2.2 分子结构与物质的性质 （专项训练） 化学沪科版选择性必修2

2.2 分子结构与物质的性质 题型01 键的极性与分子的极性 题型02 手性分子及手性碳原子 题型03 分子结构对物质性质的影响 题型04 范德华力对物质性质的影响 题型05 氢键对物质性质的影响 题型01 键的极性与分子的极性 键的极性与分子极性的区别与联系： 本质不同：键的极性针对共价键，由成键原子电负性差值决定；分子的极性针对整个分子，由分子中正负电荷中心是否重合决定。 联系：键的极性是分子极性的基础，分子极性需结合 “键极性” 与 “分子空间结构对称性” 综合判断。 分子极性的判断方法： 步骤 1：判断分子中化学键的极性（全为非极性键时，分子一定为 分子）。 步骤 2：分析分子空间结构（若极性键的空间分布对称，正负电荷中心重合，为 分子；若分布不对称，正负电荷中心不重合，为 分子）。 分子极性的特征： 极性分子：存在分子偶极矩（偶极矩≠0），分子整体 电性。 非极性分子：分子偶极矩 = 0，正负电荷中心重合，分子整体 电性。 【典例1】下列物质性质的比较，与键的极性或分子的极性无关的是 A．酸性： B．硬度：金刚石>晶体硅 C．水中溶解度： D．沸点： 【变式1-1】下列物质性质的比较，与键的极性或分子的极性无关的是 A．酸性： B．硬度：金刚石晶体硅 C．水中溶解度： D．沸点： 【变式1-2】下列有关物质结构或性质的比较中正确的是 A．熔点： B．键的极性： C．分子的极性： D．键角： 【变式1-3】分子的极性 (1)非极性分子与极性分子的判断 ①   ② (2)键的极性、分子空间结构与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 分子空间结构 分子极性 、 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 分子 () 极性键 直线形 分子 极性键 V形 分子 极性键 V形 分子 极性键 形 非极性分子 极性键 形 分子 极性键 形 分子 (3)键的极性对化学性质的影响 酸性强弱 理论解释 三氟乙酸>三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性，F-C的极性大于Cl-C的极性，使的极性大于的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子 三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸 的极性的极性的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子 甲酸>乙酸>丙酸 烃基是推电子基团，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 题型02 手性分子及手性碳原子 手性与手性分子： 手性定义：物质的分子与其镜像不能重叠的性质，类似左手与右手的关系（互为 ，无法重合）。 手性分子：具有手性的分子，能使平面偏振光的振动方向发生旋转（旋光性），存在对映异构体（两种镜像异构体）。 手性碳原子： 定义：连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子（饱和碳指形成 个单键的碳原子），是判断有机分子是否为手性分子的重要依据。 结构特征：碳原子的四个价键分别连接不同基团，不存在 或 ，使其所在分子可能具有手性。 手性分子的判断： 核心依据：分子中是否存在手性碳原子（单一手性碳原子时，分子通常为手性分子；多个手性碳原子需结合整体对称性判断，可能存在内消旋体，分子无手性）。 关键特征：分子与其镜像不能重叠，且无对称面、对称中心等对称因素。 【典例2】下列有机物分子中属于手性分子的是 A．仅① B．仅①② C．仅①②③ D．①②③④ 【变式2-1】丙氨酸()分子为手性分子，存在手性异构体，其结构如图所示。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1个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，都是非极性分子 C．Ⅰ和Ⅱ含的化学键不同 D．Ⅰ和Ⅱ分子都只含有极性键，不含非极性键 【变式2-2】（多选题）丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子，它存在手性异构体，如图所示： 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2个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有相同的分子极性 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2-3】分子的手性 (1)手性异构体：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 ，却在三维空间里 ，互称手性异构体(或对映异构体)。 (2)手性分子：有手性异构体的分子。 (3)手性碳原子：在有机化合物分子中，连有 的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如(标*的为手性碳原子)。 题型03 分子结构对物质性质的影响 分子极性对物质性质的影响： 溶解性：遵循 “相似相溶” 原理，极性分子易溶于 溶剂，非极性分子易溶于 溶剂。 熔沸点：同类型分子（相对分子质量相近）中，极性分子的分子间作用力（ dipole-dipole 作用）强于非极性分子，故极性分子熔沸点通常更高。 分子空间结构对物质性质的影响： 化学活性：分子空间结构决定反应基团的空间位阻（位阻越大，反应越难发生）和反应位点的暴露程度（位点越暴露，反应越易发生）。 物理性质：如分子的对称性影响分子堆积紧密程度，对称结构的分子堆积更紧密，熔沸点可能更高（需结合分子极性综合判断）。 化学键类型对物质性质的影响： 共价键的稳定性：键能越大，分子越 ，化学性质越 。 共价键的极性：极性键的极性越强，分子在极性环境中（如水溶液）的解离倾向可能越 （如极性共价键构成的酸，易电离出 H⁺）。 【典例3】结构决定性质。下列关于性质的结构因素解释不正确的是 选项 性质 结构因素 A 含钠元素的物质受热会发出黄光 电子由基态跃迁到激发态时，放出能量 B 的酸性大于 键的极性大于键 C 与“相似相溶” 的分子结构是三角锥形，为极性分子 D NaCl的熔点高于CsCl 的半径小于 A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】结构决定性质。下列解释与事实无关的是 选项 事实 解释 A 氢气的分子式为，而不是 共价键具有饱和性 B 酸性： 相对原子质量：Cl>F C 、、的键角逐渐减小 孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力 D 铝元素的第四电离能远大于、、 基态铝原子最外层有3个电子 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】下表中相关物质的信息都正确的一项是 选项 化学式 电子式或含有的化学键类型 物质的性质 与性质相对应的用途 A H2O2 不稳定，易分解 医用消毒剂 B NH3 共价键 水溶液呈弱碱性 作制冷剂 C KAl(SO4)2 离子键、共价键 易水解 自来水消毒剂 D NaClO 强氧化性 消毒液 A．A B．B C．C D．D 【变式3-3】下列粒子微观性质及其对应的物质宏观性质表述都正确的是 选项 粒子微观性质 物质宏观性质 A 键的极性：比小 的酸性比强 B 共价键的极性H-Cl大于H-I HCl的沸点比HI的沸点高 C 石墨晶体层与层之间为范德华力小于金刚石晶体内C-C键的键能 石墨熔点比金刚石低 D 能形成分子内氢键，形成分子间氢键 蒸馏和的混合物，先被蒸出的是 A．A B．B C．C D．D 题型04 范德华力对物质性质的影响 范德华力的本质与特征： 本质：存在于分子之间的微弱相互作用力，包括取向力（极性分子间）、诱导力（极性与非极性分子间）、色散力（所有分子间，为主力）。 特征：无 和 ，作用强度远小于化学键（约为化学键键能的 1/100~1/10），作用范围较小（通常几 pm 到几百 pm）。 影响范德华力的因素： 相对分子质量：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，色散力越强，范德华力越 。 分子极性：分子极性越强，取向力和诱导力越强，范德华力越 （相对分子质量相近时）。 分子形状：分子表面积越大（如长链分子），色散力越强，范德华力越 。 对物质性质的影响： 熔沸点：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越 ，熔沸点越 ；同分异构体中，分子对称性越高（表面积越小），范德华力越 ，熔沸点越 。 溶解度：非极性分子间的范德华力（主要为色散力）与溶剂分子间作用力相似时，溶解度较 （符合 “相似相溶”）。 黏滞性与表面张力：范德华力越大，分子间相互作用越强，物质的黏滞性、表面张力通常越 。 【典例4】下列说法中正确的是 A．氢键仅存在于分子间 B．SO2和SiO2晶体类型相同 C．N2的沸点比O2低主要是由于范德华力不同 D．CO2溶于水和干冰升华都只有范德华力改变 【变式4-1】从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释相符的是 选项 实例 解释 A 由与组成的离子液体常温下呈液态 其离子体积较大 B 的键角大于的键角 孤电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 石墨的熔点高于金刚石的熔点 石墨中既存在共价键又存在范德华力，金刚石中只存在共价键 D 灼烧钠元素火焰呈黄色 钠原子由基态跃迁至激发态 A．A B．B C．C D．D 【变式4-2】下列叙述中正确的是 A．为角形的极性分子，微粒间的作用力为范德华力 B．的空间结构为平面三角形 C．氯化硼()的B原子价电子对数为4，含有一对孤电子对，呈三角锥形 D．和的中心原子均为杂化，分子呈正四面体形，呈三角锥形 【变式4-3】结构决定性质，下列对有关事实的解释错误的是 事实 解释 A “杯酚”能“识别”C60，而用于分离C60和C70 “杯酚”空腔大小适配C60 B 水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡，红热铁针刺中凝固的石蜡，发现石蜡在不同方向的熔化快慢不同 与水晶导热性的各向异性有关 C 熔点：CO2<SiO2 键能：C-O<Si-O D 壁虎能在天花板上行动自如 它的细毛与墙体之间存在范德华力 A．A B．B C．C D．D 题型05 氢键对物质性质的影响 氢键的形成条件与特征： 形成条件：① 分子中存在电负性极 的原子（N、O、F）与 H 原子形成的极性共价键（如 O-H、N-H、F-H 键）；② 另一分子中存在电负性极大且含 的原子（N、O、F）。 特征：具有方向性（H 原子与孤电子对的方向一致）和饱和性（一个 H 原子只能形成一个氢键，一个孤电子对通常只能结合一个 H 原子），作用强度介于范德华力与化学键之间（约为化学键键能的 1/10~1/5）。 氢键的类型： 分子间氢键：不同分子间形成的氢键（如 H₂O 分子间、NH₃与 H₂O 分子间）。 分子内氢键：同一分子内不同基团间形成的氢键（如邻羟基苯甲酸分子内的 O-H…O 氢键）。 对物质性质的影响： 熔沸点：分子间存在氢键时，分子间作用力显著增强，熔沸点反常 （如 H₂O 的熔沸点高于同主族的 H₂S、H₂Se）；分子内氢键会削弱分子间作用力，使熔沸点 （如邻羟基苯甲酸熔沸点低于对羟基苯甲酸）。 溶解度：能与溶剂形成分子间氢键的物质，在该溶剂中的溶解度显著 （如 NH₃、乙醇易溶于水）。 密度：部分物质因氢键导致分子堆积方式特殊，出现密度反常（如冰的密度小于水，因冰中氢键形成空旷的四面体结构，分子间隙增大）。 稳定性：氢键不影响分子内共价键的稳定性，仅影响分子间的相互作用，故不改变物质的化学性质（如 H₂O 的稳定性由 O-H 键能决定，与氢键无关）。 【典例5】下列对分子性质的解释中，错误的是 A．水很稳定(以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键 B．葡萄糖()有手性异构体，因为其分子中含有4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”规则解释 D．中心原子采取杂化，其杂化轨道的空间构型不一定都是正四面体 【变式5-1】设为阿伏加德罗常数的值，下列判断正确的是 A．水蒸气内氢键数小于 B．室温下，的溶液中，水电离出的数目为 C．金刚石中含有共价键的数目为 D．与足量反应，转移电子数为 【变式5-2】X、Y、Z、W属于周期表中前20号主族元素，原子序数依次增大。基态X原子中有7个运动状态不同的电子，是元素周期表中电负性最大的元素，和同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．第一电离能： C．的简单氢化物分子间能形成氢键 D．简单气态氢化物的热稳定性： 【变式5-3】下列化学用语错误的是 A．的电子式： B．甲醛中π键的电子云轮廓图： C．基态铅原子的简化电子排布式： D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 分子结构与物质的性质 题型01 键的极性与分子的极性 题型02 手性分子及手性碳原子 题型03 分子结构对物质性质的影响 题型04 范德华力对物质性质的影响 题型05 氢键对物质性质的影响 题型01 键的极性与分子的极性 键的极性与分子极性的区别与联系： 本质不同：键的极性针对共价键，由成键原子电负性差值决定；分子的极性针对整个分子，由分子中正负电荷中心是否重合决定。 联系：键的极性是分子极性的基础，分子极性需结合 “键极性” 与 “分子空间结构对称性” 综合判断。 分子极性的判断方法： 步骤 1：判断分子中化学键的极性（全为非极性键时，分子一定为非极性分子）。 步骤 2：分析分子空间结构（若极性键的空间分布对称，正负电荷中心重合，为非极性分子；若分布不对称，正负电荷中心不重合，为极性分子）。 分子极性的特征： 极性分子：存在分子偶极矩（偶极矩≠0），分子整体显电性。 非极性分子：分子偶极矩 = 0，正负电荷中心重合，分子整体不显电性。 【典例1】下列物质性质的比较，与键的极性或分子的极性无关的是 A．酸性： B．硬度：金刚石>晶体硅 C．水中溶解度： D．沸点： 【答案】B 【详解】A．的电负性大，使键极性增强，通过诱导效应增强羧酸酸性，与键的极性有关，A不符合题意； B．金刚石和晶体硅均为共价晶体，硬度由和键的键长及键能决定，与键的极性无关，B符合题意； C．为极性分子，为非极性分子，水中溶解度差异与分子极性有关，C不符合题意； D．CO、N2互为等电子体，二者相对分子质量相同，但CO是极性分子、N2是非极性分子，沸点：CO＞N2，说明其沸点与分子的极性有关，D不符合题意； 故选B。 【变式1-1】下列物质性质的比较，与键的极性或分子的极性无关的是 A．酸性： B．硬度：金刚石晶体硅 C．水中溶解度： D．沸点： 【答案】B 【详解】A．C-Cl键的极性大于C-H键，导致ClCH2COOH、CH3COOH的酸性不同，说明键的极性影响其酸性，故A不选； B．金刚石和晶体硅都是共价晶体，都存在非极性键，但键长C-C＜Si-Si，硬度：金刚石＞晶体硅，说明其硬度与键长有关，与键的极性无关，故B选； C．极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，氨气和水都是极性分子、四氯化碳是非极性分子，水中溶解度：NH3＞CH4，说明其溶解度与分子的极性有关，故C不选； D．CO、N2互为等电子体，二者相对分子质量相同，但CO是极性分子、N2是非极性分子，沸点：CO＞N2，说明其沸点与分子的极性有关，故D不选； 故选：B。 【变式1-2】下列有关物质结构或性质的比较中正确的是 A．熔点： B．键的极性： C．分子的极性： D．键角： 【答案】B 【详解】A．NaCl、MgO都是离子晶体，离子所带电荷越多、离子半径越小，离子键越强，MgO的离子键较强，所以熔点：MgO>NaCl，故A错误； B．O、F位于同一周期，电负性：F>O，电负性越大，对氢原子的吸引力越强，与氢原子形成的化学键极性越强，键的极性：，故B正确； C．SiCl4中S原子形成4个σ键，孤电子对数为0，价层电子对数为4，为sp3杂化，空间构型为正四面体，分子结构对称，为非极性分子，NCl3中N原子形成3个σ键，孤电子对数为1，价层电子对数为4，为sp3杂化，空间构型为三角锥形，分子结构不对称，为极性分子，分子的极性：，故C错误； D．H2O中心原子O和H2S中心原子S都采取sp3杂化、孤电子对数都为2，空间结构均为V形，由于电负性：O>S，H2S分子中成键电子对之间的排斥力减弱，键角减小，键角：H2O＞H2S，故D错误； 答案选B。 【变式1-3】分子的极性 (1)非极性分子与极性分子的判断 ①   ② (2)键的极性、分子空间结构与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 分子空间结构 分子极性 、 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 分子 () 极性键 直线形 分子 极性键 V形 分子 极性键 V形 分子 极性键 形 非极性分子 极性键 形 分子 极性键 形 分子 (3)键的极性对化学性质的影响 酸性强弱 理论解释 三氟乙酸>三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性，F-C的极性大于Cl-C的极性，使的极性大于的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子 三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸 的极性的极性的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子 甲酸>乙酸>丙酸 烃基是推电子基团，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 【答案】 非极性 极性 极性 非极性 极性 极性 平面正三角 三角锥 极性 正四面体 非极性 【详解】①判断单质和双原子分子的极性，若正负电中心重合，则为非极性分子。 ②判断双原子或化合物的极性，若正负电中心不重合且分子结构不对称，则为极性分子。 ③判断XY型分子的极性，若键为极性键且分子空间结构为直线形，则为极性分子。HCl、NO都为极性键，空间结构为直线形，故都为极性分子。 ④判断()型分子的极性，若键为极性键且分子空间结构为直线形，则为非极性分子。CO2为极性键，空间结构为直线形，故CO2为非极性分子。 ⑤⑥判断()型分子的极性，若分子空间结构为V形，则为极性分子。SO2、H2O的空间结构为V形，故都为极性分子。 ⑦判断型分子的极性，若键为极性键且分子空间结构为平面正三角形，则为非极性分子。为极性键，空间结构为平面正三角形，故为非极性分子。 ⑧⑨判断型分子的极性，若键为极性键且分子空间结构为三角锥形，则为极性分子。为极性键，空间结构为三角锥形，故为极性分子。 ⑩判断型分子的极性，若键为极性键且分子空间结构为正四面体形，则为非极性分子。、为极性键，空间结构为正四面体形，故、为非极性分子。 题型02 手性分子及手性碳原子 手性与手性分子： 手性定义：物质的分子与其镜像不能重叠的性质，类似左手与右手的关系（互为镜像，无法重合）。 手性分子：具有手性的分子，能使平面偏振光的振动方向发生旋转（旋光性），存在对映异构体（两种镜像异构体）。 手性碳原子： 定义：连有四个不同原子或原子团的饱和碳原子（饱和碳指形成 4 个单键的碳原子），是判断有机分子是否为手性分子的重要依据。 结构特征：碳原子的四个价键分别连接不同基团，不存在对称面或对称中心，使其所在分子可能具有手性。 手性分子的判断： 核心依据：分子中是否存在手性碳原子（单一手性碳原子时，分子通常为手性分子；多个手性碳原子需结合整体对称性判断，可能存在内消旋体，分子无手性）。 关键特征：分子与其镜像不能重叠，且无对称面、对称中心等对称因素。 【典例2】下列有机物分子中属于手性分子的是 A．仅① B．仅①② C．仅①②③ D．①②③④ 【答案】B 【详解】 同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，含有手性碳原子的分子属于手性分子，如图所示手性碳原子：、，即只有①②属于手性分子，故答案为：B。 【变式2-1】丙氨酸()分子为手性分子，存在手性异构体，其结构如图所示。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1个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，都是非极性分子 C．Ⅰ和Ⅱ含的化学键不同 D．Ⅰ和Ⅱ分子都只含有极性键，不含非极性键 【答案】A 【详解】A．I和Ⅱ属于对映异构，I和Ⅱ分子中均存在1个手性碳原子，故A正确； B．I和Ⅱ呈镜面对称，但是二者存在的化学键相同，正负电荷重心不重合，都是极性分子，故B错误； C．I和Ⅱ中存在的化学键为C-H、C-C、C-N、N-H、C=O、C-O、O-H，所以存在的化学键相同，且化学键数目相同，故C错误； D．I和Ⅱ分子都是极性分子，含有极性键，也含有非极性键(C-C键)，故D错误； 故答案为A。 【变式2-2】（多选题）丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子，它存在手性异构体，如图所示： 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2个手性碳原子 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有相同的分子极性 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】BD 【详解】A．Ⅰ和Ⅱ分子中只有连羧基的碳原子为手性碳原子，均存在1个手性碳原子，A错误； B．Ⅰ和Ⅱ分子的正负电荷中心不重合，均为极性分子，只存在1个手性碳原子，均为手性分子，由图可知两者呈镜面对称，B正确； C．Ⅰ和Ⅱ分子的正负电荷中心不重合，都是极性分子，都含有极性键，同时含碳碳非极性键，C错误； D．由Ⅰ和Ⅱ的结构可知，两者化学键相同，两者互为手性异构体，旋光性不同，即性质不同，D正确； 故答案为：BD。 【变式2-3】分子的手性 (1)手性异构体：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 ，却在三维空间里 ，互称手性异构体(或对映异构体)。 (2)手性分子：有手性异构体的分子。 (3)手性碳原子：在有机化合物分子中，连有 的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如(标*的为手性碳原子)。 【答案】 镜像 不能叠合 四个不同基团或原子 【详解】手性异构体：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，在三维空间里不能叠合，这对分子互称手性异构体； 手性碳原子：在有机化合物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。 题型03 分子结构对物质性质的影响 分子极性对物质性质的影响： 溶解性：遵循 “相似相溶” 原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。 熔沸点：同类型分子（相对分子质量相近）中，极性分子的分子间作用力（ dipole-dipole 作用）强于非极性分子，故极性分子熔沸点通常更高。 分子空间结构对物质性质的影响： 化学活性：分子空间结构决定反应基团的空间位阻（位阻越大，反应越难发生）和反应位点的暴露程度（位点越暴露，反应越易发生）。 物理性质：如分子的对称性影响分子堆积紧密程度，对称结构的分子堆积更紧密，熔沸点可能更高（需结合分子极性综合判断）。 化学键类型对物质性质的影响： 共价键的稳定性：键能越大，分子越稳定，化学性质越不活泼。 共价键的极性：极性键的极性越强，分子在极性环境中（如水溶液）的解离倾向可能越大（如极性共价键构成的酸，易电离出 H⁺）。 【典例3】结构决定性质。下列关于性质的结构因素解释不正确的是 选项 性质 结构因素 A 含钠元素的物质受热会发出黄光 电子由基态跃迁到激发态时，放出能量 B 的酸性大于 键的极性大于键 C 与“相似相溶” 的分子结构是三角锥形，为极性分子 D NaCl的熔点高于CsCl 的半径小于 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．含钠元素的物质受热会发出黄光是因为电子由激发态跃迁到基态时，放出能量，A错误； B．F的电负性比Cl的电负性强，导致羧基中的羟基的极性增强，更容易电离，因此的酸性大于，B正确； C．的分子结构是三角锥形，分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，水也为极性分子，故与“相似相溶”，C正确； D．NaCl、CsCl均为离子晶体，熔点高低与离子键强弱有关，的半径小于，使得NaCl中离子键键长小于CsCl中离子键，键能大于CsCl中离子键，故NaCl的熔点高于CsCl，D正确； 故选A。 【变式3-1】结构决定性质。下列解释与事实无关的是 选项 事实 解释 A 氢气的分子式为，而不是 共价键具有饱和性 B 酸性： 相对原子质量：Cl>F C 、、的键角逐渐减小 孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力 D 铝元素的第四电离能远大于、、 基态铝原子最外层有3个电子 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．因为每个H原子核外只有1个电子，2个H原子可以通过共用1对电子形成共价键，达到2电子稳定结构，共价键的饱和性决定了这一点，使氢气的分子式为而非，解释正确，A不符合题意； B．CF3COOH的酸性强于CCl3COOH，真正原因是F的电负性更大，增强了的极性，而非Cl的相对原子质量更大，解释与事实无关，B符合题意； C．CH4、NH3、H2O中的孤电子对分别为0、1、2；键角逐渐减小是由于孤电子对与成键电子对间的斥力越大，导致键角被压缩变小，解释正确，C不符合题意； D．铝的第四电离能骤增是因为Al3+达到稳定结构，与基态铝原子最外层3个电子相关，解释正确，D不符合题意； 故答案为：B。 【变式3-2】下表中相关物质的信息都正确的一项是 选项 化学式 电子式或含有的化学键类型 物质的性质 与性质相对应的用途 A H2O2 不稳定，易分解 医用消毒剂 B NH3 共价键 水溶液呈弱碱性 作制冷剂 C KAl(SO4)2 离子键、共价键 易水解 自来水消毒剂 D NaClO 强氧化性 消毒液 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．H2O2属于共价化合物，原子间以共价键相结合，不存在离子键，它具有强氧化性，可以杀菌消毒，与不稳定无关，故A错误； B．氨气属于共价化合物，氨气易液化，汽化时从周围环境吸收大量的热，可以作制冷剂，与其水溶液的碱性无关，故B错误； C．硫酸铝钾属于离子化合物，存在离子键和共价键，铝离子水解产生氢氧化铝胶体，具有吸附作用，可做净水剂，但没有强氧化性，不具有杀菌消毒作用，故C错误； D．次氯酸钠属于离子化合物，存在离子键和共价键，具有强氧化性，可以用来杀菌消毒，故D正确； 故选D。 【变式3-3】下列粒子微观性质及其对应的物质宏观性质表述都正确的是 选项 粒子微观性质 物质宏观性质 A 键的极性：比小 的酸性比强 B 共价键的极性H-Cl大于H-I HCl的沸点比HI的沸点高 C 石墨晶体层与层之间为范德华力小于金刚石晶体内C-C键的键能 石墨熔点比金刚石低 D 能形成分子内氢键，形成分子间氢键 蒸馏和的混合物，先被蒸出的是 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．氟的电负性大于氯的，使F3C－的极性大于Cl3C－的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，因此，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，故A错误； B．HI的相对分子质量大于HCl，故范德华力HI大于HCl，故HCl的沸点比HI的沸点小，与共价键的极性无关，故B错误； C．石墨中碳原子是sp2杂化，s轨道成分比金刚石多，键重叠程度大，C－C键长比金刚石短，石墨的键能大，石墨熔点比金刚石高，故C错误； D．形成分子间氢键，使其沸点升高，而可形成分子内氢键，使其沸点低于，则蒸馏和的混合物，先被蒸出的是，故D正确； 故选：D。 题型04 范德华力对物质性质的影响 范德华力的本质与特征： 本质：存在于分子之间的微弱相互作用力，包括取向力（极性分子间）、诱导力（极性与非极性分子间）、色散力（所有分子间，为主力）。 特征：无方向性和饱和性，作用强度远小于化学键（约为化学键键能的 1/100~1/10），作用范围较小（通常几 pm 到几百 pm）。 影响范德华力的因素： 相对分子质量：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，色散力越强，范德华力越大。 分子极性：分子极性越强，取向力和诱导力越强，范德华力越大（相对分子质量相近时）。 分子形状：分子表面积越大（如长链分子），色散力越强，范德华力越大。 对物质性质的影响： 熔沸点：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高；同分异构体中，分子对称性越高（表面积越小），范德华力越小，熔沸点越低。 溶解度：非极性分子间的范德华力（主要为色散力）与溶剂分子间作用力相似时，溶解度较大（符合 “相似相溶”）。 黏滞性与表面张力：范德华力越大，分子间相互作用越强，物质的黏滞性、表面张力通常越大。 【典例4】下列说法中正确的是 A．氢键仅存在于分子间 B．SO2和SiO2晶体类型相同 C．N2的沸点比O2低主要是由于范德华力不同 D．CO2溶于水和干冰升华都只有范德华力改变 【答案】C 【详解】A．氢键不仅存在于分子间，也可能存在于分子内，如邻羟基苯甲酸分子内存在氢键，A错误； B．SO2是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，SiO2是由原子通过共价键构成的共价晶体，因此二者晶体类型不同，B错误； C．N2和O2均为由分子通过范德华力构成的分子晶体，范德华力越大，物质的沸点就越高。由于范德华力：N2＜O2，因此物质的沸点：N2＜O2，C正确； D．CO2溶于水时能够与水反应生成碳酸H2CO3，物质发生了化学变化，因此涉及共价键变化；而干冰升华是CO2由固态变为气态，破坏的仅有范德华力，没有化学键，D错误； 故合理选项是C。 【变式4-1】从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释相符的是 选项 实例 解释 A 由与组成的离子液体常温下呈液态 其离子体积较大 B 的键角大于的键角 孤电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 石墨的熔点高于金刚石的熔点 石墨中既存在共价键又存在范德华力，金刚石中只存在共价键 D 灼烧钠元素火焰呈黄色 钠原子由基态跃迁至激发态 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．离子液体中与体积较大，导致离子间作用力较弱，难以形成有序晶体，因此常温下呈液态。解释合理，A正确； B．CO2为线性分子（键角180°），C采取sp杂化，SiO2为原子晶体（键角约109°），Si采取sp3杂化，键角差异源于结构不同，而非孤电子对斥力。CO2的C原子无孤对电子，中Si也无孤对电子，B错误； C．石墨熔点高于金刚石，因层内共价键更强，而非同时存在范德华力。解释混淆了作用力类型与熔点关系，C错误； D．火焰颜色是电子从激发态返回基态时发光，而非基态跃迁至激发态。D错误； 故选A。 【变式4-2】下列叙述中正确的是 A．为角形的极性分子，微粒间的作用力为范德华力 B．的空间结构为平面三角形 C．氯化硼()的B原子价电子对数为4，含有一对孤电子对，呈三角锥形 D．和的中心原子均为杂化，分子呈正四面体形，呈三角锥形 【答案】D 【详解】A．中心原子C的价电子对数是，是sp杂化，分子为直线形非极性分子，微粒间的作用力为范德华力，A错误； B．中心原子Cl的价电子对数是，是杂化，成键电子对数为3，其空间结构为三角锥形，B错误； C．氯化硼()的B原子价电子对数为，没有孤电子对，是杂化，分子呈平面三角形，C错误； D．(价电子对数为)和(价电子对数为)的中心原子均为杂化，分子有四个键，呈正四面体形，有三个键，呈三角锥形，D正确； 故选D。 【变式4-3】结构决定性质，下列对有关事实的解释错误的是 事实 解释 A “杯酚”能“识别”C60，而用于分离C60和C70 “杯酚”空腔大小适配C60 B 水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡，红热铁针刺中凝固的石蜡，发现石蜡在不同方向的熔化快慢不同 与水晶导热性的各向异性有关 C 熔点：CO2<SiO2 键能：C-O<Si-O D 壁虎能在天花板上行动自如 它的细毛与墙体之间存在范德华力 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A ．“杯酚” 具有特定的空腔结构 ，其空腔大小适配C60​，可以与C60​通过分子间作用力形成超分子，从而能够 “识别” C60​​，实现C60​和C70​的分离，A正确； B．水晶（二氧化硅晶体）是共价晶体，具有各向异性。在水晶柱面上滴一滴熔化的石蜡，红热铁针刺中凝固的石蜡，石蜡在不同方向熔化快慢不同，正是因为水晶在不同方向导热性不同，B正确； C．CO2​是分子晶体，其熔点取决于分子间作用力强弱；SiO2​是共价晶体，其熔点取决于Si－O共价键的键能，二者熔点差异是因为晶体类型不同，C错误； D．壁虎能在天花板上行动自如，是因为它的细毛与墙体之间存在范德华力，范德华力虽然较弱，但大量细毛产生的范德华力总和可以支撑壁虎在天花板上活动，D正确； 故答案选C。 题型05 氢键对物质性质的影响 氢键的形成条件与特征： 形成条件：① 分子中存在电负性极大的原子（N、O、F）与 H 原子形成的极性共价键（如 O-H、N-H、F-H 键）；② 另一分子中存在电负性极大且含孤电子对的原子（N、O、F）。 