内容正文:
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.直接影响物质的化学性质
D.稀有气体的原子间存在范德华力
解析: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、沸点等物理性质;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
解析: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.下列叙述与范德华力无关的是( )
A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固
B.熔、沸点高低;CH3CH3<CH3(CH2)2CH3
C.干冰易升华,SO2固体不易升华
D.氯化钠的熔点较高
解析:D [
]
4.电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事,导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是( )
A.冰形成后,密度小于水,故冰山浮在水面上,导致游轮被撞沉
B.在冰中存在分子间氢键,导致冰山硬度大,能撞沉游轮
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
解析:D [水在形成冰时,由于氢键的存在,使得密度减小,故冰浮在水面上;在冰中每个水分子形成四个氢键,它们分别为水分子中每个O原子能与两个氢原子形成两个氢键,而分子中的两个氢原子分别与另外的水分子中的氧原子形成氢键;在水分子内含有O—H共价键,水分子间存在氢键,同时也存在范德华力等分子间作用力。]
5.氨气溶于水中,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
解析:B [从氢键的成键原理上讲,A、B都成立;但从空间结构上讲,由于氨分子是三角锥形,易于提供孤电子对,所以以B方式结合空间阻碍最小,结构最稳定;从事实上讲,依据NH3·H2ONH+OH-可知答案是B。]
6.下列说法错误的是( )
A.卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键的键能大
D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
解析:C [HF分子间存在氢键,故沸点相对较高,A项正确;能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B项正确;H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键,而HF分子中的F原子只能形成一个氢键,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点高,C项错误;氨气分子和水分子间形成氢键,导致氨气极易溶于水,D项正确。]
7.(双选)下列对分子的性质的解释中,不正确的是( )
A.水很稳定(1 000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致
B.乳酸()分子中含有一个手性碳原子
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.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
解析:AD [水分子稳定的原因是水分子中H—O键牢固,而与氢键无关,A错误;甲烷不能与水形成氢键,D错误。]
8.下列化合物在水中的溶解度,排列次序正确的是( )
a.HOCH2CH2CH2OH b.CH3CH2CH2OH
c.CH3CH2COOCH3 d.HOCH2CH(OH)CH2OH
A.d>a>b>c B.c>d>a>b
C.d>b>c>a D.c>d>b>a
解析:A [题给物质中CH3CH2COOCH3不能与水形成氢键,则溶解度最小,分子中含有羟基数目越多,与水形成的氢键越多,则溶解度越大,所以溶解度:HOCH2CH(OH)CH2OH>HOCH2CH2CH2OH>CH3CH2CH2OH>CH3CH2COOCH3,即d>a>b>c。]
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
C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意以混溶
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
解析:D [NH3分子与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混溶,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的键能比H—Cl的键能大,与氢键无关。]
10.某同学在所收到的信封上发现有收藏价值的邮票,便将邮票剪下来浸入水中,以去掉邮票背面的黏合剂。根据“相似相溶”原理,该黏合剂的成分可能是( )
解析:B [根据选项中物质的结构可以知道,四种物质中只有中含有亲水基团羟基(-OH),故与水相溶。]
11.(双选)下列说法正确的是( )
A.H2O的沸点比HF高,是由于每摩尔分子中水分子形成的氢键数目多
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.氨气极易溶于水,原因之一是氨分子与水分子之间形成了氢键
D.可燃冰(CH4·8H2O)的形成是由于甲烷分子与水分子之间存在氢键
答案:AC
12.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
解析: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,同一分子的O-H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。]
13.请回答下列问题:
(1)NH3在水中的溶解度是常见气体中最大的。
下列因素与NH3的水溶性没有关系的是____________________(填字母)。
a.NH3和H2O都是极性分子
b.NH3在水中易形成氢键
c.NH3溶于水建立了以下平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
d.NH3是一种易液化的气体
(2)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是 ________ (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液体Ni(CO)4,呈正四面体形。Ni(CO)4易溶于下列 ________ (填字母)。
a.水 B.CCl4
c.C6H6(苯) D.NiSO4溶液
(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,而甲烷、甲酸甲酯难溶于水,试解释其原因_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下列分子中若有手性碳原子,请用“*”标出;若无手性碳原子,此小题不必作答。
解析:(1)NH3极易溶于水主要是因为NH3分子与H2O分子间形成氢键,另外还有其他原因,NH3和H2O都是极性分子,NH3和H2O能够发生化学反应。NH3易液化是因为NH3分子之间易形成氢键,而不是NH3与H2O分子之间的作用。(2)CCl4、CS2是非极性溶剂,根据“相似相溶”原理,CrO2Cl2是非极性分子。(3)由常温下Ni(CO)4易挥发,可知Ni(CO)4为共价化合物分子,由于Ni(CO)4为正四面体形,所以Ni(CO)4为非极性分子,根据“相似相溶”原理,Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。(4)由有机物与H2O分子间能否形成氢键的角度思考其原因。(5)手性碳原子必须连有4个不同的原子或基团。
答案:(1)d (2)非极性 (3)bc
(4)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子个数较少的醛、醇、羧酸都能与H2O分子间形成氢键,而CH4、HCOOCH3与水分子间难形成氢键
d.CHCHClCH2CHO
14.PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。请回答下列问题:
(1)PtCl2(NH3)2是 ________ (填“平面四边形”或“四面体形”)结构。
(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间结构图。
淡黄色固体 ________ ,黄绿色固体 ________ 。
(3)淡黄色固体物质由 ________ (填“极性分子”或“非极性分子”,下同)组成,黄绿色固体物质由 ________ 组成。
(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,即其有两种同分异构体,可知其结构应为平面正方形结构,若为四面体结构则无同分异构体。
(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为①;②。由于淡黄色固体在水中的溶解度较小,因此其分子无极性,其结构为①,则黄绿色固体为极性分子,其结构为②。(3)根据“相似相溶”原理可知:黄绿色固体是由极性分子构成的,故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。
答案:(1)平面四边形 (2)
(3)非极性分子 极性分子
(4)黄绿色固体是由极性分子构成的,而淡黄色固体是由非极性分子构成的,根据“相似相溶”原理可知,前者在水中的溶解度大于后者
15.(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
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