2019-2020学年高中化学课时作业11氢键溶解性手性无机含氧酸的酸性含解析 人教版选修3

2019-2020学年高中化学课时作业11氢键溶解性手性无机含氧酸的酸性含解析 人教版选修3

课时作业(十一)‎ A组—双基训练 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称 B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高，对物质的溶解、电离等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中 答案　D 解析　分子间作用力是分子间静电作用的总称，它包括氢键与范德华力，它的作用弱于化学键，不属于化学键，存在也有一定要求，对物质熔、沸点等有影响。‎ ‎2．根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律，说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大，下列说法正确的是(　　)‎ A．溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素 B．溴、碘是单质，四氯化碳是化合物 C．Cl2、Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子 D．以上说法都不对 答案　C 解析　根椐相似相溶原理，极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。Cl2、Br2、I2是非极性分子，它们易溶于非极性溶剂CCl4；而在极性溶剂水中的溶解度较小。‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．氢键有方向性和饱和性，属于共价键 B．分子形成氢键一定使物质的熔、沸点升高 C．甲醇(CH3OH)比甲硫醇(CH3SH)熔点高，原因是甲醇分子间易形成氢键 D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由氢键所致 答案　C 解析　氢键有方向性和饱和性，氢键的作用相对较弱，不属于化学键，A 11‎ 项错误；分子间氢键使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低，B项错误；由于O的电负性较大，故甲醇中含有分子间氢键，导致甲醇的熔点比甲硫醇的高，C项正确；H2O较稳定是由于H—O键键能较大，与氢键无关，D项错误。‎ ‎4．下列叙述正确的是(　　)‎ A．能电离出H＋的化合物除水外都是酸。酸的分子中含有几个氢原子，它就是几元酸 B．无机含氧酸分子中含有几个羟基，它就属于几元酸 C．同种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，含氧酸的酸性越强，氧化性也越强 D．H3PO4和H2CO3分子中非羟基氧的个数均为1，但它们的酸性强弱不同，H3PO4是中强酸而H2CO3是弱酸 答案　D 解析　由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等可判断A、B两项均错误；由HClO的酸性很弱而氧化性很强可判断C项错误；D项中H3PO4和H2CO3的非羟基氧原子数均为1，但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多，这是因为溶于水的CO2只有很少一部分与水结合成H2CO3。‎ ‎5．当一个碳原子所连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(　　)‎ 答案　C 解析　由题干可知，A、B、D三项中各有1个手性碳原子；C项中有2个手性碳原子。‎ ‎6．下列关于氢键的说法正确的是(　　)‎ A．由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3‎ 11‎ B．氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内 C．没有氢键就没有生命 D．相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多 答案　C 解析　本题的易错之处是误认为氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内，而错选B项。“反常”是指它们在本族元素的氢化物沸点排序中的现象，三种物质的沸点高低顺序可由事实得出，0 ℃时水会结冰，而HF是液态，NH3是气态，水的沸点最高，A项错误；氢键存在于不直接相连但相邻的H、O(或N、F)原子间，所以分子内也可能存在氢键，如邻羟基苯甲醛分子内含有氢键，B项错误；因为氢键的存在使常温常压下的水呈液态，而液态水是生物体营养传递的基础，C项正确；水在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键，D项错误。‎ ‎7．下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是(　　)‎ 答案　B 解析　形成氢键的分子含有：N—H、O—H或H—F键，NH3、H2O、CH3CH2OH有氢键，但只存在于分子间。B中的—O—H可在分子间形成氢键，—O—H键与可在分子内形成氢键。‎ ‎8．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___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 11‎ ‎(3)B分子的空间构型为________形，该分子属于________(填“极性”或“非极性”)分子。由此可以预测B分子在水中的溶解度较________(填“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“<”)。‎ ‎①HXO________HXO3________HXO4；‎ ‎②H2YO3________H2YO4。‎ ‎(5)D分子中心原子的杂化方式是________，由该原子构成的单质分子中含________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　①<　<　②<‎ ‎(5)sp3　2　CO 解析　根据18电子化合物和分子中原子个数及原子个数比可推知，A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。(1)活泼性O>Cl>S，N原子为半充满电子排布比O原子更难失电子。(2)HF分子间形成氢键，使沸点HF>HCl。(3)H2S的空间构型为V形，为极性分子，根据“相似相溶”规律可知H2S在水中溶解度较大。(5)N2H4的结构式为，每个N上有1对孤电子对，为sp3杂化。‎ ‎9．如图中A、B、C、D四条曲线表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氧化物的沸点，其中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线________；表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线________；同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是______________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 11‎ 答案　A　D　相对分子质量增大，范德华力增大，故沸点依次升高　存在氢键 解析　在CH4、NH3、H2O及HF中，熔、沸点最高的物质为H2O，故A为ⅥA族；ⅣA族的氢化物都是非极性分子，沸点较低，第ⅣA元素的氢化物中不存在氢键，故为D。‎ ‎10．现有5种短周期非金属元素，其中A、B、C的价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。‎ 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元素形成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。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)。‎ ‎(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，这四种酸的酸性由强到弱的顺序为________________________________(填化学式)。‎ 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 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 11‎ E为同周期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。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mClOn，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。‎ B组—能力提升 ‎11．汽车尾气中常常含有CO、NOx等气体，为减少空气污染，现在汽车上都加装了“三效催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图(未配平)，其中不同的球代表不同的原子。下列说法不正确的是(　　)‎ A．甲、乙、丙、丁中有3种是非极性分子 B．甲和丁中同种元素的化合价不相等 C．H2CO3、HNO3酸性的相对强弱与分子中非羟基氧的个数有关 D．N2O5的水化物间不存在氢键 答案　A 解析　CO、NOx在催化剂作用下转化为无污染的气体，由该反应的微观示意图可知，其反应方程式为NO2＋COCO2＋N2。甲、乙、丙、丁中CO2、N2为非极性分子，有2种，A项错误；NO2、N2中N元素的化合价分别为＋4价、0价， B项正确；H2CO3、HNO3酸性强弱与非羟基氧个数有关，所以硝酸的酸性较强，C项正确；N2O5的水化物为硝酸，不是氢化物，则不存在氢键， D项正确。‎ ‎12．下列分子中含手性碳原子的是(　　)‎ 11‎ 答案　A 解析　连有四个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子：‎ ‎13．下列现象不能用学过的氢键知识进行解释的有 (　　)‎ A．相对分子质量小的醇与水互溶，而相对分子质量特别大的醇则不溶于水 B．氨气易液化，而氮气不容易液化 C．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间存在氢键 答案　C 解析　相对分子质量小的醇中羟基所占的质量分数大，所以与水形成的氢键多，二者互溶；而相对分子质量特别大的醇中由于羟基所占的质量分数小，与水形成的氢键太少，所以表现为不溶于水，A项正确。氨气压缩时，可以形成同种分子之间的氢键，所以容易液化，而氮气之间则没有氢键，所以很难被液化，B项正确。甲烷水合物是笼型水合物，‎ 11‎ 水分子间以氢键相互吸引构成笼，甲烷只是作为客体居于笼中，以范德华力与水分子相互吸引而形成笼型水合物，所以甲烷分子与水分子之间不是靠氢键结合的，C项错误。邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键()，所以分子与分子之间的氢键数量变少；而对羟基苯甲酸由于氢原子与氧原子的距离较远，所以只能形成分子间的氢键 ‎14．下列对分子的性质的解释中，不正确的是(　　)‎ A．以极性键结合的分子一定是极性分子 C．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 D．由下图知酸性：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 次氯酸Cl—OH ‎ ‎ 答案　A 解析　CH4、CO2均是以极性键结合的非极性分子，A项错误；B项中，手性碳原子上连有—H、—CH3、—OH、—COOH四种原子或原子团；非羟基氧原子数越多，含氧酸的酸性越强。‎ ‎15．(1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。下列因素与NH3的水溶性没有关系的是 11‎ ‎________(填序号)。‎ a．NH3和H2O都是极性分子 b．NH3在水中易形成氢键 c．NH3溶于水建立了如下平衡：‎ NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－‎ d．NH3是一种易液化的气体 ‎(2)CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。‎ ‎(3)在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有________(填序号)，CS2分子的立体构型是________。CO2与CS2相比，________的熔点较高。‎ ‎(4)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液体Ni(CO)4，呈正四面体构型。Ni(CO)4易溶于下列物质中的________(填序号)。‎ a．水 b．CCl4‎ c．C6H6(苯) d．NiSO4溶液 ‎(5)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)d　(2)非极性 ‎(3)①③　直线形　CS2　(4)bc ‎(5)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与H2O形成分子间氢键 解析　(1)NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键，另外NH3和H2O都是极性分子，NH3和H2O能够发生化学反应也是影响NH3的水溶性的因素，a、b、c不符合题意；NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键，与其水溶性无关，d符合题意。(2)CCl4、CS2是非极性溶剂，根据“相似相溶”原理可知，CrO2Cl2是非极性分子。(3)苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。CS2、CO2分子的立体构型都是直线形，结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，故CS2的熔点高于CO2。(4)由常温下Ni(CO)4易挥发，可知Ni(CO)4为分子晶体，其构型为正四面体形，所以Ni(CO)4为非极性分子，故根据相似相溶原理可知，Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。‎ ‎16．判断含氧酸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。几种实例如下表所示。‎ 11‎ 项目 次氯酸 磷酸 硫酸 高氯酸 含氧酸 Cl—OH ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 非羟 基氧 原子 数　‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸 ‎(1)亚磷酸(H3PO3)和亚砷酸(H3AsO3)的分子式相似，但它们的酸性差别很大。亚磷酸是中强酸，亚砷酸既有弱酸性又有弱碱性，由此可推出它们的结构式分别为：亚磷酸________________，亚砷酸________________。‎ ‎(2)亚磷酸和亚砷酸与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：‎ 亚磷酸___________________________________________________________________，‎ 亚砷酸___________________________________________________________________。‎ ‎(3)在亚磷酸和亚砷酸中分别加入浓盐酸，分析反应情况，写出化学方程式。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　‎ ‎(2)H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O ‎(3)亚磷酸为中强酸，不与盐酸反应；亚砷酸可与盐酸反应，H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O 解析　本题综合考查了无机含氧酸的结构及信息迁移与推断能力。(1)已知亚磷酸为中强酸，‎ 11‎ 亚砷酸为弱酸，依题给信息可知亚磷酸中含1个非羟基氧原子，则亚砷酸中不含非羟基氧原子。(2)书写两酸与过量NaOH溶液反应的化学方程式时，需知亚磷酸和亚砷酸分别为几元酸。从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸就为几元酸。故亚磷酸为二元酸，亚砷酸为三元酸。(3)亚磷酸为中强酸，不与盐酸反应，亚砷酸为两性物质，可与盐酸反应。‎ 11‎