第05讲 分子极性、手性的判断（重难点讲义）化学苏教版选择性必修2

本高中化学讲义聚焦分子极性与手性的判断，系统梳理分子极性判断逻辑，先分析化学键极性，再结合分子空间构型对称性确定正负电中心是否重合，同时明确手性分子核心特征及手性碳原子识别方法，搭建清晰学习支架。 资料通过表格归纳分子类型、空间构型与极性的关系，结合键的极性与分子极性关系、性质影响等题型设计，培养学生模型建构与证据推理的科学思维，课中辅助教师高效授课，课后助力学生通过巩固训练查漏补缺，提升知识应用能力。

第05讲 分子极性、手性的判断 1、掌握分子极性判断核心逻辑：先判化学键极性，再结合分子空间构型是否对称，确定正负电中心是否重合。 2、熟记常见极性/非极性分子模型（如直线形CO₂非极性、V形H₂O极性），能快速判定典型分子极性。 3、明确手性分子的核心特征（含手性碳原子、分子与其镜像不能重叠），熟练识别手性碳原子。 一、分子的极性 1、极性分子和非极性分子 (1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。 (2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。 2、分子极性的判断方法 (1)双原子分子： 相同元素原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心重合，为非极性分子。 不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不重合，为极性分子。 (2)多原子分子：分子是否有极性取决于分子的空间结构，分子的空间结构为对称结构，为非极性分子；分子的空间构型为不对称结构，为极性分子。 3、分子的极性对物质性质的影响 (1)分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。一般情况下，极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点高。 (2)相似相溶规则：一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，如NH3易溶于水；由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂，如I2易溶于CCl4。 4、分子的空间构型与分子的极性之间的关系 分子类型 分子空间构型 键角 键的极性 分子极性 常见物质 A2 直线形(对称) — 非极性键 非极性分子 H2、O2、N2等 AB 直线形(非对称) — 极性键 极性分子 HX、CO、NO等 AB2 直线形(对称) 180° 极性键 非极性分子 CO2、CS2等 A2B 折线形(不对称) — 极性键 极性分子 H2O、H2S等 AB3 正三角形(对称) 120° 极性键 非极性分子 BF3、SO3等 三角锥型(不对称) — 极性键 极性分子 NH3、PCl3等 AB4 正四面体型(对称) 109.5° 极性键 非极性分子 CH4、CCl4等 注意：1、一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，为空间不对称结构，故O3为极性分子。 2、AB型分子均为极性分子。 3、只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。 二、手性分子 1、手性异构体和手性分子 组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为手性分子。 2、手性碳原子 当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。 一对手性异构体的物理性质基本相同，但它们的旋光性和生理作用往往不同。 题型01 键的极性与分子极性的关系 【典例】分子的极性 (1)极性分子与非极性分子 ① ；② ；③ ；④ 。 (2)共价键的极性与分子极性的关系 ① ；② ；③ ；④ 。 【答案】(1)不重合 不为零 重合 为零 (2)非极性键 等于零 不重合 不为零 【详解】（1）极性分子中正负电荷中心不重合，使得键的极性向量和不为零； 非极性分子中正负电荷中心重合，使得键的极性向量和为零； （2）非极性分子可以为只含非极性键的分子，或含极性键的分子，但其分子结构空间对称使得分子中正负电荷中心重合，使得键的极性向量和为零；极性分子中正负电荷中心不重合，使得键的极性向量和不为零。 【变式】反应可用于储氢。下列说法正确的是 A．是极性分子 B．中只含离子键 C．中元素的化合价为+2 D．的空间构型为直线型 【答案】C 【详解】A．H2是由两个H原子构成的非极性分子，结构对称，正负电荷中心重合，因此是非极性分子，A错误； B．NaHCO3中之间为离子键，同时内部存在等共价键，因此NaHCO3中并非只含离子键，B错误； C．HCOONa中，根据化合价代数和为0的原则，可计算出碳元素化合价为价，C正确； D．H2O分子的价层电子对数是：，O有两对孤对电子，空间构型为形，而非直线型，D错误；故选C。 题型02 分子的极性对物质化学性质的影响 【典例】依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 膨松剂的膨松原理： 膨松剂的膨松原理： B HF分子的极性强于HCl分子的极性 分子的极性强于分子的极性 C 用与浓硫酸反应制备 用与浓硫酸反应制备 D 接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的缔合分子 接近硫化氢的沸点的硫化氢气体中存在相当量的缔合分子 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．