2014-2015高中化学231键的极性和分子的极性范德华力和氢键课下30分钟演练新人教版选修3

1【创新方案】2014-2015高中化学2.3.1键的极性和分子的极性范德华力和氢键课下30分钟演练新人教版选修3一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1．在我国南海300～500m海底深处沉积物中存在着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物。在常温、常压下它会分解成水和甲烷，因而得名。下列关于甲烷水合物中两种分子极性的描述正确的是()A．两种分子都是极性分子B．两种分子都是非极性分子C．CH4是极性分子D．H2O是极性分子，CH4是非极性分子解析：CH4分子为正四面体结构，C原子位于正四面体的中心，结构对称，CH4是非极性分子；H2O分子为V形结构，结构不对称，电荷分布不均匀，键的极性不能互相抵消，H2O是极性分子。答案：D2．X、Y两种元素，它们可组成下列物质，这些物质的分子肯定有极性的是()A．XY4B．XY3C．XYD．XY2解析：以极性键结合而成的分子中，双原子分子一定是极性分子，即XY型分子，如HCl、CO均为极性分子，三原子及三原子以上的分子，结构有可能对称，键的极性相互抵消，有可能为非极性分子。答案：C3.用一带静电的有机玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，现象如图，试分析A、B两种液体分子的极性正确的是()A．A是极性分子，B是非极性分子B．A是非极性分子，B是极性分子C．A、B都是极性分子D．A、B都是非极性分子解析：玻璃棒带电，靠近液体后有一种液体发生偏离说明有力的作用，证明液体带电性，极性分子电性中心不重合，故A是非极性分子，B为极性分子。答案：B4．[双选题]已知CO2、BF3、CH4都是非极性分子，NH3、H2S、H2O、SO2都是极性分子，由此可推知ABn型分子是非极性分子的经验规律是()A．分子中所有原子在同一平面内B．分子中不含氢原子C．在ABn型分子中，A元素为最高正价D．在ABn型分子中，A原子最外层电子都已成键解析：结合所给出的实例分析可知，当A元素的最外层电子均已成键时，分子无极性，此时A元素的化合价也正是最高正价，所以C、D两项正确。答案：CD5．下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是()A．乙醇与氯乙烷B．邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D．H2O与H2Te2解析：氢键分为两类：存在于分子之间时，称为分子间氢键；存在于分子内部时，称为分子内氢键。同类物质相比，分子内形成氢键的物质的熔、沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔、沸点。如邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键，沸点较低；而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键，沸点较高，所以B选项正确，C选项错误。对A选项，由于乙醇分子间存在氢键，而氯乙烷分子间不存在氢键，所以乙醇的沸点(78.5℃)高于氯乙烷的沸点(12.3℃)；同理，D选项中，H2O的沸点(100℃)高于H2Te的沸点。答案：B6．[双选题]下列物质的变化，破坏的主要是分子间作用力的是()A．碘单质的升华B．KCl溶于水C．将液溴加热变为气态D．NH4Cl受热分解解析：碘的升华，只是状态发生了变化，破坏的是分子间作用力，没有破坏化学键；KCl溶于水，会破坏离子键；液溴由液态变为气态，破坏的是分子间作用力；NH4Cl受热分解，破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。答案：AC7．下列事实与氢键无关的是()A．液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3存在B．冰的密度比液态水的密度小C．HF比HCl更易液化D．NH3比PH3稳定解析：NH3比PH3稳定是由于N—H键键能比P—H键键能大，和NH3分子间形成氢键无关。答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8．(12分)X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳中含量(质量分数)最多的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：(1)X、Y的元素符号依次为________、________；(2)XZ2与YZ2分子分别属于________和________(“极性的”或“非极性分子”)；(3)Q的元素符号是________，它属于第________周期，它的核外电子排布式为________，在形成化合物时它的最高化合价为________；(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键________________________。解析：X原子核外的M层中只有两对成对电子，则X的外围价电子排布图为：，因此X为S元素；Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，则Y为C元素；地壳中含量最多的元素为氧元素，因此Z为O元素；Q的核电荷数为S和O的和，因此Q为24号元素Cr；在元素周期表中电负性最大的是F元素。(1)X、Y分别是S和C。(2)XZ2和YZ2分别为SO2、CO2，它们的立体构型为V形和直线形，SO2为极性分子，CO2为非极性分子。(3)Q为Cr元素，Cr和Fe处于同一周期，即第四周期，它的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，其价电子为3d54s1，因此它的最高化合价为＋6。(4)E为F，HF的水溶液中，存在HF分子之间的氢键，HF分子和H2O分子之间的氢键，H2O分子之间的氢键，即有：F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。答案：(1)SC(2)极性分子非极性分子(3)Cr四1s22s22p63s23p63d54s1＋63(4)F—H…FF—H…OO—H…FO—H…O9．(10分)主族元素A、B、C、D四种元素，原子序数依次递增，A元素原子2p轨道上有2个未成对电子。B原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大。C的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含C的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数。D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满。请回答下列问题：(1)AC2分子中含有________个π键，属于________________分子(填“极性分子”或“非极性分子”)。(2)B的氢化物的立体构型为________，B原子的原子轨道采用________杂化，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是________________。(3)写出A的常见氧化物与B的氧化物中互为等电子体的一组是________________。(4)C元素的电负性________D元素的电负性(填“＞”“＜”或“＝”)；C的氢化物的稳定性________(填“＞”“＜”或“＝”)D的氢化物的稳定性。解析：A元素原子的价电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4，可能为碳或氧。B原子的价电子排布式为ns2np3，为ⅤA族元素，由B的氢化物的溶解度可知B为氮元素，则A为碳。最高正价和最低负价之和为4，则为ⅥA族元素，为硫。D元素得1个电子后，3p轨道充满，说明价电子排布为3s23p5，为氯元素。(1)CS2的结构式为S===C===S，含有2个π键，分子立体构型为直线形，为非极性分子。(2)NH3分子中N原子的原子轨道发生sp3杂化，其中一个杂化轨道为孤电子对占有，立体构型为三角锥形。(3)碳元素的常见氧化物有CO和CO2，CO2与氮的氧化物N2O互为等电子体。(4)硫、氯同周期，同周期元素电负性随原子序数的递增而增大，所以电负性，C＜D。答案：(1)2非极性(2)三角锥形sp3氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其他元素形成的氢化物沸点高(3)CO2和N2O(4)＜＜10．(6分)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)1mol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(11kJ·mol－1)。已知冰的升华热是51kJ·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________________(填序号)。4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。(2)H2O电离生成的H＋与另一个H2O的配位键结合形成H3O＋。(3)(51kJ·mol－1－11kJ·mol－1)/2＝20kJ·mol－1。(4)从一水合氨的电离特点确定。答案：(1)2(2)H2O＋H2OH3O＋＋OH－双氧水分子之间存在更强烈的氢键(3)20(4)b11．(11分)数十亿年来，地球上的物质不断变化，大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分：空气的成分N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)原始大气的主要成分CH4、NH3、CO、CO2等用上表所涉及的分子填写下列空白：(1)含有10个电子的分子有______________(填化学式，下同)；(2)由极性键构成的非极性分子有__________________________________________________________；(3)与H＋可直接形成配位键的分子有___________________________________________________；(4)沸点最高的物质是________，用所学的知识解释其沸点最高的原因______________；(5)分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外)有_________，它的立体构型为________；(6)CO的结构可表示为OC，与CO结构最相似的分子是__________，这两种结构相似的分子的极性________(填“相同”或“不相同”)，CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同，它叫________。解析：(1)含10电子的分子有CH4、NH3、H2O、Ne等。(2)具有对称结构的分子是非极性分子，如N2、O2、CH4、CO2，其中由极性键形成的非极性分子只有CH4和CO2，另两个非极性分子是由非极性共价键形成的。(3)H2O可与H＋直接形成配位键，形成H3O＋(水合氢离子)，NH3与H＋以配位键结合成NH+4。(4)表中所涉及的物质都是由分子构成的。沸点的高低比较主要看范德华力的强弱，但水分子中除了范德华力外，还有氢键的作用，分子间氢键的存在使水的沸点较高。(5)碳原子最外层有4个电子，在甲烷分子中形成了4个共价键，不存在孤电子对，最外层电子都参与成键，构型为正四面体形。(6)由一氧化碳的结构式可知，碳原子和氧原子之间存在三个共价键，氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键，结构相似。CO分子中的三个键是由两个不同的原子形成的，是极性共价键，而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的，是非极性共价键。CO中带箭头的键与其他的共价键不同，它是配位键。答案：(1)H2O、Ne、CH4、NH3(2)CH4、CO2(3)NH3、H2O(4)H2O水分子中存在氢键，使分子间作用力增大，沸点升高(5)CH4正四面体形(6)N2不相同配位键