2020-2021学年高中化学人教版（2019）选择性必修2:第二章第3节第一课时,共价键极性分子间作用力,课时作业

共价键的极性　分子间作用力 1．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是(　　) A．CO2和SO2 B．CH4和PH3 C．BF3和NH3 D．HCl和HI 2．下列关于范德华力的叙述中正确的是(　　) 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德华力 3．下列事实不可以用氢键来解释的是(　　) A．水是一种非常稳定的化合物 B．测量氟化氢相对分子质量的实验中，发现实验值总是大于20 C．水结成冰后，体积膨胀，密度变小 D．氨气容易液化 4．下列说法正确的是(　　) A.分子中只有极性键 B．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子 C．CO2分子中的化学键为非极性键 D．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp 5．甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，以下说法中正确的是(　　) A．甲醛分子间可以形成氢键 B．甲醛分子和甲醇分子中C原子均采取sp2杂化 C．甲醛为极性分子 D．甲醇的沸点远低于甲醛的沸点 6．ⅤA族元素氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图所示，则Y轴可表示的是(　　) A．相对分子质量　　　　　　　　B．稳定性 C．沸点 D．R－H键长 7．关于氢键，下列说法正确的是(　　) A．分子中有N、O、F原子，分子间就存在氢键 B．因为氢键的缘故，比熔、沸点高 C．由于氢键比范德华力强，所以HF分子比HI分子稳定 D．“可燃冰”——甲烷水合物(例如：8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键 8．二氯化二硫(S2Cl2)为非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点80 ℃，沸点135.6 ℃，对二氯化二硫叙述正确的是(　　) A．二氯化二硫的电子式为 B．分子中既有极性键又有非极性键 C．二氯化二硫属于非极性分子 D．分子中S－Cl键能小于S－S键的键能 9．下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是(　　) A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O 10．有五个系列同族元素的物质，101.3 kPa时测定它们的沸点(℃)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 对应表中内容，下列叙述中正确的是(　　) A．a、b、c代表的化学物中均含化学键 B．系列②物质均有氧化性；
系列③物质对应水溶液均是强酸 C．系列④中各化合物的稳定性顺序为：H2O>H2S>H2Se>H2Te D．上表中物质HF和H2O，由于氢键的影响，其分子特别稳定 11．下图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氢化物的沸点，其中表示第ⅥA族元素氢化物沸点的是曲线________；
表示第ⅣA族元素氢化物沸点的是曲线________。同一族中第三、四、五周期元素的氢化物的沸点依次升高，其原因是____________________________________________。A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素氢化物的沸点，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。回答下列问题：
(1)X元素原子的基态电子排布式为________，Y元素原子最外层电子的电子排布图为________。

(2)若X、Y两元素的电负性分别为1.8和3.0，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。

(3)化合物XY4的立体构型为________，中心原子的杂化类型为________，该分子为________(填 “极性分子”或“非极性分子”)。

13．(1)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有π键的数目为________；
类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N===C===S)的沸点，其原因是______________________。

(2)H2O2与H2O可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为____________________。

(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为________；
乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________。

(4)氨气溶于水时，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________。

(5)在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式写出HF水溶液中存在的所有氢键：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

14．水是自然界中普遍存在的一种物质，也是维持生命活动所必需的一种物质。下图为冰的结构 回答下列问题：
(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为ds－s，p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为dp－p，则H2O分子中含有的共价键用符号表示为________。

(2)1 mol冰中有________mol“氢键”。

(3)已知：2H2O===H3O＋＋OH－，H3O＋的立体构型是__________，H3O＋中含有一种特殊的共价键是________。

(4)根据等电子原理，写出短周期元素原子形成的与H3O＋互为等电子体的分子或离子________。

(5)科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多种有趣的结构和性质 ①一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如下：
使水结成“热冰”采用“弱电场”的条件，说明水分子是________分子(填“极性”或“非极性”)。

②用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。产生的阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式________________________________；
该阳离子还能与水作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式________________________________。

(6)水的分解温度远高于其沸点的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(7)从结构的角度分析固态水(冰)的密度小于液态水的密度的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

课时作业8 1．答案：D 2．答案：D 3．解析：氢键影响物质的部分物理性质，稳定性属于化学性质，即水是稳定的化合物与氢键无关，故A符合题意；
HF分子间存在氢键，使HF聚合在一起，形成(HF)n，因此测量氟化氢相对分子质量的实验中，发现实验值总是大于20，与氢键有关，故B不符合题意；
水结冰，形成分子间氢键，使体积膨胀，密度变小，故C不符合题意；
氨气分子间存在氢键，使氨气熔沸点升高，即氨气易液化，故D不符合题意。

答案：A 4．解析：同种原子形成的共价键是非极性键，即C===C键是非极性键，A错误；
在CH4分子中含有C—H极性共价键，由于该分子中各个共价键空间排列对称，是正四面体形的分子，所以该分子是非极性分子，B错误；
二氧化碳结构为O===C===O，为极性键，C错误；
CH4分子中碳原子形成的都是σ键，碳原子的杂化类型是sp3杂化，而CO2分子中碳原子与两个氧原子分别形成了两个共价键，一个σ键、一个π键，碳原子的杂化类型是sp杂化，D正确。

答案：D 5．解析：甲醛分子中与H形成共价键的C原子的电负性没有那么大，与其相连的H原子不会成为“裸露”质子，甲醛分子间不存在氢键，A项错误；
甲醛中C原子形成3个σ键和1个π键，C上没有孤电子对，其中C为sp2杂化，甲醇分子中C原子形成4个σ键，C上没有孤电子对，其中C为sp3杂化，B项错误；
甲醛分子为平面三角形，分子中正负电中心不重合，是极性分子，C项正确；
甲醇分子中有—OH，可以形成分子间氢键，甲醇的沸点比甲醛的沸点高，D项错误。

答案：C 6．解析：NH3、PH3、AsH3的相对分子质量逐渐增大，与图示曲线不相符，故A项错误；
元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性N＞P＞As，所以氢化物的稳定性随着原子序数增大而减弱，故B项正确；
氢化物的熔沸点与其相对分子质量成正比，但含有氢键的熔沸点最高，所以沸点高低顺序是NH3、AsH3、PH3，故C项错误；
原子半径越大，R－H键长越长，原子半径N＜P＜As，所以键长由短到长的顺序为NH3、PH3、AsH3，故D项错误。

答案：B 7．解析：非金属性较强的元素N、O、F的氢化物易形成氢键，并不是分子中有N、O、F原子分子间就存在氢键，如NO分子间就不存在氢键，故A项错误；
若形成分子内氢键时，其熔点和沸点会降低，形成分子间氢键时，物质的熔点和沸点就会升高，形成分子间氢键，形成分子内氢键，故熔沸点高，故B项正确；
分子的稳定性和氢键是没有关系的，而与化学键有关系，故C项错误；
C－H键极性非常弱，不可能与水分子形成氢键。可燃冰是因为高压下水分子通过氢键形成笼状结构，笼状结构的体积与甲烷分子相近，刚好可以容纳下甲烷分子，而甲烷分子与水分子之间没有氢键，故D项错误。

答案：B 8．解析：S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，结合分子结构可知S2Cl2的结构式为Cl－S－S－Cl，电子式为，故A项错误；
S2Cl2中Cl－S键属于极性键，S－S键属于非极性键，不对称的结构，为极性分子，故B项正确；
分子的结构不对称，为极性分子，而不是非极性分子，故C项错误；
同周期从左往右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短键能越大，所以分子中S－Cl键能大于S－S键的键能，故D项错误。

答案：B 9．答案：A 10．解析：He、Ne、Ar、Kr是同一主族元素的原子，根据递变顺序，可知a为Ne；
F、Cl、Br、I属于同一主族元素的原子，且b应是单质形式，即为Br2，c为氢化物，即HF，则a、b、c的化学式分别为Ne、Br2、HF，稀有气体无任何化学键，A项错误；
卤素单质均表现为较强的氧化性，对应的氢化物中氢氟酸是弱酸，B项错误；
O、S、Se、Te的原子的得电子能力依次减弱，非金属性越来越弱，则氢化物的稳定性越来越弱，系列④中各化合物的稳定性顺序为：H2O>H2S>H2Se>H2Te，C项正确；
氢键影响物理性质，分子的稳定性与共价键的强弱有关，与氢键无关，D项错误。

答案：C 11．解析：组成和结构相似的氢化物，其相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。因此，同一主族元素形成的氢化物的沸点按从上到下逐渐递增的趋势。但是由于H2O、HF、NH3分子间存在氢键，分子间作用力显著增大，因而沸点显著升高。

答案：A　D　同族元素的氢化物相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高　H2O、HF、NH3分子间存在氢键，分子间作用力显著增大，因而沸点显著升高 12．解析：(1)根据题意可推出，X为第四周期第IVA族元素Ge，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，则Y是氯，Y元素原子最外层电子的电子排布图为。(2)因X、Y两元素电负性的差值为3.0－1.8＝1.2<1.7，故XY4中X与Y形成的是共价键。(3)XY4的立体构型为正四面体形，中心原子采取sp3杂化，为非极性分子。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) (2)共价键　(3)正四面体形　sp3杂化　非极性分子 13．解析：(1)(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N，单键为σ键，三键中含有1个σ键、2个π键，故1 mol (SCN)2中含有π键的数目为4NA；
异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能，故异硫氰酸的沸点较高。

(2)H2O2与H2O分子间可以形成氢键，溶解度增大，导致二者之间互溶。

(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)中N原子形成3个σ键，含1对孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化；
乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)分子之间可以形成氢键，三甲胺[N(CH3)3]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高。

(4)从氢键的成键原理上讲，A、B两项都成立，C、D两项都错误；
但是H—O键的极性比H—N键的大，H—O 键上氢原子的正电性更大，更容易与氮原子形成氢键，所以氢键主要存在于H2O分子中的H与NH3分子中的N之间。另外，可从熟知的性质加以分析。NH3·H2O能电离出NH和OH－，按A项结构不能写出其电离方程式，按B项结构可合理解释NH3·H2ONH＋OH－，所以B项正确。

(5)HF在水溶液中形成的氢键可从HF和HF、H2O和H2O、HF和H2O(HF提供氢)、H2O和HF(H2O提供氢)四个方面来考虑。由此可以得出HF水溶液中存在的氢键。

答案：(1)4NA　异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能 (2)H2O2与H2O分子之间可以形成氢键 (3)sp3杂化　乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 (4)B　(5)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O 14．解析：(1)H原子只有一个电子，且占据s轨道，O原子通过杂化形成4个sp3杂化轨道，杂化轨道上有2个不成对电子，H原子的s轨道与O原子的sp3杂化轨道头碰头形成共价键，则H2O分子中含有的共价键用符号表示为ds－sp3；

(2)每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，故每个水分子形成的氢键数为4/2＝2；

(3)H2O的结构为V形，O含有两对孤电子，H＋具有空轨道，可以以配位键的形式，结合其中一对孤电子形成H3O＋，则该离子的空间结构为三角锥形；

(4)等电子体的要求是原子总数相同，价电子总数相同，所以短周期元素原子形成的与H3O＋互为等电子体的分子或离子有NH3；

(5)①在电场作用下的凝结，说明水分子是极性分子；

②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子，可以表示成H2O＋，因为氧化性很强，氧化SO2生成硫酸，2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO，根据信息和电荷守恒，H2O＋＋H2O===H3O＋＋－OH ，因此，本题正确答案是：
2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO，H2O＋＋H2O===H3O＋＋－OH；

(6)水的分解温度远高于其沸点的原因是水分解需要破坏分子内部的极性键，水的汽化只需破坏分子间的范德华力与氢键即可，而极性键远比分子间的范德华力与氢键强得多；

(7)水分子之间除了范德华力外还存在较强的氢键，氢键是有方向性和饱和性的，水由液态变为固态时，氢键的这种方向性和饱和性表现得更为突出，每个水分子都处于与直接相邻的4个水分子构成的四面体中心，分子之间的空隙较大，密度较小。

答案：(1)ds－sp3　(2)2　(3)三角锥形　配位键 (4)NH3 　(5)①极性　②2H2O＋＋SO2===4H＋＋SO　H2O＋＋H2O===H3O＋＋－OH　(6)水分解需要破坏分子内部的极性键，水的汽化只需破坏分子间的范德华力与氢键即可，而极性键远比分子间的范德华力与氢键强得多　(7)水分子之间除了范德华力外还存在较强的氢键，氢键是有方向性和饱和性的，水由液态变为固态时，氢键的这种方向性和饱和性表现得更为突出，每个水分子都处于与直接相邻的4个水分子构成的四面体中心，分子之间的空隙较大，密度较小