受热分解生成气体是因为不稳定易分解生成，推测同样含的碳酸氢铵受热分解同样生成气体；则碳酸氢铵受热分解为NH3、CO2和H2O，反应原理与事实一致，推测正确，A正确； B．HF和HCl都是极性分子，F的电负性强于Cl，则HF的极性比HCl强；而CO2和CS2均为非极性分子，整体分子均为非极性，推测CO2的极性与CS2差不多，推测错误，B错误； C．用Na2SO3与浓硫酸制SO2是利用浓硫酸的酸性，不能氧化SO2；浓硫酸具有强氧化性，用Na2S与浓硫酸制H2S，浓硫酸会与发生氧化还原反应生成S或SO2，而非H2S，推测错误，C错误； D．水蒸气因氢键存在缔合分子；推测H2S气体接近沸点时也有缔合是错误的，因为H2S分子间作用力弱（范德华力为主），缔合程度极低，无氢键作用，推测错误，D错误；故答案为：A。 【变式】下列对物质结构或性质的解释错误的是 选项 物质结构或性质 解释 A CsCl熔点(646℃)高于SiCl4(-68.8℃) CsCl是离子晶体而SiCl4是分子晶体 B NH3的键角(107°)大于PH3(93.6°) 同族元素的氢化物，中心原子电负性越大，键角越小 C 三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸 F3C-的极性大于Cl3C-的极性 D P的第一电离能大于S P的3p能级电子排布为半充满，较稳定 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．CsCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体熔点通常更高，解释正确，A不合题意； B．NH3键角大于PH3是因N电负性更大，成键电子对更靠近中心，排斥更强，键角更大，选项B的解释错误，B符合题意； C．F的电负性比Cl大，F3C-吸电子效应更强，使羧基上的羟基的极性增强，更容易断裂，从而使羧酸酸性增强，解释正确，C不合题意； D．P的3p轨道半充满结构更稳定，第一电离能大于S，解释正确，D不合题意；故答案为：B。 题型03 手性分子及其判断 【典例】手性分子的判断 (1)判断方法：有机物分子中是否存在 。 (2)手性碳原子：有机物分子中连有四个各 的原子或基团的碳原子。如，、、、互不相同，即是手性碳原子。 【答案】(1)手性碳原子 (2)不相同 【详解】（1）手性分子的判断方法：有机物分子中是否存在手性碳原子（这是高中阶段的判断方法，实际上此判断方法存在局限性，但高中范围内不做讨论）； （2）手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子，如，R1、R2、R3、R4互不相同，即是手性碳原子。 【变式】在作用下，有机物a可转化为b，反应如下，方框内所有原子共平面。下列说法错误的是 A．基态C原子含有4个未成对电子 B．a分子中含有5个手性碳原子 C．中原子杂化方式为 D．电负性： 【答案】A 【详解】A．基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，2p轨道含有2个未成对电子，A项错误； B．手性碳原子是连有4个不同原子或基团的碳原子，根据a的结构简式，其分子中含有5个手性碳原子（用*表示），，B项正确； C．中方框内所有原子共平面，说明其中的原子均采取杂化(原子均参与形成大键)，C项正确； D．同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，所以电负性：，D项正确。故选A。 题型04 手性碳原子个数的判断 【典例】对映异构体分离后才能发生下一步反应，G中有 个手性碳。 【答案】1 【详解】分子中的手性碳原子，应分别与4个不同的原子或原子团形成共价单键，G的结构简式为，其中有1个手性碳，为图中标记星号的碳原子：。 【变式】中有___________个手性碳原子。 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【详解】手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子，中含有2个手性碳原子，故答案为B。 题型05 综合考查分子性质的应用判断 【典例】回答下列问题： (1)分子构型为 ，其中氧原子的杂化方式为 。 (2)①常用作转化为的催化剂。分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中键长有两类，一类键长约，另一类键长约，较短的键为 (填下图中字母)，该分子中含有 个键。 ②溶解在溶液中，可得到钒酸钠()，该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。 (3)①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。 ②分子中，C原子的杂化轨道类型是 ，写出一个与具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 【答案】(1)形 (2) 3 a 12 正四面体形 (3)C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 （任写一个） 【详解】（1）的价层电子对数为：，含有两对孤对电子，分子构型为形，氧原子的杂化方式为。 （2）①分子中S原子价层电子对数是：，含有一对孤对电子，分子的立体构型为形。的价层电子对数是：，S原子的杂化轨道类型为。