高中化学人教版物质结构与性质第二章分子结构与性质第三节分子的性质 全市获奖

人教版化学高二选修3第二章第三节分子的性质同步练习1．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是()A．CO2和SO2B．CH4和CH2Cl2C．BF3和NH3 D．HCl和H答案：D解析：解答：A项，CO2为极性键构成的非极性分子，为直线形结构，SO2为V形结构，是极性分子；B项，CH4为极性键构成的非极性分子，是正四面体结构，CH2Cl2是由极性键构成的极性分子；C项，BF3为极性键构成的非极性分子，是平面正三角形结构，NH3为极性键构成的极性分子，是三角锥形结构；D项，HCl和HI都是极性键构成的直线形结构，都为极性分子。分析：本题考查极性键和非极性键、极性分子和非极性分子，熟练掌握极性共价键与非极性共价键的形成是解题的关键​。2．下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A．二氧化硫 B．四氯化碳C．双氧水 D．乙炔答案：D解析：解答：分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须既有同种元素原子间所形成的键，又有不同种元素原子间所形成的键，而在A、B选项中同种原子间没有成键，没有非极性键。要求分子为非极性分子，则分子的空间构型一定是对称的，只有这样才能使分子中正、负电荷的中心重合，使分子无极性。故选D。分析：本题考查共价键的极性和分子的极性，熟练掌握同种元素的原子间性非极性键二不同元素的原子间形成极性键是解题的关键​。3．NH3、H2S等分子是极性分子，CO2、BF3、CCl4等分子是极性键形成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是()A．分子中不能含有H原子B．在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键C．在ABn分子中所有的共价键都相同D．在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量答案：B解析：解答：由给定的信息可知，由极性键构成的非极性分子中的中心原子无孤电子对，即中心原子的所有价电子都参与成键。分析：本题考查形成非极性分子的规律，熟练掌握常见非极性分子中元素的成键特点是解题的关键​。4．下列叙述中正确的是()A．NH3、CO、CO2都是极性分子B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子答案：B解析：解答：选项A中CO2属于非极性分子；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱；选项D中的H2O是V形结构。分析：分子的极性一般与物质的空间构型有关，空间构型对称的属于非极性分子，反之属于极性分子。物质中键的极性只与成键原子是否属于同种元素有关，而物质的稳定性与化学键的键能有关，一般非金属性越强，所对应的气态氢化物越稳定。5．在下列分子中一定具有极性的是()A．XY B．XY2C．XY3 D．XY4答案：A解析：解答：XY2型的分子，如果中心原子采用sp杂化(如：CO2)，则三原子共直线，分子为非极性分子；如果中心原子采用sp2杂化(如：SO2)，则分子的空间构型为V形，分子为极性分子。XY3型的分子，如果中心原子采用sp2杂化(如：BF3)，则分子的空间构型为平面三角形，分子为非极性分子；如果中心原子采用sp3杂化(如：NH3)，则分子的空间构型为三角锥形，分子为极性分子。XY4型的分子(如：CH4)，一般都为非极性分子。分析：本题考查极性分子和非极性分子的规律，熟练掌握分子的极性主要有分子的空间构型来决定是解题的关键​。6．下列各组物质中，都含有极性键和非极性键的是()A．CH4和SiF4 B．H2O2和N2H4C．NaOH和NH4Cl D．C2H6和HCOOH答案：B解析：解答：A项，只含极性键；B项，氢氧键和氢氮键是极性键，而氧氧键和氮氮键都是非极性键；C项，氢氧化钠和氯化铵中的OH－、NHeq\o\al(＋,4)中有极性键；D项，乙烷中含有碳碳非极性键，碳氢极性键；HCOOH中只含碳氢极性键和碳氧极性键，不存在非极性键。分析：判断共价键极性，关键是观察形成共价键的两个原子是同种元素的原子，还是不同种元素的原子。7．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＋HClD．NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋NH3↑＋H2O答案：A解析：解答：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。分析：本题考查化学键类型的存在以及化学反应过程中化学键的破坏和形成。8．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，不存在化学键答案：B解析：解答：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。分析：熟练掌握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是解题的关键​。9．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，氢键答案：C解析：解答：B原子最外层的3个电子都参与成键，故B原子可以形成sp2杂化轨道；B(OH)3分子中的—OH可以与相邻分子中的H原子形成氢键。分析：本题考查元素轨道的杂化方式和氢键的判断，熟练掌握氢键的形成条件是解题的关键​。10．下列两组命题中，B组中命题正确，且能用A组中的命题加以解释的是()A组B组Ⅰ．H—I键的键能大于H—Cl键的键能①HI比HCl稳定Ⅱ．H—I键的键能小于H—Cl键的键能②HCl比HI稳定Ⅲ．