内容正文:
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
第二课时 分子的作用力、分子的手性
基础达标
1.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B. C.CH3CH2OH D.
2.现有下列两组命题,②组命题正确,且能用①组命题正确解释的是( )
选项
①组
②组
A
H—I键的键能大于H—Cl键的键能
HI比HCl稳定
B
H—I键的键能小于H—Cl键的键能
HI比HCl稳定
C
HI分子间的范德华力大于HCl的
HI的沸点比HCl的高
D
HI分子间的范德华力小于HCl的
HI的沸点比HCl的低
A.A B.B C.C D.D
3.下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( )
A.范德华力比氢键的作用还要弱
B.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
C.范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
D.任何物质中都存在范德华力,而氢键只存在于含有、、的物质中
4.下列现象不能用氢键知识解释的是( )
A.葡萄糖易溶于水 B.水结成冰密度减小
C.硫酸是一种强酸 D.水通常情况下为液态
5.以下事实中不能用“相似相溶”原理说明的是( )
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4中
C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯中
6.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.含氢元素的化合物中一定存在氢键
B.氢键比范德华力强,所以它属于化学键
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,这是由于氢键所致
7.通常情况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间构型与 NH3相似。下列对 NCl3和 NH3的有关叙述正确的是( )
A.NCl3的沸点高于 NH3的沸点
B.在氨水中,大部分 NH3与 H2O 以氢键(用“…”表示)结合形成 NH3•H2O 分子,则NH3•H2O的结构式为
C.NCl3分子是非极性分子
D.NBr3比 NCl3易挥发
8.下列各组物质能形成分子间氢键的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和HI
9.下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( )
A.在相同条件下,N2在水中的溶解度小于O2
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高
10.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
B.因为氢键的缘故, 比 熔沸点高
C.由于氢键比范德华力强,所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”——甲烷水合物(例如:CH4·5H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
11.下列氢键从强到弱的顺序正确的是( )
①O—H…O ②N—H…N ③F—H…F ④O—H…N
A.①②③④ B.③①④② C.③②④① D.③④①②
12.肼(N2H4)分子中所有原子均达到稀有气体原子的稳定结构,它的沸点高达113℃,已知肼的球棍模型如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.肼是由极性键和非极性键构成的非极性分子
B.肼沸点高达113℃,可推测肼分子间能形成氢键
C.肼分子中N原子采用sp2杂化方式
D.32g肼分子中含有5NA个σ键
13.下列各项比较中前者大于(或强于)后者的是( )
A.在水中的溶解度和在水中的溶解度
B.在水中的溶解度和在中的溶解度
C.与形成共价键的极性和与形成共价键的极性
D.在水中的溶解度和在水中的溶解度
14.判断物质在不同溶剂中的溶解性时,一般都遵循“相似相溶”规律。下列装置中,不宜用做HCl尾气吸收的是( )