SO3的三聚体中，S原子形成4个键，为杂化；根据其结构可知，SO3的三聚体中每个S原子形成4个σ键，存在S=O键和S-O键，S=O键长较短，即a较短，该分子中含有σ键数目为3×4=12。 ②的价层电子对数为：，无孤对电子，阴离子的立体构型为正四面体形。由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价，则形成的化合物化学式为。 （3）①C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构。 ②分子中，C原子的价层电子对数为：，无孤对电子，C原子的杂化轨道类型是。与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子为等电子体，应含有3个原子，常见有等。 【变式】通过化学键异裂产生的带正电的基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。离子与烯烃反应形成碳正离子，是亲电加成反应的决速步。丙烯与HBr发生加成反应的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．丙烯中碳原子的杂化方式有两种 B．氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中，断裂π键 C．主产物的系统命名为2-溴丙烷 D．已知双键上电子云密度越大，亲电加成反应速率越快，所以发生亲电加成的速率小于 【答案】D 【详解】A．丙烯中碳碳双键两端的碳是杂化，甲基中的碳原子是杂化，所以丙烯中碳原子的杂化方式有两种，A正确； B．π键的键能较小，氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中，只断裂π键，B正确； C．反应2的产物是主要产物，溴原子在2号碳上，所以主产物的系统命名为2-溴丙烷，C正确； D．由于甲基是推电子基团，可增加双键电子云密度；-CF3为强吸电子基团，会降低双键电子云密度，所以双键上电子云密度比大，故发生亲电加成的速率大于，D错误；故答案为D。 【巩固训练】 1．焦硫酸主要用作氧化剂、磺化剂及硝化反应中的脱水剂等，其结构如图所示。硫酸脱水可生成焦硫酸，下列说法正确的是 A．键能： B．元素的电负性： C．基态S原子的价层电子排布图为 D．焦硫酸分子为非极性分子 【答案】A 【详解】A．硫氧单键中只含有1个σ键，而硫氧双键含有1个σ键和1个π键，π键会使硫氧原子之间的距离减小，键能增大，所以键能的大小顺序为：S-O＜S=O，A正确； B．元素的非金属性越强，电负性越大，非金属强弱的顺序为：O＞S＞H，则元素电负性的大小顺序为：O＞S＞H，B错误； C．硫元素的原子序数为16，基态原子的价层电子排布式为：3s23p4，排布图为：，C错误； D．由结构式可知，焦硫酸分子结构不对称，属于正负电荷重心不重合的极性分子，D错误；故选A。 2．某化合物的分子式为，主要用作生产高效低毒有机农药的原料，其结构如图，已知、、是原子序数依次增大且不同族的短周期元素，三者的价电子数之和为18；的族序数为周期数的三倍，电负性：。下列说法错误的是 A．为非极性分子 B．简单离子半径： C．中的化合价为+5 D．简单氢化物的热稳定性： 【答案】A 【分析】的族序数为周期数的三倍，则X为O，且在结构式中成双键；Y成5个键应为第五主族元素，且序数大于X，则Y是P；Z成单键，且序数大于Y，则Y是Cl；且符合电负性：且三者的价电子数之和为18；据此作答。 【详解】A．由题干可知，、、依次为、、。中心原子P的价层电子对数是，其空间构型不是正四面体结构，则其为极性分子，A项错误； B．简单离子半径：，B项正确； C．中的化合价为，C项正确； D．的非金属性大于，简单氢化物的热稳定性：，D项正确；故答案选A。 3．是一种无机化合物，广泛用于水处理、制药和食品工业等领域。下列叙述正确的是 A．离子半径： B．第一电离能： C．是含有极性键的非极性分子 D．碱性： 【答案】D 【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；离子半径：，A错误； B．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能有变大趋势，K的半径更大且更容易失去电子，故第一电离能：，B错误； C．为V形，分子中正负电荷重心不重合，是含有极性键的极性分子，C错误；   D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性钾大于铝，碱性：，D正确； 故选D。 4．侯德榜制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展作出了重要贡献。关键反应之一为：。下列说法错误的是 A．NH3的VSEPR模型为三角锥形 B．CO2是由极性键构成的非极性分子 C．NaHCO3中非金属元素的电负性：O＞C＞H D．该反应中，有三种物质的晶体类型属于离子晶体 【答案】A 【详解】A．NH3中N的价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，分子实际构型为三角锥形，故A错误； B．CO2中C原子价电子对数为，无孤电子对，分子构型为直线型，为非极性分子，故B正确； C．元素非金属性越强，电负性越大，电负性O＞C＞H，故C正确； D．NaCl、NaHCO3、NH4Cl为离子晶体，CO2、H2O、NH3是分子晶体，故D正确；选A。 5．一种制备消毒剂的方法为，对呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性，可用作为其替代品。下列说法正确的是 A．在水中的溶解性大于 B．