第二章 第三节 第2课时 分子间作用力　分子的手性

第2课时分子间作用力分子的手性[核心素养发展目标]1.掌握范德华力、氢键的概念。2.通过范德华力、氢键对物质性质影响的探析，形成“结构决定性质”的认知模型。3.能从微观角度理解分子的手性，形成判断手性分子的思维模型。一、分子间作用力1．范德华力及其对物质性质的影响(1)概念：是分子间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。(2)特征：很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。(3)影响因素：分子的极性越大，范德华力越大；组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。(4)对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点，组成和结构相似的物质，范德华力越大，物质熔、沸点越高。1.范德华力的正确理解范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级，分子间作用力的实质是电性引力，其主要特征有以下几个方面：(1)广泛存在于分子之间。(2)只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力(范德华力)，如固体和液体物质中。(3)范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。2．键能大小影响分子的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点。3．相对分子质量接近时，分子的极性越大，范德华力越大。4．相对分子质量、极性相似的分子，分子的对称性越强，范德华力越弱，如正丁烷＞异丁烷，邻二甲苯＞间二甲苯＞对二甲苯。2．氢键及其对物质性质的影响(1)概念：由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。(2)表示方法：氢键通常用A—H…B表示，其中A、B为N、O、F，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。(3)氢键的本质和性质氢键的本质是静电相互作用，它比化学键弱得多，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。氢键具有方向性和饱和性，但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。①方向性：A—H…B三个原子一般在同一方向上。原因是在这样的方向上成键两原子电子云之间的排斥力最小，形成的氢键最强，体系最稳定。②饱和性：每一个A—H只能与一个B原子形成氢键，原因是H原子半径很小，再有一个原子接近时，会受到A、B原子电子云的排斥。(4)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。存在分子内氢键，存在分子间氢键。前者的沸点低于后者。(5)氢键对物质性质的影响：氢键主要影响物质的熔、沸点，分子间氢键使物质熔、沸点升高，分子内氢键使物质熔、沸点降低。3．溶解性(1)“相似相溶”规律非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂，如蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；萘和碘易溶于四氯化碳，难溶于水。(2)影响物质溶解性的因素①外界因素：主要有温度、压强等。②氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好(填“好”或“差”)。③分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越大，如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(1)范德华力的实质也是一种电性作用()(2)任何分子间在任何情况下都会产生范德华力()(3)HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，故HI的沸点比HCl的高()(4)CO的沸点大于N2()(5)氢键的键长是指“X—H…Y”中“H…Y”的长度()(6)H2O的热稳定性大于H2S，是因为H2O分子间存在氢键()(7)冰融化成水，仅仅破坏氢键()(8)氢键均能使物质的熔、沸点升高()(9)形成氢键A—H…B的三个原子总在一条直线上()(10)I2在酒精中易溶，故可用酒精萃取碘水中的碘()(11)配制碘水时，为了增大碘的溶解性，常加入KI溶液()(12)SO2和HCl均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子()答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)×(11)√(12)√1．(1)试表示HF水溶液中的氢键提示F—H…FO—H…FF—H…OO—H…O(2)甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。提示2．为什么NH3极易溶于水？提示NH3与H2O之间形成分子间氢键；NH3和H2O均是极性分子，极性分子易溶于极性分子形成的溶剂中。3．甲醛、甲醇和甲酸均易溶于水的主要原因是什么？提示①它们都能和H2O之间形成分子间氢键。②三者均为极性分子，易溶于极性溶剂。二、分子的手性1．概念(1)手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)。(2)手性分子：具有手性异构体的分子。2．手性分子的判断(1)判断方法：有机物分子中是否存在手性碳原子。(2)手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。如，R1、R2、R3、R4互不相同，即eq\o(C,\s\up6(*))是手性碳原子。1．下列说法不正确的是()A．互为手性异构体的分子互为镜像B．利用手性催化剂可主要得到一种手性分子C．手性异构体分子组成相同D．手性异构体性质相同答案D解析互为手性异构体的分子互为镜像，故A正确；在手性合成中，与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态，从而只会诱导生成一种手性分子，故B正确；手性异构体分子组成相同，故C正确；手性异构体旋光性不同，化学性质可能有差异，D错误。