共价键和分子间作用力习题及解析

《共价键和分子间作用力》作业参考解析

1. 下列说法错误的是

A. 按原子轨道重叠方式，共价键可分为σ键和π键

B. σ键构成分子的骨架，π键不能单独存在

C. 配位键既不是σ键，也不是π键

D. 双键或叁键中只有一个σ键

【C】按原子轨道的重叠方式不同，当其头碰头重叠时，形成“σ”键，当其肩并肩重叠时，形成“π”键；由于σ键重叠程度大，稳定性更高，因此可以单独存在，并构成分子的骨架，而π键重叠程度小，稳定性低，容易打开，因此不能单独存在，只能和σ键共存于双键或叁键中；σ键由于头碰头重叠，因此重叠部分对键轴呈圆柱形对称，可以自由旋转，但是π键对键轴呈镜面反对称，因此不能自由旋转；配位键是由一个成键原子提供孤对电子，另一个成键原子提供空轨道形成的，在配位键形成的过程中，两原子的原子轨道可能发生头碰头重叠而形成σ配位键，也可能发生肩并肩重叠而形成π配位键，因此C的说法是不正确的。

2. 下列说法正确的是

A. 若AB2分子为直线型，其中心原子A一定发生了sp杂化

B. HCN是直线型分子，也是非极性分子

C. H-O键能比H-S键能大，因此H2O熔沸点比H2S高

D. 氢键不属于化学键，但是具有饱和性和方向性

【D】A：一般对于AB2分子来说，如果中心原子发生了sp杂化，那么分子的空间构型是直线型的，但是AB2分子如果为直线型，中心原子A不一定发生了sp杂化，典型的例子就是I3-离子，这个离子的中心原子I发生的是sp3d杂化，价层电子对的空间构型为三角双锥，由于中心原子上有3对孤对电子，分别位于三角双锥中间的三角平面上，因此分子的空间构型就是直线型了（这可以用夹层电子对互斥理论来解释）；B：HCN分子是直线型分子，但是根据其分子中各原子的电负性大小的情况来看，这是一个极性分子；C：体系沸点的高低主要与分子间作用力的大小有关，因此H2O熔沸点之所以比H2S高，是因为水分子之间除了范德华力作用外，还存在很强的氢键作用；D：当一个氢原子形成一个氢键后，就不能再和其它原子之间形成第二个氢键了，这体现了氢键的饱和性，同一个氢原子形成的共价键和氢键之间需以最大角度分布，这体现了氢键的方向性，不过氢键仍然属于分子间作用力，而不属于共价键作用。所以D的说法是正确的。

3. 下列关于H3O+离子的说法，正确的是

A. O发生sp2等性杂化，空间结构为平面正三角形

B. O发生sp2不等性杂化，空间结构为平面三角形

C. O发生sp3等性杂化，空间结构为正四面体型

D. O发生sp3不等性杂化，空间结构为三角锥型

【D】我们知道H2O分子中O发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后，H2O分子中有两对孤对电子。那么H3O+离子的形成可以认为是由H2O分子中的O提供一对孤对电子，H+离子提供空轨道，在两者之间形成了配位键而形成的，两者之间形成配位键时，并不会改变O原子的原子轨道杂化类型，同时O原子上仍然有1对孤对电子，因此O发生sp3不等性杂化，H3O+离子的空间结构为三角锥型。

4. 下列分子或离子中，不含有孤对电子的是

A. H2O

B. PH3

C. NH4+

D. OH-

【C】A：H2O分子中O发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后，H2O分子中有两对孤对电子；B：PH3分子与NH3分子相似，中心原子P发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后，分子中有1对孤对电子；C：NH3分子的中心原子N发生了sp3不等性杂化，在与氢原子成键后，分子中有1对孤对电子，当NH3分子与H+离子成键时，NH3分子中N原子提供1对孤对电子，H+离子提供空轨道而形成配位键，这样N原子上所有的价电子均参与成键，因此NH4+离子中不含孤对电子；D：OH-离子是由H2O分子失去一个H+离子后生成的，因此应该含有3对孤对电子。

5. 下列化合物中存在π键的是

A. H2O

B. NH3

C. HCl

D. NaCN

【D】H2O、NH3、HCl分子中，成键原子都是各自提供一个单电子后形成共价键的，而CN-离子的C和N原子之间形成了共价叁键，根据前面的知识，我们知道共价双键和叁键中只有一个是σ键，其余的都是π键，因此选择D。

6. 下列说法正确的是

A. 共价键只存在于共价化合物中

B. 氨水中存在有4种氢键。

C. C—C单键的键能是C=C双键键能的一半

D. 由极性共价键形成的分子一定是极性分子

【B】A：共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，例如上题中的NaCN，Na+离子和CN-离子之间形成离子键，而CN-离子中C原子与N原子之间形成了共价键；B：氨水中存在4种氢键，分别是N-H…N、N-H…O、O-H…O和O-H…N；C：C-C之间形成共价单键，为σ键，C=C双键之间形成一个σ键和一个π键，由于π键的稳定性低于σ键，因此π键的键能低于σ键，所以C=C双键的键能不是C-C单键键能的两倍，而应该小于其两倍；D：如果是双原子分子，那么由极性键组成的分子一定是极性分子，但是如果是多原子分子（≥3个原子），就不一定了，大家所熟知的CO2、CH4等分子，都是非极性分子，但是分子内两原子之间形成的都是极性共价键。

7. 下列物质沸腾时只需克服色散力的是

A. Cu

B. NaCl

C. CHCl3

D. CS2

【D】A：Cu是金属晶体，因此沸腾汽化时，应该要克服金属键的作用；B：NaCl是离子晶体，沸腾汽化时，要克服离子键的作用；C：CHCl3是极性分子，沸腾汽化时要克服分子之间的取向力、诱导力和色散力的作用；D：CS2分子与CO2分子一样，也是非极性分子，因此沸腾汽化时，只需要克服分子之间的色散力。

8. 下列现象与氢键无关的是

A. 邻羟基苯甲酸的熔沸点低于对羟基苯甲酸

B. H2O的沸点高于H2S

C. C2H5OH(乙醇)在水中的溶解度远远高于C2H5OC2H5(乙醚)

D. HI的沸点高于HCl

【D】A：邻羟基苯甲酸由于形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，因此对羟基苯甲酸分子之间除了范德华力的作用外，还存在氢键作用，因此其熔沸点高于分子间只存在范德华力作用的邻羟基苯甲酸；B：H2O之所以具有反常高的沸点，就是因为水分子之间