1、十 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
2、内含有 OH 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()ANH3 BCH2S DC2H5OH【解析】选 B。通常能形成氢键的分子中含有 NH 键、HO 键或 HF 键。NH3、CH3CH2OH 有氢键但只存在于分子间。B 项有机物中的 OH 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 OH 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
3、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()ACS2 在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子BSO2 和 HF 均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子CCS2 为非极性分子，在四种物质中熔沸点最低
4、DI2 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
5、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 HN 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CCFH3 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
6、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 CF 和 CH 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
7、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 104.5B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：HClHBrHIHFD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 HFHIHBrHCl；乙醇分子与水分子之间存在范德华力和氢键，D 正确。
8、【补偿训练】下列几种氢键：OHO，NHN，FHF，OHN，按氢键从强到弱的顺序排列正确的是()A BC D【解析】选 A。元素的电负性越大，形成的氢键越强，电负性 FON，则氢键从强到弱的顺序是。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()aHOCH2CH2CH2OHbCH3CH2CH2OHcCH3CH2COOCH3dHOCH2CH(OH)CH2OHAdabc BcdabCdbca Dcdba【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)CH2OHHO
9、CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2OHCH3CH2COOCH3，即 dabc。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(HSCN)的沸点低于异硫氰酸(HN=C=S)的沸点，其原因是_。
10、(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)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 CnH2n1OH 中 n值 增 大，在 水 中 溶 解 度 _(填“增 强”或“减 弱”)，原
11、 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
12、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
13、性碳原子”的是_。(4)在 CO2 低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)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 NH 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
14、)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)H2OCH3OHCO2H2H2O 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 n5，每个水分子被
15、4 个水分子包围着形成四面体。(H2O)n 的 n5 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C1 mol(H2O)n 中有 2 个氢键D1 mol(H2O)n 中有 4 mol 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 n5 时，1 mol(H2O)5 所含氢键数相当于 5 mol H2O 分
16、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()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【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.HI 的键能大于 HC
17、l 的键能.HI 的键能小于 HCl 的键能.HI 分子间的范德华力大于 HCl 分子间的范德华力.HI 分子间的范德华力小于 HCl 分子间的范德华力a.HI 比 HCl 稳定b.HCl 比 HI 稳定c.HI 的沸点比 HCl 的高d.HI 的沸点比 HCl 的低a b c dA B C D【解析】选 B。HCl 的键能大于 HI 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。
18、(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：NH3HCl=NH4Cl。试写 出 将 上 述 氮 氢 化 合 物 通 入 足 量 盐 酸
19、 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 键的分子是_，同时存在 键和 键的分子是_。AN2 BCO2 CCH2Cl2 DC2H4 EC2H6FCaCl2 GNH4Cl(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。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)：_。过氧乙酸用作杀菌消毒剂的原因是_。(6)硅烷(SinH2n2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现
20、这种变化关系的原因是_。(7)用“*”标出中的手性碳原子。【解析】(1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数可知其分子式为 N2H4，它的结构可看作是 NH3 分子中的一个 H 原子被NH2 取代后所得，分子中的键全部是单键，故 N 原子的杂化方式与 NH3 分子中的 N 原子杂化方式相同，也是 sp3杂化，该分子为极性分子。(2)两者反应后得到的应是 N2 和 H2O，反应的化学方程式为 N2H42H2O2=N24H2O，两种反应物中都含有极性键和非极性键，在生成物 H2O 中只含有极性键，N2 中只含有非极性键。(3)因为在 N2H4 分子的 N 原子上各有一对孤电子对，故一分子 N2
21、H4 能与两分子 HCl 反应。(4)C2H4、C2H6 中含有 CH 极性键，CC 非极性键。单键中有一个 键，双键中有一个 键，一个 键，三键中有一个 键，两个 键。(5)过氧乙酸发生水解反应的化学方程式是过氧乙酸用作杀菌消毒剂的原因是过氧乙酸分子中有 OO 键，有强氧化性。(6)硅烷的结构和组成相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。(7)将有机物中的乙基写为CH2CH3 的形式，标出手性碳原子。答案：(1)sp3 极性(2)N2H4 和 H2O2 N2 H2O(3)N2H42HCl=N2H6Cl2(4)BC G CE ABD(5)过氧乙酸分子中有 OO 键，有强氧化性(6)硅烷是由分子通过范德华力形成的晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高
