第二章 分子结构与性质 第三节第2课时　分子间作用力　分子的手性练习 【新教材】2020年秋人教版（2019）高中化学选择性必修2

第 2 课时 分子间作用力 分子的手性 基础过关练 题组一 范德华力 1.下列关于范德华力的叙述正确的是(深度解析) A.是一种较弱的化学键 B.分子间存在的较强的相互作用 C.直接影响所有物质的熔、沸点 D.稀有气体的分子间存在范德华力 2.下列过程克服了范德华力的是( ) A.氯化钠熔化 B.HCl 溶于水 C.碘升华 D.氢氧化钠熔化 3.下列叙述与范德华力无关的是( ) A.气态物质加压或降温时能变为液态或固态 B.熔、沸点:CH3CH3①>④>② B.①>②>③>④ C.③>②>①>④ D.①>④>③>② 14.(2020 天津第二十中学高二检测)下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( ) A.任何物质中都存在范德华力,而氢键只存在于含有 N、O、F 的物质中 B.范德华力比氢键的作用力还要弱 C.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质 D.范德华力与氢键的强弱都只与分子的相对分子质量有关 15.下列事实与氢键有关的是( ) A.HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱 B.水加热到很高的温度都难以分解 C.邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 D.CH4、SiH4、GeH4、SnH4 熔点随相对分子质量增大而升高 16.下列说法不正确的是( ) ①N2H4 分子中既含极性键又含非极性键 ②若 R2-和 M+的电子层结构相同,则原子序数:R>M ③F2、Cl2、Br2、I2 熔点随相对分子质量增大而升高 ④NCl3、PCl3、CO2、CS2 分子中各原子最外层均达到 8e-稳定结构 ⑤固体熔化成液体的过程是物理变化,所以不会破坏化学键 ⑥HF 分子很稳定是由于 HF 分子之间能形成氢键 ⑦Na2O2 固体中的阴离子和阳离子个数比是 1∶2 ⑧由于非金属性 Cl>Br>I,所以酸性 HCl>HBr>HI A.②⑤⑥⑧ B.①③④⑤ C.②④⑤⑦ D.③⑤⑦⑧ 题组三 溶解性 17.物质在不同溶剂中的溶解性一般都遵循“相似相溶”规律。下列装置不宜用于 HCl 尾气吸收的是 ( ) 18.下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是( ) A.氯化氢易溶于水 B.氯气能被氢氧化钠溶液吸收 C.碘易溶于四氯化碳 D.碘难溶于水 19.根据“相似相溶”规律判断,下列物质在水中溶解度最大的是( ) A.乙烯 B.二氧化碳 C.二氧化硫 D.氢气 20.下列三种有机物:①苯酚,②乙酸乙酯,③木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH],在常温下它们的水溶性大 小顺序正确的是( ) A.①>②>③ B.③>①>② C.③>②>① D.②>①>③ 21.相同条件下,下列化合物在水中的溶解度排列顺序正确的是( ) a.HOCH2CH2CH2OH b.CH3CH2CH2OH c.CH3CH2COOCH3 d.HOCH2CH(OH)CH2OH A.d>a>b>c B.c>d>a>b C.d>b>c>a D.c>d>b>a 22.溶质在溶剂中的溶解度取决于多种因素,请回答下列问题: (1)实验发现:CH4 极难溶于水,而 HF 极易溶于水,其原因是 。 (2)通常条件下,1 体积的水可溶解 700 体积的 NH3,请说明三点理 由: 。 题组四 分子的手性 23.下列说法不正确．．．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 24.(2020 福建高二测试)下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A. B. C.CCl2F2 D.H2N—CH2—COOH 25.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 HOOC— C * H2—CHOH—COOH B.丙氨酸 C.葡萄糖 D.甘油醛 26.(1)3-氯-2-丁氨酸的结构简式为 ,1 个该有机物分子中含有 个 手性碳原子,其中—NH2 中 N 原子的杂化轨道类型是 。 (2)青蒿素是从黄花蒿中提取得到的一种无色针状晶体,分子结构如下图所示,则青蒿素分子中含有 个手性碳原子。深度解析 能力提升练 题组一 分子间作用力的综合应用 1.(2020 江苏高二月考, )下列物质的性质可用氢键来解释的是( ) A.HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱 B.F2、Cl2、Br2、I2 的熔、沸点依次升高 C.苯酚、H—O—H、C2H5—OH 中—OH 上氢原子的活泼性依次减弱 D.CH3—O—CH3、C2H5OH 的沸点依次升高 2.(2020 天津静海一中高二月考, )已知 H2O2 分子的空间结构如图所示,下列有关 H2O2 的说法正确的 是( ) A.1 个 H2O2 分子中有 3 个σ键、1 个π键 B.H2O2 为非极性分子 C.H2O2 中氧原子为 sp 杂化 D.H2O2 沸点高达 158 ℃,可推测 H2O2 分子间可形成氢键 3.(双选)(2020 辽宁瓦房店中学高二期末, )通常情况下,NCl3 是一种油状液体,其分子空间结构与 NH3 相似。下列对 NCl3 和 NH3 的有关叙述正确的是(深度解析) A.NCl3 的沸点高于 NH3 的沸点 B.在氨水中,大部分 NH3 与 H2O 以氢键结合形成 NH3·H2O,则 NH3·H2O 的结构式为 C.NCl3 分子是非极性分子 D.NBr3 比 NCl3 易挥发 4.( )下列说法中正确的是( ) A.氢键是一种较弱的化学键 B.NH3 的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键 C.最外层能达到稳定结构的微粒只有稀有气体的原子 D.常温常压下 Cl2、Br2、I2 由气态、液态到固态变化的主要原因是范德华力在逐渐增大 题组二 分子空间结构与性质的综合应用 5.(2020 天津第二十中学高二检测, )根据“相似相溶”规律,溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度 大的原因是( ) A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素 B.溴、碘是单质,四氯化碳是化合物 C.Br2、I2 是非极性分子,CCl4 也是非极性分子,而水是极性分子 D.以上说法都不对 6.(2020 高二月考, )下列说法正确的是( ) A.Na2O2 和 NaOH 所含化学键类型完全相同 B.NH3 比 PH3 稳定是因为 NH3 分子间存在氢键 C.CO2 溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 D.H2O2 是含非极性键的极性分子 7.(2020 山东烟台高三上期末, )下列叙述中正确的是 ( ) A.σ键一定比π键强度大 B.AB3 型的分子空间结构一定为平面三角形 C.不同元素组成的多原子分子内的化学键一定都是极性键 D.利用手性催化剂合成可得到一种或主要得到一种手性分子 8.(双选)( )关于丙氨酸的下列说法,正确的是( ) A.Ⅰ和Ⅱ的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具有完全相同的组成和原子排列 D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同 9.(2020 湖北孝感高二期末, )下列有关物质结构与性质的说法中合理的是( ) A.CO 与 CN-结构相似,含有的σ键与π键个数比均为 1∶2 B.根据 VSEPR 模型可知 H2O、NH3、CH4 分子内键角依次减小 C.铜原子的电负性为 1.9,氯原子的电负性为 3.0,氯化铜为离子化合物,溶于水能完全电离 D.HF 比 HCl 稳定是因为 HF 分子间存在氢键 10.(2020 江苏南通启东高二月考, )四种短周期主族元素 W、X、Y、Z,W 元素的原子在短周期中原 子半径最大,X 元素原子的 L 层的 p 能级上有一个空轨道,Y 元素原子 L 层的 p 能级上只有一对成对电 子,Y 和 Z 在周期表中处于同一主族。下列有关叙述不正确．．．的是 ( ) A.原子半径:W>X>Y B.XY2 是由极性键构成的非极性分子 C.W、Y、Z 三种元素组成的化合物多于 2 种 D.化合物 W2Y2 中的阴、阳离子个数比为 1∶1 答案全解全析 基础过关练 1.D 2.C 3.D 4.A 5.D 6.D 9.D 10.B 11.D 12.A 13.A 14.B 15.C 16.A 17.C 18.B 19.C 20.B 21.A 23.D 24.B 25.A 1.D 范德华力是分子间存在的较弱的相互作用,它不是化学键且比化学键弱得多,只能影响由分子构 成的物质的熔、沸点;稀有气体为单原子分子,分子之间存在范德华力。 归纳总结 范德华力的正确理解 范德华力很弱,比化学键的键能小得多,其主要特征有以下几个方面: (1)普遍存在于分子之间。 (2)范德华力的作用范围通常为 0.3~0.5 nm。 (3)主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质。 (4)无方向性和饱和性,只要分子周围空间允许,分子总是尽可能多地吸引其他分子。 2.C 氯化钠、氢氧化钠均是离子化合物,熔化时离子键断裂,A、D 项错误;HCl 溶于水时克服的是共 价键,B 项错误;碘升华时克服的是范德华力,C 项正确。 3.D 4.A 一般组成和结构相似的分子中,相对分子质量越大,分子的熔、沸点越高,所以随着原子序数的增 加,卤化物 CX4 分子间作用力逐渐增大,相应的熔、沸点也逐渐升高,A 正确;冰融化时发生物理变化,不 破坏化学键,B 错误;物质的熔、沸点与化学键无关,水的熔、沸点比 H2S 高是因为水分子间存在氢 键,C 错误;物质的稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关,D 错误。 5.D 分子间作用力主要影响由分子构成的物质的熔点、沸点等物理性质。A 项,干冰易升华与范德 华力有关;B 项,HCl 分子之间的作用力是很弱的范德华力,因此通常状况下氯化氢为气体;C 项,一般来 说组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增大,物质的熔、沸点逐渐升高;D 项,简单氢化物的稳定性与分子中化学键强弱有关,与范德华力无关。 6.D 化学键是指物质中直接相邻的原子或离子之间的强烈相互作用;分子间作用力是指分子间普遍 存在着将分子聚集在一起的作用力,分子间作用力比化学键弱得多,故 A、B 错误,D 正确;分子间作用 力主要影响物质的物理性质,如熔、沸点和溶解性,故 C 错误。 7.答案 (1)H—Br 键比 H—I 键键长短、键能大,所以溴化氢受热比碘化氢受热难分解 (2)HBr 与 HI 结构相似,HBr 相对分子质量小,分子间作用力小,沸点低 解析 (1)氢化物受热分解的难易程度与分子内化学键强弱有关,H—Br 键比 H—I 键键长短、键能大, 所以溴化氢受热比碘化氢受热难分解。(2)沸点与分子间作用力有关,HBr 与 HI 结构相似,HBr 相对分 子质量小,分子间作用力小,沸点低。 8.答案 硅烷分子的组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高 解析 题图表明硅烷相对分子质量越大,沸点越高。 9.D 分子间作用力包括氢键与范德华力,它比化学键弱得多,且不属于化学键,对物质熔、沸点等有影 响。 10.B 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,易提供孤电 子对,故以 B 方式结合空间阻碍最小,结构最稳定;从氨水的性质讲,依据 NH3·H2O N H4 + +OH-可知答 案是 B。 易错提醒 形成氢键(A—H…B—)的三个原子不一定在一条线上;分子内氢键使物质的熔、沸点降低, 而分子间氢键使物质的熔、沸点升高。 11.D 水分子是由 H 原子和 O 原子构成的,H 原子和 O 原子之间存在极性共价键,释放出氢原子必须 破坏水分子内的氢氧键,氢氧键是极性共价键。 12.A HClO4 和 H2SO4 可形成分子间氢键,A 正确;Se 的非金属性较弱,H2Se 不能形成分子间氢键,B 错 误;NaOH 是离子化合物,不能形成分子间氢键,C 错误;碘元素非金属性较弱,HI 不能形成分子间氢键,D 错误。 13.A F、O、N 电负性依次减小,F—H、O—H、N—H 键的极性依次减小,故 F—H…F—中氢键最强, 其次为 O—H…O—,再次是 O—H…N—,最弱的为 N—H…N—。 14.B 不是任何物质中都存在范德华力,如氯化钠为离子化合物,其中没有范德华力,只存在离子键,故 A 错误;范德华力比氢键的作用力要弱,故 B 正确;由分子构成且存在氢键的物质,物质的物理性质由范 德华力与氢键共同决定,故 C 错误;范德华力的强弱与分子的相对分子质量的大小有关,氢键的强弱还 与原子电负性的大小和半径大小有关,故 D 错误。 15.C HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性与 F、Cl、Br、I 的非金属性有关,非金属性越强,其氢化物越 稳定,同一主族的元素,非金属性随着原子序数的增加而减小,所以其氢化物的热稳定性逐渐减弱,与氢 键无关,A 错误;水加热到很高的温度都难以分解是因为 H—O 键键能大,与氢键无关,B 错误;对羟基苯 甲酸形成分子间氢键,而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲 酸的低,C 正确;CH4、SiH4、GeH4、SnH4 的熔点随相对分子质量的增大而升高与范德华力有关,分子 间不存在氢键,与氢键无关,D 错误。 16.A ①N2H4 分子中 N 原子和 N 原子之间形成非极性共价键,N 原子和 H 原子之间形成极性共价键, ①正确;②R2-和 M+的电子层结构相同,则离子的核外电子数相等,且 M 处于与 R 相邻的下一周期,所以 原子序数:M>R,②错误;③F2、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,③正确;④NCl3、PCl3、CO2、CS2 分子中各原子最外层均达到 8e-稳定结构,④正确;⑤固体熔化成 液体的过程是物理变化,可能破坏化学键,例如氢氧化钠熔融时离子键被破坏,⑤错误;⑥HF 分子很稳 定,是因为 H—F 键键能大,跟氢键无关,⑥错误;⑦Na2O2 固体中的阴离子和阳离子分别是 O2 2- 、Na+,个 数比是 1∶2,⑦正确;⑧氢化物的酸性与元素的非金属性无关,酸性:HClHOCH2CH2CH2OH>CH3CH2CH2OH>CH3CH2COOCH3,即 d>a>b>c。 22.答案 (1)CH4 是非极性分子,水是极性溶剂,所以 CH4 极难溶于水;HF 是极性分子且能与水分子形 成氢键,所以 HF 极易溶于水 (2)NH3 与 H2O 均为极性分子;NH3 与 H2O 分子间易形成氢键;NH3 与 H2O 易反应生成 NH3·H2O 解析 (1)CH4 是非极性分子,而 H2O、HF 是极性分子且 HF 能与水分子形成氢键。(2)分子极性、氢 键和反应均会影响溶解性。 23.D 互为手性异构体的分子性质有差异,D 不正确。 24.B 分子中,每个碳原子所连接的四个基团或原子都有相同的,不存在手性碳原子,故 A 不符合题意; 分子中,CH3—中 C 原子上连有 3 个 H 原子,不是手性碳原子,羧基的碳 原子为不饱和碳原子,不是手性碳原子,剩余的一个碳原子所连的四个基团或原子分别是羟基、甲基、 氢原子和羧基,该碳原子为手性碳原子,故 B 符合题意;CCl2F2 分子中没有手性碳原子,故 C 不符合题 意;H2N—CH2—COOH 中,—CH2—中含有 2 个 H,羧基的碳原子为不饱和碳原子,该有机物中不存在手 性碳原子,故 D 不符合题意。 25.A HOOC— C * H2—CHOH—COOH 中 C * 连接了 2 个氢原子,不是手性碳原子,A 错 误; 中 C * 连接了 4 个不同的原子或原子团,属于手性碳原子,B 正 确; 中 C * 连接了 4 个不同的原子或原子团,属于手性碳原子,C 正 确; 中 C * 连接了 4 个不同的原子或原子团,属于手性碳原子,D 正确。 26.答案 (1)2 sp3 (2)7 解析 (1)连接 4 个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,3-氯-2-丁氨酸的结构简式为 ,标“*”的碳原子为手性碳原子,所以一个该有机物分子中含有 2 个手性碳原子, 其中—NH2 中 N 原子含有 1 对孤电子对和 3 对σ键电子对,则 N 原子的价层电子对数为 4,采取 sp3 杂 化。 (2)手性碳原子连接 4 个不同的原子或原子团,故青蒿素分子中手性碳原子标识如图: ,共 7 个。 归纳提升 对手性分子的理解 (1)互称手性异构体(又称对映异构体)的两个分子互为镜像。 (2)构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。手性异构体的性质不完全相同。 能力提升练 1.D 2.D 3.AB 4.D 5.C 6.D 7.D 8.CD 9.A 10.D 1.D HF、HCl、HBr、HI 都是共价化合物,热稳定性与共价键强弱有关,与氢键无关,故 A 不符合题 意;F2、Cl2、Br2、I2 的熔、沸点与范德华力有关,故 B 不符合题意;—OH 上氢原子的活泼性与和—OH 相连的原子或基团的极性有关,与氢键无关,故 C 不符合题意;CH3—O—CH3、C2H5OH 的沸点依次升 高是因为乙醇分子间能形成氢键,故 D 符合题意。 2.D H2O2 分子的电子式为 H·· O ·· ·· ·· O ·· ·· ··H,该物质中不含π键,故 A 错误;根据题中结构知,该分子正电中心 与负电中心不重合,为极性分子,故 B 错误;H2O2 中氧原子为 sp3 杂化,故 C 错误;H2O2 的沸点较高,可推 测 H2O2 分子间可形成氢键,故 D 正确。 3.AB NH3 在常温下是气体,NCl3 在常温下是液体,所以 NCl3 的沸点高于 NH3 的沸点,故 A 正确;NH3 与 H2O 以氢键结合形成 NH3·H2O,则 NH3·H2O 的结构式为 ,故 B 正确;NCl3 的分子空间 结构与氨气分子相似,都是三角锥形,氨气分子是极性分子,所以 NCl3 分子也是极性分子,故 C 错误;结 构相似的分子(不含氢键)的熔、沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大其熔、沸点越高,所以 NBr3 比 NCl3 的熔、沸点高,NCl3 比 NBr3 易挥发,故 D 错误。 特别提醒 (1)氢键属于分子间作用力,不属于化学键。 (2)分子间存在氢键则必然存在范德华力,但存在范德华力不一定存在氢键。 (3)在 A—H…B—中,A、B 的电负性越大,B 原子的半径越小,氢键越强。 4.D 氢键是一种分子间作用力,而不是化学键,A 错误;H—N 键的键能较大,故 NH3 的稳定性很强,与 氢键无关,B 错误;最外层达稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子,也可能是处于稳定结构的阴离 子或阳离子,C 错误;一般,结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,则常温常压下,卤素单质 从 F2→I2 由气态、液态到固态变化的原因是范德华力逐渐增大,D 正确。 5.C Br2、I2 是非极性分子,易溶于非极性分子组成的溶剂,CCl4 是非极性溶剂,水是极性溶剂,根据“相 似相溶”规律可知,Br2、I2 在水中溶解度很小,但在 CCl4 中溶解度很大,故选 C。 6.D NaOH 中含有离子键和极性共价键,Na2O2 中含有离子键和非极性共价键,所以二者化学键类型 不完全相同,A 错误;氢键影响物质物理性质,不影响氢化物稳定性,NH3 比 PH3 稳定是因为 N 元素非金 属性强于 P 元素,B 错误;化学反应的实质是旧键断裂和新键形成,CO2 与水反应生成碳酸,则 CO2 溶于 水存在共价键和分子间作用力的改变,干冰升华只有分子间作用力改变,因此二者作用力的改变不相 同,C 错误;H2O2 是既含极性键又含非极性键的极性分子,D 正确。 7.D σ键不一定比π键强度大,如氮气中σ键的强度比π键强度小,故 A 错误;如果 AB3 型的分子的中心 原子 A 无孤电子对,则分子的空间结构为平面三角形,故 B 错误;极性键是形成于不同元素原子之间的 共价键,故不同元素组成的多原子分子里的化学键一定含极性键,但不一定都是极性键,故 C 错误。 8.CD Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同,但它们有着相同的官能团,化学性质相似,故 A 错误;根据其结构 可知,两种分子极性相同,故 B 错误;Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排布,故 C 正确;Ⅰ和Ⅱ互为对 映异构体,所含化学键的种类与数目是相同的,故 D 正确。 9.A CO 与 CN-结构相似,原子间均以三键相连,含有的σ键与π键个数比均为 1∶2,A 正确;根据 VSEPR 模型可知 H2O、NH3、CH4 分子内孤电子对数依次减少(2、1、0),对成键电子对的斥力也越来 越小,键角依次增大,B 错误;氯原子和铜原子的电负性差值为 1.1,二者形成极性共价键,故氯化铜为共 价化合物,C 错误;HF 比 HCl 稳定是因为 HF 中 H—F 键的键能更大,D 错误。 10.D W 元素的原子在短周期中原子半径最大,W 是 Na 元素;X 元素原子的 L 层的 p 能级上有一个空 轨道,X 是 C 元素;Y 元素原子 L 层的 p 能级上只有一对成对电子,Y 是 O 元素;Y 和 Z 在周期表中处于 同一主族,Z 是 S 元素。电子层数越多,原子半径越大,同周期元素从左到右原子半径减小,原子半 径:Na>C>O,故 A 正确;CO2 为直线形分子,CO2 是由极性键构成的非极性分子,故 B 正确;W、Y、Z 三 种元素组成的化合物有 Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3 等,故 C 正确;化合物 Na2O2 中的阴、阳离子个数 比为 1∶2,故 D 错误。