共價(jià)鍵的極性　分子間作用力

1．下列化合物中，化學(xué)鍵的類型和分子的極性(極性或非極性)皆相同的是()

A．CO2和SO2

B．CH4和PH3

C．BF3和NH3

D．HCl和HI

2．下列關(guān)于范德華力的敘述中正確的是()

A．是一種較弱的化學(xué)鍵

B．分子間的范德華力越大，分子就越穩(wěn)定

C．相對(duì)分子質(zhì)量相同的分子之間的范德華力也相同

D．稀有氣體的原子間存在范德華力

3．下列事實(shí)不可以用氫鍵來(lái)解釋的是()

A．水是一種非常穩(wěn)定的化合物

B．測(cè)量氟化氫相對(duì)分子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值總是大于20

C．水結(jié)成冰后，體積膨脹，密度變小

D．氨氣容易液化

4．下列說(shuō)法正確的是()

A.分子中只有極性鍵

B．CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，是極性分子

C．CO2分子中的化學(xué)鍵為非極性鍵

D．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp

5．甲醛()在Ni催化作用下加氫可得甲醇(CH3OH)，以下說(shuō)法中正確的是()

A．甲醛分子間可以形成氫鍵

B．甲醛分子和甲醇分子中C原子均采取sp2雜化

C．甲醛為極性分子

D．甲醇的沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于甲醛的沸點(diǎn)

6．ⅤA族元素氫化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某種性質(zhì)隨R的核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)如圖所示，則Y軸可表示的是()

A．相對(duì)分子質(zhì)量　　　　　　　　B．穩(wěn)定性

C．沸點(diǎn)

D．R－H鍵長(zhǎng)

7．關(guān)于氫鍵，下列說(shuō)法正確的是()

A．分子中有N、O、F原子，分子間就存在氫鍵

B．因?yàn)闅滏I的緣故，比熔、沸點(diǎn)高

C．由于氫鍵比范德華力強(qiáng)，所以HF分子比HI分子穩(wěn)定

D．“可燃冰”——甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4與H2O之間存在氫鍵

8．二氯化二硫(S2Cl2)為非平面結(jié)構(gòu)，常溫下是一種黃紅色液體，有刺激性惡臭，熔點(diǎn)80

℃，沸點(diǎn)135.6

℃，對(duì)二氯化二硫敘述正確的是()

A．二氯化二硫的電子式為

B．分子中既有極性鍵又有非極性鍵

C．二氯化二硫?qū)儆诜菢O性分子

D．分子中S－Cl鍵能小于S－S鍵的鍵能

9．下列化學(xué)反應(yīng)中，既有離子鍵、極性鍵、非極性鍵斷裂，又有離子鍵、極性鍵、非極性鍵形成的是()

A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑

C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl

D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O

10．有五個(gè)系列同族元素的物質(zhì)，101.3

kPa時(shí)測(cè)定它們的沸點(diǎn)(℃)如下表所示：

①

He

－268.8

(a)

－249.5

Ar

－185.8

Kr

151．7

②

F2

－187.0

Cl2

－33.6

(b)

58．7

I2

184．0

③

(c)

19．4

HCl

－84.0

HBr

－67.0

HI

－35.3

④

H2O

100．0

H2S

－60.0

(d)

－42.0

H2Te

－1.8

⑤

CH4

－161.0

SiH4

－112.0

GeH4

－90.0

(e)

－52.0

對(duì)應(yīng)表中內(nèi)容，下列敘述中正確的是()

A．a(chǎn)、b、c代表的化學(xué)物中均含化學(xué)鍵

B．系列②物質(zhì)均有氧化性；系列③物質(zhì)對(duì)應(yīng)水溶液均是強(qiáng)酸

C．系列④中各化合物的穩(wěn)定性順序?yàn)椋篐2O>H2S>H2Se>H2Te

D．上表中物質(zhì)HF和H2O，由于氫鍵的影響，其分子特別穩(wěn)定

11．下圖中A、B、C、D四條曲線分別表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氫化物的沸點(diǎn)，其中表示第ⅥA族元素氫化物沸點(diǎn)的是曲線________；表示第ⅣA族元素氫化物沸點(diǎn)的是曲線________。同一族中第三、四、五周期元素的氫化物的沸點(diǎn)依次升高，其原因是____________________________________________。A、B、C曲線中第二周期元素的氫化物的沸點(diǎn)顯著高于第三周期元素氫化物的沸點(diǎn)，其原因是________________________________________。

12．已知和碳元素同主族的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，它們所形成化合物的分子式是XY4。回答下列問(wèn)題：