A. B.
C. D.
15.某化合物的分子式为属族元素,B属族元素,A和B在同一周期,它们的电负性值分别为3.44和3.98,已知分子的键角为。下列推断不正确的是( )
A.分子的空间构型为"V"形
B.A-B键为极性共价键,分子为非极性分子
C.与相比,的熔点、沸点比的低
D.分子中无氢原子,分子间不能形成氢键,而分子间能形成氢键
16.二甘醇可作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是( )
A.符合通式CnH2nO3 B.分子间能形成氢键
C.分子间不存在范德华力 D.能溶于水,不溶于乙醇
17.以下对冰的描述不正确的是( )
A.冰形成后,密度小于水,故冰能浮在水面上
B.在冰中存在分子间氢键,从而使冰的硬度增大
C.在冰中每个水分子能形成四个氢键
D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
18.下列说法正确的是( )
A.HF沸点高于HCl,是因为HF分子极性大,范德华力也大
B.在PCl5分子中,各原子均满足最外层8电子结构
C.可燃冰是甲烷的结晶水合物,甲烷可与水形成氢键
D.S2Br2与S2Cl2结构相似,则熔、沸点:S2Br2>S2Cl2
能力提升
19.下列关于物质性质的叙述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的沸点逐渐升高
20.在“HI(s)→HI(g)→H2和I2”的变化过程中,被破坏的作用力依次是( )
A.范德华力、范德华力 B.共价键、离子键
C.范德华力、共价键 D.共价键、共价键
21.(1)在水中的溶解度是常见气体中最大的。下列因素与的水溶性没有关系的是 (填序号)。
a.和都是极性分子
b.在水中易形成氢键
c.溶于水建立了如下平衡:
d.是一种易液化的气体
(2)常温下为深红色液体,能与、等互溶,据此可判断是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)在①苯、②、③HCHO、④、⑤五种有机溶剂中,碳原子采取杂化的分子有 (填序号),分子的空间结构是 。与相比, 的熔点较高。
(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是 。
22.关于化学键和分子间作用力的理论是关于物质结构的基本理论。
(1)N、P、As 电负性由大到小的顺序为 。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si S
O2- Na+
NaCl Si
H2SO4 HClO4
(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由 MgO 制备。MgO 的熔点比 BaO 的熔点 (填“高” 或“低”)。
(4)HCHO 分子的立体构型为 形,它与 H2加成后,加成产物的熔、沸点比 CH4的熔、沸点高,其主要原因是 (须指明加成产物是何物质) 。
(5)已知 H2O2分子的结构如图所示:H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊位置上,书页夹角为 93o52′,而两个O—H 键与O—O 键的夹角均为96o52′。
①H2O2分子是含有 键和 键的 (填“极性”或“非极性”)分子。
②H2O2难溶于 CS2,简要说明理由: 。
23.水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(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”相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如下图所示:
(1)1 mol冰中有 mol“氢键”。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒,其电离方程式为 。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能的原因是 。
(3)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰晶体中氢键的能量是 kJ·mol-1。
(4)氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是 (填字母)。
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24.Ⅰ.的资源化利用是解决温室效应的重要途径,科学家正致力于与反应制的研究。
(1)干冰是很好的制冷剂,干冰升华时,需要克服的作用力是 。
(2)所含有的三种元素电负性从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)的沸点比高,主要原因是 。
(4)被氧化为HCHO,HCHO继续被氧化可生成HCOOH.HCHO分子的空间结构为 ,HCOOH分子内σ键与π键个数之比为 。
Ⅱ.氨硼烷()含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。
(5)H、B、N中,原子半径最大的是 。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素 的相似。
(6)在催化剂作用下水解释放氢气:
的结构为。
在该反应中,B原子的杂化轨道类型由 变为 。
(7)分子中,与N原子相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,电负性大小顺序是 。与互为等电子体,其熔点比 (填“高”或“低”)。
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第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
第二课时 分子的作用力、分子的手性
基础达标
1.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B. C.CH3CH2OH D.
【答案】D
【详解】A. CCl2F2中碳连了两个F原子和两个Cl原子,因此不含手性碳原子,故A不符合题意;
B. 中第1个和第3个碳原子连了两个氢原子,第2个碳原子连了两个相同的原子团,因此不含手性碳原子,故B不符合题意;
C. CH3CH2OH中第一个碳连了三个氢原子,第二个碳原子连了两个氢原子,因此不含手性碳原子,故C不符合题意;
D. 中间碳原子连的四个原子或原子团都不相同,是手性碳原子,故D符合题意。
答案为D。
2.现有下列两组命题,②组命题正确,且能用①组命题正确解释的是( )
选项
①组
②组
A
H—I键的键能大于H—Cl键的键能
HI比HCl稳定
B
H—I键的键能小于H—Cl键的键能
HI比HCl稳定
C
HI分子间的范德华力大于HCl的
HI的沸点比HCl的高
D
HI分子间的范德华力小于HCl的
HI的沸点比HCl的低
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.HCl比HI稳定,是由于H-Cl键键能大于H-I键键能,故A错误;
B.HCl比HI稳定,是由于H-Cl键键能大于H-I键键能,故B错误;
C.HI沸点比HCl高,是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量,HI分子间作用力大于HCl分子间作用力,故C正确;
D.HI沸点比HCl高,是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量,HI分子间作用力大于HCl分子间作用力,故D错误;
答案选C。
3.下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( )
A.范德华力比氢键的作用还要弱
B.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
C.范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
D.任何物质中都存在范德华力,而氢键只存在于含有、、的物质中
【答案】A
【详解】A.范德华力弱于氢键,A正确;
B.只有由分子组成且分子之间存在氢键的物质,其物理性质才由范德华力和氢键共同决定,B错误;
C.氢键的强弱主要与形成氢键的原子的电负性有关,C错误;
D.只有由分子组成的物质中才存在范德华力,D错误;
故选A。
4.下列现象不能用氢键知识解释的是( )
A.葡萄糖易溶于水 B.水结成冰密度减小
C.硫酸是一种强酸 D.水通常情况下为液态
【答案】C
【详解】A.葡萄糖易溶于水是因为葡萄糖分子和水分子间可以形成氢键,A不符合题意;
B.水结成冰时,水分子间形成的氢键数目增多,水分子排列比较松,使密度减小,B不符合题意;
C.硫酸是一种强酸,在水中能全部电离,与氢键无关,C符合题意;
D.水分子间形成氢键,因此水的熔点较高,所以水通常情况下为液态,D不符合题意;
故选C。
5.以下事实中不能用“相似相溶”原理说明的是( )
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4中
C.Cl2可溶于水 D.NH3难溶于苯中
【答案】C
【详解】A.HCl是极性分子易溶于极性溶剂水,故能用相似相溶原理解释,故A不选;
B.碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理可知,碘易溶于四氯化碳,故能用相似相溶原理解释,故B不选;
C.Cl2可溶于水是因为氯气与水反应,故不能用相似相溶原理解释,故C选;
D.NH3是极性分子,而苯为非极性溶剂,根据相似相溶原理可知,NH3难溶于苯中,故能用相似相溶原理解释,故D不选。
故选C。
6.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.含氢元素的化合物中一定存在氢键
B.氢键比范德华力强,所以它属于化学键
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,这是由于氢键所致
【答案】C
【详解】A.含氢元素的化合物中不一定存在氢键,例如CH4分子间不存在氢键,故A错误;
B.氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故B错误;
C.N元素的电负性较大,含有碱基的分子之间易形成氢键,故C正确;
D.氢键影响的是水的熔沸点,水的稳定性与共价键的键能有关,故D错误;
综上所述答案为C。
7.通常情况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间构型与 NH3相似。下列对 NCl3和 NH3的有关叙述正确的是( )
A.NCl3的沸点高于 NH3的沸点
B.在氨水中,大部分 NH3与 H2O 以氢键(用“…”表示)结合形成 NH3•H2O 分子,则NH3•H2O的结构式为
C.NCl3分子是非极性分子
D.NBr3比 NCl3易挥发
【答案】B
【详解】A项、NH3分子间形成氢键,所以NCl3的沸点低于NH3的沸点,故A错误;
B项、NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3•H2O分子;则NH3•H2O的结构式为,故B正确;
C项、NC13的分子空间构型与氨分子相似,都是三角锥型结构,氨分子是极性分子,所以NCl3分子也是极性分子,故C错误;
D项、结构相似的分子晶体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,所以NBr3比NCl3的熔沸点高,NCl3比NBr3易挥发,故D错误;
故选B。
8.下列各组物质能形成分子间氢键的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和HI
【答案】A
【详解】A.和可形成分子间氢键,可表示为:O-H…O,A正确;
B.的电负性弱,和不能形成分子间氢键,B错误;
C.是离子化合物,不能形成分子间氢键,C错误;
D.I的电负性弱,和HI不能形成分子间氢键,D错误;
答案选A。
9.下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( )
A.在相同条件下,N2在水中的溶解度小于O2
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高
【答案】B
【详解】A.在相同条件下,氧气与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大,因此N2在水中的溶解度小于O2,故A不符合题意;
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与分子中的氢卤键的强弱有关,而与分子间作用力无关,故B符合题意;
C.F2、Cl2、Br2、I2结构相似,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,因此F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高,故C不符合题意;
D.烷烃分子之间作用力随相对分子质量的增大而增大,因此乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高,在烷烃同分异构体中,支链越多分子结构越对称,分子间作用力越小,沸点越低,因此(CH3)2CHCH3的沸点小于CH3CH2CH2CH3的沸点,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
10.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
B.因为氢键的缘故, 比 熔沸点高
C.由于氢键比范德华力强,所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”——甲烷水合物(例如:CH4·5H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
【答案】B
【详解】A、非金属性较强的元素N、O、F的氢化物易形成氢键,并不是分子中有N、O、F原子分子间就存在氢键,如NO分子间就不存在氢键,故A错误;
B、若形成分子内氢键的,其熔点和沸点会降低,形成分子间氢键时,物质的熔点和沸点就会升高, 形成分子间氢键, 形成分子内氢键,故 熔沸点高,故B正确;
C、分子的稳定性和氢键是没有关系的,而与化学键有关系,故C错误;
D、C-H键极性非常弱,不可能与水分子形成氢键。可燃冰是因为高压下水分子通过氢键形成笼状结构,笼状结构的体积与甲烷分子相近,刚好可以容纳下甲烷分子,而甲烷分子与水分子之间没有氢键,故D错误。
正确答案选B。
11.下列氢键从强到弱的顺序正确的是( )
①O—H…O ②N—H…N ③F—H…F ④O—H…N
A.①②③④ B.③①④② C.③②④① D.③④①②
【答案】B
【详解】氢键可表示为X—H…Y,原子半径:F<O<N,电负性:F>O>N, X、Y原子半径越小,电负性越大,形成的氢键越强,则氢键由强到弱的顺序为:F—H…F> O—H…O> O—H…N> N—H…N,答案选B。
12.肼(N2H4)分子中所有原子均达到稀有气体原子的稳定结构,它的沸点高达113℃,已知肼的球棍模型如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.肼是由极性键和非极性键构成的非极性分子
B.肼沸点高达113℃,可推测肼分子间能形成氢键
C.肼分子中N原子采用sp2杂化方式
D.32g肼分子中含有5NA个σ键
【答案】C
【详解】A、肼分子中含有极性键和非极性键,正负电荷重心重合,为非极性分子,故A正确;
B、肼中含有N-H键,分子间能形成氢键,沸点较高,故B正确;
C、肼的结构简式是H2N-NH2,每个氨基的中心原子氮都采用sp3杂化,故C错误;
D、32g肼的物质的量为n=32g/32g.mol=1mol,1mol肼中含5molσ键,含有σ键的总数为5NA,故D正确。
正确答案选C。
13.下列各项比较中前者大于(或强于)后者的是( )
A.在水中的溶解度和在水中的溶解度
