魯科版高中化學(xué)選擇性必修2第2章微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)分層作業(yè)14分子間作用力含答案

分層作業(yè)14分子間作用力A級必備知識基礎(chǔ)練題組1.范德華力與物質(zhì)性質(zhì)1.下列物質(zhì)沸點按照由低到高的順序排列的是()A.H2O、H2S、H2Se B.F2、Cl2、Br2、I2C.NaCl、KCl、CsCl D.HI、HBr、HCl2.現(xiàn)有下列兩組命題,②組命題正確,且能用①組命題正確解釋的是()選項①組②組AH—I鍵的鍵能大于H—Cl鍵的鍵能HI比HCl穩(wěn)定BH—I鍵的鍵能小于H—Cl鍵的鍵能HI比HCl穩(wěn)定CHI分子間的范德華力大于HCl的HI的沸點比HCl的高DHI分子間的范德華力小于HCl的HI的沸點比HCl的低3.下列物質(zhì)的變化,破壞的主要是范德華力的是()A.KI加熱至熔融狀態(tài) B.H2SO4溶于水C.HI(s)HI(g) D.NH4Cl受熱分解4.關(guān)于N2與CO的說法正確的是()A.二者為等電子體,故同為非極性分子B.沸點大小關(guān)系:N2<COC.N2、CO的化學(xué)性質(zhì)相似D.N2、CO所含的化學(xué)鍵類型相同題組2.氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)5.下列幾種氫鍵:①O—H…O②N—H…N③F—H…F④O—H…N。氫鍵從強(qiáng)到弱的順序正確的是()A.③>①>④>② B.①>②>③>④C.③>②>①>④ D.①>④>③>②6.下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點比PH3的高②乙醇可以和水以任意比例互溶③冰的密度比液態(tài)水的密度小④水分子在高溫下很穩(wěn)定A.①②③④ B.僅①②③C.僅①③ D.僅①②7.下列說法正確的是()A.由于氫鍵的存在,冰才能浮在水面上B.氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的化學(xué)鍵之一C.由于氫鍵的存在,沸點:HCl>HBr>HI>HFD.氫鍵的存在決定了水分子中氫氧鍵的鍵角是104.5°8.右圖每條折線表示元素周期表中ⅣA~ⅦA族中的某一族元素簡單氫化物的沸點變化,其中a點代表的是()A.H2SB.HClC.PH3D.SiH49.水分子間存在一種叫“氫鍵”的作用(介于范德華力與化學(xué)鍵之間)彼此結(jié)合而形成(H2O)n。在冰中水分子與水分子之間通過“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示:(1)1mol冰中有mol“氫鍵”。

(2)水分子可電離生成兩種含有相同電子數(shù)的微粒,其電離方程式為。已知在相同條件下過氧化氫的沸點明顯高于水的沸點,其可能的原因是。

(3)在冰的結(jié)構(gòu)中,每個水分子與相鄰的4個水分子以氫鍵相連接。在冰晶體中除氫鍵外,還存在范德華力(11kJ·mol-1)。已知冰的升華熱是51kJ·mol-1,則冰晶體中氫鍵的能量是kJ·mol-1。

B級關(guān)鍵能力提升練以下選擇題中,有1~2個選項符合題意。10.關(guān)于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),下列說法錯誤的是()A.CH3OH分子間不能形成分子間氫鍵B.N2H4空間結(jié)構(gòu)為平面形C.N2H4的沸點高于(CH3)2NNH2D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N雜化方式均相同11.甲烷和水分子形成的一種籠結(jié)構(gòu)如下圖所示。與之相似,某天然有機(jī)分子籠晶體中,44個水分子構(gòu)成6個“籠”,每個“籠”的中心有且僅有1個分子填充,現(xiàn)有5個“籠”的中心由甲烷分子填充,另1個“籠”的中心由水分子填充,關(guān)于該有機(jī)分子籠的敘述中,正確的是()A.該有機(jī)分子籠的化學(xué)式為CH4·9H2OB.該晶體中H2O分子之間通過極性共價鍵結(jié)合C.由CH4分子的空間填充模型可知1molCH4分子含有的σ鍵數(shù)目為4NAD.H2O分子空間結(jié)構(gòu)為角形,是極性分子12.下列說法正確的是()A.NH3是極性分子,分子中N處在3個H所組成的三角形的中心B.CO2和SO2都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C.碘易溶于CCl4現(xiàn)象,符合“相似相溶”規(guī)律解釋D.“X—H…Y”三原子不在一條直線上時也能形成氫鍵13.維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間作用力有()A.離子鍵、共價鍵B.離子鍵、氫鍵、共價鍵C.氫鍵、范德華力D.離子鍵、氫鍵、范德華力14.下列說法不正確的是()A.鍵長的大小與成鍵原子的半徑無關(guān)B.成鍵原子間原子軌道重疊越多,共價鍵越牢固C.由于氫鍵的作用,使NH3、H2O、HF的沸點反常,且沸點高低順序為H2O>HF>NH3D.每一個原子軌道在空間都具有方向性15.如圖所示為元素周期表短周期的一部分,其中D的原子核電荷數(shù)是B的2倍。下列有關(guān)A、B、C、D、E五種元素的敘述中,不正確的是()ABCDEA.固態(tài)的AB2升華時只需克服范德華力B.C的氫化物分子間能形成氫鍵而E的氫化物分子間不能形成氫鍵是因為C—H鍵更短C.D的單質(zhì)在過量的B2中燃燒的產(chǎn)物為DB3D.A與E形成的化合物分子AE4是非極性分子16.下列各組物質(zhì)的熔、沸點高低只與范德華力有關(guān)的是()A.Li、Na、K、PbB.HCl、HBr、HI、CH4C.LiCl、NaCl、KCl、RbClD.F2、Cl2、Br2、I217.膽礬CuSO4·5H2O可寫為[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其結(jié)構(gòu)如圖:下列有關(guān)膽礬的說法正確的是()A.所有氧原子都采取sp3雜化B.氧原子參與形成配位鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵C.Cu2+的價電子排布式為3d84s1D.膽礬中的水在不同溫度下會分步失去18.X、Y、Z三種短周期元素,原子半徑的大小關(guān)系為r(Y)>r(X)>r(Z),原子序數(shù)之和為16。X、Y、Z三種元素的常見單質(zhì)在適當(dāng)條件下可發(fā)生如圖所示變化,其中B和C均為10電子分子。下列說法中正確的是()A.C易溶于B與分子間氫鍵有關(guān)B.A能溶解于B中C.A和C不可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.B的沸點高于C的沸點19.如圖為血紅蛋白分子的局部,下列有關(guān)說法錯誤的是()A.第一電離能:O>N>C>FeB.分子中存在配位鍵C.N的雜化方式有sp2、sp32種D.從結(jié)構(gòu)可推測血紅蛋白中可能形成氫鍵20.回答下列問題:已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前4周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增加。其中A與B、A與D在周期表中位置相鄰,A原子核外有兩個未成對電子,B元素的第一電離能比同周期相鄰兩種元素都大,C原子在同周期原子中半徑最大(稀有氣體除外);E與C位于不同周期,E原子核外最外層電子數(shù)與C相同,其余各層電子均充滿。請根據(jù)以上信息,回答下列問題(答題時A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示):(1)A、B、C、D四種元素電負(fù)性由大到小排列順序為。

(2)B的氫化物的結(jié)構(gòu)式為,其空間結(jié)構(gòu)為。

(3)E核外電子排布式是,E的某種化合物的結(jié)構(gòu)如下圖所示。微粒間的相互作用包括化學(xué)鍵和分子間相互作用力,此化合物中各種粒子間的相互作用力有

。

(4)A與B的氣態(tài)氫化物的沸點(填化學(xué)式,下同)更高,A與D的氣態(tài)氫化物的沸點更高。

(5)A的穩(wěn)定氧化物中,中心原子的雜化類型為,空間結(jié)構(gòu)為。

C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練21.(1)硼的研究在無機(jī)化學(xué)發(fā)展中占有獨特的位置。硼元素有10B和11B兩種天然穩(wěn)定的同位素,在基態(tài)11B原子中,核外存在對自旋相反的電子,有種不同空間運動狀態(tài)的電子。根據(jù)對角線規(guī)則,硼元素許多性質(zhì)與元素相似。

(2)NH3能與硼元素的某種氫化物作用得到化合物M,M是一種新的儲氫材料,加熱M會緩慢釋放出H2,并轉(zhuǎn)化為化合物N,M、N分別與乙烷、乙烯的結(jié)構(gòu)相似。M的結(jié)構(gòu)式為,N分子中的π鍵和σ鍵數(shù)目之比為。

(3)O和S兩種元素是自然界最常見的兩種元素,均能與H形成H2O2和H2S2,結(jié)構(gòu)如圖甲所示。請說明∠H—O—O(97°)略大于∠H—S—S(95°)的原因:

。(4)圖乙為DNA結(jié)構(gòu)局部圖,雙鏈通過氫鍵使它們的堿基(A…T和C…G)相互配對形成雙螺旋結(jié)構(gòu),請寫出圖中存在的兩種氫鍵的表示式:,。

