高中化学 第2章 分子结构与性质 第3节 分子的性质(第1课时)键的极性和分子的极性范德华力和氢键学

键的极性和分子的极性范德华力和氢键(建议用时：45分钟)[学业达标]1．用带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流发生偏转的是( )A．苯B．二硫化碳C．氯水D．四氯化碳【解析】只有极性分子形成的液体才会靠近带静电的玻璃棒；苯为平面分子，二硫化碳为直线分子，四氯化碳为正四面体分子，三者均为非极性分子。

【答案】 C2．下列物质中，由极性键形成的非极性分子是( )A．CO2B．Br2C．CaCl2D．SO2【解析】不同种元素形成的化合物中才含有极性键；在由三个以上原子形成的化合物分子中，空间结构对称的分子，才是非极性分子，如直线形的CO2。

【答案】 A3．下列关于粒子结构的描述错误的是( )A．CS2、C2H2、BeCl2都是直线形分子B．CCl4和CH2Cl2均是四面体构型的非极性分子C．H2S和NH3均是由极性键构成的极性分子D．HCl和HS－均是含有一个极性键的18电子粒子【解析】由于C—H键的键长小于C—Cl键的键长，故CH2Cl2的空间结构不是对称的正四面体构型，因而属于极性分子，B错误。

【答案】 B4．下列物质的性质可用范德华力的大小来解释的是( )A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高C．、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点依次升高【解析】HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱是由于H—X键键能依次减小。

F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力也依次增大，所以其熔、沸点也依次增大。

、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱，与O—H 键的极性有关。

CH3—O—CH3的沸点比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间作用力。

【答案】 B5．下列叙述与分子间作用力无关的是( ) 【导学号：90990055】A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固B．干冰易升华C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高D．氯化钠的熔点较高【解析】一般来讲，由分子构成的物质，其物理性质通常与分子间作用力的大小密切相关。

A、B、C三个选项中涉及的物质都是分子，故其表现的物理性质与分子间作用力的大小有关。

只有D选项中的NaCl不是由分子构成的，而是由离子构成的，不存在分子，其物理性质与分子间作用力无关。

【答案】 D6．下列物质中不存在氢键的是( )A．冰醋酸中醋酸分子之间B．液态氟化氢中氟化氢分子之间C．氨水中氨分子与水分子之间D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间【解析】甲烷中的碳原子电负性较小，不能与水分子形成氢键。

【答案】 D7．下列说法正确的是( )A．氢键是化学键B．甲烷可与水形成氢键C．乙醇分子跟水分子之间不只存在范德华力D．碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间存在氢键【解析】氢键不是化学键，而是较强的分子间作用力，A错误；由于甲烷中的碳不是电负性很强的元素，故甲烷与水分子间不能形成氢键，B错误；乙醇分子跟水分子之间不但存在范德华力，也存在氢键，C正确；碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于它们组成相似，且碘化氢的相对分子质量大于氯化氢的，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，D 错误。

【答案】 C8．下列说法正确的是( )A．乙硫醇(CH3CH2—SH)比乙醇(CH3CH2—OH)熔点低，原因是乙醇分子间易形成氢键B．氯化钠易溶于水是因为形成了氢键C．氨易液化与氨分子间存在氢键无关D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致【解析】氯化钠与水无法形成氢键，B错误；氨分子间易形成氢键，导致氨易液化，C错误；H2O分子稳定是因为O—H键的键能大，而不是因为氢键，D错误。

【答案】 A9．已知各种硝基苯酚的性质如下表：名称结构式25 ℃，水中溶解度/g熔点/ ℃沸点/ ℃邻­硝基苯酚0.2 45 100间­硝基苯酚 1.4 96 194对­硝基苯酚 1.7 114 295A．邻­硝基苯酚分子内形成氢键，使其熔沸点低于另两种硝基苯酚B．间­硝基苯酚不仅分子间能形成氢键，也能与水分子形成氢键C．对­硝基苯酚分子间能形成氢键，使其熔沸点较高D．三种硝基苯酚都不能与水分子形成氢键，所以在水中溶解度小【解析】当分子形成分子内氢键时，就难再形成分子间氢键，故其熔沸点低，A正确；间­硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键，B正确、D错误；形成分子间氢键后，使物质的熔沸点升高，C正确。

