第三节 分子结构与物质的性质（举一反三专项训练，天津专用）【上好课】化学人教版选择性必修2

第三节 分子结构与物质的性质 题型01 键的极性和分子的极性 题型02 键的极性对化学性质的影响 题型03 范德华力及其对物质性质的影响 题型04 氢键及其对物质性质的影响 题型05 溶解性 题型06 分子间作用力与物质性质的关系 题型07 分子的手性 题型01 键的极性和分子的极性 键的极性和分子的极性是分子结构与性质关联的核心内容，二者既相互区别又密切联系，是判断分子性质的重要依据。 取决于成键原子的电负性差异，电负性差异越大，键的极性越强；无电负性差异时，形成非极性键，存在差异时形成极性键。 不仅与键的极性有关，还与分子的空间构型密切相关，是分子整体电荷分布对称性的体现。若分子中所有化学键均为非极性键，分子一定为非极性分子；若分子中存在极性键，分子极性则由空间构型决定，对称结构可抵消键的极性，使分子为非极性分子。 判断分子极性的核心步骤的是：先判断化学键的极性，再分析分子空间构型的对称性，二者结合即可确定分子极性。例如，CO₂分子中存在极性键，但空间构型为直线形，键的极性相互抵消，属于非极性分子；H₂O分子中存在极性键，空间构型为V形，键的极性无法抵消，属于极性分子。 键的极性主要影响化学键的稳定性和反应活性，分子的极性则主要影响分子的物理性质，如溶解性、熔沸点等，同时也会影响分子的化学性质，二者的判断是后续相关题型解题的基础，需熟练掌握判断规律。 【典例1】（24-25高二下·天津·期末）下列说法正确的是 A．BF3是由极性共价键构成的极性分子 B．HCl和Cl2分子中均含有s-pσ键 C．键是原子轨道“肩并肩”式重叠，形成的电子云图形是镜面对称的 D．酸性：CH2ClCOOH>CHCl2COOH>CCl3COOH 【变式1-1】（24-25高二下·天津南开·开学考试）X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是 A．键角： B．分子的极性： C．共价晶体熔点： D．热稳定性： 【变式1-2】（24-25高二下·天津·期中）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．三氟乙酸的大于三氯乙酸的 C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D．最高价含氧酸的酸性： 【变式1-3】（24-25高二下·天津红桥·期中）下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是 A．CH4在水中的溶解度和NH3在水中的溶解度 B．I2在水中的溶解度和I2在CCl4中的溶解度 C．I与H形成共价键的极性和F与H形成共价的极性 D．甲酸(HCOOH)的酸性和乙酸(CH3COOH)的酸性 题型02 键的极性对化学性质的影响 键的极性是影响物质化学性质的重要因素，其核心作用是改变化学键的电子云分布，进而影响化学键的 和 ，不同极性的化学键，对应物质的化学性质存在显著差异，且键的极性强弱与化学性质的差异呈正相关。 键的极性越强，化学键的极性键电子云偏移越明显，成键原子的带电性差异越大，化学键越容易发生断裂，物质的反应活性越强，越容易参与化学反应。反之，键的极性越弱，化学键越稳定，物质的反应活性越低，化学性质越稳定。 同主族元素形成的同类化合物中，键的极性差异可直接体现化学性质的递变规律。例如，卤化氢（HX）中，从HF到HI，H-X键的极性逐渐减弱，化学键稳定性逐渐降低，因此HF化学性质稳定，不易分解，而HI化学性质活泼，易分解为H₂和I₂，且酸性逐渐增强。 此外，键的极性还会影响物质的酸性、碱性及氧化还原性。极性键中电子云偏移程度越大，成键原子越容易得失电子，氧化还原性越强；对于酸类物质，键的极性越强，氢原子越容易电离，酸性越强，掌握这一规律可快速推断同类物质的化学性质递变，解决相关性质比较题型。 【典例2】（24-25高二下·天津滨海新·期末）下列关于分子的结构或性质的解释正确的是 选项 物质的结构或性质 解释 A 键角： 的键长大于的键长 B 用乙酸乙酯而不用水溶解油漆 乙酸乙酯与油漆中的成分极性都较小，利用了相似相溶原理，而水分子极性较大，对油漆溶解效果不好 C 酸性： 烃基越长，推电子效应越小，羧基中羟基的极性越大，羧酸的酸性越弱 D 的沸点高于 因为分子间的范德华力大于分子间的范德华力 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】（24-25高二下·天津南开·期中）下列叙述中，事实与对应解释不正确的是 选项 事实 解释 A 硬度：金刚石>石墨 金刚石属于共价晶体只含共价键，石墨属于混合型晶体，既存在共价键又存在范德华力 B 热稳定性： 水分子间存在氢键作用 C 酸性： 是推电子基团，使羧基中羟基的极性减小 D 在中的溶解度： 为极性分子，和均为非极性分子 A．A B．B C．C D．D 【变式2-2】（24-25高二下·天津静海·阶段练习）下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．分子的结构如图所示，可知为极性分子 B．“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．酸性：，是由于的羧基中羟基极性更小 D．H2O和中心原子均为杂化，前者空间结构为形，后者为正四面体形 【变式2-3】（24-25高二下·天津·期中）下列说法正确的是 A．比稳定是因为水分子间存在氢键 B．为型分子，有微弱的极性，在水中的溶解度小于 C．的分子结构是，在中只有键没有键 D．乙酸()的酸性大于甲酸(HCOOH)，是因为烷基的推电子效应使乙酸中的羟基极性减小 题型03 范德华力及其对物质性质的影响 是分子之间普遍存在的一种微弱的相互作用力，又称分子间作用力，其作用强度远小于化学键，但广泛存在于由分子构成的物质中，是影响物质 的核心因素之一，主要影响物质的熔沸点、溶解性等性质。 范德华力具有无方向性、无饱和性的特点，其大小主要取决于分子的相对分子质量和分子的极性。相对分子质量越大，分子间的范德华力越强；分子的极性越强，分子间的静电作用越明显，范德华力也越强，二者共同决定范德华力的强弱。 范德华力对物质熔沸点的影响最为显著：对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，熔沸点越高。例如，卤素单质（F₂、Cl₂、Br₂、I₂）中，相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，熔沸点逐渐升高，因此F₂、Cl₂为气态，Br₂为液态，I₂为固态。 范德华力对物质溶解性也有一定影响，遵循“相似相溶”的辅助规律，即极性分子间的范德华力较强，易溶于极性溶剂，非极性分子间的范德华力较强，易溶于非极性溶剂。此外，范德华力的强弱还会影响物质的硬度、挥发性等物理性质，是分析分子晶体物理性质的关键。 【典例3】（24-25高二下·天津河西·期中）分析下表数据： 分子 Ar CO HI HBr 范德华力() 8.50 8.75 26.00 23.11 键能 298.70 366 下列推测正确的是 A．沸点： B．沸点： C．熔点： D．熔点：二氧化硫>二氧化硅 【变式3-1】（24-25高二下·天津·期中）下列物质的熔点、沸点比较，正确的是 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点： C．沸点： D．沸点： 【变式3-2】．（24-25高二下·天津红桥·期中）下列关于物质熔、沸点的比较正确的是 A．HF、HCl、HBr的沸点依次升高 B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低 C．CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次降低 D．晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高 【变式3-3】（24-25高二下·天津滨海新·期末）解释下列现象的原因不正确的是 选项 现象 原因 A 的稳定性强于 分子之间除了范德华力以外还存在氢键 B 常温常压下，为气态，为液态 的相对分子质量大于的，分子间的范德华力更强 C 对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键 D 甲醛易溶于水，可配成福尔马林溶液 甲醛与水均为极性分子，且二者可以形成分子间氢键 A．A B．B C．C D．D 题型04 氢键及其对物质性质的影响 是由已经与电负性很大的原子（如O、N、F）形成共价键的氢原子，与另一个电负性很大的原子之间形成的一种特殊的分子间作用力，其作用强度介于范德华力和化学键之间，具有一定的 和 氢键的形成需满足两个核心条件：一是有一个与电负性很大的原子形成共价键的氢原子，二是有另一个电负性很大、且含有孤电子对的原子（O、N、F）。氢键可分为分子间氢键和分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增强，分子内氢键则会削弱分子间作用力。 氢键对物质物理性质的影响尤为显著，主要体现在熔沸点、溶解性和密度等方面。对于组成和结构相似的物质，能形成分子间氢键的物质，熔沸点远高于不能形成氢键的物质，例如，H₂O的熔沸点远高于同族的H₂S，其原因就是H₂O分子间存在氢键，而H₂S分子间仅存在范德华力。 溶解性方面，能与溶剂分子形成氢键的物质，溶解度会显著增大，例如，乙醇、氨气易溶于水，就是因为它们能与水分子形成分子间氢键。此外，氢键还会影响物质的密度，如冰的密度小于水，就是由于水分子间形成氢键后，空间结构变得疏松，分子间间隙增大导致。 【典例4】（25-26高二上·天津·期末）有四组同一族元素所形成的不同物质，在101kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示： 第一组 A：-268.8 B：-249.5 C：-185.8 D：-151.7 第二组 F2：-188.1 Cl2：-34.6 Br2：58.78 I2：184.4 第三组 HF：19.4 HCl：-84.0。 HBr：-67.0 HI：-35.3 第四组 H2O：100.0 H2S：-60.2 H2Se：-42.0 H2Te：-1.8 下列各项判断正确的是 A．第一组物质是分子晶体，一定含有共价键 B．化合物的稳定性：HBr>H2Se C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>Hl D．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键键能最大 【变式4-1】（24-25高二下·天津·期中）2024年，抗艾滋病新药部分结构(如下图)问世，疗效显著。下列说法错误的是 A．该分子能与水分子之间形成氢键 B．该物质能在NaOH溶液，加热条件下反应 C．该物质能发生取代、加成、消去反应 D．该分子中C和N原子都存在、、sp杂化 【变式4-2】（24-25高二下·天津·期中）在实际工业生产中，乙二醇可通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成，其合成路线如图所示，下列说法正确的是 A．乙烯的结构简式为 B．乙二醇可用于生产汽车防冻液 C．上述两步反应均属于取代反应 D．上述合成路线的设计不符合“绿色化学”理念 【变式4-3】（24-25高二下·天津·期末）化学与科学、生活密切联系。下列说法不正确的是 A．用红外光谱仪可区别CH3COOCH2CH3与CH3CH2CH2COOH B．聚乳酸具有生物相容性和可吸收性，可用作手术缝合线 C．分子中的双螺旋链通过氢键相互结合 D．乙二醇可作汽车发动机抗冻液，丙三醇吸湿性强有护肤作用，二者互为同系物 题型05 溶解性 是物质的重要物理性质，指物质在某种溶剂中溶解的能力，其大小主要取决于溶质与溶剂的结构特征，同时受温度、压强等外界条件影响，核心遵循 原理，这是判断物质溶解性的核心依据。 “相似相溶”原理的核心是：溶质与溶剂的结构越相似，分子间作用力越相近，溶质在溶剂中的溶解性越好。具体表现为：极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂，例如，蔗糖、氯化钠等极性物质易溶于水（极性溶剂），而碘、苯等非极性物质易溶于四氯化碳（非极性溶剂）。 氢键是影响溶解性的重要辅助因素，若溶质与溶剂分子之间能形成氢键，可显著增强溶质与溶剂的相互作用，使溶解度大幅提高。例如，氨气、乙醇等物质，由于能与水分子形成氢键，其在水中的溶解度远大于同类不能形成氢键的物质。 外界条件中，温度对固体、液体溶质的溶解性影响较大，多数固体溶质的溶解度随温度升高而增大；压强主要影响气体溶质的溶解性，压强越大，气体溶质的溶解度越大。此外，溶质与溶剂的分子间作用力越强，溶解性也越好，掌握这些影响因素，可精准判断和解释物质的溶解性差异。 【典例5】（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 【变式5-1】（24-25高二下·天津南开·期中）下列叙述不正确的是 A．酸性： B．键角： C．CCl4中的溶解度： I2>NH3 D．晶体硬度：金刚石>晶体硅 【变式5-2】（2024·天津南开·二模）下列叙述不正确的是 A．酸性： B．键角： C．中的溶解度： D．晶体硬度：金刚石>晶体硅 【变式5-3】（24-25高二下·天津北辰·阶段练习）下列说法错误的是 A．水很稳定是因为水中含有大量氢键 B．在同一能级上运动的电子，其运动状态不可能相同 C．碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水，二者都可用相似相溶原理解释 D．M能层最多含3个能级 题型06 分子间作用力与物质性质的关系 （包括范德华力和氢键）是决定由分子构成的物质 的核心因素，其强弱直接影响物质的熔沸点、溶解性、硬度、挥发性等物理性质，与物质的化学性质无直接关联，二者的关联是高中化学的重点知识点。 分子间作用力越强，物质的分子间结合越紧密，克服分子间作用力所需的能量越高，因此物质的熔沸点越高、挥发性越弱、硬度越大。反之，分子间作用力越弱，物质的熔沸点越低、挥发性越强、硬度越小，这一规律适用于所有由分子构成的物质。 不同类型分子间作用力对物质性质的影响存在差异：范德华力普遍存在，主要影响组成和结构相似的物质的物理性质递变；氢键仅存在于特定原子构成的分子之间，对物质性质的影响更为显著，可使物质的熔沸点、溶解性出现异常。 例如，同族元素的氢化物中，H₂O、NH₃、HF由于分子间存在氢键，其熔沸点远高于同族其他氢化物，打破了“相对分子质量越大，熔沸点越高”的常规规律；而其他氢化物（如H₂S、PH₃）仅存在范德华力，熔沸点随相对分子质量增大而逐渐升高，遵循常规规律。掌握分子间作用力与物质性质的关联，可快速分析物质物理性质的差异和递变规律。 【典例6】（24-25高二下·天津静海·阶段练习）下列说法正确的是 A．