化学选择性必修2分子结构对化学性质的影响同步训练题

2.2.3分子结构对化学性质的影响同步练习-沪科版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．以下5种有机物①正戊烷  ②2-甲基丁烷 ③2-戊醇 ④丙烯 ⑤己酸， 沸点由高到低的顺序正确的是

A．⑤>③>①>②>④ B．⑤>①>③>④>②

C．⑤>③>④>①>② D．⑤>③>②>①> ④

2．黑火药是中国的四大发明之一，在爆炸时的反应为S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。下列说法正确的是

A．S和C的单质中不存在化学键

B．KNO3和K2S中含有的化学键种类相同

C．等物质的量N2和CO2中含有的π键数目相同

D．液态H2S与液氨中都存在分子间氢键

3．2022年2月，第24届冬奥会在北京成功举办。下列有关说法正确的是

A．为保证食物的口感和安全性，不能在食品中添加任何食品添加剂

B．北京冬奥会上，礼仪服饰采用高科技石墨烯发热材料，石墨烯属于有机高分子材料

C．冰的密度比水小，是因为水分子内存在氢键

D．“绿色奥运”是本届奥运会的理念之一，采用风能和太阳能为奥运服务体现了这一理念

4．离子液体是一种由离子构成的液体，在低温下也能以液态存在，是一种很有研究价值的溶剂。研究显示最常见的离子液体主要由如图所示正离子和负离子构成，图中正离子有令人惊奇的稳定性，它的电子在其环外结构中高度离域。下列说法错误的是

A．图中负离子的空间结构为正四面体形

B．该化合物中存在配位键和氢键

C．离子液体可用作溶剂，且具有良好的导电性

D．图中正离子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3

5．下列化学用语表述正确的是

A．N2H4的结构式：

B．过氧化氢的电子式：

C．HCO的电离方程式：HCO+H2OH3O++CO

D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图：

6．下列关于分子的结构和性质的描述中，不正确的是

A．对羟基苯甲醛的熔点比邻羟基苯甲醛的熔点高

B．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释

C．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性

D．冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”

7．“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误，下列类推得到的结论正确的是

A．和都只含极性键，是极性分子，故也是极性分子

B．和都为正四面体形，中键角也为60°，中键角也为60°

C．根据对角线规则，元素Li和Mg的某些性质相似，则元素B和Si的某些性质也相似

D．氢化物沸点是：；则ⅤA族元素氢化物沸点也是：

8．下列各组物质的性质的比较结论正确的是

A．分子的极性： B．常温下密度：Na<K

C．物质的沸点：HF<HCl D．在甲苯中的溶解度：

9．下列关于O、F、S、Cl元素及其化合物的说法正确的是

A．S的基态核外电子排布式为

B．原子半径：

C．简单气态氢化物的沸点：

D．最高价氧化物对应水化物的酸性：

10．下列化合物的沸点，前者低于后者的是

A．乙醇与二氯甲烷

B．C3F8(全氟丙烷)与C3H8

C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛

D．邻羟基苯甲酸( )与对羟基苯甲酸( )

二、填空题

11．H与O可以形成和两种化合物。请回答：

(1)可与形成，的空间构型名称为           。根据的成键特点，画出与下图中分子直接相连的所有氢键      (用O—H…O表示)。

(2)分子结构如图所示，、、中相等的角是           ，是           分子(填“极性”或“非极性”)。晶体中有4种作用力：①键、②键、③范德华力、④氢键，这4种作用力由强到弱依次为：           。

(3)哈勃-韦斯(Haber-Weiss)原理表明，某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是：其次外层未排满的d轨道可以存取电子，降低活化能，使分解反应容易发生。根据以上原理，下列金属离子不能催化双氧水分解的是          

A．    B．    C．    D．    E．

(4)实验测得，25℃时的小于的，原因是           (运用物质结构原理解释)。

12．的沸点低于，其原因是       。

13．甲醇的沸点()介于水()和甲硫醇(，)之间，其原因是       。

14．卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用，回答下列问题：

(1)Cl原子激发态的电子排布式有_______(填标号)。

A． B．

C． D．

(2)C、N、O、F都是第二周期的典型非金属元素，下列说法不正确的是_______(填标号)。

A．第一电离能：C＜N＜O＜F

B．原子半径：C>N>O>F

C．最简单气态氢化物的热稳定性：C＜N＜O＜F

D．元素的最高正价：C＜N＜O＜F

(3)固态氟化氢中存在形式，画出的链状结构       。

(4)配制碘水时，加入浓KI溶液可以增大碘的溶解性，原理为       (用离子方程式表示)。

15．回答下列问题

(1)F元素的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+3，则n=           ；基态原子中能量最高的是           电子，核外电子的轨道表示式为           。

(2)硝酸和尿素( )的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：           。

(3)N、O、S的第一电离能(I1)由大到小的顺序为           ，原因是                      。

16．我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。

(1)青蒿素是治疗疟疾的有效药物，属于酯类化合物，其分子结构如图所示，请用笔在图中将酯基圈出来。    。

(2)从黄花蒿中提取青蒿素的流程如图：

研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如表：

①用水作溶剂，提取无效的原因是    。

②研究发现，青蒿素分子中的某个基团对热不稳定，据此分析用乙醚作溶剂，提取效率高于乙醇的原因是    。

(3)研究还发现，将青蒿素通过下面反应转化为水溶性增强的双氢青蒿素，治疗疟疾的效果更好。

从分子结构与性质的关系角度推测双氢青蒿素疗效更好的原因    。

(4)提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中，应考虑物质的    、    等性质。

17．2020年6月，比亚迪正式发布刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程，媒体称其可媲美特斯拉。刀片电池主要材料为磷酸铁锂技术，文献表明磷酸铁锂可采用、、和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：

(1)回答下列各题：

①元素周期表中，和性质最相似的元素是       。(填元素符号)

②试比较       。(填“>”、“<”或“=”)

(2)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的沸点()高于甲苯的沸点()，原因是       。

(3)结合核外电子排布分析，基态与中更稳定的是，原因是       。

(4)回答下列各题：

①中，电负性最高的元素是       ；P的       杂化轨道与O的轨道形成       键。

②和，属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为       (用n代表P原子数)。

18．比大小(填“>”、“<”或“=”)

①沸点：          

②酸性：          

③键角：气态分子           离子

19．常用作制冷剂，原因是       。

20．酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取       杂化。邻苯二甲酸酐( )和邻苯二甲酰亚胺( )都是合成菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是       。

三、实验题

21．苯胺（  )是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里制取并纯化苯胺。查阅资件可知：

①  (易溶于水)；

②相关物质的部分物理性质如下表：

实验步骤

Ⅰ．将锡38. 0g和硝基苯10. 0mL加入500mL三颈瓶中，装上冷凝管。在滴液漏斗中装入约60mL浓盐酸，并将浓盐酸缓慢加入三颈瓶中。将三颈瓶置于水浴中加热30分钟，使反应趋于完全。

Ⅱ．停止加热，向三颈瓶中加入一定量50%NaOH溶液，到溶液呈碱性。

Ⅲ．将装置改为如图所示的“水蒸气蒸馏”装置。加热装置A产生水蒸气。用“水蒸气蒸馏”的方法把B中苯胺逐渐蒸出，在烧瓶C中收集到苯胺与水的混合物；分离混合物得到粗苯胺和水溶液甲。

Ⅳ．向所得水溶液甲中加入氯化钠固体至饱和，再用有机溶剂x萃取，得到萃取液。

Ⅴ．合并粗苯胺和萃取液，用NaOH固体干燥，蒸馏后得到苯胺3.75g。

回答下列问题：

(1)步骤Ⅰ选用的冷凝管是                  冷凝管(填“直形”或“球形”)，判断反应已经完成的现象是                    。

(2)步骤Ⅱ加入NaOH溶液发生的主要反应的离子方程式是                     。

(3)装置A中玻璃管的作用是                      。

(4)步骤Ⅲ在苯胺蒸出完毕后，应进行的操作是                             。采用水蒸气蒸馏提纯的物质应具备的条件是                             (写出一条即可)。

(5)步骤Ⅳ加入NaCl的目的是                   ，有机溶剂x是          。

(6)苯胺的产率为             (保留三位有效数字)。

(7)苯胺的沸点                甲苯(填“高于”或“低于”)，其原因是               。

22．硝基苯酚是一种应用较广的酸碱指示剂和分析试剂，是合成染料、医药和高能材料的重要中间体原料。已知几种有机物的一些性质如下表：

以苯酚为原料制备硝基苯酚的反应如下：

+

实验步骤如下：

(Ⅰ)向250 mL三口烧瓶中加入试剂[包括： a．6.00g NaNO3 (0.07 mol)；b．4 mL浓H2SO4；c．一定体积的乙醚与水]，完全溶解后，将烧瓶置于冰水浴冷却至15~20°C。

(Ⅱ)将4.70g苯酚(0.05 mol)完全溶于5 mL温水后， 转入滴液漏斗。

(Ⅲ)在搅拌下，将苯酚水溶液滴至三口烧瓶中，用冰水浴将反应温度维持在20°C左右。

(Ⅳ)苯酚滴加完毕后，继续搅拌反应2 h。反应结束后，将反应混合物转入分液漏斗，进行一系列分离处理即可得到对硝基苯酚和邻硝基苯酚两种产物。

回答下列问题：

(1)从上表可知，对硝基苯酚的熔、沸点均明显高于邻硝基苯酚，为什么     ？

(2)若发现苯酚原料呈粉红色，其原因是什么？应如何处理     ？

(3)步骤(Ⅰ)中应按什么顺序加入试剂     ？(用字母表示)

(4)步骤(Ⅲ)中，为什么要将反应温度维持在20°C左右     ？

(5)写出步骤(Ⅳ)中分离处理的具体操作过程     。

(6)溶剂乙醚与水的用量对反应的影响结果见下表，请总结其规律     。

23．我国科学家屠呦呦因成功提取青蒿素而获得2015年诺贝尔医学奖。青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚沸点为35℃。从青蒿中提取青蒿素的方法是乙醚浸取法，主要工艺流程为：

请回答下列问题：

(1)在操作Ⅰ中，对青蒿进行干燥破碎后加入乙醚的目的是        。

(2)操作Ⅱ先经过        操作，既可以回收乙醚，又可以使提取液浓缩、结晶，再经过滤可得到青蒿素粗品。操作Ⅲ的主要过程可能包括        (填序号)。

a.加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶

b.加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤

c.加入乙醚进行萃取分液

(3)用下列实验装置测定青蒿素实验式的方法如下：将一定质量的青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置D和E实验前后的质量，根据所测数据计算。

①装置A的作用是       装置F的作用是       。

②装置D、E中盛放的物质是分别是       。

a.碱石灰、无水氯化钙

b.无水氯化钙、碱石灰

c.浓硫酸、碱石灰

(4)科学家在青蒿素的研究中进一步发现，一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。

①以下说法正确的是        。

a.通过元素分析与质谱法可确定其分子式

b.青蒿素分子中含有过氧键、酯基和醚键

c.青蒿素是芳香族化合物青蒿素双氢青蒿素

d.古有“青蒿一握，以水二升溃，绞取汁”，利用的是萃取原理

②双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好，因而疗效更好。从结构与性质关系角度推测主要原因是        。

参考答案：

1．A

2．C

3．D

4．B

5．C

6．B

7．C

8．A

9．A

10．D

11．(1)     三角锥形    

(2)          极性分子     ②①④③

(3)AB

(4)羟基(写成“氧原子”也给分)吸电子效应大于氢原子，导致电离程度大于

12．两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高

13．甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能形成氢键，且水比甲醇形成的氢键多

14．(1)AC

(2)AD

(3)

(4)

15．(1)     2     2p    

(2)尿素分子间存在氢键，使其熔沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔沸点降低

(3)     N＞O＞S     同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，但N元素位于周期表第ⅤA族，核外电子处于轨道的半充满的稳定状态，第一电离能大于同一周期相邻O元素，因此第一电离能：N＞O；同一主族元素，原子核外电子层数越少，元素的第一电离能就越大，所以元素的第一电离能：O＞S

16．(1)

(2)     青蒿素难溶于水     由于乙醚沸点比较低，蒸馏提取所需温度较低，可保护—O—O—键不被破坏

(3)双氢青蒿素分子内有羟基，可以与水分子形成氢键，水溶性增强，疗效更好

(4)     溶解性     热稳定性、沸点

17．(1)     Mg     <

(2)苯胺分子间存在氢键，增大分子间作用力，甲苯分子间没有氢键

(3)基态核外电子排布为[Ar]3d5，处于半满状态，较稳定

(4)     O     sp3     σ     (PnO3n+1)(n+2)-

18．     ＜     ＞     ＞

19．分子间能形成氢键，沸点高，易液化，汽化时吸收大量的热

20．     sp2     两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高

21．(1)     球形     油状液体消失(或溶液不分层，合理均可)

(2)    

(3)安全管(或平衡压强、防止气压过大等)

(4)     打开止水夹d，停止加热，再停止通冷凝水     加热条件下不与水反应(或难溶于水或在100 °C左右有一定的蒸气压等，合理均可)

(5)     减小苯胺在水溶液中的溶解度     乙醚

(6)40.3%

(7)     高于     苯胺存在分子间氢键

22．(1)因为对硝基苯酚不能形成分子内氢键、可形成分子间氢键，而邻硝基苯酚则相反，可形成分子内氢键，减少了分子之间的氢键作用，故其熔沸点明显低于前者

(2)苯酚长期存放或暴露在空气中，容易被氧化而变成粉红色。应将苯酚进行蒸馏，收集沸点为182°C左右的馏分

(3)c、b、a

(4)温度过高，一元硝基酚可能进一步硝化、苯酚的氧化反应加剧；温度偏低，反应速率将减缓

(5)将反应混合物转入分液漏斗，静置后从下口放出水层、从上口倒出有机层。水层用乙醚萃取，将萃取液与有机层合并，用水洗至中性。水浴蒸去乙醚后进行水蒸气蒸馏，将邻硝基苯酚蒸出，直至无黄色油状物馏出为止。馏出液冷却结晶、抽滤得到邻硝基苯酚粗产物。将水蒸气蒸馏后的残余物用冰水浴冷却结晶、抽滤(滤液可进行浓缩再收回部分对硝基苯酚)得到对硝基苯酚粗产物。分别用乙醇-水混合溶剂、2%盐酸重结晶得到纯品

(6)比较1~3号实验可知，乙醚的体积一定时，水的用量对总产率没有显著影响，但明显影响邻对比(或者答，随着水的用量增加，总产率略微增加，而邻对比变化较大)；比较1、4~7号实验可知，水与乙醚的体积比一定时，其总体积对邻对比没有显著影响，但明显影响总产率，总体积为40mL时总产率最高

23．(1)增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率

(2)     蒸馏     b

(3)     除去CO2     吸收生成的CO2     b

(4)     abd     分子中羰基转变为羟基，分子极性增强，导致双氢青蒿素水溶性增强、疗效更好