考点06 分子结构与物质性质——2022-2023学年高二化学下学期期末复习考点精练学案（人教版2019选择性必修2）

必考点06 -分子结构与物质的性质

题型一  共价键的极性和分子的极性

例1．（2022·四川省资阳中学高二期中）如图所示，六氟化硫分子呈正八面体形。若分子中有一个F原子被CF3取代，则会变成温室气体SF5-CF3，下列说法正确的是

A．SF5-CF3分子中有σ键也有π键            B．SF5-CF3分子中所有原子在同一平面内

C．六氟化硫分子是非极性分子             D．1mol SF5-CF3分子中共用电子对数为8mol

例2．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）下列分子属于极性分子的是

A．CH4 B．CO2 C．SO3 D．NH3

例3．（2022·福建·泉州市第六中学高二期中）下列各组物质中，属于由极性键构成的极性分子的是

A．和 B．和 C．和 D．和

例4．（2022·吉林·长春市清蒲中学高二期中）下列描述正确的是

A．CO2为V形极性分子

B．SiF4与CH4的中心原子均为sp3杂化

C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1

D．水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键

例5．下列有关共价键的叙述中不正确的是( )

A．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数

B．水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和，故不能再结合其他氢原子

C．Cl2和HCl分子中的共价键极性不同

D．H2O 分子中H—O键的极性比H2S分子中H—S键的极性强

【解题技巧提炼】

1．键的极性判断

(1)从组成元素判断：①同种元素：A—A型为非极性共价键；②不同种元素：A—B型为极性共价键。

(2)从电子对偏移判断：①有电子对偏移为极性共价键；②无电子对偏移为非极性共价键。

(3)从电负性判断：①电负性相同为非极性共价键；②电负性不同为极性共价键。

2．共价键的极性与分子极性的关系

(1)极性分子中一定含有极性键，可能含有非极性键(如H2O2)。

(2)非极性分子中有的只含非极性键(如O2)，有的只含极性键(如BF3等)，有的既含极性键又含非极性键(如CH2==CH2等)。

题型二、分子间作用力与的氢键存在与对物质性质的影响

例1．（2022秋·湖南怀化·高二统考期中）研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示。下列说法正确的是

A．过程Ⅰ有H-O键断裂并放出能量

B．过程Ⅱ既有极性键形成，又有非极性键形成

C．过程Ⅲ存在着H-O键断裂和O=O键的形成

D．2mol 的总能量大于2mol 和1mol 的总能量

例2．（2022秋·广东·高二校联考期中）工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中在电极表面的氧化过程的微观示意图如图：

下列说法中，不正确的是

A．使用催化剂降低了反应的活化能，可加快反应速率，提高反应的平衡转化率

B．催化剂不可以降低该反应的焓变

C．过程①②均有N-H键断裂，N-H键断裂时需要吸收能量

D．过程④中有非极性键形成

例3．（2022秋·海南儋州·高二校考期末）下列关于氢键的说法中，错误的是

A．氢键是共价键的一种

B．同一分子内也可能形成氢键

C．X、Y元素具有强电负性，是氢键形成的基本条件

D．氢键能增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高

·宁夏·石嘴山市第三中学高二期中）下列说法正确的是

A．硫酸氢钠溶于水、加热至熔融态都破坏了离子键和共价键

B．氯化氢气体溶于水破坏了离子键，金刚石熔化破坏了共价键

C．冰→水→氢气和氧气依次破坏了氢键和范德华力，共价键

D．利用微机械剥离石墨制得石墨烯破坏了共价键和大π键

例4．（2022春·福建龙岩·高二福建省连城县第一中学校考阶段练习）已知W、X、Y、Z均为短周期元素，常温下，它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是    

A．化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键

B．简单气态氢化物的热稳定性：Y>W

C．简单离子半径：Z>Y>W>X

D．非金属性：Y<Z

【解题技巧提炼】

1．范德华力的正确理解

范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级，分子间作用力的实质是电性引力，其主要特征有以下几个方面：广泛存在于分子之间，只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力(范德华力)，如固体和液体物质中。范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。共价键键能大小影响分子的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点；相对分子质量接近时，分子的极性越大，范德华力越大。相对分子质量、极性相似的分子，分子的对称性越强，范德华力越弱，如正丁烷＞异丁烷，邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯。

2．氢键及其对物质性质的影响

氢键通常用A—H…B表示，其中A、B为N、O、F，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。

氢键的本质是静电相互作用，它比化学键弱得多，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。

氢键具有方向性和饱和性。

存在分子内氢键，存在分子间氢键。前者的沸点低于后者。

氢键主要影响物质的熔、沸点，分子间氢键使物质熔、沸点升高，分子内氢键使物质熔、沸点降低。

3．溶解性

(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，如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。

(2)氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好(填“好”或“差”)。

(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，如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

题型三、手性碳与分子的手性的判断

例1．（2022·浙江·诸暨中学高二期中）茶文化是中国人民对世界饮食文化的一大贡献，茶叶中含有少量的咖啡因(结构简式如图)。下列关于咖啡因的说法正确的是

A．咖啡因的分子式为C8H9N4O2       B．咖啡因分子中sp2与 sp3杂化C个数比为5：3

C．咖啡因与足量 H2加成的产物含有 1 个手性碳原子  D．咖啡因分子间存在氢键

例2．手性分子是指在分子结构中，当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子（用＊标记）不属于手性碳原子的是

A．苹果酸 B．丙氨酸

C．葡萄糖 D．甘油醛

例3．(双选)下列说法不正确的是(　　)

A.HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强

B.苹果酸分子中含有1个手性碳原子

C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是可与H2O分子形成氢键

D.以极性键结合的分子一定是极性分子

【解题技巧提炼】

1．手性分子：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)，具有手性异构体的分子称为手性分子：。

2．手性分子的判断

(1)判断方法：有机物分子中是否存在手性碳原子。

(2)手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。如，R1、R2、R3、R4互不相同，即是手性碳原子。

题型一  共价键的极性和分子的极性

1．（2022秋·浙江宁波·高二余姚中学校考阶段练习）科学家研制了一种可水解生成次氯酸的新型漂白剂，其分子结构可用如图表示。W、X、Y、Z均为原子序数依次增大的短周期元素。常温下，0.1mol∙L-1Z的氢化物的水溶液pH=1，且Z与Y位于不同周期。下列叙述正确的是

A．原子半径：

B．最简单氢化物的热稳定性：X＞Y

C．Z的含氧酸的酸性可能弱于W的含氧酸酸性

D．如图分子中的 W=Y键是极性共价键，且共用电子对偏向W

2．（2022春·河南许昌·高二鄢陵一中校考阶段练习）气态N4分子，其分子结构如下图所示。已知断裂1molN—N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量，判断下列说法正确的是

A．N4属于一种新型的化合物 B．N4分子中存在非极性键

C．N4分子中N—N键角为109°28′ D．1molN4转变成N2将吸收882kJ热量

3．（2022·高二课时练习）下列模型分别表示、、的结构，其中说法正确的是

A．分子中含有键

B．是由非极性键构成的分子

C．分子中有键和键

D．分子中不含非极性键

题型二、分子间作用力与的氢键存在与对物质性质的影响

1.以下对冰的描述不正确的是(　　)

A.冰的密度小于水,冰山浮在水面上,导致游轮被撞沉

B.在冰中存在分子间氢键,导致冰山硬度大,能撞沉游轮

C.在冰中每个水分子最多能形成四个氢键

D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键

2.在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中,被破坏的作用力依次是(　　)

A.范德华力、范德华力、范德华力

B.范德华力、范德华力、共价键

C.范德华力、共价键、共价键

D.共价键、共价键、共价键

3．下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是

A．氯化氢易溶于水 B．氯气易溶于溶液

C．碘易溶于 D．酒精易溶于水

4．关于氢键，下列说法正确是（）

A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键比范德华力强

B．H2O是一种非常稳定的化合物，就是由于水分子间形成氢键所致

C．氢原子和非金属性很强的元素原子（F、O、N）形成的共价键，称为氢键

D．分子间形成的氢键通常会使相应物质的熔点和沸点升高，氢键也可存在于分子内

题型三、手性碳与分子的手性的判断

1．下列分子中含有手性碳原子的是

A．CH2Cl2 B．

C． D．CH3CH2COOCH2CH3

2.下列有机化合物分子中含有两个手性碳原子的是(　　)

A.

B.

C.

D.

3.3-氯-2-氨基丁酸的结构简式为

一个3-氯-2-氨基丁酸分子中含有　　　　　个手性碳原子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为和,则另一对对映异构体的简单投影式为和　。 

1．（2022秋·陕西榆林·高二统考期末）乙醚、75%乙醇、过氧乙酸()、氯仿等化学药品均可有效灭活新冠病毒。下列说法不正确的是

A．氯仿的化学名称是二氯甲烷 B．乙醇可与水互溶

C．过氧乙酸中O原子的价态有2种 D．乙醚可由2分子乙醇脱水制得

2．（2022秋·山东烟台·高二统考期末）咪唑()是生产抗真菌药物的主要原料之一，具有类似于苯的平面结构，易溶于水。下列说法错误的是

A．咪唑的水溶液中存在4种氢键

B．分子中键的极性小于键的极性

C．分子中键的键长大于键的键长

D．咪唑中两个N原子的价层孤电子对均占据杂化轨道

3．（2022秋·湖南益阳·高二统考期末）是常用的氧化剂，其分子结构如下图所示，两个氢原子犹如在半展开的书的页面上。下列关于的说法正确的是

A．是非极性分子

B．分子中含有σ键、π键、氢键

C．在中的溶解度小于在中的溶解度

D．的电子式：

4．（2022秋·江苏·高二统考期末）TiO2的“纳米材料"有广泛的应用，工业上可利用TiCl4制取。TiCl4熔点为-25℃，沸点为136.4℃，易溶于有机溶剂。制取TiO2的反应为：①2FeTiO3+7Cl2+3C2TiCl4+2FeCl3+3CO2；②TiCl4+O2=TiO2+2Cl2。下列说法正确的是

A．基态Ti原子核外价电子排布式为4s2

B．Cl2、CO2都是含有非极性键的非极性分子

C．TiCl4晶体是离子晶体，配位数为4

D．反应①中被氧化的元素不止一种

5．（2022秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末）下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是

A．CH4和CCl4 B．CO2和CS2 C．NH3和CH4 D．H2O和HBr

6．（2022秋·河北秦皇岛·高二秦皇岛一中校考期末）X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中基态Y原子的s电子总数是p电子总数的2倍，W与Y位于同一主族，X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图)，Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是

A．同一周期中，第一电离能比Q小的只有一种

B．原子半径：W>Q>Y>X

C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>Y

D．最简单气态氢化物的沸点：W>Y

7．（2022秋·湖北武汉·高二校联考期末）环糊精在环保、农药、食品领域具有良好的发展前景。环糊精的结构如图所示，结构形似圆筒。下列说法错误的是

A．环糊精能溶于水，且环糊精分子间可以形成氢键

B．圆筒空腔能容纳一定大小的油性分子

C．环糊精中的O原子均为杂化

D．圈出的六元环为平面六边形结构

8．（2022秋·河北唐山·高二唐山一中校考期末）法匹拉韦是治疗新冠肺炎的种药物，其结构简式如图所示，下列说法错误的是

A．该分子中N、O、F的电负性由大到小的顺序为

B．该分子中C—H键的键能大于N—H键的键能

C．该分子中所有C原子都为sp2杂化

D．该分子可形成分子间氢键

9．（2022秋·辽宁营口·高二校联考期末）2022年北京冬奥会的成功举办离不开各种科技力量的支持。下列说法错误的是

A．滑冰场上的冰中水分子的热稳定性高于甲烷

B．用于跨临界直冷技术制冰的二氧化碳是非极性分子

C．闭幕式的水上烟火与原子核外电子发生跃迁有关

D．颁奖礼服内胆中添加的石墨烯(部分结构如图)碳原子采取sp3杂化

10．（2022秋·山东济宁·高二统考期末）下列关于分子性质的解释错误的是

A．丙酸酸性弱于乙酸，是因为丙酸的烃基长，推电子效应大，其羧基中羟基的极性小

B．H2O比H2S沸点高，是因为O-H键能大于S-H键能

C．乙醇与水任意比互溶，主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键

D．沸点：I2＞Cl2，是因为范德华力：I2＞Cl2

11．（2022秋·河北邯郸·高二统考期末）为实现碳达峰、碳中和目标，可将CO2催化加氢制甲醇，反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+ H2O，下列有关说法错误的是

A．两个H结合形成H2，体现了共价键的饱和性

B．H2O能与H+以配位键结合成H3O+

C．CH3OH能与水分子形成分子间氢键

D．CO2分子中σ键与π键的个数比为2：1

12．（2022秋·江苏南京·高二南京师大附中校考期末）石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法不正确的是

A．H2O为极性分子 B．中子数为20的钙原子的质量数为40

C．CO(NH2)2属于有机化合物 D．1个H2N-C≡N分子中含3个σ键

13．（2022秋·山东菏泽·高二菏泽一中校考开学考试）第24届冬奥会在北京、张家口两地举办。国家速滑馆“冰丝带”里屡破奥运会纪录，该冰场是冬奥史上“最快冰面”，冰层表面结构如图所示。下列有关说法错误的是

A．冰熔化是吸热的熵增过程

B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构，密度比液态水小

C．固态水分子之间的化学键较强，“准液体”水分子之间的化学键较弱

D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性水分子”，使冰面变滑

14．（2022·高二课时练习）下列对分子及其性质的解释不正确的是

A．碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释

B．乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中存在一个手性碳原子

C．H2O比H2S稳定是由于水分子间可以形成氢键

D．实验测定，接近100℃的水蒸气的相对分子质量较大，这与水分子的相互缔合有关

15．（2022·高二课时练习）(1)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是_____________________________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_____。

(2) H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为____________。

16．（2022·高二课时练习）水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。

(1)1 mol冰中有_______mol“氢键”。

(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是_______。

A．标准状况下把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积

B．标准状况下把1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量

C．该水蒸气冷凝后，测水的pH

D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比

(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为_______。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是_______。

(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1，则冰晶体中氢键的能量是_______kJ·mol-1。

17．（2022·四川·高二统考学业考试）乙烯在空气中燃烧的化学方程式是。回答下列问题：

(1)CH2=CH2分子为_______(填“极性”或“非极性)分子，一个CH2=CH2分子中含有的σ键为_______个。

(2)CO2分子中，碳原子的杂化方式是_______，分子的立体构型名称是_______。

(3)在第VIA族元素的简单氢化物中，H2O的沸点最高，原因是：_______。

18．（2022秋·山东济宁·高二统考期末）2022年9月，中国科学家首次在嫦娥五号带回的月壤中发现新矿物，并命名为“嫦娥石”。“嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族，其中一种物质的化学式为。请回答下列问题：

(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种_______(填字母)。

a．吸收光谱    b．发射光谱

(2)某同学把O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式： ，这种写法违背了_______。

(3)P原子最高能级电子的电子云轮廓形状为_______，其价电子排布式为_______，电负性P_______O(填“＞”或“＜”)。

(4)PCl3分子空间结构为_______，PCl3与Cl2反应生成PCl5，PCl5结构为 ，PCl5是_______分子(填“极性”或“非极性”)，其中P原子的杂化类型是_______(填字母序号)。

a．sp    b．sp2 c．sp3 d．sp3d