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2也是分子晶体 B．CO2和H2O均是由极性键形成的非极性分子 C．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高 【变式6-1】（24-25高二下·天津·阶段练习）下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是 A．X、W、Z元素的原子半径依次减小 B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力 D．根据元素周期律，可以推测T2X3具有氧化性和还原性 【变式6-2】（24-25高二下·天津滨海新·阶段练习）下列说法正确的是 A．冰融化时，分子中H—O发生断裂 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．所有分子晶体中都存在化学键 【变式6-3】（24-25高二下·天津·期中）“宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一，下列说法正确的是 ①稠环芳香烃萘()易溶于苯是因为其为极性分子 ②分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 ③金刚石的硬度远大于石墨，是由于碳原子的结构不同 ④比熔沸点高 ⑤共价晶体中一定含有共价键     ⑥轨道的电子云图为： A．①⑥ B．④⑤ C．②③ D．①②③⑥ 题型07 分子的手性 是分子空间结构的特殊表现形式，指分子与其镜像不能重叠的性质，具有手性的分子称为 ，手性分子的存在是物质具有旋光性的根本原因，也是有机化学和分子结构模块的重要知识点。 判断分子是否为手性分子的核心，是判断分子中 （连有四个不同原子或原子团的碳原子），但手性分子不一定含有手性碳原子，不含手性碳原子的分子也可能具有手性，只是高中阶段重点掌握含手性碳原子的手性分子判断。 手性碳原子的判断需满足两个条件：一是该碳原子必须为饱和碳原子（形成四个单键），二是该碳原子所连接的四个原子或原子团完全不同，缺一不可。例如，乳酸分子中，中间的碳原子连有羟基、羧基、甲基和氢原子四个不同的原子或原子团，该碳原子为手性碳原子，因此乳酸分子为手性分子，其镜像与自身不能重叠。 手性分子具有特殊的化学性质和物理性质，其最显著的性质是具有旋光性，即能使平面偏振光的振动方向发生旋转，且手性分子的一对对映体（镜像关系）的旋光方向相反，化学性质在非手性环境中相同，在了你手性环境中存在差异。 手性分子在医药、材料等领域具有重要应用，例如，许多药物的有效成分是手性分子，其对映体可能具有不同的药效，甚至产生毒副作用，因此分子手性的判断和应用，是高中化学后续学习和相关题型解题的重要基础，需熟练掌握手性分子和手性碳原子的判断方法。 【典例7】（24-25高二下·天津南开·期末）有机化合物的同分异构现象主要有构造异构和立体异构，立体异构有顺反异构和对映异构。下列物质存在立体异构体的是 A．2-甲基丙烯 B．二氯甲烷 C．2-甲基-2-丁烯 D．葡萄糖 【变式7-1】（24-25高二下·天津河西·期末）下图结构简式是合成头孢克洛的关键中间体M。下列说法错误的是 A．M既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应 B．1mol M 最多消耗2mol NaOH C．M分子中有2个手性碳原子 D．离子半径： 【变式7-2】（24-25高二下·天津河北·期末）(R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时，羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持，在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转，(R)-2-溴辛烷的水解过程如下。下列说法正确的是 A．(S)-2-辛醇为构型保持产物 B．(R)-2-辛醇分子中存在“肩并肩”的成键方式 C．三种有机物分子中只有两种分子存在手性碳原子 D．(R)-2-辛醇中C—O键能大于(R)-2-溴辛烷中C—Br键能 【变式7-3】（24-25高二下·天津·期中）人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构如图所示，关于该化合物的说法正确的是 A．键与键数目之比是 B．碳原子的杂化方式有、 C．存在1个手性碳原子 D．含有3种官能团 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 分子结构与物质的性质 题型01 键的极性和分子的极性 题型02 键的极性对化学性质的影响 题型03 范德华力及其对物质性质的影响 题型04 氢键及其对物质性质的影响 题型05 溶解性 题型06 分子间作用力与物质性质的关系 题型07 分子的手性 题型01 键的极性和分子的极性 键的极性和分子的极性是分子结构与性质关联的核心内容，二者既相互区别又密切联系，是判断分子性质的重要依据。键的极性取决于成键原子的电负性差异，电负性差异越大，键的极性越强；无电负性差异时，形成非极性键，存在差异时形成极性键。 分子的极性不仅与键的极性有关，还与分子的空间构型密切相关，是分子整体电荷分布对称性的体现。若分子中所有化学键均为非极性键，分子一定为非极性分子；若分子中存在极性键，分子极性则由空间构型决定，对称结构可抵消键的极性，使分子为非极性分子。 判断分子极性的核心步骤的是：先判断化学键的极性，再分析分子空间构型的对称性，二者结合即可确定分子极性。例如，CO₂分子中存在极性键，但空间构型为直线形，键的极性相互抵消，属于非极性分子；H₂O分子中存在极性键，空间构型为V形，键的极性无法抵消，属于极性分子。 键的极性主要影响化学键的稳定性和反应活性，分子的极性则主要影响分子的物理性质，如溶解性、熔沸点等，同时也会影响分子的化学性质，二者的判断是后续相关题型解题的基础，需熟练掌握判断规律。 【典例1】（24-25高二下·天津·期末）下列说法正确的是 A．BF3是由极性共价键构成的极性分子 B．HCl和Cl2分子中均含有s-pσ键 C．键是原子轨道“肩并肩”式重叠，形成的电子云图形是镜面对称的 D．酸性：CH2ClCOOH>CHCl2COOH>CCl3COOH 【答案】C 【详解】A．BF3中B-F为极性键，但分子呈平面三角形对称结构，极性抵消，为非极性分子，A错误； B．HCl的σ键为s-pσ键，Cl2的σ键为p-pσ键，B错误； C．π键由原子轨道“肩并肩”重叠形成，电子云呈镜面对称，C正确； D．Cl取代基越多，吸电子效应越强，酸性应越强，正确顺序为CCl3COOH＞CHCl2COOH＞CH2ClCOOH，D错误； 故选C。 【变式1-1】（24-25高二下·天津南开·开学考试）X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是 A．键角： B．分子的极性： C．共价晶体熔点： D．热稳定性： 【答案】B 【分析】X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，则Z为O元素，Y为C元素，X为H元素，M为Si元素。 【详解】A．为，其中C原子的杂化类型为，的空间构型为平面正三角形，键角为120°；为，其中C原子的杂化类型为，的空间构型为三角锥形，由于C原子还有1个孤电子对，故键角小于109°28´，因此，键角的大小关系为，A正确；     B．