2019-2020学年高二人教版化学选修三练习：2.3.1 键的极性与分子的极性 范德华力 和氢键及其对物质性质的影响 Word版含答案.doc

1、第三节分子的性质 第一课时键的极性与分子的极性范德华力和氢键及 其对物质性质的影响 课时演练课时演练促提升促提升 A 组 1.下列叙述中正确的是() A.极性分子中不可能含有非极性键 B.离子化合物中不可能含有非极性键 C.非极性分子中不可能含有极性键 D.共价化合物中不可能含有离子键 解析:A项,如H2O2中含非极性键,B项,如Na2O2中含非极性键,C项,如CCl4是极性键形成的非极性分子。 答案:D 2.下列关于氢键的说法正确的是() A.由于氢键的作用,使 NH3、H2O、HF 的沸点反常,且沸点高低顺序为 HFH2ONH3 B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内 C.没有氢键,就

2、没有生命 D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多 解析:A 项,“反常”是指它们在与其同族氢化物沸点排序中的现象,它们的沸点顺序可由氢化物的状态所 得,水常温下是液体,沸点最高。B 项,氢键存在于不直接相连但相邻的 H、O 原子间,所以,分子内可以存在氢 键。C 项正确,因为氢键造成了常温、常压下水是液态,而液态的水是生物体营养传递的基础。D 项,在气态 时,分子间距离大,分子之间没有氢键。 答案:C 3.下列叙述中正确的是() A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越大,稳定性也越强 B.以极性键结合的分子,一定是极性分子 C.判断 A2B 或 AB2型

3、分子是否是极性分子的依据是看分子中是否具有极性键 D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合 解析:对比 HF、HCl、HBr、HI 分子中 HX 极性键的强弱,卤素中非金属性越强,键的极性越大,A 项正 确。以极性键结合的双原子分子,一定是极性分子,但以极性键结合形成的多原子分子,也可能是非极性分子, 如 CO2,B 项错误。A2B 型如 H2O、H2S 等,AB2型如 CO2、CS2等,判断其是否是极性分子的依据是看分子中 是否有极性键及分子的立体构型是否对称,如CO2、 CS2为直线形,分子的立体构型对称,为非极性分子;如H2O, 有极性键,分子的立体构型不对称,为极性分子,C 项错误

4、。 多原子分子,其分子的立体构型对称,这样的非极性 分子中可能含有极性键,D 项错误。 答案:A 4.下列关于粒子结构的描述不正确的是() A.H2S 和 NH3均是价电子总数为 8 的极性分子 B.HS-和 HCl 均是含一个极性键的 18 电子粒子 C.CH2Cl2和 CCl4均是正四面体构型的非极性分子 D.1 mol O 中含中子、质子、电子各 10NA(NA代表阿伏加德罗常数) 解析:CCl4具有正四面体结构,是非极性分子,但 CH2Cl2中 CH 与 CCl 不同,导致分子不为正四面体 结构,故 CH2Cl2为极性分子。 答案:C 5.CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以

5、下是在一定条件下用 NH3捕获 CO2生成重要化工 产品三聚氰酸的反应: NH3+CO2+H2O 下列有关三聚氰酸的说法正确的是() A.分子式为 C3H6N3O3 B.分子中既含极性键,又含非极性键 C.属于共价化合物 D.生成该物质的上述反应为中和反应 解析:依据碳原子 4 价键结构和氮原子 3 价键结构补上 H 原子后分别数出 C、H、O、N 的个数可知: 它的分子式为 C3H3N3O3,是仅有极性键(不同种元素原子间形成的共价键)形成的共价化合物,故 A 项、B 项 错误,C 项正确;该反应是非电解质之间的反应,不是酸与碱反应生成盐和水的反应,所以不是中和反应,D 项 错误。 答案:C

6、 6.下列物质中,分子内和分子间均可形成氢键的是() A.NH3B. C.H2OD.CH3CH2OH 解析:形成氢键的分子含有 NH、HO 或 HF 键,NH3、H2O、CH3CH2OH 有氢键,但只存在于分子 间。B 项,中OH 间可在分子间形成氢键,OH 与可在分子内形成氢键。 答案:B 7.水分子间存在一种叫作“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间),彼此形成(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”相互连接成庞大的冰。 (1)1 mol 冰中有mol“氢键”。 (2)水分子中可电离生成两种含有相同电子数的微粒,其电离方程式为。 (3)用

