课时作业10 键的极性和分子的极性
一、选择题(共44分)
1．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A．CO2和SO2 B．CH4和CH2Cl2
C．BF3和NH3 D．HCl和HI
解析：A项，CO2为极性键构成的非极性分子，为直线形结构，SO2为V形结构，是极性分子；B项，CH4为极性键构成的非极性分子，是正四面体结构，CH2Cl2是由极性键构成的极性分子；C项，BF3为极性键构成的非极性分子，是平面正三角形结构，NH3为极性键构成的极性分子，是三角锥形结构；D项，HCl和HI都是极性键构成的直线形结构，都为极性分子。
答案：D
2．(双选题)下列说法正确的是( )
A．含有非极性键的分子一定是非极性分子
B．非极性分子中一定含有非极性键
C．由极性键形成的双原子分子一定是极性分子
D．键的极性与分子的极性无关
解析：含有非极性键的分子不一定是非极性分子，例如H2O2，A错误；CH4是非极性分子，但分子中没有非极性键，B错误；键的极性只与成键原子是否相同有关，与分子的极性无关，分子的极性除与键的极性有关外，还与分子的空间构型有关。故选CD。
答案：CD
3．下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是( )
A．二氧化硫 B．四氯化碳
C．双氧水 D．乙炔
解析：分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须既有同种元素原子间所形成的键，又有不同种元素原子间所形成的键，而在A、B选项中同种原子间没有成键，没有非极性键。要求分子为非极性分子，则分子的空间构型一定是对称的，只有这样才能使分子中正、负电荷的中心重合，使分子无极性。故选D。
答案：D
4．(双选题)下列叙述中不正确的是( )
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强
B．以极性键结合的分子，一定是极性分子
C．可确定A2B或AB2型分子是极性分子的依据是，含有极性键且分子构型不对称，为键角小于180°的非直线形结构
D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
解析：对比HF、HCl、HBr、HI分子中H—X极性键的强弱可知，卤素的非金属性越强，键的极性越强。以极性键结合成的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合成的多原子分子也可能是非极性分子。如CO2分子中，两个C===O键(极性键)是对称排列的，两键的极性互相抵消，所以CO2是非极性分子。A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是极性分子的依据是分子中有极性键且空间构型不对称。CO2、CS2为直线形，键角为180°，空间构型对称，为非极性分子。空间构型对称的非极性多原子分子中可以含有极性键。故选BD。
答案：BD
5．NH3、H2S等分子是极性分子，CO2、BF3、CCl4等分子是极性键形成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是( )
A．分子中不能含有H原子
B．在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键
C．在ABn分子中所有的共价键都相同
D．在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量
解析：由给定的信息可知，由极性键构成的非极性分子中的中心原子无孤电子对，即中心原子的所有价电子都参与成键。
答案：B
6．(双选题)下列关于分子极性的说法中，正确的是( )
A．极性分子中可能含有非极性键
B．非极性分子中可能含有极性键
C．极性分子中只含有极性键
D．非极性分子中只含有非极性键
解析：判断某分子是极性分子还是非极性分子，就是看分子的正电中心和负电中心是否重合。以非极性键结合的分子一定是非极性分子，对于双原子分子，以极性键结合的分子是极性分子。对于多原子分子，以极性键结合的分子或分子中既有极性键又有非极性键时都需要考虑分子的空间构型。如NH3分子是以极性键结合的极性分子、CO2是以极性键结合的非极性分子，H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子。
答案：AB
7．下列叙述中正确的是( )
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
解析：分子的极性一般与物质的空间构型有关，空间构型对称的属于非极性分子，反之属于极性分子。物质中键的极性只与成键原子是否属于同种元素有关，而物质的稳定性与化学键的键能有关，一般非金属性越强，所对应的气态氢化物越稳定。选项A中CO2属于非极性分子；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱；选项D中的H2O是V形结构。
答案：B
8．在下列分子中一定具有极性的是( )
A．XY B．XY2
C．XY3 D．XY4
解析：XY2型的分子，如果中心原子采用sp杂化(如：CO2)，则三原子共直线，分子为非极性分子；如果中心原子采用sp2杂化(如：SO2)，则分子的空间构型为V形，分子为极性分子。XY3型的分子，如果中心原子采用sp2杂化(如：BF3)，则分子的空间构型为平面三角形，分子为非极性分子；如果中心原子采用sp3杂化(如：NH3)，则分子的空间构型为三角锥形，分子为极性分子。XY4型的分子(如：CH4)，一般都为非极性分子。
答案：A
9．下列各组物质中，都含有极性键和非极性键的是( )
A．CH4和SiF4 B．H2O2和N2H4
C．NaOH和NH4Cl D．C2H6和HCOOH
解析：判断共价键极性，关键是观察形成共价键的两个原子是同种元素的原子，还是不同种元素的原子。A项，只含极性键；B项，氢氧键和氢氮键是极性键，而氧氧键和氮氮键都是非极性键；C项，氢氧化钠和氯化铵中的OH－、NH中有极性键；D项，乙烷中含有碳碳非极性键，碳氢极性键；HCOOH中只含碳氢极性键和碳氧极性键，不存在非极性键。
答案：B
10．下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是( )
A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O
