第二章 第三节 分子结构与物质的性质 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版人教版选择性必修2

人教版高中化学选择性必修2 第二章 分子结构与性质 教师版（含答案解析） 第二章第三节 分子结构与物质的性质 【教师版（含答案解析）】 ——学习目标·自主填空·系统讲解·典例变式·分层作业—— 板块一 学习目标 1. 理解键的极性与分子的极性，会判断常见分子（CO₂、H₂O、NH₃、CH₄、BF₃等）的极性。 2. 知道范德华力及其对熔沸点的影响，理解氢键的形成条件及其对物质性质的影响。 3. 能运用“相似相溶”原理解释常见溶解现象。 4. 了解手性分子的概念，能识别手性碳原子。 板块二 自主学习·夯实基础（知识点填空） 1. 由不同原子形成的共价键，电子对发生偏移，叫极性键；由同种原子形成的共价键电子对不偏移，叫非极性键。 2. 正电中心与负电中心不重合的分子叫极性分子；正、负电中心重合的分子叫非极性分子。 3. 只含非极性键的分子一定是非极性分子；含极性键的分子是否有极性，取决于各键极性的向量和是否为零。 4. 经验规律：ABn型分子，若中心原子A的化合价绝对值等于其主族序数（即无孤电子对），则为非极性分子。如CO₂、CH₄、BF₃均为非极性分子。 5. 分子之间存在的相互作用力叫范德华力，它比化学键键能小1～2个数量级。相对分子质量越大、分子极性越大，范德华力越大，物质熔沸点越高。 6. 氢键由已与电负性很大的原子（N、O、F）形成共价键的H，与另一个电负性很大的原子间形成，表示为X—H…Y。分子间氢键使熔沸点升高；分子内氢键使熔沸点降低。 7. 相似相溶规律：非极性溶质一般溶于非极性溶剂，极性溶质一般溶于极性溶剂。 8. 具有完全相同组成和原子排列、互为镜像却不能重叠的一对分子互称手性异构体；含手性碳原子（连四个不同原子或基团的碳）的分子通常为手性分子。 板块三 知识点系统讲解 一、共价键的极性 1. 极性键：不同原子间成键，电子对偏移（一原子δ+、另一δ−），如H—Cl。 2. 非极性键：同种原子间成键，电子对不偏移，如H—H、Cl—Cl。 二、分子的极性 1. 极性分子：正、负电中心不重合；非极性分子：正、负电中心重合。 2. 判断方法：（1）只含非极性键的分子一定非极性（如H₂、O₂、P₄）；（2）含极性键的分子看极性向量和是否为零；（3）看正、负电中心是否重合。 图1 CO₂直线对称，两个C=O极性向量和为零→非极性分子 图2 CH₄正四面体对称，四个C—H极性向量和为零→非极性分子 图3 H₂O为V形不对称，两个O—H极性向量和不为零→极性分子 图4 NH₃三角锥形，三个N—H极性向量和不为零→极性分子 表1 常见分子极性判断 分子 空间结构 键极性 分子极性 依据 CO₂ 直线形(对称) 极性键 非极性 向量和为零 H₂O V形(不对称) 极性键 极性 向量和不为零 NH₃ 三角锥形 极性键 极性 向量和不为零 CH₄ 正四面体(对称) 极性键 非极性 向量和为零 BF₃ 平面三角形(对称) 极性键 非极性 向量和为零 HCN 直线形(不对称) 极性键 极性 两键不同 【注意/易错警示】含极性键的分子不一定极性（如CO₂、CH₄）；非极性分子不一定只含非极性键（如CO₂含极性键）。 三、范德华力及其对性质的影响 1. 概念：分子间普遍存在的弱相互作用力，比化学键键能小1～2个数量级。 2. 影响因素：相对分子质量越大、分子极性越大，范德华力越大。 3. 影响：范德华力越大，熔沸点越高。如卤素单质F₂→I₂随相对分子质量增大熔沸点依次升高。 四、氢键及其对性质的影响 1. 概念：已与电负性很大的原子（N、O、F）成键的H，与另一电负性很大的原子（N、O、F）间的作用力，表示为X—H…Y。 2. 形成条件：X电负性大使H近乎“裸露质子”；Y电负性大、半径小、含孤电子对。 3. 类型：分子间氢键（H₂O、HF、NH₃与H₂O间）；分子内氢键（邻羟基苯甲醛）。 4. 影响：分子间氢键使熔沸点升高（H₂O远高于同主族其他氢化物）；分子内氢键使熔沸点降低（邻羟基苯甲醛沸点低于对位）；氢键增大溶解度（NH₃极易溶于水）。 【注意/易错警示】氢键不是化学键，是较强的分子间作用力。H₂O沸点(100°C)远高于H₂S(−60°C)即因分子间氢键。 五、溶解性——相似相溶原理 1. 规律：非极性溶质溶于非极性溶剂，极性溶质溶于极性溶剂。如蔗糖、氨易溶于水；碘、萘易溶于CCl₄。 2. 氢键影响：溶剂与溶质间氢键越强溶解性越好。 3. 结构相似性：乙醇含—OH与水互溶；戊醇烃基大，在水中溶解度明显减小。 六、分子的手性 1. 手性异构体：组成和原子排列完全相同、互为镜像却不能重叠的一对分子（对映异构体）。 2. 手性分子：有手性异构体的分子。当一个碳连四个不同原子或基团时，该碳为手性碳，含手性碳的分子通常为手性分子。 3. 意义：手性药物广泛应用，一个异构体可能有效，另一个可能无效甚至有害。 板块四 典型例题与变式训练（分考点） 考点一 分子极性的判断 【例1】下列叙述正确的是（ ） A. 非极性分子只含非极性键 B. 非极性分子可含极性键，但正、负电中心必须重合 C. 非极性分子各键极性向量和必须不为零 D. 双原子化合物分子一定非极性 【思路点拨】非极性分子的本质是正、负电中心重合，与键是否极性无必然联系。 【解析】非极性分子可含极性键（如CO₂），A错；非极性分子正、负电中心必须重合，各键极性向量和为零，B对、C错；双原子化合物如HCl一定极性，D错。 【答案】B 【变式训练】 变1. 都由极性键构成的极性分子组是（ ） A. CH₄和CCl₄ B. H₂S和HCl C. CO₂和CS₂ D. NH₃和CH₄ 【变式答案】B。H₂S(V形)、HCl均为含极性键的极性分子。 考点二 氢键与物质性质 【例2】下列事实与氢键有关的是（ ） A. 水加热到很高温度都难分解 B. 水结成冰体积膨胀、密度变小 C. CH₄、SiH₄等熔点随相对分子质量增大而升高 D. HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱 【思路点拨】氢键影响物理性质（熔沸点、密度、溶解），不影响化学稳定性（那是键能）。 【解析】水分解涉及H—O键断裂（化学键），与氢键无关，A错；水结冰时氢键形成空旷网状结构，体积膨胀密度减小，B与氢键有关；C中均无氢键，由范德华力决定；D热稳定性由H—X键能决定，与氢键无关。 【答案】B 【变式训练】 变2. 为什么对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛高？ 【变式答案】邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，分子间氢键减少；对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键，分子间作用力增大，故沸点更高。 考点三 相似相溶原理 【例3】不能用“相似相溶”解释的是（ ） A. HCl易溶于水 B. Cl₂易溶于NaOH溶液 C. 碘易溶于CCl₄ D. 酒精易溶于水 【思路点拨】发生化学反应的“溶解”不是相似相溶。 【解析】HCl、H₂O均极性分子，A可解释；Cl₂溶于NaOH是发生反应Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，不是溶解，B不能用相似相溶解释；I₂、CCl₄均非极性，C可解释；酒精与水均含—OH、可氢键，D可解释。 【答案】B 【变式训练】 变3. NH₃极易溶于水而CH₄难溶于水，原因是________________。 【变式答案】NH₃与H₂O均极性分子，且NH₃与H₂O间可形成氢键，故极易溶；CH₄为非极性分子，与水不相似，难溶。 考点四 手性分子 【例4】下列分子不含手性碳原子的是（ ） A. CH₃CH(OH)COOH（乳酸） B. CH₃CH₂CH₂CH₃ C. CHBrClF D. CH₃CH(NH₂)COOH（丙氨酸） 【思路点拨】手性碳：连四个不同原子或基团的饱和碳。 【解析】正丁烷中每个C连接的基团有重复（—CH₃或—CH₂—），无手性碳；乳酸、丙氨酸中间碳连四个不同基团；CHBrClF中碳连四个不同原子。 【答案】B 【变式训练】 变4. CHClBrF分子___（填“是”或“不是”）手性分子，理由是___。 【变式答案】是；中心C连H、Cl、Br、F四个不同原子，为手性碳。 板块五 课后作业（分层） （满分100分 建议用时40分钟） （一）基础巩固（每题6分，共60分） 【基础】1. 都属于含极性键的非极性分子的是（ ） A. CO₂、H₂S B. C₂H₄、CH₄ C. Cl₂、C₂H₂ D. NH₃、HCl 【基础】2. 下列说法正确的是（ ） A. 含极性键的分子一定极性 B. 含非极性键的分子一定非极性 C. 极性分子一定含极性键 D. 非极性分子一定含非极性键 【基础】3. 不能用氢键解释的是（ ） A. 水与乙醇互溶 B. 水沸点比同族氢化物高 C. 干冰易升华 D. 液态HF常写为(HF)n 【基础】4. 关于范德华力正确的是（ ） A. 实质是电性作用，比化学键弱得多 B. 与相对分子质量无关 C. 影响物质化学性质 D. 是一种特殊化学键 【基础】5. 属于手性分子的是（ ） A. 甲烷 B. 二氯甲烷 C. CHClBrF D. 乙烯 【基础】6. 在HCl、H₂O、NH₃、CO₂、N₂中：(1)由非极性键构成的非极性分子_；(2)由极性键构成的极性分子；(3)由极性键构成的非极性分子；(4)分子间存在氢键的_。 【基础】7. 氢键表示式为___；分子间氢键使熔沸点___。 【基础】8. 判断正误：(1)极性分子中不可能含非极性键（ ）；(2)共价化合物中不可能含离子键（ ）；(3)手性异构体性质完全相同（ ）。 【基础】9. 相似相溶规律是指________________。 【基础】10. H₂O沸点远高于H₂S，原因是________________。 （二）能力提升（每题7分，共28分） 【中档】11. 由等电子原理，O₃结构最相似于（ ） A. SO₂ B. CO₂ C. CO D. H₂O 【中档】12. 下列说法正确的是（ ） A. 氢键是一种化学键 B. 邻羟基苯甲醛沸点高于对位 C. 乙醇与水互溶可用相似相溶和氢键共同解释 D. 手性分子间性质完全相同 【中档】13. 下列沸点最高的是（ ） A. H₂O B. H₂S C. H₂Se D. H₂Te 【中档】14. 已知A、B、C、D短周期元素原子序数递增。A与B形成AB₂型直线形分子；C与B同主族；D单质常温为黄绿色气体。(1)A_BCD；(2)AB₂为分子；(3)用氢键解释H₂B沸点远高于H₂C：___。 （三）拓展探究（12分） 【拔高】15.（12分）水是生命之源。(1)水分子空间结构为_形，是_分子；(2)判断：A.水是极性溶剂，极性物质在水中溶解度大（ ）；B.水沸点在同主族氢化物中最高与氢键有关（ ）；C.水结冰体积膨胀与氢键形成网状结构有关（ ）；D.水难分解是因分子间氢键（ ）。 板块六 参考答案与解析 一、典型例题与变式 例1 B。变1 B。例2 B。变2 见解析。例3 B。变3 见解析。例4 B。变4 是，中心C连四个不同原子。 二、课后作业 1. B。C₂H₄、CH₄均含极性键但对称、为非极性分子。 2. C。极性分子一定含极性键；其余三项均有反例（CO₂、H₂O₂等）。 3. C。干冰升华克服范德华力，与氢键无关。 4. A。范德华力是弱电性作用，影响物理性质。 5. C。CHClBrF中C连四个不同原子，为手性分子。 6. (1)N₂；(2)HCl、H₂O、NH₃；(3)CO₂；(4)H₂O、NH₃。 7. X—H…Y；升高。 8. (1)×（如H₂O₂含O—O非极性键但整体极性） (2)√ (3)×。 9. 非极性溶质一般溶于非极性溶剂，极性溶质一般溶于极性溶剂。 10. H₂O分子间存在氢键而H₂S不能（S电负性小、半径大），氢键强于范德华力，故H₂O沸点高。 11. A。O₃与SO₂等电子体（3原子、18价电子），均V形。 12. C。氢键不是化学键（A错）；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键沸点更低（B错）；手性异构体性质不同（D错）。 13. A。H₂O分子间氢键，沸点最高(100°C)。 14. (1)A=C、B=O、C=S、D=Cl；(2)CO₂非极性；(3)H₂O分子间氢键而H₂S无，故H₂O沸点高。 15. (1)V形、极性；(2)A√ B√ C√ D×（水难分解因H—O键牢固，非氢键）。 学科网（北京）股份有限公司 $人教版高中化学选择性必修2 第二章 分子结构与性质 学生版 第二章第三节 分子结构与物质的性质 【学生版】 ——学习目标·自主填空·系统讲解·典例变式·分层作业—— 板块一 学习目标 1. 理解键的极性与分子的极性，会判断常见分子（CO₂、H₂O、NH₃、CH₄、BF₃等）的极性。 2. 知道范德华力及其对熔沸点的影响，理解氢键的形成条件及其对物质性质的影响。 3. 能运用“相似相溶”原理解释常见溶解现象。 4. 了解手性分子的概念，能识别手性碳原子。 板块二 自主学习·夯实基础（知识点填空） 1. 由不同原子形成的共价键，电子对发生偏移，叫＿＿＿；由同种原子形成的共价键电子对不偏移，叫＿＿＿＿。 2. 正电中心与负电中心不重合的分子叫＿＿＿＿；正、负电中心重合的分子叫＿＿＿＿＿。 3. 只含非极性键的分子一定是＿＿＿分子；含极性键的分子是否有极性，取决于各键极性的＿＿＿是否为零。 4. 经验规律：ABn型分子，若中心原子A的化合价绝对值＿＿＿其主族序数（即无孤电子对），则为非极性分子。如CO₂、CH₄、BF₃均为＿＿＿分子。 5. 分子之间存在的相互作用力叫＿＿＿＿，它比化学键键能小1～2个数量级。相对分子质量越大、分子极性越大，范德华力越＿＿＿，物质熔沸点越＿＿＿。 6. 氢键由已与电负性很大的原子（N、O、F）形成共价键的H，与另一个电负性很大的原子间形成，表示为＿＿＿＿＿。分子间氢键使熔沸点＿＿＿；分子内氢键使熔沸点＿＿＿。 7. 相似相溶规律：＿＿＿溶质一般溶于非极性溶剂，＿＿＿溶质一般溶于极性溶剂。 8. 具有完全相同组成和原子排列、互为镜像却不能重叠的一对分子互称＿＿＿＿＿；含＿＿＿＿＿（连四个不同原子或基团的碳）的分子通常为手性分子。 板块三 知识点系统讲解 一、共价键的极性 1. 极性键：不同原子间成键，电子对偏移（一原子δ+、另一δ−），如H—Cl。 2. 非极性键：同种原子间成键，电子对不偏移，如H—H、Cl—Cl。 二、分子的极性 1. 极性分子：正、负电中心不重合；非极性分子：正、负电中心重合。 2. 判断方法：（1）只含非极性键的分子一定非极性（如H₂、O₂、P₄）；（2）含极性键的分子看极性向量和是否为零；（3）看正、负电中心是否重合。 图1 CO₂直线对称，两个C=O极性向量和为零→非极性分子 图2 CH₄正四面体对称，四个C—H极性向量和为零→非极性分子 图3 H₂O为V形不对称，两个O—H极性向量和不为零→极性分子 图4 NH₃三角锥形，三个N—H极性向量和不为零→极性分子 表1 常见分子极性判断 分子 空间结构 键极性 分子极性 依据 CO₂ 直线形(对称) 极性键 非极性 向量和为零 H₂O V形(不对称) 极性键 极性 向量和不为零 NH₃ 三角锥形 极性键 极性 向量和不为零 CH₄ 正四面体(对称) 极性键 非极性 向量和为零 BF₃ 平面三角形(对称) 极性键 非极性 向量和为零 HCN 直线形(不对称) 极性键 极性 两键不同 【注意/易错警示】含极性键的分子不一定极性（如CO₂、CH₄）；非极性分子不一定只含非极性键（如CO₂含极性键）。 三、范德华力及其对性质的影响 1. 概念：分子间普遍存在的弱相互作用力，比化学键键能小1～2个数量级。 2. 影响因素：相对分子质量越大、分子极性越大，范德华力越大。 3. 影响：范德华力越大，熔沸点越高。如卤素单质F₂→I₂随相对分子质量增大熔沸点依次升高。 四、氢键及其对性质的影响 1. 概念：已与电负性很大的原子（N、O、F）成键的H，与另一电负性很大的原子（N、O、F）间的作用力，表示为X—H…Y。 2. 形成条件：X电负性大使H近乎“裸露质子”；Y电负性大、半径小、含孤电子对。 3. 类型：分子间氢键（H₂O、HF、NH₃与H₂O间）；分子内氢键（邻羟基苯甲醛）。 4. 影响：分子间氢键使熔沸点升高（H₂O远高于同主族其他氢化物）；分子内氢键使熔沸点降低（邻羟基苯甲醛沸点低于对位）；氢键增大溶解度（NH₃极易溶于水）。 【注意/易错警示】氢键不是化学键，是较强的分子间作用力。H₂O沸点(100°C)远高于H₂S(−60°C)即因分子间氢键。 五、溶解性——相似相溶原理 1. 规律：非极性溶质溶于非极性溶剂，极性溶质溶于极性溶剂。如蔗糖、氨易溶于水；碘、萘易溶于CCl₄。 2. 氢键影响：溶剂与溶质间氢键越强溶解性越好。 3. 结构相似性：乙醇含—OH与水互溶；戊醇烃基大，在水中溶解度明显减小。 六、分子的手性 1. 手性异构体：组成和原子排列完全相同、互为镜像却不能重叠的一对分子（对映异构体）。 2. 手性分子：有手性异构体的分子。当一个碳连四个不同原子或基团时，该碳为手性碳，含手性碳的分子通常为手性分子。 3. 意义：手性药物广泛应用，一个异构体可能有效，另一个可能无效甚至有害。 板块四 典型例题与变式训练（分考点） 考点一 分子极性的判断 【例1】下列叙述正确的是（ ） A. 非极性分子只含非极性键 B. 非极性分子可含极性键，但正、负电中心必须重合 C. 非极性分子各键极性向量和必须不为零 D. 双原子化合物分子一定非极性 【思路点拨】非极性分子的本质是正、负电中心重合，与键是否极性无必然联系。 【变式训练】 变1. 都由极性键构成的极性分子组是（ ） A. CH₄和CCl₄ B. H₂S和HCl C. CO₂和CS₂ D. NH₃和CH₄ 考点二 氢键与物质性质 【例2】下列事实与氢键有关的是（ ） A. 水加热到很高温度都难分解 B. 水结成冰体积膨胀、密度变小 C. CH₄、SiH₄等熔点随相对分子质量增大而升高 D. HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱 【思路点拨】氢键影响物理性质（熔沸点、密度、溶解），不影响化学稳定性（那是键能）。 【变式训练】 变2. 为什么对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛高？ 考点三 相似相溶原理 【例3】不能用“相似相溶”解释的是（ ） A. HCl易溶于水 B. Cl₂易溶于NaOH溶液 C. 碘易溶于CCl₄ D. 酒精易溶于水 【思路点拨】发生化学反应的“溶解”不是相似相溶。 【变式训练】 变3. NH₃极易溶于水而CH₄难溶于水，原因是________________。 考点四 手性分子 【例4】下列分子不含手性碳原子的是（ ） A. CH₃CH(OH)COOH（乳酸） B. CH₃CH₂CH₂CH₃ C. CHBrClF D. CH₃CH(NH₂)COOH（丙氨酸） 【思路点拨】手性碳：连四个不同原子或基团的饱和碳。 【变式训练】 变4. CHClBrF分子___（填“是”或“不是”）手性分子，理由是___。 板块五 课后作业（分层） （满分100分 建议用时40分钟） （一）基础巩固（每题6分，共60分） 【基础】1. 都属于含极性键的非极性分子的是（ ） A. CO₂、H₂S B. C₂H₄、CH₄ C. Cl₂、C₂H₂ D. NH₃、HCl 【基础】2. 下列说法正确的是（ ） A. 含极性键的分子一定极性 B. 含非极性键的分子一定非极性 C. 极性分子一定含极性键 D. 非极性分子一定含非极性键 【基础】3. 不能用氢键解释的是（ ） A. 水与乙醇互溶 B. 水沸点比同族氢化物高 C. 干冰易升华 D. 液态HF常写为(HF)n 【基础】4. 关于范德华力正确的是（ ） A. 实质是电性作用，比化学键弱得多 B. 与相对分子质量无关 C. 影响物质化学性质 D. 是一种特殊化学键 【基础】5. 属于手性分子的是（ ） A. 甲烷 B. 二氯甲烷 C. CHClBrF D. 乙烯 【基础】6. 在HCl、H₂O、NH₃、CO₂、N₂中：(1)由非极性键构成的非极性分子_；(2)由极性键构成的极性分子；(3)由极性键构成的非极性分子；(4)分子间存在氢键的_。 【基础】7. 氢键表示式为___；分子间氢键使熔沸点___。 【基础】8. 判断正误：(1)极性分子中不可能含非极性键（ ）；(2)共价化合物中不可能含离子键（ ）；(3)手性异构体性质完全相同（ ）。 【基础】9. 相似相溶规律是指________________。 【基础】10. H₂O沸点远高于H₂S，原因是________________。 （二）能力提升（每题7分，共28分） 【中档】11. 由等电子原理，O₃结构最相似于（ ） A. SO₂ B. CO₂ C. CO D. H₂O 【中档】12. 下列说法正确的是（ ） A. 氢键是一种化学键 B. 邻羟基苯甲醛沸点高于对位 C. 乙醇与水互溶可用相似相溶和氢键共同解释 D. 手性分子间性质完全相同 【中档】13. 下列沸点最高的是（ ） A. H₂O B. H₂S C. H₂Se D. H₂Te 【中档】14. 已知A、B、C、D短周期元素原子序数递增。A与B形成AB₂型直线形分子；C与B同主族；D单质常温为黄绿色气体。(1)A_BCD；(2)AB₂为分子；(3)用氢键解释H₂B沸点远高于H₂C：___。 （三）拓展探究（12分） 【拔高】15.（12分）水是生命之源。(1)水分子空间结构为_形，是_分子；(2)判断：A.水是极性溶剂，极性物质在水中溶解度大（ ）；B.水沸点在同主族氢化物中最高与氢键有关（ ）；C.水结冰体积膨胀与氢键形成网状结构有关（ ）；D.水难分解是因分子间氢键（ ）。 学科网（北京）股份有限公司 $