分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸点:
H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
①影响分子的稳定性;
②共价键的键能越大,分子稳定性越强
变式3 (2018·石家庄一中期中)下列说法不正确的是( )
A.HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强
B.苹果酸(
)含有1个手性碳原子
C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O均能形成氢键
D.以极性键结合的分子不一定是极性分子
【考点】 分子结构与性质的综合考查
【题点】 分子结构与性质的综合考查
答案 C
解析 结合HO—Cl、(OH)2CO、(OH)NO2、(OH)ClO3,非羟基氧原子数依次增加,酸性依次增强,A项正确;苹果酸分子中2号碳原子为手性碳原子,B项正确;HCl与H2O不能形成氢键,C项错误;CH4为非极性分子,D项正确。
1.(2018·昆明一中高二月考)下列关于σ键和π键的说法不正确的是( )
A.σ键能单独形成,π键不能单独形成
B.σ键可以绕键轴旋转,π键不能绕键轴旋转
C.双键中一定有一个σ键,一个π键,三键中一定有一个σ键,两个π键
D.CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C键,所以键能都相同
【考点】 共价键的类型
【题点】 σ键与π键的判断与比较
答案 D
解析 单键中只有一个σ键,双键中有一个σ键,一个π键,三键中有一个σ键,两个π键,π键不能单独形成,A、C项正确;σ键的电子云呈轴对称,π键的电子云呈镜面对称,π键不能绕键轴旋转,B项正确;三种分子中还含有C—Hσ键,D项错误。
2.(2018·合肥蜀山区校级月考)下列反应能说明σ键比π键牢固的是( )
A.CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl
B.CH2==CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
C.2H2+O2===2H2O
D.H2+Cl2===2HCl
【考点】 共价键的类型
【题点】 σ键与π键的比较
答案 B
解析 碳碳双键由1个σ键和1个π键组成,CH2==CH2发生加成反应时π键断裂,说明σ键比π键牢固。
3.(2019·深圳期中)下列现象与化学键有关的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高
B.H2O的沸点远高于H2S的沸点
C.H2O在高温下难分解
D.干冰升华
【考点】 分子结构与性质的综合
【题点】 分子性质的综合
答案 C
解析 A项,卤素单质分子间存在范德华力,且随相对分子质量的增大,范德华力也增大,单质的熔点也就越高;B项,由于H2O分子间存在氢键,所以H2O的沸点要比H2S的高;C项,由于H—O键的键能很大,在较高温度时也难断裂,所以水分子很稳定,与共价键有关;D项,CO2分子间通过范德华力结合在一起,在升华时需要克服范德华力,而CO2分子内的化学键并没有断裂。
4.(2019·济南高二检测)下列说法正确的是( )
A.非极性分子中的原子上一定不含孤电子对
B.平面三角形分子一定是非极性分子
C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取sp3杂化,键角均为109°28′
D.ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn不一定是非极性分子
【考点】 分子极性的判断
【题点】 由分子立体构型判断分子极性
答案 D
解析 A项,CCl4是非极性分子,氯原子上含有孤电子对,错误;B项,HCHO分子的中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,立体构型为平面三角形,C原子位于三角形内部,HCHO分子的结构不对称,为极性分子,错误;C项,甲烷分子的立体构型是正四面体形,键角均为109°28′,二氯甲烷分子的立体构型是四面体形,键角发生了变化,不等于109°28′,错误;D项,CH4的中心原子C最外层满足8电子结构,CH4是非极性分子,NH3的中心原子N最外层满足8电子结构,但NH3为极性分子,正确。
5.(2018·甘肃武威凉州区校级期末)下列各组化合物中,所含化学键类型完全相同的是( )
A.C2H6、H2O2、C2H5OH
B.HCl、NaCl、MgCl2
C.H2O、CO2、Na2O2
D.NaOH、NaClO、Na2O
【考点】 共价键的类型
【题点】 共价键的分类及存在
答案 A
解析 A项,三种物质中都含极性共价键和非极性共价键;B项,HCl中只含极性共价键,NaCl、MgCl2中只含离子键;C项,H2O、CO2中只含极性共价键,Na2O2中含离子键和非极性共价键;D项,NaOH、NaClO中含离子键和极性共价键,Na2O中只含离子键。
6.(2019·淮南月考)下列物质的性质或数据与氢键无关的是( )
A.氨极易溶于水
B.邻羟基苯甲酸(
)的熔点为159℃,对羟基苯甲酸(
)的熔点为213℃
C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意比混溶
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
【考点】 分子结构与性质的综合
【题点】 分子性质的综合
答案 D
