均采用sp2杂化成键,苯环中存在6个碳原子共有的大π键
D.甲苯分子中所有碳原子均采用sp2杂化成键
【解析】 甲苯分子中,苯环上的碳原子都采用sp2杂化,但甲基上的碳原子采用sp3杂化,D错。
【答案】 D
16.元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。
(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置分别为________、________。
(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式_______;该分子的中心原子以_______杂化,分子构型为_______。
(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式________;该分子的中心原子以________杂化,分子构型为________。
(4)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是________(写分子式),分子构型为V形的是________(写分子式)。
【解析】 根据氢化物化学式H2X,知×100%=88.9%,M(X)≈16。可推知,X的相对原子质量为16,则Y为S,其氧化物分别为SO2、SO3,根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。X元素为O,与氢元素形成两种化合物H2O和H2O2,其中H2O的分子构型为V形,H2O2分子中含有非极性键“—O—O—”。
【答案】 (1)第2周期ⅥA族 第3周期ⅥA族
(2)SO2 sp2 V形
(3)SO3 sp2 平面三角形
(4)H2O2 H2O(共39张PPT)
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知识点二
学业分层测评
分
子
的
对
称
性
对称轴
对称面
对称
极性
化学
重叠
手性
D
L
四
蛋白质
毒副
不对称
分
子
的
极
性
价电子总数
空间构型
化学键类型
空间结构
AX4
sp3
四面体
AX3
sp3
孤对电子
三角锥形
相似性
等电子体
学业分层测评(八)
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W目学业分层测评(十) 分子间作用力与物质性质
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.范德华力的作用能为a
kJ·mol-1,化学键的键能为b
kJ·mol-1,则a、b的大小关系是( )
A.a>b
B.a<b
C.a=b
D.无法确定
【解析】 范德华力是分子间作用力,其强度较弱,而化学键是指相邻原子之间强烈的相互作用,故化学键的键能比范德华力的作用能大得多。
【答案】 B
2.干冰汽化时,下列所述内容发生变化的是( )
A.分子内共价键
B.分子间的作用力增大
C.分子间的距离
D.分子内共价键的键长
【答案】 C
3.(2016·滨州高二检测)水的沸点是100
℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7
℃,引起这种差异的主要原因是( )
A.范德华力
B.共价键
C.氢键
D.相对分子质量
【解析】 H2O和H2S属于同一主族元素的氢化物,随着相对分子质量的增加,分子间作用力增大,沸点逐渐升高,但是由于H2O分子间容易形成氢键,使它的沸点反常得高。
【答案】 C
4.下列事实,不能用氢键知识解释的是( )
A.水和乙醇可以完全互溶
B.氨容易液化
C.干冰易升华
D.液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式
【解析】 干冰易升华,破坏的是分子间作用力,故选C。
【答案】 C
5.如图中每条折线表示周期表中ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化,其中a点代表的是( )
A.H2S
B.HCl
C.PH3
D.SiH4
【解析】 由图可知a点所在曲线沸点没有反常现象,说明不是ⅤA、ⅥA、ⅦA族的氢化物,则只能为ⅣA族的氢化物,即为SiH4。
【答案】 D
6.卤族元素包括F、Cl、Br等。
下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( )
A B
C
D
【解析】 元素非金属性越强,其电负性也越大,F的电负性最强,A正确;F元素无正价,B错误;因HF之间可形成氢键,使其沸点升高,C错误;随核电荷数增加,F2、Cl2、Br2的熔点依次升高,D错误。
【答案】 A
7.下列几种氢键:①O—H…O;②N—H…N;③F—H…F;④O—H…N。氢键从强到弱的顺序正确的是( )
A.③>①>④>②
B.①>②>③>④
C.③>②>①>④
D.①>④>③>②
【解析】 F、O、N的电负性依次降低,F—H、O—H、N—H键的极性依次降低,故F—H…F中的氢键最强,其次是O—H…O,再次是O—H…N,最弱是N—H…N。
【答案】 A
8.若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是( )
A.氢键;分子间作用力;非极性键
B.氢键;氢键;极性键
C.氢键;极性键;分子间作用力
D.分子间作用力;氢键;非极性键
【解析】 固态水和液态水分子间作用力相同,均为氢键和范德华力,区别在于氢键的数目,故由固态水→液态水破坏氢键,同样由液态水→气态水,也是破坏氢键,而由H2O(气)→H2(气)+O2(气)时,破坏的是化学键。
【答案】 B
9.下列关于范德华力的叙述中,正确的是( )
A.范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊化学键
B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同
C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力
D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量
【解析】 范德华力是分子与分子之间的一种相互作用,其实质与化学键类似,也是一种电性作用,但两者的区别是作用力的强弱不同。化学键必须是强烈的相互作用(120~800
kJ/mol),范德华力只有几到几十千焦每摩尔,故范德华力不是化学键;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量;范德华力普遍地存在于分子之间,但也必须满足一定的距离要求,若分子间的距离足够大,分子之间也难产生相互作用。
【答案】 B
10.(2016·滨州高二检测)短周期的5种非金属元素,其中A、B、C的特征电子排布可表示为A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c,D与B同主族,E在C的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题:
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子,下列分子①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4,其中属于极性分子的是________(填序号);分子BC2中含σ键________个,含π键________个。
(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高,其原因是_____________________________________________________________。
