2022高考化学第12章物质结构与性质第2节分子结构与性质考点3分子的性质讲与练含解析

第12章（物质结构与性质）李仕才考点三　分子的性质　1．范德华力和氢键(1)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，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。(2)氢键。①形成已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法A—H…B③特征具有一定的方向性和饱和性。④分类氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。2．分子的性质(1)分子的极性。①非极性分子与极性分子的判断9\n②键的极性、分子空间构型与分子极性的关系类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XYHCl、NO极性键直线形极性分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子③判断分子极性的两个经验规律a．根据中心原子最外层电子是否全部成键判断分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。而H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。b．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。(2)溶解性。①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于9\n极性溶剂。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)手性：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镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，具有手性异构体的分子叫手性分子。(4)无机含氧酸分子的酸性①无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，酸性越强，如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。②对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．以极性键结合起来的分子不一定是极性分子。(　√　)2．非极性分子中，一定含有非极性共价键。(　×　)3．氨水中氨分子与水分子间形成了氢键。(　√　)4．乙醇分子和水分子间只存在范德华力。(　×　)5．碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键。(　×　)6．水分子间既存在范德华力，又存在氢键。(　√　)7．氢键具有方向性和饱和性。(　√　)8．H2和O2之间存在氢键。(　×　)9．H2O2分子间存在氢键。(　√　)10．卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大。(　×　)11．氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高。(　×　)12．极性分子中可能含有非极性键。(　√　)13．H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。(　×　)1．氢键属于一种较强的分子间作用力，但不属于化学键。2．氢键可表示为A—H…B，A、B是N、O、F中的一种或两种，可以相同也可以不同。9\n3．水分子间形成氢键，所以水的沸点较高。水分子间形成氢键时，构成空间正四面体结构。一、范德华力和氢键1．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的主要相互作用依次是(　　)A．氢键；分子间作用力；极性键B．氢键；氢键；非极性键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：答案：A2．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　)9\n解析：从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨气分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以，以B项中的方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH＋OH－，可知答案是B。答案：B3．下列物质的沸点，从高到低的顺序不正确的是(　　)A．HI>HBr>HCl>HFB．CI4>CBr4>CCl4>CF4C．I2>Br2>Cl2>F2D．H2O>H2S解析：HI、HBr、HCl分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，沸点依次变小，而因HF中存在氢键，故HF的沸点反常，为最大，则沸点大小顺序为HF>HI>HBr>HCl，A错误；B、C中分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，沸点依次变小，B、C正确；由于H2O分子间有范德华力、氢键，而H2S分子间只有范德华力，所以沸点H2O>H2S，D正确。答案：A4．下列说法中正确的是(　　)A．卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大D．氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上解析：因HF存在氢键，所以沸点HF>HBr>HCl，A正确；邻羟基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高，B错误；据F原子半径小于O原子半径，可知(HF)n9\n中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，C错误；氢键有方向性，但氢键的形成不像共价键对方向的要求那么高，故X—H…Y不一定总在一条直线上，D错误。答案：A5．下列现象与氢键有关的是(　　)①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④尿素的熔、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑥水分子高温下很稳定A．①②④⑤⑥B．①②③④⑤C．①③④⑥D．①②④⑤解析：水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。答案：B二、分子的极性6．下列叙述中正确的是(　　)A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子C．非极性分子只能是双原子单质分子D．非极性分子中，一定含有非极性共价键解析：采用反例法判断正误。A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2。答案：A7．下列化合物中，共价键的极性(极性和非极性)和分子的极性(极性或非极性)完全相同的是(　　)A．CO2和C2H4B．CH4和C2H2C．BF3和SO2D．HCl和HI解析：物质共价键的极性分子的极性CO2极性键非极性分子C2H4极性键、非极性键非极性分子CH4极性键非极性分子C2H2极性键、非极性键非极性分子9\nBF3极性键非极性分子SO2极性键极性分子HCl极性键极性分子HI极性键极性分子答案：D8．在N2、HF、H2O、NH3、CS2、CH4、BF3分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是________。(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是________。(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是________。(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是________。解析：N2是非极性分子，HF是极性分子，H2O是V形的极性分子，NH3是三角锥形的极性分子，CS2是直线形的非极性分子，CH4是正四面体形的非极性分子，BF3是平面三角形的非极性分子。答案：(1)N2　(2)CS2　(3)CH4　(4)NH3三、无机含氧酸分子的酸性9．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是(　　)A．HNO2B．H2SO3C．HClO3D．HClO4解析：HNO2和H2SO3在水中部分电离属弱酸；对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高其含氧酸的酸性越强，HO3<HO4，故HClO4的酸性最强。答案：D10．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系9\n(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为______________，______________。(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：①___________________________________________________，②____________________________________________________。(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：__________________________________________________________，写出化学方程式：__________________________________。答案：(1)(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应　H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O9\n9