新教材高中化学第二章分子结构与性质第三节第2课时分子间的作用力分子的手性课时练习（含解析）新人教版选择性

分子间的作用力分子的手性(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1．(2021·长沙高二检测)电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事，导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是()A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上，导致游轮被撞沉B．水在4℃时达到最大密度，4℃后水的密度变小C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间D．在冰中含有的作用力只有共价键和氢键【解析】选D。水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在水面上，A正确；水在4℃时达到最大密度，B正确；范德华力与氢键可同时存在于分子之间，C正确；在水分子内含有O—H共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力等分子间作用力，D错误。2．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【解析】选B。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项有机物中的O—H键与另一分子中—CHO中的O原子可在分子间形成氢键，同一分子的O—H键与邻位—CHO中的O原子可在分子内形成氢键。3．下列叙述与范德华力无关的是()A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固B．通常状况下氯化氢为气体C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高D．氯化钠的熔点较高【解析】选D。气体物质加压、降温时，聚集在一起形成液体甚至固体，A不符合题意；氯化氢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，B不符合题意；组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增强，物质的熔、沸点逐渐升高，C不符合题意；NaCl中存在的作用力是很强的离子键，所以NaCl的熔点较高，与范德华力无关，D符合题意。4．(2021·哈尔滨高二检测)下列关于CS2、SO2、I2与HF四种物质的说法正确的是()A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子B．SO2和HF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，在四种物质中熔沸点最低D．I2在酒精中易溶，故可用酒精萃取碘水中的碘【解析】选B。水是极性分子，CS2是非极性分子，CS2在水中的溶解度很小，A错误；因为SO2和HF都是极性分子，水是极性分子，二者均易溶于水，B正确；I2在常温下是固体，CS2在常温下是液体，SO2和HF在常温下是气体，CS2的熔沸点不是最低，C错误；酒精与水互溶，不能用酒精萃取碘水中的碘，D错误。5．下列对分子性质的解释中，正确的是()A．氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨气中含有大量的氢键所致B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子，该碳原子是sp2杂化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．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【解析】选C。氨分子稳定的原因是氨分子中H—N牢固，而与氢键无关，A错误；由于手性碳原子为饱和碳原子，所以只能发生sp3杂化，B错误；甲烷不能与水形成氢键，D错误。6．下列说法中正确的是()A．手性分子之间，因分子式相同，故其性质相同B．凡能形成氢键的物质，其熔点、沸点比同类物质的熔点、沸点高C．CFH3分子中，既有H原子，又有电负性大、半径小的F原子，因此，CFH3分子间可以形成氢键D．稀有气体能在温度充分降低时液化，而且随相对分子质量的增大熔点升高【解析】选D。手性分子之间，虽然分子式相同，但结构不同，故其性质不完全相同，A错误；分子内氢键使化合物的熔点、沸点降低，B错误；在CFH3分子中，是C—F和C—H间形成共价键，而在H与F之间并没有形成共价键，不符合形成氢键的条件，所以CFH3分子间不能形成氢键，C错误；稀有气体是非极性的单原子分子，分子间存在范德华力且随着相对分子质量的增大而增大，所以熔点依次升高，D正确。7．(2021·衡水高二检测)下列分子中，不含手性碳原子的是()【解析】选B。如果一个碳原子连接四个不同的原子或原子团，这样的碳原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原子。8．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”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。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。下列说法中正确的是()A．由于氢键的存在，水分子中氢氧键角是104.5°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>HFD．乙醇分子与水分子之间存在范德华力和氢键【解析】选D。由于孤电子对的排斥作用，水分子中的氢氧键角是104.5°，A错误；氢键不是化学键，而是一种分子间作用力，B错误；C项应为HF>HI>HBr>HCl；乙醇分子与水分子之间存在范德华力和氢键，D正确。【补偿训练】下列几种氢键：①O—H…O—，②N—H…N—，③F—H…F—，④O—H…N—，按氢键从强到弱的顺序排列正确的是()A．③>①>④>② B．①>②>③>④C．③>②>①>④ D．①>④>③>②【解析】选A。元素的电负性越大，形成的氢键越强，电负性F>O>N，则氢键从强到弱的顺序是③>①>④>②。9．下列化合物在水中的溶解度，从大到小排列次序正确的是()a．HOCH2CH2CH2OHb．CH3CH2CH2OHc．CH3CH2COOCH3d．HOCH2CH(OH)CH2OHA．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞bC．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞a【解析】选A。这些物质中CH3CH2COOCH3不能与水形成氢键，则溶解度最小，分子中含有羟基数目越多，与水形成的氢键越多，则溶解度越大，所以溶解度：HOCH2CH(OH)CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。10．(2021·海南高二检测)某同学在所收到的信封上发现有收藏价值的邮票，便将邮票剪下来浸入水中，以去除邮票背面的黏合剂。根据“相似相溶”规律判断，该黏合剂的成分可能是()【解析】选B。根据选项中物质的结构可知，四种物质中只有中的—OH与水分子的—OH相近，结合“相似相溶”规律可得该物质能溶于水，其余三种物质均难溶于水，B正确。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)11．(16分)(1)类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—NCS)的沸点，其原因是______________________。(2)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_______________________________________________________________________________________________________。(3)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。根据“相似相溶”原理分析黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，原因是___________________________________________________________________________________________。(4)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。(5)甲醇、乙醇、丙醇等饱和一元醇水溶性较好，随着饱和一元醇CnH2n＋1OH中n值增大，在水中溶解度______________(填“增强”或“减弱”)，原因为_____________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)异硫氰酸分子间能形成氢键，而硫氰酸不能。(2)乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键。(3)H2O是极性分子，黄绿色固体也是极性分子。(4)CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，CrO2Cl2是非极性分子。(5)饱和一元醇由于含有—OH，所以与水结构相似，但是随着碳原子数目增多，与水结构上的相似程度就减小，所以水溶性减弱。答案：(1)异硫氰酸分子间能形成氢键，而硫氰酸不能(2)乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键(3)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(4)非极性(5)减弱随着n值增大，醇与水的结构相似程度减小，所以溶解度减弱12．(14分)(1)铁的一种化合物的化学式为[Fe(Htrz)3](ClO4)2，其中Htrz为1，2，4­三氮唑()。1，2，4­三氮唑与环戊二烯()的物理性质如下：环戊二烯1，2，4­三氮唑相对分子质量6669物理性质无色液体，不溶于水，沸点为42.5℃无色晶体，溶于水，沸点为260℃它们的水溶性和沸点差异很大的主要原因是_____________________________________________________________________________________。(2)抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________；推测抗坏血酸在水中的溶解性________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。(3)下列化合物中含有3个“手性碳原子”的是______________________。(4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为____________，原因是___________________。【解析】(1)两者结构相似，相对分子质量非常接近，但Htrz分子中有N—H键，N原子半径小，电负性大，分子间可以形成氢键，也可以与水分子间形成氢键。(2)根据抗坏血酸的分子结构，形成单键的碳原子为sp3杂化，双键的碳原子为sp2杂化；根据抗坏血酸分子结构，分子中含有4个—OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水。(3)A、B、C三个选项中的有机物中含有的手性碳原子的数目分别为1、2、3，D项中的有机物中不含有手性碳原子。(4)H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大、范德华力较大。答案：(1)1，2，4­三氮唑分子间、与水分子间都可以形成氢键(2)sp3、sp2易溶于水(3)C(4)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大、范德华力较大(20分钟30分)一、选择题(本题包括4小题，每小题4分，共16分)13．在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n＝5，每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n＝5时，下列说法中正确的是()A.(H2O)n是一种新的水分子B．(H2O)n仍保留着水的化学性质C．1mol(H2O)n中有2个氢键D．1mol(H2O)n中有4mol氢键【解析】选B。(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的，氢键不属于化学键，因此(H2O)n不是一种新的分子，(H2O)n仍保留着水的化学性质，A错误、B正确；(H2O)n中每个氢原子形成一个氢键，折合每摩尔水有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数的值)，当n＝5时，1mol(H2O)5所含氢键数相当于5molH2O分子含有的氢键数，应为10NA个，C、D错误。14．(2021·深圳高二检测)下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是()【解析】选A。A项中的碳原子不是手性碳原子；B、C、D项中碳原子所连接的四个基团是不相同的，是手性碳原子。15．图中两分子所表示的物质间的关系是()B．是同一种物质C．互为手性异构体D．互为同系物【解析】选B。题图中的分子不含手性碳原子，所以两分子不是手性分子；两分子的分子式相同，结构相同，故两分子表示的物质是同一种物质。16．(2021·郑州高二检测)有下列两组命题，其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是()甲组乙组Ⅰ.H—I的键能大于H—Cl的键能Ⅱ.H—I的键能小于H—Cl的键能Ⅲ.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力Ⅳ.HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力①Ⅰ～a②Ⅱ～b③Ⅲ～c④Ⅳ～dA．①③B．②③C．①④D．②④【解析】选B。H—Cl的键能大于H—I的键能，所以HCl比HI稳定。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，所以HI的沸点比HCl的高。二、非选择题(本题包括1小题，共14分)17．(2021·天津高二检测)碳、氮、氧元素形成的化合物可做运送卫星的火箭所需燃料。(1)一种液态氮氢化合物肼，含氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键。该氮氢化合物的电子式为________________________，其中N原子采取________杂化方式，该分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。(2)肼与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是________，只含有非极性键的是________，只含有极性键的是_________________。(填化学式)(3)NH3分子中的N原子有一对孤电子对，能发生反应：NH3＋HCl=NH4Cl。试写出将上述氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式：___________________________________________________________。(4)下列物质中，只含有极性键的分子是________，既含离子键又含共价键的化合物是________；只存在σ键的分子是________，同时存在σ键和π键的分子是________。A．N2B．CO2C．CH2Cl2D．C2H4E．C2H6F．CaCl2G．NH4Cl(5)过氧乙酸也是一种过氧化物，它可以看作是过氧化氢分子中的一个氢原子被乙酰基()取代的产物，是一种常用的杀菌消毒剂。在酸性条件下过氧乙酸易发生水解反应生成过氧化氢。①写出过氧乙酸发生水解反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)：__________________________。②过氧乙酸用作杀菌消毒剂的原因是______________________________。(6)硅