第二章++第三节+第2课时+分子间作用力++溶解性++分子的手性（讲义及解析）-高二化学选择性必修2（新人教版）-1

第2课时分子间作用力溶解性分子的手性一、范德华力及其对物质性质的影响1．概念：降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间存在着相互作用力。范德华(vanderWaals)是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。2．实质：电性引力3．特征(1)范德华力广泛存在于分子之间的一种分子间作用力，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。(2)范德华力不是化学键，范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。范德华力与化学键大小的比较分子COArHIHBrHCl范德华力(kJ/mol)8.758.5026.0023.1121.14共价键键能(kJ/mol)745298.7366431.8(3)范德华力没有饱和性和方向性。4．影响因素(1)HCl、HBr、HI三种分子构成的物质的相对分子质量与范德华力大小的关系分子HIHBrHCl相对分子质量1288136.5范德华力(kJ·mol-1)26.0023.1121.14结论：一般来说，组成和性质相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔点、沸点也就越高如：HCl＜HBr＜HI(2)CO、N2的相对分子质量、分子的极性、范德华力的关系分子相对分子质量分子的极性范德华力(kJ·mol-1)CO28极性8.75N228非极性8.50结论：相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也越大，物质的熔沸点也就越高，如：CO＞N2(3)F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量、熔沸点的关系。单质相对分子质量熔点/℃沸点/℃F238﹣219.6﹣188.1Cl271﹣101﹣34.6Br2160﹣7.258.78I2254113.5184.4结论：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2(4)正戊烷、异戊烷、新戊烷的相对分子质量、熔沸点的关系。单质相对分子质量沸点/℃正戊烷7236.1异戊烷7228新戊烷7210结论：在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷【对点训练1】1．判断正误(1)范德华力的实质也是一种电性作用()(2)任何分子间在任何情况下都会产生范德华力()(3)HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，故HI的沸点比HCl的高()(4)CO的沸点大于N2()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区别是作用力的强弱问题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，故破坏分子间的范德华需要消耗能量3．卤素单质从F2到I2在常温常压下的聚集态由气态、液态到固态的原因是()A．原子间的化学键键能逐渐减小B．范德华力逐渐增大C．原子半径逐渐增大D．氧化性逐渐减弱二、氢键及其对物质性质的影响1．氢键的形成：当氢原子与电负性很大的F、O、N原子形成H－F、H－O、H－N共价键时，由于F、O、N的电负性比氢大得多，致使这些共价键的电子对会强烈的偏向F、O、N原子的一边，会使F、O、N原子带有“少量的负电荷”，而氢原子带有“少量的正电荷”，结果使H原子几乎成为“裸露”的质子，从而带有较强的正电荷，具有很强的吸引电子的能力。这样带正电的核就能与另一个(HF、H2O、NH3)分子中的F、O、N原子的孤对电子相互吸引和发生一定程度的轨道重叠作用，这种分子间的作用力就是氢键。如：F－H···FF－H···OF－H···N2．氢键的定义：由已经与电负性很大的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中非金属性很强的原子(如水中的氧)之间的作用力。氢键是比分子间作用力强的分子间作用，但它不是化学键，仍属于分子间作用力的范畴3．氢键的表示方法氢键的通式可用X－H···Y表示，其中X和Y为F、O、N，“－”表示共价键，“···”表示氢键注意一般来说，能形成氢键的元素有一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N－H、H－O、H－F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中4.氢键的键长与键能氢键X-H…Y键能/(kJ/mol)键长/pm代表性例子F-H…F28.1255(HF)nO-H…O18.8276冰O-H…O25.9266甲醇、乙醇N-H…F20.9268NH4FN-H…O20.9286CH3CONH2N-H…N5.4338NH3(1)氢键键长一般定义为X－H···Y的长度，而不是H···Y的长度(2)氢键的键能：指X－H···Y分解为X－H和Y所需的能量。因氢键不是化学键，所以比化学键弱很多，但比范德华力稍强，如：H－F键能为565kJ·mol－1，而F－H···F氢键作用力只有28kJ·mol－1(3)氢键键能大小的比较方法：在X－H···Y中，X、Y的电负性越大，氢键越强；Y原子的半径越小，氢键越强5．氢键的本质：静电相互作用，它比化学键弱得多，但比范德华力强，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力6．氢键的形成条件(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如：H2O中的氢原子(2)要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如：H2O中的氧原子(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小7．氢键的特征(1)氢键具有一定的饱和性：每一个X－H只能与一个Y原子形成氢键，原因是H原子半径比X、Y原子半径小得多，当氢原子与一个Y原子形成氢键X－H···Y后，氢原子周围的空间已被占据，X、Y原子的电子云的排斥作用将会阻碍一个Y原子与氢原子靠近形成氢键，也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键，即氢键具有饱和性(2)氢键具有一定的方向性：X－H···Y三个原子一般在同一方向上，原因是在这样的方向上可使X与Y尽量远离，使两原子电子云之间的排斥力最小，体系能量最低，形成的氢键最强，体系最稳定，所以氢键还具有方向性8．氢键的类型氢键可分为分子间氢键和分子内氢键，分子间氢键由两分子形成，而分子内氢键是一个分子中就具有形成的氢键的原子和原子团，如：邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在的氢键就属于分子内氢键，而HF分子间、NH3与H2O分子间则属于分子间氢键HF分子间存在分子间氢键邻羟基苯甲醛存在分子内氢键F－H···F－H9．氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响=1\*GB3①当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高：分子间有氢键的物质熔化或汽化时，除了要克服纯粹的分子间作用力外，还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高，如：HF、H2O、NH3沸点反常=2\*GB3②当形成分子内氢键时，往往会降低分子间作用力，从而使物质的熔、沸点降低如：邻羟基苯甲醛(熔点：2℃，沸点：196.5℃)和对羟基苯甲醛(熔点：115℃，沸点：250℃)(2)对溶解度的影响：在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键，则物质的溶解度增大如：NH3极易溶于水，因为NH3与H2O之间能形成氢键()，且两者都是极性分子(3)对物质相对分子质量的影响：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(4)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(5)对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1与对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1相差较大【对点训练2】1．判断正误(1)氢键的键长是指“X—H…Y”中“H…Y”的长度()(2)H2O的热稳定性大于H2S，是因为H2O分子间存在氢键()(3)冰融化成水，仅仅破坏氢键()(4)氢键均能使物质的熔、沸点升高()(5)形成氢键A—H…B的三个原子总在一条直线上()2．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＞②B．①＞②＞③＞④C．③＞②＞①＞④D．①＞④＞③＞②4．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5．氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为()A． B．C． D．6．已知各种硝基苯酚的性质如下表，下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是()名称结构式25℃水中溶解度/g熔点/℃沸点/℃邻硝基苯酚0.245100间硝基苯酚1.496194对硝基苯酚1.7114295A．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7．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．在H3BO3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关C．1molH3BO3的晶体中有6mol极性共价键D．1molH3BO3的晶体中有6mol氢键三、范德华力、氢键、共价键的比较概念范德华力氢键共价键含义物质分子之间普遍存在的一种作用力已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用作用微粒分子H与N、O、F原子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强度共价键＞氢键＞范德华力影响强度的因素①随分子极性的增大而增大②分子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，作用越强成键原子半径和共用电子对数目。键长越小，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，物质熔、沸点升高，如熔、沸点：CF4＜CCl4，F2＜Cl2＜Br2＜I2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。如熔、沸点：H2O＞H2S，HF＞HCl，NH3＞PH3共价键键能越大，含有该共价键分子的热稳定性越强注：注：范德华力只存在于分子之间，但金刚石、SiO2等由共价键形成的晶体的微粒之间不存在范德华力【对点训练3】1．下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是()A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键B．分子间作用力包括氢键和范德华力C．水、冰中都含氢键D．分子间一定存在分子间作用力2．下列现象与化学键有关的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高B．H2O的沸点高于H2S的沸点C．H2O在高温下难分解D．干冰升华3．下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是()选项Ⅰ组Ⅱ组A相对分子质量：HCl＞HF沸点：HCl高于HFB键能：H—O＞H—S沸点：H2O高于H2SC分子间的作用力：H2O＞H2S稳定性：H2O强于H2SD相对分子质量：HI＞HCl沸点：HI高于HCl四、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、氨都是极性分子，易溶于极性溶剂水中，难溶于非极性溶剂四氯化碳中；萘和碘都为非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳中，而难溶于极性溶剂水中2．影响物质溶解性的因素(1)外界因素：主要有温度、压强等①影响固体溶解度的主要因素是温度，一般来说，温度越高，固体物质的溶解度越大，但Ca(OH)2除外②影响气体溶解度主要因素是温度和压强，一般来说，压强越大，气体溶解度越大，温度越高，溶解度越小(2)氢键对溶解性的影响：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好如：NH3极易溶于水，是因为NH3与H2O形成了氢键(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：乙醇的化学式为C2H5OH，其中的－OH与水分子的－OH相近，因而乙醇与水互溶，而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，其中的－OH跟水分子的－OH的相似因素小的多，因而它在水中的溶解度明显减小(4)溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会增大如：SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大【对点训练4】1．一般来说，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CCl4C．Cl2可溶于水 D．NH3难溶于苯2．碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，这是因为()A．CCl4与I2的相对分子质量相差较小，而H2O与I2的相对分子质量相差较大B．CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含氢元素D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子3．