2.4分子间作用力 同步练习 2024-2025学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

2.4分子间作用力 同步练习 2024-2025学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．下列事实能用共价键的键能解释的是 A．氮气的化学性质很稳定 B．氯化钠的熔点较高 C．金属汞在常温常压下呈液态 D．常压下的沸点高于 2．科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N()3，(如图所示)。已知该分子中键角都是108.19，下列有关N()3的说法正确的是（　　） A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键 B．分子中非硝基氮原子上有1对孤对电子 C．该推进剂的产物对环境无污染 D．该分子易溶于水，因分子中N、O均能与水分子中的氢形成氢键 3．下图中每条折线表示IVA~VIIA族中的某族元素的简单氢化物的沸点变化情况。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 A．H2S B．HCl C．PH3 D．SiH4 4．科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的新物质三硝基胺，其结构如图所示。已知该分子中键角都是108.1°，下列有关说法不正确的是（　　） A．分子中N、N间形成的共价键是非极性键 B．该分子易溶于水，是因为分子中N、O均能与水分子形成氢键 C．分子中非硝基氮原子采取杂化 D．分子中非硝基氮原子上有1对孤对电子 5．类比推理是重要的学科思想，下列有关类比推理的说法正确的是 A．SiH4的沸点高于CH4，推测HCl的沸点也高于HF B．CO2为直线形分子，推测SO2也是直线形分子 C．酸性：CF3COOH>CH3COOH，则碱性：CF3CH2NH2>CH3CH2NH2 D． 存在对映异构体，则 也存在对映异构体 6．下列叙述正确的是（　　） A．稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大 B．水加热到很高的温度都难以分解，与氢键无关 C．H2S的相对分子质量比H2O的大，故H2S比H2O稳定 D．干冰汽化时破坏了共价键 7．下列对分子性质的解释中，不正确的是 A．水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键 B．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 C．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子 D．青蒿素的分子式为，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子 8．绿矾（）结构如图所示，下列说法正确的是 A．基态原子的第一电离能：S＞O＞H＞Fe B．中心离子核外电子有9种空间运动状态 C．中S和中O原子轨道的杂化类型不同 D．失水后可转为，此过程只破坏了氢键 二、填空题 9．甲醇(CH3OH)空气氧化法是生产甲醛(HCHO)的常用方法。发生的反应为2CH3OH+O22+2H2O。 （1）C、H、O 三种元素的电负性由大到小的顺序为　 　。 （2）由于水分子之间存在　 　，该作用力与共价键一样具有　 　性，使每个水分子与　 　个相邻水分子相互吸引。这种排列方式使冰晶体中水分子的空间利用率较小，故冰的密度比水的密度要小。 （3）HCHO分子内σ键与π键个数之比为　 　，HCHO的空间结构为　 　。 （4）工业上利用甲醛易溶于水的性质吸收产品，解释甲醛易溶于水的原因：　 　。 10．请指出下列过程需要破坏的作用力 ①离子键 ②极性共价键 ③非极性共价键 ④氢键 ⑤分子间作用力 （1）干冰熔化　 　 　　； （2）氢氧化钠溶于水　 　 　　； （3）过氧化钠溶于水　 　 　　； （4）氯化氢气体溶于水　　 　 　； （5）冰熔化　 　 　　． 11．