2.2 分子结构与物质的性质 第1课时（同步讲义）化学沪科版选择性必修2

本讲义聚焦分子的极性和手性、分子结构对化学性质的影响核心知识点，先从极性键与非极性键入手，分析分子极性的判断方法及与键极性的关系，延伸至相似相溶原理，再通过手性异构和手性碳原子构建空间结构认知，最后结合键极性对电离、酸性的影响及含氧酸酸性比较，形成从微观结构到宏观性质的学习支架。 该资料通过表格对比键与分子极性、实验数据（如羧酸pKa）支撑酸性分析，即学即练与实践应用结合，培养科学思维中的证据推理和模型建构能力，联系手性药物研发体现科学态度与责任。课中助教师结构化教学，课后学生可通过例题与习题巩固，查漏补缺。

第二章 分子结构与性质 第二节 分子结构与物质的性质 第1课时 分子的极性和手性 分子结构对化学性质的影响 教学目标 1．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。 2．能根据分子结构的特点和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。 3．初步认识分子的手性，了解手性分子在生命科学、药物研究等方面的应用。 重点和难点 重点：分子的极性和手性、分子结构对物质性质的影响 难点：从微观角度理解分子结构对物质性质影响的原因 ◆知识点一 分子的极性和手性 1．分子的极性 （1）极性键与非极性键 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 的原子 的原子 电子对 发生 不发生 成键原子的电性 一个原子呈 性(δ＋)，一个原子呈 性(δ－) 性 （2）极性分子和非极性分子： 类别 极性分子 非极性分子 概念 分子中的正电中心和负电中心 ，使分子的某一个部分呈正电性(δ+)，另一部分呈负电性(δ-)如H2O分子： 分子中的正电中心和负电中心 如CO2分子： 双原子分子 分子内含 键 分子内含 键 多原子分子 分子内含极性键，分子空间结构 分子内只含非极性键或分子空间结构 （3）键的极性与分子极性的关系： 分子 共价键的极性 正负电荷中心 结论 举例 同核双原子分子 非极性键 重合 H2、N2、O2 异核双原子分子 极性键 不重合 CO、HF、HCl 异核多原子分子 各键的向量和为零 重合 CO2、BF3、CH4 各键的向量和不为零 不重合 H2O、NH3、CH3Cl 结论 ①只含非极性键的分子 是非极性分子（O3除外）。 ②含有极性键的分子，若各键极性的向量和等于零，则为 分子，否则为 分子。 ③极性分子中 有极性键，非极性分子中 含有非极性键。 ④含有非极性键的分子 为非极性分子。 （4）极性分子和非极性分子的判断方法： ①根据分子组成判断：所有的惰性气体都为 分子；以非极性键结合的双原子分子必为 分子，如：H2、Cl2…；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：HCI、CO、NO…；含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是 分子，如CCl4。空间结构不对称的是 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 决定。空间构型对称为 分子，如：CH4、CO2、BF3、C2H2…；空间构型不对称为 分子，如：NH3、H2O… ③ABn型分子可参考使用以下经验规律判断：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 分子，若不等则为 分子；若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)，则为 分子，若无孤对电子，则为 分子。 （5）分子的溶解性： ①相似相溶原理：极性分子组成的溶质易溶于 分子组成的溶剂，难溶于 分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于 分子组成的溶剂，难溶于 分子组成的溶剂，又叫“相似相溶”规则。 ②若溶剂和溶质分子之间可以形成 ，则溶质的溶解度增大。 ③随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度 。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 【特别提醒】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 溶剂 水 水 水 水 CCl4 CS2 溶剂分子极性 溶解性 结论 非极性溶质一般能溶于 溶剂，而极性溶质一般能溶于 溶剂。 2．分子的手性 （1）手性异构：具有完全相同的 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 叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。如图： （2）手性碳原子 ①碳原子连接了四个 的原子或基团，形成的化合物存在 异构，则该碳原子称为手性原子。如（R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团），其中*C即为 原子。 ②不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子) 手性碳原子。 （3）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 碳原子，常根据 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 分子。如： ②观察是否有手性碳原子：分子中含有手性碳原子，即1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，说明该分子 手性分子。如：中含有1个手性碳原子(标“*”的碳原子)，则是 分子。 （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 。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：构成生命体的有机物大多数为 分子，两个手性分子的性质 ，手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成。 【特别提醒】 （1）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 的原子或基团。 （2）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 分子，不得到或者基本上不得到它的 分子，这种独特的合成方法称为 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。 即学即练 1．下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是 A．NH3和H2S B．CH4和Br2 C．BF3和CO2 D．BeCl2和HCl 2．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 3．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 ◆知识点二 分子结构对化学性质的影响 1．键的极性对分子化学性质的影响 （1）共价键的极性越强，键的活泼性也越 ，容易发生断裂，易发生相关的化学反应。 （2）成键元素的原子吸引电子能力越强，电负性越大，共价键的极性就越 ，在化学反应中该分子的反应活性越 ，在化学反应中越容易 。 （3）实例：键的极性对HCl、H2O、C2H5OH化学性质的影响分析 ①结构式：HCl：H—Cl H2O：H—O—H C2H5OH：C2H5—O—H ②性质异同点：HCl是电解质，在水溶液中 电离；H2O是弱电解质，能 电离；C2H5OH是非电解质，溶于水 发生电离。 ③原因分析：乙醇分子中的C2H5—是 基团，使得乙醇分子中的电子云向着 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 钠和水的剧烈，而HCl是 电解质，溶于水呈 性，在水中可以 电离，可见极性比水 ，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 。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）羧酸酸性强弱分析（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 。 ④键的极性影响：羧基中的羟基极性越大→羧基越 电离出氢离子→羧酸酸性越 。如： 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 电离出氢离子，因此，三氯乙酸酸性 。 【特别提醒】有机酸的酸性强弱的判断 （1）烃基（R—）是 基团，烃基越长推电子效应 ，使羧基中的烃基的极性 ，羧酸的酸性 。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 ；C—X的数量越多，羧酸的酸性 ，如酸性：CF3COOH CCl3COOH CH3COOH； CCl3COOH CHCl2COOH CH2ClCOOH。 即学即练 1．下列说法正确的是 A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高 B．CS2、H2O、H2都是直线形分子 C．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH是因为Cl原子为吸电子基，使得羟基O-H键极性增强，易电离出H+ D．在水中的溶解性：戊醇>乙二醇>乙醇 2．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 3．下表列出25℃时不同羧酸的pKa (即-lgKa)。根据表中的数据推测，结论正确的是 羧酸 CH3COOH CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH pKa 4.76 2.59 2.87 2.90 A．酸性强弱：CH2ICOOH＞CH2BrCOOH B．对键合电子的吸引能力强弱：F<Cl<Br C．25℃时的pKa大小：CHF2COOH<CH2FCOOH D．25℃时0.1mol/L溶液的碱性强弱：CH2ClCOONa＞CH3COONa 一、分子的极性 1．常见分子极性与空间结构的关系 分子类型 分子形状 键角 键的极性 分子极性 代表物 A 球形 He A2 直线形 非极性 H2、O2 AB 直线形 极性 CO、NO ABA 直线形 180° 极性 CO2、CS2 ABA 折线形，V字形 极性 H2O、SO2 A4 正四面体形 60° 非极性 P4 AB3 平面三角形 120° 极性 BF3 AB3 三角锥形 极性 NH3 AB4 正四面体形 109°28 极性 CH4、CCl4 AB3C 四面体形 极性 CH3Cl AB2C2 四面体形 极性 CH2Cl2 2．分子极性的特殊性 （1）一般情况下，单质分子为 分子，但O3是 形分子，其空间结构不对称，故O3为 分子。 （2）含有非极性键的分子 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 分子。 （3）只含极性键的分子 是极性分子（如CO2、CH4等）。 实践应用 1．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 2．下列说法中正确的是 A．极性分子组成的溶质一定易溶于极性分子组成的溶剂之中，非极性分子组成的溶质一定易溶于非极性分子组成的溶剂中 B．溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳 C．白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳 D．水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子 二、无机含氧酸的酸性 1．同种元素的含氧酸 （1）规律：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越 。如： HClO HClO2 HClO3 HClO4；HNO2 HNO3；H2SO3 H2SO4 （2）原因：无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下也就越容易电离出H＋，即酸性越 。 2．不同种元素的含氧酸 （1）规律：含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的 的个数增大而增大，即：(HO)mROn中，n值越大，酸性越 。 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 含氧酸 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸 结构简式 Cl—OH 非羟基氧原子数 0 1 2 3 酸性 酸 酸 酸 酸 （2）特点： ①酸性强弱与—OH数目，即m数值大小 。 ②酸的元数＝酸中 上的氢原子个数， 等于酸中的氢原子数，因为有的酸中有些氢原子不是连接在氧原子上。 （3）原因：非羟基氧原子数越多，氧原子所带的 电荷越多，中心原子上带的 电荷越多，中心原子对羟基氧原子的吸引力越 ，氧原子对氢原子的吸引力越 ，氢离子越容易电离，酸性越 。 3．根据元素周期律比较含氧酸的酸性强弱 （1）同一主族，自上而下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 （2）同一周期，从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 实践应用 1．已知含氧酸可用通式(HO)nXOm来表示，如X是S，则m＝2，n＝2，这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是 A．HClO4 B．H2SeO3 C．H3BO3 D．H3PO4 2．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是 A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释 B．酸性：H2CO3＞HClO，是因为H2CO3分子中的氢原子数目比HClO多 C．羟基乙酸[CH2(OH)COOH]不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子 D．从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性，因此酒石酸盐中含有手性碳原子 考点一 极性分子与非极性分子 【例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 【变式1-1】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 【变式1-2】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 考点二 相似相溶原理及应用 【例2】以下事实中不可以用“相似相溶”规律说明的是 A．HCl易溶于水 B．Cl2易溶于NaOH溶液 C．CO2可溶于水 D．I2易溶于CCl4 【变式2-1】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2-2】碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大 B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 考点三 手性碳原子及手性异构体 【例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 【变式3-1】下列说法正确的是 A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1个手性碳原子 B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同 C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同 D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同 【变式3-2】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 考点四 含氧酸酸性强弱比较 【例4】下列羧酸的酸性比较错误的是 A．甲酸>乙酸>丙酸 B．氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸 C．氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸 D．二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸 【变式4-1】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4-2】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 基础达标 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 2．下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是 A．二氧化硫 B．四氯化碳 C．二氧化碳 D．乙炔 3．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 4．利用“相似相溶”这一经验规律可说明的事实是 ①HCl易溶于水　②I2微溶于水　③Cl2能溶于水 ④NH3易溶于水 A．①②④ B．②③ C．①②③ D．①②③④ 5．H2O2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。下列说法不正确的是 A．分子能形成氢键 B．在分子中只有键没有键 C．O原子采取杂化 D．为非极性分子，溶于 6．下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是 A．苹果酸 HOOC—H2—CHOH—COOH B．丙氨酸 C．葡萄糖 D．甘油醛 7．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 8．如图所示，该分子为的示意图，则该分子中含有的手性碳原子个数为 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 9．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A．该分子中C-N键的键长大于C-F键的键长B．该有机物属于芳香族化合物 C．该分子中C原子的杂化方式有、 D．该分子中存在手性碳原子 10．溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大，这是因为 A．溴单质和四氯化碳中都含有卤素原子 B．Br2是单质，CCl4是化合物 C．Br2、CCl4都是有机物，而H2O是无机物 D．Br2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子 11．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： 12．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 综合应用 13．下列说法正确的是 A．HCl和分子中均含有键 B．和的VSEPR模型和空间结构均一致 C．和都是含有极性键的非极性分子 D．酸性： 14．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 CF3COOH的酸性大于CCl3COOH 键的极性大于键 C NH3与H2O“相似相溶” NH3的分子结构是三角锥形，为极性分子 D NaCl的熔点高于CsCl Na+的半径小于Cs+ A．A B．B C．C D．D 15．硫酸盐(含、)气溶胶是的成分之一、科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下： 下列说法不正确的是 A．中的O为杂化 B．的VSEPR模型为平面三角形 C．是由极性键形成的极性分子 D．反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成 16．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 17．肼()又名联氨，是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。肼分子结构如图所示。 （1）关于分子说法正确的是___________。 A．只含有极性键的极性分子 B．含有非极性键的极性分子 C．只含有极性键的非极性分子 D．含有非极性键的非极性分子 （2）的相对分子质量与接近，但沸点远高于，原因是___________。 A．分子内可形成氢键 B．分子间可形成氢键 C．分子中共价键键能更大 D．分子能形成内盐 （3）发射卫星时可用为燃料，为助燃剂，这两种物质反应放出大量能量，生成无毒无害的物质。此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （4）是 (A．极性   B．非极性)分子，其沸点 (A．>    B．<    C．=)。 拓展培优 18．下列有关叙述正确的是 A．利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子 B．氢键是一种特殊化学键，它广泛地存在于自然界中 C．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质和用途也相同 D．