专题03 分子结构与物质的性质“原因解释”题（重难点讲义）化学人教版选择性必修2

专题07 分子结构与物质的性质“原因解释”题 1. 掌握杂化轨道类型、共价键极性、分子空间构型、氢键、范德华力等概念，明确结构与性质的对应逻辑。 2. 规范答题模板：学会用 “结构 + 原理 + 性质” 的思路组织语言，比如氢键对熔沸点的影响需说明氢键存在→分子间作用力增强→熔沸点升高的逻辑链。 3. 典型题型突破：聚焦溶解性、键角大小、酸性强弱等高频设问方向，熟练对应解题思路。 一、键的极性 1.极性共价键和非极性共价键 共价键 极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同种原子（电负性不同） 同种原子（电负性相同） 电子对 发生偏移 不发生偏移 成键原子的电性 一个原子呈正电性(δ+)，一个原子呈负电性（δ—） 电中性 示例 H2、O2、Cl2等 2.键的极性的产生原因：共价键的极性：由于共用电子对发生偏移时，使化学键产生了呈正电性 (δ+)和呈负电性(δ-)两极。 3.共价键的极性表示方法——极性向量 极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处负电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。 4.键的极性的影响因素：共价键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 ①同种非金属元素原子间形成的共价键是非极性键；不同种非金属元素原子间形成的共价键是极性键 ②电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强； ③共用电子对偏移程度越大，键的极性越强。 5.极性共价键和非极性共价键的判断 ①根据组成元素 ②根据共用电子对是否偏移 ③根据元素的电负性 6.存在： ①非极性共价键：非金属单质(如O2、P4、石墨等，但稀有气体除外)；某些共价化合物（如H2O2、CH2=CH2）或离子化合物（如Na2O2）； ②极性共价键：共价化合物（如H2O、CH4、HCl、HCN）或含原子团的某些离子化合物（如NaOH、Na2SO4、NaCN）。 二、分子的极性 1.极性分子：分子中的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ-),这样的分子是极性分子。 2.非极性分子：分子中的正电中心和负电中心重合，这样的分子是非极性分子。 3.分子极性的判断 1）可依据分子中化学键的极性的向量和进行判断 分子的极性必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于0而定。当分子中各个键的极性的向量和等于0时，是非极性分子，否则是极性分子。 2）可根据分子中的正电中心和负电中心是否重合判断 3）定性判断 （1）单质分子均为非极性分子（例外O3为极性分子）； （2）根据键的极性判断。共价键是否有极性是分子是否有极性的前提条件，如果分子中不存在极性键，该分子一定不是极性分子（例外O3为极性分子）；对于双原子分子来说，键的极性和分子的极性是一致的。 （3）多原子分子： ①孤对电子法:如为ABn型，若中心原子A中没有孤对电子，为非极性分子，中心原子A中有孤对电子，则为极性分子。 ②几何对称法: 如为ABn型，如果各极性键在平面内或空间均匀排列，呈中心对称或呈正多边形、正多面体分布，该分子一定是非极性分子，反之为极性分子。通常有以下几种情况：线型对称，如CO2等（键角180°）；正三角形分子，如BF3（键角120°）；正四面体型分子，如CCl4、CH4（键角109°28′）。以上几类均为非极性分子，而NH3分子为三角锥型（键角107°18′），H2O分子为V型（键角104.5°）等均为极性分子。③中心原子化合价法: 如为ABn型，若中心原子A的化合价的绝对值等于A的主族序数，则为非极性分子；若中心原子A的化合价的绝对值不等于A的价层电子数，则为极性分子； 化学式 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2 中心原子化合价的绝对值 3 4 5 6 2 3 4 中心原子价层电子数 3 4 5 6 6 5 6 分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 【特别提醒】a、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。 b、H2O2的结构式为H—O—O—H,空间结构是，是不对称的，为极性分子。 4）实验定性证明——带电体引流法 带电体引流法实验：用毛皮摩擦玻璃棒分别靠近CCl4液流和H2O流，水流发生偏移，说明水分子具有极性，同理，用同样的方法可以测定其它纯液体流分子的极性，液体流发生偏移的分子具有极性，液体流不发生偏移的分子无极性。 5）根据相似相溶原理判断。 极性分子组成的溶质易溶于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。如水为极性溶剂，HCl、NH3极易溶于水，说明它们为极性分子，Br2、I2、CCl4等不易溶于水，说明它们是非极性分子。 【思考与讨论p52】参考答案： (1)极性分子：HCl；非极性分子：H2、O2、Cl2。 (2)均为非极性分子。 (3)极性分子：HCN、HO、NH3、CH3Cl；非极性分子：CO2、BF3、CH4。 4.键的极性与分子极性的关系 (1)只含非极性键的分子一定是非极性分子（除O3）； (2)含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)； (3)极性分子中一定有极性键（如H2O），非极性分子中不一定含有非极性键(如CO2)； (4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)； (5)极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)； (6)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。 三、键的极性对化学性质的影响 2．诱导效应： (1)概念：在分子中引进一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度分布发生变化，而这种变化不但发生在直接相连部分，也可以影响到不直接相连部分，这种因某一原子或基团的极性，σ键电子沿着原子链向某一方向移动，引起诱导效应。氯原子取代碳上的氢后，因为氯原子的电负性较强，因此C—Cl键的电子不能均匀分布，电子向氯原子偏移，在C—Cl键中，带正电的一端又吸引邻近碳上的电荷，因此使氯原子邻近的C—Cl键的电子也产生偏移。共用电子对并不完全转移到另一个原子，只是电子云密度分布发生变化，即键的极性发生变化，性质发生变化。 (2)分类：由于电负性不同，如氟、氯、溴、碘、羟基、硝基等基团具有吸引电子的诱导效应，烷基在一定条件下体现为推电子的诱导效应，故烷基为推电子基团。 3.含氧酸的酸性大小与其分子组成和结构的关系 (1)规律：键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+，则羧酸的酸性越大。 (2)羧酸的酸性大小与其分子组成和结构的关系 ①羧酸酸性的表示方法:羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa＝－lgKa，pKa越小，酸性越强。 ②与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。如含卤素原子的一元羧酸的酸性 A.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于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，即F3C—的吸电子诱导效应大于Cl3C—的极性，使羧酸的酸性增强。 B.三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的酸性，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性。 C.烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。例如：甲酸的酸性大于乙酸的。 (3)无机含氧酸酸性强弱与其分子组成和结构的关系 无机含氧酸酸性强弱也可以从键的极性角度加以解释。