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知识点一范德华力与氢键的考查
、液态到固态的原因是()
-3-5中每条折线表示周期表ⅣA族~ⅦA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()
图L2-3-5
2S
34
()
的双螺旋结构
知识点二溶解性的考查
“相似相溶”的一般规律,说明溴、碘单质在四***化碳中比在水中的溶解度大。下列关于原因的叙述正确的是()
、碘单质和四***化碳中都含有卤素原子
、碘是单质,四***化碳是化合物
2、I2是非极性分子,CCl4也是非极性分子,而水是极性分子
5.[2019·河南三门峡模拟]下列说法不正确的是()
、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关
2O的熔、沸点高于H2S是由于H2O之间存在氢键
2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释
6.[2019·山西太原模拟]下列事实与氢键有关的是()
,密度变小
4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随着相对分子质量的增加而升高
、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
、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HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是()
,不溶于乙醇
8.[2019·福建三明二中段考]下列说法中错误的是()
,以HF沸点最高,是由于HF间存在氢键
2O的沸点比HF的高,可能与氢键有关
—H…Y的三个原子总在一条直线上
,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的主要相互作用依次是()
;分子间作用力;非极性键
;氢键;极性键
;极性键;分子间作用力
;氢键;非极性键
,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为()
.
.
11.[2019·四川宜宾南溪一中月考]经验规律(“相似相溶”规律):一般来说,由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实中不能用“相似相溶”规律说明的是()
易溶于水
2易溶于CCl4中
2可溶于水
3难溶于苯中
,该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步,也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。下列说法中正确的是
()
①正是氢键的存在,冰能浮在水面上
②氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一
③由于氢键的存在,沸点:HCl>HBr>HI>HF
④由于氢键的存在,使水与乙醇互溶
⑤由于氢键的存在,使水具有稳定的化学性质
A.②⑤B.③⑤
C.②④D.①④
、H、O、N是构成蛋白质的主要元素。请回答下列问题:
(1)CH2CH—CHCH2是重要的化工原料,1mol该化合物中σ键和π键数目之比是。
(2)C、H、O三种元素形成的最简单化合物的立体构型是,其中心原子的杂化方式是。
(3)同碳原子数的醇与烷烃、同碳原子数的多元醇与一元醇相比,前者都比后者的熔、沸点高,其原因是。
,地球上的物质不断地发生变化,大气的成分也发生了变化。下表是原始大气和目前的空气的成分:
空气的成分
N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体He、Ne等
原始大气的成分
CH4、NH3、CO、CO2等
用上表中所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有(填化学式,下同)。
(2)由极性键构成的非极性分子有。
(3)与H+可直接形成配位键的分子有。
(4)沸点最高的是,用所学知识解释其沸点高的原因:。
(5)分子中不含孤电子对的分子(除稀有气体外)有,它的立体构型为。
(6)极易溶于水,它之所以极易溶于水是因为它的分子和水分子之间可形成。
。主族非金属元素的氢化物在结构和性质上各有特点。
(1)化学键的偶极矩是矢量,方向规定为从正电中心指向负电中心,方向用表示。甲烷和甲硅烷的偶极矩如图L2-3-6所示,那么H、C、Si电负性由大到小的顺序是。
图L2-3-6
(2)分子的极性大小与分子的空间构型及化学键的极性大小有关,物质结构上常用偶极矩表示分子极性的大小。下表是常见氢化物的偶极矩(μ)数据:
物质
甲烷
氨气
水
硫化氢
偶极矩(μ)/
德拜尔
0
据此分析:
①μ(甲烷)=0的原因是。
②μ(水)>μ(硫化氢)的原因是。
(3)NH3、H2O都可以作为配体,形成配合物,CH4不能作配体,原因是。
(4)叠氮酸HN3的结构式如图L2-3-7所示,其中①号N的杂化方式为,②号N的杂化方式为。预测其在水中的溶解度较(填写“大”或“小”)。
图L2-3-7
、Y、Z、W、Q、R六种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z基态原子核外有三个未成对电子,Y、Z、W分别与X形成常见化合物的分子构型依次为正四面体形、三角锥形和V形,Q的各级电离能如下表,W与R是同族元素。
Q
I1
I2
I3
I4
I5
…
电离能
(kJ/mol)
496
4562
6912
9543
13353
…
回答下列有关问题:
(1)W原子的价电子排布图为。
(2)化合物X2W2的电子式为,化合物XYZ的结构式为。
(3)相同条件下,YW2、RW2两者在水中的溶解度较大的是(写分子式),原因是。
(4)RW3分子中的键角为,R的立体构型为。
(5)X、Z、W三种元素所形成的常见离子化合物的化学式为,YW2中的化学键类型为共价键(填“极性”或“非极性”),根据等电子原理,指出与YW互为等电子体且含有Z原子的微粒有(要求写一种即可)。
第2课时 范德华力、氢键及其对
物质性质的影响与溶解性
[解析]卤素单质从F2到I2结构相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强,分子的熔、沸点依次升高。
[解析]在第ⅣA族~ⅦA族中的氢化物里,NH3、H2O、HF因分子间存在氢键,故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点,只有第ⅣA族元素形成的氢化物不存在反常现象,故a点代表的是SiH4。
[解析]乙醛分子间存在氢键,乙醛的沸点与氢键有关,A项错误;乙醇和水分子间能形成氢键,乙醇在水中的溶解度与氢键有关,B项错误;氢化镁为离子化合物,氢化镁的熔点与氢键无关,C项正确;DNA含有O—H键、N—
H键,双螺旋结构与氢键有关,D项错误。
[解析]HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子,分子间作用力越大,相应物质的熔、沸点越高,A项正确;水分子间可形成氢键,H2S间不能形成氢键,因此H2O的熔、沸点高于H2S,B项正确;碘是非极性分子,易溶于非极性溶剂四***化碳,C项正确;甲烷中碳原子电负性不大,甲烷分子和水分子之间不能形成氢键,并且氢键不是化学键,属于分子间作用力,D项错误。
[解析]水分解破坏的是化学键,不是氢键,A项错误;氢键具有方向性,氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,所以水结成冰时,体积增大,密度变小,B项正确;CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高与范德华力有关,与氢键无关,C项错误;HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与分子中化学键的键能大小有关,与氢键无关,D项错误。
[解析]二甘醇的分子式为C4H10O3,不符合通式CnH2nO3。二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键,也存在范德华力。由“相似相溶”原理可知,二甘醇能溶于水和乙醇。
[解析]因***化氢分子之间存在氢键,HF是卤化氢中沸点最高的,A项正确;1个H2O可形成2个氢键,1个HF只能形成1个氢键,氢键越多,沸点越高,B项正确;氨水中除NH3之间存在氢键,NH3与H2O,H2O与H2O之间都存在氢键,C项正确;氢键中X—H…Y三原子应尽可能地在一条直线上,但在特定条件下,如空间位置的影响下,也可能不在一条直线上,D项错误。
[解析]因为O的电负性较大,在雪花、水中存在O—H…O氢键,故在实现雪花→水→水蒸气的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键,而由水蒸气→氧气和氢气则破坏了O—H极性共价键。
[解析]从氢键的成键原理上讲,A、B都成立;但从空间构型上讲,由于氨分子是三角锥形,易于提供孤电子对,所以,以B方式结合时空间阻碍最小,结构最稳定;从事实上讲,依据NH3·H2ON+OH-,可知答案是B。
[解析]HCl、NH3是极性分子,I2、Cl2是非极性分子,H2O是极性溶剂,CCl4、苯是非极性溶剂,C项正确。
[解析]①冰中分子排列有序,含有氢键数目增多,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,是氢键的原因,故①正确;②氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故②错误;③HF分子间存在氢键,沸点最高;HCl、HBr、HI,都不存在分子间氢键,都是分子晶体,熔沸点高低取决于分子间作用力大小,相对分子质量越大,分子间作用力越强,则熔沸点越高,所以沸点
:HCl<HBr<HI<HF,故③错误;④乙醇可以和水形成氢键,故乙醇能与水以任意比互溶,故④正确;⑤分子的稳定性由共价键的强弱决定,故⑤错误。
13.(1)9∶2(2)平面三角形 sp2
(3)醇分子中含有羟基,易形成分子间氢键,且氢键越多,熔、沸点越高(答出要点即可)
[解析](1)单键都是σ键,双键中包括一个σ键和一个π键。所以1个CH2CH—CHCH2中含有9个σ键和2个π键,数目之比是9∶2。
(2)C、H、O三种元素形成的最简单化合物是HCHO,其立体构型是平面三角形结构;中心原子是C原子,形成3个σ键,所以是sp2杂化。
(3)醇分子中含有羟基,易形成分子间氢键,并且氢键越多,熔、沸点越高,所以同碳原子数的醇与烷烃、同碳原子数的多元醇与一元醇相比,前者都比后者的熔、沸点高。
14.(1)H2O、Ne、CH4、NH3(2)CH4、CO2
(3)NH3、H2O
(4)H2O 液态水分子间存在氢键,使分子间作用力增强,沸点升高
(5)CH4 正四面体形 (6)NH3 氢键
[解析](3)H+有空轨道,与它形成配位键的分子应有孤电子对。根据H︰︰H和H︰︰H知,NH3和H2O可以和H+以配位键结合成N和H3O+。(5)甲烷的电子式为H︰︰H,不存在孤电子对,且中心碳原子为sp3杂化,故其立体构型为正四面体形。
15.(1)C>H>Si
(2)①CH4是正四面体构型,为非极性分子
②O的电负性大于S,所以O—H的极性大于S—H
(3)CH4没有孤电子对而NH3中的N,H2O中的O都有孤电子对 (4)spsp2 大
[解析](1)偶极矩的方向指向负电中心,即指向电负性较强的元素,故从甲烷和甲硅烷的偶极矩图示可知电负性C>H>Si。(2)①甲烷是正四面体结构,
其结构上的对称性导致其为非极性分子,偶极矩为0。(3)NH3和H2O为极性分子且N、O含有孤电子对,而甲烷是非极性分子且无孤电子对。(4)三个氮原子处于同一直线上,故①号氮原子为sp杂化。②号氮原子形成V形结构,该氮原子应为sp2杂化。从其结构上看该分子空间不对称为极性分子,根据相似相溶原理可知叠氮酸在水中的溶解度较大。
16.(1)
(2)H:::HH—C≡N
(3)SO2 二氧化碳是非极性分子,二氧化硫和水都是极性分子
(4)120° 三角锥形 (5)NH4NO3 极性 N2
[解析]X、Y、Z、W、Q、R六种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z基态原子核外有三个未成对电子,则Z是N;Y、Z、W分别与X形成常见化合物的分子结构依次为正四面体形、三角锥形和V形,则X、Y、Z、W分别为H、C、N、O;W与R是同族元素,则R是S;根据Q的各级电离能知,Q第一电离能和第二电离能相差较大,则Q为第ⅠA族元素,且原子序数大于O,所以为Na。(2)化合物H2O2中H原子和O原子之间共用一对电子,O原子之间共用一对电子,所以H2O2电子式为H:::H,化合物HCN中C原子和N原子共用3对电子,H原子和C原子共用1对电子,所以HCN的结构式为H—C≡N。(4)SO3分子中价层电子对数=3+×(6-3×2)=3且不含孤电子对,所以为平面三角形结构,则三氧化硫分子中的键角为120°,S中价层电子对数=3+×(6+2-3×2)=4且含有一对孤电子对,所以亚硫酸根离子的立体构型为三角锥形。(5)H、N、O三种元素所形成的常见离子化合物的化学式为NH4NO3,CO2中的化学键类型为极性共价键,根据等电子原理,与CO互为等电子体且含有Z原子的微粒为N2。