课时梯级训练(11) 氢键、溶解性和分子的手性(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版2019 单选）

课时梯级训练(11)　氢键、溶解性和分子的手性 1．(2024·重庆卷)下列各分子既含有sp2杂化的原子又能与H2O形成氢键的是 (　　) A．CH3CH3 B．CH2===CHBr C．CH3COOH D．CH3CH2NH2 C　解析：CH3CH3中两个碳原子价层电子对数为4，都采用sp3杂化，且和H2O不能形成分子间氢键，A错误；CH2===CHBr中两个碳原子价层电子对数为3，采用sp2杂化，但不能和H2O形成分子间氢键，B错误；CH3COOH的—COOH中碳原子价层电子对数为3，采用sp2杂化，且能和H2O形成分子间氢键，C正确；CH3CH2NH2中C、N原子价层电子对数为4，都采用sp3杂化，D错误。 2．根据以下三种物质的结构，下列说法正确的是 (　　) A．三种物质的沸点：Z>Y>X B．水中的溶解性：Y>Z C．与金属Na反应的剧烈程度：Y>X D．键角：Y中的C—S—H>X中的C—O—H C　解析：X中含有三个羟基，可以形成分子间氢键，沸点比Y大，Z属于盐，沸点最大，则三种物质的沸点：Z>X>Y，A错误；Z属于钠盐，易溶于水，则水中的溶解性：Z>Y，B错误；S的非金属性较弱，则S—H更容易断裂，更容易和钠反应，C正确；两个分子中，S和O的价层电子对数相同，孤电子对数也相同，但O的电负性比S大，则X中电子对之间的斥力更大，键角更大，D错误。 3．下列有关CH4、CHCl3和CCl4的说法正确的是 (　　) A．CH4、CCl4所有原子最外层为8个电子 B．CH4分子之间能够形成氢键 C．CHCl3的沸点低于CCl4的沸点，说明CCl4的分子间作用力更强 D．CHCl3、CCl4的混合物可用分液漏斗进行分离 C　解析：CH4中H原子最外层为2个电子，A错误；CH4分子之间不能够形成氢键，B错误；CHCl3、CCl4均为分子晶体，CHCl3的沸点低于CCl4的沸点，说明CCl4的分子间作用力更强，C正确；CHCl3、CCl4互溶，混合物不可用分液漏斗进行分离，D错误。 4．下列图示中，图1是8­羟基喹啉，图2是用高分辨原子力显微镜观察到的聚集的8­羟基喹啉图像，图3是聚集的分子结构模型。下列说法正确的是 (　　) A．图1中，每个8­羟基喹啉分子中含有5个π键 B．对比图2可验证8­羟基喹啉分子间存在氢键 C．C、N、O的第一电离能依次增大 D．原子力显微镜可直接观测到氢键的本质 B　解析：苯环中为大π键，含氮杂环中含有两个双键，因此每个8­羟基喹啉分子中含有3个π键，A错误；根据图示，8­羟基喹啉分子间存在O—H…N、O—H…O等氢键，B正确；C、N、O位于同周期，其第一电离能随着原子序数递增总的趋势是变大，但N的2p轨道电子半充满，导致其第一电离能大于O，C、O、N的第一电离能依次增大，C错误；通过原子力显微镜无法观察到氢键的本质，D错误。 5．下列说法正确的是 (　　) A．基态碳原子核外有三种能量不同的电子 B．F3CCOOH的酸性小于Br3CCOOH C．SO的中心原子价层电子对数为3 D．CH3CH(OH)COOH分子中有2个手性碳原子 A　解析：基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，占据三个能级，所以有三种能量不同的电子，A正确；吸电子基团越强越多的，酸性越强。氟的电负性更大，吸电子能力更强，所以三氟乙酸的酸性强于三溴乙酸，B错误；SO的中心原子价层电子对数为3＋＝4，C错误；乳酸分子中与羟基和羧基相连的碳原子为连有4个不同原子或原子团的手性碳原子，含有1个手性碳原子，D错误。 6．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．CH3CH2CH2COOH的酸性和CH3COOH的酸性 C．SO2Cl2分子中的Cl—S—Cl键角和SO2F2分子中的F—S—F键角 D．邻羟基苯甲醛()的沸点和对羟基苯甲醛()的沸点 C　解析：由于乙醇中羟基与水分子中羟基相近，能形成分子间氢键，故能与水以任意比互溶，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不符合题意；烷基为推电子基团，烷基越长推电子效应越大，使得羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱，CH3CH2CH2COOH的酸性和CH3COOH的酸性前者小于后者，B不符合题意；SO2Cl2分子和SO2F2分子中硫原子均无孤电子对，所以分子的空间结构均为四面体形，F原子的得电子能力大于氯原子，因为X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F，C符合题意；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不符合题意。 7．有关下列有机物的说法错误的是 (　　) A．的同分异构体中，有醇类和酚类物质 B．萘()难溶于水易溶于CCl4，可用“相似相溶”规律解释 C．H2O的沸点低于CH3CH2OH D．环己烷()中所有C—C—C键角均小于120° C　解析：分子含有1个甲基、1个氧，故其同分异构体中可以有—CH2OH或—OH官能团，故其同分异构体中有醇类和酚类物质，A正确；萘、四氯化碳均为非极性分子，水为极性分子，可用“相似相溶”规律解释，B正确；H2O形成的氢键多于CH3CH2OH，形成氢键越多，沸点越高，C错误；环己烷中碳为sp3杂化，故所有C—C—C键角均小于120°，D正确。 8．制备CH3NH3PbI3的过程如下所示：CH3OHCH3ICH3NH3INH3CH3PbI3。下列说法不正确的是 (　　) A．物质CH3NH3I属于盐 B．CH3OH的沸点大于CH3I的沸点 C．O—H极性：CH3OH>H2O D．第一电离能：N>O>C C　解析：—NH2具有碱性，可以与HI反应生成盐，所以物质CH3NH3I属于盐，A正确；甲醇分子间存在氢键，而CH3I不存在分子间氢键，故沸点甲醇更高，B正确；甲基的推电子能力大于氢原子，O—H极性：CH3OH<H2O，C错误；第一电离能是指气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，因N的2p轨道半充满，相对稳定，第一电离能反而比O大，所以第一电离能大小关系为N>O>C，D正确。 9．二氟化二氧(O2F2)是一种极强的氧化剂和氟化剂，可以发生反应H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2。下列说法不正确的是 (　　) A．H2S分子的空间结构为V形，键角小于109°28′ B．O2F2分子中存在极性键和非极性键 C．根据“相似相溶”规律，O2易溶于水，HF难溶于水 D．HF的沸点在同主族元素形成的氢化物中最高 C　解析：H2S中心硫原子价层电子对数为4，含2个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，略去孤电子对，则H2S的空间结构为V形，由于孤电子对排斥作用大于成键电子对的排斥作用，故H2S的键角小于109°28′，A正确；O2F2的结构式为F—O—O—F，存在极性键(O—F)和非极性键(O—O)，B正确；O2是非极性分子，HF和H2O都是极性分子，且HF和H2O之间可形成氢键，故HF易溶于水，O2难溶于水，C错误；HF形成分子间氢键，同主族其他元素的氢化物只存在范德华力，故HF的沸点在同主族元素形成的氢化物中最高，D正确。 10．已知：手性碳原子是指与四个各不相同的原子或原子团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3与C3F8和CF4等。它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列推测正确的是 (　　) A．NF3是平面形分子 B．CHClFCF3分子中有两个手性碳原子 C．CF4在CCl4中的溶解度比在水中的小 D．CHClFCF3属于极性分子 D　解析：NF3分子中氮原子是sp3杂化，分子呈三角锥形，A错误；CHClFCF3中只有左侧一个手性碳原子，B错误；CF4为非极性分子，CCl4为非极性分子，根据“相似相溶”规律，CF4在水中的溶解度小于在CCl4中的溶解度，C错误；CHClFCF3的正电中心与负电中心不重合，属于极性分子，D正确。 11．甲硫氨酸是构成人体的必需氨基酸之一，结构简式如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A．基态氧原子的电子有5种不同的空间运动状态 B．甲硫氨酸分子含有手性碳原子，故存在手性异构体 C．甲硫氨酸分子中碳原子的杂化轨道类型有sp2和sp3 D．甲硫氨酸分子间不能形成氢键 D　解析：原子核外的电子占有几个原子轨道就有几种空间运动状态，氧原子核外共占有5个原子轨道，则基态氧原子的电子有5种空间运动状态，A正确；该分子中连有—NH2的碳原子是手性碳原子，故属于手性分子，存在手性异构体，B正确；该分子中C===O上的碳原子是sp2杂化，其他碳原子都是sp3杂化，C正确；甲硫氨酸分子含有氨基和羧基，分子间能形成氢键，D错误。 12．下列关于一些实验事实的解释与结论正确的是 (　　) 实验事实 解释与结论 A 水加热到较高温度都难以分解 水分子间存在氢键 B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P—P间的键角是109°28′ C I2易溶于CCl4，难溶于水 CCl4和I2均为非极性分子，水为极性分子，相似相溶 D H2O的沸点高于H2S H—O的键长比H—S的键长短 C　解析：水分子的稳定性与化学键有关，与氢键无关，水加热到较高温度都难以分解，说明水中存在的化学键较强，A错误；白磷是正四面体结构，四个顶角上分别占有一个磷原子，键角为60°，B错误；按“相似相溶”规律，非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂、难溶于极性溶剂中，碘和四氯化碳都是非极性分子，水是极性分子，所以I2易溶于CCl4，难溶于水，C正确；非金属氢化物的熔、沸点与分子间作用力和氢键有关，H2O的沸点高于H2S，是因为水中含有氢键，D错误。 13．下列关于分子性质的解释错误的是 (　　) A．丙酸酸性弱于乙酸，是因为丙酸的烷基长，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 B　解析：丙酸酸性弱于乙酸，是因为丙酸的烷基长，推电子效应大，使其羧基中羟基的极性小，羟基的H—O不容易断裂，因此其酸性比CH3COOH弱，A正确；H2O比H2S沸点高，是因为H2O分子之间除存在范德华力外，还存在氢键，增加了分子之间的相互作用，而H2S分子之间只存在范德华力，而与物质分子内的化学键的键能大小无关，B错误；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，增加了分子之间的相互作用，C正确；对于结构相似的物质，分子的相对分子质量越大，范德华力就越大，则克服分子间作用力使物质熔化、汽化消耗的能量就越多，物质的熔点、沸点就越高。I2、Cl2都是由分子构成，二者结构相似，相对分子质量大小为I2＞Cl2，故范德华力大小为I2＞Cl2，所以沸点：I2＞Cl2，D正确。 14．下列关于分子的结构和性质的描述错误的是 (　　) A．PF5和PCl5分子均为三角双锥结构，两者的沸点关系为PF5＜PCl5 B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子 C．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释 D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 C　解析：五氟化磷和五氯化磷是结构相似的分子，五氟化磷的相对分子质量小于五氯化磷，分子间作用力小于五氯化磷，沸点低于五氯化磷，A正确；连有四个不同基团的碳原子称为手性碳原子，中含1个手性碳原子(*所示)，B正确；甲烷为非极性分子，水为极性分子，甲烷难溶于水可用“相似相溶”规律解释，碘是非极性分子，碘易溶于浓碘化钾溶液与发生反应I2＋I－⥫⥬I有关，不可用“相似相溶”规律解释，C错误；氟的电负性大于氯的电负性，使得F3C—的极性大于Cl3C—的极性，三氟乙酸中的—COOH比三氯乙酸中的—COOH更容易电离出氢离子，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确。 15．物质的组成与结构决定了物质的性质与变化，结构化学是化学研究的重要领域。下列说法正确的是 (　　) A．由于氢键的作用，H2O的稳定性强于H2S B．已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1．1×10-10；水杨酸()第一级电离形成的离子()能形成分子内氢键，据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)＜Ka(苯酚) C．O3的空间结构为V形，其中心原子的杂化方式为sp3杂化 D．在基态14C原子中，核外存在2对自旋相反的电子，其核外电子有4种运动状态 B　解析：氢键与物质的稳定性无关，H2O的稳定性强于H2S，是因为H—O比H—S牢固，A错误；根据题意，水杨酸()第一级电离形成的离子()能形成分子内氢键，分子内氢键的形成会使该粒子中酚羟基上的氢离子更难电离，导致的酸性比苯酚的酸性弱，因此相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)＜Ka(苯酚)，B正确；O3的中心O原子的价层电子对数＝2＋(6－2×2)＝3，且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其中心原子的杂化方式为sp2杂化，O3的空间结构为V形，C错误；基态14C原子电子排布式为1s22s22p2，根据洪特规则，2p能级上的两个电子分别占据一个空轨道，且自旋方向相同，则核外存在2对自旋相反的电子，其核外电子有6种运动状态，D错误。 16．现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表所示： 元素编号 元素性质或原子结构 T 基态原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍 X 基态原子的L层有3个未成对电子 Y 基态原子的L层p电子数比L层s电子数多2个 Z 元素的最高正价为＋7 下列说法正确的是 (　　) A．Z2Y分子的空间结构为直线形 B．TX－的T原子采取sp2杂化 C．XH3在H2Y中的溶解度小于TH4在H2Y中的溶解度 D．XZ3为极性分子，TY2为非极性分子 D　解析：T的最外层电子数是次外层电子数的2倍，则T是碳元素；X基态原子的L层有3个未成对电子，则X原子的电子排布式为1s22s22p3，X是氮元素；Y基态原子的L层p电子数比L层s电子数多2个，则Y的电子排布式为1s22s22p4，Y是氧元素。Z元素的最高正价为＋7，则Z是氯元素。Z2Y为Cl2O，中心氧原子采取sp3杂化，含2个孤电子对，则Cl2O为V形结构，A错误；CN－的碳原子与氮原子形成三键，碳原子采取sp杂化，B错误；NH3与H2O形成分子间氢键，则NH3易溶于水，CH4是非极性分子，难溶于水，故NH3在水中溶解度大，C错误；XZ3、TY2分别为NCl3、CO2，其空间结构分别为三角锥形、直线形，故NCl3是极性分子，CO2是非极性分子，D正确。 17．(2024·安徽卷)常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。已知25 ℃时，Ka(HNO2)＝7．2×10-4，Kb(NH3·H2O)＝1．8×10-5，Kb(NH2OH)＝8．7×10-9。下列有关物质结构或性质的比较正确的是 (　　) A．键角：NH3＞NO B．熔点：NH2OH＞[NH3OH]Cl C．25 ℃同浓度水溶液的pH：[NH3OH]Cl＞NH4Cl D．羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O＞N—H…N D　解析：NH3中N为sp3杂化，NO中N为sp2杂化，因此键角：NO>NH3，A错误；NH2OH为分子晶体，根据资料可知，[NH3OH]Cl为盐，属于离子晶体，因此熔点：NH2OH<[NH3OH]Cl，B错误；[NH3OH]Cl和NH4Cl均为强酸弱碱盐，水解溶液显酸性，对应碱分别为NH2OH和NH3·H2O，且Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，所以同浓度下[NH3OH]Cl水解程度更大，酸性更强，pH更小，C错误；一般情况下原子电负性越强、半径越小，形成的氢键越强，所以氢键的强弱：O—H…O>N—H…N，D正确。 18．X、Y、Z、M、W 为五种短周期元素，X、Y、Z 是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为 15，X 与 Z 可形成XZ2分子；Y 与 M 形成的气态化合物在标准状况下的密度为0．76 g/L；W 的质子数是 X、Y、Z、M 四种元素质子数之和的。下列说法正确的是 (　　) A．Y的简单氢化物的热稳定性强于X，与Y的简单氢化物存在氢键有关 B．XZ2、X2M2、W2Z2均为直线形的共价化合物 C．由 X 元素形成的单质在自然条件下有多种同素异形体存在 D．由 X、Y、Z、M 四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键 C　解析：由题给信息推知，X、Y、Z、M、W 分别代表C、N、O、H、Na。NH3的稳定性强于CH4，与元素的非金属性有关，与氢键无关，A错误；CO2、C2H2均为直线形共价化合物，Na2O2属于离子化合物，B错误；由碳元素形成的单质在自然条件下有多种同素异形体存在，如金刚石、石墨等，C正确；由 C、N、O、H 四种元素形成的化合物不一定既有离子键又有共价键，如CO(NH2)2只含有共价键，D错误。 19．甲醇(CH3OH)空气氧化法是生产工业甲醛(HCHO)的常用方法，发生的反应为2CH3OH＋O2＋2H2O。回答下列问题： (1)CH3OH易溶于水的主要原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)该反应中，碳原子的杂化方式由______变为________。 (3)H2O的中心原子上的孤电子对数为______________，VSEPR模型的空间结构为____________。 (4)HCHO分子内σ键与π键个数之比为________，________(填“是”或“不是”)非极性分子。 (5)CH3OH________(填“存在”或“不存在”)对映异构体，判断的理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)CH3OH与水形成分子间氢键 (2)sp3杂化　sp2杂化 (3)2　四面体形　(4)3∶1　不是 (5)不存在　CH3OH分子不含手性碳原子 20．物质的结构决定了物质的性质。请从结构和性质的角度回答下列问题： (1)下列状态的镁中，失去最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。 (2)在BrCH===CHBr分子中，C—Br采用的成键轨道是________。 (3)基态Fe3+的价层电子轨道表示式为__________________________；按照核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，Fe位于________区。 (4)吡啶()和其衍生物()的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，其中碱性最强的是________________。 (5)吡啶()在水中的溶解度远大于苯，可能原因是 ________________________________________________________________________。 答案：(1)A　(2)sp2­p　(3)　d　(4) (5)吡啶能与H2O分子形成分子间氢键，吡啶和H2O均为极性分子，符合“相似相溶”规律，而苯为非极性分子 解析：(1)A、D表示Mg＋，B、C表示Mg，Mg的第二电离能大于第一电离能，所以A、D失去最外层一个电子需要的能量大于B、C，3p能级的能量大于3s能级，3p能级上的电子易失去，电离最外层一个电子所需能量最大的是A。 (2)在BrCH===CHBr分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，因此C—Br采用的成键轨道是sp2­p。 (3)基态Fe3+的价层电子排布式为3d5，则其价层电子轨道表示式为 ；基态Fe的价层电子排布式为3d64s2，按照核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，因此Fe位于d区。 (4)已知—CH3为推电子基团，—F是吸电子基团，则导致N原子电子云密度大小顺序为＞＞，结合题干信息碱性随N原子电子云密度的增大而增强可知，其中碱性最强的为。 (5)已知苯分子为非极性分子，H2O分子为极性分子，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致吡啶在水中的溶解度远大于苯，故答案为吡啶能与H2O分子形成分子间氢键，吡啶和H2O均为极性分子“相似相溶”，而苯为非极性分子。 学科网（北京）股份有限公司 $$