以P、S、Cl最高价含氧酸为例，它们的分子式为H3PO4、H2SO4、HClO4，结构式写作：，氧原子(在此指非羟基氧)是电负性大的原子，吸引电子能力强，三种酸分子中，P、S、Cl原子结合的氧原子个数依次增多(分别为1、2、3)，导致羟基的极性依次增大，更易电离出氢离子，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，这也正好与元素周期律的结论相吻合。再如H2SO3与H2SO4，结构式为，硫原子结合的氧原子个数分别为1、2，同理可分析出酸性：H2SO3<H2SO4。 四、分子间的作用力 1．分子间作用力 (1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱：范德华力氢键化学键。 2.范德华力及其对物质性质的影响 (1)概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。 【特别说明】范德华力也是一种电性作用，包括分子中带电质子、电子间相互吸引和相互排斥。 (2)存在范围：范德华力存在于由共价键形成的多数共价化合物分子、绝大多数非金属单质分子及没有化学键的稀有气体分子间。但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存在范德华力。 (3)特征 ①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。 ②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 ③范德华力没有方向性和饱和性。 (4)影响范德华力的因素 ①一般地，组成和结构相似的分子，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(即互为同分异构体),分子的对称性越强，范德华力越小。 ④对于M相同、极性相似的分子，分子间接触面积越大，范德华力越大。如：正丁烷>异丁烷。 (5)范德华力对物质性质的影响 范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等物理性质。一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。而化学键主要影响分子构成的物质的化学性质。 ①对物质熔、沸点的影响 a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。 b．分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。 c．相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。 ②对物质溶解性的影响 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I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。 3.氢键及其对物质性质的影响 (1)概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。 (2)形成条件：它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。 (3)表示方法：X-H…Y-。其中X、Y为N、O、F这样的电负性很大的原子，“-”表示共价键，…”表示形成的氢键。在X-H…Y中，X、Y的电负性越大，氢键越强；Y原子的半径越小，氢键越强。 (4)特征： ①氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也不属于化学键。 ②氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能小1~2个数量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强。 ③氢键具有方向性（X-H…Y尽可能在同一条直线上）和饱和性（一个X-H只能和一个Y原子结合），但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。 (5)氢键参数： ①键长：一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度。显然它与X—H的键长和Y的原子半径有关，X—H的键长越短，Y的原子半径越小，则氢键的键长越短。F—H…F、O—H…O、N—H…N的氢键键长依次增大。 ②键能：氢键的键能一般不超过40 kJ/mol，比共价键的键能小得多，而比范德华力略强。氢键键能的大小，与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，则氢键越强，键能也越大；氢键键能也与Y原子的半径大小有关，半径越小，则越能接近X—H键，氢键越强，键能越大。例如键能：F—H…F>O—H…O>N—H…N。 (6)存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。 (7)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。 前者的沸点低于后者。 (8)对物质性质的影响： 1）氢键对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更多的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。 ②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较多的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。 2）氢键对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。 3）氢键的存在引起密度的变化 由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰熔化成水时，体积减小，密度变大。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。 题型01分子极性与溶解性原因解释 【典例】为何乙醇（C2H5OH）易溶于水，而乙烷（C2H6）难溶于水？ 【变式1】为什么HCl极易溶于水，而Cl2在水中溶解度较小？ 【变式2】NH3极易溶于水，而CH4难溶于水，试解释原因。 题型02键角大小原因解释 【典例】比较H2O和CH4的键角，说明H2O键角（104.5°）小于CH4（109°28′）的原因。 【变式1】为何NH3的键角（107°）大于PH3（93.6°）？ 【变式2】解释CO2的键角（180°）大于SO2（119.5°）的原因。 题型03共价键性质相关原因解释 【典例】为何H—Cl键的极性大于H—H键？ 【变式1】解释H—O键的键能大于H—S键的键能的原因。 【变式2】为何HC≡N中C≡N键的键长小于HC≡CH中C≡C键的键长？ 题型04羧酸酸性强弱的比较 【典例】比较乙酸（CH3COOH）、甲酸（HCOOH）、丙酸（CH2CH2COOH）的酸性强弱，并说明理由 【变式1】比较一氯乙酸(ClCH2COOH)、二氯乙酸(Cl2CHCOOH)、三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性强弱，并说明理由 【变式2】比较一氟乙酸(FCH2COOH)、一氯乙酸(ClCH2COOH)、一溴乙酸(BrCH2COOH)、一碘乙酸(ICH2COOH)的酸性强弱，并说明理由 题型05分子间作用力与物质性质的关系 【典例】请解释卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2）的熔点和沸点依次升高的原因。 【变式1】对比邻-硝基苯酚和对-硝基苯酚的沸点（邻-硝基苯酚沸点100℃，对-硝基苯酚沸点295℃），解释二者沸点差异显著的原因；并说明该差异对两种物质在水中溶解度的影响趋势。 【变式2】说明常温下NH3易液化而CH4难液化的原因。 【巩固训练】 1．下列物质在水中的溶解度最大的是 A．HCl B．HBr C．CO2 D．NH3 2．下列事实不能用氢键解释的是 A．稳定性：HF＞H2O B．沸点：H2O＞H2S C．溶解性(水中)：NH3＞CH4 D．密度：H2O(l)＞H2O(s) 3．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，所以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分子有极性 4．硅和卤素单质反应可以得到SiX4。 SiX4的熔、沸点 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 (1)0℃时，呈液态的是___________。 A．SiF4 B．SiCl4 C．SiBr4 D．SiI4 (2)沸点依次升高的原因是 ，气态SiX4分子的空间结构是 。 5．是常用的绿色氧化剂，其分子结构如图所示。能与水混溶，却不溶于的原因是： 。 6．按要求回答下列问题。 (1)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是 。 (2)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高，主要原因是 。 (3)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 ，其沸点比NH3的 (填“高”或“低”)，其判断理由是 。 (4)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是 。 7．已知：CH3COOH的pKa=4.76，CF3COOH的pKa=0.23。 酸性：CF3COOH (填“>”或“<”)CH3COOH，请从分子结构的角度解释原因： 。 8．三氟化氮()可用于半导体材料。 (1)的结构式为 ，分子中显负电性的原子为 。(填微粒符号) (2)下列关于分子说法错误的是 。 A．键角为120°　　B．是极性分子    　　C．中心原子采取杂化 (3)的沸点为-129℃，的沸点远低于的原因是 。 9．水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于 键；依据O与H的电负性判断，属于 共价键。 (2)水分子中，氧原子的价层电子对数为 。 (3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是 (填字母序号)。 a.常压下，4℃时水的密度最大 b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃ C．水的热稳定性比硫化氢强 (4)水是优良的溶剂，常温常压下NH3极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因： (写出两条)。 (5)酸溶于水可形成H3O+，H3O+的电子式为 ；由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如NH3中H-N-H的键角大于 H2O中H-O-H的键角，据此判断H3O+和H2O 的键角大小：H3O+ H2O(填“>”或“<”)。 10．已知分子中的键角为，则配合物中的键角 107.3°(选填“>、<或=”)。 【强化训练】 1．（2025·浙江·一模）下列物质属于非极性分子的是 A． B． C． D． 2．（2025·浙江绍兴·一模）下列物质属于难溶于水的化合物是 A． B．He C． D． 3．（2024·江西·高考真题）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是 A．分子的极性：SiH4>NH3 B．键的极性：H—Cl>H—H C．键角：H2O>CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH 4．（2025·浙江·高考真题）下列属于极性分子的是 A． B． C． D． 5．（2025·江西·高考真题）下列说法正确的是 A．键长： B．沸点： C．键能： D．键角： 6．（24-25高二下·天津·期中）下列关于物质的结构或性质的描述及解释都正确的是 A．酸性：三氯乙酸乙酸，是因为氯原子电负性大，增强了氧氢键的极性 B．沸点：对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛，是由于对羟基苯甲醛分子间范德华力更强 C．稳定性：，是由于水分子间存在氢键 D．溶液中加入乙醇，析出晶体，是因为加入乙醇增大了溶剂极性 7．（24-25高二下·河南濮阳·期中）从微观视角探析物质性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 选项 实例 解释 A 为非极性分子 分子中正电中心和负电中心重合 B 酸性：三氟乙酸大于三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性 C 沸点：对羟基苯甲酸高于邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸存在分子内氢键 D 碘易溶于四氯化碳而难溶于水 碘和均为非极性分子，水为极性分子 A．A B．B C．C D．D 8．（24-25高二下·四川眉山·期中）下列说法中正确的是 ①HF液化和溶于水两个变化过程中都破坏相同的作用力   ②沸点＞ ③酸性强弱：三氟乙酸>三氯乙酸>甲酸>乙酸 ④稳定性：  ⑤非金属单质均为非极性分子 ⑥水中的溶解性： ⑦只含非极性键的分子一定是非极性分子，含有非极性键的分子可能是极性分子 A．①③⑤ B．③④⑦ C．③⑤⑦ D．③⑥⑦ 9．（24-25高二下·天津南开·期中）下列现象与氢键有关的是 ①的熔、沸点比的高         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             ⑥液溴在溶剂中的溶解性： ⑦室温下，酸性： ⑧相同压强下的沸点：乙醇>乙二醇>丙烷 ⑨室温下，在水中的溶解度：丙三醇>苯酚>１-氯丁烷 A．①②③④⑤⑧ B．①②③④⑨ C．①②③⑨ D．①②⑦ 10．（24-25高二上·宁夏石嘴山·期中）已知H与O可以形成H2O和H2O2两种化合物。请完成下列空白： (1)H2O内的O—H、水分子间的范德华力和氢键，三种作用从强到弱依次为 。可与H2O形成，中O采用 杂化。中键角比CH4中的键角 (填“大”或“小”)，原因为 。 (2)是常用的氧化剂，其分子结构如图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。的电子式是 。是 分子(填“极性”或“非极性”)。能与水混溶，却不溶于，请予以解释： 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 分子结构与物质的性质“原因解释”题 1. 掌握杂化轨道类型、共价键极性、分子空间构型、氢键、范德华力等概念，明确结构与性质的对应逻辑。 2. 规范答题模板：学会用 “结构 + 原理 + 性质” 的思路组织语言，比如氢键对熔沸点的影响需说明氢键存在→分子间作用力增强→熔沸点升高的逻辑链。 3. 典型题型突破：聚焦溶解性、键角大小、酸性强弱等高频设问方向，熟练对应解题思路。 一、键的极性 1.极性共价键和非极性共价键 共价键 极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同种原子（电负性不同） 同种原子（电负性相同） 电子对 发生偏移 不发生偏移 成键原子的电性 一个原子呈正电性(δ+)，一个原子呈负电性（δ—） 电中性 示例 H2、O2、Cl2等 2.键的极性的产生原因：共价键的极性：由于共用电子对发生偏移时，使化学键产生了呈正电性 (δ+)和呈负电性(δ-)两极。 3.共价键的极性表示方法——极性向量 极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处负电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。 4.键的极性的影响因素：共价键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 ①同种非金属元素原子间形成的共价键是非极性键；不同种非金属元素原子间形成的共价键是极性键 ②电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强； ③共用电子对偏移程度越大，键的极性越强。 5.极性共价键和非极性共价键的判断 ①根据组成元素 ②根据共用电子对是否偏移 ③根据元素的电负性 6.存在： ①非极性共价键：非金属单质(如O2、P4、石墨等，但稀有气体除外)；某些共价化合物（如H2O2、CH2=CH2）或离子化合物（如Na2O2）； ②极性共价键：共价化合物（如H2O、CH4、HCl、HCN）或含原子团的某些离子化合物（如NaOH、Na2SO4、NaCN）。 二、分子的极性 1.极性分子：分子中的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ-),这样的分子是极性分子。 2.非极性分子：分子中的正电中心和负电中心重合，这样的分子是非极性分子。 3.分子极性的判断 1）可依据分子中化学键的极性的向量和进行判断 分子的极性必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于0而定。当分子中各个键的极性的向量和等于0时，是非极性分子，否则是极性分子。 2）可根据分子中的正电中心和负电中心是否重合判断 3）定性判断 （1）单质分子均为非极性分子（例外O3为极性分子）； （2）根据键的极性判断。共价键是否有极性是分子是否有极性的前提条件，如果分子中不存在极性键，该分子一定不是极性分子（例外O3为极性分子）；对于双原子分子来说，键的极性和分子的极性是一致的。 （3）多原子分子： ①孤对电子法:如为ABn型，若中心原子A中没有孤对电子，为非极性分子，中心原子A中有孤对电子，则为极性分子。 ②几何对称法: 如为ABn型，如果各极性键在平面内或空间均匀排列，呈中心对称或呈正多边形、正多面体分布，该分子一定是非极性分子，反之为极性分子。通常有以下几种情况：线型对称，如CO2等（键角180°）；正三角形分子，如BF3（键角120°）；正四面体型分子，如CCl4、CH4（键角109°28′）。以上几类均为非极性分子，而NH3分子为三角锥型（键角107°18′），H2O分子为V型（键角104.5°）等均为极性分子。③中心原子化合价法: 如为ABn型，若中心原子A的化合价的绝对值等于A的主族序数，则为非极性分子；若中心原子A的化合价的绝对值不等于A的价层电子数，则为极性分子； 化学式 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2 中心原子化合价的绝对值 3 4 5 6 2 3 4 中心原子价层电子数 3 4 5 6 6 5 6 分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 【特别提醒】a、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。 b、H2O2的结构式为H—O—O—H,空间结构是，是不对称的，为极性分子。 4）实验定性证明——带电体引流法 带电体引流法实验：用毛皮摩擦玻璃棒分别靠近CCl4液流和H2O流，水流发生偏移，说明水分子具有极性，同理，用同样的方法可以测定其它纯液体流分子的极性，液体流发生偏移的分子具有极性，液体流不发生偏移的分子无极性。 5）根据相似相溶原理判断。 极性分子组成的溶质易溶于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。如水为极性溶剂，HCl、NH3极易溶于水，说明它们为极性分子，Br2、I2、CCl4等不易溶于水，说明它们是非极性分子。 【思考与讨论p52】参考答案： (1)极性分子：HCl；非极性分子：H2、O2、Cl2。 (2)均为非极性分子。 (3)极性分子：HCN、HO、NH3、CH3Cl；非极性分子：CO2、BF3、CH4。 4.键的极性与分子极性的关系 (1)只含非极性键的分子一定是非极性分子（除O3）； (2)含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)； (3)极性分子中一定有极性键（如H2O），非极性分子中不一定含有非极性键(如CO2)； (4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)； (5)极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)； (6)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。 三、键的极性对化学性质的影响 2．诱导效应： (1)概念：在分子中引进一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度分布发生变化，而这种变化不但发生在直接相连部分，也可以影响到不直接相连部分，这种因某一原子或基团的极性，σ键电子沿着原子链向某一方向移动，引起诱导效应。氯原子取代碳上的氢后，因为氯原子的电负性较强，因此C—Cl键的电子不能均匀分布，电子向氯原子偏移，在C—Cl键中，带正电的一端又吸引邻近碳上的电荷，因此使氯原子邻近的C—Cl键的电子也产生偏移。共用电子对并不完全转移到另一个原子，只是电子云密度分布发生变化，即键的极性发生变化，性质发生变化。 (2)分类：由于电负性不同，如氟、氯、溴、碘、羟基、硝基等基团具有吸引电子的诱导效应，烷基在一定条件下体现为推电子的诱导效应，故烷基为推电子基团。 3.含氧酸的酸性大小与其分子组成和结构的关系 (1)规律：键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离出H+，则羧酸的酸性越大。 (2)羧酸的酸性大小与其分子组成和结构的关系 ①羧酸酸性的表示方法:羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa＝－lgKa，pKa越小，酸性越强。 ②与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。如含卤素原子的一元羧酸的酸性 A.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于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，即F3C—的吸电子诱导效应大于Cl3C—的极性，使羧酸的酸性增强。 B.三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的酸性，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性。 C.烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。例如：甲酸的酸性大于乙酸的。 (3)无机含氧酸酸性强弱与其分子组成和结构的关系 无机含氧酸酸性强弱也可以从键的极性角度加以解释。以P、S、Cl最高价含氧酸为例，它们的分子式为H3PO4、H2SO4、HClO4，结构式写作：，氧原子(在此指非羟基氧)是电负性大的原子，吸引电子能力强，三种酸分子中，P、S、Cl原子结合的氧原子个数依次增多(分别为1、2、3)，导致羟基的极性依次增大，更易电离出氢离子，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，这也正好与元素周期律的结论相吻合。再如H2SO3与H2SO4，结构式为，硫原子结合的氧原子个数分别为1、2，同理可分析出酸性：H2SO3<H2SO4。 四、分子间的作用力 1．分子间作用力 (1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱：范德华力氢键化学键。 2.范德华力及其对物质性质的影响 (1)概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。 【特别说明】范德华力也是一种电性作用，包括分子中带电质子、电子间相互吸引和相互排斥。 (2)存在范围：范德华力存在于由共价键形成的多数共价化合物分子、绝大多数非金属单质分子及没有化学键的稀有气体分子间。但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存在范德华力。 (3)特征 ①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。 ②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 ③范德华力没有方向性和饱和性。 (4)影响范德华力的因素 ①一般地，组成和结构相似的分子，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(即互为同分异构体),分子的对称性越强，范德华力越小。 ④对于M相同、极性相似的分子，分子间接触面积越大，范德华力越大。如：正丁烷>异丁烷。 (5)范德华力对物质性质的影响 范德华力主要影响分子构成的物质的熔、沸点等物理性质。一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。而化学键主要影响分子构成的物质的化学性质。 ①对物质熔、沸点的影响 a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。 b．分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。 c．相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。 ②对物质溶解性的影响 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I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。 3.氢键及其对物质性质的影响 (1)概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。 (2)形成条件：它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。 (3)表示方法：X-H…Y-。其中X、Y为N、O、F这样的电负性很大的原子，“-”表示共价键，…”表示形成的氢键。在X-H…Y中，X、Y的电负性越大，氢键越强；Y原子的半径越小，氢键越强。 (4)特征： ①氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也不属于化学键。 ②氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能小1~2个数量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强。 ③氢键具有方向性（X-H…Y尽可能在同一条直线上）和饱和性（一个X-H只能和一个Y原子结合），但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。 (5)氢键参数： ①键长：一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度。显然它与X—H的键长和Y的原子半径有关，X—H的键长越短，Y的原子半径越小，则氢键的键长越短。F—H…F、O—H…O、N—H…N的氢键键长依次增大。 ②键能：氢键的键能一般不超过40 kJ/mol，比共价键的键能小得多，而比范德华力略强。氢键键能的大小，与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，则氢键越强，键能也越大；氢键键能也与Y原子的半径大小有关，半径越小，则越能接近X—H键，氢键越强，键能越大。例如键能：F—H…F>O—H…O>N—H…N。 (6)存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。 (7)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。 前者的沸点低于后者。 (8)对物质性质的影响： 1）氢键对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更多的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。 ②互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较多的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。 2）氢键对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。 3）氢键的存在引起密度的变化 由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰熔化成水时，体积减小，密度变大。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。 题型01分子极性与溶解性原因解释 【典例】为何乙醇（C2H5OH）易溶于水，而乙烷（C2H6）难溶于水？ 【解析】水是极性分子，乙醇分子中含—OH基团，既能与水分子形成氢键，又属于极性分子，符合“相似相溶”原理；而乙烷是非极性分子，与极性水分子间仅存在微弱的范德华力，无法形成氢键，故难溶于水。 【变式1】为什么HCl极易溶于水，而Cl2在水中溶解度较小？ 【解析】HCl是极性分子，且HCl与水分子间可形成氢键，同时HCl溶于水还能发生电离，因此极易溶于水；Cl2是非极性分子，与极性水分子间仅存在较弱的范德华力，且不与水形成氢键，故溶解度较小。 【变式2】NH3极易溶于水，而CH4难溶于水，试解释原因。 【解析】NH3是极性分子，且NH3分子与水分子间可形成氢键，同时NH3能与水发生反应，多重作用使NH3极易溶于水；CH4是非极性分子，与水分子间无氢键作用，仅存在微弱的范德华力，故难溶于水。 【解题必备】依据“相似相溶”原理，结合氢键、分子极性分析溶解性，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。 题型02键角大小原因解释 【典例】比较H2O和CH4的键角，说明H2O键角（104.5°）小于CH4（109°28′）的原因。 【解析】H2O和CH4中中心原子均采取sp3杂化。CH4分子中C原子的4对电子均为成键电子对，成键电子对间斥力均匀，键角为109°28′；而H2O分子中O原子有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力，压缩了成键电子对的夹角，故键角更小。 【变式1】为何NH3的键角（107°）大于PH3（93.6°）？ 【解析】NH3和PH3中N、P均采取sp³杂化，且均含1对孤电子对。N的电负性大于P，NH3分子中的成键电子对更靠近中心原子，成键电子对间的斥力更大，而PH3中成键电子对离中心原子较远，斥力较小，故NH3的键角更大。 【变式2】解释CO2的键角（180°）大于SO2（119.5°）的原因。 【解析】CO2中C原子采取sp杂化，杂化轨道呈直线形，故分子空间构型为直线形，键角180°；SO2中S原子采取sp²杂化，含1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力使成键电子对夹角变小，故键角小于CO2。 【解题必备】1.围绕中心原子的杂化类型、孤电子对数目分析，孤电子对斥力：孤电子对-孤电子对＞孤电子对-成键电子对＞成键电子对-成键电子对。 2.键角大小比较方法 (1)杂化类型不同→sp>sp2>sp3。 (3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。 题型03共价键性质相关原因解释 【典例】为何H—Cl键的极性大于H—H键？ 【解析】H—H键由两个相同的H原子形成，两原子电负性相同，电子对不偏移，为非极性键；H—Cl键中Cl的电负性远大于H，成键电子对明显偏向Cl原子，故H—Cl键具有较强极性，即H—Cl键的极性大于H—H键。 【变式1】解释H—O键的键能大于H—S键的键能的原因。 【解析】O原子和S原子位于同一主族，O的原子半径小于S。原子半径越小，形成共价键时原子轨道重叠程度越大，键长越短，键能越大。H—O键的键长小于H—S键，故H—O键的键能更大。 【变式2】为何HC≡N中C≡N键的键长小于HC≡CH中C≡C键的键长？ 【解析】N原子的原子半径小于C原子。形成三键时，原子半径越小，成键原子间的核间距越小，键长越短。因此C≡N键的键长小于C≡C键的键长。 【解题必备】从原子电负性、原子半径分析键的极性和键能，键能影响物质的稳定性等性质。 题型04羧酸酸性强弱的比较 【典例】比较乙酸（CH3COOH）、甲酸（HCOOH）、丙酸（CH2CH2COOH）的酸性强弱，并说明理由 【解析】酸性强弱顺序为甲酸＞乙酸＞丙酸。三者均为饱和脂肪酸，酸性受烃基的给电子诱导效应影响。烃基属于推电子基团（+I 效应），会使羧基中 O - H 键极性减弱，不利于 H⁺解离，且推电子能力随烃基中碳原子数增多而增强。甲酸中羧基连接 H 原子，无推电子烃基；乙酸连接 1 个甲基；丙酸连接乙基，乙基推电子能力强于甲基，故对应的羧酸酸性依次减弱。 