【答案】 D10．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是________。

(2)以极性键相结合，具有直线形构型的非极性分子是________。

(3)以极性键相结合，具有三角锥形构型的极性分子是________。

(4)以极性键相结合，具有正四面体构型的非极性分子是________。

(5)以极性键相结合，具有V形构型的极性分子是________。

(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的分子是________。

【答案】(1)N2(2)CS2(3)NH3(4)CH4(5)H2O (6)HF11．丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。

(1)该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，也是________(填“极性键”或“非极性键”)；碳氮之间的共价键类型是________(填“σ键”、“π键”或“σ键和π键”)，该键也属于________(填“极性键”或“非极性键”)；氮镍之间形成的化学键是________。

(2)该结构中，氧氢之间除共价键外还可能存在________。

(3)该结构中，碳原子的杂化轨道类型有________。

【解析】(1)碳碳原子之间是非极性键；由于碳氮之间是双键，故既有σ键又有π键，该键是不同种原子之间形成的键，故为极性键；氮镍之间形成的化学键是配位键。

(2)由分子结构可以看出和N原子相连的O原子与羟基上的H原子之间可能还存在氢键。

(3)在该结构中，甲基上的碳原子采取sp3杂化，而双键碳原子采取sp2杂化。

【答案】(1)非极性键σ键和π键极性键配位键(2)氢键(3)sp2、sp312．X、Y、Z、E四种元素中，X原子核外的M层上只有两对成对电子，Y原子核外的L 层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，E在元素周期表中的各元素中电负性最大。

请回答下列问题：(1)X、Y、E的元素符号为__________、_______________、________。

(2)X、Y、Z、E的氢化物中，存在氢键的是________(用化学式表示)，用氢键表示式写出它们的氢化物溶液中存在的所有氢键_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

【解析】(1)由泡利不相容原理知X的核外电子排布为：1s22s22p63s23p4，X为硫元素；Y为碳元素，Z为氧元素，E为氟元素。

(2)在H2S、CH4、H2O、HF中，H2O、HF中存在氢键，并且它们的氢化物溶液中存在的氢键有四种：水分子之间，H2O与HF之间，HF分子之间。

【答案】(1)S C F(2)H2O、HF F—H…F、F—H…O、O—H…O、O—H…F[能力提升]13．人们为了营养肌肤，往往需要搽用护肤品。

在所有的护肤品中都含有保湿的甘油(丙三醇)，已知其结构简式为CH2OHCHOHCH2OH。

以下对甘油分子的叙述中，正确的是( ) A．分子中只含有极性键B．分子中只含有非极性键C．分子中既含有σ键又含有π键D．分子中既含有极性键又含有非极性键【解析】在甘油分子中，碳原子之间、碳原子与氧原子、碳原子与氢原子、氧原子与氢原子之间都是共价单键，故分子中只含有σ键，C错误；分子中含有极性键(C—H键、O—H 键)又含有非极性键(C—C)，因此A、B错误，D正确。

【答案】 D14．沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。

DNA 分子的两条链之间通过氢键结合，DNA分子复制前首先将双链解开。

以下有关DNA分子的说法中正确的为( )A．在DNA分子中既含有极性键又含有非极性键B．在DNA分子中的化学键主要有共价键和氢键C．DNA分子的双链解开的过程既有物理变化又有化学变化D．DNA的两条肽链之间通过共价键结合【解析】在DNA分子中，5碳糖环中的碳原子之间是非极性键，另外分子中还含有C—H、C—O、C—N等极性键，A正确；氢键是分子之间的一类独特的作用力，不属于化学键，B错误；DNA双链在解开的过程中仅破坏了氢键，故属于物理变化，C错误；DNA双链之间通过氢键结合在一起，D错误。

【答案】 A15．下图中每条折线表示周期表第ⅣA～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 ( ) 【导学号：90990056】A．H2S B．HClC．PH3D．SiH4【解析】在第ⅣA～ⅦA族中的氢化物里，NH3、H2O、HF因分子间可以形成氢键，故沸点高于同主族相邻元素氢化物的沸点，只有第ⅣA族氢化物不存在反常现象，故a点代表的是SiH4。

【答案】 D16．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，它们形成化合物的分子式是XY4。

试回答下列问题：(1)X元素的原子基态电子排布式为__________，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)该化合物的立体构型为______形，中心原子的轨道杂化类型为_____，分子为______(填“极性分子”或“非极性分子”)。

(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是________。

(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：________(填化学式)的沸点高，原因是______________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。