解析：B项中没有非极性键的断裂和形成，C项中没有离子键的断裂和形成，D项中没有非极性键的断裂和形成。
答案：A
11．(双选题)下列描述中正确的是( )
A．CS2为V形的极性分子
B．ClO 的空间构型为平面三角形
C．SF6中有6对完全相同的成键电子对
D. SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化
解析：CS2的结构类似于CO2的结构，是直线形分子，A项错误；ClO的空间构型为三角锥形，B项错误；SF6中的共价键完全相同，C正确；SiF4的中心原子是sp3杂化，正四面体构型，SO的中心原子也为sp3杂化，三角锥形结构。
答案：CD
二、填空题(共56分)
12．(12分)双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂。已知H2O2分子的结构如下图所示。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______(填“极性”或“非极性”)分子。
(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__________________________________________。
解析：(2)H2O2分子的空间构型为不对称结构，应为极性分子，含有O—O非极性键和O—H极性键。(3)根据“相似相溶”原理可知，H2O2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。
答案：(1)H: : :H H—O—O—H
(2)极性 非极性 极性
(3)因为H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶”原理可知H2O2难溶于CS2
(4)－1 因为O—O键为非极性键，O—H键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧元素显－1价
13．(14分)A、B、C、D四种元素，已知A原子核内只有一个质子，B原子的电子总数恰好与D原子最外层电子数相等，且D原子最外层电子数是其次外层电子数的3倍，又知A、B、C、D的原子序数依次增大。据此推知：
(1)A与D组成的化合物，其化学式可表示为__________。
(2)B与D组成的化合物中，属于极性分子的化学式为________；属于非极性分子的结构式为________。
(3)A与C组成的四核分子属于________分子。
解析：A原子核内只有一个质子，则A为氢元素。D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，其电子层结构为，则D为氧元素。B原子的电子总数等于氧原子最外层电子数，则B为碳元素。因为A、B、C、D的原子序数依次增大，所以C必为氮元素。A与D可组成H2O和H2O2两种化合物；B与D可形成CO和CO2两种化合物，其中CO2为非极性分子；A与C形成的化合物NH3为极性分子。
答案：(1)H2O、H2O2 (2)CO O===C===O
(3)极性
14．(15分)Q、R、X、Y、Z为前20号元素中的五种，Q的低价氧化物与X单质分子的电子总数相等，R与Q同族，Y和Z的离子与Ar原子的电子层结构相同且Y的原子序数小于Z。
(1)Q的最高价氧化物，其固态俗名叫________。
(2)R的氢化物分子的空间构型是________，属于______(填“极性”或“非极性”)分子；它与X形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料，其化学式是________。
(3)X的常见氢化物的空间构型是________。
(4)Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是______、________；Q与Y形成的分子属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
答案：(1)干冰 (2)正四面体形 非极性 Si3N4
(3)三角锥形 (4)CS2 CCl4 非极性
15．(15分)PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大，请回答下列问题。
(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，还是四面体形结构？______________________________。
(2)请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图。淡黄色固体：________________________。黄绿色固体：__________________。
(3)淡黄色固体物质是由________组成，黄绿色固体物质是由________组成(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体在水中溶解度大，原因是_______________________________________________________ _________________________________________________________________________________________。
解析：解本题的突破口是根据相似相溶原理，因为淡黄色固体在水中溶解度小，而黄绿色固体在水中溶解度大，所以淡黄色固体由非极性分子组成，而黄绿色固体由极性分子组成。PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，其几何构型如下：淡黄色固体为
答案：(1)平面正方形结构
(3)非极性分子 极性分子
(4)相似相溶原理
课时作业11 范德华力和氢键
一、选择题(共44分)
1．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，不存在化学键
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。故选B。
答案：B
2．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
解析：B原子最外层的3个电子都参与成键，故B原子可以形成sp2杂化轨道；B(OH)3分子中的—OH可以与相邻分子中的H原子形成氢键。故选C。
答案：C