7、x、y、z 分别表示 H2O、H2S、H2Se 的沸点(),则 x、y、z 的大小关系是,其判断依 据是。 解析:H2O 中 1 个 O 有两对孤电子对,可与另外 2 个 H2O 中的 H 产生电性作用,从而形成 2 个氢键。 H2O 电离后形成的 2 种离子是 H3O+和 OH-。 答案:(1)2 (2)2H2OH3O+OH- (3)xzyH2O 分子间可以形成氢键,且 H2Se 的相对分子质量大于 H2S,故有沸点:H2OH2SeH2S,即 xzy 8.X、Y、Z、Q、E 五种元素中,X 原子核外的 M 层中只有两对成对电子,Y 原子核外的 L 层电子数是 K 层的两倍,Z 是地壳中含量(

8、质量分数)最多的元素,Q 的核电荷数是 X 与 Z 的核电荷数之和,E 在元素周期表 的各元素中电负性最大。请回答下列问题: (1)X、Y 的元素符号依次为、; (2)XZ2与 YZ2分子的立体结构分别是和; (3)Q 的元素符号是,它属于第周期,它的核外电子排布式为,在形成化 合物时它的最高化合价为; (4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢 键。 解析:X 原子核外的 M 层中只有两对成对电子,则 X 的价电子排布图为,因此 X 为 S;Y 原 子核外的 L 层电子数是 K 层的两倍,则 Y 为 C;地壳中含量最多的元素为氧元素,因此 Z 为 O;Q 的核电荷数 为 S 和 O

9、的和,因此 Q 为 24 号元素 Cr;在元素周期表中电负性最大的是 F。 (1)X、Y 分别是 S 和 C。 (2)XZ2和 YZ2分别为 SO2、CO2,它们的构型为 V 形和直线形。 (3)Q为Cr,处于第四周期,它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,其价电子为3d54s1,因此它的最高 化合价为+6。 (4)E 为 F,HF 的水溶液中,存在 HF 分子之间的氢键,HF 分子和 H2O 分子之间的氢键,H2O 分子之间的氢 键,即有 FHF、FHO、OHF、OHO。 答案:(1)SC (2)V 形直线形 (3)Cr四1s22s22p63s23p63d54s1+

10、6 (4)FHF、FHO、OHF、OHO 9.数十亿年来,地球上的物质不断地发生变化,大气的成分也发生了很大变化。 下表是原始大气和目前空 气的成分: 空 气 的成分 N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体 He、Ne 等 原 始 大气 的 成 分 CH4、NH3、CO、CO2等 用上表所涉及的分子填写下列空白。 (1)含有 10 个电子的分子有(填化学式,下同)。 (2)由极性键构成的非极性分子有。 (3)与 H+可直接形成配位键的分子有。 (4)沸点最高的物质是,用所学知识解释其沸点最高的原因:。 (5)分子中不含孤电子对的分子(除稀有气体外)有,它的立体构型为。 (6)CO 的结构可表示为

11、 OC,与 CO 结构最相似的分子是,这两种结构相似的分子中,分子的 极性(填“相同”或“不相同”),CO 分子中有一个键的形成与另外两个键不同,它叫。 解析:(1)10e-分子可以用氖(Ne)作为标准,依次找出与氖同周期的元素与氢生成的化合物,有 HF、H2O、 NH3、CH4,题干要求用表中分子填空,不应填写 HF。 (2)由极性键构成的非极性分子应是含有极性键且分子有对称结构的,应是 CH4和 CO2。 (3)H+有空轨道,与它形成配位键的分子应有孤电子对,据 HH 和 HH 知,NH3和 H2O 可以和 H+以配位键结合分别形成 N 和 H3O+。 (4)已知物质全是分子,沸点高低可以

