第2章 第4节 分子间作用力（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修2（鲁科版2019）

第2章　第4节 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电性作用 C．直接影响所有物质的熔、沸点 D．稀有气体的原子间存在范德华力 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；稀有气体为单原子分子，分子之间靠范德华力相结合。] 2．下列物质发生状态变化时，克服了范德华力的是(　　) A．食盐熔化　　　 B．HCl溶于水 C．碘升华 D．氢氧化钠熔化 C　[氯化钠、氢氧化钠均是离子化合物，熔化时离子键断裂，A、D项错误；HCl溶于水时克服的是共价键，B项错误；碘升华时克服的是范德华力，C项正确。] 3．维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式如图所示，维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有(　　) A．离子键、共价键 B．离子键、氢键、共价键 C．氢键、范德华力 D．离子键、氢键、范德华力 D　[分子内含有氨基和羟基，易形成氢键，故溶于水时要破坏离子键、氢键和范德华力。] 4．(双选)下列叙述正确的是(　　) A．氢键能随时断裂、随时形成 B．氢键能存在于固态、液态甚至于气态物质中 C．氢键的存在，使水凝结为冰时密度减小，体积增大 D．氢键的存在，导致某些物质的汽化热、升华热减小 BC　[氢键是比范德华力强而比化学键弱的一种分子间作用力，水分子间形成氢键使水结成冰，水的密度减小，体积增大。] 5．(双选)下列叙述中正确的是(　　) A．极性分子一定易溶于极性溶剂 B．非极性分子一定难溶于极性溶剂 C．甲醇能与水互溶主要是由于水与甲醇分子间形成氢键 D．醇和羧酸的同系物中，随着烃基的增大，物质在水中的溶解度逐渐减小 CD　[由CO、NO等极性分子难溶于水，Cl2、CO2等非极性分子能溶于水可判断A、B两项不正确。] 6．我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题： 经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。图中虚线代表氢键，其表示式为(NH)N—H…Cl、________、________。 解析　结合题图可知，N与H3O＋中的H原子，与NH中的H原子间均存在氢键。 答案　(H3O＋)O—H…N(N)　(NH)N—H…N(N) 1．人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不会从天花板上掉下的主要原因是(　　) A．蜘蛛脚的尖端锋利，能抓住天花板 B．蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上 C．蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力”使蜘蛛不致坠落 D．蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体 C　[蜘蛛不会掉下的根本原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力。] 2．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不同 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 B　[范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。] 3．某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点，你认为正确的是(　　) A．范德华力存在于所有分子之间 B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C．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力 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 D　[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。随着分子间距的增大，范德华力迅速减弱，所以范德华力作用范围很小，只有几个pm。即只有当分子间距符合几个pm时才能存在范德华力；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，仍属于弱作用力。] 4．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，可用范德华力的大小来解释的是(　　) A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高 C．H—O—H、C2H5—OH、中—OH上氢原子的活泼性依次减弱 D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点依次升高 B　[F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力也依次增大，所以其熔、沸点也依次增大，B项符合题意；CH3—O—CH3的沸点比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是由于H—X键能依次减小。] 5．下列说法中正确的是(　　) A．分子间作用力越大，分子越稳定 B．分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高 C．相对分子质量越大，其分子间作用力越大 D．分子间只存在范德华力 B　[分子间作用力主要影响物质的物理性质，化学键主要影响物质的化学性质，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高，B正确、A不正确；分子的组成和结构相似时，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，C不正确；分子间不只有范德华力还有氢键等作用力，D不正确。] 6．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粒子间的主要相互作用依次是(　　) A．氢键　范德华力　非极性键 B．氢键　氢键　极性键 C．氢键　极性键　范德华力 D．范德华力　氢键　非极性键 B　[因为O的电负性较大，在雪花、水、水蒸气中存在O—H…O氢键，故在实现“雪花→水→水蒸气”的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键，而实现“水蒸气→氧气和氢气”的变化则破坏了O—H极性共价键。] 7．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，同一分子中的O—H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。] 8．下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。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 A　[F、O、N的电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱的是N—H…N。] 9．下列物质的性质或数据与氢键无关的是(　　) A．氨气极易溶于水 B．邻羟基苯甲酸()的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸 ()的熔点为213 ℃ C．乙醚微溶于水，而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 D　[NH3与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯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，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；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。] 10．下列分子或离子中，能形成分子内氢键的有________(填序号，下同)，不能形成分子间氢键的有________。 ①NH3　②H2O　③HF　④NH　⑤ 解析　NH3中的三个氢原子都连在同一个氮原子上，氮原子上有孤对电子，可以与其他NH3中的氢原子形成分子间氢键，但不能与分子内的氢原子再形成氢键；与NH3类似的还有H2O；在HF[(F—H…F)－]中，已经存在分子内氢键，所以没有可以形成分子间氢键的氢原子；NH中氮原子上没有孤对电子，不能形成氢键；既可以形成分子内氢键，又可以形成分子间氢键。 答案　③⑤　③④ 11．下列两组命题中，Ⅱ组中命题正确，且能用Ⅰ组中的命题加以解释的是(　　) 选项 Ⅰ 组 Ⅱ组 A 相对分子质量：HCl>HF 沸点：HCl高于HF B 键能：H—O>H—S键 沸点：H2O高于H2S C 分子间作用力：H2O > H2S 稳定性： H2O强于H2S D 相对分子质量：HI>HCl 沸点：HI高于HCl D　[由于相对分子质量：HCl>HF，所以范德华力：HCl>HF，但HF分子间存在氢键，而HCl分子间不存在氢键，所以沸点HCl低于HF，A中命题Ⅱ不正确；由于原子半径：O<S，键长：H—O <H—S，所以键能：H—O>H—S键，但沸点与共价键的键能无关，H2O分子间存在氢键，所以沸点H2O高于H2S，B中命题Ⅰ不能解释命题Ⅱ；由于相对分子质量：H2S>H2O，所以范德华力：H2S>H2O，但H2O分子间存在氢键，所以分子间作用力：H2O>H2S，由于键能：H—O>H—S键，所以稳定性H2O强于H2S，分子的稳定性与分子间作用力无关，所以C中命题Ⅰ不能解释命题Ⅱ；由于相对分子质量：HI>HCl，所以范德华力：HI>HCl，沸点：HI高于HCl，命题Ⅰ能解释命题Ⅱ。] 12．(双选)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 mol H2O中有2NA个氢键 D．1 mol (H2O)n中有4 mol氢键 BC　[(H2O)n是H2O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，当n＝5时，1 mol (H2O)5所含氢键数相当于5 mol H2O分子含有的氢键数，应为10NA个。] 13．(双选)已知各种硝基苯酚的性质如下表： 名称 结构式 25 ℃水中溶解度/g 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．邻硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔、沸点高于另外两种硝基苯酚 B．间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，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．三种硝基苯酚都能形成分子内氢键 AD　[当分子形成分子内氢键时，熔、沸点降低，A错误；间硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键，B正确、D错误；对硝基苯酚能形成分子间氢键，使其熔、沸点升高，C正确。] 14．氧是地壳中含量最多的元素。 (1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。 (2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为______________。 的沸点比高，原因是_______________________________________。 (3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为_____________________________________________。 解析　(1)氧元素基态原子的核外电子轨道表示式为，故未成对电子数为2个。 (2)水分子内的O—H键为化学键，氢键为分子间作用力；存在分子间氢键，而存在分子内氢键，而分子间氢键一般使物质的熔、沸点升高，分子内氢键一般使物质的熔、沸点降低。 (3)H2O、H3O＋中的O原子均采取sp3杂化，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，而孤电子对数多的H2O中排斥力大，键角小。 答案　(1)2　(2)O—H键、氢键、范德华力　形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大　(3)sp3　H2O中O原子上有2对孤电子对，H3O＋中O原子上只有1对孤电子对，排斥力较小 15．下图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示第ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线________；表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线________；同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物的沸点依次升高，其原因是____________________________________________。 A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是______________________________________，如果把这些氢化物分子间存在的主要影响沸点的相互作用表示为A—H…B—，则A元素一般具有的特点是________________________。 解析　第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第二周期元素的气态氢化物中沸点最高的是水，最低的是甲烷；由图可知，A、B、C、D曲线中表示第ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A；表示第ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线D。同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物中分子间的范德华力依次增大，所以沸点依次升高。A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物中分子间都存在氢键，所以它们的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点。 答案　A　D　组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高　H2O、HF、NH3都存在分子间氢键　电负性大，原子半径小 16．(1)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。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。已知上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_______________________________________________________________________。 (2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范德华力和氢键。②根据表格数据可知，笼状空腔的直径是0.586 nm，而CO2分子的直径是0.512 nm，笼状空腔直径大于CO2分子的直径，而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4，因此可以实现用CO2置换CH4的设想。(2)水可以与乙醇互溶，是因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。 答案　(1)①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4　(2)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 学科网（北京）股份有限公司 $$