化学第一单元 分子的空间结构精练

这是一份化学第一单元 分子的空间结构精练，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
4.1.2分子的极性同步练习-苏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．关于氢键的说法正确的是
A．冰、水中都存在氢键 B．氢键的存在，使得物质的稳定性增加
C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点降低 D．每一个水分子内含有两个氢键
2．前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。基态W原子中有7个运动状态不同的电子，基态X原子最高能级中自旋状态不同的电子数之比为，基态Y原子的价层电子排布式为，基态Z原子次外层全充满，最外层电子数为1，下列说法错误的是
A．电负性：X>W>Y B．熔点：化合物ZX>化合物ZY
C．简单氢化物的稳定性：W＜X D．X、Y形成的化合物一定为极性分子
3．下列说法正确的是
A．因为水分子内存在氢键，所以水分子非常稳定
B．氢键属于化学键
C．水分子间存在氢键使水分子间作用力增强，导致水的沸点较高
D．水分子之间无分子间作用力，只有氢键
4．下列有关叙述正确的是(　　)
A．只含有离子键的化合物才是离子化合物
B．硫酸铵晶体是含有离子键、极性键和配位键的分子晶体
C．由于I－I键的键能比F－F、Cl－Cl、Br－Br键的键能都小，所以在卤素单质中碘的熔点最低
D．在分子晶体中一定不存在离子键，而在离子晶体中可能存在共价键
5．下列现象与氢键有关的是
①CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑤水分子高温下也很稳定
A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①②
6．如图为冰晶体的结构模型，大球代表O原子，小球代表H原子，下列有关说法正确的是

A．每个水分子与周围邻近的四个水分子间通过H-O键形成冰晶体
B．冰晶体是四面体型的空间网状结构，属于原子晶体
C．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大
D．lmol冰晶体中最多含有2mol氢键
7．铁、氮气、丙酮()和乙醇可参与制备铁氮化合物(FexNy)，以下说法不正确的是
A．丙酮中碳原子采用sp2和sp3杂化
B．Fe元素位于元素周期表的第VIIIB族
C．1个N2分子中有1个σ键和2个π键
D．乙醇的沸点高于丙烷，是因为乙醇分子间存在氢键
8．已知吡啶(  )中含有与苯类似的大π键，下列有关叙述正确的是
A．吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp杂化轨道
B．在水中的溶解度，吡啶远大于苯的原因只是相似相溶原理
C．  、  、  的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，则其中碱性最弱的是  
D．  与  互为同系物
9．主族元素Q、W、X、Y、Z的原子序数均不大于20。化合物ZW2与水剧烈反应，生成一种强碱和一种可燃性气体单质，Q与X同族，且X的最外层电子数是内层电子数的3倍，常温下，Y的单质能溶于Q的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液，下列说法正确的是
A．简单离子半径Z>Q>X>Y B．工业上用电解相应氯化物冶炼Y单质
C．Q与X形成的化合物都是非极性分子 D．化合物ZW2中只含有离子键
10．下列关于共价晶体、分子晶体的叙述中，正确的是
A．金刚石为共价键三维骨架结构，晶体中的最小环上有6个碳原子
B．分子晶体中一定存在共价键
C．HI的相对分子质量大于HF，所以HI的沸点高于HF
D．在SiO2晶体中，1个硅原子和2个氧原子形成2个共价键

二、填空题
11．有下列几种晶体：A、无色水晶，B、冰醋酸，C、白磷，D、金刚石，E、晶体氩，F、干冰
（1）属于分子晶体的是 （填序号，下同）。
（2）属于原子晶体的化合物是 。
（3）直接由原子构成的晶体是 。
（4）受热融化时化学键不发生变化的晶体是 ， 受热融化时需要克服共价键的晶体是 。
（5）晶体中存在氢键的是 。
（6）晶体中不存在化学键的是 。
12．氢键的概念
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。当氢原子与 的X原子以 结合时，它们之间的共用电子对强烈地偏向 ，使H几乎成为“裸露”的质子，这样相对显正电性的H与另一分子中相对显负电性的X(或Y)中的 接近并产生相互作用，这种相互作用称氢键。
13．回答下列问题：
(1)有人认为：为非化学变化，请为其寻找合理的解释 。
(2)石墨和金刚石互为同素异形体，其熔点和摩尔硬度如下：
物质
金刚石
石墨
熔点
3550℃
3652℃
摩尔硬度
10
1
请从结构角度分析两者熔点相近但摩尔硬度有差异的原因 。
14．磷是生物体内不可或缺的元素之一，自然界主要以磷酸盐的形式存在。磷酸盐可用于制备白磷(P4)，白磷在加热条件下，能转化为红磷(P)，白磷还能与足量热的浓碱发生如下反应：P4+3KOH+3H2OPH3↑+3KH2PO2。
(1)磷原子的最外层核外电子排布式为 。
(2)PH3的电子式为 。热稳定性：NH3 PH3(选填“>”或“”“N>S，A正确；
B．氧比硫氧化能力更强，因此氧和铜离子化学键被破坏需要的能量也越强，故化合物ZX>化合物ZY，B正确；
C．同周期从左到右，元素非金属逐渐增强，气态氢化物稳定性增强，故简单氢化物的稳定性：W＜X，C正确；
D．三氧化硫为平面正三角形结构，结构对称，为非极性分子，D错误；
答案选D。
3．C
【详解】A．因为水分子间存在氢键，所以水分子之间作用力增强，物质的熔沸点升高，这与物质的稳定性与否无关，错误；
B．氢键属于分子间作用力，不是化学键，错误；
C．水分子间存在氢键使水分子间作用力增强，破坏分子间的作用力是物质熔化或气化消耗的能量增加，导致水的沸点较高，正确；
D．水分子之间除存在一般的分子间作用力外，还存在有氢键，错误；
故选C。
4．D
【分析】

【详解】离子晶体中可能存在共价键，如(NH4)2SO4，选项A、B错误，选项D正确；X—X键键能决定X2的稳定性而不是单质的熔点，且卤素单质中I2的熔点最高，选项C错误。答案选D。
5．B
【详解】①乙醇能形成分子间氢键，二甲醚不能形成分子间氢键，则乙醇的分子间作用力大于二甲醚，沸点高于二甲醚，所以乙醇的沸点高于二甲醚与氢键有关，故正确；
②小分子的醇中含有羟基、羧酸中含有羧基，都能与水分子形成分子间氢键，则小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶与氢键有关，故正确；
③冰中水分子与周围四个水分子以分子间氢键形成四面体结构，中间有空隙，则冰的密度比液态水的密度小，所以冰的密度比液态水的密度小与氢键有关，故正确；
④邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，则邻羟基苯甲酸的分子间作用力小于对羟基苯甲酸，熔、沸点低于羟基苯甲酸，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低与氢键有关，故正确；
⑤水分子高温下也很稳定与氧元素的非金属性强，氢氧键的键能大有关，与氢键无关，故错误；
①②③④正确，故选B。
6．D
【详解】A．每个水分子与周围邻近的四个水分子间通过氢键作用形成冰晶体，故A错误；
B．冰晶体虽然具有空间网状结构，但分子之间是氢键，所以是分子晶体，故B错误；
C．由于氢键有方向性，分子之间的空隙较大，当晶体熔化时，氢键被破坏，水分子之间的空隙减小，故C错误；
D．每个水分子向外伸出4个氢键与另外四个水分子形成四面体，根据均摊法lmol冰晶体中最多含有2mol氢键，故D正确；
故答案为D
7．B
【详解】A．丙酮分子中，酮羰基上的碳原子价层电子数为3，采用sp2杂化，甲基中的碳原子，价层电子数为4，采用sp3杂化，A正确；
B．Fe原子的价电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的第四周期第VIII族，B不正确；
C．N2分子的电子式为，两个N原子间只能形成1个σ键，则1个N2分子中有1个σ键和2个π键，C正确；
D．乙醇分子中O原子的非金属性强，原子半径小，乙醇分子间可形成氢键，所以乙醇的沸点高于丙烷，D正确；
故选B。
8．D
【详解】A．吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2轨道，A错误；
B．吡啶分子能与水分子形成分子间氢键，吡啶分子和H2O分子均为极性分子，相似相溶，所以吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度，B错误；
C．已知甲基为推电子集团，氯原子为吸电子基团，则氮原子的电子云密度为  >  >  ，碱性最最若的为  ，C错误；
D．  与  结构相似，分子组成上相差了1个CH2，故两者互为同系物，D正确；
故选D。
9．D
【分析】主族元素Q、W、X、Y、Z的原子序数均不大于20，化合物ZW2与水剧烈反应，生成一种强碱和一种可燃性气体单质，则ZW2是CaH2，Z是Ca元素、W是H元素；X的最外层电子数是内层电子数的3倍，故X是O元素，Q与X同族，则Q为S元素，Y的单质能溶于Q的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液，则Y为Al元素，据此分析解题。
【详解】由上述分析可知，Q为S、W为H、X为O、Y为Al、Z为Ca，
A．电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：Q＞Z＞X＞Y，A错误
B．Al为活泼金属，工业上电解Al2O3冶炼Al单质，而氯化铝为共价化合物不导电，B错误；
C．Q与X形成的化合物有SO2与SO3，S原子最外层电子数均不满足8电子结构，C错误；
D．化合物ZW2是CaH2，属于离子化合物，只含有离子键，D正确；
故选D。
10．A
【详解】A．金刚石属于共价晶体，其中的碳采取sp3杂化轨道与周围的4个碳原子形成正四面体结构，以共价键形成空间网状结构，晶体中最小环上有6个碳原子，A项正确；
B．分子晶体中不一定存在共价键，如稀有气体形成的晶体为分子晶体，稀有气体是单原子分子，原子间没有共价键，B项错误；
C．HF分子间存在氢键，HI分子间不存在氢键，故HI的沸点低于HF，C项错误；
D．SiO2属于共价晶体，在SiO2晶体中1个Si原子和4个O原子形成4个共价键，D项错误；
答案选A。
11． BCEF A ADE BCEF AD B E
【详解】（1）分子晶体由分子构成，一般包括酸、大多数非金属氧化物、气态氢化物、水和有机物等，属于分子晶体的有BCEF
（2）原子晶体是由原子之间通过共价键构成的具有空间网状结构的物质，水晶（SiO2）及及金刚石均为原子晶体，金刚石为单质，所以本题答案为水晶，答案选A
（3）SiO2、金刚石均为由原子构成的原子晶体，晶体氩为单原子构成的物质，故本题答案选ADE
（4）受热融化时化学键不发生变化，即没有发生化学变化，发生的是物理变化。冰醋酸、白磷、晶体氩、干冰为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，水晶、金刚石是由共价键构成的原子晶体，融化时破坏了共价键，但未发生化学变化，故本题答案分别为BCEF   、AD
（5）氢键是氢原子与氮原子、氧原子、氟原子之间的一种作用力，由于N、O、F非金属性很强，对H（近似裸露的质子）的引力大，而形成了一种特殊的作用力。一个醋酸分子中的-OH上的O对另一个醋酸分子中的-OH上的H有较强的作用力，即氢键，故本题答案为B
（6）化学键是指相邻原子之间强烈的相互作用力，晶体氩为单原子分子，故不存在化学键，答案为E
点睛：原子晶体在熔化时破坏了化学键，离子晶体融化时破坏的是离子键，金属晶体融化时破坏的是金属键，均破坏了化学键，但属于物理变化。而分子晶体熔化时破坏的是分子间作用力，未破坏化学键。
12． 电负性大 共价键 X 孤对电子
【解析】略
13．(1)氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨
(2)碳原子的排列方式不同

