2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题3第四单元 分子间作用力 分子晶体（第1课时） 作业

3.4.1范德华力一、单选题1．关于氢键，下列说法正确的是A．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高B．氢键比范德华力强，所以它属于化学键C．含氢原子的物质之间均可形成氢键D．H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O之间形成氢键所致2．比较下列化合物的沸点，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．对羟基苯甲醇()与邻羟基苯甲醇()D．与3．下列说法正确的是A．、、Ne的核外电子排布相同，所以化学性质相同B．热稳定性，是因为水分子间存在氢键C．与水反应断裂的化学键有：离子键、非极性共价键和极性共价键D．在、、HCl的分子中，原子周围都达到了8电子稳定结构4．下列叙述正确的是A．在N2、CO2和SiO2物质中，都存在共价键，它们都是由分子构成B．金刚石、石墨、足球烯均是碳元素的同素异形体，性质都相似C．HBr受热分解的过程中，只需克服分子间的作用力D．仅由非金属元素组成的物质也可能含有离子键5．H3BO3是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子之间通过氢键相连(层状结构如图所示，图中“虚线”表示氢键)；与足量的NaOH反应生成NaH2BO3。下列说法正确的是A．根据H3BO3结构可知，H3BO3易溶于水B．分子中B、O最外层均为8电子稳定结构C．含1molH3BO3的晶体中有6mol氢键D．H3BO3中B为+3价，属于三元弱酸6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是A．含16g氧原子的二氧化硅晶体中含有的键数目为2NAB．58.5gNaCl晶体中含有0.25NA个如图所示的结构单元C．常温常压下，18gH2O含有氢键数为2NAD．标准状况下，22.4LHF的分子数大于NA7．关于NH3性质的解释合理的是选项性质解释A比PH3容易液化NH3分子间作用力更小B熔点高于PH3N—H键的键能比P—H键大C比PH3稳定性强N—H键的键长比P—H键长D具有还原性N化合价处于最低价A．A B．B C．C D．D8．下列现象与氢键无关的是①的沸点比的高②小分子的醇、羧酸可以与水以任意比例互溶③邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的熔、沸点低④水分子在高温下也很稳定A．①②③④ B．④ C．③④ D．①②③9．根据表中八种短周期元素的有关信息判断，下列说法错误的是元素编号①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/nm0.0370.0740.0820.0990.1020.1430.1520.186最高化合价或最低化合价＋1－2＋3－1－2＋3＋1＋1A．元素②⑥形成的化合物具有两性B．元素②气态氢化物的沸点小于元素⑤气态氢化物的沸点C．元素⑤对应的离子半径大于元素⑦对应的离子半径D．元素④的最高价氧化物的水化物比元素⑤的最高价氧化物的水化物酸性强10．2022年A．石墨烯是一种新型有机高分子材料B．石墨烯导电的原因与其表而存在未杂化的p电子形成的大π键有关C．石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子D．石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键二、填空题11．(1)1mol金刚石中有molC—C键，1mol二氧化硅中含有molSi—O键。(2)N2H4的电子式为。(3)有机物乙醇和乙酸都可以和水互溶的原因是：。12．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，其结构示意图如图所示。(1)1molH2O形成的冰中有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。(3)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)。(5)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是(6)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13．氢键的特征氢键既有(X-H…Y尽可能在同一条直线上)，又有(一个X-H只能和一个Y原子结合)14．指出下列变化克服的作用力：①碘升华②NaCl熔化③乙醇溶于水④SiO2熔化15．近年来，我国秋冬季雾霾天气呈现常态化趋势，造成严重空气污染，对人类身心健康造成极大威胁。硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分，是雾霾产生的一个重要元凶。科学家最近发现了一种利用水催化促进硫酸盐形成的化学新机制。如图所示：（1）NO2和SO2作为大气初期污染物的主要成分，主要来自。（2）电子传递可以促进HSO中O—H键的解离，进而形成中间体SO，反应的离子方程式为。（3）通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的SO或HSO可以将电子快速转移到周围的气相NO2分子。观察图示可知“水桥”主要靠形成。写出HSO与NO2间发生的总反应的离子方程式：。（4）亚硝酸（HNO2）是一种弱酸，酸性比醋酸稍强，极不稳定，只能存在于稀的水溶液中，加热时发生歧化反应，生成一种强酸和一种遇空气变为红棕色的气体，写出该反应的化学方程式：。（5）结合题中信息，请写出一种鉴别NaNO2和NaCl的方法：。16．氢键的本质是作用力，它比化学键的键能小1~2个数量级。是一种比范德华力的分子间作用力。17．范德华力、氢键与共价键的比较作用力范德华力氢键共价键概念分类特征强度比较影响强度的因素对物质性质的影响18．(1)以液态HF做溶剂的体系中，许多在水溶液中呈酸性的化合物呈碱性或两性。例如呈碱性，请写出液态HF中，少量()与HF反应的化学方程式。(2)乙炔钠()是离子化合物，各原子均满足8电子或2电子稳定结构，的电子式是。(3)氨气与水分子间可能存在的氢键形式如图所示：请从电离角度分析结构更稳定的结构式是(填“a”或“b”)，用一个电离方程式作为该结构更稳定的证据。19．(1)请从原子结构角度解释硅元素与碳元素非金属性强弱的原因。(2)醋酸可通过分子间氢键双聚形成八元环，画出该结构。(以O…H—O表示氢键)(3)已知碳化镁Mg2C3可与水反应生成丙炔，画出Mg2C3的电子式20．分子间作用力(1)概念：将分子的作用力称为分子间作用力。(2)存在：间都存在分子间作用力。(3)特点：分子间作用力本质上是一种，比化学键。(4)分类：和是两种最常见的分子间作用力。参考答案1．A【详解】A．氢键是一种分子间作用力，但比分子间作用力强，能影响物质的熔沸点，分子间形成的氢键能使物质的熔点和沸点升高，A正确；B．氢键比范德华力强，但不属于化学键，B错误；C．电负性大的元素的氢化物中存在氢键，不是只要含氢原子的物质之间均可形成氢键，C错误；D．H2O是一种稳定的化合物，是因为H-O键的稳定性强，不是由H2O之间形成氢键所致，氢键只影响物理性质，D错误；答案选A。2．B【分析】氢键分为两种：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。【详解】A．由于乙醇存在分子间氢键，而氯乙烷不存在氢键，所以乙醇的沸点高于氯乙烷的沸点，A错误；B．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，沸点较低，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，沸点较高，B正确；C．邻羟基苯甲醇等形成分子内氢键，沸点较低，而对羟基苯甲醇则形成分子间氢键，沸点较高，C错误；D．由于存在分子间氢键，而不存在氢键，所以的沸点高于的沸点，D错误；故选B。3．C【详解】A．、和Ne的核外电子排布相同，但其化学性质不同，故A错误；B．分子的稳定性和共价键键能有关系，与氢键无关，氢键不是化学键，一般影响物质的物理性质，故B错误；C．与水反应中：中的离子键和非极性共价键与水中的极性共价键都断裂，故C正确；D．元素原子的最外层电子数+该元素化合价的绝对值=8，则满足8电子稳定结构，分子中磷为10电子结构，HCl中H原子为2电子结构，而不是8电子稳定结构，故D错误；故选C。4．D【详解】A．在N2、CO2和SiO2物质中，都存在共价键，N2和CO2是由分子构成，SiO2构成微粒是原子，属原子晶体，故A错误；B．金刚石、石墨、足球烯均是碳元素形成的不同单质，属于同素异形体，物理性质不同，化学性质相似，故B错误；C．HBr受热分解的过程中，除需克服分子间的作用力，还需要破坏H—Br之间的共价键，故C错误；D．仅由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键，如铵盐，故D正确；答案选D。5．A【详解】A．根据H3BO3结构可知，H3BO3含有羟基，羟基是亲水基，因此H3BO3易溶于水，A正确；B．B原子最外层只有3个电子，与O原子形成3对共用电子对，因此B原子不是8e-的稳定结构，B错误；C．1个H3BO3分子对应着6个氢键，每个氢键对应着2个H3BO3，则含1molH3BO3的晶体中有3mol氢键，C错误；D．根据化合物中元素化合价代数和为0，所以H3BO3中B为+3价，H3BO3与足量的NaOH反应生成NaH2BO3是正盐，可知H3BO3是一元酸，D错误；故合理选项是A。6．C【详解】A．16g氧原子的物质的量为1mol，由于1mol二氧化硅中含2mol氧原子，故含1mol氧原子的二氧化硅的物质的量为0.5mol，而二氧化硅中每个硅原子含4条σ键，故0.5mol二氧化硅中含2NA条σ键，A正确；B．在一个结构单元含有Na+：，含有Cl-：，即1个结构单元中含有4个钠离子和4个氯离子。58.5gNaCl的物质的量是1mol，，所以含0.25NA个结构单元，B正确；C．在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，每1个水分子平均形成2个氢键。18gH2O的物质的量是1mol，因此在1mol冰中含有2NA个氢键。但在常温、常压下温度升高，冰变为液态水，部分氢键被破坏，故1mol液体水的氢键数目小于2NA，C错误；D．标准状况下HF是液体，22.4LHF的物质的量大于1mol，因此所含HF的分子数大于NA，D正确；故合理选项是C。7．D【详解】A．NH3和PH3都属于同一主族元素形成的氢化物，分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比，但氨气能形成分子间氢键，PH3不能，分子间氢键的存在导致氨气的沸点升高，容易液化，A不符合题意；B．NH3熔点高于PH3，是因为氨气能形成分子间氢键，氢键的存在导致氨的熔点升高，不是N-H键的键能比P-H大，B不符合题意；C．PH3分子和NH3分子为同族氢化物，由于键长P—H＞N—H，键长越长，键能就越小，含有该键的分子就越不稳定。N-H键键长更短、键能更高，故PH3分子稳定性低于NH3分子，C不符合题意；D．NH3中H为+1价，已经是最高价了，不能被氧化，而N为-3价，为N的最低价，能够被氧化，故NH3具有还原性是因为NH3中N为-3价，D符合题意；故答案选D。8．B【详解】①氨分子之间能形成氢键，故的沸点比的高；②小分子的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键，可以与水以任意比例互溶；③邻羟基苯甲酸主要存在分子内氢键，对羟基苯甲酸主要存在分子间氢键，故邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的熔、沸点低；④水分子中键的键能很大，故水分子在高温下也很稳定，与氢键无关；综上所述，与氢键无关的现象是④，故选B。9．B【分析】八种短周期元素的有关信息，根据表格提供的数据可知，①⑦⑧原子半径依次增加，且①⑦⑧最高化合价为+1，则①是H，⑦是Li，⑧是Na；；②原子半径小于⑤，且两者化合价均为-2，②是O、⑤是S；③原子半径小于⑥，且两者化合价均为+3，⑥是B、⑥是Al；④原子半径略小于⑤，化合价为-1，则是Cl；【详解】A．根据表格提供的信息可知②元素是O，⑥元素是Al，则②⑥形成的化合物Al2O3是两性氧化物，具有两性，A正确；B．元素②O形成的气态氢化物H2O的分子之间除存在分子间作用力外还存在氢键，增加了分子之间的吸引力。而元素⑤的S气态氢化物H2S分子之间只存在分子间作用力，所以前者的沸点远高于元素⑤气态氢化物的沸点，B错误；C．元素⑤形成是2、8、8的核外电子排布；⑦形成的离子是2、8的电子层排布，离子核外电子层数越多，离子半径就越大所以元素⑤对应的离子半径大于元素⑦对应的离子半径，C正确；D．元素的非金属性：Cl>S，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，所以元素④的最高价氧化物的水化物比元素⑤的最高价氧化物的水化物酸性强，D正确。故选B。10．B【详解】A．石墨烯是无机非金属材料，A错误；B．石墨烯导电的原因与其表而存在未杂化的p电子形成的大π键有关，其中的电子可自由移动使得石墨可以导电，B正确；C．石墨烯中每个碳原子被3个环共用，平均每个六元碳环含有6÷3=2个碳原子，C错误；D．石墨烯是从石墨材料中剥离出来由碳原子组成只有一层原子厚度的二维晶体，石墨中层与层之间的是分子间作用力，不是化学键，D错误；故选B。11．24乙醇和乙酸可以和水形成氢键【详解】(1)金刚石晶体的结构如图，每个碳原子都和4个碳原子相连形成C-C键，而每个C-C键被2个碳原子所共有，由此可知1mol金刚石晶体中含有2molC-C键；二氧化硅的结构为，每个硅原子都和4个氧原子形成Si-O键，所以1mol二氧化硅中含有4molSi—O键，故答案为：2；4；(2)N2H4为共价化合物，所以其电子式为：，故答案为：；(3)乙醇、乙酸中都含有电负性较强的O原子，能形成氢键，为极性分子；水中也含有氢键，也为极性分子，乙醇、乙酸都能与水形成氢键，所以根据相识相容原理可得乙醇和乙酸都可以和水互溶，故答案为：乙醇和乙酸可以和水形成氢键。12．(1)2(2)(3)20(4)b(5)NH3(6)D【详解】（1）分子形成的晶体中每个H2O分子通过氢键与4个H2O分子理解，每个氢键为H2O分子提供，所以含1molH2O的该晶体中有1mol×4×=2mol“氢键”，故答案为：2。（2）水会电离出氢离子和氢氧根离子，氢离子以水合氢离子的形式存在，即，故答案为：。（3）冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力(11kJ/mol)，1mol冰中含有2mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的“键能”是，故答案为：20。（4）NH3溶于水后，形成的中，的电离方程式为，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，的合理结构是b，故答案为：b。（5）元素的非金属性越强，氢化物越稳定，NH3与PH3相比，热稳定性更强的是NH3，故答案为：NH3。（6）NH3分子之间存在氢键，PH3分子之间为范德华力，氢键作用比范德华力强，故NH3比PH3易液化，NH3沸点比PH3高，与键的极性、相对分子质量无关，故答案为：D。13．方向性饱和性【解析】略14．范德华力离子键氢键共价键【详解】①碘单质为分子晶体，碘分子之间存在范德华力，升华时，破坏范德华力；故答案为范德华力；②NaCl为离子化合物，Na+和Cl-存在离子键，熔化时，破坏离子键；故答案为离子键；③乙醇溶于水，乙醇与水形成分子间氢键，故答案为氢键；④SiO2为共价晶体，微粒间存在共价键，熔化时，破坏共价键，故答案为共价键。15．自汽车尾气的排放，煤的燃烧，工业过程等HSO3-+NO2=SO3-+HNO2氢键HSO3-+2NO2+H2O=2HNO2+HSO4-3HNO2HNO3＋2NO↑＋H2O用pH试纸分别测二种溶液的pH，pH＞7的为NaNO2溶液，pH=7的为NaCl溶液【详解】(1)NO2和SO2主要来自汽车尾气的排放，煤的燃烧，工业过程等，故答案为：汽车尾气的排放，煤的燃烧，工业过程等；(2)由图可知，HSO中O—H键的解离过程为：HSO和NO2反应得到SO和HNO2，反应的离子方程式为：HSO3-+NO2=SO3-+HNO2，故答案为：HSO3-+NO2=SO3-+HNO2；(3)由图可知，“水桥”主要靠“虚线”即氢键形成，由图可知，反应物有HSO、H2O、NO2，生成物有HSO4-和HNO2，即HSO与NO2间发生的总反应化学方程式为：HSO3-+2NO2+H2O=2HNO2+HSO4-，故答案为：氢键；HSO3-+2NO2+H2O=2HNO2+HSO4-；(4)红棕色的气体为NO2，HNO2中N元素化合价为+3价，则加热的产物之一为NO，NO种N元素化合价为+2价，加热发生歧化反应，则强酸应为HNO3，结合原子守恒可得HNO2加热发生的反应为：3HNO2HNO3＋2NO↑＋H2O，故答案为：3HNO2HNO3＋2NO↑＋H2O；(5)HNO2是一种弱酸，则NaNO2溶液因NO2-的水解而显碱性，NaCl溶液显中性，所以可用pH试纸分别测二种溶液的pH，pH＞7的为NaNO2溶液，pH=7的为NaCl溶液，故答案为：用pH试纸分别测二种溶液的pH，pH＞7的为NaNO2溶液，pH=7的为NaCl溶液。16．分子间作用力强【解析】略17．物质分子之间普遍存在的一种相互作用力已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很大的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性共价键>氢键>范德华力①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大对于X—H∙∙∙Y，X、Y的电负性越大，X、Y原子的半径越小，作用能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定影响物质的熔、沸点及溶解度等物理性质；如熔、沸点F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影响分子的稳定性；②共价键键能越大，分子稳定性越强【解析】略18．a