2.2 分子结构与物质的性质-【帮课堂】2024-2025高二化学同步学与练（沪科版2020选择性必修2）

第二章 分子结构与性质 2.2 分子结构与物质的性质 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解有关原子核外电子运动模型的历史发展过程 2．知道电子运动的能量状态具有量子化的特征 3．知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述 4．知道原子光谱分析及应用 重点：能层、能级与能量、电子数的关系。 难点：光谱、原子轨道、电子云概念的理解。 一、分子的极性 1．极性分子和非极性分子 （1）极性分子：如果分子中正电中心与负电中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀、不对称，分子的某一部分呈正电性(δ＋)，另一部分呈负电性(δ－)的分子。如HCl、NH3等。 （2）非极性分子：分子中正、负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀、对称的分子。如CO2等。 2．键的极性与分子极性的关系 分子 共价键的极性 分子中正负 电荷中心 结论 举例 同核双原子分子 非极性键 重合 非极性分子 H2、N2、O2 异核双原子分子 极性键 不重合 极性分子 CO、HF、HCl 异核多原子分子 分子中各键的向量和为零 重合 非极性分子 CO2、BF3、CH4 分子中各键的向量和不为零 不重合 极性分子 H2O、NH3、CH3Cl 结论 ①只含非极性键的分子一定是非极性分子（O3除外）。 ②含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为非极性分子，否则为极性分子。 非极性分子的正负电荷 极性分子的正负电荷 中心不重合（水分子） 中心重合（二氧化碳分子） ③极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。 3．极性分子和非极性分子的判断方法 （1）根据分子组成判断 ①所有的惰性气体都为非极性分子。 ②以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子，如：H2()、Cl2()… ③以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：HCI()、CO、NO… ④含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子，如CCl4。空间结构不对称的是极性分子，如NH3。 （2）根据分子空间结构判断：以极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定。 ①空间构型对称，为非极性分子，如：CH4()、CO2（）、CS2、BF3、C2H2… ②空间构型不对称，为极性分子，如：NH3()、H2O（）、H2O2… （3）ABn型分子可参考使用以下经验规律判断 ①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子； ②若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)，则为极性分子，若无孤对电子，则为非极性分子 4．相似相溶原理 （1）实验探究：溶质分子的极性对溶解性影响 实验 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 溶质 蔗糖 HCl CH4 I2 I2 P4 溶质分子极性 极性 极性 非极性 非极性 非极性 非极性 溶剂 水 水 水 水 CCl4 CS2 溶剂分子极性 极性 极性 极性 极性 非极性 非极性 溶解性 易溶 易溶 难溶 难溶 易溶 易溶 结论 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而极性溶质一般能溶于极性溶剂。 （2）相似相溶原理：由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，这个经验规律叫相似相溶原理。例如：碘易溶于CCl4，难溶于水。 【温馨提示】 1．原子结构的认识 ①原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 ②目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。 2．常见分子类型与极性关系 分子类型 分子形状 键角 键的极性 分子极性 代表物 A 球形 非极性 He A2 直线形 非极性 非极性 H2、O2 AB 直线形 极性 极性 CO、NO ABA 直线形 180° 极性 非极性 CO2、CS2 ABA 折线形，V字形 极性 极性 H2O、SO2 A4 正四面体形 60° 非极性 非极性 P4 AB3 平面三角形 120° 极性 非极性 BF3 AB3 三角锥形 极性 极性 NH3 AB4 正四面体形 109°28 极性 非极性 CH4、CCl4 AB3C 四面体形 极性 极性 CH3Cl AB2C2 四面体形 极性 极性 CH2Cl2 3．分子极性的特殊性 （1）一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，其空间结构不对称，故O3为极性分子。 （2）含有非极性键的分子不一定为非极性分子。H2O2的结构式为H—O—O—H，其空间结构如图所示： 是不对称的，所以H2O2为极性分子。 （3）只含极性键的分子不一定是极性分子（如CH4）。 二、手性 1．手性异构 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。如图： 2．手性分子 对于仅通过单键连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均不相同时，这个碳原子称为不对称碳原子，常根据有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子。如乳酸()分子： 或 手性分子之间互为镜像，不可重合 3．手性分子的判断 （1）观察实物与其镜像能否重叠，如果不能重叠，说明是手性分子。如： （2）观察是否有手性碳原子：有机物具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用*C来表示。如：中含有1个手性碳原子(标“*”的碳原子)。 4．手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 （1）用手性催化剂合成手性药物。合成药物绝大多数为手性分子。研究表明，在药物分子的对映异构体中，只有一种对疾病有治疗作用，而另一种则没有药效，甚至对人体有毒副作用。 （2）构成生命体的有机物约大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。手性分子的主要应用是生产手性药物和手性催化剂，手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成。 【温馨提示】 1．手性碳原子：连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子，用*C来标记。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子。如R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，*C是手性碳原子。 2．手性分子的判断：判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。 3．手性分子的应用：2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。 三、分子结构对化学性质的影响 1．键的极性对HCl、H2O、C2H5OH化学性质的影响 （1）结构式 HCl： H2O： C2H5OH： （2）性质异同及原因分析 ①HCl是电解质，在水溶液中完全电离；H2O是弱电解质，能部分发生电离；C2H5OH是非电解质，溶于水不能发生电离。 ②原因：乙醇分子中的C2H5—是推电子基团，使得乙醇分子中的电子云向着远离乙基的方向偏移，羟基的极性比水分子中的小，因而钠和乙醇的反应不如钠和水的剧烈，而HCl在水中呈酸性，所以其在水中可以电离，可见极性比水强，更易电离出氢离子，则钠和水的反应不如钠和盐酸的剧烈。 2．键的极性对有机酸的酸性强弱的影响 （1）酸性强弱的衡量标准：羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示。 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 （2）酸性强弱的影响（以乙酸为例） ①结构式： ②本质：CH3COOHCH3COO- + H+，，pKa ＝ -lgKa ③结论：羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。 ④键的极性影响：羧基中的羟基极性越大→羧基越易电离出氢离子→羧酸酸性越强。 羧酸 pKa 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 结论 酸性：氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸 原因：由于氯的电负性较大，极性：Cl3C—＞ Cl2CH—＞ ClCH2—，导致三氯乙酸中的羧基的极性最大，更易电离出氢离子。 【温馨提示】有机酸的酸性强弱的判断 1．烃基（R—）是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。所以，酸性HCOOH >CH3COOH>CH3CH2COOH。 2．与羧基（—COOH）相连的C—X（X为卤素原子）的极性越大，羧酸的酸性越大；C—X的数量越多，羧酸的酸性越大，如酸性：CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH；CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH。 四、分子间作用力 1．范德华力 （1）概念：物质的分子之间存在着相互作用力，把这类分子间作用力称为范德华力。 （2）特征： ①)范德华力广泛存在于分子之间，由分子构成的液态和固态物质，范德华力存在于相邻的分子之间；由分子构成的气态物质，只有分子相互接近时才存在范德华力。 ②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 ③范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。 （3）影响因素： ①一般来说，组成和性质相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大； ②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N2。 ③分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力越小，如 对二甲苯< 间二甲苯 < 邻二甲苯。 （4）范德华力对物质性质的影响 ①熔、沸点：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，如卤素单质和卤素碳化物的熔、沸点（见下图）；组成相似、相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点CO>N2(CO为极性分子)。 ②溶解性：溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如CH4几乎不溶于水，而HCl极易溶于水；同理，Br2、I2与苯分子间的作用力较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。 2．氢键 （1）概念：氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 （2）形成条件： ①H原子与电负性很大的X原子形成强的极性键，如H2O中的O原子。 ② 与H原子形成氢键的Y原子的电负性必须很大，如NH3中的N原子。 ③X、Y的原子半径要小，以减小形成氢键的空间阻力。 综上所述，能形成氢键的元素一般为N、O、F。 （3）表示方法：氢键的通式可用X—H…Y—表示。式中X和Y表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。、。 （4）氢键的特征 ①氢键不是化学键，而是特殊的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强。 ②氢键具有一定的方向性和饱和性。X—H与Y形成分子间氢键时，氢原子只能与一个Y原子形成氢键，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定（见上图）。 （5）氢键的类型 ①分子间氢键，如水中O—H…O。 ②分子内氢键，如（邻羟基苯甲醛）。 （6）氢键对物质性质的影响 ①当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 ②当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将下降。 ③氢键也影响物质的溶解。如NH3极易溶于水，因NH3与H2之间能形成氢键，且都是极性分子。 ⅣA 至ⅦA 族部分元素气态氢化物的沸点 ④对物质密度的影响：氢键可使固体或液体的密度减小；使气体物质的密度增大。如液态水密度>固态的密度。 ⑤氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1与对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1相差较大。 【温馨提示】 1．范德华力：范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 2．氢键： （1）一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。 （2）氢键是一种比范德华力更强的分子间作用力，但远比化学键弱。当分子间存在氢键时，物质的熔、沸点升高。另外，氢键还会影响物质的溶解性等性质，如乙醇、乙酸和水能以任意比例互溶。 3．范德华力、氢键、化学键的比较 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强的原子之间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 作用粒子 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　 ①随分子极性的增大而增大 ②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X—H…Y，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 ①影响物质的熔点、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、沸点升高。如CF4<CCl4<CBr4 ①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 ②分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点 共价键键能越大，分子稳定性越强 1．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．BCl3与NCl3均为三角锥形结构，均为极性分子 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键 【答案】A 【解析】A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子，A正确；B．BCl3为平面三角形结构，为非极性分子，B错误；C．某些共价化合物，如CH4、C2H4等也是非极性分子，C错误；D．非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等，D错误；故选A。 2．下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是（ ） A．CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子,在三种物质中熔、沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子 【答案】B 【解析】根据“相似相溶”原理,水是极性分子,CS2是非极性分子,SO2和NH3都是极性分子,A错误,B正确;CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,C错误;NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子为极性分子外,还因为NH3分子和H2O分子之间可形成氢键,D错误。 3．下列有机物分子中属于手性分子的是（ ） ①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　 ②2­丁醇 ③　 ④丙三醇 A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④ 【答案】C 【解析】写出各分子的结构简式： 可知①②③中存在手性碳原子(用“*”标记)，而④中不含手性碳原子，故①②③属于手性分子。 4．下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是（ ） A．CCl4和SiCl4的熔点 B．邻羟基苯甲醛()和对羟基苯甲醛()的沸点 C．O3和O2在水中的溶解度 D．CH2ClCOOH和CCl3COOH的酸性 【答案】C 【解析】A．氯的电负性大于氢的电负性，CCl3COOH中羧基中O-H键极性大于CH2ClCOOH中羧基中O-H键极性，导致CCl3COOH中羧基中O-H键更易电离，酸性更强，故A不符合题意；B．邻羟基苯甲醛的两个基团靠的很近，能形成分子内氢键，使熔沸点降低；而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，使熔沸点升高，所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低，故B不符合题意；C．O3分子为V字形结构，和水的结构相似，氧气是直线型结构，根据相似形溶原理，所以O3在水中的溶解度比O2要大，故C符合题意；D．，故D不符合题意；故选C。 5．下列现象与氢键有关的是（ ） ①CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑤水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①② 【答案】B 【解析】①乙醇能形成分子间氢键，二甲醚不能形成分子间氢键，则乙醇的分子间作用力大于二甲醚，沸点高于二甲醚，所以乙醇的沸点高于二甲醚与氢键有关，故正确；②小分子的醇中含有羟基、羧酸中含有羧基，都能与水分子形成分子间氢键，则小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶与氢键有关，故正确；③冰中水分子与周围四个水分子以分子间氢键形成四面体结构，中间有空隙，则冰的密度比液态水的密度小，所以冰的密度比液态水的密度小与氢键有关，故正确； ④邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，则邻羟基苯甲酸的分子间作用力小于对羟基苯甲酸，熔、沸点低于羟基苯甲酸，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低与氢键有关，故正确；⑤水分子高温下也很稳定与氧元素的非金属性强，氢氧键的键能大有关，与氢键无关，故错误；①②③④正确，故选B。 ►问题一 键的极性与分子极性 【典例1】下列叙述正确的是（ ） A．含有非极性键的分子一定是非极性分子 B．非极性分子中一定含有非极性键 C．由极性键形成的双原子分子一定是极性分子 D．分子的极性只与键的极性有关 【答案】C 【解析】A．含有非极性键的分子不一定是非极性分子，如，A项错误；B．非极性分子中不一定含有非极性键，如、均是只含有极性键的非极性分子，B项错误；C．由极性键形成的双原子分子正负电荷的重心肯定不重合，一定是极性分子，C项正确；D．分子的极性除与键的极性有关外，还与分子的空间结构有关，D项错误；故选C。 【变式1-1】下列叙述正确的是（ ） A．NH3是极性分子，分子中氮原子是在3个氢原子所构成的三角形的中心 B．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所构成的正方形的中心 C．H2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中间 D．CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中间 【答案】C 【解析】NH3中N与3个H形成3个σ键,孤电子对数为(5-3×1)/2=1,为三角锥形结构、极性分子,故A项错误;CCl4中C与4个Cl形成4个σ键,孤电子对数为0,为正四面体形结构、非极性分子,故B项错误;H2O中O与2个H形成2个σ键,孤电子对数为(6-2×1)/2=2,为V形结构、极性分子,故C项正确;CO2中C与2个O形成2个σ键,孤电子对数为(4-2×2)/2=0,为直线形结构、非极性分子,故D项错误。 【变式1-2】下列说法正确的是（ ） A．CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B．若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同 C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D．CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子 【答案】A 【解析】A．甲烷分子中心原子形成四个σ键，没有孤电子对，所以价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体，A正确；B．SO2和OF2分子的空间构型均为V形，但前者中心原子为sp2杂化，后者中心原子为sp3杂化，B错误；C．冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构，表明了氢键通常具有方向性，干冰的结构表现为分子密堆积，范德华力没有方向性，C错误；D．CO2和CCl4都是极性键形成的非极性分子，CO2既含σ键又含π键而CCl4只含σ键不含π键，D错误； 故选A。 ►问题二 手性碳原子及手性分子 【典例2】丙氨酸（C3H7NO2）分子为手性分子，它存在手性异构体，如下图所示： 下列关于丙氨酸的两种手性异构体Ⅰ和Ⅱ的说法正确的是（ ） A．Ⅰ和Ⅱ分子中均存在个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，不含非极性键 D．Ⅰ和Ⅱ的化学键相同，但分子的性质不同 【答案】D  【解析】A.Ⅰ和Ⅱ属于手性异构，分子中均存在个手性碳原子，故A错误；B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，但是二者存在的化学键相同，都是极性分子，所以具有相同的分子极性，故B错误；C.正负电荷中心重合的分子为非极性分子，Ⅰ和Ⅱ都是极性分子，分子中存碳碳非极性键，故C错误；D.Ⅰ和Ⅱ的化学键相同，二者为手性异构体，性质不完全相同，故D正确。故选：。 【变式2-1】我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是（ ） A. 分子中原子有、两种杂化方式 B. 分子中含有手性碳原子 C. 该物质既有酸性又有碱性 D. 该物质可发生取代反应、加成反应 【答案】B  【解析】A.该有机物中从左往右第一个原子有一个孤对电子和两个键，为杂化；第二个原子有一个孤对电子和三个键，为杂化，A正确；B.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，该有机物中没有手性碳原子，B错误；C.该物质中存在羧基，具有酸性；该物质中还含有，具有碱性，C正确；D.该物质中存在苯环可以发生加成反应，含有甲基、羧基与苯环可以发生取代反应，D正确；故选：。 【变式2-2】下列对分子的性质的解释中，不正确的是（ ） A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释 B．正四面体形结构：CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键 D．青蒿素分子式为C15H22O5，结构见图，该分子中包含7个手性碳原子 【答案】C 【解析】A．碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用相似相溶原理解释，A正确；B．CH4中只含有C—Cl极性键，CCl4中只含有C—Cl极性键，CH4、CCl4的空间结构均为正四面体形，分子结构对称，正、负电荷重心重合，属于非极性分子，B正确；C．水很稳定，1000℃以上才会部分分解，是因为水中的H-O键非常稳定，与存在氢键无关，C错误；D．手性碳原子周围相连的4个原子或原子团都不相同，根据青蒿素的结构简式，可知该分子中包含7个手性碳原子，D正确；故选C。 ►问题三 分子结构对物质性质的影响 【典例3】一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是（ ） A．HCl易溶于水 B．I2易溶于CCl4 C．Cl2可溶于水 D．NH3难溶于苯 【答案】C 【解析】HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。 【变式3-1】下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是（ ） A．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致 B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子 C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 【答案】A 【解析】A．稳定性为物质的化学性质，而氢键影响物质的物理性质，A错误；B．人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，中含1个手性碳原子(*所示)，B正确；C．碘、四氯化碳、甲烷均为非极性分子，水为极性分子，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释，C正确；D．氟的电负性大于氯的电负性，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，三氟乙酸中的-COOH比三氯乙酸中的-COOH更容易电离出氢离子，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确； 【变式3-2】三氟化氯(ClF3)是极强助燃剂，能发生自耦电离：2ClF3ClF4-+ClF2+，其分子的空间构型如图所示。下列推测合理的是（ ） A．ClF3与Fe反应生成FeCl3和FeF3 B．ClF3分子是含有极性键的非极性分子 C．BrF3比ClF3更难发生自耦电离 D．熔沸点：BrF3<ClF3 【答案】A 【解析】A．三氟化氯具有强氧化性，能将Fe氧化为+3，因此ClF3与反应生成FeCl3和FeF3，故A正确；B．由结构可知三氟化氯正负电荷重心不能重合，为极性分子，故B错误；C．Br的电负性比Cl弱，则Br-F键比Cl-F键弱，BrF3更易发生自耦电离，故C错误；D．BrF3、ClF3为组成结构相似的分子，BrF3的相对分子质量大于ClF3，则分子间作用力大，熔沸点高于ClF3，故D错误；故选：A。 ►问题四 分子间作用力 【典例4】下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是（ ） A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中 B．范德华力比氢键的作用还要弱 C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关 【答案】B 【解析】只有由分子组成的物质中才存在范德华力，A项错误；范德华力弱于氢键，B项正确；只有由分子组成且分子之间存在氢键的物质，其物理性质才由范德华力和氢键共同决定，C项错误；氢键的强弱主要与形成氢键的原子的电负性有关，D项错误。 【变式4-1】3．下列说法正确的是（ ） A．由于氢键的存在，冰才能浮在水面上 B．氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C．由于氢键的存在，沸点：HCl＞HBr＞HI＞HF D．氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角是104.5° 【答案】A 【解析】A．冰中分子排列有序，氢键数目增多，体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上是氢键的原因，故A正确；B．氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故B错误；C．卤素的氢化物均为分子晶体，分子晶体相对分子质量越大，分子间范德华力越大，熔沸点越高，卤素的氢化物中只有HF分子间存在氢键，故沸点：HF＞HI＞HBr＞HCl，故C错误；D．键角是共价键的参数，氢键不是共价键，是分子间作用力，所以键角与氢键无关，故D错误；答案选A。 【变式4-2】下列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、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 【答案】B 【解析】A项，N2和O2都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，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中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。 1．下列各组分子都属于含有极性键的非极性分子的是（ ） A．CO2、H2S B．C2H4、CH4 C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl 【答案】B 【解析】A．H2S分子中S原子有孤电子对，空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，A不符合题意；B．C2H4、CH4均含有C-H极性键，且正负电荷中心重合，为非极性分子，B符合题意；C．Cl2分子中不含极性键，C不符合题意；D．NH3、HCl中心原子均有孤电子对，正负电荷中心不重合，为极性分子，D不符合题意；综上所述答案为B。 2．把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏移的是（ ） A．CCl4 B．C2H5OH C．CS2 D．C6H6 【答案】B 【解析】只有极性分子才会被静电吸引或排斥而使细流发生偏移，所给选项中A、C、D三种分子均是非极性分子。 3．下列说法正确的是（ ） A．氢键不是化学键 B．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力 D．碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键 【答案】A 【解析】A．氢键是分子间作用力，不是化学键，故A正确；B．HF的稳定性很强，是由于H-F键键能较大的原因，与氢键无关，故B错误；C．乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力，故C错误；D．氯化氢与碘化氢都属于分子晶体，分子结构相同，碘化氢相对分子质量较大，分子间作用力较强，沸点较高，与氢键无关，故D错误；故选A。 4．下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是（ ） A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高 C．、H—O—H、C2H5OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高 【答案】B 【解析】A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是由于H—X(X为卤素原子)键的键能依次减小，故A错误；B．F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力依次增强，所以其熔、沸点也依次升高，故B正确；C．、H—O—H、C2H5OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱，与O—H键的极性有关，与范德华力无关，故C错误；D．CH3—O—CH3的沸点比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力，故D错误；故选B。 5．图中两分子所表示的物质间的关系是（ ） A．互为同分异构体 B．是同一种物质 C．互为手性异构体 D．互为同系物 【答案】B 【解析】题图中的分子不含手性碳原子，所以两分子不是手性分子；两分子的分子式相同，结构相同，故两分子表示的物质是同一种物质。 6．下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是（ ） A．F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能 B．三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D．气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HC分子 【答案】A 【解析】A．F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F—F键不稳定，因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能，与电负性无关，A符合题意；B．氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于Cl—C键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意；C．氟的电负性大于氯的电负性，F—H键的极性大于Cl—H键的极性，导致HF分子极性强于HCl，C不符合题意；D．氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在，D不符合题意；故选A。 7．下列说法不正确的是（ ） A．分子间作用力是分子间静电作用的总称 B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中 【答案】D 【解析】分子间作用力是分子间静电作用的总称，它包括氢键与范德华力，它的作用弱于化学键，但不属于化学键，它对物质熔、沸点，物质的溶解和电离等均有影响。 8．维生素C是重要的营养素，又称“抗坏血酸”，在人体内可发生如图转化：下列有关维生素C的说法错误的是（ ） A．含有羟基、酯基、碳碳双键三种官能团 B．维生素C中含有两个手性碳原子 C．碱性环境中更易被破坏 D．易溶于水，因此饮用鲜榨果汁比直接食用水果效果好 【答案】D 【解析】A．从维生素C的结构可知，其中含有羟基、酯基、碳碳双键三种官能团，A正确；B．从维生素C的结构可知，其中含有两个手性碳原子，如图中  标注*的碳原子为手性碳原子，B正确；C．碱性条件下维生素C容易发生水解，故碱性条件下更易被破坏，C正确；D．维生素C中含有多个羟基，易溶于水，榨果汁的过程中维生素C容易被氧化，因此直接食用水果效果更好，D错误；故答案选D。 9．下列叙述与范德华力无关的是（ ） A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．熔、沸点高低：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3 C．干冰易升华，SO2固体不易升华 D．氯化钠的熔点较高 【答案】D 【解析】A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固是因为气体分子之间存在范德华力，A不符题意；B．结构相似的共价分子，相对分子质量越大，范德华力越大，因此熔、沸点高低：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3，B不符题意；C．干冰是固态的二氧化碳，二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，极性越强范德华力越强，因此干冰易升华，SO2固体不易升华，C不符题意；D．氯化钠是离子晶体，不存在范德华力，氯化钠的熔点较高是离子键较强，与范德华力无关，D符合题意；答案选D。 10．抗生素克拉维酸的结构简式如图所示，下列关于克拉维酸的说法错误的是（ ） A．存在顺反异构 B．含有5种官能团 C．可形成分子内氢键和分子间氢键 D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应 【答案】D 【解析】A．由题干有机物结构简式可知，该有机物存在碳碳双键，且双键两端的碳原子分别连有互不同的原子或原子团，故该有机物存在顺反异构，A正确；B．由题干有机物结构简式可知，该有机物含有羟基、羧基、碳碳双键、醚键和酰胺基等5种官能团，B正确；C．由题干有机物结构简式可知，该有机物中的羧基、羟基、酰胺基等官能团具有形成氢键的能力，故其分子间可以形成氢键，其中距离较近的某些官能团之间还可以形成分子内氢键，C正确；D．由题干有机物结构简式可知，1mol该有机物含有羧基和酰胺基各1mol，这两种官能团都能与强碱反应，故1mol该物质最多可与2molNaOH反应，D错误；故答案为：D。 11．CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸ClCH2COOH中的—Cl 基团，属于吸电子基团，能使—OH上的氢原子具有更大的活性，有的基团属于斥电子基团，能减弱—OH上氢原子的活性，这些作用统称为“诱导效应”，据以上规律填写下列空白： （1）已知HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是______________。 （2）已知CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是________。 （3）—C6H5属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH________(填“强”或“弱”)。 （4）下列酸中：CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH，酸性最强的是________。 【答案】（1）吸　醛基(—CHO)　 （2）斥　甲基(—CH3)　 （3）强 　（4）CF3COOH 【解析】据题给信息，与羟基相连的基团若为吸电子基团，则羧酸的酸性增强，若为斥电子基团，则羧酸的酸性减弱。所连的基团吸电子能力越强，羧酸的酸性越强。 12．按要求填空： （1）在①N2 ②CS2 ③H2Se ④AsH3 ⑤(CN)2 ⑥HCHO ⑦CH2Cl2 ⑧ ⑨BF3 ⑩H2O2中，仅由极性键构成的极性分子有 _____ ；含有π键，且属于非极性分子的是 ______ ；既含有极性键又含有非极性键的分子为 ______ ；⑩为 ______ (填”极性”或“非极性”)分子。 （2）已知下列四种酸①CH3CBr2COOH ②CH3CF2COOH ③CH3CH2COOH ④CH3COOH酸性由弱到强的顺序为 __________ 。 （3）已知BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的空间结构为 ____ ；NaBF4的电子式为 _____ 。 （4）下列实验事实不能用氢键来解释的是_________________。 A．CH4比SiH4稳定 B．乙醇能与水以任意比互溶 C．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛 D．接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18 【答案】（1） ③④⑦ ①②⑤⑧ ⑤⑩ 极性 （2）③④①② （3） 正四面体形 （4）A 【解析】（1）①N2含非极性键，含键、含π键，是非极性分子，②CS2含极性键，含键、含π键，是非极性分子，③H2Se含极性键，含键、不含π键，是极性分子，④AsH3含极性键，含键、不含π键，是极性分子，⑤(CN)2含极性键和非极性键，含键、含π键，是非极性分子，⑥HCHO含极性键，含键、含π键，是极性分子，⑦CH2Cl2含极性键，含键、不含π键，是极性分子，⑧含极性键和非极性键，含键、含π键，是非极性分子，⑨BF3含极性键，含键、不含π键，是非极性分子，⑩H2O2含极性键和非极性键，含键、不含π键，是极性分子，则仅由极性键构成的极性分子有③④⑦；含有π键，且属于非极性分子的是①②⑤⑧；既含有极性键又含有非极性键的分子为⑤⑩；⑩为极性分子。 （2）对于有机羧酸，烷基是推电子基团，烃基越长，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，因此乙酸的酸性大于丙酸的，当酸分子中C原子数相同时，由于吸引电子能力：F＞Br＞H，所以分子中含有F原子的羧酸 的酸性比含有相同数目Br原子的羧酸的酸性强，故四种酸的酸性排序为：②CH3CF2COOH＞①CH3CBr2COOH＞④CH3COOH＞③CH3CH2COOH，酸性由弱到强的顺序为③④①②。 （3）BF4-中B原子的价电子对数为，所以BF4-的空间结构为正四面体形；NaBF4为离子化合物，其电子式为。 1．下列说法正确的是（ ） A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高 B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．CS2、H2S、C2H2都是直线形分子 D．在水中的溶解性：戊醇＞乙二醇＞乙醇 【答案】B 【解析】A．结构相似的物质，物质的相对分子质量越大，分子间作用力就越强，物质的熔沸点就越高。但由于F的电负性很大，对应的氢化物HF的分子间可形成氢键，增大了分子之间的吸引作用，导致其熔、沸点比HI还高，A错误；B．CH4中只含有C-H极性键，CCl4中只含有C-Cl极性键，CH4、CCl4的空间结构均为正四面体形，分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，所以CH4、CCl4都是由极性键构成的非极性分子，B正确；C．H2S分子中，中心S原子与2个H原子形成2个σ键，S原子上还存在2对孤电子对，所以S原子采用sp3杂化，分子结构呈V形；CS2与C2H2的中心原子的杂化方式均为sp杂化，分子结构为直线形分子，C错误；D．醇分子中含有亲水基羟基，物质分子中含有的羟基数目越多，分子中的烃基碳原子数目越少，则物质在水中的溶解性就越强，所以在水中的溶解性：乙二醇＞乙醇＞戊醇，D错误；故合理选项是B。 2．下列分子为手性分子的是（ ） A．CH2Cl2 B．CH3CH2COOCH2CH3 C． D． 【答案】C 【解析】C项乳酸分子的中间碳原子连有—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子或原子团，应是手性分子。 3．下列说法正确的是（ ） A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 B．随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔沸点也逐渐升高 C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的熔沸点比H2S的高 D．在由分子构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定 【答案】B 【解析】冰融化时发生物理变化，只破坏H2O分子间的分子间作用力而不破坏化学键，A项错误；结构相似的分子中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比，所以随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大，所以它们相应的熔沸点也逐渐升高，B项正确；物质的熔沸点与化学键无关，水的熔沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键，C项错误；物质的稳定性与化学键有关，与范德华力无关，D项错误。 4．中科院国家纳米科学中心的科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据，这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法.下列说法中正确的是（ ） ①正是氢键的存在，冰能浮在水面上；②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一；③由于氢键的存在，沸点：HCl>HBr>HI>HF；④由于氢键的存在，使水与乙醇互溶；⑤由于氢键的存在，使水具有稳定的化学性质。 A．②⑤ B．③⑤ C．②④ D．①④ 【答案】D 【解析】①冰中水分子有序排列，每个水分子被4个水分子包围，形成4个氢键，使体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上，是氢键导致的，故①正确；②氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故②错误；③HF分子间存在氢键，沸点最高，HCl、HBr、HI分子间都不存在氢键，熔、沸点高低取决于分子间作用力大小，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔、沸点越高，所以沸点：HCl<HBr<HI<HF，故③错误；④乙醇可以和水形成分子间氢键，故乙醇能与水以任意比例互溶，故④正确；⑤氢键决定的是物质的物理性质，而分子的稳定性由共价键的强弱决定，故⑤错误；①④正确，D满足题意；答案选D。 