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) 課時作業(yè)1

課時作業(yè)11范德華力和氫鍵eq\o(\s\up7(時間：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、沸點越高C．相對分子質(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、沸點越高，B正確，A不正確；分子的組成和結(jié)構(gòu)相似時，相對分子質(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.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，B對；HCl和HI結(jié)構(gòu)相似，HI的范德華力大于HCl的范德華力，HI的熔沸點要高于HCl的熔沸點；H2S的結(jié)構(gòu)與H2O的結(jié)構(gòu)相似，但由于H2O分子間存在較強的氫鍵，故H2O的熔沸點高。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、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：只有非金屬性很強的元素與氫元素形成強極性的共價鍵之間才可能形成氫鍵(如N、O、F)，C—H不是強極性共價鍵，故選D。答案：D8．下列化合物中，前者的沸點低于后者的是()A．乙醇與氯乙烷B．鄰羥基苯甲酸與對羥基苯甲酸C．對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，沸點較低；而對羥基苯甲酸、對羥基苯甲醛則容易形成分子間氫鍵，沸點較高，所以B項正確。對于A項，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(78.5℃)高于氯乙烷的沸點(12.3℃)。同理，D項中H2O的沸點高于H答案：B9．下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點比第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、沸點比醋酸的高⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低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，而對羥基苯甲酸中只存在分子間氫鍵使其熔、沸點升高，所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低；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、沸點依次升高B．H2O的熔、沸點高于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比對羥基苯甲酸的熔點低解析：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)的熔沸點要高，鄰羥基苯甲酸能形成分子內(nèi)氫鍵，而對羥基苯甲酸主要形成分子間氫鍵，熔沸點相對要高。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形成化合物的沸點高于Z的同族元素與X形成化合物的沸點C．CaY2與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，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項錯誤；Z與X形成的化合物HF的沸點高于HCl、HBr、HI，因為HF分子間存在氫鍵，B項正確；CaO2與水反應(yīng)時既做氧化劑又做還原劑，C項錯誤；CaH2、CaO2和CaF2中陽陰離子個數(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B．分子的極性NH3比PH3強C．相對分子質(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，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，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的沸點高，PH3比NH3易液化。而實際是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，原因為________________________。解析：(1)氧元素核外有8個電子，其基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p4，所以氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為2。(2)O—H鍵屬于共價鍵，強度最大，分子間的范德華力和氫鍵均屬于分子間作用力的范疇，但氫鍵要強于分子間的范德華力，所以它們從強到弱的順序依次為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，所以對羥基苯甲醛的沸點比鄰羥基苯甲醛的高。(3)依據(jù)價層電子對互斥理論知H3O＋中O上的孤電子對數(shù)＝eq\f(1,2)(5－3×1)＝1，由于H3O＋的中心原子O的價層電子對數(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；同理可以計算出H2O中O原子上的孤電子對數(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對孤對電子，H3O＋中O原子只有1對孤對電子，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：________。(2)像表中這樣的烷烴，熔點、沸點變化的規(guī)律是______。(3)乙烷的熔點略高于正丙烷的熔點。請根據(jù)該事實談?wù)剬Ψ兜氯A力的看法：________。(4)已知正丁烷和異丁烷的分子式和相對分子質(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]，正丁烷的沸點是－0.5℃，異丁烷的沸點是－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，易溶于有機溶劑。液態(tài)烷烴本身也是良好的有機溶劑。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。解題時需要對新、舊知識進行分析、歸納，得出規(guī)律。答案：(1)氣態(tài)－42.1℃>乙烷的沸點>－(2)隨著相對分子質(zhì)量的增加，烷烴的熔點、沸點逐漸升高(3)在范德華力隨著分子的相對分子質(zhì)量的變化而變化的規(guī)律中有特殊情況(4)當(dāng)相對分子質(zhì)量相同、分子結(jié)構(gòu)不同時，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，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點越高16．(11分)