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基础课时11　分子间的作用力　分子的手性
学习目标　1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。2.了解影响物质溶解性的因素及“相似相溶”溶剂选择的实际应用。3.了解手性分子及在生命科学等方面的应用。
一、分子间的作用力
(一)知识梳理
1.范德华力及其对物质性质的影响
概念 分子之间存在着相互作用力
特征 范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级
影响因素 分子结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
分子的极性越大，范德华力越大
事实依据 降温加压气体会液化，降温时液体会凝固
对物质性 质的影响 范德华力越强，物质的熔、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.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(填“难”或“易”)。
(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(填“好”或“差”)。
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。
(二)问题探究
问题1　根据下表，怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高？
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 －219.6 －188.1
Cl2 －101 －34.6
Br2 －7.2 58.78
I2 113.5 184.4
提示　卤素单质分子(都是非极性分子)的结构相似，F2～I2相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，其熔、沸点依次升高。
问题2　水分子间存在一种叫“氢键”的相互作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子，其结构示意图如图所示。
(1)试表示HF水溶液中的氢键。
提示　F—H…F—、O—H…F—、F—H…O—、O—H…O—。
(2)甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。
提示　
　
问题3　比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同？
提示　NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水，且NH3与水分子之间可形成氢键，使得氨更易溶于水。
问题4　怎样理解低碳醇与水互溶，而高碳醇在水中的溶解度却很小？
提示　“相似相溶”也适用于分子结构的相似性。低碳醇中的烃基较小，分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而低碳醇能与水互溶；而高碳醇的烃基较大，其分子中的—OH与水分子的—OH相似因素少，因而高碳醇在水中的溶解度明显减小。
【探究归纳】
1.范德华力、氢键和共价键的比较
(1)比较内容
项目 范德华力 氢键 共价键
分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性键、非极性键等
特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性
影响 强度 的因 素 ①随分子极性的增大而增大； ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用力越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物 质性 质的 影响 ①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质； ②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大 共价键键能越大，分子稳定性越强
(2)注意事项
①氢键和范德华力都属于分子间作用力，不能把氢键当成是化学键。分子间氢键和范德华力可以同时存在。
②分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质，而化学键决定分子的稳定性。
2.物质溶解性的判断与比较
(1)依据“相似相溶”规律
非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性溶质一般易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。
(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键
如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水分子间形成氢键。
(3)依据分子结构的相似性
溶质与溶剂分子结构的相似程度越大，其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
1.下列与氢键有关的说法中错误的是(　　)
A.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低
C.氨水中存在分子间氢键
D.形成氢键A—H…B—的三个原子总在一条直线上
答案　D
解析　HF分子间存在氢键F—H…F—，使氟化氢分子间作用力增大，所以卤化氢中氟化氢的沸点较高，A正确；邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，B正确；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，C正确；氢键具有一定的方向性，但形成氢键的原子不一定在一条直线上，如，故D错误。
2.下列关于范德华力的叙述中，正确的是(　　)
A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键
B.范德华力与化学键的强弱不同
C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力
D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量
答案　B
解析　范德华力是分子之间的一种相互作用，其实质也是一种电性作用，但比较微弱，化学键必须是强烈的相互作用，故范德华力不是化学键，A错误；B正确；范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间很难产生相互作用，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。
3.一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是(　　)
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯
答案　C
解析　HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。
4.关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A.分子中有N、O、F原子，分子间就存在氢键
B.因为氢键的缘故，N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
C.由于氢键比范德华力强，所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”—甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
答案　B
解析　非金属性较强的元素(如N、O、F等)的氢化物易形成氢键，但并不是分子中有N、O、F原子的分子间就存在氢键，如NO分子间就不存在氢键，A错误；N2H4中与N原子直接相连的氢原子有4个，(CH3)2NNH2中与N直接相连的氢原子有2个，故N2H4能形成更多的分子间氢键，沸点更高，B正确；分子的稳定性与氢键无关，而与化学键有关，C错误；C—H的极性不强，CH4不能与水分子形成氢键，“可燃冰”的形成是因为水分子之间通过氢键形成笼状结构，笼状结构的空腔直径与甲烷分子的直径相近，刚好可以容纳下甲烷分子，而甲烷分子与水分子之间没有氢键，D错误。
二、分子的手性
(一)知识梳理
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。
2.手性分子
有手性异构体的分子。
3.手性分子的应用
应用领域 应用
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
合成 手性催化剂：只催化或者主要催化一种手性分子的合成
用手性催化剂生产药物，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
4.手性碳原子
在分子中连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子。
(二)问题探究
问题1　乳酸的结构式为，其分子结构中有几个手性碳原子？用*将手性碳原子标出来。
提示　只有一个手性碳原子：。
问题2　有机物具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？
提示　该有机物与H2加成的产物是，该物质不存在手性碳原子，无手性。
【探究归纳】　判断手性碳原子的方法
判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。
1.某有机物R的结构简式如图所示，R分子中的手性碳原子(连有四个不同原子或基团的碳原子)个数为(　　)
A.3 B.4 C.5 D.6
答案　C
解析　由题干信息可知，R中含有5个连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子，如图所示：，故选C。
2.下列关于化合物的叙述正确的是(　　)
A.该分子是手性分子
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.1分子中有7个σ键和3个π键
D.该分子在水中的溶解度小于2 丁烯
答案　B
解析　手性碳必须是一个碳原子连四个不同的原子或原子团，该分子中无这样的碳原子，A错误；分子的碳碳双键是非极性键，其他键都是极性键，B正确；一个单键为一个σ键，一个双键中含有一个σ键和一个π键，故一共有9个σ键和3个π键，C错误；醛基是亲水基，溶解度比2 丁烯大，D错误。
3.下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是(　　)
A.水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致
B.乳酸()分子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”原理解释
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
答案　A
解析　稳定性为物质的化学性质，而氢键影响物质的物理性质，A错误；人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，中含1个手性碳原子(*所示)，B正确；碘、四氯化碳、甲烷均为非极性分子，水为极性分子，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，C正确；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，则三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确。
4.下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)
①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　②2 丁醇 ③　④丙三醇
A.仅① B.仅①②
C.仅①②③ D.①②③④
答案　C
解析　写出各分子的结构简式：
①、②、③、
④，可知①②③中存在手性碳原子(用*标记)。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)分子间的作用力
1.下列说法中正确的是(　　)
A.分子间作用力越大，分子越稳定
B.分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高
C.相对分子质量越大，其分子间作用力越大
D.分子间只存在范德华力
答案　B
解析　分子间作用力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，A不正确、B正确；分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，C不正确；分子间不只有范德华力还有氢键，D不正确。
2.2022年北京冬奥会首次使用CO2跨临界直冷新型环保制冰技术。下列有关说法不正确的是(　　)
A.CO2是由极性键构成的非极性分子
B.干冰中CO2分子间只存在范德华力
C.冰中H2O分子之间的主要作用力是氢键
D.此技术制冰的过程中发生的是化学变化
答案　D
解析　CO2的结构为O===C===O，该分子中只存在极性键，为直线形分子，正电中心和负电中心重合，为非极性分子，故A正确；干冰为分子晶体，分子间只存在范德华力，故B正确；冰中水分子间存在氢键和范德华力，但氢键作用力比范德华力强，故C正确；该过程中无新物质生成，为物理变化，故D错误。
3.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：CH3CH2BrC.稳定性：HF>HCl
D.—OH上氢原子的活泼性：H—O—H>C2H5—O—H
答案　A
解析　HBr与HCl结构相似，HBr的相对分子质量比HCl大，HBr分子间的范德华力比HCl大，所以其沸点比HCl高；C2H5Br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的氢原子比C2H5OH中—OH的氢原子更活泼是由于—C2H5是推电子基团，使O—H极性减弱。
4.冰面光滑与冰层表面的结构有关，下列有关说法正确的是(　　)
A.由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B.第一层固态冰中，水分子间形成共价键
C.当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
D.第一层固态冰中，水分子间形成共价键
答案　C
解析　水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间的氢键无关，故A错误；分子间不存在共价键，是通过氢键形成空间网状结构，故B错误；当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，使冰面变滑，故C正确；第一层固态冰中，水分子间有氢键的形成，但不是化学键连接，故D错误。
5.关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A.由于冰中的水分子间存在氢键，所以其密度大于液态水
B.可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大
C.分子间氢键和分子内氢键都会使熔、沸点升高
D.水加热到很高的温度都难以分解，这是由于氢键所致
答案　B
解析　A项，由于冰中的水分子间存在氢键，增大了分子之间的距离，所以其密度小于液态水，错误；B项，由于水分子之间存在氢键，使水分子通常以几个分子缔合的形式存在，所以接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大，正确；C项，分子间氢键使熔、沸点升高，而分子内氢键则会使熔、沸点降低，错误；D项，水加热到很高的温度都难以分解，这是由于分子内的H—O共价键强的缘故，与分子间的氢键无关，错误。
6.利用相似相溶这一经验规律可说明的事实是(　　)
①HCl易溶于水　②NH3易溶于H2O　③N2难溶于水　④HClO4是强酸　⑤盐酸是强酸
⑥氢氟酸是弱酸　⑦HF很稳定
A.①②③ B.④⑤⑥
C.⑥⑦ D.④⑤
答案　A
解析　相似相溶原理是指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。HCl、NH3均为极性溶质，H2O为极性溶剂，因此二者均易溶于水，而N2是非极性溶质，故难溶于水；酸性强弱与相似相溶原理没有关系，稳定性与键能有关，故只能选A。
7.下列说法错误的是(　　)
A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C.H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键的键能大
D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
答案　C
解析　HF分子间存在氢键，故沸点相对较高，A项正确；能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，B项正确；H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键，而HF分子中的F原子只能形成一个氢键，氢键越多，沸点越高，所以H2O的沸点高，C项错误；氨气分子和水分子间形成氢键，导致氨气极易溶于水，D项正确。
(二)分子的手性
8.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。
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。
B级　素养培优练
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。
14.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。
15.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。基础课时11　分子间的作用力　分子的手性
学习目标　1.认识分子间存在相互作用,知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。2.了解影响物质溶解性的因素及“相似相溶”溶剂选择的实际应用。3.了解手性分子及在生命科学等方面的应用。
一、分子间的作用力
(一)知识梳理
1.范德华力及其对物质性质的影响
概念 分子之间存在着　　　　　
特征 范德华力很弱,比化学键的键能小　　　　个数量级
影响因素 分子结构和组成相似的物质,相对分子质量　　　　,范德华力越大
分子的极性　　　　,范德华力越大
事实依据 降温加压气体会　　　　,降温时液体会　　　　
对物质性 质的影响 范德华力越强,物质的熔、沸点　　　
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　　　　原子(如水分子中的氢)与另一个
　　　　很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的　　　　。
(2)表示方法:氢键通常用X—H…Y—表示,“—”表示　　　　,“…”表示形成的　　　　。
(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　　　　氢键,
存在　　　　氢键。如图:
前者的沸点　　　　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　　　　　,分子内氢键使物质熔、沸点　　　　。
3.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　　　　溶于水,　　　　溶于四氯化碳。萘和碘　　　　溶于四氯化碳,　　　　溶于水(填“难”或“易”)。
(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　　　　(填“好”或“差”)。
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　　　　　　。如乙醇与水　　　　　　,而戊醇在水中的溶解度明显　　　　　　。
(二)问题探究
问题1　根据下表,怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 -219.6 -188.1
Cl2 -101 -34.6
Br2 -7.2 58.78
I2 113.5 184.4
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　水分子间存在一种叫“氢键”的相互作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子,其结构示意图如图所示。
(1)试表示HF水溶液中的氢键。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)甲酸可通过氢键形成二聚物,HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题4　怎样理解低碳醇与水互溶,而高碳醇在水中的溶解度却很小
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】
1.范德华力、氢键和共价键的比较
(1)比较内容
项目 范德华力 氢键 共价键
分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性键、非极性键等
特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性
影响 强度 的因 素 ①随分子极性的增大而增大; ②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大 对于X—H…Y,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,作用力越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短,键能越大,共价键越稳定
对物 质性 质的 影响 ①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质; ②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高 分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大 共价键键能越大,分子稳定性越强
(2)注意事项
①氢键和范德华力都属于分子间作用力,不能把氢键当成是化学键。分子间氢键和范德华力可以同时存在。
②分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质,而化学键决定分子的稳定性。
2.物质溶解性的判断与比较
(1)依据“相似相溶”规律
非极性溶质一般易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂;极性溶质一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。
(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键
如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶质溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因为它们与水分子间形成氢键。
(3)依据分子结构的相似性
溶质与溶剂分子结构的相似程度越大,其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
1.下列与氢键有关的说法中错误的是 (　　)
A.卤化氢中HF沸点较高,是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低
C.氨水中存在分子间氢键
D.形成氢键A—H…B—的三个原子总在一条直线上
2.下列关于范德华力的叙述中,正确的是 (　　)
A.范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键
B.范德华力与化学键的强弱不同
C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力
D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量
3.一般来说,由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,这就是“相似相溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是 (　　)
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯
4.关于氢键,下列说法正确的是 (　　)
A.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
B.因为氢键的缘故,N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
C.由于氢键比范德华力强,所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”—甲烷水合物(例如:8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
二、分子的手性
(一)知识梳理
1.手性异构体
具有完全相同的　　　　和　　　　的一对分子,如同左手与右手一样互为　　　　,却在三维空间里　　　　,互称手性异构体。
2.手性分子
有　　　　　　的分子。
3.手性分子的应用
应用领域 应用
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　　　,而另一个异构体可能是　　甚至是　　
合成 手性催化剂:　　　或者主要　　　　一种手性分子的合成
用　　　　生产药物,可以只得到或者主要得到一种　　　　,这种独特的合成方法称为手性合成
4.手性碳原子
在分子中连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子。
(二)问题探究
问题1　乳酸的结构式为,其分子结构中有几个手性碳原子 用*将手性碳原子标出来。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　有机物具有手性,若它与H2发生加成反应后,其产物还有手性吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】　判断手性碳原子的方法
判断一种有机物是否具有手性碳原子,就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团,中心碳原子即为手性碳原子。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.某有机物R的结构简式如图所示,R分子中的手性碳原子(连有四个不同原子或基团的碳原子)个数为 (　　)
A.3 B.4
C.5 D.6
2.下列关于化合物的叙述正确的是 (　　)
A.该分子是手性分子
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.1分子中有7个σ键和3个π键
D.该分子在水中的溶解度小于2 丁烯
3.下列关于分子的结构和性质的描述中,不正确的是 (　　)
A.水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致
B.乳酸()分子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”原理解释
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
4.下列有机物分子中属于手性分子的是 (　　)
①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　②2 丁醇 ③　④丙三醇
A.仅① B.仅①②
C.仅①②③ D.①②③④
:课后完成　第二章　基础课时11(共61张PPT)
基础课时 　分子间的作用力　分子的手性
11
第三章
分子结构与性质
第三节　分子结构与物质的性质
1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。
2.了解影响物质溶解性的因素及“相似相溶”溶剂选择的实际应用。
3.了解手性分子及在生命科学等方面的应用。
学习目标
一、分子间的作用力
二、分子的手性
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、分子间的作用力
对点训练
(一)知识梳理
1.范德华力及其对物质性质的影响
概念 分子之间存在着____________
特征 范德华力很弱，比化学键的键能小________个数量级
影响因素 分子结构和组成相似的物质,相对分子质量_____,范德华力越大
分子的极性______，范德华力越大
事实依据 降温加压气体会______，降温时液体会______
对物质性 质的影响 范德华力越强，物质的熔、沸点______
相互作用力
1～2
越大
越大
液化
凝固
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____原子(如水分子中的氢)与另一个________很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的________。
(2)表示方法：氢键通常用X—H…Y—表示，“—”表示________，“…”表示形成的______。
氢
电负性
作用力
共价键
氢键
分子内
分子间
前者的沸点______后者。
低于
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______，分子内氢键使物质熔、沸点______。
升高
降低
3.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____溶于水，____溶于四氯化碳。萘和碘____溶于四氯化碳，____溶于水(填“难”或“易”)。
(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___ (填“好”或“差”)。
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______。如乙醇与水______，而戊醇在水中的溶解度明显______。
非极性
极性
易
难
易
难
好
越大
互溶
较小
(二)问题探究
问题1　根据下表，怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高？
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 －219.6 －188.1
Cl2 －101 －34.6
Br2 －7.2 58.78
I2 113.5 184.4
提示　卤素单质分子(都是非极性分子)的结构相似，F2～I2相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，其熔、沸点依次升高。
问题2　水分子间存在一种叫“氢键”的相互作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子，其结构示意图如图所示。
(1)试表示HF水溶液中的氢键。
提示　F—H…F—、O—H…F—、F—H…O—、O—H…O—。
(2)甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。
提示
问题3　比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同？
提示　NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水，且NH3与水分子之间可形成氢键，使得氨更易溶于水。
问题4　怎样理解低碳醇与水互溶，而高碳醇在水中的溶解度却很小？
提示　“相似相溶”也适用于分子结构的相似性。低碳醇中的烃基较小，分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而低碳醇能与水互溶；而高碳醇的烃基较大，其分子中的—OH与水分子的—OH相似因素少，因而高碳醇在水中的溶解度明显减小。
【探究归纳】
1.范德华力、氢键和共价键的比较
(1)比较内容
项目 范德华力 氢键 共价键
分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性键、非极性键等
特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性和饱和性
影响强度 的因素 ①随分子极性的增大而增大； ②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用力越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物质性 质的影响 ①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质； ②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高 分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大 共价键键能越大，分子稳定性越强
(2)注意事项
①氢键和范德华力都属于分子间作用力，不能把氢键当成是化学键。分子间氢键和范德华力可以同时存在。
②分子间作用力主要影响由分子构成的物质的物理性质，而化学键决定分子的稳定性。
2.物质溶解性的判断与比较
(1)依据“相似相溶”规律
非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性溶质一般易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。
(2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键
如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水分子间形成氢键。
(3)依据分子结构的相似性
溶质与溶剂分子结构的相似程度越大，其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
1.下列与氢键有关的说法中错误的是(　　)
D
2.下列关于范德华力的叙述中，正确的是(　　)
A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键
B.范德华力与化学键的强弱不同
C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力
D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量
解析　范德华力是分子之间的一种相互作用，其实质也是一种电性作用，但比较微弱，化学键必须是强烈的相互作用，故范德华力不是化学键，A错误；B正确；范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间很难产生相互作用，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。
B
3.一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是(　　)
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯
解析　HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。
C
4.关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A.分子中有N、O、F原子，分子间就存在氢键
B.因为氢键的缘故，N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
C.由于氢键比范德华力强，所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”—甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
B
解析　非金属性较强的元素(如N、O、F等)的氢化物易形成氢键，但并不是分子中有N、O、F原子的分子间就存在氢键，如NO分子间就不存在氢键，A错误；N2H4中与N原子直接相连的氢原子有4个，(CH3)2NNH2中与N直接相连的氢原子有2个，故N2H4能形成更多的分子间氢键，沸点更高，B正确；分子的稳定性与氢键无关，而与化学键有关，C错误；C—H的极性不强，CH4不能与水分子形成氢键，“可燃冰”的形成是因为水分子之间通过氢键形成笼状结构，笼状结构的空腔直径与甲烷分子的直径相近，刚好可以容纳下甲烷分子，而甲烷分子与水分子之间没有氢键，D错误。
二、分子的手性
对点训练
(一)知识梳理
1.手性异构体
具有完全相同的______和__________的一对分子，如同左手与右手一样互为______，却在三维空间里__________，互称手性异构体。
2.手性分子
有____________的分子。
组成
原子排列
镜像
不能叠合
手性异构体
3.手性分子的应用
应用领域 应用
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______，而另一个异构体可能是______甚至是________
合成 手性催化剂：_______或者主要_____一种手性分子的合成
用___________生产药物，可以只得到或者主要得到一种_____________，这种独特的合成方法称为手性合成
有效
无效
有害的
只催化
催化
手性催化剂
手性分子
4.手性碳原子
在分子中连有4个不同的原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子。
1.某有机物R的结构简式如图所示，R分子中的手性碳原子(连有四个不同原子或基团的碳原子)个数为(　　)
A.3 B.4 C.5 D.6
C
解析　手性碳必须是一个碳原子连四个不同的原子或原子团，该分子中无这样的碳原子，A错误；分子的碳碳双键是非极性键，其他键都是极性键，B正确；一个单键为一个σ键，一个双键中含有一个σ键和一个π键，故一共有9个σ键和3个π键，C错误；醛基是亲水基，溶解度比2 丁烯大，D错误。
B
3.下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是(　　)
A
4.下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)
C
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)分子间的作用力
1.下列说法中正确的是(　　)
A.分子间作用力越大，分子越稳定
B.分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高
C.相对分子质量越大，其分子间作用力越大
D.分子间只存在范德华力
B
解析　分子间作用力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，A不正确、B正确；分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，C不正确；分子间不只有范德华力还有氢键，D不正确。
2.2022年北京冬奥会首次使用CO2跨临界直冷新型环保制冰技术。下列有关说法不正确的是(　　)
A.CO2是由极性键构成的非极性分子
B.干冰中CO2分子间只存在范德华力
C.冰中H2O分子之间的主要作用力是氢键
D.此技术制冰的过程中发生的是化学变化
解析　CO2的结构为O===C===O，该分子中只存在极性键，为直线形分子，正电中心和负电中心重合，为非极性分子，故A正确；干冰为分子晶体，分子间只存在范德华力，故B正确；冰中水分子间存在氢键和范德华力，但氢键作用力比范德华力强，故C正确；该过程中无新物质生成，为物理变化，故D错误。
D
3.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：CH3CH2BrC.稳定性：HF>HCl
D.—OH上氢原子的活泼性：H—O—H>C2H5—O—H
解析　HBr与HCl结构相似，HBr的相对分子质量比HCl大，HBr分子间的范德华力比HCl大，所以其沸点比HCl高；C2H5Br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的氢原子比C2H5OH中—OH的氢原子更活泼是由于—C2H5是推电子基团，使O—H极性减弱。
A
4.冰面光滑与冰层表面的结构有关，下列有关说法正确的是(　　)
A.由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B.第一层固态冰中，水分子间形成共价键
C.当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
D.第一层固态冰中，水分子间形成共价键
C
解析　水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间的氢键无关，故A错误；分子间不存在共价键，是通过氢键形成空间网状结构，故B错误；当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，使冰面变滑，故C正确；第一层固态冰中，水分子间有氢键的形成，但不是化学键连接，故D错误。
5.关于氢键，下列说法正确的是(　　)
A.由于冰中的水分子间存在氢键，所以其密度大于液态水
B.可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大
C.分子间氢键和分子内氢键都会使熔、沸点升高
D.水加热到很高的温度都难以分解，这是由于氢键所致
B
解析　A项，由于冰中的水分子间存在氢键，增大了分子之间的距离，所以其密度小于液态水，错误；B项，由于水分子之间存在氢键，使水分子通常以几个分子缔合的形式存在，所以接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大，正确；C项，分子间氢键使熔、沸点升高，而分子内氢键则会使熔、沸点降低，错误；D项，水加热到很高的温度都难以分解，这是由于分子内的H—O共价键强的缘故，与分子间的氢键无关，错误。
6.利用相似相溶这一经验规律可说明的事实是(　　)
①HCl易溶于水　②NH3易溶于H2O　③N2难溶于水　④HClO4是强酸　⑤盐酸是强酸 ⑥氢氟酸是弱酸　⑦HF很稳定
A.①②③ B.④⑤⑥ C.⑥⑦ D.④⑤
解析　相似相溶原理是指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。HCl、NH3均为极性溶质，H2O为极性溶剂，因此二者均易溶于水，而N2是非极性溶质，故难溶于水；酸性强弱与相似相溶原理没有关系，稳定性与键能有关，故只能选A。
A
7.下列说法错误的是(　　)
A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C.H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键的键能大
D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
C
解析　HF分子间存在氢键，故沸点相对较高，A项正确；能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，B项正确；H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键，而HF分子中的F原子只能形成一个氢键，氢键越多，沸点越高，所以H2O的沸点高，C项错误；氨气分子和水分子间形成氢键，导致氨气极易溶于水，D项正确。
(二)分子的手性
8.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
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。
D
9.下列化合物中含有2个手性碳原子的是(　　)
C
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
B级　素养培优练
11.胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：
C
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
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(　　)
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
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。
D
14.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____________。
平面四边形
(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__________________________________________________________________
_____________________________________________________。
非极性分子
极性分子
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
15.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”)。
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：_________________________________________________
________________________________________________________________。
H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH
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

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