高中化学第4节 分子间作用力免费巩固练习

分子间作用力与物质性质

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．范德华力的作用能为a kJ·mol－1，化学键的键能为b kJ·mol－1，则a、b的大小关系是(　　)

A．a＞b　 B．a＜b

C．a＝b D．无法确定

【解析】　范德华力是分子间作用力，其强度较弱，而化学键是指相邻原子之间强烈的相互作用，故化学键的键能比范德华力的作用能大得多。

【答案】　B

2．干冰汽化时，下列所述内容发生变化的是(　　)

A．分子内共价键 B．分子间的作用力增大

C．分子间的距离 D．分子内共价键的键长

【答案】　C

3．水的沸点是100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，引起这种差异的主要原因是(　　)

A．范德华力 B．共价键

C．氢键 D．相对分子质量

【解析】　H2O和H2S属于同一主族元素的氢化物，随着相对分子质量的增加，分子间作用力增大，沸点逐渐升高，但是由于H2O分子间容易形成氢键，使它的沸点反常得高。

【答案】　C

4．下列事实，不能用氢键知识解释的是(　　)

A．水和乙醇可以完全互溶

B．氨容易液化

C．干冰易升华

D．液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式

【解析】　干冰易升华，破坏的是分子间作用力，故选C。

【答案】　C

5．如图中每条折线表示周期表中ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化，其中a点代表的是(　　)

A．H2S B．HCl

C．PH3 D．SiH4

【解析】　由图可知a点所在曲线沸点没有反常现象，说明不是ⅤA、ⅥA、ⅦA族的氢化物，则只能为ⅣA族的氢化物，即为SiH4。

【答案】　D

6．卤族元素包括F、Cl、Br等。

下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是(　　)

A　　　　　　　　　　B

C              D

【解析】　元素非金属性越强，其电负性也越大，F的电负性最强，A正确；F元素无正价，B错误；因HF之间可形成氢键，使其沸点升高，C错误；随核电荷数增加，F2、Cl2、Br2的熔点依次升高，D错误。

【答案】　A

7．下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。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＞②＞①＞④ D．①＞④＞③＞②

【解析】　F、O、N的电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱是N—H…N。

【答案】　A

8．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是(　　)

A．氢键；分子间作用力；非极性键

B．氢键；氢键；极性键

C．氢键；极性键；分子间作用力

D．分子间作用力；氢键；非极性键

【解析】　固态水和液态水分子间作用力相同，均为氢键和范德华力，区别在于氢键的数目，故由固态水→液态水破坏氢键，同样由液态水→气态水，也是破坏氢键，而由H2O(气)→H2(气)＋O2(气)时，破坏的是化学键。

【答案】　B

9．下列关于范德华力的叙述中，正确的是(　　)

A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊化学键

B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同

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

【解析】　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，但两者的区别是作用力的强弱不同。化学键必须是强烈的相互作用(120～800 kJ/mol)，范德华力只有几到几十千焦每摩尔，故范德华力不是化学键；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量；范德华力普遍地存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间也难产生相互作用。

【答案】　B

10．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。

回答下列问题：

(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2　②BA4　③A2C2　④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)；分子BC2中含σ键________个，含π键________个。

(2)C的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是____________________________________________________________________。

(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。

(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_______________________(填化学式)。

【解析】　由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O；由D与B同主族，且为非金属元素，得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。

(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子，CO2中含2个σ键，2个π键。

(2)C的氢化物为H2O，水分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。

(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂。SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。

(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。

【答案】　  (1)③　2　2

(2)水分子间存在氢键

(3)C6H6　H2O　大于

(4)SiCl4>CCl4>CH4

11．水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过氢键相互连接成庞大的固态冰。则：

【导学号：66240021】

(1)1 mol冰中有________ mol氢键。

(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为：_____________________________________________________________。

(3)在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol－1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol－1，则冰中氢键的作用能是________ kJ·mol－1。

(4)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃)，则x、y、z的大小关系________。其判断依据是______________________________________

_____________________________________________________________。

【解析】　H2O电离后形成的2种离子是H3O＋和OH－，氢键的作用能为：

＝20 kJ·mol－1。

【答案】　(1)2　(2)2H2OH3O＋＋OH－　(3)20

(4)x＞z＞y　H2O中存在氢键，H2Se的相对分子质量大于H2S的，故H2Se的范德华力大于H2S的，则沸点由高到低的顺序为H2O＞H2Se＞H2S

12．稀有气体的熔点、沸点和在水中的溶解度等信息(部分)如下表：

(1)表中的稀有气体，熔点最低的是________，沸点最高的是________，氩在水中的溶解度大于________而小于________。

(2)下列说法中错误的是(用序号填空)________。

①稀有气体的范德华力随着熔点的升高而增大

②稀有气体的范德华力随着沸点的升高而增大

③稀有气体的范德华力随着溶解度的增大而增大

④稀有气体的范德华力随着相对原子质量的增大而增大

【解析】　表中稀有气体熔、沸点和在水中溶解度的数据变化呈现了一定的规律，这种规律反映了稀有气体中范德华力的变化规律。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、沸点越高。

【答案】　(1)氦(He)　氙(Xe)　14.7 mL·L－1

73 mL·L－1　(2)①②③

[能力提升]

13．通常情况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与NH3相似。下列对NCl3和NH3的有关叙述正确的是(　　)

A．分子中N－Cl键键长与CCl4分子中C－Cl键键长相等

B．在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子，则NH3·H2O的结构式为

C．NCl3分子是非极性分子

D．NBr3比NCl3易挥发

【解析】　根据题意，NCl3的空间结构与NH3相似，也应为三角锥形，故为极性分子，故C项错误；根据NH3·H2ONH＋OH－，故B正确；NBr3的结构与NCl3相似，因NBr3的相对分子质量大于NCl3的相对分子质量，故沸点NBr3大于NCl3，所以NBr3不如NCl3易挥发，故D项错误；因N原子的半径小于C原子的半径，所以C—Cl键长大于N—Cl键，故A项错误。

【答案】　B

14．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．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛

D．C3F8(全氟丙烷)与C3H8

【解析】　根据一般强弱规律：分子间氢键＞分子内氢键＞范德华力，进行比较；比较分子结构相似的物质的沸点高低，无氢键存在时，比较相对分子质量的相对大小。

【答案】　B

15．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的变化规律是(　　)

A．H2O、H2S、H2Se、H2Te的热稳定性依次减弱

B．熔点：Al>Mg>Na>K

C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低

D．CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔点、沸点逐渐升高

【解析】　A项，与共价键有关；B项，与金属键有关；C项，与离子键有关；D项，与范德华力有关。

【答案】　D

16．水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构示意图如下图所示：

【导学号：66240022】

(1)H2O、H2S、H2Se三者沸点由低到高依次为________________。

已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能的原因是__________________。

(2)氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构是______________(填序号)。

【解析】　(1)水分子间能形成氢键，H2S和H2Se组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。

(2)由一水合氨的电离特点确定。

【答案】　(1)H2S＜H2Se＜H2O　双氧水分子之间存在更强烈的氢键　(2)b