5．通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是（ ） A．P为非极性分子，Q为极性分子 B．第一电离能：B<C<N C．1mol P和1mol Q所含电子数目相等 D．P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化 【答案】A 【解析】A．由所给分子结构图，P和Q分子都满足对称，正负电荷重心重合，都是非极性分子，A错误；B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N，故B正确；C．由所给分子结构可知，P分子式为C24H12，Q分子式为B12N12H12，P、Q分子都是含156个电子，故1mol P和1mol Q所含电子数目相等，C正确；D．由所给分子结构可知，P和Q分子中C、B和N均与其它三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化，D正确；本题选A。 6．下列五组同族元素的物质，在101.3kPa时测定它们的沸点(℃)如表所示： ① He -268.8 (a)-249.5 Ar -185.8 Kr -151.7 ② F2 -187.0 Cl2 -33.6 (b) 58.7 I2 184.0 ③ (c) 19.4 HCl -84.0 HBr -67.0 HI -35.3 ④ H2O 100.0 H2S -60.2 (d) -42.0 H2Te -1.8 ⑤ CH4 -161.0 SiH4 -112.0 GeH4 -90.0 (e) -52.0 对应表中内容，下列说法正确的是（ ） A．a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF B．第②行物质均有氧化性；第③行物质均是强酸 C．第④行各化合物的沸点变化说明元素非金属性越强，气态氢化物沸点越高 D．由于氢键的影响，HF分子和H2O分子特别稳定 【答案】A 【解析】A．根据表中数据规律，a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF，A项正确；B．第③行物质中HF是弱酸，B项错误；C．第④行物质的沸点变化为高→低→高，与氢键和范德华力有关，与元素非金属性无关，C项错误；D．氢键影响物质的熔、沸点，与分子的稳定性无关，D项错误；故答案选A。 7．一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法正确的是（ ） A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能： C．基态原子未成对电子数：B<C<O<N D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 【答案】A 【解析】A．由晶体结构图可知，中的的与中的形成氢键，因此，该晶体中存在氢键，A说法正确；B．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N，B说法不正确；C．B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C=O<N，C说法不正确；D．为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为；综上所述，晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同，D说法不正确；综上所述，本题选A。 8．下列叙述正确的个数是（ ） ①稀有气体原子与同周期ⅠA、ⅡA族元素的简单正离子具有相同的核外电子排布 ②第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On，氢化物分子式为RHn(n≥4) ③分子的极性：BCl3>NCl3     ④含有共价键的化合物一定是共价化合物 ⑤共价化合物中不可能含有离子键     ⑥键角大小SO3>SO2> SO>SO ⑦由于非金属性：F>Cl>Br>I，所以酸性：HF>HCl>HBr>HI ⑧HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键 ⑨分子极性HF>HCl>HBr>HI     ⑩熔沸点HF<HCl<HBr<HI A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【解析】①稀有气体原子与下一周期周期ⅠA、ⅡA族元素的简单正离子具有相同的核外电子排布，①错误； ②第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On或ROn/2，氢化物分子式为RH（8-n） (n≥4)，②错误；③中心原子B形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化，分子结构对称，正负电荷重心重合为非极性分子；NCl3中心原子N形成3个共价键且有1对孤电子对，为sp3杂化，分子结构不对称，为极性分子；则分子的极性：BCl3<NCl3，③错误；④含有共价键的化合物可能是共价化合物也可能是离子化合物，例如硝酸铵为离子化合物，④错误；⑤共价化合物中不可能含有离子键，含离子键的化合物一定是离子化合物，⑤正确；⑥SO3、SO2中心原子为sp2杂化，SO3中心原子无孤电子对，SO2中心原子有1对孤电子对，键角SO3>SO2； SO、SO中心原子为sp3杂化，SO中心原子1对孤电子对，SO中心原子无孤电子对，键角SO> SO，所以键角大小SO3>SO2>SO> SO ，⑥错误； ⑦碘原子半径最大，碘氢键长更大，键能更小，更容易电离出氢离子，酸性更强，故酸性：HF<HCl<HBr<HI，⑦错误⑧HF分子很稳定是由于H-F键键能大，⑧错误；⑨形成化学键的原子电负性相差越大，分子极性越大，电负性F>Cl>Br>I，分子极性HF>HCl>HBr>HI，⑨正确；⑩HF能形成分子间氢键，熔沸点较高， HCl、HBr、HI分子组成和结构相似，相对分子质量越大熔沸点越高，HF> HI >HBr> HCl，⑩错误；故选B。 9．回答下列问题： （1）NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。 ①下列因素与NH3的水溶性没有关系的是 (填字母，下同)。 a．NH3和H2O都是极性分子      b．NH3在水中易形成氢键 c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH+OH- d．NH3是一种易液化的气体 ②NH3溶于水时，大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3•H2O。根据氨水的性质推知NH3•H2O的结构式为 。 a．      b．      c．      d． （2）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。 （3）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列 。 a．水      b．CCl4      c．C6H6(苯)      d．NiSO4溶液 （4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因： 。 （5）在右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线 ，同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是 。 【答案】（1）d b （2）非极性 （3）bc （4）甲醛、甲醇和甲酸都是极性分子，且都能与水分子形成分子间氢键，而甲烷是非极性分子难溶于水、甲酸甲酯与水不会形成氢键 （5）A 组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点升高 【解析】（1）①a.NH3和H2O都是极性分子，根据相似相溶原理可知，极性分子易溶于极性分子，a不合题意；b. NH3溶于水易与水形成氢键，增大水溶性，b不合题意；c.NH3溶于水建立了如下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH+OH-跟水溶性大有关系，c不合题意；d. NH3是一种易液化的气体，这只是说NH3容易变为液体，跟水溶性没关系，d符合题意；故答案为：d； ②氢键应形成于X…H-Y形式当中，X、Y必须是N、O、F元素之一，这样就有两种可能：（1）H3N•••H-O-H；（2）H2N-H•••OH2，由于一水合氨可电离出和OH-，所以（1）结构是合理的，如果是（2）则应电离出和H3O+，只有b符合，故答案为：b； （2）已知CCl4和CS2均为非极性分子组成的有机溶剂，CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4和CS2等互溶，结合相似相溶原理可判断CrO2Cl2是非极性分子，故答案为：非极性； （3）Ni (CO )4呈正四面体空间结构，结构对称，正负电荷中心重合，属于非极性分子，四氯化碳、苯都是非极性分子，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，所以Ni(CO)4易溶于CCl4和C6H6(苯)，故bc正确；故答案为：bc； （4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子数较少的醛、醇和羧酸都是极性分子且都能和水形成分子间氢键而导致其易溶于水，而甲烷是非极性分子难溶于水、甲酸甲酯与水不会形成氢键，故答案为：甲醛、甲醇和甲酸都是极性分子，且都能与水分子形成分子间氢键，而甲烷是非极性分子难溶于水、甲酸甲酯与水不会形成氢键。 （5）ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第2周期元素的气态氢化物沸点最高的是水，最低的是甲烷；由图可知，A、B、C、D曲线中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A；同一族中第3、4、5周期元素的气态氢化物，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间的范德华力依次增大，所以沸点依次升高。 10．短周期的5种非金属主族元素，其中A、B、C的外围电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。 请回答下列问题： （1）由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中，属于极性分子的是________(填序号)。 （2）C的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高，其原因是_________________ __________________________。 （3）B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂，其分子式分别为________、________。 （4）BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________________(用化学式表示)。 【答案】（1）③ 　（2）H2O分子间形成氢键 （3）C6H6　 H2O （4）SiCl4＞CCl4＞CH4 【解析】由s轨道最多可容纳2个电子且5种元素都为非金属元素可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为短周期非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期中电负性最大的元素可知E为Cl。 （1） ①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。 （2） C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键，是其沸点较高的重要原因。 （3）B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂。 （4）BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点从高到低的顺序为SiCl4＞CCl4＞CH4。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 分子结构与性质 2.2 分子结构与物质的性质 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解有关原子核外电子运动模型的历史发展过程 2．知道电子运动的能量状态具有量子化的特征 3．知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述 4．知道原子光谱分析及应用 重点：能层、能级与能量、电子数的关系。 难点：光谱、原子轨道、电子云概念的理解。 一、分子的极性 1．极性分子和非极性分子 （1）极性分子：如果分子中正电中心与负电中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀、不对称，分子的某一部分呈正电性(δ＋)，另一部分呈负电性(δ－)的分子。如HCl、NH3等。 （2）非极性分子：分子中正、负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀、对称的分子。如CO2等。 2．键的极性与分子极性的关系 分子 共价键的极性 分子中正负 电荷中心 结论 举例 同核双原子分子 非极性键 重合 非极性分子 H2、N2、O2 异核双原子分子 极性键 不重合 极性分子 CO、HF、HCl 异核多原子分子 分子中各键的向量和为零 重合 非极性分子 CO2、BF3、CH4 分子中各键的向量和不为零 不重合 极性分子 H2O、NH3、CH3Cl 结论 ①只含非极性键的分子一定是非极性分子（O3除外）。 ②含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为非极性分子，否则为极性分子。 非极性分子的正负电荷 极性分子的正负电荷 中心不重合（水分子） 中心重合（二氧化碳分子） ③极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。 3．极性分子和非极性分子的判断方法 （1）根据分子组成判断 ①所有的惰性气体都为非极性分子。 ②以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子，如：H2()、Cl2()… ③以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：HCI()、CO、NO… ④含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子，如CCl4。空间结构不对称的是极性分子，如NH3。 （2）根据分子空间结构判断：以极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定。 ①空间构型对称，为非极性分子，如：CH4()、CO2（）、CS2、BF3、C2H2… ②空间构型不对称，为极性分子，如：NH3()、H2O（）、H2O2… （3）ABn型分子可参考使用以下经验规律判断 ①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子； ②若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)，则为极性分子，若无孤对电子，则为非极性分子 4．相似相溶原理 （1）实验探究：溶质分子的极性对溶解性影响 实验 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 溶质 蔗糖 HCl CH4 I2 I2 P4 溶质分子极性 极性 极性 非极性 非极性 非极性 非极性 溶剂 水 水 水 水 CCl4 CS2 溶剂分子极性 极性 极性 极性 极性 非极性 非极性 溶解性 易溶 易溶 难溶 难溶 易溶 易溶 结论 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而极性溶质一般能溶于极性溶剂。 （2）相似相溶原理：由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，这个经验规律叫相似相溶原理。例如：碘易溶于CCl4，难溶于水。 【温馨提示】 1．原子结构的认识 ①原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 ②目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。 2．常见分子类型与极性关系 分子类型 分子形状 键角 键的极性 分子极性 代表物 A 球形 非极性 He A2 直线形 非极性 非极性 H2、O2 AB 直线形 极性 极性 CO、NO ABA 直线形 180° 极性 非极性 CO2、CS2 ABA 折线形，V字形 极性 极性 H2O、SO2 A4 正四面体形 60° 非极性 非极性 P4 AB3 平面三角形 120° 极性 非极性 BF3 AB3 三角锥形 极性 极性 NH3 AB4 正四面体形 109°28 极性 非极性 CH4、CCl4 AB3C 四面体形 极性 极性 CH3Cl AB2C2 四面体形 极性 极性 CH2Cl2 3．分子极性的特殊性 （1）一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，其空间结构不对称，故O3为极性分子。 （2）含有非极性键的分子不一定为非极性分子。H2O2的结构式为H—O—O—H，其空间结构如图所示： 是不对称的，所以H2O2为极性分子。 （3）只含极性键的分子不一定是极性分子（如CH4）。 二、手性 1．手性异构 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。如图： 2．手性分子 对于仅通过单键连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均不相同时，这个碳原子称为不对称碳原子，常根据有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子。如乳酸()分子： 或 手性分子之间互为镜像，不可重合 3．手性分子的判断 （1）观察实物与其镜像能否重叠，如果不能重叠，说明是手性分子。如： （2）观察是否有手性碳原子：有机物具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用*C来表示。如：中含有1个手性碳原子(标“*”的碳原子)。 4．手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 （1）用手性催化剂合成手性药物。合成药物绝大多数为手性分子。研究表明，在药物分子的对映异构体中，只有一种对疾病有治疗作用，而另一种则没有药效，甚至对人体有毒副作用。 （2）构成生命体的有机物约大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。手性分子的主要应用是生产手性药物和手性催化剂，手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成。 【温馨提示】 1．手性碳原子：连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子，用*C来标记。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子。如R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，*C是手性碳原子。 2．手性分子的判断：判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。 3．手性分子的应用：2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。 三、分子结构对化学性质的影响 1．键的极性对HCl、H2O、C2H5OH化学性质的影响 （1）结构式 HCl： H2O： C2H5OH： （2）性质异同及原因分析 ①HCl是电解质，在水溶液中完全电离；H2O是弱电解质，能部分发生电离；C2H5OH是非电解质，溶于水不能发生电离。 ②原因：乙醇分子中的C2H5—是推电子基团，使得乙醇分子中的电子云向着远离乙基的方向偏移，羟基的极性比水分子中的小，因而钠和乙醇的反应不如钠和水的剧烈，而HCl在水中呈酸性，所以其在水中可以电离，可见极性比水强，更易电离出氢离子，则钠和水的反应不如钠和盐酸的剧烈。 2．键的极性对有机酸的酸性强弱的影响 （1）酸性强弱的衡量标准：羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示。 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 （2）酸性强弱的影响（以乙酸为例） ①结构式： ②本质：CH3COOHCH3COO- + H+，，pKa ＝ -lgKa ③结论：羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。 ④键的极性影响：羧基中的羟基极性越大→羧基越易电离出氢离子→羧酸酸性越强。 羧酸 pKa 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 结论 酸性：氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸 原因：由于氯的电负性较大，极性：Cl3C—＞ Cl2CH—＞ ClCH2—，导致三氯乙酸中的羧基的极性最大，更易电离出氢离子。 【温馨提示】有机酸的酸性强弱的判断 1．烃基（R—）是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。所以，酸性HCOOH >CH3COOH>CH3CH2COOH。 2．与羧基（—COOH）相连的C—X（X为卤素原子）的极性越大，羧酸的酸性越大；C—X的数量越多，羧酸的酸性越大，如酸性：CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH；CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH。 四、分子间作用力 1．范德华力 （1）概念：物质的分子之间存在着相互作用力，把这类分子间作用力称为范德华力。 （2）特征： ①)范德华力广泛存在于分子之间，由分子构成的液态和固态物质，范德华力存在于相邻的分子之间；由分子构成的气态物质，只有分子相互接近时才存在范德华力。 ②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 ③范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。 （3）影响因素： ①一般来说，组成和性质相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大； ②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N2。 ③分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力越小，如 对二甲苯< 间二甲苯 < 邻二甲苯。 （4）范德华力对物质性质的影响 ①熔、沸点：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高，如卤素单质和卤素碳化物的熔、沸点（见下图）；组成相似、相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点CO>N2(CO为极性分子)。 ②溶解性：溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如CH4几乎不溶于水，而HCl极易溶于水；同理，Br2、I2与苯分子间的作用力较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。 2．氢键 （1）概念：氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 （2）形成条件： ①H原子与电负性很大的X原子形成强的极性键，如H2O中的O原子。 ② 与H原子形成氢键的Y原子的电负性必须很大，如NH3中的N原子。 ③X、Y的原子半径要小，以减小形成氢键的空间阻力。 综上所述，能形成氢键的元素一般为N、O、F。 （3）表示方法：氢键的通式可用X—H…Y—表示。式中X和Y表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。、。 （4）氢键的特征 ①氢键不是化学键，而是特殊的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强。 ②氢键具有一定的方向性和饱和性。X—H与Y形成分子间氢键时，氢原子只能与一个Y原子形成氢键，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定（见上图）。 （5）氢键的类型 ①分子间氢键，如水中O—H…O。 ②分子内氢键，如（邻羟基苯甲醛）。 （6）氢键对物质性质的影响 ①当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 ②当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将下降。 ③氢键也影响物质的溶解。如NH3极易溶于水，因NH3与H2之间能形成氢键，且都是极性分子。 ⅣA 至ⅦA 族部分元素气态氢化物的沸点 ④对物质密度的影响：氢键可使固体或液体的密度减小；使气体物质的密度增大。如液态水密度>固态的密度。 ⑤氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1与对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1相差较大。 【温馨提示】 1．范德华力：范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 2．氢键： （1）一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。 （2）氢键是一种比范德华力更强的分子间作用力，但远比化学键弱。当分子间存在氢键时，物质的熔、沸点升高。另外，氢键还会影响物质的溶解性等性质，如乙醇、乙酸和水能以任意比例互溶。 3．范德华力、氢键、化学键的比较 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强的原子之间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 作用粒子 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　 ①随分子极性的增大而增大 ②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X—H…Y，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 ①影响物质的熔点、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、沸点升高。如CF4<CCl4<CBr4 ①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 ②分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点 共价键键能越大，分子稳定性越强 1．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．BCl3与NCl3均为三角锥形结构，均为极性分子 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键 2．下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是（ ） A．CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子,在三种物质中熔、沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子 3．下列有机物分子中属于手性分子的是（ ） ①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　 ②2­丁醇 ③　 ④丙三醇 A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④ 4．下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是（ ） A．CCl4和SiCl4的熔点 B．邻羟基苯甲醛()和对羟基苯甲醛()的沸点 C．O3和O2在水中的溶解度 D．CH2ClCOOH和CCl3COOH的酸性 5．下列现象与氢键有关的是（ ） ①CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑤水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①② ►问题一 键的极性与分子极性 【典例1】下列叙述正确的是（ ） A．含有非极性键的分子一定是非极性分子 B．非极性分子中一定含有非极性键 C．由极性键形成的双原子分子一定是极性分子 D．分子的极性只与键的极性有关 【变式1-1】下列叙述正确的是（ ） A．NH3是极性分子，分子中氮原子是在3个氢原子所构成的三角形的中心 B．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所构成的正方形的中心 C．H2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中间 D．CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中间 【变式1-2】下列说法正确的是（ ） A．CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B．若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同 C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D．CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子 ►问题二 手性碳原子及手性分子 【典例2】丙氨酸（C3H7NO2）分子为手性分子，它存在手性异构体，如下图所示： 下列关于丙氨酸的两种手性异构体Ⅰ和Ⅱ的说法正确的是（ ） A．Ⅰ和Ⅱ分子中均存在个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，不含非极性键 D．Ⅰ和Ⅱ的化学键相同，但分子的性质不同 【变式2-1】我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是（ ） A. 分子中原子有、两种杂化方式 B. 分子中含有手性碳原子 C. 该物质既有酸性又有碱性 D. 该物质可发生取代反应、加成反应 【变式2-2】下列对分子的性质的解释中，不正确的是（ ） A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释 B．正四面体形结构：CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键 D．青蒿素分子式为C15H22O5，结构见图，该分子中包含7个手性碳原子 ►问题三 分子结构对物质性质的影响 【典例3】一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是（ ） A．HCl易溶于水 B．I2易溶于CCl4 C．Cl2可溶于水 D．NH3难溶于苯 【变式3-1】下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是（ ） A．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致 B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子 C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 【变式3-2】三氟化氯(ClF3)是极强助燃剂，能发生自耦电离：2ClF3ClF4-+ClF2+，其分子的空间构型如图所示。下列推测合理的是（ ） A．ClF3与Fe反应生成FeCl3和FeF3 B．ClF3分子是含有极性键的非极性分子 C．BrF3比ClF3更难发生自耦电离 D．熔沸点：BrF3<ClF3 ►问题四 分子间作用力 【典例4】下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是（ ） A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中 B．范德华力比氢键的作用还要弱 C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关 【变式4-1】3．下列说法正确的是（ ） A．由于氢键的存在，冰才能浮在水面上 B．氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C．由于氢键的存在，沸点：HCl＞HBr＞HI＞HF D．氢键的存在决定了水分子中氢氧键的键角是104.5° 【变式4-2】下列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、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 1．下列各组分子都属于含有极性键的非极性分子的是（ ） A．CO2、H2S B．C2H4、CH4 C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl 2．把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏移的是（ ） A．CCl4 B．C2H5OH C．CS2 D．C6H6 3．