12、比较分子间作用力的大小,但要考虑到 H2O 分子间可以形成氢键, 且强度高于氨气与水形成的氢键,所以水沸点最高。 (5)甲烷电子式为 HH,不存在孤电子对,且中心碳原子采用 sp3杂化,故其立体构型为正四面体形。 (6)根据信息OC知,C和O之间存在三个共价键,氮气中两个原子间也是三个共价键,与CO结构相似。 但 C 和 O 电负性不同,共价键是极性键,而 N2中两个氮原子形成的键是非极性键,OC 中“”表示氧原子 单方提供电子对,是配位键。 答案:(1)H2O、Ne、CH4、NH3 (2)CH4、CO2(3)NH3、H2O (4)H2O液态水中存在氢键,使分子间作用力增强,沸点升高 (5)C

13、H4正四面体形 (6)N2不相同配位键 B 组 1.某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点,你认为不正确的是() A.Cl2相对于其他气体来说,是易液化的气体,由此可以得出结论,范德华力属于一种强作用 B.范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 C.范德华力是普遍存在的一种分子间作用力,属于电性作用 D.范德华力比较弱,但范德华力越强,物质的熔点和沸点越高 解析:范德华力其实质也是一种分子之间的电性作用,由于分子本身不显电性,因此范德华力比较弱,作 用力较小。随着分子间距的增加,范德华力迅速减弱,所以范德华力作用范围很小;范德华力只是影响由分子 构成的物质的某些物理性质(如熔、沸点

14、以及溶解度等)的因素之一;在常见气体中,Cl2的相对分子质量较大, 分子间范德华力较强,所以易液化,但相对于化学键,仍属于弱作用。故 B、C、D 三种说法正确。 答案:A 2.氨气溶于水时,大部分 NH3与 H2O 以氢键(用“”表示)结合形成 NH3H2O 分子。 根据氨水的性质可推 知 NH3H2O 的结构式为() A.B. C.D. 解析:从氢键的成键原理上看,A、B 都成立,但依据 NH3H2ON+OH-,可知 B 项正确。 答案:B 3.物质的下列性质或数据与氢键无关的是() A.甲酸蒸气的密度在 373 K 时为 1.335 gL-1,在 297 K 时为 2.5 gL-1 B.邻

15、羟基苯甲酸()的熔点为 159 ,对羟基苯甲酸()的熔点为 213 C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意比混溶 D.HF 分解时吸收的热量比 HCl 分解时吸收的热量多 解析:甲酸分子中含有羟基,在较低温度下,分子间以氢键结合成多分子缔合体(HCOOH)n,而在较高温 度下氢键被破坏,多分子缔合体解体,所以甲酸的密度在低温时较大;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,而对羟 基甲酸形成分子间氢键,分子间氢键增大了分子间作用力,使对羟基苯甲酸的熔沸点比邻羟基苯甲酸的高;乙 醇分子结构中含有羟基,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,而乙醚分子结构中无羟基,不能

16、与水分子形成氢键,在水中的溶解度比乙醇小得多;HF 分解吸收的热 量比 HCl 分解时吸收的热量多的原因是 HF 键的键能比 HCl 键的大,与氢键无关。 答案:D 4.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: He 268.8 (a) 249.5 Ar 185.5 Kr 151.7 F21 87.0 Cl2 33.6 (b)58. 7 I2 184.0 (c)19. 4 HCl 84.0 HBr 67.0 HI 35.3 H2O 100.0 H2S 60.2 (d) 42.0 H2T e1.8 CH4 161.0 SiH4 112.0 GeH4 90.0

17、(e) 52.0 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.第行物质均有氧化性;第行物质对应水溶液均是强酸 C.第行中各化合物中数据说明非金属性越强,气态氢化物沸点越高 D.上表中的 HF 和 H2O,由于氢键的影响,它们的分子特别稳定 解析:第三行物质中 HF 是弱酸,故 B 项错误;从第四组物质的沸点的数据变化为高低高,与非金属性 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,D 项错误。 答案:A 5.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 SO2溶于水形成的溶 液能导电 SO2是

18、电解质 B白磷为正四面体分子 白磷分子中 PP 键的键角是 10928 续表 选 项 实验事实理论解释 C 1 体积水可以溶解 700 体积氨气 氨是极性分子且有 氢键影响 DHF 的沸点高于 HCl HF的 键 长 比 HCl 的短 解析:A 项,SO2的水溶液导电,是因为 SO2与 H2O 反应,生成电解质 H2SO3,SO2本身不能电离,不属于电解 质;B 项,白磷分子为 P4,4 个 P 位于正四面体的 4 个顶点,每个面都是正三角形,PP 键键角为 60;C 项,NH3 分子与 H2O 分子都是极性分子,且相互可以形成氢键,所以 NH3在 H2O 中溶解度很大;D 项,HF 和 HC

19、l 的熔 沸点与分子内的共价键无关,只与分子间作用力有关,HF 分子间可以形成氢键,所以 HF 比 HCl 沸点高。 答案:C 6.下列叙述正确的是() A.NH3是极性分子,分子中氮原子处在 3 个氢原子所组成的三角形的中心 B.CCl4是非极性分子,分子中碳原子处在 4 个氯原子所组成的正方形的中心 C.H2O 是极性分子,分子中氧原子不处在 2 个氢原子所连成的直线的中央 D.CO2是非极性分子,分子中碳原子不处在 2 个氧原子所连成的直线的中央 解析:NH3是三角锥形的分子,A项不正确;CCl4是以碳原子为中心的正四面体形结构,B 项不正确;CO2是 碳原子在 2 个氧原子中间的直线形

20、分子,D 项不正确;H2O 是 V 形分子,氧原子不处在 2 个氢原子所连成的直 线的中央,C 项正确。 答案:C 7.已知 N、P 同属于元素周期表的第A 族元素,N 在第二周期,P 在第三周期。NH3分子呈三角锥形,N 位于锥顶,3 个 H 位于锥底,NH 键间的夹角是 107。 (1)PH3分子与 NH3分子的构型关系是(填“相似”或“不相似”),PH 键极性(填 “有”或“无”),PH3分子极性(填“有”或“无”)。 (2)NH3与 PH3相比,热稳定性更强的是。 (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 NH 比 PH 强

21、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 解析:(1)N 与 P 结构相似,NH3分子与 PH3分子结构也相似,PH 键为不同种元素原子之间形成的共价 键,为极性键。 (2)由 N、P 在元素周期表中的位置关系和元素周期律知,元素的非金属性 N 比 P 强。由元素的非金属 性与氢化物之间的热稳定性关系知,NH3比 PH3热稳定性强。 (3)“易液化”属于物质的物理性质,NH3与 PH3都是共价型分子,其物理性质与化学键无关。按照相对分 子质量与分子间作用力的关系,以及分子间作用力与物质的物理性质的关系分析,应该是 PH3

22、比 NH3沸点 高,PH3比NH3易液化。 事实是NH3比PH3易液化,这种反常现象的客观存在,说明这当中必有特殊的原因 氢键。 答案:(1)相似有有 (2)NH3 (3)D 8.X、 Y 和 Z 均为短周期元素,原子序数依次增大,X 的单质为密度最小的气体,Y 原子最外层电子数是其 周期数的三倍,Z 与 X 原子最外层电子数相同。回答下列问题: (1)X、Y 和 Z 的元素符号分别为、和。 (2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有、。 (3)X 和 Y 组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是。此化合物在酸性条 件下与高锰酸钾反应的离子方程式为;此化合物还可

23、将碱性工业废水中的 CN- 氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为。 解析:(1)根据提供信息,可以推断 X 为 H,Y 为 O,Z 为 Na。 (2)由 H、 O、 Na 三种元素组成的 NaOH、 Na2O2 中既有离子键又有共价键。(3)由 H、O 组成的 H2O2具有极性共价键又有非极性共价键,H2O2与酸性高锰酸 钾溶液反应,H2O2被氧化为 O2,Mn 被还原为 Mn2+,CN-中 C 为+2 价,N 为-3 价,H2O2与 CN-反应生成 C 和 NH3, 根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式。 答案:(1)HONa (2)NaOHNa2O2(或 NaO2) (3)H2O2 5H2O2+2Mn+6H+2Mn2+8H2O+5O2 H2O2+CN-+OH-C+NH3