2．手性分子往往具有一定光学活性。乳酸分子是手性分子，如图。乳酸中的手性碳原子是()A．①B．②C．③D．②③答案B解析②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基团。1．(2019·泰安期中)下列说法中正确的是()A．分子间作用力越大，分子越稳定B．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高C．相对分子质量越大，其分子间作用力越大D．分子间只存在范德华力答案B解析分子间作用力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，B正确、A不正确；分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，C不正确；分子间不只有范德华力，D不正确。2．(2019·保定高二检测)下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是()A．CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸点逐渐降低B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱C．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高D．CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高答案B解析B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关；C项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高；D项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。3．下列与氢键有关的说法中错误的是()A．卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键B．邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低C．氨水中存在分子间氢键D．形成氢键A—H…B—的三个原子总在一条直线上答案D解析HF分子间存在氢键F—H…F—，使氟化氢分子间作用力增大，所以卤化氢中氟化氢的沸点较高，A正确；邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，B正确；氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键，C正确；氢键具有一定的方向性，但形成氢键的原子不一定在一条直线上，如，故D错误。4．(2019·江门高二检测)氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为()A． B．C． D．答案B解析从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间结构上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以以B方式结合空间阻力最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－可知答案是B。5．(2019·连云港高二月考)下列分子中，不含手性碳原子的是()A． B．C． D．CH3CHClCH2CHO答案B解析在有机物分子中，连接着四个不同的原子或基团的碳原子就是手性碳原子。A、C、D中均有碳原子连有四个不同的原子或基团，B中不含有手性碳原子。6．试用有关知识解释下列现象：(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚高很多，原因：_____________________________________________________________________________。(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3，常采用加压使NH3液化的方法：_________________________________________________________________________。(3)水在常温下，其组成的化学式可用(H2O)m表示，原因：___________________________。答案(1)乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力，故沸点比乙醚高很多(2)NH3分子间可以形成氢键，而N2、H2分子间的范德华力很小，故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离(3)常温下，液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团，所以用(H2O)m表示，而不是以单个分子形式存在一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．(2019·南昌高二检测)下列有关物质性质判断正确且可以用范德华力来解释的是()A．沸点：HBr＞HClB．沸点：CH3CH2Br＜C2H5OHC．稳定性：HF＞HClD．—OH上氢原子的活泼性：H—O—H＞C2H5—O—H答案A解析HBr与HCl结构相似，HBr的相对分子质量比HCl大，HBr分子间的范德华力比HCl强，所以其沸点比HCl高；C2H5Br的沸点比C2H5OH低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力的缘故；HF比HCl稳定是由于H—F键能比H—Cl键能大的缘故；H2O分子中的—OH氢原子比C2H5OH中的—OH氢原子更活泼是由于—C2H5的影响使O—H极性减弱的缘故。2．卤素单质从F2到I2在常温常压下的聚集态由气态、液态到固态的原因是()A．原子间的化学键键能逐渐减小 B．范德华力逐渐增大C．原子半径逐渐增大 D．氧化性逐渐减弱答案B解析卤素单质从F2到I2结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，分子的熔、沸点依次升高。3．关于氢键，下列说法正确的是()A．