的空间填充模型： C．分子只含有非极性键 D．中含有键 【答案】A 【详解】A．空间结构与水分子相似，均为极性分子，而为非极性分子，根据“相似相溶”，在水中的溶解性大于，A正确； B．中心原子N价层电子对数为，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形，选项中为球棍模型（而不是空间填充模型），且氯原子半径应比N原子半径大，正确空间填充模型为，B错误； C．分子只含有极性键，不含有非极性键，C错误； D．中H的1s能级的单电子与Cl的3p能级的未成对电子形成键，而非键，D错误； 故选A。 6．广泛用于蓄电池工业，其阳、阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。下列有关说法正确的是 A．各原子的最外层均达到8电子结构 B．第一电离能：X>Y>Z C．热稳定性： D．是非极性分子 【答案】B 【详解】A．氢原子只能达到2电子稳定结构，A错误； B．N的2p轨道为‌半充满状态‌（），电子排布更稳定，失去电子需克服的能量更高，因此N的第一电离能‌高于O的第一电离能；同主族元素，第一电离能‌随原子序数增大而减小，故第一电离能，所以三种元素的第一电离能大小为：，B正确； C．非金属性：，非金属性越强，气态氢化物越稳定，故热稳定性：，C错误； D．分子中，中心硫原子的价层电子对数是：，含有 1个孤电子对，空间构型为V形，正负电荷中心不重合，是极性分子，D错误；故选B。 7．二氧化碳()在电催化领域应用的最新趋势是与其他结构单元(如：、、、、)反应生成丰富的产物。下列说法错误的是 A．中的N的价层电子对数为3 B．键的极性： C．键角： D．键能： 【答案】C 【详解】A．硝酸根离子（）中N的价层电子对数为，根据VSEPR理论，为平面三角形结构，N原子采用杂化，形成3个σ键，无孤电子对，价层电子对数为3，A正确； B．O的电负性（3.44）大于N（3.04），H-O键的极性更强，B正确； C．（约104.5°）<（约107°），的键角小于，C错误； D．N≡N（946 kJ/mol）> N=N（418 kJ/mol），三键键能显著大于双键，D正确；故答案选C。 8．3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀（治疗2型糖尿病），其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A．分子中O原子和N原子均为杂化 B．分子中的键角小于的键角 C．分子中的极性大于的极性 D．与3-氨基-1-金刚烷醇一样，金刚烷醇分子中也含有手性碳原子 【答案】D 【详解】A． 分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4，故均为杂化，A正确； B．N有一对孤对电子，O有两对孤对电子，孤对电子对成键电子排斥，键角变小，O的孤对电子多，排斥作用大，分子中的键角小于的键角，B正确； C．电负性O＞N＞H，分子中的极性大于的极性，C正确； D．手性碳原子一定是饱和碳原子，手性碳原子所连接的四个基团要是不同的，金刚烷醇分子（）无手性碳原子，D错误。故答案选D。 9．下列化学用语表达正确的是 A．的电子式： B．分子的球棍模型： C．的模型： D．异山梨醇中所有碳原子都是杂化，其中有4个是手性碳原子 【答案】D 【详解】A．Na2S为离子化合物，由Na⁺和S2-构成，正确电子式应为，A错误； B．O3分子空间构型为V形（折线形），题干中直线形球棍模型不符合实际结构，B错误； C．BF3中B原子价层电子对数=（无孤电子对），VSEPR模型为平面三角形，题干球棍模型呈三角锥形，不符合VSEPR模型，C错误； D．异山梨醇中碳原子均形成4个单键，为sp3杂化，分子中手性碳原子仅4个（），D正确；故选D。 10．我国学者采用光诱导铜催化方法，实现了烯烃与炔烃的烷基炔基化反应，其意义是在温和条件下高效构建结构多样的手性炔烃化合物。下图给出了炔烃、烯烃()与脂肪烃等作为反应物生成的反应机理。下列说法错误的是 A．该反应机理的原子利用率小于100% B．是该反应机理总反应的催化剂 C．中至少含有1个手性碳原子 D．反应过程中Cu元素的化合价未发生变化 【答案】D 【详解】A．原子利用率100%需所有反应物原子均转化为目标产物。由机理图可知，步骤II生成副产物H⁺X⁻（HX），故原子利用率小于100%，A正确； B．催化剂参与反应且反应前后不变。CuL*X（I）由CuX和配体L*生成，经系列反应后又再生（如反应乙中生成CuLX，可重新结合L*生成CuL*X），符合催化剂特征，B正确； C．手性碳需连四个不同基团，R为烃基，至少有1个手性碳，C正确； D．Cu在CuX中为+1价，中间体III为[R≡CuL*]⁻（带负电荷），Cu价态降低（可能为0价），后续反应中Cu价态又升高，故Cu元素化合价发生变化，D错误；故选D。 【强化训练】 1．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。 2．下列说法错误的是 A．乳酸分子中含有一个手性碳原子 B．中σ键与π键数目之比为12：1 C．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 D．SiH4中Si的化合价为，CH4中C的化合价为，因此SiH4的还原性小于CH4 【答案】D 【详解】A．手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子。在乳酸分子的中间碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、甲基、羧基和羟基，因此该碳原子是手性碳原子，其余的2个碳原子都不是手性碳原子，A正确； B．