1、溶解性手性无机含氧酸分子的酸性(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)1.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项正确。2.(2019绵阳高二检测)科学家发现铂的两种化合物(短线表示化学键),a为,b为二者有不同的特性,a具有抗癌作用,而b没有。a和b互为()A.同分异构体B.同素异形体C.同位素D.同一物质【解析】选
2、A。观察a、b的组成和结构可知:二者分子式相同,空间结构不同,属于同分异构体。3.(2020日照高二检测)下列有关叙述正确的是()A.氢键是一种特殊化学键,它广泛地存在于自然界中B.在分子中含有1个手性C原子C.碘单质在水溶液中溶解度很小是因为I2和H2O都是非极性分子D.含氧酸可用通式(HO)nXOm来表示,若n值越大,则含氧酸的酸性越大【解析】选B。氢键不是化学键,它只存在于电负性强的元素的化合物中,A错误;与羟基相连的碳原子所连的四个基团都不一样,所以是手性碳,B正确;碘是非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶原理,碘在水中的溶解度不大,C错误;含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示,若m
3、值越大,则含氧酸性越强,D错误。4.砷是氮族元素,黄砷(As4)的分子结构与白磷(P4)相似,均为正四面体结构,以下关于黄砷与白磷的比较正确的是()A.分子中共价键键角均为10928B.黄砷中共价键键能大于白磷C.黄砷分子极性大于白磷D.黄砷易溶于四氯化碳,难溶于水【解析】选D。As4和P4分子中共价键键角均为60,故A错误;原子半径AsP,键长越长,键能越小,故B错误;都为非极性分子,故C错误;黄砷为非极性分子,根据相似相溶原理,可知易溶于四氯化碳,难溶于水,故D正确。5.(2020宁德高二检测)下列物质中不存在手性异构体的是()A.BrsCH2CHOHCH2OHB.C.CH3CHOHCOO
4、HD.CH3COCH2CH3【解析】选D。若同一个碳原子上连接四个不同的原子或原子团,则该碳原子称为手性碳原子,含有手性碳原子的物质存在手性异构体,D项中不含手性碳原子,不存在手性异构体。【补偿训练】当一个碳原子所连四个不同原子或原子团时,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.【解析】选C。由题干可知,A项、B项与D项中各有1个手性碳原子;C项中有2个手性碳原子。6.已知三角锥形分子E和直线形分子G反应,生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)如下图,则下列判断错误的是()A.L是极性分子,G是非极性分子B.M分子中含
5、2个键和1个键C.E极易溶于水的原因是与水分子形成氢键D.E分子中键角为10928【解析】选D。E是三角锥形分子,M是双原子分子且原子间形成三对共用电子,E和M必定是NH3和N2,G和L都是双原子分子且G是单质,则G是F2(不可能是O2,因为NH3与O2反应生成NO和H2O,不符合上述生成物的结构要求),L是HF。图示反应为2NH3+3F26HF+N2。HF是极性分子,F2是非极性分子,故A正确;N2的电子式为,分子中含2个键和1个键,故B正确;NH3与水分子形成氢键,使得氨气极易溶于水,故C正确;E为NH3,为三角锥形分子,键角为107,故D错误。7.下列有关叙述正确的是()A.利用手性催化
6、剂可得到一种或主要得到一种手性分子B.同周期非金属元素的氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强C.互为手性异构体的分子互为镜像,且分子组成相同,性质和用途也相同D.沸点:邻硝基苯酚()高于对硝基苯酚()【解析】选A。利用手性催化剂可选择性生成手性分子,A正确;从左到右,同周期非金属元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,故B错误;互为手性异构体的分子其结构不同,性质相似而不是相同,C错误;邻硝基苯酚形成分子内氢键,对硝基苯酚形成分子间氢键,所以对硝基苯酚沸点高,D错误。8.顺铂Pt(NH3)2Cl2是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂()的简称,
7、属于第二代铂族抗癌药物,结构如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是()A.碳铂中所有碳原子在同一平面上B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2C.碳铂分子具有手性D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有键的数目为18NA【解析】选D。根据碳铂的结构简式可知,有sp3杂化的碳原子,属于四面体结构,因此所有碳原子不可能在同一平面上,A错误;顺铂分子中N有3个键,一个配位键,因此杂化类型为sp3杂化,B错误;碳铂分子中没有手性碳原子,所以不具有手性,C错误;分子含有18个键,D正确。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)9.(15分)元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢形成的化合物在通常
8、状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。(1)确定X、Y两种元素在元素周期表中的位置 _。(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式_;该分子中中心原子以sp2杂化,是_分子,分子构型为_。(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式_;该分子中中心原子以sp2杂化,是_分子,分子构型为_。(4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种,其水溶液均呈酸性,试分别写出其分子式_、_,并比较酸性强弱:_。【解析】根据氢化物化学式H2X,知100%=88.
9、9%,M(X)=16。可推知,X为O,则Y为S,则其形成的化合物分别为SO2、SO3,根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4,由无机含氧酸的判断知酸性:H2SO4H2SO3。答案:(1)X:第2周期第A族;Y:第3周期第A族(2)SO2极性V形(3)SO3非极性平面三角形(4)H2SO3H2SO4H2SO4H2SO310.(15分)回答下列问题:(1)1,2-二氯乙烯存在两种同分异构体,其中属于极性分子的结构式是_(填字母编号,下同)。(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、 4种
10、类型,苏丹红的分子结构如图1所示。苏丹红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)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_。【解析】(2)苏丹红形成分子内氢键,羟基取代在对位后,则易形成分子间氢键,与H2O之间形成氢键后会增大其溶解度。(3)两者结构相似,相对分子质量非常接近,但1,2,4-三氮唑分子中有NH键,氮原子半径小,电负性大
11、,分子间可以形成氢键,也可以与水分子间形成氢键,所以它们的水溶性和沸点差异很大的主要原因是1,2,4-三氮唑分子间、与水分子间都可以形成氢键。答案:(1)B(2)增大苏丹红形成分子内氢键,而修饰后的分子可形成分子间氢键,与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度(3)1,2,4-三氮唑分子间、与水分子间都可以形成氢键(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)11.下列选项不能用学过的氢键知识进行解释的是()A.乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体,但乙酸的沸点高于甲酸甲酯 B.氨气易液化,而氮气不容易液化C.蛋白质分子中碱基可相互配对D.HF的热稳定性比H2O强【解析
12、】选D。乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体,但乙酸分子间可形成氢键,所以沸点高,A正确; 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正确;蛋白质分子中碱基可相互配对就是通过形成氢键完成的,C正确;HF的热稳定性比H2O强,是因为HF分子中HF键更稳定,D错误。12.已知:下列说法中不正确的是()A.苯甲醇的水溶性强于一氯甲苯B.苯甲酸的熔沸点高于甲苯C.四种物质中均有sp3和sp2杂化的碳原子D.四种物质均无手性碳原子【解析】选C。苯甲醇含有羟基,能与水分子间形成氢键,所以水溶性强于一氯甲苯,A正确;苯甲酸分子间能形成氢键,熔沸点较高,B正确;苯甲
13、酸中的碳原子全部为sp2杂化,C错误;四种物质均无手性碳原子,D正确。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)13.回答下列问题:(1)已知碘酸(HIO3)和高碘酸(H5IO6)的结构分别如图、所示:请比较二者酸性强弱:HIO3_H5IO6(填“”“H5IO6。(2)根据结构图,Pt(NH3)2Cl4的配体为NH3和Cl-;A为对称结构,属于非极性分子,应该为亮黄色的,B为非对称结构,属于极性分子,应该为橙黄色的配合物。 (3)由于1个水分子与其余4个水分子形成4个氢键,而每个氢键被两个水分子共有,所以1 mol冰中含有4=2(mol)氢键。氢键的能量为断开XHY需要的能量。1个水分子有2个氢键,则键能为=20 kJmol-1。答案:(1)(2)NH3、Cl-A(3)2 20