第2章第4节分子间作用力同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法中正确的是
A．范德华力存在于所有分子之间
B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素
C．相对于其他气体来说，是易液化的气体，由此得出范德华力属于强作用力
D．范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用
2．与甲基咪唑（ ）反应可以得到，其结构如图所示，下列说法不正确的是
A．甲基咪唑中碳原子的杂化方式为
B．甲基咪唑易溶于水的主要原因是能与水形成氢键
C．1个离子中含有42个键
D．离子中的配位数为6
3．已知胆矾的结构示意图如图。下列说法正确的是
A．胆矾在不同温度下分步失去结晶水 B．的配位数为5
C．的价层电子排布式为 D．图示结构中存在配位键和氢键两种化学键
4．若不断地升高温度，实现"雪花→水→水蒸气→氧气和氢气"的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是
A．氢键；分子间作用力；非极性键 B．氢键；氢键；极性键
C．氢键；极性键；分子间作用力 D．分子间作用力；氢键；非极性键
5．电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事，导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是
A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上
B．水在4℃时达到最大密度，4℃后水的密度变小
C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D．在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
6．下列各组物质能形成分子间氢键的是
A．和 B．和
C．和 D．和HI
7．关于氢键，下列说法中正确的是
A．氢键比范德华力强，所以它属于化学键
B．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
C．含氢原子的物质之间均可形成氢键
D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于水分子间存在氢键
8．下列叙述中正确的有
①沸点：HI>HBr>HCl
②COCl2、BF3中各原子均达到8电子稳定结构
③一般分子的极性越大，范德华力越大
④氢键是一种分子间作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间
⑤CH3CH=CH2分子中，σ键与π键数目之比为6：1
⑥平面三角形分子一定是非极性分子
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
9．下列对分子的性质的解释中，正确的是
A．在水中的溶解度很小，是由于属于极性分子
B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子，该碳原子是杂化
C．碘易溶于四氯化碳，难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键
10．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势，其中正确的是
A． B． C． D．
11．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
12．下列有关说法正确的是
A．冰晶体内水分子间以共价键结合
B．冰晶体是共价晶体
C．水分子间的氢键具有方向性和饱和性，也是共价键的一种
D．冰变成水，氢键部分被破坏
13．下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是
A．乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释
B．酸性：，是因为分子中的氢原子数目比HClO多
C．羟基乙酸不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子
D．的沸点高于，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键
14．下图为冰层表面的分子结构示意图。下列说法错误的是
A．温度升高时，“准液体”中水分子与下层冰连接的氢键断裂，使冰面变滑
B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构
C．第二层“准液体”中，水分子间形成的氢键比固态冰中少
D．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
15．一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图下列关于该高分子的说法正确的是
A．属于聚酯类合成高分子材料
B．完全水解产物的单个分子中，含有官能团—COOH或
C．合成该芳纶纤维的单体只有一种
D．氢键不会影响该高分子的沸点、密度、硬度等性能
二、填空题
16．I．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为_____。
(2)I1(Li)>I1(Na)，原因是_____。
(3)磷酸根离子的空间构型为____，其中P的价层电子对数为____，杂化轨道类型为____。
II．近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe－Sm－As－F－O组成的化合物。回答下列问题：
(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为____，其沸点比NH3的____(填“高”或“低”)，其判断理由是____。
(5)Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为_____。
III．以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。
(6)27gNH中含电子的物质的量为____mol。
(7)柠檬酸的结构简式为。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为____NA。
17．水分子间存在一种“氢键”的作用(作用力介于范德华力与化学键之间)，彼此结合而形成(H2O)2。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。
(1)1 mol冰中有_______mol“氢键”。
(2)水蒸气中常含有部分(H2O)2，要确定(H2O)2的存在，可采用的方法是_______。
A．标准状况下把1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产生氢气的体积
B．标准状况下把1 L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的质量
C．该水蒸气冷凝后，测水的pH
D．该水蒸气冷凝后，测氢氧原子个数比
(3)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，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，其可能原因是_______。
(4)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1，则冰晶体中氢键的能量是_______kJ·mol-1。
三、结构与性质
18．Ⅰ. (1)为ⅣA族元素，单质与干燥反应生成.常温常压下为无色液体，空间构型为_______。
(2)、、的沸点由高到低的顺序为_______(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为_______，键角由大到小的顺序为_______。
Ⅱ.(1)气态氢化物热稳定性大于的主要原因是_______。
(2)是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，的电子式是_______。
(3)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是_______。
Ⅲ.(1)比较给出能力的相对强弱：_______(填“>”“<”或“=”)；用一个化学方程式说明和结合能力的相对强弱：_______。
(2)是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构.写出的电子式：_______。
(3)在常压下，甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(℃)高.主要原因是_______。
Ⅳ.研究发现，在低压合成甲醇反应()中，氧化物负载的氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景.回答下列问题：
(1)和分子中C原子的杂化形式分别为_______和_______。
(2)在低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_______，原因是_______。
(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，中的化学键除了键外，还存在_______。
19．(1)硼的研究在无机化学发展中占有独特的位置.硼元素有和两种天然稳定的同位素，在基态原子中，核外存在_______对自旋相反的电子，有_______种不同空间运动状态的电子.根据对角线规则，硼元素许多性质与_______元素相似。
(2)能与硼元素的某种氢化物作用得到化合物，是一种新的储氢材料，加热会缓慢释放出，并转化为化合物，、分别与乙烷、乙烯的结构相似.的结构式为_______，分子中的键和键数目之比为_______。
(3)和两种元素是自然界最常见的两种元素.均能与形成和，结构如图甲所示.请说明略大于的原因：_______。
(4)图乙为DNA结构局部图.双链通过氢键使它们的碱基(A…T和C…G)相互配对形成双螺旋结构，请写出图中存在的两种氢键的表示式：_______；_______。
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参考答案：
1．D
【详解】A．只有分子间距离很近时才存在范德华力，A错误；
B．范德华力只是影响由分子构成的物质的物理性质，B错误；
C．范德华力相当于化学键，属于弱作用力，C错误；
D．范德华力为分子间作用力，属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．甲基咪唑中单键碳原子的杂化方式为、双键碳原子的杂化方式为，故A正确；
B．甲基咪唑易溶于水的主要原因是N原子与水中的H原子形成氢键，故B正确；
C．单键全是键、配位键是键、双键中有1个键，1个甲基咪唑中有12个键，1个离子中含有个键，故C错误；
D．2个Cl-、4个甲基咪唑均为Si原子的配体，离子中的配位数为6，故D正确；
选C。
3．A
【详解】A．由图可知，晶体中含有2种不同的水，一类是配体水分子、一类是形成氢键的水分子，两者结构不同，故胆矾在不同温度下分步失去结晶水，A正确；
B．由图可知，的配位数为6，B错误；
C．为铜原子失去2个电子后形成的例子，其价层电子排布式为，C错误；
D．氢键不是化学键，D错误；
故选A。
4．B
【详解】固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键、分子间作用力被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏；水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键。
故选B。
5．D
【详解】A．水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在水面上，A正确；
B．水在时密度最大，B正确；
C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间，C正确；
D．在水分子内含有共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力，D错误。
故选D。
6．A
【分析】关于氢键的形成需要注意，电负性大而原子半径较小的非金属原子与H原子结合才能形成氢键，氢键结合的通式，可用X-H…Y表示，式中X和Y代表F，O，N等电负性大而原子半径较小的非金属原子，X和Y可以是两种相同的元素，也可以是两种不同的元素。
【详解】A．和可形成分子间氢键，可表示为：O-H…O，A正确；
B．的电负性弱，和不能形成分子间氢键，B错误；
C．是离子化合物，不能形成分子间氢键，C错误；
D．I的电负性弱，和HI不能形成分子间氢键，D错误；
答案选A。
7．B
【详解】A．氢键比范德华力强，但氢键不是化学键，A错误；
B．分子间氢键的存在，大大加强了分子之间的作用力，能够显著提高物质的熔、沸点，B正确；
C．含氢原子的物质之间不一定能形成氢键，如甲烷分子间无氢键，C错误；
D．氢键只影响物质的物理性质，是一种非常稳定的化合物，是因为键的稳定性强，D错误；
答案选B。
8．A
【详解】①对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点就越高，所以沸点：HI>HBr>HCl，正确；②COCl2中各原子均达到8电子稳定结构，BF3中的B最外层只有6个电子，没有达到8电子稳定结构，错误；③一般相对分子质量相近的情况下，分子的极性越大，范德华力越大，正确；④氢键是一种分子间作用力，但氢键可以存在于分子内部，如邻羟基苯甲醛分子内就存在氢键，错误；⑤CH3CH=CH2分子中，有6个C-Hσ键和两个C-Cσ键，有1个π键，所以σ键与π键数目之比为8：1，错误；⑥平面三角形分子不一定是非极性分子，如甲醛，分子内正负电荷中心不重合，是极性分子，故错误；
综上所述，正确的是①③，故选A。
9．C
【详解】A．水是极性分子，是非极性分子，在水中的溶解度很小，A错误；
B．连接四种不同基团的碳原子是手性碳原子，由于手性碳原子为饱和碳原子，所以该碳原子是杂化，B错误；
C．根据相似相溶原理知，碘易溶于四氯化碳，C正确；
D．甲烷不能与水形成氢键，D错误；
故选：C。
10．A
【详解】A．F、Cl、Br是同一主族元素，元素的非金属性逐渐减弱，元素的非金属性越强，其电负性就越大，因此F、Cl、Br三种元素的电负性随原子序数的增大而减小，A正确；
B．F元素的非金属性很强，原子半径很小小，导致其在发生化学反应时容易获得电子变为F-，在与其它元素形成共价键时，共用电子对偏向F元素，也使最外层达到8个电子的稳定结构，因此没有与族序数相等、与原子最外层电子数相等的最高化合价，B错误；
C．HCl、HBr结构相似，分子的相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高，物质的沸点：HBr＞HCl。但HF分子之间除存在分子间作用力外，还存在氢键，增加了HF分子之间的吸引作用，导致其熔沸点比HCl、HBr的高，故物质的熔沸点由高到低的顺序为：HF＞HBr＞HCl，C错误；
D．F2、Cl2、Br2都是由分子构成的物质，它们结构相似，分子的相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高，所以物质的沸点：F2＜Cl2＜Br2，D错误；
故合理选项是A。
11．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。
12．D
【详解】A．冰晶体内水分子间主要以氢键结合，A项错误；
B．构成冰晶体的微粒是分子，属于分子晶体，B项错误；
C．水分子间的氢键具有方向性和饱和性，但氢键不属于化学键，属于分子间作用力，C项错误；
D．冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍存在氢键，D项正确；
答案选D。
13．B
【详解】A．水为极性分子，乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分子，所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释，A正确；
B．酸性的强弱与分子中氢原子数目的多少无关，酸性：，是因为分子中的非羟基氧原子数目比HClO多，B不正确；
C．羟基乙酸分子中没有手性碳原子，所以不属于手性分子，C正确；
D．分子中含有-OH，能形成分子间的氢键，而分子间不能形成氢键，所以的沸点高于，D正确；
故选B。
14．D
【详解】A．温度升高时，从图中可以看出，“准液体”中水分子与下层丙连接的氢键断裂，从而使冰面变滑，A正确；
B．从图中看出，第一层固态冰中，水分子之间通过形成分子间氢键形成空间网络结构，B正确；
C．对比固态冰和“准液体”可知，第二层“准液体”中，水分子间形成的氢键比固态冰中少，C正确；
D．水分子的稳定性与氢键无关，O的非金属性强，导致H-O键稳定，高温下也很难分解，D错误；
故选D。
15．B
【详解】A．图中结构中不含酯基，不是聚酯类高分子化合物，A错误；
B．图中结构的官能团为肽键，完全水解后的产物中含有氨基和羧基，B正确；
C．图中结构水解后的单体为对苯二甲胺和对苯二甲酸，共2种单体，C错误；
D．氢键会影响高分子的沸点、密度等物理性质，D错误；
故选B。
16．(1)4：5
(2)Na与Li同主族，Na的原子半径更大，最外层电子更容易失去，第一电离能更小
(3) 正四面体形 4 sp3
(4) 三角锥形 低 NH3分子间存在氢键，使沸点升高，使得AsH3的沸点比NH3低
(5)4f5
(6)15
(7)7
【解析】（1）
铁为26号元素，基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe失去最外层2个电子得Fe2+，价电子排布为3d6，基态Fe失去3个电子得Fe3+，价电子排布为3d5，根据洪特规则和泡利原理，d能级有5个轨道，每个轨道最多容纳2个电子，Fe2+有4个未成对电子，Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子数之比为4∶5，故答案为：4∶5；
（2）
Li与Na同族，Na的电子层比Li多，原子半径比Li大，比Li更易失电子，因此I1(Li)＞ I1(Na)，故答案为：Na 与 Li 同主族，Na 的原子半径更大，最外层电子更容易失去，第一电离能更小；
（3）
根据价层电子对互斥理论，的价层电子对数为4+ (5+3-4×2)=4+0=4，VSEPR构型为四面体形，去掉孤电子对数0，即为分子的立体构型，也是正四面体形；杂化轨道数=价层电子对数=4，中心原子P采用sp3杂化；故答案为：正四面体形；4；sp3；
（4）
AsH3和NH3为同主族元素形成的氢化物，二者结构相似，氨气分子为三角锥形，因此预测AsH3也是三角锥形；能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高，NH3分子间形成氢键，AsH3分子间不能形成氢键，所以熔沸点：NH3＞AsH3，即AsH3沸点比NH3的低，故答案为：三角锥形；低；NH3 分子间存在氢键，使沸点升高，使得AsH3的沸点比 NH3 低；
（5）
Sm的价层电子排布式4f66s2，该原子失去电子生成阳离子时应该先失去6s电子，后失去4f电子，因此Sm3+价层电子排布式为4f5，故答案为：4f5；
（6）
27g的物质的量为1.5mol，1个铵根离子中含10个电子，则27g铵根离子中含15mol电子；
（7）
柠檬酸分子中有三个羧基和一个羟基，每个羧基中都有两个碳原子与氧原子形成的σ键，羟基中碳原子和氧原子形成的是σ键，所以1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为3×2+1=7mol，故答案为：7。
17．(1)2
(2)AB
(3) H2O＋H2OH3O＋＋OH- 双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用
(4)20
【详解】（1）冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形四面体，1 mol冰中含有氢键的物质的量为，故答案：2。
（2）A.该物质也能与金属钠反应产生氢气，1 L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，若混有该物质，由于(H2O)2也能生成氢气，且一分子(H2O)2生成2分子氢气，所以产生氢气体积多，故A正确；
B.该物质也能被浓硫酸吸收，若1 L水蒸气通过浓硫酸后，由于相对H2O而言，(H2O)2的相对分子质量大，所以分子数目相同时，浓硫酸增重的质量大，说明存在该物质，故B正确；C.该物质的pH也等于7，无论该物质是否存在，pH都等于7，故C错误；
D.该物质的分子中氢氧原子个数比仍为2∶1，无论是否存在，氢氧原子个数比不变，故D错误；故答案：AB。
（3）水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH-，已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能原因是双氧水的相对分子质量比水的相对分子质量稍大，但题中强调双氧水的沸点明显高于水，因此可判断双氧水分子之间存在着更为强烈的氢键作用。故答案：H2O＋H2OH3O＋＋OH-；双氧水分子之间存在更强烈的氢键作用。
（4）1 mol冰吸收的总能量为51 kJ，克服范德华力吸收的能量为11 kJ，故克服氢键吸收的总能量为40 kJ，而1 mol 冰中含有2 mol氢键，故冰晶体中氢键的能量是20 kJ·mol-1，故答案：20。
18． 正四面体形 、、 、、 、、 原子半径：，键长：，键能： 乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有 > 甲醇分子间存在氢键 sp 与均为极性分子，中氢键比甲醇多；与均为非极性分子，的相对分子质量较大、范德华力较大 离子键和键(键)
【详解】Ⅰ．(1)分子中中心原子价层电子对数为，采取杂化，不含孤电子对，空间构型为正四面体形；
(2)、、的组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，但由于分子间存在氢键，沸点反常，最高，故沸点由高到低的顺序为、、；同主族元素非金属性越强，简单氢化物的还原性越弱，因非金属性：，故还原性由强到弱的顺序为、、；同主族元素的简单氢化物，中心原子的电负性越大，键角越大，故键角由大到小的顺序为、、；
Ⅱ．(1)F、均为第ⅦA族元素，原子半径：，键长：，键能：，所以的热稳定性强于；
(2)为离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，故的电子式为；
(3)由于乙醇与水分子间存在氢键，而氯乙烷和水分子间不存在氢键，故乙醇在水中的溶解度大于氯乙烷；
Ⅲ．(1)水分子中的羟基氢原子比乙醇分子中的羟基氢原子活泼，给出氢离子的能力H2O >；反应可以说明结合能力更强；
(2)是离子化合物，与形成离子键，中2个碳原子间形成3个共用电子对，使每个原子最外层都达到8电子稳定结构，所以的电子式为；
(3)甲醇分子中含有羟基，分子间可以形成氢键，而甲醛分子间只有范德华力，氢键强于范德华力，因此常压下，甲醇的沸点比甲醛高；
Ⅳ．(1)根据价层电子对互斥模型，和的中心C原子分别属于“2(成键电子对数)(孤电子对数)”型和“”型，中心C原子的价层电子对数分别为2和4，所以和分子中C原子的杂化形式分别为和；
(2)、、、这4种物质中，沸点关系为；原因是常温下水和甲醇是液体，而二氧化碳和氢气是气体，前二者的沸点高于后二者。而水分子中的两个氢原子都可形成分子间氢键，甲醇分子中只有一个羟基上的氢原子可用于形成分子间氢键，所以水的沸点高于甲醇；二氧化碳的相对分子质量比氢气大，所以二氧化碳的分子间作用力较大，沸点较高，即与均为极性分子，中氢键比甲醇多。与均为非极性分子，的相对分子质量较大、范德华力较大；
(3)中锰离子和硝酸根离子之间形成离子键，硝酸根内部形成键和键，因此中的化学键除了键外，还存在离子键和键。
19． 2 3 1：5 、采取的杂化方式和所含孤电子对数相同，但氧原子电负性大，价层电子密度高，故相互间排斥作用更强键角更大
【详解】(1)为5号元素，基态原子的电子排布式为，同一轨道中两个电子自旋相反，故核外存在2对自旋相反的电子；核外电子空间运动状态由能层、能级原子轨道决定，轨道、轨道、有1个轨道，有3种不同空间运动状态的电子；在周期表中，与位于对角线位置，根据对角线规，则硼元素许多性质与元素相似.
(2)是与硼元素的某种氢化物相互作用的产物，与乙烷结构相似，则为，的结构式为；加热转化为和，与乙烯结构相似，则为，分子中含有1个键、5个键，键和键数目之比为1：5.
(3)、采取的杂化方式和所含孤电子对数相同，但氧原子电负性更大，成键电子对更偏向，故相互间排斥作用更强，键角更大，使得略大于.
(4)根据图示，图中存在的氢键的表示式为和。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