【变式1】比较一氯乙酸(ClCH2COOH)、二氯乙酸(Cl2CHCOOH)、三氯乙酸(Cl3CCOOH)的酸性强弱，并说明理由 【解析】酸性强弱顺序为三氯乙酸＞二氯乙酸＞一氯乙酸。氯原子是强吸电子基团（-I 效应），会通过诱导效应拉电子，使羧基中 O-H 键极性增强，更易解离出 H+，吸电子效应的强度与氯原子个数正相关，氯原子越多，整体吸电子能力越强。故酸性强弱顺序为三氯乙酸＞二氯乙酸＞一氯乙酸。 【变式2】比较一氟乙酸(FCH2COOH)、一氯乙酸(ClCH2COOH)、一溴乙酸(BrCH2COOH)、一碘乙酸(ICH2COOH)的酸性强弱，并说明理由 【解析】酸性强弱顺序为 FCH2COOH＞ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOH，卤原子（F、Cl、Br、I）均为电负性较强的原子，通过诱导效应影响羧基的电离。卤原子通过碳链传递吸电子诱导效应，使羧基中O-H键的电子对向O原子偏移，削弱O-H键极性，更易电离出H+，而卤素原子的电负性：F＞Cl＞Br＞I，电负性越强，卤原子吸引电子的能力越强，故酸性强弱顺序为FCH2COOH＞ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOH。 题型05分子间作用力与物质性质的关系 【典例】请解释卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2）的熔点和沸点依次升高的原因。 【解析】卤素单质均为双原子分子，组成和结构相似。分子间仅存在范德华力，而对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越强。从 F2到 I2，原子序数递增，相对分子质量逐渐增大，范德华力依次增强，使分子聚集在一起的作用力越来越强，破坏这些作用力所需的能量就越高，因此熔点和沸点依次升高。 【变式1】对比邻-硝基苯酚和对-硝基苯酚的沸点（邻-硝基苯酚沸点100℃，对-硝基苯酚沸点295℃），解释二者沸点差异显著的原因；并说明该差异对两种物质在水中溶解度的影响趋势。 【解析】二者沸点差异源于氢键类型不同。邻-硝基苯酚中，硝基和羟基的位置相邻，可在同一个分子内部形成分子内氢键；这种分子内氢键会削弱分子间的作用力，使分子更容易脱离体系，因此沸点较低。对-硝基苯酚中，硝基和羟基处于对位，无法形成分子内氢键，只能在不同分子的羟基与硝基之间形成分子间氢键；分子间氢键会使多个分子紧密聚集在一起，增强分子间作用力，破坏该作用力需要更多能量，所以沸点远高于邻-硝基苯酚。对-硝基苯酚更易与水分子形成分子间氢键，而邻-硝基苯酚因分子内氢键的存在，与水分子形成氢键的能力较弱。因此，对-硝基苯酚在水中的溶解度大于邻-硝基苯酚。 【变式2】说明常温下NH3易液化而CH4难液化的原因。 【解析】物质液化的难易取决于分子间作用力的强弱。NH3分子间除范德华力外，还存在分子间氢键，分子间作用力较强，在常温下通过加压等方式较易使分子聚集形成液体；而CH4分子间仅存在较弱的范德华力，分子间作用力弱，常温下难以通过常规方式实现液化，需要更低的温度和更高的压强。 【解题必备】判断物质的性质受何种作用力影响时，首先弄清是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时，也要能根据作用力的强弱分析物质性质变化的规律，如范德华力越大，物质的熔、沸点越高；如果存在分子间氢键，则物质的熔、沸点较高。 （1）分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，但不影响物质的化学性质。 （2）存在分子间氢键的物质，具有较高的熔、沸点。例如：NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。 （3）互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如：邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。 （4）对物质溶解度的影响：溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键，则溶质的溶解度明显的大。 （5）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。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。 【巩固训练】 1．下列物质在水中的溶解度最大的是 A．HCl B．HBr C．CO2 D．NH3 【答案】D 【解析】A．HCl是极性分子，易溶于水，常温下1体积水约溶解500体积HCl，但并非选项中溶解度最大的；A错误；B．溴化氢也易溶于水，溶解度大于 HCl但小于氨气；B错误；C．CO2虽能与水反应生成碳酸，但常温下1体积水仅溶解约1体积CO2，溶解度最低；C错误；D．NH3为极性分子，且与水反应生成NH3·H2O，常温下1体积水可溶解约700体积NH3，溶解度最大；D正确；故选D。 2．下列事实不能用氢键解释的是 A．稳定性：HF＞H2O B．沸点：H2O＞H2S C．溶解性(水中)：NH3＞CH4 D．密度：H2O(l)＞H2O(s) 【答案】A 【解析】A．稳定性由共价键键能决定，与氢键无关，HF的稳定性强于H2O是因为H-F键能更大，A选；B．H2O分子间存在氢键，导致其沸点高于H2S，B不选；C．NH3与水分子间形成氢键，增强溶解性，C不选；D．冰中氢键使分子排列疏松，密度小于液态水，D不选；答案选A。 3．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，所以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分子有极性 【答案】B 【解析】A．CS2为直线形分子，结构对称，属于非极性分子，水为极性分子，在水中溶解度小是因为其结构与极性水不相似，A错误；B．SO2和NH3均为极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，两者易溶于水，这是它们易溶于水的原因之一，B正确；C．CS2为直线形分子，结构对称，属于非极性分子。摩尔质量CS2>SO2，范德华力CS2>SO2，沸点CS2>SO2，CS2的沸点不是最低的，C错误；D．NH3的高溶解度不仅因为氨分子为极性分子，还与氨分子和水分子之间能形成氢键有关，D错误；故选B。 4．硅和卤素单质反应可以得到SiX4。 SiX4的熔、沸点 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7 (1)0℃时，呈液态的是___________。 A．SiF4 B．SiCl4 C．SiBr4 D．SiI4 (2)沸点依次升高的原因是 ，气态SiX4分子的空间结构是 。 【答案】(1)B (2)这4种物质均为分子晶体，且都不含有氢键，结构相似的分子晶体熔沸点与分子间作用力成正比，其相对分子质量依次增大，范德华力逐渐增强，沸点依次升高 正四面体 【解析】（1）①0℃为273K，呈液态的物质满足：熔点＜273K＜沸点；根据表中数据知，SiF4的熔沸点都比273K低，而SiBr4和SiI4的熔沸点都比273K高，只有SiCl4的熔点低于273K，沸点高于273K，在273K时呈液态，故选B。 （2）根据表中数据知，其熔沸点依次升高，这4种物质熔沸点都较低，说明为分子晶体，且都不含有氢键，结构相似的分子晶体熔沸点与分子间作用力成正比，其相对分子质量依次增大，范德华力逐渐增强，所以其熔沸点依次升高；根据价层电子对互斥理论，SiX4分子的中心原子的价层电子对数个数为4+ ×(4﹣4×1)=4，且没有孤电子对，则分子空间构型为正四面体形。 5．是常用的绿色氧化剂，其分子结构如图所示。能与水混溶，却不溶于的原因是： 。 【答案】与水均为极性分子，且分子间可以形成氢键，所以能与水混溶；为非极性分子，所以不溶于。 【解析】由图可知，分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子；根据相似相溶原理，与水均为极性分子，为非极性分子，且与水可以形成分子间氢键，所以能与水混溶，不溶于。 6．按要求回答下列问题。 (1)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是 。 (2)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高，主要原因是 。 (3)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 ，其沸点比NH3的 (填“高”或“低”)，其判断理由是 。 (4)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是 。 【答案】(1)乙醇、氯乙烷、水均为极性分子，但乙醇与水分子之间能形成氢键，而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键，因此在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷 (2)甲醇和甲醛的相对分子质量相近，但甲醇分子之间能形成氢键 (3)三角锥形 低 二者均为分子晶体，可形成分子间氢键，而不能形成分子间氢键 (4)苯胺中有，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键 【解析】（1）影响物质在水中溶解度的因素有物质的极性、是否含有氢键、能否与水发生化学反应等。乙醇、氯乙烷、水均为极性分子，但乙醇与水分子之间能形成氢键，而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键，因此在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷； （2）甲醇和甲醛的相对分子质量相近，但甲醇的沸点高于甲醛，原因是甲醇分子之间能形成氢键； （3）中心原子As的价层电子对数是，含有1对孤对电子，空间构型是三角锥形；其沸点比低，原因是二者均为分子晶体，可形成分子间氢键，而不能形成分子间氢键，分子间氢键可明显地提高物质的熔、沸点； （4）苯胺中有，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提高物质的熔、沸点。 7．已知：CH3COOH的pKa=4.76，CF3COOH的pKa=0.23。 酸性：CF3COOH (填“>”或“<”)CH3COOH，请从分子结构的角度解释原因： 。 【答案】> 氟的电负性大于氢，吸电子能力强，O-H键极性更强，酸性更强 【解析】三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，F-C的极性大于C-C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的极性更大，更易电离出氢离子。 8．三氟化氮()可用于半导体材料。 (1)的结构式为 ，分子中显负电性的原子为 。(填微粒符号) (2)下列关于分子说法错误的是 。 A．键角为120°　　B．是极性分子    　　C．中心原子采取杂化 (3)的沸点为-129℃，的沸点远低于的原因是 。 【答案】(1) F (2)BC (3)NH3和NF3都是分子晶体，NH3分子间存在氢键，增强了分子间作用力，NF3中没有氢键所以NF3的沸点远低于NH3 【解析】（1）中N与F以单键结合，结构式为；F的电负性强于N，则分子中显负电性的原子为F； （2）A．由于N原子上还有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用，导致NF3分子的空间构型为三角锥形，使其键角小于120°，A错误；B．N-F共价键是极性键，共用电子对偏向电负性大的F原子一侧，而偏离电负性小的N原子一侧，因此分子中的正、负电荷中心不重合，则NF3是极性分子，B正确；C．在NF3分子中，中心N原子价层电子对数是：3+=4，所以中心N原子采取sp3杂化，C正确；故选BC； （3）NH3和NF3都是分子晶体，NH3分子间存在氢键，增强了分子间作用力，NF3中没有氢键所以NF3的沸点远低于NH3； 9．水丰富而独特的性质与其结构密切相关。 (1)对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于 键；依据O与H的电负性判断，属于 共价键。 (2)水分子中，氧原子的价层电子对数为 。 (3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是 (填字母序号)。 a.常压下，4℃时水的密度最大 b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃ C．水的热稳定性比硫化氢强 (4)水是优良的溶剂，常温常压下NH3极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因： (写出两条)。 (5)酸溶于水可形成H3O+，H3O+的电子式为 ；由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同，会对微粒的空间结构产生影响，如NH3中H-N-H的键角大于 H2O中H-O-H的键角，据此判断H3O+和H2O 的键角大小：H3O+ H2O(填“>”或“<”)。 【答案】(1) 极性 (2)4 (3)ab (4)NH3和H2O都是极性分子；氨分子和水分子间可以形成氢键 (5) ＞ 【解析】（1）对于水分子中的共价键，依据原子轨道重叠的方式判断，属于键；O与H的电负性不同，共用电子对偏向于O，则该共价键属于极性共价键； （2）水分子中，氧原子的价层电子对数为； （3）a．水中存在氢键，水结冰时，氢键具有方向性，导致冰的密度小于水的密度，且常压下，4℃时水的密度最大，a正确；b．水分子间由于存在氢键，使分子之间的作用力增强，因而沸点比同主族的H2S高，b正确；c．水的热稳定性比硫化氢强的原因是其中的共价键的键能更大，与氢键无关，c错误；故选ab； （4）极易溶于水的原因为NH3和H2O都是极性分子，依据相似相溶原理可知，氨气在水中的溶解度大；氨分子和水分子间可以形成氢键，大大增强溶解能力； （5）的电子式为；有1对孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力，水中键角被压缩程度更大，故和的键角大小：>。 10．已知分子中的键角为，则配合物中的键角 107.3°(选填“>、<或=”)。 【答案】> 【解析】在NH3分子中，氮原子的孤对电子导致键角压缩至。而在配合物[Cu(NH3)4]SO4中，Cu2+为四配位，通常形成平面正方形结构。此时，配体NH3的孤对电子参与配位，孤对电子对成键电子对的排斥减弱，导致H-N-H键角增大，接近四面体键角(109.5°)，因此键角应大于107.3°。故答案为“>”。 【强化训练】 1．（2025·浙江·一模）下列物质属于非极性分子的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．CH2Cl2结构具有对称面，Cl-C-Cl、H-C-H对称，Cl和H电负性不同，则CH2Cl2为极性分子，A错误；B．H2O2的空间结构为，为半开书页形，两个O在书轴上，两个H分别与两个O相连，但不在同一平面上，为极性分子，B错误；C．P4只含P-P非极性键，但分子结构对称，为非极性分子，C正确；D．O3的空间构型为V形，正负电中心不重合，为极性分子，D错误；故答案为C。 2．（2025·浙江绍兴·一模）下列物质属于难溶于水的化合物是 A． B．He C． D． 【答案】A 【解析】A．为正四面体结构，分子的正负电荷中心重合，为非极性分子，难溶于极性溶剂水（相似相溶原理），A正确；B．He是单质，不是化合物，He难溶于水，B错误；C．NH3与水分子可形成氢键且能与水反应，其在水中的溶解度极高，C错误；D．Na2S属于可溶性钠盐，是易溶于水的化合物，D错误；故选A。 3．（2024·江西·高考真题）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是 A．分子的极性：SiH4>NH3 B．键的极性：H—Cl>H—H C．键角：H2O>CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH 【答案】B 【解析】A．SiH4中四条Si—H键完全相同，均为极性键，但由于SiH4为正四面体结构，故为非极性分子，NH3为三角锥形结构，3条N—H键的极性不能抵消，故为极性分子，故A错误；B．H—H为非极性键，H—Cl为极性键，则键的极性：H—Cl＞H—H，故B正确；C．水分子为V形结构，含两对孤对电子，甲烷为正四面体结构，不含孤对电子，孤对电子对成键电子对斥力较大，则键角：H2O＜CH4，故C错误；D．原子半径C＞N，分子中三键的键长：HC≡N＜HC≡CH，故D错误；故选B。 4．