为，其为直线形分子，分子结构对称，分子中正负电荷的重心是重合的，故其为百极性分子；分子结构不对称，分子中正负电荷的重心是不重合的，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为，B不正确； C．金则石和晶体硅均为共价晶体，但是由于C的原子半径小于Si，因此，C—C键的键能大于Si—Si键的，故共价晶体熔点较高的是金刚石，C正确；     D．元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强；C的非金属性强于Si，因此，甲烷的稳定热稳定性较高，D正确； 综上所述，本题选B。 【变式1-2】（24-25高二下·天津·期中）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．三氟乙酸的大于三氯乙酸的 C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D．最高价含氧酸的酸性： 【答案】A 【详解】A．F原子半径小，电子云密度大，F原子之间的排斥力大，则F—F键不稳定，则F—F键的键能小于Cl-Cl键的键能，与电负性无关，故A选； B．电负性：F＞Cl,F—C键的极性大于Cl-C键的极性，使得F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致F3CCOOH的羧基中—OH极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释，故B不选； C．元素的电负性越大，该元素与氢元素之间的极性越强，电负性F＞Cl,F—H键的极性大于Cl-H键的极性，导致HF分子极性比HCl强，能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释，故C不选； D．Cl元素电负性比Br大，非金属性：Cl>Br，则最高价含氧酸的酸性：，能通过比较Cl元素和Br元素的电负性进行解释，故D不选； 故选：A。 【变式1-3】（24-25高二下·天津红桥·期中）下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是 A．CH4在水中的溶解度和NH3在水中的溶解度 B．I2在水中的溶解度和I2在CCl4中的溶解度 C．I与H形成共价键的极性和F与H形成共价的极性 D．甲酸(HCOOH)的酸性和乙酸(CH3COOH)的酸性 【答案】D 【分析】由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中；由非极性分子构成的溶质易溶于非极性分子构成的溶剂中，形成共价键的两种元素的电负性差值越大，形成的共价键的极性就越强；对于饱和一元羧酸，烃基越大，所形成的羧酸的酸性就越弱，据此分析解答。 【详解】A．CH4分子是非极性分子，H2O、NH3分子是极性分子，因此CH4在水中的溶解度小于NH3在水中的溶解度，A不符合题意； B．I2、CCl4分子是非极性分子，H2O分子是极性分子，故I2在水中的溶解度小于I2在CCl4中的溶解度，B不符合题意； C．元素的非金属性越强、电负性越大，其与相同元素H原子形成共价键时共价键的极性就越强，元素的非金属性：I＜F，因此共价键的极性：I-H＜F-H，C不符合题意； D．烃基是推电子基，烃基越大，导致-COOH中-OH 越不容易电离，溶液的酸性就越弱，由于HCOOH中无烃基，CH3COOH中含有甲基，故酸性：HCOOH＞CH3COOH，D符合题意； 故合理选项是D。 题型02 键的极性对化学性质的影响 键的极性是影响物质化学性质的重要因素，其核心作用是改变化学键的电子云分布，进而影响化学键的稳定性和反应活性，不同极性的化学键，对应物质的化学性质存在显著差异，且键的极性强弱与化学性质的差异呈正相关。 键的极性越强，化学键的极性键电子云偏移越明显，成键原子的带电性差异越大，化学键越容易发生断裂，物质的反应活性越强，越容易参与化学反应。反之，键的极性越弱，化学键越稳定，物质的反应活性越低，化学性质越稳定。 同主族元素形成的同类化合物中，键的极性差异可直接体现化学性质的递变规律。例如，卤化氢（HX）中，从HF到HI，H-X键的极性逐渐减弱，化学键稳定性逐渐降低，因此HF化学性质稳定，不易分解，而HI化学性质活泼，易分解为H₂和I₂，且酸性逐渐增强。 此外，键的极性还会影响物质的酸性、碱性及氧化还原性。极性键中电子云偏移程度越大，成键原子越容易得失电子，氧化还原性越强；对于酸类物质，键的极性越强，氢原子越容易电离，酸性越强，掌握这一规律可快速推断同类物质的化学性质递变，解决相关性质比较题型。 【典例2】（24-25高二下·天津滨海新·期末）下列关于分子的结构或性质的解释正确的是 选项 物质的结构或性质 解释 A 键角： 的键长大于的键长 B 用乙酸乙酯而不用水溶解油漆 乙酸乙酯与油漆中的成分极性都较小，利用了相似相溶原理，而水分子极性较大，对油漆溶解效果不好 C 酸性： 烃基越长，推电子效应越小，羧基中羟基的极性越大，羧酸的酸性越弱 D 的沸点高于 因为分子间的范德华力大于分子间的范德华力 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．甲烷为sp3杂化，没有孤电子对，为正四面体结构，键角为109°28′，水为sp3杂化，2对孤电子对，为角形，约为105°，所以键角：CH4>H2O，A错误； B．乙酸乙酯与油漆中的成分极性都较小，而水分子极性较大，利用了相似相溶原理，极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂，B正确； C．烃基(R－)越长推电子效应越大，则CH3CH2-的推电子效应比CH3-大，从而使-COOH中-OH的极性减弱，电离能力减弱，酸性减弱，所以酸性：CH3COOH＞CH3CH2COOH，C错误； D．对羟基苯甲醛可以形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键，分子间氢键使得熔沸点升高，分子内氢键使得熔沸点降低，所以对羟基苯甲醛熔沸点大于邻羟基苯甲醛，D错误； 故选B。 【变式2-1】（24-25高二下·天津南开·期中）下列叙述中，事实与对应解释不正确的是 选项 事实 解释 A 硬度：金刚石>石墨 金刚石属于共价晶体只含共价键，石墨属于混合型晶体，既存在共价键又存在范德华力 B 热稳定性： 水分子间存在氢键作用 C 酸性： 是推电子基团，使羧基中羟基的极性减小 D 在中的溶解度： 为极性分子，和均为非极性分子 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．金刚石为共价晶体，原子间以共价键形成三维网状结构，硬度极高；石墨层内为共价键，层间为范德华力，硬度较低，A正确； B．H2O的热稳定性强于H2S，是因为O的非金属性比S强，H-O键键能更大，氢键不影响分子的热稳定性，B错误； C．HCOOH酸性强于CH3COOH，因甲基是推电子基团，减弱羧基中O-H的极性，使H+更难解离，C正确； D．CS2和CCl4均为非极性分子，H2O为极性分子，根据相似相溶原理，CCl4在CS2中溶解度更大，D正确； 故选B。 【变式2-2】（24-25高二下·天津静海·阶段练习）下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．