内容正文:
专题05 分子结构与物质的性质
考点梳理
题型演练
考点01共价键的极性
【题型1键的极性、分子的极性判断】
考点02分子间作用力
【题型2物质的性质综合】
考点03分子的溶解性
考点04分子的手性
考点05无机含氧酸分子的酸性
考点梳理
考点01共价键的极性
1.键的极性
共价键
极性共价键
非极性共价键
成键原子
不同种原子(电负性不同)
同种原子(电负性相同)
电子对
发生偏移
不发生偏移
成键原子的电性
一个原子呈正电性(δ+),一个原子呈负电性(δ—)
电中性
示例
H2、O2、Cl2等
注:(1)电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强
(2)共用电子对偏移程度越大,键的极性越强
2.分子的极性
(1)基本概念
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电几何中心和负电几何中心重合的分子
正电几何中心和负电几何中心不重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排列
对称
不对称
(2)分子极性的判断方法:分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时,可根据以下原则进行
①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子,如:O2、H2、P4、C60
②以极性键结合而成的双原子分子,都是极性分子,如:HCl、HF、HBr
③以极性键结合而成的多原子分子
a.空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型),是非极性分子,如:CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6
b.空间结构不对称的分子(V形、三角锥形),是极性分子,如:H2O、NH3、CHCl3
(3)判断ABn型分子极性的经验规律:若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子,如:CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子
分子式
中心原子
分子的极性
具体方法
元素符号
有无孤电子对
CS2
①An型(单质):非极性分子(O3除外)
②AB型:极性分子
③ABn型:
A上无孤对电子:非极性分子
A上有孤对电子:极性分子
SO2
H2S
CH4
NH3
H2O
PCl3
(4)键的极性对化学性质的影响
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸>三氯乙酸
氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子
三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸
Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性,极性越强,羧基中的羟基的极性就越大,就越易电离出氢离子
甲酸>乙酸>丙酸
烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
特别提醒:
(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。
(4)键的极性、分子空间构型与分子极性的关系
类型
实例
键的极性
空间构型
分子极性
X2
H2、N2
非极性键
直线形
非极性分子
XY
HCl、NO
极性键
直线形
极性分子
XY2
(X2Y)
CO2、CS2
极性键
直线形
非极性分子
SO2
极性键
V形
极性分子
H2O、H2S
极性键
V形
极性分子
XY3
BF3
极性键
平面正三角形
非极性分子
NH3
极性键
三角锥形
极性分子
XY4
CH4、CCl4
极性键
正四面体形
非极性分子
考点02分子间作用力
分子间作用力
(1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力
(2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键
(3)强弱: < <
1.范德华力
①含义:物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学键的键能小1~2个数量级。
②特征
a.范德华力广泛存在于分子之间,由分子构成的液态和固态物质,范德华力存在于相邻的分子之间;由分子构成的气态物质,只有分子相互接近时才存在范德华力。
b.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。
③范德华力对物质性质的影响
a.一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越 ,物质的熔沸点也就越
如沸点:F2<Cl2<Br2<I2
b.相对分子质量相同或相近时,分子的极性越 ,范德华力也越 ,物质的熔沸点也就越
如沸点:N2<CO
c.分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,物质的熔沸点也就越低
如沸点:对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
2.氢键
①形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。氢键不属于 ,仍属于分子间作用力的范畴,氢键的作用力要大于范德华力
②氢键的表示方法:X—H…Y—表示,式中X和Y表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键
③氢键的特征:具有一定的饱和性和方向性
④氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
微点拨
分子间氢键由两分子形成,而分子内氢键是一个分子中就具有形成的氢键的原子和原子团
⑤氢键对物质性质的影响
a.当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高:分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间作用力外,还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高,如:HF、H2O、NH3沸点反常
b.当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使使物质的熔、沸点降低,如:邻羟基苯甲醛(熔点:2℃,沸点:196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点:115℃,沸点:250℃)
c.氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大,如:NH3极易溶于水,因NH3与H2O之间能形成氢键(),且都是极性分子
d.对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大
e.氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
特别提醒:
(1)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叫化学键
分子之间的相互作用力叫范德华力
存 在
分子内原子间
分子间(近距离)
强 弱
较强
比化学键弱得多
对性质的影响
主要影响物质的化学性质
主要影响物质的物理性质
(2)范德华力、氢键、共价键的比较
范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒
分子或原子(稀有气体)
氢原子、电负性很大的原子
原子
特征
无方向性,无饱和性
有方向性,有饱和性
有方向性,有饱和性
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性的增大而增大
②由分子构成的,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
X—H…Y中,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,作用力越大
成键原子半径越小,键长越短,键能越大
对物质性质的影响
影响物质的熔点、沸点,溶解度等物理性质
影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质
共价键的键能越大,分子越稳定
考点03分子的溶解性
1.“相似相溶”的规律:非极性溶质一般能溶于 性溶剂,极性溶质一般能溶于 性溶剂,如:NH3是极性分子,易溶于极性溶剂H2O中,难溶于非极性溶剂CCl4中;I2为非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳中,而难溶于极性溶剂H2O中
2.氢键对溶解性的影响:如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增 ,且氢键作用力越大,溶解性越好
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 如:乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小,随着溶质分子中憎水基个数的增大,溶质在水中的溶解度减小,因此乙醇和水能以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度则会明显减小
4.溶质是否与水反应:溶质与水发生反应,溶质的溶解度会增大
如:SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大
考点04分子的手性
1.手性异构体: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)
2.手性分子:有手性异构体的分子叫做手性分子
3.手性分子的判断:判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团,即有机物分子中是否存在手性碳原子,如:,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性
如:乳酸()分子的手型异构体:
考点05无机含氧酸分子的酸性
1.无机含氧酸的结构:无机含氧酸分子之所以显示酸性,是因为其分子中含有—OH,而—OH上的O—H键在水分子的作用下发生断裂而能够解离出H+而显示一定的酸性。在含氧酸中,氢离子是和酸根上的一个氧相连接的
2.无机含氧酸的酸性强弱的规律
①对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强
如:HClO<HClO2<HClO3<HClO4;HNO2<HNO3;H2SO3<H2SO4
解释:无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,导致R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下也就越容易电离出H+,即酸性越强
②含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大,即:(HO)mROn中,n值越大,酸性越强
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
含氧酸
次氯酸
磷酸
硫酸
高氯酸
结构简式
Cl—OH
非羟基氧原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
①酸性强弱与—OH数目,即m数值大小无关
②酸的元数=酸中羟基上的氢原子个数,不一定等于酸中的氢原子数,因为有的酸中有些氢原子不是连接在氧原子上
3.根据元素周期律比较含氧酸的酸性强弱
①同一主族,自上而下,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱
②同一周期,从左到右,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强
题型演练
【题型1键的极性、分子的极性判断】
1.(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列各组物质中,都是含有极性键的极性分子的是
A.和 B.和 C.和 D.和
2.(23-24高二下·陕西西安·期中)生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述错误的是
A.“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光和原子核外电子跃迁无关
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体之间有范德华力
C.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成,而不得到它的手性异构分子
D.碘易溶于四氯化碳,难溶于水,因为碘、四氯化碳都是非极性分子
3.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)下列物质结构或性质及解释均正确的是
物质结构或性质
解释
A
极性:弱于
是由非极性键构成的非极性分子,是由非极性键构成的极性分子
B
键角:大于
中的价层孤电子对数比中的价层孤电子对数多
C
沸点:高于
形成分子内氢键,形成分子间氢键
D
工业浓盐酸呈亮黄色是因为存在,加水稀释亮黄色褪去
只有在高浓度的条件下才稳定存在
A.A B.B C.C D.D
4.(23-24高二下·北京·期中)下列说法正确的是
A.Na2O2和NaOH所含化学键类型完全相同
B.NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键
C.水的气化和干冰升华克服相同的分子间作用力
D.H2O2是含非极性键的极性分子
5.(23-24高二下·甘肃白银·期中)非极性分子是指正负电荷中心重叠的分子,下列物质中是由极性键构成的非极性分子的是
A.CCl4 B.HF C.H2S D.PCl3
6.(23-24高二下·天津·期中)下列分子属于极性分子的是
A. B. C. D.
7.(23-24高二下·福建三明·期中)下列物质中,含有极性键和非极性键的非极性分子是
A. B. C. D.
8.(23-24高二下·广东茂名·期中)水是生命的源泉,下列对水的认识错误的是
A.雪是固态水,是一种分子晶体
B.水汽化既破坏了氢键,又破坏极性共价键
C.水分子为极性分子
D.烃类物质难溶于水
9.(23-24高二下·山东临沂·期中)下列物质一定属于极性分子的是
A. B. C. D.二氯苯
10.(23-24高二下·天津红桥·期中)下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A.CH4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形成共价的极性
D.甲酸(HCOOH)的酸性和乙酸(CH3COOH)的酸性
11.(23-24高二下·山西长治·期中)环八硫是硫最常见的一种同素异形体,难溶于水,微溶于酒精,易溶于,可与溶液反应生成和。下列说法正确的是
A.是含有非极性共价键的极性分子
B.溶剂极性强弱顺序:水酒精
C.与溶液反应时不是所有键都断裂
D.和中原子的杂化方式不同
12.(23-24高二下·湖北黄冈·期中)下列对分子性质的解释中,正确的是
A.极易溶于水而难溶于水只是因为是极性分子,是非极性分子
B.乳酸具有光学活性,因为其分子中含有一个手性碳原子
C.水很稳定以上才会部分分解是因为水分子间存在大量的氢键
D.已知酸性:,因为的氧原子数大于的氧原子数
【题型2物质的性质综合】
1.(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列说法正确的是
A.和中的所有原子均满足8电子稳定结构
B.的酸性小于
C.的沸点小于的沸点
D.和的空间构型相同
2.(23-24高二上·河南开封·期末)下列物质的性质与分子间作用力无关的是
A.比易液化
B.沸点:
C.等质量的冰比液态水的体积大
D.稳定性:
3.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是
A.分子间作用力;分子间作用力;非极性键 B.分子间作用力;分子间作用力;极性键
C.分子间作用力;极性键;分子间作用力 D.分子间作用力;分子间作用力;非极性键
4.(23-24高二上·北京昌平·期末)对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
第一电离能:N>O
N的价层电子排布为2s22p3,2p轨道为半满较为稳定;O的价层电子排布为2s22p4,2p轨道的一个电子比较容易失去形成稳定的半满结构
B
键角:NH >H2O
中心原子均采取sp3杂化,H2O分子中有2个孤电子对,孤电子对有较大的斥力
C
稳定性:HF > HI
HF分子间存在氢键,HI分子间不存在氢键
D
酸性:CF3COOH > CCl3COOH
F的电负性大于Cl,F–C的极性大于Cl–C,使F3C–的极性大于Cl3C–的极性,导致CF3COOH中氧氢键的极性更大,更易电离出H+
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高二下·山东·阶段练习)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A.和均为直线形的非极性分子
B.和的空间结构均为平面三角形
C.基态原子核外有25种能量不同的电子
D.和均是极性分子,且分子的键角较大
6.(23-24高二下·山西朔州·期中)下列现象不能用氢键解释的是
A.能溶于水 B.氨易液化,用作制冷剂
C.氢键使蛋白质成为具有生物活性的高级结构 D.可以形成二聚分子
7.(23-24高二下·山西太原·期中)氢键对生命活动具有重要意义,DNA中四种碱基通过氢键配对方式如下图(-代表糖苷键,虚线表示氢键)。下列说法错误的是
A.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
B.氢键的键能较小,不需其他作用,在DNA解旋和复制时氢键容易被破坏和形成
C.羊毛织品水洗后变形与氢键有关
D.冰中水分子之间的主要作用力是氢键
8.(23-24高二下·北京房山·阶段练习)下列物质中,分子间能形成氢键的是
A. B.HF C.HBr D.
9.(23-24高二下·新疆乌鲁木齐·期中)下列说法正确的是
A.范德华力是一种分子间作用力,也是一种特殊的化学键
B.冰分子中氢键
C.常温常压下,卤素单质从由气态、液态到固态的原因是氢键逐渐增大
D.是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子间存在氢键
10.(23-24高二下·广东惠州·期中)关于氢键的说法正确的是
A.每一个水分子内含有两个氢键
B.冰、水中都存在氢键
C.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点降低
D.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
11.(23-24高二下·山西大同·期中)下列有关物质结构、性质及应用的表述均正确,且存在因果关系的是
选项
表述1
表述2
A
酸性:
中羧基中的极性更弱,更易电离出氢离子
B
、均为V形结构
中心原子的杂化轨道类型相同
C
共价键的极性:
F的电负性大于Cl,H-F中共用电子对偏移程度更大
D
CO易溶于水
CO与水均为极性分子,相似相溶
A.A B.B C.C D.D
12.(23-24高二下·湖北武汉·期中)已知分子的中心氧原子是呈正电性的,端位的氧原子是呈负电性的,正电中心和负电中心不重合,则下列关于的叙述中错误的是
A.分子中的键角比中的大 B.的空间结构为V形
C.在水中的溶解度比的大 D.分子中的共价键是极性键
13.(23-24高二下·辽宁锦州·阶段练习)下列关于物质的结构或性质的描述及解释都正确的是
A.溶解度:在水中溶解度比在中溶解度更大,是由于是弱极性分子
B.键角:,是由于中O上孤电子对数比中O上的少
C.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,是由于对羟基苯甲醛分子间范德华力更强
D.酸性:,是由于的羧基中羟基极性更小
14.(24-25高二上·上海·期中)将可重复使用的胶带从课桌表面撕掉,破坏的作用力是
A.共价键 B.配位键 C.氢键 D.范德华力
15.(23-24高二下·四川成都·阶段练习)下列说法错误的是
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性依次减弱
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚的细毛与墙体之间有范德华力
C.汽油不易溶于水是因为水分子的极性和汽油分子的极性不同
D.配制碘水时,为了增大碘的溶解性,常加入KI溶液
16.(23-24高二下·广西桂林·期末)液氨、液氯、清洁剂、萃取剂等重点品种使用企业应加强储存、输送等的管理,确保化工生产安全。下列说法正确的是
A.萃取剂的沸点高于的沸点
B.液氨分子间作用力强,所以其稳定性大于
C.液氯分子中的共价键键能较小,所以易挥发导致人体吸入后中毒
D.清洗剂正己烷去污能力强,是因为其分子与油污分子间能形成氢键
17.(23-24高二下·四川眉山·期中)下列表述不正确的是
A.键角:
B.空间结构为平面正三角形
C.范德华力:
D.等质量的甲烷和乙烯分别完全燃烧,乙烯的耗氧量更多
18.(23-24高二下·福建福州·期中)下列实验事实的理论解释不正确的是
选项
实验事实
结构解释
A
硬度:金刚石>石墨
金刚石中键长更短,键能更大
B
沸点:对羟基苯甲醛()>邻羟基苯甲醛()
对羟基苯甲醛形成了分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成了分子内氢键
C
水溶性:
与水分子间的作用力比与水分子间的作用力大
D
键能:键键
的键长短,原子核距离近,同种电荷排斥力强
A.A B.B C.C D.D
19.(23-24高二下·北京·阶段练习)下列事实不能用氢键来解释的是
A.密度:冰<水 B.沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
C.比易液化 D.稳定性:
20.(24-25高二上·江苏无锡·期中)下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A.戊醇和乙醇在水中的溶解度
B.Cl的第一电离能和P的第一电离能
C.H2O分子中的键角和NH3分子中的键角
D.邻羟基苯甲醛()的沸点和对羟基苯甲醛()的沸点
21.(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列物质的结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系的是
A.溶液呈棕黄色,可用于蚀刻铜制印刷电路板
B.分子间存在氢键,很稳定
C.具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D.的键能大于的热稳定性大于
22.(24-25高二上·云南·期中)下列有关物质性质的比较正确的是
A.沸点: B.酸性:丙酸>乙酸>甲酸
C.热稳定性: D.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