由酸性FCH2COOH＞ CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH＞ CH3COOH 19．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 20．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 21．一定条件下，以天然气为起始原料可合成乙烯、乙醇、乙酸及三氟乙酸等重要化学物质，如下图所示。回答下列问题： （1）图中属于非极性分子的是 （填名称，下同），属于烃的衍生物的是 。关于甲烷、乙烯、乙醇和乙酸的结构说法正确的是 （填编号）。 A．甲烷的VSEPR模型为平面三角形 B．乙烯中，C-H键的形成过程可用图a表示 C．图b中，乙醇在Cu催化下与反应断②和③键 D．乙酸分子中，所有碳原子和氧原子共平面 （2）可用检验司机是否酒驾。 ①24号元素Cr在周期表中的位置是 ，基态Cr价电子排布式为 。 ②欲测定乙醇的结构，现有以下分析方法： a．X射线衍射实验         b．核磁共振氢谱         c．质谱         d．红外光谱 根据以下分析结果，判断采用的分析方法，并将以上编号填入空格中： I．直接测得分子中有C-O键和C-H键： 。 Ⅱ．测定相对分子质量为46： 。 Ⅲ．测分子的键长和键角： 。 （3）常温下，乙酸的电离常数，三氟乙酸的电离常数，三氟乙酸的酸性远大于乙酸的原因是 。 （4）比较沸点：乙醇 （填“大于”“小于”或“等于”）二甲醚，原因是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 分子结构与性质 第二节 分子结构与物质的性质 第1课时 分子的极性和手性 分子结构对化学性质的影响 教学目标 1．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。 2．能根据分子结构的特点和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。 3．初步认识分子的手性，了解手性分子在生命科学、药物研究等方面的应用。 重点和难点 重点：分子的极性和手性、分子结构对物质性质的影响 难点：从微观角度理解分子结构对物质性质影响的原因 ◆知识点一 分子的极性和手性 1．分子的极性 （1）极性键与非极性键 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同元素的原子 同种元素的原子 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 （2）极性分子和非极性分子： 类别 极性分子 非极性分子 概念 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-)如H2O分子： 分子中的正电中心和负电中心重合如CO2分子： 双原子分子 分子内含极性键 分子内含非极性键 多原子分子 分子内含极性键，分子空间结构不对称 分子内只含非极性键或分子空间结构对称 （3）键的极性与分子极性的关系： 分子 共价键的极性 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 各键的向量和为零 重合 非极性分子 CO2、BF3、CH4 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，若各键极性的向量和等于零，则为非极性分子，否则为极性分子。 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。 ④含有非极性键的分子不一定为非极性分子。 （4）极性分子和非极性分子的判断方法： ①根据分子组成判断：所有的惰性气体都为非极性分子；以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子，如：H2、Cl2…；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：HCI、CO、NO…；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。空间构型对称为非极性分子，如：CH4、CO2、BF3、C2H2…；空间构型不对称为极性分子，如：NH3、H2O… ③ABn型分子可参考使用以下经验规律判断：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；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。 （5）分子的溶解性： ①相似相溶原理：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，又叫“相似相溶”规则。 ②若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。 ③随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 【特别提醒】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．分子的手性 （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）手性碳原子 ①碳原子连接了四个不同的原子或基团，形成的化合物存在手性异构，则该碳原子称为手性原子。如（R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团），其中*C即为手性碳原子。 ②不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。 （3）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（手性碳原子）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：分子中含有手性碳原子，即1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，说明该分子是手性分子。如：中含有1个手性碳原子(标“*”的碳原子)，则是手性分子。 （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：构成生命体的有机物大多数为手性分子，两个手性分子的性质不同，手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成。 【特别提醒】 （1）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。 （2）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。 即学即练 1．下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是 A．NH3和H2S B．CH4和Br2 C．BF3和CO2 D．BeCl2和HCl 【答案】A 【解析】一般来讲，极性键是指不同的非金属元素原子之间形成的共价键，可以用通式A−B键表示，反之为非极性键，即A−A键；极性分子是指整个分子的正、负电荷的中心不重合，反之为非极性分子，以此进行判断。A．