第二章 第3节 第10课时 分子间的作用力 分子的手性(课件 学案)高中化学 人教版(2019)选择性必修2

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第二章 第3节 第10课时 分子间的作用力 分子的手性(课件 学案)高中化学 人教版(2019)选择性必修2

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第10课时 分子间的作用力 分子的手性
1. 了解范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。
2. 理解分子间作用力(含氢键)对物质熔、沸点等性质的影响。
3. 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。
4. 结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1) (2024·安徽卷)羟胺(NH2OH)分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N(  )
(2) (2024·河北卷)NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力(  )
(3) (2023·广东卷)舞台上干冰升华时,共价键断裂(  )
(4) (2024·江苏卷)沸点:H2S>H2O(  )
(5) (2023·湖南卷)邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点(  )
(6) (2023·山东卷)可形成分子内氢键和分子间氢键(  )
(7) (2024·甘肃卷)在水中的溶解度:苯<苯酚(  )
(8) (2023·湖南卷)含有手性碳原子的分子叫作手性分子(  )
分子间的作用力
1. 范德华力及氢键
(1) 范德华力是分子间普遍存在的相互作用力。范德华力比化学键的键能小。
(2) 影响因素
①分子的极性越大,范德华力越大。
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。
(3) 对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。一般来说,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点:I2>Br2>Cl2>F2,SnH4>GeH4>SiH4>CH4。 
2. 氢键及其对物质性质的影响
(1) 氢键
①定义:已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间形成的作用力。
②表示:通常用X—H…Y表示,其中X和Y为F、O、N中的一种,“—”表示共价键,“…”表示氢键。
③特点:属于一种较弱的作用力,比化学键的键能小,但比范德华力强,不属于化学键。
④类型
a. 分子间氢键(如)
b. 分子内氢键(如,其分子内氢键可表示为)。
(2) 氢键对物质性质的影响
①对物质熔、沸点的影响
分子间氢键的存在,使同主族氢化物的熔、沸点“反常”的高(如图所示),沸点:H2O>H2S、NH3>PH3、HF>HCl;分子内氢键使物质熔、沸点降低,如的沸点低于。
②对物质溶解度的影响
如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水,原因是它们能与水形成分子间氢键。
3. 溶解性
(1) “相似相溶”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。如氯化氢(HCl)易溶于水,难溶于四氯化碳;而碘(I2)却易溶于四氯化碳,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:若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
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,如同左手和右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体(或对映异构体)。如乳酸()分子手性异构体为和。
2. 手性碳原子的判断
有机物分子中连接4个各不相同的原子或基团的碳原子。如中标“*”的碳原子为手性碳原子。
类型1 范德华力与物质的物理性质
 下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是(  )
A. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
C. C6H5—OH、H—O—H、C2H5—OH羟基上氢原子的活泼性依次减弱
D. CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高
类型2 氢键
 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
类型3 相似相溶规则
 (2024·广州八区期末)下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是(  )
A. 氨气易溶于水
B. 硫黄易溶于CS2
C. 碘易溶于苯
D. 氯气易溶于NaOH溶液
类型4 分子间作用力强弱判断
 下列分子的沸点比较正确的有__________________(填标号)。
①H2O>H2S ②H2O>HF
③H2S>H2Se ④CO>N2
⑤CH4>C2H6 ⑥正戊烷>新戊烷

类型5 分子间作用力对物质物理性质的影响
 下列对实验事实的解释不正确的是(  )
选项 实验事实 解释
A 乙酸的酸性弱于甲酸 乙酸中“—CH3”是推电子基团,羧基中羟基的极性较小,酸性较弱
B HF的稳定性强于HCl H—F的键长比H—Cl短,键能较大,分子更稳定
C 对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸分子间存在氢键,邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键
D I2的熔点高于Br2 碘原子的电负性大于溴原子
 (1) (2024·广州天河区期末)甲硒醇(CH3SeH)的熔、沸点低于甲醇(CH3OH),原因是________________________________________________________________________。
(2) HSCN通常有两种结构:H—S—C≡N和H—N==C===,比较二者沸点的高低并分析原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) (2024·东莞期末)NH3在水中的溶解度远大于PH3的原因是_______________________________。
类型6 手性碳原子判断
 (2024·湖北卷)下列说法错误的是(  )
    
甲 乙 丙 丁
A. 甲分子中含有3个手性碳原子
B. 乙分子中含有4个手性碳原子
C. 丙分子中含有2个手性碳原子
D. 丁分子中含有5个手性碳原子
1. (2024·珠海期末)下列有关氢键说法不正确的是(  )
A. 由于氢键的存在,沸点:HF>HI>HBr>HCl
B. 由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S
C. 氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因
D. 使得接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值大于18
2. 下列说法不正确的是(  )
A. 乳酸()具有光学活性,因为其分子中含有一个手性碳原子
B. 酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH,因为Cl原子为吸电子基,使得羧基中O—H极性增强,易电离出H+ 
C. 硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
D. 邻羟基苯甲醛的沸点高于对羟基苯甲醛的沸点
3. 一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。下列说法正确的是(  )
A. 水分子间存在氢键,故水分子高温下也很稳定
B. CH4的空间结构呈正四面体形,H2O、CO2空间结构呈V形
C. CH4、CO2都是含极性键的非极性分子
D. 可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成共价键
4. (1) (2024·梅州一中)BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3,原因是_____________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 有机物中,有________个手性碳,1 mol该有机物含π键的数目为________mol。
(3) (2024·汕头一模)试用“*”标出中的手性碳原子。
配套新练案
第10课时 分子间的作用力 分子的手性
1. 下列分子中用“*”标记的碳原子属于手性碳原子的是(  )
A. 降冰片烯
B. 甘油
C. 乳酸
D. 苯甲醇
2. 已知O3的空间结构为V形,分子中正电中心和负电中心不重合。下列有关说法正确的是(  )
A. O3分子含有的化学键为非极性共价键
B. O3分子为非极性分子
C. O3在水中溶解度比O2在水中溶解度大
D. O3转化为O2为物理变化
3. (2024·惠州龙门中学)下列关于氢键的说法正确的是 (  )
A. 1个水分子内含有2个氢键
B. 冰、水中都存在氢键
C. 分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点降低
D. 邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
4. (2024·肇庆一中期中)下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是(  )
A. 在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D. 沸点:OHCHO5. 下列说法正确的是(  )
A. 在水中氢、氧原子间均以离子键相结合
B. 分子中键能越大,键长越长,则分子越稳定
C. 干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力属于同种类型
D. H2S和CS2都是极性分子,所以H2S易溶于CS2
6. 下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法错误的是(  )
A. CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于非极性分子
B. SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C. CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔点、沸点最低
D. NH3在水中溶解度很大是由于NH3分子有极性,NH3分子能与水分子形成氢键
7. 下列说法错误的是(  )
A. 卤化氢中,HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B. SO2易溶于水,原因之一是它是极性分子
C. H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键键能大
D. 氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
8. 下列实验事实和对实验事实的理论解释都正确的是(  )
选项 实验事实 理论解释
A H2S的沸点比H2O的高 H2S的范德华力大于H2O的范德华力
B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P—P—P的键角是109.5°
C 1体积水可以溶解700体积氨气 氨是极性分子且有氢键的影响
D 键的极性:H—O>N—H 非金属性差异越大,键的极性越小
9. 下列物质性质比较不正确的是(  )
A. 沸点的高低:
B. 热稳定性:HF>H2O
C. 酸性:HID. 水溶性:HF>Br2
10. (1) (2020·海南卷) 键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH3OH键参数中有________种键能数据。CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是________________________________。
(2) 乙醇的沸点高于丙酮(),这是因为_________________________________________ _______________________________________。
(3) S元素位于元素周期表中_________________族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是_________________________________________________________________________________________,H2O比H2Te沸点高的原因是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________。
(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__________________________________ __________________________________________________________________________________________。
(5) (2021·广东适应性)氢化物PH3、CH4、NH3的沸点由高到低顺序为___________________________ _____________________________________________。
(6) S8 ()的熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为__________________ __________________________。
11. (1) (2024·惠州华罗庚中学)H2O2分子的氧原子的杂化轨道类型为________;H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(回答两点)。
(2) 乙烯分子中碳原子的杂化方式为________,其中含有的σ键与π键的数目之比为________,乙烯难溶于水而易溶于四氯化碳的原因是__________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。
(3) 与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①在最简单的氮烯分子中,N的杂化方式是________。
②N2H4具有很强的还原性,是常用的火箭推进剂,它在常温常压下为无色液体。判断N2H4是否溶于水并说明理由:________________________________________________________________________。
第10课时 分子间的作用力 分子的手性
基础辨析
(1) √ (2) × (3) × (4) × (5) √ (6) √ (7) √ (8) ×
分类举题
例1 B 【解析】HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是因为H—X键能逐渐减小,不能用范德华力的大小解释,A错误;F2、Cl2、Br2、I2结构相似,相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,熔、沸点逐渐升高,B正确;C6H5—OH、H—O—H、C2H5—OH上氢原子的活泼性依次减弱与O—H的极性有关,不能用范德华力的大小解释,C错误;CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高是因为C2H5OH分子间存在氢键,不能用范德华力的大小来解释,D错误。
例2 B 【解析】NH3分子间能形成氢键,PH3分子间不能形成氢键,NH3的熔、沸点比PH3的高,①正确;水分子与小分子的醇、羧酸可以形成分子间氢键,小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶,②正确;冰中水分子间通过氢键形成四面体结构,水分子间的空隙多,冰的密度比液态水的密度小,③正确;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸低,④正确;水分子高温下也很稳定,因为H—O键能大,⑤错误。故选B。
例3 D 【解析】氨气和水都是极性分子,同时氨分子和水分子间能形成氢键,所以氨气易溶于水,A不选;硫黄和CS2都是非极性分子,硫黄易溶于CS2符合“相似相溶”规律,B不选;碘和苯都是非极性分子,碘易溶于苯符合“相似相溶”规律,C不选;氯气分子是非极性分子,氢氧化钠是离子化合物,氯气和氢氧化钠的结构不相似,氯气易溶于NaOH溶液是因为氯气能与NaOH溶液反应,D选。
例4 ①②④⑥
【解析】水分子间形成氢键、硫化氢分子间没有氢键,沸点:H2O>H2S,①正确;常温下水为液态,氟化氢为气态,沸点:H2O>HF,②正确;组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高,沸点:H2Se>H2S,③错误;CO是极性分子,N2是非极性分子,分子极性越大,范德华力越大,则沸点越高,④正确;乙烷的相对分子质量大于甲烷,沸点:C2H6>CH4,⑤错误;同分异构体中,支链越多,分子间作用力越小,沸点越低,沸点:正戊烷>新戊烷,⑥正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,⑦错误。
例5 D 【解析】乙酸中“—CH3”是推电子基团,羧基中羟基的极性较小,乙酸酸性弱于甲酸,A正确;H—F键长比H—Cl短,H—F键能较大,HF分子更稳定,B正确;对羟基苯甲酸分子间存在氢键,邻羟基苯甲酸存在分子内氢键,C正确;I2的熔点高于Br2是因为I2的相对分子质量大于Br2,范德华力I2>Br2,D错误。
例6 (1) 甲醇分子间可形成氢键,熔、沸点较高,而甲硒醇分子间无氢键,熔、沸点低于甲醇 (2) H—S—C≡N的沸点低于H—N==C==S,后者分子之间容易形成氢键,而前者分子间只有范德华力 (3) NH3与H2O能形成分子间氢键
例7 A 【解析】甲分子中的手性碳原子如图所示:,共9个,A错误;乙分子中的手性碳如图所示:,B正确;丙分子中的手性碳如图所示:,C正确;丁分子中的手性碳如图所示:,D正确。
质量评价
1. B 【解析】HF分子间能形成氢键,HCl、HBr、HI分子间不能形成氢键,HF沸点最高,HCl、HBr、HI相对分子质量逐渐增大,分子间作用力增强,沸点升高,沸点:HF>HI>HBr>HCl,A正确;非金属性:F>S,稳定性:HF>H2S,B错误;蛋白质中的氨基和羧基之间能形成氢键,C正确;水分子间能形成氢键,氢键的存在使得水分子形成缔合物,导致接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18,D正确。
2. D 【解析】乳酸分子中,连接羟基的碳原子为手性碳原子,A正确;Cl的电负性较强,Cl原子为吸电子基,使得—OH中O和H的共用电子对偏向O,键极性增强,更易电离出H+,酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH,B正确;硫是非极性分子,根据“相似相溶”原理,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2,C正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛存在分子间氢键,沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,D错误。
3. C 【解析】水很稳定是因为水中H—O键能大,A错误;CO2空间结构为直线形,B错误;CH4分子与水分子间没有形成共价键,D错误。
4. (1) BCl3和四氯化碳均为非极性分子,而氨气属于极性分子,根据“相似相溶”原理,BCl3在CCl4溶液中的溶解度更大 (2) 2 2 (3)
配套新练案
第10课时 分子间的作用力 分子的手性
1. C
2. C 【解析】O3分子含有的化学键为极性共价键,A错误;由题意可知O3分子为极性分子,B错误;O3分子为极性分子,O2分子为非极性分子,水分子为极性分子,根据相似相溶,O3在水中溶解度比O2在水中溶解度大,C正确;O3转化为O2生成了新物质,属于化学变化,D错误。
3. B 【解析】水分子之间能形成氢键,分子内不存在氢键,A错误;冰、水中都存在分子间氢键,B正确;分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高,C错误;邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,D错误。
4. B 【解析】NH3分子和水分子之间形成氢键,CH4和水分子之间不能形成氢键,故NH3在水中的溶解度大于CH4,与分子间作用力有关,A不符合题意;非金属性:F>Cl>Br>I,热稳定性:HF>HCl>HBr>HI,B符合题意;相对分子质量:F25. C 【解析】H2O分子中H、O原子以共价键相结合,A错误;分子中键能越大、键长越短、分子越稳定,B错误;干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力都为范德华力,C正确;CS2是非极性分子,D错误。
6. C 【解析】H2O是极性分子,CS2是非极性分子,根据相似相溶原理可知,CS2在水中溶解度很小,A正确;SO2和NH3都是极性分子,水也是极性分子,根据相似相溶原理可知,二者均易溶于水,B正确;CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下都是气体,所以CS2在三种物质中熔点、沸点最高,C错误;NH3在水中溶解度很大,除了因为NH3分子有极性外,还因为NH3能与水反应、NH3和H2O分子之间可以形成氢键,D正确。
7. C 【解析】H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水分子间形成的氢键比HF形成的氢键多,C错误。
8. C 【解析】H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键,H2O的沸点高于H2S,A错误;白磷分子中键角为60°,B错误;氨气和水分子间能形成氢键,二者都是极性分子,并且氨气能和水反应,氨气极易溶于水,C正确;电负性差越大,键的极性越大,D错误。
9. C 【解析】对羟基苯甲酸形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,前者沸点高于后者,A正确;非金属性:F>O,热稳定性:HF>H2O,B正确;键能:H—IHBr>HCl,C错误;HF和水均为极性分子,且HF能和水形成分子间氢键,水溶性:HF>Br2,D正确。
10. (1) 3 均为极性分子,且甲醇和水分子间存在氢键 (2) 乙醇分子间存在氢键 (3) ⅥA 二者结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,分子间作用力更强 H2O分子间存在氢键 (4) 苯胺分子之间存在氢键 (5) NH3>PH3>CH4 (6) S8相对分子质量大,分子间范德华力强
11. (1) sp3 H2O2和H2O都是极性分子,相似相溶;H2O2和H2O能形成分子间氢键,所以可以任意比例互溶 (2) sp2 5∶1 乙烯和四氯化碳均为非极性分子,而水为极性分子,根据相似相溶,乙烯易溶于四氯化碳
(3) ①sp2 ②N2H4与H2O分子间形成氢键(或N2H4和水均是极性分子,根据“相似相溶”原理推测N2H4易溶于水)(共50张PPT)
第二章
分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
第10课时 分子间的作用力 分子的手性
学 习 目 标
1. 了解范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。
2. 理解分子间作用力(含氢键)对物质熔、沸点等性质的影响。
3. 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。
4. 结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
基 础 辨 析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)(2024·安徽卷)羟胺(NH2OH)分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N (   )
(2)(2024·河北卷)NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力(   )
(3)(2023·广东卷)舞台上干冰升华时,共价键断裂(   )
(4)(2024·江苏卷)沸点:H2S>H2O(   )
(5)(2023·湖南卷)邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点(   )

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基 础 辨 析
(7)(2024·甘肃卷)在水中的溶解度:苯<苯酚(   )
(8)(2023·湖南卷)含有手性碳原子的分子叫作手性分子(   )


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核心笔记
1. 范德华力及氢键
(1) 范德华力是分子间普遍存在的相互作用力。范德华力比化学键的键能小。
(2) 影响因素
①分子的极性越大,范德华力越大。
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。
(3) 对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。一般来说,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点:I2>Br2>Cl2>F2,SnH4>GeH4>SiH4>CH4。
分子间的作用力
1
2. 氢键及其对物质性质的影响
(1) 氢键
①定义:已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间形成的作用力。
②表示:通常用X—H…Y表示,其中X和Y为F、O、N中的一种,“—”表示共价键,“…”表示氢键。
③特点:属于一种较弱的作用力,比化学键的键能小,但比范德华力强,不属于化学键。
④类型
(2) 氢键对物质性质的影响
①对物质熔、沸点的影响
②对物质溶解度的影响
如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水,原因是它们能与水形成分子间氢键。
3. 溶解性
(1) “相似相溶”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。如氯化氢(HCl)易溶于水,难溶于四氯化碳;而碘(I2)却易溶于四氯化碳,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:若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。如乙醇和水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
分子的手性
2
2. 手性碳原子的判断
分类举题
类型1 范德华力与物质的物理性质
  下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是(   )
A. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
C. C6H5—OH、H—O—H、C2H5—OH羟基上氢原子的活泼性依次减弱
D. CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高
1
B
【解析】HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是因为H—X键能逐渐减小,不能用范德华力的大小解释,A错误;F2、Cl2、Br2、I2结构相似,相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,熔、沸点逐渐升高,B正确;C6H5—OH、H—O—H、C2H5—OH上氢原子的活泼性依次减弱与O—H的极性有关,不能用范德华力的大小解释,C错误;CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高是因为C2H5OH分子间存在氢键,不能用范德华力的大小来解释,D错误。
类型2 氢键
  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
2
B
【解析】NH3分子间能形成氢键,PH3分子间不能形成氢键,NH3的熔、沸点比PH3的高,①正确;水分子与小分子的醇、羧酸可以形成分子间氢键,小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶,②正确;冰中水分子间通过氢键形成四面体结构,水分子间的空隙多,冰的密度比液态水的密度小,③正确;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸低,④正确;水分子高温下也很稳定,因为H—O键能大,⑤错误。故选B。
类型3 相似相溶规则
(2024·广州八区期末)下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是(   )
A. 氨气易溶于水
B. 硫黄易溶于CS2
C. 碘易溶于苯
D. 氯气易溶于NaOH溶液
3
【解析】氨气和水都是极性分子,同时氨分子和水分子间能形成氢键,所以氨气易溶于水,A不选;硫黄和CS2都是非极性分子,硫黄易溶于CS2符合“相似相溶”规律,B不选;碘和苯都是非极性分子,碘易溶于苯符合“相似相溶”规律,C不选;氯气分子是非极性分子,氢氧化钠是离子化合物,氯气和氢氧化钠的结构不相似,氯气易溶于NaOH溶液是因为氯气能与NaOH溶液反应,D选。
D
类型4 分子间作用力强弱判断
  下列分子的沸点比较正确的有____________(填标号)。
①H2O>H2S ②H2O>HF
③H2S>H2Se ④CO>N2
⑤CH4>C2H6 ⑥正戊烷>新戊烷
4
①②④⑥
【解析】水分子间形成氢键、硫化氢分子间没有氢键,沸点:H2O>H2S,①正确;常温下水为液态,氟化氢为气态,沸点:H2O>HF,②正确;组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高,沸点:H2Se>H2S,③错误;CO是极性分子,N2是非极性分子,分子极性越大,范德华力越大,则沸点越高,④正确;乙烷的相对分子质量大于甲烷,沸点:C2H6>CH4,⑤错误;同分异构体中,支链越多,分子间作用力越小,沸点越低,沸点:正戊烷>新戊烷,⑥正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,⑦错误。
类型5 分子间作用力对物质物理性质的影响
  下列对实验事实的解释不正确的是(   )
5
选项 实验事实 解释
A 乙酸的酸性弱于甲酸 乙酸中“—CH3”是推电子基团,羧基中羟基的极性较小,酸性较弱
B HF的稳定性强于HCl H—F的键长比H—Cl短,键能较大,分子更稳定
C 对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸分子间存在氢键,邻羟基苯甲酸中存在分子内氢键
D I2的熔点高于Br2 碘原子的电负性大于溴原子
D
【解析】乙酸中“—CH3”是推电子基团,羧基中羟基的极性较小,乙酸酸性弱于甲酸,A正确;H—F键长比H—Cl短,H—F键能较大,HF分子更稳定,B正确;对羟基苯甲酸分子间存在氢键,邻羟基苯甲酸存在分子内氢键,C正确;I2的熔点高于Br2是因为I2的相对分子质量大于Br2,范德华力I2>Br2,D错误。
(1)(2024·广州天河区期末)甲硒醇(CH3SeH)的熔、沸点低于甲醇(CH3OH),原因是________________________________________________________ _________________________。
(2) HSCN通常有两种结构:H—S—C≡N和H—N==C==S,比较二者沸点的高低并分析原因:___________________________________________________________ ________________________________。
(3)(2024·东莞期末)NH3在水中的溶解度远大于PH3的原因是_________________ ______________。
6
甲醇分子间可形成氢键,熔、沸点较高,而甲硒醇分子间无氢键,熔、沸点低于甲醇
H—S—C≡N的沸点低于H—N==C==S,后者分子之间容易形成氢键,而前者分子间只有范德华力
NH3与H2O能形成分子间氢键
类型6 手性碳原子判断
(2024·湖北卷)下列说法错误的是(   )
7
A. 甲分子中含有3个手性碳原子 B. 乙分子中含有4个手性碳原子
C. 丙分子中含有2个手性碳原子 D. 丁分子中含有5个手性碳原子
A
质量评价
1.(2024·珠海期末)下列有关氢键说法不正确的是(   )
A. 由于氢键的存在,沸点:HF>HI>HBr>HCl
B. 由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S
C. 氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因
D. 使得接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值大于18
【解析】HF分子间能形成氢键,HCl、HBr、HI分子间不能形成氢键,HF沸点最高,HCl、HBr、HI相对分子质量逐渐增大,分子间作用力增强,沸点升高,沸点:HF>HI>HBr>HCl,A正确;非金属性:F>S,稳定性:HF>H2S,B错误;蛋白质中的氨基和羧基之间能形成氢键,C正确;水分子间能形成氢键,氢键的存在使得水分子形成缔合物,导致接近沸点的水蒸气的相对分子质量测量值大于18,D正确。
B
2. 下列说法不正确的是(   )
B. 酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH,因为Cl原子为吸电子基,使得羧基中O—H极性增强,易电离出H+
C. 硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
D. 邻羟基苯甲醛的沸点高于对羟基苯甲醛的沸点
D
【解析】乳酸分子中,连接羟基的碳原子为手性碳原子,A正确;Cl的电负性较强,Cl原子为吸电子基,使得—OH中O和H的共用电子对偏向O,键极性增强,更易电离出H+,酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH3COOH,B正确;硫是非极性分子,根据“相似相溶”原理,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2,C正确;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,对羟基苯甲醛存在分子间氢键,沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,D错误。
3. 一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。下列说法正确的是(   )
A. 水分子间存在氢键,故水分子高温下也很稳定
B. CH4的空间结构呈正四面体形,H2O、CO2空间结构呈V形
C. CH4、CO2都是含极性键的非极性分子
D. 可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成共价键
【解析】水很稳定是因为水中H—O键能大,A错误;CO2空间结构为直线形,B错误;CH4分子与水分子间没有形成共价键,D错误。
C
4.(1)(2024·梅州一中)BCl3在四氯化碳中的溶解度远大于NH3,原因是_______ ___________________________________________________________________________________________________。
BCl3和四氯化碳均为非极性分子,而氨气属于极性分子,根据“相似相溶”原理,BCl3在CCl4溶液中的溶解度更大
2
2
配套新练案
1. 下列分子中用“*”标记的碳原子属于手性碳原子的是(   )
C
2. 已知O3的空间结构为V形,分子中正电中心和负电中心不重合。下列有关说法正确的是(   )
A. O3分子含有的化学键为非极性共价键
B. O3分子为非极性分子
C. O3在水中溶解度比O2在水中溶解度大
D. O3转化为O2为物理变化
【解析】O3分子含有的化学键为极性共价键,A错误;由题意可知O3分子为极性分子,B错误;O3分子为极性分子,O2分子为非极性分子,水分子为极性分子,根据相似相溶,O3在水中溶解度比O2在水中溶解度大,C正确;O3转化为O2生成了新物质,属于化学变化,D错误。
C
3.(2024·惠州龙门中学)下列关于氢键的说法正确的是(   )
A. 1个水分子内含有2个氢键
B. 冰、水中都存在氢键
C. 分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点降低
D. 邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
【解析】水分子之间能形成氢键,分子内不存在氢键,A错误;冰、水中都存在分子间氢键,B正确;分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高,C错误;邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,D错误。
B
4.(2024·肇庆一中期中)下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是(   )
A. 在相同条件下,NH3在水中的溶解度大于CH4
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
B
5. 下列说法正确的是(   )
A. 在水中氢、氧原子间均以离子键相结合
B. 分子中键能越大,键长越长,则分子越稳定
C. 干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力属于同种类型
D. H2S和CS2都是极性分子,所以H2S易溶于CS2
【解析】H2O分子中H、O原子以共价键相结合,A错误;分子中键能越大、键长越短、分子越稳定,B错误;干冰受热变为气体和碘升华所克服的粒子间作用力都为范德华力,C正确;CS2是非极性分子,D错误。
C
6. 下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法错误的是(   )
A. CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于非极性分子
B. SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C. CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔点、沸点最低
D. NH3在水中溶解度很大是由于NH3分子有极性,NH3分子能与水分子形成氢键
C
【解析】H2O是极性分子,CS2是非极性分子,根据相似相溶原理可知,CS2在水中溶解度很小,A正确;SO2和NH3都是极性分子,水也是极性分子,根据相似相溶原理可知,二者均易溶于水,B正确;CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下都是气体,所以CS2在三种物质中熔点、沸点最高,C错误;NH3在水中溶解度很大,除了因为NH3分子有极性外,还因为NH3能与水反应、NH3和H2O分子之间可以形成氢键,D正确。
7. 下列说法错误的是(   )
A. 卤化氢中,HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B. SO2易溶于水,原因之一是它是极性分子
C. H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键键能大
D. 氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
【解析】H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水分子间形成的氢键比HF形成的氢键多,C错误。
C
8. 下列实验事实和对实验事实的理论解释都正确的是(   )
选项 实验事实 理论解释
A H2S的沸点比H2O的高 H2S的范德华力大于H2O的范德华力
B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P—P—P的键角是109.5°
C 1体积水可以溶解700体积氨气 氨是极性分子且有氢键的影响
D 键的极性:H—O>N—H 非金属性差异越大,键的极性越小
C
【解析】H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键,H2O的沸点高于H2S,A错误;白磷分子中键角为60°,B错误;氨气和水分子间能形成氢键,二者都是极性分子,并且氨气能和水反应,氨气极易溶于水,C正确;电负性差越大,键的极性越大,D错误。
9. 下列物质性质比较不正确的是(   )
【解析】对羟基苯甲酸形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,前者沸点高于后者,A正确;非金属性:F>O,热稳定性:HF>H2O,B正确;键能:H—IHBr>HCl,C错误;HF和水均为极性分子,且HF能和水形成分子间氢键,水溶性:HF>Br2,D正确。
C
10.(1) (2020·海南卷) 键能是衡量共价键稳定性的参数之一。 CH3OH键参数中有___种键能数据。CH3OH可以与水以任意比例互溶的原因是__________________ _________________________。
(3) S元素位于元素周期表中______族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是_____________________________________________________________,H2O比H2Te沸点高的原因是________________________。
3
均为极性分子,且甲醇和水分子间存在氢键
乙醇分子间存在氢键
二者结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,分子间作用力更强
H2O分子间存在氢键
ⅥA
苯胺分子之间存在氢键
NH3>PH3>CH4
S8相对分子质量大,分子间范德华力强
11.(1)(2024·惠州华罗庚中学)H2O2分子的氧原子的杂化轨道类型为________;H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是____________________________________ ________________________________________________________(回答两点)。
(2) 乙烯分子中碳原子的杂化方式为_________,其中含有的σ键与π键的数目之比为_________,乙烯难溶于水而易溶于四氯化碳的原因是___________________ ___________________________________________________________________。
sp3
H2O2和H2O都是极性分子,相似相溶;H2O2和H2O能形成分子间氢键,所以可以任意比例互溶
sp2
5∶1
乙烯和四氯化碳均为非极性分子,而水为极性分子,根据相似相溶,乙烯易溶于四氯化碳
(3) 与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①在最简单的氮烯分子中,N的杂化方式是_________。
②N2H4具有很强的还原性,是常用的火箭推进剂,它在常温常压下为无色液体。判断N2H4是否溶于水并说明理由:______________________________________ ________________________________________________________。
sp2
N2H4与H2O分子间形成氢键(或N2H4和水均是极性分子,根据“相似相溶”原理推测N2H4易溶于水)
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