新整理选修《物质结构与性质》说理题归纳

物质结构与性质说理题归纳一．与氢键相关的1、乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是CH3COOH存在分子间氢键2、在乙醇中的溶解度H2O大于H2S水分子与乙醇间能形成分子间氢键。3、C2H6和N2H4分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是N2H4分子之间存在氢键4、H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是：水分子与乙醇分子之间存在氢键5、硝酸易溶解于水的原因：硝酸分子是极性分子，易溶于极性溶剂的水中，硝酸分子中存在“H—O”键，易与水分子间形成氢键6、氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因：联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键7、乙二胺分子（H2N—CH2—CH2—NH2）中氮原子杂化类型为SP3，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键。8、邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，原因是：邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力更大。9、HF和HCl在水中的溶解度HF较大，原因是：HF与水分子之间能形成氢键，氢键的存在能增强物质在水中的溶解性，所以HF和HCl在水中HF的溶解度较大。10、常温下丙酸（CH3CH2COOH）为液体，而氨基乙酸（H2NCH2COOH）为固体，主要原因是：羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键。11、NH3常用作制冷剂，原因是：NH3分子间能形成氢键，沸点高，易液化，汽化时放出大量的热，所以能够做制冷剂。12、解释酒精能与水以任意比互溶，而四氯化碳不溶于水的原因。答：酒精、水分子两者都为极性分子，而四氯化碳为非极性分子，且酒精与水分子间能形成氢键，故增大了酒精在水中的溶解度。13、解释相同条件下，冰的密度比水小的原因。答：液态水中大部分水分子以氢键结合，而冰中所有水分子间氢键结合，形成空隙，体积膨胀。所以冰的密度比水小。14、已知N2H4NH3熔点/℃2-77.8沸点/℃113.5-33.5比较两者的熔沸点，解释其高低的主要原因：N2H4分子间形成氢键的数目比NH3分子间的氢键数目多，所以N2H4的熔沸点高于NH315、氢氟酸溶液中存在2HF===H2F2，H2F2为一元酸，氢氟酸中存在H2F2的原因：HF分子间存在氢键。16、已知苯酚具有弱酸性，其Ka=1.1×10-10，水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下，电离平衡常数Ka2(水杨酸)__＜____Ka（苯酚），其原因是：形成分子内氢键，更难电离出H+17、HN3的结构如右图：H---N---N==N，HN3易溶于水和乙醇的原因是：HN3与水或乙醇分子间形成氢键，所以易溶于水和乙醇。二．晶体熔沸点、硬度比较15、H2Te比H2S沸点高的原因是：两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强18、请解释如下现象：熔点：Si60N60C60，而破坏分子所需要的能量：N60C60Si60，其原因是：结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力(或范德华力)越强，熔点越高，故熔点：Si60N60C60；而破坏分子需断开化学键，N—N键、C—C键、Si—Si键键长逐渐增大，键能逐渐减小，故破坏分子需要的能量顺序为N60C60Si6019、四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是：均为分子晶体，范德华力随相对分子质量增大而增大②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子性减弱、共价性增强。20、CuSO4的熔点为560℃，Cu(NO3)2的熔点为115℃，CuSO4熔点更高的原因是：CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体，SO2－4所带电荷数比NO－3多，故CuSO4晶格能较大，熔点较高12、钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因：Ti的价电子数比Al多，金属键更强(或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案)23、MgCl2的熔、沸点比BeCl2高的原因是：MgCl2是离子晶体，而BeCl2是分子晶体，发生状态变化时，离子晶体要克服离子键，分子晶体要克服分子间作用力，离子键比分子间作用力强得多碳元素可形成多种结构和性质不同的单质，其中金刚石的熔点为3550℃，C60的熔点约为280℃，导致这种差异的原因：金刚石是原子晶体，C60是分子晶体，前者原子间是靠强烈的共价键结合的，后者分子间是靠微弱的范德华力结合在一起的6、解释碱金属单质钾钠锂熔点逐渐升高的原因。答：因钾钠锂都是金属晶体，钾钠锂的自由电子数都为1，而离子半径逐渐减小，所以钾钠锂的金属键依次增强，熔点依次升高。7、解释F2、Cl2、Br2、I2熔沸点升高的原因。答：固态的F2、Cl2、Br2、I2都为分子晶体，F2、Cl2、Br2、I2组成和结构相似，相对分子量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，熔沸点逐渐升高。8、氯化钠和氧化镁晶体结构相似，为什么氧化镁熔点高于氯化钠？答：两者都为离子晶体，氧化镁中Mg2+、O2-离子所带电荷数多于氯化钠中Na+、Cl-离子所带电荷数，且r(Mg2+)＜r(Na+)，r(O2-)＜r(Cl-)，所以氧化镁中离子键强于氯化钠中离子键，熔点高于氯化钠。三．与电离能相关36、尿素[CO(NH2)2]分子中N、O元素的第一电离能NO，原因是：N元素的2P能级为半充满，是较稳定的结构，失去1个电子需要的能量多，所以第一电离能NO7、Mn2+的稳定性强于Mn3+，其原因是：Mn2+的3d能级为半充满状态而Mn3+不是10、从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是Fe3+的3d5半满状态更稳定30、比较Mn和Fe的电离能数据可知：气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此，你的解释是：Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定；而Fe2+的3d轨道电子数为6，不是较稳定的状态。