高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第4节 分子间作用力一课一练

2.4分子间作用力同步练习-鲁科版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列说法正确的是

A．H2O2分子中含有非极性键，属于极性分子

B．所有的σ键的强度都比π键的大

C．X-H-Y三原子不在一条直线上时，不能形成氢键

D．两个p轨道只能形成π键

2．下列现象(事实)与氢键有关的是

①氨气易被液化

②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶

③DNA中的碱基互补配对

④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低

⑤是一种稳定的化合物

A．①④⑤ B．①②③④ C．②③ D．①②

3．X、Y、Z、R为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，A、B、C、D是这四种元素组成的纯净物，有机物A在常温常压下呈液态，A外子含18个电子，相对外子质量为32，B和D均为单质，C的焰色试验呈黄色，它们之间能发生如下置换反应：

下列说法错误的是

A．上述四种元素中，Z的电负性最大，R的第一电离能最小

B．能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色

C．X和Z组成的分子都是极性分子

D．Y的氢化物沸点一定低于Z的氢化物沸点

4．下列大小关系可用氢键解释的是

A．熔点：C4H10＞CH4 B．热稳定性：NH3＞PH3

C．沸点：H2O＞H2S D．键能：HF＞HCl

5．影响物质在水中的溶解程度的因素有很多，下列关于溶解的说法错误的是

A．分子晶体溶于水，会破坏分子间作用力，分子间作用力越大，溶解度可能越小

B．能形成分子间氢键的物质常温下在水中的溶解度一定很大

C．极性分子在水中的溶解度一般比较大

D．物质溶于水有可能破坏化学键，甚至形成新的化学键

6．关于氢键，下列说法正确的是

A．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高

B．氢键比范德华力强，所以它属于化学键

C．含氢原子的物质之间均可形成氢键

D．H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O之间形成氢键所致

7．下列化学用语使用错误的是

A．33As的基态原子核外电子排布简式：[Ar]4s24p3

B．液氨中存在的氢键：N—H…N

C．NH4Cl的电子式：

D．NaHSO4水溶液中的电离方程式：NaHSO4=Na++H++

8．下列说法正确的是(　　)

A．氢键是化学键 B．甲烷可与水形成氢键

C．乙醇分子跟水分子之间存在范德华力 D．碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键

9．关于化合物，下列叙述正确的有

A．该化合物的分子间可形成氢键 B．该化合物的分子内可形成氢键

C．每个分子中有7个σ键和2个π键  D．该分子在水中的溶解度大于

10．某离子液体的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大，且原子半径依次减小的短周期非金属元素，其中Z在地壳中含量最多。下列说法正确的是

A．简单氢化物的沸点：W>Z>Y

B．元素电负性：W>Z>X>Y

C．最高价氧化物对于应水化物的酸性元素W强于元素Y

D．该离子液体的阴离子中所有原子均达到8电子稳定结构

二、填空题

11．、、的沸点由高到低的顺序为       (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为       。

12．（1）比较酸性条件下得电子能力的相对强弱：HClO    Cl2（填“＞”、“＜”或“＝”），用一个离子方程式表示：    。

（2）NaCNO是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，NaCNO的电子式是    。

（3）相同温度下，冰的密度比水小的主要原因是    。

13．回答下列问题：

(1)已知固态NH3、H2O、HF中的氢键的键能和结构示意图如表所示：

H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因是    。

(2)已知：常温时H2A的Ka1=5×10-5，Ka2=3×10-9，请判断NaHA溶液的酸碱性并说明原因：    。

14．范德华力的特征

(1)范德华力广泛存在于           ，但只有分子间           时才有分子间的相互作用力。

(2)范德华力不是化学键，范德华力很           ，比化学键的键能小1~2个数量级。

(3)范德华力没有           性和           性。

15．研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为       和       。

(2)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点： H2O       CO2：(填“大于”“小于”或“等于”)

(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在      

(4)丙酮()分子中甲基中碳原子轨道的杂化类型是       ，1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为       。(设NA为阿伏加德罗常数的值)

(5)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为       。

(6)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为       。

16．氢键

(1)氢键是一种     的分子间作用力。水分子之间的氢键是一个水分子中的    原子与另一个水分子的     原子间形成的     。

(2)水分子之间的氢键对水的物理性质的影响：①水的熔、沸点    ；②水的比热容    ；③水结成冰后，密度    。

17．已知N、P同属于元素周期表的第VA族元素，N在第2周期，P在第3周期。NH3分子呈三角锥形，氮原子位于锥顶，三个氢原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。

(1)PH3分子与NH3分子的构型关系是        （填“相同”或“相似”或“不相似”)，P—H      极性（填“有”或“无”)，PH3分子        极性（填“有”或“无”)。

(2)NH3与PH3相比，热稳定性        更强（填化学式)。

(3)NH3、PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________。

A．键的极性N—H比P—H强

B．分子的极性NH3比PH3强

C．相对分子质量PH3比NH3大

D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力

(4)笑气（N2O)是一种麻醉剂，有关理论认为N2O与CO2分子具有相似的结构（包括电子式）。已知N2O分子中氮原子只与氧原子相连，N2O的电子式为    ，其空间构型是    ，由此可知它是    （填“极性”或“非极性”）分子。

18．邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1(1.1×10-3)比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1(2.9×10-4)大          

19．CH3OH是重要的基本有机原料，利用反应A可将CH4转化为CH3OH。

反应A：2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)    ΔH＜0

(1)已知：破坏1mol化学键所需要的能量如下表所示。

①CH4的电子式是       。

②ΔH=       kJ·mol-1。

③CH4难溶于水，而CH3OH能与水任意比互溶，原因是       。

(2)一定条件下将CH4与O2直接混合实现反应A，往往产生CO2等副产物。我国科研工作者利用FeCl3实现CH4的选择性氯化，使CH4转化为CH3Cl，并进一步水解得到CH3OH，流程示意如下。

①反应i的化学方程式是       。

②物质b是       。

③由FeCl3溶液结晶得到FeCl3·6H2O晶体，在HCl的气流中加热FeCl3·6H2O晶体，能得到无水FeCl3，实现物质的循环利用。结合平衡移动原理解释HCl的作用：       。

20．与的相对分子质量相近，但的熔点()、沸点()分别远远高于的熔点()、沸点()，原因是       。

三、实验题

21．硝基苯酚是一种应用较广的酸碱指示剂和分析试剂，是合成染料、医药和高能材料的重要中间体原料。已知几种有机物的一些性质如下表：

以苯酚为原料制备硝基苯酚的反应如下：

+

实验步骤如下：

(Ⅰ)向250 mL三口烧瓶中加入试剂[包括： a．6.00g NaNO3 (0.07 mol)；b．4 mL浓H2SO4；c．一定体积的乙醚与水]，完全溶解后，将烧瓶置于冰水浴冷却至15~20°C。

(Ⅱ)将4.70g苯酚(0.05 mol)完全溶于5 mL温水后， 转入滴液漏斗。

(Ⅲ)在搅拌下，将苯酚水溶液滴至三口烧瓶中，用冰水浴将反应温度维持在20°C左右。

(Ⅳ)苯酚滴加完毕后，继续搅拌反应2 h。反应结束后，将反应混合物转入分液漏斗，进行一系列分离处理即可得到对硝基苯酚和邻硝基苯酚两种产物。

回答下列问题：

(1)从上表可知，对硝基苯酚的熔、沸点均明显高于邻硝基苯酚，为什么     ？

(2)若发现苯酚原料呈粉红色，其原因是什么？应如何处理     ？

(3)步骤(Ⅰ)中应按什么顺序加入试剂     ？(用字母表示)

(4)步骤(Ⅲ)中，为什么要将反应温度维持在20°C左右     ？

(5)写出步骤(Ⅳ)中分离处理的具体操作过程     。

(6)溶剂乙醚与水的用量对反应的影响结果见下表，请总结其规律     。

22．苯胺（  )是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里制取并纯化苯胺。查阅资件可知：

①  (易溶于水)；

②相关物质的部分物理性质如下表：

实验步骤

Ⅰ．将锡38. 0g和硝基苯10. 0mL加入500mL三颈瓶中，装上冷凝管。在滴液漏斗中装入约60mL浓盐酸，并将浓盐酸缓慢加入三颈瓶中。将三颈瓶置于水浴中加热30分钟，使反应趋于完全。

Ⅱ．停止加热，向三颈瓶中加入一定量50%NaOH溶液，到溶液呈碱性。

Ⅲ．将装置改为如图所示的“水蒸气蒸馏”装置。加热装置A产生水蒸气。用“水蒸气蒸馏”的方法把B中苯胺逐渐蒸出，在烧瓶C中收集到苯胺与水的混合物；分离混合物得到粗苯胺和水溶液甲。

Ⅳ．向所得水溶液甲中加入氯化钠固体至饱和，再用有机溶剂x萃取，得到萃取液。

Ⅴ．合并粗苯胺和萃取液，用NaOH固体干燥，蒸馏后得到苯胺3.75g。

回答下列问题：

(1)步骤Ⅰ选用的冷凝管是                  冷凝管(填“直形”或“球形”)，判断反应已经完成的现象是                    。

(2)步骤Ⅱ加入NaOH溶液发生的主要反应的离子方程式是                     。

(3)装置A中玻璃管的作用是                      。

(4)步骤Ⅲ在苯胺蒸出完毕后，应进行的操作是                             。采用水蒸气蒸馏提纯的物质应具备的条件是                             (写出一条即可)。

(5)步骤Ⅳ加入NaCl的目的是                   ，有机溶剂x是          。

(6)苯胺的产率为             (保留三位有效数字)。

(7)苯胺的沸点                甲苯(填“高于”或“低于”)，其原因是               。

23．I．请回答下列问题：

(1)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状，其二维平面结构如图。1 mol 硼酸(H3BO3)晶体中含有    mol 氢键。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大：                  。

(2)比较酸性的相对强弱：H2SO4   HClO4 (填“＞”“=”或“＜”)，已知能发生反应：H2SO4(浓)+NaClO4HClO4+NaHSO4，说明该反应能发生的理由               。

Ⅱ．氮化铝(AlN)是一种性能优异的新型材料，在许多领域有广泛应用，前景广阔。某化学小组模拟工业制氮化铝原理欲在实验室制备氮化铝。查阅资料：①实验室用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液共热制N2：NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O；②工业制氮化铝：Al2O3+3C+N22AlN+3CO，氮化铝在高温下能水解。

(1)氮化铝的制备

①实验中使用的装置如上图所示，请按照氮气流方向将各仪器接口连接：c→             。 (根据实验需要，上述装置可使用多次)

②D装置内氯化钯溶液的作用可能是                 。

(2) AlN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100 nm的AlN粉末水解时溶液pH的变化如下图所示。

①AlN粉末水解的化学方程式是                        。

②相同条件下，请在图中画出粒径为40 nm的AlN粉末水解的变化曲线          。

参考答案：

1．A

2．B

3．D

4．C

5．B

6．A

7．A

8．C

9．D

10．D

11．     、、     、、

12．     >     HClO+H++Cl-=Cl2+H2O     或     冰中氢键的数目比液态水中要多，导致冰里面存在较大的空隙

13．(1)虽然单个氢键的键能大小顺序是HF>H2O>NH3，但从各固态物质中的氢键结构可以推知，液态H2O、HF、NH3中氢键数量各不相同，状态变化时要克服的氢键的总键能大小顺序是H2O>HF>NH3，所以H2O、HF、NH3沸点依次降低

(2)酸性。因为HA-离子的水解平衡常数为Kh2==2×10-10<Ka2=3×10-9，即电离程度大于水解程度，所以显酸性

14．(1)     分子之间的一种分子间作用力     充分接近

(2)弱

(3)     饱和性     方向性

15．(1)     sp     sp3

(2)大于

(3)离子键和π键

(4)     sp3     9NA

(5)H<C<O

(6)乙醇分子间可以形成氢键

16．(1)     特殊     氢     氧     分子间作用力

(2)     较高     较大     变小

17．(1)     相似     有     有

(2)NH3

(3)D

(4)          直线     非极性

18．邻苯二甲酸存在分子内氢键，邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1大

19．(1)          -(2c+2d -2a-b) 或 2a+b-2c-2d     甲醇中的羟基可与水分子之间形成氢键

(2)     CH4 + 2FeCl3CH3Cl + 2FeCl2 + HCl     HCl     FeCl3·6H2OFe(OH)3 + 3HCl+ 3H2O，通入HCl，抑制FeCl3水解；同时，HCl气流可带走H2O

20．分子之间存在氢键，分子之间为范德华力，氢键比范德华力更强

21．(1)因为对硝基苯酚不能形成分子内氢键、可形成分子间氢键，而邻硝基苯酚则相反，可形成分子内氢键，减少了分子之间的氢键作用，故其熔沸点明显低于前者

(2)苯酚长期存放或暴露在空气中，容易被氧化而变成粉红色。应将苯酚进行蒸馏，收集沸点为182°C左右的馏分

(3)c、b、a

(4)温度过高，一元硝基酚可能进一步硝化、苯酚的氧化反应加剧；温度偏低，反应速率将减缓

(5)将反应混合物转入分液漏斗，静置后从下口放出水层、从上口倒出有机层。水层用乙醚萃取，将萃取液与有机层合并，用水洗至中性。水浴蒸去乙醚后进行水蒸气蒸馏，将邻硝基苯酚蒸出，直至无黄色油状物馏出为止。馏出液冷却结晶、抽滤得到邻硝基苯酚粗产物。将水蒸气蒸馏后的残余物用冰水浴冷却结晶、抽滤(滤液可进行浓缩再收回部分对硝基苯酚)得到对硝基苯酚粗产物。分别用乙醇-水混合溶剂、2%盐酸重结晶得到纯品

(6)比较1~3号实验可知，乙醚的体积一定时，水的用量对总产率没有显著影响，但明显影响邻对比(或者答，随着水的用量增加，总产率略微增加，而邻对比变化较大)；比较1、4~7号实验可知，水与乙醚的体积比一定时，其总体积对邻对比没有显著影响，但明显影响总产率，总体积为40mL时总产率最高

22．(1)     球形     油状液体消失(或溶液不分层，合理均可)

(2)    

(3)安全管(或平衡压强、防止气压过大等)

(4)     打开止水夹d，停止加热，再停止通冷凝水     加热条件下不与水反应(或难溶于水或在100 °C左右有一定的蒸气压等，合理均可)

(5)     减小苯胺在水溶液中的溶解度     乙醚

(6)40.3%

(7)     高于     苯胺存在分子间氢键

23．     3     硼酸分子之间形成氢键，使硼酸谛合成层状大分子，在冷水中溶解度小，而加热硼酸分子之间形成的氢键被破坏，硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加热时硼酸的溶解度增大     ＜     H2SO4的沸点高于HClO4，高沸点酸制取低沸点酸     a→b→d→e→g→f     吸收CO，防止污染空气     AlN+3H2OAl(OH)3+ NH3