答案：1.B解析A項H2O常溫下為液態(tài),該組物質(zhì)中H2O的沸點最高,A不符合題意;B組物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次增大,范德華力依次增大,沸點依次升高,B項符合題意;C項為離子化合物,離子鍵依次減弱,沸點逐漸降低,C項不符合題意;D組物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量依次減小,范德華力依次減弱,沸點依次降低,D項不符合題意。2.C解析HCl比HI穩(wěn)定,是由于H—Cl鍵的鍵能大于H—I鍵的鍵能,故A、B錯誤;HI的沸點比HCl的高,是由于HI的相對分子質(zhì)量大于HCl的相對分子質(zhì)量,HI分子間的范德華力大于HCl分子間的范德華力,故C正確、D錯誤。3.C解析KI加熱至熔融狀態(tài),會破壞離子鍵,A項不符合題意;H2SO4溶于水主要破壞共價鍵,B項不符合題意;HI(s)HI(g),只是狀態(tài)發(fā)生了變化,破壞的是范德華力,C項符合題意;NH4Cl受熱分解,破壞的是共價鍵和離子鍵,D項不符合題意。4.B解析二者為等電子體,但是N2為非極性分子,CO為極性分子,A錯誤;二者相對分子質(zhì)量相同,CO為極性分子,N2為非極性分子,范德華力CO大于N2,沸點CO比N2高,B正確;N2與CO化學(xué)性質(zhì)不相似,C錯誤;N2中含有非極性鍵,CO中含有極性鍵,D錯誤。5.A解析F、O、N的電負(fù)性依次降低,F—H、O—H、N—H鍵的極性依次降低,故F—H…F中的氫鍵最強(qiáng),其次是O—H…O,再次是O—H…N,最弱的是N—H…N。6.B解析①NH3的熔、沸點比PH3的高是因為NH3分子間存在氫鍵,和氫鍵有關(guān);②乙醇可以和水以任意比例互溶的原因之一是乙醇和水分子間有氫鍵,和氫鍵有關(guān);③在冰中有大量的氫鍵,氫鍵有方向性,使得每個水分子周圍有4個水分子以氫鍵結(jié)合,冰晶體中水分子的空間利用率不高,留有相當(dāng)大的空隙,所以冰的密度比液態(tài)水的密度小,和氫鍵有關(guān);④水分子在高溫下很穩(wěn)定是因為水分子內(nèi)部氫原子和氧原子之間的共價鍵鍵能大,不容易斷裂,和氫鍵無關(guān)。7.A解析冰中分子排列有序,氫鍵數(shù)目增多,體積膨脹,密度減小,所以冰能浮在水面上,A項正確;氫鍵屬于分子間作用力,不屬于化學(xué)鍵,B項錯誤;鹵素的氫化物中只有HF分子間存在氫鍵,故沸點:HF>HI>HBr>HCl,C項錯誤;鍵角是共價鍵的參數(shù),氫鍵不是共價鍵,是分子間作用力,所以鍵角與氫鍵無關(guān),D項錯誤。8.D解析由題圖可知a點所在曲線上氫化物的沸點沒有反?，F(xiàn)象,說明不是ⅤA、ⅥA、ⅦA族的氫化物,則只能為ⅣA族的氫化物,即a為SiH4。9.答案(1)2(2)H2O+H2OH3O++OH-過氧化氫分子之間存在更多的氫鍵(3)20解析(1)每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵,而每個氫鍵為2個水分子共有,1個水分子只占到氫鍵的12,故每個水分子形成的氫鍵數(shù)為42(2)H2O電離生成的H+與另一個H2O以配位鍵結(jié)合形成H3O+。(3)51kJ·mol-110.AB解析甲醇存在—OH,容易形成分子間氫鍵,A錯誤;N2H4中N原子的雜化方式為sp3,不是平面形,B錯誤;N2H4分子中連接N原子的H原子數(shù)多,存在氫鍵的數(shù)目多,而偏二甲肼[(CH3)2NNH2]只有一端可以形成氫鍵,另一端的兩個甲基基團(tuán)比較大,影響了分子的排列,沸點較N2H4的低,C正確;CH3OH為四面體結(jié)構(gòu),(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)簡式為,兩者分子中C、O、N雜化方式均為sp3,D正確。11.AD解析由題意可知,其中1個“籠”的中心由水分子填充,則總水分子數(shù)為45,甲烷分子數(shù)為5,則甲烷分子數(shù)與水分子數(shù)之比為1∶9,故該可燃冰的化學(xué)式為CH4·9H2O,故A正確;H2O分子之間通過氫鍵結(jié)合,故B錯誤;題目中所給為甲烷的球棍模型,故C錯誤;H2O分子空間結(jié)構(gòu)為角形,是極性分子,故D正確。12.CD解析N與3個H原子形成σ鍵,孤電子對數(shù)為5-1×32=1,所以N原子采用sp3雜化,為三角錐形分子,N原子沒有處在3個H原子所組成的三角形的中心,分子中正、負(fù)電荷重心不重合,是極性分子,故A錯誤;SO2是角形結(jié)構(gòu),是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,故B錯誤;碘和四氯化碳都是非極性分子,根據(jù)相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,故C正確;“X—H…Y”,X、Y是電負(fù)性大的原子,就能形成氫鍵,13.D解析維生素B1分子中含有氨基和羥基,易形成氫鍵,看圖可知,該維生素B1中含有離子鍵,有機(jī)化合物大多數(shù)都存在范德華力,故溶于水時要破壞離子鍵、氫鍵和范德華力,故D正確。14.AD解析成鍵原子的半徑越大,鍵長越長,成鍵數(shù)目越多,鍵長越短,因此鍵長的大小與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān),故A錯誤;成鍵原子間原子軌道重疊越多,原子間作用力越強(qiáng),則共價鍵越牢固,故B正確;由于氫鍵的作用,使NH3、H2O、HF的沸點反常,且沸點高低順序為H2O>HF>NH3,故C正確;s軌道的形狀是球形對稱的,無方向性,故D錯誤。15.BC解析由所給部分元素周期表及D的原子核電荷數(shù)是B的2倍,可知A、B、C、D、E五種元素分別是C、O、F、S、Cl。HF分子間能形成氫鍵,主要是因為F的電負(fù)性大,且原子半徑較小;硫在O2中燃燒生成SO2,選B、C。16.BD解析A項中的物質(zhì)均為金屬,它們的熔、沸點高低與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān);C項中的物質(zhì)屬于離子化合物,它們的熔、沸點高低由離子鍵強(qiáng)弱決定;B、D項各物質(zhì)是由分子構(gòu)成的,且分子間作用力為范德華力,熔、沸點高低只與范德華力有關(guān)。17.D解析膽礬中H2O中O原子形成2個σ鍵,O原子上還有兩對孤電子對,H2O中O原子采取sp3雜化,SO42-中非羥基氧不發(fā)生sp3雜化,故A錯誤;根據(jù)膽礬的結(jié)構(gòu)示意圖,氧原子形成極性鍵、配位鍵和氫鍵,氫鍵不屬于化學(xué)鍵,故B錯誤;基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,Cu2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9,Cu2+的價電子排布式為3d9,故C錯誤;根據(jù)膽礬的結(jié)構(gòu)和膽礬可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O可知,膽礬晶體中水分子有一部分與Cu2+形成配位鍵,一部分與SO42-和配體水分子形成氫鍵,由于作用力的不同18.AD解析B為H2O,C為NH3,NH3與H2O可以形成分子間氫鍵,增強(qiáng)了NH3在水中的溶解性,選項A正確;NO難溶于水,選項B錯誤;A是NO,C為NH3,兩者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣和水,選項C錯誤;B為H2O,C為NH3,水分間的氫鍵較氨分子間強(qiáng),故水的沸點比氨高,選項D正確。19.AD解析一般地,元素的非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大,但是由于N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,使得N元素的第一電離能大于O元素,故第一電離能:N>O>C>Fe,A項錯誤;根據(jù)題圖分析,鐵和氮之間存在配位鍵,B項正確;只形成單鍵的N原子為sp3雜化,形成了雙鍵的N原子為sp2雜化,C項正確;分子中的氧和氮原子都沒有連接H原子,不會形成氫鍵,D項錯誤。20.答案(1)N>C>Si>Na(2)三角錐形(3)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1離子鍵、共價鍵、配位鍵、氫鍵(4)NH3SiH4(5)sp雜化直線形解析A、B、C、D、E都是元素周期表中前4周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增加,其中A與B、A與D在周期表中位置相鄰,A、B、D的相對位置為,A原子核外有兩個未成對電子,B的第一電離能比同周期相鄰兩種元素都大,B為半充滿結(jié)構(gòu),B為N或P、A為C或Si、D為Si或Ge;C原子在同周期原子中半徑最大(稀有氣體除外),C為Na或K;E與C位于不同周期,則E位于第4周期,C位于第3周期為Na,則B為N,A為C,D為Si;E原子核外最外層電子數(shù)與C相同,其余各層電子均充滿,則E的電子排布式為ls22s22p63s23p63d104s1,E為Cu。(1)A、B、C、D分別為C、N、Na、Si,同周期從左到右元素的電負(fù)性逐漸增大,同主族從上到下元素的電負(fù)性逐漸減小,則電負(fù)性由大到小的順序為N>C>Si>Na。(2)B的氣態(tài)氫化物為NH3,NH3的結(jié)構(gòu)式為;中心原子N的孤電子對數(shù)為12×(5-3×1)=1,σ鍵電子對數(shù)為3,價電子對數(shù)為1+3=4