2.3 分子的性质(7大题型,举一反三题型专练,天津专用)化学人教版选择性必修2
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第三节分子结构与物质的性质
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>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
典例精讲
【典例1】A
举一反三
【变式11】C
【变式1-2】A
>题型02键的极性对化学性质的影响
典例精讲
【典例2】B
举一反三
【变式21】B
【变式2-2】C
>题型03范德华力及其对物质性质的影响
113
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典例精讲
【典例3】A
举一反三
【变式31】A
【变式32】双氢青蒿素分子中将羰基还原为了羟基(OH),羟基能与水分子形成分子间氢键,从而显
著增大了其在水中的溶解度。
【变式33】A
>题型04氢键及其对物质性质的影响
典例精讲
【典例4】A
举一反三
H,O NH,CH
H,O NH,
CH
【变式41)
和
都存在分子间作用力和氢键,
仅存在范德华力:等物
H20
H3
质的量时
形成的氢键总数更多、总氢键作用强于
【变式42】D
>题型05
溶解性
典例精讲
【典例5】C
举一反三
【变式51】A
【变式52)C
【变式53】错误
>题型06分子间作用力与物质性质的送系
213
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【典例6】A
举一反三》
【变式61】C
【变式6-2】B
>题型07分子的手性
典例精讲
【典例7】C
举一反三
》
【变式7-1】B
【变式7-2】B
【变式7-3】B
313
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。
【解题必备】键的极性与分子极性的关系
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子(除O3);
(2)含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2);
(3)极性分子中一定有极性键(如H2O),非极性分子中不一定含有非极性键(如CO2);
(4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4);
(5)极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH);
(6)含有极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定,等于零时是非极性分子。
【典例1】(26-27高三上·天津·开学考试)常温下,二氧化氯()是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被世界卫生组织(WHO)列为A1级高效安全消毒剂。已知,工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,其反应方程式为:,则下列说法正确的是
A.是非极性分子 B.键角:
C.在反应中作还原剂 D.分子空间结构为直线形
【变式1-1】(25-26高二下·天津蓟州·期中)过氧化氢分子结构如图,它是酸性极弱的二元弱酸。下列判断表示不正确的是
A.沸点:H2O<H2O2
B.H2O2能与水混溶,不溶于CCl4
C.它是同时含有极性键和非极性键的非极性分子
D.H2O2的电离方程式:H2O2H++;H++
【变式1-2】(2026·天津·二模)下列性质的比较,正确的是
A.氢化物稳定性: B.酸性:
C.在水中溶解度:>乙醇 D.键的极性:
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,
【解题必备】 1.键的极性对化学性质的影响
(1)键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的,羧基中羟基的极性越大,越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。
(2)与羧基相邻的共价键的极性越大,过传导作用使羧基中羟基的极性越大,则羧酸的酸性越大。
(3)烃基是推电子基团,即将电子推向羟基,从而减小羟基的极性,导致羧酸的酸性减小。一般地,烃基越长,推电子效应越大,羧酸的酸性越小。
2.无机含氧酸分子的酸性
(1)无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,酸性越强,如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。
(2)非羟基氧原子数目越多,酸性越 。
【典例2】(24-25高二下·天津滨海新区·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·天津南开·期中)下列说法不正确的是
A.、、的酸性依次增强
B.苹果酸含有1个手性碳原子
C.、、均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键
D.以极性键结合的分子不一定是极性分子
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。
【解题必备】
化学键与范德华力的比较
化学键
范德华力
概念
分子内相邻的原子间强烈的相互作用
把分子聚集在一起的作用力
存在
分子内(或晶体内)原子或离子间
分子间(近距离)
强弱
较强
比化学键弱得多
对物质性质的影响
影响化学性质和物理性质
主要影响物理性质
【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·期中)科学家在青蒿素的研究中发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。
因为双氢青蒿素的水溶性更好,与青蒿素相比,双氢青蒿素具有更好的疗效,请从结构的角度推测主要原因_______________________________。
【变式3-3】(24-25高二下·天津滨海新区·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。
【解题必备】
形成氢键(A—H…B—)(AB可以是N、O、F)的三个原子不一定在一条线上。
(1)存在分子间氢键的物质,具有较高的熔、沸点。例如:NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高,这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
(2)互为同分异构体的物质,能形成分子内氢键的,其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如:邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
(3)对物质溶解度的影响:溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键,则溶质的溶解度明显的大。
【典例4】(25-26高三上·天津西青·阶段检测)下列说法中错误的是
A.HF的热稳定性大于HCl,与HF分子间存在氢键有关
B.与均为极性分子
C.键角:
D.和分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
【变式4-1】(24-25高二下·天津滨海新区·阶段检测)C、N、O三种元素形成的最简单气态氢化物沸点从高到低的顺序为:_________,原因是_____________。
【变式4-2】(25-26高三上·天津滨海新区·开学考试)下列叙述正确的是
①冰的密度小于水,是因为冰中水分子的氢键导致分子间出现较大空隙
②两种不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键
③氢键是共价键的一种
④一般来说,对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以、、、的沸点依次升高
⑤某化合物在熔融态时能导电,则该化合物一定是离子化合物
⑥单质分子中不存在化学键,化合物的分子中才存在化学键
⑦离子化合物中一定含有离子键,共价化合物中一定没有离子键
⑧比更稳定,是因为分子间存在氢键
A.②④⑦⑧ B.①③⑤⑧ C.③⑤⑦⑧ D.①②⑤⑦
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。
【解题必备】
【解题必备】
1.“相似相溶”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。若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近),而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.相似相溶规律的适用范围
(1)“相似相溶”中“相似”指的是分子的极性相似。如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。相反,无氢键作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。低级羧酸如甲酸、乙酸等可以与水以任意比例互溶,而高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸和油酸等不溶于水。
(3)如果溶质与水发生化学反应则可增大其溶解度。
【典例5】(2026·天津河东·二模)下列性质差异与解释或推论的对应关系不正确的是
性质差异
解释或推论
A
单质熔点:金刚石晶体硅
原子半径:
B
碱性:
金属性:
C
酸性:
电负性:
D
溶解性:微溶于,易溶于
分子极性:
A.A B.B C.C D.D
【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】(24-25高二下·天津·期末)下列说法错误的是
A.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
B.水中溶解度:乙醇>1-戊醇
C.键长:
D.酸性:
【变式5-3】(25-26高三上·天津静海·阶段检测)碘易溶于浓碘化钾溶液,可用“相似相溶”原理解释。( )
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】(25-26高三上·天津南开·期中)下列说法错误的是
A.酸性: B.碱性:
C.沸点: D.非金属性:
【变式6-1】(2026·天津宝坻·三模)由结构能推测出对应性质的是
选项
结构
性质
A
键能:氢氧键(H-O)>氢硫键(H-S)
沸点:H2O>H2S
B
酸性:
非金属性:
C
Br2和CCl4都是非极性分子,H2O是极性分子
Br2易溶于CCl4,微溶于水
D
、、的键角依次减小
电子对之间斥力不同
A.A B.B C.C D.D
【变式6-2】(24-25高二下·天津滨海新区·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
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,是判断分子中是否存在 (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。
【解题必备】
手性碳原子和手性分子的判断
手性
一种分子和它在镜中的像,就如同人的左手和右手,相似而不完全相同,即它们不能重叠
手性分子
具有手性的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体,分别用D和L标记
手性碳原子
四个不同的原子或原子团连接的碳原子
【典例7】(24-25高三下·天津·开学考试)下列化学用语表示正确的是
A.分子的球棍模型:
B.,I和Ⅱ是同一物质
C.HCl分子中键的形成:
D.用电子式表示氧化钠的形成过程:
【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高二上·天津南开·期末)下列化合物中含有2个手性碳原子的是
A. B. C. 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
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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。
【解题必备】键的极性与分子极性的关系
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子(除O3);
(2)含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2);
(3)极性分子中一定有极性键(如H2O),非极性分子中不一定含有非极性键(如CO2);
(4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4);
(5)极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH);
(6)含有极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定,等于零时是非极性分子。
【典例1】(26-27高三上·天津·开学考试)常温下,二氧化氯()是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被世界卫生组织(WHO)列为A1级高效安全消毒剂。已知,工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应,其反应方程式为:,则下列说法正确的是
A.是非极性分子 B.键角:
C.在反应中作还原剂 D.分子空间结构为直线形
【答案】A
【详解】A.中心原子C的价层电子对数为,不含孤对电子,为直线形分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A正确;
B.中心原子Cl的价层电子对数为,含有1对孤对电子,的中心原子的价层电子对数为,含2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对排斥作用越强,键角越小,故键角,B错误;
C.反应中中元素化合价由+5价降低为+4价,得电子发生还原反应,作氧化剂,C错误;
D.中心原子价层电子对数为,含2对孤电子对,分子空间结构为V形,D错误;
故选A。
【变式1-1】(25-26高二下·天津蓟州·期中)过氧化氢分子结构如图,它是酸性极弱的二元弱酸。下列判断表示不正确的是
A.沸点:H2O<H2O2
B.H2O2能与水混溶,不溶于CCl4
C.它是同时含有极性键和非极性键的非极性分子
D.H2O2的电离方程式:H2O2H++;H++
【答案】C
【详解】A.和均可形成分子间氢键,相对分子质量更大,分子间作用力更强,因此沸点,A正确;
B.是极性分子,且可与水分子形成氢键,因此能与水混溶;为非极性溶剂,根据相似相溶原理,不溶于,B正确;
C.中键为非极性键,键为极性键,但分子为书页形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.是酸性极弱的二元弱酸,分步可逆电离,电离方程式书写正确,D正确;
故选C。
【变式1-2】(2026·天津·二模)下列性质的比较,正确的是
A.氢化物稳定性: B.酸性:
C.在水中溶解度:>乙醇 D.键的极性:
【答案】A
【详解】A.O和S同主族,非金属性,非金属性越强对应气态氢化物越稳定,故氢化物稳定性,A正确;
B.P和S同周期,非金属性,最高价氧化物对应水化物酸性随非金属性增强而增大,酸性,B错误;
C.乙醇可与水以任意比例互溶,在水中溶解度较小,故水中溶解度乙醇>,C错误;
D.键的极性由成键原子电负性差值决定,电负性,与电负性差值大于与的差值,故键的极性,D错误;
因此答案为A。
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,
【解题必备】 1.键的极性对化学性质的影响
(1)键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的,羧基中羟基的极性越大,越容易电离出H+,则羧酸的酸性越大。
(2)与羧基相邻的共价键的极性越大,过传导作用使羧基中羟基的极性越大,则羧酸的酸性越大。
(3)烃基是推电子基团,即将电子推向羟基,从而减小羟基的极性,导致羧酸的酸性减小。一般地,烃基越长,推电子效应越大,羧酸的酸性越小。
2.无机含氧酸分子的酸性
(1)无机含氧酸可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,酸性越强,如HClO<HClO2<HClO3<HClO4。
(2)非羟基氧原子数目越多,酸性越强。
【典例2】(24-25高二下·天津滨海新区·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V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,是因为甲基是推电子基团,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·天津南开·期中)下列说法不正确的是
A.、、的酸性依次增强
B.苹果酸含有1个手性碳原子
C.、、均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键
D.以极性键结合的分子不一定是极性分子
【答案】C
【详解】A.电负性H<Cl<F,电负性越强,-COOH中氢离子越容易电离,故、、的酸性依次增强,A正确;
B.苹果酸中与羟基直接相连的碳原子为手性碳原子,B正确;
C.不能与水形成氢键,C错误;
D.以极性键结合的分子不一定是极性分子,如CH4为由极性键构成的非极性分子,D正确;
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。
【解题必备】
化学键与范德华力的比较
化学键
范德华力
概念
分子内相邻的原子间强烈的相互作用
把分子聚集在一起的作用力
存在
分子内(或晶体内)原子或离子间
分子间(近距离)
强弱
较强
比化学键弱得多
对物质性质的影响
影响化学性质和物理性质
主要影响物理性质
【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·期中)科学家在青蒿素的研究中发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。
因为双氢青蒿素的水溶性更好,与青蒿素相比,双氢青蒿素具有更好的疗效,请从结构的角度推测主要原因_______________________________。
【答案】
双氢青蒿素分子中将羰基还原为了羟基(),羟基能与水分子形成分子间氢键,从而显著增大了其在水中的溶解度。
【详解】 对比青蒿素和双氢青蒿素的结构简式可知, 将青蒿素中的酯基/羰基还原成了半缩醛羟基()。羟基是强亲水基团,能够与水分子形成分子间氢键,使得双氢青蒿素的水溶性大大提高,从而提升了药物的吸收和疗效。
【变式3-3】(24-25高二下·天津滨海新区·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。
【解题必备】
形成氢键(A—H…B—)(AB可以是N、O、F)的三个原子不一定在一条线上。
(1)存在分子间氢键的物质,具有较高的熔、沸点。例如:NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高,这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
(2)互为同分异构体的物质,能形成分子内氢键的,其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如:邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
(3)对物质溶解度的影响:溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键,则溶质的溶解度明显的大。
【典例4】(25-26高三上·天津西青·阶段检测)下列说法中错误的是
A.HF的热稳定性大于HCl,与HF分子间存在氢键有关
B.与均为极性分子
C.键角:
D.和分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
【答案】A
【详解】A.热稳定性由分子内共价键的键能决定,F非金属性强于Cl,键能大于键,故热稳定性更强,氢键属于分子间作用力,仅影响熔沸点等物理性质,与热稳定性无关,A错误;
B.为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子;为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B正确;
C.、、中心原子均为杂化,孤电子对数分别为0、1、2,孤电子对对成键电子对的排斥作用随孤电子对数增多而增强,孤电子对数越多,键角越小,故键角,C正确;
D.化合物中原子的最外层电子数与化合价绝对值之和等于8,则原子的最外层达到8电子稳定结构,中C最外层电子数为4,化合价绝对值为4,二者之和等于8,C达到8电子稳定结构;S最外层电子数为6,化合价绝对值为2,二者之和等于8,S达到8电子稳定结构;中N最外层电子数为5,化合价绝对值为3,二者之和等于8,N达到8电子稳定结构;F最外层电子数为7,化合价绝对值为1,二者之和等于8,F达到8电子稳定结构,D正确;
故选A。
【变式4-1】(24-25高二下·天津滨海新区·阶段检测)C、N、O三种元素形成的最简单气态氢化物沸点从高到低的顺序为:_________,原因是_____________。
【答案】>> 和都存在分子间作用力和氢键,仅存在范德华力;等物质的量时形成的氢键总数更多、总氢键作用强于
【详解】三种元素的常见最简单气态氢化物分别为、、,沸点受分子间作用力影响,且氢键强于范德华力,范德华力与相对分子质量有关,对于组成和结构相似且不存在分子间氢键的分子,相对分子质量越大沸点越高,和都存在氢键,仅存在范德华力,O的电负性大于N,水分子中O能形成的氢键数目比液氨中N能形成的氢键数目多,因此沸点>,甲烷没有氢键仅存在范德华力,因此沸点最低沸点从高到低的顺序为>>;
【变式4-2】(25-26高三上·天津滨海新区·开学考试)下列叙述正确的是
①冰的密度小于水,是因为冰中水分子的氢键导致分子间出现较大空隙
②两种不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键
③氢键是共价键的一种
④一般来说,对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以、、、的沸点依次升高
⑤某化合物在熔融态时能导电,则该化合物一定是离子化合物
⑥单质分子中不存在化学键,化合物的分子中才存在化学键
⑦离子化合物中一定含有离子键,共价化合物中一定没有离子键
⑧比更稳定,是因为分子间存在氢键
A.②④⑦⑧ B.①③⑤⑧ C.③⑤⑦⑧ D.①②⑤⑦
【答案】D
【详解】冰中由于氢键的作用,水分子间形成疏松的晶体结构,使得水分子间的空隙变大,所以水变冰后体积增大,密度变小,故正确;
两种不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性共价键,如,故正确;
氢键属于分子间作用力,不是化学键,故错误;
中含有氢键,沸点最高,、、不存在氢键,则沸点依次升高,故错误;
某化合物在熔融态时能导电,说明存在自由移动的离子,则该物质一定为离子化合物,故正确;
单质分子中可能存在化学键,如存在原子间的共价键,也可能不存在化学键,如稀有气体中没有化学键,化合物的分子一定存在化学键,故错误;
离子化合物是通过离子键相互作用而形成的,所以离子化合物中一定含有离子键,共价化合物通过共价键相互作用而形成的,所以共价化合物中一定不含有离子键,故正确;
稳定性是化学性质,是由分子内共价键的强弱决定,与氢键无关,故错误;
故正确的是①②⑤⑦,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。
【解题必备】
【解题必备】
1.“相似相溶”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。若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
“相似相溶”还适用于分子结构的相似性,如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羟基相近),而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.相似相溶规律的适用范围
(1)“相似相溶”中“相似”指的是分子的极性相似。如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。相反,无氢键作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。低级羧酸如甲酸、乙酸等可以与水以任意比例互溶,而高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸和油酸等不溶于水。
(3)如果溶质与水发生化学反应则可增大其溶解度。
【典例5】(2026·天津河东·二模)下列性质差异与解释或推论的对应关系不正确的是
性质差异
解释或推论
A
单质熔点:金刚石晶体硅
原子半径:
B
碱性:
金属性:
C
酸性:
电负性:
D
溶解性:微溶于,易溶于
分子极性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.金刚石和晶体硅均为共价晶体,C原子半径小于Si,因此C-C键的键长更短、键能更大,因此金刚石熔点更高,A正确;
B.同周期元素从左到右,金属性减弱,元素金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的碱性越弱,由碱性可知,Na的金属性强于Mg,B正确;
C.HF酸性弱于HCl是因为F原子半径较小,H-F之间共价键更强,且HF在水溶液中以缔合分子形式存在,因此更难电离出,酸性更弱,C错误;
D.为非极性分子,根据相似相溶规律,易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂,因此分子极性,D正确;
故答案选C。
【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】(24-25高二下·天津·期末)下列说法错误的是
A.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
B.水中溶解度:乙醇>1-戊醇
C.键长:
D.酸性:
【答案】C
【详解】A.对羟基苯甲醛因羟基与醛基处于对位,无法形成分子内氢键,形成分子间氢键,沸点更高,邻羟基苯甲醛因形成分子内氢键,分子间作用减弱,沸点较低,A正确;
B.羟基为亲水基,烃基为疏水基,烃基的碳原子数越大,醇在水中的溶解度越小,因此乙醇在水中的溶解度大于1-戊醇,B正确;
C.碳碳单键是由一个σ键构成,成键时是两个碳原子的原子轨道沿键轴方向以“头碰头”的方式重叠,而碳碳双键由一个σ键和一个π键构成,除了σ键的“头碰头”重叠外,还有π键的“肩并肩”重叠,σ键和π键共同作用,使得成键的两个碳原子之间电子云密度更大,原子间的距离更短,所以碳碳双键键长比碳碳单键短,C错误;
D.Cl是吸电子基团,CHCl2COOH含两个Cl,吸电子诱导效应更强,羧酸中O-H键极性大,更易断裂,酸性更强,D正确;
故选C。
【变式5-3】(25-26高三上·天津静海·阶段检测)碘易溶于浓碘化钾溶液,可用“相似相溶”原理解释。( )
【答案】错误
【详解】相似相溶原理适用于极性相似的溶质与溶剂间的物理溶解过程,为非极性分子,水为极性溶剂,本身在水中溶解度较低。其在浓碘化钾溶液中溶解度显著增大的原因是与溶液中的发生可逆反应,生成可溶性的,该过程属于化学反应促进溶解,与相似相溶原理无关,因此题干表述错误。
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】(25-26高三上·天津南开·期中)下列说法错误的是
A.酸性: B.碱性:
C.沸点: D.非金属性:
【答案】A
【详解】A.非金属性:F>Cl,氢化物的稳定性:HF>HCl,氢化物电离出的能力:HF<HCl,则酸性:HF<HCl,A错误;
B.同主族元素从上到下,金属性依次增强,其最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强。因金属性:Ba>Sr,则碱性:,B正确;
C.SiH4、CH4均为分子晶体且结构相似。结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,因SiH4的相对分子质量更大,则沸点:SiH4>CH4,C正确;
D.同主族元素从上到下,非金属性依次减弱,则非金属性:S>Se,D正确;
故选A。
【变式6-1】(2026·天津宝坻·三模)由结构能推测出对应性质的是
选项
结构
性质
A
键能:氢氧键(H-O)>氢硫键(H-S)
沸点:H2O>H2S
B
酸性:
非金属性:
C
Br2和CCl4都是非极性分子,H2O是极性分子
Br2易溶于CCl4,微溶于水
D
、、的键角依次减小
电子对之间斥力不同
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.和属于分子晶体,沸点由分子间作用力决定,沸点更高是因为分子间存在氢键,与、的键能无关,键能影响的是氢化物的热稳定性,A错误;
B.非金属性强弱需要通过最高价氧化物对应水化物的酸性比较,不是的最高价含氧酸,无法据此比较和的非金属性,且实际非金属性,B错误;
C.根据相似相溶原理,非极性溶质易溶于非极性溶剂、难溶于极性溶剂,为非极性分子,因此易溶于非极性的,微溶于极性的,可由结构推出对应性质,C正确;
D.电子对之间斥力不同是键角存在差异的原因,二者因果关系颠倒,且电子对斥力差异属于结构因素,不属于性质范畴,无法由键角大小的结构推测该结论,D错误;
故选C。
【变式6-2】(24-25高二下·天津滨海新区·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。
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。
【解题必备】
手性碳原子和手性分子的判断
手性
一种分子和它在镜中的像,就如同人的左手和右手,相似而不完全相同,即它们不能重叠
手性分子
具有手性的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体,分别用D和L标记
手性碳原子
四个不同的原子或原子团连接的碳原子
【典例7】(24-25高三下·天津·开学考试)下列化学用语表示正确的是
A.分子的球棍模型:
B.,I和Ⅱ是同一物质
C.HCl分子中键的形成:
D.用电子式表示氧化钠的形成过程:
【答案】C
【详解】A.分子中心原子价层电子对数为2+=4,且含有2个孤电子对,空间构型为V形,A错误;
B.I和Ⅱ互为手性异构体,属于同分异构体,不是同一物质,B错误;
C.HCl分子中H原子的s轨道和Cl原子的p轨道“头碰头”形成s-p键,形成过程为:,C正确;
D.用电子式表示氧化钠的形成过程为,D错误;
故选C。
【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。
【变式7-2】(24-25高二上·天津南开·期末)下列化合物中含有2个手性碳原子的是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】手性碳的定义为一个碳原子连接4个不同的原子或原子团;
【详解】
A.含1个手性碳,A错误;
B.含2个手性碳,B正确;
C.含1个手性碳,C错误;
D.含1个手性碳,D错误;
故选B。
【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-H σ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。
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