2.3.2 分子間作用力 分子的手性 -2022-2023學年高二化學課后培優(yōu)分級練（人教版2019選擇性必修2）（解析版）

第二章分子結構與性質第三節(jié)分子結構與物質的性質第2課時分子間作用力分子的手性培優(yōu)第一階——基礎過關練1．（2022·四川·遂寧中學高二階段練習）下列現(xiàn)象與氫鍵有關的是①CH3CH2OH的沸點高于CH3OCH3②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態(tài)水的密度?、茑徚u基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①②【答案】B【詳解】①乙醇能形成分子間氫鍵，二甲醚不能形成分子間氫鍵，則乙醇的分子間作用力大于二甲醚，沸點高于二甲醚，所以乙醇的沸點高于二甲醚與氫鍵有關，故正確；②小分子的醇中含有羥基、羧酸中含有羧基，都能與水分子形成分子間氫鍵，則小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶與氫鍵有關，故正確；③冰中水分子與周圍四個水分子以分子間氫鍵形成四面體結構，中間有空隙，則冰的密度比液態(tài)水的密度小，所以冰的密度比液態(tài)水的密度小與氫鍵有關，故正確；④鄰羥基苯甲酸能形成分子內(nèi)氫鍵，對羥基苯甲酸能形成分子間氫鍵，則鄰羥基苯甲酸的分子間作用力小于對羥基苯甲酸，熔、沸點低于羥基苯甲酸，所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低與氫鍵有關，故正確；⑤水分子高溫下也很穩(wěn)定與氧元素的非金屬性強，氫氧鍵的鍵能大有關，與氫鍵無關，故錯誤；①②③④正確，故選B。2．（2022·四川·達州市第一中學校高二階段練習）下列各項比較中前者高于(或大于或強于)后者的是A．CCl4和SiCl4的熔點B．鄰羥基苯甲醛()和對羥基苯甲醛()的沸點C．O3和O2在水中的溶解度D．H2SO3和H2SO4的酸性【答案】C【詳解】A．分子組成和結構相似的分子，相對分子質量越大，物質的熔沸越大，所以SiCl4的沸點比CCl4的高，故A不符合題意；B．鄰羥基苯甲醛的兩個基團靠的很近，能形成分子內(nèi)氫鍵，使熔沸點降低；而對羥基苯甲醛能夠形成分子間氫鍵，使熔沸點升高，所以鄰羥基苯甲醛比對羥基苯甲醛熔、沸點低，故B不符合題意；C．O3分子為V字形結構，和水的結構相似，氧氣是直線型結構，根據(jù)相似形溶原理，所以O3在水中的溶解度比O2要大，故C符合題意；D．H2SO3是二元弱酸，H2SO4是二元強酸，同等條件下亞硫酸比硫酸酸性弱，故D不符合題意；故選C。3．（2022·四川·達州市第一中學校高二階段練習）下列說法正確的是A．氫鍵不是化學鍵B．HF的穩(wěn)定性很強，是因為其分子間能形成氫鍵C．乙醇分子與水分子之間只存在范德華力D．碘化氫的沸點比氯化氫的沸點高是由于碘化氫分子之間存在氫鍵【答案】A【詳解】A．氫鍵是分子間作用力，不是化學鍵，故A正確；B．HF的穩(wěn)定性很強，是由于H-F鍵鍵能較大的原因，與氫鍵無關，故B錯誤；C．乙醇分子與水分子之間存在氫鍵和范德華力，故C錯誤；D．氯化氫與碘化氫都屬于分子晶體，分子結構相同，碘化氫相對分子質量較大，分子間作用力較強，沸點較高，與氫鍵無關，故D錯誤；故選A。4．（2022·四川·鹽亭中學高二階段練習）下列說法不正確的是A．的酸性依次增強B．蘋果酸含有1個手性碳原子C．均易溶于水的原因之一是與均能形成氫鍵D．以極性鍵結合的分子不一定是極性分子【答案】C【詳解】A．非羥基氧原子數(shù)依次增多，酸性依次增強，A正確；B．蘋果酸中與羧基相連的碳原子連接四個各不相同的基團，是手性碳原子，B正確；C．HCl不能與H2O形成氫鍵?，C錯誤；D．以極性鍵結合的分子不一定是極性分子，如甲烷是非極性分子，D正確；故選C。5．（2022·浙江·高二階段練習）下列說法不正確的是A．非金屬元素的原子間不能形成離子化合物B．HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性依次減弱C．氯化氫氣體溶于水共價鍵被破壞D．100℃時水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，氫鍵被破壞【答案】A【詳解】A．由非金屬元素形成的化合物大部分是共價化合物，但也可形成離子化合物，如氯化銨，故A錯誤；B．元素的非金屬性越強，其氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：Cl>Br>I，則HCl、HBr和HI的穩(wěn)定性依次減弱，故B正確；C．氯化氫為共價化合物，溶于水共價鍵被破壞，電離出氫離子和氯離子，故C正確；D．水分子間存在分子間作用力，100℃時水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，分子間作用力被破壞，故D正確；故選：A。6．（2022·新疆·精河縣高級中學高二期中）下列說法正確的是A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點依次升高 B．CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子C．CS2、H2S、C2H2都是直線形分子 D．在水中的溶解性：戊醇＞乙二醇＞乙醇【答案】B【詳解】A．結構相似的物質，物質的相對分子質量越大，分子間作用力就越強，物質的熔沸點就越高。但由于F的電負性很大，對應的氫化物HF的分子間可形成氫鍵，增大了分子之間的吸引作用，導致其熔、沸點比HI還高，A錯誤；B．CH4中只含有C-H極性鍵，CCl4中只含有C-Cl極性鍵，CH4、CCl4的空間結構均為正四面體形，分子結構對稱，正電荷重心和負電荷重心重合，所以CH4、CCl4都是由極性鍵構成的非極性分子，B正確；C．H2S分子中，中心S原子與2個H原子形成個σ鍵，S原子上還存在2對孤電子對，所以S原子采用sp3雜化，分子結構呈V形；CS2與C2H2的中心原子的雜化方式均為sp雜化，分子結構為直線形分子，C錯誤；D．醇分子中含有親水基羥基，物質分子中含有的羥基數(shù)目越多，分子中的烴基碳原子數(shù)目越少，則物質在水中的溶解性就越強，所以在水中的溶解性：乙二醇＞乙醇＞戊醇，D錯誤；故合理選項是B。7．（2022·新疆兵團農(nóng)場中學高二期末）下列對分子性質的解釋中，不正確的是A．F2、Cl2、Br2、I2熔點隨相對分子質量增大而升高B．乳酸()分子中含有2個手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相似相溶”原理解釋D．氨氣極易溶于水、鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛都能用氫鍵來解釋【答案】B【詳解】A．F2、Cl2、Br2、I2是組成和結構相似的分子，熔點隨相對分子質量增大而升高，故A正確；B．中間碳原子上連有四個不一樣的基團：氫原子、甲基、羧基和羥基，是手性碳原子，只有1個，故B錯誤；C．碘、四氯化碳、甲烷都為非極性分子，水為極性分子，分子極性相似的分子易溶，故C正確；D．氨氣分子和水分子之間能形成氫鍵，所以氨氣極易溶于水，鄰羥基苯甲醛分子內(nèi)存在氫鍵，而對羥基苯甲醛分子間存在氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛，故D正確；故選：B。8．（2021·四川省安岳縣興隆中學高二期中）下列說法正確的是A．HF、HCl、HBr、HI的熔點、沸點依次升高B．乙醇分子與水分子之間只存在范德華力C．H2O的熔點、沸點高于H2S，是由于H2O分子之間可以形成氫鍵D．氯的各種含氧酸的酸性由強到弱排列為HClO>HClO2>HClO3>HClO4【答案】C【詳解】A．HF分子間可以形成氫鍵，沸點最高，沸點高低順序應為HF>HI>HBr>HCl，A錯誤；B．乙醇分子與水分子之間還可以形成氫鍵，B錯誤；C．O元素的電負性較大，水分子間可以形成氫鍵，則H2O的熔、沸點高于H2S，C正確；D．Cl元素的化合價越高，對應的氧化物的水化物的酸性越強，酸性強弱應為HClO<HClO2<HClO3<HClO4，D錯誤；故答案選C。9．（2022·四川·雅安中學高二階段練習）中科院國家納米科學中心科研員在國際上首次“拍”到氫鍵的“照片”，實現(xiàn)了氫鍵的實空間成像，為“氫鍵的本質”這一化學界爭論了80多年的問題提供了直觀證據(jù)。下列有關氫鍵的說法中不正確的是A．由于氫鍵的存在，冰能浮在水面上B．由于氫鍵的存在，乙醇比甲醚更易溶于水C．由于氫鍵的存在，沸點：HF>HCl>HBr>HID．