碳氧双键中一根键为π键，其余均为σ键，σ键与π键数目之比为12：1，B正确； C．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，因此三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，C正确； D．由于电负性：C＞H＞Si，则在SiH4中H显-1价，CH4中H显+1价，-1价的氢有很强的还原性，故SiH4的还原性更强，D错误；故合理选项是D。 3．羟醛缩合反应是一种常用的增长碳链的方法。一种合成目标产物(图中⑦)的反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．③是该反应的催化剂 B．③到④的过程中有极性键的断裂和非极性键的生成 C．⑥中只有1个手性碳原子 D．合成⑦的总反应为 【答案】B 【详解】A．③是第一步反应的产物，第二个反应的反应物，所以③只是该反应的中间产物，不是该反应的催化剂，A错误； B．③到④的过程中，有C—N极性键的断裂和C—C非极性键的生成，B正确； C．⑥中有2个手性碳原子，如图，C错误； D．合成⑦的总反应为，D错误。故选B。 4．有机物X的结构如图所示。下列有关X的说法错误的是 A．所含元素电负性最小的是H B．可以形成分子内氢键和分子间氢键 C．①号N原子的孤电子对位于2p轨道中 D．与足量加成后，产物分子中含3个手性碳原子 【答案】C 【详解】A．元素的非金属性越强，其电负性越大，这几种元素中H的非金属性最弱，电负性最小的是H元素，故A正确； B．分子中的羧基和-NH-处于邻位，可以形成分子内氢键，也可以形成分子间氢键，故B正确； C．①号N原子采用sp2杂化，孤电子对占据sp2杂化轨道，不是2p轨道，故C错误； D．与足量H2加成后的产物为，含有3个手性碳原子，即为，故D正确； 答案选C。 5．鹰爪甲素（R，结构如图所示）可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中获得。回答下列问题： (1)R中官能团的名称为 （不考虑）。 (2)下列有关R的说法错误的是________（填标号）。 A．能与发生反应 B．能发生氧化反应 C．能发生取代反应 D．R中氧原子的杂化方式为 (3)最多可与 发生加成反应（不考虑开环加成）。 (4)R （填“能”或“不能”）使酸性高锰酸钾溶液褪色，判断的理由为 。 (5)R中为手性碳原子的是 （填“1”“2”或“3”）号碳原子。 (6)R （填“存在”或“不存在”）顺反异构体。 【答案】(1)羟基和碳碳双键 (2)D (3)0.1 (4)能 碳碳双键（或羟基）能使酸性高锰酸钾溶液褪色（或其他合理答案，2分） (5)2 (6)存在 【详解】（1）碳碳双键和羟基； （2）A．分子中含有碳碳双键，能与发生加成反应，A正确； B．分子中含有羟基，能发生氧化反应，B正确； C．分子中羟基和甲基能发生取代反应，C正确； D． 中和羟基中的氧原子最外层有6个电子，连接的有2个键，含有2对孤电子对，氧原子均采用杂化，D错误； 故答案选D； （3）只有碳碳双键和氢气发生加成反应，故最多与发生加成反应； （4）中含有碳碳双键（或羟基）能使酸性高锰酸钾溶液褪色； （5）连4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子，分子中有5个手性碳原子，如图中用星号标记的碳原子：，故中为手性碳原子的是2号碳原子； （6）中含有碳碳双键，且每个双键碳原子都连接了不同的原子和原子团，故存在顺反异构； 6．下列对分子的性质的解释中，不正确的是 A．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”规律解释 D．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键 【答案】AD 【详解】A．水分子稳定的原因是水分子中H-O键能较大，难以断裂，而与氢键无关，A错误； B．乳酸()分子中2号碳与甲基、羟基、H和羧基四个不同基团连接，属于手性碳，B正确； C．碘、甲烷和四氯化碳均为非极性分子，水为极性分子，因此根据“相似相溶”规律，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，C正确； D．甲烷不能与水形成氢键，D错误；故答案为AD。 7．结构决定性质，性质决定用途。下列说法错误的是 A．碳酸钠可以与酸反应，可用作胃药 B．聚四氟乙烯耐化学腐蚀，可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞 C．石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，电阻率低，可用于动力电池 D．低温石英中，螺旋上升的硅氧四面体长链使其具有手性，可用作压电材料 【答案】A 【详解】A．碳酸钠虽然能与酸反应，但其碱性较强，直接用作胃药会刺激胃黏膜，实际常用的是碳酸氢钠，A错误； B．聚四氟乙烯耐化学腐蚀，可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞，B正确； C．石墨烯为单层碳原子结构，电阻率低，适合用于动力电池，C正确； D．低温石英的螺旋硅氧四面体结构赋予其手性，使其具备压电性质，可用作压电材料，D正确；故选A。 8．下列有关物质结构与性质的说法正确的是 A．臭氧为弱极性分子，常温下其在水中的溶解度大于在四氯化碳中的 B．氯元素的电负性强于氢元素，所以氯乙酸的酸性比乙酸弱 C．含手性碳原子的药物对人体均是有害的 D．