2019_2020学年高中化学专题3微粒间作用力与物质性质第4单元分子间作用力分子晶体第1课时范德华力氢键的形成练习苏教版选修3.doc

　第1课时　范德华力　氢键的形成
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共55分)
1．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问题
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
解析：范德华力是分子与分子之间的一种相互作用，其实质与化学键类似，也是一种电性作用，但两者的区别是作用力的强弱不同，化学键必须是强烈的相互作用，范德华力较弱，故范德华力不是化学键。虽然范德华力非常弱，但破坏它时也要消耗能量；范德华力普遍存在于分子之间，但它必须满足一定的距离要求，若分子间的距离大，分子之间也难产生相互作用，所以A、C、D均不正确，B正确。
答案：B
2．下列说法中不正确的是(　　)
A．甲硫醇(CH3SH)比甲醇(CH3OH)的熔点低的原因是甲醇分子间易形成氢键
B．对于组成和结构相似的分子，其范德华力随着相对原子质量的增大而增大
C．氨易液化与氨分子间存在氢键有关
D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
解析：甲醇分子间易形成氢键，所以甲硫醇(CH3SH)比甲醇(CH3OH)的熔点低，A正确；组成和结构相似的分子，其范德华力随着相对原子质量的增大而增大，B正确；氨易液化与氨分子间存在氢键有关，C正确；氢键只影响熔沸点，且水分子的稳定性是由H—O共价键决定的，D错误。
答案：D
3．固体乙醇晶体中不存在的作用力是(　　)
A．离子键　　　　　　　 B．氢键
C．非极性键 D．范德华力
解析：乙醇分子中存在范德华力，C—C的非极性键，乙醇分子间的氢键。
答案：A
4．2007年9月，美国科学家宣称：普通盐水在无线电波照射下可燃烧，这伟大的发现，有望解决用水作为人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点火，氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是(　　)
A．分子间作用力 B．氢键
C．非极性共价键 D．极性共价键
解析：无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，这种“结合力”是水分子中的H—O键，即极性共价键。
答案：D
5．下列物质变化的现象，不可通过分子间作用力解释的是(　　)
A．HF、H2O的沸点比HCl、H2S的沸点高很多
B．正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高
C．H2O的沸点比HF的沸点高
D．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
解析：分子间作用力包括范德华力和氢键，A、C与氢键有关；B与分子间作用力有关；D只与共价键强弱有关，故D错。
答案：D
6．科学家将水置于一个足够强的电场中，在20 ℃时水分子瞬间凝固形成“暖冰”。下列关于“暖冰”的说法正确的是(　　)
A．暖冰中水分子是直线形分子
B．暖冰中水分子的各原子均满足8电子稳定结构
C．水凝固形成20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化
D．在电场作用下，水分子间更易形成氢键，因而可以制得“暖冰”
解析：水分子为V形分子，氢原子满足2电子稳定结构，水凝固成“暖冰”为物理变化，只是在电场作用下，水分子间更易形成氢键而已。
答案：D
7．下列物质的沸点大小比较中正确的是(　　)
A．H2O＜H2S
B．HCl＞HF
C．NH3＞PH3
D．
解析：由于H2O分子与H2O分子之间，HF分子与HF分子之间，NH3分子与NH3分子之间都能形成氢键，导致它们的沸点反常地高于同族元素的氢化物，A、B错，C正确；在邻羟基苯甲酸中，由于同一分子内羟基与羟基较近，很容易形成分子内氢键，在对羟基苯甲酸中，只能在分子与分子间形成分子间氢键，要将其汽化变成单个分子，需要较多的能量克服分子间氢键，因此对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸的沸点，D错。
答案：C
8．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微粒间的相互作用依次是(　　)
A．氢键；分子间作用力；非极性键
B．氢键；分子间作用力；极性键
C．氢键；极性键；分子间作用力
D．分子间作用力；氢键；非极性键
解析：由“雪花→水→水蒸气”两个过程只发生状态变化，因此只破坏了使水分子缔合在一起的氢键及分子间作用力；由“水蒸气→氧气和氢气”这一变化发生了化学反应，破坏水分子内的O—H极性键。
答案：B
9．有下列两组命题
A组
B组
Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键能
Ⅱ.H—I键键能小于H—Cl键键能
Ⅲ.HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力
Ⅳ.HI分子间范德华力小于HCl分子间范德华力
a.HI比HCl稳定
b．HCl比HI稳定
c．HI沸点比HCl高
d．HI沸点比HCl低
B组命题正确且能用A组命题给以正确解释的是 (　　)
①Ⅰ　a　②Ⅱ　b　③Ⅲ　c　④Ⅳ　d
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析：键能的大小决定着物质的热稳定性，键能越大，物质越稳定，H—Cl键比H—I键的键能大，HCl比HI稳定；范德华力影响着物质的沸点的高低，范德华力越大，沸点越高，HI分子间范德华力大于HCl分子间范德华力，HI沸点比HCl高。故选B。
答案：B
10．下列现象与氢键有关的是(　　)
①HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的熔、沸点高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的溶、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低
⑥水分子在较高温度下也很稳定
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤
C．①②③④ D．①②③
解析：因ⅦA族中，F的非金属性最强，HF中分子之间存在氢键，则HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的高，①正确；C原子个数小于4的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键，则可以和水以任意比互溶，②正确；冰中存在氢键，其体积变大，则相同质量时冰的密度比液态水的密度小，③正确；尿素分子间可以形成的氢键比醋酸分子间形成的氢键多，尿素的熔、沸点比醋酸的高，④正确；对羟基苯甲醛易形成分子之间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，⑤正确；水分子高温下也很稳定，其稳定性与化学键有关，而与氢键无关，⑥错误。故选B。
答案：B
11．正硼酸(H3BO3)是一种层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是(　　)

A．正硼酸晶体属于原子晶体
B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C．分子中硼原子最外层为8e－稳定结构
D．含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
解析：正硼酸属于分子晶体；H3BO3分子是共价化合物，分子的稳定性与共价键的强度有关，与氢键无关；分子中硼原子最外层不满足8电子稳定结构；由图知1 mol H3BO3晶体中有1 mol×6×＝3 mol氢键，故D正确。
答案：D
二、非选择题(共45分)
12．(12分)请写出下列物质性质的变化规律与哪种作用有关。
(1)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱：________。
(2)He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等稀有气体单质的熔点和沸点逐渐升高：____________________。
(3)沸点：：
____________________________。
(4)熔点：：
__________________________。
解析：决定分子(包括稀有气体单质)的稳定性和物质熔、沸点高低的因素通常有化学键的强弱、分子间作用力的大小等。把物质的组成、性质与相互作用相联系，便可找到对应关系。
答案：(1)与化学键有关，键能逐渐减小
(2)与范德华力有关，且范德华力逐渐增强
(3)与范德华力有关，且范德华力逐渐减弱
(4)与氢键有关，邻硝基苯酚形成分子内氢键，间硝基苯酚和对硝基苯酚形成分子间氢键
13．(10分)下图中A、B、C、D四条曲线分别表示ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氢化物的沸点，其中表示ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线________，表示ⅣA族元素氢化物沸点的是曲线________。同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是________________________________。A、B、C曲线中第2周期元素的氢化物的沸点显著高于第3周期元素氢化物的沸点，其原因是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析：组成和结构相似的氢化物相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，因此，同一主族元素形成的氢化物的沸点按从上到下呈逐渐递增的趋势，但是由于H2O、HF、NH3分子间存在氢键，分子间作用力显著增强，因而沸点显著升高。
答案：A　D　同族元素的氢化物相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高　H2O、HF、NH3分子间存在氢键，分子间作用力显著增大，因而沸点显著升高
14．(11分)卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：

(1)如图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的熔点与其相对分子质量的关系图。它们的熔点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是_____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)卤素互化物的反应：
H2O＋BrCl===HBrO＋HCl
KBr＋BrCl===KCl＋Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式____________________________。
②若要验证①反应能否发生，请你设计一个简单的实验： ___________________________________________________________________。
(3)试推测ICl的熔点所处的最小范围__________________________________________________________。
解析：(1)卤素单质及XX′型卤素互化物都是双原子分子，组成和结构相似，其相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。
(2)①主要考查运用信息，模拟信息的能力，KI＋IBr===KBr＋I2。
②欲验证反应能否发生，实际上是证明是否有I2生成，检验I2生成的方法是向混合物中滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则反应已发生，否则，反应未发生。
(2)依据图象给出的信息，随着相对分子质量的增加，熔点逐渐升高，计算ICl的相对分子质量，最小范围介于Br2和IBr的熔点之间。
答案：(1)相对分子质量越大，分子间作用力越强
(2)①KI＋IBr===KBr＋I2
②向反应物混合液中滴加几滴淀粉溶液，若变蓝，证明能反应，否则不能反应
(3)介于Br2的熔点和IBr的熔点之间
15．(12分)水分子间存在一种叫“氢键”(介于范德华力与化学键之间)的作用，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________(填序号)。

解析：(1)每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，故每个水分子形成的氢键数为4×＝2。
(2)水的自偶电离产生两种微粒电子数相等的OH－和H3O＋；H2O2分子间形成的氢键比H2O分子间形成的氢键更强。
(3)＝20 kJ·mol－1。
(4)从NH3·H2ONH＋OH－的电离方程式可确定其结构为b。
答案：(1)2
(2)2H2OH3O＋＋OH－　双氧水分子之间存在更强烈的氢键
(3)20
(4)b

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