2022年高中化学新人教版选择性必修2 第二章 微专题3 微粒间作用力的判断及对物质性质的影响 学案

微专题3　微粒间作用力的判断及对物质性质的影响

1．共价键的判断及分类

(1)共价键的分类

(2)共价键类型的判断

①根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同元素的原子之间形成的是极性键。

②根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。

③根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。

2．范德华力、氢键及共价键的比较

1．(2019·洛阳高二期末)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是(　　)

A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键

B．SF6是由非极性键构成的分子

C．1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键

D．C2H2分子中不含非极性键

答案　C

解析　1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝

1 mol，A项错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B项错误；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误。

2．下列各组化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是(　　)

A．CO2和SO2   B．CH4和PH3

C．BF3和NH3   D．HCl和HI

答案　D

解析　选项中各分子中共价键都是不同元素之间形成的，均为极性键；其中CO2为直线形分子、CH4为正四面体形分子、BF3为平面三角形分子，均为中心对称分子，故为非极性分子；而HCl和HI是由不同元素形成的双原子分子，属于极性分子，而SO2为V形分子，PH3和NH3为三角锥形分子，不是中心对称分子，是极性分子，综上分析，答案为D。

3.S2Cl2是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是(　　)

A．为非极性分子

B．分子中既含有极性键又含有非极性键

C．与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2

D．与水反应的化学方程式可能为：2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl

答案　A

解析　根据S2Cl2的分子结构形状可知，它属于极性分子，选项A错误；由于S2Cl2与S2Br2结构相似，而相对分子质量S2Br2大，则熔、沸点：S2Br2>S2Cl2，选项C正确；由于S2Cl2少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液，则与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，选项D正确。

4．下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是(　　)

答案　D

解析　由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点：HCl低于HF，A项中Ⅱ命题不正确；由于原子半径：O<S，键长：H—O<H—S，所以键能：H—O>H—S，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点：H2O高于H2S，B项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：H2S>H2O，所以范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能：H—O>H—S，所以热稳定性：H2O强于H2S，分子的热稳定性与分子间作用力无关，所以C项中Ⅰ命题不能解释Ⅱ命题；由于相对分子质量：HI>HCl，所以范德华力：HI>HCl，沸点：HI高于HCl，D项中Ⅰ命题能解释Ⅱ命题。

5．下列说法不正确的是(　　)

A．HClO、H2CO3、HNO3、HClO4的酸性依次增强

B．苹果酸()含有1个手性碳原子

C．HCl、NH3、C2H5OH均易溶于水的原因之一是与H2O均能形成氢键

D．以极性键结合的分子不一定是极性分子

答案　C

解析　结合HO—Cl、(OH)2CO、(OH)NO2、(OH)ClO3，非羟基氧原子数依次增加，酸性依次增强，A项正确；苹果酸分子中2号碳原子为手性碳原子，B项正确；HCl与H2O不能形成氢键，C项错误；CH4为非极性分子，D项正确。

6．(2020·威海高二月考)下列关于σ键和π键的说法不正确的是(　　)

A．σ键能单独形成，π键不能单独形成

B．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转

C．双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键

D．CH3—CH3、CH2==CH2、CH≡CH中的σ键都是C—C，所以键能都相同

答案　D

解析　单键中只有一个σ键、双键中有一个σ键、一个π键，三键中有一个σ键，两个π键，π键不能单独形成，A、C项正确；σ键的电子云呈轴对称，π键的电子云呈镜面对称，π键不能绕键轴旋转，B项正确；三种分子中还含有C—H σ键，D项错误。

7．下列反应能说明σ键比π键牢固的是(　　)

A．CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl

B．CH2==CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br

C．2H2＋O22H2O

D．H2＋Cl22HCl

答案　B

解析　碳碳双键由1个σ键和1个π键组成，CH2==CH2发生加成反应时π键断裂，说明σ键比π键牢固。

8．下列各组化合物中，所含化学键类型完全相同的是(　　)

A．C2H6、H2O2、C2H5OH

B．HCl、NaCl、MgCl2

C．H2O、CO2、Na2O2

D．NaOH、NaClO、Na2O

答案　A

解析　A项，三种物质中都含极性共价键和非极性共价键；B项，HCl中只含极性共价键，NaCl、MgCl2中只含离子键；C项，H2O、CO2中只含极性共价键，Na2O2中含离子键和非极性共价键；D项，NaOH、NaClO中含离子键和极性共价键，Na2O中只含离子键。

9．(2019·淮南月考)下列物质的性质或数据与氢键无关的是(　　)

A．氨极易溶于水

B．邻羟基苯甲酸()的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸()的熔点为213 ℃

C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比混溶

D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多

答案　D

解析　NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，能与水以任意比混溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F的键能比H—Cl的大，与氢键无关。

10．下列说法正确的是(　　)

A．冰融化时，分子中H—O键发生断裂

B．随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔、沸点也逐渐升高

C．由于H—O比H—S牢固，所以水的熔、沸点比H2S的高

D．由分子构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定

答案　B

解析　冰融化时发生物理变化，只破坏H2O分子间的分子间作用力而不破坏化学键，A项错误；结构相似的分子中，物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比，所以随着卤素原子电子层数的增加，卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大，所以它们的熔、沸点也逐渐升高，B项正确；物质的熔、沸点与化学键无关，水的熔、沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键，C项错误；物质的稳定性与化学键有关，与分子间作用力无关，D项错误。

11．如图所示为元素周期表短周期的一部分。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，不正确的是(　　)

A．A与B形成的阴离子可能有AB、A2B

B．E的气态氢化物的沸点比C的气态氢化物的沸点高

C．D在过量的B2中燃烧的主要产物为DB2

D．A与E形成的化合物分子AE4是非极性分子

答案　B

解析　由所给部分元素周期表可知A、B、C、D、E五种元素分别是C、O、F、S、Cl。由于HF分子间存在氢键，故HCl的沸点比HF的沸点低，故选B项。

12．有下列十种物质：①CH4　②CH3CH2OH　③N2　④HCl　⑤CO2　⑥CH3CH3　⑦C2H4　⑧C2H2　⑨H2O2　⑩HCHO

请按要求回答下列问题(填序号)：

(1)只有σ键的有____________，既有σ键又有π键的有____________。

(2)只含有极性键的化合物有__________，既含有极性键，又含有非极性键的化合物有________。

(3)含有双键的有________，含有三键的有________。

答案　(1)①②④⑥⑨　③⑤⑦⑧⑩　(2)①④⑤⑩　②⑥⑦⑧⑨　(3)⑤⑦⑩　③⑧

解析　十种物质的结构式分别为、、N≡N、H—Cl、O==C==O、、、H—C≡C—H、H—O—O—H、。根据以下两点判断化学键类型：①单键只有σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。

13．(2019·南京高二月考)回答下列问题：

(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为________。

(2)已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子内σ键与π键数目之比为________。

(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是

N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) 　ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1

若该反应中有4 mol NH断裂，则形成的π键有________mol。

(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为________。

(5)1 mol乙醛分子中含有 σ键的数目为________，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。

(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是____________________。

答案　(1)2NA

(2)1∶2　1∶1

(3)3

(4)5∶1

(5)6NA(或3.612×1024)　7

(6)HF、H2O、NH3、CH4

解析　(1)CO2分子内含有两个碳氧双键，双键中一个是σ键，另一个是π键，则1 mol CO2中含有σ键的数目为2NA。

(2)N2的结构式为N≡N，推知：CO结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键；CN－结构式为[C≡N]－，HCN分子结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键均为2个。

(3)反应中有4 molNH断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2，则形成的π键有3 mol。

(4)设分子式为CmHn，则6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为。单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以C2H4中共含有5个σ键和1个π键。

(5)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为、，故1 mol乙醛中含有6NA个σ键，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。

(6)两个成键原子的电负性差别越大，它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性：F>O>N>C，因此四种元素与H形成的共价键的极性：F—H＞O—H＞N—H＞C—H。