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高中第二章 分子结构与性质第三节 分子的性质精品课后练习题
展开第三节分子的性质
第2课时 溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性
一、单选题
1.下面对概念的描述不正确的是( )
A.键能是指气态分子中1ml化学键解离成气态原子所吸收的能量
B.量子力学把电子在原子核外的一个运动状态称为一个原子轨道
C.有对映(手性)异构体的分子叫做手性分子
D.气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能
【答案】B
【详解】
A.根据键能定义,键能是指气态分子中1ml化学键解离形成气态原子锁吸收的能量,键能通常是298.15K、100kPa条件下的标准值,A正确;
B.量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,B错误;
C.具有完全相同的组成和原子排列的结构不同的分子互称为手性异构体,具有手性异构体的分子叫做手性分子,C正确;
D.根据第一电离能定义,气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能,D正确;
故答案选B。
2.下列现象与氢键无关的是
A.NH3的熔、沸点比PH3的高
B.NH3分子加热难分解
C.冰的密度比液态水的密度小
D.小分子的醇、羧酸可以和水以任意比例互溶
【答案】B
【详解】
A.因ⅤA族中,N的非金属性最强,氨气分子之间存在氢键,则氨气的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高,与氢键有关,故A不符合题意;
B.NH3分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,与氢键无关,故B符合题意;
C.氢键的形成具有方向性,水结成冰后氢键的数目变多,水分子间的空隙变大,因此,相同质量时冰的密度比液态水的密度小,与氢键有关,故C不符合题意;
D.因小分子的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键,氢键的形成对其溶解性的影响占主要地位,故小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶,故D不符合题意;
答案选B。
【点睛】
氢键是分子间(内)电负性较大的成键原子与H原子间形成的静电作用,分子中含有与H原子相结合的原子半径小、电负性大、有孤对电子的F、O、N原子可以形成氢键,分子间氢键使物质熔沸点升高、水中溶解度增大。
3.关于氢键的下列说法正确的是
A.每一个水分子内有两个氢键
B.乙醇易溶于水是因为二者可形成分子间氢键
C.冰中存在氢键,液态水中不存在氢键
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
【答案】B
【详解】
A.冰中每一个水分子存在两个分子间氢键,故A错误;
B.乙醇易溶于水主要是因为二者可形成分子间氢键,溶解性增大,故B正确;
C.冰中存在氢键,液态水中也存在氢键,故C错误;
D.H2O是一种非常稳定的化合物,是氧氢键键能比较大,与氢键无关,故D错误。
综上所述,答案为B。
4.下列解释正确的是( )
A.H2O很稳定,是因为水分子之间存在氢键
B.HF的熔、沸点在同族元素的氢化物中出现反常,是因为HF分子内有氢键
C.卤素单质从上到下熔、沸点升高,是因为它们的组成结构相似,从上到下其相对分子质量增大,分子间作用力增大
D.氨气极易溶于水,与氢键没有关系
【答案】C
【详解】
A. 水稳定是因为水分子中的O—H键稳定,与氢键无关,故A错误;
B. HF分子间存在氢键,HF分子内没有氢键,故B错误;
C. 卤素单质的熔、沸点与分子间作用力有关,卤素单质从上到下熔、沸点升高,是因为它们的组成结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越大,故C正确;
D. 氨气与水分子之间能形成氢键,使氨气的溶解度增大,所以氨气极易溶于水,与氢键有关系,故D错误;
答案选C。
5.砹()属于卤族元素,下列关于砹()及其化合物具有的性质的推测不正确的是( )
A.单质砹易溶于某些有机溶剂
B.是难溶于水的有色固体
C.的酸性比的弱
D.受热很难分解
【答案】D
【详解】
A. 单质溴、碘易溶于某些有机溶剂,故砹单质也易溶于某些有机溶剂,故A正确;
B. 由、、的溶解度逐渐降低,颜色逐渐加深可知是难溶于水的有色固体,故B正确;
C. 元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,所以的酸性比的弱,故C正确;
D. 在卤族元素中,非金属性越弱,对应的简单氢化物稳定性越差,故砹化氢的稳定性比碘化氢的差,受热易分解,故D错误。
综上所述,答案为D。
【点睛】
利用非金属性从上到下的变化规律来判断,从上到下,非金属性逐渐减弱,与氢气化合越来越难,氢化物稳定性越来越不稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱。
6.下列物质的有关性质,能用共价键键能大小解释的是
A.还原性:HI>HFB.溶解度:HF>HI
C.沸点:HF>HID.热分解温度:HF>HI
【答案】D
【详解】
A. 卤族元素的性质递变规律是同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的还原性逐渐增强,与化学键无关,所以不能用键能解释,故A错误;
B. 物质的溶解度与化学键无关,故B错误;
C. 气态氢化物的沸点主要受范德华力的影响,相对分子质量越大,极性越强,范德华力就越大,熔沸点就越高,F,N,O等元素的氢化物会形成分子间氢键,导致熔沸点升高,故C错误;
D. HF、HI属于共价化合物,影响稳定性的因素是共价键,共价键的键能越大越稳定,与共价键的键能大小有关,故D正确;
答案选D。
7.从化学键的观点看,化学反应的实质是“旧键的断裂,新键的形成”,据此你认为下列变化属于化学变化的是( )
①对空气进行降温加压
②金刚石变成石墨
③NaCl熔化
④碘溶于CCl4中
⑤HCl溶于水电离出H+和Cl-
⑥电解熔融的Al2O3制取Al
A.②③⑤B.②⑤⑥C.②⑥D.②③⑤⑥
【答案】C
【详解】
对空气进行降温加压、NaCl熔化、碘溶于CCl4、HCl溶于水电离出H+和Cl-都没有新物质生成,没有化学键的破坏和生成,都是物理过程,只有金刚石变为石墨、电解熔融Al2O3有新物质生成,是化学变化。答案选C。
8.X、Y、Z、W 四种短周期元素在周期表中的位置如右图所示.这四种元素的原子最外层电子数之和为22 ,下列关于四种元素的说法正确的是( )
A.X 的最高价氧化物对应的水化物 酸性最强
B.化合物XY2、ZY2均能溶于水生成含氧酸
C.Y的氢化物比W的氢化物沸点高
D.四种元素中W原子半径最大
【答案】C
【分析】
根据元素在周期表中的位置知,X、Y是第二周期元素而Z和W位于第三周期,设X原子最外层电子数是a,则Y、Z、W原子序数分别是a+1、a-1、a+2,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,则a+a+1+a-1+a+2=22,则a=5,则X、Y、Z、W分别是N、O、Si、Cl元素,据此分析作答。
【详解】
A.N元素的最高价氧化物N2O5能够与水反应生成硝酸,但是HClO4的酸性比硝酸强,故A错误;
B.NO2能够溶于水,与水反应产生HNO3,而SiO2不能溶于水,也不能和水反应,故B错误;
C.水分子之间以氢键和分子间作用力结合,氢键比分子间作用力强很多,而HCl分子之间只有分子间作用力,所以Y的氢化物比W的氢化物沸点高,故C正确;
D.同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小;不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以四种元素的原子中Si原子半径最大,故D错误;
故选C。
9.下列对分子及其性质的解释中,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原理解释
B.乳酸[CH3CH(OH)COOH]中存在一个手性碳原子
C.许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而只有过渡金属才能形成配合物
D.已知酸性:HClO2>HClO,是因为HClO2分子中有1个非羟基氧原子而HClO为0
【答案】C
【详解】
A.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,A正确;
B.碳原子连接四个不同的原子或原子团时,该碳原子为手性碳原子,所以乳酸中第二个C为手性碳原子,B正确;
C.含有孤电子对的微粒与含有空轨道的微粒易形成配合物,因而,不仅是过渡金属才能形成配合物,C错误;
D.HClO2可以写成(HO)ClO的形式,HClO可以写成(HO)Cl的形式,HClO2中有1个非羟基氧,故HClO2的酸性强于HClO,D正确;
故选C。
10.下列说法错误的是
A.CHBrClF分子中含有手性碳原子
B.PCl3是含有极性键的非极性分子
C.金属的导电性是通过自由电子的定向运动实现的
D.光气(COCl2)中 σ 键和 π 键的个数比为 3:1
【答案】B
【详解】
A.CHBrClF分子中碳原子连接了四个不同的原子,故属于手性碳原子,A正确;
B.PCl3中含有一对孤电子,其结构为三角锥形,且P-Cl间以极性键结合,故属于极性键构成的极性分子,B错误;
C.金属的导电是通过层与层之间的自由移动的电子的定向移动实现的,C正确;
D.光气的结构如图所示(),其结构中含有3个σ 键和1个 π 键,故σ 键和 π 键的个数比为 3:1,D正确;
故选B。
11.下列各组物质的性质由强到弱的顺序排列正确的是( )
A.酸性:HClO>H2SO4>H3PO4
B.氢化物稳定性:HF>H2O>H2S
C.碱性:NaOH>KOH>Ca(OH)2
D.沸点:HI>HBr>HCl>HF
【答案】B
【详解】
A.元素的非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的酸性越强,但是HClO 不是氯元素最高价氧化物形成的酸,其为弱酸,其酸性在这三种酸中最弱,故A错误;
B.非金属性F>O>S,元素的非金属性越强,对应的氢化物权越稳定,则稳定性HF>H2O>H2S,故B正确;
C.金属性K>Na,元素的金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的碱性越强,则碱性KOH>NaOH,故C错误;
D.HF含有氢键,熔沸点最高,HCl、HBr、HI不含氢键,分子的相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,则有熔沸点HF>HI>HBr>HCl,故D错误;
答案选B。
12.下列“最值”描述情况正确的是
A.第二周期所有元素的第一电离能:最大的是F,最小的是 Li
B.第三周期主族元素离子半径:最大的是Clˉ,最小的是Al3+
C.第三周期元素最高价氧化物的水化物:酸性最强的是HClO,碱性最强的是 NaOH
D.第VIA族元素的最简单氢化物的沸点,最高的是H2O,最低的是H2S
【答案】D
【详解】
A.同周期自左至右第一电离能呈增大趋势,所以第二周期中第一电离能最大的Ne元素,故A错误;
B.同周期中阴离子的半径大于阳离子,电子层数相同时核电荷数越小半径越大,所以S2-的半径就比Cl-的大,故B错误;
C.非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强,第三周期中非金属性最强的元素为氯元素,最高正价为+7价,所以酸性最强的是HClO4,故C错误;
D.第VIA族元素的最简单氢化物中,水分子之间存在氢键,其沸点最高,其它氢化物之间不形成氢键,结构相似,相对分子质量越大沸点越高,所以H2S沸点最低,故D正确;
综上所述答案为D。
13.下列对分子的性质的解释中,正确的是( )
A.常温下水很稳定(1000℃以上才会部分分解),因为水中含有大量氢键
B.该分子含有1个手性碳原子
C.含有极性键的分子一定是极性分子
D.由图知酸性:H3PO4>HClO,因为H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数
【答案】D
【详解】
A.化合物的稳定性与化学键强弱有关,氢键影响水的沸点但不影响水的稳定性,选项A错误;
B. 分子中除羧基上的C外另两个碳上连有4个不同的基团,是手性碳原子,即有2个手性碳原子,选项B错误;
C. 含有极性键的分子不一定是极性分子,如甲烷是由极性键形成的非极性分子,选项C错误;
D.H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数,所以磷酸的酸性大于次氯酸,故D正确;
答案选D。
二、填空题
14.人类文明的发展历程,也是化学物质的发现和认识的历程。
(1)基态铁原子的价电子排布图为____。
(2)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,l个(SCN)2分子中含有键的数目为___。类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)的沸点,其原因是________。
(3)硝酸钾中NO3-的空间构型为______,写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式_____。
(4)钙的配合物离子[W(CO)5OH]-能催化固定CO2,该配合物离子中钨的配位数是____。
【答案】(1) (2) 4 异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能形成氢键 (3) 平面三角形 SO3或BF3、BBr3 (4) 6
【解析】
【分析】
(1)Fe是26号元素,根据构造原理,结合泡利原理和洪特规则书写其核外电子排布式,据此可得其价电子排布图;
(2)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,(SCN)2分子中硫原子形成两个共用电子对、C原子形成四个共用电子对、N原子形成三个共用电子对;能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能形成分子间氢键;
(3)根据价层电子对数判断微粒的空间构型;结合等电子体概念书写相应的非极性分子的等电子体;
(4)钨的配位体为CO、OH-。
【详解】
(1)Fe是26号元素,其基态核外电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,所以价电子排布图为;
(2) (SCN)2分子的结构简式是N≡C-S-S-C≡N,可见在该分子中含有5个键,4个π键;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(HNCS)的沸点,其原因是异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能形成氢键。
(3)NO3-中N原子的价层电子对数为3+=3,且不含孤电子对,所以NO3-的空间构型为平面三角形;与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式为BF3、SO3、BBr3;
(4)钙的配合物离子[W(CO)5OH]-能催化固定CO2,该配合物离子中钨的配位体是CO、OH-,所以W配位数是5+1=6。
【点睛】
本题考查物质结构和性质的知识,涉及价电子排布图的书写、共价键类型的判断与计算、氢键、等电子体、络离子等,物质的结构对性质的决定作用。
15.试用有关知识解释下列现象:
(1)有机物大多难溶于水,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,其组成化学式可用(H2O)m表示:____________________________。
【答案】(1)乙醇分子中的醇羟基、乙酸分子中的羧羟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 (4) 常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,所以用(H2O)m表示,而不是以单个分子形式存在
【详解】
(1)乙醇分子中的醇羟基、乙酸分子中的羧羟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,所以有机物大多难溶于水,而乙醇、乙酸可与水互溶;
(2)乙醇分子间通过氢键结合产生的作用力比乙醚分子间的作用力要大得多,故乙醇的相对分子质量虽比乙醚的小,但作用力较大,所以沸点高;
(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,故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) 常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,所以用(H2O)m表示,而不是以单个分子形式存在,其组成化学式可用(H2O)m表示。
16.60年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含氧酸的化学式为HnROm,其中(m-n)为非羟基氧原子数,鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数(m-n)的关系见下表.
试回答下列问题:
(1)按此规则判断碳酸应属于_____酸。
(2)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为_______________。
(3)H3PO3和H3AsO3的形式一样,但酸性强弱相差很大.已知H3PO3为中强酸,H3AsO3为弱酸,试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构__________________、________________________。
【答案】(1) 中强酸(2) H3AsO4
(2)H3AsO4、H2CrO4、HMnO4中的m-n依次为1、2、3,按此规则,依次为中强酸、强酸、很强酸。
(3)H3PO3为中强酸,H3PO3中含1个非羟基氧原子,P原子最外层有5个电子,H3PO3的分子结构为;H3AsO3为弱酸,H3AsO3中不含非羟基氧原子,As原子最外层有5个电子,根据价键规则,H3AsO3的分子结构为。
详解:(1)碳酸的分子式为H2CO3,其中m-n=1,按此规则碳酸应属于中强酸。
(2)H3AsO4、H2CrO4、HMnO4中的m-n依次为1、2、3,按此规则,依次为中强酸、强酸、很强酸,酸性由弱到强的顺序为H3AsO4
m-n
0
1
2
3
含氧酸强度
弱酸
中强
强
很强
实例
HClO
H3PO4
HNO3
HClO4
2022年高三化学寒假学业分层测评:09溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性 Word版含解析: 这是一份2022年高三化学寒假学业分层测评:09溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性 Word版含解析,共6页。试卷主要包含了下列化合物中含有手性碳原子的是,下列说法中正确的是等内容,欢迎下载使用。
2022年高三化学寒假同步练习(含答案):15溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性: 这是一份2022年高三化学寒假同步练习(含答案):15溶解性、手性、无机含氧酸分子的酸性,共3页。试卷主要包含了下列物质中不存在手性异构体的是,下列物质的酸性强弱比较正确的是等内容,欢迎下载使用。
高三化学每天练习20分钟——分子的性质(极性、溶解性、手性、无机含氧酸酸性)(有答案和详细解析): 这是一份高三化学每天练习20分钟——分子的性质(极性、溶解性、手性、无机含氧酸酸性)(有答案和详细解析),共4页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。