高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质第三节 分子的性质第2课时同步训练题

第2课时　范德华力　氢键

基础过关练

题组一　范德华力

1.在常温常压下卤素单质从F2到I2的聚集状态由气态、液态到固态的原因是(　　)

A.原子间化学键的键能逐渐减小

B.范德华力逐渐增大

C.原子半径逐渐增大

D.氧化性逐渐减弱

2.(2019陕西师范大学附属中学高二模拟)下列关于范德华力的叙述中,正确的是(　　)

A.范德华力的实质是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键

B.范德华力与化学键的强弱不同

C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力

D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量

3.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是(　　)

A.是一种较弱的化学键

B.分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少

C.分子间作用力对物质的熔、沸点有影响

D.稀有气体液化后分子间存在分子间作用力

4.下列说法正确的是(　　)

A.随着原子序数的增加,卤化物CX4分子间作用力逐渐增大,所以相应的熔、沸点也逐渐升高

B.冰融化时,分子中H—O键发生断裂

C.由于H—O键比H—S键牢固,所以水的熔、沸点比H2S高

D.在由分子构成的物质中,分子间作用力越大,该物质越稳定

5.下列叙述与范德华力无关的是(　　)

A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固

B.熔、沸点:CH3CH3<CH3(CH2)2CH3

C.干冰易升华,SO2固体不易升华

D.氯化钠的熔点较高

6.从微粒之间的作用力角度解释下列事实:

(1)溴化氢受热比碘化氢受热难分解:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  

(2)溴化氢比碘化氢沸点低:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  

7.已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成的化合物分子式是XY4。试回答:

(1)X元素的基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　,Y元素原子最外层电子排布图为　　　　　　　　。 

(2)若X、Y两元素电负性分别为1.8和3.0,则XY4中X与Y之间的化学键为　　　　(填“共价键”或“离子键”)。 

(3)该化合物的立体构型为　　　　　　形,中心原子采取　　　　　　　　杂化,分子为　　　　　　　(填“极性分子”或“非极性分子”)。 

(4)该化合物的沸点与SiCl4比较:　　　　(填化学式)的高,原因是　。 

题组二　氢键

8.下列物质分子间不存在氢键的是(　　)

A.冰醋酸中醋酸分子之间

B.液态氟化氢中氟化氢分子之间

C.一水合氨分子中的NH3和H2O之间

D.可燃冰(CH4·8H2O)中CH4和H2O之间

9.下列说法正确的是(　　)

A.氢键是一种化学键

B.氢键使物质具有较高的熔、沸点

C.能与水分子形成氢键的物质易溶于水

D.水结成冰体积膨胀与氢键无关

10.下列事实不能用氢键理论解释的是(　　)

A.水比H2S难分解

B.接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量大于18

C.HF的熔、沸点高于HCl

D.液态氟化氢的化学式有时写成(HF)n的形式

11.(2020浙江慈溪高三12月适应性考试)下列说法正确的是(　　)

A.PCl3、Cl2O、SF2分子中各原子最外层都达到8电子稳定结构

B.H2O分子比H2S分子稳定是因为前者分子间存在氢键

C.干冰升华和氯化铵受热分解,克服的微粒间作用力相同

D.CH3CH2OH和CH3OCH3相对分子质量相同,因而沸点几乎相同

12.关于氢键,下列说法正确是(　　)

A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键比范德华力强

B.H2O是一种非常稳定的化合物,就是由于水分子间形成了氢键

C.氢原子和非金属性很强的元素原子(F、O、N等)形成的共价键,称为氢键

D.分子间形成的氢键使相应物质的熔点和沸点升高,氢键也可存在于分子内

能力提升练

1.(★★☆)下列物质的变化,破坏的是分子间作用力的是(　　)

A.Na2CO3·10H2O失水变为Na2CO3

B.KCl溶于水

C.将液溴加热变为气态

D.NH4Cl受热分解

2.(★★☆)比较下列化合物的沸点,前者低于后者的是(　　)

A.乙醇与氯乙烷

B.邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸()

C.对羟基苯甲醇()与邻羟基苯甲醇()

D.H2O与H2Te

3.(疑难,★★☆)下列说法不正确的是(　　)

A.H2O、H2S、H2Te分子间作用力依次增大

B.石墨转化为金刚石,既有化学键的断裂,又有化学键的形成

C.碘单质升华克服的是分子间作用力

D.KClO3分解生成KCl和O2的过程中有离子键和共价键的断裂和形成

4.(疑难,★★☆)下列说法中正确的是(　　)

A.氢键是一种较弱的化学键

B.NH3的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键

C.最外层能达到稳定结构的微粒只有稀有气体的原子

D.常温常压下Cl2、Br2、I2状态由气态、液态到固态变化的主要原因是分子间作用力在逐渐增大

5.(2020河北承德一中第一学期第三次月考,★★☆)下列说法正确的是(　　)

A.Na2O2和NaOH所含化学键类型完全相同

B.NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键

C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D.碱性氧化物一定是金属氧化物

6.(疑难,★★☆)最近韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中,在20 ℃时,水分子瞬时凝固形成了“暖冰”。 下列说法正确的是(　　)

A.“暖冰”中水分子中的 3 个原子位于同一条直线上

B.在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”

C.水凝固形成 20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化

D.水是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子间存在氢键

7.(2020山东潍坊高三上期中,★★☆)下列说法正确的是(　　)

A.元素的电负性:N>O>H

B.氮气分子的电子式:N⋮⋮N

C.钠原子电离最外层一个电子所需要的能量:①>②
 

D.水中的氢键可以表示为O—H…O,其中H—O键中氢原子与氧原子之间的距离即该键的键长

8.(★★☆)中科院国家纳米科学中心2013年11月22日宣布,该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了很多年的问题提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步,也为在分子、原子层面上的研究提供了更精确的方法。下列说法中正确的是(　　)

①氢键的存在使冰能浮在水面上

②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一

③由于氢键的存在,沸点:HCl>HBr>HI>HF

④氢键的存在,是水与乙醇互溶的原因之一

⑤由于氢键的存在,使水分子比较稳定

A.②⑤ B.③⑤ C.②④ D.①④

9.(疑难,★★☆)有下列两组命题:

B组命题正确且能用A组命题正确解释的是(　　)

①Ⅰ　a　②Ⅱ　b　③Ⅲ　c　④Ⅳ　d

A.①③ B.②③ C.①④ D.②④

10.(2019黑龙江哈尔滨第六中学高二期末,★★☆)关于氢键,下列说法正确的是(　　)

A.分子内氢键能使物质的熔、沸点升高

B.氢键比分子间作用力强,所以它属于化学键

C.DNA双螺旋的两个螺旋链是用氢键相互结合的

D.H2O是一种非常稳定的化合物,这与氢键有关

答案全解全析

基础过关练

1.B　卤素单质结构相似,从F2到I2相对分子质量依次增大,相对分子质量越大,范德华力就越大,分子的熔、沸点就越高。

2.B　范德华力是分子与分子之间的一种相互作用,其实质与化学键类似,也是一种电性作用,但两者的强弱不同。化学键必须是强烈的相互作用,范德华力不是化学键;范德华力普遍存在于分子之间,但必须满足一定的距离要求,若分子间的距离非常大,则分子之间不存在范德华力;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量。

3.A　分子间作用力不属于化学键,A错误;分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少,B正确;分子间作用力一般对物质熔、沸点有影响,C正确;稀有气体分子间存在分子间作用力,D正确。

4.A　一般组成和结构相似的分子中,相对分子质量越大,分子的熔、沸点越高,所以随着原子序数的增加,卤化物CX4分子间作用力逐渐增大,相应的熔、沸点也逐渐升高,A正确;冰融化时发生物理变化,不破坏化学键,B错误;物质的熔、沸点与化学键无关,水的熔、沸点比H2S高是因为水分子间存在氢键,C错误;物质的稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关,D错误。

5.D　由分子构成的物质存在范德华力,范德华力会影响物质的物理性质,A项正确;组成和结构相似的物质,相对分子质量大的范德华力大,熔、沸点高,B项正确;极性较强的物质的范德华力大,C项正确;氯化钠为离子化合物,不存在范德华力,D项错误。

6.答案　(1)H—Br键比H—I键键长短、键能大,所以溴化氢受热比碘化氢受热难分解

(2)HBr与HI结构相似,HBr的相对分子质量小,分子间作用力小,沸点低

解析　(1)氢化物受热分解与分子内化学键强弱有关,H—Br键比H—I键键长短、键能大,所以溴化氢受热比碘化氢受热难分解。(2)沸点与分子间作用力有关,HBr与HI结构相似,HBr的相对分子质量小,分子间作用力小,沸点低。

7.答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2

　(2)共价键　(3)正四面体　sp3　非极性分子　(4)GeCl4　组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高

解析　X元素与碳元素同主族且位于周期表中的第一个长周期,X为Ge元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3,Y是氯元素,Y元素原子最外层电子排布图为。XY4中X与Y形成的是共价键,立体构型为正四面体形,中心原子为sp3杂化,为非极性分子,分子间的作用力是范德华力。

8.D　C—H键中的C、H原子均不能形成氢键,故可燃冰中CH4与H2O分子间不存在氢键,D项符合题意。

9.C　氢键不是化学键,故A项错误;分子间氢键可以使物质的熔、沸点升高,而分子内氢键使物质的熔、沸点降低,B项错误;水分子间在形成氢键时,可以使晶体疏松、体积膨胀,D项错误。

10.A　氢化物的稳定性与分子内的共价键的键能有关,与氢键无关,水比H2S难分解是因为O—H键键能比S—H键键能大。

11.A　PCl3、Cl2O、SF2的电子式依次为····、········、········,则这三种分子中各原子最外层都达到8电子稳定结构,A正确;H2O分子比H2S分子稳定,是因为O的原子半径较小,O—H键键长较短,键能较大,不易断裂,B错误;干冰升华是克服了分子间作用力,氯化铵受热分解是克服了化学键,故这两个过程克服的微粒间作用力不同,C错误;CH3CH2OH和CH3OCH3相对分子质量相同,但CH3CH2OH分子间存在氢键,而CH3OCH3分子间没有氢键,所以CH3CH2OH的沸点比CH3OCH3高,D错误。

12.D　F、O、N等电负性大而原子半径较小的非金属原子,在某些含N—H键、O—H键、F—H键的化合物中可形成氢键,含有氢元素的化合物不一定有氢键,如甲烷分子间不能形成氢键,故A错误;氢键只影响物质的物理性质,H2O是一种非常稳定的化合物,是因为H—O键的稳定性强,故B错误;氢键不属于化学键,故C错误;分子间氢键的存在能够显著提高物质的熔、沸点,氢键也可存在于分子内,故D正确。

能力提升练

1.C　Na2CO3·10H2O失水破坏的是化学键,A不符合题意;KCl溶于水,破坏的是离子键,B不符合题意;液溴由液态变为气态,破坏的是分子间作用力,C符合题意;NH4Cl受热分解,破坏的是化学键,D不符合题意。

2.B　同类物质相比,分子内形成氢键的物质的熔、沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔、沸点。如邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醇等形成分子内氢键,沸点较低,而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醇则形成分子间氢键,沸点较高,所以B项正确,C项错误;A项中,乙醇存在分子间氢键,而氯乙烷不存在氢键,所以乙醇的沸点(78.5 ℃)高于氯乙烷的沸点(12.3 ℃);D项中H2O的沸点高于H2Te的沸点。

3.A　H2O分子间含有氢键,H2S、H2Te分子间不存在氢键,H2Te的相对分子质量大于H2S,H2Te的分子间作用力大于H2S,因此在三种分子中,分子间作用力大小顺序为H2O>H2Te>H2S,A错误;石墨转化为金刚石是化学变化,既有化学键的断裂,又有化学键的形成,B正确;碘单质升华克服的是分子间作用力,C正确;KClO3分解生成KCl和O2的过程中有离子键和共价键的断裂和形成,D正确。

4.D　氢键是一种分子间作用力,而不是化学键,A错误;H—N键的键能较大,故NH3的稳定性很强,与氢键无关,B错误;最外层达稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子,也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子,C错误;结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,则常温常压下,Cl2、Br2、I2由气态、液态到固态变化的原因是范德华力逐渐增大,D正确。

5.D　Na2O2中含有离子键和非极性共价键,NaOH中含有离子键和极性共价键,所含化学键类型不完全相同,故A错误;物质的稳定性与化学键的强弱有关,与分子间作用力无关,故B错误;化学反应的实质是旧的化学键断裂和新的化学键形成,CO2溶于水并可与水反应生成碳酸,则CO2溶于水存在化学键和分子间作用力的改变,干冰升华只有分子间作用力改变,故C错误;碱性氧化物是指与酸反应只生成盐和水的氧化物,碱性氧化物均为金属氧化物,故D正确。

6.B　水分子是V形结构,A错误;在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”,B正确;水凝固形成20 ℃时的“暖冰”没有新物质生成,所以发生的不是化学变化,C错误;水分子的稳定性与化学键有关,与氢键无关,D错误。

7.C　同周期元素,原子序数越大,电负性越大,则元素的电负性:O>N>H,A错误;氮气分子的电子式为∶N⋮⋮N∶,B错误;②中最外层电子跃迁到3p能级,具有较高的能量,则钠原子电离最外层一个电子所需要的能量:①>②,C正确;水中的氢键可以表示为O—H…O,但H—O键中氢原子核与氧原子核之间的距离是H—O键的键长,D错误。

8.D　①冰能浮在水面上与氢键有关,故①正确。②氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故②错误。③四种氢化物中只有HF分子间存在氢键,沸点最高;HCl、HBr、HI分子间都不存在氢键,三者结构相似,熔、沸点高低取决于分子间作用力大小,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高,所以沸点:HCl<HBr<HI<HF,故③错误。④乙醇可以和水形成氢键,是乙醇能与水以任意比互溶的原因之一,故④正确。⑤氢键影响物质的物理性质,而水分子的稳定性是由共价键的强弱决定的,故⑤错误。

9.B　键能的大小决定物质的稳定性,键能越大,物质越稳定,H—Cl键比H—I键的键能大,故HCl比HI稳定;分子间作用力影响物质沸点的高低,分子间作用力越大,沸点越高,HI分子间作用力大于HCl分子间作用力,故HI沸点比HCl高。

10.C　分子内氢键使物质的熔、沸点降低,故A错误;氢键不属于化学键,属于分子间作用力,故B错误;H2O是一种非常稳定的化合物,与共价键有关,与氢键无关,故D错误。