（2025·浙江·高考真题）下列属于极性分子的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．HCl是由极性键形成的双原子分子，正负电荷中心不重合，属于极性分子，A符合题意；B．N2是非极性键形成的单质分子，正负电荷中心重合，属于非极性分子，B不符合题意；C．He是单原子分子，正负电荷中心重合，属于非极性分子，C不符合题意；D．CH4是由极性键形成的正四面体结构，正负电荷中心重合，属于非极性分子，D不符合题意；答案选A。 5．（2025·江西·高考真题）下列说法正确的是 A．键长： B．沸点： C．键能： D．键角： 【答案】B 【解析】A．CO中C原子和O原子通过三键相连，CO2中C原子和O原子通过双键相连，三键的键长小于双键，则键长：，A错误；B．HI分子量大于HCl，范德华力更强，沸点更高，则沸点：，B正确；C．N2中存在氮氮三键，O2中存在氧氧双键，三键的键能比双键大，则键能：，C错误；D．中心N原子价层电子对数为4+ =4，N原子为sp3杂化，中心N原子价层电子对数为3+ =3，N原子为sp2杂化，则键角：，D错误；故选B。 6．（24-25高二下·天津·期中）下列关于物质的结构或性质的描述及解释都正确的是 A．酸性：三氯乙酸乙酸，是因为氯原子电负性大，增强了氧氢键的极性 B．沸点：对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛，是由于对羟基苯甲醛分子间范德华力更强 C．稳定性：，是由于水分子间存在氢键 D．溶液中加入乙醇，析出晶体，是因为加入乙醇增大了溶剂极性 【答案】A 【解析】A．氯原子电负性大，通过吸电子增强羧基中O-H的极性，使其更易解离H+，A正确；B．对羟基苯甲醛沸点高是因为分子间氢键，邻羟基苯甲醛因分子内氢键使沸点降低，而非范德华力，B错误；C．H2O稳定性强于H2S是因O的半径小于S，H-O键长更短，H-O键能更高，而非氢键，C错误；D．乙醇极性小于水，加入乙醇会降低溶剂极性，导致晶体析出，而非增大极性，D错误；故选A。 7．（24-25高二下·河南濮阳·期中）从微观视角探析物质性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 选项 实例 解释 A 为非极性分子 分子中正电中心和负电中心重合 B 酸性：三氟乙酸大于三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性 C 沸点：对羟基苯甲酸高于邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸存在分子内氢键 D 碘易溶于四氯化碳而难溶于水 碘和均为非极性分子，水为极性分子 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．CO2为直线型结构，正负电中心重合，属于非极性分子，A正确；B．氟的电负性大于氯，吸电子效应更强，使三氟乙酸更易解离，酸性更强，B正确；C．对羟基苯甲酸沸点高是因为形成分子间氢键，使沸点升高；邻羟基苯甲酸因分子内氢键导致沸点较低，C错误；D．碘和CCl4均为非极性分子，水为极性分子，符合相似相溶原理，D正确；故选C。 8．（24-25高二下·四川眉山·期中）下列说法中正确的是 ①HF液化和溶于水两个变化过程中都破坏相同的作用力   ②沸点＞ ③酸性强弱：三氟乙酸>三氯乙酸>甲酸>乙酸 ④稳定性：  ⑤非金属单质均为非极性分子 ⑥水中的溶解性： ⑦只含非极性键的分子一定是非极性分子，含有非极性键的分子可能是极性分子 A．①③⑤ B．③④⑦ C．③⑤⑦ D．③⑥⑦ 【答案】D 【解析】①HF液化分子间作用力发生变化，液态的HF分子间存在氢键，而HF溶于水可部分电离成H+和F-，共价键断裂，①错误；②-OH中含有O-H键，可以形成氢键，中苯环上-OH的和S=O的O可以形成分子内氢键，导致沸点降低，而能形成分子间氢键，导致沸点升高，故沸点＜，②错误；③F和Cl均为吸电子基团，F的电负性强于Cl，所以对羧基的吸电子诱导效应更强，O-H键的极性变大，更容易断裂，甲酸中无吸电子基团，因此酸性三氟乙酸＞三氯乙酸＞甲酸，乙酸中甲基为推电子基团，导致O-H键的极性变小，因此酸性甲酸＞乙酸，酸性强弱：三氟乙酸＞三氯乙酸＞甲酸＞乙酸，③正确；④元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I，所以稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，④错误；⑤非金属单质分子不一定为非极性分子，如O3为极性分子，⑤错误；⑥C2H5OH中含有-OH，能与水形成氢键，且C2H5OH极性较大，根据相似相溶原理，C2H5OH易溶于水，与水互溶，C2H5Cl极性较小，无法与水形成氢键，因此在水中溶解性差，故水中的溶解性C2H5OH＞C2H5Cl，⑥正确；⑦只含非极性键的分子中正负电荷重心一定重合，一定是非极性分子，含有非极性键的分子正负电荷中心可能不重合，如H2O2，可能是极性分子，⑦正确；综上所述，③⑥⑦正确，故选D。 9．（24-25高二下·天津南开·期中）下列现象与氢键有关的是 ①的熔、沸点比的高         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             ⑥液溴在溶剂中的溶解性： ⑦室温下，酸性： ⑧相同压强下的沸点：乙醇>乙二醇>丙烷 ⑨室温下，在水中的溶解度：丙三醇>苯酚>１-氯丁烷 A．①②③④⑤⑧ B．①②③④⑨ C．①②③⑨ D．①②⑦ 【答案】B 【解析】①NH3分子间能形成氢键，所以NH3的熔、沸点比PH3的高，故选①；②水分子与小分子的醇、羧酸可以形成分子间氢键，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，故选②；③冰中水分子间形成的氢键数目多，水分子间的间空隙多，所以冰的密度比液态水的密度小，故选③；④邻羟基苯甲酸易形成分之内氢键，对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故选④；⑤水分子高温下也很稳定，与化学键的键能大有关，与氢键无关，故不选⑤；⑥液溴、四氯化碳是非极性分子，水是极性分子，根据相似相溶，在溶剂中的溶解性：，与氢键无关，故不选⑥；⑦F是吸电子基团，使羧基中O-H键极性增强，更易电离出氢离子，室温下，酸性：，与氢键无关，故不选⑦；⑧由于乙二醇分子能形成的氢键数目多于乙醇，而丙烷不能形成氢键，故沸点为乙二醇>乙醇>丙烷。题干所述现象“沸点：乙醇>乙二醇>丙烷”与事实不符，故不选⑧；⑨丙三醇羟基数目多，与水分子间形成氢键多，苯酚含有羟基，能与水分子间形成氢键，在水中的溶解度：丙三醇>苯酚>１-氯丁烷，与氢键有关，故选⑨；与氢键有关的是①②③④⑨，选B。 10．（24-25高二上·宁夏石嘴山·期中）已知H与O可以形成H2O和H2O2两种化合物。请完成下列空白： (1)H2O内的O—H、水分子间的范德华力和氢键，三种作用从强到弱依次为 。可与H2O形成，中O采用 杂化。中键角比CH4中的键角 (填“大”或“小”)，原因为 。 (2)是常用的氧化剂，其分子结构如图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。的电子式是 。是 分子(填“极性”或“非极性”)。能与水混溶，却不溶于，请予以解释： 。 【答案】(1)O−H＞分子间氢键＞范德华力 sp3 小 中O原子有一对孤对电子，CH4中C没有孤对电子，由于孤对电子对成对电子的排斥力大于成对电子对成对电子的排斥力，排斥力越大，使得成键键角越小 (2) 极性 H2O2和水都是极性分子，CCl4是非极性分子 【解析】（1）H2O内的O−H、水分子间的范德华力和氢键，化学键的强度大于分子间氢键，氢键大于范德华力，因此从强到弱依次为O−H＞分子间氢键＞范德华力；可与H2O形成，中O原子价层电子对数为，采用sp3杂化；中O原子有一对孤对电子，CH4中没有孤对电子，由于孤对电子对成对电子的排斥力大于成对电子对成对电子的排斥力，排斥力越大，使得成键键角越小，所以中键角比CH4中的键角小； （2）H2O2中氢与氧形成一对共用电子，氧和氧形成一对共用电子，其电子式是；根据同种元素形成非极性键，不同种元素形成极性共价键，H2O2不是中心对称，因此H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子；H2O2和水都是极性分子，CCl4是非极性分子，根据“相似相溶”原理，则H2O2能与水混溶，不溶于CCl4。 / 学科网（北京）股份有限公司 $