3．下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是( )
解析：
答案：B
4．下列两组命题中，B组中命题正确，且能用A组中的命题加以解释的是( )
A组
B组
Ⅰ.H—I键的键能大于H—Cl键的键能
①HI比HCl稳定
Ⅱ.H—I键的键能小于H—Cl键的键能
②HCl比HI稳定
Ⅲ.H2S的范德华力大于H2O的范德华力
③H2S的沸点比H2O的高
Ⅳ.HI的范德华力小于HCl的范德华力
④HI的沸点比HCl的低
A.Ⅰ ① B．Ⅱ ②
C．Ⅲ ③ D．Ⅳ ④
解析：碘和氯属于同主族，碘的原子半径大于氯的原子半径，碘的非金属性弱于氯的非金属性，H—Cl键的键能大于H—I键的键能，HCl的稳定性大于HI的稳定性，A错，B对；HCl和HI结构相似，HI的范德华力大于HCl的范德华力，HI的熔沸点要高于HCl的熔沸点；H2S的结构与H2O的结构相似，但由于H2O分子间存在较强的氢键，故H2O的熔沸点高。
答案：B
5．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( )
解析：从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤对电子，所以，以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2O??NH＋OH－可知答案是B。
答案：B
6．下列说法中不正确的是( )
A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键是一种类似于共价键的化学键
B．离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用
C．只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键
D．氢键是一种分子间作用力，氢键比范德华力强
解析：并不是所有含氢元素的化合物都能形成氢键，氢键只形成于电负性强的元素(如N、O、F)与氢形成的氢化物的分子之间。氢键不是化学键，是介于范德华力和化学键之间的特殊的作用力，本质上也是一种静电作用。
答案：A
7．下列物质中不存在氢键的是( )
A．冰醋酸中醋酸分子之间
B．液态氟化氢中氟化氢分子之间
C．一水合氨分子中的氨分子与水分子之间
D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
解析：只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键(如N、O、F)，C—H不是强极性共价键，故选D。
答案：D
8．下列化合物中，前者的沸点低于后者的是( )
A．乙醇与氯乙烷
B．邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛
D．H2O与H2Te
解析：邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键，沸点较低；而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B项正确。对于A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 ℃)。同理，D项中H2O的沸点高于H2Te的沸点。
答案：B
9．下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高 ②小分子的醇和羧酸易溶于水 ③冰的密度比液态水的密度小 ④尿素的熔、沸点比醋酸的高 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑥水分子高温下也很稳定
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤
C．①②③④ D．①②③
解析：①中由于氨分子间形成了氢键而使其熔、沸点较高；②小分子的醇、羧酸分子中都存在羟基，羟基能与水分子间形成氢键，从而增大了它们的溶解性；③在冰晶体内，水分子间形成氢键，从而增大了分子间的空隙，因而使得其密度减小；④尿素分子之间形成更多的氢键使尿素的熔、沸点升高；⑤邻羟基苯甲酸中存在着分子内的氢键，从而减小了分子之间的作用力，而对羟基苯甲酸中只存在分子间氢键使其熔、沸点升高，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低；⑥氢键只影响物质的物理性质，而不影响物质的化学性质，所以水分子在高温下也很稳定与氢键无关。
答案：B
10．下列说法不正确的是( )
A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高
B．H2O的熔、沸点高于H2S，是由于水分子之间存在氢键
C．乙醇与水互溶可以用相似相溶原理和氢键来解释
D．邻羟基苯甲酸的熔点比对羟基苯甲酸的熔点低
解析：含有氢键的典型氢化物分别是HF、H2O、NH3，它们的熔沸点比相邻的同类氢化物要高。分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质的熔沸点要高，邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸主要形成分子间氢键，熔沸点相对要高。乙醇分子和水分子都是极性分子，相溶；又由于彼此间能形成氢键，增大了两者的相互溶解。
答案：A
11．X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与Ca2＋的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。下列说法正确的是( )
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．Z与X形成化合物的沸点高于Z的同族元素与X形成化合物的沸点
C．CaY2与水发生氧化还原反应时，CaY2只作氧化剂
D．CaY2、CaX2和CaZ2等三种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为1:2
解析：X、Y、Z分别是H、O、F，则原子半径Y>Z>X，A项错误；Z与X形成的化合物HF的沸点高于HCl、HBr、HI，因为HF分子间存在氢键，B项正确；CaO2与水反应时既做氧化剂又做还原剂，C项错误；CaH2、CaO2和CaF2中阳阴离子个数比分别为：1:2,1:1,1:2。
答案：B
二、填空题(共56分)
12．(12分)已知N、P同属元素周期表的ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期，NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。
(1)PH3分子与NH3分子的构型关系是________(填“相同”“相似”或“不相似”)，________(填“有”或“无”)P—H键，PH3分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)NH3和PH3相比，热稳定性更强的是________，原因是____________________________________。
(3)NH3和PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________。
A．键的极性N—H比P—H强
B．分子的极性NH3比PH3强
C．相对分子质量PH3比NH3大
D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力
解析：(1)N原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子结构也相似。P—H键为不同种元素原子之间形成的共价键，为极性键。(2)由N、P在元素周期表中的位置和元素周期律知，非金属性N比P强，由元素的非金属性与氢化物之间的热稳定性关系知，NH3比PH3热稳定性强，可用键能来解释。(3)“易液化”属于物质的物理性质，NH3与PH3都是分子晶体，其物理性质与化学键无关。按照相对分子质量与分子间作用力的关系和分子间作用力与物质的物理性质的关系分析，应该有PH3比NH3的沸点高，PH3比NH3易液化。而实际是NH3比PH3易液化，这种反常现象的客观存在必有特殊的原因，在NH3分子间存在着比范德华力大的氢键。
答案：(1)相似 有 极性
(2)NH3 NH3分子中N—H键键能比PH3分子中的P—H键键能大
(3)D
13．(11分)氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________________________。
(3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用______杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为________________________。
解析：(1)氧元素核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1s22s22p4，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2。(2)O—H键属于共价键，强度最大，分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为O—H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内，邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键，对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。(3)依据价层电子对互斥理论知H3O＋中O上的孤电子对数＝(5－3×1)＝1，由于H3O＋的中心原子O的价层电子对数为3＋1＝4，所以H3O＋为四面体，因此H3O＋中O原子采用的是sp3杂化；同理可以计算出H2O中O原子上的孤电子对数＝(6－2×1)＝2，因此排斥力较大，水分子中H—O—H键角较小。
答案：(1)2 (2)O—H键、氢键、范德华力 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大 (3)sp3 H2O中O原子有2对孤对电子，H3O＋中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小
14．(10分)分析归纳下表提供的烷烃的信息，并回答下列问题。
几种烷烃的物理性质
(1)正丙烷在常温时的状态是________(填“固态”“液态”或“气态”)，请以恰当的方式表示乙烷的沸点：________。
(2)像表中这样的烷烃，熔点、沸点变化的规律是______。
(3)乙烷的熔点略高于正丙烷的熔点。请根据该事实谈谈对范德华力的看法：________。
(4)已知正丁烷和异丁烷的分子式和相对分子质量相同，分子结构不同[异丁烷的结构简式为CH(CH3)3]，正丁烷的沸点是－0.5 ℃，异丁烷的沸点是－11.7 ℃。请根据该事实谈谈你对范德华力的看法：________。
解析：烷烃的物理性质有如下规律：①烷烃的物理性质随着分子里碳原子数的增加而呈现规律性的变化。②在通常状态下，只有C1～C4的烷烃呈气态。③烷烃都难溶于水，易溶于有机溶剂。液态烷烃本身也是良好的有机溶剂。④液态和固态的烷烃的密度都比水小。表中数据提供了解题所需要的绝大部分的信息，解题还需要的是范德华力的相关知识。解题时需要对新、旧知识进行分析、归纳，得出规律。
答案：(1)气态 －42.1 ℃>乙烷的沸点>－164 ℃
(2)随着相对分子质量的增加，烷烃的熔点、沸点逐渐升高
(3)在范德华力随着分子的相对分子质量的变化而变化的规律中有特殊情况
(4)当相对分子质量相同、分子结构不同时，范德华力不同
15．(12分)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答：
(1)X元素原子基态时的电子排布式为：________，Y元素原子最外层电子排布图为：________。
(2)若X、Y两元素的电负性分别为2.1和2.85，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的空间构型为________，中心原子的杂化类型为________，分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是________。
(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：____________(填化学式)的高，原因是____________________。