23.(23-24高二下·福建龙岩·期中)纳米是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图所示,下列说法正确的是
A.化合物甲、乙均为手性分子
B.化合物甲分子中键与键数目之比为
C.化合物乙中采取sp3杂化的原子有N、C、O
D.化合物甲、乙均存在分子间氢键
24.(23-24高二上·山东滨州·期末)作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备原理如下。下列说法正确的是
A.镍元素位于元素周期表的ds区
B.是含极性键和非极性键的非极性分子
C.乙基蒽醌中含有一个不对称碳原子
D.乙基蒽醇能形成分子间氢键
25.(23-24高二上·河南洛阳·期末)2023年10月8日第19届亚运会在杭州圆满闭幕,本届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念,首次使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料。下列说法中正确的是
A.甲醇中O-H是键
B.甲醇分子中的碳原子为手性碳原子
C.甲醇的沸点高于乙醇
D.用轨道表示式表示甲醇中C原子的杂化:
26.(23-24高二下·浙江台州·期中)下列关于分子的结构和性质的描述错误的是
A.乳酸()分子中含有一个手性碳原子
B.是平面三角形的非极性分子,故在水中的溶解度很小
C.为极性分子,在水中的溶解度比大
D.甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释
27.(23-24高二下·福建福州·期末)化学与社会生产、生活、环境等密切相关,下列说法不正确的是
A.“一带一路”是“丝绸之路经济带”。丝绸的主要成分是蛋白质,属于高分子化合物
B.聚乳酸可用于航天、汽车领域,其合成原料乳酸()具有手性异构
C.医疗上常用95%的乙醇溶液作消毒剂
D.神舟十七号载人飞船所用燃料偏二甲肼[],属于烃的衍生物
28.(23-24高二下·湖南衡阳·期末)泽布替尼是第一款完全由中国企业自主研发,在FDA获准上市的抗癌新药,其结构简式如图。下列有关说法正确的是
A.1mol泽布替尼最多消耗2molNaOH
B.一个泽布替尼分子中有2个手性碳原子
C.泽布替尼能发生取代、氧化、加成、消去反应
D.泽布替尼分子中所有碳原子一定共面
29.(23-24高二下·山东济南·期末)下列物质中,可能具有旋光性的是
A.甲苯() B.乙醇()
C.乙酸() D.乳酸[]
30.(23-24高二下·黑龙江大庆·期末)分子的结构与性质息息相关,下列说法错误的是
A.易溶于苯、难溶于水,都可用“相似相溶”原理解释
B.二氢呋喃()和降冰片烯()分子中均含有手性碳原子
C.和的中心原子都是杂化
D.碘和干冰升华时克服的粒子间作用为同种类型
31.(23-24高二下·河南新乡·期末)化合物甲与乙反应可合成药物中间体丙(如图所示,反应方程式已配平),下列说法错误的是
A.X为 B.甲分子含有手性碳原子
C.甲和乙可用银氨溶液鉴别 D.丙能与酸反应
32.(23-24高二下·重庆·期末)有机物X在一定条件下可转化为Y,下列说法正确的是
A.X中有手性碳原子 B.电负性:
C.X中基态F原子核外电子有9种空间运动状态 D.中的碳原子有和两种杂化类型
33.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)下列事实和推论都正确的一组是
A.因为推电子效应:,所以酸性
B.因为相对分子质量:1-溴丁烷>溴乙烷,所以密度:1-溴丁烷>溴乙烷
C.因为存在分子间氢键而没有,所以热稳定性:
D.因为非金属性:F>I,所以沸点:HF>HI
34.(23-24高二下·四川内江·阶段练习)下列有关杂化的说法错误的是
A.和的中心原子杂化方式都是杂化
B.碳正离子()和中C的杂化方式都是杂化
C.、、、分子中的硫原子都是杂化
D.异山梨醇(上图)中所有碳原子都是杂化,其中有4个是手性碳原子
35.(2024·四川成都·模拟预测)类推是化学学习和研究中常用的思维方法,下列推测不合理的是
选项
事实
推测
A
乳酸分子有对映异构体
也有对映异构体
B
键角大小:
键角大小:
C
第一电离能大小:
第一电离能大小:
D
沸点:NH3 > PH3
沸点:H2O > H2S
A.A B.B C.C D.D
36.(23-24高二下·广东东莞·阶段练习)下列对分子性质的解释中,不正确的是
A.Cl2是双原子分子,H2S 是三原子分子,这是由共价键的饱和性决定的
B.由于乳酸()中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体
C.由上图可知酸性:H3PO4>HClO,因为电负性O>Cl,O原子的吸电子效应更强
D.HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
37.(23-24高二下·广西桂林·期中)利用绿氢与反应制备甲醇是缓解能源危机以及实现“碳中和”目标的有效手段。我国科研人员首次利用富含硫空位的少层实现了低温、高效、长寿命催化加氢制甲醉,其活性与选择性均显著优于催化剂,并显示了优异的稳定性。催化机理如图所示。下列说法正确的是
A.甲醇中存在手性碳原子
B.甲醇易溶于水,是因为甲醇可以形成分子内氢煡
C.利用富含硫空位的少层可提高的平衡转化率
D.绿氢与反应制甲醇的过程中,碳由杂化转化为杂化
39.(23-24高二下·湖北·期末)物质的结构决定性质。下列结构因素描述错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
乙炔可与HCN发生加成反应,而乙烯难以发生加成反应
碳原子杂化方式差异
B
2-丁烯存在顺反异构现象,丁烷不存在顺反异构现象
π键不能绕键轴旋转
C
易水解,而难以水解
Si-Cl键能大于C-Cl键能
D
实验合成的酒石酸盐无光学活性(使偏振光的偏振面旋转),发酵得到的酒石酸盐有光学活性
酒石酸盐存在一组对映异构体,而生物机体只生产其中一种特定取向的分子
A.A B.B C.C D.D
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专题05 分子结构与物质的性质
考点梳理
题型演练
考点01共价键的极性
【题型1键的极性、分子的极性判断】
考点02分子间作用力
【题型2物质的性质综合】
考点03分子的溶解性
考点04分子的手性
考点05无机含氧酸分子的酸性
考点梳理
考点01共价键的极性
1.键的极性
共价键
极性共价键
非极性共价键
成键原子
不同种原子(电负性不同)
同种原子(电负性相同)
电子对
发生偏移
不发生偏移
成键原子的电性
一个原子呈正电性(δ+),一个原子呈负电性(δ—)
电中性
示例
H2、O2、Cl2等
注:(1)电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强
(2)共用电子对偏移程度越大,键的极性越强
2.分子的极性
(1)基本概念
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电几何中心和负电几何中心重合的分子
正电几何中心和负电几何中心不重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排列
对称
不对称
(2)分子极性的判断方法:分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时,可根据以下原则进行
①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子,如:O2、H2、P4、C60
②以极性键结合而成的双原子分子,都是极性分子,如:HCl、HF、HBr
③以极性键结合而成的多原子分子
a.空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型),是非极性分子,如:CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6
b.空间结构不对称的分子(V形、三角锥形),是极性分子,如:H2O、NH3、CHCl3
(3)判断ABn型分子极性的经验规律:若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子,如:CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子
分子式
中心原子
分子的极性
具体方法
元素符号
有无孤电子对
CS2
①An型(单质):非极性分子(O3除外)
②AB型:极性分子
③ABn型:
A上无孤对电子:非极性分子
A上有孤对电子:极性分子
SO2
H2S
CH4
NH3
H2O
PCl3
(4)键的极性对化学性质的影响
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸>三氯乙酸
氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子
三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸
Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性,极性越强,羧基中的羟基的极性就越大,就越易电离出氢离子
甲酸>乙酸>丙酸
烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
特别提醒:
(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。
(4)键的极性、分子空间构型与分子极性的关系
类型
实例
键的极性
空间构型
分子极性
X2
H2、N2
非极性键
直线形
非极性分子
XY
HCl、NO
极性键
直线形
极性分子
XY2
(X2Y)
CO2、CS2
极性键
直线形
非极性分子
SO2
极性键
V形
极性分子
H2O、H2S
极性键
V形
极性分子
XY3
BF3
极性键
平面正三角形
非极性分子
NH3
极性键
三角锥形
极性分子
XY4
CH4、CCl4
极性键
正四面体形
非极性分子
考点02分子间作用力
分子间作用力
(1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力
(2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键
(3)强弱:范德华力<氢键<化学键
1.范德华力
①含义:物质分子间普遍存在的一种相互作用力称为范德华力。范德华力约比化学键的键能小1~2个数量级。
②特征
a.范德华力广泛存在于分子之间,由分子构成的液态和固态物质,范德华力存在于相邻的分子之间;由分子构成的气态物质,只有分子相互接近时才存在范德华力。
b.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。
③范德华力对物质性质的影响
a.一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:F2<Cl2<Br2<I2
b.相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力也越大,物质的熔沸点也就越高
如沸点:N2<CO
c.分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,物质的熔沸点也就越低
如沸点:对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯
2.氢键
①形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。氢键不属于化学键,仍属于分子间作用力的范畴,氢键的作用力要大于范德华力
②氢键的表示方法:X—H…Y—表示,式中X和Y表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键
③氢键的特征:具有一定的饱和性和方向性
④氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键
邻羟基苯甲醛存在分子内氢键
HF分子间存在分子间氢键
F—H…F—H
微点拨
分子间氢键由两分子形成,而分子内氢键是一个分子中就具有形成的氢键的原子和原子团
⑤氢键对物质性质的影响
a.当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高:分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间作用力外,还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高,如:HF、H2O、NH3沸点反常