NH3含有极性键，空间构型为三角锥形，分子中正、负电荷的中心不重合，属于极性键形成的极性分子；H2S为V形，分子中正、负电荷的中心不重合，且含有极性键，属于极性键形成的极性分子，满足条件，故A正确；B．CH4含极性键，空间构型为正四面体形，分子中正、负电荷的中心重合，属于极性键形成的非极性分子；Br2含有非极性键，为非极性键形成的极性分子，不满足条件，故B错误；C．BF3分子中含有极性键，空间构型为平面三角形，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子；CO2中含有极性键，但结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故C错误；D．BeCl2中正、负电荷的中心是重合的，为非极性分子；HCl为极性键形成的极性分子，故D错误；故答案选A。 2．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。 3．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：。 ◆知识点二 分子结构对化学性质的影响 1．键的极性对分子化学性质的影响 （1）共价键的极性越强，键的活泼性也越强，容易发生断裂，易发生相关的化学反应。 （2）成键元素的原子吸引电子能力越强，电负性越大，共价键的极性就越强，在化学反应中该分子的反应活性越强，在化学反应中越容易断裂。 （3）实例：键的极性对HCl、H2O、C2H5OH化学性质的影响分析 ①结构式：HCl：H—Cl H2O：H—O—H C2H5OH：C2H5—O—H ②性质异同点：HCl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。 ③原因分析：乙醇分子中的C2H5—是推（给）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是强电解质，溶于水呈酸性，在水中可以完全电离，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）羧酸酸性强弱分析（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。如： 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，最易电离出氢离子，因此，三氯乙酸酸性最强。 【特别提醒】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，羧酸的酸性越强；C—X的数量越多，羧酸的酸性越强，如酸性：CF3COOH > CCl3COOH > CH3COOH； CCl3COOH > CHCl2COOH > CH2ClCOOH。 即学即练 1．下列说法正确的是 A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高 B．CS2、H2O、H2都是直线形分子 C．酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH是因为Cl原子为吸电子基，使得羟基O-H键极性增强，易电离出H+ D．在水中的溶解性：戊醇>乙二醇>乙醇 【答案】C 【解析】A．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高，但HF分子间存在氢键，加强了分子之间的作用力，导致其熔、沸点比HI还高，则HCl、HBr、HI、HF的熔、沸点依次升高，A错误；B．CS2、H2都是直线形分子，但H2O是V形(或角形)分子，B错误；C．Cl原子为吸电子基，使得羟基O-H键极性增强，易电离出H+，则酸性：CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH，C正确；D．醇分子中含有亲水基羟基，物质分子中所含的羟基数目越多、烃基碳原子数目越少，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；故选C。 2．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。 3．下表列出25℃时不同羧酸的pKa (即-lgKa)。根据表中的数据推测，结论正确的是 羧酸 CH3COOH CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH pKa 4.76 2.59 2.87 2.90 A．酸性强弱：CH2ICOOH＞CH2BrCOOH B．对键合电子的吸引能力强弱：F<Cl<Br C．25℃时的pKa大小：CHF2COOH<CH2FCOOH D．25℃时0.1mol/L溶液的碱性强弱：CH2ClCOONa＞CH3COONa 【答案】C 【解析】A项，根据电负性F＞Cl＞Br＞I，CH2FCOOH、CH2ClCOOH、CH2BrCOOH的酸性逐渐减弱，则酸性CH2ICOOH＜CH2BrCOOH，A错误；B项，电负性越大，对键合电子的吸引能力越强，电负性：F>Cl>Br，对键合电子的吸引能力强弱：F>Cl>Br，B错误；C项，F是吸电子基团，F原子个数越多，吸电子能力越强，使得羧基中O—H键极性增强，更易电离，酸性增强，则25℃时的pKa大小：CHF2COOH<CH2FCOOH，C正确；D项，根据pKa知，相同浓度下酸性CH3COOH＜CH2ClCOOH，酸性越强，其对应盐的水解程度越弱，碱性越弱，则相同浓度下碱性：CH2ClCOONa＜CH3COONa，D错误；故选C。 一、分子的极性 1．常见分子极性与空间结构的关系 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 2．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CO2、CH4等）。 实践应用 1．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。 2．下列说法中正确的是 A．极性分子组成的溶质一定易溶于极性分子组成的溶剂之中，非极性分子组成的溶质一定易溶于非极性分子组成的溶剂中 B．溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳 C．白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳 D．水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子 【答案】C 【解析】很多有机物分子都是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，而有机物之间的溶解度却很大，A项错误。溴分子是非极性分子，B项错误。二氧化碳(O==C==O)是非极性分子，D项错误。 二、无机含氧酸的酸性 1．同种元素的含氧酸 （1）规律：对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如： HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4；HNO2 < HNO3；H2SO3 < H2SO4 （2）原因：无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下也就越容易电离出H＋，即酸性越强。 2．