2.3 分子结构与物质的性质 第2课时（讲义）化学人教版选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第三节 分子结构与物质的性质 第2课时 分子间的作用力 课标要点 1.认识分子间存在相互作用力，知道范德华力和氢键是常见的分子间作用力。 2.能说明范德华力和氢键对物质熔、 沸点等性质的影响，形成“结构决定性质”的基本观念。 3.初步认识分子的手性，了解手性分子在药物研究中的应用。 学习重难点 重点： 1.分子的手性对其性质的影响。 2.分子间作用力对性质的影响。 难点： 1.氢键对性质的影响。 知识点 分子间作用力 1.范德华力及其对物质性质的影响 (1)概念：物质的分子之间存在着相互作用力，把这类分子间作用力称为范德华力。 (2)影响因素：结构和组成相似的分子，相对分子质量越大范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。 (3)对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的物理性质，范德华力越强，物质的熔点、沸点越高。 2.氢键及其对物质性质的影响 (1)概念：氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的作用力。 (2)表示方法：氢键通常用X—H…Y—表示，“－”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 (3)分类及其特征 ①分类：氢键可分为分子内氢键和分子间氢键。存在分子内氢键，存在分子间氢键。如图： 前者的沸点低于后者。 ②特征：氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级。氢键具有方向性和饱和性。 (4)对物质性质的影响：氢键主要影响物质的熔、沸点。分子间氢键使物质熔、沸点升高，分子内氢键使物质熔、沸点降低。 3.物质的溶解性 (1)“相似相溶”规律 ①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。 ②实例：蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。 (2)影响物质溶解性的因素 ①外界因素：主要有温度、压强等。 ②氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，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较小。 随学随练 1.关于氢键及范德华力，下列说法正确的是(　　) A.氢键比范德华力强，所以它属于化学键 B.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高 C.沸点：HI＞HBr＞HCl＞HF D.H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O分子之间形成氢键所致 【答案】B 【解析】氢键比范德华力强，但它不属于化学键，氢键是分子间作用力，故A项错误；分子间氢键的存在，大大加强了分子间的作用力，使物质的熔、沸点升高，故B项正确；结构和组成相似的共价化合物，相对分子质量越大，物质的沸点越高，但HF中存在氢键，导致HF的沸点比卤族其他元素的氢化物的沸点高，沸点大小为HF＞HI＞HBr＞HCl，故C项错误；氢键只影响物质的物理性质，不影响化学性质，故D项错误。 2.下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是(　　) A.氨极易溶于水 B.氯气易溶于NaOH溶液 C.酒精与水以任意比互溶 D.苯萃取碘水中的I2 【答案】B 【解析】氨和水均属于极性分子，且氨能与水形成分子间氢键，根据“相似相溶”规律，氨极易溶于水，故A不符合题意；氯气能与NaOH溶液反应生成可溶于水的NaCl和NaClO，不符合“相似相溶”规律，故B符合题意；CH3CH2OH和水分子均属于极性分子，根据“相似相溶”规律，酒精易溶于水，故C不符合题意；碘单质和苯均属于非极性分子，根据“相似相溶”规律，碘单质易溶于苯，故D不符合题意。 知识点 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.手性分子的应用 (1)医药：现今使用的药物中手性药物超过50%。对于手性药物，一个异构体可能有效，而另一个异构体可能是无效，甚至是有害的。 (2)手性合成：2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到或者主要得到一种手性分子，这种独特的合成方法称为手性合成。 (3)手性催化剂：手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成，可以比喻成握手——手性催化剂像迎宾的主人伸出右手，被催化合成的手性分子像客人，总是伸出右手去握手。 随学随练 1.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 【答案】D 【解析】从题图可看出，丙氨酸分子中有1个碳原子与—H、—CH3、—NH2和—COOH相连，该碳原子是手性碳原子，故丙氨酸分子有手性异构体。Ⅰ和Ⅱ的结构不同，但由于其所含官能团相同，化学性质相似，A项错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，互为手性异构体，故Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类和数目完全相同，且分子的极性相同，B项错误、D项正确；Ⅰ和Ⅱ均不具有对称中心，故Ⅰ和Ⅱ均是极性分子，C项错误。 2.下列分子中含有手性碳原子的是(　　) A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.CH3CH(CH3)2 D.CH3CH(CH3)CHClCOOH 【答案】D 【解析】CH3CH(CH3)CHClCOOH分子中，有一个碳原子所连的四个基团分别是羧基、异丙基、氢原子和氯原子，该碳原子为手性碳原子，选项D正确。 3.维生素C的结构简式是，它能防治坏血病，该分子中有几个手性碳原子(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】B 【解析】该分子中属于手性碳原子的是左边第二号、三号碳，它们均连接四个不同原子或原子团，所以该分子中含有2个手性碳原子。 拓展 氢键对物质性质的影响总结 对物质熔、沸 点的影响 (1)含有分子间氢键的物质，熔、沸点往往比同系列氢化物的熔、沸点高，如ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族中，NH3、H2O和HF的熔、沸点反常高。 (2)含有分子内氢键的物质，熔、沸点一般会有所降低，如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点(45 ℃)比有分子间氢键的间硝基苯酚熔点(96 ℃)和对硝基苯酚熔点(114 ℃)都要低。 对溶解 度的影响 在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大，如HF和NH3在水中溶解度比较大。而溶质分子内如果能够形成氢键，它在极性溶剂中的溶解度则会有所降低。 对物质密 度的影响 (以水为例) 在水中，一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子是沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有水分子全部缔合——结冰后，所有的水分子按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，造成体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小于水的密度。 (1)氢键不属于化学键，它是一种较强的分子间作用力，其强度：共价键＞氢键＞范德华力。 (2)在一定条件下测定HF、H2O的相对分子质量时，测定结果偏大的原因是HF分子间及H2O分子间通过氢键形成了(HF)n、(H2O)n等缔合分子。 活学活用 1.下列物质的性质与氢键无关的是(　　) A.冰的密度比液态水的密度小 B.NH3易液化 C.NH3分子比PH3分子稳定 D.相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高 【答案】C 【解析】由于氢键的作用，使水分子的排列更加有序，水结成冰，体积会膨胀，故冰的密度比水的密度小；NH3分子间也存在氢键，增强了分子间作用力，使NH3易液化；H2O分子间有氢键，而H2S分子间无氢键，故H2O的沸点高于H2S；NH3比PH3稳定，原因是N—H键的键能比P—H键的键能大，与氢键无关。 2.下列说法中错误的是(　　) A.卤化氢中HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键 B.H2O的沸点比HF的高，可能与氢键有关 C.氨水中含有分子间氢键 D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上 【答案】D 【解析】因氟化氢分子之间存在氢键，所以HF是卤化氢中沸点最高的；H2O分子中的O原子与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键，而HF分子中的F原子只能与其他HF分子中的H原子形成一个氢键，氢键越多，熔沸点越高；氨水中除NH3分子之间存在氢键，NH3与H2O，H2O与H2O之间都存在氢键，C正确；氢键中的X—H…Y三原子应尽可能的在一条直线上，但在特定条件下如空间位置的影响下，也可能不在一条直线上，故D错。 3.有关氢键的下列说法正确的是(　　) A.氢键比范德华力强，是氢元素与其他元素形成的一种特殊的化学键 B.氢键是乙醇熔、沸点比乙烷高的原因之一 C.只有分子之间才可能形成氢键 D.HF是一种非常稳定的化合物，这是由于氟化氢分子之间氢键的键能大所致 【答案】B 【解析】相邻原子间强烈的相互作用是化学键，氢键是分子间的作用力，所以氢键不是化学键，故A错误；乙醇的熔、沸点比含相同碳原子的烷烃的熔、沸点高的主要原因是乙醇分子之间易形成氢键，故B正确；氢键有分子内和分子间氢键，所以不一定只有分子之间才可能形成氢键，故C错误；氢键只影响物质的物理性质，HF是一种非常稳定的化合物，这是由于氢氟键的键能大所致，故D错误。 拓展 手性分子的成因与判断 1.手性分子的成因 当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。例如，CHBrClF的手性结构如图1所示。又如丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性结构如图2所示。 2.手性碳原子的判断 有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。 活学活用 1.下列有机物分子具有手性异构体的是(　　) A.CH4 B.CH3CH2OH C. D.CH3COOH 【答案】C 【解析】只有C项中分子存在手性异构体，中标有“*”的碳原子是手性碳原子，其余碳原子不是手性碳原子。 2.手性分子往往具有一定光学活性。乳酸分子是手性分子，如图。乳酸中的手性碳原子是(　　) A.① B.② C.③ D.②③ 【答案】B 【解析】②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基因。 3.当一个碳原子连接四个不同原子或原子团时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是(　　) 【答案】C 【解析】A、B、D三项中化合物均只含有1个手性碳原子，中标*的为化合物中含有的手性碳原子，故仅有C项符合题意。 题型 范德华力 ▌例1 下列物质变化，只与范德华力有关的是(　　) A.干冰升华 B.乙酸汽化 C.乙醇与丙酮混溶 D.OHC—N(CH3)2溶于水 【答案】A 【解析】干冰是CO2固体，升华时只克服范德华力，A符合题意；CH3COOH汽化时克服氢键和范德华力，B不符合题意；CH3CH2OH分子间存在氢键，与丙酮混溶需克服氢键和范德华力，C不符合题意；OHC—N(CH3)2的结构为，其与水可形成分子间氢键，D不符合题意。 ▌对点练1-1 在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是(　　) A.范德华力、范德华力、范德华力 B.范德华力、范德华力、共价键 C.范德华力、共价键、共价键 D.共价键、共价键、共价键 【答案】B 【解析】“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气”是物理变化过程，破坏范德华力，“石蜡蒸气→裂化气”是化学变化过程，破坏共价键，故B符合题意。 ▌对点练1-2 如图表示CX4(X为F、Cl、Br、I)的熔点和沸点变化规律，下列有关说法错误的是(　　) A.组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点通常越高 B.由以上规律可以得出沸点：I2>Br2>Cl2>F2 C.由以上规律可推出NH3、PH3、AsH3的沸点逐渐升高 D.CF4、CCl4、CBr4、CI4的共价键键长逐渐增大，分子稳定性逐渐减弱 【答案】C 【解析】NH3分子间存在氢键，所以NH3、PH3、AsH3中沸点最高的是NH3，C错误。 题型 氢键 ▌例2 中科院国家纳米科学中心宣布，该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。下列说法正确的是(　　) A.由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105° B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C.由于氢键的存在，沸点顺序：HCl>HBr>HI>HF D.乙醇分子与水分子之间存在范德华力和氢键 【答案】D 【解析】由于孤电子对的排斥作用，水分子中的氢氧键键角是105°，A错误；氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，B错误；由于氢键的存在，沸点顺序应为HF>HI>HBr>HCl，C错误。 ▌对点练1-1 下列有关氢键的说法不正确的是(　　) A.由于氢键的存在，沸点：H2O>H2S>H2Se B.由于氢键的存在，乙醇比CH3OCH3更易溶于水 C.由于氢键的存在，冰能浮在水面上 D.DNA分子独特的双螺旋结构与氢键有关 【答案】A 【解析】H2O分子间存在氢键，沸点较高，H2S、H2Se分子间不存在氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，则沸点：H2O>H2Se>H2S，A错误；乙醇含羟基，可与水分子形成氢键，而CH3OCH3不能，因此乙醇比CH3OCH3更易溶于水，B正确；由于冰中水分子间氢键互相连接，冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度小于液态水，因此冰能浮在水面上，C正确；DNA分子两条链上的碱基通过氢键作用进行配对，维持其独特的双螺旋结构，D正确。 ▌对点练1-2 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图(~代表糖苷键，…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，在DNA解旋和复制时不需其他作用即可被破坏和形成 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 【解析】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，故鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用更强，A正确；虽然氢键的键能较小，但其断裂仍需要其他作用，B错误；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；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。 题型 手性碳原子与手性异构体 ▌例3 下列分子中指定的碳原子(用“*”标记)不属于手性碳原子的是(　　) A.苹果酸 B.丙氨酸 C.葡萄糖 D.甘油醛 【答案】A 【解析】中*号碳原子上连有两个氢原子，不是手性碳原子，故选A。 ▌对点练1-1 下列分子中含3个手性碳原子的是(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】D项，中间3个碳原子分别连有4个不同的原子或基团，都是手性碳原子，符合题意。 ▌对点练1-2 下列分子中含有手性碳原子的是(　　) A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.CH3CH(CH3)2 D.CH3CH(CH3)CHClCOOH 【答案】D 【解析】CH3CH(CH3)CHClCOOH分子中，有一个碳原子所连的四个基团分别是羧基、异丙基、氢原子和氯原子，该碳原子具有手性，选项D正确。 基础通关 1.下列说法正确的是(　　) A.正是由于氢键的存在，冰能浮在水面上 B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C.由于氢键的存在，沸点：AsH3>PH3>NH3 D.由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105° 【答案】A 【解析】氢键不是化学键，B项错误；NH3分子间存在氢键，其沸点比AsH3的大，C项错误；由于氧原子中孤电子对的影响，水分子中氢氧键键角为105°，D项错误。 2.下列物质在水中溶解度的顺序正确的是(　　) A.NH3＞HCl＞CO2＞SO2＞Cl2 B.SO2＞CS2＞H2S＞S8 C.HOCH2(CHOH)4CHO＞C17H35COOH＞HCOOH D.HF＞CO2＞CH4 【答案】D 【解析】水为极性分子，与水形成氢键、与水反应的气体在水中溶解度大。二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，二氧化硫在水中的溶解度大于二氧化碳，A项错误；CS2是非极性分子，溶解度小于H2S，B项错误；HCOOH与水形成氢键，能与水混溶且同类有机物的相对分子质量越大，极性越弱，在水中的溶解度越小，C项错误；HF与水形成氢键，CH4和二氧化碳都是非极性分子，而二氧化碳与水反应，所以HF的溶解度最大，CH4最小，D项正确。 3.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。 4.利用“相似相溶”这一经验规律可说明的事实是(　　) ①HCl易溶于水　②I2微溶于水　③Cl2能溶于水　④NH3易溶于水 A.①②④ B.②③ C.①②③ D.①②③④ 【答案】A 【解析】HCl、NH3、H2O均属于极性分子，I2、Cl2均属于非极性分子，根据“相似相溶”规律可知，HCl、NH3易溶于水，I2微溶于水；Cl2能溶于水是因为Cl2和H2O反应生成了HCl和HClO。 5.如图中两分子的关系是(　　) A.互为同分异构体 B.是同一种物质 C.是手性分子 D.互为同系物 【答案】B 【解析】本题很容易看成镜面对称结构而选择手性分子，但根据手性分子的判断方法，找不到手性碳原子，所以不是手性分子；分子相同，结构相同，是同一种物质。 6.下列与氢键有关的说法中错误的是(　　) A.氨水中存在分子间氢键 B.形成氢键A—H…B的三个原子总在一条直线上 C.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 D.DNA双螺旋结构中，两个螺旋链通过氢键结合 【答案】B 【解析】氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键，A正确；氢键具有一定的方向性，但不是一定在一条直线上，如，B错误；HF分子间存在氢键F—H…F，使氟化氢分子间的作用力增大，所以氟化氢的沸点较高，C正确；DNA双螺旋的两个螺旋链通过氢键相结合，D正确。 7.维生素C的结构简式是，它能防治坏血病，该分子中的手性碳原子数为(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】B 【解析】维生素C分子中有2个连接四个不同原子或原子团的碳原子，所以含有2个手性碳原子，故选B。 8.下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是(　　) A.NH3 B. C.H2S D.C2H5OH 【答案】B 【解析】通常能形成氢键的分子中含有：N—H键、H—O键或H—F键。NH3、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B项中的O—H键与另一分子中中的O可在分子间形成氢键，同一分子中的O—H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。 9.下列化合物中含有2个手性碳原子的是(　　) 【答案】C 【解析】A、B、D三项中化合物均只含有1个手性碳原子，C项中标*的为化合物中含有的手性碳原子。 10.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是(　　) A.苹果酸 B.丙氨酸 C.葡萄糖 D.甘油醛 【答案】A 【解析】中连接了2个氢原子，不是手性碳原子，A错误。 素养提升 11.胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下： 下列说法不正确的是(　　) A.Cu2＋的价层电子排布式为3d9 B.在上述结构示意图中，可观察到极性键 C.胆矾中的水分子间均存在氢键 D.胆矾中的结晶水，加热时会分步失去 【答案】C 【解析】Cu2＋的价层电子排布式为3d9，A项正确；在题述结构示意图中，存在极性键，B项正确；胆矾中的水分为两类，一类是形成氢键的水分子，一类是与铜离子结合的水分子，受热时会分步失去，C错误，D正确。 12.下列关于Si、P、S、Cl及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　) A.中心原子的半径依次减小是H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4中羟基的数目依次减小的原因之一 B.结构简式为的物质中含有不对称原子P，该物质可能有手性 C.SiCl4、PCl3、SCl2中键角最大的是PCl3 D.实验测定分子的极性大小可以区别顺­1，2­二氯乙烯和反­1，2­二氯乙烯 【答案】C 【解析】中心原子的半径越小，则R—O—H中R—O越强，O—H越易断裂，所以半径越小，羟基数目越少，A正确； 采用类推法，中心P＋原子相当于中心C原子，由于P＋原子所连的4个原子团都不相同，所以P＋具有手性，是不对称原子，该物质有手性，B正确；SiCl4、PCl3、SCl2的中心原子的价层电子对数都为4，都发生sp3杂化，但由于孤电子对对成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强，所以键角SiCl4＞PCl3＞SCl2，键角最大的是SiCl4，C错误；顺­1，2­二氯乙烯是轴对称结构，反­1，2­二氯乙烯是中心对称结构，所以分子极性的大小不同，D正确。 13.已知各种硝基苯酚的性质如下表： 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 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、沸点低于另外两种硝基苯酚 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.三种硝基苯酚都能形成分子内氢键 【答案】D 【解析】当分子形成分子内氢键时，熔、沸点降低，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、D错误；对硝基苯酚能形成分子间氢键，使其熔、沸点升高，C正确。 16.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 【答案】D 【解析】从题图可看出，丙氨酸的分子中有1个碳原子与—H、—CH3、—NH2和—COOH相连，是手性碳原子，故丙氨酸分子有手性异构体。Ⅰ和Ⅱ的结构不同，但由于其所含官能团相同，化学性质相似，A项错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，且分子的极性相同，B项错误；Ⅰ和Ⅱ的空间结构不对称，故均是极性分子，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。 17.下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是(　　) 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溶液是因为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”规律解释，故A项符合题意；碘和四氯化碳都是非极性分子，根据“相似相溶”规律，碘易溶于四氯化碳，用CCl4萃取碘水中的碘，能用“相似相溶”规律解释，故B项不符合题意；二氧化硫和水都是极性分子，所以二氧化硫易溶于水，能用“相似相溶”规律解释，故C项不符合题意；苯是非极性分子、水是极性分子，所以苯与水不互溶，混合静置后分层，能用“相似相溶”规律解释，故D项不符合题意。 18.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是(　　) A.符合通式CnH2nO3 B.分子间能形成氢键 C.分子间不存在范德华力 D.分子中含σ键和π键 【答案】B 【解析】二甘醇的分子式为C4H10O3，不符合通式CnH2nO3；二甘醇分子之间能形成O—H…O—，也存在范德华力；分子中只有σ键，不含π键。 19.甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，以下说法正确的是(　　) A.甲醛分子间可以形成氢键 B.甲醛分子和甲醇分子内C原子均采取sp2杂化 C.甲醛为非极性分子 D.甲醇的沸点远高于甲醛的沸点 【答案】D 【解析】甲醛分子中，H原子与C原子相连，碳元素的电负性相对较小，甲醛分子间不能形成氢键，故A错误；HCHO中C原子采取sp2杂化，CH3OH分子中C原子采取sp3杂化，故B错误；甲醛分子是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，为极性分子，故C错误；甲醇分子之间形成氢键，甲醛分子之间不能形成氢键，故甲醇的沸点高于甲醛的沸点，故D正确。 20.下列性质差异与影响因素匹配错误的是(　　) 选项 性质差异 影响因素 A 沸点：正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 范德华力大小 B 酸性：CH3COOH>CH3CH2COOH 烃基不同 C 溶解性：蔗糖在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度 相似相溶 D 稳定性：H2O的分解温度大于H2S 有无氢键 【答案】D 【解析】新戊烷支链多，对称性好，范德华力小，沸点较低，A正确；烃基(R—)越长，推电子效应越大，则—CH2CH3的推电子效应比—CH3大，故酸性：CH3COOH>CH3CH2COOH，B正确；蔗糖、H2O都是极性分子，苯是非极性分子，根据“相似相溶”规律，蔗糖在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度，C正确；H2O的分解温度大于H2S，是因为O—H的键能大于S—H，D错误。 迁移创新 21.下列说法不正确的是(　　) A.CH3COOH、CH2ClCOOH、CH2FCOOH的酸性依次增强 B.CH3COONa中不含手性碳原子 C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O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】电负性：H<Cl<F，烃基上C原子所连卤素原子的电负性越强，—COOH中的氢离子越容易电离，故CH3COOH、CH2ClCOOH、CH2FCOOH的酸性依次增强，A正确；HCl不能与水形成氢键，C错误；以极性键结合的分子不一定是极性分子，如CH4为由极性键构成的非极性分子，D正确。 22.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中虚线表示氢键)。下列有关说法正确的是(　　) A.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 B.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 C.分子中B、O最外层为8e-稳定结构 D.B原子杂化轨道的类型为sp2，同层分子间的主要作用力是范德华力 【答案】B 【解析】氢键属于分子间作用力，与分子的稳定性无关，故A错误；1个H3BO3分子对应6个氢键，1个氢键对应2个H3BO3分子，因此含1 mol H3BO3分子的晶体中有3 mol氢键，故B正确；硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3个共用电子对，因此B原子最外层不是8e-稳定结构，故C错误；硼原子价层电子对数为3，杂化类型为sp2杂化，由图可知，同层的H3BO3分子之间主要通过氢键相连，故D错误。 23.向碘水中加入CCl4，振荡静置后水层黄色变浅而CCl4呈紫色，再加入少量浓KI溶液，发生反应：I2+I-⥫⥬(键角为180°)。下列说法中不正确的是(　　) A.在水中的溶解度大于在CCl4中的溶解度 B.的中心I原子为sp杂化 C.I2易溶于KI溶液不适用“相似相溶” D.加浓KI溶液振荡静置，CCl4层紫色变浅 【答案】B 【解析】是带电荷的极性离子，根据“相似相溶”规律，在水中溶解度大于在CCl4中的溶解度，A正确；中心I原子的价层电子对数为2+=5，因此中心I原子为sp3d杂化，B错误；I2易溶于KI溶液是因为发生反应：I2+I-⥫⥬，C正确；加入浓KI溶液后，I-浓度增大，平衡I2+I-⥫⥬正向移动，CCl4中溶解的I2不断进入水层转化为，因此CCl4层紫色变浅，D正确。 24.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 ________________________________________________________________。 (2)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)三角锥形　低　NH3分子间存在氢键 (2)苯胺分子之间存在氢键 【解析】(1)As与N同族，则AsH3分子的立体结构类似于NH3，为三角锥形；由于NH3分子间存在氢键，使沸点升高，故AsH3的沸点较NH3低。(2)苯胺比甲苯的熔、沸点都高，因为苯胺中存在电负性较强的N，可以形成分子间氢键。 25.回答下列问题。 (1)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示，呈现这种变化关系的原因是_________________________________________________________________________。 (2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因它们是极性分子外，还因为_____________________________，乙醇在H2O中的溶解度大于在H2S中的，其原因是______________________________________。 【答案】(1)硅烷的结构和组成相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高 (2)H2O与CH3CH2OH分子间可以形成氢键　H2O分子和乙醇分子之间形成氢键，而H2S分子和乙醇分子之间不形成氢键 【解析】(1)硅烷是由分子间通过范德华力形成的晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，沸点越高。(2)H2O与乙醇可以形成分子间氢键，使得水与乙醇互溶；而H2S与乙醇不能形成分子间氢键，故H2S在乙醇中的溶解度小于H2O。 26.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)。 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 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　　　　(填字母)。 (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　　　　(填字母)。 a.水 b.CCl4 c.C6H6(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：_______________________________________________________。 【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，另外还有其他原因，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，而不是NH3与H2O分子之间的作用。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方式结合空间位阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH＋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)由常温下Ni(CO)4易挥发，可知Ni(CO)4为共价化合物，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和苯。(4)由有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。 27.PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题： (1)PtCl2(NH3)2是____________(填“平面四边形”或“四面体形”)结构。 (2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间结构图。 淡黄色固体____________，黄绿色固体____________。 (3)淡黄色固体物质由____________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由____________组成。 (4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，原因是_________________________________。 【答案】(1)平面四边形　(2) 　　(3)非极性分子　极性分子　(4)黄绿色固体是由极性分子构成的，而淡黄色固体是由非极性分子构成的，根据“相似相溶”原理可知，前者在水中的溶解度大于后者 【解析】(1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，即其分子有两种结构，可知其结构应为平面四边形结构，若为四面体形结构则只有一种结构。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为①；②。由于淡黄色固体在水中的溶解度较小，因此其分子无极性，其结构为①，则黄绿色固体为极性分子，其结构为②。(3)根据“相似相溶”原理可知：黄绿色固体是由极性分子构成的，故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。 28.水是地球上最常见的物质之一，是所有生命生存的重要资源。 (1)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多种有趣的结构和性质。 ①一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如图： 使水结成“热冰”采用弱电场的条件，说明水分子是____________分子(填“极性”或“非极性”)。 ②用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。产生的阳离子具有较强的氧化性试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式：_____________________________； 该阳离子还能与水作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式：_________________________________________________________________。 (2)水的性质中的一些特殊现象对于生命的存在意义非凡，请解释水的分解温度远高于其沸点的原因：__________________________________________________________。 【答案】(1)①极性 ②2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH (2)水分解需要破坏分子内部的极性键，水的气化只需破坏分子间的范德华力与氢键，而极性键比分子间的范德华力和氢键强得多 【解析】(1)①在电场作用下凝结、且水分子非常有序地排列，说明水分子是极性分子。②水分子释放出电子时产生的阳离子可以表示成H2O＋，因为其具有较强的氧化性，可将SO2氧化为硫酸根离子，发生反应：2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO；该阳离子还能与水作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，则按元素守恒、电荷守恒可得离子方程式：H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH。(2)水的分解温度远高于其沸点，是因为水的分解是化学变化、沸腾是物理变化，二者克服的粒子间的作用力不同，水分解需要破坏分子内部的共价键，水的气化只需破坏范德华力和氢键，而共价键比范德华力和氢键强得多，所以水的分解温度远高于其沸点。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 分子结构与性质 第三节 分子结构与物质的性质 第2课时 分子间的作用力 课标要点 1.认识分子间存在相互作用力，知道范德华力和氢键是常见的分子间作用力。 2.能说明范德华力和氢键对物质熔、 沸点等性质的影响，形成“结构决定性质”的基本观念。 3.初步认识分子的手性，了解手性分子在药物研究中的应用。 学习重难点 重点： 1.分子的手性对其性质的影响。 2.分子间作用力对性质的影响。 难点： 1.氢键对性质的影响。 知识点 分子间作用力 1.范德华力及其对物质性质的影响 (1)概念：物质的分子之间存在着 ，把这类分子间作用力称为范德华力。 (2)影响因素：结构和组成相似的分子，相对分子质量越大范德华力越大；分子的 ，范德华力也越大。 (3)对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的 ，范德华力越强，物质的熔点、沸点越高。 2.氢键及其对物质性质的影响 (1)概念：氢键是由已经与 很大的原子形成 的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的作用力。 (2)表示方法：氢键通常用X—H…Y—表示，“－”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 (3)分类及其特征 ①分类：氢键可分为 和 。存在分子内氢键，存在分子间氢键。如图： 前者的沸点低于后者。 ②特征：氢键不属于 ，属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级。氢键具有 和 。 (4)对物质性质的影响：氢键主要影响物质的 。分子间氢键使物质熔、沸点 ，分子内氢键使物质熔、沸点 。 3.物质的溶解性 (1)“相似相溶”规律 ①规律：非极性溶质一般能溶于 溶剂，极性溶质一般能溶于 溶剂。 ②实例：蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。 (2)影响物质溶解性的因素 ①外界因素：主要有温度、压强等。 ②氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，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较小。 随学随练 1.关于氢键及范德华力，下列说法正确的是(　　) A.氢键比范德华力强，所以它属于化学键 B.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高 C.沸点：HI＞HBr＞HCl＞HF D.H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O分子之间形成氢键所致 2.下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是(　　) A.氨极易溶于水 B.氯气易溶于NaOH溶液 C.酒精与水以任意比互溶 D.苯萃取碘水中的I2 知识点 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 ，互称手性异构体(或对映异构体)。 2.手性分子 有 的分子叫做手性分子。 3.手性分子的应用 (1)医药：现今使用的药物中手性药物超过50%。对于手性药物，一个异构体可能有效，而另一个异构体可能是无效，甚至是有害的。 (2)手性合成：2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到或者主要得到一种手性分子，这种独特的合成方法称为 。 (3)手性催化剂：手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成，可以比喻成握手——手性催化剂像迎宾的主人伸出右手，被催化合成的手性分子像客人，总是伸出右手去握手。 随学随练 1.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 2.下列分子中含有手性碳原子的是(　　) A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.CH3CH(CH3)2 D.CH3CH(CH3)CHClCOOH 3.维生素C的结构简式是，它能防治坏血病，该分子中有几个手性碳原子(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 拓展 氢键对物质性质的影响总结 对物质熔、沸 点的影响 (1)含有分子间氢键的物质，熔、沸点往往比同系列氢化物的熔、沸点高，如ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族中，NH3、H2O和HF的熔、沸点反常高。 (2)含有分子内氢键的物质，熔、沸点一般会有所降低，如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点(45 ℃)比有分子间氢键的间硝基苯酚熔点(96 ℃)和对硝基苯酚熔点(114 ℃)都要低。 对溶解 度的影响 在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大，如HF和NH3在水中溶解度比较大。而溶质分子内如果能够形成氢键，它在极性溶剂中的溶解度则会有所降低。 对物质密 度的影响 (以水为例) 在水中，一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子是沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有水分子全部缔合——结冰后，所有的水分子按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，造成体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小于水的密度。 (1)氢键不属于化学键，它是一种较强的分子间作用力，其强度：共价键＞氢键＞范德华力。 (2)在一定条件下测定HF、H2O的相对分子质量时，测定结果偏大的原因是HF分子间及H2O分子间通过氢键形成了(HF)n、(H2O)n等缔合分子。 活学活用 1.下列物质的性质与氢键无关的是(　　) A.冰的密度比液态水的密度小 B.NH3易液化 C.NH3分子比PH3分子稳定 D.相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高 2.下列说法中错误的是(　　) A.卤化氢中HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键 B.H2O的沸点比HF的高，可能与氢键有关 C.氨水中含有分子间氢键 D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上 3.有关氢键的下列说法正确的是(　　) A.氢键比范德华力强，是氢元素与其他元素形成的一种特殊的化学键 B.氢键是乙醇熔、沸点比乙烷高的原因之一 C.只有分子之间才可能形成氢键 D.HF是一种非常稳定的化合物，这是由于氟化氢分子之间氢键的键能大所致 拓展 手性分子的成因与判断 1.手性分子的成因 当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。例如，CHBrClF的手性结构如图1所示。又如丙氨酸分子(手性碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性结构如图2所示。 2.手性碳原子的判断 有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。 活学活用 1.下列有机物分子具有手性异构体的是(　　) A.CH4 B.CH3CH2OH C. D.CH3COOH 2.手性分子往往具有一定光学活性。乳酸分子是手性分子，如图。乳酸中的手性碳原子是(　　) A.① B.② C.③ D.②③ 3.当一个碳原子连接四个不同原子或原子团时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是(　　) 题型 范德华力 ▌例1 下列物质变化，只与范德华力有关的是(　　) A.干冰升华 B.乙酸汽化 C.乙醇与丙酮混溶 D.OHC—N(CH3)2溶于水 ▌对点练1-1 在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是(　　) A.范德华力、范德华力、范德华力 B.范德华力、范德华力、共价键 C.范德华力、共价键、共价键 D.共价键、共价键、共价键 ▌对点练1-2 如图表示CX4(X为F、Cl、Br、I)的熔点和沸点变化规律，下列有关说法错误的是(　　) A.组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点通常越高 B.由以上规律可以得出沸点：I2>Br2>Cl2>F2 C.由以上规律可推出NH3、PH3、AsH3的沸点逐渐升高 D.CF4、CCl4、CBr4、CI4的共价键键长逐渐增大，分子稳定性逐渐减弱 题型 氢键 ▌例2 中科院国家纳米科学中心宣布，该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。下列说法正确的是(　　) A.由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105° B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C.由于氢键的存在，沸点顺序：HCl>HBr>HI>HF D.乙醇分子与水分子之间存在范德华力和氢键 ▌对点练1-1 下列有关氢键的说法不正确的是(　　) A.由于氢键的存在，沸点：H2O>H2S>H2Se B.由于氢键的存在，乙醇比CH3OCH3更易溶于水 C.由于氢键的存在，冰能浮在水面上 D.DNA分子独特的双螺旋结构与氢键有关 ▌对点练1-2 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图(~代表糖苷键，…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，在DNA解旋和复制时不需其他作用即可被破坏和形成 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 题型 手性碳原子与手性异构体 ▌例3 下列分子中指定的碳原子(用“*”标记)不属于手性碳原子的是(　　) A.苹果酸 B.丙氨酸 C.葡萄糖 D.甘油醛 ▌对点练1-1 下列分子中含3个手性碳原子的是(　　) A. B. C. D. ▌对点练1-2 下列分子中含有手性碳原子的是(　　) A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.CH3CH(CH3)2 D.CH3CH(CH3)CHClCOOH 基础通关 1.下列说法正确的是(　　) A.正是由于氢键的存在，冰能浮在水面上 B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一 C.由于氢键的存在，沸点：AsH3>PH3>NH3 D.由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105° 2.下列物质在水中溶解度的顺序正确的是(　　) A.NH3＞HCl＞CO2＞SO2＞Cl2 B.SO2＞CS2＞H2S＞S8 C.HOCH2(CHOH)4CHO＞C17H35COOH＞HCOOH D.HF＞CO2＞CH4 3.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 4.利用“相似相溶”这一经验规律可说明的事实是(　　) ①HCl易溶于水　②I2微溶于水　③Cl2能溶于水　④NH3易溶于水 A.①②④ B.②③ C.①②③ D.①②③④ 5.如图中两分子的关系是(　　) A.互为同分异构体 B.是同一种物质 C.是手性分子 D.互为同系物 6.下列与氢键有关的说法中错误的是(　　) A.氨水中存在分子间氢键 B.形成氢键A—H…B的三个原子总在一条直线上 C.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 D.DNA双螺旋结构中，两个螺旋链通过氢键结合 7.维生素C的结构简式是，它能防治坏血病，该分子中的手性碳原子数为(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 8.下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是(　　) A.NH3 B. C.H2S D.C2H5OH 9.下列化合物中含有2个手性碳原子的是(　　) 10.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是(　　) A.苹果酸 B.丙氨酸 C.葡萄糖 D.甘油醛 素养提升 11.胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下： 下列说法不正确的是(　　) A.Cu2＋的价层电子排布式为3d9 B.在上述结构示意图中，可观察到极性键 C.胆矾中的水分子间均存在氢键 D.胆矾中的结晶水，加热时会分步失去 12.下列关于Si、P、S、Cl及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　) A.中心原子的半径依次减小是H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4中羟基的数目依次减小的原因之一 B.结构简式为的物质中含有不对称原子P，该物质可能有手性 C.SiCl4、PCl3、SCl2中键角最大的是PCl3 D.实验测定分子的极性大小可以区别顺­1，2­二氯乙烯和反­1，2­二氯乙烯 13.已知各种硝基苯酚的性质如下表： 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 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、沸点低于另外两种硝基苯酚 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.三种硝基苯酚都能形成分子内氢键 16.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 17.下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是(　　) 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 18.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是(　　) A.符合通式CnH2nO3 B.分子间能形成氢键 C.分子间不存在范德华力 D.分子中含σ键和π键 19.甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，以下说法正确的是(　　) A.甲醛分子间可以形成氢键 B.甲醛分子和甲醇分子内C原子均采取sp2杂化 C.甲醛为非极性分子 D.甲醇的沸点远高于甲醛的沸点 20.下列性质差异与影响因素匹配错误的是(　　) 选项 性质差异 影响因素 A 沸点：正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃) 范德华力大小 B 酸性：CH3COOH>CH3CH2COOH 烃基不同 C 溶解性：蔗糖在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度 相似相溶 D 稳定性：H2O的分解温度大于H2S 有无氢键 迁移创新 21.下列说法不正确的是(　　) A.CH3COOH、CH2ClCOOH、CH2FCOOH的酸性依次增强 B.CH3COONa中不含手性碳原子 C.HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O均能形成氢键 D.以极性键结合的分子不一定是极性分子 22.正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中虚线表示氢键)。下列有关说法正确的是(　　) A.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 B.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 C.分子中B、O最外层为8e-稳定结构 D.B原子杂化轨道的类型为sp2，同层分子间的主要作用力是范德华力 23.向碘水中加入CCl4，振荡静置后水层黄色变浅而CCl4呈紫色，再加入少量浓KI溶液，发生反应：I2+I-⥫⥬(键角为180°)。下列说法中不正确的是(　　) A.在水中的溶解度大于在CCl4中的溶解度 B.的中心I原子为sp杂化 C.I2易溶于KI溶液不适用“相似相溶” D.加浓KI溶液振荡静置，CCl4层紫色变浅 24.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___________________________________________。 (2)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______________________________________________。 25.回答下列问题。 (1)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示，呈现这种变化关系的原因是_________________________________________________________________________。 (2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因它们是极性分子外，还因为_____________________________，乙醇在H2O中的溶解度大于在H2S中的，其原因是______________________________________。 26.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)。 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 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　　　　(填字母)。 (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　　　　(填字母)。 a.水 b.CCl4 c.C6H6(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：_______________________________________________________。 27.PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题： (1)PtCl2(NH3)2是____________(填“平面四边形”或“四面体形”)结构。 (2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间结构图。 淡黄色固体____________，黄绿色固体____________。 (3)淡黄色固体物质由____________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由____________组成。 (4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，原因是_________________________________。 28.水是地球上最常见的物质之一，是所有生命生存的重要资源。 (1)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多种有趣的结构和性质。 ①一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如图： 使水结成“热冰”采用弱电场的条件，说明水分子是____________分子(填“极性”或“非极性”)。 ②用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。产生的阳离子具有较强的氧化性试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式：_____________________________； 该阳离子还能与水作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式：_________________________________________________________________。 (2)水的性质中的一些特殊现象对于生命的存在意义非凡，请解释水的分解温度远高于其沸点的原因：__________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $