2024-2025學年高中化學第二章分子結構與性質3-2范德華力氫鍵及其對物質性質的影響課時作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE7范德華力、氫鍵及其對物質性質的影響一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列說法正確的是(B)A．分子間作用力越大，分子越穩(wěn)定B．分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高C．相對分子質量越大，其范德華力越大D．分子間只存在范德華力解析：分子間作用力主要影響物質的物理性質，化學鍵主要影響物質的化學性質，分子間作用力越大，物質的熔、沸點越高，B項正確，A項不正確；分子的組成和結構相像時，相對分子質量越大，其范德華力越大，C項不正確；有些物質的分子間除存在范德華力外，還存在其他作用力，D項不正確。2．下列幾種氫鍵：①O—H…O、②N—H…N、③F—H…F、④O—H…N，按氫鍵從強到弱依次正確的是(A)A．③>①>④>② B．①>②>③>④C．③>①>②>④ D．①>④>③>②解析：氫鍵可以表示為X—H…Y，氫鍵的強弱與X和Y的電負性有關。電負性越大，形成的氫鍵越強。氫鍵的強弱還與Y的半徑大小有關，Y的半徑越小，越能接近H—X鍵，形成的氫鍵也越強。例如F的電負性最大，半徑又小，所以F—H…F是最強的氫鍵，O—H…O次之，O—H…N又次之，N—H…N更次之。3．下列兩組命題中，B組中命題正確，且能用A組中的命題加以說明的是(B)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的沸點比H2O的高Ⅳ.HI的范德華力小于HCl的范德華力④HI的沸點比HCl的低A.Ⅰ①B．Ⅱ②C．Ⅲ③D．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，B對；HCl和HI結構相像，HI的范德華力大于HCl的范德華力，HI的熔沸點要高于HCl的熔沸點；H2S的結構與H2O的結構相像，但由于H2O分子間存在較強的氫鍵，故H2O的熔沸點高。4．關于氫鍵，下列說法正確的是(B)A．由于冰中的水分子間存在氫鍵，所以其密度大于液態(tài)水B．可以用氫鍵說明接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式(H2O)計算出來的相對分子質量大C．分子間氫鍵和分子內氫鍵都會使熔沸點上升D．水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于氫鍵所致解析：由于冰中的水分子間的氫鍵多于液態(tài)水中的氫鍵，分子間的距離較大，所以其密度小于液態(tài)水，A項錯誤；由于水分子之間存在氫鍵，水分子通常以幾個分子聚合的形式存在，所以接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式(H2O)計算出來的相對分子質量大，B項正確；分子間氫鍵可使熔沸點上升，分子內氫鍵通常不會影響物質的熔沸點，C項錯誤；水分子內不含氫鍵，水中的氫鍵只存在于水分子之間，D項錯誤。5．下列說法正確的是(B)A．冰溶化時，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂B．隨著鹵素原子電子層數的增加，鹵化物CX4(X為鹵素原子)分子間作用力漸漸增大，所以它們的熔沸點也漸漸上升C．由于H—O鍵比H—S鍵堅固，所以水的熔沸點比H2S的高D．在由分子構成的物質中，分子間作用力越大，該物質越穩(wěn)定解析：冰溶化時發(fā)生物理改變，只破壞H2O分子間的分子間作用力而不破壞化學鍵，A項錯誤；結構相像的分子中，物質的熔沸點與其相對分子質量成正比，所以隨著鹵素原子電子層數的增加，鹵化物CX4的分子間作用力漸漸增大，所以它們相應的熔沸點也漸漸上升，B項正確；物質的熔沸點與化學鍵無關，水的熔沸點比H2S的高是因為水分子間存在氫鍵，C項錯誤；物質的穩(wěn)定性與化學鍵有關，與分子間作用力無關，D項錯誤。6．下列物質中不存在氫鍵的是(D)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H2O分子之間D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷與水分子之間解析：A有O—H…O氫鍵，B有F—H…F氫鍵，C中有N—H…O氫鍵。7．下列物質分子內和分子間均可形成氫鍵的是(B)A．NH3 B．OHCHOOHC． D．C2H5OH解析：通常能形成氫鍵的分子中含有：N—H鍵、H—O鍵或H—F鍵。NH3、CH3CH2OH有氫鍵但只存在于分子間。B項中的O—H鍵與另一分子中中的O可在分子間形成氫鍵，同一分子的O—H鍵與鄰位中的O可在分子內形成氫鍵。8．下列現象與氫鍵無關的是(B)①NH3的熔、沸點比PH3高②小分子的醇、羧酸可以與水以隨意比例互溶③鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的熔、沸點低④水分子在高溫下也很穩(wěn)定A．①②③④ B．④C．③④ D．①②③解析：①氨氣分子之間能形成氫鍵，故NH3的熔、沸點比PH3高；②小分子的醇、羧酸與水分子之間能形成氫鍵，可以與水以隨意比例互溶；③鄰羥基苯甲酸主要存在分子內氫鍵，對羥基苯甲酸主要存在分子間氫鍵，故鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的熔、沸點低；④水分子中O—H鍵的鍵能很大，故水分子在高溫下也很穩(wěn)定，與氫鍵無關。9．下列說法不正確的是(B)A．水在結冰時體積膨脹，是由于水分子之間的氫鍵增多B．NH3的穩(wěn)定性很強，是因為其分子間能形成氫鍵C．在氨水中水分子和氨分子之間也存在氫鍵D．分子間作用力較弱，破壞它所需能量較少解析：水在結冰時體積膨脹是由于水分子間的氫鍵增多，氫鍵有方向性和飽和性，所以在冰的結構中有很多空隙，造成體積膨脹，A項正確；NH3的穩(wěn)定性由N—H鍵的穩(wěn)定性確定，與氫鍵無關，B項錯誤；氨分子和水分子之間主要是以氫鍵結合，氨氣極易溶于水，所以在氨水中水分子和氨分子之間存在氫鍵，C項正確；分子間作用力較弱，破壞它所需能量較少，D項正確。10．下列試驗事實不能用氫鍵來說明的是(D)A．冰的密度比水小，能浮在水面上B．接近沸點的水蒸氣的相對分子質量測量值大于18C．鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛D．H2O比H2S穩(wěn)定解析：氫鍵使冰晶體中的水分子呈肯定規(guī)則排列，空間利用率低，密度??；氫鍵使接近沸點的水蒸氣中含有少量(H2O)n；鄰羥基苯甲醛存在分子內氫鍵，而對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵，增大了分子間作用力，沸點較高；H2O比H2S穩(wěn)定是因為H—O比H—S穩(wěn)定。11．在如下圖所示的有關結構中，有直線(包括虛線)不表示化學鍵或分子間作用力的是(C)解析：A項中實線表示C—C鍵，虛線表示分子間作用力；B項中實線和虛線均表示P—P鍵，C項中實線表示C—Cl鍵，但虛線不表示化學鍵或分子間作用力；D項中實線和虛線均表示C—C鍵。12．共價鍵、離子鍵、范德華力和氫鍵是形成晶體粒子之間的四種作用力。下列晶體：①Na2O2、②固態(tài)氨、③NaCl、④SiO2、⑤冰、⑥干冰，其中含有三種作用力的是(C)A．①②③ B．①②⑥C．②⑤ D．⑤⑥解析：①Na2O2中只含有離子鍵、共價鍵，③NaCl中只含有離子鍵，④SiO2中只含有共價鍵，⑥干冰中只含有共價鍵、范德華力。二、非選擇題(共52分)13．(11分)探討人員最近發(fā)覺，在肯定的試驗條件下，給水施加一個弱電場，在20℃、1個大氣壓下，水可以結成冰，稱為“熱冰”。如下圖是水和“熱冰”的計算機模擬圖，圖中球代表水分子中的原子。(1)圖中較大的球代表氧(O)原子，其原子結構示意圖是。水分子中氫氧原子間的化學鍵是共價鍵(填“共價鍵”或“離子鍵”)。(2)用球棍模型表示水分子的結構是B，水分子中氧原子的雜化類型為sp3雜化。(3)已知水分子中氧原子一端帶部分負電荷，氫原子一端帶部分正電荷，在外加電場作用下，水結成冰。上圖中模擬“熱冰”的示意圖是圖1(填“圖1”或“圖2”)，理由是分子有序排列。水分子間的氫鍵表示為O—H…O。解析：(1)在水分子結構(包括分子模型)中，氧原子半徑大于氫原子半徑，因此，圖中較大的球代表氧原子，水分子中的O—H鍵為極性鍵。(2)H2O分子中有2對孤電子對，價電子對數目為4，氧原子實行sp3雜化，空間構型為V形，故H2O為極性分子。(3)因為水分子為極性分子，在外加電場的作用下，水分子會進行有序排列。14．(10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長周期，短周期元素Y原子的最外層電子數比內層電子總數少3，它們形成的化合物分子式是XY4。試回答：(1)X元素的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子最外層電子排布圖為。(2)若X、Y兩元素電負性分別為1.8和3.0，則XY4中X與Y之間的化學鍵為共價鍵(填“共價鍵”或“離子鍵”)。(3)該化合物的空間構型為正四面體形，中心原子實行sp3雜化，分子為非極性分子(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范德華力。(5)該化合物的沸點與SiCl4比較：GeCl4(填化學式)的高，緣由是組成和結構相像的分子，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高。解析：第四周期第ⅣA族元素為Ge，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外層電子數比內層電子總數少3，Y是氯，Y元素原子最外層電子排布圖為。XY4中X與Y形成的是共價鍵，空間構型為正四面體形，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。15．(10分)X、Y、Z、Q、E五種元素中，X原子核外的M層中只有兩對成對電子，Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，Z是地殼中含量(質量分數)最多的元素，Q的核電荷數是X與Z的核電荷數之和，E是元素周期表中電負性最大的元素。請回答下列問題：(1)X、Y的元素符號依次為S、C。(2)XZ2與YZ2分別屬于極性分子(填“極性分子”或“非極性分子”，下同)和非極性分子。(3)Q的元素符號是Cr，它位于第四周期，它的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，在形成化合物時它的最高化合價為＋6。(4)用氫鍵表示式寫出E的氫化物溶液中存在的全部氫鍵：F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。解析：X原子核外的M層中只有兩對成對電子，則X的價電子排布圖為，因此X為S元素；Y原子核外的L層電子數是K層的兩倍，則Y為C元素；地殼中含量最多的元素為氧元素，因此Z為O元素；Q的核電荷數為S和O的核電荷數之和，因此Q為24號元素Cr；在元素周期表中電負性最大的元素是F元素。(1)X、Y分別是S和C。(2)XZ2和YZ2分別為SO2、CO2，它們的立體構型分別為V形和直線形，SO2為極性分子，CO2為非極性分子。(3)Q為Cr元素，Cr位于第四周期，它的基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，其價電子排布式為3d54s1，因此它的最高化合價為＋6。(4)E為F，HF的水溶液中，存在HF分子之間的氫鍵，HF分子和H2O分子之間的氫鍵，H2O分子之間的氫鍵，即F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。16．(10分)化學鍵和分子間作用力影響著物質的性質。(1)下列說法正確的是(BC)A．共價鍵和離子鍵只影響物質的化學性質B．分子間作用力只影響物質的物理性質C．氮氣參與的反應大都須要高溫、高壓等條件，可以用化學鍵的有關學問來說明D．氯化鐵比氯化亞鐵穩(wěn)定，是因為氯化鐵形成的化學鍵比氯化亞鐵形成的化學鍵強分子間作用力包括范德華力和氫鍵。請用相關學問回答下列問題。(2)試驗測得冰中氫鍵的鍵能為18.8kJ·mol－1，而冰的熔化熱卻為5.0kJ·mol－1，這說明白在液態(tài)的水中仍舊有肯定的氫鍵。(3)氨氣極易溶于水，除了遵循相像相溶原理外，還有一個主要緣由是氨分子與水分子間可以通過氫鍵結合形成一水合氨，NH3·H2O的結構式可以表示為(用虛線表示氫鍵)。解析：化學反應的過程就是舊鍵斷裂、新鍵形成的過程，氮氣分子內氮氮三鍵鍵能大，化學鍵穩(wěn)定，不易斷裂，故相關反應需高溫、高壓等條件；在離子晶體內，離子鍵的大小影響離子晶體的熔、沸點、硬度等物理性質；氯化鐵比氯化亞鐵穩(wěn)定，是因為Fe3＋的3d能級處于半充溢狀態(tài)，結構更穩(wěn)定。17．(11分)我國科學家最近勝利合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}：經X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖所示。(1)從結構角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為ABD，不同之處為C。(填標號)A．中心原子的雜化軌道類型 B．中心原子的價層電子對數C．立體結構 D．共價鍵類型(2)R中陰離子Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數為5個。分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成的大π鍵電子數(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應表示為Πeq\o\al(6,5)。(3)圖中虛線代表氫鍵，其表示式為(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、(H3O＋)O－H…N(Neq\o\al(－,5))、(NHeq\o\al(＋,4))N—H…N(Neq\o\al(－,5))。解析：(1)