解析 NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键,增大了NH3在水中的溶解度;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸形成分子间氢键,分子间氢键增大了分子间作用力,使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高;乙醇分子结构中含有羟基,可以与水分子形成分子间氢键,从而增大了乙醇在水中的溶解度,使其能与水以任意比混溶,而乙醚分子结构中无羟基,不能与水分子形成氢键,在水中的溶解度比乙醇小得多;HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的大,与氢键无关。
7.(2019·南京高二月考)回答下列问题:
(1)1molCO2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分子内σ键与π键数目之比为________。
(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。
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=-1038.7kJ·mol-1
若该反应中有4molN—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)1mol乙醛分子中含有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____________________。
【考点】 共价键的类型
【题点】 σ键与π键的存在及个数判断
答案
(1)2NA
(2)1∶2 1∶1 (3)3 (4)5∶1
(5)6NA(或3.612×1024) 7 (6)HF、H2O、NH3、CH4
解析
(1)CO2分子内含有两个碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1molCO2中含有σ键的数目为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4molN—H键断裂,即有1molN2H4参加反应,生成1.5molN2,则形成的π键有3mol。
(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C2H4中共含有5个σ键和1个π键。
(5)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为
、
,故1mol乙醛中含有6NA个σ键,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。
8.(2018·太原五中月考)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。
已知:
①Z的原子序数为29,其余均为短周期主族元素;Y原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn;②R原子核外L层电子数为奇数;③Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)氢、Q、R、X四种元素形成的化合物中一定含有的化学键是__________(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.配位键
(2)在[Z(NH3)4]2+中,Z2+的空轨道接受NH3分子提供的孤电子对形成______________。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是________(填字母)。
A.稳定性:
甲>乙,沸点:
甲>乙
B.稳定性:
甲>乙,沸点:
甲<乙
C.稳定性:
甲<乙,沸点:
甲<乙
D.稳定性:
甲<乙,沸点:
甲>乙
(4)Q的一种氢化物的相对分子质量为26,其分子中的σ键与π键的个数比为________,其中心原子的杂化类型是________。
(5)X、Y、Z的单质的熔点由高到低的顺序为________________(用化学式表示)。
【考点】 分子结构与性质的综合考查
【题点】 分子结构与性质的综合考查
答案
(1)B
(2)配位键 (3)B (4)3∶2 sp杂化 (5)Si>Cu>O2
解析 Q为碳元素,R为氮元素,X为氧元素,Y为硅元素,Z为铜元素。
(1)H、C、N、O四种元素形成的化合物有多种类型,如NH4HCO3、CO(NH2)2,前者含有离子键、共价键、配位键,后者只含有共价键。
(2)配位键形成时,铜离子提供空轨道,氨分子中的氮原子提供孤电子对。
(3)甲为甲烷,乙为硅烷,同主族元素从上而下,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,沸点逐渐增大(不含分子间氢键时),所以B项正确。
(4)Q的氢化物的相对分子质量为26,即为乙炔,其中2个碳氢键是σ键,碳碳三键中有1个σ键、2个π键;中心原子碳为sp杂化。
(5)X、Y、Z的单质分别为O2、Si、Cu,硅是由共价键形成的空间网状结构,熔点为1410℃;铜是由金属键形成的金属单质,熔点为1083.4℃;O2是由共价键形成的气态单质,故其熔点由高到低的顺序为Si>Cu>O2。
题组一 共价键综合考查
1.(2018·四川宜宾高二月考)下列物质的分子中,既有“spσ键”又有“ppσ键”的是( )
A.H2OB.Br2C.HClOD.PCl3
【考点】 共价键的类型
【题点】 共价键的分类与存在
答案 C
解析 A项,水分子中只有spσ键;B项,Br2中只有ppσ键;C项,次氯酸分子中既有spσ键,又有ppσ键;D项,PCl3中只有ppσ键。
2.下列物质中σ键和π键数目比为1∶2的是( )
A.O2B.HCNC.CO2D.N2
【考点】 共价键的类型
【题点】 σ键、π键个数的判断
答案 D
解析 O2的结构式是O==O,分子中两个氧原子形成共价双键,分子中σ键和π键数目比为1∶1,A错误;HCN的结构式是H—C≡N,分子中σ键和π键数目比为1∶1,B错误;CO2的结构式是O==C==O,分子中σ键和π键数目比为1∶1,C错误;N2的结构式是N≡N,分子中σ键和π键数目比为1∶2,D正确。
3.(2018·福州检测)下列说法正确的是( )
A.乙烯中C==C键的键能是乙烷中C—C键的键能的2倍
B.氮气分子中含有1个σ键和2个π键
C.N—O键的极性比C—O键的极性大
D.NH
中4个N—H键的键能不相等
【考点】 共价键的类型
【题点】 共价键的综合应用
答案 B
解析 有机化合物中,碳原子与碳原子的原子轨道之间以“肩并肩”的方式形成π键的重叠程度要比“头碰头”的方式形成σ键的重叠程度小得多。
两个碳原子之间形成的σ键比π键牢固,σ键的键能大于π键。
乙烯中两个碳原子间存在一个σ键和一个π键,乙烷中两个碳原子间存在一个σ键,乙烯中C==C键的键能应当大于乙烷中C—C键的键能且小于乙烷中C—C键的键能的2倍,A项错误;氮气分子中有1个σ键和2个π键,B项正确;形成共价键的两个原子对电子的吸引能力差别越大,共价键的极性就越强,N原子与O原子吸引电子能力的差别小于C原子与O原子吸引电子能力的差别,N—O键的极性比C—O键的极性小,C项错误;在NH
中参与成键的8个电子分布在4个能量相等的sp3杂化轨道中,4个N—H键的键能、键长都相等,D项错误。
4.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是( )
A.键能:
C—N<C==N<C≡N
B.键长:
I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:
H2O>CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:
σ键>π键
【考点】 共价键的综合考查
【题点】 共价键的综合考查
答案 C
解析 C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A项正确;原子半径:
I>Br>Cl,则键长:
I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确;H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C项错误;相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D项正确。
5.碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图所示。
下列有关该物质的说法正确的是( )
A.分子式为C3H2O3
B.分子中含6个σ键
C.分子中只有极性键
D.8.6g该物质完全燃烧得到6.72LCO2
【考点】 共价键的类型
【题点】 共价键的综合考查
答案 A
解析 碳酸亚乙烯酯的分子式为C3H2O3,A项正确;该分子中有5个σC—O键、2个σC—H键、1个σC—C键,共8个σ键,B项错误;该分子中的碳碳双键为非极性键,C项错误;6.72LCO2存在的状态未注明,D项错误。
题组二 微粒间作用与分子性质的关系
6.利用相似相溶这一经验规律可说明的事实是( )
①HCl易溶于水 ②NH3易溶于H2O ③N2难溶于水 ④HClO4是强酸 ⑤盐酸是强酸
⑥氢氟酸是弱酸 ⑦HF很稳定
A.①②③B.④⑤⑥
C.⑥⑦D.④⑤
【考点】 物质的溶解性
【题点】 影响物质溶解性的因素
答案 A
解析 相似相溶原理是指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。
HCl、NH3均为极性溶质,H2O为极性溶剂,因此二者均易溶于水,而N2是非极性溶质,故难溶于水;酸性强弱与相似相溶原理没有关系,稳定性与键能有关,故只能选A。
7.下列每组物质中化学键类型和分子的极性都相同的是( )
A.CO2和CS2B.NaCl和HCl
C.H2O和CH4D.O2和HBr
【考点】 化学键极性与分子的极性
【题点】 化学键极性与分子极性的判断
答案 A
解析 CO2和CS2中均含极性共价键,且均为直线形对称分子,均属于非极性分子,A正确;NaCl含离子键,HCl含极性共价键,B错误;H2O和CH4中均含极性共价键,H2O为V形,属于极性分子,CH4为正四面体形,属于非极性分子,C错误;O2和HBr中分别含非极性键、极性键,分别属于非极性分子和极性分子,D错误。
8.下列说法错误的是( )
A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,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、沸点低
C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键的键能大
D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
【考点】 物质中微粒间作用对物质性质的影响
【题点】 氢键对物质性质的影响
答案 C
解析 HF分子间存在氢键,故沸点相对较高,A项正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B项正确;H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键,而HF分子中的F原子只能形成一个氢键,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点高,C项错误;氨气分子和水分子间形成氢键,导致氨气极易溶于水,