高中化学第2章分子结构与性质第3节分子的性质练习含解析 人教版选修

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第三节　分子的性质 ‎1．下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是(　　)‎ A．CO2、H2S　　　　　 B．C2H4、CH4‎ C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl 解析：选B　由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子。故正确答案为B。‎ ‎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 解析：选C　NCl3电子式为，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、沸点的高低受分子间作用力影响，与共价键强弱无关。‎ ‎3．关于氢键，下列说法正确的是(　　)‎ A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键 B．冰中存在氢键，水中不存在氢键 C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高 D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致 解析：选C　氢键属于分子间作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，不属于化学键，分子间氢键的存在，加强了分子间作用力，使物质的熔、沸点升高，A项错误，C项正确；在冰和水中都存在氢键，而H2O的稳定性主要是由分子内的O—H键的键能决定，B、D项错误。‎ ‎4．下列叙述与范德华力无关的是(　　)‎ A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．通常状况下氯化氢为气体 C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高 D．氟、氯、溴、碘的气态氢化物的稳定性越来越弱 解析：‎ 7‎ 选D　分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。A项，气体物质加压时，范德华力增大，降温时，气体分子的平均动能减小，两种情况下，分子靠自身的动能不足以克服分子间作用力，从而聚集在一起形成液体甚至固体；B项，氯化氢分子之间的作用力是很弱的范德华力，因此通常状况下氯化氢为气体；C项，一般来说组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增强，物质的熔、沸点逐渐升高；D项，气态氢化物的稳定性受分子中化学键强弱的影响，与范德华力无关。‎ ‎5．当一个碳原子连接四个不同原子或原子团时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是(　　)‎ 解析：选C　A、B、D三项中化合物均只含有1个手性碳原子，C项中划*的为化合物中含有的手性碳原子，故仅有C项符合题意。‎ ‎6．已知含氧酸可用通式(HO)nXOm来表示，如X是S，则m＝2，n＝2，这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是(　　)‎ A．HClO4 B．H2SeO3‎ C．H3BO3 D．H3PO4‎ 解析：选A　根据题目所给通式，HClO4表示为(HO)ClO3，m＝3；H2SeO3表示为(HO)2SeO，m＝1；H3BO3表示为(HO)3B，m＝0；H3PO4表示为(HO)3PO，m＝1。HClO4的m值最大，酸性最强。‎ ‎7．(1)(2019·全国卷Ⅱ)元素As与N同族。预测As的氢化物的沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是____________________。‎ ‎(2)(2018·全国卷Ⅱ)S8的结构如图，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_____________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 7‎ ‎(3)(2017·全国卷Ⅲ)研究发现，CO2低压合成甲醇的反应为：CO2＋3H2===CH3OH＋H2O，反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为___________________，原因是____________________________________。‎ ‎(4)(2016·全国卷Ⅱ)氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是__________________。‎ 解析：(1)As与N同族，则As的氢化物为AsH3，由于NH3分子间存在氢键使沸点升高，故AsH3的沸点较NH3低。‎ ‎(2)S8的相对分子质量大于SO2，因此S8的分子间作用力大，熔沸点比SO2的高。‎ ‎(3)水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇多，则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体，但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气，所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。‎ ‎(4)NH3分子间存在氢键，故沸点比PH3高。‎ 答案：(1)低　NH3分子间存在氢键 ‎(2)S8相对分子质量大，分子间范德华力强 ‎(3)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大，范德华力较大 ‎(4)高于　NH3分子间可形成氢键 ‎8．数十亿年来，地球上的物质不断变化，大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分：‎ 空气的成分 N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)‎ 原始大气的主要成分 CH4、NH3、CO、CO2等 用上表所涉及的分子填写下列空白：‎ ‎(1)含有10个电子的分子有____________(填化学式，下同)；‎ ‎(2)由极性键构成的非极性分子有______________________；‎ ‎(3)与H＋可直接形成配位键的分子有_______________________；‎ ‎(4)沸点最高的物质是______，用所学的知识解释其沸点最高的原因________________；‎ ‎(5)分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外)有____________，它的立体构型为____________；‎ ‎(6)CO的结构可表示为O 7‎ C，与CO结构最相似的分子是________，这两种结构相似的分子的极性________(填“相同”或“不相同”)，CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同，它叫________。‎ 解析：(1)题中含10电子的分子有CH4、NH3、H2O、Ne。(2)具有对称结构的分子是非极性分子，如N2、O2、CH4、CO2，其中由极性键形成的非极性分子只有CH4和CO2，另两个非极性分子是由非极性共价键形成的。‎ ‎(3)H2O可与H＋直接形成配位键，形成H3O＋(水合氢离子)，NH3与H＋以配位键结合成NH。