39、Na+和Ne互为等电子体，电离能I2（Na）I1（Ne），原因是：Na+和Ne电子排布结构相同，而Na+比Ne的核电荷数大，因此Na+原子核对核外电子的吸引力大于Ne原子核对核外电子的吸引力，所以Na+更难失去电子，电离能更大。四．与电负性相关1、AsH3分子为三角锥形，键角为91.80°，小于氨分子键角107°,AsH3分子键角较小的原因是砷原子电负性小于氮原子,其共用电子对离砷核距离较远，斥力较小，键角较小。2、OF2分子中氧原子的轨道杂化类型为sp3杂化，OF2被称为氟化物而不被称为氧化物的原因是氧化物中氧元素显负价，而在OF2中氧元素的化合价为+211、Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+，其原因是：N元素电负性比O元素电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2+形成的配位键更强22、NH3容易与Cu2＋形成配离子，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是：F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配位键五．与半径、键长、键能相关1、氮原子间能形成氮氮叁键，而砷原子间不易形成叁键的原因是砷原子半径较大，原子间形成的σ键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠，难以形成π键。2、硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是：C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成3、SO3的三聚体环状结构如图1所示，此氧化物的分子式应为________，该结构中S—O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因：形成b键的氧原子与两个S原子结合，作用力较小（相当于一心两用）4、解释水分子比硫化氢分子稳定的原因。答：氧原子半径比硫原子半径小，则氧氢键比硫氢键短，键能大，更稳定。5、已知常温下，H2CrO4的K1=4.1、K2=1×10-5，从结构的角度上看，K2K1的原因是：第二步电离产生的二价酸根离子重新结合H+的能力强于第一步电离产生的一价酸根离子结合H+的能力6、Si、C和O的成键情况如下：化学键C—OC=OSi—OSi=O键能（kJ·mol-1）360803464640C和O之间易形成含有双键的CO2分子晶体，而Si和O之间则易形成含有单键的SiO2原子晶体，请结合数据分析其原因为：碳与氧之间形成含有双键的分子晶体放出的能量大于形成含单键的原子晶体放出的能量，故CO2易形成含双键的分子晶体；硅与氧之间形成含有双键的分子晶体放出的能量小于形成含单键的原子晶体放出的能量，故SiO2易形成含单键的原子晶体。7.键长短的共价键其键能一定大吗？不一定。一般情况下键长短的键能大，但F2分子中，F原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两F原子形成共价键时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此键能不大，F2的稳定性差，很容易与其他物质反应。8、已知N—N、N≡N、N≡N键能之比为1.00:2.17:4.90，而C—C、C=C、C≡C键能之比为1.00:1.77:2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？键能数据表明，N≡N键能大于N—N键能的三倍，N=N键能大于N—N键能的两倍；而C≡C键能却小于C—C键能的三倍，C=C键能小于C—C键能的两倍。说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，容易被试剂进攻，故易发生加成反应；而氮分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。11、已知一氧化碳与氮气结构相似，键能数据如下：（单位kJ/mol）C－O或N－NC＝O或N＝NC≡O或N≡NCO357.7798.91071.9N2154.8418.4941.7结合数据说明CO比N2活泼的原因。答：断裂第一个∏键消耗能量：CO所需1071.9-798.9=273kJ/mol，N2所需941.7-418.4=523.3kJ/mol，前者小于后者，所以CO中第一个∏键比N2中第一个∏键更容易断裂，CO比N2活泼。六．键角比较1、H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因是：H2O中的氧原子有2对孤电子对，H3O+中氧原子有1对孤电子对，排斥力较小。2、已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4NH3H2O，请分析可能的原因：它们的中心原子都是sp3杂化，CH4分子中无孤对电子，NH3分子中含有1对孤对电子，H2O分子中含有2对孤对电子，对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角逐渐减小。3、NF3的键角______NH3的键角（填“”“”“=”），理由是：F的电负性比H大，NF3中N周围电子云密度减小，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小。4、两种三角锥形气态氢化物膦（PH3）和氨（NH3）的键角分别为93.6o和107o，试分析PH3的键角小于NH3的原因：电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的斥力增大，键角变大。5、高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N____Si—N—Si（填“”“”“=”），原因是：N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小。七．酸性大小解释17、HClO2和HClO3哪个酸性更强，为什么？HClO2中的Cl为＋3价，而HClO3中的Cl为＋5价，HClO3中Cl的正电性更高，导致Cl—O—H中O原子上的电子更向Cl偏移，更易电离出H＋，故HClO3的酸性更强八．与配合物相关1、简单金属离子在水溶液中的颜色大多与价层含有未成对电子有关，Cu+呈无色，其主要原因可能是价层无未成对电子。2、某同学用硫酸铜溶液与氨水做