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂,其分子式为________、________。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的沸点从高到低的顺序为_______________(填化学式)。
【解析】 由s轨道最多可容纳2个电子可得:a=1,b=c=2,即A为H,B为C,C为O;由D与B同主族,且为非金属元素,得D为Si;由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。
(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4,其中H2O2为极性分子,其他为非极性分子,CO2中含2个σ键,2个π键。
(2)C的氢化物为H2O,水分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。
(3)B、A两元素组成苯,C、A两元素组成水,两者都为常见的溶剂。SiCl4为非极性分子,易溶于非极性溶剂苯中。
(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4,三者结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
【答案】
(1)③ 2 2
(2)水分子间存在氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
11.水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过氢键相互连接成庞大的固态冰。则:
【导学号:66240021】
(1)1
mol冰中有________
mol氢键。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为:_____________________________________________________________。
(3)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11
kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51
kJ·mol-1,则冰中氢键的作用能是________
kJ·mol-1。
(4)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃),则x、y、z的大小关系________。其判断依据是______________________________________
_____________________________________________________________。
【解析】 H2O电离后形成的2种离子是H3O+和OH-,氢键的作用能为:
=20
kJ·mol-1。
【答案】 (1)2 (2)2H2O??H3O++OH- (3)20
(4)x>z>y H2O中存在氢键,H2Se的相对分子质量大于H2S的,故H2Se的范德华力大于H2S的,则沸点由高到低的顺序为H2O>H2Se>H2S
12.(2016·德州高二检测)稀有气体的熔点、沸点和在水中的溶解度等信息(部分)如下表:
氦(He)
氖(Ne)
氩(Ar)
氪(Kr)
氙(Xe)
熔点/K
83.95
116.55
161.15
沸点/K
4.24
27.25
87.45
溶解度(mL·L-1)
(H2O,20
℃)
13.8
14.7
73
110.9
(1)表中的稀有气体,熔点最低的是________,沸点最高的是________,氩在水中的溶解度大于________而小于________。
(2)下列说法中错误的是(用序号填空)________。
①稀有气体的范德华力随着熔点的升高而增大
②稀有气体的范德华力随着沸点的升高而增大
③稀有气体的范德华力随着溶解度的增大而增大
④稀有气体的范德华力随着相对原子质量的增大而增大
【解析】 表中稀有气体熔、沸点和在水中溶解度的数据变化呈现了一定的规律,这种规律反映了稀有气体中范德华力的变化规律。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。
【答案】 (1)氦(He) 氙(Xe) 14.7
mL·L-1
73
mL·L-1 (2)①②③
[能力提升]
13.通常情况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间构型与NH3相似。下列对NCl3和NH3的有关叙述正确的是( )
A.分子中N-Cl键键长与CCl4分子中C-Cl键键长相等
B.在氨水中,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子,则NH3·H2O的结构式为
C.NCl3分子是非极性分子
D.NBr3比NCl3易挥发
【解析】 根据题意,NCl3的空间结构与NH3相似,也应为三角锥形,故为极性分子,故C项错误;根据NH3·H2O??NH+OH-,故B正确;NBr3的结构与NCl3相似,因NBr3的相对分子质量大于NCl3的相对分子质量,故沸点NBr3大于NCl3,所以NBr3不如NCl3易挥发,故D项错误;因N原子的半径小于C原子的半径,所以C—Cl键长大于N—Cl键,故A项错误。
【答案】 B
14.下列化合物的沸点,前者低于后者的是( )
A.乙醇与氯乙烷
B.邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸()
C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛
D.C3F8(全氟丙烷)与C3H8
【解析】 根据一般强弱规律:分子间氢键>分子内氢键>范德华力,进行比较;比较分子结构相似的物质的沸点高低,无氢键存在时,比较相对分子质量的相对大小。
【答案】 B
15.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键的强弱无关的变化规律是( )
A.H2O、H2S、H2Se、H2Te的热稳定性依次减弱
B.熔点:Al>Mg>Na>K
C.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D.CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔点、沸点逐渐升高
【解析】 A项,与共价键有关;B项,与金属键有关;C项,与离子键有关;D项,与范德华力有关。
【答案】 D
16.水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如下图所示:
【导学号:66240022】
(1)水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒,其电离方程式为:
____________________________________________________________。
已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能的原因是__________________。
(2)氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是______________(填序号)。
【解析】 (1)H2O电离生成的H+与另一个H2O的配位键结合形成H3O+。
(2)由一水合氨的电离特点确定。
【答案】 (1)H2O+H2O??H3O++OH- 双氧水分子之间存在更强烈的氢键 (2)b