不同种元素的含氧酸 （1）规律：含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大，即：(HO)mROn中，n值越大，酸性越强。 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系 含氧酸 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸 结构简式 Cl—OH 非羟基氧原子数 0 1 2 3 酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸 （2）特点： ①酸性强弱与—OH数目，即m数值大小无关。 ②酸的元数＝酸中羟基上的氢原子个数，不一定等于酸中的氢原子数，因为有的酸中有些氢原子不是连接在氧原子上。 （3）原因：非羟基氧原子数越多，氧原子所带的负电荷越多，中心原子上带的正电荷越多，中心原子对羟基氧原子的吸引力越强，氧原子对氢原子的吸引力越弱，氢离子越容易电离，酸性越强。 3．根据元素周期律比较含氧酸的酸性强弱 （1）同一主族，自上而下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱 （2）同一周期，从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强 实践应用 1．已知含氧酸可用通式(HO)nXOm来表示，如X是S，则m＝2，n＝2，这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是 A．HClO4 B．H2SeO3 C．H3BO3 D．H3PO4 【答案】A 【解析】根据题目所给通式，HClO4表示为(HO)ClO3，m＝3；H2SeO3表示为(HO)2SeO，m＝1；H3BO3表示为(HO)3B，m＝0；H3PO4表示为(HO)3PO，m＝1。HClO4的m值最大，酸性最强。 2．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是 A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释 B．酸性：H2CO3＞HClO，是因为H2CO3分子中的氢原子数目比HClO多 C．羟基乙酸[CH2(OH)COOH]不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子 D．从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性，因此酒石酸盐中含有手性碳原子 【答案】B 【解析】A项，水为极性分子，乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分子，所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释，A正确；B项，酸性的强弱与分子中氢原子数目的多少无关，酸性：H2CO3＞HClO，是因为H2CO3分子中的非羟基氧原子数目比HClO多，B不正确；C项，羟基乙酸[CH2(OH)COOH]分子中没有手性碳原子，所以不属于手性分子，C正确；D项，从葡萄中提取的酒石酸盐具有光学活性，因此该酒石酸盐中含有手性碳原子，D正确；故选B。 考点一 极性分子与非极性分子 【例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。 【变式1-1】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。 【变式1-2】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；故选B。 考点二 相似相溶原理及应用 【例2】以下事实中不可以用“相似相溶”规律说明的是 A．HCl易溶于水 B．Cl2易溶于NaOH溶液 C．CO2可溶于水 D．I2易溶于CCl4 【答案】BC 【解析】A．HCl和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”规律，HCl易溶于水，A项不符合题意；B．Cl2易溶于NaOH溶液是因为Cl2与NaOH发生了反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，不能用“相似相溶”规律说明，B项符合题意；C．CO2属于非极性分子，H2O属于极性分子，CO2可溶于水不能根据“相似相溶”规律解释，C项符合题意；D．I2和CCl4都属于非极性分子，根据“相似相溶”规律，I2易溶于CCl4，D项不符合题意；答案选BC。 【变式2-1】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2-2】碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大 B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 【答案】D 【解析】CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，根据相似相溶原理可知碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，与相对分子质量、是否是直线形分子、是否含有氢元素等没有直接的关系，故选D。 考点三 手性碳原子及手性异构体 【例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。 【变式3-1】下列说法正确的是 A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1个手性碳原子 B．互为手性异构体的化合物，所含化学键的种类和数目完全相同 C．互为手性异构体的化合物，在三维空间不能重合，但物理、化学性质却几乎完全相同 D．互为手性异构体的化合物，分子组成不同，所以物理、化学性质也不同 【答案】B 【解析】A项，CH2OH—CHOH—CH2OH分子中不存在手性碳原子，故A项错误；B项，手性碳原子为具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，所含化学键的种类和数目完全相同，故B项正确；C项，互为手性异构体的化合物，物理性质不同，光学活性不同，故C项错误；D项，互为手性异构体的化合物，分子组成相同，故D项错误。故选B。 【变式3-2】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；选。 考点四 含氧酸酸性强弱比较 【例4】下列羧酸的酸性比较错误的是 A．甲酸>乙酸>丙酸 B．氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸 C．氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸 D．二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸 【答案】C 【解析】A项，乙酸中存在甲基，甲基使得羧基中羟基的极性减弱，不容易电离出氢离子，同理碳原子数越多，极性越弱，酸性越弱，故甲酸＞乙酸>丙酸，A正确；B项，电负性F>Cl>Br，电负性越强，使得羧基中羟基的极性增强，容易电离出氢离子，酸性增强，故氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸，B正确；C项，随氯原子增加，吸引力增强，导致羧基中羟基的极性增大，酸性越来越强，故氯乙酸<二氯乙酸<三氯乙酸，C错误；D项，同B分析，卤原子使得羧基中羟基的极性增强，容易电离出氢离子，酸性增强，故二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸，D正确；故选C。 