- 化学键
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下列几种氢键:①O-H…O、②N-H…N、③F-H…F、④O-H…N,按氢键从强到弱的顺序正确的是( )
正确答案
解析
解:F、O、N三种元素的非金属性依次减弱,所以电负性依次减小,所以F-H,O-H,N-H结合非金属的能力依次减弱,因此氢键的强弱顺序为F>O>N;对与O-H…N,N-H…N的比较,可以从得电子的能力来看,由于O的得电子能力大于N,因此O-H的电子云与N-H的电子云相比,O-H的电子云更偏向O,远离H,因此在O-H…N,N-H…N的氢键中,N-H…N的氢键更弱些,
故选A.
水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n.在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体--冰.其结构示意如图所示.
(1)1mol冰中有______mol“氢键”.
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子,其电离方程式为:______.
(3)H2O与H2S相比,沸点高的是______,原因是______.
(4)冰的晶体类型为______晶体,水属于______分子(填极性分子或非极性分子).
正确答案
解:(1)分子形成的晶体中每个H2O分子通过氢键与4个H2O分子理解,每个氢键为H2O分子提供,所以含1molH2O的该晶体中有 1mol×4×
=2mol“氢键”,故答案为:2;
(2)水会电离出氢离子和氢氧根离子,氢离子以水合氢离子的形式存在,即2H2O=H3O++OH-,故答案为:2H2O=H3O++OH-;
(3)H2O分子间存在氢键,导致水的沸点高于硫化氢,故答案为:H2O;H2O分子间存在氢键;
(4)水是由水分子构成的分子晶体,水分子中的氢氧键属于极性共价键,属于极性分子,故答案为:分子;极性分子.
解析
解:(1)分子形成的晶体中每个H2O分子通过氢键与4个H2O分子理解,每个氢键为H2O分子提供,所以含1molH2O的该晶体中有 1mol×4×
=2mol“氢键”,故答案为:2;
(2)水会电离出氢离子和氢氧根离子,氢离子以水合氢离子的形式存在,即2H2O=H3O++OH-,故答案为:2H2O=H3O++OH-;
(3)H2O分子间存在氢键,导致水的沸点高于硫化氢,故答案为:H2O;H2O分子间存在氢键;
(4)水是由水分子构成的分子晶体,水分子中的氢氧键属于极性共价键,属于极性分子,故答案为:分子;极性分子.
科学家将水置于一个足够强的电场中,在20℃时水分子瞬间凝固形成“暖冰”.下列关于“暖冰”的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、水分子中氧原子含有2个σ键和2个孤对电子,所以水分子是V型结构,故A错误;
B、水分子中氢原子化合价的绝对值1+氢原子最外层电子数1=2,所以水分子中氢原子不满足8电子稳定结构,故B错误;
C、水凝固形成20℃时的“暖冰”没有新物质生成,所以所发生的变化不是化学变化,故C错误;
D、在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”,否则20℃时,水分子不能瞬间凝固形成冰,故D正确;
故选D.
下列分子中,分子间不能形成氢键的是( )
正确答案
解析
解:A.氨气分子间能形成氢键,表示为:N-H…N,故A不选,
B.氟化氢分子间能形成氢键,表示为:F-H…F,故B不选,
C.乙醇分子间能形成氢键,表示为:O-H…O,故C不选;
D.甲烷中碳原子的电负性不大,故分子间不能形成氢键,故D选;
故选D.
下列事实与氢键有关的是( )
正确答案
解析
解:氢键是一种特殊的分子间作用力,非化学键,只影响物质的物理性质,不影响化学性质.
A.氢键具有方向性,氢键的存在迫在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,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大,密度减小,故A正确.
B.水的分解破坏的是化学键,不是氢键,故B错误;
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高是与分子间作用力有关,分子间不存在氢键,与氢键无关,故C错误;
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与F、Cl、Br、I的非金属性有关,非金属性越强,其氢化物越稳定,同一主族的元素,非金属性随着原子序数的增加而减小,所以其氢化物的热稳定性逐渐减弱,与氢键无关,故D错误,
故选A.