H2S的范德华力大于H2O的范德华力③H2S的沸点比H2O的高Ⅳ．HI的范德华力小于HCl的范德华力④HI的沸点比HCl的低A．Ⅰ① B．Ⅱ②C．Ⅲ③ D．Ⅳ④答案：B解析：解答：碘和氯属于同主族，碘的原子半径大于氯的原子半径，碘的非金属性弱于氯的非金属性，H—Cl键的键能大于H—I键的键能，HCl的稳定性大于HI的稳定性，A错，B对；HCl和HI结构相似，HI的范德华力大于HCl的范德华力，HI的熔沸点要高于HCl的熔沸点；H2S的结构与H2O的结构相似，但由于H2O分子间存在较强的氢键，故H2O的熔沸点高。分析：本题考查键能和范德华力，明确键能是分子稳定性的一种影响因素，而范德华力决定分子晶体的熔沸点是解题的关键​。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，氢键比范德华力强答案：A解析：解答：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。分析：本题考查对氢键、离子间、范德华力等的理解，熟练掌握它们的联系和区别是解题的关键​。12．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答案：D解析：解答：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。分析：本题考查氢键形成的条件和含有氢键的物质的判断。13．下列化合物中，前者的沸点低于后者的是()A．乙醇与氯乙烷B．邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D．H2O与H2Te答案：B解析：解答：邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键，沸点较低；而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B项正确。对于A项，由于乙醇存在分子间氢键，而氯乙烷不存在氢键，所以乙醇的沸点(78．5℃)高于氯乙烷的沸点(12．3℃)。同理，D项中H2O的沸点高于H2Te的沸点。分析：本题考查氢键的存在对物质性质的影响，熟练掌握请柬的判断是解题的关键​。14．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．①②③④⑤C．①②③④ D．①②③答案：B解析：解答：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。分析：明确氢键、范德华力主要影响分子的熔沸点是解题的关键​。15．下列物质的酸性强弱比较中，错误的是()A．HClO4>HBrO4>HIO4B．HClO4>H2SO4>H3PO4C．HClO4>HClO3>HClOD．H2SO3>H2SO4>H2S2O3答案：解析：解答：同一主族元素从上到下，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐减弱，A正确。同一周期元素从左到右，非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐增强，B正确。对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，C正确。H2SO4的酸性大于H2SO3，D不正确。分析：本题考查含氧酸的酸性强弱比较，可以根据中心元素的非金属性强弱进行判断，也可以从含有非羟基氧原子判断。16．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答案：C解析：解答：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。分析：本题考查极性分子和非极性分子、相似相溶原理及其应用，熟练掌握极性分子和非极性分子及相似相容原理是解题的关键​。17．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答案：D解析：解答：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。分析：熟练掌握手性分子的结构和性质的是解题的关键​。18．无机含氧酸的强弱的规律表示成酸元素的化合价越高，酸性越强。下列说法正确的是()①根据这一规律高氯酸是很强的酸②H3PO4的酸性比盐酸的酸性强③碳酸和亚硫酸的酸性不好比较④硝酸与磷酸的酸性强度一样A．①②B．③④C．①③D．②④答案：C解析：解答：一般认为，成酸元素的化合价越高其酸性越强。盐酸为非含氧酸，不适用此规律，②错；硝酸与磷酸非同一元素的含氧酸，分别为一元强酸和三元中强酸，④错。分析：本题考查含氧酸酸性强弱的规律，熟练掌握比较含氧酸强弱的依据是解题的关键​。19．如图有机物分子中带“*”碳原子就是手性碳原子。该有机物分别发生下列反应，生成的有机物分子中仍含有手性碳原子的是()A．与乙酸发生酯化反应B．与NaOH水溶液反应C．与银氨溶液作用只发生银镜反应D．催化剂作用下与H2反应答案：C解析：解答：与乙酸、NaOH、H2反应后都会产生相同的原子团：与乙酸反应时，醇羟基与乙酸的羧基发生酯化反应生成“—CH2OOCCH3”结构；与NaOH水溶液反应时，酯基发生水解反应得到“—CH2OH”结构；催化作用下与H2加成时，醛基发生还原反应生成“—CH2OH”分析：本题考查手性碳原子的判断，熟练掌握手性碳原子的结构特点是解题的关键​。20．二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO-CH2CH2-O-CH2CH2-OH。下列有关二甘醇的叙述，正确的是()A．符合通式CnH2nO3B．分子间能形成氢键C．分子间不存在范德华力D．能溶于水，不溶于乙醇答案：B解析：解答：二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n＋2O3。二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键，也存在范德华力。由“相似相溶”规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。分析：本题考查氢键、范德华力及其对物质性质的影响。二、非选择题21．请指出表中分子的空间构型，判断其中哪些属于极性分子，哪些属于非极性分子．分子空间构型分子有无极性分子空间构型分子有无极性O2HFCO2H2OBF3NH3CCl4答案：分子空间构型分子有无极性分子空间构型分子有无极性O2直线形无HF直线形有CO2直线形无H2OV形有BF3平面三角形无NH3三角锥形有CCl4正四面体形无解析：解答：O2是由共价键构成的双原子分子，空间构型为直线形，分子无极性；CO2中C的价层电子对数=2+（4﹣2×2）=2+0=2，VSEPR模型和分子空间构型均为直线型，分子无极性；BF3中B的价层电子对数=3+（3﹣3×1）=3+0=3，VSEPR模型和分子空间构型均为平面正三角形，分子无极性；CCl4中C的价层电子对数=4+（4﹣4×1）=4+0=4，VSEPR模型和分子空间构型均为正四面体形，分子无极性；HF中F的价层电子对数=1+（7﹣1×1）=1+3=4，VSEPR模型为四面体，去掉3个孤电子对，分子空间构性为为直线型，分子有极性；H2O中O的价层电子对数=2+（6﹣2×1）=2+2=4，VSEPR模型为四面体，去掉2个孤电子对，分子空间构性为V形，分子有极性；NH3中N的价层电子对数=3+（5﹣3×1）=3+1=4，VSEPR模型为四面体，分子空间构型为三角锥形，分子有极性；分析：对于ABn型分子，通过计算中心原子的价层电子对数确定VSEPR模型，去除所含孤电子对数得分子的空间构型；由极性键构成的分子，由该分子的分子空间结构决定分子极性．如果分子的立体构型为直线形、平面三角形、正四面体形、三角双锥形、正八面体形等空间对称的结构，致使正电中心与负电中心重合，这样的分子就是非极性分子．若为V形、三角锥形、四面体形（非正四面体形）等非对称结构，则为极性分子．22．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答案：(1)相似有极性(2)NH3NH3分子中N—H键键能比PH3分子中的P—H键键能大(3)D解析：解答：(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。分析：本题考查分子的空间构型、氢键和范德华力对物质熔沸点的影响等，熟练掌握分子间作用力和氢键是解题的关键​。23．氧是地壳中含量最多的元素。(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________。(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________________________。的沸点比高，原因是__________________________．(3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用______杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为________________________。答案：(1)2(2)O—H键、氢键、范德华力邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大(3)sp3H2O中O原子有2对孤对电子，H3O＋中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小解析：解答：氧元素核外有8个电子，其基态原子核外电子排布为1s22s22p4，所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2。(2)O—H键属于共价键，强度最大，分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴，但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为O—H键、氢键、范德华力；氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内，邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分子之间不存在氢键，对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。(3)依据价层电子对互斥理论知H3O＋中O上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，由于H3O＋的中心原子O的价层电子对数为3＋1＝4，所以H3O＋为四面体，因此H3O＋中O原子采用的是sp3杂化；同理可以计算出H2O中O原子上的孤电子对数＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，因此排斥力较大，水分子中H—O—H键角较小。分析：本题考查原子的核外电子排布、氢键的形成及对物质熔沸点的影响、原子轨道的杂化类型等。24．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________。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)sp32CO型判断解析：解答：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<HClO3<HClO4；H2SO3<H2SO4。(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。分析：本题考查极性分子和非极性分子、判断简单分子或离子的构型、原子轨道杂化方式及杂化类型判断、含氧酸的酸性强弱等，考查知识点较