2.3 分子结构与物质的性质（举一反三专项训练，浙江专用）【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 共价键的极性与分子的极性 题型02 分子间作用力 题型03 分子的溶解性 题型04 分子的手性 题型05 无机含氧酸分子的酸性 题型01 共价键的极性与分子的极性 1．键的极性 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 注：(1)电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强；(2)共用电子对偏移程度越大，键的极性越强 2．分子的极性 (1)基本概念 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电几何中心和负电几何中心重合的分子 正电几何中心和负电几何中心不重合的分子 存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键 分子内原子排列 对称 不对称 (2)分子极性的判断方法：分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下原则进行 ①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如：O2、H2、P4、C60 ②以极性键结合而成的双原子分子，都是极性分子，如：HCl、HF、HBr ③以极性键结合而成的多原子分子 a．空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型)，是非极性分子，如：CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6 b．空间结构不对称的分子(V形、三角锥形)，是极性分子，如：H2O、NH3、CHCl3 3．判断ABn型分子极性的经验规律 (1)化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该原子的最外层电子数，则为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若不相等则为极性分子。 (2)孤电子对法：若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子；CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子。 4．键的极性、分子空间构型与分子极性的关系　　 类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性 X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2 (X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子 SO2 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3 BF3 极性键 平面正三角形 非极性分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子 【典例1】(2026·浙江省嘉兴市高三一模)下列属于非极性分子的是( ) A．CH3Cl B．CS2 C．CH3OCH3 D．NaCl 【答案】B 【解析】非极性分子是指分子中正负电荷中心重合、偶极矩为零的分子。判断依据包括分子的几何对称性和键的极性是否相互抵消。A项，CH3Cl分子中，碳原子形成4个σ键，为sp3杂化，呈四面体结构，Cl电负性大于C和H，C-Cl键为极性键，且分子不对称(三个H原子与一个Cl原子不同)，导致正负电荷中心不重合，为极性分子，A不选；B项，CS2分子中，碳原子形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，呈直线型结构(S=C=S)，键角180°。虽然C=S键为极性键，但分子高度对称，两个C=S键的偶极矩大小相等、方向相反，完全抵消，正负电荷中心重合，为非极性分子，B选；C项，CH3OCH3分子中，氧原子形成2个σ键和2个孤电子对，为sp3杂化，分子呈V形(弯曲)。O电负性大于C，C-O键为极性键，且分子虽有两个相同甲基，但分子构型不对称，偶极矩不能完全抵消，正负电荷中心不重合，为极性分子，C不选；D项，NaCl是离子化合物，在固态以离子晶体形式存在，无独立分子结构，D不选；故选B。 【变式1-1】(2026·浙江省七校联盟高三一模)下列属于非极性分子的是( ) A．CHCl3 B．H2O2 C．CO2 D．NH3 【答案】C 【解析】A项，CHCl3的空间结构是四面体形，分子的正电中心和负电中心不重合，属于极性分子，A不符合题意；B项，H2O2的结构是折线形()且分子中存在过氧键，分子的正电中心和负电中心不重合，属于极性分子，B不符合题意；C项，CO2是直线形分子，结构对称，分子的正电中心和负电中心重合，属于非极性分子，C符合题意；D项，NH3的空间结构是三角锥形，分子的正电中心和负电中心不重合，属于极性分子，D不符合题意；故选C。 【变式1-2】下列共价键中，属于极性键且极性最强的是( ) A． B． C． D．－C≡C－ 【答案】B 【解析】不同原子之间才能形成极性键，排除AD项；由于形成共用电子对的两元素的非金属性强弱相差越大，形成的共价键的极性越强；BC选项中，都含有碳原子，其它元素的非金属性大小关系为：O＞N＞C，则极性键极性最强的是；故选B。 【变式1-3】非极性分子是指正负电荷中心重叠的分子，下列物质中是由极性键构成的非极性分子的是( ) A．CCl4 B．HF C．H2S D．PCl3 【答案】A 【解析】A项，CCl4分子中，C和Cl之间是极性键，C原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，分子呈正四面体，正、负电荷中心重合，为非极性分子，A符合题意；B项，HF分子中H与F之间为极性键，F的电负性较大，正、负电荷中心不能重合，为极性分子，B不符合题意；C项，H2S分子中，H与S之间为极性键，S原子的价层电子对数为4，含有2对孤对电子，为sp3杂化，分子呈V形，正、负电荷中心不能重合，为极性分子，C不符合题意；D项，PCl3分子中，P与Cl之间为极性键，P原子的价层电子对数为4，含有1对孤对电子，为sp3杂化，分子呈三角锥形，正、负电荷中心不能重合，为极性分子，D不符合题意；故选A。 题型02 分子间作用力 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。 (4)范德华力 范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 (5)氢键 ①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。 ②表示方法：A—H…B ③特征：具有一定的方向性和饱和性。 ④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解性等产生影响。 2．范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响 范德华力 氢键 共价键 作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子、电负性很大的原子 原子 强度比较 共价键>氢键>范德华力 影响强度的因素 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 ②相对分子质量相同的分子，范德华力随着分子极性增大而增大 对于X—H…Y—，X、Y的电负性越大，原子的半径越小，氢键的作用力越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定 对物质性质的影响 ①影响物质的熔、沸点等物理性质 ②一般组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4 ①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl， NH3>PH3 ②分子内氢键使物质的熔、沸点降低 影响分子的稳定性(化学性质)，成键原子半径越小，共价键键能越大，分子稳定性越强 【易错警示】 (1)表示方法(A—H…B)中的A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子，A、B可以相同，也可以不同。 (2)NH3·H2O分子中NH3与H2O分子间的氢键为，而不是。 【典例2】下列物质发生变化时，所克服的粒子间的主要作用力属同种类型的是( ) A．液态HF与液态HBr分别受热变为气体 B．氯化铵与苯分别受热变为气体 C．氯化钠与氯化氢分别溶解在水中 D．冰融化与水蒸发 【答案】D 【解析】A项，液态HF与液态HBr分别受热变为气体都要破坏分子间作用力，但液态HF受热变为气体还要破坏氢键，A不合题意；B项，氯化铵受热变为气体破坏离子键和共价键；苯受热变为气体破坏分子间作用力，B不合题意；C项，氯化钠溶解在水中破坏离子键；氯化氢溶解在水中破坏共价键，C不合题意；D项，冰融化与水蒸发都是破坏氢键和分子间作用力，D符合题意； 故选D。 【变式2-1】(2025·浙江省杭州滨江区杭州二中期末)下列有关氢键的说法不正确的是( ) A．“X—H…Y”三原子不在一条直线上时，也能形成氢键 B．接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值大于18 C．比稳定是因为水分子间存在氢键 D．氢键键长一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度 【答案】C 【解析】A项，氢键是一种分子间作用力，是由已经与电负性很大的原子形成共价键的原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键具有方向性，但并非严格要求三个原子共线，“X—H…Y”三原子不在一条直线上时，也能形成氢键，故A正确；B．接近沸点时，水蒸气分子间通过氢键形成缔合分子，导致测得的相对分子质量偏大，故B正确；C．氢键影响的是物理性质(如沸点)，而热稳定性(化学性质)由分子内O-H键的强度决定。O的电负性比S大，O-H键键能更高，且O-H键键长比S-H键长短，因此H2O更稳定，与氢键无关，故C错误；D．根据高中化学教材定义，氢键键长定义为X原子中心到Y原子中心的距离(即X—H…Y的总长度)，而非仅H…Y的距离，故D正确；故选C。 【变式2-2】下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( ) A．在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 【答案】B 【解析】A项，在相同条件下，氧气与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大，因此N2在水中的溶解度小于O2，故A不符合题意；B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与分子中的氢卤键的强弱有关，而与分子间作用力无关，故B符合题意；C项，F2、Cl2、Br2、I2结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，因此F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高，故C不符合题意；D项，烷烃分子之间作用力随相对分子质量的增大而增大，因此乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃同分异构体中，支链越多分子结构越对称，分子间作用力越小，沸点越低，因此(CH3)2CHCH3的沸点小于CH3CH2CH2CH3的沸点，故D不符合题意。故选B。 【变式2-3】(2025·浙江省学军中学高二期末)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是( ) 选项 性质差异 结构因素 A 沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃) 范德华力大小 B 沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 氢键类型 C 溶解性：蔗糖在水中的溶解度大于萘在水中的溶解度 相似相溶 D 稳定性：H2O的分解温度(3000℃)远大于H2S(900℃) 有无氢键 【答案】D 【解析】A项，正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体，由于新戊烷支链多，对称性好，分子间作用力小，所以沸点较低，故A正确；B项，对羟基苯甲醛分子间可以形成氢键，使其熔沸点升高，邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键，故沸点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛，故B正确；C项，蔗糖是极性分子，萘是非极性分子，而水是极性溶剂，根据相似相溶原理，蔗糖在水中的溶解度大于萘在水中的溶解度，故C正确；D项，H2O的分解温度(3000℃)远大于H2S(900℃)是因为氧原子半径小于硫，电负性氧大于硫，形成的氢氧键键能远大于氢硫键键能，故D错误。故选D。 题型03 分子的溶解性 1．“相似相溶”的规律：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：NH3是极性分子，易溶于极性溶剂H2O中，难溶于非极性溶剂CCl4中；I2为非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳中，而难溶于极性溶剂H2O中。 2．氢键对溶解性的影响：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大且氢键作用力越大，溶解性越好。如：NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水形成分子间氢键。 3．分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越大。如：如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小，随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小，因此乙醇和水能以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度则会明显减小。 4．溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会增大。如：SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大。 【典例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】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，故A项错误、B项正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。 【变式3-1】下列现象中，不能用“相似相溶”原理解释的是(　　) A．C2H5OH与水以任意比互溶 B．用纯碱洗涤油脂 C．SO2易溶于水 D．用苯将溴水中的溴萃取出来 【答案】B 【解析】A项，C2H5OH与H2O均为极性分子，且都含有-OH，能形成氢键，故二者能以任意比互溶，A正确；B项，纯碱谁溶液显碱性，能够使油脂发生水解反应产生可溶性物质，因此可以用纯碱洗涤用纯碱洗涤油脂，这与“相似相溶”原理，B错误；C项，SO2与H2O均是极性分子，由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中，符合“相似相溶”原理，C正确；D项，苯与溴分子均为非极性分子，水分子是极性分子，由非极性分子构成的溶质易溶于由非极性分子构成的溶剂中，而不易溶于由极性分子构成的溶剂中，因此可以用苯将溴水中的溴萃取出来符合“相似相溶”原理，D正确；故选B。 【变式3-2】已知O3的空间构型为V型，分子中正电中心和负电中心不重合，则下列关于O3和O2在水中的溶解度的叙述中，正确的是(　　) A．O3在水中的溶解度和O2的一样 B．O3在水中的溶解度比O2的小 C．O3在水中的溶解度比O2的大 D．无法比较 【答案】C 【解析】O2分子是直线型结构，分子中正电中心和负电中心重合，为非极性分子，O3分子的空间构型为V型，分子中正电中心和负电中心不重合，为极性分子，由相似相溶原理可知，极性分子O3在极性分子水中的溶解度比非极性分子O2要大，故选C。 【变式3-3】化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲剂。对于该物质的下列说法错误的是(　　) A．该物质属于极性分子 B．该物质可与水形成分子间氢键 C．该物质属于有机物，在水中的溶解度较小 D．从结构分析，该物质在水中溶解度较大 【答案】C 【解析】根据该有机物的结构可知，其分子结构不对称，属于极性分子，A正确；该物质可与水形成分子间氢键，因此易溶于水，B、D正确，C错误。 题型04 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) 2．手性分子：有手性异构体的分子叫做手性分子 3．手性分子的判断：判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团，即有机物分子中是否存在手性碳原子，如：，R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。如：乳酸()分子的手型异构体：。 【典例4】下列化合物分子中含2个手性碳原子的是( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A项， 分子中含1个手性碳原子，故A不符合；B项， 分子中含2个手性碳原子，故B符合；C项， 分子中含3个手性碳原子，故C不符合；D项， 分子中不含手性碳原子，故D不符合；故选B。 【变式4-1】下列说法不正确的是(　　) A．互为手性异构体的分子互为镜像 B．利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子 C．手性异构体分子组成相同 D．手性异构体性质相同 【答案】D 【解析】互为手性异构体的分子互为镜像关系，故A正确；在手性催化中，与催化剂手性匹配的化合物在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态，从而只会诱导出一种手性分子，所以利用手性催化剂合成主要得到一种手性分子，故B正确；手性异构体是同分异构体的一种，同分异构体分子式相同，所以手性异构体分子组成相同，故C正确；手性异构体旋光性不同，化学性质可能有少许差异。 【变式4-2】丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子，它存在对映异构，如图所示。 下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ结构和性质完全不相同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 【答案】D 【解析】当四个不同的原子或原子团连接在同一个C原子上时，这个C原子称为手性C原子。但是，这种对称只对物理性质有较大影响，无论是化学键还是分子的极性都是相同的。 【变式4-3】下列有机物分子中属于手性分子的是(　　) ①乳酸 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】连有４个不同原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子(用*标记)，由结构简式可知，①乳酸分子中存在如图所示的手性碳原子：  ，②2-丁醇分子中存在如图所示的手性碳原子：  ，③  分子中存在如图所示的手性碳原子：  ，④丙三醇分子中不存在手性碳原子，则①②③中存在手性碳原子，C正确；故选C。 题型05 无机含氧酸分子的酸性 1．无机含氧酸的结构：无机含氧酸分子之所以显示酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的O—H键在水分子的作用下发生断裂而能够解离出H+而显示一定的酸性。在含氧酸中，氢离子是和酸根上的一个氧相连接的。 2．无机含氧酸的酸性强弱的规律 (1)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。 解释：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)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 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．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 4．有机含氧酸的酸性强弱的规律 酸性强弱 理论解释 三氟乙酸＞三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使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 三氯乙酸＞二氯乙酸＞氯乙酸 Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子 甲酸＞乙酸＞丙酸 烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱 【典例5】下列说法中正确的是( ) A．羧酸的pKa(pKa=-lgKa)越大，其酸性越强 B．CF3COOH的酸性大于CCl3COOH，这与F、Cl元素的电负性大小有关 C．CHCl2COOH的酸性大于CCl3COOH，这与Cl原子的数目有关 D．烃基(R-)是推电子基团，随着烃基加长，羧酸的酸性差异越来越大 【答案】B 【解析】A项，由pKa=-lgKa，，pKa越大，Ka越小，羧酸的酸性越弱，A错误；B项，羧酸R-COOH中，R-结构极性越强，羧基在水溶液中电离能力越强，吸引电子能力：F＞Cl，则F-C的极性大于C-Cl的极性，则CF3-的极性大于CCl3-，导致羧基电离出氢离子程度：前者大于后者，则酸性：CF3COOH的酸性大于CCl3COOH，B正确；C项，因为Cl的非金属性较强，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+，则酸性：CCl3COOH＞CHCl2COOH，C错误；D项，烃基越长推电子效应越大，使羟基中羟基极性变小，羟酸酸性越弱，D错误。 【变式5-1】下列物质中，酸性最强的是( ) A．CH2ClCOOH B．CH2FCOOH C．CHF2COOH D．CHBr2ClCOOH 【答案】C 【解析】电负性，羧酸CHF2COOH中与-COOH连接的碳原子上有2个F原子，其酸性最强，故答案选C。 【变式5-2】已知大多数含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，则m=2，n=2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大于等于2的是强酸，m为0的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( ) A．H2SeO3 B．HMnO4 C．H3BO3 D．H3PO4 【答案】B 【解析】H2SeO3表示为SeO (OH)2，m=1；HMnO4表示为MnO3OH，m=3；H3BO3表示为B (OH)3，m=0；H3PO4表示为PO(OH)3，m=1；m值越大，酸性越强，所以HMnO4的酸性最强，故选B。 【变式5-3】(2024·浙江名校协作体高二联考)已知硫酸和氯磺酸结构关系如图：。下列说法不正确的是( ) A．氯磺酸是一元酸 B．氯磺酸中硫元素化合价为+6价 C．氯磺酸遇水会发生反应： D．氯磺酸在HCl作用下可得 【答案】C 【解析】A项，氯磺酸分子中只有1个羟基，1个氯磺酸分子只能电离出1个氢离子，所以氯磺酸是一元酸，A项正确；B项，氧和氯的非金属性都强于硫，硫形成6个键，说明有6个电子偏离硫原子，所以磺酸中硫元素化合价为+6价，B项正确C项，氯的非金属性都强于硫，氯元素显-1价，氯磺酸与水发生水解反应时元素的化合价不变，因此应该生成HCl，C项错误；D项，类比硫酸反应生成氯磺酸，氯磺酸分子中的羟基也可以被氯原子取代，得到该选项给出的结构，D项正确；故选C。 1 / 1 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 共价键的极性与分子的极性 题型02 分子间作用力 题型03 分子的溶解性 题型04 分子的手性 题型05 无机含氧酸分子的酸性 题型01 共价键的极性与分子的极性 1．键的极性 共价键 极性共价键 非极性共价键 成键原子 _________原子(电负性不同) ________原子(电负性相同) 电子对 发生________ 不发生________ 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 注：(1)电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强；(2)共用电子对偏移程度越大，键的极性越强 2．分子的极性 (1)基本概念 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电几何中心和负电几何中心________的分子 正电几何中心和负电几何中心________的分子 存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键 分子内原子排列 ________ ________ (2)分子极性的判断方法：分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下原则进行 ①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是________分子，如：O2、H2、P4、C60 ②以极性键结合而成的双原子分子，都是________分子，如：HCl、HF、HBr ③以极性键结合而成的多原子分子 a．空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型)，是________分子，如：CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6 b．空间结构不对称的分子(V形、三角锥形)，是________分子，如：H2O、NH3、CHCl3 3．判断ABn型分子极性的经验规律 (1)化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该原子的最外层电子数，则为________________，此时分子的空间结构对称；若不相等则为________。 (2)孤电子对法：若中心原子有孤电子对，则为______________；若无孤电子对，则为________________。如H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子；CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子。 4．键的极性、分子空间构型与分子极性的关系　　 类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性 X2 H2、N2 ________ ________ ________ XY HCl、NO ________ ________ ________ XY2 (X2Y) CO2、CS2 ________ ________ ________ SO2 ________ ________ ________ H2O、H2S ________ ________ ________ XY3 BF3 ________ ________ ________ NH3 ________ ________ ________ XY4 CH4、CCl4 ________ ________ ________ 【典例1】(2026·浙江省嘉兴市高三一模)下列属于非极性分子的是( ) A．CH3Cl B．CS2 C．CH3OCH3 D．NaCl 【变式1-1】(2026·浙江省七校联盟高三一模)下列属于非极性分子的是( ) A．CHCl3 B．H2O2 C．CO2 D．NH3 【变式1-2】下列共价键中，属于极性键且极性最强的是( ) A． B． C． D．－C≡C－ 【变式1-3】非极性分子是指正负电荷中心重叠的分子，下列物质中是由极性键构成的非极性分子的是( ) A．CCl4 B．HF C．H2S D．PCl3 题型02 分子间作用力 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________________。 (2)分类：分子间作用力最常见的是________________和________。 (3)强弱：范德华力______氢键_______化学键。 (4)范德华力 范德华力主要影响物质的________________等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 (5)氢键 ①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个电负性很强的原子之间的作用力，称为________。 ②表示方法：A—H…B ③特征：具有一定的________和________。 ④分类：氢键包括________氢键和________氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响 主要表现为使物质的熔、沸点________，对电离和溶解性等产生影响。 2．范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响 范德华力 氢键 共价键 作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子、电负性很大的原子 原子 强度比较 共价键____氢键_____范德华力 影响强度的因素 ①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力________ ②相对分子质量相同的分子，范德华力随着________增大而增大 对于X—H…Y—，X、Y的电负性越大，原子的半径越小，氢键的作用力________ 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越________ 对物质性质的影响 ①影影响物质的熔、沸点等物理性质 ②一般组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点________，如熔、沸点：F2___Cl2___Br2<I2，CF4___CCl4___CBr4 ①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点________，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl， NH3>PH3 ②分子内氢键使物质的熔、沸点________ 影响分子的稳定性(化学性质)，成键原子半径越小，共价键键能越大，分子稳定性越________ 【易错警示】 (1)表示方法(A—H…B)中的A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子，A、B可以相同，也可以不同。 (2)NH3·H2O分子中NH3与H2O分子间的氢键为，而不是。 【典例2】下列物质发生变化时，所克服的粒子间的主要作用力属同种类型的是( ) A．液态HF与液态HBr分别受热变为气体 B．氯化铵与苯分别受热变为气体 C．氯化钠与氯化氢分别溶解在水中 D．冰融化与水蒸发 【变式2-1】(2025·浙江省杭州滨江区杭州二中期末)下列有关氢键的说法不正确的是( ) A．“X—H…Y”三原子不在一条直线上时，也能形成氢键 B．接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值大于18 C．比稳定是因为水分子间存在氢键 D．氢键键长一般定义为X—H…Y的长度，而不是H…Y的长度 【变式2-2】下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( ) A．在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 【变式2-3】(2025·浙江省学军中学高二期末)物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是( ) 选项 性质差异 结构因素 A 沸点：正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃) 范德华力大小 B 沸点：对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛 氢键类型 C 溶解性：蔗糖在水中的溶解度大于萘在水中的溶解度 相似相溶 D 稳定性：H2O的分解温度(3000℃)远大于H2S(900℃) 有无氢键 题型03 分子的溶解性 1．“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于________性溶剂，极性溶质一般能溶于______性溶剂。如：NH3是极性分子，易溶于极性溶剂H2O中，难溶于非极性溶剂CCl4中；I2为非极性分子，_______溶于非极性溶剂四氯化碳中，而_______溶于极性溶剂H2O中。 2．氢键对溶解性的影响：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大且氢键作用力越大，溶解性________。如：NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水形成________________。 3．分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越________。如：如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度________。乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小，随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度________，因此乙醇和水能以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度则会明显________。 4．溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会________。如：SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度________。 【典例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 【变式3-1】下列现象中，不能用“相似相溶”原理解释的是(　　) A．C2H5OH与水以任意比互溶 B．用纯碱洗涤油脂 C．SO2易溶于水 D．用苯将溴水中的溴萃取出来 【变式3-2】已知O3的空间构型为V型，分子中正电中心和负电中心不重合，则下列关于O3和O2在水中的溶解度的叙述中，正确的是(　　) A．O3在水中的溶解度和O2的一样 B．O3在水中的溶解度比O2的小 C．O3在水中的溶解度比O2的大 D．无法比较 【变式3-3】化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲剂。对于该物质的下列说法错误的是(　　) A．该物质属于极性分子 B．该物质可与水形成分子间氢键 C．该物质属于有机物，在水中的溶解度较小 D．从结构分析，该物质在水中溶解度较大 题型04 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镜像，却在三维空间里不能叠合，互称________异构体(或对映异构体) 2．手性分子：有手性异构体的分子叫做________分子 3．手性分子的判断：判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的________________，即有机物分子中是否存在________碳原子，如：，R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有________。如：乳酸()分子的手型异构体：。 【典例4】下列化合物分子中含2个手性碳原子的是( ) A． B． C． D． 【变式4-1】下列说法不正确的是(　　) A．互为手性异构体的分子互为镜像 B．利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子 C．手性异构体分子组成相同 D．手性异构体性质相同 【变式4-2】丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子，它存在对映异构，如图所示。 下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ结构和性质完全不相同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 【变式4-3】下列有机物分子中属于手性分子的是(　　) ①乳酸 ②2-丁醇 ③ ④丙三醇 A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④ 题型05 无机含氧酸分子的酸性 1．无机含氧酸的结构：无机含氧酸分子之所以显示酸性，是因为其分子中含有_____，而—OH上的O—H键在水分子的作用下发生断裂而能够解离出_____而显示一定的酸性。在含氧酸中，氢离子是和酸根上的一个_____相连接的。 2．无机含氧酸的酸性强弱的规律 (1)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。 解释：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)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_____。 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 ①酸性强弱与—OH数目，即m数值大小__________； 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_____原子上。 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__________ 4．有机含氧酸的酸性强弱的规律 酸性强弱 理论解释 三氟乙酸_____三氯乙酸 氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使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_____离子 三氯乙酸_____二氯乙酸＞氯乙酸 Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出_____离子 甲酸_____乙酸_____丙酸 烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越_____ 【典例5】下列说法中正确的是( ) A．羧酸的pKa(pKa=-lgKa)越大，其酸性越强 B．CF3COOH的酸性大于CCl3COOH，这与F、Cl元素的电负性大小有关 C．CHCl2COOH的酸性大于CCl3COOH，这与Cl原子的数目有关 D．烃基(R-)是推电子基团，随着烃基加长，羧酸的酸性差异越来越大 【变式5-1】下列物质中，酸性最强的是( ) A．CH2ClCOOH B．CH2FCOOH C．CHF2COOH D．CHBr2ClCOOH 【变式5-2】已知大多数含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，则m=2，n=2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大于等于2的是强酸，m为0的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( ) A．H2SeO3 B．HMnO4 C．H3BO3 D．H3PO4 【变式5-3】(2024·浙江名校协作体高二联考)已知硫酸和氯磺酸结构关系如图：。下列说法不正确的是( ) A．氯磺酸是一元酸 B．氯磺酸中硫元素化合价为+6价 C．氯磺酸遇水会发生反应： D．氯磺酸在HCl作用下可得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $