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1、 新课标地区专用 2022 年高中化学第 2 章第三节第 1 课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键讲义+精练含解析新人教版选修 3 -2-第 1 课时 键的极性和分子的极性 范德华力和氢键 学业要求 素养对接 1.知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。2.能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔、沸点等性质的影响。3.能列举含有氢键的物质及其性质特点。微观探析：键的极性和分子的极性。模型认知：运用分子间作用力(含氢键)理论模型解释物质的性质。知 识 梳 理 一、键的极性和分子的极性 1.键的极性 2.分子的极性 3.键的极性和分子极性的关系(1)只含非极性键的分子一般是非极性分子
2、。-3-(2)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。【自主思考】1.乙烯分子中共价键极性如何？乙烯是极性分子还是非极性分子？提示 乙烯分子中 CH 是极性共价键，C=C 是非极性共价键，乙烯分子空间对称，是非极性分子。二、范德华力及其对物质性质的影响 1.概念 分子之间普遍存在的相互作用力。2.特征 范德华力很弱，约比化学键的键能小 12 数量级。3.影响因素(1)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。(2)分子的极性越大，范德华力越大。4.对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点。范德华力越大，
3、物质的熔、沸点越高。-4-【自主思考】2.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但状态却为气、液、固的原因是什么？提示 Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，状态由气体变为液体、固体。三、氢键及其对物质性质的影响 1.概念 已经与电负性很大的原子(如 N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个分子电负性很大的原子之间的作用力。2.表示方法 氢键通常用 AHB表示，其中 A、B 为 N、O、F，“表示共价键，“表示形成的氢键。3.分类 氢键可分为分子内氢键和分子间氢键两类。存在分子内氢键，存在分子间氢键。前者的沸点低于后者。4
4、.特征 氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键弱，但比范德华力强。-5-5.氢键对物质性质的影响 氢键主要影响物质的熔、沸点，分子间氢键使物质熔、沸点升高。【自主思考】3.卤族元素的氢化物的熔、沸点大小顺序是HFHIHBrHCl，试分析其原因。提示 对于组成和结构相似的分子来说，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，故HIHBrHCl，但由于 HF 分子间形成氢键增大了分子之间的作用力，虽然相对分子质量小，但熔、沸点最高。自 我 检 测 1.判断正误，正确的打“；错误的打“。(1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子。()(2)以极性键结合的分子一定是极性分子。()(3
5、)非极性分子只能是双原子单质分子。()(4)非极性分子中，一定含有非极性共价键。()(5)氢键一种特殊的化学键，只是键能小一些。()(6)范德华力与氢键可同时存在于分子之间。-6-()(7)由于非金属性 FClBr，所以熔、沸点 HFHClHBr。()(8)乙醇比乙醛的沸点高的原因是乙醇的相对分子质量较大。()(9)同主族从上到下，气态氢化物的沸点依次升高。()(10)BCl3与 NCl3均为三角锥形，为极性分子。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2.在 HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是_。(2)以极性键相
6、结合，具有直线形构型的非极性分子是_。(3)以极性键相结合，具有三角锥形构型的极性分子是_。(4)以极性键相结合，具有正四面体构型的非极性分子是_。(5)以极性键相结合，具有 V 形构型的极性分子是_。(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是 -7-_。答案(1)N2(2)CS2(3)NH3(4)CH4(5)H2O(6)HF 3.以下关于范德华力的表达正确的选项是()A.其是一种较弱的化学键 B.其是分子间存在的较强的电性作用 C.直接影响所有物质的溶、沸点 D.稀有气体的分子间存在范德华力 解析 范德华力是分子间存在的较弱的电性作用，它不是化学键且比化学键弱得多，只能影响由分子构成的物质的
7、溶、沸点；稀有气体的分子间存在范德华力。答案 D 4.以下物质分子间不能形成氢键的是()A.H2O B.HF C.CH3CH2OH D.CH4 解析 氢键形成的条件是氢原子两边的原子所属元素的电负性很强，原子半径很小，如 O、F、N等。答案 D 学习任务一 键的极性和分子的极性 -8-【合作交流】H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如下图：1.分析 H2O2分子中共价键的种类有哪些？提示 H2O2分子中 HO 键为极性共价键，OO 键为非极性共价键。2.H2O2分子中正电、负电中心是否重合？H2O2属于极性分子还是非极性分子？提示 不重合。H2O2属于极性分子。3.极性键和非极性键有何区别
8、？提示 看成键原子是否相同，假设相同那么为非极性键，假设不同那么为极性键。4.极性分子和非极性分子有何区别？提示 看分子的空间构型是否对称，假设对称那么为非极性分子，反之那么为极性分子。【点拨提升】1.键的极性(1)键的极性具有方向性，由正电荷的中心指向负电荷的中心。(2)形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大，键的极性就越强。如键的极性由强到弱顺序 -9-为 HFHONHCH，HFHClHBrHI 2.分子的极性与键的极性和分子立体构型的关系 分子类型 键的极性 分子立体构型 分子极性 代表分子 双原子分子 A2 非极性键 直线(对称)非极性 N2等 AB 极性键 直线(对称)极性 CO、
9、HF 等 三原子分子 AB2 直线(对称)非极性 CO2、CS2、BeCl2等 V 形(不对称)极性 H2O、H2S、SO2等 四原子分子 AB3 平面三角形(对称)非极性 BF3、BCl3、SO3等 三角锥形 极性 NH3、PCl3、NF3等 五AB4 正四面体非极CH4、SiF4 -10-原子分子 形(对称)性 等 ABnC4n 四面体形(不对称)极性 CH2Cl2等 3.分子极性的判断方法 分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下原那么进行：(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如 O2、H2、P4、C60。
10、(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子，如HCl、HF、HBr。(3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；立体构型不对称的是极性分子。(4)判断 ABn型分子极性的经验规律：假设中心原子 A 的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，那么为非极性分子，假设不等那么为极性分子。假设中心原子有孤电子对，那么为极性分子；假设无孤电子对，那么为非极性分子。如 CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、-11-NH3、PCl3为极性分子。【例 1】以下物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()A.CO2、H2S B.C2H4、CH4 C.Cl2、C2H2 D.N
11、H3、HCl 解析 由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此 C 项中 Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断 A 项中 H2S，D 项中 NH3、HCl 分子中正、负电荷中心不重合，属于极性分子。答案 B 从以下两方面判断分子的极性：【变式训练】1.以下化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是()A.CO2和 SO2 B.CH4和 PH3 C.BF3和 NH3 D.HCl 和 HI 解析 题目所给各物质分子中均为极性键。CO2、CH4、BF3为非极性分子，SO2、PH3、NH3、HCl、HI为极性分子。答案 D -12-2.将以下粒子的符号填入相应的空格内：O2、CO2
12、、H2O、N2、(NH4)2SO4、SiCl4、H2S、C2H4、CH4、Cl2、C2H2、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、NaOH、SiO2、CH3Cl。(1)只 含 非 极 性 键 的 非 极 性 分 子：_；(2)含 极 性 键 的 非 极 性 分 子：_；(3)既含极性键，又含非极性键的非极性分子：_；(4)含 非 极 性 键 的 极 性 分 子：_；(5)含极性键的极性分子：_ _；(6)既含极性键，又含非极性键的极性分子：_ _；(7)全部由非金属元素组成的离子化合物：_ -13-_。答案(1)O2、N2、Cl2(2)CO2、SiCl4、C2H4、CH4、C2H2(3)
13、C2H4、C2H2(4)H2O2、CH3CH2OH(5)H2O、H2S、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、CH3Cl(6)H2O2、CH3CH2OH(7)(NH4)2SO4 学习任务二 范德华力和氢键对物质性质的影响【合作交流】人们熟悉的影片?蜘蛛侠?为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板等比拟滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力使蜘蛛不致坠落。1.范德华力、氢键、共价键都有方向性吗？提示 范德华力无方向性，氢键和共价键有方向性。-14-2.范德华力、氢键、共价键的大小都能影响分
14、子的稳定性吗？提示 范德华力、氢键不影响分子的稳定性。共价键的大小影响分子的稳定性。3.在第A、A、A 族元素的氢化物中，为什么 NH3、H2O、HF 三者的相对分子质量分别小于同主族其他元素的氢化物，但熔、沸点却比其他元素的氢化物高？提示 因为 NH3、H2O、HF 三者的分子间能形成氢键，同主族其他元素的氢化物不能形成氢键，所以它们的熔点和沸点高于同主族其他元素的氢化物。【点拨提升】范德华力、氢键、化学键的比拟 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很原子间通过共用电子对所形成的相互作用 -15-强的原子之间的
15、静电作用 作用微粒 分子 H 与 N、O、F 原子 特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性 强度 共价键氢键范德华力 影响强度 的因素 随分子极性的增大而增大 组成和结构相似的分子构成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于XHY，X、Y 的电负性越大，Y原子的半径越小，作用越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质 性质的 影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 组成和结分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水共价键键能越大，分子稳定性越强 -16-构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点逐渐升高。如 CF4CCl
16、4CBr4 中的溶解度增大。如熔、沸点：H2OH2S 分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点【例 2】PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和 NH3相似，但 PH 键键能比 NH 键键能低。以下判断错误的选项是()A.PH3分子呈三角锥形 B.PH3分子是极性分子 C.PH3沸点低于 NH3沸点，因为 PH 键键能低 D.PH3分子稳定性低于 NH3分子，因为 NH 键键能高 解析 PH3同 NH3构型相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，故 A、B 项正确；PH3的沸点低于 NH3，是因为 NH3分子间存在氢键，C 项错误；PH3的稳定性低于 NH3，是因为 NH 键键
17、能高，D 项正确。-17-答案 C 利用范德华力判断物质熔、沸点上下的前提是物质的组成和结构要相似。结构相似的判断方法有二：一是同一主族同一类别的物质的结构相似，如 H2S 和 H2Te；二是运用价层电子对互斥模型判断其分子的立体构型。【变式训练】3.以下物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是()A.在相同条件下，N2在水中的溶解度小于 O2 B.HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱 C.F2、Cl2、Br2、I 的熔、沸点逐渐升高 D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 解析 A 项，N2和 O2都是非极性分子，在水中
18、的溶解度都不大，但在相同条件下，O2分子与水分子之间的作用力比 N2分子与水分子之间的作用力大，故 O2在水中的溶解度大于 N2，B 项，HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性与其分子的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关。C 项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高。D -18-项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。答案 B 4.以下物质的性质或数据与氢键无关的是()A.氨气极易溶于水
19、B.邻 羟 基 苯 甲 酸()的 熔 点 为159C，对羟基苯甲酸()的熔点为 213C 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 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 -19-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
20、解时吸收的热量比 HCl 分解时吸收的热量多的原因是 HF 键的键能比 HCl 键的大，与氢键无关。答案 D 5.关于氢键及范德华力，以下说法正确的选项是()A.氢键比范德华力强，所以它属于化学键 B.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高 C.沸点：HIHBrHClHF D.H2O 是一种稳定的化合物，这是由于 H2O 分子之间形成氢键所致 解析 氢键比范德华力强，但它不属于化学键，化学键是原子间的作用力，氢键是分子间作用力，故 A 项错误；分子间氢键的存在，大大加强了分子间的作用力，使物质的熔、沸点升高，故 B 项正确；结构和组成相似的共价化合物，相对分子质量越大，物质的沸点越高，但 HF
21、 中存在氢键，导致 HF 的沸点比卤族其他元素的氢化物的沸点高，沸点大小为 HFHIHBrHCl，故 C 项错误；-20-氢键只影响物质的物理性质，不影响化学性质，故 D 项错误。答案 B 6.以 下 各 对 分 子：H2H2、H2OH2O、CH3OHH2O、CCl4H2O，分子之间只存在范德华力的有_，存在氢键的有_。(填序号)解析 H2O 分子间、CH3OH 分子与 H2O 分子间存在氢键。答案 7.(1)氨气溶于水时，大局部 NH3与 H2O 以氢键(用“表示)结合形成 NH3H2O 分子。根据氨水的性质可推知 NH3H2O 的结构式为_。(2)在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式
22、写出氟的氢化物溶液中存在的所有氢键：_ -21-_ _。解析(1)从氢键的成键原理上讲，A、B 两项成立，C、D 两项错误；但是 HO 键的极性比 HN键的大，HO 键上氢原子的正电性更大，更容易与氮原子形成氢键，所以氢键主要存在于 H2O 分子中的 H 与 NH3分子中的 N 之间。另外，可从熟知的性质加以分析。NH3H2O 能电离出 NH4和 OH，按 A 项结构不能写出其电离方程式，按 B 项结构可合理解释NH3H2ONH4OH，所以 B 项正确。(2)HF 在水溶液中形成的氢键可从 HF 和 HF、H2O 和 H2O、HF 和 H2O(HF 提供氢)、H2O 和 HF(H2O 提供氢)
23、四个方面来考虑。由此可以得出 HF 水溶液中存在的氢键。答案(1)B -22-(2)FHF、OHO、FHO、OHF 分层训练 根底练 1.使用微波炉加热，具有使受热物质均匀，表里一致、速度快、热效率高等优点，其工作原理是通电炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅速摆动，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。答案 D 2.实验测得 BeCl2为共价化合物，两个 BeCl 键的夹角为 180，由此
24、可判断 BeCl2属于()A.由极性键形成的极性分子 B.由极性键形成的非极性分子 C.由非极性键形成的极性分子 D.由非极性键形成的非极性分子 -23-解析 BeCl2中 BeCl 键是不同元素形成的共价键，为极性键，两个 BeCl 键的夹角为 180，说明分子是对称的，正电荷中心与负电荷中心重合，BeCl2属于非极性分子，故 BeCl2是由极性键形成的非极性分子。答案 B 3.电影?泰坦尼克号?讲述了一个凄婉的爱情故事，导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的选项是()A.冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上，导致游轮被撞沉 B.在冰中存在分子间氢键，导致冰山硬度大，
25、能撞沉游轮 C.在冰中每个水分子能形成四个氢键 D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键 解析 水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在水面上；在冰中每个水分子形成四个氢键，它们分别为水分子中每个 O 原子能与两个氢原子形成两个氢键，而分子中的两个氢原子分别与另外的水分子中的氧原子形成氢键；在水分子内含有 OH 共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力等分子间作用力。-24-答案 D 4.以下表达正确的选项是()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
26、.H2O 是极性分子，分子中 O 原子不处在 2 个 H 原子连线的中央 D.CO2是非极性分子，分子中 C 原子不处在 2 个 O原子连线的中央 解析 NH3中的 N 原子以 sp3杂化，形成三角锥形结构，电荷分布不对称，是极性分子；CCl4分子中 CCl 键为极性键，碳原子采取 sp3杂化，且无孤对电子，分子构型为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，H2O 分子中 HO 键为极性键，氧采取 sp3杂化，且有两对孤对电子，分子构型为V 形，整个分子电荷分布不对称，为极性分子；CO2分子中碳采取 sp1杂化，分子构型为直线形，分子为非极性分子，碳原子位于 2 个氧原子连线的中央。答案 C 5
27、.以下物质分子内和分子间均可形成氢键的是 -25-()A.NH3 B.C.H2S D.C2H5OH 解析 通常能形成氢键的分子中含有：NH 键、HO 键或 HF 键。NH3、CH3CH2OH 有氢键但只存在于分子间。B 项中的 OH 键与另一分子中中的 O 可在分子间形成氢键，同一分子中的 OH 键与邻位中的 O 可在分子内形成氢键。答案 B 6.关于氢键，以下说法正确的选项是()A.由于冰中的水分子间存在氢键，所以其密度大于液态水 B.可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子 -26-质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大 C.分子间氢键和分子内氢键都会使熔、沸点升高 D.每
28、个水分子内平均含有两个氢键 解析 由于冰中的水分子间的氢键多于液态水中的氢键，分子间的距离较大，所以其密度小于液态水，A 项错误；由于水分子之间存在氢键，水分子通常以几个分子聚合的形式存在，所以接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大，B 项正确；分子间氢键可使熔、沸点升高，分子内氢键通常不会影响物质的熔、沸点，C 项错误；水分子内不含氢键，水中的氢键只存在于水分子之间，D 项错误。答案 B 7.以下 几种氢键：OHO；NHN；FHF；OHN。氢键从强到弱的顺序排列正确的选项是()A.B.C.D.解析 F、O、N 的电负性依次降低，FH、OH、NH 键的
29、极性依次降低，故 FHF 中的氢键最 -27-强，其次是 OHO，再次是 OHN，最弱的是NHN。答案 A 8.徐光宪在?分子共和国?一书中介绍了许多明星分子，如 H2O2、CO2、BF3、CH3COOH 等。以下说法正确的选项是()A.H2O2分子为直线形的非极性分子 B.CO2分子为由极性共价键构成的非极性分子 C.BF3分子中的 B 原子最外层满足 8 电子稳定结构 D.CH3COOH 分子中 C 原子均采取 sp2杂化 解析 H2O2分子的空间构型不是直线形，A 项错误；CO2分子中 3 个原子在同一直线上，两个 O 原子在 C 原子的两侧，故该分子为由极性共价键构成的非极性分子，B
30、项正确；BF3分子中 B 原子最外层只有 6 个电子，所以最外层不满足 8 电子稳定结构，C 项错误；CH3COOH 分子中甲基 C 原子采取 sp3杂化，羧基 C 原子采取 sp2杂化，D 项错误。答案 B 9.假设不断地升高温度，会实现“雪花水水蒸气氧气和氢气的转化。在转化的各阶段被破坏的主要作用依次是()A.氢键、分子间作用力、非极性键 -28-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 固态水中和液态水中都含有氢键，“雪花水水蒸气主要是氢键被破坏，属于物理变化，共价键没有被破坏，“水蒸气氧气和氢气为化学变化，破坏的是极性共价键，B 项
31、正确。答案 B 10.以下说法正确的选项是()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 10928 D.ABn型分子的中心原子最外层满足 8 电子结构，那么 ABn不一定是非极性分子 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，空间构型为平面三角形，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 空 间 构 型 是 正 四 面 体 形，键 角 均 为109
32、28，二氯甲烷分子的空间构型是四面体 -29-形，键角发生了变化，不等于 10928，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。答案 D 11.在 HF、H2S、NH3、CO2、CCl4、N2、C60、SO2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是_；(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是_；(3)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是_；(4)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是_；(5)以极性键相结合，具有 V 形结构的极性分子是_；(6)以极性键
33、相结合，而且分子极性最大的是_。解析 HF 是含有极性键、直线形的极性分子(极性最大，因 F 的电负性最大)；H2S 和 SO2都含有极性键、V 形结构的极性分子；NH3含有极性键、三角锥形结构的极性分子；CO2含有极性键、直线形 -30-的非极性分子；CCl4是含有极性键、正四面体形的非极性分子；N2、C60都是由非极性键结合的非极性分子。答案(1)N2、C60(2)CO2(3)CCl4(4)NH3(5)H2S、SO2(6)HF 素养练 12.N、P 同属于元素周期表的第A 族元素，N 在第二周期，P 在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3 个 H 原子位于锥底，NH 键间的夹
34、角是 107。(1)PH3分子与 NH3分子的空间构型_(填“相似或“不相似)，PH 键_(填“有或“无)极性，PH3分子_(填“有或“无)极性。(2)NH3与 PH3相比，热稳定性更强的是_。解析(1)N、P 属于同族元素，NH3分子与 PH3分子的空间构型相似，均为三角锥形，是极性分子。PH 键为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键。(2)由 N、P 在元素周期表中的位置关系和元素周期律可知，N 的非金属性比 P 强。由元素的非金属性与简单氢化物的热稳定性的关系可知，NH3的热稳定性比 PH3强。-31-答案(1)相似 有 有(2)NH3 13.和碳元素同主族的 X 元素位于元素周期表中
35、的第一个长周期，短周期元素 Y 原子的最外层电子数比内层电子总数少 3，它们形成的化合物分子式是 XY4。试答复：(1)X 元素的基态原子的核外电子排布式为_ _，Y 元素原子最外层电子排布图为 _。(2)假设 X、Y 两元素电负性分别为 1.8 和 3.0，那么 XY4中 X 与 Y 之间的化学键为_(填“共价键或“离子键)。(3)该化合物的空间构型为_形，中心原子采取_杂化，分子为_(填“极性分子或“非极性分子)。(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是_。(5)该 化 合 物 的 沸 点 与SiCl4比 拟：_ -32-(填化学式)的高，原因是_ _。答案(1)1s22s22
36、p63s23p63d104s24p2 (2)共价键(3)正四面体 sp3 非极性分子(4)范德华力(5)GeCl4 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高 14.双氧水是一种医用消毒杀菌剂。H2O2分子的结构如下图，H2O2分子不是直线形的，两个 H 原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为9352，而两个 OH 键与 OO 键的夹角均为9652。试答复：(1)H2O2分子的电子式为_，结构式为_。(2)H2O2分子中存在_键和_键，为_(填“极性或“非极性)分子。解析(2)H2O2分子为不对称结构，为极性分子，-33-含有 OO 非极性键和 OH 极性键。答
37、案(1)HOOH(2)极性 非极性 极性 15.有 A、B、C、D 四种主族元素，原子序数依次增大，A 元素原子 2p 轨道上有 2 个未成对电子。B 元素原子的 p 轨道中有 3 个未成对电子，其简单气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大。C 的最高化合价和最低化合价的代数和为 4，其最高价氧化物中含 C 的质量分数为 40%，且其核内质子数等于中子数。D 元素原子得一个电子填入 3p 轨道后，3p 轨道为全充满状态。请答复以下问题：(1)AC2分子中含有_个 键，属于_(填“极性或“非极性)分子。(2)B 的简单气态氢化物的立体构型为_，B 原子采用_杂化。(3)写出A的常
38、见氧化物与B的氧化物中互为等电子体的一组物质：_。(4)C 元素的电负性_(填“或 -34-“)D元素的电负性，用一个化学方程式表示：_ _。解析 由题意可知，A 元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p2或 1s22s22p4，A 可能为碳元素或氧元素。B 元素原子的价电子排布式为ns2np3，为第A 族元素，由 B 的气态氢化物的溶解度可知 B为氮元素，那么 A 为碳元素。C 的最高正价和最低负价的代数和为 4，其为第A 族元素，为硫元素。D 元素原子的价电子排布式为 3s23p5，D 为氯元素。(1)CS2的结构式为 S=C=S，含有 2 个 键，为直线形结构，属于非极性分子。(2)NH3分子中 N 原子采用 sp3杂化，其中一个杂化轨道被孤电子对占有，立体构型为三角锥形。(3)碳元素的常见氧化物有 CO 和 CO2，其中 CO2与氮的氧化物N2O 互为等电子体。(4)硫、氯同周期，一般来说，同周期元素的电负性随原子序数的递增而增大，所以电负性：SCl。答 案 (1)2 非 极 性 (2)三 角 锥 形 sp3(3)CO2和 N2O(4)H2SCl2=2HClS -35-