【变式4-1】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 【解析】A．Cl的电负性大，使C—Cl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C—C和Si—Si键的键长及键能决定，与键的极性无关，B符合题意；C．SO2为极性分子，CO2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4-2】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。 基础达标 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。 2．下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是 A．二氧化硫 B．四氯化碳 C．二氧化碳 D．乙炔 【答案】D 【解析】分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须既有同种元素原子间所成的键，又有不同种元素原子间所成的键，而在A、B选项中同种原子间没有成键，也就没有非极性键。要求分子为非极性分子，则分子中原子的排列一定是对称的，只有这样才能使分子中正、负电荷的中心重合，使分子无极性。 3．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。 4．利用“相似相溶”这一经验规律可说明的事实是 ①HCl易溶于水　②I2微溶于水　③Cl2能溶于水 ④NH3易溶于水 A．①②④ B．②③ C．①②③ D．①②③④ 【答案】A 【解析】HCl、NH3、H2O均属于极性分子,I2、Cl2均属于非极性分子,根据“相似相溶”规律可知,HCl、NH3易溶于水,I2微溶于水,Cl2能溶于水是因为Cl2和H2O反应生成了HCl和HClO。 5．H2O2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。下列说法不正确的是 A．分子能形成氢键 B．在分子中只有键没有键 C．O原子采取杂化 D．为非极性分子，溶于 【答案】D 【解析】A．H2O2分子中氢原子与电负性大且原子半径小的氧原子之间相连，可形成氢键，A正确；B．H2O2分子中只有单键，则只有σ键没有π键，B正确；C．H2O2分子中O原子形成两个σ键，有两对孤电子对，因此O原子采取sp3杂化，C正确；D．H2O2分子的结构不对称，为极性分子，根据相似相溶规则，H2O2分子难溶于CCl4，D错误；故答案为：D。 6．下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是 A．苹果酸 HOOC—H2—CHOH—COOH B．丙氨酸 C．葡萄糖 D．甘油醛 【答案】A 【解析】HOOC—H2—CHOH—COOH中连接了2个氢原子，不是手性碳原子，A错误；中连接了4个不同的原子或原子团，属于手性碳原子，B正确；中连接了4个不同的原子或原子团，属于手性碳原子，C正确；中连接了4个不同的原子或原子团，属于手性碳原子，D正确。 7．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。 8．如图所示，该分子为的示意图，则该分子中含有的手性碳原子个数为 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 【答案】C 【解析】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，该分子中含有2个手性碳原子，位置为，故选C。 9．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法正确的是 A．该分子中C-N键的键长大于C-F键的键长B．该有机物属于芳香族化合物 C．该分子中C原子的杂化方式有、 D．该分子中存在手性碳原子 【答案】A 【解析】A．r(N)>r(F)，故C-N键的键长大于C-F键的键长，故A正确； B．该有机物中没有苯环，不属于芳香族化合物，故B错误；C．该分子中C原子的杂化方式只有sp2，故C错误； D．该分子中不存在手性碳原子，故D错误。答案为：A。 10．溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大，这是因为 A．溴单质和四氯化碳中都含有卤素原子 B．Br2是单质，CCl4是化合物 C．Br2、CCl4都是有机物，而H2O是无机物 D．Br2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子 【答案】D 【解析】水是极性分子，四氯化碳是非极性分子，根据相似相溶原理可知，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，由于Br2、CCl4是非极性分子，所以溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大，故选：D。 11．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 【解析】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。 12．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。 综合应用 13．下列说法正确的是 A．HCl和分子中均含有键 B．和的VSEPR模型和空间结构均一致 C．和都是含有极性键的非极性分子 D．酸性： 【答案】D 【解析】A．HCl分子中含有s-pσ键，Cl2分子中含有p-pσ键，故A错误；B．NH3的中心原子价层电子对数为，有一对孤电子对，的中心原子价层电子对数为，没有孤电子对，VSEPR模型均为四面体，但NH3空间结构为三角锥，空间结构为正四面体，故B错误；C．BF3和NH3都是含有极性键，BF3结构对称，正负电荷的中心重合，BF3是非极性分子，而NH3含有孤电子对，结构不对称，正负电荷的中心不重合，为极性分子，故C错误；D．氯原子是吸电子基，导致羧基中的O-H键更易断裂，而甲基是推电子基，所以酸性：，故D正确；选D。 14．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 CF3COOH的酸性大于CCl3COOH 键的极性大于键 C NH3与H2O“相似相溶” NH3的分子结构是三角锥形，为极性分子 D NaCl的熔点高于CsCl Na+的半径小于Cs+ A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】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CF3COOH的酸性大于CCl3COOH，B正确；C．