下列说法正确的是（ ） A．氢键不是化学键 B．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力 D．碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键 4．下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是（ ） A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高 C．、H—O—H、C2H5OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高 5．图中两分子所表示的物质间的关系是（ ） A．互为同分异构体 B．是同一种物质 C．互为手性异构体 D．互为同系物 6．下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是（ ） A．F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能 B．三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D．气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HC分子 7．下列说法不正确的是（ ） A．分子间作用力是分子间静电作用的总称 B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中 8．维生素C是重要的营养素，又称“抗坏血酸”，在人体内可发生如图转化：下列有关维生素C的说法错误的是（ ） A．含有羟基、酯基、碳碳双键三种官能团 B．维生素C中含有两个手性碳原子 C．碱性环境中更易被破坏 D．易溶于水，因此饮用鲜榨果汁比直接食用水果效果好 9．下列叙述与范德华力无关的是（ ） A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．熔、沸点高低：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3 C．干冰易升华，SO2固体不易升华 D．氯化钠的熔点较高 10．抗生素克拉维酸的结构简式如图所示，下列关于克拉维酸的说法错误的是（ ） A．存在顺反异构 B．含有5种官能团 C．可形成分子内氢键和分子间氢键 D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应 11．CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸ClCH2COOH中的—Cl 基团，属于吸电子基团，能使—OH上的氢原子具有更大的活性，有的基团属于斥电子基团，能减弱—OH上氢原子的活性，这些作用统称为“诱导效应”，据以上规律填写下列空白： （1）已知HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是______________。 （2）已知CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“斥”)电子基团，这种基团是________。 （3）—C6H5属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH________(填“强”或“弱”)。 （4）下列酸中：CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH，酸性最强的是________。 12．按要求填空： （1）在①N2 ②CS2 ③H2Se ④AsH3 ⑤(CN)2 ⑥HCHO ⑦CH2Cl2 ⑧ ⑨BF3 ⑩H2O2中，仅由极性键构成的极性分子有 _____ ；含有π键，且属于非极性分子的是 ______ ；既含有极性键又含有非极性键的分子为 ______ ；⑩为 ______ (填”极性”或“非极性”)分子。 （2）已知下列四种酸①CH3CBr2COOH ②CH3CF2COOH ③CH3CH2COOH ④CH3COOH酸性由弱到强的顺序为 __________ 。 （3）已知BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的空间结构为 ____ ；NaBF4的电子式为 _____ 。 （4）下列实验事实不能用氢键来解释的是_________________。 A．CH4比SiH4稳定 B．乙醇能与水以任意比互溶 C．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛 D．接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18 1．下列说法正确的是（ ） A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高 B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．CS2、H2S、C2H2都是直线形分子 D．在水中的溶解性：戊醇＞乙二醇＞乙醇 2．下列分子为手性分子的是（ ） A．CH2Cl2 B．CH3CH2COOCH2CH3 C． D． 3．下列说法正确的是（ ） A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂 B．随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔沸点也逐渐升高 C．由于H—O键比H—S键牢固，所以水的熔沸点比H2S的高 D．在由分子构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定 4．中科院国家纳米科学中心的科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据，这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法.下列说法中正确的是（ ） ①正是氢键的存在，冰能浮在水面上；②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一；③由于氢键的存在，沸点：HCl>HBr>HI>HF；④由于氢键的存在，使水与乙醇互溶；⑤由于氢键的存在，使水具有稳定的化学性质。 A．②⑤ B．③⑤ C．②④ D．①④ 5．通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是（ ） A．P为非极性分子，Q为极性分子 B．第一电离能：B<C<N C．1mol P和1mol Q所含电子数目相等 D．P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化 6．下列五组同族元素的物质，在101.3kPa时测定它们的沸点(℃)如表所示： ① He -268.8 (a)-249.5 Ar -185.8 Kr -151.7 ② F2 -187.0 Cl2 -33.6 (b) 58.7 I2 184.0 ③ (c) 19.4 HCl -84.0 HBr -67.0 HI -35.3 ④ H2O 100.0 H2S -60.2 (d) -42.0 H2Te -1.8 ⑤ CH4 -161.0 SiH4 -112.0 GeH4 -90.0 (e) -52.0 对应表中内容，下列说法正确的是（ ） A．a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF B．第②行物质均有氧化性；第③行物质均是强酸 C．第④行各化合物的沸点变化说明元素非金属性越强，气态氢化物沸点越高 D．由于氢键的影响，HF分子和H2O分子特别稳定 7．一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。 下列说法正确的是（ ） A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能： C．基态原子未成对电子数：B<C<O<N D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同 8．下列叙述正确的个数是（ ） ①稀有气体原子与同周期ⅠA、ⅡA族元素的简单正离子具有相同的核外电子排布 ②第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On，氢化物分子式为RHn(n≥4) ③分子的极性：BCl3>NCl3    ④含有共价键的化合物一定是共价化合物 ⑤共价化合物中不可能含有离子键    ⑥键角大小SO3>SO2> SO>SO ⑦由于非金属性：F>Cl>Br>I，所以酸性：HF>HCl>HBr>HI ⑧HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键 ⑨分子极性HF>HCl>HBr>HI    ⑩熔沸点HF<HCl<HBr<HI A．1 B．2 C．3 D．4 9．回答下列问题： （1）NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。 ①下列因素与NH3的水溶性没有关系的是 (填字母，下同)。 a．NH3和H2O都是极性分子      b．NH3在水中易形成氢键 c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH+OH- d．NH3是一种易液化的气体 ②NH3溶于水时，大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3•H2O。根据氨水的性质推知NH3•H2O的结构式为 。 a．      b．      c．      d． （2）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。 （3）金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列 。 a．水      b．CCl4      c．C6H6(苯)      d．NiSO4溶液 （4）甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯难溶于水，试解释其原因： 。 （5）在右图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线 ，同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是 。 10．短周期的5种非金属主族元素，其中A、B、C的外围电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。 请回答下列问题： （1）由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中，属于极性分子的是________(填序号)。 （2）C的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高，其原因是_________________ __________________________。 （3）B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂，其分子式分别为________、________。 （4）BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________________(用化学式表示)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 $$