第2章 第3节 第2课时 分子间的作用力 分子的手性 课后达标 素养提升-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

1．下列有关物质性质判断正确且可以用范德华力来解释的是(　　) A．沸点：HBr＞HCl B．沸点：CH3CH2Br＜C2H5OH C．稳定性：HF＞HCl D．—OH上氢原子的活泼性：H—O—H＞C2H5—O—H 解析：选A。HBr与HCl的组成和结构相似，HBr的相对分子质量比HCl的大，HBr分子间的范德华力比HCl的大，所以HBr的沸点比HCl的高；CH3CH2Br 的沸点比C2H5OH低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间的作用力；HF比HCl稳定是由于H—F的键能比H—Cl的键能大；H2O分子中—OH上的氢原子比C2H5OH中—OH 上的氢原子更活泼是由于—C2H5是推电子基团，使O—H极性减弱。 2．中科院国家纳米科学中心科研人员在世界上首次得到了分子间氢键的实空间图像。这为科学家理解氢键的本质，进而改变化学反应和分子聚集体的结构奠定了基础。下列有关氢键的说法不正确的是(　　) A．由于氢键的存在，冰能浮在水面上 B．由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水 C．由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI D．氢键是蛋白质分子具有生物活性的高级结构的重要原因 解析：选C。冰中水分子排列有序，含有氢键数目增多，使体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上，A正确；乙醇与水分子间存在氢键，使其在水中的溶解度增大，所以由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水，B正确；卤素的氢化物中只有HF分子间存在氢键，故卤素的氢化物的沸点：HF>HI>HBr>HCl，C错误；氢键具有方向性和饱和性，所以氢键是蛋白质分子具有生物活性的高级结构的重要原因，D正确。 3．下列关于物质溶解性及应用的说法错误的是(　　) A．根据“相似相溶”的规律，用CCl4萃取溴水中的Br2 B．Na2CO3与CaCO3都是电解质，但在相同温度下Na2CO3的溶解度更大 C．卤化氢都易溶于水，且都得到强酸性溶液 D．乙酸比甲酸甲酯易溶于水 解析：选C。A.Br2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，且不与CCl4反应，故可以用CCl4萃取溴水中的Br2；B.Na2CO3与CaCO3都属于电解质，Na2CO3 是易溶性盐，CaCO3是难溶性盐；C.卤化氢都易溶于水，其中HF属于弱酸；D.由于乙酸分子中含有—OH，能与水分子形成氢键，故溶解度大。 4．如下图所示，下列有关两分子的说法正确的是　(　　) A．二者互为同分异构体 B．二者是同一物质 C．二者是手性分子 D．二者互为同系物 解析：选B。手性分子中应含有手性碳原子，即同一个碳原子上连有四个不同的原子或基团，所以二者不是手性分子；二者的分子式相同，结构也相同，故二者是同一物质。 5．在半导体生产或灭火剂的使用过程中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列推测不正确的是(　　) A．熔点：NF3＜C3F8 B．CHClFCF3不存在手性异构 C．C3F8在CCl4中的溶解度比在水中的大 D．由价层电子对互斥模型可确定NF3中N原子采取sp3杂化，分子呈三角锥形 解析：选B。C3F8和NF3均为共价化合物，C3F8的相对分子质量大于NF3的，故熔点：C3F8>NF3，A项正确；CHClFCF3的结构简式为，含有一个手性碳原子，存在手性异构，B项错误；C3F8为非极性分子，易溶于非极性溶剂CCl4，C项正确；NF3的中心N原子上的价层电子对数为4，且含有1个孤电子对，故N原子采取sp3杂化，分子呈三角锥形，D项正确。 6．下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性 C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 解析：选D。由题图可知，丙氨酸的分子中有1个碳原子与—H、—CH3、—NH2和—COOH相连，该碳原子是手性碳原子，故丙氨酸分子为手性分子。Ⅰ和Ⅱ的结构不同，但由于所含官能团相同，因此化学性质相似，A项错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，分子的极性相同，B项错误；Ⅰ和Ⅱ的空间结构均不对称，故都属于极性分子，C项错误；Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类(极性键和非极性键、σ键和π键、单键和双键)和数目完全相同，D项正确。 7. (2024·湖南高二质检)我国科学家发现大脑进入“梦乡”的钥匙为DA(多巴胺)，DA的结构简式如右图所示。下列说法正确的是(　　) A．DA是只含极性键的共价化合物 B．DA分子能溶于水、乙醇等溶剂 C．键能大小决定DA的熔点和沸点 D．DA中所有元素均位于同一周期 解析：选B。由DA的结构简式可知，DA为含有极性键和非极性键的共价化合物，A错误；DA分子中含有氨基和羟基，这两种官能团均能与水、乙醇形成分子间氢键，且DA属于极性分子，故可推知DA能溶于水、乙醇等溶剂，B正确；熔、沸点是物理性质，键能的大小决定物质的化学性质，故DA的熔点和沸点与其分子中的键能大小无关，与分子间作用力大小有关，C错误；DA中含有H、C、N、O 4种元素，其中C、N、O元素位于第二周期，H元素位于第一周期，D错误。 8．已知三种硝基苯酚的部分物理性质见下表： 名称 结构式 25 ℃水中溶解度/g 熔点/℃ 沸点/℃ 邻硝基苯酚 0.2 45 100 续　表 名称 结构式 25 ℃水中溶解度/g 熔点/℃ 沸点/℃ 间硝基苯酚 1.4 96 194 对硝基苯酚 1.7 114 295 下列关于三种硝基苯酚的叙述不正确的是(　　) A．邻硝基苯酚形成分子内氢键，使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚 B．间硝基苯酚不仅能形成分子间氢键，还能与水分子形成氢键 C．对硝基苯酚能形成分子间氢键，使其熔、沸点较高 D．三种硝基苯酚都能形成分子内氢键 解析：选D。当形成分子内氢键时，熔、沸点降低，A正确；间硝基苯酚能形成分子间氢键，使其熔、沸点升高；间硝基苯酚分子中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键，B正确；对硝基苯酚能形成分子间氢键，使其熔、沸点较高，C正确；对硝基苯酚不能形成分子内氢键，D错误。 9．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＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH＋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，呈正四面体形。Ni(CO)4 易溶于__________(填字母)。 a．水　　b．CCl4 c．苯 d．NiSO4溶液 (4)甲醛、甲醇和甲酸等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，试解释其原因：____________________________________________________。 (5)下列分子中若有手性分子，请用“*”标出手性碳原子；若无手性分子，此小题不必作答。(R为烃基) 解析：(1)NH3极易溶于水是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，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分子间易形成氢键，而不是NH3与H2O分子间的作用。(2)CCl4、CS2均是非极性溶剂，根据“相似相溶”的规律可知，CrO2Cl2是非极性分子。(3)由Ni(CO)4呈正四面体形可知，Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯为非极性溶剂，根据“相似相溶”的规律，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(5)手性碳原子必须连有4个不同的原子或原子团。 答案：(1)d　(2)非极性　(3)bc　(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与水分子形成氢键，而甲烷、甲酸甲酯与水分子不能形成氢键 10．(1)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)_____________________ __________________________________(填“>”或“<”)Ka(苯酚)，原因是 _______________________________________________________。 (2)CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是__________；氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成分子间氢键的物质的名称：____________。 (3)下图中曲线表示卤素某种性质随核电荷数的变化趋势，其中正确的是________(填字母)。 (4)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S在乙醇中的溶解度，原因是 ________________________________________________________。 (5)NH3的沸点比CH4的高，主要原因是 ________________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)形成分子内氢键后，羟基的电离能力减弱，故其电离能力比苯酚的弱。(2)固态CO2中存在范德华力，CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是范德华力；根据氢键的形成条件，由H、C、O构成的分子能形成分子间氢键的有HCOOH、CH3COOH等。(3)同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，a正确；F元素无正价，b错误；由于氟化氢中存在分子间氢键，所以沸点：HF>HBr>HCl，c错误；随着相对分子质量的增大，范德华力增大，卤素单质的熔点升高，d错误。(4)水与乙醇可形成分子间氢键，使得水与乙醇互溶，而硫化氢与乙醇不能形成分子间氢键，所以水在乙醇中的溶解度大于硫化氢在乙醇中的溶解度。(5)NH3分子间可形成氢键，使其沸点高于CH4的沸点。 答案：(1)<　 中形成分子内氢键，使—OH更难电离出H＋　(2)范德华力　乙酸(答案合理即可)　(3)a　(4)水分子与乙醇分子之间可形成氢键　(5)NH3分子间可形成氢键 11．(2024·湖南师大附中高二期末)二硫代磷酸酯的分子结构如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．该物质可以与水形成分子间氢键 B．二硫代磷酸酯中C—O的极性小于C—S的极性 C．该分子中的所有原子无法共平面 D．1 mol该物质含有的π键数目为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值) 解析：选B。C、O的电负性之差大于C、S的电负性之差，故C—O的极性大于C—S的极性，故B错误；该分子中含有sp3杂化的碳原子，所有原子无法共平面，故C正确；1个二硫代磷酸酯的分子结构中含有1个P===S和1个C===O，1 mol该物质含有的π键数目为2NA，故D正确。 12．下列两组命题中，Ⅱ组命题正确且能用Ⅰ组命题加以解释的是(　　) 选项 Ⅰ组 Ⅱ组 A 相对分子质量：PH3＞NH3 沸点：PH3＞NH3 B 键能：H—O>H—S 沸点：H2O＞H2S C 分子间作用力：H2O>H2S 稳定性：H2O＞H2S D 相对分子质量：H2Se>H2S 沸点：H2Se＞H2S 解析：选D。由于相对分子质量：PH3>NH3，因此范德华力：PH3>NH3，但NH3分子间存在氢键，而PH3分子间不存在氢键，所以沸点：PH3＜NH3，A中Ⅱ组命题不正确。由于原子半径：O<S，因此键长：H—O<H—S，键能：H—O>H—S，但共价分子的沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O＞H2S，B中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题。由于相对分子质量：H2S>H2O，因此范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能：H—O>H—S，因此稳定性：H2O＞H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，C中Ⅰ组命题不能解释Ⅱ组命题。由于相对分子质量：H2Se>H2S，因此范德华力：H2Se>H2S，沸点：H2Se>H2S，D中Ⅱ组命题正确且能用Ⅰ组命题解释。 13．我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一，一种具有聚集诱导发光性能的物质的分子结构如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A．分子中N原子有sp2、sp3两种杂化方式 B．分子中不含手性碳原子 C．该物质可与钠反应放出H2 D．该物质分子间有范德华力，没有氢键 解析：选D。A.该分子中双键N原子形成2个σ键，且有1个孤电子对，为sp2杂化，单键N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，为sp3杂化，A正确；B.该分子中没有手性碳原子，B正确；C.该物质中存在羧基，具有酸性，能与钠反应放出H2，C正确；D.该物质由分子构成，分子中存在范德华力，结构中含有羧基，可以形成分子间氢键，D错误。 14．下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能，有关说法不正确的是(　　) 表1 分子 熔点/℃ 沸点/℃ 常温时在水中的溶解度 CO －205.05 －191.49 2.3 mL N2 －210.00 －195.81 1.6 mL 表2 CO C—O C===O C≡O 键能/(kJ·mol－1) 357.7 798.9 1 071.9 N2 N—N N===N N≡N 键能/(kJ·mol－1) 193 418 946 A.CO与N2的价电子总数相等 B．由表2可知，CO比N2活泼 C．由表1可知，CO的熔、沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力小于N2 D．由表1可知，常温时，CO在水中的溶解度大于N2，这是因为CO分子有弱极性 解析：选C。CO与N2的价电子总数均为10，A正确；CO与N2的分子结构相似，一个CO分子中含有2个π键，根据题表2中键能数据可知，CO中第一个π键的键能约为1 071.9 kJ·mol－1－798.9 kJ·mol－1＝273 kJ·mol－1，N2中第一个π键的键能约为946 kJ·mol－1－418 kJ·mol－1＝528 kJ·mol－1，CO中第一个π键的键能较小，所以CO中第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂，所以CO比N2活泼，B正确；由题表1可知，CO的熔、沸点高于N2，这是因为CO分子间作用力大于N2，C错误；H2O为极性分子，N2为非极性分子，CO为极性分子，由题表1可知，常温时，CO在水中的溶解度大于N2，这是因为CO分子有弱极性，D正确。 15．A、B、C、D、E为5种短周期非金属元素，其中A、B、C的价层电子排布式可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c；A与B在不同周期，D与B同主族，E在C的下一周期且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题： (1)由A、B、C、E四种元素中的两种可形成多种分子，如①BC2；②BA4；③A2C2；④BE4，其中属于极性分子的是__________(填序号)。 (2)C的简单氢化物比下一周期同族元素的简单氢化物沸点高，原因是________________________________________________________________________。 (3)B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂，其分子式分别为__________、__________。DE4在前者中的溶解性__________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。 (4)BA4、BE4和DE4的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式)。 解析：由s轨道最多可容纳2个电子及5种元素均为短周期非金属元素可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O；由D与B同主族可知，D为Si；由E在C的下一周期且是同周期元素中电负性最大的元素可知，E为Cl。(1)①②③④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他均为非极性分子。(2)C的简单氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。(3)B、A两元素组成C6H6(苯)，C、A两元素组成H2O，二者都为常见的溶剂。SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂C6H6(苯)。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者组成和结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增强，沸点依次升高。 答案：(1)③　(2)H2O分子间存在氢键 (3)C6H6　H2O　大于　(4)SiCl4>CCl4>CH4 学科网（北京）股份有限公司 $