化学选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质精品课时作业

这是一份化学选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质精品课时作业

课时精练13 溶解性 分子的手性1．在相同条件下，SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度(　　)A．大 　 B．小 C．一样 D．无法比较【答案】A【解析】水为极性溶剂，SO2为极性分子，而CO2为非极性分子，根据“相似相溶原理”，可知相同条件下，SO2在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度。2．根据“相似相溶”规律判断，下列物质在水中溶解度最大的是(　　)A．乙烯　　 B．二氧化碳　 　C．二氧化硫　　 D．氢气【答案】C【解析】乙烯分子、二氧化碳分子和氢气分子都是非极性分子，二氧化硫分子属于极性分子，二氧化硫易溶于极性分子组成的溶剂，水属于极性溶剂，所以二氧化硫在水中的溶解度最大，C项正确。3．下列分子中含有“手性碳原子”的是( )A．CBrIF2 B．CH3CH(Cl)COOH C．CH3CH2CH3 D．OHCCH2CH2OH【答案】B【解析】A项，CBrIF2的中心C原子上连有2个F原子，则碳原子不是手性碳原子，A不符合题意；B项，CH3CH(Cl)COOH分子的第2个碳原子上分别连接-CH3、-H、-Cl、-COOH，则此碳原子为手性碳原子，B符合题意；C项，CH3CH2CH3的第2个碳原子上连有2个-H和2个-CH3，则该碳原子不是手性碳原子，C不符合题意；D项，OHCCH2CH2OH的第2个碳原子上连有-CHO、-CH2OH和2个-H原子，则此碳原子不是手性碳原子，D不符合题意；故选B。4．下列三种有机物：①苯酚；②乙酸乙酯；③木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH]；在常温下它们的水溶性大小顺序正确的是(　　)A．①>②>③ B．③>①>② C．③>②>① D．②>①>③【答案】B【解析】苯酚以及木糖醇分子中都含有羟基，可与水分子形成分子间氢键，木糖醇分子含有羟基数目比苯酚分子多，更易溶于水，溶解性：③>①，乙酸乙酯为酯类物质，难溶于水。5．莽草酸的分子结构模型如图所示 (分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中手性碳原子的个数为(　　)A．1 B．2　 　C．3 D．4【答案】C 【解析】由图中的分子结构模型可以看出莽草酸的结构简式为，故连有羟基的三个碳原子都是手性碳原子。6．下列现象不能用“相似相溶”原理解释的是(　　)A．氯化氢易溶于水 B．氯气易溶于氢氧化钠溶液中C．碘易溶于四氯化碳 D．碘难溶于水【答案】B【解析】氯化氢是极性溶质，水是极性溶剂；碘是非极性溶质，四氯化碳是非极性溶剂。氯气和氢氧化钠发生化学反应。7．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相对分子质量相差较小，而H2O与I2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中含有氢元素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分子为非极性分子，根据“相似相溶”，碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，故A、B、C项不正确。8．关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是(　　)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，所以在三种物质中熔沸点最低D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性【答案】B【解析】根据“相似相溶”原理，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A项错误、B项正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。9．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．利用手性催化剂合成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关系，故A正确；在手性催化中，与催化剂手性匹配的化合物在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态，从而只会诱导出一种手性分子，所以利用手性催化剂合成主要得到一种手性分子，故B正确；手性异构体是同分异构体的一种，同分异构体分子式相同，所以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，化学性质可能有少许差异。10．某学生做完实验后，分别采用以下方法清洗仪器，其中应用“相似相溶”规律的是( )A．用热碱液清洗内壁粘有单质硫的试管 B．用浓盐酸清洗做过高锰酸钾分解实验的试管C．用氢氧化钠溶液清洗盛过硅酸的试管 D．用四氯化碳清洗做过碘升华实验的烧杯【答案】D【解析】A项，用热碱液清洗内壁粘有单质硫的试管，用的是硫单质可以和热碱溶液反应，不是“相似相溶”，A错误；B项，高锰酸钾具有氧化性，HCl具有还原性，二者发生氧化还原反应，属于化学变化，不属于相似相溶原理，B错误；C项，硅酸属于酸，能和NaOH溶液发生中和反应，属于化学变化，不属于相似相溶原理，C错误；D项，碘属于非极性分子、四氯化碳属于非极性分子，碘易溶于四氯化碳，属于物理变化，属于相似相溶原理，D正确；故选D。