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115分科測驗化學 第16題 詳解

沸點比較・分子力 · 多選 · 題目出處:115 學年度分科測驗 化學考科(大學入學考試中心)

答案(A)(B)看逐步解析 ↓

題目
下列有關化合物沸點大小的比較與解釋,哪些正確?
(A) 水高於硫化氫,是因為氫鍵作用力的差異
(B) 碘高於溴,因為碘的分子量大,其分散力較大
(C) 丙酮高於正丁烷,因為丙酮分子間具有氫鍵,正丁烷則無
(D) 正丁醇高於二乙基醚,因為正丁醇的分子量大,其分散力較大
(E) 四氯化碳高於甲烷,因為四氯化碳分子間具有偶極-偶極作用力,甲烷則無

逐步解析

  1. 1

    先看沸點比什麼

    這題在考的是:分子沸點高低,主要看分子間作用力強弱。一般來說,氫鍵最強,其次是偶極-偶極作用力,再來是分散力;而分散力會隨分子量變大、電子雲越容易極化而增強。
  2. 2

    判斷 A:水和硫化氫

    H2O\mathrm{H_2O} 分子之間可以形成氫鍵,因為氫直接連在高電負度的氧上;H2S\mathrm{H_2S} 則無法形成明顯氫鍵,只剩較弱的偶極力與分散力。所以水的沸點明顯高於硫化氫,理由正確。
  3. 3

    判斷 B:碘和溴

    I2\mathrm{I_2}Br2\mathrm{Br_2} 都是非極性分子,主要靠分散力。碘的分子量比溴大,電子數較多、電子雲較易極化,分散力較強,因此碘的沸點高於溴,理由正確。
  4. 4

    判斷 C:丙酮和正丁烷

    丙酮 CH3COCH3\mathrm{CH_3COCH_3} 雖然是極性分子,但分子內沒有 OH\mathrm{O-H}NH\mathrm{N-H}FH\mathrm{F-H} 鍵,所以丙酮分子間不能形成氫鍵;它的分子間作用力主要是偶極-偶極作用力。正丁烷是非極性分子,主要只有分散力。題目把丙酮說成有氫鍵,這一點錯誤,因此此選項錯。
  5. 5

    判斷 D 與 E:看錯在哪裡

    (D) 正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2OH} 能形成氫鍵,所以沸點高於二乙基醚;但原因不是「分子量大,所以分散力較大」而已,真正關鍵是正丁醇有氫鍵,二乙基醚不能作為氫鍵供體。故此選項錯。

    (E) 四氯化碳 CCl4\mathrm{CCl_4} 與甲烷 CH4\mathrm{CH_4} 都是非極性分子,主要都看分散力,不是偶極-偶極作用力。四氯化碳沸點較高的原因,是分子量較大、分散力較強;題目把原因說成偶極-偶極作用力,故此選項錯。
答案
(A)(B)

關鍵觀念:#分散力 #氫鍵 #偶極-偶極作用力

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常見卡點
最容易把「沸點高」直接套成「分子量大就一定高」,或把「有氧原子」誤判成「一定有氫鍵」。要先看分子有沒有能形成氫鍵的 OH\mathrm{O-H}NH\mathrm{N-H}FH\mathrm{F-H},再判斷是否為極性分子與分散力大小。

還是卡住嗎?

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