b.当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使使物质的熔、沸点降低,如:邻羟基苯甲醛(熔点:2℃,沸点:196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点:115℃,沸点:250℃)
c.氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大,如:NH3极易溶于水,因NH3与H2O之间能形成氢键(),且都是极性分子
d.对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大
e.氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)
特别提醒:
(1)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叫化学键
分子之间的相互作用力叫范德华力
存 在
分子内原子间
分子间(近距离)
强 弱
较强
比化学键弱得多
对性质的影响
主要影响物质的化学性质
主要影响物质的物理性质
(2)范德华力、氢键、共价键的比较
范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒
分子或原子(稀有气体)
氢原子、电负性很大的原子
原子
特征
无方向性,无饱和性
有方向性,有饱和性
有方向性,有饱和性
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性的增大而增大
②由分子构成的,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
X—H…Y中,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,作用力越大
成键原子半径越小,键长越短,键能越大
对物质性质的影响
影响物质的熔点、沸点,溶解度等物理性质
影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质
共价键的键能越大,分子越稳定
考点03分子的溶解性
1.“相似相溶”的规律: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:NH3是极性分子,易溶于极性溶剂H2O中,难溶于非极性溶剂CCl4中;I2为非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳中,而难溶于极性溶剂H2O中
2.氢键对溶解性的影响:如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好
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,随着溶质分子中憎水基个数的增大,溶质在水中的溶解度减小,因此乙醇和水能以任意比互溶,而戊醇在水中的溶解度则会明显减小
4.溶质是否与水反应:溶质与水发生反应,溶质的溶解度会增大
如:SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大
考点04分子的手性
1.手性异构体: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)
2.手性分子:有手性异构体的分子叫做手性分子
3.手性分子的判断:判断一种有机物是否具有手性异构体,关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团,即有机物分子中是否存在手性碳原子,如:,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,该有机物分子具有手性
如:乳酸()分子的手型异构体:
考点05无机含氧酸分子的酸性
1.无机含氧酸的结构:无机含氧酸分子之所以显示酸性,是因为其分子中含有—OH,而—OH上的O—H键在水分子的作用下发生断裂而能够解离出H+而显示一定的酸性。在含氧酸中,氢离子是和酸根上的一个氧相连接的
2.无机含氧酸的酸性强弱的规律
①对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强
如:HClO<HClO2<HClO3<HClO4;HNO2<HNO3;H2SO3<H2SO4
解释:无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性越高,导致R—O—H中O的电子向R偏移,在水分子的作用下也就越容易电离出H+,即酸性越强
②含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大,即:(HO)mROn中,n值越大,酸性越强
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
含氧酸
次氯酸
磷酸
硫酸
高氯酸
结构简式
Cl—OH
非羟基氧原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
①酸性强弱与—OH数目,即m数值大小无关
②酸的元数=酸中羟基上的氢原子个数,不一定等于酸中的氢原子数,因为有的酸中有些氢原子不是连接在氧原子上
3.根据元素周期律比较含氧酸的酸性强弱
①同一主族,自上而下,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱
②同一周期,从左到右,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强
题型演练
【题型1键的极性、分子的极性判断】
1.(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列各组物质中,都是含有极性键的极性分子的是
A.和 B.和 C.和 D.和
【答案】B
【详解】A.CH4的中心原子C的价层电子对数为:,无孤电子对,为正四面体形,正负电荷中心重合,为含有C-H极性键的非极性分子,H2O的中心原子O的价层电子对数为:,有两对孤电子对,为V形,正负电荷中心不重合,为含有O-H极性键的极性分子,故A不符合题意;
B.NH3的中心原子N的价层电子对数为:,有1孤电子对,为三角锥形,正负电荷中心不重合,为含有N-H极性键的极性分子,H2O2是O-H极性键构成的极性分子,故B符合题意;
C.H2S的中心原子S的价层电子对数为:,有两对孤电子对,为V形,正负电荷中心不重合,为含有S-H极性键的极性分子,的中心原子Si的价层电子对数为:,无孤电子对,为正四面体形,正负电荷中心重合,为含有Si-F极性键的非极性分子,故C不符合题意;
D.CO2是直线形,正负电荷中心重合,为含有极性键的非极性分子,NO2的中心原子N的价层电子对数为:,结构为,因此为含有极性键的极性分子,故D不符合题意;
故答案选B。
2.(23-24高二下·陕西西安·期中)生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述错误的是
A.“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光和原子核外电子跃迁无关
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体之间有范德华力
C.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成,而不得到它的手性异构分子
D.碘易溶于四氯化碳,难溶于水,因为碘、四氯化碳都是非极性分子
【答案】A
【详解】A.基态原子吸收能量,它的电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时释放能量,光是电子跃迁释放能量的重要形式,即灯光和原子核外电子跃迁有关,故A项错误;
B.壁虎足上有数量众多的刚毛及其精细分支,与墙体之间距离足够近,存在范德华力,使得壁虎可以在天花板上自由爬行,故B项正确;
C.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成,而不得到它的手性异构分子,故C项正确;
D.碘、四氯化碳都是非极性分子,水是极性分子,根据“相似相溶”的经验规律,碘易溶于四氯化碳、难溶于水,故D项正确;
故答案选A。
3.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)下列物质结构或性质及解释均正确的是
物质结构或性质
解释
A
极性:弱于
是由非极性键构成的非极性分子,是由非极性键构成的极性分子
B
键角:大于
中的价层孤电子对数比中的价层孤电子对数多
C
沸点:高于
形成分子内氢键,形成分子间氢键
D
工业浓盐酸呈亮黄色是因为存在,加水稀释亮黄色褪去
只有在高浓度的条件下才稳定存在
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.极性:弱于,氧气分子的空间构型为直线形,正负电荷中心重合,为非极性饭分子,臭氧分子的空间构型为V形,正负电荷重心不重合,为极性分子,A错误;
B.中B为sp2杂化,分子键角为120o,中N为sp3杂化,分子键角小于120o,键角:小于,B错误;
C.形成分子间氢键,形成分子内氢键,故沸点:高于, C错误;
D.工业浓盐酸呈亮黄色是因为存在,只有在高浓度的条件下才稳定存在,加水稀释亮黄色褪去,D正确;
故选D。
4.(23-24高二下·北京·期中)下列说法正确的是
A.Na2O2和NaOH所含化学键类型完全相同
B.NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键
C.水的气化和干冰升华克服相同的分子间作用力
D.H2O2是含非极性键的极性分子
【答案】D
【详解】A.NaOH中含有离子键和极性共价键,Na2O2含有离子键和非极性共价键,所以两者化学键类型不同,故A错误;
B.氢键影响物理性质,不影响氢化物稳定性,NH3比PH3稳定是因为N元素非金属强于P,故B错误;
C.水的气化克服氢键、范德华力,干冰升华克服范德华力,克服的分子间作用力不相同,故C错误;
D.H2O2的结构式为H-O-O-H,是含有非极性键和极性键的极性分子,故D正确;
故选D。
5.(23-24高二下·甘肃白银·期中)非极性分子是指正负电荷中心重叠的分子,下列物质中是由极性键构成的非极性分子的是
A.CCl4 B.HF C.H2S D.PCl3
【答案】A
【详解】A.CCl4分子中,C和Cl之间是极性键,C原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,分子呈正四面体,正、负电荷中心重合,为非极性分子,A符合题意;
B.HF分子中H与F之间为极性键,F的电负性较大,正、负电荷中心不能重合,为极性分子,B不符合题意;
C.H2S分子中,H与S之间为极性键,S原子的价层电子对数为4,含有2对孤对电子,为sp3杂化,分子呈V形,正、负电荷中心不能重合,为极性分子,C不符合题意;
D.PCl3分子中,P与Cl之间为极性键,P原子的价层电子对数为4,含有1对孤对电子,为sp3杂化,分子呈三角锥形,正、负电荷中心不能重合,为极性分子,D不符合题意;
故选A。
6.(23-24高二下·天津·期中)下列分子属于极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.是直线形分子,分子中正负电荷重心是重合的是非极性分子,A错误;
B.是三角锥形而不是平面正三角形,分子中正负电荷重心是不重合的,是极性分子,B正确;
C.SO3是平面三角形分子,S原子位于三角形中心,分子中正负电荷重心是重合的,是非极性分子,C错误;
D.SiF4是正四面体形分子,Si原子位于正四面体的中心,分子中正负电荷重心是重合的,是非极性分子,D错误;
故选B。
7.(23-24高二下·福建三明·期中)下列物质中,含有极性键和非极性键的非极性分子是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
A.结构式为:,不是对称的结构,其中含有O-O非极性键和O-H极性键,正负电中心不重合,属于极性分子,A不合题意;
B.中只含有N-H极性键,空间构型为三角锥形,正负电中心不重合,属于极性分子,B不合题意;
C.的结构式为,含有极性键和非极性键,正负电中心重合,属于非极性分子,C符合题意;
D.中只含有C-Cl极性键,空间构型为正四面体形,正负电中心重合,属于非极性分子,D不合题意;
故选C。
8.(23-24高二下·广东茂名·期中)水是生命的源泉,下列对水的认识错误的是
A.雪是固态水,是一种分子晶体
B.水汽化既破坏了氢键,又破坏极性共价键
C.水分子为极性分子
D.烃类物质难溶于水
【答案】B
【详解】A.雪是固态水,含有分子间作用力、共价键,是一种分子晶体,故A正确;
B.水汽化克服分子间作用力,氢键被破坏,但水没有分解,不破坏共价键,故B错误;
C.水分子的空间结构为V形,正负电荷重心不重合,为极性分子,故C正确;
D.烃是指只含C、H元素的有机物,烃类物质难溶于水,故D正确;
故选B。
9.(23-24高二下·山东临沂·期中)下列物质一定属于极性分子的是
A. B. C. D.二氯苯
【答案】B
【详解】A.四氯化碳分子中碳原子形成4个C-Cl键,价层电子对数为4、孤对电子对数为0,分子的空间构型为结构对称的正四面体形,属于非极性分子,故A不符合题意;
B.分子式为的有机物可能为乙醇或二甲醚,分子中氧原子的价层电子对数都为4、孤对电子对数都为2,氧原子的空间构型都为结构不对称的V形,属于极性分子,故B符合题意;
C.三氧化硫分子中硫原子的孤对电子对数为0,价层电子对数为3+0=3,分子的空间构型为结构对称的平面正三角形,属于非极性分子,故C不符合题意;
D.二氯苯可能为邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯,邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯都是结构对称的非极性分子,故D不符合题意;
故选B。
10.(23-24高二下·天津红桥·期中)下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A.CH4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形成共价的极性
D.甲酸(HCOOH)的酸性和乙酸(CH3COOH)的酸性
【答案】D
【分析】由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中;由非极性分子构成的溶质易溶于非极性分子构成的溶剂中,形成共价键的两种元素的电负性差值越大,形成的共价键的极性就越强;对于饱和一元羧酸,烃基越大,所形成的羧酸的酸性就越弱,据此分析解答。
【详解】A.CH4分子是非极性分子,H2O、NH3分子是极性分子,因此CH4在水中的溶解度小于NH3在水中的溶解度,A不符合题意;
B.I2、CCl4分子是非极性分子,H2O分子是极性分子,故I2在水中的溶解度小于I2在CCl4中的溶解度,B不符合题意;
C.元素的非金属性越强、电负性越大,其与相同元素H原子形成共价键时共价键的极性就越强,元素的非金属性:I<F,因此共价键的极性:I-H<F-H,C不符合题意;
D.烃基是推电子基,烃基越大,导致-COOH中-OH 越不容易电离,溶液的酸性就越弱,由于HCOOH中无烃基,CH3COOH中含有甲基,故酸性:HCOOH>CH3COOH,D符合题意;
故合理选项是D。
11.(23-24高二下·山西长治·期中)环八硫是硫最常见的一种同素异形体,难溶于水,微溶于酒精,易溶于,可与溶液反应生成和。下列说法正确的是
A.是含有非极性共价键的极性分子
B.溶剂极性强弱顺序:水酒精
C.与溶液反应时不是所有键都断裂
D.和中原子的杂化方式不同
【答案】B
【详解】A.CS2的结构式为S=C=S,碳原子采取sp杂化,分子构型为直线形,由于分子中正负电荷的中心重合,则该分子为非极性分子,根据相似相溶原理知,S8易溶于,则S8为非极性分子,所以S8是含有非极性共价键的非极性分子,A错误;
B.根据相似相溶原理,属于非极性分子的S8易溶于非极性溶剂CS2,难溶于极性溶剂H2O,微溶于酒精,酒精介于两者之间,则溶剂极性强弱顺序:水>酒精>,B正确;
C.与溶液发生反应生成和,说明反应时键都断裂,C错误;
D.S8分子结构为:,可知在S8分子中S原子成键电子对数为2,孤电子对数为2,即价层电子对数为4,则S8中硫原子采用sp3杂化;中原子的价层电子对数为,有1对孤电子对,硫原子也采用sp3杂化,所以两者原子的杂化方式相同,D错误;
故选B。
12.(23-24高二下·湖北黄冈·期中)下列对分子性质的解释中,正确的是
A.极易溶于水而难溶于水只是因为是极性分子,是非极性分子
B.乳酸具有光学活性,因为其分子中含有一个手性碳原子
C.水很稳定以上才会部分分解是因为水分子间存在大量的氢键
D.已知酸性:,因为的氧原子数大于的氧原子数
【答案】B
【分析】本题考查了氢键对物质性质的影响、手性碳原子、物质的溶解性规律,含氧酸酸性强弱比较,题目难度中等,着重考查对相关知识的积累。
【详解】A.与水分子之间存在氢键,使氨气易溶于水,所以极易溶于水的原因为是极性分子且氨气与水分子间存在氢键,A错误;
B.中间碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和羟基,是手性碳原子,存在对映异构即手性异构体,具有光学活性,B正确;
C.水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有的H-O键非常稳定,与存在氢键无关,C错误;
D.的非羟基氧原子数比的多,含氧酸中非羟基氧原子数越多,酸性越强,所以磷酸的酸性强于次氯酸,D错误.
答案为:B。
【题型2物质的性质综合】
1.(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列说法正确的是
A.和中的所有原子均满足8电子稳定结构
B.的酸性小于
C.的沸点小于的沸点
D.和的空间构型相同
【答案】D
【详解】A.在共价化合物中,中心原子最外层电子数+化合价的绝对值=8,则该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,物质中P原子最外层电子式+化合价的绝对值=5+5=10,所以该分子中P原子不满足8电子稳定结构,故A错误;
B.氟原子和氯原子都是吸电子基,氟元素的电负性大于氯元素,氟原子使得羧酸分子中羧基上的羟基极性强于氯原子,三氟乙酸电离出的氢离子能力强于三氯乙酸,酸性:CF3COOH>CCl3COOH,故B错误;
C.HF分子间形成氢键,使分子间作用力增大,其沸点升高,而HCl分子间不存在氢键,HF的沸点大于HCl的,故C错误;
D.H2O中心O原子价层电子对数为,有2对孤电子对,空间结构为V形,O3价层电子对数为,有一对孤电子对,分子空间构型为V形,故D正确;
故选D。
2.(23-24高二上·河南开封·期末)下列物质的性质与分子间作用力无关的是
A.比易液化
B.沸点:
C.等质量的冰比液态水的体积大
D.稳定性:
【答案】D
【详解】A.NH3比PH3易液化是因为氨气分子间存在氢键,与分子间作用力有关,故A不合题意;
B.水分子存在氢键,故熔沸点越高,相对分子质量越大,则熔沸点越高,沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S,与分子间作用力有关,故B不合题意;
C.水分子之间存在氢键,相同质量的水,固态时体积大于液体,与分子间作用力有关,故C不合题意;
D.非金属性F>Cl>Br>I,则HF、HCl、HBr、HI热稳定性依次减弱,与共价键有关,与分子间作用力无关,故D符合题意;
答案选D。
3.(23-24高二下·宁夏吴忠·期末)若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是
A.分子间作用力;分子间作用力;非极性键 B.分子间作用力;分子间作用力;极性键
C.分子间作用力;极性键;分子间作用力 D.分子间作用力;分子间作用力;非极性键
【答案】B
【详解】固态水中和液态水中含有氢键,当雪花→水→水蒸气主要是分子间的作用力、分子间作用力被破坏,但属于物理变化,共价键没有破坏;水蒸气→氧气和氢气,为化学变化,破坏的是极性共价键,故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是分子间的作用力、分子间作用力、极性键;
故选B。
4.(23-24高二上·北京昌平·期末)对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
第一电离能:N>O
N的价层电子排布为2s22p3,2p轨道为半满较为稳定;O的价层电子排布为2s22p4,2p轨道的一个电子比较容易失去形成稳定的半满结构
B
键角:NH >H2O
中心原子均采取sp3杂化,H2O分子中有2个孤电子对,孤电子对有较大的斥力
C
稳定性:HF > HI
HF分子间存在氢键,HI分子间不存在氢键
D
酸性:CF3COOH > CCl3COOH
F的电负性大于Cl,F–C的极性大于Cl–C,使F3C–的极性大于Cl3C–的极性,导致CF3COOH中氧氢键的极性更大,更易电离出H+
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.N的价层电子排布为2s22p3,2p轨道为半满较为稳定;O的价层电子排布为2s22p4,2p轨道的一个电子比较容易失去形成稳定的半满结构,因此第一电离能:N>O,A正确;
B.中心原子的价电子对数为=4,H2O中心原子的价电子对数为:=4,因此二者中心原子均采取sp3杂化,H2O分子中有2个孤电子对,孤电子对有较大的斥力,因此键角:>H2O,B正确;
C.非金属性:F>I,稳定性:HF>HI,氢键影响物质的熔沸点,稳定性与氢键无关,C错误;
D.F的电负性大于Cl,F-C的极性大于Cl-C,使F3C-的极性大于Cl3C-的极性,导致CF3COOH中氧氢键的极性更大,更易电离出H+,因此酸性:CF3COOH>CCl3COOH,D正确;
故答案为:C。
5.(23-24高二下·山东·阶段练习)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A.和均为直线形的非极性分子
B.和的空间结构均为平面三角形
C.基态原子核外有25种能量不同的电子
D.和均是极性分子,且分子的键角较大
【答案】D
【详解】A.中4个原子在同一直线上,正、负电荷中心重合,为直线形的非极性分子,但中4个原子不在同一直线上,正、负电荷中心不重合,是极性分子,A项错误;
B.和中C、S原子成键电子对数均为3,C原子无孤电子对,S原子有一个孤电子对,中心原子C为杂化,中心原子S为杂化,空间结构为平面三角形,空间结构为三角锥形,B项错误;
C.基态原子核外有25个电子,核外电子排布式为,有7个能级,同一能级上电子能量相同,故有7种能量不同的电子,C项错误;
D.VSEPR模型相同的分子中孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,分子的键角越小,中的氧原子的孤电子对数为2,中氮原子的孤电子对数为1,则分子的键角大于分子的键角,D项正确。
故答案选D。
6.(23-24高二下·山西朔州·期中)下列现象不能用氢键解释的是
A.能溶于水 B.氨易液化,用作制冷剂
C.氢键使蛋白质成为具有生物活性的高级结构 D.可以形成二聚分子
【答案】A
【详解】A.水为极性分子,H2S也为极性分子,根据相似相溶原理可知,能溶于水,硫原子电负性较低,因此并不能与水分子形成氢键,因此不能用氢键解释,A符合题意;
B.氨分子间能形成分子间氢键,导致沸点升高,易液化,用作制冷剂,则氨气容易液化能用氢键解释,B不符合题意;
C.氢键使蛋白质成为具有生物活性的高级结构,能用氢键解释,C不符合题意;
D.氟化氢分子间能形成分子间氢键,分子间作用力大,所以液态氟化氢的化学式可以写成(HF)n,其中二聚分子为,因此二聚分子能用氢键解释,故D不符合题意;
故选A。
7.(23-24高二下·山西太原·期中)氢键对生命活动具有重要意义,DNA中四种碱基通过氢键配对方式如下图(-代表糖苷键,虚线表示氢键)。下列说法错误的是
A.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的更强
B.氢键的键能较小,不需其他作用,在DNA解旋和复制时氢键容易被破坏和形成
C.羊毛织品水洗后变形与氢键有关
D.冰中水分子之间的主要作用力是氢键
【答案】B
【详解】A.鸟嘌呤与胞嘧啶之间有三个氢键,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键,鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用更强,A正确;
B.氢键不属于化学键,属于分子间作用力,强度小,在DNA解旋和复制时容易断裂和形成,B错误;
C.羊毛织品中主要成分为蛋白质,蛋白质中含有大量氢键,水洗时会破坏其中部分氢键,使得织品变形,C正确;
D.冰中水分子之间存在范德华力与氢键,主要作用力是氢键,D正确;
故选B。
8.(23-24高二下·北京房山·阶段练习)下列物质中,分子间能形成氢键的是
A. B.HF C.HBr D.
【答案】B
【详解】A.N2分子中不含氢元素,故分子间不能形成氢键,A错误;
B.HF分子间能形成氢键,表示为,F的电负性大且原子半径小,H几乎成为裸露的质子,B正确;
C.HBr分子中的溴原子电负性不大,故分子间不能形成氢键,C错误;
D.H2S分子中硫原子电负性不大,故分子间不能形成氢键,D错误;
故选B。
9.(23-24高二下·新疆乌鲁木齐·期中)下列说法正确的是
A.范德华力是一种分子间作用力,也是一种特殊的化学键
B.冰分子中氢键
C.常温常压下,卤素单质从由气态、液态到固态的原因是氢键逐渐增大
D.是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子间存在氢键
【答案】B
【详解】A.范德华力是一种分子间作用力,不是化学键,故A错误;
B.1个水分子与其相邻的4个水分子形成氢键,每个氢键被2个水分子共用,所以冰分子中氢键,故B正确;
C.常温常压下,卤素单质分子间不存在氢键,卤素单质从由气态、液态到固态的原因是范德华力增大,故C错误;
D.是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子内氧氢键键能大,化合物的稳定性与氢键无关,故D错误;
选B。
10.(23-24高二下·广东惠州·期中)关于氢键的说法正确的是
A.每一个水分子内含有两个氢键
B.冰、水中都存在氢键
C.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点降低
D.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
【答案】B
【详解】A.水分子之间能形成氢键,分子内不存在氢键,A错误;
B.冰、水中都存在氢键,B正确;
C.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高,C错误;
D.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高,邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,故邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,D错误;
故选B。
11.(23-24高二下·山西大同·期中)下列有关物质结构、性质及应用的表述均正确,且存在因果关系的是
选项
表述1
表述2
A
酸性:
中羧基中的极性更弱,更易电离出氢离子
B
、均为V形结构
中心原子的杂化轨道类型相同
C
共价键的极性:
F的电负性大于Cl,H-F中共用电子对偏移程度更大
D
CO易溶于水
CO与水均为极性分子,相似相溶
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.F的电负性大,中羧基中的极性更强,更易电离出氢离子,所以酸性,故A错误;
B.中O原子采用sp3杂化、中S原子采用sp2杂化,故B错误;
C.F的电负性大于Cl,H-F中共用电子对偏移程度更大,所以共价键的极性,故C正确;
D.CO极性非常小,H2O的极性很大,根据相似相溶原理,CO难溶于水,故D错误;
选C。
12.(23-24高二下·湖北武汉·期中)已知分子的中心氧原子是呈正电性的,端位的氧原子是呈负电性的,正电中心和负电中心不重合,则下列关于的叙述中错误的是
A.分子中的键角比中的大 B.的空间结构为V形
C.在水中的溶解度比的大 D.分子中的共价键是极性键
【答案】A
【分析】臭氧分子的中心氧原子是呈正电性的,端位的氧原子是呈负电性的,正电中心和负电中心不重合说明中心氧原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1,分子的空间构型为结构不对称的V形,属于极性分子。
【详解】A.由分析可知,臭氧分子的空间构型为结构不对称的V形,而三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,分子的空间构型为平面三角形,所以臭氧分子中的键角比三氧化硫中的小,故A错误;
B.由分析可知,臭氧分子的空间构型为结构不对称的V形,故B正确;
C.由分析可知,臭氧分子的空间构型为结构不对称的V形,属于极性分子,所以由相似相溶原理可知,臭氧在极性分子水在的溶解度比非极性分子氧气的大,故C正确;
D.由臭氧分子的中心氧原子是呈正电性的,端位的氧原子是呈负电性的,正电中心和负电中心不重合可知,臭氧分子中的共价键是极性键,故D正确;
故选A。
13.(23-24高二下·辽宁锦州·阶段练习)下列关于物质的结构或性质的描述及解释都正确的是
A.溶解度:在水中溶解度比在中溶解度更大,是由于是弱极性分子
B.键角:,是由于中O上孤电子对数比中O上的少
C.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,是由于对羟基苯甲醛分子间范德华力更强
D.酸性:,是由于的羧基中羟基极性更小
【答案】B
【详解】A.臭氧是弱极性分子,水是极性分子,四氯化碳是非极性分子,根据相似相溶原理可知,它在水中的溶解度低于在四氯化碳中的溶解度,而不是更大,故A项错误;
B.H3O+、H2O中O原子均为sp3杂化,H3O+中O原子有1个孤电子对,H2O中O原子有2个孤电子对,孤电子对与成键电子对的排斥大于成键电子对与成键电子对之间的排斥,故键角:H3O+>H2O,故B项正确;
C.对羟基苯甲醛分子间可以形成分子间氢键,使其熔沸点升高,故沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,故C项错误;
D.Cl的电负性较大,吸引电子能力较强,使得CH2ClCOOH的羧基中羟基极性更大,更易电离出氢离子,故D项错误;
故本题选B。
14.(24-25高二上·上海·期中)将可重复使用的胶带从课桌表面撕掉,破坏的作用力是
A.共价键 B.配位键 C.氢键 D.范德华力
【答案】D
【详解】胶带能够粘住物体,是因为物体表面的分子间存在足够的范德华力,故选D。
15.(23-24高二下·四川成都·阶段练习)下列说法错误的是
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性依次减弱
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚的细毛与墙体之间有范德华力
C.汽油不易溶于水是因为水分子的极性和汽油分子的极性不同
D.配制碘水时,为了增大碘的溶解性,常加入KI溶液
【答案】A
【详解】A.F、Cl、Br、I属于同主族元素,同主族从上到下非金属性减弱,其氢化物的热稳定性减弱,还原性增强,故A错误;
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎足上有细毛,与墙壁形成范德华力,故B正确;
C.汽油极性小、水极性大,汽油不易溶解于水是因为水分子的极性和汽油分子的极性不同,故C正确;
D.碘水中加入KI溶液发生反应I2+I-⇌I3-,导致碘单质易溶于KI溶液,所以实验室配制碘水时,加入适量KI溶液增大碘单质的溶解度,故D正确;
答案选A。
16.(23-24高二下·广西桂林·期末)液氨、液氯、清洁剂、萃取剂等重点品种使用企业应加强储存、输送等的管理,确保化工生产安全。下列说法正确的是
A.萃取剂的沸点高于的沸点
B.液氨分子间作用力强,所以其稳定性大于
C.液氯分子中的共价键键能较小,所以易挥发导致人体吸入后中毒
D.清洗剂正己烷去污能力强,是因为其分子与油污分子间能形成氢键
【答案】A
【详解】A.和均为分子晶体,相对分子质量大,分子间作用力强,沸点高,A正确;
B.液氨稳定性大于,是因为N-H键键能强于P-H键,和分子间作用力无关,B错误;
C.液氯易挥发导致人体吸入后中毒是因为分子中的分子间作用力较小,和键能无关,C错误;
D.清洗剂正己烷去污能力强,是因为其蒸气压大。正己烷分子与油污分子间不能形成氢键,D错误;
故选A。
17.(23-24高二下·四川眉山·期中)下列表述不正确的是
A.键角:
B.空间结构为平面正三角形
C.范德华力:
D.等质量的甲烷和乙烯分别完全燃烧,乙烯的耗氧量更多
【答案】D
【详解】A.三氟化硼分子的空间结构为平面正三角形,键角为120°,甲烷、氨分子和水分子的中心原子价层电子对数均为4,键角在109°28′附近,三者中心原子孤电子对数分别为0、1、2,分子的键角依次减小越小,则键角的大小顺序为BF3>CH4>NH3>H2O,故A正确;
B.碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,则离子的空间结构为平面正三角形,故B正确;
C.结构相似的分子,相对分子量越大,范德华力越大,相对分子量AsH3>PH3>NH3,则范德华力AsH3>PH3>NH3,故C正确;
D.将烃分子的分子式改写为CHx,等质量的烃燃烧时,x值越大,消耗氧气的量越大,甲烷和乙烯的x值分别为4、2,所以等质量的甲烷燃烧的耗氧量大于乙烯,故D错误;
故选D。
18.(23-24高二下·福建福州·期中)下列实验事实的理论解释不正确的是
选项
实验事实
结构解释
A
硬度:金刚石>石墨
金刚石中键长更短,键能更大
B
沸点:对羟基苯甲醛()>邻羟基苯甲醛()
对羟基苯甲醛形成了分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成了分子内氢键
C
水溶性:
与水分子间的作用力比与水分子间的作用力大
D
键能:键键
的键长短,原子核距离近,同种电荷排斥力强
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.金刚石的硬度远大于石墨与晶体结构有关系,与碳原子之间的键长无关,A错误;
B.邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,沸点升高,B正确;
C.O的电负性比N大,O2与水分子间的作用力更大,在水中溶解的更多,C正确;
D.F原子半径小,电子云密度大,F原子之间的排斥力大,则F—F键不稳定,则F—F键的键能小于Cl-Cl键的键能,D正确;
故答案为:A。
19.(23-24高二下·北京·阶段练习)下列事实不能用氢键来解释的是
A.密度:冰<水 B.沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
C.比易液化 D.稳定性:
【答案】D
【详解】A.氢键使冰晶体中的水分子呈一定规则的排列,空间利用率低,体积变大,密度变小,所以密度:冰<水,故A不符合题意;
B.邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键,对羟基苯甲醛可以形成分子间氢键,分子间氢键对物质熔沸点的影响更大,所以沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,故B不符合题意;
C.含有氢键的氢化物易液化,NH3分子间存在氢键,PH3分子间不存在氢键,所以氨气易液化,此性质和氢键有关,故C不符合题意;
D.原子半径:N<P,键长N-H<P-H,键能:N-H>P-H,分子稳定性:NH3>PH3,与氢键无关,故D符合题意;
故选:D。
20.(24-25高二上·江苏无锡·期中)下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A.戊醇和乙醇在水中的溶解度
B.Cl的第一电离能和P的第一电离能
C.H2O分子中的键角和NH3分子中的键角
D.邻羟基苯甲醛()的沸点和对羟基苯甲醛()的沸点
【答案】B
【详解】A.由于乙醇中羟基与水分子中羟基相近,能形成分子间氢键,故能与水任意比互溶,而戊醇中的烃基较大,其中羟基跟水分子的羟基的相似因素小得多,导致其在水中溶解度明显减小,即戊醇和乙醇在水中的溶解度前者小于后者,A不合题意;
B.同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大,Cl的第一电离能大于P的第一电离能,B符合题意;
C.H2O分子中O原子和NH3分子中的N原子二者都是sp3杂化,O原子上有2个孤对电子,而N原子有1个孤对电子,孤对电子对成键电子的斥力大,H2O中H-O-H键角小于NH3中的H-N-H键角,C不符合题意;
D.由于邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,导致其沸点降低,而对羟基苯甲醛形成分子间氢键,导致其沸点升高,故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,D不合题意;
答案选B。
21.(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列物质的结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系的是
A.溶液呈棕黄色,可用于蚀刻铜制印刷电路板
B.分子间存在氢键,很稳定
C.具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D.的键能大于的热稳定性大于
【答案】D
【详解】A.溶液用于蚀刻铜制印刷电路板,利用Fe3+的氧化性,故不选A;
B.很稳定与H-O键的键能有关,与分子间存在氢键无关,故不选B;
C.用于杀菌消毒,利用其强氧化性,故不选C;
D.键能越大越稳定,的键能大于,所以HCl的热稳定性大于,故选D;
选D。
22.(24-25高二上·云南·期中)下列有关物质性质的比较正确的是
A.沸点: B.酸性:丙酸>乙酸>甲酸
C.热稳定性: D.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】D
【详解】A.结构相似的分子晶体相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高;H2O可形成分子间氢键,沸点反常高,故沸点:H2O>H2Se>H2S,故A错误;
B.烃基越长,推电子作用越明显,使得羧基的极性变小,脂肪酸的酸性越弱,故酸性:丙酸<乙酸<甲酸,故B错误;
C.元素非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,非金属性:F>Cl>Br,故热稳定性:HF>HCl>HBr,故C错误;
D.原子半径:Si>C,键长:C—C>C—Si>Si—Si,键能:C—C>C—Si>Si—Si,熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅,故D正确;
答案选D。
23.(23-24高二下·福建龙岩·期中)纳米是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图所示,下列说法正确的是
A.化合物甲、乙均为手性分子
B.化合物甲分子中键与键数目之比为
C.化合物乙中采取sp3杂化的原子有N、C、O
D.化合物甲、乙均存在分子间氢键
【答案】C
【详解】A.手性碳原子必须含是饱和碳原子,且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团,化合物甲中没有连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子,不可能是手性分子,故A错误;
B.单键都是键,双键中含有1个键与键,所以化合物甲分子中键与键数目之比为,故B错误;
C.化合物乙中碳原子均是饱和碳原子,由于O原子的接了两条共价键的单键,故其成键电子对数为2,此时孤电子对数为2,因此其价层电子对数为4,N原子的接了三条共价键的单键,故其成键电子对数为3,此时孤电子对数为1,因此其价层电子对数为4,N、C、O均是sp3杂化,故C正确;
D.化合物甲不存在分子间氢键,化合物乙中含有氨基可以形成分子间氢键,故D错误;
故选C。
24.(23-24高二上·山东滨州·期末)作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备原理如下。下列说法正确的是
A.镍元素位于元素周期表的ds区
B.是含极性键和非极性键的非极性分子
C.乙基蒽醌中含有一个不对称碳原子
D.乙基蒽醇能形成分子间氢键
【答案】D
【详解】A.Ni为第28号元素,位于元素周期表的第四周期Ⅷ族,属于d区,故A错误;
B.中正负电荷中心不重合,是含极性键和非极性键的极性分子,故B错误;
C.乙基蒽醌中没有碳原子连有4个不同的原子或原子团,不含有不对称碳原子,故C错误;
D.乙基蒽醇含有羟基,能形成分子间氢键,故D正确;
答案选D。
25.(23-24高二上·河南洛阳·期末)2023年10月8日第19届亚运会在杭州圆满闭幕,本届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念,首次使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料。下列说法中正确的是
A.甲醇中O-H是键
B.甲醇分子中的碳原子为手性碳原子
C.甲醇的沸点高于乙醇
D.用轨道表示式表示甲醇中C原子的杂化:
【答案】D
【详解】A.H原子只有1s轨道,则甲醇中O-H是s-pσ键,故A错误;
B.甲醇分子中碳原子连接有3个H原子和1个-OH,则该碳原子不是手性碳原子,故B错误;
C.甲醇、乙醇都存在分子间作用力和氢键,但乙醇的相对分子质量大,则乙醇的沸点高于甲醇,故C错误;
D.甲醇中C原子的杂化方式为sp3,由2s、2p轨道杂化形成,即,故D正确;
答案选D。
26.(23-24高二下·浙江台州·期中)下列关于分子的结构和性质的描述错误的是
A.乳酸()分子中含有一个手性碳原子
B.是平面三角形的非极性分子,故在水中的溶解度很小
C.为极性分子,在水中的溶解度比大
D.甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释
【答案】B
【详解】
A.根据手性碳原子的定义,乳酸分子中含有一个手性碳原子,即,故A说法正确;
B.SO3价层电子对数为3+=3,空间构型为平面三角形,属于非极性分子,但SO3能与水反应生成硫酸,因此三氧化硫在水中溶解度较大,故B说法错误;
C.臭氧分子属于极性分子,氧气属于非极性分子,水分子属于极性分子,根据“相似相溶”,即臭氧在水中的溶解度比氧气大,故C说法正确;
D.甲烷分子为非极性分子,水分子为极性分子,根据“相似相溶”可知,甲烷难溶于水,故D说法正确;
答案为B。
27.(23-24高二下·福建福州·期末)化学与社会生产、生活、环境等密切相关,下列说法不正确的是
A.“一带一路”是“丝绸之路经济带”。丝绸的主要成分是蛋白质,属于高分子化合物
B.聚乳酸可用于航天、汽车领域,其合成原料乳酸()具有手性异构
C.医疗上常用95%的乙醇溶液作消毒剂
D.神舟十七号载人飞船所用燃料偏二甲肼[],属于烃的衍生物
【答案】C
【详解】A.丝绸的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子化合物,A正确;
B.当同一个碳上含有四个不同的原子或者原子团时,该碳原子为手性碳原子,则乳酸(CH3CHOHCOOH)具有手性异构,B正确;
C.医疗上常用75%的乙醇溶液作消毒剂,C错误;
D.偏二甲肼可以看成氨气分子中三个氢原子分别被两个甲基和一个氨基取代后的产物,偏二甲肼也属于烃的衍生物,D正确;
故选C。
28.(23-24高二下·湖南衡阳·期末)泽布替尼是第一款完全由中国企业自主研发,在FDA获准上市的抗癌新药,其结构简式如图。下列有关说法正确的是
A.1mol泽布替尼最多消耗2molNaOH
B.一个泽布替尼分子中有2个手性碳原子
C.泽布替尼能发生取代、氧化、加成、消去反应
D.泽布替尼分子中所有碳原子一定共面
【答案】A
【详解】A.一个泽布替尼分子中有2个酰胺基,故1mol泽布替尼最多消耗2molNaOH,故A正确;
B.由图可知,一个泽布替尼分子中有1个手性碳原子,如图,故B错误;
C.泽布替尼分子中有碳碳双键,能发生氧化反应和加成反应,含有苯环能发生取代反应,不能发生消去反应,故C错误;
D.泽布替尼分子中含氮原子的两个环之间为单键且每个环上的碳原子均为饱和碳原子,根据饱和碳原子中最多三原子共面可知所有碳原子一定不共面,故D错误;
故选A。
29.(23-24高二下·山东济南·期末)下列物质中,可能具有旋光性的是
A.甲苯() B.乙醇()
C.乙酸() D.乳酸[]
【答案】D
【详解】手性碳原子连接4个不同的原子或原子团,具有手性碳原子的物质往往具有旋光性;
A.甲苯分子中没有手性碳原子,故A不选;
B.乙酸分子中没有手性碳原子,故B不选;
C.乙醇分子中,没有手性碳原子,故C不选;
D.CH3CHOHCOOH中第二碳原子上分别连有:甲基、羟基、氢原子、羧基四种基团,属于手性碳原子,具有旋光性,故D选;
答案选D。
30.(23-24高二下·黑龙江大庆·期末)分子的结构与性质息息相关,下列说法错误的是
A.易溶于苯、难溶于水,都可用“相似相溶”原理解释
B.二氢呋喃()和降冰片烯()分子中均含有手性碳原子
C.和的中心原子都是杂化
D.碘和干冰升华时克服的粒子间作用为同种类型
【答案】B
【详解】A.、都是非极性分子,水是极性溶剂、苯是非极性溶剂,易溶于苯、难溶于水,都可用“相似相溶”原理解释,故A正确;
B.二氢呋喃()分子中不含手性碳原子,故B错误;
C.和的中心原子价电子对数都是4,都采用杂化,故C正确;
D.碘和干冰升华时克服的粒子间作用都是范德华力,故D正确;
选B。
31.(23-24高二下·河南新乡·期末)化合物甲与乙反应可合成药物中间体丙(如图所示,反应方程式已配平),下列说法错误的是
A.X为 B.甲分子含有手性碳原子
C.甲和乙可用银氨溶液鉴别 D.丙能与酸反应
【答案】B
【详解】A.根据各物质的结构简式及质量守恒可知,X为,故A正确;
B.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,甲分子中不含手性碳原子,故B错误;
C.甲中不含醛基,而乙中含有醛基,故甲和乙可用银氨溶液鉴别,故C正确;
D.丙含有氨基和酰胺基,能与酸反应,故D正确;
答案选B。
32.(23-24高二下·重庆·期末)有机物X在一定条件下可转化为Y,下列说法正确的是
A.X中有手性碳原子 B.电负性:
C.X中基态F原子核外电子有9种空间运动状态 D.中的碳原子有和两种杂化类型
【答案】D
【详解】A.由结构简式可知,X分子中不含有连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故A错误;
B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,则氧元素的电负性大于氮元素,故B错误;
C.氟元素的原子序数为9,基态原子的电子排布式为1s22s22p5,原子核外电子有5种空间运动状态,故C错误;
D.由结构简式可知,X分子中和Y分子中饱和碳原子的杂化方式都为sp3杂化,苯环上碳原子都为sp2杂化,故D正确;
故选D。
33.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期末)下列事实和推论都正确的一组是
A.因为推电子效应:,所以酸性
B.因为相对分子质量:1-溴丁烷>溴乙烷,所以密度:1-溴丁烷>溴乙烷
C.因为存在分子间氢键而没有,所以热稳定性:
D.因为非金属性:F>I,所以沸点:HF>HI
【答案】A
【详解】A.烷基属于推电子基团,其中碳链越长,推电子效应越强,推电子效应:,导致羧基中极性减弱,酸性弱于乙酸,A正确;
B. 由于溴的相对原子质量较大,因此溴代烃的密度相对较大。然而,随着碳链长度的增加,虽然体积增加,但相对增加的质量减少,导致密度逐渐减小,则溴乙烷密度大于1-溴丁烷。,B错误;
C.N原子半径小于P,键长:,键能: ,所以稳定性:,与氢键无关,C错误;
D.二者均为分子晶体,HF分子间存在氢键,所以沸点:HF>HI,D错误;
答案选A。
34.(23-24高二下·四川内江·阶段练习)下列有关杂化的说法错误的是
A.和的中心原子杂化方式都是杂化
B.碳正离子()和中C的杂化方式都是杂化
C.、、、分子中的硫原子都是杂化
D.异山梨醇(上图)中所有碳原子都是杂化,其中有4个是手性碳原子
【答案】A
【详解】A.的中心原子N原子的价层电子对数为:,为sp杂化,的中心原子O原子的价层电子对数为:,为杂化,故A错误;
B.的中心原子C原子的价层电子对数为:,为sp2杂化,的中心原子C原子的价层电子对数为:,为杂化,故B正确;
C.、中S为单键连接,因此为杂化,的结构为、的结构为,均连接4个,因此分子中的硫原子是杂化,故C正确;
D.连接四个不同基团的碳原子为手性碳原子,用*标记,,共有4个是手性碳原子,故D正确;
故答案选A。
35.(2024·四川成都·模拟预测)类推是化学学习和研究中常用的思维方法,下列推测不合理的是
选项
事实
推测
A
乳酸分子有对映异构体
也有对映异构体
B
键角大小:
键角大小:
C
第一电离能大小:
第一电离能大小:
D
沸点:NH3 > PH3
沸点:H2O > H2S
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.饱和碳原子连有四个不同的原子或原子团为手性碳原子,乳酸和都有手性碳原子(两分子中间碳原子),都存在对映异构体,A正确;
B.原子半径S>O,H2O和H2S的中心原子均形成2个σ键,2个孤电子对, H2O的成键电子对之间排斥力更大,键角更大;原子半径P>N,NCl3和PCl3的中心原子均形成3个σ键,1个孤电子对,因此,NCl3的成键电子对之间排斥力更大,键角更大,B正确;
C.同一周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅤA族原子p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,因此第一电离能:P>S>Si,C错误;
D.NH3、H2O分子间存在氢键,PH3、H2S分子间存在范德华力,故沸点:NH3 > PH3,H2O > H2S ,D正确;
故答案为: C。
36.(23-24高二下·广东东莞·阶段练习)下列对分子性质的解释中,不正确的是
A.Cl2是双原子分子,H2S 是三原子分子,这是由共价键的饱和性决定的
B.由于乳酸()中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体
C.由上图可知酸性:H3PO4>HClO,因为电负性O>Cl,O原子的吸电子效应更强
D.HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
【答案】D
【详解】A.由于共价键具有饱和性,Cl原子最外层电子数为7,只能与1个氯原子形成1条共价键,形成双原子分子Cl2,S原子最外层有6个电子,可以与两个H原子形成2条共价键,形成三原子分子H2S,A正确;
B.含有手性碳原子的分子存在手性异构体,乳酸分子中羟基所连碳原子为手性碳原子,因此存在手性异构体,B正确;
C.H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数,所以磷酸的酸性大于次氯酸,C正确;
D.化合物的稳定性与化学键强弱有关,氢键影响HF的沸点但不影响HF的稳定性,D错误;
故选D。
37.(23-24高二下·广西桂林·期中)利用绿氢与反应制备甲醇是缓解能源危机以及实现“碳中和”目标的有效手段。我国科研人员首次利用富含硫空位的少层实现了低温、高效、长寿命催化加氢制甲醉,其活性与选择性均显著优于催化剂,并显示了优异的稳定性。催化机理如图所示。下列说法正确的是
A.甲醇中存在手性碳原子
B.甲醇易溶于水,是因为甲醇可以形成分子内氢煡
C.利用富含硫空位的少层可提高的平衡转化率
D.绿氢与反应制甲醇的过程中,碳由杂化转化为杂化
【答案】D
【详解】A.CH3OH中C原子连有三个H,一个OH,四个基团有三个相同,所以不是手性碳,故A项错误;
B.甲醇中O—C的O可与中的H形成氢键,则甲醇能与水完全互溶,故B项错误;
C.利用富含硫空位的少层MoS2可提高CO2的反应速率,不能提高转化率,故C项错误;
D.CO2中碳原子的价电子对数为:,为sp杂化,CH3OH中分子内C原子有4个σ键、4对电子对,为sp3杂化,故D项正确;
故本题选D。
39.(23-24高二下·湖北·期末)物质的结构决定性质。下列结构因素描述错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
乙炔可与HCN发生加成反应,而乙烯难以发生加成反应
碳原子杂化方式差异
B
2-丁烯存在顺反异构现象,丁烷不存在顺反异构现象
π键不能绕键轴旋转
C
易水解,而难以水解
Si-Cl键能大于C-Cl键能
D
实验合成的酒石酸盐无光学活性(使偏振光的偏振面旋转),发酵得到的酒石酸盐有光学活性
酒石酸盐存在一组对映异构体,而生物机体只生产其中一种特定取向的分子
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.乙炔分子中碳原子采用sp杂化方式,分子中存在两条π键,而乙烯分子中碳原子采用sp2杂化方式,分子中存在一条π键,由于π键键能小,易断裂,因此乙炔比乙烯易发生加成反应,故A正确;
B.2-丁烯存在碳碳双键,丁烷不存在双键结构,π键不能绕键轴旋转,因此2-丁烯存在顺反异构,故B正确;
C.易水解,而难以水解,原因是Si-Cl键能小于C-Cl键能,因此Si-Cl容易断裂,故C错误;
D.酒石酸盐存在一组对映异构体,生物机体只生产其中一种特定取向的分子,另一种合一通过实验合成,故D正确;
故选C。
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学科网(北京)股份有限公司
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