高中人教版 (2019)第三节 分子结构与物质的性质第2课时同步测试题

这是一份高中人教版 (2019)第三节 分子结构与物质的性质第2课时同步测试题，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．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
2．电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事，导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是( )
A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上，导致游轮被撞沉
B．在冰中存在分子间氢键，导致冰山硬度大，能撞沉游轮
C．在冰中每个水分子能形成四个氢键
D．在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
3．下列分子中，不含手性碳原子的是( )
4．下列说法正确的是( )
A．卤化氢中，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H2O中氢键键能较大
D．氢键X—H…Y—中三个原子总在一条直线上
5．下列物质沸点的比较正确的有( )
①H2O>H2S ②H2O>HF ③H2S>H2Se ④CO>N2 ⑤CH4>C2H6 ⑥正戊烷>新戊烷
A．3项 B．4项 C．5项 D．6项
6．氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
7．在相同条件下，SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度( )
A．大 B．小 C．一样 D．无法比较
8．下列事实不可以用氢键来解释的是( )
A．水是一种非常稳定的化合物
B．在测量氟化氢相对分子质量的实验中，发现实验值总是大于20
C．水结成冰后，体积膨胀，密度变小
D．氨气容易液化
9．关于氢键，下列说法正确的是( )
A．分子中有N、O、F原子，分子间就存在氢键
B．因为氢键的缘故，熔、沸点高
C．由于氢键比范德华力强，所以H2O分子比H2S分子稳定
D．“可燃冰”——甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
10．下列说法正确的是( )
A．HF的沸点高于HCl，是因为HF分子的极性大，范德华力也大
B．在PCl5分子中，各原子均满足最外层8电子稳定结构
C．可燃冰是甲烷水合物，甲烷可与水形成氢键
D．S2Br2与S2Cl2结构相似，则沸点：S2Br2>S2Cl2
11．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”规律解释
B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键
D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子
12．(双选)正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A．在H3BO3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C．1 ml H3BO3的晶体中有6 ml极性共价键
D．1 ml H3BO3的晶体中有3 ml氢键
13．在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是( )
A．与新制银氨溶液共热
B．与甲酸发生酯化反应
C．与金属钠发生置换反应
D．与H2发生加成反应
二、非选择题：共3小题
14．PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：
(1)PtCl2(NH3)2是________(填“平面四边形”或“四面体形”)结构。
(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间结构图。
淡黄色固体________，黄绿色固体________。
(3)淡黄色固体物质由________________组成(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)，黄绿色固体物质由________________组成。
(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，原因是__________________________________________________________________。
15．水是地球上最常见的物质之一，是所有生命生存的重要资源。
(1)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多种有趣的结构和性质。
①一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如图：
使水结成“热冰”采用弱电场的条件，说明水分子是__________分子(填“极性”或“非极性”)。
②用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。产生的阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式：_____________________________________________；
该阳离子还能与水作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式：_________________________________________________。
(2)水的性质中的一些特殊现象对于生命的存在意义非凡，请解释水的分解温度远高于其沸点的原因：____________________________________。
16．(素养题)(1)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是___________________________________________________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)H2O可与CH3CH2OH以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为______________________________________________________________
________________________________________________________________。
一、选择题：共13小题
1．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
A [并不是所有含氢元素的化合物都能形成氢键，氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质中。氢键不是化学键，是介于范德华力和化学键之间的特殊作用力，本质上也是一种静电作用。]
2．电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事，导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是( )
A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上，导致游轮被撞沉
B．在冰中存在分子间氢键，导致冰山硬度大，能撞沉游轮
C．在冰中每个水分子能形成四个氢键
D．在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
D [水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在水面上；在冰中每个水分子形成四个氢键，它们分别为水分子中每个O原子能与两个氢原子形成两个氢键，水分子中的两个氢原子分别与另外的水分子中的氧原子形成氢键；在水分子内含有O—H共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力等分子间作用力。]
3．下列分子中，不含手性碳原子的是( )
B [在有机物分子中，连接四个不同的原子或基团的碳原子是手性碳原子。A、C、D项中均有碳原子连有四个不同的原子或基团，B项中不含手性碳原子。]
4．下列说法正确的是( )
A．卤化氢中，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H2O中氢键键能较大
D．氢键X—H…Y—中三个原子总在一条直线上
A [HF分子间存在氢键，故其沸点最高，A项正确；邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，故邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低，B项错误；H2O分子能形成2个氢键，而HF分子只能形成1个氢键，氢键越多，熔、沸点越高，C项错误；氢键中三个原子不一定在一条直线上，如邻羟基苯甲醛形成的分子内氢键中三个原子不在一条直线上，D项错误。]
5．下列物质沸点的比较正确的有( )
①H2O>H2S ②H2O>HF ③H2S>H2Se ④CO>N2 ⑤CH4>C2H6 ⑥正戊烷>新戊烷
A．3项 B．4项 C．5项 D．6项
B [ H2O分子间形成氢键，H2S分子间没有氢键，所以沸点H2O>H2S，①正确；常温下H2O为液态，HF为气态，所以沸点H2O>HF，②正确；H2S和H2Se的组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，所以沸点H2Se>H2S，③错误；CO和N2的相对分子质量相同，CO是极性分子，N2是非极性分子，所以沸点CO>N2，④正确；C2H6的相对分子质量大于CH4，所以沸点C2H6>CH4，⑤错误；同分异构体中，支链越多，范德华力越小，沸点越低，所以沸点正戊烷>新戊烷，⑥正确。]
6．氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
B [从氢键的成键原理上讲，A、B项都成立；但从空间结构上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以以B项方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－可知答案是B项。]
7．在相同条件下，SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度( )
A．大 B．小 C．一样 D．无法比较
A [水为极性溶剂，SO2为极性分子，而CO2为非极性分子，根据“相似相溶原理”，可知相同条件下，SO2在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度。]
8．下列事实不可以用氢键来解释的是( )
A．水是一种非常稳定的化合物
B．在测量氟化氢相对分子质量的实验中，发现实验值总是大于20
C．水结成冰后，体积膨胀，密度变小
D．氨气容易液化
A [氢键影响物质的部分物理性质，稳定性属于化学性质，则水是稳定的化合物与氢键无关，故A符合题意；HF分子间存在氢键，使HF聚合在一起，非气态时，氟化氢可以形成(HF)n，因此在测量氟化氢相对分子质量的实验中，发现实验值总是大于20，与氢键有关，故B不符合题意；水结冰，形成分子间氢键，使体积膨胀，密度变小，故C不符合题意；氨分子间存在氢键，使氨气的熔、沸点升高，则氨气易液化，故D不符合题意。]
9．关于氢键，下列说法正确的是( )
A．分子中有N、O、F原子，分子间就存在氢键
B．因为氢键的缘故，熔、沸点高
C．由于氢键比范德华力强，所以H2O分子比H2S分子稳定
D．“可燃冰”——甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
B [非金属性较强的元素(如N、O、F等)的氢化物易形成氢键，但并不是分子中有N、O、F原子的分子间就存在氢键，如NO分子间就不存在氢键，A错误；形成分子内氢键时，物质的熔点和沸点都会降低，形成分子间氢键时，物质的熔点和沸点就会升高，形成分子间氢键，形成分子内氢键，故的熔、沸点更高，B正确；分子的稳定性与氢键无关，而与化学键有关，C错误；C—H的极性非常弱，CH4不能与水分子形成氢键，可燃冰的形成是因为水分子通过氢键形成笼状结构，笼状结构的空腔直径与甲烷分子的直径相近，刚好可以容纳下甲烷分子，而甲烷分子与水分子之间没有氢键，D错误。]
10．下列说法正确的是( )
A．HF的沸点高于HCl，是因为HF分子的极性大，范德华力也大
B．在PCl5分子中，各原子均满足最外层8电子稳定结构
C．可燃冰是甲烷水合物，甲烷可与水形成氢键
D．S2Br2与S2Cl2结构相似，则沸点：S2Br2>S2Cl2
D [HF的沸点高于HCl，是因为HF分子之间存在氢键，A错误；一般来说，某元素的化合价的绝对值＋原子最外层电子数＝8时，该原子最外层达到8电子稳定结构，在PCl5分子中P原子最外层不符合8电子稳定结构，B错误；可燃冰是甲烷水合物，碳的电负性较小，甲烷与水不能形成氢键，C错误；组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高，则沸点：S2Br2>S2Cl2，D正确。]
11．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”规律解释
B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键
D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子
C [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”规律解释，A正确；过氧化氢中含有极性键O—H和非极性键O—O，其正电中心和负电中心不重合，属于极性分子，B正确；水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有的H—O非常稳定，与分子间氢键无关，C错误；手性碳原子连接的4个原子或原子团互不相同，根据青蒿素的结构图，可知该分子中包含7个手性碳原子，如图：，D正确。]
12．(双选)正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A．在H3BO3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C．1 ml H3BO3的晶体中有6 ml极性共价键
D．1 ml H3BO3的晶体中有3 ml氢键
CD [硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3个共用电子对，氢原子最外层只有1个电子，与氧原子形成1个共用电子对，因此B原子和H原子最外层都不满足8电子稳定结构，故A错误；分子的稳定性与分子内的B—O、H—O共价键有关，与氢键无关，故B错误；1 ml H3BO3的晶体中有3 ml B—O和3 ml O—H，则1 ml H3BO3的晶体中有6 ml极性共价键，故C正确；1个H3BO3分子对应6个氢键，1个氢键为2个H3BO3分子共用，因此含有1 ml H3BO3分子的晶体中有3 ml氢键，故D正确。]
13．在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是( )
A．与新制银氨溶液共热
B．与甲酸发生酯化反应
C．与金属钠发生置换反应
D．与H2发生加成反应
D [若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使两个原子或基团具有相同的结构。A项，反应后—CHO转化为—COONH4，手性碳原子仍存在；B项，反应后—CH2OH转化为，手性碳原子仍存在；C项，反应后—CH2OH转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D项，反应后—CHO转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同，不再存在手性碳原子。]
二、非选择题：共3小题
14．PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：
(1)PtCl2(NH3)2是________(填“平面四边形”或“四面体形”)结构。
(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间结构图。
淡黄色固体________，黄绿色固体________。
(3)淡黄色固体物质由________________组成(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)，黄绿色固体物质由________________组成。
(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，原因是__________________________________________________________________。
[解析] (1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面四边形结构，若为四面体结构则无同分异构体。
(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为。由于淡黄色固体在水中的溶解度较小，因此其分子无极性，其结构为①，则黄绿色固体为极性分子，其结构为②。
(3)根据“相似相溶”原理可知：黄绿色固体是由极性分子构成的，故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。
[答案] (1)平面四边形 (2)
(3)非极性分子 极性分子
(4)黄绿色固体是由极性分子构成的，而淡黄色固体是由非极性分子构成的，根据“相似相溶”原理可知，前者在水中的溶解度大于后者
15．水是地球上最常见的物质之一，是所有生命生存的重要资源。
(1)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多种有趣的结构和性质。
①一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如图：
使水结成“热冰”采用弱电场的条件，说明水分子是__________分子(填“极性”或“非极性”)。
②用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。产生的阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式：_____________________________________________；
该阳离子还能与水作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式：_________________________________________________。
(2)水的性质中的一些特殊现象对于生命的存在意义非凡，请解释水的分解温度远高于其沸点的原因：____________________________________。
[解析] (1)①在电场作用下凝结，说明水分子是极性分子。②水分子释放出电子时产生的阳离子可以表示成H2O＋，因为其具有较强的氧化性，可将SO2氧化为硫酸根离子，发生反应：2H2O＋＋SO2===4H＋＋SOeq \\al(2－,4)；该阳离子还能与水作用生成羟基，根据已知信息和电荷守恒可得离子方程式：H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH。
(2)水分解需要破坏分子内部的共价键，水的气化只需破坏范德华力和氢键，而共价键比范德华力和氢键强得多，所以水的分解温度远高于其沸点。
[答案] (1)①极性 ②2H2O＋＋SO2===4H＋＋SOeq \\al(2－,4) H2O＋＋H2O===H3O＋＋—OH
(2)水分解需要破坏分子内部的极性键，水的气化只需破坏分子间的范德华力与氢键，而极性键比分子间的范德华力和氢键强得多
16．(素养题)(1)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是___________________________________________________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)H2O可与CH3CH2OH以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为______________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范德华力和氢键。②笼状空腔的直径是0.586 nm，而CO2分子的直径是0.512 nm，笼状空腔直径大于CO2分子的直径，而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4，因此可以实现用CO2置换CH4的设想。(2)水可以与乙醇互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。
[答案] (1)①氢键、范德华力
②CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4
(2)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
参数
分子
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/kJ·ml－1
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
参数
分子
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/kJ·ml－1
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91