《分子间作用力与物质性质》习题3

《分子间作用力与物质性质》习题

1．(2011年烟台高二质检)下列物质中不存在氢键的是( ) ．A．冰醋酸中醋酸分子之间 B．液态氟化氢中氟化氢分子之间 C．一水合氨分子中的氨分子与水分子之间 D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间

解析：选D。只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键(如N、O、F)，C—H不是强极性共价键，故选D。

2．下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是( ) A．NH3 C．H2O

B． D．C2H5OH

解析：选B。形成氢键的分子含有：N—H、H—O或H—F键。NH3、H2O、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B中的O—H间可在分子间形成氢键，O—H键与 可在分子内形成氢键。

3．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，与化学键的强弱无关的变化规律是( )

A．H2O、H2S、H2Se、H2Te的热稳定性依次减弱 B．熔点：Al>Mg>Na>K

C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 D．CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔、沸点逐渐升高

解析：选D。D项中四种物质熔、沸点逐渐升高，是由于四种物质的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大造成的。

4．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)n中有2个氢键 D．1 mol(H2O)n中有4 mol氢键

解析：选B。(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(NA为阿伏加德罗常数的值)，当n＝5时，1 mol(H2O)5所含氢键数相当于10 mol H2O分子含有的氢键数，应为20 NA个。 5．判断下列说法是否正确并给予解释。

(1)化学键的极性越大，键就越强。

(2)凡能形成氢键的物质，其熔点、沸点比同类物质的熔、沸点高。

(3)CFH3分子中，既有H原子，又有电负性大、半径小的F原子，因此，CFH3分子间可以形成氢键。

(4)稀有气体能在温度充分降低时液化，而且随相对分子质量的增大熔点升高。

解析：(1)影响化学键强度的因素很多，键的极性只是其中之一，如F—F键无极性，键能却较大。

(2)分子内氢键与分子间氢键对物质性质的影响不同。

(3)分子中电负性较强的原子与氢原子形成化学键时，分子间才有可能形成氢键。 (4)组成和结构相似的物质随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增强。 答案：(1)说法错误，影响键强度的因素很多，键的极性只是其中之一。 (2)说法错误，分子内氢键使化合物的熔、沸点降低。

(3)说法错误，因为在CFH3分子中，是C—F和C—H间形成共价键，而在H与F之间并没有形成共价键，不符合形成氢键的条件，所以CFH3分子间不能形成氢键。

(4)说法正确，稀有气体是非极性的单原子分子，分子间存在范德华力，所以在温度充分降低时液化，而且范德华力随着相对分子质量的增大而增大，所以熔点依次升高。

课时训练

1．(2011年安徽宿州高二检测)下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属同种类型的是( )

A．金属钠与晶体硅分别受热熔化 B．氯化铵与苯分别受热变为气体 C．氯化钠与氯化氢分别溶解在水中 D．碘与干冰分别受热变为气体 解析：选D。

选项 A B C D 2.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

钠 NH4Cl NaCl I2 各种粒子变化时克服的作用力 金属键 离子键 离子键 范德华力 硅 苯 HCl 干冰 共价键 范德华力 共价键 范德华力 NH3的氮原子以sp杂化，CCl4解析：选C。形成三角锥形结构，电荷分布不对称是极性分子。

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分子中C—Cl键为极性键，碳原子采取sp杂化，且无孤电子对，分子构型为正四面体形，碳

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原子位于正四面体的中心。H2O分子中H—O键为极性键，氧采取sp杂化，且有两对孤电子

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对，分子构型为V形，整个分子电荷分布不对称，为极性分子。CO2分子中碳采取sp杂化，

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分子构型为直线形，分子为非极性分子，碳原子位于2个氧原子所连成的直线的中央。 3．下列各组物质中，按熔点由低到高排列的是(双选)( ) A．O2、I2、Hg C．Na、K、Rb

B．CO2、KCl、Al2O3 D．H2S、H2Se、H2O

解析：选BD。A项可联系三种物质在常温下的状态判断，O2为气体，I2为固体，Hg为液体，熔点应为O2

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由离子半径K＋>Al＋，Cl－>O－且后者电荷数高于前者，可知Al2O3的熔点高于KCl。C项碱金

属的熔、沸点随核电荷数增大而降低。D项中三种物质为氧族元素的氢化物，因H2O分子之间存在氢键，故熔点最高，H2Se的相对分子质量大于H2S，故分子间作用力H2Se>H2S，熔点H2Se>H2S。

4．已知磷酸分子中三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中D原子发生氢交换，又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能再跟D2O发生氢交换，由此可推断出次磷酸分子的结构是( )

解析：选B。根据题给信息，含氧酸中—O—H原子团上的氢原子可以与D2O发生氢交换，H3PO2能发生氢交换，说明分子结构中含有—O—H原子团，但其钠盐NaH2PO2不能发生氢交 换，说明NaH2PO2中不含有—O—H原子团，也即H3PO2分子中只含有一个—O—H 原子团。5．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正确的是( ) A．③>①>④>② C．③>②>①>④

B．①>②>③>④ D．①>④>③>②

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，解析：选A。故F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱是N—H…N。 6．下列事实，不能用氢键知识解释的是( ) ．A．水和乙醇可以完全互溶 B．氨容易液化 C．干冰易升华

D．液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式

解析：选C。水和乙醇分子间可形成氢键，所以二者可互溶；氨分子间易形成氢键，所以氨易液化；液态HF分子间存在氢键，故有时写成(HF)n；只有C不存在氢键。

7．下列说法中错误的是( )

A．卤化氢中，HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 B．H2O的沸点比HF的高，是由于水分子中氢键键能大 C．氨水中有分子间氢键

D．氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上

解析：选D。氢键具有一定的方向性，所以X—H…Y的三个原子尽可能在一条直线上，但不是一定在一条直线上，如形成的分子内氢键三个原子就不在一直线上，故D不正确。 8．下列说法正确的是( )

A．HF、HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高

B．H2O的熔点、沸点大于H2S是由于H2O分子之间存在氢键 C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力

D．氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO>HClO2>HClO3>HClO4

解析：选B。HF中含有氢键，其沸点反常高，A错；乙醇分子与水分子之间不只存在范德华力，还存在氢键，C错D的顺序反了。

9．经验规律表明(相似相溶原理)：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实中不能用相似相溶．原理解释的是( ) A．HCl易溶于水 C．Cl2可溶于水

B．I2易溶于CCl4 D．NH3易溶于水

解析：选C。Cl2溶于水是与水反应的结果。HCl和NH3易溶于水是它们与H2O同为极性分子的结果，I2易溶于CCl4是I2与CCl4同为非极性分子的结果。

10．(2011年山东枣庄高二诊断性考试)由解放军总装备部军事医学院研究所研制的小分子团水，解决了医务人员工作时的如厕难题。新型小分子团水，具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储存时间长、排放量少的特点。一次饮用125 mL小分子团水，可维持人体6小时正常需水量。下列关于小分子团水的说法正确的是( ) A．水分子的化学性质改变 B．水分子中氢氧键缩短 C．水分子间的作用力减小 D．水分子间结构、物理性质改变

解析：选D。小分子团水仍是以水分子为基本单元构成的聚集状，故分子结构没有改变，分子中的氢氧键没有缩短，化学性质更不改变。而改变的是分子间的结构，物理性质改变。 11．已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素，N在第2周期，P在第3周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107.3°。

(1)PH3分子与NH3分子的构型关系________(填“相同”、“相似”或“不相似”)，P—H________(填

“有”或“无”)极性，PH3分子________(填“有”或“无”)极性。 (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N—H比P—H强 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原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子结构也相似，P—H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范德华力的关系，范德华力与物质的物理性质的关系分析，应该是PH3比NH3沸点高，PH3比NH3易液化。现实是NH3比PH3易液化，这种反常现象是由于NH3分子之间存在特殊的分子间作用力——氢键。 答案：(1)相似 有 有 (2)NH3 (3)D

12．(2011年广东惠州高二检测)稀有气体的熔点、沸点和在水中的溶解度等信息(部分)如下表：

熔点/K 沸点/K L－1) 溶解度/(mL·(H2O，20 ℃) 氦(He) 4.24 13.8 氖(Ne) 27.25 14.7 氩(Ar) 83.95 87.45 氪(Kr) 116.55 73 氙(Xe) 161.15 110.9 (1)表中的稀有气体，熔点最低的是________，沸点最高的是________，氩在水中的溶解度大于________而小于________。

(2)下列说法中错误的是(用序号填空)________。 ①稀有气体的范德华力随着熔点的升高而增大； ②稀有气体的范德华力随着沸点的升高而增大； ③稀有气体的范德华力随着溶解度的增大而增大； ④稀有气体的范德华力随着相对原子质量的增大而增大。

解析：表中稀有气体熔、沸点和在水中溶解度的数据变化呈现了一定的规律，这种规律反映了稀有气体中范德华力的变化规律。

L－1 73 mL·L－1 (2)①②③ 答案：(1)氦(He) 氙(Xe) 14.7 mL·

13．A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。 请填空：

(1)在B的单质分子中存在________个π键，________个σ键。

(2)已知B的气态氢化物很容易与H＋结合，B原子与H＋间形成的键叫________，形成的离子立体构型为________，其中B原子采取的杂化方式是________。

(3)在A、B、C、D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中，沸点最低的是________(写分子式)，其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是：

________________________________________________________________________。 (4)A的氢化物易溶于水，而D的氢化物难溶于水，原因是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：解答该题，首先根据题给各元素的原子结构和性质正确推导各元素；然后根据各小题所考查的知识分析作答。

根据题给信息，A为短周期元素，其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的，而沸点最高，说明A的氢化物可形成氢键，故A可能是N、O、F中的一种，则A、B、C、D为第2周期元素，B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的，则B为N，C的电负性介于A、B之间，则C为O，A为F；D与B相邻则为碳。 (1)B单质即N2，其结构式为N≡N，叁键中有一个σ键，2个π键。

(2)NH3分子中N原子上有一对孤对电子，可与H＋以配位键结合成NH＋据价电子对互斥理论4，

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知，该微粒为正四面体形，其中N的杂化方式为sp杂化。

(3)F的氢化物只有一种HF，电子数为10，其他有10个电子的氢化物分别是NH3、H2O、CH4，其中CH4沸点最低，因为只有CH4分子间不能形成氢键，其他三种分子间均形成氢键，故它们的氢化物沸点显著高于CH4。 (4)根据相似相溶原理作答。

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答案：(1)2 1 (2)配位键 正四面体形 sp杂化 (3)CH4 CH4分子间只有范德华力没有

氢键，而NH3、H2O、HF分子间还存在氢键 (4)HF和H2O均为极性分子，CH4为非极性分子 14．短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。 回答下列问题：

(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)。

(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是__________________。 (3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。 (4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________(填化学式)。

解析：由s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H，B为C，C为O。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。

(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。

(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。

(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。

(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。 答案：(1)③ (2)H2O分子间形成氢键 (3)C6H6 H2O 大于 (4)SiCl4>CCl4>CH4

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