高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三节 分子的性质巩固练习

学业分层测评(九)　溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性

(建议用时：45分钟)

学业达标]

1．利用“相似相溶”这一经验规律可说明的事实是(　　)

①HCl易溶于水　②I2微溶于水　③Cl2能溶于水　④NH3易溶于水

A．①②④　　　　　　　 B．②③

C．①②③  D．①②③④

【答案】　A

2．碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，这是因为(　　)

A．CCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大

B．CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子

C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素

D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子

【解析】　因水分子为极性分子，CCl4、I2分子为非极性分子，根据“相似相溶”，碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，故A、B、C项不正确。

【答案】　D

3．关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是(　　) 【导学号：90990060】

A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子

B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子

C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低

D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性

【解析】　根据“相似相溶”原理，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A错误、B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C错；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D错。

【答案】　B

4．下列化合物中含有手性碳原子的是(　　)

A．CCl2F2　　　　　 B．

C．CH3CH2OH  D．

【解析】　只有与四个不同的原子或原子团相连的碳原子才是手性碳原子，故只有D项中与羟基相连的碳原子才是手性碳原子。

【答案】　D

5．下列有机物中含有两个手性碳原子的是(　　)

A．

B．

C．

D．

【解析】　由有机物的结构可以看出，A、C、D三项中没有手性碳原子；B项中每个与氯原子相连的碳原子都是手性碳原子。

【答案】　B

6．有且只有一个手性碳的有机分子为手性分子，下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)

①新戊烷(CH3)4C]  ②乳酸CH3CH(OH)COOH]　③甘油　④

A．①②③  B．②和④

C．①和③  D．②③④

【解析】　在②乳酸分子中与羟基相连的碳原子为手性碳原子，在④所示的分子中，连有羟基的碳原子也为手性碳原子，①新戊烷和③甘油(CH2OHCHOHCH2OH)中都没有手性碳原子。

【答案】　B

7．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是(　　)

A．HNO2　　　　　　 B．H2SO3

C．HClO3  D．HClO4

【解析】　本题考查无机含氧酸分子中酸性强弱的判断。对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如：HNO2<HNO3，H2SO3<H2SO4，HClO3<HClO4。上述四个选项中，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl均未达到其最高价，其酸性不够强，只有HClO4中的Cl化合价为＋7，是Cl的最高价，使Cl—O—H中O的电子向Cl偏移，在水分子作用下，容易电离出H＋，酸性很强，故选D。

【答案】　D

8．已知含氧酸可用通式(HO)nXOm来表示，如X是S，则m＝2，n＝2，这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是(　　)

A．HClO4  B．H2SeO3

C．H3BO3  D．H3PO4

【解析】　根据题目所给通式，HClO4表示为(HO)ClO3，m＝3；H2SeO3表示为(HO)2SeO，m＝1；H3BO3表示为(HO)3B，m＝0；H3PO4表示为(HO)3PO，m＝1。HClO4的m值最大，酸性最强。

【答案】　A

9．下列说法中正确的是(　　) 【导学号：90990061】

A．CH4、C2H2、HCN都是含有极性键的非极性分子

B．CO2与SO2的立体构型相似，都是非极性分子

C．分子中含有1个手性碳原子

D．含氧酸可用通式(HO)mROn表示，若m值越大，则含氧酸的酸性越强

【解析】　HCN是极性分子，SO2是极性分子(V形)，A、B错；C中第3个碳原子(连—CH3)是手性碳原子；H3BO3、H3PO3中均有3个氢原子，但前者为一元酸，后者为二元酸。含氧酸可以用(HO)mROn表示，若n值越大，则含氧酸的酸性越强，D错。

【答案】　C

10．二氯化硫(Cl—S—S—Cl，直线形)是一种琥珀色液体，是合成硫化染料的重要原料。

(1)写出它的电子式________。

(2)指出它分子内的化学键类型________。

(3)估计它能不能溶于水________。

(4)指出硫元素的化合价为________。

【解析】　二氯化硫是直线形分子，其正负电荷中心重合，属非极性分子。H2O是极性溶剂，根据“相似相溶”规律，其不易溶于水。在该分子中由于Cl的电负性比S的强，且原子间又以单键相结合，故氯元素呈－1价，S呈＋1价。

【答案】　(1)

(2)S—S是非极性共价键，S—Cl是极性共价键

(3)不能　(4)＋1

11．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示。  【导学号：90990062】

含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系：

(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构分别为：

①________________，②________________。

(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：①__________

__________________________________________________________________________，

②________________________________________________________________________。

(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况________________________

___________________________________________________________________________，

写出化学方程式：__________________________________________________________。

【解析】　(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。

(2)书写与过量NaOH溶液反应的方程式，需要知道H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸，故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。

(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。

【答案】　(1) 　

(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O

②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O

(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应　As(OH)3＋3HCl===AsCl3＋3H2O

12．双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如右图所示：

H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：

(1)H2O2分子的电子式为______________，结构式为________。

(2)H2O2分子中存在________键和________键，为________________(填“极性”或“非极性”)分子。

(3)H2O2难溶于CS2，其原因是______________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)H2O2分子中氧元素的化合价为________，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　(1)H2O2分子的立体构型为不对称结构，应为极性分子，含有O—O非极性键和O—H极性键。(2)根据“相似相溶”原理可知，H2O2难溶于非极性溶剂CS2。(3)共用电子对的偏移决定了元素在化合物中的化合价。

【答案】　(1) 　H—O—O—H

(2)极性　非极性　极性

(3)因为H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶”原理可知H2O2难溶于CS2

(4)－1　因为O—O键为非极性键，O—H键为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显－1价

能力提升]

13．下列有机物分子中带“*”碳原子就是手性碳原子。该有机物分别发生下列反应，生成的有机物分子中含有手性碳原子的是(　　)

A．与乙酸发生酯化反应

B．与NaOH水溶液反应

C．与银氨溶液作用发生银镜反应

D．催化剂作用下与H2反应

【解析】　A选项所生成的物质连有两个CH3COOCH2—基团，不具有手性；该物质水解或与氢气加成后，手性碳上有两个—CH2OH，故产物无手性碳原子，B、D项不符合；C选项通过氧化反应，醛基变成羧基，手性碳原子上的基团仍不相同，故产物仍有手性碳原子。

【答案】　C

14．元素X和Y属于同一个主族。元素X的负二价氢化物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物。在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。下列说法正确的是(　　)

A．两种元素分别为C和Si，且酸性H2CO3>H2SiO3

B．两种元素分别为N和P，且酸性HNO3>H3PO4

C．两种元素分别为O和S，且酸性H2SO4>H2SO3

D．两种元素分别是Mg和Ca，且碱性Ca(OH)2>Mg(OH)2

【解析】　根据负二价的元素X与氢化合的产物在通常状况下是一种液体，可知该元素为O，则Y为S元素；根据非羟基氧原子数越多，酸的酸性越强可知，酸性H2SO4>H2SO3。

【答案】　C

15．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，它们分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6；A和C分子中的原子个数比为1∶1，B和D分子中的原子个数比为1∶2；D可作为火箭推进剂的燃料。下列说法正确的是(　　) 【导学号：90990063】

A．分子中相对原子质量较大的四种元素第一电离能由大到小排列的顺序为A＞B＞C＞D

B．A与HF相比，其熔、沸点A＞HF

C．B分子在水中的溶解度较大

D．若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，则酸性：HXO＞HXO3＞HXO4

【解析】　根据18电子化合物和分子中原子个数比可推知A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。四种化合物中相对原子质量较大的元素分别为Cl、S、O、N，第一电离能大小为N＞O＞Cl＞S，A错；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，B错；B分子为H2S，其结构类似于H2O，属于极性分子，根据相似相溶原理，可知C正确；A的中心原子为Cl，Cl的化合价越高酸性越强，所以酸性：HClO＜HClO3＜HClO4，D错。

【答案】　C

16．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c；A与B在不同周期，D与B同主族，E在C的下一周期，且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：①BC2　②BA4　③A2C2

④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)。

(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是______________

________________________________________________________________________。

(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其化学式分别为________、________。DE4在前者中的溶解度________(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________(填化学式)。

(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为：_______________________(填化学式)。

【解析】　由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O；由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；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。

(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。

(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。

(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂。SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂(苯)中。

(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4＞CCl4＞CH4。

(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。

【答案】　(1)③　(2)H2O分子间形成氢键

(3)C6H6　H2O　大于

(4)SiCl4>CCl4>CH4

(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO