分子结构与物质的性质 同步练习 高中化学新人教版选择性必修2

高中化学人教版选择性必修2第二章第三节练习题一、单选题下列说法中正确的是(    )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(    )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>HX下列说法正确的是(    )A.氢键是化学键

B.甲烷可与水形成氢键

C.乙醇分子跟水分子之间不只存在范德华力

D.碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键A，B，C，D，E五种短周期元素，原子序数依次增大。A原子核外的最外层电子数是次外层的两倍，C原子核外的最外层中只有两对成对电子，D在元素周期表的各元素中非金属性最强，E和C同主族。下列说法错误的是（）A.原子半径：D<B<A<E

B.C和E具有相同的最高化合价

C.最简单气态氢化物的沸点：E<C

D.相同条件下EC2在水中的溶解度比关于CS2、SO2、NHA.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和下列说法中正确的是(    )A.PCl3、NH3、PCl5的VSEPR构型相同

B.H2O的熔沸点大于H2S的熔沸点是由于H−O键能大于H−S键能

C.C海洋生物参与氮循环过程如图所示：下列说法不正确的是(

)A.N2H4为极性分子且易溶于水

B.反应③中可能有氧气参与反应

C.反应①～⑤中包含3个氧化还原反应

D.等量NO2下列对分子性质的解释中，不正确的是(    )A.NF3和BF3的杂化方式不同，前者是sp2后者是sp3

B.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

C.HCHO、CH3+、SO二氧化钛可作光催化剂，能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水。有关甲醛、苯、二氧化碳及水的说法错误的是(    )A.苯与B3N3H6互为等电子体

B.甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp2下列对分子性质的解释中，正确的是(    )A.NH3极易溶于水而CH4难溶于水只是因为NH3是极性分子，CH4是非极性分子

B.乳酸()具有光学活性，因为其分子中含有一个手性碳原子

C.水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水分子间存在大量的氢键

D.当地时间2020年1月30日晚，世界卫生组织(WHO)宣布，将新型冠状病毒疫情列为国际关注的突发公共卫生事件，防疫专家表示，75%的医用酒精、含氯消毒剂(如84消毒液等)可以有效杀灭病毒。关于酒精和含氯消毒剂的有关说法正确的是(    )A.乙醇中与羟基相连的C原子是sp2杂化，另一个C原子是sp3杂化

B.乙醇是非极性分子，易溶于水

C.1个HClO分子中含有两个σ键

D.1个乙醇分子中含有6个汽车尾气中常常含有CO、NOx等气体，为减少空气污染，现在汽车上都加装了“三效催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图(未配平)，其中不同的球代表不同的原子。下列说法不正确的是（）A.甲、乙、丙、丁中有3种是非极性分子

B.甲和丁中同种元素的化合价不相等

C.H2CO3、HNO3酸性的相对强弱与分子中非羟基氧的个数有关

D.HN二、填空题(1)EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近，但EDTA的沸点(540.6℃)比正二十一烷的沸点(100℃)高的原因是________。

(2)乙二胺和三甲胺[N(CH3)(3)N2H(4)甲胺(CH3N(5)CH3COOH(6)C2H5OH(7)下列物质的结构或性质与氢键无关的是________。A.乙醚的沸点

B.乙醇在水中的溶解度C.氢化镁的晶格能

D.DNA的双螺旋结构第28届国际地质大会提供的资料显示，海底蕴藏的可燃冰可满足人类1000年的能源需要。可燃冰是一种像冰的晶体，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个分子，晶体中平均每46个水分子构成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离(1)可燃冰的晶体类型是__________。(2)猜想水分子主要通过__________(一种作用力)形成了“笼子”。(3)若晶体中每8个笼有6个笼容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。

(1)水分子的空间结构是________。(2)每个冰晶胞平均占有________个水分子。冰的熔点远低于金刚石熔点的原因是__________________。

(3)实验测得冰中氢键的键能为18.5 kJ·mol−1，而冰的熔化热为5.0 kJ·mol−1，这说明冰融化成水，氢键________(三、实验题为了探究硫、碳、硅元素的非金属性的相对强弱，某实验小组设计了如图装置：

(1)仪器A的名称是_________，仪器B中发生反应的化学方程式_________________。

(2)实验步骤：连接仪器、____________________、加药品后、打开a、滴入浓硫酸、加热。(3)问题探究

①装置D中酸性KMnO4溶液的作用是__________________________。②这套实验设计不够严谨，应该在D、E之间增加一个洗气装置，装置中盛放的试剂是_______

，其作用是__________________________。

③能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是④C、E装置中的实验现象能否作为判断亚硫酸与碳酸酸性强弱的依据____(填“能”或“否”)。试管C中发生反应的离子方程式是__________________________。某研究小组在实验室进行硫的化合物系列实验。Ⅰ.验证H2SO(1)试剂X的作用是_______。(2)当观察到_______，即证明H2SOⅡ.研究铁与硫酸的反应。已知：浓H2SOa.乙同学设计如下表所示的实验1、2：实验试剂现象1螺旋状铁丝、稀硫酸铁丝表面有大量气体产生2螺旋状铁丝、浓硫酸铁丝表面迅速发黑(Fe(3)上述实验中，铁丝绕成螺旋状的目的是_______。(4)实验1中，铁与稀硫酸反应的离子方程式为_______。(5)实险2中的现象常被称为_______。b.丙同学设计如图所示装置的实验3：加热试管A，温度保持在250℃∼300℃，产生大量气体，B中品红褪色，D处始终未检测到可燃性气体，实验结束后，检验到A的溶液中既有Fe3+又有(6)A中产生的气体是_______;请设计实验方案检测装置A的溶液中含有Fe3+_______(简要说明操作、试剂、现象和结论(7)分析实验1、2、3，可知影响铁和硫酸反应产物多样性的因素有_______。四、推断题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，它们形成化合物的分子式是XY4(1)X元素的原子基态电子排布式为__________________________，Y元素原子最外层电子的电子排布图为__________________________。(2)若X、Y两元素电负性分别为1.8和3.0，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”(3)该化合物的立体构型为________形，中心原子的轨道杂化类型为________，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)的沸点高，原因是_______________________________五、计算题T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表。

元素相关信息TT元素可形成自然界硬度最大的单质WW与T同周期，核外有一个未成对电子XX原子的第一电离能至第四电离能分别为I1=578 kJ·mol−1、IY常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质ZZ的一种同位素的质量数为63，中子数为34(1)TY2是一种常用的溶剂，是________(填“极性分子”或“非极性分子”)，分子中存在________个(2)W的最简单氢化物容易液化，理由是________。(3)基态Y原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。Y、氧、W元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号作答)。(4)已知Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9.00 g·cm−3，则晶胞边长为________cm；ZYO4常作电镀液，其中YO42−的空间构型是________，Y原子的杂化轨道类型是________。

元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：Z+HCl+O2=ZCl+HO2，A. OB. HOC. HOD. 1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移

答案和解析1.【答案】C

【解析】略

2.【答案】C

【解析】略

3.【答案】C

【解析】略

4.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查元素周期表、元素周期律的推断及应用，为高频考点，难度不大。解答时注意根据题中信息推断出正确的元素是关键。

【解答】

A原子核外的最外层电子数是次外层的两倍，则A是C；D在元素周期表的各元素中非金属性最强，则D为F；C原子核外的最外层中只有两对成对电子，结合元素位置C的电子排布式为1s22s22p4，C为O，根据原子序数可得B为N；E和C同主族，则E为S，所以A，B，C，D，E分别为C、N、O、F、S。

A.电子层越多，原子半径越大；电子层相同时，质子数越多，原子半径越小，故原子半径D<B<A<E，故A正确；

B.O和S的最高化合价不相同，O最高价不为+6，而S最高价为+6，故B错误；

C.H2O分子间有氢键，则最简单气态氢化物的沸点：H2S<H2O，故C正确；

D.【解析】略

6.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查氢键对物质性质的影响以及价层电子对互斥理论，综合性较强，明确手性碳原子的判断方法，题目难度中等。

【解答】

A.NH3、PCl3中价层电子对个数均为3+12×(5−3×1)=4，且含有一个孤电子对，所以NH3、PCl3的VSEPR构型相同；PCl5中价层电子对个数=5+12×(5−5×1)=5且不含孤电子对，则VSEPR构型与NH3、PCl3不相同，故A错误；

B.H2O分子间含氢键，则H2O的沸点高于H2S，与H−O的键能大于H−S的键能无关，故B错误；

C.乳酸分子[CH3−CH(OH)−COOH]中第二个碳原子连有4个不同的原子或原子团，属于手性碳，故C错误；

D.

BF3【解析】【分析】

本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，注意反应类型的判断及化学与生活的关系，题目难度不大。

【解答】

A.N2H4的结构式为，正负电荷的重心不重合，为极性分子，据相似相容原理，易溶于水，故A正确；

B.反应③N2H4中N元素的化合价升高，被氧化，氧气可以氧化N2H4，则可能有氧气参与反应，故B正确；

C.反应②③④⑤中，都存在N元素化合价的变化，均属于氧化还原反应，所以反应①～⑤中包含4个氧化还原反应，故C错误；

D.反应④中N元素的化合价从+3价降低到−1价，反应⑤中N元素的化合价从+3价降低到0价，则等量NO2−参加反应，反应④转移电子数目比反应⑤【解析】【分析】

本题考查杂化轨道理论，分子的构型，相似相溶原理，无机含氧酸的酸性，题目难度一般，根据选项中的条件逐项判断正误即可。

【解答】

A.BF3分子，中心原子B价层电子对数=3+3−1×32=3，杂化方式为sp2杂化;短周期NF3分子，中心原子N价层孤电子对数=3+5−1×32=4，杂化方式为sp3杂化，故A错误。

B.碘是非极性分子易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子难溶于极性溶剂水，所以都可用相似相溶原理解释，故B正确;

C.HCHO分子内(H2C=O)碳原子形成3个σ键，无孤对电子，分子中价层电子对数=3+0=3，杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型为平面三角形;CH3+离子中，中心原子C的价层电子对数=3+3−3×12=3，采取sp2杂化，为平面三角形结构;S【解析】【分析】

本题主要考查的是等电子体、氢键、杂化方式、分子的极性等内容，考查的知识点较多，意在考查学生的知识应用能力，注意相关知识的积累。

【解答】

A.苯的分子式为C6H6，价电子总数为4×6+6=30，的价电子总数为3×3+5×3+6=30，苯分子与B3N3H6分子均由12个原子构成，故二者互为等电子体，故A正确；

B.甲醛、苯分子中碳原子均形成3个σ键、没有孤对电子，采用sp2杂化，二氧化碳中碳原子形成2个σ键、没有孤对电子，采用sp杂化，故B错误；

C.苯分子呈平面正六边形结构，二氧化碳分子是直线形分子，二者的正、负电荷中心均重合，故二者均为非极性分子；水分子呈V形，甲醛分子呈平面三角形，二者的正、负电荷中心均不重合，故二者为极性分子，C项正确；

【解析】【分析】

本题考查了氢键对物质性质的影响，同分异构体、物质的溶解性规律，含氧酸酸性强弱比较，题目综合性较强，难度较大，注意对相关知识的积累．

【解答】

A.NH3与水分子之间存在氢键，使氨气易溶于水，所以NH3极易溶于水的原因为NH3是极性分子和氨气与水分子间存在氢键，故A错误；

B.中间碳原子上连有四个不一样的基团：氢原子、甲基、羧基和羟基，是手性碳原子，存在对映异构即手性异构体，故B正确；

C.水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有的H−O键非常稳定，与存在氢键无关，故C错误；

D.H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，故D错误；【解析】【分析】

本题重点考查原子的杂化方式和分子极性的判断及化学键等，明确乙醇的结构是解题关键，属于基础考查，难度中等。

【解答】

A.乙醇中的C原子形成四个单键，都是sp3杂化，故A错误；

B.乙醇分子的正负电荷中心无法重合，结构不对称，是极性分子，易溶于水，故B错误；

C.H−O，O−Cl均以单键相连，单键是σ键，1个HClO分子中含有两个σ键，故C正确；

D.1个乙醇分子中含有8个σ键，无π键，故D错误。

12.【答案】【解析】略

13.【答案】(1)EDTA分子间存在氢键(2)乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键(3)N(4)CH3N(5)乙酸与水分子间可形成氢键(6)乙醇分子间存在氢键(7)AC

【解析】(1)羧基中的羟基之间可以形成氢键，故而沸点提高。(2)乙二胺中有和N原子相连的H原子，能形成分子间氢键，而三甲胺[N(CH

14.【答案】(1)分子晶体

(2)氢键

(3)CH【解析】略

15.【答案】(1)V形(或角形)

(2)8

破坏的作用力不同，金刚石熔化需破坏共价键，而冰熔化需要破坏范德华力和氢键

(3)部分

【解析】略

16.【答案】(1)分液漏斗；Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O；

(2)检验装置的气密性；

(3)①吸收S【解析】【分析】

本题主要考查探究硫、碳、硅元素的非金属性的相对强弱，注重相关原理的应用，试题难度一般。

【解答】

(1)根据装置图可知A仪器名称是分液漏斗；铜与浓硫酸混合加热，发生反应产生硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O；

故答案为：分液漏斗；Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+SO2↑+2H2O；

(2)由于该实验中有气体物质参加反应，实验实验步骤首先是连接仪器，待检查装置气密性后再加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热；

故答案为：检验装置的气密性；

(3)①由于亚硫酸是酸性比碳酸强，实验反应产生的SO2气体与装置C的饱和碳酸氢钠溶液发生反应产生CO2气体，SO2具有还原性，D中盛酸性KMnO4溶液的作用是吸收CO2气体中未反应的SO2，防止干扰CO2的性质；

故答案为：吸收SO2；

②该实验证明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验依据是利用酸性：碳酸比硅酸强，将二氧化碳通入硅酸钠溶液中，发生反应：CO2+SiO32−+H2O=H2SiO3↓+CO32−，前提条件是检验二氧化碳中不含有二氧化硫，应该在D、E之间增加一个洗气装置，装置中盛放的试剂是品红溶液；【解析】【分析】本题考查有关硫元素的化合物的性质，难度不大，掌握相关物质的性质是解答的关键。【解答】(1)第一个装置反应产生二氧化碳，第二个是除去二氧化碳中的二氧化硫，第三个是用品红检验二氧化硫是否除完全，最后通入石灰水中检验二氧化碳，故答案为：检验SO(2)品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊；(3)铁丝绕成螺旋状的目的是：增大铁丝与硫酸的接触面积，加快反应速率，使反应充分进行；(4)铁与稀硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H(5)浓硫酸的强氧化性会使铁表面形成氧化膜，故叫钝化；(6)铁与浓硫酸加热反应产生二氧化硫，检验三价铁离子的方法是：取少量溶液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色则证明有Fe(7)分析实验1、2、3，可知影响铁和硫酸反应产物多样性的因素有：反应的温度、反应物的浓度、反应物用量。

18.【答案】(1)1s22s22p63(3)正四面体

sp3杂化

非极性分子

(4)范德华力

(5)GeC

【解析】略

19.【答案】(1)非极性分子

；2

；

(2)氟化氢分子之间存在着氢键；(3)M

；9；

6；

F>O>S