关于氢键,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、水分子由于之间的氢键,内部是以一个水分子为中心,四个水分子将其抱住,呈现正四面体的空间结构,即缔合成的水分子团是(H2O)5,由于正四面体是一个立体结构,形如网状结构,内部有较大的空间没有被水分子占据,空间利用率很低,所以冰中的水分子间的间隙较大,排列的较松散,使得总体积比液态水大,所以其密度小于液态水,故A错误;
B、水分子间存在氢键,形成缔合分子,通常测定水的相对分子质量为缔合分子的相对分子质量,所以相对分子质量大于理论值,故B正确;
C、分子间氢键使熔沸点升高和分子内氢键都会使熔沸点降低,故C错误;
D、氢键是一种特殊的分子间作用力,非化学键,只影响物质的物理性质熔点沸点,不影响化学性质,水在高温下难分解是化学性质,故D错误;
故选B.
下列式子是表示氨水中可能存在氢键:①O-H…N ②O-H…O ③N-H…N ④N-H…O.其中正确的是( )
正确答案
解析
解:N元素与O元素的电负性都很强,不同分子中的N原子、O原子与H原子之间都可以形成氢键,如O-H…N、N-H…O、O-H…O、N-H…N,
故选A.
“杯芳烃”在催化、萃取、分子开关等方面有广泛的用途.对叔丁基杯[4]芳烃结构如图1.
(1)对叔丁基杯[4]芳烃中4个羟基构成杯底,4个羟基间的较强的作用力是______.
(2)对叔丁基杯[4]芳烃中,碳原子的杂化方式有______
(3)不同大小的“杯芳烃”能识别中性分子或离子,如 CO32-、N3-.
①CO32-的空间构型是______.
②与N3-互为等电子体的中性分子有______(举一例).
(4)杯芳烃可对稀土La3+及Fe3+进行萃取.Fe3+基态时,核外电子排布式为______.
(5)对叔丁基杯[4]芳烃与钛离子形成的配合物结构如图2,其中配位原子是______.
正确答案
解:(1)O的非金属性很强,在羟基之间存在氢键,故答案为:氢键;
(2)叔丁基杯[4]芳烃中含有苯环和饱和烃基,故碳原子的杂化方式有sp2和sp3,故答案为:sp2、sp3;
(3)①CO32-中价电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,且不含孤电子对,所以为平面正三角形结构,故答案为:平面正三角形;
②N3-的价电子数为16,与它互为等电子体的中性分子有CO2、CS2、N2O等,故答案为:CO2(其它合理答案亦可);
(4)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去3个电子变成铁离子,根据构造原理可知铁离子核外电子排布式为[Ar]3d5,故答案为:[Ar]3d5;
(5)叔丁基杯[4]芳烃与钛离子形成的配合物中O提供孤电子对,故O是配原子,故答案为:O.
解析
解:(1)O的非金属性很强,在羟基之间存在氢键,故答案为:氢键;
(2)叔丁基杯[4]芳烃中含有苯环和饱和烃基,故碳原子的杂化方式有sp2和sp3,故答案为:sp2、sp3;
(3)①CO32-中价电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,且不含孤电子对,所以为平面正三角形结构,故答案为:平面正三角形;
②N3-的价电子数为16,与它互为等电子体的中性分子有CO2、CS2、N2O等,故答案为:CO2(其它合理答案亦可);
(4)铁是26号元素,铁原子核外有26个电子,铁原子失去3个电子变成铁离子,根据构造原理可知铁离子核外电子排布式为[Ar]3d5,故答案为:[Ar]3d5;
(5)叔丁基杯[4]芳烃与钛离子形成的配合物中O提供孤电子对,故O是配原子,故答案为:O.
下列几种氢键按由强到弱的顺序排列正确的是( )
①O-H…O ②N-H…N ③F-H…F ④O-H…N.
正确答案
解析
解:F、O、N三种元素的非金属性依次减弱,所以电负性依次减小,所以F-H,O-H,N-H结合非金属的能力依次减弱,因此氢键的强弱顺序为F>O>N;对与O-H…N,N-H…N的比较,可以从得电子的能力来看,由于O的得电子能力大于N,因此O-H的电子云与N-H的电子云相比,O-H的电子云更偏向O,远离H,因此在O-H…N,N-H…N的氢键中,N-H…N的氢键更弱些,
故选A.
氢键既可以存在于分子之间,也可以存在于分子内部的原子团之间,如邻羟基苯甲醛分子) 内的羟基与醛基之间即存在氢键(分子内氢键),对羟基苯甲醛分子(
)之间存在氢键(分子间氢键).则两者的熔点、沸点的相对大小关系是( )
正确答案
解析
解:邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间即存在氢键(分子内氢键),熔点为2℃,沸点为196.5℃,对羟基苯甲醛分子之间存在氢键(分子间氢键),熔点为 115℃,沸点为250℃,由此可见,分子间氢键使物质的熔、沸点更高,
故选B.
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