(1)X元素原子的基態(tài)電子排布式為_(kāi)_______，Y元素原子最外層電子的電子排布圖為_(kāi)_______。

(2)若X、Y兩元素的電負(fù)性分別為1.8和3.0，試判斷XY4中X與Y之間的化學(xué)鍵為_(kāi)_______(填“共價(jià)鍵”或“離子鍵”)。

(3)化合物XY4的立體構(gòu)型為_(kāi)_______，中心原子的雜化類型為_(kāi)_______，該分子為_(kāi)_______(填

“極性分子”或“非極性分子”)。

13．(1)銅與類鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2,1

mol

(SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為_(kāi)_______；類鹵素(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有兩種，理論上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(H—N===C===S)的沸點(diǎn)，其原因是______________________。

(2)H2O2與H2O可以任意比例互溶，除了因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開(kāi)___________________。

(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)與CaCl2溶液可形成配離子(結(jié)構(gòu)如圖)，乙二胺分子中氮原子的雜化類型為_(kāi)_______；乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高得多，原因是____________________________。

(4)氨氣溶于水時(shí)，大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______。

(5)在元素周期表中氟的電負(fù)性最大，用氫鍵表示式寫(xiě)出HF水溶液中存在的所有氫鍵：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

14．水是自然界中普遍存在的一種物質(zhì)，也是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。下圖為冰的結(jié)構(gòu)

回答下列問(wèn)題：

(1)s軌道與s軌道重疊形成的共價(jià)鍵可用符號(hào)表示為ds－s，p軌道以“頭碰頭”方式重疊形成的共價(jià)鍵可用符號(hào)表示為dp－p，則H2O分子中含有的共價(jià)鍵用符號(hào)表示為_(kāi)_______。

(2)1

mol冰中有________mol“氫鍵”。

(3)已知：2H2O===H3O＋＋OH－，H3O＋的立體構(gòu)型是__________，H3O＋中含有一種特殊的共價(jià)鍵是________。

(4)根據(jù)等電子原理，寫(xiě)出短周期元素原子形成的與H3O＋互為等電子體的分子或離子________。

(5)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在特殊條件下，水能表現(xiàn)出許多種有趣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

①一定條件下給水施加一個(gè)弱電場(chǎng)，常溫常壓下水結(jié)成冰，俗稱“熱冰”，其計(jì)算機(jī)模擬圖如下：

使水結(jié)成“熱冰”采用“弱電場(chǎng)”的條件，說(shuō)明水分子是________分子(填“極性”或“非極性”)。

②用高能射線照射液態(tài)水時(shí)，一個(gè)水分子能釋放出一個(gè)電子，同時(shí)產(chǎn)生一種陽(yáng)離子。產(chǎn)生的陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的氧化性，試寫(xiě)出該陽(yáng)離子與SO2的水溶液反應(yīng)的離子方程式________________________________；該陽(yáng)離子還能與水作用生成羥基，經(jīng)測(cè)定此時(shí)的水具有酸性，寫(xiě)出該過(guò)程的離子方程式________________________________。

(6)水的分解溫度遠(yuǎn)高于其沸點(diǎn)的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(7)從結(jié)構(gòu)的角度分析固態(tài)水(冰)的密度小于液態(tài)水的密度的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

課時(shí)作業(yè)8

1．答案：D

2．答案：D

3．解析：氫鍵影響物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，穩(wěn)定性屬于化學(xué)性質(zhì)，即水是穩(wěn)定的化合物與氫鍵無(wú)關(guān)，故A符合題意；HF分子間存在氫鍵，使HF聚合在一起，形成(HF)n，因此測(cè)量氟化氫相對(duì)分子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值總是大于20，與氫鍵有關(guān)，故B不符合題意；水結(jié)冰，形成分子間氫鍵，使體積膨脹，密度變小，故C不符合題意；氨氣分子間存在氫鍵，使氨氣熔沸點(diǎn)升高，即氨氣易液化，故D不符合題意。

答案：A

4．解析：同種原子形成的共價(jià)鍵是非極性鍵，即C===C鍵是非極性鍵，A錯(cuò)誤；在CH4分子中含有C—H極性共價(jià)鍵，由于該分子中各個(gè)共價(jià)鍵空間排列對(duì)稱，是正四面體形的分子，所以該分子是非極性分子，B錯(cuò)誤；二氧化碳結(jié)構(gòu)為O===C===O，為極性鍵，C錯(cuò)誤；CH4分子中碳原子形成的都是σ鍵，碳原子的雜化類型是sp3雜化，而CO2分子中碳原子與兩個(gè)氧原子分別形成了兩個(gè)共價(jià)鍵，一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵，碳原子的雜化類型是sp雜化，D正確。

答案：D

5．解析：甲醛分子中與H形成共價(jià)鍵的C原子的電負(fù)性沒(méi)有那么大，與其相連的H原子不會(huì)成為“裸露”質(zhì)子，甲醛分子間不存在氫鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲醛中C原子形成3個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，C上沒(méi)有孤電子對(duì)，其中C為sp2雜化，甲醇分子中C原子形成4個(gè)σ鍵，C上沒(méi)有孤電子對(duì)，其中C為sp3雜化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；甲醛分子為平面三角形，分子中正負(fù)電中心不重合，是極性分子，C項(xiàng)正確；甲醇分子中有—OH，可以形成分子間氫鍵，甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的沸點(diǎn)高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C

6．解析：NH3、PH3、AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，與圖示曲線不相符，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其氫化物越穩(wěn)定，非金屬性N＞P＞As，所以氫化物的穩(wěn)定性隨著原子序數(shù)增大而減弱，故B項(xiàng)正確；氫化物的熔沸點(diǎn)與其相對(duì)分子質(zhì)量成正比，但含有氫鍵的熔沸點(diǎn)最高，所以沸點(diǎn)高低順序是NH3、AsH3、PH3，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；原子半徑越大，R－H鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，原子半徑N＜P＜As，所以鍵長(zhǎng)由短到長(zhǎng)的順序?yàn)镹H3、PH3、AsH3，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

7．解析：非金屬性較強(qiáng)的元素N、O、F的氫化物易形成氫鍵，并不是分子中有N、O、F原子分子間就存在氫鍵，如NO分子間就不存在氫鍵，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；若形成分子內(nèi)氫鍵時(shí)，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)會(huì)降低，形成分子間氫鍵時(shí)，物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就會(huì)升高，形成分子間氫鍵，形成分子內(nèi)氫鍵，故熔沸點(diǎn)高，故B項(xiàng)正確；分子的穩(wěn)定性和氫鍵是沒(méi)有關(guān)系的，而與化學(xué)鍵有關(guān)系，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；C－H鍵極性非常弱，不可能與水分子形成氫鍵。可燃冰是因?yàn)楦邏合滤肿油ㄟ^(guò)氫鍵形成籠狀結(jié)構(gòu)，籠狀結(jié)構(gòu)的體積與甲烷分子相近，剛好可以容納下甲烷分子，而甲烷分子與水分子之間沒(méi)有氫鍵，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

8．解析：S2Cl2分子中S原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，Cl原子與S原子之間形成1對(duì)共用電子對(duì)，結(jié)合分子結(jié)構(gòu)可知S2Cl2的結(jié)構(gòu)式為Cl－S－S－Cl，電子式為，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；S2Cl2中Cl－S鍵屬于極性鍵，S－S鍵屬于非極性鍵，不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，為極性分子，故B項(xiàng)正確；分子的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，為極性分子，而不是非極性分子，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期從左往右原子半徑逐漸減小，所以氯原子半徑小于硫原子半徑，鍵長(zhǎng)越短鍵能越大，所以分子中S－Cl鍵能大于S－S鍵的鍵能，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：B

9．答案：A

10．解析：He、Ne、Ar、Kr是同一主族元素的原子，根據(jù)遞變順序，可知a為Ne；F、Cl、Br、I屬于同一主族元素的原子，且b應(yīng)是單質(zhì)形式，即為Br2，c為氫化物，即HF，則a、b、c的化學(xué)式分別為Ne、Br2、HF，稀有氣體無(wú)任何化學(xué)鍵，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵素單質(zhì)均表現(xiàn)為較強(qiáng)的氧化性，對(duì)應(yīng)的氫化物中氫氟酸是弱酸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；O、S、Se、Te的原子的得電子能力依次減弱，非金屬性越來(lái)越弱，則氫化物的穩(wěn)定性越來(lái)越弱，系列④中各化合物的穩(wěn)定性順序?yàn)椋篐2O>H2S>H2Se>H2Te，C項(xiàng)正確；氫鍵影響物理性質(zhì)，分子的穩(wěn)定性與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān)，與氫鍵無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C

11．解析：組成和結(jié)構(gòu)相似的氫化物，其相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高。因此，同一主族元素形成的氫化物的沸點(diǎn)按從上到下逐漸遞增的趨勢(shì)。但是由于H2O、HF、NH3分子間存在氫鍵，分子間作用力顯著增大，因而沸點(diǎn)顯著升高。

答案：A　D　同族元素的氫化物相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高　H2O、HF、NH3分子間存在氫鍵，分子間作用力顯著增大，因而沸點(diǎn)顯著升高

12．解析：(1)根據(jù)題意可推出，X為第四周期第IVA族元素Ge，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，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是氯，Y元素原子最外層電子的電子排布圖為。(2)因X、Y兩元素電負(fù)性的差值為3.0－1.8＝1.2<1.7，故XY4中X與Y形成的是共價(jià)鍵。(3)XY4的立體構(gòu)型為正四面體形，中心原子采取sp3雜化，為非極性分子。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)

(2)共價(jià)鍵(3)正四面體形　sp3雜化　非極性分子

13．解析：(1)(SCN)2的結(jié)構(gòu)式為N≡C—S—S—C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵，故1

mol

(SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為4NA；異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能，故異硫氰酸的沸點(diǎn)較高。

(2)H2O2與H2O分子間可以形成氫鍵，溶解度增大，導(dǎo)致二者之間互溶。

(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)中N原子形成3個(gè)σ鍵，含1對(duì)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，采取sp3雜化；乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)分子之間可以形成氫鍵，三甲胺[N(CH3)3]分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺的沸點(diǎn)較高。

(4)從氫鍵的成鍵原理上講，A、B兩項(xiàng)都成立，C、D兩項(xiàng)都錯(cuò)誤；但是H—O鍵的極性比H—N鍵的大，H—O

鍵上氫原子的正電性更大，更容易與氮原子形成氫鍵，所以氫鍵主要存在于H2O分子中的H與NH3分子中的N之間。另外，可從熟知的性質(zhì)加以分析。NH3·H2O能電離出NH和OH－，按A項(xiàng)結(jié)構(gòu)不能寫(xiě)出其電離方程式，按B項(xiàng)結(jié)構(gòu)可合理解釋NH3·H2ONH＋OH－，所以B項(xiàng)正確。

(5)HF在水溶液中形成的氫鍵可從HF和HF、H2O和H2O、HF和H2O(HF提供氫)、H2O和HF(H2O提供氫)四個(gè)方面來(lái)考慮。由此可以得出HF水溶液中存在的氫鍵。

答案：(1)4NA　異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能

(2)H2O2與H2O分子之間可以形成氫鍵

(3)sp3雜化　乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵

(4)B(5)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O

14．解析：(1)H原子只有一個(gè)電子，且占據(jù)s軌道，O原子通過(guò)雜化形成4個(gè)sp3雜化軌道，雜化軌道上有2個(gè)不成對(duì)電子，H原子的s軌道與O原子的sp3雜化軌道頭碰頭形成共價(jià)鍵，則H2O分子中含有的共價(jià)鍵用符號(hào)表示為ds－sp3；

(2)每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子形成氫鍵，故每個(gè)水分子形成的氫鍵數(shù)為4/2＝2；

(3)H2O的結(jié)構(gòu)為V形，O含有兩對(duì)孤電子，H＋具有空軌道，可以以配位鍵的形式，結(jié)合其中一對(duì)孤電子形成H3O＋，則該離子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形；

(4)等電子體的要求是原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同，所以短周期元素原子形成的與H3O＋互為等電子體的分子或離子有NH3；

(5)①在電場(chǎng)作用下的凝結(jié)，說(shuō)明水分子是極性分子；

②由水分子釋放出電子時(shí)產(chǎn)生的一種陽(yáng)離子，可以表示成H2O＋，因?yàn)檠趸院軓?qiáng)，氧化SO2生成硫酸，2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO，根據(jù)信息和電荷守恒，H2O＋＋H2O===H3O＋＋－OH，因此，本題正確答案是：

2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO，H2O＋＋H2O===H3O＋＋－OH；

(6)水的分解溫度遠(yuǎn)高于其沸點(diǎn)的原因是水分解需要破壞分子內(nèi)部的極性鍵，水的汽化只需破壞分子間的范德華力與氫鍵即可，而極性鍵遠(yuǎn)比分子間的范德華力與氫鍵強(qiáng)得多；

(7)水分子之間除了范德華力外還存在較強(qiáng)的氫鍵，氫鍵是有方向性和飽和性的，水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，氫鍵的這種方向性和飽和性表現(xiàn)得更為突出，每個(gè)水分子都處于與直接相鄰的4個(gè)水分子構(gòu)成的四面體中心，分子之間的空隙較大，密度較小。

答案：(1)ds－sp3(2)2(3)三角錐形　配位鍵

(4)NH3

(5)①極性　②2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO　H2O＋＋H2O===H3O＋＋－OH(6)水分解需要破壞分子內(nèi)部的極性鍵，水的汽化只需破壞分子間的范德華力與氫鍵即可，而極性鍵遠(yuǎn)比分子間的范德華力與氫鍵強(qiáng)得多(7)水分子之間除了范德華力外還存在較強(qiáng)的氫鍵，氫鍵是有方向性和飽和性的，水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，氫鍵的這種方向性和飽和性表現(xiàn)得更為突出，每個(gè)水分子都處于與直接相鄰的4個(gè)水分子構(gòu)成的四面體中心，分子之間的空隙較大，密度較小