高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质第三节 分子结构与物质的性质精品随堂练习题

       第二章  分子结构与性质

      第三节  分子结构与物质的性质

（建议时间：35分钟）

1．下列说法正确的是

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．和均是极性分子，是非极性分子，所以难溶于而易溶于

C．和白磷均是非极性分子，是极性分子，所以白磷难溶于而易溶于

D．是极性分子，可溶于，因此是极性分子

【答案】C

【详解】

A．“相似相溶”规律是经验规律，存在特殊情况，部分有机物分子是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，故A不正确；

B．是非极性分子，是极性分子，是非极性分子，根据“相似相溶”，难溶于而易溶于，故B不正确；

C．和白磷均是非极性分子，是极性分子，所以白磷难溶于而易溶于，故C正确；

D．是非极性分子，溶于时，部分与反应生成，故D不正确；

答案选C。

2．用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，现象如图所示。试分析A、B两种液体分子的极性正确的是(　　)

A．A是极性分子，B是非极性分子

B．A是非极性分子，B是极性分子

C．A、B都是极性分子

D．A、B都是非极性分子

【答案】B

【详解】

根据实验现象判断分子的极性。

3．由徐光宪院士发起，院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了，全书生动形象地戏说了H2S、O3、 BF3、NH3、CH3COOH、CO2、HCN等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是

A．H2S、O3分子都是直线形

B．BF3和NH3都是含有极性键的非极性分子

C．CO2、HCN分子中都含有两个σ键和两个π键

D．CH3COOH分子中的两个碳原子的杂化方式均为sp3

【答案】C

4．工业上用氨催化氧化生产硝酸，在一定条件下发生反应的方程式为4NH3+5O2=4NO+6H2O。生产硝酸的尾气中主要含有NO、NO2等大气污染物，可将其转化成N2、NO、NO等而除去。下列有关NO、NO和NH3的说法正确的是

A．NO的键角大于NH3的键角

B．NO的VSEPR模型名称为四面体形

C．NH3中N原子的杂化轨道类型为sp2

D．NH3是由极性键构成的非极性分子

【答案】A

【详解】

A．NO 中N原子有3个价电子对，有1个孤电子对，NH3 中N原子有4个价电子对，有1个孤电子对，所以NO的键角大于NH3的键角，故A正确；

B．NO中N原子有3个价电子对，VSEPR模型名称为平面三角形，故B错误；

C．NH3中N原子有4个价电子对，N原子的杂化轨道类型为sp3，故C错误；

D．NH3为三角锥形分子，正负电荷的重心不重合，NH3是由极性键构成的极性分子，故D错误；

选A。

5．PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断错误的是

A．PH3分子呈三角锥形

B．PH3分子是极性分子

C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P-H键键能低

D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N-H键键高

【答案】C

【详解】

A．NH3是三角锥形，PH3分子结构和NH3相似，故PH3分子也呈三角锥形，故A正确；

B．PH3分子是三角锥形，空间结构不对称，正负电荷重心不重合，为极性分子，故B正确；

C．PH3沸点低于NH3沸点，因为NH3分子间存在氢键，沸点高，故C错误；

D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为P—H键键能比N—H键键能低，化学键越稳定，分子越稳定，键能越大化学键越稳定，故D正确。

故答案为C。

6．丙氨酸()分子为手性分子，存在手性异构体，其结构如图所示：

下列关于丙氨酸的两种手性异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是

A．Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2个手性碳原子

B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，都是非极性分子

C．Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，不含非极性键

D．Ⅰ和Ⅱ所含的化学键相同

【答案】D

【详解】

A．Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1个手性碳原子，A错误；

B．Ⅰ和Ⅱ分子结构不对称，都是极性分子，B错误；

C．Ⅰ和Ⅱ分子中既含有极性键又含有非极性键，C错误；

D．Ⅰ和Ⅱ互为手性异构体，所含化学键相同，D正确；

故选D。

7．下列有关水的叙述中，不能用氢键进行解释的是(    )