分子的结构如图所示，可知为极性分子 B．“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．酸性：，是由于的羧基中羟基极性更小 D．H2O和中心原子均为杂化，前者空间结构为形，后者为正四面体形 【答案】C 【详解】A．由过氧化氢的结构可知，过氧化氢正负电荷重心不重合，为极性分子，A正确； B．碘、四氯化碳为非极性分子，甲烷为非极性分子，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，B正确； C．酸性：CH2ClCOOH＞CH3COOH是因为Cl的电负性较大，吸引电子对的能力强，Cl原子为吸电子基，使得羟基O-H键极性增强，易电离出H+，C错误； D．H2O的中心原子价层电子对数为2+ (6-2×1)=4，采取杂化，有2对孤对电子，空间结构为V形，的中心原子价层电子对数为4+ (5+3-2×4)=4，采取杂化，无孤对电子，空间结构为正四面体形，D正确； 故选C。 【变式2-3】（24-25高二下·天津·期中）下列说法正确的是 A．比稳定是因为水分子间存在氢键 B．为型分子，有微弱的极性，在水中的溶解度小于 C．的分子结构是，在中只有键没有键 D．乙酸()的酸性大于甲酸(HCOOH)，是因为烷基的推电子效应使乙酸中的羟基极性减小 【答案】C 【详解】A．的稳定性高于是由于O-H键键能更高，而非氢键，氢键影响物理性质（如熔沸点），与热稳定性无关，A错误； B．为V形极性分子，为非极性分子。极性分子通常更易溶于极性溶剂（如水），因此溶解度应大于，B错误； C．的结构为H-O-O-H，O-O单键和O-H键均为σ键，无π键，描述正确，C正确； D．甲酸（HCOOH）酸性强于乙酸（），烷基（如-CH3）的推电子效应会减弱羧酸中O-H的极性，抑制H+解离，降低酸性，结论与原因均错误，D错误； 故选C。 题型03 范德华力及其对物质性质的影响 范德华力是分子之间普遍存在的一种微弱的相互作用力，又称分子间作用力，其作用强度远小于化学键，但广泛存在于由分子构成的物质中，是影响物质物理性质的核心因素之一，主要影响物质的熔沸点、溶解性等性质。 范德华力具有无方向性、无饱和性的特点，其大小主要取决于分子的相对分子质量和分子的极性。相对分子质量越大，分子间的范德华力越强；分子的极性越强，分子间的静电作用越明显，范德华力也越强，二者共同决定范德华力的强弱。 范德华力对物质熔沸点的影响最为显著：对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，熔沸点越高。例如，卤素单质（F₂、Cl₂、Br₂、I₂）中，相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，熔沸点逐渐升高，因此F₂、Cl₂为气态，Br₂为液态，I₂为固态。 范德华力对物质溶解性也有一定影响，遵循“相似相溶”的辅助规律，即极性分子间的范德华力较强，易溶于极性溶剂，非极性分子间的范德华力较强，易溶于非极性溶剂。此外，范德华力的强弱还会影响物质的硬度、挥发性等物理性质，是分析分子晶体物理性质的关键。 【典例3】（24-25高二下·天津河西·期中）分析下表数据： 分子 Ar CO HI HBr 范德华力() 8.50 8.75 26.00 23.11 键能 298.70 366 下列推测正确的是 A．沸点： B．沸点： C．熔点： D．熔点：二氧化硫>二氧化硅 【答案】A 【详解】A．CO为极性分子，N2为非极性分子，CO的范德华力（含偶极作用）强于N2，因此沸点更高，A正确； B．HF分子间存在氢键，其作用远强于HCl的范德华力，故HCl沸点低于HF，B错误； C．C60为分子晶体，NaCl为离子晶体，离子晶体熔点显著高于分子晶体，C错误； D．SiO2为共价晶体，SO2为分子晶体，共价晶体熔点远高于分子晶体，D错误； 故选A。 【变式3-1】（24-25高二下·天津·期中）下列物质的熔点、沸点比较，正确的是 A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．沸点： C．沸点： D．沸点： 【答案】A 【详解】A．共价晶体中半径越小，键长越短，共价键越强，熔点越大，因键长C−C＜C−Si＜Si−Si，则熔沸点为金刚石>碳化硅>晶体硅，故A正确； B．结构相似的氢化物中分子间存在氢键的熔沸点较高，没有氢键时，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，则熔沸点为：，故B错误； C．烷烃分子中，碳原子数越多，熔沸点越大，则沸点：，故C错误； D．邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，沸点降低，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，沸点升高，沸点：，故D错误； 故选A。 【变式3-2】．（24-25高二下·天津红桥·期中）下列关于物质熔、沸点的比较正确的是 A．HF、HCl、HBr的沸点依次升高 B．Rb、K、Na、Li的沸点依次降低 C．CCl4、MgCl2、Si3N4的熔点依次降低 D．晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高 【答案】D 【详解】A．HCl、HBr都是由分子构成的分子晶体，二者的结构相似，物质相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高，但HF分子之间除存在范德华力外，还存在分子间氢键，增加了分子之间的作用力，导致其熔沸点比HBr高，故物质的沸点：HCl＜HBr＜HF，A错误； B．Rb、K、Na、Li都是碱金属，元素的原子序数越大，原子半径就越大，其金属键就越弱，物质的熔沸点就越低，所以Rb、K、Na、Li的沸点依次的沸点依次升高，B错误； C．CCl4属于分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，因此其熔点较低，在室温下呈液态；MgCl2属于离子晶体，离子之间以离子键结合，离子键是比较强的作用力，断裂消耗较大的能量，因此其熔点较高，在室温下呈固态；Si3N4是共价晶体，原子之间以强烈的共价键结合，由于共价键是一种强烈的相互作用，断裂需要消耗很高能量，因此其熔点比MgCl2高，故熔点：CCl4＜MgCl2＜Si3N4，C错误； D．晶体硅、碳化硅、金刚石都是共价晶体，共价键的键长越短，其键能就越大，断裂该共价键消耗的能量就越多，物质的熔点就越高。由于键长：Si-Si＞Si-C＞C-C，所以熔点：晶体硅＜碳化硅＜金刚石，D正确； 故合理选项是D。 【变式3-3】（24-25高二下·天津滨海新·期末）解释下列现象的原因不正确的是 选项 现象 原因 A 的稳定性强于 分子之间除了范德华力以外还存在氢键 B 常温常压下，为气态，为液态 的相对分子质量大于的，分子间的范德华力更强 C 对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键 D 甲醛易溶于水，可配成福尔马林溶液 甲醛与水均为极性分子，且二者可以形成分子间氢键 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．HF的稳定性强于HCl，是由于H-F的键能比H-Cl大，A错误； B．Cl2、Br2形成的晶体都是分子晶体，二者组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，则常温时，Cl2是气态，Br2为液态，B正确； C．由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低，C正确； D．甲醛与水均为极性分子，根据相似相溶原理可以知道甲醛易溶于水，且二者可以形成分子间氢键，D正确； 故选A。 题型04 氢键及其对物质性质的影响 氢键是由已经与电负性很大的原子（如O、N、F）形成共价键的氢原子，与另一个电负性很大的原子之间形成的一种特殊的分子间作用力，其作用强度介于范德华力和化学键之间，具有一定的方向性和饱和性。 氢键的形成需满足两个核心条件：一是有一个与电负性很大的原子形成共价键的氢原子，二是有另一个电负性很大、且含有孤电子对的原子（O、N、F）。氢键可分为分子间氢键和分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增强，分子内氢键则会削弱分子间作用力。 氢键对物质物理性质的影响尤为显著，主要体现在熔沸点、溶解性和密度等方面。对于组成和结构相似的物质，能形成分子间氢键的物质，熔沸点远高于不能形成氢键的物质，例如，H₂O的熔沸点远高于同族的H₂S，其原因就是H₂O分子间存在氢键，而H₂S分子间仅存在范德华力。 溶解性方面，能与溶剂分子形成氢键的物质，溶解度会显著增大，例如，乙醇、氨气易溶于水，就是因为它们能与水分子形成分子间氢键。此外，氢键还会影响物质的密度，如冰的密度小于水，就是由于水分子间形成氢键后，空间结构变得疏松，分子间间隙增大导致。 【典例4】（25-26高二上·天津·期末）有四组同一族元素所形成的不同物质，在101kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示： 第一组 A：-268.8 B：-249.5 C：-185.8 D：-151.7 第二组 F2：-188.1 Cl2：-34.6 Br2：58.78 I2：184.4 第三组 HF：19.4 HCl：-84.0。 HBr：-67.0 HI：-35.3 第四组 H2O：100.0 H2S：-60.2 H2Se：-42.0 H2Te：-1.8 下列各项判断正确的是 A．第一组物质是分子晶体，一定含有共价键 B．化合物的稳定性：HBr>H2Se C．第三组物质溶于水后，溶液的酸性：HF>HCl>HBr>Hl D．第四组物质中H2O的沸点最高，是因为H2O分子中化学键键能最大 【答案】B 【详解】A．第一组物质沸点极低，符合分子晶体特征，可能为稀有气体（如He、Ne、Ar、Kr），是单原子分子构成的分子晶体，但稀有气体原子间无化学键，不含共价键，仅靠范德华力结合，A错误； B．元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，溴（Br）与硒（Se）同属第四周期，非金属性Br＞Se（同周期从左到右非金属性增强），故氢化物稳定性HBr＞H2Se，B正确； C．第三组物质为卤化氢，HX水溶液的酸性与H-X键的键能有关，键能越小越易电离。溶于水后HF为弱酸（酸性最弱），HCl、HBr、HI为强酸，且键能H-F＞H-Cl＞H-Br＞H-I，酸性顺序为HI＞HBr＞HCl＞HF，C错误； D．第四组中H2O沸点最高是由于分子间氢键作用，氢键的作用力远大于范德华力。而非O-H键键能最大，沸点高低由分子间作用力决定，与分子内的化学键能无关。D错误； 故选B。 【变式4-1】（24-25高二下·天津·期中）2024年，抗艾滋病新药部分结构(如下图)问世，疗效显著。下列说法错误的是 A．该分子能与水分子之间形成氢键 B．该物质能在NaOH溶液，加热条件下反应 C．该物质能发生取代、加成、消去反应 D．该分子中C和N原子都存在、、sp杂化 【答案】D 【详解】A．已知与电负性较大的N、O、F相连的H原子与其他N、O、F之间能够形成氢键，由此可知该分子能与水分子之间形成氢键，A正确； B．由题干有机物结构简式可知，该物质中含有碳氟键和酰胺基则能与NaOH水溶液反应，B正确； C．由题干有机物结构简式可知，该物质中含有碳氟键、酰胺基则能发生取代反应，含有碳碳三键则能发生加成反应，含有碳氟键且邻碳有H则能发生消去反应，C正确； D．该分子中C原子存在、、sp杂化，N原子存在、杂化，D错误； 故选D。 【变式4-2】（24-25高二下·天津·期中）在实际工业生产中，乙二醇可通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成，其合成路线如图所示，下列说法正确的是 A．乙烯的结构简式为 B．乙二醇可用于生产汽车防冻液 C．上述两步反应均属于取代反应 D．上述合成路线的设计不符合“绿色化学”理念 【答案】B 【详解】A．乙烯的结构简式：CH2=CH2，A错误； B．乙二醇与水分子之间形成氢键，降低混合液凝固点，所以乙二醇可用于生产汽车防冻液，B正确； C．根据图示两步反应特征，产物均只有一种，原子利用率百分之百，均不属于取代反应，C错误； D．上述合成路线各步反应原子利用率达百分之百，无有毒副产物生成，符合“绿色化学”理念，D错误； 故选B。 【变式4-3】（24-25高二下·天津·期末）化学与科学、生活密切联系。下列说法不正确的是 A．用红外光谱仪可区别CH3COOCH2CH3与CH3CH2CH2COOH B．聚乳酸具有生物相容性和可吸收性，可用作手术缝合线 C．分子中的双螺旋链通过氢键相互结合 D．乙二醇可作汽车发动机抗冻液，丙三醇吸湿性强有护肤作用，二者互为同系物 【答案】D 【详解】A．红外光谱可检测官能团，乙酸乙酯（酯基）与丁酸（羧酸）官能团不同，可被区分，A正确； B．聚乳酸可生物降解且生物相容，适合作为手术缝合线，B正确； C．DNA双螺旋中碱基通过氢键配对（如A-T、C-G），C正确； D．乙二醇（二元醇）与丙三醇（三元醇）羟基数目不同，不满足同系物定义，D错误； 故选D。 题型05 溶解性 溶解性是物质的重要物理性质，指物质在某种溶剂中溶解的能力，其大小主要取决于溶质与溶剂的结构特征，同时受温度、压强等外界条件影响，核心遵循“相似相溶”原理，这是判断物质溶解性的核心依据。 “相似相溶”原理的核心是：溶质与溶剂的结构越相似，分子间作用力越相近，溶质在溶剂中的溶解性越好。具体表现为：极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂，例如，蔗糖、氯化钠等极性物质易溶于水（极性溶剂），而碘、苯等非极性物质易溶于四氯化碳（非极性溶剂）。 氢键是影响溶解性的重要辅助因素，若溶质与溶剂分子之间能形成氢键，可显著增强溶质与溶剂的相互作用，使溶解度大幅提高。例如，氨气、乙醇等物质，由于能与水分子形成氢键，其在水中的溶解度远大于同类不能形成氢键的物质。 外界条件中，温度对固体、液体溶质的溶解性影响较大，多数固体溶质的溶解度随温度升高而增大；压强主要影响气体溶质的溶解性，压强越大，气体溶质的溶解度越大。此外，溶质与溶剂的分子间作用力越强，溶解性也越好，掌握这些影响因素，可精准判断和解释物质的溶解性差异。 【典例5】（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 【详解】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。 【变式5-1】（24-25高二下·天津南开·期中）下列叙述不正确的是 A．酸性： B．键角： C．CCl4中的溶解度： I2>NH3 D．晶体硬度：金刚石>晶体硅 【答案】A 【详解】A．电负性F大于Cl，C-F键的极性大于C-Cl键，导致中羧基中羟基氢更容易被电离出来，使得酸性，A错误； B．甲烷分子、氨分子中心原子均为sp3杂化，甲烷分子、氨分子中孤对电子对数分别为0、1；孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则甲烷分子的键角大于氨分子，B正确； C．碘单质是非极性分子，氨分子是极性分子，由相似相溶原理可知，碘在非极性分子四氯化碳中的溶解度大于氨分子，C正确； D．金刚石和晶体硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，则碳碳键的键长小于硅硅键，金刚石中碳碳键强于晶体硅中硅硅键，硬度大于晶体硅，D正确； 故选A。 【变式5-2】（2024·天津南开·二模）下列叙述不正确的是 A．酸性： B．键角： C．中的溶解度： D．晶体硬度：金刚石>晶体硅 【答案】A 【详解】A．同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，电负性减小，对氢离子的束缚能力依次减弱，氢化物水溶液的酸性依次增强，则氢氟酸的酸性弱于盐酸，故A错误； B．甲烷分子中碳原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0；氨分子中氮原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为1；孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则甲烷分子的键角大于氨分子，故B正确； C．碘是非极性分子，氨分子是极性分子，由相似相溶原理可知，碘在非极性分子四氯化碳中的溶解度大于氨分子，故C正确； D．金刚石和晶体硅都是共价晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，则碳碳键的键长小于硅硅键，金刚石中碳碳键强于晶体硅中硅硅键，硬度大于晶体硅，故D正确； 故选A。 【变式5-3】（24-25高二下·天津北辰·阶段练习）下列说法错误的是 A．水很稳定是因为水中含有大量氢键 B．在同一能级上运动的电子，其运动状态不可能相同 C．碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水，二者都可用相似相溶原理解释 D．M能层最多含3个能级 【答案】A 【详解】A．化合物的稳定性与其所含的化学键强弱有关，水很稳定是因为水分子内O-H原子间的共价键能大，破坏它需要消耗较大的能量，而水中含有大量氢键，使水具有较高的熔沸点，A错误； B．在同一能级上运动的电子，虽然能量相同，但可能所在的轨道不同，也可能是轨道相同但自旋状态不同，所以其运动状态不可能相同，B正确； C．碘、四氯化碳、甲烷都是非极性分子，水是极性分子，依据相似相溶原理，碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水，C正确； D．第三电子层含有3s、3p、3d能级，当电子排布在M能层时，最多排布在3个能级上，所以M能层最多含3个能级，D正确； 故选A。 题型06 分子间作用力与物质性质的关系 分子间作用力（包括范德华力和氢键）是决定由分子构成的物质物理性质的核心因素，其强弱直接影响物质的熔沸点、溶解性、硬度、挥发性等物理性质，与物质的化学性质无直接关联，二者的关联是高中化学的重点知识点。 分子间作用力越强，物质的分子间结合越紧密，克服分子间作用力所需的能量越高，因此物质的熔沸点越高、挥发性越弱、硬度越大。反之，分子间作用力越弱，物质的熔沸点越低、挥发性越强、硬度越小，这一规律适用于所有由分子构成的物质。 不同类型分子间作用力对物质性质的影响存在差异：范德华力普遍存在，主要影响组成和结构相似的物质的物理性质递变；氢键仅存在于特定原子构成的分子之间，对物质性质的影响更为显著，可使物质的熔沸点、溶解性出现异常。 例如，同族元素的氢化物中，H₂O、NH₃、HF由于分子间存在氢键，其熔沸点远高于同族其他氢化物，打破了“相对分子质量越大，熔沸点越高”的常规规律；而其他氢化物（如H₂S、PH₃）仅存在范德华力，熔沸点随相对分子质量增大而逐渐升高，遵循常规规律。掌握分子间作用力与物质性质的关联，可快速分析物质物理性质的差异和递变规律。 【典例6】（24-25高二下·天津静海·阶段练习）下列说法正确的是 A．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2也是分子晶体 B．CO2和H2O均是由极性键形成的非极性分子 C．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 D．HF、HCl、HBr、HI的熔沸点随着相对分子质量的增加依次升高 【答案】C 【详解】A．CO2晶体是由二氧化碳分子之间通过范德华力结合构成的分子晶体，二氧化硅是由硅原子和氧原子按照个数比1∶2通过Si-O键构成共价晶体，A错误； B．CO2含有C=O极性键，是直线分子，呈对称结构，正负电中心重合，是非极性分子；H2O含有O-H极性键，空间构型为V形，正负电中心不重合，是极性分子，B错误； C．分子晶体中一定存在分子间作用力，可能有共价键（如水分子），可能没有共价键（如稀有气体分子），C正确； D．同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸点越高，但含有氢键的氢化物熔沸点最高，HF中含有氢键，其熔沸点最高，D错误； 故选C。 【变式6-1】（24-25高二下·天津·阶段练习）下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是 A．X、W、Z元素的原子半径依次减小 B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力 D．根据元素周期律，可以推测T2X3具有氧化性和还原性 【答案】D 【分析】X、Y、Z、W为短周期元素，W、X同主族，设X的核电荷数为a，则W的核电荷数为a+8，W元素的核电荷数为X元素的2倍，2a=a+8，a=8，X是O元素、W是S元素；则Y是Si元素、Z是P元素、T是As元素。 【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，所以Z、W、X元素的原子半径依次减小，即原子半径P>S>O，故A错误； B．S元素在自然界中存在游离态单质，常在火山口附近，即W在自然界中存在游离态，故B错误； C．SiO2是共价晶体，SiO2熔化需克服共价键，液态SO3分子之存在分子间作用力，气化需克服分子间作用力，故C错误； D．As的最高价为+5、最低价为-3，As2O3中As显+3价，处于中间价态，As2O3具有氧化性和还原性，故D正确； 选D。 【变式6-2】（24-25高二下·天津滨海新·阶段练习）下列说法正确的是 A．冰融化时，分子中H—O发生断裂 B．共价晶体中，共价键越强，熔点越高 C．分子晶体中，分子间作用力越大，对应的物质越稳定 D．所有分子晶体中都存在化学键 【答案】B 【详解】A．冰融化时，破坏了水分子间的分子间作用力和氢键，没有破坏分子中的氢氧键，A错误； B．共价晶体中，原子间的作用力越强，即共价键越强，晶体的熔点越高，B正确； C．分子晶体的稳定性与共价键的强弱有关，与分子间作用力的大小无关，C错误； D．不是所有分子晶体中都存在化学键，如He、Ne、Ar等单原子分子形成的分子晶体中不存在任何化学键，D错误； 故答案为：B。 【变式6-3】（24-25高二下·天津·期中）“宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一，下列说法正确的是 ①稠环芳香烃萘()易溶于苯是因为其为极性分子 ②分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 ③金刚石的硬度远大于石墨，是由于碳原子的结构不同 ④比熔沸点高 ⑤共价晶体中一定含有共价键     ⑥轨道的电子云图为： A．①⑥ B．④⑤ C．②③ D．①②③⑥ 【答案】B 【详解】 与苯都是非极性分子，根据相似相溶原理，易溶于苯，①错误； 分子晶体中分子间作用力影响物质的熔沸点等物理性质，分子的稳定性取决于分子内的共价键强弱，与分子间作用力无关，②错误； 金刚石是共价晶体，原子间以共价键结合，形成空间网状结构；石墨是混合晶体，层内碳原子间以共价键结合，层间以分子间作用力结合；金刚石硬度远大于石墨是因为晶体结构不同，而不是碳原子结构不同，③错误； 前者分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高，后者形成分子内氢键，使物质的熔沸点降低，故前者的熔沸点更高，④正确； 共价晶体是原子间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体，所以共价晶体中一定含有共价键，⑤正确； 轨道的电子云图为哑铃形，⑥错误；B正确； 故答案选B。 题型07 分子的手性 分子的手性是分子空间结构的特殊表现形式，指分子与其镜像不能重叠的性质，具有手性的分子称为手性分子，手性分子的存在是物质具有旋光性的根本原因，也是有机化学和分子结构模块的重要知识点。 判断分子是否为手性分子的核心，是判断分子中是否存在手性碳原子（连有四个不同原子或原子团的碳原子），但手性分子不一定含有手性碳原子，不含手性碳原子的分子也可能具有手性，只是高中阶段重点掌握含手性碳原子的手性分子判断。 手性碳原子的判断需满足两个条件：一是该碳原子必须为饱和碳原子（形成四个单键），二是该碳原子所连接的四个原子或原子团完全不同，缺一不可。例如，乳酸分子中，中间的碳原子连有羟基、羧基、甲基和氢原子四个不同的原子或原子团，该碳原子为手性碳原子，因此乳酸分子为手性分子，其镜像与自身不能重叠。 手性分子具有特殊的化学性质和物理性质，其最显著的性质是具有旋光性，即能使平面偏振光的振动方向发生旋转，且手性分子的一对对映体（镜像关系）的旋光方向相反，化学性质在非手性环境中相同，在了你手性环境中存在差异。 手性分子在医药、材料等领域具有重要应用，例如，许多药物的有效成分是手性分子，其对映体可能具有不同的药效，甚至产生毒副作用，因此分子手性的判断和应用，是高中化学后续学习和相关题型解题的重要基础，需熟练掌握手性分子和手性碳原子的判断方法。 【典例7】（24-25高二下·天津南开·期末）有机化合物的同分异构现象主要有构造异构和立体异构，立体异构有顺反异构和对映异构。下列物质存在立体异构体的是 A．2-甲基丙烯 B．二氯甲烷 C．2-甲基-2-丁烯 D．葡萄糖 【答案】D 【详解】A．2-甲基丙烯的结构为:，双键的两个碳中，一个连有两个甲基(相同基团)，另一个连有两个氢(相同基团)。由于双键的碳连有两个相同基团，无法形成顺反异构；且分子中无手性中心，故不存在立体异构，A错误； B．二氯甲烷的中心碳连有两个Cl和两个H，四个取代基中有重复，不满足手性中心的条件，因此不存在对映异构，B错误； C．2-甲基-2-丁烯的结构为：，双键的两个碳中，一个连有两个甲基(相同基团)，另一个连有一个甲基和一个氢(不同基团)。由于双键的一个碳连有两个相同基团，无法形成顺反异构。且分子中无手性中心，故不存在立体异构，C错误； D．葡萄糖分子中含有多个手性碳原子，如图：，因此存在对映异构体，属于立体异构中的对映异构，D正确； 故选D。 【变式7-1】（24-25高二下·天津河西·期末）下图结构简式是合成头孢克洛的关键中间体M。下列说法错误的是 A．M既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应 B．1mol M 最多消耗2mol NaOH C．M分子中有2个手性碳原子 D．离子半径： 【答案】B 【详解】A．由结构简式可知，M分子中含有的氨基能与盐酸反应、含有的羧基能与氢氧化钠溶液反应，故A正确； B．由结构简式可知，M分子中能与NaOH 反应的官能团有-Cl、、-COOH，因此1mol M 最多消耗3mol NaOH，故B错误； C．由结构简式可知，M分子中含有如图*所示的2个手性碳原子：， 故C正确； D．电子层数越大，离子半径越大，相同电子层数时，原子序数越小，离子半径越大，因此离子半径大小为： ，故D正确； 故选B。 【变式7-2】（24-25高二下·天津河北·期末）(R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时，羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持，在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转，(R)-2-溴辛烷的水解过程如下。下列说法正确的是 A．(S)-2-辛醇为构型保持产物 B．(R)-2-辛醇分子中存在“肩并肩”的成键方式 C．三种有机物分子中只有两种分子存在手性碳原子 D．(R)-2-辛醇中C—O键能大于(R)-2-溴辛烷中C—Br键能 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，(R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时，羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持，在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转，(R)-2-溴辛烷的水解过程中，(S)-2-辛醇为构型翻转产物，(R)-2-辛醇为构型保持产物，A错误； B．(R)-2-辛醇分子中均为σ键没有π键，存在“头对头”的成键方式，B错误； C．三种有机物分子中都存在手性碳原子：、、， C错误； D．氧原子的非金属性强于溴原子，所以(R)-2-辛醇中C-O键能大于(R)-2-溴辛烷中C-Br键能，D正确； 故选D。 【变式7-3】（24-25高二下·天津·期中）人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构如图所示，关于该化合物的说法正确的是 A．键与键数目之比是 B．碳原子的杂化方式有、 C．存在1个手性碳原子 D．含有3种官能团 【答案】B 【详解】A．共价单键为σ键、共价双键中含有1个σ键和1个π键，该分子中有1个C=O键，2个C-O键、10个C-C键及1个C=C键、20个C-Hσ键，所以σ键、π键个数比为17：1，A错误； B．由结构简式知，有的碳原子形成了4个单键，有的形成了双键，饱和碳原子采取sp3杂化，双键碳原子采取sp2杂化，即杂化类型有，B正确； C．分子中，①、②号碳原子连接4个不同的原子或原子团，所以①、②号碳原子是手性碳原子，该分子中含有2个手性碳原子，C错误； D．由结构简式知，其含有酯基和碳碳双键两种官能团，D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $