2024届高三化学新高考大二轮复习教师用书-专题三-主观题突破-3-分子结构与性质原因解释题.docx

　3.分子结构与性质原因解释题

1．分子性质
(1)分子构型与分子极性的关系

(2)键的极性对化学性质的影响
应用示例
按要求回答问题：
(1)酸性：CCl3COOH__________CHCl2COOH(填“＞”或“＜”下同)，其原因是____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
答案　＞　Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性，导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H＋
(2)酸性：CH3COOH________CH3CH2COOH，其原因是_____________________________
_____________________________________________________________________________。
答案　＞　烷基是推电子基因，烷基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱
(3)溶解性
①“相似相溶”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极性溶剂，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，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2．氢键及其对物质性质的影响
氢键不属于化学键，氢键的作用力要大于范德华力。

对物理性质的影响：
(1)分子间氢键使物质沸点较高
例如，沸点：NH3>PH3(NH3分子间形成氢键)、H2O>H2S(H2O分子间形成氢键)、HF>HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH>CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。
(2)分子内氢键使物质的熔、沸点降低，如熔沸点：＜。
(3)使物质易溶于水：如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(分子与水分子间形成氢键)。
(4)解释一些特殊现象：例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键，体积大，密度小)。

1．[2023·湖北，16(5)]导致SiCl4比CCl4易水解的因素有________(填标号)。
a．Si—Cl键极性更大
b．Si的原子半径更大
c．Si—Cl键键能更大
d．Si有更多的价层轨道
答案　abd
解析　a项，Si—Cl键极性更大，易受到极性强的H2O的影响，易水解；b项，Si的原子半径大，非金属性弱，Si—Cl键的极性强，分子中Si原子带有一定的正电荷，容易受到极性H2O的吸引，使之容易水解；c项，Si—Cl键键能更大，更稳定，与水解无关；d项，Si位于第三周期，3d轨道更易和H2O分子中的O原子配位。
2．[2021·全国甲卷，35(3)]甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能形成氢键，且水比甲醇形成的氢键多
3．[2020·山东，17(2)]NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为__________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为____________，键角由大到小的顺序为____________。
答案　NH3、AsH3、PH3　AsH3、PH3、NH3　NH3、PH3、AsH3
4．[2020·全国卷Ⅱ，35(2)]Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是____________________________________________
_______________________________
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
－24.12
38.3
155
答案　TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高

5．[2018·全国卷Ⅱ，35(3)]如图为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________________________________________________________
_______________

答案　S8相对分子质量大，分子间范德华力强
6．(2023·湖北，11)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是(　　)
选项
性质差异
结构因素
A
沸点：正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃)
分子间作用力
B
熔点：AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华)
晶体类型
C
酸性：CF3COOH(pKa＝0.23)，远强于CH3COOH(pKa＝4.76)
羟基极性
D
溶解度(20 ℃)：Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g)
阴离子电荷

答案　D
解析　由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故A正确；AlF3为离子晶体，熔点较高，AlCl3为分子晶体，熔点较低，则AlF3熔点远高于AlCl3，故B正确；由于电负性：F>H，C—F的极性大于C—H，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，故C正确；碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO间存在氢键，导致其不易溶于水，与阴离子电荷无关，故D错误。

1．H2S的熔点为－85.5 ℃，而与其具有类似结构的H2O的熔点为0 ℃，极易结冰成固体，二者物理性质出现差异的原因是________________________________________________
____________________________________________________________________________。
答案　H2O分子间极易形成氢键，而H2S分子间只存在较弱的范德华力
2．NH3常用作制冷剂，原因是_________________________________________________
_________________________________________________________________
答案　NH3分子间能形成氢键，沸点高，易液化，汽化时吸收大量的热
3．硝酸和尿素的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
答案　尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔、沸点降低
4．氨极易溶于水的原因为____________________________________________________
___________________________________________________________________________。
答案　氨和水都是极性分子，依据“相似相溶”规律，且氨分子与水分子间能形成氢键
5．N2H4与O2的相对分子质量相近，但N2H4的熔点(2 ℃)、沸点(114 ℃)分别远远高于O2的熔点(－218 ℃)、沸点(－183 ℃)，原因是_______________________________________
_______
答案　N2H4分子之间存在氢键，O2分子之间为范德华力，氢键比范德华力更强
6．H2O、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为________，熔点差异的原因是___________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
答案　KH>H2O>PH3　KH为离子晶体，H2O、PH3均为分子晶体，H2O分子间存在氢键
7．硼酸分子的结构简式可写为B(OH)3，其晶体为层型片状结构，容易在层与层之间裂解，这是因为在平面层内硼酸分子之间通过______结合，而层与层之间通过________结合。
答案　氢键　范德华力
8．的分子内部存在氢键，画出氢键结构：
________________________________________________________________________。
答案　
9．HSCN的结构有两种，其中硫氰酸
(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸
(H—N==C==S)，原因是_____________________________________________________
__________________________________________________________________________。
答案　异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键
10．卤素对物质性质有明显影响。
(1)常温下，ClCH2COOH、ICH2COOH和CH3COOH电离常数由大到小的顺序为____________________。
(2)吡啶()具有碱性和芳香性。研究发现，吡啶中N原子的电子云密度越大，碱性越强。N原子的杂化类型是________。在下列物质中，碱性最强的是________(填字母，下同)，最弱的是________。

答案　(1)ClCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOH　(2)sp2　d　c
解析　(1)电负性：Cl>I>H，键的极性：Cl—C>I—C>H—C，键的极性越大，羧基中O—H的极性越大，更易电离出H＋，羧酸酸性更强，故电离常数由大到小的顺序为ClCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOH。
(2)吡啶分子中N原子形成2个σ键，还有1个孤电子对，因此杂化类型是sp2杂化。I、Cl的电负性强，C—I、C—Cl的极性强，使N原子核外的电子偏离更多，N原子的电子云密度减小，Cl的电负性大于I，故c的碱性最弱，而甲基是推电子基团，使N原子核外电子云密度增大，故d的碱性最强。