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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
6,910
单选题

1096、在对甲醇(沸点为65℃〉和乙烷(沸点为-8B、6℃〉沸点差的解释中正确的是()。

A
 由于甲醇是极性分子,而乙烷是非极性分子,因此在沸点上表现出明显差异
B
 由于甲醇中含有氢键,而乙烷中没有氢键,因此在沸点上表现出明显差异
C
 由于甲醇的摩尔质量比乙烷的摩尔质量小,因此在沸点上表现出明显差异
D
 由于甲醇是极性分子,而乙烷为网状分子,因此在沸点上表现出明显差异

答案解析

正确答案:B

解析:

这道题考查的是分子间作用力对物质物理性质(特别是沸点)的影响。我们需要对比甲醇和乙烷的分子结构及其对应的分子间作用力类型。 **1. 分析物质结构与分子间作用力:** * **甲醇 ($CH_3OH$)**: * 分子中含有羟基(-OH)。氧原子电负性很大,且与氢原子直接相连。 * 因此,甲醇分子之间不仅能产生范德华力(包括取向力、诱导力和色散力),还能形成**氢键**。 * 氢键是一种比范德华力强得多的分子间作用力。要使甲醇从液态变为气态(沸腾),需要消耗大量的能量来破坏这些氢键。 * **乙烷 ($C_2H_6$)**: * 属于烷烃,是非极性分子。 * 分子之间只存在微弱的**范德华力**(主要是色散力)。 * 乙烷分子间没有氢键。 **2. 逐项分析选项:** * **A. 由于甲醇是极性分子,而乙烷是非极性分子...** * 虽然甲醇确实是极性分子,乙烷是非极性分子,极性差异会导致范德华力不同,但这并不是造成两者沸点巨大差异(相差约150℃)的*主要*原因。主要原因是氢键的存在。如果仅比较极性分子和非极性分子(例如丙酮和丁烷,分子量相近),沸点差异通常没有这么悬殊。因此,虽然前半句事实正确,但作为解释沸点巨大差异的核心原因不够准确和全面,不如B选项切中要害。 * **B. 由于甲醇中含有氢键,而乙烷中没有氢键...** * 这是正确的解释。氢键的强度远大于普通的范德华力。甲醇分子间存在的强氢键网络使得其沸点显著升高,而乙烷仅靠微弱的范德华力结合,因此在很低的温度下就会沸腾。这是导致两者沸点差异巨大的根本原因。 * **C. 由于甲醇的摩尔质量比乙烷的摩尔质量小...** * 首先检查事实:甲醇 ($CH_3OH$) 的摩尔质量约为 $12+4+16 = 32 \text{ g/mol}$;乙烷 ($C_2H_6$) 的摩尔质量约为 $24+6 = 30 \text{ g/mol}$。甲醇的摩尔质量略大于乙烷,而不是小。 * 其次,即使摩尔质量有差异,通常摩尔质量越大,范德华力越强,沸点越高。如果仅看摩尔质量,甲醇沸点高似乎合理,但这里逻辑前提(甲醇摩尔质量小)是错误的,且摩尔质量的微小差异无法解释巨大的沸点差。 * **D. 由于甲醇是极性分子,而乙烷为网状分子...** * 乙烷是简单的小分子,不是网状结构(如金刚石或二氧化硅那样的原子晶体或某些高分子)。乙烷在固态时也是分子晶体。因此“乙烷为网状分子”这一描述是错误的。 **结论:** 甲醇沸点远高于乙烷,最主要的原因是甲醇分子间存在氢键,而乙烷分子间只有微弱的范德华力。 故正确答案为 **B**。

相关知识点:

甲醇乙烷沸点差,氢键是关键

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