A．水比硫化氢气体稳定

B．水的熔、沸点比硫化氢的高

C．氨气极易溶于水

D．0℃时，水的密度比冰的大

【答案】A

【详解】

A．水比硫化氢稳定是由于氧氢键的键能比硫氢键的大，A项符合题意；

B．水的熔、沸点比硫化氢的高与水分子间能形成氢键有关，B项不符合题意；

C．氮气极易溶于水，与和间能形成氢键有关，C项不符合题意；

D．由于冰中的水分子间最大程度地以氢键连接，形成的孔穴使冰晶体的微观空间存在空隙，反映在宏观性质上即体积膨胀，密度减小，D项不符合题意。

故选A。

8．下列化合物在水中的溶解度，排列次序正确的是(　　)

a．HOCH2CH2CH2OH　b．CH3CH2CH2OH

c．CH3CH2COOCH3　d．HOCH2CH(OH)CH2OH

A．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞b

C．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞a

【答案】A

【详解】

题给物质中CH3CH2COOCH3 不能与水形成氢键，则溶解度最小，分子中含有羟基数目越多，与水形成的氢键越多，则溶解度越大，所以溶解度：HOCH2CH(OH)CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。

9．中科院国家纳米科学中心2013年11月22日宣布，该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据，这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法.下列说法中正确的是(    )

①正是氢键的存在，冰能浮在水面上

②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一

③由于氢键的存在，沸点：

④由于氢键的存在，使水与乙醇互溶

⑤由于氢键的存在，使水具有稳定的化学性质

A．②⑤ B．③⑤ C．②④ D．①④

【答案】D

【详解】

①冰中水分子有序排列，每个水分子被4个水分子包围，形成4个氢键，使体积膨胀，密度减小，所以冰能浮在水面上，是氢键导致的，故①正确；

②氢键属于分子间作用力，不属于化学键，故②错误；

③分子间存在氢键，沸点最高，、、分子间都不存在氢键，熔、沸点高低取决于分子间作用力大小，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔、沸点越高，所以沸点：，故③错误；

④乙醇可以和水形成分子间氢键，故乙醇能与水以任意比例互溶，故④正确；

⑤氢键决定的是物质的物理性质，而分子的稳定性由共价键的强弱决定，故⑤错误；

①④正确，D满足题意；

答案选D。

10．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是

A．在相同条件下，在水中的溶解度小于

B．、、、的热稳定性依次减弱

C．、、、的熔、沸点逐渐升高

D．、、、的沸点逐渐升高

【答案】B

【详解】

A．和都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，但在相同条件下，分子与水分子之间的作用力比分子与水分子之间的作用力大，故在水中的溶解度大于，故不选A；

B．、、、的热稳定性与其分子中的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关，故选B；

C．、、、的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高，故不选C；

D．烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷的沸点，故不选D；

选B。

11．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

【详解】

当四个不同的原子或原子团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子称为手性碳原子。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。

12．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，Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法不正确的是(    )

A．(C是碳元素)分子是非极性分子 B．分子的空间结构为平面三角形

C．分子是非极性分子 D．的酸性比的酸性强

【答案】B

【分析】

X原子的最外层电子排布式是，即X是氧，它在第二周期族，Y是与氧同主族的短周期元素，则Y在第三周期族，是硫。Z与Y在同一周期，且Z原子的核外电子数比Y原子的核外电子数少1，则Z在第三周期族，是磷。

【详解】

A．CX2为，是直线形分子，为非极性分子，A项正确；

B．磷与氮同主族，PH3与NH3分子的空间结构相似，为三角锥形，B项错误；

C．Z4分子是P4分子，其空间结构为正四面体形，为非极性分子，C项正确；

D．H2YO4(H2SO4)的酸性比H3PO4的酸性强，D项正确。

故选：B。

13．(1)、、的沸点由高到低的顺序为_______(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为_______，键角由大到小的顺序为_______。

(2)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是_______。

(3)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高。主要原因是_______。

(4)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是_______。

(5)抗坏血酸的分子结构如图所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性：_______(填“难溶于水”或“易溶于水”)。

【答案】     、、     、、     、、     乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键     甲醇分子间存在氢键     苯胺分子之间存在氢键     易溶于水

【详解】

(1)中存在分子间氢键，导致其沸点比与N元素同主族的P、As元素的氢化物、的沸点要高，而、中均不存在分子间氢键，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，沸点越高，则沸点由高到低的顺序为、、；通常同主族元素随着原子序数的递增，气态氢化物的还原性逐渐增强，则还原性由强到弱的顺序是、、；同主族元素，随着原子序数的递增，电负性逐渐减弱，则其气态氢化物中的成键电子对逐渐远离中心原子，致使成键电子对的排斥力降低，键角逐渐减小，故键角由大到小的顺序是、、；

(2)影响物质在水中溶解度的因素有物质的极性、是否含有氢键、能否与水发生化学反应等。乙醇、氯乙烷、水均为极性分子，但乙醇与水分子之间能形成氢键，而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键，因此在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷；

(3)甲醇（）和甲醛（）的相对分子质量相近，但甲醇的沸点高于甲醛，原因是甲醇分子之间能形成氢键；

(4)苯胺中有，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提高物质的熔、沸点；

(5)1个抗坏血酸分子中含有4个，其可以与形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水。

14．(1)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有π键的数目为________；类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N===C===S)的沸点，其原因是______________________。

(2)H2O2与H2O可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为____________________。

(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为________；乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________。

(4)氨气溶于水时，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________。

(5)在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式写出HF水溶液中存在的所有氢键：________________________________________________________________________

【答案】(1)4NA　异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能

(2)H2O2与H2O分子之间可以形成氢键

(3)sp3杂化　乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键

(4)B　

(5)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O

【详解】

(1)(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N，单键为σ键，三键中含有1个σ键、2个π键，故1 mol (SCN)2中含有π键的数目为4NA；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能，故异硫氰酸的沸点较高。

(2)H2O2与H2O分子间可以形成氢键，溶解度增大，导致二者之间互溶。

(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)中N原子形成3个σ键，含1对孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化；乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)分子之间可以形成氢键，三甲胺[N(CH3)3]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高。

(4)从氢键的成键原理上讲，A、B两项都成立，C、D两项都错误；但是H—O键的极性比H—N键的大，H—O 键上氢原子的正电性更大，更容易与氮原子形成氢键，所以氢键主要存在于H2O分子中的H与NH3分子中的N之间。另外，可从熟知的性质加以分析。NH3·H2O能电离出NH和OH－，按A项结构不能写出其电离方程式，按B项结构可合理解释NH3·H2ONH＋OH－，所以B项正确。

(5)HF在水溶液中形成的氢键可从HF和HF、H2O和H2O、HF和H2O(HF提供氢)、H2O和HF(H2O提供氢)四个方面来考虑。由此可以得出HF水溶液中存在的氢键。

15．A、B、C、D、E是短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的外围电子排布式可表示为A：，B：，C：，A与B在不同周期，且A的原子半径是元素周期表中最小的；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四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①、②、③、④中属于极性分子的是___________(填序号)。

(2)C的简单氢化物比下一周期同主族元素的简单氢化物的沸点高，其原因是___________。

(3)B、C两种元素都能和A元素组成两种常见溶剂，其分子式分别为___________、___________；在前者中的溶解度___________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。

(4)、和的沸点从高到低的顺序为___________(填化学式)。

【答案】     ③     分子间可形成氢键               大于    

【分析】

由s轨道最多可容纳2个电子及A的原子半径在元素周期表中最小，且A与B在不同周期可得，，即A为H元素，B为C元素，C为O元素；由D与B同主族，且D为短周期元素，得D为元素；由E在C的下一周期且E为同一周期电负性最大的元素可知E为元素。

【详解】

(1)①、②、③、④分别为、、、，其中为极性分子，其他均为非极性分子；

(2)C的简单氢化物为，分子间可形成氢键，使其沸点比下一周期同主族元素的简单氢化物()的沸点高。

(3)B、A两种元素组成的常见溶剂为苯()，C、A两种元素组成的常见溶剂为水()；为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中；

(4)、、分别为、、，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点从高到低的顺序为。