高中人教版 (2019)第三节 分子结构与物质的性质习题

这是一份高中人教版 (2019)第三节 分子结构与物质的性质习题，共6页。试卷主要包含了范德华力与氢键的理解，下列几种氢键，试用有关知识解释下列现象，下列说法不正确的是等内容，欢迎下载使用。

题组1.范德华力与氢键的理解
1.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,能导致游轮被撞沉
B.水在4 ℃时达到最大密度,4 ℃后水的密度变小
C.范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
2.下列几种氢键:
①O—H…O ②N—H…N ③F—H…F ④O—H…N
其强度由强到弱的排列顺序是( )
A.③①④②B.①②③④
C.③②①④D.①④③②
3.下列关于范德华力影响物质性质的叙述正确的是( )
A.范德华力是决定由分子构成的物质的熔、沸点高低的唯一因素
B.范德华力与物质的性质没有必然的联系
C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质
D.范德华力仅影响物质的部分物理性质
题组2.手性分子及其判断
4.下列有机物中含有两个手性碳原子的是( )
A.B.
C.D.
5.如图中两分子所表示的物质间的关系是( )
A.互为同分异构体B.同一种物质
C.互为手性异构体D.互为同系物
题组3.范德华力与氢键对物质性质的影响
6.已知O3分子为V形结构,O3在水中的溶解度和O2比较( )
A.O3在水中的溶解度和O2一样
B.O3在水中的溶解度比O2小
C.O3在水中的溶解度比O2要大
D.无法比较
7.下列对一些实验事实的理论解释,正确的是( )
8.中科院国家纳米科学中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”提供了直观证据。下列说法中正确的是( )
①正是氢键的存在,冰能浮在水面上
②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一
③由于氢键的存在,沸点:HCl>HBr>HI>HF
④由于氢键的存在,使水与乙醇互溶
⑤由于氢键的存在,使水具有稳定的化学性质
A.②⑤B.③⑤
C.②④D.①④
9.试用有关知识解释下列现象:
(1)有机化合物大多难溶于水,而乙醇、乙酸可与水互溶: 。
(2)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多,原因: 。
(3)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法: 。
(4)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因: 。
B级关键能力提升练
10.下列说法不正确的是( )
A.HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强
B.苹果酸分子中含有1个手性碳原子
C.NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是可与H2O分子形成氢键
D.以极性键结合的分子一定是极性分子
11.二甘醇可作溶剂、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.二甘醇分子中有一个手性碳原子
B.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
12.“冰面为什么滑?”这与冰层表面的结构有关,下列有关说法正确的是( )
A.由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
B.第一层固态冰中,水分子间通过共价键形成空间网状结构
C.第二层“准液体”中,水分子间形成共价键机会减少,形成氢键的机会增加
D.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性的水分子”,使冰面变滑
13.已知苯是常见溶剂,且苯分子为非极性分子。现有五种短周期非金属元素,其中A、B、C的最外层电子排布式可分别表示为asa、bsbbpb、csccp2c,D与B同主族,E位于C的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素。试回答下列问题。
(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中,属于极性分子的是 (填序号)。
(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两种元素都能和A元素形成常见的溶剂,其分子式分别为 、 。DE4在前者中的溶解度 (填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为 (填化学式)。
C级学科素养拔高练
14.在表示有机物的组成和结构时,若将碳原子及与碳原子相连的氢原子符号省略,只表示分子中键的连接情况和官能团,每个拐点或终点均表示有一个碳原子,则得到键线式。如乙醇可表示为。试回答下列问题:
(1)1,2,4-三氮唑()与环戊二烯()的物理性质如下:
它们的水溶性和沸点差异很大的主要原因是 。
(2)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为 ;推测抗坏血酸在水中的溶解性 (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(3)下列化合物中含有3个“手性碳原子”的是 (填字母)。
A.B.
C.D.
(4)在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为 ,原因是 。
答案：
1.D 解析 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,A正确;水在4℃时达到最大密度,B正确;范德华力与氢键可同时存在于分子之间,C正确;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,D错误。
2.A 解析 F、O、N的电负性依次减小,F—H、O—H、N—H的极性依次减小,所以氢键F—H…F最强,其次是O—H…O,再次是O—H…N,最弱的是N—H…N,答案选A。
3.D 解析 范德华力是一种分子间作用力,因此范德华力不会影响物质的化学性质,只影响物质的部分物理性质。
4.B 解析 由有机物的结构可以看出,A、C、D三项中没有手性碳原子;B项中每个与氯原子相连的碳原子都是手性碳原子。
5.B 解析 题图中的分子不含手性碳原子,所以两分子不是手性分子;两分子的分子式相同,结构相同,故两分子表示的物质是同一种物质。
6.C 解析 因O3为V形结构,为极性分子,O2为非极性分子,根据“相似相溶”规律可知,O3在水中的溶解度比O2大,C正确。
7.C 解析 根据“相似相溶”规律,Br2、I2是非极性分子,它们易溶于非极性溶剂苯中,而在极性溶剂水中的溶解度较小,A错误;卤素单质的组成、结构相似,从F2到I2相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,B错误;NH3与H2O都是极性分子,且分子间可以形成氢键,所以NH3在H2O中溶解度很大,C正确;HF和HCl的沸点高低与分子内的共价键无关,D错误。
8.D 解析 ①冰中水分子有序排列,每个水分子被4个水分子包围,形成4个氢键,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,是氢键导致的,故①正确;②氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故②错误;③HF分子间存在氢键,沸点最高,HCl、HBr、HI分子间都不存在氢键,沸点高低取决于范德华力大小,相对分子质量越大,范德华力越大,则沸点越高,所以沸点:HCl9.答案 (1)乙醇分子中的醇羟基、乙酸分子中的羧基均可与水形成分子间氢键,相互结合成缔合分子,故表现为互溶
(2)乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力,故乙醇的沸点比乙醚高很多
(3)NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离出来
(4)常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,而不是以单个分子形式存在,所以可用(H2O)m表示
10.D 解析 以极性键结合的分子,若空间结构对称,则该分子为非极性分子,D项错误。
11.B 解析 二甘醇分子中没有手性碳原子,A错误;二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键,也存在范德华力,B正确、C错误;由“相似相溶”可知,二甘醇能溶于水和乙醇,D错误。
12.D 解析 水分子的稳定性好,是由水分子内氢氧共价键的键能决定的,与分子间形成的氢键无关,A错误;分子间不存在共价键,应该是通过氢键形成空间网状结构,B错误;分子间不存在共价键,应该是氢键个数减少,C错误;当温度达到一定数值时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏,使一部分水分子能够自由流动,从而产生“流动性的水分子”,造成冰面变滑,D正确。
13.答案 (1)③
(2)H2O分子间能形成氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
解析 由A、B、C、D、E为短周期的非金属元素及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(碳),C为O。由D与B同主族,且为非金属元素得D为Si;由E位于C的下一周期且E为同周期中电负性最大的元素可知E为Cl。(1)①②③④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4,其中H2O2为极性分子,其他均为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O,H2O分子间可形成氢键使其沸点比下一周期同族元素的氢化物的高。(3)B、A两种元素形成的常见溶剂为苯,C、A两种元素形成的常见溶剂为水。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,相对分子质量越大,分子间作用力越大,故它们的沸点从高到低的顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
14.答案 (1)1,2,4-三氮唑分子间、与水分子间都可以形成氢键
(2)sp3、sp2 易溶于水
(3)C (4)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相对分子质量较大,范德华力较大
解析 (1)两者结构相似,相对分子质量非常接近,但1,2,4-三氮唑分子中有N—H键,N原子半径小,电负性大,分子间可以形成氢键,也可以与水分子间形成氢键。
(2)根据抗坏血酸的分子结构,形成单键的碳原子为sp3杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化;分子中含有4个—OH,能与水形成分子间氢键,因此抗坏血酸易溶于水。
(3)A、B、C三个选项中的有机物中含有的手性碳原子的数目分别为1、2、3,D项中的有机物中不含有手性碳原子。
(4)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相对分子质量较大、范德华力较大。选项
实验事实
理论解释
A
溴单质、碘单质在苯中的溶解度比在水中大
苯的密度比水小
B
卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态
范德华力逐渐减小
C
在常温常压下,1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl的短
项目
环戊二烯
1,2,4-三氮唑
相对分
子质量
66
69
物理性质
无色液体,不溶于水,沸点为42.5 ℃
无色晶体,溶于水,沸点为260 ℃