同等条件下的熔点：邻苯二甲酸<对苯二甲酸 【答案】D 【详解】A．臭氧是弱极性分子，水为强极性溶剂，四氯化碳为非极性溶剂。根据相似相溶原理，弱极性分子在非极性溶剂中的溶解度通常更高，因此臭氧在四氯化碳中的溶解度应大于在水中的，A错误； B．氯的电负性强于氢，氯取代乙酸中的甲基氢后，通过吸电子诱导效应增强羧酸的酸性，因此氯乙酸的酸性比乙酸强，B错误； C．含手性碳原子的药物可能具有不同对映异构体，其中某些可能有害，但并非所有含手性碳的药物均有害（如左旋氧氟沙星有效且安全），C错误； D．对苯二甲酸分子两个羧基处于对位，能形成分子间氢键，范德华力较强，熔点更高；邻苯二甲酸因两个羧基相邻，能形成分子内氢键，削弱了范德华力，熔点较低，D正确；故选D。 9．味精的主要成分为谷氨酸单钠盐。已知谷氨酸的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是 A．谷氨酸分子中C都采用sp3杂化 B．谷氨酸分子中有2个手性碳原子 C．谷氨酸中N的第一电离能最大 D．谷氨酸单钠是有机物，难溶于水 【答案】C 【详解】A．谷氨酸分子中羧基C原子采用sp2杂化，其余饱和C原子采用sp3方式杂化，A错误； B．手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子，在谷氨酸分子()中只有1个手性碳原子（用*标出)，B错误； C．由于N原子的2p电子处于半充满的稳定状态，导致第一电离能大于同一周期相邻的氧元素和碳元素，所以第一电离能：N＞O＞C，氢原子只有一个电子，第一电离能相对较低，所以第一电离能：N＞H，故谷氨酸中N的第一电离能最大，C正确； D．谷氨酸单钠属于钠盐，易溶于水，D错误；故选C。 10．SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。 下列说法错误的是 A．SnCl2分子的VSEPR模型名称是V字形 B．SnCl4的Sn－Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。 C．分子中Cl－Sn－Cl键角：SnCl2 >SnCl4 D．分子的极性：SnCl2 > SnCl4 【答案】A 【详解】A．SnCl2中Sn的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，分子构型为V形，A错误； B．SnCl4中Sn的价层电子对数为4，杂化类型为sp3，Sn的sp3杂化轨道与Cl的3p轨道重叠形成σ键，B正确； C．SnCl4为正四面体结构，键角109°28′；SnCl2为V形结构，Sn有1对孤电子对，价层电子对数3（sp2杂化），键角因孤电子对排斥略小于120°，故Cl－Sn－Cl键角：SnCl2 > SnCl4，C正确； D．SnCl4为正四面体，结构对称，是非极性分子；SnCl2为V形，结构不对称，是极性分子，分子极性：SnCl2 > SnCl4，D正确；故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 分子极性、手性的判断 1、掌握分子极性判断核心逻辑：先判化学键极性，再结合分子空间构型是否对称，确定正负电中心是否重合。 2、熟记常见极性/非极性分子模型（如直线形CO₂非极性、V形H₂O极性），能快速判定典型分子极性。 3、明确手性分子的核心特征（含手性碳原子、分子与其镜像不能重叠），熟练识别手性碳原子。 一、分子的极性 1、极性分子和非极性分子 (1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心 的分子。 (2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心 的分子。 2、分子极性的判断方法 (1)双原子分子： 相同元素原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心重合，为 分子。 不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不重合，为 分子。 (2)多原子分子：分子是否有极性取决于分子的 ，分子的空间结构为对称结构，为 分子；分子的空间构型为不对称结构，为 分子。 3、分子的极性对物质性质的影响 (1)分子的极性对物质的 、 、 等物理性质有显著的影响。一般情况下，极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点 。 (2)相似相溶规则：一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于 溶剂，如NH3易溶于水；由非极性分子构成的物质易溶于 溶剂，如I2易溶于CCl4。 4、分子的空间构型与分子的极性之间的关系 分子类型 分子空间构型 键角 键的极性 分子极性 常见物质 A2 直线形(对称) — 非极性键 非极性分子 H2、O2、N2等 AB 直线形(非对称) — 极性键 极性分子 HX、CO、NO等 AB2 直线形(对称) 180° 极性键 非极性分子 CO2、CS2等 A2B 折线形(不对称) — 极性键 极性分子 H2O、H2S等 AB3 正三角形(对称) 120° 极性键 非极性分子 BF3、SO3等 三角锥型(不对称) — 极性键 极性分子 NH3、PCl3等 AB4 正四面体型(对称) 109.5° 极性键 非极性分子 CH4、CCl4等 注意：1、一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，为空间不对称结构，故O3为极性分子。 2、AB型分子均为极性分子。 