内容正文:
课时测评12 分子间的作用力 分子的手性
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-12题,每小题3分,共36分)
题点一 范德华力及其对物质性质的影响
1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中,正确的是( )
A.范德华力是决定由分子构成的物质的熔点、沸点高低的唯一因素
B.范德华力与物质的性质没有必然的联系
C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质
D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素
答案:D
解析:范德华力不能影响物质的化学性质,仅能影响由分子构成的物质的部分物理性质,如熔点、沸点,并且不是唯一的影响因素。
2.下列物质的变化,只破坏范德华力的是( )
A.碘单质的升华 B.NaCl溶于水
C.将水加热变为气态 D.NH4Cl受热分解
答案:A
解析:碘的升华,只是状态发生了变化,破坏的是范德华力,没有破坏化学键;NaCl溶于水,会破坏离子键;水由液态变为气态,破坏的是氢键和范德华力;NH4Cl受热分解,破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。
题点二 氢键及其对物质性质的影响
3.下列物质的性质与氢键无关的是( )
A.氨气易液化
B.熔点:>
C.甲醚(CH3—O—CH3)微溶于水,而乙醇可与水以任意比混溶
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
答案:D
解析:液态NH3分子之间可以形成氢键,导致氨气易液化,A不符合题意;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸形成分子间氢键,分子间氢键增大了分子间作用力,使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高,B不符合题意;乙醇分子结构中含有羟基,可以与水分子形成分子间氢键,从而增大了乙醇在水中的溶解度,使其能与水以任意比混溶,而乙醚分子结构中无羟基,不能与水分子形成氢键,在水中的溶解度比乙醇小得多,C不符合题意;HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F的键能比H—Cl的键能大,与氢键无关,D符合题意。
4.已知各种硝基苯酚的性质如下表:
名称
结构简式
25 ℃水中溶解度/g
熔点/℃
沸点/℃
邻硝基苯酚
0.2
45
100
间硝基苯酚
1.4
96
194
对硝基苯酚
1.7
114
295
下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是( )
A.邻硝基苯酚分子内形成氢键,使其熔沸点低于另两种硝基苯酚
B.间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键,也能与水分子形成氢键
C.对硝基苯酚分子间能形成氢键,使其熔沸点较高
D.三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键,所以在水中溶解度小
答案:D
解析:当分子形成分子内氢键时,就难再形成分子间氢键,故其熔沸点低,A正确;间硝基苯酚中与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;形成分子间氢键后,使物质的熔沸点升高,C正确;三种硝基苯酚都能与水形成氢键,故D错误。
5.下列几种氢键:①O—H…O;②N—H…N;
③F—H…F;④O—H…N。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的电负性依次降低,F—H、O—H、N—H键的极性依次降低,故F—H…F中的氢键最强,其次是O—H…O,再次是O—H…N,最弱的是N—H…N。
题点三 溶解性
6.下列现象不能用“相似相溶”解释的是( )
A.氯气易溶于NaOH溶液
B.用CCl4萃取碘水中的碘
C.二氧化硫易溶于水
D.苯与水混合静置后分层
答案:A
解析:氯气易溶于NaOH溶液是氯气与氢氧化钠反应生成水、氯化钠和次氯酸钠,不能用“相似相溶”解释,故选A;碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,用CCl4萃取碘水中的碘,能用“相似相溶”解释,故不选B;二氧化硫、水都是极性分子,所以二氧化硫易溶于水,能用“相似相溶”解释,故不选C;苯是非极性分子、水是极性分子,所以苯不溶于水,混合静置后分层,能用“相似相溶”解释,故不选D。
7.某学生做完实验后,分别采用以下方法清洗仪器,其中应用“相似相溶”规律的是( )
A.用热碱液清洗内壁粘有单质硫的试管
B.用浓盐酸清洗做过高锰酸钾分解实验的试管
C.用氢氧化钠溶液清洗盛过硅酸的试管
D.用四氯化碳清洗做过碘升华实验的烧杯
答案:D
解析:用热碱液清洗内壁粘有单质硫的试管,用的是硫单质可以和热碱溶液反应,不是“相似相溶”,A错误;高锰酸钾具有氧化性,HCl具有还原性,二者发生氧化还原反应,属于化学变化,不属于“相似相溶”原理,B错误;硅酸属于酸,能和NaOH溶液发生中和反应,属于化学变化,不属于“相似相溶”原理,C错误;碘属于非极性分子、四氯化碳属于非极性分子,碘易溶于四氯化碳,属于“相似相溶”原理,D正确。
题点四 分子的手性
8.化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲剂。对于该物质的下列说法错误的是( )
A.该物质属于极性分子
B.该物质可与水形成分子间氢键
C.该物质属于有机物,在水中的溶解度较小
D.从结构分析,该物质在水中溶解度较大
答案:C
解析:根据该有机物的结构可知,其分子结构不对称,属于极性分子,A正确;该物质可与水形成分子间氢键,因此易溶于水,B、D正确,C错误。
9.丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子,它存在对映异构,如图所示。
下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ结构和性质完全不相同
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
答案:D
解析:当四个不同的原子或原子团连接在同一个C原子上时,这个C原子称为手性C原子。但是,这种对称只对物理性质有影响,化学键的种类、数目和分子的极性都是相同的。
10.下图为冰层表面的分子结构示意图。下列说法错误的是( )
A.温度升高时,“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂,使冰面变滑
B.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构
C.第二层“准液体”中,水分子间形成的氢键比固态冰中少
D.由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
答案:D
解析:从图中可以看出,温度升高时,“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂,从而使冰面变滑,A正确;从图中看出,第一层固态冰中,水分子之间通过形成分子间氢键形成空间网状结构,B正确;对比固态冰和“准液体”可知,第二层“准液体”中,水分子间形成的氢键比固态冰中少,C正确;水分子的稳定性与氢键无关,O的非金属性强,导致H—O键稳定,高温下也很难分解,D错误。
11.下列说法中错误的是( )
A.冰的密度比水小、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释
B.CH3CH(OH)CHO中含有一个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用相似相溶规律解释
D.酸性:CF3COOH<CCl3COOH
答案:D
解析:冰中水分子之间形成氢键,使水分子按一定的规则排列,分子间距离增大,造成冰的密度比水小;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,而对羟基苯甲醛存在分子间氢键,邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,A正确;CH3CH(OH)CHO中只有中间的碳原子连接四个不同的原子或原子团,为手性碳原子,B正确;碘为非极性分子,四氯化碳也为非极性分子,甲烷为非极性分子,水为极性分子,根据“相似相溶”分析,非极性分子易溶于非极性溶剂中,极性分子易溶于极性溶剂中,C正确;氟原子的电负性强于氯原子,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸中的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,故三氟乙酸酸性更强,D错误。
12.下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高 ②碳原子数较少的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③常温下H2O为液态,而H2S为气态 ④水分子高温下也很稳定
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.①
答案:B
解析:①因第ⅤA族元素的氢化物中,NH3分子之间存在氢键,则NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高,①正确;②分子中含有C原子数较少的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键,因此可以和水以任意比互溶,②正确;③水分子间存在氢键,所以常温下H2O为液态,而H2S分子间无氢键,所以常温下为气态,③正确;④水分子的稳定性与化学键有关,而与氢键无关,④错误;故合理选项是B。
13.(12分)回答下列问题。
(1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。
①下列因素与NH3的水溶性没有关系的是 (填字母,下同)。
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
②NH3溶于水时,大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质推知NH3·H2O的结构式为 。
a. b.
c. d.
(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,呈正四面体结构。Ni(CO)4易溶于下列 。
a.水 b.CCl4
c.CS2 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: 。
答案:(1)①d ②b (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H2O分子间形成氢键,而CH4、HCOOCH3与水分子间难形成氢键
解析:(1)①NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键,另外还因为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,和水溶性无关。②从氢键的形成原理上讲,a、b都成立;但从空间结构上讲,由于氨分子是三角锥形,易于提供孤电子对,所以,以b方式结合空间位阻最小,结构最稳定;从事实上讲,依据NH3·H2ON+OH-,可知答案为b。(2)CCl4、CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶”原理,CrO2Cl2是非极性分子。(3)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”原理,Ni(CO)4易溶于CCl4和CS2。(4)由有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。
14.(12分)下图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示第ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 (填字母,下同);表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 ;同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物的沸点依次升高,其原因是 。A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点,其原因是 ,如果把这些氢化物分子间存在的主要影响沸点的相互作用表示为A—H…B—,则A元素一般具有的特点是 。
答案:A D 组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高 H2O、HF、NH3都存在分子间氢键 电负性大,原子半径小
解析:第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第二周期元素的气态氢化物中沸点最高的是水,最低的是甲烷;由图可知,A、B、C、D曲线中表示第ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A;表示第ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线D。同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物中分子间的范德华力依次增大,所以沸点依次升高。A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物中分子间都存在氢键,所以它们的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点。
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