由于冰中的水分子间存在氢键，所以其密度大于液态水B．可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大C．分子间氢键和分子内氢键都会使熔、沸点升高D．水加热到很高的温度都难以分解，这是由于氢键所致答案B解析A项，由于冰中的水分子间存在氢键，增大了分子之间的距离，所以其密度小于液态水，错误；B项，由于水分子之间存在氢键，使水分子通常以几个分子缔合的形式存在，所以接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大，正确；C项，分子间氢键使熔、沸点升高，而分子内氢键则会使熔、沸点降低，错误；D项，水加热到很高的温度都难以分解，这是由于分子内的H—O共价键强的缘故，与分子间的氢键无关，错误。4．下列选项不能用学过的氢键知识进行解释的是()A．相对分子质量小的醇与水互溶，而相对分子质量较大的醇则不溶于水B．氨易液化，而氮气不容易液化C．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键D．邻羟基苯甲醛()的沸点比对羟基苯甲醛()的沸点低答案C解析相对分子质量小的醇中羟基所占的质量分数大，所以与水形成的氢键多、二者互溶，A项不符合题意；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项不符合题意；甲烷分子与水分子之间不是靠氢键结合的，C项符合题意；邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键()，所以分子与分子之间氢键的数量变少，而对羟基苯甲醛分子内由于氢原子与氧原子的距离较远，所以只能形成分子间氢键()，从而使分子间作用力增大，沸点升高，D项不符合题意。5．(2019·厦门外国语中学月考)碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，这是因为()A．CCl4与I2的相对分子质量相差较小，而H2O与I2的相对分子质量相差较大B．CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含氢元素D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子答案D解析因水分子为极性分子，CCl4、I2分子均为非极性分子，根据“相似相溶”规律，碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，故选D。6．已知各种硝基苯酚的性质如下表：名称结构式25℃水中溶解度/g熔点/℃沸点/℃邻硝基苯酚0.245100间硝基苯酚1.496194对硝基苯酚1.7114295下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是()A．邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚B．间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键C．对硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔、沸点较高D．三种硝基苯酚都能形成分子内氢键答案D解析当分子形成分子内氢键时，熔、沸点降低，A正确；间硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键，B正确、D错误；对硝基苯酚能形成分子间氢键，使其熔、沸点升高，C正确。7．一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，由非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，这就是“相似相溶”规律。以下事实不能用“相似相溶”规律解释的是()A．HCl易溶于水 B．I2易溶于CCl4C．Cl2可溶于水 D．NH3难溶于苯答案C解析HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，CCl4、苯是非极性溶剂，C项符合题意。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。8．已知O3分子为V形结构，O3在水中的溶解度和O2相比()A．一样大 B．O3比O2小C．O3比O2大 D．无法比较答案C解析因O3分子为V形结构，是极性分子，O2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知O3在水中的溶解度比O2大，C项正确。9．比较下列化合物的沸点，前者低于后者的是()A．氯乙烷与乙醇B．邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸()C．对羟基苯甲醇()与邻羟基苯甲醇()D．H2O与H2Te答案AB解析氢键分为两类：存在于分子之间时，称为分子间氢键；存在于分子内部时，称为分子内氢键。同类物质相比，分子内形成氢键的物质的熔、沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔、沸点。如邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醇等容易形成分子内氢键，沸点较低，而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醇则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B选项正确，C选项错误；对于A选项，由于乙醇存在分子间氢键，而氯乙烷不存在氢键，所以乙醇的沸点(78.5℃)高于氯乙烷的沸点(12.3℃)；同样道理，D选项中，H2O的沸点(100℃)高于H2Te的沸点。10．下图中两分子所表示的物质间的关系是()A．互为同分异构体B．是同一种物质C．互为手性异构体D．互为同系物答案B解析题图中的分子不含手性碳原子，所以两分子不是手性分子；两分子的分子式相同，结构相同，故两分子表示的物质是同一种物质。11．当一个碳原子连接四个不同的原子或基团时，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．答案C解析A、B、D三项中化合物均只含有1个手性碳原子，C项中标*的为化合物中含有的手性碳原子，故仅有C项符合题意。三、非选择题12．双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如图所示：H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：(1)H2O2分子的电子式为________，结构式为________。(2)H2O2分子中存在________键和________键，为________分子(填“极性”或“非极性”)。(3)H2O2难溶于CS2，其原因是___________________________________________________。(4)H2O2分子中氧元素的化合价为_________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。答案(1)H—O—O—H(2)极性非极性极性(3)H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律可知H2O2难溶于CS2(4)－1O—O为非极性键，O—H为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显－1价解析(2)H2O2分子的空间结构不对称，为极性分子，含有O—O非极性键和O—H极性键。(3)根据“相似相溶”规律可知，H2O2为极性分子，难溶于非极性溶剂CS2。(4)共用电子对的偏移决定了元素在化合物中的化合价。13．(2019·兰州高二检测)根据下列表1和表2数据，回答问题：表1ⅤA、ⅥA、ⅦA族氢化物的沸点化合物沸点/℃化合物沸点/℃化合物沸点/℃NH3－33.3H2O100HF19.5PH3－87.4H2S－60.7HCl－84AsH3－62H2Se－42HBr－67.0SbH3aH2Te－1.8HI－35.4表2常见物质的沸点结构简式分子式相对分子质量沸点/℃①H—OHH2O18100②CH3OH(甲醇)CH4O3264③CH3CH2OH(乙醇)C2H6O4678④CH3COOH(乙酸)C2H4O260118⑤CH3COCH3(丙酮)C3H6O5856⑥CH3CH2CH2OH(丙醇)C3H8O6097⑦CH3CH2OCH3(甲乙醚)C3H8O6011(1)表1中a的范围是________。(2)根据表1数据，同主族元素简单氢化物沸点高低的规律是____________________________________________________________________________________________________________。(3)根据表2沸点数据找规律，由②③⑥得出：_________________________________________；由①④⑥得出：__________________________________________________________________。答案(1)－62＜a＜－33.3(2)同主族元素简单氢化物沸点随相对分子质量增大而升高，如果含氢键，该氢化物沸点最高(3)组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，沸点越高分子间存在氢键，会使其沸点升高，分子极性越大，氢键越强，沸点越高14．现有五种短周期非金属元素，其中A、B、C的价电子排布式可分别表示为asa、bsbbpb、csccp2c，D与B同主族，E位于C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。试回答下列问题。(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2②BA4③A2C2④BE4中，属于极性分子的是________(填序号)。(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是_____________________________________________________________________。(3)B、C两种元素都能和A元素形成两种常见的溶剂，其分子式分别为________、________。DE4在前者中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________(填化学式)。答案(1)③(2)H2O分子间形成氢键(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4＞CCl4＞CH4解析由A、B、C、D、E为短周期的非金属元素及s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2。即A为H，B为C(碳)，C为O。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E位于C的下一周期且E为同周期中电负性最大的元素可知E为Cl。(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他均为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键使其沸点比下一周期同族元素的氢化物的高。(3)B、A两种元素形成的常见溶剂为苯，C、A两种元素形成的常见溶剂为水。SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，故它们的沸点从高到低的顺序为SiCl4＞CCl4＞CH4。15．(1)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_____________________________。(2)CO2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是________；氢、碳、氧元素的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称：________________。(3)下图中曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是________。(4)O的氢化物(H2O)在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是________________________________________________________________________________________。(5)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是______________________________________________________________________。答案(1)<中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋(2)范德华力乙酸(合理答案均可)(3)a(4)水分子与乙醇分子之间形成氢键(5)NH3分子间存在氢键解析(1)当形成分子内氢键后，导致酚羟基的电离能力减弱，故其电离能力比苯酚的弱。(2)固态CO2中存在范德华力；根据氢键的形成条件，由H、C、O构成的能形成分子间氢键的分子，可联想到HCOOH、CH3COOH等。(3)同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，a正确。F元素无正价，b错误。由于氟化氢中存在分子间氢键，所以其沸点高于氯化氢，c错误。随着相对分子质量的增大，范德华力增大，卤素单质的熔点升高，d错误。(4)水与乙醇可形成分子间氢键，使得水与乙醇容易互溶；而硫化氢与乙醇不能形成分子间氢键，所以硫化氢在乙醇中的溶解度小于水。(5)NH3分子间可形成氢键，增强了分子间作用力，使其沸点高于CH4的沸点。课后检测一、选择题：本题共11小题，每小题2分，共22分。每小题只有一个选项符合题意。1．(烟台第二中学高二月考)下列说法中正确的是()A．键能越小，表示化学键越牢固，难以断裂B．两原子核越近，键长越长，化学键越牢固，性质越稳定C．破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量D．键能、键长只能定性地分析化学键的特性答案C解析键能越大，表示化学键越牢固，难以断裂，故A错误；两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定，故B错误；破坏化学键时，消耗能量，而形成新的化学键时，则释放能量，故C正确；键能、键长能定量分析化学键的特性，故D错误。2．(烟台第二中学高二月考)下列有关化学键类型的叙述正确的是()A．全部由非金属元素原子构成的化合物中肯定不存在离子键B．所有物质中都存在化学键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键答案D解析全部由非金属元素原子构成的化合物中可能存在离子键，如：氯化铵，故A错误；有的物质中不存在化学键，如稀有气体分子中不含化学键，故B错误；已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在3个σ键和2个π键，故C错误；乙烷分子中只有单键，所以只存在σ键，不存在π键，故D正确。3．下列说法中不正确的是()A．N2分子有一个σ键，两个π键B．同一分子内σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强C．两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键D．气体单质中，一定有σ键，可能有π键答案D解析N2分子的结构式为N≡N，含有一个σ键，两个π键，故A正确；共价键重叠程度越大，越稳定，同一分子内σ键比π键强，故B正确；两个原子间形成共价键时，头碰头式的重叠方式只有一个，则两个原子间形成共价键时，最多有一个σ键，故C正确；单原子分子不含共价键，如氦气，故D错误。4．下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是()A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子C．CS2为非极性分子，在三种物质中熔、沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是因为NH3是极性分子答案B解析根据相似相溶规律，水是极性分子，CS2是非极性分子，所以CS2在水中的溶解度很小，故A项错误；因为SO2和NH3都是极性分子，水也是极性分子，根据相似相溶规律，二者均易溶于水，故B项正确；CS2在常温下是液体，SO2和NH3在常温下是气体，CS2的熔、沸点最高，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了因为NH3是极性分子外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。5．(徐州一中高二期末调研)无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点火，氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是()A．分子间作用力 B．非极性共价键C．氢键 D．极性共价键答案D解析水分子是由H原子和O原子构成的，H原子和O原子之间存在极性共价键，“释放出氢原子”必须破坏水分子内的氢氧键，这是一种共价键。6．(河南高二期末)氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似。下列说法正确的是()A．不和氢氧化钠溶液发生反应B．分子中N≡C的键长大于C—C的键长C．分子中含有2个σ键和4个π键D．分子中既有极性键，又有非极性键答案D解析氯气能与NaOH反应，氰气与氯气的性质相似，则能和氢氧化钠溶液发生反应，A项错误；分子中N原子半径小于碳原子，则分子中的N≡C的键长小于C—C的键长，B项错误；分子中含有3个σ键和4个π键，C项错误；分子中C—C为非极性键，N≡C为极性键，D项正确。7．PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似。下列判断错误的是()A．PH3分子呈三角锥形B．PH3和NH3分子中孤对电子数相同C．PH3分子中H原子之间是非极性键D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键能高答案C解析PH3分子结构和NH3相似，氨气是三角锥形结构，A正确；N元素和P元素属于同一主族，所以PH3和NH3分子中孤电子对数相同，B正确；P和H是不同的非金属元素，则二者形成的化学键是极性键，H原子之间不成键，C不正确；P元素的非金属性弱于氮元素的非金属性，N—H键能较高，故PH3分子稳定性低于NH3分子的稳定性，D正确。8．三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如下图所示，已知其燃烧热ΔH＝－3677kJ·mol－1(P被氧化为P4O10)，下列有关P4S3的说法不正确的是()A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构B．P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价C．一个P4S3分子中含有三个非极性共价键D．热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g)ΔH＝－3677kJ·mol－1答案B解析P原子最外层有5个电子，S原子最外层有6个电子，根据P4S3的结构可知，P形成3个共价键、S形成2个共价键，所以分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构，故A正确；若P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价，化合价代数和不等于0，故B错误；同种原子间的共价键是非极性共价键，一个P4S3分子中含有三个非极性共价键，故C正确；燃烧热是1mol可燃物完全燃烧放出的热量，所以P4S3燃烧的热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g)ΔH＝－3677kJ·mol－1，故D正确。9．(厦门外国语学校高二月考)下列关于苯乙炔的说法错误的是()A．该分子有8个σ键，5个π键B．该分子中碳原子有sp和sp2杂化C．该分子存在非极性键D．该分子中有8个碳原子在同一平面上答案A解析苯乙炔分子中含14个σ键，苯环中的碳原子都是sp2杂化，每个碳原子与另外两个相邻的碳以碳碳键相连，且每个碳原子还与氢原子形成一个碳氢键。同时六个碳原子还会各自提供一个p轨道和1个电子共同形成大π键，共含3个π键，故A错误；分子中苯环中碳碳键是介于单双键之间的特殊化学键，碳原子都是sp2杂化，碳碳三键中是sp杂化，该分子中碳原子有sp和sp2杂化，故B正确；同种原子间形成的共价键为非极性键，碳碳键为非极性键，故C正确；苯环是平面形结构，碳碳三键是直线形结构，因此该分子中有8个碳原子在同一平面上，故D正确。10．(贵州罗甸县第一中学高二期末)下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是()A．VSEPR模型可用来预测分子的空间结构B．分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C．分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定D．中心原子上的孤电子对不参与互相排斥答案D解析价层电子对互斥理论可用来预测分子的空间结构，故A正确；空间结构与价层电子对相互排斥有关，因此分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构，故B正确；多原子分子内，两个共价键之间的夹角，分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小，分子越稳定，故C正确；中心原子上的孤电子对参与相互排斥，如H2O中中心原子为O，O有2个孤电子对，空间结构为V形，甲烷中中心原子为C，无孤电子对，空间结构为正四面体，故D错误。11．(宁夏银川二中高二月考)下列共价键①H—H、②H—F、③H—O、④N—H、⑤P—H中，键的极性由小到大的顺序正确的是()A．①②③④⑤ B．⑤④③②①C．①⑤④③② D．②③④⑤①答案C解析对于元素周期表中，同周期的元素从左到右原子半径减小，原子核对外层电子的引力增强，与氢元素形成共价键时极性增强，则极性由小到大分别是N—H、H—O、H—F；同主族的元素从上到下原子半径增大，原子核对外层电子的引力减弱，与氢元素形成共价键时极性减弱，对于第ⅤA族的元素，与氢元素形成共价键时，极性：N—H大于P—H；H—H属于非极性键，极性由小到大的顺序为：①⑤④③②。二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。12．(云南大关县第二高级中学高二期末)若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是()A．氢键；分子间作用力；极性键B．氢键；氢键；非极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键答案A解析固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏，水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键。13．(新疆高二期末)下列事实与氢键有关的是()A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B．水加热到很高的温度都难以分解C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D．水结成冰体积膨胀答案D解析HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与共价键有关系，A不选；水加热到很高的温度都难以分解与共价键有关系，B不选；CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高与分子间作用力有关系，C不选；水结成冰体积膨胀与氢键有关系，D选。14．(四川省南充高级中学高二月考)下列说法不正确的是()A．的σ键和π键比例为4∶1B．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋C．Na、P、Cl的电负性依次减小D．CH3CH(OH)COOH分子中有手性碳原子答案AC解析的分子式为C4H8O4N2Cu，σ键和π键个数分别为18、2，其比例为9∶1，A错误；根据题给数据可知，I2与I3差距较大，则其最外层有2个电子，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋，B正确；Na、P、Cl为同一周期元素，原子序数依次增大，则电负性依次增大，C错误。15．下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是()A．常压下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同C．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强D．W的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点低答案CD解析根据元素在元素周期表中的位置可判断，X是N、Y是S、Z是Br、W是P、R是Ar。常压下五种元素的单质中，硫的沸点最高，故A错误；溴离子含有36个电子，和Ar的不同，故B错误；同周期自左向右非金属性逐渐增强，则S元素的非金属性比P元素的非金属性强，故C正确；氨气分子间含有氢键，所以氨气的沸点高于磷化氢的沸点，故D正确。16．(江苏省徐州一中高二期末)下列化合物中，含有3个手性碳原子的是()A. B.C. D.答案A解析含有3个手性碳原子，故A正确；含有2个手性碳原子，故B错误；含有1个手性碳原子，故C错误；含有1个手性碳原子，故D错误。三、非选择题：本题共5个小题，共58分。17．(8分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：(1)Z2＋的核外电子排布式是_______________________________________________。(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填字母)。a．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙b．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙c．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙d．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。(4)Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的个数之比为________。答案(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(2)b(3)Si<C<N(4)3∶2解析Z原子序数为29，则Z是Cu。Y原子价电子排布为msnmpn，则n为2，Y是第ⅣA族短周期元素，且Q、R、X、Y原子序数依次递增，由③知R、Q在第二周期，由④知Q为C，X在第ⅥA族，原子序数X<Y，则X为O，Y为Si，R为N。(1)Cu2＋核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)稳定性是CH4>SiH4，因为C非金属性比Si强；沸点是SiH4>CH4，因为组成和结构相似的分子，其相对分子质量越大，分子间作用力越强，其沸点越高，故选b。(3)C、N、Si元素中N非金属性最强，其第一电离能数值最大。(4)C的相对分子质量为26的氢化物是C2H2，乙炔分子中碳原子与碳原子间形成了一个σ键和两个π键，碳原子与氢原子间形成两个σ键，则乙炔分子中σ键与π键个数之比是3∶2。18．(12分)(云南双江第一完全中学高二月考)(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为________，中心原子的杂化方式为________。(2)AlHeq\o\al(－,4)中，Al原子的轨道杂化方式为________；列举与AlHeq\o\al(－,4)空间结构相同的一种离子和一种分子：______、________(填化学式)。(3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。答案(1)3∶1sp2(2)sp3NHeq\o\al(＋,4)CH4(3)sp2＜解析(1)COCl2分子中有1个C=O和2个C—Cl，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3∶1，中心原子C的价层电子对数＝3＋eq\f(4－1×2－2,2)＝3，故中心原子杂化方式为sp2。(2)AlHeq\o\al(－,4)中Al原子孤电子对数＝eq\f(3＋1－1×4,2)＝0，杂化轨道数目＝4＋0＝4，Al原子杂化方式为sp3，与AlHeq\o\al(－,4)空间结构相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NHeq\o\al(＋,4)。(3)SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×1)＝3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一对孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°。19．(11分)芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。(1)天冬酰胺所含元素中，________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有________种。(3)H2S和H2Se的参数对比见下表。化学式键长/nm键角沸点/℃H2S1.3492.3°－60.75H2Se1.4791.0°－41.50①H2Se含有的共价键类型为________。②H2S的键角大于H2Se的原因可能为_____________________________________。(4)已知钼(Mo)位于第五周期ⅥB族，钼、铬、锰的部分电离能如下表所示：编号I5/kJ·mol－1I6/kJ·mol－1I7/kJ·mol－1I8/kJ·mol－1A699092201150018770B670287451545517820C525766411212513860A是________(填元素符号)，B的价电子排布式为____________________________。答案(1)氮(2)2(3)①极性键②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，H2S的键角大(4)Mn3d54s1解析(1)组成天冬酰胺的H、C、N、O分别有1、2、3、2个未成对电子。(2)碳原子全形成单键为sp3杂化，有1个双键的为sp2杂化，故有2种杂化方式。(3)①不同种元素形成的为极性键。②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，故H2S键角大。(4)钼、铬、锰