高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第4节 分子间作用力测试题
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1.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.通常状况下氯化氢为气体
C.氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高
D.氯化钠的熔点较高
D [范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。A项,气体物质加压时,范德华力增大,降温时,气体分子的平均动能减小,两种情况下,分子靠自身的动能不足以克服范德华力,从而聚集在一起形成液体甚至固体;B项,氯化氢分子之间的作用力是很弱的范德华力,因此通常状况下氯化氢为气体;C项,一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增强,物质的熔、沸点逐渐升高;D项,NaCl中存在的作用力是很强的离子键,所以NaCl的熔点较高,与范德华力无关。]
2.范德华力的作用能为a kJ·ml-1,化学键的键能为b kJ·ml-1,则a、b的大小关系是( )
A.a>b B.a<b
C.a=b D.无法确定
B [范德华力是分子间作用力,其强度较弱,化学键的键能比范德华力的作用能大得多。]
3.在常温、常压下卤素单质(从F2到I2)的聚集状态依次为气态、气态、液态、固态的原因是( )
A.原子间的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
B [卤素单质的组成、结构相似,从F2到I2的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,对应物质的熔、沸点逐渐升高,聚集状态的变化为气态→液态→固态。]
4.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
B [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。]
5.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
6.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,是由水分子间形成氢键所致
C.氢原子和非金属性很强的元素原子(F、O、N)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
D [在某些含N—H、O—H、F—H的化合物中形成氢键,所以含有氢元素的化合物中不一定有氢键,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;氢键是一种特殊的分子间作用力,不属于化学键,故C错误;分子间氢键的存在使分子间作用力增强,能够显著提高物质的熔、沸点,氢键也可存在于分子内,如邻羟基苯甲醛分子()中的羟基与醛基之间存在氢键,故D正确。]
7.科学家将水置于一个足够强的电场中,在20℃时,水分子瞬间凝固形成“暖冰”。下列关于“暖冰”的说法正确的是( )
A.暖冰中水分子是直线形分子
B.水凝固形成20℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化
C.暖冰中水分子的各原子均满足8电子稳定结构
D.在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”
D [水分子的中心氧原子含有2个σ键和2对孤电子对,所以水分子的空间结构是角形,A错误;水凝固形成20℃时的“暖冰”时,该过程没有新物质生成,发生的是物理变化,B错误;氢原子不满足8电子稳定结构,C错误;氢键具有方向性,在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”,D正确。]
8.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
D [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。]
9.氨气溶于水时,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
B [从氢键的成键原理上看,A、B都成立,但依据NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,可知B项正确。]
10.(1)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 ml (SCN)2中含有π键的数目为________;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N===C===S)的沸点,其原因是_____________________
___________________________________________________________________。
(2)H2O2与H2O可以以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图所示,化合物甲中碳原子的杂化方式为________,组成化合物乙的所有元素的第一电离能由大到小的顺序为________。化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是___________________________________________________________________。
[解析] (1)(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N,单键为σ键,每个三键含有1个σ键和2个π键,故1 ml (SCN)2中含有π键的数目为4NA;异硫氰酸分子中电负性较大的N与H直接相连,分子间可形成氢键,而硫氰酸不能,故异硫氰酸的沸点较高。
(2)H2O2与H2O分子之间可以形成氢键,溶解度增大,导致二者之间可以以任意比例互溶。
(3)化合物甲中,只形成单键的碳原子的杂化方式为sp3杂化,羰基上的碳原子的杂化方式为sp2杂化。化合物乙由C、H、O、N四种元素组成,第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>H。化合物甲分子间不能形成氢键,化合物乙分子中含有N—H键,可以形成分子间氢键,沸点更高。
[答案] (1)4NA 异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能
(2)H2O2与H2O分子之间可以形成氢键
(3)sp3和sp2杂化 N>O>C>H 化合物乙分子间存在氢键
11.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,故它们的沸点从高到低的顺序为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
12.(1)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)下列物质变化,只与范德华力有关的是________(填序号)。
A.干冰熔化
B.乙酸汽化
C.乙醇与丙酮混溶
D.溶于水
E.碘溶于四氯化碳
F.石英熔融
[解析] (1)硅烷(SinH2n+2)是分子晶体,结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越大,熔、沸点越高。
(2)A项,干冰熔化需要破坏范德华力;B项,乙酸分子之间存在范德华力与氢键,所以汽化时破坏范德华力和氢键;C项,乙醇与丙酮混溶时,破坏乙醇分子之间的范德华力与氢键,还破坏丙酮分子之间的范德华力;D项,该有机物分子之间不能形成氢键,只存在范德华力,但水分子之间存在范德华力和氢键,故该溶解过程破坏范德华力与氢键;E项,碘、四氯化碳分子之间只存在范德华力,相溶时只破坏范德华力;F项,石英熔化时只破坏共价键。
[答案] (1)硅烷的结构相似,其相对分子质量越大,分子间范德华力越大(其他合理答案也可) (2)AE
[拓展培优练]
13.下列说法正确的是( )
A.HF的沸点高于HCl,是因为HF分子的极性大,范德华力也大
B.在PCl5分子中,各原子均满足最外层8电子稳定结构
C.可燃冰是甲烷水合物,甲烷可与水形成氢键
D.S2Br2与S2Cl2结构相似,则沸点:S2Br2>S2Cl2
D [HF的沸点高于HCl,是因为氟化氢分子之间存在氢键,A错误;一般来说,某元素的化合价的绝对值+原子最外层电子数=8时,该原子最外层达到8电子稳定结构,在五氯化磷分子中磷原子不符合8电子稳定结构,B错误;可燃冰是甲烷水合物,碳的电负性较小,甲烷与水不能形成氢键,C错误;组成与结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高,则沸点:S2Br2>S2Cl2,D正确。]
14.下列同族元素的物质,在101.3 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示:
对应表中内容,下列各项中正确的是( )
A.a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF
B.第②行物质均有氧化性;第③行物质均是强酸
C.第④行各化合物的沸点说明非金属性越强,气态氢化物沸点越高
D.由于氢键的影响,HF分子和H2O分子特别稳定
A [a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF,故A项正确;第③行物质中HF是弱酸,故B项错误;第④行物质的沸点变化为高→低→高,与元素非金属性的变化不同,故C项错误;氢键影响物质的熔、沸点,与分子的稳定性无关,故D项错误。]
15.下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法正确的是( )
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,在三种物质中熔沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是因为NH3是极性分子
B [根据相似相溶规律,水是极性分子,CS2是非极性分子,所以CS2在水中的溶解度很小,故A项错误;因为SO2和NH3都是极性分子,水也是极性分子,根据相似相溶规律,二者均易溶于水,故B项正确;CS2在常温下是液体,SO2和NH3在常温下是气体,CS2的熔沸点最高,故C项错误;NH3在水中溶解度很大,除了因为NH3是极性分子外,还因为氨分子和水分子之间可以形成氢键,故D项错误。]
16.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 ml(H2O)n中有2个氢键
D.1 ml(H2O)n中有4 ml氢键
B [(H2O)n是水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中每个氢原子分享到一个氢键,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 ml(H2O)5所含氢键数相当于5 ml 水分子含有的氢键数,应为10 NA个。]
17.(1)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是_______________________________________________________________。
(2)关于化合物,下列叙述正确的有________(填序号)。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个σ键和1个π键
D.该分子在水中的溶解度大于2丁烯
[解析] (1)当形成分子内氢键后,导致酚羟基的电离能力减弱,故其电离能力比苯酚弱。(2)分子中不存在与电负性大的元素原子相连的氢原子,所以不存在氢键,故A项错误;分子中碳碳键是非极性键,碳氢键、碳氧键是极性键,故B项正确;1个单键是1个σ键,1个双键是1个σ键和1个π键,所以分子中有9个σ键和3个π键,故C项错误;由于该化合物中的醛基与H2O分子之间能形成氢键,所以该分子在水中的溶解度大于2丁烯,故D项正确。
[答案] (1)< 中形成分子内氢键,使其更难电离出H+ (2)BD
①
He -268.8
(a) -249.5
Ar -185.8
Kr -151.7
②
F2 -187.0
Cl2 -33.6
(b) 58.7
I2 184.0
③
(c) 19.4
HCl -84.0
HBr -67.0
HI -35.3
④
H2O 100.0
H2S -60.2
(d) -42.0
H2Te -1.8
⑤
CH4 -161.0
SiH4 -112.0
GeH4 -90.0
(e) -52.0
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