232分子間的作用力分子的手性-2023-2024學(xué)年高二化學(xué)講義習(xí)題（人教版2019選擇性必修2）（原卷版）

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第2課時(shí)分子間的作用力分子的手性1.了解范德華力和氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。2．了解氫鍵的實(shí)質(zhì)，形成條件和類型。3.結(jié)合實(shí)例初步認(rèn)識(shí)分子的手性對(duì)其性質(zhì)的影響。知識(shí)點(diǎn)一分子間作用力知識(shí)點(diǎn)二分子的手性知識(shí)點(diǎn)三溶解性知識(shí)點(diǎn)一分子間作用力1．范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響（1）分子間的作用力——范德華力①概念：物質(zhì)的分子之間存在著，把這類分子間作用力稱為范德華力。②影響因素：一般來說，相對(duì)分子質(zhì)量，范德華力；分子的極性，范德華力也。（2）范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①范德華力廣泛存在于分子之間，只有分子間充分接近時(shí)才有分子間的相互作用力，如固體和液體物質(zhì)中。②范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)。③范德華力無方向性和飽和性。只要分子周圍空間允許，分子總是盡可能多地吸引其他分子。2.氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響當(dāng)氫原子與電負(fù)性很大且含有孤電子對(duì)的原子A(N、O、F)以共價(jià)鍵結(jié)合成分子時(shí)，氫原子的電子云強(qiáng)烈地偏向于A原子，使氫原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子而帶部分正電荷，因而這個(gè)氫原子還能與另一電負(fù)性很大且含有孤電子對(duì)的原子B(N、O、F)相互吸引，這種靜電吸引作用就是氫鍵(A、B可以是同種元素的原子，也可以是不同種元素的原子)。(1)氫鍵的形成條件和表示方法①形成條件：從氫鍵的形成過程可以看出，形成氫鍵的條件為①要有與電負(fù)性很大的原子A以共價(jià)鍵結(jié)合的氫原子；②要有電負(fù)性很大且含有孤電子對(duì)的原子B；③A與B的原子半徑要小。綜上所述，能夠形成氫鍵的元素一般是F、O和N。②表示方法：通常用“”表示氫鍵，其中“”表示共價(jià)鍵，“”表示形成的氫鍵。(2)氫鍵的本質(zhì)氫鍵的本質(zhì)是作用，但它比化學(xué)鍵很多，通常把氫鍵看作是一種。氫鍵既有方向性(A—H…B盡可能在同一條直線上)，又有飽和性(一個(gè)A—H只能和一個(gè)B原子結(jié)合)。(3)特征：具有一定的飽和性和方向性。如在冰中每個(gè)H2O分子周圍四面體的4個(gè)方向形成4個(gè)。(4)分類：氫鍵不是化學(xué)鍵，僅為一種分子間作用力，氫鍵包括和兩種。其中分子間氫鍵主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，對(duì)電離和溶解度等產(chǎn)生影響。如鄰羥基苯甲醛分子內(nèi)的羥基與醛基之間存在氫鍵，對(duì)羥基苯甲醛存在(如圖)。(5)強(qiáng)弱影響：A—H…B—中A、B的電負(fù)性越強(qiáng)，氫鍵越。如F—H…F>O—H…O>N—H…N。1.共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力都是微觀粒子之間的不同作用力，下列物質(zhì)中至少含有兩種作用力的組合是①SiC；②NaOH；③干冰；④He；⑤K2CO3；⑥白磷A．①②③⑤B．②③④⑤C．②③⑤⑥D(zhuǎn)．①③④⑥2、以下關(guān)于分子間作用力的敘述不正確的是A．是一種較弱的化學(xué)鍵B．分子間作用力較弱，破壞它所需能量較少C．分子間作用力對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)有影響D．稀有氣體液化后分子間存在分子間作用力3、有下列兩組命題A組B組Ⅰ鍵鍵能小于鍵鍵能比HF穩(wěn)定Ⅱ鍵鍵能小于鍵鍵能比HI穩(wěn)定Ⅲ分子間作用力大于HF分子間作用力沸點(diǎn)比HF高Ⅳ分子間作用力小于HCl分子間作用力沸點(diǎn)比HCl低B組中命題正確，且能用A組命題加以正確解釋的是A．Ⅰ①B．Ⅱ②C．Ⅲ③D．Ⅳ④4、CO2氣體在一定條件下可與金屬鎂反應(yīng)，干冰在一定條件下也可以形成CO2氣體，這兩個(gè)變化過程中需要克服的作用分別是A．分子間作用力，離子鍵B．化學(xué)鍵，分子間作用力C．化學(xué)鍵，化學(xué)鍵D．分子間作用力，分子間作用力5、CO2氣體在一定條件下可與金屬鎂反應(yīng)，干冰在一定條件下可以形成CO2氣體，這兩個(gè)變化過程中CO2需要克服的作用分別是A．共價(jià)鍵，共價(jià)鍵B．共價(jià)鍵，分子間作用力C．分子間作用力，共價(jià)鍵D．分子間作用力，分子間作用力知識(shí)點(diǎn)二分子的手性1．手性異構(gòu)體與手性分子具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱為。有手性異構(gòu)體的分子叫做?；殓R像的兩個(gè)分子左右手互為鏡像左手和右手不能重疊2．手性分子的成因當(dāng)4個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時(shí)，這個(gè)碳原子是不對(duì)稱原子。這種分子和它“在鏡中的像”就不能重疊，因而表現(xiàn)為“手性”。手性分子中的不對(duì)稱碳原子稱為。例如，CHBrClF是一個(gè)簡(jiǎn)單的手性分子，如下圖所示的兩個(gè)分子互為鏡像。CHBrClF手性分子又如，丙氨酸分子(手性碳原子上連接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性如下圖所示。手性分子3．分子是否表現(xiàn)為手性的判斷有機(jī)物具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1個(gè)碳原子所連接的4個(gè)原子或基團(tuán)各不相同，那么該碳原子為手性碳原子，用*C來表示。如：是互不相同的原子或基團(tuán)。所以，判斷一種有機(jī)物是否具有手性異構(gòu)體，就看其含有的碳原子是否連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)。例如，中含有1個(gè)手性碳原子(標(biāo)“*”號(hào)的碳原子)。1.下列分子為手性分子的是()2、當(dāng)一個(gè)碳原子連接四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)時(shí)，該碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2個(gè)手性碳原子的是()3、下列化合物中含3個(gè)“手性碳原子”的是()A．B．C．D．4、下列對(duì)分子及其性質(zhì)的解釋中，不正確的是()A．碘易溶于四氯化碳、甲烷難溶于水都可用“相似相溶”規(guī)律解釋B．乳酸[CH3CH(OH)COOH]中存在一個(gè)手性碳原子C．H2O比H2S穩(wěn)定是由于水分子間可以形成氫鍵D．已知酸性：H3PO4>HClO，是因?yàn)镠3PO4分子中有1個(gè)非羥基氧原子，而HClO分子中非羥基氧原子數(shù)目為05、丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子為手性分子，它存在對(duì)映異構(gòu)，如圖所示。下列關(guān)于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的兩種對(duì)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(duì)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)目完全相同知識(shí)點(diǎn)三溶解性1．內(nèi)因(1)“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于溶劑。如蔗糖和氨易溶于水，溶于CCl4，因?yàn)檎崽?、氨、水都是極性分子；而萘和碘易溶于CCl4，溶于水，因?yàn)檩?、碘和CCl4都是非極性分子。離子化合物是強(qiáng)極性物質(zhì)，很多易溶于水。(2)“相似相溶”還適用于物質(zhì)。如低級(jí)羧酸(甲酸、乙酸等)可以與水以任意比例互溶，而高級(jí)脂肪酸(硬脂酸、軟脂酸和油酸等)不溶于水。(3)氫鍵：溶劑與溶質(zhì)之間存在氫鍵，溶解性好，溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵，在水中溶解度就比較小。如NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、乙酸等能與水混溶，就是因?yàn)樗鼈兣c水形成了分子間氫鍵的原因。(4)化學(xué)反應(yīng)——溶質(zhì)與溶劑發(fā)生反應(yīng)可其溶解度。如SO2與H2O反應(yīng)生成H2SO3，SO3與H2O反應(yīng)生成H2SO4，NH3與H2O反應(yīng)生成NH3·H2O。2．外因(1)溫度——一般來說，溫度升高，固體物質(zhì)的溶解度，氣體物質(zhì)的溶解度。(2)壓強(qiáng)——壓強(qiáng)越大，氣體的溶解度。1.