2019_2020学年高中化学专题3微粒间作用力与物质性质第4单元分子间作用力分子晶体第1课时范德华力氢键的形成练习苏教版选修3.doc
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第1课时 范德华力 氢键的形成 时间:45分钟 满分:100分 一、选择题(每小题5分,共55分) 1.下列有关范德华力的叙述正确的是( ) 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的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题 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,范德华力较弱,故范德华力不是化学键。虽然范德华力非常弱,但破坏它时也要消耗能量;范德华力普遍存在于分子之间,但它必须满足一定的距离要求,若分子间的距离大,分子之间也难产生相互作用,所以A、C、D均不正确,B正确。 答案:B 2.下列说法中不正确的是( ) A.甲硫醇(CH3SH)比甲醇(CH3OH)的熔点低的原因是甲醇分子间易形成氢键 B.对于组成和结构相似的分子,其范德华力随着相对原子质量的增大而增大 C.氨易液化与氨分子间存在氢键有关 D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致 解析:甲醇分子间易形成氢键,所以甲硫醇(CH3SH)比甲醇(CH3OH)的熔点低,A正确;组成和结构相似的分子,其范德华力随着相对原子质量的增大而增大,B正确;氨易液化与氨分子间存在氢键有关,C正确;氢键只影响熔沸点,且水分子的稳定性是由H—O共价键决定的,D错误。 答案:D 3.固体乙醇晶体中不存在的作用力是( ) A.离子键 B.氢键 C.非极性键 D.范德华力 解析:乙醇分子中存在范德华力,C—C的非极性键,乙醇分子间的氢键。 答案:A 4.2007年9月,美国科学家宣称:普通盐水在无线电波照射下可燃烧,这伟大的发现,有望解决用水作为人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是( ) A.分子间作用力 B.氢键 C.非极性共价键 D.极性共价键 解析:无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,这种“结合力”是水分子中的H—O键,即极性共价键。 答案:D 5.下列物质变化的现象,不可通过分子间作用力解释的是( ) A.HF、H2O的沸点比HCl、H2S的沸点高很多 B.正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高 C.H2O的沸点比HF的沸点高 D.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 解析:分子间作用力包括范德华力和氢键,A、C与氢键有关;B与分子间作用力有关;D只与共价键强弱有关,故D错。 答案:D 6.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.暖冰中水分子的各原子均满足8电子稳定结构 C.水凝固形成20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化 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” 解析:水分子为V形分子,氢原子满足2电子稳定结构,水凝固成“暖冰”为物理变化,只是在电场作用下,水分子间更易形成氢键而已。 答案:D 7.下列物质的沸点大小比较中正确的是( ) A.H2O<H2S B.HCl>HF C.NH3>PH3 D. 解析:由于H2O分子与H2O分子之间,HF分子与HF分子之间,NH3分子与NH3分子之间都能形成氢键,导致它们的沸点反常地高于同族元素的氢化物,A、B错,C正确;在邻羟基苯甲酸中,由于同一分子内羟基与羟基较近,很容易形成分子内氢键,在对羟基苯甲酸中,只能在分子与分子间形成分子间氢键,要将其汽化变成单个分子,需要较多的能量克服分子间氢键,因此对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸的沸点,D错。 答案:C 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微粒间的相互作用依次是( ) A.氢键;分子间作用力;非极性键 B.氢键;分子间作用力;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:由“雪花→水→水蒸气”两个过程只发生状态变化,因此只破坏了使水分子缔合在一起的氢键及分子间作用力;由“水蒸气→氧气和氢气”这一变化发生了化学反应,破坏水分子内的O—H极性键。 答案:B 9.有下列两组命题 A组 B组 Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键能 Ⅱ.H—I键键能小于H—Cl键键能 Ⅲ.HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力 Ⅳ.HI分子间范德华力小于HCl分子间范德华力 a.HI比HCl稳定 b.HCl比HI稳定 c.HI沸点比HCl高 d.HI沸点比HCl低 B组命题正确且能用A组命题给以正确解释的是 ( ) ①Ⅰ a ②Ⅱ b ③Ⅲ c ④Ⅳ d A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 解析:键能的大小决定着物质的热稳定性,键能越大,物质越稳定,H—Cl键比H—I键的键能大,HCl比HI稳定;范德华力影响着物质的沸点的高低,范德华力越大,沸点越高,HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力,HI沸点比HCl高。故选B。 答案:B 10.下列现象与氢键有关的是( ) ①HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的熔、沸点高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④尿素的溶、沸点比醋酸的高 ⑤邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低 ⑥水分子在较高温度下也很稳定 A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤ C.①②③④ D.①②③ 解析:因ⅦA族中,F的非金属性最强,HF中分子之间存在氢键,则HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的高,①正确;C原子个数小于4的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键,则可以和水以任意比互溶,②正确;冰中存在氢键,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,③正确;尿素分子间可以形成的氢键比醋酸分子间形成的氢键多,尿素的熔、沸点比醋酸的高,④正确;对羟基苯甲醛易形成分子之间氢键,而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,⑤正确;水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与氢键无关,⑥错误。故选B。 答案:B 11.正硼酸(H3BO3)是一种层状结构白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是( ) A.正硼酸晶体属于原子晶体 B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 C.分子中硼原子最外层为8e-稳定结构 D.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键 解析:正硼酸属于分子晶体;H3BO3分子是共价化合物,分子的稳定性与共价键的强度有关,与氢键无关;分子中硼原子最外层不满足8电子稳定结构;由图知1 mol H3BO3晶体中有1 mol×6×=3 mol氢键,故D正确。 答案:D 二、非选择题(共45分) 12.(12分)请写出下列物质性质的变化规律与哪种作用有关。 (1)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱:________。 (2)He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等稀有气体单质的熔点和沸点逐渐升高:____________________。 (3)沸点:: ____________________________。 (4)熔点:: __________________________。 解析:决定分子(包括稀有气体单质)的稳定性和物质熔、沸点高低的因素通常有化学键的强弱、分子间作用力的大小等。把物质的组成、性质与相互作用相联系,便可找到对应关系。 答案:(1)与化学键有关,键能逐渐减小 (2)与范德华力有关,且范德华力逐渐增强 (3)与范德华力有关,且范德华力逐渐减弱 (4)与氢键有关,邻硝基苯酚形成分子内氢键,间硝基苯酚和对硝基苯酚形成分子间氢键 13.(10分)下图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氢化物的沸点,其中表示ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线________,表示ⅣA族元素氢化物沸点的是曲线________。同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高,其原因是________________________________。A、B、C曲线中第2周期元素的氢化物的沸点显著高于第3周期元素氢化物的沸点,其原因是 _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 解析:组成和结构相似的氢化物相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,因此,同一主族元素形成的氢化物的沸点按从上到下呈逐渐递增的趋势,但是由于H2O、HF、NH3分子间存在氢键,分子间作用力显著增强,因而沸点显著升高。 答案:A D 同族元素的氢化物相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高 H2O、HF、NH3分子间存在氢键,分子间作用力显著增大,因而沸点显著升高 14.(11分)卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物,XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题: (1)如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图。它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高,其原因是_____________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)卤素互化物的反应: H2O+BrCl===HBrO+HCl KBr+BrCl===KCl+Br2 ①写出KI与IBr反应的化学方程式____________________________。 ②若要验证①反应能否发生,请你设计一个简单的实验: ___________________________________________________________________。 (3)试推测ICl的熔点所处的最小范围__________________________________________________________。 解析:(1)卤素单质及XX′型卤素互化物都是双原子分子,组成和结构相似,其相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高。 (2)①主要考查运用信息,模拟信息的能力,KI+IBr===KBr+I2。 ②欲验证反应能否发生,实际上是证明是否有I2生成,检验I2生成的方法是向混合物中滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则反应已发生,否则,反应未发生。 (2)依据图象给出的信息,随着相对分子质量的增加,熔点逐渐升高,计算ICl的相对分子质量,最小范围介于Br2和IBr的熔点之间。 答案:(1)相对分子质量越大,分子间作用力越强 (2)①KI+IBr===KBr+I2 ②向反应物混合液中滴加几滴淀粉溶液,若变蓝,证明能反应,否则不能反应 (3)介于Br2的熔点和IBr的熔点之间 15.(12分)水分子间存在一种叫“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用,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,其结构示意图如图所示: (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微粒,其电离方程式为____________________________。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能原因是__________________________________________________。 (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,则冰晶体中氢键的能量是________kJ·mol-1。 (4)氨气极易溶于水的原因之一也与氢键有关。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)每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,故每个水分子形成的氢键数为4×=2。 (2)水的自偶电离产生两种微粒电子数相等的OH-和H3O+;H2O2分子间形成的氢键比H2O分子间形成的氢键更强。 (3)=20 kJ·mol-1。 (4)从NH3·H2ONH+OH-的电离方程式可确定其结构为b。 答案:(1)2 (2)2H2OH3O++OH- 双氧水分子之间存在更强烈的氢键 (3)20 (4)b 8- 配套讲稿:
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