11．下列对分子性质的解释中，不正确的是( )A．SO2易溶于水只是因为相似相溶原理B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子C．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D．CS2结构与相似，CS2难溶于水【答案】A【解析】A项，SO2易溶于水除了因为SO2和水都是极性分子外，还由于SO2能与水反应生成亚硫酸，A错误； B项，乳酸中有一个手性碳原子，B正确；C项，碘单质、四氯化碳、甲烷都是非极性分子，而OH水是极性分子，所以根据相似相溶原理知碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，C正确；D项，CS2结构与CO2相似，分子结构对称属于非极性分子，难溶于极性溶剂，D正确；故选A。12．科学家发现铂的两种化合物(短线表示化学键)，a为3，b为二者有不同的特性，a具有抗癌作用，而b没有。a和b互为(　　)A．同分异构体 B．同素异形体 C．同位素 D．同一物质【答案】A【解析】观察a、b的组成和结构可知：二者分子式相同，空间结构不同，属于同分异构体。13．下列物质中不存在手性异构体的是(　　)A．BrCH2CHOHCH2OH B． C．CH3CHOHCOOH D．CH2==CH2【答案】D【解析】判断一种有机物是否具有手性异构体，要看其是否含有手性碳原子。手性碳原子必须是饱和碳原子，饱和碳原子所连有的原子和原子团必须不同。A项中Breq \o(C,\s\up6(3))H2eq \o(C,\s\up6(2))HOHeq \o(C,\s\up6(1))H2OH，2号碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子或原子团，所以存在手性异构体。B项中带*的碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子团，所以存在手性异构体。C项中eq \o(C,\s\up6(3))H3eq \o(C,\s\up6(2))HOHeq \o(C,\s\up6(1))OOH，2号碳原子是饱和碳原子，且连有四个不同的原子或原子团，所以存在手性异构体。14．下列现象不能用“相似相溶”解释的是(　　)A．氯气易溶于NaOH溶液 B．用CCl4 萃取碘水中的碘C．二氧化硫易溶于水 D．苯与水混合静置后分层【答案】A【解析】A项，氯气易溶于NaOH溶液是氯气与氢氧化钠反应生成水、氯化钠和次氯酸钠，不能用“相似相溶”解释，故选A；B项，碘和四氯化碳都是非极性分子，根据相似相溶原理知，碘易溶于四氯化碳，用CCl4萃取碘水中的碘，能用“相似相溶”解释，故不选B；C项，二氧化硫、水都是极性分子，所以二氧化硫易溶于水，能用“相似相溶”解释，故不选C；D项，苯是非极性分子、水是极性分子，所以苯不溶于水，混合静置后分层，能用“相似相溶”解释，故不选D；故选A。15．下列化合物分子中含2个手性碳原子的是( )A． B． C． D． 【答案】B【解析】A项， 分子中含1个手性碳原子，故A不符合；B项， 分子中含2个手性碳原子，故B符合；C项， 分子中含3个手性碳原子，故C不符合；D项， 分子中不含手性碳原子，故D不符合；故选B。16．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【答案】D【解析】当四个不同的原子或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较大影响，无论是化学键还是分子的极性都是相同的。17．下列说法中正确的是(　　)A．极性分子组成的溶质一定易溶于极性分子组成的溶剂之中，非极性分子组成的溶质一定易溶于非极性分子组成的溶剂中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【答案】C【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。18．在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是(　　)A．与新制银氨溶液共热 B．与甲酸发生酯化反应C．与金属钠发生置换反应 D．与H2发生加成反应【答案】D【解析】若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使两个原子或基团具有相同的结构。A项，反应后—CHO转化为—COONH4，手性碳原子仍存在；B项，反应后—CH2OH转化为，手性碳原子仍存在；C项，反应后—CH2OH转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D项，反应后—CHO转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同，不再存在手性碳原子。19．化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲剂。对于该物质的下列说法错误的是 (　　)A．该物质属于极性分子 B．该物质可与水形成分子间氢键C．该物质属于有机物，在水中的溶解度较小 D．从结构分析，该物质在水中溶解度较大【答案】C【解析】根据该有机物的结构可知，其分子结构不对称，属于极性分子，A正确；该物质可与水形成分子间氢键，因此易溶于水，B、D正确，C错误。20．已知3－氯－2－丁氨酸的结构简式为3，请回答：(1)3－氯－2－丁氨酸分子中含有________个手性碳原子。(2)3－氯－2－丁氨酸的一对对映异构体可用简单的投影式表示为和，则另一对对映异构体的简单投影式应为和________。【答案】2　【解析】根据手性碳原子周围连接四个不同的基团或原子这一规律可以判断出该物质的中间两个碳原子为手性碳原子；参照例子可以知道对映异构体关系就像我们照镜子一样，某物质的对映异构体就是该物质在镜子中的“形象”。21．PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，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________(填“平面四边形”或“四面体形”)结构。(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的立体构型图。淡黄色固体____________，黄绿色固体____________。(3)淡黄色固体物质由________________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由________________组成。(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，原因是__________________________。【答案】(1)平面四边形(2)　 (3)非极性分子　极性分子(4)黄绿色固体是由极性分子构成的，而淡黄色固体是由非极性分子构成的，根据“相似相溶”原理可知，前者在水中的溶解度大于后者22．回答下列问题(1)蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。分析原因。____________________________________________(2)比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同？_______________________________________________________(3)为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水？___________(4)在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5 mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性(若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中加入约1 mL四氯化碳(CCl4)，振荡试管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加入1 mL浓碘化钾(KI)水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应：I2+I-=I3-。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好？为什么？____________________________________________(5)利用相似相溶原理解释下表数据。____________________________________气体的溶解度(气体的压强为1.01×105pa，温度为293K，在100g水中的溶解度)(6)乙醇、戊醇都是极性分子，为什么乙醇可以与水任意比例互溶，而戊醇的溶解度小？_______________________________________________________【答案】(1)分析溶质和溶剂的分子结构就可以知道，蔗糖、氨、水是极性分子，而蔡、碘、四氯化碳是非极性分子。通过对许多实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质- -般能溶 于极性溶剂(2)根据相似相溶规律，NH3是极性分子，易溶于极性溶剂水中；而且NH3可以和H2O形成分子间氢键，使溶解度更大，所以NH3极易溶于水。而CH4是非极性分子，难溶于水(3)因为油漆的主要成分是非极性或极性很小的有机分子，故易溶于非极性或极性很小的有机溶剂中，如苯、甲苯、乙酸乙酯等，而不溶于水(4)碘是非极性分子，所以在极性溶剂水中的溶解度很小，而易溶于非极性溶剂四氯化碳。我们观察到碘中加水后，碘没有全部溶解，表明碘在水中的溶解度很小。而在碘水中加入CC14振荡后，水层颜色明显变浅，而CC14层呈紫红色，表明碘在CC14中溶解度较大，所以使碘从水中萃取到了CCl4中而在碘水中加入浓的KI溶液后，由于发生反应：I2+I-=I3-，碘生成了无色的I3-，并溶解到水中，碘的浓度降低，所以溶液紫色变浅(5)从“资料卡片”提供的相关数据，我们能发现如下符合“相似相溶”规律的例子：①乙炔、乙烯、己烷、甲烷、氢气、氮气、氧气都是非极性分子，在水中的溶解度都很小；②SO2和CO2都能和水反应，但SO2是极性分子，CO2是非极性分子，所以SO2(11.28 g)比CO2 (0.169 g)在水中的溶解度大很多；③氯气也是非极性分子，但氯气能和水反应，生成物HCI、HCIO能溶于水，所以氯气的溶解性比其他非金属单质要好；④NH3分子能和H2O分子形成分子间氢键，所以NH3，在水中的溶解度很大(52.9 g)(6)相似相溶还适用于分子结构的相似性。戊醇中的烃基较大，其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小气体溶解度/g气体溶解度/g乙炔0.117乙烯0.0149氨气52.9氢气0.00016二氧化碳0.169甲烷0.0023一氧化碳0.0028氮气0.0019氯气0.729氧气0.0043乙烷0.0062二氧化硫11.28