2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第4节 分子间作用力（含解析）

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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
第4节　分子间作用力
基础过关练
题组一　　范德华力
1.下列关于范德华力的叙述正确的是(　　)
A.是一种较弱的化学键
B.分子间存在的较强的相互作用
C.直接影响所有物质的熔、沸点
D.稀有气体的分子间存在范德华力
2.下列叙述与范德华力无关的是(　　)
A.气体物质在加压或降温时能凝结或凝固
B.干冰易升华
C.氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高
D.氯化钠的熔点较高
3.(2022山东威海期末)下列有关范德华力的强弱比较正确的是(　　)
A.CH4>CH3CH3
B.CH3CH2CH2CH2CH3>
C.SO2D.>
题组二　　氢键
4.(2023广东惠州第一中学月考)下列关于氢键的说法不正确的是(　　)
A.HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键
B.水在结冰时体积膨胀,是由于水分子之间存在氢键
C.NH3的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
D.氨水中水分子和氨分子之间也存在氢键
5.已知各种硝基苯酚的性质如表:
名称 结构式 溶解度 (g/100 g 水,25 ℃) 熔点/ ℃ 沸点/ ℃
邻硝 基苯 酚 0.2 45 100
间硝 基苯 酚 1.4 96 194
对硝 基苯 酚 1.7 114 295
下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是(　　)
A.邻硝基苯酚形成分子内氢键,使其熔、沸点低于间硝基苯酚、对硝基苯酚
B.间硝基苯酚分子间能形成氢键,也能与水分子形成氢键
C.对硝基苯酚分子间能形成氢键,使其熔、沸点较高
D.三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键,所以在水中的溶解度小
6.(2022安徽马鞍山第二中学期中)下列几种氢键:①O—H…O,②N—H…N,③F—H…F,④O—H…N,按氢键从强到弱的顺序排列正确的是(　　)
A.③>①>④>②　　B.①>②>③>④
C.③>②>①>④　　D.①>④>③>②
7.(2022山东枣庄第三中学月考)下列物质的性质或数据与氢键无关的是(　　)
A.水的沸点高于硫化氢
B.邻羟基苯甲酸()的熔点为159 ℃,对羟基苯甲酸()的熔点为213 ℃
C.乙醇可与水以任意比互溶
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
8.(2022江苏连云港联考)下列说法中,正确的是(　　)
A.氨气很稳定,温度很高才会部分分解是因为氨气中含有大量的氢键
B.CFH3分子中,既有H原子,又有电负性大、半径小的F原子,因此,CFH3分子间可以形成氢键
C.水在4 ℃时达到最大密度,4 ℃后水的密度变小
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
9.(2022黑龙江大庆第四中学期中)下列关于分子的性质的说法中,正确的是(　　)
A.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于H2O中氢键键能较大
B.液态氟化氢中氟化氢分子之间形成氢键,可写为(HF)n,则NO2分子间也因氢键而聚合形成N2O4
C.SF6为正八面体结构,该物质可能易溶于苯,难溶于水
D.物质的沸点:HFHCl>HBr>HI
题组三　　范德华力、氢键、化学键的比较
10.(2023北京顺义一中月考)下列物质的变化,仅破坏范德华力的是(　　)
A.碘单质的升华
B.NaCl溶于水
C.将水加热变为水蒸气
D.NH4Cl受热分解
11.(2023山东菏泽一中月考)第24届冬奥会在北京、张家口两地举办。国家速滑馆“冰丝带”中的冰场是冬奥史上“最快冰面”,冰层表面结构如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A.冰融化是吸热的熵增过程
B.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构,密度比液态水小
C.固态水分子之间的化学键较强,“准液体”水分子之间的化学键较弱
D.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性的水分子”,使冰面变滑
12.(2022北京首都师范大学附属丽泽中学月考)下列变化规律正确并且与化学键的强弱无关的是　　(　　)
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、沸点依次升高
13.(2022安徽合肥第八中学期末)下列说法中正确的是(　　)
A.NaHSO4在熔融状态下电离与在水中电离时,破坏的化学键完全相同
B.氢键X—H…Y中三个原子总在一条直线上
C.因氢键的存在,在测定氟化氢相对分子质量的实验中,发现实验值总是大于20
D.碘沸点低、易升华,是因为分子中的 I—I 键键能较小
能力提升练
题组一　　范德华力、氢键对物质性质的影响
1.(2023山东昌乐一中月考)正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是(　　)
A.在H3BO3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构
B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.1 mol H3BO3的晶体中有6 mol极性共价键
D.1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
2.(2022广东东莞光明中学月考)下列对一些实验事实的理论解释不正确的是(　　)
选项 实验事实 理论解释
A 钠原子的第一电离能小于铝原子 能层数相同,铝原子半径更小,原子核吸引电子能力更强
B CO2为直线形分子 CO2分子中OCO之间的夹角为180°
C 常温下Cl2是气体,Br2是液体 Cl2分子间的范德华力大于Br2
D HF的沸点高于HCl HF分子间存在氢键
题组二　　分子结构与性质
3.(2023广东华南师大附中月考)下列说法中,不正确的是(　　)
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点随相对分子质量的增大而升高
B.乳酸()分子中含有2个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.氨气极易溶于水、邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛都能用氢键来解释
4.(2023天津武清城关中学、杨村四中等段考)下列与分子性质有关的说法中,正确的是(　　)
A.邻硝基苯酚()的沸点高于对硝基苯酚()是因为后者形成了分子间氢键
B.HOOC—CF2—COOH的酸性强于HOOC—CH2—COOH是因为F的电负性大,使—COOH中O—H的极性大
C.C的电负性强于Si,所以CH4的熔、沸点高于SiH4
D.尿素[CO(NH2)2]不溶于水,易溶于有机溶剂
5.下列叙述及相关解释均正确的是(　　)
选项 叙述 相关解释
A 键的极性的强弱: N—H>O—H>F—H 电负性:NB 热稳定性:H2O>H2S O、S位于同一主 族,且原子半径O>S
C 沸点:(Ⅰ)< (Ⅱ) Ⅰ形成分子内氢键, Ⅱ形成分子间氢键
D 酸性:HI>HBr>HCl HI、HBr、HCl中的 范德华力逐渐减小
6.甲醛是危害人类的无形杀手,是一种重要的工业原料。
(1)甲醛()在Ni的催化作用下加氢可制得甲醇(CH3OH)。甲醛与甲醇相比,　　　　　的沸点高,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　。
(2)甲醛分子的空间结构为　　　　　,其分子内的氧、碳、氢原子间形成的键角　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)甲醇分子内的O—C—H键角。
(3)甲醛分子是　　　　　(填“极性分子”或“非极性分子”),它可由CO与H2在一定条件下反应合成。CO与N2的结构相似,一个CO分子内π键的个数为　　　　　,基态氧原子的价电子排布式是　　　　　。
7.(2022安徽合肥第一中学月考)科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
(1)下列关于CH4和CO2的说法正确的是　　　(填字母)。
a.固态CO2升华时破坏的是范德华力
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(2)在Ni催化作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有　　　mol σ键。
(3)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
　　参数 分子　　 分子直 径/nm 分子与H2O的 结合能E/kJ·mol-1
CH4 0.436 16.40
CO2 0.512 29.91
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是　　　　　　　　。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
8.(2023湖南岳阳一中质检)X、Y、Z、W、M是原子半径依次增大的前三周期元素,X元素原子只有1个s轨道且含有单电子;Y的电负性最大;Z和M同主族且Z元素原子的p轨道处于半充满状态;W和Y同主族;R元素位于第四周期,其基态原子的d轨道上有两个单电子且价电子数为10。回答下列问题:
(1)基态R原子价电子排布式为　　　　　　　　　,同周期中基态原子中未成对电子数与R相同的元素有　　　　种。
(2)中心原子的杂化方式为　　　　,[MW4]+的空间结构为　　　　　　　　　。
(3)沸点:MX3　　　　ZX3。(填“>”或“<”)
(4)Y的气态氢化物水溶液中存在　　　种氢键。
(5)莽草酸的分子结构为,其分子中含有手性碳原子的个数为　　　　　,分子中σ键与π键的个数比为　　　　。
(6)键的极性对物质的化学性质有重要影响。已知一些常见基团的吸电子效应的强度:RCO—>—F>—Cl>—Br>—I>>—C6H5>—H,则下列物质酸性由强到弱的顺序是　　　　。
①CH3COOH　　②ClCH2COOH
③　　④C6H5CH2COOH
第4节　分子间作用力
基础过关练
1.D 2.D 3.B 4.C 5.D 6.A 7.D 8.C
9.C 10.A 11.C 12.D 13.C
1.D　范德华力是分子间存在的较弱的相互作用,它不是化学键且比化学键弱得多,只能影响由分子构成的物质的熔、沸点;稀有气体的分子为单原子分子,分子之间存在范德华力。
2.D　氯化钠是离子化合物,其熔点高低与离子键有关,与范德华力无关,故D符合题意。
3.B　CH4和CH3CH3的组成和结构类似,CH3CH3的相对分子质量比CH4大,CH3CH3分子间的范德华力大于CH4,A错误;CH3CH2CH2CH2CH3和互为同分异构体,相对分子质量相同,后者的支链比前者多,范德华力前者大于后者,B正确;SO2的相对分子质量大于CO2,且SO2是极性分子,CO2是非极性分子,故SO2分子间的范德华力大于CO2,C错误;对二甲苯的极性小于邻二甲苯,则对二甲苯分子间的范德华力小于邻二甲苯,D错误。
4.C　NH3的稳定性与N—H键的键能有关,与NH3分子间能形成氢键无关,故C错误。
5.D　邻硝基苯酚能形成分子内氢键,使其熔、沸点降低,间硝基苯酚、对硝基苯酚能形成分子间氢键,使其熔、沸点升高,三种硝基苯酚都可以与水分子形成氢键,故A、B、C项正确,D项不正确。
6.A　元素的电负性越大,形成的氢键越强,电负性F>O>N,则氢键从强到弱的顺序是③>①>④>②。
7.D　H2O分子之间可以形成氢键,H2S分子间没有氢键,所以水的沸点比硫化氢的沸点高,与氢键有关,A不符合题意;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,所以对羟基苯甲酸熔点高于邻羟基苯甲酸,B不符合题意;乙醇分子中含有羟基,可以与水分子形成分子间氢键,从而增大了乙醇在水中的溶解度,使其能与水以任意比互溶,C不符合题意;HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的大,与氢键无关,D符合题意。
8.C　氨分子稳定的原因是氨分子中H—N键牢固,与氢键无关,A错误;在CFH3分子中,共价键只有C—F键和C—H键,而H与F之间并没有形成共价键,不符合形成氢键的条件,所以CFH3分子间不能形成氢键,B错误;由于水分子之间存在氢键,水结冰时体积变大而密度变小,水在4 ℃时达到最大密度,C正确;甲烷与水分子之间不能形成氢键,D错误。
9.C　1个H2O分子平均能形成2个氢键,而1个HF分子平均只能形成1个氢键,氢键越多,物质熔、沸点越高,A错误;NO2分子间不存在氢键,B错误;SF6为正八面体结构,为非极性分子,可能易溶于苯,难溶于水,C正确;HF分子之间存在氢键,HF的沸点比HI的高,D错误。
10.A　A项,碘单质是由分子构成的,升华时仅破坏范德华力;B项,NaCl是由Na+和Cl-构成的,溶于水时破坏了离子键;C项,水分子间存在氢键,液态水变成水蒸气,破坏了氢键和范德华力;D项,NH4Cl是由N和Cl-构成的,其受热分解,既破坏了离子键又破坏了共价键;故选A。
11.C　冰融化时吸收热量,为熵增过程,故A正确;第一层固态冰中,每个水分子与周围的4个水分子通过氢键相连接,从而形成空间网状结构,由于固态冰分子间距离比液态水大,所以其密度比液态水小,故B正确;固态水分子之间、“准液体”水分子之间都不存在化学键,只存在分子间作用力(含氢键),故C错误;当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏,使一部分水分子能够自由流动,从而产生“流动性的水分子”,使冰面变滑,故D正确。
12.D　A项,四种物质的稳定性与共价键的键能有关;B项,四种物质的熔点与金属键强弱有关;C项,四种物质的熔点与离子键强弱有关;D项,由于CF4、CCl4、CBr4、CI4的相对分子质量依次增大,范德华力依次增大,所以四种物质的熔、沸点依次升高;故选D。
13.C　NaHSO4溶于水电离,破坏离子键和共价键,NaHSO4在熔融状态下电离,只破坏离子键,A错误;氢键中的三个原子不一定在一条直线上,B错误;HF分子间存在氢键,使HF聚合在一起,非气态时氟化氢可以形成(HF)n,因此在测定氟化氢相对分子质量的实验中,发现实验值总是大于20,C正确;碘沸点低、易升华,是因为分子中分子间作用力较小,D错误。
能力提升练
1.CD 2.C 3.B 4.B 5.C
1.CD　H3BO3分子中B原子和H原子最外层都不满足8电子稳定结构,A错误;H3BO3分子的稳定性与分子内的B—O、H—O键有关,与氢键无关,B错误;1 mol H3BO3的晶体中有3 mol B—O键和3 mol O—H键,则1 mol H3BO3的晶体中有6 mol极性共价键,C正确;1个H3BO3分子对应6个氢键,1个氢键为2个H3BO3分子共用,因此含有1 mol H3BO3分子的晶体中有3 mol氢键,D正确。
2.C　能层数相同,原子半径越小,原子核吸引电子能力越强,故钠原子的第一电离能小于铝原子,A正确;CO2中C原子是sp杂化,分子呈直线形,CO2分子中OCO之间的夹角为180°,B正确;Br2的相对分子质量大于Cl2,故Br2分子间的范德华力大于Cl2,C错误;HF分子间存在氢键,使其沸点高于HCl,D正确。
3.B　F2、Cl2、Br2、I2是组成和结构相似的分子,其熔点随相对分子质量的增大而升高,故A正确;中中间碳原子上连有氢原子、甲基、羧基和羟基四个不同的原子或原子团,是手性碳原子,1个乳酸()分子中只含有1个手性碳原子,故B不正确;碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子,水为极性分子,极性分子一般易溶于极性溶剂,非极性分子一般易溶于非极性溶剂,故C正确;氨气分子和水分子之间能形成氢键,所以氨气极易溶于水,邻羟基苯甲醛分子内存在氢键,而对羟基苯甲醛分子间存在氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D正确。
4.B　邻硝基苯酚()的沸点低于对硝基苯酚()是因为后者易形成分子间氢键,前者易形成分子内氢键,故A错误;HOOC—CF2—COOH的酸性强于HOOC—CH2—COOH是因为F的电负性大,使HOOC—CF2—COOH的羧基中的O—H的极性更大,故B正确;组成和结构相似的分子(不含氢键)的熔、沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,其熔、沸点越高,CH4、SiH4的组成和结构相似,CH4的相对分子质量小于SiH4,所以CH4的熔、沸点低于SiH4,故C错误;尿素[CO(NH2)2]是极性分子,易溶于水,故D错误。
5.C　键的极性的强弱:N—HBr>Cl,原子半径越小,键长越短,键能越大,键能:H—Cl>H—Br>H—I,键能越大,其分子在水中电离出H+能力就越弱,酸性越弱,所以酸性:HI>HBr>HCl,与范德华力无关,D错误。
6.答案　(1)甲醇　甲醇分子间形成了氢键,甲醛分子间不能形成氢键　(2)平面三角形　大于　(3)极性分子　2　2s22p4
解析　(1)甲醇分子中存在O—H键,氧的电负性较大,分子间能形成氢键,而甲醛分子间不能形成氢键,故甲醇的沸点较高。
(2)甲醛分子中C原子的杂化方式为sp2,空间结构为平面三角形。
(3)甲醛分子中正、负电荷的重心不重合,为极性分子;每个CO分子中有一个σ键和两个π键;基态氧原子的价电子排布式为2s22p4。
7.答案　(1)ad　(2)8　(3)①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
解析　(1)固态CO2中不存在氢键,升华时只破坏范德华力,a正确;CH4分子是正四面体结构,为非极性分子,b错误;CH4、CO2的熔、沸点与共价键的键能无关,c错误;CH4为正四面体结构,故碳原子的杂化类型是sp3,CO2为直线形结构,故碳原子的杂化类型是sp,d正确。
(2)CO分子的结构式为,1个CO分子存在1个σ键,而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个σ键,则1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。
(3)①“可燃冰”中存在范德华力,水分子间还存在氢键。②分子与H2O的结合能越大表明越容易与H2O结合,且CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径,所以可以实现用CO2置换CH4的设想。
8.答案　(1)3d84s2　3　(2)sp　正四面体形　(3)<　(4)4　(5)3　11∶1　(6)②③④①
解析　X、Y、Z、W、M是原子半径依次增大的前三周期元素,X元素原子只有1个s轨道且含有单电子,为H元素;Y的电负性最大,为F元素;W和Y同主族,则W为Cl元素;Z和M同主族且Z元素原子的p轨道处于半充满状态,Z和M位于ⅤA族,由于原子半径Z>—C6H5,则酸性由强到弱的顺序为②>③>④>①。
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