高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 課時(shí)作業(yè)1

課時(shí)作業(yè)11范德華力和氫鍵eq\o(\s\up7(時(shí)間：45分鐘滿分：100分),\s\do5())一、選擇題(共44分)1．下列說法中正確的是()A．分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B．分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高C．相對(duì)分子質(zhì)量越大，其分子間作用力越大D．分子間只存在范德華力，不存在化學(xué)鍵解析：分子間作用力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高，B正確，A不正確；分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，其分子間作用力越大，C不正確；分子間不只有范德華力，D不正確。故選B。答案：B2．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是()A．sp，范德華力 B．sp2，范德華力C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵解析：B原子最外層的3個(gè)電子都參與成鍵，故B原子可以形成sp2雜化軌道；B(OH)3分子中的—OH可以與相鄰分子中的H原子形成氫鍵。故選C。答案：C3．下列物質(zhì)中，分子內(nèi)和分子間均可形成氫鍵的是()解析：答案：B4．下列兩組命題中，B組中命題正確，且能用A組中的命題加以解釋的是()A組B組Ⅰ.H—I鍵的鍵能大于H—Cl鍵的鍵能①HI比HCl穩(wěn)定Ⅱ.H—I鍵的鍵能小于H—Cl鍵的鍵能②HCl比HI穩(wěn)定Ⅲ.H2S的范德華力大于H2O的范德華力③H2S的沸點(diǎn)比H2O的高Ⅳ.HI的范德華力小于HCl的范德華力④HI的沸點(diǎn)比HCl的低A.Ⅰ① B．Ⅱ②C．Ⅲ③ D．Ⅳ④解析：碘和氯屬于同主族，碘的原子半徑大于氯的原子半徑，碘的非金屬性弱于氯的非金屬性，H—Cl鍵的鍵能大于H—I鍵的鍵能，HCl的穩(wěn)定性大于HI的穩(wěn)定性，A錯(cuò)，B對(duì)；HCl和HI結(jié)構(gòu)相似，HI的范德華力大于HCl的范德華力，HI的熔沸點(diǎn)要高于HCl的熔沸點(diǎn)；H2S的結(jié)構(gòu)與H2O的結(jié)構(gòu)相似，但由于H2O分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，故H2O的熔沸點(diǎn)高。答案：B5．氨氣溶于水中，大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為()解析：從氫鍵的成鍵原理上講，A、B都成立；但從空間構(gòu)型上講，由于氨分子是三角錐形，易于提供孤對(duì)電子，所以，以B方式結(jié)合空間阻礙最小，結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定；從事實(shí)上講，依據(jù)NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－可知答案是B。答案：B6．下列說法中不正確的是()A．所有含氫元素的化合物中都存在氫鍵，氫鍵是一種類似于共價(jià)鍵的化學(xué)鍵B．離子鍵、氫鍵、范德華力本質(zhì)上都是靜電作用C．只有電負(fù)性很強(qiáng)、半徑很小的原子(如F、O、N)才能形成氫鍵D．氫鍵是一種分子間作用力，氫鍵比范德華力強(qiáng)解析：并不是所有含氫元素的化合物都能形成氫鍵，氫鍵只形成于電負(fù)性強(qiáng)的元素(如N、O、F)與氫形成的氫化物的分子之間。氫鍵不是化學(xué)鍵，是介于范德華力和化學(xué)鍵之間的特殊的作用力，本質(zhì)上也是一種靜電作用。答案：A7．下列物質(zhì)中不存在氫鍵的是()A．冰醋酸中醋酸分子之間B．液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間C．一水合氨分子中的氨分子與水分子之間D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子之間解析：只有非金屬性很強(qiáng)的元素與氫元素形成強(qiáng)極性的共價(jià)鍵之間才可能形成氫鍵(如N、O、F)，C—H不是強(qiáng)極性共價(jià)鍵，故選D。答案：D8．下列化合物中，前者的沸點(diǎn)低于后者的是()A．乙醇與氯乙烷B．鄰羥基苯甲酸與對(duì)羥基苯甲酸C．對(duì)羥基苯甲醛與鄰羥基苯甲醛D．H2O與H2Te解析：鄰羥基苯甲酸、鄰羥基苯甲醛等容易形成分子內(nèi)氫鍵，沸點(diǎn)較低；而對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)羥基苯甲醛則容易形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)較高，所以B項(xiàng)正確。對(duì)于A項(xiàng)，由于乙醇存在分子間氫鍵，而氯乙烷不存在氫鍵，所以乙醇的沸點(diǎn)(78.5℃)高于氯乙烷的沸點(diǎn)(12.3℃)。同理，D項(xiàng)中H2O的沸點(diǎn)高于H答案：B9．下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點(diǎn)比第ⅤA族其他元素氫化物的高②小分子的醇和羧酸易溶于水③冰的密度比液態(tài)水的密度小④尿素的熔、沸點(diǎn)比醋酸的高⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低⑥水分子高溫下也很穩(wěn)定A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤C．①②③④ D．①②③解析：①中由于氨分子間形成了氫鍵而使其熔、沸點(diǎn)較高；②小分子的醇、羧酸分子中都存在羥基，羥基能與水分子間形成氫鍵，從而增大了它們的溶解性；③在冰晶體內(nèi)，水分子間形成氫鍵，從而增大了分子間的空隙，因而使得其密度減小；④尿素分子之間形成更多的氫鍵使尿素的熔、沸點(diǎn)升高；⑤鄰羥基苯甲酸中存在著分子內(nèi)的氫鍵，從而減小了分子之間的作用力，而對(duì)羥基苯甲酸中只存在分子間氫鍵使其熔、沸點(diǎn)升高，所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低；⑥氫鍵只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而不影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，所以水分子在高溫下也很穩(wěn)定與氫鍵無關(guān)。答案：B10．下列說法不正確的是()A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)依次升高B．H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S，是由于水分子之間存在氫鍵C．乙醇與水互溶可以用相似相溶原理和氫鍵來解釋D．鄰羥基苯甲酸的熔點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的熔點(diǎn)低解析：含有氫鍵的典型氫化物分別是HF、H2O、NH3，它們的熔沸點(diǎn)比相鄰的同類氫化物要高。分子間形成氫鍵的物質(zhì)比分子內(nèi)形成氫鍵的物質(zhì)的熔沸點(diǎn)要高，鄰羥基苯甲酸能形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲酸主要形成分子間氫鍵，熔沸點(diǎn)相對(duì)要高。乙醇分子和水分子都是極性分子，相溶；又由于彼此間能形成氫鍵，增大了兩者的相互溶解。答案：A11．X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的短周期元素，3種元素的原子核外電子數(shù)之和與Ca2＋的核外電子數(shù)相等，X、Z分別得到一個(gè)電子后均形成稀有氣體原子的穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A．原子半徑：Z＞Y＞XB．Z與X形成化合物的沸點(diǎn)高于Z的同族元素與X形成化合物的沸點(diǎn)C．CaY2與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，CaY2只作氧化劑D．CaY2、CaX2和CaZ2等三種化合物中，陽離子與陰離子個(gè)數(shù)比均為1:2解析：X、Y、Z分別是H、O、F，則原子半徑Y(jié)>Z>X，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Z與X形成的化合物HF的沸點(diǎn)高于HCl、HBr、HI，因?yàn)镠F分子間存在氫鍵，B項(xiàng)正確；CaO2與水反應(yīng)時(shí)既做氧化劑又做還原劑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CaH2、CaO2和CaF2中陽陰離子個(gè)數(shù)比分別為：1:2,1:1,1:2。答案：B二、填空題(共56分)12．(12分)已知N、P同屬元素周期表的ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期，NH3分子呈三角錐形，N原子位于錐頂，三個(gè)H原子位于錐底，N—H鍵間的夾角是107°。(1)PH3分子與NH3分子的構(gòu)型關(guān)系是________(填“相同”“相似”或“不相似”)，________(填“有”或“無”)P—H鍵，PH3分子是________(填“極性”或“非極性”)分子。(2)NH3和PH3相比，熱穩(wěn)定性更強(qiáng)的是________，原因是____________________________________。(3)NH3和PH3在常溫、常壓下都是氣體，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________。A．鍵的極性N—H比P—H強(qiáng)B．分子的極性NH3比PH3強(qiáng)C．相對(duì)分子質(zhì)量PH3比NH3大D．NH3分子之間存在特殊的分子間作用力解析：(1)N原子與P原子結(jié)構(gòu)相似，NH3分子與PH3分子結(jié)構(gòu)也相似。P—H鍵為不同種元素原子之間形成的共價(jià)鍵，為極性鍵。(2)由N、P在元素周期表中的位置和元素周期律知，非金屬性N比P強(qiáng)，由元素的非金屬性與氫化物之間的熱穩(wěn)定性關(guān)系知，NH3比PH3熱穩(wěn)定性強(qiáng)，可用鍵能來解釋。(3)“易液化”屬于物質(zhì)的物理性質(zhì)，NH3與PH3都是分子晶體，其物理性質(zhì)與化學(xué)鍵無關(guān)。按照相對(duì)分子質(zhì)量與分子間作用力的關(guān)系和分子間作用力與物質(zhì)的物理性質(zhì)的關(guān)系分析，應(yīng)該有PH3比NH3的沸點(diǎn)高，PH3比NH3易液化。而實(shí)際是NH3比PH3易液化，這種反?，F(xiàn)象的客觀存在必有特殊的原因，在NH3分子間存在著比范德華力大的氫鍵。答案：(1)相似有極性(2)NH3NH3分子中N—H鍵鍵能比PH3分子中的P—H鍵鍵能大(3)D13．(11分)氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為________。(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為________________________________。(3)H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用______雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因?yàn)開_______________________。解析：(1)氧元素核外有8個(gè)電子，其基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p4，所以氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為2。(2)O—H鍵屬于共價(jià)鍵，強(qiáng)度最大，分子間的范德華力和氫鍵均屬于分子間作用力的范疇，但氫鍵要強(qiáng)于分子間的范德華力，所以它們從強(qiáng)到弱的順序依次為O—H鍵、氫鍵、范德華力；氫鍵不僅存在于分子之間，有時(shí)也存在于分子內(nèi)，鄰羥基苯甲醛在分子內(nèi)形成氫鍵，而在分子之間不存在氫鍵，對(duì)羥基苯甲醛正好相反，只能在分子間形成氫鍵，而在分子內(nèi)不能形成氫鍵，所以對(duì)羥基苯甲醛的沸點(diǎn)比鄰羥基苯甲醛的高。(3)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知H3O＋中O上的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，由于H3O＋的中心原子O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋1＝4，所以H3O＋為四面體，因此H3O＋中O原子采用的是sp3雜化；同理可以計(jì)算出H2O中O原子上的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(1,2)(6－2×1)＝2，因此排斥力較大，水分子中H—O—H鍵角較小。答案：(1)2(2)O—H鍵、氫鍵、范德華力鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲醛形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大(3)sp3H2O中O原子有2對(duì)孤對(duì)電子，H3O＋中O原子只有1對(duì)孤對(duì)電子，排斥力較小14．(10分)分析歸納下表提供的烷烴的信息，并回答下列問題。幾種烷烴的物理性質(zhì)(1)正丙烷在常溫時(shí)的狀態(tài)是________(填“固態(tài)”“液態(tài)”或“氣態(tài)”)，請以恰當(dāng)?shù)姆绞奖硎疽彝榈姆悬c(diǎn)：________。(2)像表中這樣的烷烴，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)變化的規(guī)律是______。(3)乙烷的熔點(diǎn)略高于正丙烷的熔點(diǎn)。請根據(jù)該事實(shí)談?wù)剬?duì)范德華力的看法：________。(4)已知正丁烷和異丁烷的分子式和相對(duì)分子質(zhì)量相同，分子結(jié)構(gòu)不同[異丁烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH(CH3)3]，正丁烷的沸點(diǎn)是－0.5℃，異丁烷的沸點(diǎn)是－11.7解析：烷烴的物理性質(zhì)有如下規(guī)律：①烷烴的物理性質(zhì)隨著分子里碳原子數(shù)的增加而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。②在通常狀態(tài)下，只有C1～C4的烷烴呈氣態(tài)。③烷烴都難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。液態(tài)烷烴本身也是良好的有機(jī)溶劑。④液態(tài)和固態(tài)的烷烴的密度都比水小。表中數(shù)據(jù)提供了解題所需要的絕大部分的信息，解題還需要的是范德華力的相關(guān)知識(shí)。解題時(shí)需要對(duì)新、舊知識(shí)進(jìn)行分析、歸納，得出規(guī)律。答案：(1)氣態(tài)－42.1℃>乙烷的沸點(diǎn)>－(2)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加，烷烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高(3)在范德華力隨著分子的相對(duì)分子質(zhì)量的變化而變化的規(guī)律中有特殊情況(4)當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量相同、分子結(jié)構(gòu)不同時(shí)，范德華力不同15．(12分)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一個(gè)長周期，短周期元素Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3，它們形成的化合物的分子式是XY4。試回答：(1)X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為：________，Y元素原子最外層電子排布圖為：________。(2)若X、Y兩元素的電負(fù)性分別為和，試判斷XY4中X與Y之間的化學(xué)鍵為________(填“共價(jià)鍵”或“離子鍵”)。(3)該化合物的空間構(gòu)型為________，中心原子的雜化類型為________，分子為________(填“極性分子”或“非極性分子”)。(4)該化合物在常溫下為液體，該液體微粒間的作用力是________。(5)該化合物的沸點(diǎn)與SiCl4比較：____________(填化學(xué)式)的高，原因是____________________。解析：第四周期ⅣA族元素為Ge，其核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p2；Y元素原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3，可知Y為氯元素，Y元素原子最外層電子排布圖為：；XY4中X與Y形成的是共價(jià)鍵，空間構(gòu)型為正四面體形，中心原子為sp3雜化，為非極性分子，分子間的作用力是范德華力。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)共價(jià)鍵(3)正四面體sp3雜化非極性分子(4)范德華力(5)GeCl4組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高16．(11分)