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《物质结构与性质》知识点五 分子间作用力与分子的性质
1．分子的极性
(1)非极性分子与极性分子的判断：

(2)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
X2
H2、N2

XY
HCl、NO

XY2
(X2Y)
CO2、CS2

SO2

H2O、H2S

XY3
BF3

NH3

XY4
CH4、CCl4

2．范德华力和氢键
(1)范德华力：物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学键的键能 （填“大”或“小”）1～2个数量级。
(2)氢键：由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢原子)与另一个电负性很强的原子(如水分子中的氧原子)之间的作用力，其实质是一种 。
氢键的表示方法为 ，如HF水溶液中的氢键可以表示为 、
、 、 。
氢键不仅存在于 ，也存在于 。邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的沸点 （填“高”或“低”），是因为 。
氢键对物质性质的影响： 溶沸点， 溶解性。
☆范德华力、氢键和共价键的比较

范德华力
氢键
共价键
作用粒子
(稀有气体分子)
氢原子与 原子、
. 原子、 原子(分子内，分子间)

强度比较
＞ ＞
影响其强
度的因素
①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大
②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
对于
A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大
成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物质性
质的影响
①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质
②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点 ，如
F2 Cl2 Br2 I2，
CF4 CCl4 CBr4
①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点 ，在水中的溶解度 ，如熔沸点：H2O H2S，HF HCl，NH3 PH3
②分子内氢键使物质的熔、沸点
①影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越
③对于原子晶体，共价键键能越大，晶体的熔点越
3．溶解性
(1)“相似相溶”规律：
非极性溶质一般能溶于 溶剂，极性溶质一般能溶于 溶剂。若存在氢键，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 。
4．手性
具有 的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样，镜面对称，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。
5．无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸分子可写成 ，如果成酸元素R相同，则n值越大， 越强，如酸性强弱顺序HClO HClO2 HClO3 HClO4。
[高考考查层面]
1．下列各组分子中，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．NH3、HCl
2．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
3．某化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是(　　)
A．AB2分子的空间构型为“V”形
B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子
C．AB2与H2O相比，AB2的熔点、沸点比H2O的低
D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键
4．(2012·浙江高考节选)下列物质变化，只与范德华力有关的是(　 　)
A．干冰熔化 B．乙酸汽化 C．乙醇与丙酮混溶 D．HCON(CH3)2溶于水
E．碘溶于四氯化碳 F．石英熔融
5．(2013·上海高考)374 ℃、22.1 MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H＋和OH－，由此可知超临界水(　　)
A．显中性，pH等于7 B．表现出非极性溶剂的特性
C．显酸性，pH小于7 D．表现出极性溶剂的特性
6．下列说法中正确的是(　　)
A．(2013·安徽高考)HCHO分子中既含σ键又含π键
B．(2013·安徽高考)CO2分子中的化学键为非极性键
C．(2013·四川高考)NH3分子中N原子的杂化轨道类型是sp2
D．(2013·重庆高考)沸点：PH3＞NH3＞H2O
7．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(　　)
A．sp，范德华力　　　B．sp2，范德华力 C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
8．(2012·上海高考)PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是(　　)
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P—H键键能低
D．PH3分子稳定性低于NH3分子，是因为N—H键键能高
9．下列推论正确的是(　　)
A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3
B．NH为正四面体结构，可推测出PH也为正四面体结构
C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子
10．下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是( )
A．食盐和蔗糖熔化 B．钠和硫熔化 C．碘和干冰升华 D．干冰和氧化钠熔化
11．邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低的原因是 （ ）
A．邻羟基苯甲醛不形成氢键，而对羟基苯甲醛能够形成氢键。
B．邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键。
C．对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛体积小，分子更紧凑。
D．对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛对称性高
12．DNA分子的两条链之间通过氢键结合。DNA分子复制前首先将双链解开，则DNA分子复制将双链解开的过程可视为（ ）
A．化学变化 B．物理变化 C．既有物理变化又有化学变化 D．是一种特殊的生物变化
13．在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大，由此可知，苯酚与硝基苯在水中溶解度 （ ）
A．前者大B．后者大C．两者都是极性分子，都易溶于水D．两者都是有机物，都难溶于水
14．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、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_________________________________；
(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是______________________________；
(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是_______________________________。
15．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答：
(1)X元素基态原子的电子排布式为____________，Y元素原子最外层电子的电子排布图为________________________________________________________________________。
(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的空间结构为________形，中心原子的轨道杂化类型为________，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比较：________(填化学式)的高，原因是
________________________________________________________________________。
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
16．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：

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____________。
17．(2013·江苏高考)元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是__________。
(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是 _。
(3)Y 与Z 可形成YZ
①YZ的空间构型为____ ____(用文字描述)。
②写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：______________。
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为___。
18．(1)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。
①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
②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。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在________(填标号)。
a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．范德华力
(2)(2012·全国卷节选)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
①H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)，气态SeO3分子的立体构型为________，SO离子的立体构型为________。
②H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：
(1)X、Y的元素符号依次为________。
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是______________和____________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(写分子式)，理由是 。
(3)Q的元素符号是________，它的基态原子的核外电子排布式为________________，在形成化合物时它的最高化合价为________。
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键____________________。
20．(1)(2012·福建高考节选)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是_________________________________ _。

(2)(2012·福建高考节选)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。
①在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。
②硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。
A．离子键　　　 B．共价键　　　C．金属键 D．范德华力　　　E．氢键
(3)(2012·山东高考节选)金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
①过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
②甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
21．(2014·全国卷Ⅱ)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
(1)b、c、d中第一电离能最大的是_____(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为____ ____。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________(填化学式，写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。(填化学式)