化学选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质复习练习题

第三节分子结构与物质的性质

课时2　分子间的作用力　分子的手性

【基础巩固】

1.下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是 (　　)

A.范德华力是分子间普遍存在的一种作用力

B.范德华力比氢键的作用还要强

C.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质

D.范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关

解析：范德华力弱于氢键，B项错误；只有由分子构成且分子之间存在氢键的物质，其物理性质才由范德华力和氢键共同决定，C项错误；氢键的强弱主要与形成氢键的原子的电负性有关，D项错误。

答案：A　

2.(2022·广东汕头)下列说法正确的是 (　　)

A.冰融化时，分子中有H—O发生断裂

B.卤化物CX4(X代表卤族元素)中，从F到I，分子间作用力逐渐增大，它们的熔、沸点也逐渐升高

C.由于H—O比H—S牢固，所以水的熔、沸点比H2S的高

D.在由分子所构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定

解析：冰融化时发生物理变化，只破坏范德华力而不破坏化学键，A项错误；CX4均为分子晶体，物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比，卤化物CX4(X代表卤族元素)中，从F到I，CX4分子的相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，它们的熔、沸点也逐渐升高，B项正确；物质的熔、沸点与化学键无关，水的熔、沸点比H2S高是因为水分子间存在氢键，C项错误；物质的稳定性与化学键有关，与范德华力无关，D项错误。

答案：B　

3.下列分子为手性分子的是 (　　)

A.CH2Cl2

B.

C.

D.CH3CH2COOCH2CH3

解析：B项，分子的中间碳原子连接—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子或原子团，应是手性分子。

答案：B　

4.氨溶于水中，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              (　　)

A. B.

C. D.

解析：从氢键的成键原理上讲，A、B两项都成立；但从空间结构上讲，由于氨分子是三角锥形分子，易于提供孤电子对，所以，以B项方式结合空间阻碍最小，结构最稳定。从事实上讲，依据NH3·H2ON+OH-也可知答案是B项。

答案：B　

5.(2022·广东佛山)关于氢键，下列说法正确的是 (　　)

A.分子中有N、O、F原子，分子间就存在氢键

B.因为氢键的缘故，比熔、沸点高

C.由于氢键比范德华力强，所以H2O分子比H2S分子稳定

D.“可燃冰”——甲烷水合物(例如：CH4·5H2O)中CH4与H2O之间存在氢键

解析：非金属性较强的元素N、O、F的氢化物易形成氢键，并不是分子中有N、O、F原子的，分子间就存在氢键，如NO分子间就不存在氢键， A项错误；若形成分子内氢键的，其熔点和沸点会降低，形成分子间氢键时，物质的熔点和沸点就会升高，形成分子间氢键，形成分子内氢键，故熔、沸点高，B项正确；分子的稳定性和与氢键无关，与化学键有关，C项错误；C—H极性非常弱，不可能与水分子形成氢键，可燃冰是因为高压下水分子通过氢键形成笼状结构，笼状结构的体积与甲烷分子相近，刚好可以容纳下甲烷分子，而甲烷分子与水分子之间没有氢键，D项错误。

答案：B　

6.(2022·广东东莞)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素，是维持生命过程的必需物质，可用于玻璃的刻蚀，是酸雨的主要形成原因之一，室温下化合物是气体。下列说法错误的是              (　　)

A.Y的第一电离能在四种元素中最大

B.和的中心原子分别为和杂化

C.的沸点高于的沸点

D.分子中原子均为8电子结构

解析：W是宇宙中最丰富的元素，则W是H；W2X是维持生命过程的必需物质，则X为O；WY可用于玻璃的刻蚀，则WY为HF，Y为F；ZX2是酸雨的主要形成原因之一，且Z的原子序数比Y的大，则Z为S。一般非金属性越强，第一电离能越大，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素大，因此F的第一电离能在四种元素中最大，A项正确；H2O中O的价层电子对数为2+=4，SO2中S的价层电子对数为2+=3，因此H2O和SO2的中心原子分别为sp3和sp2杂化，B项正确；O和S属于同主族元素，但H2O分子间存在氢键，而H2S分子间不存在氢键，因此H2O的沸点高于H2S的沸点，C项正确；SF4中，S的最外层电子数为10，D项错误。

答案：D　

7.下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中错误的是 (　　)

A.CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于非极性分子

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点、沸点最低

D.NH3在水中溶解度很大是由于NH3分子有极性，NH3分子能与水分子形成氢键

解析：根据相似相溶规律，水分子是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，A、B两项正确；CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，CS2的熔点、沸点最高，C项错误；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，D项正确。

答案：C　

8.下列说法中不正确的是 (　　)

A.HF、HCl、HBr、HI的熔点、沸点依次升高

B.H2O的熔点、沸点高于H2S的熔点、沸点，是由于水分子之间存在氢键

C.乙醇与水互溶可以用“相似相溶”规律和氢键来解释

D.邻羟基苯甲酸的熔点比对羟基苯甲酸的熔点低

解析：含有氢键的典型氢化物分别是HF、H2O、NH3，它们的熔点和沸点比相邻的同族氢化物要高。分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质的熔点和沸点要高，邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸主要形成分子间氢键，熔点和沸点相对要高。乙醇分子和水分子都是极性分子，相溶；又由于彼此间能形成氢键，增大了两者的相互溶解。

答案：A　

9.现有A、B两种有机化合物，结构简式如图所示，A可通过分子内氢键形成一个六元环，而B只能通过分子间氢键缔合。

　　A　　　　　　　　B

(1)若用“”表示硝基，用“…”表示氢键，画出A分子形成分子内氢键时的结构。

(2)A、B分别溶于水，　　(填“A”或“B”)的溶解度稍大些。 

(3)工业上用水蒸气蒸馏法分离A、B的混合物，则首先被蒸出的成分是　　　　(填“A”或“B”)。 

解析：(1)根据氢键的形成条件可知，A中氢键是羟基氢与硝基中的氧原子之间形成的电性作用，中间用“…”连接。(2)在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间形成氢键，则溶质的溶解度增大。(3)A中含有分子内氢键，B中含有分子间氢键，故A的沸点低于B的沸点。

答案：(1)　(2)B　(3)A

【拓展提高】

10.下列说法中正确的是 (　　)

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.溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳

C.白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳

D.水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子

解析：很多有机化合物分子都是极性分子，但因为极性很弱，大部分难溶于水，所以A项错误；溴分子是非极性分子，故B项错误；二氧化碳是非极性分子，D项错误。

答案：C　

11.(2022·广东梅州，改编)如图所示是元素周期表的一部分。图中的字母分别代表某一种化学元素。下列说法正确的是              (　　)

A.沸点：

B.分子是非极性分子

C.C形成的单质中σ键与π键的数目之比为1∶2

D.酸性：，说明非金属性：

解析：由元素在周期表中的相对位置可知，A为氢元素，B为碳元素，C为氮元素，D为氧元素，X为硫元素。H2O分子间存在氢键，其沸点高于H2S，A项错误；NH3分子呈三角锥形，正电中心和负电中心不重合，属于极性分子，B项错误；氮气分子中存在N≡N，N≡N含有1个σ键、2个π键，分子中σ键与π键的数目之比为1∶2，C项正确；应根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素的非金属性强弱，D项错误。

答案：C　

12.当一个碳原子连接四个不同原子或原子团时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有两个手性碳原子的是              (　　)

A. B.

C. D.

解析：A、B、D三项中化合物均只含有一个手性碳原子，C项中，附有“*”的碳原子为手性碳原子，C项符合题意。

答案：C　

13.(2022·广东)六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是              (　　)

A.六氟化硫不能燃烧

B.六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构

C.六氟化硫在水中的溶解度>六氟化硫在CS2中的溶解度

D.六氟化硫分子是极性分子

解析：SF6中F为-1价，则S为+6价，S元素不能再失电子，所以不能被氧化，则六氟化硫不易燃烧生成二氧化硫，A项正确；根据题图可知，每个F原子和S原子形成一个共用电子对，每个S原子与六个F原子形成六个共用电子对，所以F原子都达到8电子稳定结构，但S原子最外层达到12电子，B项错误；SF6分子是非极性分子，水是极性溶剂，CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，SF6在水中的溶解度小于SF6在CS2中的溶解度，C项错误；该分子为正八面体结构，正、负电荷中心重合，为非极性分子， D项错误。

答案：A　

14.(2022·广东佛山)回答下列问题。

(1)氨通入盐酸中发生反应：

NH3+H3O+N+H2O。

①NH3分子的VSEPR模型名称为　　　　　　，略去N原子上的　　　个孤电子对，使得NH3分子的空间结构名称为　　　　　　　。转化NH3N中，氮原子的杂化类型　　　　　(填“改变”或“未变”)。 

②转化H3O+H2O涉及的两种粒子中，H2O、H3O+的空间结构名称分别为　　　　、　　　　，中心原子的杂化类型分别为　　　　、　　　　。 

(2)分子的结构往往决定了物质的有关性质，特别是物质的溶解性、熔沸点等物理性质。

①基团间的相互影响可决定物质的结构与性质，如乙烷为　　　　分子(填“极性”或“非极性”，下同)，而乙烷中一个氢原子被羟基(—OH)取代后所得的乙醇分子为　　　　分子，这决定了乙烷　　　　溶于水，而乙醇　　　　溶于水。 

②氧、硫、硒(Se)元素同为第ⅥA族元素，三者的简单氢化物结构相似，但H2S的沸点低于H2O，原因是　　　　　　　　　　　　　　，H2S的沸点低于H2Se的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析：(1)①NH3分子的中心原子价层电子对数为3+=4，采取sp3杂化，有1个孤电子对，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形。N的中心原子价层电子对数为4+=4，采取sp3杂化。②H2O的中心原子价层电子对数为2+=4，采取sp3杂化，有2个孤电子对，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，H3O+的中心原子价层电子对数为3+=4，采取sp3杂化，有1个孤电子对，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形。

(2)①乙烷分子为对称性分子，决定了乙烷为非极性分子，而乙醇分子为不对称性分子，这决定了乙醇为极性分子，且乙醇能与水分子形成分子间氢键，而水是极性分子，再依据“相似相溶”规律可知，乙烷难溶于水，而乙醇极易溶于水。②H2S分子间只有范德华力，而H2O分子间存在氢键，氢键强度大于范德华力，导致水的沸点高于硫化氢的沸点；H2S和H2Se的分子结构相似，分子间都只存在范德华力，而H2S的相对分子质量小于H2Se，决定了H2S的沸点低于H2Se的沸点。

答案：(1) ①四面体形　1　 三角锥形　未变　②V形(或角形)　三角锥形　sp3　sp3

(2) ①非极性　极性　难　极易(或易)　②水分子间存在氢键，而硫化氢分子间只有范德华力　硫化氢分子间的范德华力弱于硒化氢分子间的范德华力

【挑战创新】

15.短周期的五种非金属元素，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的氢化物的沸点比下一周期同族元素的氢化物的沸点还要高，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)B、C两元素都能与A元素组成常见的溶剂，其化学式分别为　　　　、　　　　。DE4在前者中的溶解性　　　　(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。 

(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为　　　　　　　　　(填化学式)。 

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

答案：(1)③　(2)H2O分子间存在氢键

(3)C6H6　H2O　大于　(4)SiCl4>CCl4>CH4