解析：第四周期ⅣA族元素为Ge，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p2；Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，可知Y为氯元素，Y元素原子最外层电子排布图为：；XY4中X与Y形成的是共价键，空间构型为正四面体形，中心原子为sp3杂化，为非极性分子，分子间的作用力是范德华力。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)共价键 (3)正四面体 sp3杂化 非极性分子
(4)范德华力 (5)GeCl4 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高
16．(11分)现有A、B两种有机物，结构简式如图所示，A可通过分子内氢键形成一个六元环，而B只能通过分子间氢键缔合。
(2)A、B分别溶于水，________的溶解度稍大些(填“A”或“B”)。
(3)工业上用水蒸气蒸馏法分离A、B的混合物，则首先被蒸出的成分是________(填“A”或“B”)。
解析：(1)根据氢键的形成条件可知，A中氢键是羟基氢与硝基中的氧原子之间形成的电性作用，中间用“…”连接。
(2)在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间形成氢键，则溶质的溶解度增大。
(3)A中含有分子内氢键，B中含有分子间氢键，故A的沸点低于B。
答案：(1) (2)B (3)A
课时作业12 溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性
一、选择题(共48分)
1．根据物质溶解性“相似相溶”的一般规律，能说明碘、溴单质在CCl4中比在水中溶解度大的是( )
A．溴、碘单质和CCl4中都含有卤素
B．溴、碘是单质，CCl4是化合物
C．Cl2、Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水为极性分子
D．以上说法都不对
答案：C
2．下列物质的酸性强弱比较中，错误的是( )
A．HClO4>HBrO4>HIO4
B．HClO4>H2SO4>H3PO4
C．HClO4>HClO3>HClO
D．H2SO3>H2SO4>H2S2O3
解析：同一主族元素从上到下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱，A正确。同一周期元素从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强，B正确。对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，C正确。H2SO4的酸性大于H2SO3，D不正确。
答案：D
3．下列有机物分子中属于手性分子的是( )
①乳酸[CH3CH(OH)COOH] ②2-丁醇
A．① B．①和②
C．①②③ D．①②③④
解析：写出各分子的结构简式：
答案：C
4．下列说法中正确的是( )
A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂
B．溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳
C．白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳
D．水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子
解析：很多有机物分子都是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，而有机物之间的溶解度却很大，所以A项错误；溴分子是非极性分子，故B项错误；二氧化碳(O===C===O)是非极性分子，D项错误。
答案：C
5．丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子，它存在对映异构，如图所示。
下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ结构和性质完全不相同
B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性
C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子
D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
解析：当四个不同的原子或者原子团连接在同一个C原子上时，这个C原子称为手性C原子。但是，这种对称只对物理性质有很大影响，无论是化学键还是分子的极性都是相同的。
答案：D
6．无机含氧酸的强弱的规律表示成酸元素的化合价越高，酸性越强。下列说法正确的是( )
①根据这一规律高氯酸是很强的酸
②H3PO4的酸性比盐酸的酸性强
③碳酸和亚硫酸的酸性不好比较
④硝酸与磷酸的酸性强度一样
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：一般认为，成酸元素的化合价越高其酸性越强。盐酸为非含氧酸，不适用此规律，②错；硝酸与磷酸非同一元素的含氧酸，分别为一元强酸和三元中强酸，④错。
答案：C
7．下列对分子性质的解释中，不正确的是( )
A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释
B．乳酸()存在手性异构体，因为其分子中含有一个手性碳原子
C．在NH3分子中存在极性共价键和配位键
解析：NH3分子中只存在极性共价键，无配位键。
答案：C
A．硫酸和磷酸都是强酸
B．硫酸是强酸，但是酸性比磷酸弱
C．硫酸是强酸，且酸性比磷酸强
D．磷酸和硫酸都是弱酸
解析：硫酸分子中可写为SO2(OH)2，磷酸分子可写为PO(OH)3，由题目所给的信息可知，硫酸的酸性相对磷酸更强。
答案：C
9．如图有机物分子中带“*”碳原子就是手性碳原子。该有机物分别发生下列反应，生成的有机物分子中仍含有手性碳原子的是( )
A．与乙酸发生酯化反应
B．与NaOH水溶液反应
C．与银氨溶液作用只发生银镜反应
D．催化剂作用下与H2反应
解析：与乙酸、NaOH、H2反应后都会产生相同的原子团：与乙酸反应时，醇羟基与乙酸的羧基发生酯化反应生成“—CH2OOCCH3”结构；与NaOH水溶液反应时，酯基发生水解反应得到“—CH2OH”结构；催化作用下与H2加成时，醛基发生还原反应生成“—CH2OH”结构。
答案：C
10．最新合成的某有机物A的结构简式为：
它含有1个手性碳原子，具有光学活性。若要使A通过反应失去光学活性，则发生的反应类型不可能是( )
A．酯化反应 B．水解反应
C．银镜反应 D．加成反应
解析：
答案：C
11．现已知O3分子为V形结构，O3在水中的溶解度与O2相比，可知( )
A．O3在水中的溶解度和O2一样
B．O3在水中的溶解度比O2小
C．O3在水中的溶解度比O2大
D．无法比较
解析：O3是极性分子，其在水中的溶解度比O2大。
答案：C
A．符合通式CnH2nO3
B．分子间能形成氢键
C．分子间不存在范德华力
D．能溶于水，不溶于乙醇
解析：本题考查氢键、范德华力及其对物质性质的影响。二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n＋2O3。二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键，也存在范德华力。由“相似相溶”规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。
答案：B
二、填空题(共52分)
解析：根据手性碳原子周围连接四个不同的原子或原子团这一规律可以判断该物质的手性碳原子个数；参照例子可以知道对映体关系就像我们照镜子一样，其另一种就是该种在镜子中的镜像。
答案：2
14.(10分)含氧酸的通式可写为(HO)mROn，酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关，n越大，酸性越强。一般n＝0为弱酸，n＝1为中强酸，n＝2为强酸，n＝3为超强酸。根据实验事实可知硼酸(H3BO3)是弱酸，而亚磷酸(H3PO3)是中强酸。
(1)这两种酸的结构式为________、________。
(2)亚磷酸是________元酸，它和过量的NaOH反应的化学反应方程式为___________________________________________________ _____________________。
(3)次磷酸是一种一元酸，化学式为H3PO2，它的结构式为________。
解析：
答案：
15．(16分)均由两种短周期元素组成的A、B、C、D化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。A和C分子中的原子个数比为1:1，B和D分子中的原子个数比为1:2。D可作为火箭推进剂的燃料。
请回答下列问题。
(1)A、B、C、D分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为______________(用元素符号回答)。
(2)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)B分子的立体构型为______形，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。由此可以预测B分子在水中的溶解度较________(“大”或“小”)。
(4)A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为__________________________(填化学式)，若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱(填“>”“<”或“＝”)：
HXO________HXO3________HXO4；
H2YO3________H2YO4。
(5)D分子中心原子的杂化方式是________，由该原子组成的单质分子中包含________个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为________。
解析：根据18电子化合物的分子中原子个数比可推知A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。
(1)四种化合物中相对原子质量较大的元素分别为Cl、S、O、N。根据第一电离能的递变规律可知，四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序为：N>O>Cl>S。
(2)A为HCl，因为HF的分子之间存在氢键和范德华力，而HCl分子之间只存在范德华力，所以HF的熔、沸点高于HCl。
(3)B分子为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O分子中O原子以sp3杂化，分子构型为V形，所以H2S分子也为V形，属于极性分子。
(4)A、B的中心原子为Cl和S，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4和H2SO4，因为非金属性Cl>S，所以酸性HClO4>H2SO4；X、Y的化合价越高酸性越强，所以HClO(5)D分子为N2H4，其结构式为，N原子以sp3杂化，N2的结构式为：N≡N，其中有1个σ键，2个π键。
答案：(1)N>O>Cl>S (2)HF分子之间存在氢键
(3)V 极性 大 (4)HClO4>H2SO4 < < <
(5)sp3 2 CO
16．(16分)在有机物分子中，若某个碳原子连接4个不同的原子或原子团，则这种碳原子称为“手性碳原子”，含有“手性碳原子”的有机物具有光学活性。
(1)烷烃CH3CH2CH(CH3)2在光照时与Cl2发生取代反应，生成了一种具有光学活性的一氯代物，该一氯代物的结构简式可以为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)有如下A、B两个有机物分子的立体球棍模型图。图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素(C、H、O)的原子。
①其中白球表示__________(写元素符号，下同)，蓝球表示________，红球表示________。
②写出A的结构简式：______________________。A中手性碳原子有________个。
③A、B的关系是________。
A．同一物质 B．同系物
C．手性异构体 D．同分异构体
答案：(1)CH3CHClCH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2Cl
(2)①H C O ②CH3CH(OH)COOH 1 ③C、D