【详解】（1）化学反应的实质是旧键的断裂新键的形成，氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨的过程中没有化学键的断裂与生成，所以为非化学变化，故答案为：氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨；
（2）石墨和金刚石互为同素异形体，由于晶体中碳原子的排列方式不同，金刚石是由碳原子以共价键相结合形成的空间网状结构的原子晶体，具有很高的熔沸点和很大的硬度，石墨为碳原子形成的层状结构的过渡型晶体，层内碳原子间以共价键相结合形成六元环，层间以范德华力相结合，具有很高的熔沸点，但硬度小，故答案为：碳原子的排列方式不同。
14．(1)3s23p3
(2)    >
(3)非极性
(4)同素异形体
(5)2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO↑
(6) 一元 c(K+)= c(H2PO)+ c(H3PO2)

【详解】（1）磷是15号元素，其最外层为5个电子，最外层核外电子排布式为3s23p3；
（2）PH3中存下3个P—H键，其电子式为：  ；非金属性N大于P，非金属性越强，其氢化物越稳定，故热稳定性：NH3>PH3；
（3）P4的分子构型为正四面体，其正负电荷中心重合，为非极性分子；
（4）白磷和红磷为同种元素构成的结构不同的单质，为同素异形体；
（5）该反应中磷的化合价由+5价降低到0价，碳的化合价由0价升高到+2价，根据得失电子守恒可知，配平后的方程式为：2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO↑；
（6）次磷酸(H3PO2)只能电离出1个氢离子，故属于一元弱酸，根据物料守恒可知，c(K+)= c(H2PO)+ c(H3PO2)。
15． 低 与的静电引力
【详解】CH3CH3分子和NH3BH3分子中的原子个数都为8、价电子总数都为14，则两者互为等电子体，等电子体具有相同的空间结构，NH3BH3分子属于极性分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低；NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在Hδ+与Hδ-的静电引力，故答案为：CH3CH3；低；Hδ+与Hδ−的静电引力。
16． 非极性 ns2np2 r(O2-)>r(F-)>r(Na+) 弱 C、Si在同主族，Si在C的下方，非金属性Sir(Na+)。
(3) C、Si同主族，Si在C的下一周期，所以非金属性SiCl 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
【分析】（1）反应物中属于第三周期的元素为Na、S、Cl，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最大元素为Na，结合电子排布式1s22s22p63s1解答；
（2）ClO2分子构型为“V”形，正负电荷重心不重叠，为极性分子，易溶于水；
（3）1molCl2可以获得2mol电子，1molClO2可以获得电子5mol电子；
（4）以NaClO2为原料制取ClO2，Cl元素化合价由+3价升高到+4价；
（5）①电解时，氢气由水还原生成；
②工业生产时，应注意安全问题。
【详解】（1）反应物中属于第三周期的元素为Na、S、Cl，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为Na＞S＞Cl，原子半径最大元素为Na，结合电子排布式1s22s22p63s1，同一轨道电子能量相同，则有四种能量不同的电子，故答案为：Na＞S＞Cl；1s22s22p63s1；4；
（2）ClO2分子构型为“V”形，正负电荷重心不重叠，为极性分子，易溶于水，其在水中的溶解度比氯气大，故答案为：极性；大；
（3）设质量都是71g，氯气得到的电子数为：，ClO2得到的电子数为：，则ClO2消毒的效率是Cl2的倍数为 ，故答案为：2.63；
（4）以NaClO2为原料制取ClO2，Cl元素化合价由+3价升高到+4价，应加入氧化剂，故答案为：氧化；
（5）①电解时，氢气由水还原生成，则应在阴极生成，故答案为：阴；
②由电解方程式可知微酸性环境生成气体为氢气，而在中性环境中生成氧气和氢气，易导致爆炸的危险，且微酸性环境能量利用率高，水消耗少，在故答案为：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。
【点睛】极性分子为正负电荷重心不重叠的分子，非极性分子为正负电荷重心重叠的分子。
20． A D 它们分子间形成的氢键使物质的沸点升高
【详解】同一主族元素氢化物中，氢化物的沸点随着原子序数增大而呈增大趋势，但含有氢键的氢化物熔沸点最高；同一周期元素氢化物中，含有氢键的氢化物沸点较高，第二周期元素氢化物中水的沸点最高，所以表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是A曲线；ⅣA族元素气态氢化物中都不含氢键，其沸点随着相对分子质量增大而增大，所以表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的曲线是D；由于A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物分子间形成的氢键使物质的沸点升高，而第三周期元素气态氢化物都不含氢键，因此A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点。
21．(1)
(2)>
(3)
(4)莫尔盐
(5)对比实验ⅳ，同样在密闭容器中，能被氧化
(6) 晶体逐渐变白 氢键
(7)分子较难进入晶体中与反应

【详解】（1）发生水解反应的离子方程式是，因此新配制的A溶液；
（2）由题意可知，等浓度的溶液的酸性比溶液的酸性强，说明B溶液中水解程度：；
（3）溶液均减小说明酸性增强，被空气氧化生成红褐色沉淀的离子方程式为，A、B溶液中的实验现象相同，则绿矾和莫尔盐溶液的稳定性相差不大；
（4）两种晶体在露置、盛有干燥剂的密闭容器的条件下实验现象不同(绿矾晶体逐渐变白，莫尔盐晶体无明显变化)，的含量不同(绿矾晶体中多，莫尔盐晶体中少)，可得出结论，相同条件下，两种晶体在空气中稳定性更强的是莫尔盐；
（5）对比实验ⅳ，同样在密闭容器中，能被氧化，则绿矾在实验ⅱ中含量少不是不足造成的；
（6）①绿矾晶体失去结晶水的实验现象是晶体逐渐变白；
②莫尔盐晶体中能与分子之间形成氢键，使结晶水不易失去；
（7）结合上述实验现象分析可得，莫尔盐晶体在空气中更稳定，可能的原因还有莫尔盐晶体中离子间的空隙较小，分子较难进入晶体中与反应。
22．(1)乙醇能形成分子间氢键，而乙烷不能
(2)BC
(3)CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O
(4)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
(5)防暴沸
(6) SO2 NaOH

【解析】(1)
乙醇分子中含有羟基，能形成分子间氢键，而乙烷分子不能形成分子间氢键，所以乙醇分子间的作用力强于乙烷，沸点高于乙烷，故答案为：乙醇能形成分子间氢键，而乙烷不能；
(2)
A．乙醇和苯酚都含有羟基，但是苯酚分子中羟基的活泼性强于乙醇，所以乙醇和苯酚都可以和金属钠发生反应，但苯酚与金属钠反应更为剧烈，故正确；
B．1mol乙醇完全燃烧消耗3mol氧气，1mol苯酚完全燃烧消耗7mol氧气，所以相同物质的量的乙醇和苯酚耗氧量不相同，故错误；
C．苯酚不能发生消去反应，故错误；
D．乙醇和苯酚都能发生消去反应，其中苯酚能与浓溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀，故正确；
故选BC；
(3)
由酯化反应机理可知，乙醇和乙酸反应制备乙酸乙酯时羧酸去羟基醇去氢，所以用同位素标记乙醇的化学方程式为CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O，故答案为：CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O；
(4)
由实验装置图可知，实验中制取乙烯的反应为在浓硫酸作用下，乙醇加热到170℃条件下发生消去反应生成乙烯和水，反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O，故答案为：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O；
(5)
制备乙烯的反应为液液加热的反应，在用酒精灯加热前，应在圆底烧瓶中放入几块碎瓷片防止产生暴沸，故答案为：防暴沸；
(6)
浓硫酸具有强氧化性，在用浓硫酸和乙醇共热制备乙烯时，浓硫酸可使乙醇脱水碳化，反应生成的碳能与浓硫酸共热反应生成二氧化硫，二氧化硫能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色，所以溴水和酸性高锰酸钾褪色不一定是乙烯的作用，为防止二氧化硫干扰乙烯的检验，应在A、B中间连入盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶除去二氧化硫，并用连有品红溶液的洗气瓶验证二氧化硫完全除去，排出二氧化硫的干扰，故答案为：SO2；NaOH。
23．(1)A
(2)稀释ClO2，防止因ClO2浓度较高时爆炸
(3) 作安全瓶
(4)
(5) 5 (H3O+)O-H…N() ()N-H…N()

【分析】稀硫酸与NaClO3、Na2SO3在A装置中发生反应制备ClO2，因ClO2浓度较高时极易爆炸，因此通过向装置内通入氮气稀释ClO2，生成的ClO2进入C装置中进行吸收，因ClO2极易溶于水，与水反应过程中容易倒吸，因此B装置可作为安全瓶防倒吸，因ClO2不能直接排放至空气中，因此利用D装置进行尾气吸收，据此解答。
【详解】（1）ClO2中Cl原子采取sp2杂化，与两个O原子形成两个σ配键，Cl原子未参与杂化的一个3p轨道（有一个电子）与两个O原子的2p轨道形成离域π键（），因此分子的空间结构为V形，分子中正负电荷中心不重叠，属于极性分子，答案选A。
（2）由上述分析可知，实验开始即向装置A中通入氮气，目的是稀释ClO2，防止因ClO2浓度较高时爆炸。
（3）装置A中稀硫酸与NaClO3、Na2SO3反应制备ClO2，反应过程中Cl元素化合价由+5降低至+4，S元素化合价由+4升高至+6，根据化合价升降守恒以及原子守恒可知反应方程式为；由上述分析可知，装置B的作用是防倒吸。
（4）ClO2具有强氧化性，H2O2具有还原性，装置D中H2O2和NaOH溶液吸收ClO2时发生氧化还原反应生成NaClO2，反应过程中Cl元素化合价由+4降低至+3，H2O2中O元素化合价由-1升高至0，根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈碱性可知反应的离子方程式为。
（5）1个中含有5个共价键，因此中的键总数为5；中的大π键有5个N参与，每个N与其他2个N形成N-N键，且有1个孤电子对与、形成氢键，故每个N只提供1个电子参与形成大π键，加上形成得到1个电子，共有6个电子参与形成大π键，则中的大π键可表示为；由图可知，还含有氢键(H3O+)O-H…N()、()N-H…N()。