NH3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NH3与H2O“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，Na+的半径小于Cs+，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。 15．硫酸盐(含、)气溶胶是的成分之一、科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下： 下列说法不正确的是 A．中的O为杂化 B．的VSEPR模型为平面三角形 C．是由极性键形成的极性分子 D．反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成 【答案】B 【解析】A．水的价层电子对= 4，O为sp3杂化，选项A正确；B．SO价层电子对= 3+1，孤电子对数为1，V S EPR模型为四面体形，选项B错误；C．HNO2只存在极性键，分子的正负中心电荷不重合，形成的是极性分子，选项C正确；D．根据图示，  有氢氧键断裂，SO转化为HSO的过程中有硫氧键形成，选项D正确；答案选B。 16．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。 17．肼()又名联氨，是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。肼分子结构如图所示。 （1）关于分子说法正确的是___________。 A．只含有极性键的极性分子 B．含有非极性键的极性分子 C．只含有极性键的非极性分子 D．含有非极性键的非极性分子 （2）的相对分子质量与接近，但沸点远高于，原因是___________。 A．分子内可形成氢键 B．分子间可形成氢键 C．分子中共价键键能更大 D．分子能形成内盐 （3）发射卫星时可用为燃料，为助燃剂，这两种物质反应放出大量能量，生成无毒无害的物质。此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （4）是 (A．极性   B．非极性)分子，其沸点 (A．>    B．<    C．=)。 【答案】（1）B （2）B （3）1：2 （4） A B 【解析】（1）N2H4分子中存在N-H极性键、N-N非极性键；根据图知，N2H4分子结构不对称，正负电荷重心不重合，为极性分子，故答案为：B； （2）N2H4的相对分子质量与CH2=CH2接近，但沸点远高于CH2=CH2，原因是N2H4分子间可形成氢键，乙烯不能形成分子间氢键，故答案为：B； （3）发射卫星时可用N2H4为燃料，N2O4为助燃剂，这两种物质反应放出大量能量，生成无毒无害的物质，根据元素守恒知，生成两种无毒无害的物质分别是H2O、N2，反应方程式为2N2H4+N2O4=3N2+4H2O，反应中N2H4失电子作还原剂、N2O4得电子作氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2。 （4）AsH3的空间构型为NH3类似，是三角锥形，故为极性分子，因为NH3分子间能形成氢键，故AsH3的沸点低于NH3。 拓展培优 18．下列有关叙述正确的是 A．利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子 B．氢键是一种特殊化学键，它广泛地存在于自然界中 C．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质和用途也相同 D．由酸性FCH2COOH＞ CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH＞ CH3COOH 【答案】AD 【解析】A．利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子，称为手性合成，故A正确； B．氢键不是化学键，是一种比较强的分子间作用力，它广泛地存在于自然界中，故B错误； C．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成和原子排列都完全相同，但性质和用途不相同，故C错误； D．F和Cl都是吸电子基，F或Cl取代了乙酸分子中甲基上的H，使得FCH2COOH和ClCH2COOH中羧基里的羟基的极性更大，酸性都大于乙酸，所以酸性FCH2COOH＞ CH3COOH，ClCH2COOH＞ CH3COOH，故D正确；故选AD。 19．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。 20．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 【解析】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。 21．一定条件下，以天然气为起始原料可合成乙烯、乙醇、乙酸及三氟乙酸等重要化学物质，如下图所示。回答下列问题： （1）图中属于非极性分子的是 （填名称，下同），属于烃的衍生物的是 。关于甲烷、乙烯、乙醇和乙酸的结构说法正确的是 （填编号）。 A．甲烷的VSEPR模型为平面三角形 B．乙烯中，C-H键的形成过程可用图a表示 C．图b中，乙醇在Cu催化下与反应断②和③键 D．乙酸分子中，所有碳原子和氧原子共平面 （2）可用检验司机是否酒驾。 ①24号元素Cr在周期表中的位置是 ，基态Cr价电子排布式为 。 ②欲测定乙醇的结构，现有以下分析方法： a．X射线衍射实验        b．核磁共振氢谱        c．质谱        d．红外光谱 根据以下分析结果，判断采用的分析方法，并将以上编号填入空格中： I．直接测得分子中有C-O键和C-H键： 。 Ⅱ．测定相对分子质量为46： 。 Ⅲ．测分子的键长和键角： 。 （3）常温下，乙酸的电离常数，三氟乙酸的电离常数，三氟乙酸的酸性远大于乙酸的原因是 。 （4）比较沸点：乙醇 （填“大于”“小于”或“等于”）二甲醚，原因是 。 【答案】（1）甲烷、乙烯 乙醇、乙酸、三氟乙酸 BD （2）第四周期第VIB族 3d54s1 d c a （3）-CH3是推电子基团，-CF3是吸电子基团，吸电子基团使羧基上羟基的极性增强，CF3COOH酸性增强 （4）大于 乙醇分子间存在氢键 【解析】（1）非极性分子正负电荷中心重合，属于非极性分子的是甲烷和乙烯；甲烷和乙烯是烃，乙酸、乙醇和三氟乙酸都是烃的衍生物。A．甲烷的VSEPR模型为四面体形，A错误；B．乙烯中，碳原子采取sp2杂化，为平面三角形结构，H原子s轨道电子为球形，C-H键的形成过程可用图a表示，B正确；C．图b中，乙醇在Cu催化下与O2反应生成乙醛，断①和③键，C错误；D．乙酸分子中，存在，碳原子采取sp2杂化，为平面三角形结构，所有碳原子和氧原子共平面，D正确；答案是BD； （2）①24号元素Cr在周期表中的位置是：第四周期第VIB族，基态Cr价电子排布式为：3d54s1； ②I．直接测得分子中有C-O键和C-H键用红外光谱来测定； Ⅱ．测定相对分子质量用质谱仪测定质荷比最大值即是相对分子质量； Ⅲ．测分子的键长和键角用X射线衍射实验测定； （3）氟乙酸的酸性远大于乙酸的原因是：-CH3是推电子基团，-CF3是吸电子基团，吸电子基团使羧基上羟基的极性增强，CF3COOH酸性增强； （4）乙醇和二甲醚二者分子量相同，都是分子晶体，乙醇分子间能形成氢键，分子间作用力大，沸点高，二甲醚分子间没有氢键，沸点低。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $