【试题·研究】学科理解视域下“物质结构与性质”试题的结构化思考——以浙江卷为例夏昌伟，浙江省杭州市富阳区教育发展研究中心，中小学高级教师，多次参与《教学考试》原创试题命制活动，在全国、省、市优质课比赛中多次获奖并指导多名教师省市优质课比赛获奖，高中化学自制教具获省教学科研成果一等奖。
本文已刊载于《教学考试》杂志（高考化学）2026年第4期。
化学是研究物质的组成、结构、性质、转化与应用的基础学科，其核心思维是“结构决定性质”，即在原子、分子水平上认识并创造物质。《物质结构与性质》模块的教材编写充分体现了这一思维，具有鲜明的结构化特征。从原子结构与性质→分子结构与性质→晶体结构与性质，认知层级由个体到整体、由简单到复杂不断加深，为学生建构结构化的物质性质认知体系提供了科学思维路径。具体而言，单一原子的性质由其原子结构决定；分子由多个原子构成，涉及微粒间作用力、分子空间构型等结构要素，原子结构、微粒间作用力与分子空间结构均视为“结构”的组成部分，共同决定了分子的性质；晶体是分子、原子或离子等微观粒子按一定规律堆积形成的，其性质与微观粒子性质、粒子堆积方式有关。结构与性质的认知模型如图1所示。
结构化解题策略构建
《物质结构与性质》模块的考查聚焦于多原子分子结构与性质，其原因主要有两点：第一，分子是保持物质化学性质的最小微粒。第二，晶体结构与性质之间的关系较为复杂，源于其长程有序结构中粒子堆积方式、作用力类型、各向异性及晶体缺陷等多种因素相互交织、共同决定，难以建立像单个分子那样明晰的“结构—性质”对应关系。例如，天然Fe₃O₄晶体结构规整，不易溶于酸；而实验室制备的Fe₃O₄因结构不够完整，表现出可溶于酸的性质。这一差异直观印证了晶体结构复杂性对物质性质的显著影响。因此，高考命题与日常教学中应以结构相似为前提，聚焦原子、分子性质的简单对比，而不涉及复杂堆积方式对性质影响的深度考查。近年浙江卷相关试题考查特征如表1所示：
分子性质由三个递进的微观结构层级共同决定：原子层级（电子排布、电负性、原子半径等）、微粒间作用力层级（成键方式、键能、化学键极性等）以及空间构型层级（分子极性、空间对称性等）。其中，空间构型对物质性质的影响缺乏普遍适用的绝对规律，如四面体结构在热力学上通常具有较高稳定性，但非四面体结构的稳定性取决于中心原子与配体的环境，不能一概而论。因此，高中试题的考查，结构相似是预测分子性质的起点，仅局部改变个别原子或取代基，考查不同原子对官能团的影响，进而预测分子性质（如酸碱性、沸点、溶解度等）。因此，可构建从原子性质差异→微粒间作用力变化→分子性质预判的结构化解题策略（如图2）。
浙江卷典型试题深度剖析（一）已知分子结构类试题
题干直接给出分子结构式，物质结构相似、仅局部原子或基因存在差异，可直接套用结构化解题策略进行性质预测。（2024年6月浙江卷第17题节选）（3）化合物HA、HB、HC和HD的结构如图3所示。①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键（—O—H…OH₂）。按照氢键由强到弱对三种酸排序:_______________，请说明理由:________________。②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD，请从结构角度说明理由：________________________________________________。【评析】题干明确给出分子结构，四种物质的分子结构相似，仅存在单原子差异。原子性质的差别，导致化学键极性等微粒间作用力的变化，最终影响分子性质的体现。结构化解题策略如图4所示。根据产物[（C₂H₅）₃NH]⁺+[N（SO₂F）₂]⁻，结合碱性强弱关系（C₂H₅）₃N>NH₃，说明（C₂H₅）₃N优先结合H⁺，H⁺来源于碱性最弱的HN（SO₂F）₂。碱性最弱说明N原子上电子密度相对较低，则正电性高，N-H键极性强，更容易失去H⁺。这一思维过程充分体现了酸碱的对立统一，酸与碱并非固定不变的属性，可以通过电子效应和质子迁移在对立中实现统一。题干未给出具体分子结构，需要先根据化学式判断分子结构是否相似，再结合结构化逻辑进行性质预测。随着《物质结构与性质》模块在高中化学教学中地位愈发重要，结构与性质的教学对教师的学科理解能力提出了更高的要求，当前教学中对“结构—性质”关系的结构化理解仍有不足。物质结构本身具有明确的层级性，物质性质受原子、分子和晶体结构共同影响，将不同层级的结构特征与相应的性质维度合理关联，避免孤立、片面的推理导致科学性错误。结合典型案例加以说明：
常见考题设问：“高温下Cu₂O的热稳定性强于CuO，请从结构视角解释原因”。学生普遍作答：“Cu⁺的核外电子排布为3d¹⁰，全满结构，稳定性强”。该答案存在明显科学漏洞，原因是原子结构与宏观物质性质的错位关联。在忽视分子结构与晶体结构的前提下，用孤立原子的电子构型直接解释宏观物质的性质是不科学的，因为物质并非以单个原子孤立存在。原子结构仅适用于解释单个气态原子的性质，“3d¹⁰全满结构”只能说明气态Cu⁺（g）的稳定性强于气态Cu²⁺（g）。Cu₂O和CuO均为多原子集合体，从分子或晶体层面来看，不同价态的铜离子与氧离子之间的相互作用同样显著影响物质的稳定性。相较于Cu⁺，Cu²⁺具有更高的电荷和更小的离子半径，因此对O²⁻表现出更强的极化能力，导致Cu—O键的极性更强、更易断裂，从而削弱了CuO的稳定性。当然，这种差异不仅与铜氧之间的作用力有关，还与两种物质的晶体结构密切相关。总体而言，从结构视角解释宏观物质热稳定性的命题，已超出高中阶段必备知识与关键能力的要求，命题者应主动回避，将考查重点更多地聚焦于分子中结构与性质的关系。人教版教材《有机化学基础》模块有以下熔沸点信息，如表2所示。顺-2-丁烯的熔沸点、密度数据显示：顺式分子极性更强，分子间作用力更大，沸点高于反式；但熔点却显著低于反式，与分子间作用力推理结论相悖。究其原因，熔点表示晶体向液态转化的过程，涉及晶体结构对物质性质（熔点）的影响。教材的编写往往隐藏着深意，这里给出顺式结构晶体密度大于反式，说明顺式晶体结构中分子堆积方式更加紧密。密度信息是推理晶体结构差异的重要证据。因此，通过分子间作用力比较物理性质时，讨论沸点大小更为合理。教材中给出了大量醇类、酸类同系物熔点、沸点信息，均可表明随着相对分子质量的增加，同系物沸点呈现线性规律，而熔点变化规律不存在线性变化。元素周期律指出：同主族非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强。该规律成立的前提是氢化物分子结构相似，如卤化氢均为直线形、氮族氢化物均为三角锥形，结构一致时非金属性可直接判定氢化物稳定性。若分子结构不同，规律不再适用。如N的非金属性强于C，但氨气的分解温度（700～1000℃）低于甲烷（1200～1500℃），根源在于甲烷具有结构更对称的四面体结构，导致其稳定性更好。这说明结构相似是运用元素性质推导分子性质的前提条件。结语
在“物质结构与性质”教学中，教师应坚守原子一分子一晶体三级结构认知层级，避免跨层级的直接归因；试题讲评时，优先引导学生判断物质结构是否相似，再调用对应层级的推理路径。这是将“结构决定性质”从理念转化为结构化教学行为的关键所在，也是学科理解在课堂落地的重要体现。
作者：夏昌伟，浙江省杭州市富阳区教育发展研究中心。
来源：本文已刊发于2026年《教学考试》高考化学4声明：此文版权归原作者所有，若有来源错误或者侵犯您的合法权益，您可通过邮箱与我们取得联系，我们将及时进行处理。邮箱地址：540858691@qq.com
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