选择性必修2 2.3 分子结构与物质的性质 同步练习题(含解析)

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选择性必修2 第二章 第三节 分子结构与物质的性质 同步练习题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）
1． 下列说法不正确的是(　　)
A．分子间作用力是分子间静电作用的总称
B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响
C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中
2． 常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形。以下关于三氯化氮的说法中正确的是(　　)
A．分子中N—Cl键是非极性键
B．分子中不存在孤电子对
C．NCl3分子是极性分子
D．因N—Cl键的键能大，它的沸点高
3． 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
4． 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
5． 下列物质中不存在氢键的是(　　)
A．冰醋酸中醋酸分子之间
B．液态氟化氢中氟化氢分子之间
C．一水合氨分子中的氨分子与水分子之间
D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
6． 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
7． 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
8． 下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是(　　)
A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O
9． 下列对分子性质的解释中，不正确的是(　　)
A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释
B．乳酸()存在手性异构体，因为其分子中含有一个手性碳原子
C．在NH3分子中存在极性共价键和配位键
10．丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子，它存在对映异构，如图所示。
下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是(　　)
A．Ⅰ和Ⅱ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
二、填空题（本题包括5个小题，共60分）
11．（12分）已知：含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系。
次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸
含氧酸 Cl—OH
非羟基氧原子数 0 1 2 3
酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
(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简式分别为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_____________________________________________________________。
12．（10分）水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)，使水分子彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体——冰。其结构示意图如下图所示。则：
(1)1 mol 冰中有________ mol “氢键”。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为：____________________。
(3)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃)，则x、y、z的大小关系为________，判断的依据是_______________。
13．(12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
14．(12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____________________。
15．(16分)均由两种短周期元素组成的A、B、C、D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。
请回答下列问题。
(1)A、B、C、D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______________(用元素符号回答)。
(2)A与HF相比，其熔、沸点较低，原因是______________________________________________。
(3)B分子的立体构型为______形，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。由此可以预测B分子在水中的溶解度较________(“大”或“小”)。
(4)A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为_____________(填化学式)，若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱(填“>”“<”或“＝”)：
HXO________HXO3________HXO4； H2YO3________H2YO4。
(5)D分子中心原子的杂化方式是________，由该原子组成的单质分子中包含________个π键，与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为________。
1. 答案：D
解析：分子间作用力是分子间静电作用的总称，它包括氢键与范德华力，它的作用弱于化学键，但不属于化学键，它对物质熔、沸点，物质的溶解和电离等均有影响。
2 答案：C
解析：NCl3电子式，N原子上还有一对孤电子对；NCl3分子为极性分子，结构不对称，为三角锥形。N—Cl键为极性键，其键能大说明分子稳定，而物质熔、沸点的高低应受分子间作用力影响，与共价键强弱无关。
3. 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。
4. 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。
5. 答案：D
解析：只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键(如N、O、F)，C—H不是强极性共价键，故选D。
6. 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。
7. 答案：A
解析：7很多有机物分子都是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，而有机物之间的溶解度却很大，所以A项错误；溴分子是非极性分子，故B项错误；二氧化碳(O===C===O)是非极性分子，D项错误。
8. 答案：B
解析：B项中没有非极性键的断裂和形成，C项中没有离子键的断裂和形成，D项中没有非极性键的断裂和形成。
9. 答案：C
解析：NH3分子中只存在极性共价键，无配位键。
10. 答案：D
解析：当四个不同的原子或者原子团连接在同一个C原子上时，这个C原子称为手性C原子。但是，这种对称只对物理性质有很大影响，无论是化学键还是分子的极性都是相同的。
11.答案：(1)①　 ②
(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O
②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O
解析：(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依据题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应的化学方程式的书写，需得知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。
12.答案：(1)2 (2)2H2OH3O＋＋OH－
(3)x>z>y　水中存在氢键，其沸点最高，Mr(H2Se)>Mr(H2S)，故H2Se的分子间作用力大于H2S，其沸点高于H2S。
解析：由冰的结构示意图可观察到每个水分子与周围4个水分子形成氢键，而每个氢键为两个水分子共有，所以1 mol 冰中含有的氢键为：4×＝2(mol)；水电离产生OH－(含有10个电子)，则与其电子数相同的粒子为H3O＋(含有10个电子)，电离方程为：2H2O??H3O＋＋OH－。因为H2O中存在氢键，其熔、沸点最高。
13.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。
14.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。
15.答案：(1)N>O>Cl>S　(2)HF分子之间存在氢键
(3)V　极性　大　(4)HClO4>H2SO4　<　<　<
(5)sp3　2　CO
解析：根据18电子化合物的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。
(1)四种化合物中相对原子质量较大的元素分别为Cl、S、O、N。根据第一电离能的递变规律可知，四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序为：N>O>Cl>S。
(2)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。
(3)B分子为H2S，其结构类似于H2O，因为H2O分子中O原子以sp3杂化，分子构型为V形，所以H2S分子也为V形，属于极性分子。
(4)A、B的中心原子为Cl和S，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4和H2SO4，因为非金属性Cl>S，所以酸性HClO4>H2SO4；X、Y的化合价越高酸性越强，所以HClO(5)D分子为N2H4，其结构式为，N原子以sp3杂化，N2的结构式为：N≡N，其中有1个σ键，2个π键。
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