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精练
展开(一)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·安徽滁州部分学校高二联考)下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是 ( )
A.氯化氢易溶于水
B.碘易溶于CCl4
C.酒精易溶于水
D.氯气易溶于NaOH溶液
解析:氯化氢和水都是极性分子,所以氯化氢易溶于水能用“相似相溶”规律解释,A项不符合题意;碘、CCl4都是非极性分子,所以碘易溶于CCl4能用“相似相溶”规律解释,B项不符合题意;酒精、水都是极性分子,所以酒精易溶于水能用“相似相溶”规律解释,C项不符合题意;氯气易溶于NaOH溶液是因为氯气与NaOH反应生成可溶性盐,与“相似相溶”规律不相关,D项符合题意。
答案:D
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,是手性分子。
答案:B
4.(2023·北京丰台区期中)对事实“100 ℃时,水沸腾变成水蒸气;温度达到2 200 ℃以上时,水分解为H2和O2”的解释错误的是 ( )
A.100 ℃所提供的能量,破坏了水分子之间存在的相互作用
B.2 200 ℃所提供的能量,破坏了水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用
C.100 ℃及2 200 ℃时,水分子均变为氢原子和氧原子
D.对比温度值可知,水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用比水分子之间存在的相互作用强
解析:100 ℃时,水沸腾变成水蒸气,破坏分子间作用力,故A项正确;温度达到2 200 ℃以上时,水分解为H2和O2,破坏的是H—O,破坏了水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用,故B项正确;100 ℃时,水会沸腾变成水蒸气分子,故C项错误;水分子变为氢原子和氧原子需要2 200 ℃所提供的能量,水沸腾变成水蒸气分子需要100 ℃所提供的能量,所以氢原子和氧原子之间存在的相互作用比水分子之间存在的相互作用强,故D项正确。
答案:C
5.(2022·广东佛山)关于氢键,下列说法正确的是 ( )
A.分子中有氮、氧、氟原子,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,并不是分子中有氮、氧、氟原子的,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,W2X是维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃的刻蚀,ZX2是酸雨的主要形成原因之一,室温下化合物ZY4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.W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化
C.W2X的沸点高于W2Z的沸点
D.ZY4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+6-2×12=4,SO2中S的价层电子对数为2+6-2×22=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.(2022·重庆巴蜀中学高二月考)我国科研人员在国际上首次“拍到”氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了很多年的问题提供了直观证据,这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步,也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。下列说法正确的是 ( )
①正是氢键的存在,冰能浮在水面上
②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一
③由于氢键的存在,沸点:HCl>HBr>HI>HF
④由于氢键的存在,使水与乙醇互溶
⑤由于氢键的存在,使水具有稳定的化学性质
A.②⑤ B.③⑤
C.②④ D.①④
解析:①冰中水分子有序排列,每个水分子被4个水分子包围,形成4个氢键,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,正确;②氢键属于分子间作用力,不属于化学键,错误;③HF分子间可形成氢键,HCl、HBr、HI分子间都不能形成氢键,故沸点:HF>HI>HBr>HCl,错误;④乙醇可以和水形成分子间氢键,故乙醇能与水以任意比例互溶,正确;⑤氢键影响物质的物理性质,不影响化学性质,错误。综上所述,本题选D项。
答案:D
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
(二)拓展提高
10.(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:A2D
C.C形成的单质中σ键与π键的数目之比为1∶2
D.酸性:HCl>H2S,说明非金属性:Cl>S
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;氮气分子结构式为,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
11.(2022·广东佛山)回答下列问题。
(1)氨通入盐酸中发生反应:
NH3+H3O+NH4++H2O。
NH3分子的VSEPR模型名称为 ,略去氮原子上的 个孤电子对,使得NH3分子的空间结构名称为 。转化NH3NH4+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。
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+5-3×12=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。NH4+的中心原子价层电子对数为4+5-1-4×12=4,采取sp3杂化。②H2O的中心原子价层电子对数为2+6-2×12=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+6-1-3×12=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
(三)挑战创新
12.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
人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质第二课时练习题: 这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质第二课时练习题,共14页。试卷主要包含了下列说法正确的是,关于氢键,下列说法正确的是,下列现象与氢键有关的是等内容,欢迎下载使用。
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: 这是一份化学选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质复习练习题,共9页。
人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质第二课时课时作业: 这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质第二课时课时作业,共11页。试卷主要包含了以下对冰的描述中不正确的是,下列几种氢键,下列说法不正确的是,下列说法正确的是,试用有关知识解释下列现象,铁的一种化合物的化学式为等内容,欢迎下载使用。