2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第3節(jié)第1課時(shí)鍵的極性分子極性范德華力和氫鍵作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGE6-第1課時(shí)鍵的極性、分子極性、范德華力和氫鍵A級(jí)·基礎(chǔ)鞏固練一、選擇題1．下列物質(zhì)中，由極性鍵形成的非極性分子是(A)A．CO2 B．Br2C．CaCl2 D．SO2解析：不同種元素形成的化合物中才可能含有極性鍵；在由三個(gè)以上原子形成的化合物分子中，空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱的分子，才是非極性分子，如直線形的CO2。2．在下列物質(zhì)中，分子中電荷的空間分布是對(duì)稱的是(D)①CO2②CCl4③NH3④H2O⑤HBrA．①②④ B．②④⑤C．③⑤ D．①②解析：在由三個(gè)以上原子形成的化合物分子中，空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱的分子，其電荷的空間分布對(duì)稱，如直線形的CO2、正四面體形的CCl4。3．X、Y為兩種不同的元素，下列化學(xué)式肯定為極性分子的是(A)A．XY B．XY2C．XY3 D．XY4解析：A項(xiàng)中在XY分子中X、Y是不同的原子，吸引電子實(shí)力不同，正、負(fù)電荷中心不重合，肯定是極性分子；B項(xiàng)中三原子在同一條直線上時(shí)就是非極性分子，如CO2；C項(xiàng)中四原子若在同一平面內(nèi)就是非極性分子，如BF3，不在同一平面內(nèi)就是極性分子，如NH3；D項(xiàng)中該分子無(wú)論是四面體結(jié)構(gòu)還是平面結(jié)構(gòu)都是對(duì)稱性分子，是非極性分子。4．下列說(shuō)法正確的是(C)A．含有非極性鍵的分子肯定是非極性分子B．非極性分子中肯定含有非極性鍵C．由極性鍵形成的雙原子分子肯定是極性分子D．分子的極性與鍵的極性無(wú)關(guān)解析：含有非極性鍵的分子不肯定是非極性分子，如H2O2；非極性分子中不肯定含有非極性鍵，如CH4、CO2均是非極性分子，卻僅有極性鍵；分子的極性不僅與鍵的極性有關(guān)，還與分子立體構(gòu)型有關(guān)。5．下列關(guān)于粒子結(jié)構(gòu)的描述錯(cuò)誤的是(B)A．CS2、C2H2、BeCl2都是直線形分子B．CCl4和CH2Cl2均是四面體構(gòu)型的非極性分子C．H2S和NH3均是由極性鍵構(gòu)成的極性分子D．HCl和HS－均是含有一個(gè)極性鍵的18電子粒子解析：由于C—H鍵的鍵長(zhǎng)小于C—Cl鍵的鍵長(zhǎng)，故CH2Cl2的空間結(jié)構(gòu)不是對(duì)稱的正四面體構(gòu)型，因而屬于極性分子，B錯(cuò)誤。6．下列幾種氫鍵：①O—H…O②N—H…N③F—H…F④O—H…N其強(qiáng)度由強(qiáng)到弱的排列依次是(A)A．③①④② B．①②③④C．③②①④ D．①④③②解析：F、O、N的電負(fù)性依次降低，F(xiàn)—H、O—H、N—H鍵的極性依次降低，所以F—H…F中的氫鍵最強(qiáng)，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱的是N—H…N，答案選A。7．下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是(B)①HF的水溶液是弱酸，而其他鹵族元素形成的氫化物水溶液是強(qiáng)酸②乙醇可以和水以隨意比互溶③冰的密度比液態(tài)水的密度?、芩肿痈邷叵乱埠芊€(wěn)定⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低A．②③④⑤ B．②③⑤C．①②③④ D．①②③④⑤解析：①HF的水溶液是弱酸，而其他鹵族元素形成的氫化物水溶液是強(qiáng)酸，這是由于F原子吸引電子實(shí)力強(qiáng)，共價(jià)鍵不簡(jiǎn)單斷裂，與分子間是否存在氫鍵無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；②因乙醇、水分子之間能形成氫鍵，所以乙醇可以和水以隨意比互溶，正確；③冰中存在氫鍵，具有方向性和飽和性，使其體積變大，則相同質(zhì)量時(shí)冰的密度比液態(tài)水的密度小，正確；④水分子高溫下也很穩(wěn)定，其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān)，而與氫鍵無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；⑤對(duì)羥基苯甲酸易形成分子間氫鍵，而鄰羥基苯甲酸易形成分子內(nèi)氫鍵，所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲酸的低，正確。故選B。8．你認(rèn)為下列說(shuō)法不正確的是(A)A．氫鍵存在于分子之間，不存在于分子之內(nèi)B．對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相像的分子，其范德華力隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大C．氫鍵不僅存在于分子之間，有時(shí)也存在于分子內(nèi)部D．冰溶化時(shí)只克服分子間作用力解析：氫鍵既能存在于分子之間，又能存在于分子之內(nèi)，只要符合形成氫鍵的條件即可，A錯(cuò)。9．在“石蠟→液體石蠟→石蠟蒸氣→裂化氣”的改變過(guò)程中，被破壞的作用力依次是(B)A．范德華力、范德華力、范德華力B．范德華力、范德華力、共價(jià)鍵C．范德華力、共價(jià)鍵、共價(jià)鍵D．共價(jià)鍵、共價(jià)鍵、共價(jià)鍵解析：“石蠟→液體石蠟→石蠟蒸氣”屬于石蠟的“三態(tài)”之間的轉(zhuǎn)化，所以轉(zhuǎn)化的過(guò)程中要克服分子間作用力；“石蠟蒸氣→裂化氣”屬于石油的裂化，屬于化學(xué)改變，必定要破壞化學(xué)鍵(共價(jià)鍵)，答案選B。二、非選擇題10．在HF、H2S、NH3、CO2、CCl4、N2、C60、SO2分子中：(1)以非極性鍵結(jié)合的非極性分子是__N2、C60__；(2)以極性鍵相結(jié)合，具有直線形結(jié)構(gòu)的非極性分子是__CO2__；(3)以極性鍵相結(jié)合，具有正四面體結(jié)構(gòu)的非極性分子是__CCl4__；(4)以極性鍵相結(jié)合，具有三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子是__NH3__；(5)以極性鍵相結(jié)合，具有V形結(jié)構(gòu)的極性分子是__H2S、SO2__；(6)以極性鍵相結(jié)合，而且分子極性最大的是__HF__。解析：HF是含有極性鍵、直線形的極性分子(極性最大，因F的電負(fù)性最大)；H2S和SO2都是含有極性鍵、V形結(jié)構(gòu)的極性分子；NH3是含有極性鍵、三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子；CO2是含有極性鍵、直線形的非極性分子；CCl4是含有極性鍵、正四面體形的非極性分子；N2、C60都是由非極性鍵結(jié)合的非極性分子。11．水分子間存在一種叫作“氫鍵”的作用(介于范德華力與化學(xué)鍵之間)，彼此形成(H2O)n。在冰中，每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍，形成變形的正四面體，通過(guò)“氫鍵”相互連接成浩大的冰。(1)1mol冰中有__2__mol“氫鍵”。(2)水分子中可電離生成兩種含有相同電子數(shù)的微粒，其電離方程式為_(kāi)_2H2OH3O＋＋OH－__。(3)用x、y、z分別表示H2O、H2S、H2Se的沸點(diǎn)(℃)，則x、y、z的大小關(guān)系是__x>z>y__，其推斷依據(jù)是__H2O分子間可以形成氫鍵，且H2Se的相對(duì)分子質(zhì)量大于H2S，故有沸點(diǎn)：H2O>H2Se>H2S，即x>z>y__。解析：1個(gè)H2O分子可以形成4個(gè)氫鍵，而每個(gè)氫鍵被2個(gè)H2O分子共用，所以1mol冰中含有氫鍵數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2mol。H2O電離后形成的2種離子是H3O＋和OH－。12．過(guò)氧化氫(H2O2)是一種醫(yī)用消毒殺菌劑，已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示。H2O2分子不是直線形的，兩個(gè)H原子如同在半綻開(kāi)的書(shū)的兩面紙上，書(shū)面夾角為93°52′，而兩個(gè)O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答：(1)H2O2分子的電子式為_(kāi)___，結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_H—O—O—H__。(2)H2O2分子中存在__極性__(填“極性”或“非極性”，下同)鍵和__非極性__鍵，為_(kāi)_極性__分子。(3)H2O2分子中氧元素的化合價(jià)為_(kāi)_－1價(jià)__，緣由是__O—O鍵為非極性鍵，O—H鍵為極性鍵，共用電子對(duì)偏向于氧，故氧元素顯－1價(jià)__。解析：(2)H2O2分子的立體構(gòu)型為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，應(yīng)為極性分子，含有O—O非極性鍵和O—H極性鍵。B級(jí)·實(shí)力提升練一、選擇題1．下列敘述不正確的是(D)A．鹵化氫分子中，鹵族元素的非金屬性越強(qiáng)，共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)，穩(wěn)定性也越強(qiáng)B．以極性鍵結(jié)合的分子不肯定是極性分子C．可確定A2B或AB2型分子是極性分子的依據(jù)是含有極性鍵且分子構(gòu)型不對(duì)稱，分子結(jié)構(gòu)為鍵角小于180°的非直線形結(jié)構(gòu)D．非極性分子中各原子之間都以非極性鍵結(jié)合解析：本題的易錯(cuò)之處是誤認(rèn)為由極性鍵構(gòu)成的分子肯定是極性分子而錯(cuò)選B。對(duì)比HF、HCl、HBr、HI分子中H—X(X為鹵素原子)極性鍵的強(qiáng)弱可知，鹵族元素的非金屬性越強(qiáng)，共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)，分子穩(wěn)定性也越強(qiáng)，A項(xiàng)正確；以極性鍵結(jié)合的雙原子分子肯定是極性分子，但以極性鍵結(jié)合的多原子分子不肯定是極性分子，如CO2分子中，兩個(gè)C=O鍵(極性鍵)是對(duì)稱排列的，兩個(gè)鍵的極性相互抵消，CO2是非極性分子，B項(xiàng)正確；A2B型分子如H2O、H2S等，AB2型分子如CO2、CS2等，推斷分子是極性分子的依據(jù)是分子構(gòu)型不對(duì)稱，而CO2、CS2為直線形分子，鍵角為180°，分子構(gòu)型對(duì)稱，為非極性分子，C項(xiàng)正確；空間構(gòu)型對(duì)稱的非極性多原子分子中可能含有極性鍵，如CH4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．下列說(shuō)法正確的是(B)①C2H6分子中既含極性鍵又含非極性鍵②由于氨和水分子之間能形成氫鍵，NH3分子極易溶于水③F2、Cl2、Br2、I2熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而上升④NCl3、PCl3、CO2、CS2分子中各原子均達(dá)到8e－穩(wěn)定結(jié)構(gòu)⑤原子序數(shù)為34號(hào)的元素屬于長(zhǎng)周期的副族元素⑥由于非金屬性：Cl>Br>I，所以酸性：HCl>HBr>HIA．①②⑤⑥ B．①②③④C．①②④⑤ D．③④⑤⑥解析：⑤34號(hào)元素是Se，位于第四周期第ⅥA族。⑥酸性：HI>HBr>HCl。3．下列物質(zhì)中，分子內(nèi)和分子間均可形成氫鍵的是(B)A．NH3 B．CHOOHC．H2O D．解析：形成氫鍵的分子中含有N—H、H—O或H—F鍵，NH3、H2O、CH3CH2OH可以形成氫鍵，但只存在于分子間。B項(xiàng)，中—O—H間可在分子間形成氫鍵，—O—H與可在分子內(nèi)形成氫鍵。4．鹵素單質(zhì)從F2到I2，在常溫、常壓下的聚集狀態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)的緣由是(B)A．原子間的化學(xué)鍵鍵能漸漸減小B．范德華力漸漸增大C．原子半徑漸漸增大D．氧化性漸漸減弱解析：鹵素單質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)相像，從F2到I2相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高。5．固體乙醇晶體中不存在的作用力是(C)A．極性鍵 B．非極性鍵C．離子鍵 D．范德華力解析：乙醇為共價(jià)化合物，分子內(nèi)只有共價(jià)鍵，分子間有范德華力和氫鍵，分子內(nèi)部存在極性鍵和非極性鍵。6．美國(guó)科學(xué)家宣稱：一般鹽水在無(wú)線電波照耀下可燃燒，有望解決用水作人類能源的重大問(wèn)題。無(wú)線電頻率可以降低鹽水中所含元素之間的“結(jié)合力”，釋放出氫原子，若點(diǎn)火，氫原子就會(huì)在該種頻率下持續(xù)燃燒。上述中“結(jié)合力”實(shí)質(zhì)是(D)A．分子間作用力 B．氫鍵C．非極性共價(jià)鍵 D．極性共價(jià)鍵解析：水中沒(méi)有游離態(tài)的氫原子，氫原子以共價(jià)鍵與氧原子形成水，無(wú)線電頻率可以降低鹽水中所含元素之間的“結(jié)合力”，釋放出氫原子，這種結(jié)合力為共價(jià)鍵，該共價(jià)鍵是由不同元素形成的，為極性共價(jià)鍵。二、非選擇題7．已知與碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一個(gè)長(zhǎng)周期，短周期元素Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3，它們形成化合物的分子式是XY4。試回答：(1)X元素的基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_1s22s22p63s23p63d104s24p2__，Y元素原子的最外層電子的電子排布圖為_(kāi)___。(2)若X、Y兩元素電負(fù)性分別為1.8和3.0，試推斷XY4中X與Y之間的化學(xué)鍵為_(kāi)_共價(jià)鍵__(填“共價(jià)鍵”或“離子鍵”)。(3)該化合物的立體構(gòu)型為_(kāi)_正四面體__形，中心原子的軌道雜化類型為_(kāi)_sp3雜化__，分子為_(kāi)_非極性分子__(填“極性分子”或“非極性分子”)。(4)該化合物在常溫下為液體，該液體微粒間的作用力是__范德華力__。(5)該化合物的沸點(diǎn)與SiCl4比較：__GeCl4__(填化學(xué)式)的沸點(diǎn)高，緣由是__組成和結(jié)構(gòu)相像的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔、沸點(diǎn)越高_(dá)_。解析：依題意，X為第四周期第ⅣA族元素Ge，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3，則Y是Cl元素，Cl元素原子最外層電子的電子排布圖為。GeCl4中Ge與Cl形成的是共價(jià)鍵，立體構(gòu)型為正四面體形，中心原子為sp3雜化，為非極性分子，微粒間的作用力是范德華力。8．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制并開(kāi)發(fā)的，其中第八顆和第九顆北斗衛(wèi)星是被長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道的。已知運(yùn)輸衛(wèi)星的火箭所需燃料除液態(tài)過(guò)氧化氫外，還有另一種液態(tài)氮?dú)浠衔?。已知該化合物中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%，相對(duì)分子質(zhì)量為32，結(jié)構(gòu)分析發(fā)覺(jué)該分子結(jié)構(gòu)中只有單鍵。(1)該氮?dú)浠衔锏碾娮邮綖開(kāi)___，其中N原子實(shí)行__sp3__雜化方式，該分子是__極性__(填“極性”或“非極性”)分子。(2)若該物質(zhì)與液態(tài)過(guò)氧化氫恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生兩種無(wú)毒又不污染環(huán)境的物質(zhì)，在該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物中既含有極性鍵又含有非極性鍵的是__N2H4和H2O2__，只含有非極性鍵的是__N2__，只含有極性鍵的是__H2O__。(3)NH3分子中的N原子有一對(duì)孤電子對(duì)，能發(fā)生反應(yīng)：NH3＋HCl=NH4Cl。試寫(xiě)出將上述氮?dú)浠衔锿ㄈ胱懔葵}酸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__N2H4＋2HCl=N2H6Cl2__。(4)“笑氣”(N2O)是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一。有關(guān)理論認(rèn)為N2O與CO2分子具有相像的結(jié)構(gòu)(包括電子式)；又已知N2O分子中氧原子只與一個(gè)氮原子相連，則N2O的電子式可表示為_(kāi)___，由此可知它__含有__(填“含有”或“不含”)非極性鍵。解析：(1)由該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量和氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知其分子式為N2H4，它的結(jié)構(gòu)可看作是NH3分子中的一個(gè)H原子被—NH2取代后所得，分子的結(jié)構(gòu)式為，分子中的鍵全部是單鍵，故N原子的雜化方式與NH3分子中的N原子雜化方式相同，也是sp3雜化，該分子為極性分子。(