2024-2025学年高中化学第2章分子结构与性质第3节第1课时键的极性分子极性范德华力和氢键作业含解析新人教版选修3

PAGE6-第1课时键的极性、分子极性、范德华力和氢键A级·基础巩固练一、选择题1．下列物质中，由极性键形成的非极性分子是(A)A．CO2 B．Br2C．CaCl2 D．SO2解析：不同种元素形成的化合物中才可能含有极性键；在由三个以上原子形成的化合物分子中，空间结构对称的分子，才是非极性分子，如直线形的CO2。2．在下列物质中，分子中电荷的空间分布是对称的是(D)①CO2②CCl4③NH3④H2O⑤HBrA．①②④ B．②④⑤C．③⑤ D．①②解析：在由三个以上原子形成的化合物分子中，空间结构对称的分子，其电荷的空间分布对称，如直线形的CO2、正四面体形的CCl4。3．X、Y为两种不同的元素，下列化学式肯定为极性分子的是(A)A．XY B．XY2C．XY3 D．XY4解析：A项中在XY分子中X、Y是不同的原子，吸引电子实力不同，正、负电荷中心不重合，肯定是极性分子；B项中三原子在同一条直线上时就是非极性分子，如CO2；C项中四原子若在同一平面内就是非极性分子，如BF3，不在同一平面内就是极性分子，如NH3；D项中该分子无论是四面体结构还是平面结构都是对称性分子，是非极性分子。4．下列说法正确的是(C)A．含有非极性键的分子肯定是非极性分子B．非极性分子中肯定含有非极性键C．由极性键形成的双原子分子肯定是极性分子D．分子的极性与键的极性无关解析：含有非极性键的分子不肯定是非极性分子，如H2O2；非极性分子中不肯定含有非极性键，如CH4、CO2均是非极性分子，却仅有极性键；分子的极性不仅与键的极性有关，还与分子立体构型有关。5．下列关于粒子结构的描述错误的是(B)A．CS2、C2H2、BeCl2都是直线形分子B．CCl4和CH2Cl2均是四面体构型的非极性分子C．H2S和NH3均是由极性键构成的极性分子D．HCl和HS－均是含有一个极性键的18电子粒子解析：由于C—H键的键长小于C—Cl键的键长，故CH2Cl2的空间结构不是对称的正四面体构型，因而属于极性分子，B错误。6．下列几种氢键：①O—H…O②N—H…N③F—H…F④O—H…N其强度由强到弱的排列依次是(A)A．③①④② B．①②③④C．③②①④ D．①④③②解析：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，所以F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱的是N—H…N，答案选A。7．下列现象与氢键有关的是(B)①HF的水溶液是弱酸，而其他卤族元素形成的氢化物水溶液是强酸②乙醇可以和水以随意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④水分子高温下也很稳定⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低A．②③④⑤ B．②③⑤C．①②③④ D．①②③④⑤解析：①HF的水溶液是弱酸，而其他卤族元素形成的氢化物水溶液是强酸，这是由于F原子吸引电子实力强，共价键不简单断裂，与分子间是否存在氢键无关，错误；②因乙醇、水分子之间能形成氢键，所以乙醇可以和水以随意比互溶，正确；③冰中存在氢键，具有方向性和饱和性，使其体积变大，则相同质量时冰的密度比液态水的密度小，正确；④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，错误；⑤对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，而邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，正确。故选B。8．你认为下列说法不正确的是(A)A．氢键存在于分子之间，不存在于分子之内B．对于组成和结构相像的分子，其范德华力随着相对分子质量的增大而增大C．氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内部D．冰溶化时只克服分子间作用力解析：氢键既能存在于分子之间，又能存在于分子之内，只要符合形成氢键的条件即可，A错。9．在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的改变过程中，被破坏的作用力依次是(B)A．范德华力、范德华力、范德华力B．范德华力、范德华力、共价键C．范德华力、共价键、共价键D．共价键、共价键、共价键解析：“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气”属于石蜡的“三态”之间的转化，所以转化的过程中要克服分子间作用力；“石蜡蒸气→裂化气”属于石油的裂化，属于化学改变，必定要破坏化学键(共价键)，答案选B。二、非选择题10．在HF、H2S、NH3、CO2、CCl4、N2、C60、SO2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是__N2、C60__；(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是__CO2__；(3)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是__CCl4__；(4)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是__NH3__；(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子是__H2S、SO2__；(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是__HF__。解析：HF是含有极性键、直线形的极性分子(极性最大，因F的电负性最大)；H2S和SO2都是含有极性键、V形结构的极性分子；NH3是含有极性键、三角锥形结构的极性分子；CO2是含有极性键、直线形的非极性分子；CCl4是含有极性键、正四面体形的非极性分子；N2、C60都是由非极性键结合的非极性分子。11．水分子间存在一种叫作“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)，彼此形成(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”相互连接成浩大的冰。(1)1mol冰中有__2__mol“氢键”。(2)水分子中可电离生成两种含有相同电子数的微粒，其电离方程式为__2H2OH3O＋＋OH－__。(3)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃)，则x、y、z的大小关系是__x>z>y__，其推断依据是__H2O分子间可以形成氢键，且H2Se的相对分子质量大于H2S，故有沸点：H2O>H2Se>H2S，即x>z>y__。解析：1个H2O分子可以形成4个氢键，而每个氢键被2个H2O分子共用，所以1mol冰中含有氢键数为4×eq\f(1,2)＝2mol。H2O电离后形成的2种离子是H3O＋和OH－。12．过氧化氢(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如图所示。H2O2分子不是直线形的，两个H原子如同在半绽开的书的两面纸上，书面夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：(1)H2O2分子的电子式为____，结构式为__H—O—O—H__。(2)H2O2分子中存在__极性__(填“极性”或“非极性”，下同)键和__非极性__键，为__极性__分子。(3)H2O2分子中氧元素的化合价为__－1价__，缘由是__O—O键为非极性键，O—H键为极性键，共用电子对偏向于氧，故氧元素显－1价__。解析：(2)H2O2分子的立体构型为不对称结构，应为极性分子，含有O—O非极性键和O—H极性键。B级·实力提升练一、选择题1．下列叙述不正确的是(D)A．卤化氢分子中，卤族元素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强B．以极性键结合的分子不肯定是极性分子C．可确定A2B或AB2型分子是极性分子的依据是含有极性键且分子构型不对称，分子结构为键角小于180°的非直线形结构D．非极性分子中各原子之间都以非极性键结合解析：本题的易错之处是误认为由极性键构成的分子肯定是极性分子而错选B。对比HF、HCl、HBr、HI分子中H—X(X为卤素原子)极性键的强弱可知，卤族元素的非金属性越强，共价键的极性越强，分子稳定性也越强，A项正确；以极性键结合的双原子分子肯定是极性分子，但以极性键结合的多原子分子不肯定是极性分子，如CO2分子中，两个C=O键(极性键)是对称排列的，两个键的极性相互抵消，CO2是非极性分子，B项正确；A2B型分子如H2O、H2S等，AB2型分子如CO2、CS2等，推断分子是极性分子的依据是分子构型不对称，而CO2、CS2为直线形分子，键角为180°，分子构型对称，为非极性分子，C项正确；空间构型对称的非极性多原子分子中可能含有极性键，如CH4，D项错误。2．下列说法正确的是(B)①C2H6分子中既含极性键又含非极性键②由于氨和水分子之间能形成氢键，NH3分子极易溶于水③F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而上升④NCl3、PCl3、CO2、CS2分子中各原子均达到8e－稳定结构⑤原子序数为34号的元素属于长周期的副族元素⑥由于非金属性：Cl>Br>I，所以酸性：HCl>HBr>HIA．①②⑤⑥ B．①②③④C．①②④⑤ D．③④⑤⑥解析：⑤34号元素是Se，位于第四周期第ⅥA族。⑥酸性：HI>HBr>HCl。3．下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是(B)A．NH3 B．CHOOHC．H2O D．解析：形成氢键的分子中含有N—H、H—O或H—F键，NH3、H2O、CH3CH2OH可以形成氢键，但只存在于分子间。B项，中—O—H间可在分子间形成氢键，—O—H与可在分子内形成氢键。4．卤素单质从F2到I2，在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态的缘由是(B)A．原子间的化学键键能渐渐减小B．范德华力渐渐增大C．原子半径渐渐增大D．氧化性渐渐减弱解析：卤素单质组成、结构相像，从F2到I2相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。5．固体乙醇晶体中不存在的作用力是(C)A．极性键 B．非极性键C．离子键 D．范德华力解析：乙醇为共价化合物，分子内只有共价键，分子间有范德华力和氢键，分子内部存在极性键和非极性键。6．美国科学家宣称：一般盐水在无线电波照耀下可燃烧，有望解决用水作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(D)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：水中没有游离态的氢原子，氢原子以共价键与氧原子形成水，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，这种结合力为共价键，该共价键是由不同元素形成的，为极性共价键。二、非选择题7．已知与碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答：(1)X元素的基态原子的电子排布式为__1s22s22p63s23p63d104s24p2__，Y元素原子的最外层电子的电子排布图为____。(2)若X、Y两元素电负性分别为1.8和3.0，试推断XY4中X与Y之间的化学键为__共价键__(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物的立体构型为__正四面体__形，中心原子的轨道杂化类型为__sp3杂化__，分子为__非极性分子__(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是__范德华力__。(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：__GeCl4__(填化学式)的沸点高，缘由是__组成和结构相像的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高__。解析：依题意，X为第四周期第ⅣA族元素Ge，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，则Y是Cl元素，Cl元素原子最外层电子的电子排布图为。GeCl4中Ge与Cl形成的是共价键，立体构型为正四面体形，中心原子为sp3杂化，为非极性分子，微粒间的作用力是范德华力。8．北斗卫星导航系统是中国自行研制并开发的，其中第八颗和第九颗北斗卫星是被长征三号甲运载火箭送入太空预定转移轨道的。已知运输卫星的火箭所需燃料除液态过氧化氢外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发觉该分子结构中只有单键。(1)该氮氢化合物的电子式为____，其中N原子实行__sp3__杂化方式，该分子是__极性__(填“极性”或“非极性”)分子。(2)若该物质与液态过氧化氢恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是__N2H4和H2O2__，只含有非极性键的是__N2__，只含有极性键的是__H2O__。(3)NH3分子中的N原子有一对孤电子对，能发生反应：NH3＋HCl=NH4Cl。试写出将上述氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式：__N2H4＋2HCl=N2H6Cl2__。(4)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N2O与CO2分子具有相像的结构(包括电子式)；又已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N2O的电子式可表示为____，由此可知它__含有__(填“含有”或“不含”)非极性键。解析：(1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数可知其分子式为N2H4，它的结构可看作是NH3分子中的一个H原子被—NH2取代后所得，分子的结构式为，分子中的键全部是单键，故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同，也是sp3杂化，该分子为极性分子。(