2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第3節(jié)第2課時(shí)氫鍵溶解性分子的手性課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修2

PAGE7-課時(shí)分層作業(yè)(九)氫鍵溶解性分子的手性(建議用時(shí)：40分鐘)[合格過關(guān)練]1．下列說法中不正確的是()A．全部含氫元素的化合物中都存在氫鍵，氫鍵是一種類似于共價(jià)鍵的化學(xué)鍵B．離子鍵、氫鍵、范德華力本質(zhì)上都是靜電作用C．只有電負(fù)性很強(qiáng)、半徑很小的原子(如F、O、N)才能形成氫鍵D．氫鍵是一種分子間作用力，氫鍵比范德華力強(qiáng)A[并不是全部含氫元素的化合物都能形成氫鍵，氫鍵一般存在于含N—H、H—O、H—F鍵的物質(zhì)中。氫鍵不是化學(xué)鍵，是介于范德華力和化學(xué)鍵之間的特別作用力，本質(zhì)上也是一種靜電作用。]2．電影《泰坦尼克號》講解并描述了一個(gè)凄婉的愛情故事，導(dǎo)致這一愛情悲劇的罪魁禍?zhǔn)拙褪潜?。以下對冰的描述中不正確的是()A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上，導(dǎo)致游輪被撞沉B．在冰中存在分子間氫鍵，導(dǎo)致冰山硬度大，能撞沉游輪C．在冰中每個(gè)水分子能形成四個(gè)氫鍵D．在冰中含有的作用力只有共價(jià)鍵和氫鍵D[水在形成冰時(shí)，由于氫鍵的存在，使得密度減小，故冰浮在水面上；在冰中每個(gè)水分子形成四個(gè)氫鍵，它們分別為水分子中每個(gè)O原子能與兩個(gè)氫原子形成兩個(gè)氫鍵，而分子中的兩個(gè)氫原子分別與另外的水分子中的氧原子形成氫鍵；在水分子內(nèi)含有O—H共價(jià)鍵，水分子間存在氫鍵，同時(shí)也存在范德華力等分子間作用力。]3．下列說法錯(cuò)誤的是()A．鹵族元素的氫化物中HF的沸點(diǎn)最高，是由于HF分子間存在氫鍵B．鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低C．H2O的沸點(diǎn)比HF的沸點(diǎn)高，是由于水中氫鍵的鍵能大D．氨氣極易溶于水與氨氣分子和水分子間形成氫鍵有關(guān)C[HF分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)相對較高，A項(xiàng)正確；能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高，鄰羥基苯甲醛易形成分子內(nèi)氫鍵，對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低，B項(xiàng)正確；H2O分子中的O可與四周H2O分子中的兩個(gè)H原子形成兩個(gè)氫鍵，而HF分子中的F原子只能形成一個(gè)氫鍵，氫鍵越多，沸點(diǎn)越高，所以H2O的沸點(diǎn)高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氨氣分子和水分子間形成氫鍵，導(dǎo)致氨氣極易溶于水，D項(xiàng)正確。]4．氨氣溶于水中，大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子。依據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為()B[從氫鍵的成鍵原理上講，A、B都成立；但從空間結(jié)構(gòu)上講，由于氨分子是三角錐形，易于供應(yīng)孤電子對，所以以B方式結(jié)合空間阻礙最小，結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定；從事實(shí)上講，依據(jù)NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－可知答案是B。]5．在相同條件下，SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度()A．大B．小C．一樣D．無法比較A[水為極性溶劑，SO2為極性分子，而CO2為非極性分子，依據(jù)“相像相溶原理”，可知相同條件下，SO2在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度。]6．374℃、22.1MPa以上的超臨界水具有很強(qiáng)的溶解有機(jī)物的實(shí)力，并含有較多的H＋和OH－，由此可知超臨界水()A．顯中性，pH等于7B．表現(xiàn)出非極性溶劑的特性C．顯酸性，pH小于7D．表現(xiàn)出極性溶劑的特性B[超臨界水仍舊呈中性，但pH不為7，故A、C錯(cuò)誤；依據(jù)“相像相溶”的規(guī)律，B正確、D錯(cuò)誤。]7．下列化合物在水中的溶解度，排列次序正確的是()a．HOCH2CH2CH2OHb．CH3CH2CH2OHc．CH3CH2COOCH3d．HOCH2CH(OH)CH2OHA．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞bC．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞aA[題給物質(zhì)中CH3CH2COOCH3不能與水形成氫鍵，則溶解度最小，分子中含有羥基數(shù)目越多，與水形成的氫鍵越多，則溶解度越大，所以溶解度：HOCH2CH(OH)CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。]8．下列分子中，不含手性碳原子的是()B[假如一個(gè)碳原子連接四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，這樣的碳原子叫手性碳原子，B選項(xiàng)中的物質(zhì)不含這樣的碳原子。]9．下列說法不正確的是()A．互為手性異構(gòu)體的分子組成相同，官能團(tuán)不同B．手性異構(gòu)體的性質(zhì)不完全相同C．手性異構(gòu)體是同分異構(gòu)體的一種D．利用手性催化劑合成可以只得到一種或主要只得到一種手性分子A[手性異構(gòu)體的分子組成完全相同，官能團(tuán)也相同。]10．(雙選)下列對分子的性質(zhì)的說明中，不正確的是()A．水很穩(wěn)定(1000℃以上才會(huì)部分分解)是因?yàn)樗泻写罅康臍滏I所致B．乳酸()分子中含有一個(gè)手性碳原子C．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相像相溶”原理說明D．甲烷可以形成甲烷水合物，是因?yàn)榧淄榉肿优c水分子之間形成了氫鍵AD[水分子穩(wěn)定的緣由是水分子中H—O堅(jiān)固，而與氫鍵無關(guān)，A錯(cuò)誤；甲烷不能與水形成氫鍵，D錯(cuò)誤。][素養(yǎng)培優(yōu)練]11．下列物質(zhì)的性質(zhì)或數(shù)據(jù)與氫鍵無關(guān)的是()A．氨氣極易溶于水C．乙醚微溶于水，而乙醇可與水以隨意比混溶D．HF分解時(shí)汲取的熱量比HCl分解時(shí)汲取的熱量多D[NH3分子與H2O分子之間可以形成氫鍵，增大了NH3在水中的溶解度；鄰羥基苯甲酸形成分子內(nèi)氫鍵，而對羥基苯甲酸形成分子間氫鍵，分子間氫鍵增大了分子間作用力，使對羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比鄰羥基苯甲酸的高；乙醇分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，可以與水分子形成分子間氫鍵，從而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能與水以隨意比混溶，而乙醚分子結(jié)構(gòu)中無羥基，不能與水分子形成氫鍵，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解時(shí)汲取的熱量比HCl分解時(shí)汲取的熱量多的緣由是H—F的鍵能比H—Cl的鍵能大，與氫鍵無關(guān)。]12．丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子為手性分子，它存在對映異構(gòu)，如圖所示。下列關(guān)于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的兩種對映異構(gòu)(Ⅰ和Ⅱ)的說法正確的是()A．Ⅰ和Ⅱ結(jié)構(gòu)和性質(zhì)完全不相同B．Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對稱，具有不同的分子極性C．Ⅰ和Ⅱ都屬于非極性分子D．Ⅰ和Ⅱ中化學(xué)鍵的種類與數(shù)目完全相同D[當(dāng)四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)連接在同一個(gè)碳原子上時(shí)，這個(gè)碳原子稱為手性碳原子。但是這種對稱只對物理性質(zhì)有較大影響，無論是化學(xué)鍵還是分子的極性都是相同的。]13．在有機(jī)物分子中，連有4個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子稱為“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光學(xué)活性。結(jié)構(gòu)簡式如圖所示的有機(jī)物分子中含有一個(gè)手性碳原子，該有機(jī)物具有光學(xué)活性。當(dāng)該有機(jī)物發(fā)生下列化學(xué)改變時(shí)，生成的新有機(jī)物無光學(xué)活性的是()A．與新制銀氨溶液共熱B．與甲酸發(fā)生酯化反應(yīng)C．與金屬鈉發(fā)生置換反應(yīng)D．與H2發(fā)生加成反應(yīng)D[若生成的新有機(jī)物為無光學(xué)活性的物質(zhì)，則原有機(jī)物中的手性碳原子上至少有一個(gè)原子或基團(tuán)發(fā)生轉(zhuǎn)化使兩個(gè)原子或基團(tuán)具有相同的結(jié)構(gòu)。A項(xiàng)，反應(yīng)后—CHO轉(zhuǎn)化為—COONH4，手性碳原子仍存在；B項(xiàng)，反應(yīng)后—CH2OH轉(zhuǎn)化為，手性碳原子仍存在；C項(xiàng)，反應(yīng)后—CH2OH轉(zhuǎn)化為—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D項(xiàng)，反應(yīng)后—CHO轉(zhuǎn)化為—CH2OH，與原有機(jī)物手性碳原子上的一個(gè)基團(tuán)結(jié)構(gòu)相同，不再存在手性碳原子。]14．PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體，一種為淡黃色，在水中的溶解度較小，另一種為黃綠色，在水中的溶解度較大。請回答下列問題：(1)PtCl2(NH3)2是________(填“平面四邊形”或“四面體形”)結(jié)構(gòu)。(2)請?jiān)谝韵聶M線上畫出這兩種固體分子的空間結(jié)構(gòu)圖。淡黃色固體________，黃綠色固體________。(3)淡黃色固體物質(zhì)由________________(填“極性分子”或“非極性分子”，下同)組成，黃綠色固體物質(zhì)由________________組成。(4)黃綠色固體在水中的溶解度比淡黃色固體的大，緣由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)依據(jù)PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體，即其有兩種同分異構(gòu)體，可知其結(jié)構(gòu)應(yīng)為平面正方形結(jié)構(gòu)，若為四面體結(jié)構(gòu)則無同分異構(gòu)體。(2)PtCl2(NH3)2的兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)分別為。由于淡黃色固體在水中的溶解度較小，因此其分子無極性，其結(jié)構(gòu)為①，則黃綠色固體為極性分子，其結(jié)構(gòu)為②。(3)依據(jù)“相像相溶”原理可知：黃綠色固體是由極性分子構(gòu)成的，故其在水中的溶解度要大于由非極性分子構(gòu)成的淡黃色固體。[答案](1)平面四邊形(2)(3)非極性分子極性分子(4)黃綠色固體是由極性分子構(gòu)成的，而淡黃色固體是由非極性分子構(gòu)成的，依據(jù)“相像相溶”原理可知，前者在水中的溶解度大于后者15．請回答下列問題：(1)NH3在水中的溶解度是常見氣體中最大的。下列因素與NH3的水溶性沒有關(guān)系的是________(填字母)。a．NH3和H2O都是極性分子b．NH3在水中易形成氫鍵c．NH3溶于水建立了以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－d．NH3是一種易液化的氣體(2)CrO2Cl2常溫下為深紅色液體，能與CCl4、CS2等互溶，據(jù)此可推斷CrO2Cl2是________(填“極性”或“非極性”)分子。(3)金屬鎳粉在CO氣流中稍微加熱，生成無色揮發(fā)性液體Ni(CO)4，呈正四面體形。Ni(CO)4易溶于下列________(填字母)。a．水 B．CCl4c．C6H6(苯) D．NiSO4溶液(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子個(gè)數(shù)較少的醛、醇和羧酸均易溶于水，而甲烷、甲酸甲酯難溶于水，試說明其緣由___________。(5)下列分子中若有手性碳原子，請用“*”標(biāo)出；若無手性碳原子，此小題不必作答。d．CH3CHClCH2CHO[解析](1)NH3極易溶于水主要是因?yàn)镹H3分子與H2O分子間形成氫鍵，另外還有其他緣由，NH3和H2O都是極性分子，NH3和H2O能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。NH3易液化是因?yàn)镹H3分子之間易形成氫鍵，而不是NH3與H2O分子之間的作用。(2)CCl4、CS2是非極性溶劑，依據(jù)“相像相溶”規(guī)律，CrO2Cl2是非極性分子。(3)由常溫下Ni(CO)4易揮發(fā)，可知Ni(CO)4為共價(jià)化合物分子，由于Ni(CO)4為正四面體形，所以Ni(CO)4為非極性分子，依據(jù)“相像相溶”規(guī)律，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(4)由有機(jī)物與H2O分子間能否形成氫鍵的角度思索其緣由。(5)手性碳原子必需連有4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。[答案](1)d(2)非極性(3)bc(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子個(gè)數(shù)較少的醛、醇、羧酸都能與H2O分子間形成氫鍵，而CH4、HCOOCH3與水分子間難形成氫鍵(5)d．CHeq\o\al(*,3)CHClCH2CHO16．(素養(yǎng)題)(1)肯定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol－1CH40.43616.40CO20.51229.91①“可燃冰”中分子間存在的兩種作用力是____________。②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，依據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)H2O與CH3CH2OH可以隨意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________