特征：具有方向性（H 原子与孤电子对的方向一致）和饱和性（一个 H 原子只能形成一个氢键，一个孤电子对通常只能结合一个 H 原子），作用强度介于范德华力与化学键之间（约为化学键键能的 1/10~1/5）。 氢键的类型： 分子间氢键：不同分子间形成的氢键（如 H₂O 分子间、NH₃与 H₂O 分子间）。 分子内氢键：同一分子内不同基团间形成的氢键（如邻羟基苯甲酸分子内的 O-H…O 氢键）。 对物质性质的影响： 熔沸点：分子间存在氢键时，分子间作用力显著增强，熔沸点反常升高（如 H₂O 的熔沸点高于同主族的 H₂S、H₂Se）；分子内氢键会削弱分子间作用力，使熔沸点降低（如邻羟基苯甲酸熔沸点低于对羟基苯甲酸）。 溶解度：能与溶剂形成分子间氢键的物质，在该溶剂中的溶解度显著增大（如 NH₃、乙醇易溶于水）。 密度：部分物质因氢键导致分子堆积方式特殊，出现密度反常（如冰的密度小于水，因冰中氢键形成空旷的四面体结构，分子间隙增大）。 稳定性：氢键不影响分子内共价键的稳定性，仅影响分子间的相互作用，故不改变物质的化学性质（如 H₂O 的稳定性由 O-H 键能决定，与氢键无关）。 【典例5】下列对分子性质的解释中，错误的是 A．水很稳定(以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键 B．葡萄糖()有手性异构体，因为其分子中含有4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”规则解释 D．中心原子采取杂化，其杂化轨道的空间构型不一定都是正四面体 【答案】A 【详解】A．水的稳定性取决分子内化学键的强度，即键的键能，键能越大越难分解，而氢键是分子间作用力，影响熔沸点等物理性质，与化学稳定性无关，A错误； B．葡萄糖结构为，中间4个连有的碳原子均为手性碳原子（连4个不同基团），存在手性异构体，B正确； C．碘（非极性分子）易溶于四氯化碳（非极性溶剂），甲烷（非极性分子）难溶于水（极性溶剂），均符合“相似相溶”规则，C正确； D．中心原子采取杂化时，若中心原子有孤电子对，杂化轨道的空间构型为四面体，非正四面体，D正确； 故选A。 【变式5-1】设为阿伏加德罗常数的值，下列判断正确的是 A．水蒸气内氢键数小于 B．室温下，的溶液中，水电离出的数目为 C．金刚石中含有共价键的数目为 D．与足量反应，转移电子数为 【答案】A 【详解】A．水蒸气中水分子间距离较大，氢键几乎被破坏，所以气态时实际氢键数远小于液态，故18g水蒸气（1mol）的氢键数小于2，A正确； B．pH=9的CH3COONa溶液中，未给出溶液体积，无法确定H+数目，B错误； C．1.2g金刚石（0.1mol C）中每个C原子形成4个共价键，但每个键被2个C共享，总键数为0.1×2×=0.2，C错误； D．1mol Na2O2与CO2反应时，O的氧化态从-1变为0和-2，1mol Na2O2转移1mol电子，故转移电子数为，D错误； 故选A。 【变式5-2】X、Y、Z、W属于周期表中前20号主族元素，原子序数依次增大。基态X原子中有7个运动状态不同的电子，是元素周期表中电负性最大的元素，和同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．第一电离能： C．的简单氢化物分子间能形成氢键 D．简单气态氢化物的热稳定性： 【答案】D 【分析】X、Y、Z、W属于周期表中前20号主族元素，原子序数依次增大；基态X原子中有7个运动状态不同的电子，则其电子排布式为，得到X为N元素；是元素周期表中电负性最大的元素，则Z为F元素；则介于X和Z之间的Y为O元素；和同主族，则W为S元素；据此分析解答。 【详解】A．原子半径比较中，和同主族，位于第三周期，原子半径，而和位于第二周期，原子半径，因此原子半径顺序应为，A错误； B．第一电离能中由于N原子的p轨道处于半充满更稳定，其第一电离能高于O；同时S位于第三周期，第一电离能低于O；最后得到第一电离能顺序为：，B错误； C．W为S元素，其简单氢化物为，S的电负性不足以形成分子间氢键，故分子间不能形成氢键，C错误； D．的非金属性强于，因此HF的热稳定性高于，D正确； 故答案为：D。 【变式5-3】下列化学用语错误的是 A．的电子式： B．甲醛中π键的电子云轮廓图： C．基态铅原子的简化电子排布式： D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： 【答案】C 【详解】 A．为离子化合物，由和构成，中两个碳原子形成三键，电子式为，每个碳原子均满足8电子稳定结构，A正确； B．甲醛（HCHO）中C=O双键包含1个π键，π键由p轨道“肩并肩”重叠形成，电子云轮廓图呈镜面对称，位于双键所在平面的上下两侧，呈对称分布，B正确； C．铅为82号元素，位于第六周期，与碳元素同主族，基态原子电子排布式为，简化电子排布式需包含（根据构造原理第六周期元素填充顺序为6s→4f→5d→6p），选项中遗漏，C错误； D．邻羟基苯甲醛中，羟基的H（）与醛基的O（）可形成分子内氢键（），示意图合理，D正确； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $