2020_2021学年新教材高中化学第二章分子结构与性质3.1键的极性和分子的极性范德华力和氢键及其对物质性质的影响课时评价含解析新人教版选择性必修第二册

1、键的极性和分子的极性 范德华力和氢键及其对物质性质的影响(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)1.(2020太原高二检测)下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是()a.在相同条件下,n2在水中的溶解度小于o2b.hf、hcl、hbr、hi的热稳定性依次减弱c.f2、cl2、br2、i2的熔、沸点逐渐升高d.ch3ch3、ch3ch2ch3、(ch3)2chch3、ch3ch2ch2ch3的沸点逐渐升高【解析】选b。a项中,n2和o2都是非极性分子,在水中的溶解度都不大,但在相同条件下,o2分子与水分子之间的作用力比n2分子与水分子之间的作用力大,故o2在水中

2、的溶解度大于n2。b项中,hf、hcl、hbr、hi的热稳定性与其分子中的氢卤键的强弱有关,而与分子间作用力无关。c项中,f2、cl2、br2、i2的组成和结构相似,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,故其熔、沸点逐渐升高。d项中,烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大,故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高,在烷烃的同分异构体中,支链越多分子结构越对称,分子间作用力越小,熔、沸点越低,故异丁烷的沸点小于正丁烷。【补偿训练】下列关于范德华力的叙述正确的是()a.是一种较弱的化学键b.分子间的范德华力越大,分子就越稳定c.相对分子质量相同的分子之间的范德华力也相同d.稀有气体的原子间存在范

3、德华力【解析】选d。范德华力是分子间存在的较弱的相互作用,它不是化学键,a错误;分子的稳定性是由形成分子的原子之间的化学键强弱决定的,与分子间作用力大小无关,b错误;相对分子质量相同,范德华力不一定相同,如co与n2,相对分子质量相同,但分子间作用力co大,c错误;稀有气体为单原子分子,分子之间靠范德华力相结合,d正确。2.如图中每条折线表示周期表第a族第a族中的某一族元素氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是()a.hclb.h2sc.sih4d.ph3【解析】选c。a族a族元素形成的氢化物中,nh3、h2o、hf分子间存在氢键,故沸点高于同主族相邻元素氢化物;而a族元

4、素的氢化物没有此规律,氢化物沸点随相对分子质量增大而升高,因此最下方折线代表a族元素si的氢化物的沸点,故a代表sih4, c正确。3.下列叙述不正确的是()a.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,稳定性也越强b.以极性键结合的分子,不一定是极性分子c.判断a2b或ab2型分子是极性分子的依据是具有极性键且分子构型不对称,键角小于180,为非直线形结构d.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合【解析】选d。对比hf、hcl、hbr、hi分子中hx极性键的强弱,可知卤素中非金属性越强,键的极性越强。以极性键结合的双原子分子,一定是极性分子,但以极性键结合的多原子分子,也可能是非

5、极性分子,如co2。a2b型如h2o、h2s等,ab2型如co2、cs2等,判断其为极性分子的依据是必有极性键且电荷分布不对称。co2、ch4等多原子分子,其电荷分布对称,这样的非极性分子中可以含有极性键。【补偿训练】1.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元素为正价d.在abn型分子中,a原子最外层电子都已成键【解析】选d。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。2.肼(n2h4)分子中所有

6、原子均达到稀有气体原子的稳定结构,它的沸点高达113,已知肼的球棍模型如图所示,下列有关说法不正确的是()a.肼是由极性键和非极性键构成的非极性分子b.肼沸点高达113,可推测肼分子间能形成氢键c.肼分子中氮原子采用sp2杂化方式d.32 g肼分子中含有5na个键【解析】选c。肼分子中含有极性键和非极性键,正负电荷中心重合,为非极性分子,故a正确;肼中含有nh键,分子间能形成氢键,沸点较高,故b正确;肼的结构简式是h2nnh2,氮采用sp3杂化,故c错误;32 g肼的物质的量为n=32 g/32 gmol-1=1 mol,1 mol肼中含5 mol 键,含有键的总数为5na,故d正确。4.ph

7、3是一种无色剧毒气体,其分子结构和nh3相似,但ph键键能比nh键键能低。下列判断错误的是()a.ph3分子呈三角锥形b.ph3分子是极性分子c.ph3沸点低于nh3沸点,因为ph键键能低d.ph3分子稳定性低于nh3分子,因为nh键键能高【解析】选c。ph3同nh3构型相同,因中心原子上有一对孤电子对,均为三角锥形,属于极性分子,故a、b项正确;ph3的沸点低于nh3,是因为nh3分子间存在氢键,c项错误;ph3的稳定性低于nh3,是因为nh键键能高,d项正确。【补偿训练】1.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式是hoch2ch2och2ch

8、2oh。下列有关二甘醇的叙述正确的是()a.符合通式cnh2no3b.能溶于水,不溶于乙醇c.分子间不存在范德华力d.分子间能形成氢键【解析】选d。二甘醇的分子式为c4h10o3,不符合通式cnh2no3,a错误;二甘醇属于有机物,且题干中“二甘醇可用作溶剂”推知二甘醇能溶于乙醇,b错误;二甘醇为分子,分子间存在范德华力,c错误;二甘醇分子中存在ho键,分子间能形成氢键,d正确。2.有一种ab2c2型分子,在该分子中a为中心原子。下列关于该分子的立体构型和极性的说法中,正确的是()a.假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子b.假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子c.假设为平面四边形,则

9、该分子可能为非极性分子d.假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子【解析】选 c。二、非选择题(本题包括1小题,共10分)5.a、b、c、d四种元素,已知a原子核内只有一个质子,b原子的电子总数恰好与d原子最外层电子数相等,且d原子最外层电子数是其次外层电子数的3倍,又知a、b、c、d的原子序数依次增大。据此推知:(1)a与d组成的化合物,其化学式可表示为_。(2)b与d组成的化合物中,属于极性分子的化学式为_;属于非极性分子的结构式为_。(3)a与c组成的四核分子属于_(填“极性”或“非极性”)分子。【解析】a原子核内只有一个质子,则a为氢元素。d原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,其电子

10、层结构为,则d为氧元素。b原子的电子总数等于氧原子最外层电子数,则b为碳元素。因为a、b、c、d的原子序数依次增大,所以c必为氮元素。a与d可组成h2o和h2o2两种化合物;b与d可形成co和co2两种化合物,其中co2为非极性分子;a与c形成的化合物nh3为极性分子。答案:(1)h2o、h2o2(2)cooco(3)极性【补偿训练】(2019泉州高二检测)已知和碳元素同主族的x元素位于周期表中的第1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,它们所形成化合物的分子式是xy4。试回答:(1)x元素的原子基态时电子排布式为_;y元素原子最外层电子的电子排布图为_。(2)该化合物的

11、立体构型为_,中心原子的杂化类型为_,分子为_(填“极性分子”或“非极性分子”)。(3)该化合物在常温下为液体,该化合物中分子间作用力是_。(4)该化合物的沸点与sicl4比较,_(填化学式)的高,原因是_。【解析】x位于第四周期第a族,为锗(ge)元素。若y为第二周期元素,第二周期元素只有两个电子层,则内层电子数为2,不符合题意;若y为第三周期元素,由题意知为氯元素,电子排布式为1s22s22p63s23p5。(1)由构造原理写出32ge、17cl的电子排布式、电子排布图。(2)gecl4中锗原子中无孤电子对,故gecl4为正四面体形分子,锗原子采取sp3杂化。(3)该化合物熔点低,分子间存

12、在范德华力。(4)gecl4的相对分子质量比sicl4大,沸点比sicl4高。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)正四面体形sp3杂化非极性分子(3) 范德华力(4)gecl4二者结构相似,gecl4相对分子质量大,分子间作用力强,沸点高一、选择题(本题包括1小题,共5分)6.(2020邯郸高二检测)bf3与一定量的水形成晶体q(h2o)2bf3,q在一定条件下可转化为r:晶体q中各种微粒间的作用力不涉及()离子键共价键配位键氢键范德华力a.b.c.d.【解析】选c。q中非金属元素原子之间易形成共价键,硼原子含有空轨道、氧原子含有孤电子对,所以硼原子和氧原子之间

13、存在配位键,分子之间存在范德华力,水分子中的氧原子和其他分子中的氢原子易形成氢键,所以不涉及的是离子键。【补偿训练】前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家gignere巧妙地利用尿素(h2nconh2)和h2o2形成化合物h2nconh2h2o2,不但使h2o2稳定下来,而且其结构也没有发生改变,得到了可供衍射实验的单晶体。下列说法中不正确的是()a.h2nconh2与h2o2是通过氢键结合的b.h2o2分子中只含键,不含键c.h2nconh2中键与键的数目之比为71d.h2nconh2和h2o2均属于非极性分子【解析】选d。根据题意,h2o2稳定下来,而且其结构也没有发生改变,因此h2nc

14、onh2与h2o2是通过氢键结合的,a项正确;h2o2的结构式为hooh,单键为键,只含键,不含键,b项正确;尿素的结构简式为,单键均为键,在co中,有一个键和一个键,则共有6个单键和双键中1个键,共7个键,键有1个,其比例为71,c项正确;h2nconh2和h2o2分子结构均不对称,所以不属于非极性分子,d项错误。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)7. x、y、z、m、q是中学化学常见的五种元素,原子序数依次增大,其结构或性质信息如下表:元素结构或性质信息x其原子最外层电子数是内层电子数的2倍y基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1z非金属元素,其单质为固体,在氧气中燃烧时有明亮的

15、蓝紫色火焰m单质在常温、常压下是气体。基态原子的m层上有1个未成对的p电子q其与x形成的合金为目前用量最多的金属材料(1)q元素基态原子的电子排布式是_,y原子的电子排布图是_。(2)比较y元素与氧元素的第一电离能:_;x和z形成的化合物xz2为一种液体溶剂,其化学式是_,分子中的键和键数目之比为_。(3)m的气态氢化物和氟化氢相比稳定性强的是_(写化学式),其原因是_;沸点高的是_(写化学式),其原因是_。【解析】x原子最外层电子数是内层电子数的2倍,最外层最多含有8个电子,则x含有两个电子层,最外层含有4个电子,则x为c;y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,s能级含有2个电子,则n=2,y的最外层电子排布式为2s22p3,则y为n;z为非金属元素,其单质为固体,在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰,则z为s;基态原子的m层上有1个未成对的p电子,则m的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,为铝元素或氯元素,由于m单质常温、常压下是气体,所以m是氯元素;q与x形成的合金为目前用量最多的金属材料,该合金为钢,则q为fe。(1)q为fe,铁原子核外有26个电子,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或ar3d64s2,y为氮元素,电子排布图为。(2)核