1、第4节分子间作用力与物质性质一、非标准1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中正确的是()A.范德华力是决定由分子构成物质熔沸点高低的唯一因素B.范德华力与物质的性质没有必然的联系C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素解析:范德华力不影响物质的化学性质,仅影响由分子构成的物质的部分物理性质,如熔点、沸点以及溶解性,并且不是唯一的影响因素。答案:D2.下列叙述中错误的是()A.范德华力是普遍存在的一种分子间作用力,属于电性作用B.范德华力比较弱,但范德华力越强,物质的熔点和沸点越高C.氢键属于一种较强的分子间作用力,只能存在于分子间D.形成氢键
2、时必须含有氢原子,另外氢原子两边的原子必须具有很强的电负性、很小的原子半径解析:氢键是一种较强的分子间作用力,它可以存在于分子之间,也可以存在于复杂的分子内部,如邻羟基苯甲醛分子、水杨酸分子内都可以形成分子内氢键。答案:C3.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粒子间的主要相互作用依次是()A.氢键;分子间作用力;非极性键B.氢键;氢键;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:因为O的电负性较大,在雪花、水中存在OHO氢键,故在实现雪花水水蒸气的变化阶段主要破坏水分子间的氢键,而由水蒸气氧气和氢气则破坏了OH极性共价键
3、。答案:B4.下列说法中正确的是()A.化学键的极性越大,键就越强B.凡能形成氢键的物质,其熔点、沸点比同类物质的熔点、沸点高C.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D.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:A说法错误,影响化学键强度的因素很多,键的极性只是其中之一。B说法错误,分子内氢键使化合物的熔点、沸点降低。C说法错误,因为在CFH3分子中,是CF和CH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。D说法正确,稀有气体是非极性的单原子分子,分子间存在
4、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。答案:D5.卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态的原因是()A.原子间的化学键键能逐渐减小B.范德华力逐渐增大C.原子半径逐渐增大D.氧化性逐渐减弱解析:卤素单质组成、结构相似,从F2到I2相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高。答案:B6.下列说法中错误的是()A.卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间存在氢键B.H2O的沸点比HF的高,可能与氢键有关C.氨水中有分子间氢键D.氢键XHY的三个原子总在一条直线上解析:因氟化氢分子之间存在氢键,所以HF是卤化氢中沸
5、点最高的;氨水中除NH3分子之间存在氢键,NH3与H2O,H2O与H2O之间都存在氢键,C正确;形成氢键的XHY三个原子应尽可能地在一条直线上,但是在特定条件下,如空间位置的影响下,也可能不在一条直线上,故D错。答案:D7.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:(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而
6、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5 mol H2O分子含有的氢键数,应为10NA个。答案:B8.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:氦(He)氖(Ne)氩(Ar)氪(Kr)氙(Xe)熔点/K83.95116.55161.15沸点/K4.2427.2587.45溶解度(mLL-1)(H2O,20 )13.814.773110.9(1)表中的稀有气体,熔点最低的是,沸点最
7、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)。稀有气体的范德华力随着熔点的升高而增大;稀有气体的范德华力随着沸点的升高而增大;稀有气体的范德华力随着溶解度的增大而增大;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。答案:(1)氦(He)氙(Xe)14.7 mLL-173 mLL-1(2)9.根据元素周期表知识回答下列问题:(1)PH3分子与NH3分子的构型关系(填“相似”或“不相似”),PH键(填“有”或“无”)极性,PH3分子(填“是”或“不是”)极性
8、分子。(2)NH3与PH3相比,热稳定性更强。(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(选填序号)。A.键的极性:NH比PH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(氢键)解析:(1)N原子和P原子结构相似,NH3分子与PH3分子结构相似,PH键为不同种元素原子之间形成的共价键,为极性共价键。(2)由N、P在元素周期表的位置关系和元素周期律可知,NH3的热稳定性大于PH3。(3)NH3和PH3同属于分子晶体,但NH3比PH3易液化,是由于NH3分子间既有范德华力,又能形成氢键。答案:(1
9、)相似有是(2)NH3(3)D10.氧是地壳中含量最多的元素。(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为个。(2)H2O分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为。的沸点比高,原因是。(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用杂化。H3O+中HOH键角比H2O中HOH键角大,原因为。解析:(1)氧原子核外有8个电子,其基态原子轨道表示式为,所以氧元素基态原子核外未成对电子数为2个。(2)OH键属于共价键,键能最大;分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴,但氢键要强于范德华力,所以它们从强到弱的顺序依次为OH键、氢键、范德华力;氢键不仅存在于分子之间,有时也存在于分子内
10、。存在分子内氢键;存在分子间氢键,分子间氢键的形成导致沸点升高。(3)依据价层电子对互斥理论知H3O+中O上的价层电子对数=12(6+31-1)=4,孤对电子数=4-3=1,因此H3O+中O原子采用的是sp3杂化,所以H3O+空间构型为三角锥形;同理可以计算出H2O中O原子上的价层电子对数=12(6+21)=4,孤对电子数=4-2=2,因此排斥力较大,水中HOH键角较小。答案:(1)2(2)OH键氢键范德华力易形成分子内氢键,而易形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大(3)sp3H2O中O原子上有2对孤对电子,H3O+中O原子上只有1对孤对电子,排斥力较小11.W、X、Y、Z四种元素的原
11、子序数依次增大。其中Y原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道;X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最小。(1)写出下列元素的元素符号:W,X,Y,Z。(2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X和Y原子用于成键的电子数目分别是;根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有。(3)XY2与ZYW反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是(填化学式),其原因是该化合物阴离子间可形成二聚离子或多聚链状离子。该化合物阴离
12、子能够相互缔合的原因是。解析:(1)根据Y原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道,可知Y原子的核外电子排布式为:1s22s22p4,即为氧(O)元素。X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道,可知X原子的核外电子排布式为1s22s22p2,即为碳(C)元素。W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最小(处于第A族),W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大,可知W为氢元素、Z为钠元素。(2)CO分子中,要使C原子与O原子都达到8电子稳定结构,则CO分子的电子式可表示为CO,其中C原子和O原子用于成键的电子数目分别是2和4;分子里共价键的主要类型有键和键。(3)CO2与NaOH反应时,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物(Na2CO3、NaHCO3),相同条件下,在水中溶解度较小的产物是NaHCO3,其原因是HCO3-中含有OH键,相互之间可通过OHO氢键缔合。答案:(1)HCONa(2)2和4键,键(3)NaHCO3因为HCO3-中含有OH键,相互之间可通过OHO氢键缔合