B.在水中的溶解度和在中的溶解度
C.与形成共价键的极性和与形成共价键的极性
D.在水中的溶解度和在水中的溶解度
【答案】D
【详解】A.不溶于水,极易溶于水,A错误;
B.I2是非极性分子,水是极性分子,是非极性分子,根据相似相溶原理,在水中的溶解度小于在中的溶解度,B错误;
C.的非金属性小于,所以与形成共价键的极性比与形成共价键的极性弱,C错误;
D.是极性分子,是非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶原理可知在水中的溶解度较大,D正确;
故选D。
14.判断物质在不同溶剂中的溶解性时,一般都遵循“相似相溶”规律。下列装置中,不宜用做HCl尾气吸收的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.倒置的漏斗可防倒吸,选项A不符题意;
B.氯化氢难溶于四氯化碳,可防倒吸,选项B不符题意;
C.氯化氢易溶于水,会发生倒吸,选项C符合题意;
D.球形干燥管能防止倒吸,选项D不符题意;
答案选C。
15.某化合物的分子式为属族元素,B属族元素,A和B在同一周期,它们的电负性值分别为3.44和3.98,已知分子的键角为。下列推断不正确的是( )
A.分子的空间构型为"V"形
B.A-B键为极性共价键,分子为非极性分子
C.与相比,的熔点、沸点比的低
D.分子中无氢原子,分子间不能形成氢键,而分子间能形成氢键
【答案】B
【详解】
A.AB2分子中A原子为第ⅥA族,价电子数目为6,B属第ⅦA族元素,则该分子中A的价层电子对数为=4,有2对孤电子对,所以为V型结构,A正确;
B.由电负性可知,B元素的非金属性更强,A-B键为极性共价键,为V型结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,B错误;
C.H2O分子之间存在氢键,沸点更高,C正确;
D.氧元素非金属很强,H2O分子之间存在氢键,A属第ⅥA族元素,B属第ⅦA族元素,AB2分子中不可能有H原子,分子间不能形成氢键,D正确;
故选B。
16.二甘醇可作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是( )
A.符合通式CnH2nO3 B.分子间能形成氢键
C.分子间不存在范德华力 D.能溶于水,不溶于乙醇
【答案】B
【详解】A、二甘醇的分子式为C4H10O3,不符合CnH2nO3,故A错误;B、形成氢键,(1)必须要有氢原子,且氢原子与原子半径小,电负性大的元素(O、N、F)形成共价键,(2)氢原子与电负性小,原子半径小的元素(O、N、F)形成氢键,因此有羟基中H与另一个羟基上的氧原子可以形成分子间氢键,故B正确;C、二甘醇属于分子晶体,存在范德华力,故C错误;D、乙醇是良好的有机溶剂,因此二甘醇溶于乙醇,故D错误。
17.以下对冰的描述不正确的是( )
A.冰形成后,密度小于水,故冰能浮在水面上
B.在冰中存在分子间氢键,从而使冰的硬度增大
C.在冰中每个水分子能形成四个氢键
D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
【答案】D
【详解】A.水在形成冰时,由于氢键的存在,每个水分子都能缔合另外4个水分子,形成4个氢键,使得冰的密度减小,硬度变大,可以浮在水面上,A正确;
B.水在形成冰时,由于氢键的存在,硬度变大,B正确;
C.每个水分子都能缔合另外4个水分子,形成4个氢键,C正确;
D.在水分子中含有共价键,水分子间存在氢键和范德华力,D错误;
故选D。
18.下列说法正确的是( )
A.HF沸点高于HCl,是因为HF分子极性大,范德华力也大
B.在PCl5分子中,各原子均满足最外层8电子结构
C.可燃冰是甲烷的结晶水合物,甲烷可与水形成氢键
D.S2Br2与S2Cl2结构相似,则熔、沸点:S2Br2>S2Cl2
【答案】D
【详解】A. HF沸点高于HCl,是因为HF分子之间存在着氢键,故A错误;
B. 分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构的判断公式是:化合价的绝对值+原子最外层电子数=8。在PCl5分子中P原子不符合8电子稳定结构公式,故B错误;
C. 可燃冰是甲烷的结晶水合物,碳的电负性较弱,不能形成氢键,故C错误;
D.组成与结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高,所以S2Br2与S2Cl2的熔、沸点大小为:S2Br2>S2Cl2,故D正确;
综上所述,本题正确答案为D。
能力提升
19.下列关于物质性质的叙述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的沸点逐渐升高
【答案】B
【详解】A.、、、的热稳定性依次减弱是由于(X为卤素原子)键的键能依次减小,不能用范德华力大小来解释,故A错误;
B.、、、的相对分子质量依次增大,分子间的范德华力依次增强,所以其熔、沸点也依次升高,故B正确;
C.、、中上氢原子的活泼性依次减弱,与键的极性有关,不能用范德华力大小来解释,故C错误;
D.的沸点比的低是由于分子间形成氢键而增大了分子间作用力,不能用范德华力大小来解释,故D错误;
故选B。
20.在“HI(s)→HI(g)→H2和I2”的变化过程中,被破坏的作用力依次是( )
A.范德华力、范德华力 B.共价键、离子键
C.范德华力、共价键 D.共价键、共价键
【答案】C
【详解】碘化氢是分子晶体,由固态转化为气态时,需要克服范德华力,碘化氢气体受热分解为氢气和碘时,需要破坏的是氢原子、碘原子间的共价键。
故选C。
21.(1)在水中的溶解度是常见气体中最大的。下列因素与的水溶性没有关系的是 (填序号)。
a.和都是极性分子
b.在水中易形成氢键
c.溶于水建立了如下平衡:
d.是一种易液化的气体
(2)常温下为深红色液体,能与、等互溶,据此可判断是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)在①苯、②、③HCHO、④、⑤五种有机溶剂中,碳原子采取杂化的分子有 (填序号),分子的空间结构是 。与相比, 的熔点较高。
(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是 。
【答案】 d 非极性 ①③ 直线形 甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇羧酸都能与形成分子间氢键
【详解】(1)极易溶于水主要是因为分子与分子间形成氢键,另外和都是极性分子,和能够发生化学反应也是影响的水溶性的因素,a、b、c不符合题意;易液化是因为分子之间易形成氢键,与其水溶性无关,d符合题意。故答案为:d。
(2)、是非极性溶剂,根据“相似相溶”规律可知,是非极性分子。故答案为:非极性。
(3)苯、、、、分子中碳原子的杂化方式分别是、、、、。与的空间结构类似,都是直线形。结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,故的熔点高于。故答案为:①③;直线形;。
(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是他们与水分子之间能形成氢键。故答案为:都能与形成分子间氢键。
22.关于化学键和分子间作用力的理论是关于物质结构的基本理论。
(1)N、P、As 电负性由大到小的顺序为 。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si S
O2- Na+
NaCl Si
H2SO4 HClO4
(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由 MgO 制备。MgO 的熔点比 BaO 的熔点 (填“高” 或“低”)。
(4)HCHO 分子的立体构型为 形,它与 H2加成后,加成产物的熔、沸点比 CH4的熔、沸点高,其主要原因是 (须指明加成产物是何物质) 。
(5)已知 H2O2分子的结构如图所示:H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊位置上,书页夹角为 93o52′,而两个O—H 键与O—O 键的夹角均为96o52′。
①H2O2分子是含有 键和 键的 (填“极性”或“非极性”)分子。
②H2O2难溶于 CS2,简要说明理由: 。
【答案】(1)N>P>S
(2) < > < <
(3)高
(4) 平面三角 加成产物 CH3OH 分子之间能形成氢键
(5) 极性 非极性 极性 H2O2为极性分子,而 CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于 CS2
【详解】(1)N、P、As同主族自上而下电负性逐渐增大,所以电负性由大到小的顺序为N>P>S,答案:N>P>S;
(2)第一电离能Si <S。 、核外电子层排布相同,质子数越大,离子半径越小,所以离子半径>。NaCl为离子晶体,Si为共价晶体,所以熔点NaCl<Si,
S元素的电负性小于Cl,其最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4<HClO4,答案:<;>;<;<;
(3)MgO 、 BaO 均为离子晶体,半径小于,MgO离子键强,熔点高。答案:高;
(4)HCHO中心碳原子形成3个σ键,中心碳原子无孤电子对,所以HCHO 分子的立体构型为平面三角形。HCHO它与 H2加成生成乙醇。乙醇的熔、沸点比 CH4的熔、沸点高,其主要原因是加成产物 CH3OH 分子之间能形成氢键,答案:平面三角;加成产物 CH3OH 分子之间能形成氢键;
(5)①H2O2分子含有的H-O键为极性键, O-O键为非极性键,正负电荷中心不重合,为极性分子。答案:极性;非极性;极性;
②分子的溶解性可根据“相似相溶”规律解释,H2O2为极性分子,而 CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于 CS2。
23.水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(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”相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如下图所示:
(1)1 mol冰中有 mol“氢键”。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒,其电离方程式为 。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能的原因是 。
(3)在冰的结构中,每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰晶体中氢键的能量是 kJ·mol-1。
(4)氨气极易溶于水的原因之一也是与氢键有关。请判断NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理结构是 (填字母)。
【答案】(1)2
(2) H2O+H2OH3O++OH- 双氧水分子之间存在更多的氢键
(3)20
(4)b
【详解】(1)每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,而每个氢键为两个水分子共有,一个水分子只占到氢键的,故每个水分子形成的氢键数为=2, 1 mol冰中有2mol氢键。
(2)H2O电离生成的H+与另一个H2O以配位键结合形成H3O+,形成和氢氧根电子数相同的离子,故水分子电离方程式为:H2O+H2OH3O++OH-,在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点,其可能的原因是是双氧水分子间形成的氢键个数较多。
(3)
=20 kJ·mol-1。
(4)根据一水合氨的电离出铵根离子和氢氧根离子分析,一水合氨的结合方式为b。
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24.Ⅰ.的资源化利用是解决温室效应的重要途径,科学家正致力于与反应制的研究。
(1)干冰是很好的制冷剂,干冰升华时,需要克服的作用力是 。
(2)所含有的三种元素电负性从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)的沸点比高,主要原因是 。
(4)被氧化为HCHO,HCHO继续被氧化可生成HCOOH.HCHO分子的空间结构为 ,HCOOH分子内σ键与π键个数之比为 。
Ⅱ.氨硼烷()含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。
(5)H、B、N中,原子半径最大的是 。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素 的相似。
(6)在催化剂作用下水解释放氢气:
的结构为。
在该反应中,B原子的杂化轨道类型由 变为 。
(7)分子中,与N原子相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,电负性大小顺序是 。与互为等电子体,其熔点比 (填“高”或“低”)。
【答案】(1)分子间作用力
(2)O>C>H
(3)CH3OH能形成分子间氢键,分子间作用力大于CO2
(4) 平面三角形 4:1
(5) B Si
(6) sp3 sp2
(7) N>H>B 低
【详解】(1)二氧化碳是分子晶体,所以干冰升华时,二氧化碳需要克服的作用力是分子间作用力;
(2)甲醇分子中含有碳、氢、氧三种非金属元素,电负性从大到小的顺序为:O>C>H;
(3)甲醇分子中含有羟基,能形成分子间氢键,而二氧化碳分子不能形成分子间氢键,所以甲醇的分子间作用力大于二氧化碳,沸点高于二氧化碳;
(4)HCHO中心C原子的价层电子对数为3,没有孤电子对,为sp2杂化,属于平面三角形;单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,因此1个HCOOH分子中含有4个σ键,1个π键,σ键与π键个数之比为4:1;
(5)电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小,因此H、B、N中原子半径最大的是B;元素周期表中B与Si处于对角线上,二者化学性质相似;
(6)NH3BH3中B形成四个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,中B形成3个σ键,无孤电子对,为sp2杂化;
(7)电负性描述了不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,与N原子相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,故电负性:N>H>B;为非极性分子,为极性分子,两者相对分子质量相近,分子间存在“双氢键”,类比氢键的形成原理,其分子间存在Hδ+与Hδ-的静电引力,分子间的作用力更大,熔点更高。
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