3、只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)；极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)；含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。 二、手性分子 1、手性异构体和手性分子 和 完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为 。 2、手性碳原子 当四个不同的原子或基团连接在 上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的 称为手性碳原子。 一对手性异构体的物理性质基本相同，但它们的 和 往往不同。 题型01 键的极性与分子极性的关系 【典例】分子的极性 (1)极性分子与非极性分子 ① ；② ；③ ；④ 。 (2)共价键的极性与分子极性的关系 ① ；② ；③ ；④ 。 【变式】反应可用于储氢。下列说法正确的是 A．是极性分子 B．中只含离子键 C．中元素的化合价为+2 D．的空间构型为直线型 题型02 分子的极性对物质化学性质的影响 【典例】依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 膨松剂的膨松原理： 膨松剂的膨松原理： B HF分子的极性强于HCl分子的极性 分子的极性强于分子的极性 C 用与浓硫酸反应制备 用与浓硫酸反应制备 D 接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的缔合分子 接近硫化氢的沸点的硫化氢气体中存在相当量的缔合分子 A．A B．B C．C D．D 【变式】下列对物质结构或性质的解释错误的是 选项 物质结构或性质 解释 A CsCl熔点(646℃)高于SiCl4(-68.8℃) CsCl是离子晶体而SiCl4是分子晶体 B NH3的键角(107°)大于PH3(93.6°) 同族元素的氢化物，中心原子电负性越大，键角越小 C 三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸 F3C-的极性大于Cl3C-的极性 D P的第一电离能大于S P的3p能级电子排布为半充满，较稳定 A．A B．B C．C D．D 题型03 手性分子及其判断 【典例】手性分子的判断 (1)判断方法：有机物分子中是否存在 。 (2)手性碳原子：有机物分子中连有四个各 的原子或基团的碳原子。如，、、、互不相同，即是手性碳原子。 【变式】在作用下，有机物a可转化为b，反应如下，方框内所有原子共平面。下列说法错误的是 A．基态C原子含有4个未成对电子 B．a分子中含有5个手性碳原子 C．中原子杂化方式为 D．电负性： 题型04 手性碳原子个数的判断 【典例】对映异构体分离后才能发生下一步反应，G中有 个手性碳。 【变式】中有___________个手性碳原子。 A．1 B．2 C．3 D．4 题型05 综合考查分子性质的应用判断 【典例】回答下列问题： (1)分子构型为 ，其中氧原子的杂化方式为 。 (2)①常用作转化为的催化剂。分子中S原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 ；的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为 ；该结构中键长有两类，一类键长约，另一类键长约，较短的键为 (填下图中字母)，该分子中含有 个键。 ②溶解在溶液中，可得到钒酸钠()，该盐阴离子的立体构型为 ；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 。 (3)①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。 ②分子中，C原子的杂化轨道类型是 ，写出一个与具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 【变式】通过化学键异裂产生的带正电的基团进攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。离子与烯烃反应形成碳正离子，是亲电加成反应的决速步。丙烯与HBr发生加成反应的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．丙烯中碳原子的杂化方式有两种 B．氢离子与烯烃作用形成碳正离子过程中，断裂π键 C．主产物的系统命名为2-溴丙烷 D．已知双键上电子云密度越大，亲电加成反应速率越快，所以发生亲电加成的速率小于 【巩固训练】 1．焦硫酸主要用作氧化剂、磺化剂及硝化反应中的脱水剂等，其结构如图所示。硫酸脱水可生成焦硫酸，下列说法正确的是 A．键能： B．元素的电负性： C．基态S原子的价层电子排布图为 D．焦硫酸分子为非极性分子 2．某化合物的分子式为，主要用作生产高效低毒有机农药的原料，其结构如图，已知、、是原子序数依次增大且不同族的短周期元素，三者的价电子数之和为18；的族序数为周期数的三倍，电负性：。下列说法错误的是 A．为非极性分子 B．简单离子半径： C．中的化合价为+5 D．简单氢化物的热稳定性： 3．是一种无机化合物，广泛用于水处理、制药和食品工业等领域。下列叙述正确的是 A．离子半径： B．第一电离能： C．是含有极性键的非极性分子 D．碱性： 4．侯德榜制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展作出了重要贡献。关键反应之一为：。下列说法错误的是 A．NH3的VSEPR模型为三角锥形 B．CO2是由极性键构成的非极性分子 C．NaHCO3中非金属元素的电负性：O＞C＞H D．该反应中，有三种物质的晶体类型属于离子晶体 5．一种制备消毒剂的方法为，对呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性，可用作为其替代品。下列说法正确的是 A．在水中的溶解性大于 B．的空间填充模型： C．分子只含有非极性键 D．中含有键 6．广泛用于蓄电池工业，其阳、阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。下列有关说法正确的是 A．各原子的最外层均达到8电子结构 B．第一电离能：X>Y>Z C．热稳定性： D．是非极性分子 7．二氧化碳()在电催化领域应用的最新趋势是与其他结构单元(如：、、、、)反应生成丰富的产物。下列说法错误的是 A．中的N的价层电子对数为3 B．键的极性： C．键角： D．键能： 8．3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀（治疗2型糖尿病），其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A．分子中O原子和N原子均为杂化 B．分子中的键角小于的键角 C．分子中的极性大于的极性 D．与3-氨基-1-金刚烷醇一样，金刚烷醇分子中也含有手性碳原子 9．下列化学用语表达正确的是 A．的电子式： B．分子的球棍模型： C．的模型： D．异山梨醇中所有碳原子都是杂化，其中有4个是手性碳原子 10．我国学者采用光诱导铜催化方法，实现了烯烃与炔烃的烷基炔基化反应，其意义是在温和条件下高效构建结构多样的手性炔烃化合物。下图给出了炔烃、烯烃()与脂肪烃等作为反应物生成的反应机理。下列说法错误的是 A．该反应机理的原子利用率小于100% B．是该反应机理总反应的催化剂 C．中至少含有1个手性碳原子 D．反应过程中Cu元素的化合价未发生变化 【强化训练】 1．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)。 2．下列说法错误的是 A．乳酸分子中含有一个手性碳原子 B．中σ键与π键数目之比为12：1 C．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 D．SiH4中Si的化合价为，CH4中C的化合价为，因此SiH4的还原性小于CH4 3．羟醛缩合反应是一种常用的增长碳链的方法。一种合成目标产物(图中⑦)的反应机理如图所示。下列说法正确的是 A．③是该反应的催化剂 B．③到④的过程中有极性键的断裂和非极性键的生成 C．⑥中只有1个手性碳原子 D．合成⑦的总反应为 4．有机物X的结构如图所示。下列有关X的说法错误的是 A．所含元素电负性最小的是H B．可以形成分子内氢键和分子间氢键 C．①号N原子的孤电子对位于2p轨道中 D．与足量加成后，产物分子中含3个手性碳原子 5．鹰爪甲素（R，结构如图所示）可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中获得。回答下列问题： (1)R中官能团的名称为 （不考虑）。 (2)下列有关R的说法错误的是________（填标号）。 A．能与发生反应 B．能发生氧化反应 C．能发生取代反应 D．R中氧原子的杂化方式为 (3)最多可与 发生加成反应（不考虑开环加成）。 (4)R （填“能”或“不能”）使酸性高锰酸钾溶液褪色，判断的理由为 。 (5)R中为手性碳原子的是 （填“1”“2”或“3”）号碳原子。 (6)R （填“存在”或“不存在”）顺反异构体。 6．下列对分子的性质的解释中，不正确的是 A．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”规律解释 D．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键 7．结构决定性质，性质决定用途。下列说法错误的是 A．碳酸钠可以与酸反应，可用作胃药 B．聚四氟乙烯耐化学腐蚀，可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞 C．石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，电阻率低，可用于动力电池 D．低温石英中，螺旋上升的硅氧四面体长链使其具有手性，可用作压电材料 8．下列有关物质结构与性质的说法正确的是 A．臭氧为弱极性分子，常温下其在水中的溶解度大于在四氯化碳中的 B．氯元素的电负性强于氢元素，所以氯乙酸的酸性比乙酸弱 C．含手性碳原子的药物对人体均是有害的 D．同等条件下的熔点：邻苯二甲酸<对苯二甲酸 9．味精的主要成分为谷氨酸单钠盐。已知谷氨酸的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是 A．谷氨酸分子中C都采用sp3杂化 B．谷氨酸分子中有2个手性碳原子 C．谷氨酸中N的第一电离能最大 D．谷氨酸单钠是有机物，难溶于水 10．SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物，SnCl2可被氧化得到SnCl4。 下列说法错误的是 A．SnCl2分子的VSEPR模型名称是V字形 B．SnCl4的Sn－Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。 C．分子中Cl－Sn－Cl键角：SnCl2 >SnCl4 D．分子的极性：SnCl2 > SnCl4 / 学科网（北京）股份有限公司 $