資源簡介

基礎課時11　分子間的作用力　分子的手性
學習目標　1.認識分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力。了解分子內氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。2.了解影響物質溶解性的因素及“相似相溶”溶劑選擇的實際應用。3.了解手性分子及在生命科學等方面的應用。
一、分子間的作用力
(一)知識梳理
1.范德華力及其對物質性質的影響
概念 分子之間存在著相互作用力
特征 范德華力很弱，比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級
影響因素 分子結構和組成相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大
分子的極性越大，范德華力越大
事實依據(jù) 降溫加壓氣體會液化，降溫時液體會凝固
對物質性 質的影響 范德華力越強，物質的熔、沸點越高
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(1)概念：氫鍵是由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個電負性很大的原子(如水分子中的氧)之間形成的作用力。
(2)表示方法：氫鍵通常用X—H…Y—表示，“—”表示共價鍵，“…”表示形成的氫鍵。
(3)分類及其特征
①分類：氫鍵可分為分子內氫鍵和分子間氫鍵。
存在分子內氫鍵，存在分子間氫鍵。如圖：
前者的沸點低于后者。
②特征：氫鍵不屬于化學鍵，屬于一種較弱的作用力，比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。氫鍵具有方向性和飽和性。
(4)對物質性質的影響：氫鍵主要影響物質的熔、沸點。分子間氫鍵使物質熔、沸點升高，分子內氫鍵使物質熔、沸點降低。
3.溶解性
(1)“相似相溶”規(guī)律
①規(guī)律：非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。
②實例：蔗糖和氨易溶于水，難溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳，難溶于水(填“難”或“易”)。
(2)影響物質溶解性的因素
①外界因素：主要有溫度、壓強等。
②氫鍵：溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好(填“好”或“差”)。
③分子結構的相似性：溶質和溶劑的分子結構相似程度越大，其溶解性越大。如乙醇與水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯較小。
(二)問題探究
問題1　根據(jù)下表，怎樣解釋鹵素單質從F2～I2的熔點和沸點越來越高？
單質 熔點/℃ 沸點/℃
F2 －219.6 －188.1
Cl2 －101 －34.6
Br2 －7.2 58.78
I2 113.5 184.4
提示　鹵素單質分子(都是非極性分子)的結構相似，F(xiàn)2～I2相對分子質量依次增大，范德華力依次增大，其熔、沸點依次升高。
問題2　水分子間存在一種叫“氫鍵”的相互作用(介于范德華力與化學鍵之間)彼此結合而形成(H2O)n。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子，其結構示意圖如圖所示。
(1)試表示HF水溶液中的氫鍵。
提示　F—H…F—、O—H…F—、F—H…O—、O—H…O—。
(2)甲酸可通過氫鍵形成二聚物，HNO3可形成分子內氫鍵。試在下圖中畫出氫鍵。
提示　
　
問題3　比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律理解它們的溶解度不同？
提示　NH3為極性分子，CH4為非極性分子，而水是極性分子，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水，且NH3與水分子之間可形成氫鍵，使得氨更易溶于水。
問題4　怎樣理解低碳醇與水互溶，而高碳醇在水中的溶解度卻很小？
提示　“相似相溶”也適用于分子結構的相似性。低碳醇中的烴基較小，分子中的—OH與水分子中的—OH相近，因而低碳醇能與水互溶；而高碳醇的烴基較大，其分子中的—OH與水分子的—OH相似因素少，因而高碳醇在水中的溶解度明顯減小。
【探究歸納】
1.范德華力、氫鍵和共價鍵的比較
(1)比較內容
項目 范德華力 氫鍵 共價鍵
分類 — 分子內氫鍵、分子間氫鍵 極性鍵、非極性鍵等
特征 無方向性和飽和性 有方向性和飽和性 有方向性和飽和性
影響 強度 的因 素 ①隨分子極性的增大而增大； ②組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大 對于X—H…Y，X、Y的電負性越大，Y原子的半徑越小，作用力越強 成鍵原子半徑和共用電子對數(shù)目。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定
對物 質性 質的 影響 ①影響物質的熔點、沸點、溶解度等物理性質； ②組成和結構相似的物質，隨相對分子質量的增大，物質的熔、沸點升高 分子間氫鍵的存在，使物質的熔、沸點升高，在水中的溶解度增大 共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強
(2)注意事項
①氫鍵和范德華力都屬于分子間作用力，不能把氫鍵當成是化學鍵。分子間氫鍵和范德華力可以同時存在。
②分子間作用力主要影響由分子構成的物質的物理性質，而化學鍵決定分子的穩(wěn)定性。
2.物質溶解性的判斷與比較
(1)依據(jù)“相似相溶”規(guī)律
非極性溶質一般易溶于非極性溶劑，難溶于極性溶劑；極性溶質一般易溶于極性溶劑，難溶于非極性溶劑。
(2)依據(jù)溶質與溶劑之間是否存在氫鍵
如果溶質與溶劑之間能形成氫鍵，則溶質溶解度增大，且氫鍵作用力越大，溶解性越好。如NH3、HF極易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因為它們與水分子間形成氫鍵。
(3)依據(jù)分子結構的相似性
溶質與溶劑分子結構的相似程度越大，其溶解度越大。如烴基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
1.下列與氫鍵有關的說法中錯誤的是(　　)
A.鹵化氫中HF沸點較高，是由于HF分子間存在氫鍵
B.鄰羥基苯甲醛()的熔、沸點比對羥基苯甲醛()的熔、沸點低
C.氨水中存在分子間氫鍵
D.形成氫鍵A—H…B—的三個原子總在一條直線上
答案　D
解析　HF分子間存在氫鍵F—H…F—，使氟化氫分子間作用力增大，所以鹵化氫中氟化氫的沸點較高，A正確；鄰羥基苯甲醛可形成分子內氫鍵，而對羥基苯甲醛可形成分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點低，B正確；氨水中氨分子之間、水分子之間以及氨分子與水分子之間都存在氫鍵，C正確；氫鍵具有一定的方向性，但形成氫鍵的原子不一定在一條直線上，如，故D錯誤。
2.下列關于范德華力的敘述中，正確的是(　　)
A.范德華力的實質也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學鍵
B.范德華力與化學鍵的強弱不同
C.任何分子間在任意情況下都會產生范德華力
D.范德華力非常微弱，故破壞范德華力不需要消耗能量
答案　B
解析　范德華力是分子之間的一種相互作用，其實質也是一種電性作用，但比較微弱，化學鍵必須是強烈的相互作用，故范德華力不是化學鍵，A錯誤；B正確；范德華力普遍存在于分子之間，但也必須滿足一定的距離要求，若分子間的距離足夠大，分子之間很難產生相互作用，C錯誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時也要消耗能量，D錯誤。
3.一般來說，由極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑，由非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，這就是“相似相溶”規(guī)律。以下事實不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是(　　)
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3難溶于苯
答案　C
解析　HCl、NH3是極性分子，I2、Cl2是非極性分子，H2O是極性溶劑，CCl4、苯是非極性溶劑，C項符合題意。
4.關于氫鍵，下列說法正確的是(　　)
A.分子中有N、O、F原子，分子間就存在氫鍵
B.因為氫鍵的緣故，N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2
C.由于氫鍵比范德華力強，所以H2O分子比H2S分子穩(wěn)定
D.“可燃冰”—甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4與H2O之間存在氫鍵
答案　B
解析　非金屬性較強的元素(如N、O、F等)的氫化物易形成氫鍵，但并不是分子中有N、O、F原子的分子間就存在氫鍵，如NO分子間就不存在氫鍵，A錯誤；N2H4中與N原子直接相連的氫原子有4個，(CH3)2NNH2中與N直接相連的氫原子有2個，故N2H4能形成更多的分子間氫鍵，沸點更高，B正確；分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關，而與化學鍵有關，C錯誤；C—H的極性不強，CH4不能與水分子形成氫鍵，“可燃冰”的形成是因為水分子之間通過氫鍵形成籠狀結構，籠狀結構的空腔直徑與甲烷分子的直徑相近，剛好可以容納下甲烷分子，而甲烷分子與水分子之間沒有氫鍵，D錯誤。
二、分子的手性
(一)知識梳理
1.手性異構體
具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能疊合，互稱手性異構體。
2.手性分子
有手性異構體的分子。
3.手性分子的應用
應用領域 應用
醫(yī)藥 現(xiàn)今使用的藥物中手性藥物超過50%
對于手性藥物，一個異構體可能有效，而另一個異構體可能是無效甚至是有害的
合成 手性催化劑：只催化或者主要催化一種手性分子的合成
用手性催化劑生產藥物，可以只得到或者主要得到一種手性分子，這種獨特的合成方法稱為手性合成
4.手性碳原子
在分子中連有4個不同的原子或原子團的碳原子叫做手性碳原子。
(二)問題探究
問題1　乳酸的結構式為，其分子結構中有幾個手性碳原子？用*將手性碳原子標出來。
提示　只有一個手性碳原子：。
問題2　有機物具有手性，若它與H2發(fā)生加成反應后，其產物還有手性嗎？
提示　該有機物與H2加成的產物是，該物質不存在手性碳原子，無手性。
【探究歸納】　判斷手性碳原子的方法
判斷一種有機物是否具有手性碳原子，就看該有機物含有的碳原子是否連有四個互不相同的原子或基團。如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團，中心碳原子即為手性碳原子。
1.某有機物R的結構簡式如圖所示，R分子中的手性碳原子(連有四個不同原子或基團的碳原子)個數(shù)為(　　)
A.3 B.4 C.5 D.6
答案　C
解析　由題干信息可知，R中含有5個連有四個互不相同的原子或原子團的碳原子，如圖所示：，故選C。
2.下列關于化合物的敘述正確的是(　　)
A.該分子是手性分子
B.分子中既有極性鍵又有非極性鍵
C.1分子中有7個σ鍵和3個π鍵
D.該分子在水中的溶解度小于2 丁烯
答案　B
解析　手性碳必須是一個碳原子連四個不同的原子或原子團，該分子中無這樣的碳原子，A錯誤；分子的碳碳雙鍵是非極性鍵，其他鍵都是極性鍵，B正確；一個單鍵為一個σ鍵，一個雙鍵中含有一個σ鍵和一個π鍵，故一共有9個σ鍵和3個π鍵，C錯誤；醛基是親水基，溶解度比2 丁烯大，D錯誤。
3.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(1 000 ℃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
解析　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；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；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；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，則三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正確。
4.下列有機物分子中屬于手性分子的是(　　)
①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　②2 丁醇 ③　④丙三醇
A.僅① B.僅①②
C.僅①②③ D.①②③④
答案　C
解析　寫出各分子的結構簡式：
①、②、③、
④，可知①②③中存在手性碳原子(用*標記)。
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)分子間的作用力
1.下列說法中正確的是(　　)
A.分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定
B.分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高
C.相對分子質量越大，其分子間作用力越大
D.分子間只存在范德華力
答案　B
解析　分子間作用力主要影響物質的物理性質，化學鍵主要影響物質的化學性質，分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高，A不正確、B正確；分子的組成和結構相似時，相對分子質量越大，其分子間作用力越大，C不正確；分子間不只有范德華力還有氫鍵，D不正確。
2.2022年北京冬奧會首次使用CO2跨臨界直冷新型環(huán)保制冰技術。下列有關說法不正確的是(　　)
A.CO2是由極性鍵構成的非極性分子
B.干冰中CO2分子間只存在范德華力
C.冰中H2O分子之間的主要作用力是氫鍵
D.此技術制冰的過程中發(fā)生的是化學變化
答案　D
解析　CO2的結構為O===C===O，該分子中只存在極性鍵，為直線形分子，正電中心和負電中心重合，為非極性分子，故A正確；干冰為分子晶體，分子間只存在范德華力，故B正確；冰中水分子間存在氫鍵和范德華力，但氫鍵作用力比范德華力強，故C正確；該過程中無新物質生成，為物理變化，故D錯誤。
3.下列有關物質性質判斷正確且可以用范德華力來解釋的是(　　)
A.沸點：HBr>HCl
B.沸點：CH3CH2BrC.穩(wěn)定性：HF>HCl
D.—OH上氫原子的活潑性：H—O—H>C2H5—O—H
答案　A
解析　HBr與HCl結構相似，HBr的相對分子質量比HCl大，HBr分子間的范德華力比HCl大，所以其沸點比HCl高；C2H5Br的沸點比C2H5OH低是由于C2H5OH分子間形成氫鍵而增大了分子間的作用力；HF比HCl穩(wěn)定是由于H—F的鍵能比H—Cl的鍵能大；H2O分子中—OH的氫原子比C2H5OH中—OH的氫原子更活潑是由于—C2H5是推電子基團，使O—H極性減弱。
4.冰面光滑與冰層表面的結構有關，下列有關說法正確的是(　　)
A.由于氫鍵的存在，水分子的穩(wěn)定性好，高溫下也很難分解
B.第一層固態(tài)冰中，水分子間形成共價鍵
C.當高于一定溫度時，“準液體”中的水分子與下層冰連接的氫鍵斷裂，產生“流動性的水分子”，使冰面變滑
D.第一層固態(tài)冰中，水分子間形成共價鍵
答案　C
解析　水分子的穩(wěn)定性好，是由水分子內氫氧共價鍵的鍵能決定的，與分子間的氫鍵無關，故A錯誤；分子間不存在共價鍵，是通過氫鍵形成空間網狀結構，故B錯誤；當溫度達到一定數(shù)值時，“準液體”中的水分子與下層冰連接的氫鍵被破壞，使一部分水分子能夠自由流動，從而產生“流動性的水分子”，使冰面變滑，故C正確；第一層固態(tài)冰中，水分子間有氫鍵的形成，但不是化學鍵連接，故D錯誤。
5.關于氫鍵，下列說法正確的是(　　)
A.由于冰中的水分子間存在氫鍵，所以其密度大于液態(tài)水
B.可以用氫鍵解釋接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式(H2O)計算出來的相對分子質量大
C.分子間氫鍵和分子內氫鍵都會使熔、沸點升高
D.水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于氫鍵所致
答案　B
解析　A項，由于冰中的水分子間存在氫鍵，增大了分子之間的距離，所以其密度小于液態(tài)水，錯誤；B項，由于水分子之間存在氫鍵，使水分子通常以幾個分子締合的形式存在，所以接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式(H2O)計算出來的相對分子質量大，正確；C項，分子間氫鍵使熔、沸點升高，而分子內氫鍵則會使熔、沸點降低，錯誤；D項，水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于分子內的H—O共價鍵強的緣故，與分子間的氫鍵無關，錯誤。
6.利用相似相溶這一經驗規(guī)律可說明的事實是(　　)
①HCl易溶于水　②NH3易溶于H2O　③N2難溶于水　④HClO4是強酸　⑤鹽酸是強酸
⑥氫氟酸是弱酸　⑦HF很穩(wěn)定
A.①②③ B.④⑤⑥
C.⑥⑦ D.④⑤
答案　A
解析　相似相溶原理是指非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。HCl、NH3均為極性溶質，H2O為極性溶劑，因此二者均易溶于水，而N2是非極性溶質，故難溶于水；酸性強弱與相似相溶原理沒有關系，穩(wěn)定性與鍵能有關，故只能選A。
7.下列說法錯誤的是(　　)
A.鹵族元素的氫化物中HF的沸點最高，是由于HF分子間存在氫鍵
B.鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點低
C.H2O的沸點比HF的沸點高，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
答案　C
解析　HF分子間存在氫鍵，故沸點相對較高，A項正確；能形成分子間氫鍵的物質熔沸點較高，鄰羥基苯甲醛易形成分子內氫鍵，對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點低，B項正確；H2O分子中的O可與周圍H2O分子中的兩個H原子形成兩個氫鍵，而HF分子中的F原子只能形成一個氫鍵，氫鍵越多，沸點越高，所以H2O的沸點高，C項錯誤；氨氣分子和水分子間形成氫鍵，導致氨氣極易溶于水，D項正確。
(二)分子的手性
8.下列分子中含有手性碳原子的是(　　)
A.CH2Cl2
B.CH3CH2OH
C.CH3CH(CH3)2
D.CH3CH(CH3)CHClCOOH
答案　D
解析　CH3CH(CH3)CHClCOOH分子中，有一個碳原子所連的四個基團分別是羧基、異丙基、氫原子和氯原子，該碳原子具有手性，選項D正確。
9.下列化合物中含有2個手性碳原子的是(　　)
答案　C
解析　A、B、D三項中化合物均只含有1個手性碳原子，C項中標*的為化合物中含有的手性碳原子。
10.下列分子中指定的碳原子(用*標記)不屬于手性碳原子的是(　　)
A.蘋果酸
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
答案　A
解析　中連接了2個氫原子，不是手性碳原子，A錯誤。
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
11.膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結構示意圖如下：
下列說法不正確的是(　　)
A.Cu2＋的價層電子排布式為3d9
B.在上述結構示意圖中，可觀察到極性鍵
C.膽礬中的水分子間均存在氫鍵
D.膽礬中的結晶水，加熱時會分步失去
答案　C
解析　Cu2＋的價層電子排布式為3d9，A項正確；在題述結構示意圖中，存在極性鍵，B項正確；膽礬中的水分為兩類，一類是形成氫鍵的水分子，一類是與銅離子結合的水分子，受熱時會分步失去，C錯誤，D正確。
12.下列關于Si、P、S、Cl及其化合物結構與性質的論述錯誤的是(　　)
A.中心原子的半徑依次減小是H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4中羥基的數(shù)目依次減小的原因之一
B.結構簡式為的物質中含有不對稱原子P，該物質可能有手性
C.SiCl4、PCl3、SCl2中鍵角最大的是PCl3
D.實驗測定分子的極性大小可以區(qū)別順 1，2 二氯乙烯和反 1，2 二氯乙烯
答案　C
解析　中心原子的半徑越小，則R—O—H中R—O越強，O—H越易斷裂，所以半徑越小，羥基數(shù)目越少，A正確； 采用類推法，中心P＋原子相當于中心C原子，由于P＋原子所連的4個原子團都不相同，所以P＋具有手性，是不對稱原子，該物質有手性，B正確；SiCl4、PCl3、SCl2的中心原子的價層電子對數(shù)都為4，都發(fā)生sp3雜化，但由于孤電子對對成鍵電子對的排斥作用比成鍵電子對之間的排斥作用強，所以鍵角SiCl4＞PCl3＞SCl2，鍵角最大的是SiCl4，C錯誤；順 1，2 二氯乙烯是軸對稱結構，反 1，2 二氯乙烯是中心對稱結構，所以分子極性的大小不同，D正確。
13.已知各種硝基苯酚的性質如下表：
名稱 結構式 25 ℃水中 溶解度/g 熔點 /℃ 沸點 /℃
鄰硝 基苯酚 0.2 45 100
間硝 基苯酚 1.4 96 194
對硝 基苯酚 1.7 114 295
下列關于各種硝基苯酚的敘述不正確的是(　　)
A.鄰硝基苯酚分子內形成氫鍵，使其熔、沸點低于另外兩種硝基苯酚
B.間硝基苯酚不僅分子間能形成氫鍵，也能與水分子形成氫鍵
C.對硝基苯酚分子間能形成氫鍵，使其熔、沸點較高
D.三種硝基苯酚都能形成分子內氫鍵
答案　D
解析　當分子形成分子內氫鍵時，熔、沸點降低，A正確；間硝基苯酚中與N原子相連的O原子易與水分子中的H原子形成氫鍵，B正確、D錯誤；對硝基苯酚能形成分子間氫鍵，使其熔、沸點升高，C正確。
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”)結構。
(2)請在以下橫線上畫出這兩種固體分子的空間結構圖。
淡黃色固體____________，黃綠色固體____________。
(3)淡黃色固體物質由____________(填“極性分子”或“非極性分子”，下同)組成，黃綠色固體物質由____________組成。
(4)黃綠色固體在水中的溶解度比淡黃色固體的大，原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
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成的，而淡黃色固體是由非極性分子構成的，根據(jù)“相似相溶”原理可知，前者在水中的溶解度大于后者
解析　(1)根據(jù)PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體，即其分子有兩種結構，可知其結構應為平面四邊形結構，若為四面體形結構則只有一種結構。(2)PtCl2(NH3)2的兩種同分異構體的結構分別為①；②。由于淡黃色固體在水中的溶解度較小，因此其分子無極性，其結構為①，則黃綠色固體為極性分子，其結構為②。(3)根據(jù)“相似相溶”原理可知：黃綠色固體是由極性分子構成的，故其在水中的溶解度要大于由非極性分子構成的淡黃色固體。
15.水是地球上最常見的物質之一，是所有生命生存的重要資源。
(1)科學家發(fā)現(xiàn)在特殊條件下，水能表現(xiàn)出許多種有趣的結構和性質。
①一定條件下給水施加一個弱電場，常溫常壓下水結成冰，俗稱“熱冰”，其計算機模擬圖如圖：
使水結成“熱冰”采用弱電場的條件，說明水分子是____________分子(填“極性”或“非極性”)。
②用高能射線照射液態(tài)水時，一個水分子能釋放出一個電子，同時產生一種陽離子。產生的陽離子具有較強的氧化性試寫出該陽離子與SO2的水溶液反應的離子方程式：_________________________________________________________
____________________________________________________________________；
該陽離子還能與水作用生成羥基，經測定此時的水具有酸性，寫出該過程的離子方程式：_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)水的性質中的一些特殊現(xiàn)象對于生命的存在意義非凡，請解釋水的分解溫度遠高于其沸點的原因：______________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)①極性
②2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO
H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH
(2)水分解需要破壞分子內部的極性鍵，水的氣化只需破壞分子間的范德華力與氫鍵，而極性鍵比分子間的范德華力和氫鍵強得多
解析　(1)①在電場作用下凝結、且水分子非常有序地排列，說明水分子是極性分子。②水分子釋放出電子時產生的陽離子可以表示成H2O＋，因為其具有較強的氧化性，可將SO2氧化為硫酸根離子，發(fā)生反應：2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO；該陽離子還能與水作用生成羥基，經測定此時的水具有酸性，則按元素守恒、電荷守恒可得離子方程式：H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH。(2)水的分解溫度遠高于其沸點，是因為水的分解是化學變化、沸騰是物理變化，二者克服的粒子間的作用力不同，水分解需要破壞分子內部的共價鍵，水的氣化只需破壞范德華力和氫鍵，而共價鍵比范德華力和氫鍵強得多，所以水的分解溫度遠高于其沸點。基礎課時11　分子間的作用力　分子的手性
學習目標　1.認識分子間存在相互作用,知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力。了解分子內氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。2.了解影響物質溶解性的因素及“相似相溶”溶劑選擇的實際應用。3.了解手性分子及在生命科學等方面的應用。
一、分子間的作用力
(一)知識梳理
1.范德華力及其對物質性質的影響
概念 分子之間存在著　　　　　
特征 范德華力很弱,比化學鍵的鍵能小　　　　個數(shù)量級
影響因素 分子結構和組成相似的物質,相對分子質量　　　　,范德華力越大
分子的極性　　　　,范德華力越大
事實依據(jù) 降溫加壓氣體會　　　　,降溫時液體會　　　　
對物質性 質的影響 范德華力越強,物質的熔、沸點　　　
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(1)概念:氫鍵是由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的　　　　原子(如水分子中的氫)與另一個
　　　　很大的原子(如水分子中的氧)之間形成的　　　　。
(2)表示方法:氫鍵通常用X—H…Y—表示,“—”表示　　　　,“…”表示形成的　　　　。
(3)分類及其特征
①分類:氫鍵可分為分子內氫鍵和分子間氫鍵。存在　　　　氫鍵,
存在　　　　氫鍵。如圖:
前者的沸點　　　　后者。
②特征:氫鍵不屬于化學鍵,屬于一種較弱的作用力,比化學鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。氫鍵具有方向性和飽和性。
(4)對物質性質的影響:氫鍵主要影響物質的熔、沸點。分子間氫鍵使物質熔、沸點　　　　　,分子內氫鍵使物質熔、沸點　　　　。
3.溶解性
(1)“相似相溶”規(guī)律
①規(guī)律:非極性溶質一般能溶于　　　　溶劑,極性溶質一般能溶于　　　　溶劑。
②實例:蔗糖和氨　　　　溶于水,　　　　溶于四氯化碳。萘和碘　　　　溶于四氯化碳,　　　　溶于水(填“難”或“易”)。
(2)影響物質溶解性的因素
①外界因素:主要有溫度、壓強等。
②氫鍵:溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大,溶解性越　　　　(填“好”或“差”)。
③分子結構的相似性:溶質和溶劑的分子結構相似程度越大,其溶解性　　　　　　。如乙醇與水　　　　　　,而戊醇在水中的溶解度明顯　　　　　　。
(二)問題探究
問題1　根據(jù)下表,怎樣解釋鹵素單質從F2~I2的熔點和沸點越來越高
單質 熔點/℃ 沸點/℃
F2 -219.6 -188.1
Cl2 -101 -34.6
Br2 -7.2 58.78
I2 113.5 184.4
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　水分子間存在一種叫“氫鍵”的相互作用(介于范德華力與化學鍵之間)彼此結合而形成(H2O)n。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體,通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子,其結構示意圖如圖所示。
(1)試表示HF水溶液中的氫鍵。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)甲酸可通過氫鍵形成二聚物,HNO3可形成分子內氫鍵。試在下圖中畫出氫鍵。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律理解它們的溶解度不同
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　怎樣理解低碳醇與水互溶,而高碳醇在水中的溶解度卻很小
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.范德華力、氫鍵和共價鍵的比較
(1)比較內容
項目 范德華力 氫鍵 共價鍵
分類 — 分子內氫鍵、分子間氫鍵 極性鍵、非極性鍵等
特征 無方向性和飽和性 有方向性和飽和性 有方向性和飽和性
影響 強度 的因 素 ①隨分子極性的增大而增大; ②組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大 對于X—H…Y,X、Y的電負性越大,Y原子的半徑越小,作用力越強 成鍵原子半徑和共用電子對數(shù)目。鍵長越短,鍵能越大,共價鍵越穩(wěn)定
對物 質性 質的 影響 ①影響物質的熔點、沸點、溶解度等物理性質; ②組成和結構相似的物質,隨相對分子質量的增大,物質的熔、沸點升高 分子間氫鍵的存在,使物質的熔、沸點升高,在水中的溶解度增大 共價鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強
(2)注意事項
①氫鍵和范德華力都屬于分子間作用力,不能把氫鍵當成是化學鍵。分子間氫鍵和范德華力可以同時存在。
②分子間作用力主要影響由分子構成的物質的物理性質,而化學鍵決定分子的穩(wěn)定性。
2.物質溶解性的判斷與比較
(1)依據(jù)“相似相溶”規(guī)律
非極性溶質一般易溶于非極性溶劑,難溶于極性溶劑;極性溶質一般易溶于極性溶劑,難溶于非極性溶劑。
(2)依據(jù)溶質與溶劑之間是否存在氫鍵
如果溶質與溶劑之間能形成氫鍵,則溶質溶解度增大,且氫鍵作用力越大,溶解性越好。如NH3、HF極易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因為它們與水分子間形成氫鍵。
(3)依據(jù)分子結構的相似性
溶質與溶劑分子結構的相似程度越大,其溶解度越大。如烴基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
1.下列與氫鍵有關的說法中錯誤的是 (　　)
A.鹵化氫中HF沸點較高,是由于HF分子間存在氫鍵
B.鄰羥基苯甲醛()的熔、沸點比對羥基苯甲醛()的熔、沸點低
C.氨水中存在分子間氫鍵
D.形成氫鍵A—H…B—的三個原子總在一條直線上
2.下列關于范德華力的敘述中,正確的是 (　　)
A.范德華力的實質也是一種電性作用,所以范德華力是一種特殊的化學鍵
B.范德華力與化學鍵的強弱不同
C.任何分子間在任意情況下都會產生范德華力
D.范德華力非常微弱,故破壞范德華力不需要消耗能量
3.一般來說,由極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑,由非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑,這就是“相似相溶”規(guī)律。以下事實不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是 (　　)
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3難溶于苯
4.關于氫鍵,下列說法正確的是 (　　)
A.分子中有N、O、F原子,分子間就存在氫鍵
B.因為氫鍵的緣故,N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2
C.由于氫鍵比范德華力強,所以H2O分子比H2S分子穩(wěn)定
D.“可燃冰”—甲烷水合物(例如:8CH4·46H2O)中CH4與H2O之間存在氫鍵
二、分子的手性
(一)知識梳理
1.手性異構體
具有完全相同的　　　　和　　　　的一對分子,如同左手與右手一樣互為　　　　,卻在三維空間里　　　　,互稱手性異構體。
2.手性分子
有　　　　　　的分子。
3.手性分子的應用
應用領域 應用
醫(yī)藥 現(xiàn)今使用的藥物中手性藥物超過50%
對于手性藥物,一個異構體可能　　　,而另一個異構體可能是　　甚至是　　
合成 手性催化劑:　　　或者主要　　　　一種手性分子的合成
用　　　　生產藥物,可以只得到或者主要得到一種　　　　,這種獨特的合成方法稱為手性合成
4.手性碳原子
在分子中連有4個不同的原子或原子團的碳原子叫做手性碳原子。
(二)問題探究
問題1　乳酸的結構式為,其分子結構中有幾個手性碳原子 用*將手性碳原子標出來。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　有機物具有手性,若它與H2發(fā)生加成反應后,其產物還有手性嗎
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】　判斷手性碳原子的方法
判斷一種有機物是否具有手性碳原子,就看該有機物含有的碳原子是否連有四個互不相同的原子或基團。如,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團,中心碳原子即為手性碳原子。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.某有機物R的結構簡式如圖所示,R分子中的手性碳原子(連有四個不同原子或基團的碳原子)個數(shù)為 (　　)
A.3 B.4
C.5 D.6
2.下列關于化合物的敘述正確的是 (　　)
A.該分子是手性分子
B.分子中既有極性鍵又有非極性鍵
C.1分子中有7個σ鍵和3個π鍵
D.該分子在水中的溶解度小于2 丁烯
3.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(1 000 ℃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
4.下列有機物分子中屬于手性分子的是 (　　)
①乳酸[CH3CH(OH)COOH]　②2 丁醇 ③　④丙三醇
A.僅① B.僅①②
C.僅①②③ D.①②③④
:課后完成　第二章　基礎課時11(共61張PPT)
基礎課時 　分子間的作用力　分子的手性
11
第三章
分子結構與性質
第三節(jié)　分子結構與物質的性質
1.認識分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力。了解分子內氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。
2.了解影響物質溶解性的因素及“相似相溶”溶劑選擇的實際應用。
3.了解手性分子及在生命科學等方面的應用。
學習目標
一、分子間的作用力
二、分子的手性
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓練
一、分子間的作用力
對點訓練
(一)知識梳理
1.范德華力及其對物質性質的影響
概念 分子之間存在著____________
特征 范德華力很弱，比化學鍵的鍵能小________個數(shù)量級
影響因素 分子結構和組成相似的物質,相對分子質量_____,范德華力越大
分子的極性______，范德華力越大
事實依據(jù) 降溫加壓氣體會______，降溫時液體會______
對物質性 質的影響 范德華力越強，物質的熔、沸點______
相互作用力
1～2
越大
越大
液化
凝固
越高
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(1)概念：氫鍵是由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的____原子(如水分子中的氫)與另一個________很大的原子(如水分子中的氧)之間形成的________。
(2)表示方法：氫鍵通常用X—H…Y—表示，“—”表示________，“…”表示形成的______。
氫
電負性
作用力
共價鍵
氫鍵
分子內
分子間
前者的沸點______后者。
低于
②特征：氫鍵不屬于化學鍵，屬于一種較弱的作用力，比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。氫鍵具有方向性和飽和性。
(4)對物質性質的影響：氫鍵主要影響物質的熔、沸點。分子間氫鍵使物質熔、沸點______，分子內氫鍵使物質熔、沸點______。
升高
降低
3.溶解性
(1)“相似相溶”規(guī)律
①規(guī)律：非極性溶質一般能溶于_______溶劑，極性溶質一般能溶于____溶劑。
②實例：蔗糖和氨____溶于水，____溶于四氯化碳。萘和碘____溶于四氯化碳，____溶于水(填“難”或“易”)。
(2)影響物質溶解性的因素
①外界因素：主要有溫度、壓強等。
②氫鍵：溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大,溶解性越___ (填“好”或“差”)。
③分子結構的相似性：溶質和溶劑的分子結構相似程度越大，其溶解性______。如乙醇與水______，而戊醇在水中的溶解度明顯______。
非極性
極性
易
難
易
難
好
越大
互溶
較小
(二)問題探究
問題1　根據(jù)下表，怎樣解釋鹵素單質從F2～I2的熔點和沸點越來越高？
單質 熔點/℃ 沸點/℃
F2 －219.6 －188.1
Cl2 －101 －34.6
Br2 －7.2 58.78
I2 113.5 184.4
提示　鹵素單質分子(都是非極性分子)的結構相似，F(xiàn)2～I2相對分子質量依次增大，范德華力依次增大，其熔、沸點依次升高。
問題2　水分子間存在一種叫“氫鍵”的相互作用(介于范德華力與化學鍵之間)彼此結合而形成(H2O)n。在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體，通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子，其結構示意圖如圖所示。
(1)試表示HF水溶液中的氫鍵。
提示　F—H…F—、O—H…F—、F—H…O—、O—H…O—。
(2)甲酸可通過氫鍵形成二聚物，HNO3可形成分子內氫鍵。試在下圖中畫出氫鍵。
提示
問題3　比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律理解它們的溶解度不同？
提示　NH3為極性分子，CH4為非極性分子，而水是極性分子，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水，且NH3與水分子之間可形成氫鍵，使得氨更易溶于水。
問題4　怎樣理解低碳醇與水互溶，而高碳醇在水中的溶解度卻很小？
提示　“相似相溶”也適用于分子結構的相似性。低碳醇中的烴基較小，分子中的—OH與水分子中的—OH相近，因而低碳醇能與水互溶；而高碳醇的烴基較大，其分子中的—OH與水分子的—OH相似因素少，因而高碳醇在水中的溶解度明顯減小。
【探究歸納】
1.范德華力、氫鍵和共價鍵的比較
(1)比較內容
項目 范德華力 氫鍵 共價鍵
分類 — 分子內氫鍵、分子間氫鍵 極性鍵、非極性鍵等
特征 無方向性和飽和性 有方向性和飽和性 有方向性和飽和性
影響強度 的因素 ①隨分子極性的增大而增大； ②組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大 對于X—H…Y，X、Y的電負性越大，Y原子的半徑越小，作用力越強 成鍵原子半徑和共用電子對數(shù)目。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定
對物質性 質的影響 ①影響物質的熔點、沸點、溶解度等物理性質； ②組成和結構相似的物質，隨相對分子質量的增大，物質的熔、沸點升高 分子間氫鍵的存在，使物質的熔、沸點升高，在水中的溶解度增大 共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強
(2)注意事項
①氫鍵和范德華力都屬于分子間作用力，不能把氫鍵當成是化學鍵。分子間氫鍵和范德華力可以同時存在。
②分子間作用力主要影響由分子構成的物質的物理性質，而化學鍵決定分子的穩(wěn)定性。
2.物質溶解性的判斷與比較
(1)依據(jù)“相似相溶”規(guī)律
非極性溶質一般易溶于非極性溶劑，難溶于極性溶劑；極性溶質一般易溶于極性溶劑，難溶于非極性溶劑。
(2)依據(jù)溶質與溶劑之間是否存在氫鍵
如果溶質與溶劑之間能形成氫鍵，則溶質溶解度增大，且氫鍵作用力越大，溶解性越好。如NH3、HF極易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因為它們與水分子間形成氫鍵。
(3)依據(jù)分子結構的相似性
溶質與溶劑分子結構的相似程度越大，其溶解度越大。如烴基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。
1.下列與氫鍵有關的說法中錯誤的是(　　)
D
2.下列關于范德華力的敘述中，正確的是(　　)
A.范德華力的實質也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學鍵
B.范德華力與化學鍵的強弱不同
C.任何分子間在任意情況下都會產生范德華力
D.范德華力非常微弱，故破壞范德華力不需要消耗能量
解析　范德華力是分子之間的一種相互作用，其實質也是一種電性作用，但比較微弱，化學鍵必須是強烈的相互作用，故范德華力不是化學鍵，A錯誤；B正確；范德華力普遍存在于分子之間，但也必須滿足一定的距離要求，若分子間的距離足夠大，分子之間很難產生相互作用，C錯誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時也要消耗能量，D錯誤。
B
3.一般來說，由極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑，由非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，這就是“相似相溶”規(guī)律。以下事實不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是(　　)
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3難溶于苯
解析　HCl、NH3是極性分子，I2、Cl2是非極性分子，H2O是極性溶劑，CCl4、苯是非極性溶劑，C項符合題意。
C
4.關于氫鍵，下列說法正確的是(　　)
A.分子中有N、O、F原子，分子間就存在氫鍵
B.因為氫鍵的緣故，N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2
C.由于氫鍵比范德華力強，所以H2O分子比H2S分子穩(wěn)定
D.“可燃冰”—甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4與H2O之間存在氫鍵
B
解析　非金屬性較強的元素(如N、O、F等)的氫化物易形成氫鍵，但并不是分子中有N、O、F原子的分子間就存在氫鍵，如NO分子間就不存在氫鍵，A錯誤；N2H4中與N原子直接相連的氫原子有4個，(CH3)2NNH2中與N直接相連的氫原子有2個，故N2H4能形成更多的分子間氫鍵，沸點更高，B正確；分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關，而與化學鍵有關，C錯誤；C—H的極性不強，CH4不能與水分子形成氫鍵，“可燃冰”的形成是因為水分子之間通過氫鍵形成籠狀結構，籠狀結構的空腔直徑與甲烷分子的直徑相近，剛好可以容納下甲烷分子，而甲烷分子與水分子之間沒有氫鍵，D錯誤。
二、分子的手性
對點訓練
(一)知識梳理
1.手性異構體
具有完全相同的______和__________的一對分子，如同左手與右手一樣互為______，卻在三維空間里__________，互稱手性異構體。
2.手性分子
有____________的分子。
組成
原子排列
鏡像
不能疊合
手性異構體
3.手性分子的應用
應用領域 應用
醫(yī)藥 現(xiàn)今使用的藥物中手性藥物超過50%
對于手性藥物，一個異構體可能______，而另一個異構體可能是______甚至是________
合成 手性催化劑：_______或者主要_____一種手性分子的合成
用___________生產藥物，可以只得到或者主要得到一種_____________，這種獨特的合成方法稱為手性合成
有效
無效
有害的
只催化
催化
手性催化劑
手性分子
4.手性碳原子
在分子中連有4個不同的原子或原子團的碳原子叫做手性碳原子。
1.某有機物R的結構簡式如圖所示，R分子中的手性碳原子(連有四個不同原子或基團的碳原子)個數(shù)為(　　)
A.3 B.4 C.5 D.6
C
解析　手性碳必須是一個碳原子連四個不同的原子或原子團，該分子中無這樣的碳原子，A錯誤；分子的碳碳雙鍵是非極性鍵，其他鍵都是極性鍵，B正確；一個單鍵為一個σ鍵，一個雙鍵中含有一個σ鍵和一個π鍵，故一共有9個σ鍵和3個π鍵，C錯誤；醛基是親水基，溶解度比2 丁烯大，D錯誤。
B
3.下列關于分子的結構和性質的描述中，不正確的是(　　)
A
4.下列有機物分子中屬于手性分子的是(　　)
C
課后鞏固訓練
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意
(一)分子間的作用力
1.下列說法中正確的是(　　)
A.分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定
B.分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高
C.相對分子質量越大，其分子間作用力越大
D.分子間只存在范德華力
B
解析　分子間作用力主要影響物質的物理性質，化學鍵主要影響物質的化學性質，分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高，A不正確、B正確；分子的組成和結構相似時，相對分子質量越大，其分子間作用力越大，C不正確；分子間不只有范德華力還有氫鍵，D不正確。
2.2022年北京冬奧會首次使用CO2跨臨界直冷新型環(huán)保制冰技術。下列有關說法不正確的是(　　)
A.CO2是由極性鍵構成的非極性分子
B.干冰中CO2分子間只存在范德華力
C.冰中H2O分子之間的主要作用力是氫鍵
D.此技術制冰的過程中發(fā)生的是化學變化
解析　CO2的結構為O===C===O，該分子中只存在極性鍵，為直線形分子，正電中心和負電中心重合，為非極性分子，故A正確；干冰為分子晶體，分子間只存在范德華力，故B正確；冰中水分子間存在氫鍵和范德華力，但氫鍵作用力比范德華力強，故C正確；該過程中無新物質生成，為物理變化，故D錯誤。
D
3.下列有關物質性質判斷正確且可以用范德華力來解釋的是(　　)
A.沸點：HBr>HCl
B.沸點：CH3CH2BrC.穩(wěn)定性：HF>HCl
D.—OH上氫原子的活潑性：H—O—H>C2H5—O—H
解析　HBr與HCl結構相似，HBr的相對分子質量比HCl大，HBr分子間的范德華力比HCl大，所以其沸點比HCl高；C2H5Br的沸點比C2H5OH低是由于C2H5OH分子間形成氫鍵而增大了分子間的作用力；HF比HCl穩(wěn)定是由于H—F的鍵能比H—Cl的鍵能大；H2O分子中—OH的氫原子比C2H5OH中—OH的氫原子更活潑是由于—C2H5是推電子基團，使O—H極性減弱。
A
4.冰面光滑與冰層表面的結構有關，下列有關說法正確的是(　　)
A.由于氫鍵的存在，水分子的穩(wěn)定性好，高溫下也很難分解
B.第一層固態(tài)冰中，水分子間形成共價鍵
C.當高于一定溫度時，“準液體”中的水分子與下層冰連接的氫鍵斷裂，產生“流動性的水分子”，使冰面變滑
D.第一層固態(tài)冰中，水分子間形成共價鍵
C
解析　水分子的穩(wěn)定性好，是由水分子內氫氧共價鍵的鍵能決定的，與分子間的氫鍵無關，故A錯誤；分子間不存在共價鍵，是通過氫鍵形成空間網狀結構，故B錯誤；當溫度達到一定數(shù)值時，“準液體”中的水分子與下層冰連接的氫鍵被破壞，使一部分水分子能夠自由流動，從而產生“流動性的水分子”，使冰面變滑，故C正確；第一層固態(tài)冰中，水分子間有氫鍵的形成，但不是化學鍵連接，故D錯誤。
5.關于氫鍵，下列說法正確的是(　　)
A.由于冰中的水分子間存在氫鍵，所以其密度大于液態(tài)水
B.可以用氫鍵解釋接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式(H2O)計算出來的相對分子質量大
C.分子間氫鍵和分子內氫鍵都會使熔、沸點升高
D.水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于氫鍵所致
B
解析　A項，由于冰中的水分子間存在氫鍵，增大了分子之間的距離，所以其密度小于液態(tài)水，錯誤；B項，由于水分子之間存在氫鍵，使水分子通常以幾個分子締合的形式存在，所以接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式(H2O)計算出來的相對分子質量大，正確；C項，分子間氫鍵使熔、沸點升高，而分子內氫鍵則會使熔、沸點降低，錯誤；D項，水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于分子內的H—O共價鍵強的緣故，與分子間的氫鍵無關，錯誤。
6.利用相似相溶這一經驗規(guī)律可說明的事實是(　　)
①HCl易溶于水　②NH3易溶于H2O　③N2難溶于水　④HClO4是強酸　⑤鹽酸是強酸 ⑥氫氟酸是弱酸　⑦HF很穩(wěn)定
A.①②③ B.④⑤⑥ C.⑥⑦ D.④⑤
解析　相似相溶原理是指非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。HCl、NH3均為極性溶質，H2O為極性溶劑，因此二者均易溶于水，而N2是非極性溶質，故難溶于水；酸性強弱與相似相溶原理沒有關系，穩(wěn)定性與鍵能有關，故只能選A。
A
7.下列說法錯誤的是(　　)
A.鹵族元素的氫化物中HF的沸點最高，是由于HF分子間存在氫鍵
B.鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點低
C.H2O的沸點比HF的沸點高，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
C
解析　HF分子間存在氫鍵，故沸點相對較高，A項正確；能形成分子間氫鍵的物質熔沸點較高，鄰羥基苯甲醛易形成分子內氫鍵，對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點低，B項正確；H2O分子中的O可與周圍H2O分子中的兩個H原子形成兩個氫鍵，而HF分子中的F原子只能形成一個氫鍵，氫鍵越多，沸點越高，所以H2O的沸點高，C項錯誤；氨氣分子和水分子間形成氫鍵，導致氨氣極易溶于水，D項正確。
(二)分子的手性
8.下列分子中含有手性碳原子的是(　　)
A.CH2Cl2
B.CH3CH2OH
C.CH3CH(CH3)2
D.CH3CH(CH3)CHClCOOH
解析　CH3CH(CH3)CHClCOOH分子中，有一個碳原子所連的四個基團分別是羧基、異丙基、氫原子和氯原子，該碳原子具有手性，選項D正確。
D
9.下列化合物中含有2個手性碳原子的是(　　)
C
10.下列分子中指定的碳原子(用*標記)不屬于手性碳原子的是(　　)
A
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
11.膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結構示意圖如下：
C
下列說法不正確的是(　　)
A.Cu2＋的價層電子排布式為3d9
B.在上述結構示意圖中，可觀察到極性鍵
C.膽礬中的水分子間均存在氫鍵
D.膽礬中的結晶水，加熱時會分步失去
解析　Cu2＋的價層電子排布式為3d9，A項正確；在題述結構示意圖中，存在極性鍵，B項正確；膽礬中的水分為兩類，一類是形成氫鍵的水分子，一類是與銅離子結合的水分子，受熱時會分步失去，C錯誤，D正確。
12.下列關于Si、P、S、Cl及其化合物結構與性質的論述錯誤的是(　　)
C
解析　中心原子的半徑越小，則R—O—H中R—O越強，O—H越易斷裂，所以半徑越小，羥基數(shù)目越少，A正確； 采用類推法，中心P＋原子相當于中心C原子，由于P＋原子所連的4個原子團都不相同，所以P＋具有手性，是不對稱原子，該物質有手性，B正確；SiCl4、PCl3、SCl2的中心原子的價層電子對數(shù)都為4，都發(fā)生sp3雜化，但由于孤電子對對成鍵電子對的排斥作用比成鍵電子對之間的排斥作用強，所以鍵角SiCl4＞PCl3＞SCl2，鍵角最大的是SiCl4，C錯誤；順 1，2 二氯乙烯是軸對稱結構，反 1，2 二氯乙烯是中心對稱結構，所以分子極性的大小不同，D正確。
13.已知各種硝基苯酚的性質如下表：
名稱 結構式 25 ℃水中溶解度/g 熔點/℃ 沸點/℃
鄰硝 基苯酚 0.2 45 100
間硝 基苯酚 1.4 96 194
對硝 基苯酚 1.7 114 295
下列關于各種硝基苯酚的敘述不正確的是(　　)
A.鄰硝基苯酚分子內形成氫鍵，使其熔、沸點低于另外兩種硝基苯酚
B.間硝基苯酚不僅分子間能形成氫鍵，也能與水分子形成氫鍵
C.對硝基苯酚分子間能形成氫鍵，使其熔、沸點較高
D.三種硝基苯酚都能形成分子內氫鍵
解析　當分子形成分子內氫鍵時，熔、沸點降低，A正確；間硝基苯酚中與N原子相連的O原子易與水分子中的H原子形成氫鍵，B正確、D錯誤；對硝基苯酚能形成分子間氫鍵，使其熔、沸點升高，C正確。
D
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”)結構。
(2)請在以下橫線上畫出這兩種固體分子的空間結構圖。
淡黃色固體____________，黃綠色固體____________。
平面四邊形
(3)淡黃色固體物質由____________(填“極性分子”或“非極性分子”，下同)組成，黃綠色固體物質由____________組成。
(4)黃綠色固體在水中的溶解度比淡黃色固體的大，原因是__________________________________________________________________
_____________________________________________________。
非極性分子
極性分子
黃綠色固體是由極性分子構成的，而淡黃色固體是由非極性分子構成的，根據(jù)“相似相溶”原理可知，前者在水中的溶解度大于后者
15.水是地球上最常見的物質之一，是所有生命生存的重要資源。
(1)科學家發(fā)現(xiàn)在特殊條件下，水能表現(xiàn)出許多種有趣的結構和性質。
①一定條件下給水施加一個弱電場，常溫常壓下水結成冰，俗稱“熱冰”，其計算機模擬圖如圖：
使水結成“熱冰”采用弱電場的條件，說明水分子是____________分子(填“極性”或“非極性”)。
極性
②用高能射線照射液態(tài)水時，一個水分子能釋放出一個電子，同時產生一種陽離子。產生的陽離子具有較強的氧化性試寫出該陽離子與SO2的水溶液反應的離子方程式：___________________________；該陽離子還能與水作用生成羥基，經測定此時的水具有酸性，寫出該過程的離子方程式：____________________________。
(2)水的性質中的一些特殊現(xiàn)象對于生命的存在意義非凡，請解釋水的分解溫度遠高于其沸點的原因：_________________________________________________
________________________________________________________________。
H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH
水分解需要破壞分子內部的極性鍵，水的氣化只需破壞分子間的范德華力與氫鍵，而極性鍵比分子間的范德華力和氫鍵強得多

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