高中化学人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质课时作业

2.3分子结构与物质的性质同步练习-人教版高中化学选择性必修2

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

一、单选题

1．下列现象不能用氢键解释的是

A．水分子高温下也很稳定

B．NH3容易液化

C．甲醇极易溶于水

D．液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式

2．下列实验事实和对实验事实的理论解释都正确的是

A．A B．B C．C D．D

3．下列叙述正确的是

A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越大

B．以极性键结合的分子一定是极性分子

C．判断或型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键

D．非极性分子中，各原子间都以非极性键结合

4．下列说法不正确的是

A．只含非极性键的分子一定是非极性分子

B．极性分子中可能含有非极性键

C．H2O比H2S稳定是因为水分子间形成了氢键

D．O3是极性分子，含极性共价键

5．下列物质：①BeCl2  ②Ar  ③白磷  ④BF3  ⑤NH3  ⑥过氧化氢， 其中含极性键的非极性分子是

A．①④⑥ B．②③⑥ C．①④ D．①③④⑤

6．一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。

下列说法正确的是

A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：

C．基态原子未成对电子数： D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同

7．下列对分子的性质的解释，不正确的是

A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释

B．水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键

C．分子中硅氯键的极性比中碳氯键的弱

D．青蒿素结构如图，该分子中包含7个手性碳原子

8．下列说法正确的是

A．气体分子中一定存在共价键

B．氧化钠溶于水只破坏了离子键

C．Na2O2是离子化合物，阴、阳离子个数比为1：1

D．H2O的沸点比H2S高，是由于H2O分子间存在氢键

9．下列叙述中正确的是

A．该化合物中含有2个手性碳原子

B．蔗糖易溶于水，萘却易溶于四氯化碳，这些现象都可用“相似相溶”原理解释

C．和分子的空间构型都是正四面体，键角都是，和含有的键数目相同

D．聚丙烯腈的单体为丙烯腈其结构简式为，该分子中碳原子的杂化方式有、

10．下列物质的性质与氢键无关的是

A．沸点：乙二醇>丙醇 B．密度：冰<水

C．乙醇能与水以任意比例互溶 D．沸点：丙烷<乙醛

二、填空题

11．H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10-2，请根据结构与性质的关系解释：

①H2SeO3和H2SeO4溶液中第一步电离程度均大于第二步电离的原因           。

②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因                      。

12．回答下列问题：

(1)中配体分子以及分子的空间结构和相应的键角如图甲所示。

中P的杂化类型是        。的沸点比的        ，原因是        。的键角小于的，分析原因：        。

(2)磷酸根离子的空间构型为        ，其中P的价层电子对数为        、杂化轨道类型为        。

(3)分子中氮原子的轨道杂化类型是        ；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为        。

(4)乙二胺是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是        、        。

(5)中，电负性最高的元素是        ；P的        杂化轨道与O的2p轨道形成        键。

(6)的空间构型为        (用文字描述)；抗坏血酸的分子结构如图乙所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为        ；推测抗坏血酸在水中的溶解性：        (填“难溶于水”或“易溶于水”)。

13．2022年9月，中国科学家首次在嫦娥五号带回的月壤中发现新矿物，并命名为“嫦娥石”。“嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族，其中一种物质的化学式为。请回答下列问题：

(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种       (填字母)。

a．吸收光谱    b．发射光谱

(2)某同学把O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式： ，这种写法违背了       。

(3)P原子最高能级电子的电子云轮廓形状为       ，其价电子排布式为       ，电负性P       O(填“＞”或“＜”)。

(4)PCl3分子空间结构为       ，PCl3与Cl2反应生成PCl5，PCl5结构为 ，PCl5是       分子(填“极性”或“非极性”)，其中P原子的杂化类型是       (填字母序号)。

a．sp    b．sp2 c．sp3 d．sp3d

14．回答下列问题：

(1)生石灰和氢氧化钠固体溶于水放热，而硝酸铵溶于水吸热。氢氧化钠固体溶于水放热的原因是       。

(2)热胀冷缩是自然界的普遍现象，但当温度由0℃上升至4℃时，水的密度却增大，主要原因是       。

15．芳香胺是多种染料产品的中间体，也是农药、除草剂和多种橡胶防老剂的主要原料，1−萘胺用以下方法制备：

(1)溶剂的结构简式为，则中氮原子的杂化类型为       ，中所含有的σ键个数为       ，分子中第一电离能最大的元素是       (填元素符号)。

(2)基态氮(N)原子的核外电子排布图为       ，其中轨道上的电子排布遵循的原则是       。

(3)萘胺的水溶性比硝基萘的强，原因是       。

16．二氧化氯（ClO2）是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多，NaClO3 和NaClO2是制取ClO2的常见原料。完成下列填空：

（1）以下反应是制备ClO2的一种方法：H2C2O4+2NaClO3+H2SO4→Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O

上述反应物中属于第三周期元素的原子半径大小顺序是   ；其中原子半径最大元素的原子，其核外电子排布式为   ，其核外有   种不同能量的电子。

（2）ClO2的分子构型为“V”形，则ClO2是   （选填“极性”、“非极性”）分子，其在水中的溶解度比氯气   （选填“大”、“小”、“一样”）。

（3）ClO2具有强氧化性，若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-，ClO2的消毒能力是等质量Cl2的   倍（保留2位小数）。

（4）若以NaClO2为原料制取ClO2，需要加入具有   （填“氧化”、“还原”）性的物质。

（5）工业上制取NaClO3通过电解法进行，电解时，不同反应环境下的总反应分别为：

4NaCl +18H2O→4NaClO3+3O2↑+18H2↑（中性环境）

NaCl +3H2O→NaClO3 +3H2↑（微酸性环境）

①电解时，氢气在   极产生。

②更有利于工业生产NaClO3的反应环境是   ，理由  。

17．二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂，常温下是一种橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构如图所示．

(1)S2Cl2的结构式为     ，其化学键类型有     (填“极性键”“非极性键”或“极性键和非极性键”)．

(2)电负性：S     (填“＞”或“＜”)Cl，S2Cl2中硫的化合价为     ．

(3)S2Cl2分子中S原子的杂化轨道类型为     ，每个S原子有     对弧电子对．

18．富马酸可用于生产补铁剂富马酸亚铁，结构如图。

富马酸富马酸亚铁

(1)富马酸分子中，含有官能团的名称是              。

(2)富马酸分子中，σ键与π键的个数比为              。

(3)依据结构分析，下列几种溶剂中，可以溶解富马酸的是   (填字母序号)

a．四氯化碳                b．乙醇                    c．苯

(4)富马酸亚铁中，碳原子的杂化类型是    ，所含非金属元素的电负性由大到小顺序是    。

(5)富马酸的一种同分异构体马来酸结构如图。富马酸的熔点为300℃，而马来酸熔点仅为140℃，其熔点差异较大的原因是        。

马来酸

19．短周期元素N、Na、Al形成的物质在工农业生产、生活中应用广泛。

（1）Al在元素周期表中的位置为       ；其原子半径比Na     （填“大”或“小”）。

（2）Al单质在空气中不易腐蚀，原因是其表面形成了一种致密的且熔点高的化合物。该化合物的晶体类型为         ；该化合物遇酸碱易被腐蚀，请写出它与NaOH溶液反应的离子方程式              。

（3）NH3的电子式为       ；NH3在同族元素形成的氢化物中具有较高的沸点，其原因是        。

（4）标准状况下22.4L NH3与0.5L 1mol/L 氮元素的最高价氧化物的水化物反应，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是                                    。

（5）NF3是一种新型电子材料，常温下为稳定气体，它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和某种物质。请写出反应的化学方程式                       。

20．氢键的本质

是           作用力，它比化学键的键能小1~2个数量级。是一种比范德华力           的分子间作用力。

三、实验题

21．实验室利用下图所示装置制备。已知：的沸点，易水解；在常压下沸点约(且在时会分解)，易水解。

回答下列问题：

(1)装置A中发生反应的化学方程式为           。

(2)装置B中的溶液是           ，装置C中溶液的作用是           。

(3)仪器中的           (填序号)为冷凝水的进水口；装置中碱石灰的主要作用是           。

(4)在水中溶解度不大，而在水中溶解度较大，根据相似相溶的原理可以推测其原因是           ；制备时常含有杂质，可采用           的方法分离出。

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．邻乙酰水杨酰氯()是制备贝诺酯(一种非甾体抗风湿解热镇痛药)的中间产物。实验室制备邻乙酰水杨酰氯的装置如下图所示：

步骤1：取18.0g阿司匹林()置于三颈烧瓶中，加入2~3滴DMF；

步骤2：向三颈烧瓶中滴加氯化亚砜(SOCl2)；

步骤3：70℃下充分反应后，除去过量的SOCl2，经一系列操作即可得到邻乙酰水杨酰氯。

已知：①反应原理为+SOCl2+SO2↑+HCl↑

②有关物质的沸点如下表所示：

③氯化亚砜和邻乙酰水杨酰氯均易水解。

回答下列问题：

(1)仪器M的名称是     ，在本实验中使用它的原因是      。

(2)三颈烧瓶宜采用水浴加热，该加热方式的优点是     。

(3)实验中选用球形冷凝管而不选用直形冷凝管的原因是     ；干燥管中的无水CaCl2若更换为     试剂，则可省去尾气吸收的NaOH溶液及其装置。

(4)反应物SOCl2的空间结构名称是      。

(5)阿司匹林的沸点高于邻乙酰水杨酰氯的原因可能是      。

(6)反应温度适宜选取70℃的原因是   ；除去过量SOCl2宜采用    方法。

参考答案：

1．A

2．C

3．A

4．C

5．C

6．A

7．C

8．D

9．B

10．D

11．     第一步电离生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子，且第一步电离出的H+对第二步电离有抑制作用     无机含氧酸分子中非羟基O原子数越多酸性越强，H2SeO4分子中有两个非羟基O原子，H2SeO3分子中有一个非羟基O原子

12．(1)          高     分子间存在氢键     中N原子上有一个孤电子对，中O原子上有两个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大

(2)     正四面体形     4    

(3)          N>O>C

(4)         

(5)     O          σ

(6)     正四面体形          易溶于水

13．(1)b

(2)泡利原理

(3)     哑铃形     3s23p3     ＜

(4)     三角锥形     非极性分子     d

14．(1)氢氧化钠溶于水时，电离吸热小于水合放热，所以整体表现为放热

(2)温度升高氢键被破坏的影响大于温度升高使分子间距离增加的影响

15．(1)     sp3     11NA     N

(2)          洪特规则

(3)萘胺含有−NH2，−NH2与水形成分子间氢键，增强溶解性

16．     Na>S>Cl     1s22s22p63s1     4     极性     大     2.63     氧化性     阴极     微酸性环境     转移电子都生成氯酸钠，能量利用率高；水消耗少；不同时生成氢气和氧气，相对更安全

17．     Cl﹣S﹣S﹣Cl     极性键和非极性键     ＜     +1     sp3     2

18．(1)羧基、碳碳双键

(2)11:3

(3)b

(4)     sp2杂化     O>C>H

(5)富马酸可以形成分子间氢键，马来酸可以形成分子内氢键

19．     三周期IIIA族     小     离子晶体     Al2O3 + 2OH－＝ 2AlO2－+ H2O          NH3分子间有氢键     c(NH4+ )＞c(NO3－)＞c(OH－)＞c(H+)     3NF3+5H2O ＝ 9HF + 2NO + HNO3

20．     分子间作用力     强

21．(1)

(2)     饱和食盐水或饱和溶液     干燥氯气

(3)     ①     吸收多余的、防止空气中水蒸气进入装置，使、水解

(4)     为极性分子，为非极性分子     减压蒸馏

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)     恒压滴液漏斗     平衡气压，使液体能够顺利流下；防止氯化亚砜接触到空气中的水蒸气发生水解

(2)受热均匀，便于控制温度

(3)     球形冷凝管与冷却水的接触面积大，冷却效率高，利于冷凝回流     碱石灰(或CaO或固体NaOH)

(4)三角锥形

(5)阿司匹林分子间存在氢键

(6)     温度较低，反应速率较慢；温度较高，SOCl2易挥发     蒸馏