人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质第3课时一课一练

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一、选择题(每小题5分，共50分)1．某同学在所收到的信封上发现有收藏价值的邮票，便将邮票剪下来浸入水中，以去除邮票背面的黏合剂。根据“相似相溶”规律判断，该黏合剂的成分可能是(　B　)解析：根据选项中物质的结构可知，四种物质中只有中的—OH与水分子的—OH相近，结合“相似相溶”规律可得该物质能溶于水，其余三种物质均难溶于水，B项正确。2．对于X—O—H型化合物(X是除Li、H、O外的其他元素)，下列说法正确的是(　A　)A．当X是活泼的金属元素时，它一定是强碱B．当X是非金属性很强的元素时，它一定是强酸C．当X—O—H为酸时，其不可能有强氧化性D．X—O—H的分子构型一定是直线形解析：分两种情况对元素X进行讨论：非金属元素和金属元素。当X为非金属性很强的元素时，X吸引电子对的能力较强，使O与H之间的电子对偏向氧原子，X—O—H中O—H键断裂，电离出H＋而显酸性，但不一定是强酸，如HClO具有强氧化性和弱酸性；当X为活泼的金属元素时，X—O—H易从XOH虚线处断键，电离出OH－而显碱性，如NaOH、KOH等。X—O—H为共价化合物时，其结构不对称，且氧原子上有孤电子对，分子构型不可能为直线形。3．下列说法中正确的是(　C　)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。4．在分子结构中，当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时，称此分子为手性分子，中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是(　A　)解析：手性碳原子是指连有四个不同基团的碳原子，判断手性碳原子时抓住以下两点：手性碳原子一定是饱和碳原子，手性碳原子所连接的四个基团是不相同的。5．下列分子为手性分子的是(　D　)A．CBr2F2   B．CH3CH2OHC．CH3CH2CH3   D．CH3CH(OH)COOH解析：D项，CH3CH(OH)COOH的中间碳原子连有甲基、羟基、氢原子、羧基四个不同的原子或基团，则该碳原子是手性碳原子，故CH3CH(OH)COOH为手性分子。6．根据“相似相溶”原理，你认为下列物质在水中溶解度较大的是(　C　)A．乙烯   B．二氧化碳  C．二氧化硫   D．氢气解析：SO2是极性分子，水也为极性分子，根据相似相溶原理，SO2在水中溶解度较大，其他项均为非极性分子，在水中溶解度较小。7．已知磷酸分子中三个氢原子都可以与重水(D2O)中的D原子发生交换，又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换，次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换，由此可推断出次磷酸分子的结构简式是(　B　)解析：由题给信息可分析出能跟D原子发生交换的氢原子为羟基氢原子，由此可知次磷酸的分子结构中仅含有1个羟基，故选B项。8．在有机物分子中，连有4个不同原子或原子团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如下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(　D　)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原子团发生转化使至少两个原子或原子团具有相同的结构。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原子团结构相同，不再存在手性碳原子。9．氨在水中的溶解度在常见气体中最大。下列因素与氨的水溶性没有关系的是(　D　)A．NH3和H2O都是极性较强的分子B．NH3在水中易形成“O—H…N”键C．NH3溶于水建立了“NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－”的平衡D．氨是一种容易液化的气体解析：A项符合“相似相溶”的规律，B项说明了氢键的形成，C项表示了NH3溶于水建立了化学平衡，以上三项都充分反映了NH3易溶于水的原因。至于D项，氨液化是指它因加压或降温由气态较易转化成液态，这是与沸点相关而与溶解度不相关的变化。10．X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z位于同一周期，X原子的最外层电子排布式是2s22p4，Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法不正确的是(　B　)A．CX2(C是原子核内含有6个质子的原子)分子是非极性分子B．ZH3分子的立体构型为平面三角形C．Z4分子是非极性分子D．H2YO4的酸性比H3ZO4强解析：X原子的最外层电子排布式是2s22p4，即X是氧元素，它在第二周期第ⅥA族。Y是与氧同主族的短周期元素，则Y在第三周期第ⅥA族，是硫元素。Z与Y在同一周期，Z原子的核外电子数比Y原子少1，则Z在第三周期第VA族，是磷元素。磷元素与氮元素同主族，PH3分子与NH3分子的立体构型相似，均为三角锥形。二、非选择题(共50分)11．(10分)氨气在标准状况下的密度为0.771 g/L，易液化，极易溶于水，常温常压下1体积水大约能够溶解700体积氨气。(1)氨气的相对分子质量为17.03，则它在标准状况下密度的计算值为0.760_g/L，与实际测量值存在差异的原因是氨分子间形成了氢键，使分子间距离变小，体积变小。(2)“氨气易液化”说明氨气的沸点在气体中比较高(填“高”或“低”)，其原因是氨分子间存在氢键。(3)氨溶于水后，NH3与H2O分子间通过氢键结合生成NH3·H2O，则NH3·H2O的结构式可以表示为A(填字母代号)，若是另一种结构，则NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH＋H3O＋。(4)氨极易溶于水，请你分析其可能的原因。答案：①NH3与H2O均是极性分子，根据“相似相溶”规律，氨极易溶于水；②NH3与H2O分子间形成氢键；③NH3与H2O能发生反应：NH3＋H2ONH3·H2O。解析：本题的解题关键是了解氢键的存在、应用。ρ＝≈＝0.760<0.771，氨分子间形成了氢键，使分子间距离变小，体积变小，分子间作用力增强，沸点比较高；氨分子与水分子形成氢键而生成NH3·H2O，而通常情况下，NH3·H2ONH＋OH－，说明形成氢键时是A方式，若是B方式，则电离方程式应为NH3·H2ONH＋H3O＋。12．(10分)按要求完成下列问题：(1)写出基态铁原子的电子排布式和Mg2＋的电子轨道表示式：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2、。