2.3.2 分子间作用力　分子的手性 课后习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

分子间作用力　分子的手性 一、选择题 1.下列化合物在水中的溶解度,排列次序正确的是(　　)。 a.HOCH2CH2CH2OH b.CH3CH2CH2OH c.CH3CH2COOCH3 d.HOCH2CH(OH)CH2OH A.d>a>b>c B.c>d>a>b C.d>b>c>a D.c>d>b>a 2.下列化合物分子中含有2个手性碳原子的是(　　)。 A. B. C. D. 3.下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是 (　　)。 A.H2S在水中的溶解度和NH3在水中的溶解度 B.I2在水中的溶解度和I2在CCl4中的溶解度 C.I与H形成共价键的极性和F与H形成共价键的极性 D.对羟基苯甲醛()和邻羟基苯甲醛()的沸点 4.有下列两组命题,其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是(　　)。 甲组 乙组 Ⅰ.H—I的键能大于H—Cl的键能 Ⅱ.H—I的键能小于H—Cl的键能 Ⅲ.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力 Ⅳ.HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力 a.HI比HCl稳定 b.HCl比HI稳定 c.HI的沸点比HCl的高 d.HI的沸点比HCl的低 ①Ⅰ—a　②Ⅱ—b　③Ⅲ—c　④Ⅳ—d A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 5.下列说法中正确的是(　　)。 A.分子间作用力越大,分子越稳定 B.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高 C.相对分子质量越大,其分子间作用力越大 D.分子间只存在范德华力 6.下列几种氢键:①O—H…O—,②N—H…N—, ③F—H…F—,④O—H…N—。按氢键从强到弱的顺序排列正确的是(　　)。 A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>②>①>④ D.①>④>③>② 7.下列有关范德华力的叙述正确的是(　　)。 A.范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量 8.下列叙述正确的是(　　)。 A.氢键能随时断裂、随时形成 B.氢键常存在于固态、液态甚至于气态物质中 C.由于氢键的存在,水凝结为冰时密度减小,体积增大 D.由于氢键的存在,导致某些物质的汽化热、升华热减小 9.根据“相似相溶”规律判断,下列物质在水中溶解度最大的是(　　)。 A.乙烯 B.二氧化碳 C.二氧化硫 D.氢气 10.下列说法不正确的是(　　)。 A.互为手性异构体的分子组成相同,官能团不同 B.手性异构体的性质不完全相同 C.手性异构体是同分异构体的一种 D.利用手性催化剂合成可以只得到一种或主要只得到一种手性分子 11.已知O3分子为V形结构,O3在水中的溶解度和O2相比 (　　)。 A.一样大 B.O3比O2小 C.O3比O2大 D.无法比较 12.下列对分子的性质的解释中不正确的是(　　)。 A.水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致 B.乳酸()有一对手性异构体,因为其分子中含有一个手性碳原子 C.白磷难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳可用“相似相溶”规律解释 D.氨气极易溶于水,既可以用“相似相溶”规律解释,也可以用氨和水形成分子间氢键增大溶解度来解释 13.已知含有“手性碳原子”的物质通常具有不同的光学特征(称为光学活性)。下列物质在一定条件下不能使分子失去光学活性的是(　　)。 A.H2 B.CH3COOH C.O2/Cu D.NaOH溶液 二、非选择题 14.试用有关知识解释下列现象。 (1)有机化合物大多难溶于水,而乙醇、乙酸可与水互溶: 　　　　　　　　　　　。  (2)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  15.根据下列表1和表2数据,回答问题。 表1 第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氢化物的沸点 化合物 沸点/℃ 化合物 沸点/℃ 化合物 沸点/℃ H2O 100 HF 19.5 NH3 -33.3 H2S -60.7 HCl -84 PH3 -87.4 H2Se -42 HBr -67.0 AsH3 -62 H2Te -1.8 HI -35.4 SbH3 a 表2　常见物质的沸点 结构简式 分子式 相对分子质量 沸点/℃ ①H—OH H2O 18 100 ②CH3OH(甲醇) CH4O 32 64 ③CH3CH2OH(乙醇) C2H6O 46 78 ④CH3COOH(乙酸) C2H4O2 60 118 ⑤CH3COCH3(丙酮) C3H6O 58 56 ⑥CH3CH2CH2OH (丙醇) C3H8O 60 97 ⑦CH3CH2OCH3 (甲乙醚) C3H8O 60 11 (1)表1中a的范围是　　　　　　　　　　　　　。  (2)根据表1中数据,同主族元素简单氢化物沸点高低的规律是　　　　　　　　　　　。  (3)根据表2中沸点数据找规律,由②③⑥得出: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;由①④⑥得出: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  16.丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。 (1)该结构中,碳碳之间的共价键类型是σ键,也是　　　(填“极性键”或“非极性键”);碳氮之间的共价键类型是　　　　(填“σ键”“π键”或“σ键和π键”),该键属于　　　　(填“极性键”或“非极性键”)。  (2)该结构中,氧氢之间除共价键外还可能存在　　　　。  (3)该结构中,碳原子的杂化轨道类型有　　　。  17.请回答下列问题。 (1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。 下列因素与NH3的水溶性没有关系的是　　　　(填字母)。  a.NH3和H2O都是极性分子 b.NH3在水中易形成氢键 c.NH3溶于水建立了以下平衡:NH3+H2ONH3·H2ON+OH- d.NH3是一种易液化的气体 (2)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。  (3)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液体Ni(CO)4,其分子呈正四面体形。Ni(CO)4易溶于下列　　　　(填字母)。  a.水 b.CCl4 c.C6H6(苯) d.NiSO4溶液 (4)甲醛、甲醇和甲酸等分子中含碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水,而甲烷、甲酸甲酯难溶于水,试解释原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)下列分子中若有手性碳原子,请用“*”标出;若无手性碳原子,此小题不必作答。 a. b. c. d.CH3CHClCH2CHO 18.空气的主要成分是氮气和氧气,氧是地壳中含量最多的元素,氮是空气中含量最多的元素。 (1)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因是　　　　　　　　　　　。  (2)从氨合成塔里分离H2、N2、NH3的混合物,采用　　　　　　　　　　　方法,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)N、P、As都属于第ⅤA族元素,形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为　　　　>　　　　>　。  (4)如图a表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶角(见图b)。分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是　　(填字母)。  a.CF4 b.CH4 c.N d.H2O 分子间作用力　分子的手性 一、选择题 1.下列化合物在水中的溶解度,排列次序正确的是(　　)。 a.HOCH2CH2CH2OH b.CH3CH2CH2OH c.CH3CH2COOCH3 d.HOCH2CH(OH)CH2OH A.d>a>b>c B.c>d>a>b C.d>b>c>a D.c>d>b>a 答案A 解析题述物质中CH3CH2COOCH3 不能与水形成氢键,其溶解度最小,分子中含有羟基数目越多,与水形成的氢键越多,则溶解度越大,所以溶解度大小为 HOCH2CH(OH)CH2OH>HOCH2CH2CH2OH> CH3CH2CH2OH>CH3CH2COOCH3,即d>a>b>c。 2.下列化合物分子中含有2个手性碳原子的是(　　)。 A. B. C. D. 答案B 解析A项,分子中只有1个手性碳原子;B项,分子中连接氯原子的两个碳原子都是手性碳原子;C项,分子中只有1个碳原子为手性碳原子;D项,分子中无手性碳原子。 3.下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是 (　　)。 A.H2S在水中的溶解度和NH3在水中的溶解度 B.I2在水中的溶解度和I2在CCl4中的溶解度 C.I与H形成共价键的极性和F与H形成共价键的极性 D.对羟基苯甲醛()和邻羟基苯甲醛()的沸点 答案D 解析氨气和水分子间可形成氢键,NH3在水中的溶解度大于H2S的,A项不符合题意。 I2是非极性分子,水是极性分子,CCl4是非极性分子,根据“相似相溶”规律,I2在水中的溶解度小于I2在CCl4中的溶解度,B项不符合题意。氟的电负性大于碘的电负性,所以I与H形成共价键的极性小于F与H形成共价键的极性,C项不符合题意。邻羟基苯甲醛的两个基团靠得很近,能形成分子内氢键,使沸点较低;而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键,使沸点较高,所以邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,D项符合题意。 4.有下列两组命题,其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是(　　)。 甲组 乙组 Ⅰ.H—I的键能大于H—Cl的键能 Ⅱ.H—I的键能小于H—Cl的键能 Ⅲ.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力 Ⅳ.HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力 a.HI比HCl稳定 b.HCl比HI稳定 c.HI的沸点比HCl的高 d.HI的沸点比HCl的低 ①Ⅰ—a　②Ⅱ—b　③Ⅲ—c　④Ⅳ—d A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 答案B 解析键能的大小影响物质的热稳定性,键能越大,物质越稳定。H—Cl的键能大于H—I的键能,所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质的熔、沸点的高低,通常结构相似的物质的范德华力越大,熔、沸点越高。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,所以HI的沸点比HCl的高。 5.下列说法中正确的是(　　)。 A.分子间作用力越大,分子越稳定 B.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高 C.相对分子质量越大,其分子间作用力越大 D.分子间只存在范德华力 答案B 解析分子间作用力主要影响物质的物理性质,化学键主要影响物质的化学性质,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,B项正确,A项错误。分子间作用力包括氢键和范德华力,分子的组成和结构相似时,相对分子质量越大,其范德华力越大,对于分子间形成氢键的物质来说,分子间作用力较大,C、D项错误。 6.下列几种氢键:①O—H…O—,②N—H…N—, ③F—H…F—,④O—H…N—。按氢键从强到弱的顺序排列正确的是(　　)。 A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>②>①>④ D.①>④>③>② 答案A 解析F、O、N的电负性依次减小,F—H、O—H、N—H的极性依次降低,故F—H…F—氢键最强,其次为 O—H…O—,再次是O—H…N—,最弱的为 N—H…N—。 7.下列有关范德华力的叙述正确的是(　　)。 A.范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量 答案B 解析范德华力的实质是一种电性作用,但范德华力是分子间较弱的作用力,不是化学键,A项错误。化学键是粒子间的强烈的相互作用,范德华力是分子间较弱的作用力,B项正确。若分子间的距离足够远,则分子间没有范德华力,C项错误。虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量,D项错误。 8.下列叙述正确的是(　　)。 A.氢键能随时断裂、随时形成 B.氢键常存在于固态、液态甚至于气态物质中 C.由于氢键的存在,水凝结为冰时密度减小,体积增大 D.由于氢键的存在,导致某些物质的汽化热、升华热减小 答案C 9.根据“相似相溶”规律判断,下列物质在水中溶解度最大的是(　　)。 A.乙烯 B.二氧化碳 C.二氧化硫 D.氢气 答案C 解析乙烯、二氧化碳和氢气都是非极性分子,二氧化硫属于极性分子,易溶于极性溶剂,水属于极性溶剂,所以极性分子二氧化硫在水中的溶解度最大。 10.下列说法不正确的是(　　)。 A.互为手性异构体的分子组成相同,官能团不同 B.手性异构体的性质不完全相同 C.手性异构体是同分异构体的一种 D.利用手性催化剂合成可以只得到一种或主要只得到一种手性分子 答案A 解析互为手性异构体的分子组成完全相同,官能团也相同。 11.已知O3分子为V形结构,O3在水中的溶解度和O2相比 (　　)。 A.一样大 B.O3比O2小 C.O3比O2大 D.无法比较 答案C 解析因O3分子为V形结构,是极性分子,O2为非极性分子,根据“相似相溶”规律可知O3在水中的溶解度比O2的大,C项正确。 12.下列对分子的性质的解释中不正确的是(　　)。 A.水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致 B.乳酸()有一对手性异构体,因为其分子中含有一个手性碳原子 C.白磷难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳可用“相似相溶”规律解释 D.氨气极易溶于水,既可以用“相似相溶”规律解释,也可以用氨和水形成分子间氢键增大溶解度来解释 答案A 解析化合物的稳定性与化学键的强弱有关,氢键属于特殊的分子间作用力,影响水的沸点但不影响水的稳定性,A项错误。乳酸()中间碳原子上连有四个不同的原子或原子团,为手性碳原子,存在手性异构体,B项正确。白磷为非极性分子,根据“相似相溶”规律,白磷易溶于非极性溶剂CS2,不易溶于极性溶剂H2O,酒精的极性介于极性的水和非极性的CS2之间,所以白磷微溶于酒精,C项正确。 NH3与H2O都是极性分子,根据“相似相溶”规律,极性溶质NH3易溶于极性溶剂H2O;氮原子、氧原子得电子能力强,则NH3与水易形成氢键,以上两方面的原因致使NH3极易溶于水,D项正确。 13.已知含有“手性碳原子”的物质通常具有不同的光学特征(称为光学活性)。下列物质在一定条件下不能使分子失去光学活性的是(　　)。 A.H2 B.CH3COOH C.O2/Cu D.NaOH溶液 答案B 解析分子中醛基与氢气发生加成反应,原来的手性碳原子反应后连接2个—CH2OH,不再是手性碳原子,分子失去光学活性,A项不符合题意。分子中羟基与乙酸发生酯化反应,原来的手性碳原子反应后仍连接4个不同的原子团,分子没有失去光学活性,B项符合题意。羟基被氧化生成—CHO,原来的手性碳原子反应后连接2个—CHO,不再是手性碳原子,分子失去光学活性,C项不符合题意。在NaOH溶液中,溴原子会发生取代反应被—OH替代,原来的手性碳原子反应后连接2个—CH2OH,不再是手性碳原子,分子失去光学活性,D项不符合题意。 二、非选择题 14.试用有关知识解释下列现象。 (1)有机化合物大多难溶于水,而乙醇、乙酸可与水互溶: 　　　　　　　　　　　。  (2)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案(1)乙醇分子中的醇羟基、乙酸分子中的羧羟基均可与水形成分子间氢键,相互结合成缔合分子,故表现为互溶 (2)乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力,故乙醇的沸点比乙醚高很多 (3)NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故可采用加压液化的方法将NH3从混合物中分离 15.根据下列表1和表2数据,回答问题。 表1 第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氢化物的沸点 化合物 沸点/℃ 化合物 沸点/℃ 化合物 沸点/℃ H2O 100 HF 19.5 NH3 -33.3 H2S -60.7 HCl -84 PH3 -87.4 H2Se -42 HBr -67.0 AsH3 -62 H2Te -1.8 HI -35.4 SbH3 a 表2　常见物质的沸点 结构简式 分子式 相对分子质量 沸点/℃ ①H—OH H2O 18 100 ②CH3OH(甲醇) CH4O 32 64 ③CH3CH2OH(乙醇) C2H6O 46 78 ④CH3COOH(乙酸) C2H4O2 60 118 ⑤CH3COCH3(丙酮) C3H6O 58 56 ⑥CH3CH2CH2OH (丙醇) C3H8O 60 97 ⑦CH3CH2OCH3 (甲乙醚) C3H8O 60 11 (1)表1中a的范围是　　　　　　　　　　　　　。  (2)根据表1中数据,同主族元素简单氢化物沸点高低的规律是　　　　　　　　　　　。  (3)根据表2中沸点数据找规律,由②③⑥得出: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;由①④⑥得出: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案(1)-62<a<-33.3 (2)同主族元素简单氢化物的沸点随相对分子质量增大而升高,如果含氢键,该氢化物沸点最高 (3)组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,沸点越高　分子间存在氢键,会使其沸点较高,分子极性越大,氢键越强,沸点越高 解析(1)从表1数据可以得出-62<a<-33.3。 (2)水、氟化氢、氨分子间存在氢键,沸点出现“反常”,因此同主族元素简单氢化物的沸点高低与氢键和相对分子质量有关。 (3)表2中规律仍然要从氢键、相对分子质量等因素变化得出。 16.丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。 (1)该结构中,碳碳之间的共价键类型是σ键,也是　　　(填“极性键”或“非极性键”);碳氮之间的共价键类型是　　　　(填“σ键”“π键”或“σ键和π键”),该键属于　　　　(填“极性键”或“非极性键”)。  (2)该结构中,氧氢之间除共价键外还可能存在　　　　。  (3)该结构中,碳原子的杂化轨道类型有　　　。  答案(1)非极性键　σ键和π键　极性键　(2)氢键　(3)sp2、sp3 解析(1)碳碳之间是非极性键;由于碳氮之间是双键,故既有σ键又有π键,该键是不同种原子之间形成的键,故为极性键。(2)由分子结构可以看出和氮原子相连的氧原子与羟基上的氢原子之间可能还存在氢键。(3)在该结构中,甲基上的碳原子采取sp3杂化,而双键中碳原子采取sp2杂化。 17.请回答下列问题。 (1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。 下列因素与NH3的水溶性没有关系的是　　　　(填字母)。  a.NH3和H2O都是极性分子 b.NH3在水中易形成氢键 c.NH3溶于水建立了以下平衡:NH3+H2ONH3·H2ON+OH- d.NH3是一种易液化的气体 (2)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。  (3)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液体Ni(CO)4,其分子呈正四面体形。Ni(CO)4易溶于下列　　　　(填字母)。  a.水 b.CCl4 c.C6H6(苯) d.NiSO4溶液 (4)甲醛、甲醇和甲酸等分子中含碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水,而甲烷、甲酸甲酯难溶于水,试解释原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)下列分子中若有手性碳原子,请用“*”标出;若无手性碳原子,此小题不必作答。 a. b. c. d.CH3CHClCH2CHO 答案(1)d　(2)非极性 (3)bc (4)甲醛、甲醇和甲酸等分子中含碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与水分子间形成氢键,而甲烷、甲酸甲酯与水分子间难形成氢键 (5)a. d.CH3*CHClCH2CHO 解析(1)NH3极易溶于水主要是因为NH3与H2O形成分子间氢键,另外,NH3和H2O都是极性分子,NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键,而不是NH3与H2O分子之间的作用。 (2)CCl4、CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,CrO2Cl2是非极性分子。 (3)由常温下Ni(CO)4易挥发,可知Ni(CO)4为共价化合物分子。由于Ni(CO)4为正四面体形,所以Ni(CO)4为非极性分子,根据“相似相溶”规律,Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。 (4)由有机化合物与水分子间能否形成氢键的角度思考原因。 (5)手性碳原子必须连有4个不同的原子或原子团。 18.空气的主要成分是氮气和氧气,氧是地壳中含量最多的元素,氮是空气中含量最多的元素。 (1)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因是　　　　　　　　　　　。  (2)从氨合成塔里分离H2、N2、NH3的混合物,采用　　　　　　　　　　　方法,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)N、P、As都属于第ⅤA族元素,形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为　　　　>　　　　>　。  (4)如图a表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶角(见图b)。分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。 下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是　　(填字母)。  a.CF4 b.CH4 c.N d.H2O 答案(1)水分子依靠分子间氢键缔合成较大的分子团,用(H2O)m表示其存在更符合实际　(2)加压使NH3液化后,与H2、N2分离　因为NH3分子间存在氢键,易液化　(3)NH3　AsH3　PH3　(4)c 解析(1)常温下,水分子不是以单个分子形式存在,而是依靠氢键缔合成较大的分子团,所以用(H2O)m表示其存在更符合实际。(2)采用加压使NH3液化后,与H2、N2分离,因为NH3分子间存在氢键,故易液化。(3)N、P、As元素形成的简单氢化物分别为NH3、PH3和AsH3,NH3能形成分子间氢键,其沸点最高。AsH3的相对分子质量大于PH3,则AsH3的范德华力强于PH3,故AsH3的沸点高于PH3。(4)能被题述有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键,则要求某分子或离子是正四面体结构且能形成4个氢键,只有N符合。 学科网（北京）股份有限公司 $$