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4．下列物质在水中溶解度的顺序正确的是()A．NH3＞HCl＞CO2＞SO2＞Cl2B．SO2＞CS2＞H2S＞S8C．HOCH2(CHOH)4CHO＞C17H35COOH＞HCOOHD．HF＞CO2＞CH45．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是平面正方形结构，还是四面体结构____________(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图：淡黄色固体________________，黄绿色固体___________(3)淡黄色固体物质由____________组成，黄绿色固体物质由_________组成(填“极性分子”或“非极性分子”)来源(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是____________________________________________五、分子的手性观察比较下图所示两种分子的结构，比较异同点相同点分子组成相同，都是CHFClBr；从平面上看相似不同点在空间上完全不同，它们构成实物和镜像关系1．概念(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：具有手性异构体的分子2．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。如：CHBrClF的手性结构如图1所示。又如：乳酸分子(手性碳原子上连接－H、－CH3、－OH、－COOH)的手性结构如图2所示图1图23．手性分子的判断(1)判断方法：有机物分子中是否存在手性碳原子(2)手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子如：，R1、R2、R3、R4互不相同，即*C是手性碳原子，该有机物分子具有手性注意=1\*GB3=1\*GB3①手性同分异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即分子形式的“左撇子和右撇子”=2\*GB3②构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。=3\*GB3③“手性”指一个物体不能与其镜像相重合。如我们的双手，左手与互成镜像的右手不重合。一个手性分子与其镜像不重合，分子的手性通常是由不对称碳引起，即一个碳上的四个基团互不相同。通常用(RS)、(DL)对其进行识别。例如：4．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【对点训练5】1．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2．下图中两分子所表示的物质间的关系是()A．互为同分异构体B．是同一种物质C．互为手性异构体D．互为同系物3．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．①B．②C．③D．②③4．下列分子中，不含手性碳原子的是()A．B．C．D．CH3CHClCH2CHO1．下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是()A．范德华力是决定由分子构成的物质的熔、沸点高低的唯一因素B．范德华力与物质的性质没有必然的联系C．范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D．范德华力仅影响物质的部分物理性质2．关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是()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、沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子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．熔、沸点高低：CH3CH3<CH3(CH2)2CH3C．干冰易升华，SO2固体不易升华D．氯化钠的熔点较高4．在化学上，常用一条短线表示一个化学键，如图所示的有关结构中，虚线不表示化学键或分子间作用力的是()5．已知O3分子为V形结构，O3在水中的溶解度和O2相比()A．一样大 B．O3比O2小C．O3比O2大 D．无法比较6．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是()A．CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸点逐渐降低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．CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高7．下列化合物在水中的溶解度，排列次序正确的是()a．HOCH2CH2CH2OHb．CH3CH2CH2OHc．CH3CH2COOCH3d．HOCH2CH(OH)CH2OHA．d＞a＞b＞cB．c＞d＞a＞bC．d＞b＞c＞aD．c＞d＞b＞a8．下列现象中，不能用“相似相溶”规律解释的是()A．乙醇与水以任意比例互溶B．用纯碱洗涤油脂C．氨易溶于水D．用苯将溴水中的溴萃取出来9．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＞HClB．沸点：CH3CH2Br＜C2H5OHC．稳定性：HF＞HClD．－OH上氢原子的活泼性：H－O－H＞C2H5－O－H10．“冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下列有关说法错误的是()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，水分子间通过氢键形成空间网状结构C．第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少D．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11．液氨、液氯、清洗剂、萃取剂等重点品种使用企业和白酒企业，应加强储罐区、危化品库房、危化品输送等的管理，确保化工生产安全。下列说法正确的是()A．液氨中只存在范德华力B．液氨分子间作用力强，所以其稳定性大于PH3C．液氯挥发导致人体吸入后中毒，是因为液氯分子中的共价键键能较小D．萃取剂CCl4的沸点高于CH4的沸点12．当一个碳原子连接四个不同的原子或基团时，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()A．B．C．D．13．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＞HFD．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14．二甘醇可用作溶剂、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CnH2nO3B．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15．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16．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17．下列选项不能用学过的氢键知识进行解释的是()A．相对分子质量小的醇与水互溶，而相对分子质量较大的醇则不溶于水B．氨易液化，而氮气不容易液化C．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D．邻羟基苯甲醛()的沸点比对羟基苯甲醛()的沸点低18．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19．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20．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．1B．2C．3D．421．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22．比较下列化合物的沸点，前者低于后者的是()A．乙醇与氯乙烷B．邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸()C．对羟基苯甲醇()与邻羟基苯甲醇()D．H2O与H2Te23．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0.245100间硝基苯酚1.496194对硝基苯酚1.7114295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24．下列说法不正确的是()A．HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强B．苹果酸()含有1个手性碳原子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25．毒奶粉事件曾一度震惊全国，主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺()。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是()A．所有氮原子均采取sp3杂化B．一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键C．属于极性分子，故极易溶于水D．三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键26．氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。(1)H2O中的O—H键、分子间的范德华力和氢键由强到弱的顺序依次为＞＞。(2)N、P、As都属于第ⅤA族元素，形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为(填分子式，下同)＞＞(3)画出氢氟酸溶液中可能存在的氢键形式：____________________________________________________(4)如图1表示某种含氮有机化合物的结构简式，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)。分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别，下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是(填字母)。a．CF4b．CH4c．NHeq\o\al(＋,4)d．H2O27．根据下列表1和表2数据，回答问题：表1ⅤA、ⅥA、ⅦA族氢化物的沸点化合物沸点/℃化合物沸点/℃化合物沸点/℃NH3－33.3H2O100HF19.5PH3－87.4H2S－60.7HCl－84AsH3－62H2Se－42HBr－67.0SbH3aH2Te－1.8HI－35.4表2常见物质的沸点结构简式分子式相对分子质量沸点/℃①H—OHH2O18100②CH3OH(甲醇)CH4O3264③CH3CH2OH(乙醇)C2H6O4678④CH3COOH(乙酸)C2H4O260118⑤CH3COCH3(丙酮)C3H6O5856⑥CH3CH2CH2OH(丙醇)C3H8O6097⑦CH3CH2OCH3(甲乙醚)C3H8O6011(1)表1中a的范围是______________________(2)根据表1数据，同主族元素简单氢化物沸点高低的规律是_______________________________________(3)根据表2沸点数据找规律，由②③⑥得出：____________________________________________________；由①④⑥得出：。28．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＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋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(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a．水b．CCl4c．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：_____________________________________________________________________29．现有五种短周期非金属元素，其中A、B、C的价电子排布式可分别表示为asa、bsbbpb、csccp2c，D与B同主族，E位于C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。试回答下列问题。(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2②BA4③A2C2④BE4中，属于极性分子的是(填序号)。(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是________________________________。(3)B、C两种元素都能和A元素形成两种常见的溶剂，其分子式分别为、。DE4在前者中的溶解度(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________(填化学式)。30．(1)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是。(2)CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是；氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称：________________。(3)下图中曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是________。(4)O的氢化物(H2O)在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是________________________________________________________________________________________。(5)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是______________________________________________________________________。31．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请你回答下列问题：(1)请按要求任意写一个相应物质：(填化学式)含有非极性键的离子化合物，既含有非极性键又含极性键的非极性分子，既含有非极性键又含极性键的极性分子，全部由非金属元素组成的离子化合物，由金属元素和非金属元素组成的共价化合物。(2)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构，则其在水中的溶解度会________(填“增大”或“减小”)，原因是。(3)右图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点，其中表示ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是______；表示ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是______；同一族中第三、四、五周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是_____________________________________________；A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是。答案及解析【对点训练1】1．(1)√(2)×(3)√(4)√2．B。解析：范德华力的实质也是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是粒子间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，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．B。解析：卤素单质从F2到I2结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，分子的熔、沸点依次升高。【对点训练2】1．(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．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。3．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．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。5．B。解析：从氢键的成键原理上讲，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方式结合空间阻力最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－可知答案是B。6．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。7．C。解析：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，氢原子最外层只有1个电子，与氧原子形成1个共用电子对，因此B原子和H原子最外层都不满足8电子稳定结构，故A错误；分子的稳定性与分子内的B—O、H—O共价键有关，与氢键无关，故B错误；1molH3BO3的晶体中有3molB—O键和3molO—H键，则1molH3BO3的晶体中有6mol极性共价键，故C正确；1个H3BO3分子对应6个氢键，1个氢键为2个H3BO3分子共用，因此含有1molH3BO3分子的晶体中有3mol氢键，故D错误。【对点训练3】1．A。解析：水是一种稳定的化合物，是因为含有O—H共价键；水和冰分子中都存在氢键。2．C。解析：卤素单质分子间存在范德华力，且相对分子质量越大，范德华力越大，单质的熔点也越高，A项不符合题意。由于H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点比H2S的高，B项不符合题意。由于H—O的键能较大，在较高温度时也难以断裂，所以H2O很稳定，在高温下难分解，C项符合题意。干冰升华时需要克服范德华力，而CO2分子中的化学键并没有断裂，D项不符合题意。3．D。解析：由于相对分子质量：HCl＞HF，所以范德华力：HCl＞HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl<HF，A项中Ⅱ命题不正确；由于原子半径：O<S，键长：H—O<H—S，所以键能：H—O＞H—S，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O高于H2S，B项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：H2S＞H2O，范德华力：H2S＞H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间的作用力：H2O＞H2S。由于键能：H—O＞H—S，所以稳定性：H2O强于H2S，分子的稳定性与分子间的作用力无关，所以C项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：HI＞HCl，所以范德华力：HI＞HCl，沸点：HI高于HCl，D项中Ⅰ命题能解释Ⅱ命题。【对点训练4】1．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。2．D。解析：因水分子为极性分子，CCl4、I2分子均为非极性分子，根据“相似相溶”规律，碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，故选D。3．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。4．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。5．(1)平面正方形(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，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面正方形结构，若为四面体结构则无同分异构体。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为：①②。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。【对点训练5】1．D。解析：互为手性异构体的分子互为镜像，故A正确；在手性合成中，与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态，从而只会诱导生成一种手性分子，故B正确；手性异构体分子组成相同，故C正确；手性异构体旋光性不同，化学性质可能有差异，D错误。2．B。解析：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。3．B。解析：②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基团。4．B。解析：在有机物分子中，连接着四个不同的原子或基团的碳原子就是手性碳原子。A、C、D中均有碳原子连有四个不同的原子或基团，B中不含有手性碳原子。1．D。解析：范德华力是一种分子间作用力，因此范德华力不会影响物质的化学性质，只影响物质的部分物理性质。2．B。解析：根据“相似相溶”规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A错误、B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C错；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子为极性分子外，还因为NH3分子和H2O分子之间可形成氢键，故D错。3．D4．C。解析：C项，氯原子和氯原子之间无化学键和分子间作用力，只表示其相对位置；A项，实线表示共价键，虚线表示分子间作用力；B、D项，实线和虚线均表示共价键。5．C。解析因O3分子为V形结构，是极性分子，O2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知O3在水中的溶解度比O2大，C项正确。6．B。解析：B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关；C项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高；D项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。7．A。解析：a．HOCH2CH2CH2OH，b.CH3CH2CH2OH，c.CH3CH2COOCH3，d.HOCH2CH(OH)CH2OH，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。8．B。解析：乙醇与水分子均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，A正确；Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下水解，B错误；NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶解性，C正确；苯与Br2均为非极性分子，D正确。9．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强，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作用力的缘故；HF比HCl稳定是由于H—F键能比H—Cl键能大的缘故；H2O分子中的—OH氢原子比C2H5OH中的—OH氢原子更活泼是由于—C2H5的影响使O—H极性减弱的缘故。10．A。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，与分子间形成的氢键无关，A错误；固态冰中，1个水分子与周围的4个水分子通过氢键相连接，从而形成空间网状结构，B正确；“准液体”中，水分子间的距离不完全相等，所以1个水分子与少于4个的水分子间形成氢键，形成氢键的机会比固态冰中少，C正确；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”，造成冰面变滑，D正确。11．D。解析：液氨中还存在共价键、氢键等作用力，A项错误；分子间作用力只影响物质的物理性质，与其稳定性无关，B项错误；由于液氯中Cl2分子间的作用力弱，液氯沸点低，极易挥发而被人体吸入引起中毒，与共价键键能大小无关，C项错误；由于CCl4与CH4结构相似，且均为共价化合物，CCl4的相对分子质量大于CH4，其沸点也高于CH4的沸点，D项正确。12．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，故仅有C项符合题意。13．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。14．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。15．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。16．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。17．C。解析：相对分子质量小的醇中羟基所占的质量分数大，所以与水形成的氢键多、二者互溶，A项不符合题意；氨气压缩时，可以形成同种分子之间的氢键，所以容易液化，而氮气分子之间没有氢键，所以难被液化，B项不符合题意；甲烷分子与水分子之间不是靠氢键结合的，C项符合题意；邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键()，所以分子与分子之间氢键的数量变少，而对羟基苯甲醛分子内由于氢原子与氧原子的距离较远，所以只能形成分子间氢键()，从而使分子间作用力增大，沸点升高，D项不符合题意。18．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。19．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。20．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。21．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。22．B。解析：氢键分为两类：存在于分子之间时，称为分子间氢键；存在于分子内部时，称为分子内氢键。同类物质相比，分子内形成氢键的物质的熔、沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔、沸点。如邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醇等容易形成分子内氢键，沸点较低，而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醇则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B选项正确，C选项错误；对于A选项，由于乙醇存在分子间氢键，而氯乙烷不存在氢键，所以乙醇的沸点(78.5℃)高于氯乙烷的沸点(12.3℃)；同样道理，D选项中，H2O的沸点(100℃)高于H2Te的沸点。23．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。24．C。解析：结合HO—Cl、(OH)2CO、(OH)NO2、(OH)ClO3，非羟基氧原子数依次增加，酸性依次增强，A项正确；苹果酸分子中2号碳原子为手性碳原子，B项正确；HCl与H2O不能形成氢键，C项错误；CH4为非极性分子