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2.3 第2课时 分子间作用力 分子的手性 同步练习题
一、选择题(本题共有15小题,每小题4分,共60分,每小题只有一个正确选项)
1. 下列说法中正确的是( )
A.分子间作用力越大,分子越稳定
B.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高
C.相对分子质量越大,其分子间作用力越大
D.分子间只存在范德华力,不存在化学键
2. 下列说法中不正确的是( )
A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键是一种类似于共价键的化学键
B.离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用
C.只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键
D.氢键是一种分子间作用力,氢键比范德华力强
3.下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高 ②小分子的醇和羧酸易溶于水 ③冰的密度比液态水的密度小 ④尿素的熔、沸点比醋酸的高 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑥水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤
C.①②③④ D.①②③
4. 下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( )
A.在相同条件下,N2在水中的溶解度小于O2
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高
5. 下列对一些实验事实的理论解释正确的是( )
选项 实验事实 理论解释
A SO2溶于水形成的溶液能导电 SO2是电解质
B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P—P键的键角是109°28′
C 1体积水可以溶解700体积氨气 氨是极性分子且有氢键影响
6. 若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是( )
A.氢键;分子间作用力;非极性键
B.氢键;氢键;极性键
C.氢键;极性键;分子间作用力
D.分子间作用力;氢键;非极性键
D HF的沸点高于HCl H—F的键长比H—Cl的短
7. 下列说法中正确的是( )
A.卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键键能大
D.X—H…Y的三个原子总在一条直线上
8. 在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力
C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
9. 下列化合物中含3个“手性碳原子”的是( )
A. B.
C. D.
10.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是( )
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
11.下列说法中不正确的是( )
A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键是一种类似于共价键的化学键
B.离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用
C.只有电负性很强、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键
D.氢键是一种分子间作用力,氢键比范德华力强
12.下列事实与氢键无关的是( )
A.液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3分子存在
B.冰的密度比液态水的密度小
C.乙醇能与水以任意比混溶而甲醚(CH3—O—CH3)难溶于水
D.NH3比PH3稳定
13.判断物质在不同溶剂中的溶解性时,一般都遵循“相似相溶”规律。下列装置中,不宜用做HCl尾气吸收的是( )
14.关于丙氨酸的下列说法,正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称,具有不同的分子极性
C.Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子
D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同
15.已知化合物M是某合成路线中的中间产物,其结构简式如图所示,下列有关M的叙述不正确的是( )
A.分子中含有非极性键,且为极性分子
B.分子中的碳的杂化方式有2种
C.与足量氢气反应所得产物中含有3个手性碳原子
D.M的同分异构体中存在同时含有羟基、醛基和碳碳三键的芳香族化合物
二、填空题(本题包括4个小题,共40分)
16.(10分)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题:
(1)X、Y的元素符号依次为________、________。
(2)XZ2与YZ2分子的空间结构分别是____________和____________,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(填分子式),理由是 。
(3)Q的元素符号是________,它的基态原子的核外电子排布式为____________,在形成化合物时它的最高化合价为________价。
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键:___________________。
17.(10分)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,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中的任意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,其分子式为__________、__________。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)。
(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)。
18.(10分)已知N、P同属元素周期表的ⅤA族元素,N在第二周期,P在第三周期,NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,N—H键间的夹角是107°。
(1)PH3分子与NH3分子的构型关系是________(填“相同”“相似”或“不相似”),________(填“有”或“无”)P—H键,PH3分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)NH3和PH3相比,热稳定性更强的是________,原因是 。
(3)NH3和PH3在常温、常压下都是气体,但NH3比PH3易液化,其主要原因是________。
A.键的极性N—H比P—H强
B.分子的极性NH3比PH3强
C.相对分子质量PH3比NH3大
D.NH3分子之间存在特殊的分子间作用力
19.(10分)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为:________,Y元素原子最外层电子排布图为:________。
(2)若X、Y两元素的电负性分别为2.1和2.85,试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的空间构型为________,中心原子的杂化类型为________,分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)该化合物在常温下为液体,该液体微粒间的作用力是________。
(5)该化合物的沸点与SiCl4比较:____________(填化学式)的高,原因是____________________。
1.答案:B
解析:分子间作用力主要影响物质的物理性质,化学键主要影响物质的化学性质,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,B正确,A不正确;分子的组成和结构相似时,相对分子质量越大,其分子间作用力越大,C不正确;分子间不只有范德华力,D不正确。故选B。
2.答案:A
解析:并不是所有含氢元素的化合物都能形成氢键,氢键只形成于电负性强的元素(如N、O、F)与氢形成的氢化物的分子之间。氢键不是化学键,是介于范德华力和化学键之间的特殊的作用力,本质上也是一种静电作用。
3.答案:B
解析:①中由于氨分子间形成了氢键而使其熔、沸点较高;②小分子的醇、羧酸分子中都存在羟基,羟基能与水分子间形成氢键,从而增大了它们的溶解性;③在冰晶体内,水分子间形成氢键,从而增大了分子间的空隙,因而使得其密度减小;④尿素分子之间形成更多的氢键使尿素的熔、沸点升高;⑤邻羟基苯甲酸中存在着分子内的氢键,从而减小了分子之间的作用力,而对羟基苯甲酸中只存在分子间氢键使其熔、沸点升高,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低;⑥氢键只影响物质的物理性质,而不影响物质的化学性质,所以水分子在高温下也很稳定与氢键无关。
4.答案:B
解析:A项中,N2和O2都是非极性分子,在水中的溶解度都不大,但在相同条件下,O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大,故O2在水中的溶解度大于N2。B项中,HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子中的氢卤键的强弱有关,而与分子间作用力无关。C项中,F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,故其熔、沸点逐渐升高。D项中,烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大,故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高,在烷烃的同分异构体中,支链越多分子结构越对称,分子间作用力越小,熔、沸点越低,故异丁烷的沸点小于正丁烷。
5.答案:C
解析:A项,SO2的水溶液导电,是因为SO2与H2O反应,生成电解质H2SO3,SO2本身不能电离,不属于电解质;B项,白磷分子为P4,4个P原子位于正四面体的4个顶点,每个面都是正三角形,P—P键键角为60°;C项,NH3分子与H2O分子都是极性分子,且相互可以形成氢键,所以NH3在H2O中溶解度很大;D项,HF和HCl的熔、沸点与分子内的共价键无关,只与分子间作用力有关,HF分子间可以形成氢键,所以HF比HCl沸点高。答案为C。
6.答案:B
解析:由“雪花→水→水蒸气”主要破坏氢键,也有范德华力;由H2O→H2+O2必然是破坏(O—H)极性键。
7.答案:A
解析:B项,分子内氢键使熔、沸点降低,分子间氢键使熔、沸点升高;C项,水中形成氢键比HF中形成氢键多,使水的沸点比HF的沸点高;D项,X—H…Y的三个原子不一定在一条直线上。
8.答案:C
解析:由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化,故B原子也为sp2杂化,但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连,羟基间能形成氢键,故同层分子间的主要作用力为氢键。
9.答案:C
解析:A项有一个手性碳原子,B项中有2个手性碳原子,D项中有1个手性碳原子。
10.答案:B
解析:A.CS2与二氧化碳相似,都是直线形分子,为非极性分子,而水是极性溶剂,根据相似相溶原理,则二硫化碳在水中的溶解度不大,错误;B.二氧化硫为V形分子,氨气为三角锥形分子,都是极性分子,所以易溶于水,正确;C.二硫化碳为非极性分子,常温下为液体,但二氧化硫、氨气在常温下均为气体,所以二硫化碳的熔沸点最高,错误;D.氨气在水中的溶解度大不仅仅是因为氨气分子有极性,还因为氨气与水分子间能形成氢键,增大氨气的溶解度,错误。
11.答案:A
解析:氢键不是化学键,本质上还是一种分子间作用力,氢键要比化学键弱的多,一般只有电负性很强、半径很小的原子才能形成氢键,所以A不正确。
12.答案:D
解析:A项,因为HF的极性非常强,而且F原子的半径很小,因此在HF中会产生分子间氢键,通过氢键使得HF相互缔结合成三聚氟化氢。B项,冰中的氢键比液态水中的强,使得水分子排列的很规则,造成体积膨胀,密度变小。C项,乙醇可以和水形成氢键,故乙醇能与水以任意比混溶,而甲醚与水结构不相似,也不能形成氢键,故难溶于水。物质的稳定性取决于键能的大小,而与氢键无关,D项符合题意。13.答案:C
解析:HCl是极性分子,易溶于水而不溶于CCl4。C装置易发生倒吸而A、D装置中使用了倒置漏斗和球形干燥管,能防止倒吸。对B装置,HCl气体先通过CCl4,由于HCl不溶于CCl4,经CCl4缓冲后HCl再被上层的水吸收也可以有效地防止倒吸。
14.答案:D
解析:手性异构体只是在物理性质上有很大不同,其化学键和分子极性都是相同的。
15.答案:C
解析:M与足量氢气反应所得产物中只含有两个手性碳原子(六元环上与乙基相连的两个碳原子)。
16.答案:(1)S C
(2)V形 直线形 SO2 CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”的规律,SO2在H2O中的溶解度较大
(3)Cr 1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) +6
(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
解析:(1)X原子核外的M层中只有两对成对电子,则M层的轨道表示式为,故X为S元素,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,则Y原子的核外电子排布式为1s22s22p2,故Y为C元素。(2)Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,则Z为O元素,SO2、CO2的空间结构分别为V形、直线形。(3)Q的核电荷数为24,则Q为Cr元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,其价层电子排布式为3d54s1,则最高化合价为+6价。(4)元素周期表中F的电负性最强,HF溶液中,HF与HF、H2O与H2O、HF与H2O之间存在氢键。
17.答案: (1)③ (2)H2O分子间存在氢键 (3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4 (5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO
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。
18.答案:(1)相似 有 极性
(2)NH3 NH3分子中N—H键键能比PH3分子中的P—H键键能大
(3)D
解析:(1)N原子与P原子结构相似,NH3分子与PH3分子结构也相似。P—H键为不同种元素原子之间形成的共价键,为极性键。(2)由N、P在元素周期表中的位置和元素周期律知,非金属性N比P强,由元素的非金属性与氢化物之间的热稳定性关系知,NH3比PH3热稳定性强,可用键能来解释。(3)“易液化”属于物质的物理性质,NH3与PH3都是分子晶体,其物理性质与化学键无关。按照相对分子质量与分子间作用力的关系和分子间作用力与物质的物理性质的关系分析,应该有PH3比NH3的沸点高,PH3比NH3易液化。而实际是NH3比PH3易液化,这种反常现象的客观存在必有特殊的原因,在NH3分子间存在着比范德华力大的氢键。
19.答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)共价键 (3)正四面体 sp3杂化 非极性分子
(4)范德华力 (5)GeCl4 组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高
解析:第四周期ⅣA族元素为Ge,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p2;Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3,可知Y为氯元素,Y元素原子最外层电子排布图为:;XY4中X与Y形成的是共价键,空间构型为正四面体形,中心原子为sp3杂化,为非极性分子,分子间的作用力是范德华力。
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