第2章第4节分子间作用力同步练习(含答案)2022-2023学年下学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修2

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名称 第2章第4节分子间作用力同步练习(含答案)2022-2023学年下学期高二化学鲁科版(2019)选择性必修2
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-19 18:32:19

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第2章第4节分子间作用力同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列对分子及其性质的解释不正确的是
A.碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释
B.乳酸[CH3CH(OH)COOH]分子中存在一个手性碳原子
C.H2O比H2S稳定是由于水分子间可以形成氢键
D.实验测定,接近100℃的水蒸气的相对分子质量较大,这与水分子的相互缔合有关
2.关于氢键,下列说法正确的是
A.每一个水分子内含有两个氢键
B.冰和干冰中都存在氢键
C.DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D.H2O是一种非常稳定的化合物,是因为水分子间可以形成氢键
3.下列物质的性质中,与氢键无关的是
A.甲醇极易溶于水
B.乙酸的熔点比乙酸乙酯高
C.氨气易液化
D.碘易溶于四氯化碳
4.下列现象与氢键有关的是
①H2O的熔、沸点比VIA族其它元素氢化物的高
②水分子高温下也很稳定
③接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
A.①②③④ B.①③④ C.①②③ D.①②④
5.下列关于化合物的叙述正确的是
A.该分子是手性分子 B.分子中既有极性键又有非极性键
C.1分子中有7个键和3个键 D.该分子在水中的溶解度小于2-丁烯
6.电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事,导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是
A.冰形成后,密度小于水,故冰山浮在水面上
B.水在4℃时达到最大密度,4℃后水的密度变小
C.范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
7.化合物在生物化学和分子生物学中用作缓冲剂。对于该物质的下列说法错误的是
A.该物质属于极性分子
B.该物质可与水形成分子间氢键
C.该物质属于有机物,在水中的溶解度较小
D.从结构分析,该物质在水中溶解度较大
8.关于氢键,下列说法中正确的是
A.氢键比范德华力强,所以它属于化学键
B.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
C.含氢原子的物质之间均可形成氢键
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子间存在氢键
9.下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项 实验事实 理论解释
A 、空间构型为V形 、的中心原子均为杂化
B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P-P键间的夹角是
C 1体积水可溶解700体积氨气 氨是极性分子,有氢键的影响
D HF的沸点高于 H-F键的键长比键的键长短
A.A B.B C.C D.D
10.下列叙述中正确的有
①沸点:HI>HBr>HCl
②COCl2、BF3中各原子均达到8电子稳定结构
③一般分子的极性越大,范德华力越大
④氢键是一种分子间作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间
⑤CH3CH=CH2分子中,σ键与π键数目之比为6:1
⑥平面三角形分子一定是非极性分子
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
11.下列对分子的性质的解释中,正确的是
A.氨气很稳定(很高温度才会部分分解)是因为氨分子中含有大量的氢键所致
B.和HF均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.为正八面体结构,该物质可能难溶于苯,易溶于水
D.物质的沸点:,分子的稳定性
12.下列对分子的性质的解释中,正确的是
A.在水中的溶解度很小,是由于属于极性分子
B.乳酸()分子中含有一个手性碳原子,该碳原子是杂化