分子间的作用力比化学键 　 　，分子间作用力的大小可以影响到某些物质的 　 　高低． ①像　 　 　、　 　 　、　 　 　　这样分子之间存在着一种比 　 　的相互作用，使它们只能在较高的温度下才能汽化，这种相互作用叫做氢键． ②分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点 　 　，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，消耗更多的能量． ③氢键的本质： 　 　形成条件： 　 　 12．回答下列问题： （1）Cd与Zn同族且相邻，写出基态Cd原子的价层电子排布式：　 　。 （2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态Si原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为　 　。 （3）O和S处于同一主族，第一电离能较大的是　 　。和分子中的键角较大的是　 　，键长较短的是　 　。单质硫与热的浓溶液反应的产物之一为，的空间构型为　 　。 （4）已知多个相邻且平行的p轨道重叠则形成大键，分子中的大键可用符号表示，其中代表参与形成大键的原子数，代表参与形成大键的电子数(如苯分子的大键可表示为)。吡咯( )中所有原子共平面。则吡咯分子中的大键应表示为　 　。吡咯分子中N原子的杂化类型为　 　，1mol吡咯分子中含有　 　键， 噻吩的沸点为84℃，吡咯( )的沸点在129-131℃之间，吡洛沸点较高，其原因是　 　。 （5）键的极性对物质的化学性质有重要影响。已知一些常见电子基团的吸电子效应的强度：，则下列物质酸性由强到弱的顺序是___________(填序号)。 A． B． C． D． （6）是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图(a)所示。 可知，Li原子的第一电离能为　 　，键键能为　 　。 13．金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物（如羰基铁）．形成配合物时，每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键，且金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18． （1）金属羰基配合物中，微粒间作用力有　 　 　　（填字母代号） a、离子键 b、共价键 c、配位键 d、金属键 （2）羰基铁是一种黄色油状液体，熔点﹣21℃、沸点102.8℃．由此推测，固体羰基铁更接近于 　 　（填晶体类型）．若用Fe（CO）x表示羰基铁的化学式，则x= 　 　　． 14．乙二酸(俗称草酸)是最简单的二元羧酸。下图流程表示其部分转化关系。[已知：] 请回答： （1）草酸是一种重要的还原剂，在分析化学上常被用作测定高锰酸钾溶液浓度的试剂。写出途径Ⅰ反应的离子方程式　 　。 （2）①X是具有六元环状结构的碳氧化合物，C、O原子均满足8电子结构。写出X的结构式　 　。 ②下列说法正确的是　 　。 A．X是一种酸性氧化物B．由途径Ⅱ可知，草酸钙不溶于稀盐酸 C．乙二酸的酸性比乙酸强D．乙二酸跟足量乙醇反应生成乙二酸乙二酯 ③乙二酸易溶于乙醇，难溶于苯和氯仿，原因是　 　。 （3）设计实验验证气态化合物X既有氧化性又有还原性　 　。 三、实验探究题 15．阅读下列信息： Ⅰ．表中①～⑥为短周期元素主要化合价及最简单氢化物沸点的数据： 元素性质 元素编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 氢化物沸点（℃） －33.4 100 19.54 －87.7 －60.7 －84.9 主要化合价 ＋5 －3 －2 －1 ＋5 －3 ＋6 －2 ＋7 －1 A，B，C均为上表中的元素； Ⅱ．A与B可形成化合物A B、AB2，AB2与水反应生成强酸甲； Ⅲ．C与B可形成化合物CB2、CB3，CB3与水反应生成强酸乙。 请回答： （1）表中两种同族元素的氢化物所含电子数相同，这两种氢化物之间能发生氧化还原反应生成一种单质和一种化合物，写出该反应的化学方程式　 　。 （2）测定元素③的氢化物的相对分子质量时常常偏大，原因是　 　。为了尽可能减小偏差，通常选择　 　温度　 　压强条件（选填“高”、“低”）。 （3）甲、乙分别与元素①的氢化物反应生成丙、丁、戊三种盐。0.1 mol/L的甲、乙、丙、丁、戊五种溶液，pH由小到大排列的顺序是（填写化学式）　 　。 （4）一种断路器的气体绝缘介质是③、⑤两种元素的原子形成的正八面体分子，⑤原子位于中心，其分子式为　 　，该分子属于　 　(选填“极性”、“非极性”)分子，该气体不能燃烧，原因是（指出两种元素的化合价并做简单分析）　 　。 16．Fe2+在空气中易被氧化。某小组探究绿矾(FeSO4•7H2O)和莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]在空气中的稳定性。 Ⅰ．探究溶液中的稳定性：配制0.1mol·L-1两种溶液[A：FeSO4，B：(NH4)2Fe(SO4)2]，露置于空气中一段时间，并检验其中的Fe3+，结果如表。 编号 新配制 1h后 24h后 pH 性状 酸化后滴等量KSCN(aq) pH 性状 酸化后滴等量KSCN(aq) pH 性状 A 3.9 无色溶液 几乎无色 3.4 黄色溶液 变红 3.3 红褐色沉淀 B 3.9 无色溶液 几乎无色 3.3 黄色溶液 变红 3.2 红褐色沉淀 （1）常温时0.1mol·L-1(NH4)2SO4溶液pH=5.0，则B溶液中水解程度：Fe2+　 　NH(填“>”或“<”)，因此新配制的A、B溶液pH几乎相同。 （2）放置24h后溶液pH均减小，写出该过程中Fe2+被空气氧化的离子方程式：　 　。 上述实验说明两种溶液中的Fe2+的稳定性差异不大。 Ⅱ．探究晶体的稳定性：将两种晶体分别在不同条件下放置数天，实验记录如表。 编号 i ii iii iv 实验条件 露置 密闭容器 潮湿的密闭容器 盛有干燥剂的 密闭容器 实验结果 绿矾 晶体逐渐变白，进而出现土黄色；Fe3+含量很多 无明显变化；Fe3+含量非常少 晶体结块，颜色不变；Fe3+含量非常少 晶体逐渐变白，最终出现淡黄色；Fe3+含量很多 莫尔盐 无明显变化；Fe3+含量非常少 无明显变化；Fe3+含量非常少 晶体略结块，颜色不变；Fe3+含量非常少 无明显变化；Fe3+含量很少 （3）上述实验说明，相同条件下两种晶体在空气中稳定性更强的是　 　(填名称)。 （4）甲同学推测绿矾在ii中的结果与i不同可能是容器中O2不足造成的。乙同学经过对比，分析该推测不成立，其理由是　 　。 （5）该小组同学根据实验结果进而推测绿矾易被氧化与其失去结晶水有关。 ①绿矾晶体失去结晶水的实验现象是　 　。 ②莫尔盐晶体中　 　离子的存在使结晶水不易失去；该离子与H2O分子之间可能存在的作用是　 　。 （6）同学们经过对两种晶体结构的比较，分析莫尔盐在空气中更稳定，除了上述原因外，还可能的原因：莫尔盐晶体中离子间的空隙较小，　 　。 答案 1．【答案】A 【解析】【解答】A．氮气之间为氮氮三键，氮氮三键键长短，键能大，所以氮气的化学性质很稳定，A正确； B．氯化钠不含共价键，含有离子键，离子键的熔点高，B错误； C．金属汞为金属单质，不含共价键，C错误； D．H2O分子间形成氢键，熔沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔沸点高，D错误； 故答案为：A。 【分析】A、共价键键能越大，越稳定； B、氯化钠不含共价键； C、金属单质不含共价键； D、N、O、F三种原子可以和氢原子形成氢键。 2．【答案】B 【解析】【解答】A．N、O元素对共用电子对吸引能力不同，所以N、O原子之间形成的共价键是极性键，故A不符合题意； B．N原子最外层有5个电子，分子中非硝基氮原子形成3个N—N键，则该氮原子上还有一对孤对电子，故B符合题意； C．由元素守恒，该推进剂含N元素，燃烧后必然产生氮氧化物，是污染气体，故C不符合题意； D．该分子中N原子不带部分负电荷，不能与水分子中的氢形成氢键，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.同种元素构成的共价键为非极性键，不同种元素组成的共价键为极性键； C.含N物质燃烧产生氮氧化物； D.该分子中N不能与水中的氢形成氢键。 3．【答案】D 4．【答案】B 【解析】【解答】A．同种元素原子之间形成的共价键为非极性键，因为它们之间的共用电子对不偏移，所以N、N间形成的共价键是非极性键，A不符合题意； B．该分子易溶于水，是因为分子中O能与水分子形成氢键，由于该分子中的硝基氮原子的一对孤电子与两个氧原子形成大π键，所以不能再与水中的氢原子形成氢键，B符合题意； C．分子中的非硝基氮原子与周围原子形成3个共价单键，且有1个孤电子对，所以杂化轨道数是4，采取sp3杂化，C不符合题意； D分子中非硝基氮原子上有1对孤对电子，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A. 同种元素原子之间形成的共价键为非极性键。 B.注意该分子中的硝基氮原子的一对孤电子与两个氧原子形成大π键，所以硝基氮原子不能与水中氢原子形成氢键。 C. 分子中的非硝基氮原子与周围原子形成3个共价单键，且有1个孤电子对，据此分析。 D. 分子中非硝基氮原子上有1对孤对电子。 5．【答案】D 6．【答案】B 【解析】【解答】A．稀有气体化学性质稳定是因为原子的最外层是稳定结构，A不符合题意； B．水加热到很高的温度都难以分解，是因为H-O键比较牢固，B符合题意； C．非金属性O＞S，简单氢化物的稳定性：H2O＞H2S，C不符合题意； D．干冰汽化破坏的是范德华力，D不符合题意； 故答案为：B 【分析】A．稀有气体化学性质稳定是因为原子的最外层是稳定结构； B．水的H-O键比较牢固； C．非金属性大，简单氢化物的稳定性大； D．干冰汽化破坏的是范德华力。 7．【答案】A 8．【答案】D 9．【答案】（1）O、C、H （2）氢键；方向性；4 （3）3：1；平面三角形 （4）甲醛与水都是极性分子，同时甲醛与水分子间能形成氢键 10．【答案】⑤；①；①③；②；④⑤ 【解析】【解答】（1）干冰熔化是分子晶体，熔化属于物理变化，需要破坏分子间作用力， 故答案为：⑤； （2）氢氧化钠是离子化合物，溶于水发生电离生成钠离子和氢氧根离子，破坏离子键， 故答案为：①； （3）过氧化钠是含有离子键和非极性共价键的离子化合物，溶于水生成氢氧化钠和氧气，需要破坏离子键和非极性共价键， 故答案为：①③； （4）氯化氢气体含有极性共价键H﹣Cl键，溶于水发生电离，破坏了极性共价键， 故答案为：②； （5）冰属于分子晶体，分子间含有氢键和分子间作用力，熔化时需要破坏氢键和分子间作用力， 故答案为：④⑤． 【分析】（1）干冰熔化是分子晶体，熔化属于物理变化，需要破坏分子间作用力； （2）氢氧化钠是离子化合物，溶于水发生电离生成钠离子和氢氧根离子，破坏离子键； （3）过氧化钠是含有离子键和非极性共价键的离子化合物，溶于水生成氢氧化钠和氧气，需要破坏离子键和非极性共价键； （4）氯化氢气体含有极性共价键H﹣Cl键，溶于水发生电离，破坏了极性共价键； （5）冰属于分子晶体，分子间含有氢键和分子间作用力，熔化时需要破坏氢键和分子间作用力． 11．【答案】弱；熔沸点；HF；H2O；NH3；分子间作用力强；增大；是一种比范德华力强比化学键弱的分子间作用力；较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子（F、O、N），分子中有一个与吸引电子能力很强的非金属元素形成共价键的氢原子． 【解析】【解答】解：分子间作用力比化学键弱，分子间作用力的大小可以影响到某些物质的熔沸点的高低， 故答案为：弱；熔沸点； ①HF、H2O、NH3分子间存在氢键，氢键比分子间作用力强的相互作用，增大了物质的沸点，使它们只能在较高的温度下才能汽化， 故答案为：HF；H2O；NH3；分子间作用力强； ②分子间形成的氢键会增大物质的熔沸点，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，消耗更多的能量， 故答案为：增大； ③氢键的本质是一种比范德华力强比化学键弱的分子间作用力； 形成氢键的条件：较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子（F、O、N）、分子中有一个与吸引电子能力很强的非金属元素形成共价键的氢原子， 故答案为：是一种比范德华力强比化学键弱的分子间作用力；较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子（F、O、N），分子中有一个与吸引电子能力很强的非金属元素形成共价键的氢原子． 【分析】分子间作用力比化学键弱，可以影响到某些物质的熔沸点； ①根据氢键的构成和性质回答； ②分子间形成的氢键会增大物质的熔沸点； ③氢键的本质是一种比范德华力强比化学键弱的分子间作用力；形成氢键的条件：较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子（F、O、N）、分子中有一个与吸引电子能力很强的非金属元素形成共价键的氢原子． 12．【答案】（1）4d105s2 （2）+1或-1 （3）O；H2O；H2O；V形 （4）；sp2；10；吡咯分子间有氢键 （5）A；B；C；D （6）520；498 13．【答案】bc；分子晶体；5 【解析】【解答】（1）金属羰基配合物中应含有配位键，羰基中含有共价键， 故答案为：bc； （2）羰基铁沸点低，应为分子晶体，羰基铁中铁能提供的空轨道数为5，羰基铁的化学式为Fe（CO）5， 故答案为：分子晶体；5． 【分析】（1）金属羰基配合物中应含有配位键，羰基中含有共价键； （2）羰基铁沸点低，应为分子晶体，根据羰基铁中铁能提供的空轨道判断配位数． 14．【答案】（1） （2）；ABC；根据“相似形溶”原理，乙二酸与乙醇都是极性分子，且都含有羟基，两者能形成氢键，故易溶；苯和氯仿是非极性或弱极性分子，乙二酸与苯和氯仿的分子间作用力弱，故难溶 （3）将X通入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫色褪去或将X气体通入灼热的氧化铜，固体颜色由黑变红，证明X具有还原性；将燃着的镁条伸入X中，镁条继续燃烧，生成黑色和白色固体，证明X具有氧化性 15．【答案】（1）H2O2+H2S ＝ S↓ + 2H2O （2）HF分子间通过氢键形成缔合分子；高；低 （3）H2SO4、NH4HSO4、HNO3、(NH4)2SO4、NH4NO3 （4）SF6；非极性；SF6中S+6价，为S的最高化合价，不可能再被氧化，F是最活泼的非金属，-1价F不可被O2氧化 【解析】【解答】解：Ⅰ．表中①的主要化合价都是+5、-3，则二者都是第ⅤA族元素，应该为氮和磷元素，氢化物为氨气和磷化氢，由于氨气分子之间存在氢键，则氨气的沸点较高，故①为氮元素，④为磷元素，③⑥都有-1价，为卤素，⑥有+7价，且③的氢化物沸点较高，所以③为氟，⑥为氯，②只有-2价，氢化物沸点为100℃，则②为氧元素，⑤的主要化合价为-2和+6，则⑤为硫元素。 (1) 表中两种同族元素的氢化物所含电子数相同，这两种氢化物之间能发生氧化还原反应生成一种单质和一种化合物，方程式为H2O2+H2S ＝ S↓+2H2O； (2) 测定元素③的氢化物的相对分子质量时常常偏大，因为HF分子间通过氢键形成缔合分子，所以为了减少误差，尽量使平衡逆向移动，则选择温度高，压强低的条件。 (3) A、B、C均为上表中的元素，A与B可形成化合物AB、AB2，AB2与水反应生成强酸甲，说明A为氮元素，B为氧元素，AB为一氧化氮，AB2为二氧化氮，甲为硝酸，C与B可形成化合物CB2、CB3，则C为硫，则CB2为二氧化硫，CB3为三氧化硫，CB3与水反应生成强酸乙，为硫酸。甲、乙分别与元素①的氢化物反应生成丙、丁、戊三种盐，为硝酸铵，硫酸铵，硫酸氢铵，五种物质，pH由小到大排列的顺序是：H2SO4、NH4HSO4、HNO3、(NH4)2SO4、NH4NO3 ； (4) 一种断路器的气体绝缘介质是③、⑤两种元素的原子形成的正八面体分子，⑤原子位于中心，其分子式为SF6；该分子有对称性，是非极性分子，其中SF6中S+6价，为S的最高化合价，不可能再被氧化，F是最活泼的非金属，-1价F不可被O2氧化，所以该物质不能燃烧。 【分析】根据主要化合价、氢化物的沸点、以及化合物的性质判出各种元素。 （1）根据电子数相等、发生氧化还原反应生成单质和化合物，结合益智元素书写化学方程式； （2）HF分子间的氢键对测定相对分子质量有影响； 根据氢离子的来源、氢离子的浓度大小进行排序； （4）根据八面体判断分子式，分子称高度对称结构，分子为飞机分子。 16．【答案】（1）＞ （2）4Fe2+ + O2 + 10H2O =4Fe(OH)3 + 8H+ （3）莫尔盐 （4）根据实验iv，同样在密闭容器中，Fe2+能被氧化 （5）晶体变白；；氢键 （6）O2分子较难进入晶体中与Fe2+反应 学科网（北京）股份有限公司 $$