‎ ‎(4)表中所涉及的物质都是由分子构成的。沸点的高低比较主要看范德华力的强弱，但水分子间除了范德华力外，还有氢键的作用，分子间氢键的存在使水的沸点较高。‎ ‎(5)碳原子最外层有4个电子，在甲烷分子中形成了4个共价键，不存在孤电子对，最外层电子都参与成键，构型为正四面体形。‎ ‎(6)由一氧化碳的结构式可知，碳原子和氧原子之间存在三个共价键，氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键，结构相似。CO分子中的三键是由两个不同的原子形成的，是极性共价键，而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的，是非极性共价键。CO中带箭头的键与其他的共价键不同，它是配位键。‎ 答案：(1)H2O、Ne、CH4、NH3　(2)CH4、CO2　(3)NH3、H2O　(4)H2O　水分子间存在氢键，使分子间作用力增大，沸点升高　(5)CH4　正四面体形　(6)N2　不相同　配位键 ‎9．下列化合物中，化学键的极性和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是(　　)‎ A．CO2和SO2 B．CH4和H2O C．BF3和NH3 D．HCl和HI 解析：选D　A项中CO2为极性键构成的非极性分子，SO2是极性分子；B项中CH4为极性键构成的非极性分子，H2O是极性键构成的极性分子；C项中BF3为极性键构成的非极性分子，NH3为极性键构成的极性分子；D项中HCl和HI都是极性键构成的极性分子，故选D。‎ ‎10．下列物质变化，只与范德华力有关的是(　　)‎ A．碘溶于四氯化碳 B．乙酸汽化 C．乙醇与丙酮混溶 D．HCON(CH3)2溶于水 解析：选A　范德华力存在分子之间，不含氢键的分子晶体符合题目要求。乙酸、乙醇分子间存在氢键，HCON(CH3)2溶于水时与水分子间会形成氢键。‎ ‎11．下列事实与氢键无关的是(　　)‎ A．水和乙醇可以以任意比例互溶 B．氨容易液化 C．液态氟化氢的化学式有时写成(HF)n的形式 D．甲烷难溶于水而易溶于四氯化碳 7‎ 解析：选D　D项甲烷在水中和四氯化碳中的溶解性不同，是根据“相似相溶”原理得出的，与氢键无关。‎ ‎12．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 解析：选B　根据“相似相溶”原理，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A错误，B正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C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，故D错误。‎ ‎13．碘单质在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，这是因为(　　)‎ A．CCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大 B．CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子 C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素 D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子 解析：选D　CCl4是非极性分子，I2是非极性分子，水是极性分子，所以根据“相似相溶”原理可知，碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大。‎ ‎14．无机含氧酸的化学式可以用XOn(OH)m来表示(X代表成酸元素，n代表XO基中的氧原子数，m代表OH数)，则n值越大，m值越小，该酸的酸性就越强。硫酸、磷酸的结构为，则它们的酸性(　　)‎ A．硫酸和磷酸都是强酸 B．硫酸是强酸，但是酸性比磷酸弱 C．硫酸是强酸，且酸性比磷酸强 D．磷酸和硫酸都是弱酸 解析：选C　硫酸可写为SO2(OH)2，磷酸可写为PO(OH)3，n值分别是2、1，m值分别是2、3，由n值越大、m值越小，该酸的酸性就越强，因此硫酸的酸性强于磷酸。‎ ‎15．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；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)。‎ 7‎ ‎(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)。‎ ‎(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)。‎ 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。‎ ‎(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C6H6，C、A两元素组成H2O，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。‎ ‎(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。‎ 答案：(1)③　(2)H2O分子间形成氢键　(3)C6H6　H2O　大于　(4)SiCl4>CCl4>CH4　(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO ‎16．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示。‎ 含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系：‎ ‎(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分别为：‎ 7‎ ‎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___________________________________________________________。‎ ‎(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况___________，写出化学方程式：___________________________________。‎ 解析：(1)已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，依题给信息可知H3PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。‎ ‎(2)书写与过量NaOH溶液反应的方程式，需要知道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。‎ ‎(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应；H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。‎ 答案：(1) ‎ ‎(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O　‎ ‎②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O ‎(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应　As(OH)3＋3HCl===AsCl3＋3H2O 7‎