下列現(xiàn)象不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是A．甲烷不溶于水B．氯化氫易溶于水C．單質(zhì)碘易溶于苯D．氯氣易溶于NaOH溶液2、已知O3分子為V形結(jié)構(gòu)，O3在水中的溶解度和O2相比()A．一樣大B．O3比O2小C．O3比O2大D．無法比較3、下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點(diǎn)比第ⅤA族其他元素氫化物的高②小分子的醇和羧酸易溶于水③冰的密度比液態(tài)水的密度?、苣蛩氐娜邸⒎悬c(diǎn)比醋酸的高⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低⑥水分子高溫下也很穩(wěn)定A．①②③④⑤⑥B．①②③④⑤C．①②③④D．①②③4、下列說法中正確的是()A．極性溶質(zhì)一定易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)一定易溶于非極性溶劑B．溴分子和水分子是極性分子，四氯化碳分子是非極性分子，所以溴難溶于水而易溶于四氯化碳C．白磷分子是非極性分子，水分子是極性分子，而二硫化碳是非極性分子，所以白磷難溶于水而易溶于二硫化碳5、下列對(duì)分子性質(zhì)的解釋中，不正確的是A．SO2易溶于水只是因?yàn)橄嗨葡嗳茉鞡．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“相似相溶”原理解釋D．由上圖知酸性：H3PO4>HClO，因?yàn)镠3PO4中非羥基氧原子數(shù)大于次氯酸中非羥基氧原子數(shù)探究一范德華力、氫鍵及共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子之間的作用力原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用分類—分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵作用微粒分子或原子(稀有氣體)氫原子，氟、氮、氧原子(分子內(nèi)，分子間)原子特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大；②相對(duì)分子質(zhì)量相近時(shí)，分子的極性越大，范德華力越大對(duì)于A—H…B，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)；②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，如F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，如熔、沸點(diǎn):H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影響分子的穩(wěn)定性；②共價(jià)鍵的鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)【例1】下列說法正確的是A．硫酸氫鈉溶于水、加熱至熔融態(tài)都破壞了離子鍵和共價(jià)鍵B．氯化氫氣體溶于水破壞了離子鍵，金剛石熔化破壞了共價(jià)鍵C．冰→水→氫氣和氧氣依次破壞了氫鍵和范德華力，共價(jià)鍵D．利用微機(jī)械剝離石墨制得石墨烯破壞了共價(jià)鍵和大π鍵探究二物質(zhì)熔沸點(diǎn)的比較1、組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CF4<CCl4<CBr4<CI4。2、組成相似且相對(duì)分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子極性越大(電荷分布越不均勻)，其熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CO>N2。3、在同分異構(gòu)體中，一般來說，支鏈數(shù)越多，熔、沸點(diǎn)就越低，如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷。由分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，它們分子間的作用力逐漸增大，熔、沸點(diǎn)逐漸升高。【例2】有下列兩組命題A組B組Ⅰ鍵鍵能小于鍵鍵能比HF穩(wěn)定Ⅱ鍵鍵能小于鍵鍵能比HI穩(wěn)定Ⅲ分子間作用力大于HF分子間作用力沸點(diǎn)比HF高Ⅳ分子間作用力小于HCl分子間作用力沸點(diǎn)比HCl低B組中命題正確，且能用A組命題加以正確解釋的是A．Ⅰ①B．Ⅱ②C．Ⅲ③D．Ⅳ④1.下列說法正確的是A．一般來說，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越小B．分子內(nèi)部的相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用稱為化學(xué)鍵，而分子之間也存在相互作用，稱為分子間作用力C．分子間作用力主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)D．分子間作用力的大小遠(yuǎn)大于化學(xué)鍵，是一種很強(qiáng)的作用力2、下列敘述中正確的是A．冰融化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂B．H2O2、PCl5都是含有極性鍵的非極性分子C．HF、HCl、HBr、HI的酸性依次增強(qiáng)D．對(duì)羥基苯甲醛沸點(diǎn)比鄰羥基苯甲醛高，是由于前者分子內(nèi)形成了氫鍵3、下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與分子間作用力無關(guān)的是()A．在相同條件下，N2在水中的溶解度小于O2B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點(diǎn)逐漸升高D．CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸點(diǎn)逐漸升高4、下列說法正確的是A．水分子間存在氫鍵，所以水分子比較穩(wěn)定B．H2SO4溶于水能電離出H+和SO42，所以硫酸是離子化合物C．I2加熱升華過程中只需克服分子間作用力D．SiO2熔化破壞共價(jià)鍵和分子間作用力5、下列對(duì)分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的敘述中正確的是A．四氯化碳萃取碘水中碘，HCl易溶于水都可用“相似相溶”原理解釋B．乳酸分子()中不存在手性碳原子C．P4()和CH4分子的空間構(gòu)型都是正四面體，鍵角都是109°28′，1molCH4和1molP4含有的σ鍵數(shù)目相同。D．丙烯腈分子中，碳原子的雜化方式有sp3、sp26.下列事實(shí)不能用氫鍵理論解釋的是()A．水比H2S難分解B．接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量大于18C．HF的熔、沸點(diǎn)高于HClD．液態(tài)氟化氫的化學(xué)式有時(shí)寫成(HF)n的形式7、下列對(duì)分子性質(zhì)的解釋中，不正確的是()A．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B．乳酸()存在手性異構(gòu)體，因?yàn)槠浞肿又泻幸粋€(gè)手性碳原子C．在NH3分子中存在極性共價(jià)鍵和配位鍵8.關(guān)于氫鍵，下列說法正確的是A．氫鍵比分子間作用力強(qiáng)，所以它屬于化學(xué)鍵B．冰中存在氫鍵，水中不存在氫鍵C．分子間形成的氫鍵使物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)升高D．氫鍵可以增大物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)9、374℃、22.1MPa以上的超臨界水具有很強(qiáng)的溶解有機(jī)物的能力，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10、下列分子中含有手性碳原子的是()A．CH2Cl2D．CH3CH2COOCH2CH311、以下事實(shí)中不能用“相似相溶”原理說明的是()A．HCl易溶于水B．I2易溶于CCl4中C．Cl2可溶于水D．NH3難溶于苯中12、茶文化是中國(guó)人民對(duì)世界飲食文化的一大貢獻(xiàn)，茶葉中含有少量的咖啡因(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖)。下列關(guān)于咖啡因的說法正確的是A．咖啡因的分子式為C8H9N4O2B．咖啡因分子中sp2與sp3雜化C個(gè)數(shù)比為5：3C．咖啡因與足量H2加成的產(chǎn)物含有1個(gè)手性碳原子D．咖啡因分子間存在氫鍵13.現(xiàn)已知O3分子為V形結(jié)構(gòu),O3在水中的溶解度和O2比較()A.O3在水中的溶解度和O2一樣大B.O3在水中的溶解度比O2小C.O3在水中的溶解度比O2要大D.無法比較14.水分子間由于氫鍵的作用而彼此結(jié)合形成(H2O)n。在冰中每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍形成變形的四面體(H2O)5，由無限個(gè)這樣的變形四面體通過氫鍵相互連成一個(gè)龐大的分子晶體——冰，其結(jié)構(gòu)如圖所示。試回答下列問題:(1)下列敘述中正確的是____(填字母)。A．1mol冰中有4mol氫鍵B．平均每個(gè)水分子中有2個(gè)氫鍵C．冰晶體中氫鍵的夾角