C.碘易溶于四氯化碳,难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.甲烷可以形成甲烷水合物,是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键
二、多选题
13.下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是
A.中存在,的空间结构为直线形
B.型分子中,若中心原子没有孤电子对,则分子空间结构对称,属于非极性分子
C.水分子间存在氢键,故的熔、沸点及稳定性均大于
D.DNA分子的两条链中的碱基以氢键结合形成双螺旋结构
14.表中表示周期表中的几种短周期元素,下列说法不正确的是
A.C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为D>C
B.A、B、C对应的简单氢化物的还原性C>B>A
C.AD3和ED4两分子的中心原子均为sp3杂化,但两者的键角大小不同
D.ED4分子中各原子均达8电子稳定结构,与四氯化碳的价层电子数相同
15.下列说法正确的是
A.基态Fe3+价层电子排布式为3d5
B.O2、N2、HCN中均存在σ键和π键
C.CH4、NH3、H2O分子间均存在氢键
D.沸点:C2H5SH(乙硫醇)>C2H5OH
三、填空题
16.分子间作用力
(1)范德华力概念:物质的分子间普遍存在着作用力,这种分子间作用力也叫做范德华力。
(2)实质:分子间作用力的实质是______________。
(3)分子间作用力的主要特征
①广泛存在于分子之间;
②只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力,如固体和液体物质中;
③分子间作用力远远________化学键;
④由分子构成的物质,其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。
(4)影响分子间作用力大小的因素
①组成与结构相似的物质。相对分子质量_______,分子间作用力_______。
如:I2>Br2>Cl2>F2;HI>HBr>HCl;Ar>Ne>He。
②分子的空间构型。一般来说,分子的___________________,分子间的作用力_______。
17.I.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为_____。
(2)I1(Li)>I1(Na),原因是_____。
(3)磷酸根离子的空间构型为____,其中P的价层电子对数为____,杂化轨道类型为____。
II.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。回答下列问题:
(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为____,其沸点比NH3的____(填“高”或“低”),其判断理由是____。
(5)Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为_____。
III.以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。
(6)27gNH中含电子的物质的量为____mol。
(7)柠檬酸的结构简式为。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为____NA。
四、元素或物质推断题
18.A、B、C、D、E是短周期的5种非金属元素,其中A、B、C的外围电子排布式可表示为A:,B:,C:,A与B在不同周期,且A的原子半径是元素周期表中最小的;D与B同主族,E在C的下一周期,且E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①、②、③、④中属于极性分子的是___________(填序号)。
(2)C的简单氢化物比下一周期同主族元素的简单氢化物的沸点高,其原因是___________。
(3)B、C两种元素都能和A元素组成两种常见溶剂,其分子式分别为___________、___________;在前者中的溶解度___________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(4)、和的沸点从高到低的顺序为___________(填化学式)。
19.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增加。其中A与B、A与D在周期表中位置相邻,A原子核外有两个未成对电子,B元素的第一电离能比同周期相邻两种元素都大,C原子在同周期原子中半径最大(稀有气体除外);E与C位于不同周期,E原子核外最外层电子数与C相同,其余各层电子均充满。请根据以上信息,回答下列问题:(答题时A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C、D四种元素电负性由大到小排列顺序为_____________________。
(2)B的氢化物的结构式_____________,其空间构型为_________________________。
(3)E核外电子排布式是_________,E的某种化合物的结构如下图所示。
微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用力,此化合物中各种粒子间的相互作用力有___________。
(4)A与B的气态氢化物的沸点______更高,A与D的气态氢化物的沸点________更高。
(5)A的稳定氧化物中,中心原子的杂化类型为______,空间构型为______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.C
【详解】A.碘和四氯化碳都是非极性分子,所以碘易溶于非极性溶剂四氯化碳,甲烷是非极性分子,水是极性分子,所以甲烷难溶于极性溶剂水,则碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释,故A正确;
B.由结构简式可知,乳酸分子中与羟基和羧基相连的碳原子为连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故B正确;
C.水比硫化氢稳定是因为氧元素的非金属性强于硫元素,与水分子间可以形成氢键无关,故C错误;
D.实验测定,接近100℃的水蒸气的相对分子质量较大说明水分子之间可以通过氢键而缔合,故D正确;
故选C。
2.C
【详解】A.水分子内不存在氢键,氢键存在于水分子之间,故A错误;
B.干冰为二氧化碳,其中没有氢键,故B错误;
C.DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的,故C正确;
D.H2O是一种稳定的化合物,是由于O-H键键能较大的原因,与氢键无关,氢键只影响物质的物理性质,故D错误;
故选C。
3.D
【详解】A.甲醇能和水分子形成氢键,导致极易溶于水,故A不符合题意;
B.乙酸能形成氢键,导致其熔点比乙酸乙酯高,故B不符合题意;
C.氨分子间存在氢键,导致其沸点较高,故氨气易液化,故C不符合题意;
D.碘为非极性分子易溶于非极性溶剂四氯化碳,与氢键无关,故D符合题意;
故选D。
4.B
【详解】①水分子之间能形成氢键,所以常温常压下,H2O的熔、沸点比第VIA族其它元素氢化物的高,①正确;
②水分子高温下也很稳定与氧元素的非金属性强,氢氧键的键能大有关,与氢键无关,②错误;
③接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些,其主要原因是接近水的沸点的水蒸气中水分子间因氢键而形成了“缔合分子”,③正确;
④邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,对羟基苯甲酸能形成分子间氢键,则邻羟基苯甲酸的分子间作用力小于对羟基苯甲酸,熔、沸点低于羟基苯甲酸,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低与氢键有关,④正确;
正确的是:①③④;
故选B。
5.B
【详解】A.手性碳必须是一个碳原子连四个不能的原子或原子团,该分子中无这样的碳原子,A错误;
B.分子的碳碳双键是非极性键,其它键都是极性键,B正确;
C.一个单键为一个σ ,一个双键中含有一个σ 键和一个π 键,故一共有9个σ键和3个π 键,C错误;
D.醛基是亲水基,能在水中形成氢键,溶解度比2-丁烯大,D错误;
故选B。
6.D
【详解】A.水在形成冰时,由于氢键的存在,使得密度减小,故冰浮在水面上,A正确;
B.水在时密度最大,B正确;
C.范德华力与氢键可同时存在于分子之间,C正确;
D.在水分子内含有共价键,水分子间存在氢键,同时也存在范德华力,D错误。
故选D。
7.C
【详解】A.根据该有机物的结构可知,其分子结构不对称,属于极性分子,A正确;
B.该物质中含羟基,能与水形成分子间氢键,B正确;
C.该物质属于有机物,结构中含羟基,能与水形成分子间氢键,在水中的溶解度较大,C错误;
D.该物质中含羟基,能与水形成分子间氢键,在水中的溶解度较大,D正确;
答案选C。
8.B
【详解】A.氢键比范德华力强,但氢键不是化学键,A错误;
B.分子间氢键的存在,大大加强了分子之间的作用力,能够显著提高物质的熔、沸点,B正确;
C.含氢原子的物质之间不一定能形成氢键,如甲烷分子间无氢键,C错误;
D.氢键只影响物质的物理性质,是一种非常稳定的化合物,是因为键的稳定性强,D错误;
答案选B。
9.C
【详解】A.中硫原子采取杂化,A错误;
B.白磷为正四面体结构,P-P键间的夹角是,B错误;
C.氨气和水分子中都含有氢键,二者都是极性分子,并且氨气能和水分子形成氢键,因此氨气极易溶于水,C正确;
D.HF分子间含有氢键,所以其沸点较高,氢键属于分子间作用力的一种,与键长的长短无关,D错误;
故答案选C。
10.A
【详解】①对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点就越高,所以沸点:HI>HBr>HCl,正确;②COCl2中各原子均达到8电子稳定结构,BF3中的B最外层只有6个电子,没有达到8电子稳定结构,错误;③一般相对分子质量相近的情况下,分子的极性越大,范德华力越大,正确;④氢键是一种分子间作用力,但氢键可以存在于分子内部,如邻羟基苯甲醛分子内就存在氢键,错误;⑤CH3CH=CH2分子中,有6个C-Hσ键和两个C-Cσ键,有1个π键,所以σ键与π键数目之比为8:1,错误;⑥平面三角形分子不一定是非极性分子,如甲醛,分子内正负电荷中心不重合,是极性分子,故错误;
综上所述,正确的是①③,故选A。
11.B
【详解】A.氨分子稳定的原因是氨分子中键键能大,与氢键无关,A错误;
B.和都是极性分子,水也是极性分子,故和均易溶于水,B正确;
C.为正八面体结构,为非极性分子,根据“相似相溶”规律可知其可能易溶于苯,难溶于水,C错误;
D.HF分子之间存在氢键,HF的沸点最高,D错误;
答案选B。
【点睛】对物质熔、沸点高低判断及分子的稳定性容易混淆,判断物质熔、沸点高低时,首先看分子之间是否存在氢键,存在氢键的熔、沸点较高;对不存在氢键、结构相似的物质,相对分子质量大的熔、沸点较高;分子的稳定性与分子内的共价键的牢固程度有关。
12.C
【详解】A.水是极性分子,是非极性分子,在水中的溶解度很小,A错误;
B.连接四种不同基团的碳原子是手性碳原子,由于手性碳原子为饱和碳原子,所以该碳原子是杂化,B错误;
C.根据相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,C正确;
D.甲烷不能与水形成氢键,D错误;
故选:C。
13.AC
【详解】A.的价层电子对数,含有2个孤电子对,故空间结构为形,A项错误;
B.依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知,型分子中,若中心原子没有孤电子对,则分子空间结构对称,则分子的正负电荷中心重合,属于非极性分子,B项正确;
C.非金属元素的简单氢化物的熔、沸点与氢键和范德华力有关,而稳定性与共价键键能有关,的稳定性大于是因为键的键能大于键的键能,C项错误;
D.分子的两条链中的碱基以氢键结合形成双螺旋结构,D项正确;
故选AC。
14.AB
【分析】由A、B、C、D、E在周期表中的相对位置可知,A为N元素、B为O元素、C为F元素、D为Cl元素、E为Si元素。
【详解】A.同主族元素,从上到下元素非金属性依次减弱,气态氢化物稳定性依次减弱,则氟化氢的稳定性强于氯化氢;氟化氢能形成分子间氢键,氯化氢不能形成分子间氢键,则氟化氢的分子间作用力大于氯化氢,沸点高于氯化氢,故A错误;
B.同周期元素,从左到右元素非金属性依次增强,简单氢化物的还原性依次减弱,则氨分子、水分子、氟化氢分子的还原性依次减弱,故B错误;
C.三氯化氮分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1,氮原子的杂化方式为sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形;四氯化碳分子中碳原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,碳原子的杂化方式为sp3杂化,分子的空间构型为正四面体锥形,则三氯化氮和四氯化碳的空间构型不同,键角大小不同,故C错误;
D.四氯化硅分子中硅原子和氯原子均达8电子稳定结构,与四氯化碳的价层电子数都为32,故D正确;
故选D。
15.AB
【详解】A.基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,则基态Fe3+价层电子排布式为3d5,故A正确;
B.O2中的两个O间有1个σ键和两个三电子π键,N2的结构式为NN,两个N间有1个σ键和两个π键,HCN的结构式为H-CN,有2个σ键和2个π键,故B正确;
C.氢键存在于和电负性很大的原子(如N、O、F)结合的氢原子和电负性很大的原子间,甲烷分子间不存在氢键,故C错误;
D.乙醇分子间存在氢键,所以乙醇的沸点高于乙硫醇,故D错误;
故选AB。
16. 电性引力 小于 越大 越大 空间构型越对称 越小
【详解】范德华力是分子间普遍存在的作用力,它很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。对于结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大。范德华力主要影响物质的物理性质,范德华力越大,物质的熔沸点越高。一般来说,分子的空间构型越对称,分子间的作用力越小。且,范德华力不属于化学键,它是分子和分子之间的一种作用力;
故答案为:电性引力;小于;越大;越大;空间构型越对称;越小。
17.(1)4:5
(2)Na与Li同主族,Na的原子半径更大,最外层电子更容易失去,第一电离能更小
(3) 正四面体形 4 sp3
(4) 三角锥形 低 NH3分子间存在氢键,使沸点升高,使得AsH3的沸点比NH3低
(5)4f5
(6)15
(7)7
【解析】(1)
铁为26号元素,基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe失去最外层2个电子得Fe2+,价电子排布为3d6,基态Fe失去3个电子得Fe3+,价电子排布为3d5,根据洪特规则和泡利原理,d能级有5个轨道,每个轨道最多容纳2个电子,Fe2+有4个未成对电子,Fe3+有5个未成对电子,所以未成对电子数之比为4∶5,故答案为:4∶5;
(2)
Li与Na同族,Na的电子层比Li多,原子半径比Li大,比Li更易失电子,因此I1(Li)> I1(Na),故答案为:Na 与 Li 同主族,Na 的原子半径更大,最外层电子更容易失去,第一电离能更小;
(3)
根据价层电子对互斥理论,的价层电子对数为4+ (5+3-4×2)=4+0=4,VSEPR构型为四面体形,去掉孤电子对数0,即为分子的立体构型,也是正四面体形;杂化轨道数=价层电子对数=4,中心原子P采用sp3杂化;故答案为:正四面体形;4;sp3;
(4)
AsH3和NH3为同主族元素形成的氢化物,二者结构相似,氨气分子为三角锥形,因此预测AsH3也是三角锥形;能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高,NH3分子间形成氢键,AsH3分子间不能形成氢键,所以熔沸点:NH3>AsH3,即AsH3沸点比NH3的低,故答案为:三角锥形;低;NH3 分子间存在氢键,使沸点升高,使得AsH3的沸点比 NH3 低;
(5)
Sm的价层电子排布式4f66s2,该原子失去电子生成阳离子时应该先失去6s电子,后失去4f电子,因此Sm3+价层电子排布式为4f5,故答案为:4f5;
(6)
27g的物质的量为1.5mol,1个铵根离子中含10个电子,则27g铵根离子中含15mol电子;
(7)
柠檬酸分子中有三个羧基和一个羟基,每个羧基中都有两个碳原子与氧原子形成的σ键,羟基中碳原子和氧原子形成的是σ键,所以1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为3×2+1=7mol,故答案为:7。
18. ③ 分子间可形成氢键 大于
【分析】由s轨道最多可容纳2个电子及A的原子半径在元素周期表中最小,且A与B在不同周期可得,,即A为H元素,B为C元素,C为O元素;由D与B同主族,且D为短周期元素,得D为元素;由E在C的下一周期且E为同一周期电负性最大的元素可知E为元素。
【详解】(1)①、②、③、④分别为、、、,其中为极性分子,其他均为非极性分子;
(2)C的简单氢化物为,分子间可形成氢键,使其沸点比下一周期同主族元素的简单氢化物()的沸点高。
(3)B、A两种元素组成的常见溶剂为苯(),C、A两种元素组成的常见溶剂为水();为非极性分子,易溶于非极性溶剂苯中;
(4)、、分别为、、,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。
19. N>C>Si>Na 三角锥形 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 离子键、共价键、配位键、氢键 NH3 SiH4 sp杂化 直线形
【详解】A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增加,其中A与B、A与D在周期表中位置相邻,A、B、D的相对位置为,A原子核外有两个未成对电子,B的第一电离能比同周期相邻的两种元素大,B为半充满结构,B为N、A为C、D为Si;C原子在同周期原子中半径最大(稀有气体除外),C为Na;E与C位于不同周期,E原子核外最外层电子数与C相同,其余各层电子均充满,则E的电子排布式为ls22s22p63s23p63d104s1,E为Cu。
(1)A、B、C、D分别为C、N、Na、Si,同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小,则电负性由大到小的顺序为N>C>Si>Na。
(2)B的气态氢化物为NH3,NH3的结构式为;中心原子N的孤电子对数为,σ键电子对数为3,价层电子对数为1+3=4,故N采取 sp3杂化,NH3空间构型为三角锥形。
(3)E为Cu,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;根据图示可判断H2O分子和Cu2+间存在配位键,同时水分子之间还存在氢键,H2O分子内存在共价键;该化合物还含有阴、阳离子间的离子键。
(4)A与B的气态氢化物分别为CH4和NH3,其沸点高低为NH3>CH4(因NH3分子之间存在氢键),A与D的气态氢化物分别为CH4和SiH4,由于其组成和结构相似,SiH4的相对分子质量大于CH4,故沸点SiH4>CH4。
(5)A的稳定氧化物为CO2,CO2中C原子的孤电子对数为,σ键电子对数为2,价层电子对数为0+2=2,C原子采取sp杂化,CO2分子呈直线形。
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