高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第4节 分子间作用力课后练习题

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第4节　分子间作用力
[核心素养发展目标]　1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。2.了解氢键的形成条件、类型和特点。3.列举含有氢键的物质，知道氢键对物质性质的影响。
一、范德华力与物质性质
1．范德华力

2．范德华力对物质性质的影响
主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高。

范德华力对物质性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响
①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高。如熔、沸点：CF4新戊烷。
(2)对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，溶解度越大。

(1)范德华力的实质是电性作用，有一定的方向性和饱和性(　　)
(2)分子间作用力就是化学键的一种(　　)
(3)范德华力存在于任何物质中(　　)
(4)范德华力比化学键弱得多(　　)
(5)HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，是因为分子间作用力依次减弱(　　)
(6)水分解以及水的三态变化水分子中的化学键都被破坏(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×

1．任何物质三态变化一定破坏分子间作用力吗？
提示　不一定，有些物质不是由分子组成的，如氯化钠是由钠离子和氯离子组成的，所以三态变化时破坏的是离子键，不是分子间作用力。
2．分子的稳定性越强，沸点就越高吗？
提示　不一定，因为影响分子稳定性的是分子内的共价键强弱，而影响沸点的是分子间作用力，二者没有必然联系。如CCl4、SiCl4、SnCl4稳定性逐渐减弱，沸点逐渐升高。
3．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、沸点高低：CH3CH3PH3。
②同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点高，如邻羟基苯甲酸
C．SO2
答案　B
解析　CH4和CH3CH3的结构类似，前者的相对分子质量小于后者，故前者的范德华力小于后者；CH3CH2CH2CH2CH3与是同分异构体，相对分子质量相同，后者的支链比前者多，前者的分子之间的接触面积大于后者，范德华力也是前者大于后者；SO2的相对分子质量大于CO2，且SO2是极性分子，而CO2是非极性分子，故SO2分子间的范德华力大于CO2；的极性小于，且两者相对分子质量相同，故的分子间的范德华力大于。
4．下列关于氢键的说法正确的是(　　)
A．由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
B．氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内
C．没有氢键，就没有生命
D．相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多
答案　C
解析　由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF在同主族氢化物中的沸点反常，但常温下水为液体，则沸点高低顺序为H2O>HF>NH3，故A错误；氢键存在于不直接相连的H原子与电负性较大的原子间，则可以存在于分子之间，也可以存在于分子内，故B错误；气态时，分子间距离增大，不存在氢键，液态和固态时均有氢键，故D错误。
5．下列物质的性质与氢键无关的是(　　)
A．冰的密度比液态水的密度小
B．NH3易液化
C．NH3分子比PH3分子稳定
D．相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高
答案　C
解析　冰由于氢键的作用，使水分子的排列更加有序，水结成冰，体积会膨胀，故冰的密度比水的密度小；NH3分子间存在氢键；H2O分子间存在氢键，而H2S分子间无氢键，故H2O的沸点较高；NH3比PH3稳定，原因是N—H键的键能比P—H键的键能大。
6．下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是(　　)
A．NH3 B．
C．H2S D．C2H5OH
答案　B
解析　通常能形成氢键的分子中含有：N—H键、H—O键或H—F键。NH3、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B项中的O—H键与另一分子中或—O—H中的O可在分子间形成氢键，同一分子的O—H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。
7.如图所示，每条折线表示元素周期表第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化情况，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是(　　)

A．H2S B．HCl
C．PH3 D．SiH4
答案　D
解析　氢化物分子间形成氢键时，会造成氢化物的沸点升高，H2O、HF、NH3分子间可形成氢键。由图中沸点变化折线可知，a点所在折线为ⅣA族元素氢化物的沸点变化，且元素位于第3周期，则a点表示SiH4。
8．在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n＝5，每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n＝5时，下列说法中正确的是(　　)

A．(H2O)n是一种新的水分子
B．(H2O)n仍保留着水的化学性质
C．1 mol (H2O)n中有2个氢键
D．1 mol (H2O)n中有4 mol氢键
答案　B
解析　(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的，氢键不属于化学键，因此(H2O)n不是一种新的分子，(H2O)n仍保留着水的化学性质。(H2O)n中每个氢原子分享一个氢键，折合每摩尔水有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数的值)，当n＝5时，1 mol (H2O)5所含氢键数相当于5 mol H2O分子含有的氢键数，应为10 NA个。
9．(2019·宜昌高二检测)氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　)
A．
B．
C．
D．
答案　B
解析　从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤对电子，所以以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH＋OH－可知答案是B。
二、不定项选择题
10．(2019·日照月考)下列几种氢键①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N，按氢键从强到弱的顺序正确的是(　　)
A．③>①>④>② B．①>②>③>④
C．③>①>②>④ D．①>④>③>②
答案　A
解析　氢键可以表示为X—H…Y，氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，氢键越强；氢键的强弱还与X和Y的半径大小有关，X和Y的半径越小，Y越能接近H—X键，形成的氢键也越强。F、O、N中，F的电负性最大，半径最小，所以F—H…F是最强的氢键，O—H…O次之，O—H…N又次之，N—H…N最弱。
11．下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是(　　)
A．液溴和苯分别受热变为气体
B．干冰和氯化铵分别受热变为气体
C．二氧化硅和铁分别受热熔化
D．食盐和纯碱分别溶解在水中
答案　AD
解析　A项，均克服分子间作用力(或范德华力)；B项，前者克服分子间作用力，后者克服离子键；C项，前者克服共价键，后者克服金属键；D项，均克服离子键。
12．(2019·泰安高二检测)共价键、离子键和分子间作用力是粒子之间三种不同的作用力。下列物质中：①Na2O2；②干冰；③Na2O；④NaCl，含有上述作用力中的两种的是(　　)
A．①② B．②③ C．②④ D．①③
答案　A
解析　①中有离子键和共价键，②中有共价键和分子间作用力，③④中只有离子键。
13．(2019·烟台高二检测)下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是(　　)
A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键
B．分子间作用力包括氢键和范德华力
C．水、冰中都含氢键
D．分子中一定有共价键，可能存在分子间作用力
答案　AD
解析　水是一种稳定的化合物，是因为含有O—H共价键；水和冰分子中都存在氢键；分子中也有无共价键的，如稀有气体。
三、非选择题
14．(高考组合)(1)[2019·全国卷Ⅲ，35(3)]苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是
_______________________________________________________________________________。
(2)[2019·江苏，21(3)节选]抗坏血酸的分子结构如图1所示，推测抗坏血酸在水中的溶解性：________________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。

(3)[2018·全国卷Ⅱ，35(3)]图2为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________________。
(4)[2019·全国卷Ⅱ，35(1)]近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。
元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为________，其沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)苯胺分子之间存在氢键　(2)易溶于水
(3)S8相对分子质量大，分子间范德华力强
(4)三角锥形　低　NH3分子间存在氢键
解析　(1)苯胺中有—NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。(2)1个抗坏血酸分子中含有4个羟基，其可以与H2O形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水。(3)S8的相对分子质量大于SO2，因此S8的分子间作用力大，熔、沸点比SO2的高。(4)AsH3的中心原子As的孤电子对数为＝1，则AsH3含3对成键电子和1对孤电子对，故其空间结构为三角锥形。NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子间氢键，从而使其沸点升高。
15．(2019·哈尔滨第六中学期末)氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。
(1)H2O中的O—H键、分子间的范德华力和氢键由强到弱的顺序依次为________>________>________。
(2)的沸点高于，其原因是______________________
_______________________________________________________________________________。
(3)N、P、As都属于第ⅤA族元素，形成简单氢化物的沸点由高到低的顺序为________(填分子式，下同)>________>________。
(4)如图1表示某种含氮有机化合物的结构简式，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)。分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。

下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是______(填字母)。
a．CF4 b．CH4 c．NH d．H2O
答案　(1)O—H键　氢键　范德华力
(2)能形成分子间氢键，而能形成分子内氢键
(3)NH3　AsH3　PH3　(4)c
解析　(1)O—H键属于化学键，氢键和范德华力均属于分子间作用力，但氢键比范德华力强。
(2)和分子间都存在范德华力，但前者存在分子间氢键，后者主要存在分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大，故前者的沸点高于后者的沸点。
(3)N、P、As元素形成的简单氢化物分别为NH3、PH3、AsH3，NH3能形成分子间氢键，其沸点最高。AsH3的相对分子质量大于PH3，则AsH3的范德华力强于PH3的范德华力，故AsH3的沸点高于PH3的沸点。
(4)能被该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，则要求该分子或离子是正四面体结构且能形成4个氢键，只有NH符合要求。