第三节 分子结构与物质的性质（举一反三专项训练，北京专用）【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】(2025·北京通州高二期中)下列说法正确的是( ) A．非极性分子中的原子上一定不含孤电子对 B．非极性分子可以含有极性键，但各个键的极性的向量和必须等于零 C．ABn型分子的中心原子最外层满足8电子稳定结构，则ABn一定是非极性分子 D．平面三角形分子一定是非极性分子 【答案】B 【解析】A项，非极性分子中的原子上可以含有孤电子对，例如XeF4(非极性分子)的中心原子Xe有孤电子对，A错误；B项，非极性分子可以含极性键，只要分子的正负电荷重心重合即为非极性分子(如CO2)，B正确；C项，中心原子满足8电子结构的ABn型分子不一定是非极性分子，例如NH3(极性分子)，C错误；D项，平面三角形分子若取代基不同(如假设存在不同基团的情况：HCHO)，可能为极性分子，D错误；故选B。 【变式1-1】下列物质中，含有极性键和非极性键的非极性分子是( ) A．H2O2 B．NH3 C．C2H2 D．CCl4 【答案】C 【解析】A项，H2O2结构式为：，不是对称的结构，其中含有O-O非极性键和O-H极性键，正负电中心不重合，属于极性分子，A不合题意；B项，NH3中只含有N-H极性键，空间构型为三角锥形，正负电中心不重合，属于极性分子，B不合题意；C项，C2H2的结构式为H-C≡C-H，含有极性键和非极性键，正负电中心重合，属于非极性分子，C符合题意；D项，CCl4中只含有C-Cl极性键，空间构型为正四面体形，正负电中心重合，属于非极性分子，D不合题意；故选C。 【变式1-2】(2025·北京八一学校高三期中)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：CH2ClCOOH＞CH3COOH B．硬度：金刚石>石英 C．水中溶解度：NH3＞CH4 D．沸点：CO＞N2 【答案】B 【解析】A项，C—Cl键的极性大于C—H键，导致CH2ClCOOH、CH3COOH的酸性不同，说明键的极性影响其酸性，故A不选；B项，金刚石和石英都是共价晶体，都存在非极性键，但键长C-C＜Si-O，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项，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项，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，说明其沸点有分子的极性有关，故D不选；故选B。 【变式1-3】(2026·北京第十三中学高三开学考试)下列反应产物不能用反应物中键的极性解释的是( ) A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A项，乙醛中羰基(C=O)为极性键，Cδ+易受亲核试剂CN⁻进攻，发生亲核加成生成羟基腈，产物可用键的极性解释，A不符合题意；B项，乙酰氯中C-Cl键为极性键(Cδ+、Clδ-)，羰基碳因氧和氯的吸电子作用带正电，NH3中N的孤对电子进攻羰基碳，发生亲核取代生成酰胺，产物可用键的极性解释，B不符合题意；C项，乙醇中C-O键为极性键(Cδ+、Oδ-)，Br⁻进攻带正电的碳，取代-OH生成溴乙烷，产物可用键的极性解释，C不符合题意；D项，丙烯与H2加成，H2中H-H键为非极性键，反应依赖催化剂活化H2及双键的不饱和性，与反应物键的极性无关，D符合题意；故选D。 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】(2025·北京丰台高二期中)下列事实与氢键无关的是( ) A．稳定性：HF>H2O B．沸点：H2O>H2S C．密度：H2O(l)>H2O(s) D．溶解性(水中)：NH3>CH4 【答案】A 【解析】A项，物质的稳定性与化学键的键能有关，与氢键无关，A符合题意；B项，H2O分子间能形成氢键，使得沸点高于H2S，B不符合题意；C项，水分子间存在氢键，氢键具有方向性，导致水结冰时存在较大空隙，密度比液态水小，C不符合题意；D项，氨分子与水分子间可形成氢键，增大溶解性；甲烷分子与水分子间不能形成氢键，所以溶解性(水中)：NH3>CH4，D不符合题意；故选A。 【变式2-1】(2025·北京育才中学高二期中)下列事实不能用氢键来解释的是( ) A．密度：冰<水 B．沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛 C．NH3比PH3易液化 D．稳定性：NH3＞PH3 【答案】D 【解析】A项，氢键使冰晶体中的水分子呈一定规则的排列，空间利用率低，体积变大，密度变小，所以密度：冰＜水，故A不符合题意；B项，邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键，对羟基苯甲醛可以形成分子间氢键，分子间氢键对物质熔沸点的影响更大，所以沸点：邻羟基苯甲醛＜对羟基苯甲醛，故B不符合题意；C项，含有氢键的氢化物易液化，NH3分子间存在氢键，PH3分子间不存在氢键，所以氨气易液化，此性质和氢键有关，故C不符合题意；D项，原子半径：N＜P，键长N-H＜P-H，键能：N-H＞P-H，分子稳定性：NH3＞PH3，与氢键无关，故D符合题意；故选D。 【变式2-2】 34．(2026·北京第十二中学高三期中)结构决定性质，下列事实对应的解释不正确的是( ) 事实 解释 A 酸性CF3COOH>CCl3COOH 电负性：F>Cl B 沸点HF>HCl 键能：H—F>H—Cl C 稳定性：H2O>H2S 非金属性：O>S D 在水中的溶解性：O3>O2 分子极性：O3>O2 【答案】B 【解析】A项，F的电负性比Cl大，吸电子效应更强，使CF3COOH酸性强于CCl3COOH，A解释正确；B项，HF沸点高于HCl是因HF分子间存在氢键，而非H-F键能更大，B解释错误；C项，O的非金属性强于S，导致H2O比H2S更稳定，C解释正确；D项，O3为极性分子，O2为非极性分子，根据相似相溶原理，极性分子更易溶于极性溶剂水，D解释正确；故选B。 【变式2-3】(2026·北京第八中学高二期中)我国科学家对金表面生长的二维双层冰的边缘结构实现了成像观察，二维冰层的AFM表征细节(图1)及其结构模型(图2)如下。下列说法正确的是( ) A．受到能量激发时冰面变滑，原因可能是水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑 B．固态水分子之间的作用力较强，“准液体”水分子之间的化学键较弱 C．由于水分子间的氢键比较牢固，使水分子很稳定，高温下也难分解 D．固态水分子间存在氢键，每摩尔冰最多存在4摩尔氢键 【答案】A 【解析】A项，受到能量激发时，冰面的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生具有流动性的“准液体”水分子，这些流动性的水分子起到了类似润滑剂的作用，从而使冰面变滑，这一解释是合理的， A正确；B项，无论是固态冰还是“准液体”中的水分子，分子内部的化学键(O—H键)强度是相同的。两者的区别在于分子间的氢键作用强弱不同，而非化学键强弱不同，B错误；C项，水分子的稳定性由分子内部的O—H共价键决定，氢键是分子间作用力，影响的是冰的熔点、沸点等物理性质，与水分子的热稳定性无关， C错误；D项，在冰的晶体结构中，每个水分子与周围4个水分子形成氢键，但每个氢键由两个水分子共用，因此1摩尔冰中最多含2摩尔氢键，而非4摩尔，D错误；故选A。 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】(2025·北京第二中学高二月考)下列说法正确的是( ) A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂 B．Br2和H2O均是极性分子，苯是非极性分子，所以Br2难溶于H2O而易溶于苯 C．CS2和白磷均是非极性分子，H2O是极性分子，所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2 D．H2O是极性分子，CO2可溶于H2O，因此CO2是极性分子 【答案】C 【解析】A项，“相似相溶”规律是经验规律，存在特殊情况，部分有机物分子是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，A错误；B项，Br2是非极性分子，H2O是极性分子，苯是非极性分子，根据“相似相溶”， Br2难溶于H2O而易溶于苯，B错误；C项，CS2和白磷均是非极性分子，H2O是极性分子，所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2，C正确；D项，CO2是非极性分子，CO2溶于H2O时，部分CO2与H2O反应生成H2CO3，D错误；故选C。 【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】(2026·北京海淀高三期中)下列事实对应的解释不合理的是( ) 选项 事实 解释 A 第一电离能：Mg>Al 原子半径：Mg>Al B 沸点：N2H4>NH2N(CH3)2 等物质的量液体中氢键数量： N2H4>NH2N(CH3)2 C 固体与浓硫酸共热生成气体 浓硫酸难挥发，盐酸易挥发 D I2在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度 H2O是极性分子，I2和CCl4是非极性分子 【答案】A 【解析】A项，第一电离能Ma＞Al的原因为Mg的3s轨道全充满，结构更稳定，而非原子半径大小，A错误；B项，N2H4的沸点更高是因为其分子间氢键数量多于NH2N(CH3)2，NH2N(CH3)2因甲基取代减少氢键，B正确； C项，浓硫酸难挥发，能置换出易挥发的HCl，符合高沸点酸制低沸点酸的原理，C正确；D项，I2和CCl4均为非极性分子，根据相似相溶原理，I2在CCl4中溶解度更大，D正确；故选A。 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】下列含氧酸中酸性最强的是( ) A．HClO4 B．HClO C．H2SO3 D．H2SO4 【答案】A 【分析】非羟基氧原子数目越多，酸性越强。A项，HClO4可以改写为ClO3(OH)1，非羟基氧原子数目为3；B项，HClO可以改写为Cl(OH)1，非羟基氧原子数目为0；C项，H2SO3可以改写为SO(OH)2，非羟基氧原子数目为1；D项，H2SO4可以改写为SO2(OH)2，非羟基氧原子数目为2；HClO4中非羟基氧原子数目最多，酸性最强，故选A。 【变式5-2】已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，当m=2，n=2，则可表示H2SO4 。 一般而言，该式中m越大，含氧酸的酸性越强。下列酸性最强的是( ) A．HMnO4 B．H2SeO3 C．H3BO3 D．HClO2 【答案】A 【解析】依据题意，A项，HMnO4改写成MnO3OH，m=3； B项，H2SeO3改写成SeO(OH)2，m=1； C项，H3BO3改写成B(OH)3，m=0；D项，HClO2改写成ClOOH，m=1；m值最大的是3，故选A。 【变式5-3】下列有关含氧酸的说法中正确的是( ) A．元素的非金属性越强，其含氧酸的酸性就越强 B．含氧酸中有多少个H原子，就属于几元酸 C．同一元素的不同含氧酸，非羟基氧越多，该酸的酸性越强 D．同一元素的不同含氧酸中，中心原子的化合价越高，其氧化性一定越强 【答案】C 【解析】A项，元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强，但其氧酸的酸性不一定强，如次氯酸是弱酸，亚硫酸是中强酸，故A错误；B项，酸的元数是根据1分子电离出H+的个数确定，与分子含有H原子数目无关，酸中H原子与氧原子相连，才可以电离出氢离子，故B错误；C项，非羟基氧越多，吸引电子的能力越强，导致R-O-H中氧的电子向中心元素R偏移，氧氢键越弱，酸性越强，故C正确；D项，含氧酸中，中心原子的化合价高，其氧化性不一定强，如次氯酸具有强氧化性，稀硫酸是非氧化性酸，故D错误；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】(2025·北京通州高二期中)下列说法正确的是( ) A．非极性分子中的原子上一定不含孤电子对 B．非极性分子可以含有极性键，但各个键的极性的向量和必须等于零 C．ABn型分子的中心原子最外层满足8电子稳定结构，则ABn一定是非极性分子 D．平面三角形分子一定是非极性分子 【变式1-1】下列物质中，含有极性键和非极性键的非极性分子是( ) A．H2O2 B．NH3 C．C2H2 D．CCl4 【变式1-2】(2025·北京八一学校高三期中)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：CH2ClCOOH＞CH3COOH B．硬度：金刚石>石英 C．水中溶解度：NH3＞CH4 D．沸点：CO＞N2 【变式1-3】(2026·北京第十三中学高三开学考试)下列反应产物不能用反应物中键的极性解释的是( ) A． B． C． D． 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】(2025·北京丰台高二期中)下列事实与氢键无关的是( ) A．稳定性：HF>H2O B．沸点：H2O>H2S C．密度：H2O(l)>H2O(s) D．溶解性(水中)：NH3>CH4 【变式2-1】(2025·北京育才中学高二期中)下列事实不能用氢键来解释的是( ) A．密度：冰<水 B．沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛 C．NH3比PH3易液化 D．稳定性：NH3＞PH3 【变式2-2】 34．(2026·北京第十二中学高三期中)结构决定性质，下列事实对应的解释不正确的是( ) 事实 解释 A 酸性CF3COOH>CCl3COOH 电负性：F>Cl B 沸点HF>HCl 键能：H—F>H—Cl C 稳定性：H2O>H2S 非金属性：O>S D 在水中的溶解性：O3>O2 分子极性：O3>O2 【变式2-3】(2026·北京第八中学高二期中)我国科学家对金表面生长的二维双层冰的边缘结构实现了成像观察，二维冰层的AFM表征细节(图1)及其结构模型(图2)如下。下列说法正确的是( ) A．受到能量激发时冰面变滑，原因可能是水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑 B．固态水分子之间的作用力较强，“准液体”水分子之间的化学键较弱 C．由于水分子间的氢键比较牢固，使水分子很稳定，高温下也难分解 D．固态水分子间存在氢键，每摩尔冰最多存在4摩尔氢键 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】(2025·北京第二中学高二月考)下列说法正确的是( ) A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂 B．Br2和H2O均是极性分子，苯是非极性分子，所以Br2难溶于H2O而易溶于苯 C．CS2和白磷均是非极性分子，H2O是极性分子，所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2 D．H2O是极性分子，CO2可溶于H2O，因此CO2是极性分子 【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】(2026·北京海淀高三期中)下列事实对应的解释不合理的是( ) 选项 事实 解释 A 第一电离能：Mg>Al 原子半径：Mg>Al B 沸点：N2H4>NH2N(CH3)2 等物质的量液体中氢键数量： N2H4>NH2N(CH3)2 C 固体与浓硫酸共热生成气体 浓硫酸难挥发，盐酸易挥发 D I2在CCl4中的溶解度大于在H2O中的溶解度 H2O是极性分子，I2和CCl4是非极性分子 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】下列含氧酸中酸性最强的是( ) A．HClO4 B．HClO C．H2SO3 D．H2SO4 【变式5-2】已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，当m=2，n=2，则可表示H2SO4 。 一般而言，该式中m越大，含氧酸的酸性越强。下列酸性最强的是( ) A．HMnO4 B．H2SeO3 C．H3BO3 D．HClO2 【变式5-3】下列有关含氧酸的说法中正确的是( ) A．元素的非金属性越强，其含氧酸的酸性就越强 B．含氧酸中有多少个H原子，就属于几元酸 C．同一元素的不同含氧酸，非羟基氧越多，该酸的酸性越强 D．同一元素的不同含氧酸中，中心原子的化合价越高，其氧化性一定越强 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $