内容正文:
第三课时 分子的手性
[见学生用书P47]
1.丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子,存在手性异构体,其结构如图所示,下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是( D )
第1题图
A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,都是非极性分子
C.Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子,只含有极性键,不含非极性键
D.Ⅰ和Ⅱ所含的化学键相同
【解析】 Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1个手性碳原子,A错误;Ⅰ和Ⅱ分子结构不对称,都是极性分子,B错误;Ⅰ和Ⅱ分子中既含有极性键又含有非极性键,C错误;Ⅰ和Ⅱ互为手性异构体,所含化学键相同,D正确。
2.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 )
A.苹果酸 HOOC—H2—CHOH—COOH
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
【解析】 该碳原子连接两个氢原子,不属于手性碳原子,A符合题意。
3.下列说法不正确的是( D )
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.互为手性异构体的分子的组成相同
D.互为手性异构体的分子互为同系物
【解析】 互为手性异构体的分子如同左右手一样互为镜像,A正确;在手性催化剂的作用下,手性化合物在反应过程中会与手性催化剂形成一种稳定的过渡态,从而会诱导出一种手性分子,B正确;互为手性异构体的分子的组成相同,故这两个分子互为同分异构体,C正确,D错误。
4.下列有机物分子中属于手性分子的是( C )
①乳酸[CH3CH(OH)COOH]
②2-丁醇[CH3CH(OH)CH2CH3]
④丙三醇
A.① B.①②
C.①②③ D.①②③④
【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: 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。综上,C符合题意。
5.下列有机物分子具有手性异构体的是( C )
A.CH4 B.CH3CH2OH
D.CH3COOH
【解析】 甲烷不具有手性碳原子,A不符合题意;乙醇分子中没有手性碳原子,B不符合题意;分子中存在手性碳原子,其结构中标有“*”的碳原子是手性碳原子,其余碳原子不是手性碳原子,C符合题意;乙酸分子中没有手性碳原子,D不符合题意。
6.下列关于链状葡萄糖(结构如图所示)的叙述错误的是( D )
第6题图
A.分子中含有σ键和π键两种共价键
B.分子间存在氢键,使其熔、沸点较高
C.2~6号碳原子价层电子对数都为4对,空间结构为四面体形
D.每个分子中有5个手性碳原子
【解析】 单键都是σ键,双键中一个是σ键、一个是π键,故链状葡萄糖的分子中含有σ键和π键两种共价键,A正确;链状葡萄糖的分子中含有羟基,氢原子直接与氧原子相连,可形成分子间氢键,使其熔、沸点较高,B正确;2~6号碳原子均形成四个单键,价层电子对数都为4对,空间结构都为四面体形,C正确;2~5号碳原子均连4个不同基团,为手性碳原子,但6号碳原子连2个氢原子,连有相同基团,不是手性碳原子,1号碳原子连有3个基团,也不是手性碳原子,故每个分子中有4个手性碳原子,D错误。
7.中国科学院金属研究所,在碳纳米管手性改造与分子结晶体管研究中取得最新进展,为碳纳米管的手性及导电属性调控提供了新途径,显示了其优异性能。“手性”一词来源于希腊语“手”,是自然界中广泛存在的一种现象。比如我们的左手照镜子时看到的模样与右手一模一样。但在现实世界中,我们的左手却永远无法与右手完全重合,这种现象就叫手性。具有手性特征的物体就叫手性物体。下列说法正确是( A )
A.催化剂在催化过程中实际参与了反应,并改变反应的进程
B.“万能”手性催化剂可以催化任何一种反应
C.催化剂可以加快反应速率,提高反应物的转化率
D.氯仿、甲醇具有手性
【解析】 催化剂参加了反应,降低反应的活化能,实际上在反应过程改变了反应的进程;但催化剂理论上在整个反应前后是质量不变和化学组成均不变的物质,A正确;催化剂具有高度的选择性(或专一性),一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,B错误;催化剂可以加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间,并不能提高反应物的转化率,C错误;氯仿(CHCl3)与甲醇(CH3OH)无论空间怎么摆放都可以通过旋转与原来分子重合,因而氯仿、甲醇都不具有手性,D错误。
8.在有机物分子中,连有4个不同原子或原子团的碳原子称为“手性碳原子”,具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子,该有机