氫鍵的存在影響了蛋白質分子獨特的結構【答案】C【詳解】A．水分子間存在氫鍵，使水分子之間形成孔穴，造成冰的微觀空間存在空隙，宏觀上表現(xiàn)在冰的密度比水小，冰能浮在水面上，A項正確；B．乙醇分子與水分子間能形成氫鍵，甲醚分子與水分子間不能形成氫鍵，所以乙醇比甲醚更易溶于水，B項正確；C．HF分子間存在氫鍵，HCl、HBr、HI分子間不存在氫鍵，相對分子質量越大，分子間作用力越強，沸點越高，則有沸點：HF>HI>HBr>HCl，C項錯誤；D．蛋白質上的氨基和羰基之間能形成氫鍵，從而影響了蛋白質分子獨特的結構，D項正確；答案選C。10．（2022·福建·莆田一中高二期末）下列說法正確的是A．乙醇中的-OH上的氫比水分子的-OH上的氫活潑B．手性分子CH2=CHCH(CH2OH)CHO與足量的H2反應后仍是手性分子C．酸性：H3PO4＜H3PO3D．N2O的空間構型是直線形【答案】D【詳解】A．Na與水反應比Na與乙醇的反應更劇烈，說明水分子中的?OH上的氫比乙醇的?OH上的氫活潑，故A錯誤；B．CH2=CHCH(CH2OH)CHO中連接?OH、H原子、?CHO、?CH＝CH2的碳原子為手性碳原子，?CHO、?CH＝CH2與足量的H2反應后生成CH3CH2CH(CH2OH)2不屬于手性分子，故B錯誤；C．H3PO4非羥基氧原子數(shù)是1個，而H3PO3非羥基氧原子數(shù)是0個，則酸性是H3PO4>H3PO3，故C錯誤；D．N2O與CO2為等電子體微粒，二者結構相似，故N2O是直線型，故D正確；故答案為D培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練11．（2022·重慶市清華中學校高二階段練習）下列說法正確的是A．SiC和干冰不都屬于共價晶體，其中的C的雜化類型不同B．在氨水中，大部分NH3與H2O以氫鍵結合形成NH3·H2O分子，則NH3·H2O的結構式為C．18g冰中共價鍵和氫鍵數(shù)目不等D．由于氫鍵的作用，NH3、H2O、HF中的沸點反常，且沸點高低順序為HF>H2O>NH3【答案】A【詳解】A．SiC屬于共價晶體，SiC晶體中的C原子的雜化方式為sp3雜化，干冰屬于分子晶體，晶體中的C原子的雜化方式為sp雜化，類型不同，A正確；B．一水合氨在溶液中能電離出OH－和，這說明在一水合氨分子中存在的氫鍵應該是氮原子和水分子中的氫原子形成的，則NH3·H2O的結構式為，B錯誤；C．18g冰的物質的量為1mol，而1個水分子形成2個氫鍵，故1mol冰中含2NA個氫鍵，共價鍵為2NA，數(shù)目相等，C錯誤；D．相同物質的量的該三種物質，水分子間的三氫鍵數(shù)目較多，HF分子間氫鍵作用力比NH3的強，常溫時只有水是液體，故水的沸點最高，NH3的沸點最低，D錯誤；答案選A。12．（2021·四川省南充市嘉陵第一中學高二階段練習）若不斷地升高溫度，實現(xiàn)"雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣"的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間主要的相互作用依次是A．氫鍵；分子間作用力；非極性鍵 B．氫鍵；氫鍵；極性鍵C．氫鍵；極性鍵；分子間作用力 D．分子間作用力；氫鍵；非極性鍵【答案】B【詳解】固態(tài)水中和液態(tài)水中含有氫鍵，當雪花→水→水蒸氣主要是氫鍵、分子間作用力被破壞，但屬于物理變化，共價鍵沒有破壞；水蒸氣→氧氣和氫氣，為化學變化，破壞的是極性共價鍵，故在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次是氫鍵、分子間作用力、極性鍵。故選B。13．（2022·四川·鹽亭中學高二階段練習）已知磷酸分子[]中，三個氫原子都可以跟重水分子中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸也可跟進行氫交換，但次磷酸鈉卻不能再與發(fā)生氫交換。由此可知次磷酸的分子結構為A． B． C． D．【答案】B【詳解】根據(jù)題意說明羥基上的氫能與進行氫交換，但次磷酸鈉卻不能再與發(fā)生氫交換，說明次磷酸鈉中沒有羥基氫，由此可知次磷酸的分子結構中只有一個氫為羥基氫，其它兩個氫不是羥基上的氫，故B符合題意；綜上所述，答案為B。14．（2022·黑龍江·牡丹江市第三高級中學高二期中）下列現(xiàn)象，不能用氫鍵知識解釋的是A．乙醇易溶于水 B．在4℃時水的密度最大C．水比硫化氫更穩(wěn)定 D．水通常情況下是液態(tài)【答案】C【詳解】A．水和乙醇能形成分子間氫鍵，增大物質的溶解性，A不符合題意；B．水結成冰時，水分子間形成的氫鍵數(shù)目增多，水分子排列比較松，使密度減小，B不符合題意；C．化學鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定，穩(wěn)定性和氫鍵無關，C符合題意；D．水分子間形成氫鍵，因此水的熔點較高，所以水通常情況下為液態(tài)，D不符合題意；故選C。15．（2022·河北·衡水市冀州區(qū)滏運中學高二期中）下列關于分子的結構和性質的描述中，不正確的是A．水很穩(wěn)定(1000℃以上才會部分分解)是水中含有大量氫鍵所致B．乳酸()分子中含有一個手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相似相溶”原理解釋D．氟的電負性大于氯的電負性，導致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性【答案】A【詳解】A．穩(wěn)定性為物質的化學性質，而氫鍵影響物質的物理性質，A錯誤；B．人們將連有四個不同基團的碳原子形象地稱為手性碳原子，中含1個手性碳原子(*所示)，B正確；C．碘、四氯化碳、甲烷均為非極性分子，水為極性分子，碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相似相溶”原理解釋，C正確；D．氟的電負性大于氯的電負性，使得F3C-的極性大于Cl3C-的極性，三氟乙酸中的-COOH比三氯乙酸中的-COOH更容易電離出氫離子，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正確；答案選A。16．（2022·黑龍江哈爾濱·高二期末）下列對分子結構及其性質的解釋中，不正確的是A．乙烷難溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解釋B．酸性：，是因為分子中的氫原子數(shù)目比HClO多C．羥基乙酸不屬于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子D．的沸點高于，因乙醇分子中含—OH，能形成分子間氫鍵【答案】B【詳解】A．水為極性分子，乙烷、溴、四氯化碳都為非極性分子，所以乙烷難溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解釋，A正確；B．酸性的強弱與分子中氫原子數(shù)目的多少無關，酸性：，是因為分子中的非羥基氧原子數(shù)目比HClO多，B不正確；C．羥基乙酸分子中沒有手性碳原子，所以不屬于手性分子，C正確；D．分子中含有-OH，能形成分子間的氫鍵，而分子間不能形成氫鍵，所以的沸點高于，D正確；故選B。17．（2022·福建省永春美嶺中學高二期中）前四周期的A、B、C、D、E、F六種元素，原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)A原子核外電子的L層電子數(shù)是K層的2倍；B原子基態(tài)時的2p軌道上有3個未成對的電子；C元素為最活潑的非金屬元素；D元素核外有3個電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的；E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài)；F元素與B元素位于同一主族，其某種氧化物有劇毒。(1)E元素在周期表中位置為_______，E3+價電子軌道表示式為_______。(2)F的元素符號為_______，B、C、F三種元素電負性由大到小的順序為_______(用元素符號表示)，第一電離能D_______(填“>”、“<”或“=”)Al。(3)相同條件下，A、B的簡單氫化物在水中溶解度較大的是_______(填化學式)，理由是_______。(4)F元素可能的性質_______(填標號)。A．其單質可作半導體材料B．存在-3、+3、+5等多種化合價C．最高價氧化物對應的水化物是強酸D．單質還原性弱于磷單質【答案】(1)

第四周期第VIII族

(2)

As

F>N>As

>(3)

NH3

因為NH3與水分子間形成氫鍵(4)AB【分析】前四周期的A、B、C、D、E、F六種元素，原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)A原子核外電子的L層電子數(shù)是K層的2倍，A為C；B原子基態(tài)時的2p軌道上有3個未成對的電子，B為N；C元素為最活潑的非金屬元素，C為F；D元素核外有3個電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的，D為Mg；E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài)，E為Fe；F元素與B元素位于同一主族，其某種氧化物有劇毒,F為第VA族第四周期的As?！驹斀狻浚?）E為Fe，在第四周期第VIII族；Fe3+價電子軌道表示式為；（2）F的元素符號為As；同周期元素從左到右電負性依次增強，同主族元素從上到下電負性依次減小，故C、F、As三種元素電負性由大到小的順序為F>N>As；D為Mg。3s能級為全滿狀態(tài)，能量較低，失去第一個電子需要的能量較高，故Mg>Al；（3）A為C，B為N，形成的簡單氫化物分別為CH4、NH3；CH4為非極性分子，在極性溶劑水中溶解度非常小，NH3為極性分子，易溶于極性溶劑，NH3還能與水形成分子間氫鍵，NH3極易溶于水，故答案為：NH3；因為NH3與水分子間形成氫鍵；（4）F為第VA族第四周期的As；A.As在金屬與非金屬分界線附近，具有金屬性和非金屬性，其單質可作半導體材料，故A正確；B.As為為第VA族第四周期，存在-3、+3、+5等多種化合價，故B正確；C.最高價氧化物對應的水化物H3AsO4是弱酸，故C錯誤；D.非金屬性越強，其單質的氧化性越強，As的非金屬性若愚P，單質還原性強于磷單質，故D錯誤；故答案為AB。18．（2022·陜西·西安市閻良區(qū)關山中學高二階段練習）按要求填空。(1)已知Ge與C同族，中心原子價層電子對互斥模型為_______。(2)等電子體是具有相同的價電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，它們通常具有相似的空間結構。CO的結構式為_______，的空間結構為_______。(3)根據(jù)對角線規(guī)則，鈹(Be)的性質_______(填化學式)相似，能與氫氧化鈉溶液反應。寫出氫氧化鈹與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式_______。(4)某有機物結構簡式為，該分子中含有_______個手性碳原子。(5)在BF3分子中，硼原子的雜化軌道類型為_______，F(xiàn)-B-F的鍵角是_______，為_______分子(填“極性”或“非極性”)?！敬鸢浮?1)平面三角形(2)

正四面體形(3)

Al

(4)2(5)

sp2

120°

非極性【解析】（1）已知Ge與C同族，中心原子價層電子對數(shù)為，為平面三角形；（2）CO與N2為等電子體，C與O形成三鍵，結構式為，中心原子P的價層電子對數(shù)為4+=4，無孤電子對，空間結構為正四面體形；（3）根據(jù)對角線規(guī)則，鈹(Be)的性質與Al相似，Al能與氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO2和氫氣。氫氧化鈹與氫氧化鈉溶液反應生成Na2BeO2和水，反應的化學方程式；（4）連接四種不同基團的碳為手性碳原子，該有機物中連接羧基和氨基的碳原子是手性碳原子、連接甲基和氯原子的碳原子也是手性碳原子，共2個手性碳原子；（5）BF3分子的中心原子B原子上含有3個σ鍵，中心原子上的孤電子對數(shù)==0，雜化軌道數(shù)目為3，BF3分子的中心原子B原子采取sp2雜化，中心原子上沒有孤對電子，所以其空間構型就是平面三角形，鍵角是120°；BF3分子中正負電荷重心重合，是非極性分子。19．（2022·河北·元氏縣第四中學高二階段練習）回答下列問題：(1)中配體分子以及分子的空間結構和相應的鍵角如圖甲所示。中P的雜化類型是________。的沸點比的________，原因是________。的鍵角小于的，分析原因：________。(2)磷酸根離子的空間構型為________，其中P的價層電子對數(shù)為________、雜化軌道類型為________。(3)分子中氮原子的軌道雜化類型是________；C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為________。(4)乙二胺是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________。(5)中，電負性最高的元素是________；P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。(6)的空間構型為________(用文字描述)；抗壞血酸的分子結構如圖乙所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為________；推測抗壞血酸在水中的溶解性：________(填“難溶于水”或“易溶于水”)?！敬鸢浮?1)

高

分子間存在氫鍵

中N原子上有一個孤電子對，中O原子上有兩個孤電子對，孤電子對與成鍵電子對間的排斥力比成鍵電子對間的排斥力大(2)

正四面體形

4

(3)

N>O>C(4)

(5)

O

σ(6)

正四面體形

易溶于水【詳解】（1）中P原子價層電子對數(shù)為3+=4，P原子采用sp3雜化；、均為分子晶體，可以形成氫鍵，導致其沸點比的高；的鍵角小于的，原因是：中N原子上有一個孤電子對，中O原子上有兩個孤電子對，孤電子對與成鍵電子對間的排斥力比成鍵電子對間的排斥力大；（2）磷酸根離子中P原子價層電子對數(shù)為4+=4，P原子采用sp3雜化，空間構型為正四面體形；（3）NH3分子中N原子的價層電子對數(shù)為3＋=4，孤電子對數(shù)為1，N原子采用sp3雜化；同一周期隨著原子序數(shù)變大，第一電離能變大，N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素，故第一電離能大?。篘>O>C；（4）乙二胺是一種有機化合物，分子中氮形成3個共價鍵且含