2.3.3分子间作用力分子手性 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修2
2026-08-05
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 分子结构与物质的性质 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 321 KB |
| 发布时间 | 2026-08-05 |
| 更新时间 | 2026-08-05 |
| 作者 | 左耳 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59090674.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦分子间作用力(含范德华力的取向力、诱导力、色散力及氢键的定义、特点、类型)和分子手性(含手性分子、手性碳原子、性质特点、判断方法及应用)核心知识点,通过从定义到分类、性质影响再到应用的逻辑脉络,构建“结构决定性质”的学习支架。
该资料以化学观念为统领,结合“对点练习”中卤素单质熔沸点比较、手性药物反应停构型差异等实例,培养学生微观分析宏观性质的科学思维,课中辅助教师系统授课,课后助力学生通过练习巩固知识、查漏补缺,提升科学探究与实践能力。
内容正文:
2.3.3分子间作用力分子手性
1.分子间的作用力
分子间作用力是指分子与分子之间存在的一种较弱的相互作用力,它不属于化学键,强度远小于共价键、离子键和金属键,主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点、溶解性等。
2.分子间作用力的分类
(1)范德华力
范德华力是普遍存在于分子之间的一种作用力,根据成因不同又可分为以下三种:
取向力:存在于极性分子之间。极性分子具有固有偶极,当两个极性分子相互靠近时,它们的固有偶极会发生定向排列,异极相对,由此产生的相互作用力就是取向力。分子的极性越强,取向力越大。
诱导力:存在于极性分子和非极性分子之间,以及极性分子之间。当极性分子靠近非极性分子时,非极性分子会被极性分子的偶极诱导产生诱导偶极,进而与极性分子的固有偶极相互吸引;极性分子之间也会相互诱导,使偶极矩增大,诱导力随之增强。
色散力:存在于所有分子之间,是范德华力中最主要的一种。分子中的电子和原子核都在不断运动,会导致分子瞬间出现正负电荷中心不重合的情况,产生瞬间偶极,瞬间偶极又会诱导邻近分子产生瞬间偶极,这种由瞬间偶极之间产生的相互作用力就是色散力。一般来说,分子的相对分子质量越大,分子的变形性越强,色散力就越大。
(2)氢键
定义:当氢原子与电负性大、半径小的原子(如F、O、N)以共价键结合时,氢原子还能与另一个电负性大、半径小且含有孤电子对的原子之间产生一种特殊的相互作用力,这种作用力就是氢键。
表示方法:通常用X—H…Y表示,其中X和Y代表F、O、N等电负性大的原子,“—”表示共价键,“…”表示氢键。
特点:氢键的强度比范德华力大,但仍远小于化学键;氢键具有方向性和饱和性,方向性是指X—H…Y尽量在一条直线上,饱和性是指一个氢原子只能形成一个氢键。
类型:分为分子间氢键和分子内氢键。分子间氢键是指不同分子之间形成的氢键,如水分子之间的氢键;分子内氢键是指同一分子内部形成的氢键,如邻羟基苯甲醛分子内的羟基氢与醛基氧形成的氢键。
3.分子间作用力对物质性质的影响
(1)对熔沸点的影响
①范德华力:对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点越高。例如,卤素单质F₂、Cl₂、Br₂、I₂的熔沸点依次升高。
②氢键:分子间氢键的存在会使物质的熔沸点显著升高,因为要使物质熔化或汽化,需要克服额外的氢键。例如,水的熔沸点比同族的硫化氢高很多,就是因为水分子间存在氢键;而分子内氢键的形成会使物质的熔沸点降低,如邻羟基苯甲醛的熔沸点比对羟基苯甲醛低,因为邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,分子间作用力相对较弱。
(2)对溶解性的影响
根据“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,这与分子间作用力密切相关。此外,氢键也会影响溶解性,溶质与溶剂分子之间形成氢键会增大溶质的溶解性,例如乙醇能与水以任意比例互溶,就是因为乙醇分子和水分子之间可以形成氢键。
(3)对物质其他性质的影响
分子间作用力还会影响物质的硬度、挥发性等。一般来说,分子间作用力越强,物质的硬度越大,挥发性越弱。例如,液态的水比硫化氢难挥发,就是因为水分子间的氢键使其分子间作用力更强。
【对点练习】
1.下列说法正确的是
A.沸点大小:
B.很稳定性很强,是因为分子间能形成氢键
C.对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低
D.构成单质分子的微粒之间不一定存在共价键
2.下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比PH3的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑤水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③ D.①②
3.根据“相似相溶”规则和实际经验,下列叙述不正确的是
A.白磷(P4)易溶于CS2,也易溶于水 B.NaCl易溶于水,难溶于CCl4
C.碘易溶于苯,微溶于水 D.卤化氢易溶于水,难溶于CCl4
4.分子的手性
(1)手性与手性分子
我们的左手和右手看起来很相似,但无论怎么翻转都无法完全重合,这种性质就叫做手性。在化学中,有些分子也具有类似的性质,它们的镜像和自身不能完全重合,这样的分子就被称为手性分子。
比如生活中常见的乳酸分子,它就存在两种不同的结构,这两种结构互为镜像,却无法重叠,它们就是手性分子。
(2)手性碳原子
通常手性分子的产生和碳原子有关,我们把连有四个不同原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子,一般用星号(*)标记。比如乳酸分子中的中间碳原子,它分别连接了氢原子、羟基、羧基和甲基,这四个基团都不相同,所以这个碳原子就是手性碳原子,这也是乳酸成为手性分子的原因。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。
(3)手性分子的性质特点
①物理性质
互为镜像的手性分子(也叫对映异构体),它们的很多物理性质比如熔点、沸点、溶解度等都是相同的,但它们对平面偏振光的作用不同。一种会使偏振光向右旋转,另一种会使偏振光向左旋转,我们把能使偏振光向右旋转的称为右旋体,向左旋转的称为左旋体。
②化学性质
在非手性环境中,对映异构体的化学性质基本相同,但在手性环境中,它们的反应活性可能会有很大差异。比如在生物体内,很多酶就是手性的,它们只能和特定构型的手性分子结合发生反应。像我们身体只能吸收右旋的葡萄糖,左旋葡萄糖无法被人体代谢利用。
(4)手性分子的判断方法
①寻找手性碳原子
判断一个分子是不是手性分子,最直接的方法就是看分子中有没有手性碳原子。如果一个分子含有一个手性碳原子,那这个分子一定是手性分子。但要注意,有些分子不含手性碳原子也可能是手性分子,比如某些联苯类化合物,由于分子内的空间阻碍,整个分子的镜像和自身无法重合,这类属于不含手性碳原子的手性分子,不过在高中阶段我们主要关注含手性碳原子的手性分子。
②镜像判断法
我们可以想象画出分子的镜像,然后看这个镜像能不能和原分子完全重合。如果不能重合,那这个分子就是手性分子。比如甲烷,它的四个氢原子是相同的,它的镜像和自身可以完全重合,所以甲烷不是手性分子;而乳酸分子的镜像和自身无法重合,属于手性分子。
(5)手性分子的应用
①医药领域
很多药物都是手性分子,不同构型的手性药物药效可能完全不同。比如反应停,它的右旋体可以缓解孕妇的孕吐反应,但左旋体却会导致胎儿畸形。所以现在制药行业会对药物的手性进行严格控制,尽量只生产具有药效的单一构型药物。
②材料领域
手性材料在液晶显示、不对称催化等方面有重要应用。比如手性液晶材料可以用于制造高性能的显示设备,手性催化剂可以催化不对称合成反应,得到单一构型的手性分子产物。
【对点练习】
1.下列说法错误的是
A.互为手性异构体的分子互为镜像
B.利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子
C.手性异构体分子组成相同
D.手性异构体性质相同
2.下列分子中含3个手性碳原子的是( )
3.2020年1月11日科教频道,以短片介绍了周其林院士“万能”手性催化剂。手性一词来源于希腊语手,是自然界中广泛存在的一种现象。比如我们的左手照镜子时看到的模样与右手一模一样。但在现实世界中,我们的左手却永远无法与右手完全重合,这种现象就叫手性。具有手性特征的物体就叫手性物体。下列说法正确的是( )
A.催化剂在催化过程中实际参与了反应,并改变反应的进程
B.“万能”手性催化剂可以催化任何一种反应
C.催化剂可以加快反应速率,提高反应物的转化率 D.氯仿、甲醇具有手性
【课后作业】
1.下列物质中,既有共价键又有分子间作用力的是
A.氧化镁 B.氦 C.铜 D.液氨
2.下列说法中不正确的是( )
A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键是一种类似于共价键的化学键
B.离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用
C.只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键
D.氢键是一种分子间作用力,氢键比范德华力强
3.下列说法正确的是
A.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键
B.水分子间既存在分子间作用力,又存在氢键
C.氢键是氢元素与其他元素形成的化学键
D.H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键
4.根据相似相溶规则和实际经验,下列叙述不正确的是( )
A.卤化氢易溶于水,也易溶于CCl4 B.白磷(P4)易溶于CS2,但难溶于水
C.碘易溶于苯,微溶于水 D.NaCl易溶于水,难溶于CCl4
5.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
6.下列现象不能用氢键解释的是
A.水分子高温下也很稳定
B.NH3容易液化
C.甲醇极易溶于水
D.液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式
7.下列说法中正确的是
A.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,不能说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
B.甲烷可以形成甲烷水合物,是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键
C.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强
D.由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物,是含有共价键的离子化合物
8.下列对分子性质的解释中,不正确的是
A.F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
B.乳酸()分子中含有2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”原理解释
D.氨气极易溶于水、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
9.下列说法不正确的是
A.的酸性依次增强
B.苹果酸 含有1个手性碳原子
C.均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键
D.以极性键结合的分子不一定是极性分子
10.下列有关叙述错误的是
A.利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子
B.氢键是一种特殊化学键,它广泛地存在于自然界中
C.互为手性异构体的分子互为镜像,且分子组成相同,性质相似
D.由酸性FCH2COOH>CH3COOH,可知酸性ClCH2COOH>CH3COOH
11.下列说法正确的是
A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,化学性质完全相同
B.无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多,酸性越强
C.氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理
D.蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键
12.下列对分子结构及其性质的解释中,不正确的是
A.乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释
B.酸性:,是因为分子中的氢原子数目比HClO多
C.羟基乙酸不属于手性分子,因其分子中不存在手性碳原子
D.的沸点高于,因乙醇分子中含—OH,能形成分子间氢键
13.(1)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是 。
(2)在常压下,甲醇的沸点(65 ℃)比甲醛的沸点(-19 ℃)高,主要原因是 。
(3)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 ,其沸点比NH3的 (填“高”或“低”),其判断理由是 。
(4)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃),原因是 。
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2.3.3分子间作用力分子手性
1.分子间的作用力
分子间作用力是指分子与分子之间存在的一种较弱的相互作用力,它不属于化学键,强度远小于共价键、离子键和金属键,主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点、溶解性等。
2.分子间作用力的分类
(1)范德华力
范德华力是普遍存在于分子之间的一种作用力,根据成因不同又可分为以下三种:
取向力:存在于极性分子之间。极性分子具有固有偶极,当两个极性分子相互靠近时,它们的固有偶极会发生定向排列,异极相对,由此产生的相互作用力就是取向力。分子的极性越强,取向力越大。
诱导力:存在于极性分子和非极性分子之间,以及极性分子之间。当极性分子靠近非极性分子时,非极性分子会被极性分子的偶极诱导产生诱导偶极,进而与极性分子的固有偶极相互吸引;极性分子之间也会相互诱导,使偶极矩增大,诱导力随之增强。
色散力:存在于所有分子之间,是范德华力中最主要的一种。分子中的电子和原子核都在不断运动,会导致分子瞬间出现正负电荷中心不重合的情况,产生瞬间偶极,瞬间偶极又会诱导邻近分子产生瞬间偶极,这种由瞬间偶极之间产生的相互作用力就是色散力。一般来说,分子的相对分子质量越大,分子的变形性越强,色散力就越大。
(2)氢键
定义:当氢原子与电负性大、半径小的原子(如F、O、N)以共价键结合时,氢原子还能与另一个电负性大、半径小且含有孤电子对的原子之间产生一种特殊的相互作用力,这种作用力就是氢键。
表示方法:通常用X—H…Y表示,其中X和Y代表F、O、N等电负性大的原子,“—”表示共价键,“…”表示氢键。
特点:氢键的强度比范德华力大,但仍远小于化学键;氢键具有方向性和饱和性,方向性是指X—H…Y尽量在一条直线上,饱和性是指一个氢原子只能形成一个氢键。
类型:分为分子间氢键和分子内氢键。分子间氢键是指不同分子之间形成的氢键,如水分子之间的氢键;分子内氢键是指同一分子内部形成的氢键,如邻羟基苯甲醛分子内的羟基氢与醛基氧形成的氢键。
3.分子间作用力对物质性质的影响
(1)对熔沸点的影响
①范德华力:对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点越高。例如,卤素单质F₂、Cl₂、Br₂、I₂的熔沸点依次升高。
②氢键:分子间氢键的存在会使物质的熔沸点显著升高,因为要使物质熔化或汽化,需要克服额外的氢键。例如,水的熔沸点比同族的硫化氢高很多,就是因为水分子间存在氢键;而分子内氢键的形成会使物质的熔沸点降低,如邻羟基苯甲醛的熔沸点比对羟基苯甲醛低,因为邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,分子间作用力相对较弱。
(2)对溶解性的影响
根据“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,这与分子间作用力密切相关。此外,氢键也会影响溶解性,溶质与溶剂分子之间形成氢键会增大溶质的溶解性,例如乙醇能与水以任意比例互溶,就是因为乙醇分子和水分子之间可以形成氢键。
(3)对物质其他性质的影响
分子间作用力还会影响物质的硬度、挥发性等。一般来说,分子间作用力越强,物质的硬度越大,挥发性越弱。例如,液态的水比硫化氢难挥发,就是因为水分子间的氢键使其分子间作用力更强。
【对点练习】
1.下列说法正确的是
A.沸点大小:
B.很稳定性很强,是因为分子间能形成氢键
C.对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低
D.构成单质分子的微粒之间不一定存在共价键
【答案】D
【解析】A.HF、HCl、HBr、HI它们的结构相似,相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,但是由于HF分子间可以形成氢键,故沸点HF﹥HI﹥HBr﹥HCl,A错误;B.HF的稳定性很强,是由于F的非金属性强,H-F键键能较大,与氢键无关,B错误;C.邻羟基苯甲醛存在分子内氢键(使其熔、沸点降低),对羟基苯甲醛只存在分子间氢键(使其熔、沸点升高),故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高,C错误;D.稀气体之间不存任何化学键,所以构成单质分子的粒子之间不一定存在共价键,D正确;故选D。
2.下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比PH3的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑤水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.①②③ D.①②
【答案】B
【解析】①NH3分子间能形成氢键,所以NH3的熔、沸点比PH3的高,故选①;②水分子与小分子的醇、羧酸可以形成分子间氢键,所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶,故选②;③冰中水分子间形成的氢键数目多,水分子间的间空隙多,所以冰的密度比液态水的密度小,故选③;④邻羟基苯甲酸易形成分之内氢键,对羟基苯甲酸易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,故选④;⑤水分子高温下也很稳定,与化学键的键能大有关,与氢键无关,故不选⑤;与氢键有关的是①②③④,选B。
3.根据“相似相溶”规则和实际经验,下列叙述不正确的是
A.白磷(P4)易溶于CS2,也易溶于水 B.NaCl易溶于水,难溶于CCl4
C.碘易溶于苯,微溶于水 D.卤化氢易溶于水,难溶于CCl4
【答案】A
【解析】A.白磷分子属于非极性分子,白磷易溶于非极性溶剂CS2,但难溶于极性溶剂水,故A错误;B.NaCl属于离子化合物,易溶于水,难溶于非极性溶剂CCl4,故B正确;C.碘分子属于非极性分子,碘易溶于非极性溶剂苯,微溶于极性溶剂水,故C正确;D.卤化氢分子属于极性分子,卤化氢易溶于极性溶剂水,难溶于非极性溶剂CCl4,故D正确。故选:A。
4.分子的手性
(1)手性与手性分子
我们的左手和右手看起来很相似,但无论怎么翻转都无法完全重合,这种性质就叫做手性。在化学中,有些分子也具有类似的性质,它们的镜像和自身不能完全重合,这样的分子就被称为手性分子。
比如生活中常见的乳酸分子,它就存在两种不同的结构,这两种结构互为镜像,却无法重叠,它们就是手性分子。
(2)手性碳原子
通常手性分子的产生和碳原子有关,我们把连有四个不同原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子,一般用星号(*)标记。比如乳酸分子中的中间碳原子,它分别连接了氢原子、羟基、羧基和甲基,这四个基团都不相同,所以这个碳原子就是手性碳原子,这也是乳酸成为手性分子的原因。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。
(3)手性分子的性质特点
①物理性质
互为镜像的手性分子(也叫对映异构体),它们的很多物理性质比如熔点、沸点、溶解度等都是相同的,但它们对平面偏振光的作用不同。一种会使偏振光向右旋转,另一种会使偏振光向左旋转,我们把能使偏振光向右旋转的称为右旋体,向左旋转的称为左旋体。
②化学性质
在非手性环境中,对映异构体的化学性质基本相同,但在手性环境中,它们的反应活性可能会有很大差异。比如在生物体内,很多酶就是手性的,它们只能和特定构型的手性分子结合发生反应。像我们身体只能吸收右旋的葡萄糖,左旋葡萄糖无法被人体代谢利用。
(4)手性分子的判断方法
①寻找手性碳原子
判断一个分子是不是手性分子,最直接的方法就是看分子中有没有手性碳原子。如果一个分子含有一个手性碳原子,那这个分子一定是手性分子。但要注意,有些分子不含手性碳原子也可能是手性分子,比如某些联苯类化合物,由于分子内的空间阻碍,整个分子的镜像和自身无法重合,这类属于不含手性碳原子的手性分子,不过在高中阶段我们主要关注含手性碳原子的手性分子。
②镜像判断法
我们可以想象画出分子的镜像,然后看这个镜像能不能和原分子完全重合。如果不能重合,那这个分子就是手性分子。比如甲烷,它的四个氢原子是相同的,它的镜像和自身可以完全重合,所以甲烷不是手性分子;而乳酸分子的镜像和自身无法重合,属于手性分子。
(5)手性分子的应用
①医药领域
很多药物都是手性分子,不同构型的手性药物药效可能完全不同。比如反应停,它的右旋体可以缓解孕妇的孕吐反应,但左旋体却会导致胎儿畸形。所以现在制药行业会对药物的手性进行严格控制,尽量只生产具有药效的单一构型药物。
②材料领域
手性材料在液晶显示、不对称催化等方面有重要应用。比如手性液晶材料可以用于制造高性能的显示设备,手性催化剂可以催化不对称合成反应,得到单一构型的手性分子产物。
【对点练习】
1.下列说法错误的是
A.互为手性异构体的分子互为镜像
B.利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子
C.手性异构体分子组成相同
D.手性异构体性质相同
【答案】D
【解析】A.互为手性异构体的分子互为镜像关系,选项A正确;B.在手性催化中,与催化剂手性匹配的化合物在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态,从而只会诱导出一种手性分子,所以利用手性催化剂合成主要得到一种手性分子,选项B正确;C.手性异构体是同分异构体的一种,同分异构体分子式相同,所以手性异构体分子组成相同,选项C正确;D.手性异构体旋光性不同,化学性质可能有少许差异,选项D错误;答案选D。
2.下列分子中含3个手性碳原子的是( )
【答案】D
【解析】一个碳原子所连接的四个原子或基团各不相同,那么该碳原子称为不对称碳原子或手性碳原子,A项中无手性碳原子,B、C、D中含有的手性碳原子(用*标记)分别为B:;C:; D:,故选D。
3.2020年1月11日科教频道,以短片介绍了周其林院士“万能”手性催化剂。手性一词来源于希腊语手,是自然界中广泛存在的一种现象。比如我们的左手照镜子时看到的模样与右手一模一样。但在现实世界中,我们的左手却永远无法与右手完全重合,这种现象就叫手性。具有手性特征的物体就叫手性物体。下列说法正确的是( )
A.催化剂在催化过程中实际参与了反应,并改变反应的进程
B.“万能”手性催化剂可以催化任何一种反应
C.催化剂可以加快反应速率,提高反应物的转化率 D.氯仿、甲醇具有手性
【答案】A
【解析】催化剂参加了反应,降低反应的活化能,实际上是在反应过程中改变反应的进程,但催化剂理论上在整个反应前后是质量不变和化学组成均不变的物质,故A正确;催化剂具有高度的选择性(或专一性),一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,故B错误;催化剂可以加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间,并不能提高反应物的转化率,故C错误;氯仿(CHCl3)与甲醇(CH3OH)无论空间怎么摆放都可以通过旋转与原来分子重合,因而氯仿、甲醇都不具有手性,故D错误。故选A。
【课后作业】
1.下列物质中,既有共价键又有分子间作用力的是
A.氧化镁 B.氦 C.铜 D.液氨
【答案】D
【解析】A.氧化镁只有离子键,A错误;B.氦不含共价键,只有分子间作用力,B错误;
C.铜不含共价键和分子间作用力,C错误;D.液氨分子内有共价键,分子间有分子间作用力,D正确。
2.下列说法中不正确的是( )
A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键是一种类似于共价键的化学键
B.离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用
C.只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键
D.氢键是一种分子间作用力,氢键比范德华力强
【答案】A
【解析】氢键不是化学键,本质上还是一种分子间作用力,氢键要比化学键弱的多,一般只有电负性很强、半径很小的原子才能形成氢键,所以A不正确。
3.下列说法正确的是
A.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键
B.水分子间既存在分子间作用力,又存在氢键
C.氢键是氢元素与其他元素形成的化学键
D.H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键
【答案】B
【解析】A.可燃冰中水分子间存在氢键,但CH4与H2O之间不存在氢键,故A错误;B.水分子间除了存在分子间作用力外,还存在分子间的氢键,故B正确;C.氢键是一种特殊的分子间作用力,不是化学键但比化学键弱,故C错误; D.H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能,而与氢键无关,故D错误。
4.根据相似相溶规则和实际经验,下列叙述不正确的是( )
A.卤化氢易溶于水,也易溶于CCl4 B.白磷(P4)易溶于CS2,但难溶于水
C.碘易溶于苯,微溶于水 D.NaCl易溶于水,难溶于CCl4
【答案】A
【解析】根据相似相溶原理知,极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂,非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂,卤化氢为极性分子,水属于极性分子,所以卤化氢易溶于水,四氯化碳是非极性分子,卤化氢难溶于四氯化碳,故A错误;白磷(P4)、CS2都是非极性分子,水属于极性分子,白磷(P4)易溶于CS2,难溶于水,符合相似相溶原理,故B正确;碘、苯都属于非极性分子,水属于极性分子,碘易溶于苯,微溶于水,符合相似相溶原理,故C正确;NaCl在水分子作用下能发生电离生成水合钠离子、水合氯离子,在四氯化碳中不发生电离,所以NaCl易溶于水,难溶于CCl4,故D正确。
5.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】A.温度升高时,从图中可以看出,“准液体”中水分子与下层丙连接的氢键断裂,从而使冰面变滑,A正确;B.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络结构,B正确;C.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;D.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;故选D。
6.下列现象不能用氢键解释的是
A.水分子高温下也很稳定
B.NH3容易液化
C.甲醇极易溶于水
D.液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式
【答案】A
【解析】A.水分子的稳定性与氧元素的非金属性强有关,与氢键无关,所以水分子高温下也很稳定不能用氢键解释,故A符合题意;B.氨分子间能形成分子间氢键,分子间作用力大,所以容易液化,则氨气容易液化能用氢键解释,故B不符合题意;C.甲醇分子中含有的羟基能与水分子形成氢键,所以极易溶于水,则甲醇极易溶于水能用氢键解释,故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,则液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式能用氢键解释,故D不符合题意;故选A。
7.下列说法中正确的是
A.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,不能说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
B.甲烷可以形成甲烷水合物,是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键
C.同一元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其酸性越强,氧化性也越强
D.由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物,是含有共价键的离子化合物
【答案】D
【解析】A.硫为非极性分子,硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,能说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2,A错误;B.甲烷中C的非金属性弱,与H相连时,不能形氢键,B错误;C.HClO的为弱酸,但是是含Cl含氧酸中氧化性最强的酸,C错误;D.由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1:1、电子总数为38的化合物,为Na2O2,既含有离子键和共价键,D正确;故答案选D。
8.下列对分子性质的解释中,不正确的是
A.F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
B.乳酸()分子中含有2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”原理解释
D.氨气极易溶于水、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
【答案】B
【解析】A.F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子,熔点随相对分子质量增大而升高,故A正确;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,只有1个,故B错误;C.碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子,水为极性分子,分子极性相似的分子易溶,故C正确;D.氨气分子和水分子之间能形成氢键,所以氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛分子内存在氢键,而对羟基苯甲醛分子间存在氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D正确;故选:B。
9.下列说法不正确的是
A.的酸性依次增强
B.苹果酸 含有1个手性碳原子
C.均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键
D.以极性键结合的分子不一定是极性分子
【答案】C
【解析】A.非羟基氧原子数依次增多,酸性依次增强,A正确;B.苹果酸中与羟基相连的碳原子连接四个各不相同的基团,是手性碳原子,B正确;C.HCl不能与H2O形成氢键,C错误;D.以极性键结合的分子不一定是极性分子,如甲烷是非极性分子,D正确;故选C。
10.下列有关叙述错误的是
A.利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子
B.氢键是一种特殊化学键,它广泛地存在于自然界中
C.互为手性异构体的分子互为镜像,且分子组成相同,性质相似
D.由酸性FCH2COOH>CH3COOH,可知酸性ClCH2COOH>CH3COOH
【答案】B
【解析】A.利用手性催化剂合成可只得到一种或主要得到一种手性分子,称为手性合成,故A正确;B.氢键不是化学键,是一种比较强的分子间作用力,它广泛地存在于自然界中,故B错误;C.互为手性异构体的分子互为镜像,且分子组成和原子排列都完全相同,性质相似,故C正确;D.F和Cl都是吸电子基,F或Cl取代了乙酸分子中甲基上的H,使得FCH2COOH和ClCH2COOH中羧基里的羟基的极性更大,酸性都大于乙酸,所以酸性FCH2COOH> CH3COOH,ClCH2COOH> CH3COOH,故D正确;故选B。
11.下列说法正确的是
A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,化学性质完全相同
B.无机含氧酸分子中所含氧原子个数越多,酸性越强
C.氯气易溶于氢氧化钠溶液符合相似相溶原理
D.蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键
【答案】D
【解析】A.手性分子具有完全相同的组成和原子排列,二者结构不同,化学性质不同,故A错误;B.无机含氧酸分子中非羟基氧原子个数越多,酸性越强,故B错误;C.氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液,与相似相溶原理无关,故C错误;D.蛋白质分子中存在O-H、N-H键,所以蛋白质分子间可形成氢键,分子内也存在氢键,故D正确;选D。
12.下列对分子结构及其性质的解释中,不正确的是
A.乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释
B.酸性:,是因为分子中的氢原子数目比HClO多
C.羟基乙酸不属于手性分子,因其分子中不存在手性碳原子
D.的沸点高于,因乙醇分子中含—OH,能形成分子间氢键
【答案】B
【解析】A.水为极性分子,乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分子,所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释,A正确;B.酸性的强弱与分子中氢原子数目的多少无关,酸性:,是因为分子中的非羟基氧原子数目比HClO多,B不正确;C.羟基乙酸分子中没有手性碳原子,所以不属于手性分子,C正确;D.分子中含有-OH,能形成分子间的氢键,而分子间不能形成氢键,所以的沸点高于,D正确;故选B。
13.(1)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是 。
(2)在常压下,甲醇的沸点(65 ℃)比甲醛的沸点(-19 ℃)高,主要原因是 。
(3)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 ,其沸点比NH3的 (填“高”或“低”),其判断理由是 。
(4)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃),原因是 。
【答案】(1)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有。(2)甲醇分子间存在氢键。(3)三角锥形 NH3分子间存在氢键。(4) 苯胺分子之间存在氢键。
【解析】(1)由于乙醇与水分子间存在氢键,而氯乙烷和水分子间不存在氢键,故乙醇在水中的溶解度大于氯乙烷的溶解度。(2)甲醇分子中含有羟基,分子间可以形成氢键,而甲醛分子间只有范德华力,氢键强于范德华力,因此常压下,甲醇的沸点比甲醛高。(3)元素As与N位于同主族,As的氢化物(AsH3)分子的立体结构与N的氢化物(NH3)分子的立体结构相同,均为三角锥形;AsH3的沸点比NH3的低,原因为NH3分子间存在氢键。(4)苯胺的晶体类型为分子晶体,苯胺分子中有氨基,可以形成分子间氢键使得苯胺晶体的熔点、沸点分别高于甲苯。
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