(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和H2O分子之间的氢键从强到弱的顺序为O—H键、氢键、范德华力。(3)写出BCl3分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂化轨道类型及分子中共价键的键角：平面正三角形、sp2杂化、120°。(4)下列分子若是手性分子，请用“*”标出其手性碳原子。答案：解析：(1)掌握电子排布式和电子轨道表示式的书写方法。(2)水分子内的O—H键为化学键，氢键为分子间作用力，其作用力大小介于化学键和范德华力之间；存在分子内氢键而存在的是分子间氢键，分子间氢键使物质的熔、沸点升高。(3)BCl3分子的中心原子B采取sp2杂化，分子构型是平面正三角形，键角是120°。(4)所谓的手性碳原子，是指同一碳原子上所连接的4个原子或基团都不相同。13．(6分)A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素，其中A、B、C的价电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c。D与B同主族，E在C的下一周期，且E是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E中的任意两种元素可组成多种分子，下列分子属于极性分子的是③(填序号)。①BC2　②BA4　③A2C2　④BE4(2)C的常见氢化物的沸点比下一周期同主族元素的氢化物沸点高，其原因是H2O分子间存在氢键。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式分别为C6H6、H2O。DE4在前者中的溶解度大于(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SiCl4>CCl4>CH4(用化学式表示)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举出的四种酸的酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO(用化学式表示)。解析：A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素，由s轨道最多可容纳2个电子可得a＝1，b＝c＝2，即A为H元素，B为C元素，C为O元素；由D与B同主族，得D为Si元素；由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为Cl元素。14．(10分)均由两种短周期元素组成的A、B、C、D四种化合物分子都含有18个电子，四种化合物分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。A和C分子中各元素原子的个数比均为1∶1，B和D分子中各元素原子的个数比均为1∶2。D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题。(1)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是HF分子间存在氢键。(2)B分子的立体构型为V形，该分子属于极性(填“极性”或“非极性”)分子。(3)A、B两种化合物分子的非氢元素原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为HClO4>H2SO4(用化学式表示)，设A分子的非氢元素原子为X，B分子的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱：HXO<(填“>”“<”或“＝”，下同)HXO3<HXO4，H2YO3<H2YO4。(4)D分子中心原子的杂化方式是sp3杂化，由该原子组成的单质分子中包含2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CO(合理即可)。解析：根据四种18电子化合物分子中的原子个数及其他已知条件可推知A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。(1)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。(2)B为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O的分子构型为V形，所以H2S分子也为V形，属于极性分子。(3)A、B分子的非氢元素原子分别为Cl和S，它们的最高价氧化物对应的水化物分别为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，对应含氧酸的酸性越强，所以酸性：HClO<HClO3<HClO4，H2SO3<H2SO4。(4)D为N2H4，其结构式为，N原子采取sp3杂化。N2的结构式为N≡N，其中含有1个σ键，2个π键。15．(14分)R、T、W、X、Y、Z都是短周期元素，且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大。下表列出它们的性质和结构：元素编号元素性质或原子结构R原子价电子排布式为nsnnpn＋1T基态原子核外3个能级上有电子，且各能级上的电子数相等W原子电子层数与核外电子数相等X核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等Y元素的原子半径在该周期中最大(除稀有气体外)Z原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2(1)Y原子的价电子排布式为3s1，T、X、Z的电负性由大到小的顺序为O＞C＞Si(用化学符号填空)。(2)WTR分子中的三个原子除W原子外均为8电子构型，根据电子云重叠方式的不同，分子里共价键的类型有σ键和π键。(3)常温下，RW3是一种刺激性气味、易液化的气体。RW3极易溶于水的原因是NH3与H2O之间易形成氢键。(4)将过量的RW3气体通入盛有硫酸铜溶液的试管里，现象为先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，变成深蓝色的溶液。解析： (1)Y为钠，原子的价电子排布式为3s1，同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性由大到小的顺序为O＞C＞Si；(2)HCN分子中的三个原子除H原子外均为8电子构型，其结构式为H－C≡N，根据电子云重叠方式的不同，分子里共价键的类型有σ键和π键；(3)NH3极易溶于水的原因是：NH3与H2O之间易形成氢键；(4)将过量的NH3气体通入盛有硫酸铜溶液的试管里，先生成氢氧化铜沉淀，氨水过量又溶解生成[Cu(NH3)4]2＋离子，现象为：先产生蓝色沉淀，后沉淀消失，变成深蓝色的溶液。