- 化学键
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判断下列分子间能否形成氢键.
①HClO4 ②H2SO4 ③H3PO4 ④HNO3 ⑤H 2Se ⑥H3PO2 ⑦C2H5OH ⑧CH3COOH ⑨H2O2⑩HBrO3⑪NaOH.
正确答案
解:①由于HClO 4的结构图所示,分子中含有OH键,所以分子中有几乎裸露的质子存在,而分子中的每个O原子都有孤对电子存在,所以分子中的H和O都有形成氢键的能力.这四个键呈四面体地分布,而与H结合的O原子周围的两个共价键也不能直线排布,只能V形分布,这样,H与周围的O原子相距较远,因此这个H就难以跟周围的O原子形成分子内氢键.故HClO 4形成的是分子间氢键.
②同理,可知H 2SO 4的分子结构如图:四个氧原子位于四面体的四个顶角.所以H 2SO 4分子不能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键.
③H 3PO 4的分子结构为:,故H 3PO 4分子也不能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键.
④HNO 3的分子结构如图所示;由于三个O原子位于平面三角形的三个顶角上,OH键夹角约为一百零几度,所以分子中的H与一个O原子相距较近,且在同一个平面内,因此可跟这个O形成较弱的分子内氢键.
⑤HSe键的氢不是几乎裸露的质子,所以不能形成氢键.
⑥H 3PO 2分子的结构如图所示:两个O原子和PH键中的H原子位于三角锥形的三个顶角上,从结构图可知:H 3PO 2分子中OH的H与另一个O相距较远,所以不可能形成分子内氢键,故H 3PO 2分子间可形成氢键,与P结合的H不能形成氢键;
⑦C2H5OH分子含有OH键,分子内只有一个O原子,所以C2H5OH分子只能形成分子间氢键,不能形成分子内氢键;
⑧CH 3COOH的结构如图所示:两个O原子和一个C原子位于平面三角形的三个顶角上,H原子与另一个O原子相距较远,所以难以形成分子内氢键,而可形成分子间氢键.
⑨H2O2的结构如下图所示(属于书面展开形结构),每个H原子与另一个O原子相距较远,所以分子内不可能形成氢键,只能形成分子间氢键.
⑩HBrO 3分子的结构为,三个O原子位于三角锥形的三个顶角上,H原子与另外两个O原子相距较远,所以不可能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键.
⑪NaOH是离子化合物,不存在分子,只存在阴、阳离子,所以不可能存在分子间氢键,所以分子间否形成氢键是:①②③④⑥⑦⑧⑨⑩,故答案为:①②③④⑥⑦⑧⑨⑩.
解析
解:①由于HClO 4的结构图所示,分子中含有OH键,所以分子中有几乎裸露的质子存在,而分子中的每个O原子都有孤对电子存在,所以分子中的H和O都有形成氢键的能力.这四个键呈四面体地分布,而与H结合的O原子周围的两个共价键也不能直线排布,只能V形分布,这样,H与周围的O原子相距较远,因此这个H就难以跟周围的O原子形成分子内氢键.故HClO 4形成的是分子间氢键.
②同理,可知H 2SO 4的分子结构如图:四个氧原子位于四面体的四个顶角.所以H 2SO 4分子不能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键.
③H 3PO 4的分子结构为:,故H 3PO 4分子也不能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键.
④HNO 3的分子结构如图所示;由于三个O原子位于平面三角形的三个顶角上,OH键夹角约为一百零几度,所以分子中的H与一个O原子相距较近,且在同一个平面内,因此可跟这个O形成较弱的分子内氢键.
⑤HSe键的氢不是几乎裸露的质子,所以不能形成氢键.
⑥H 3PO 2分子的结构如图所示:两个O原子和PH键中的H原子位于三角锥形的三个顶角上,从结构图可知:H 3PO 2分子中OH的H与另一个O相距较远,所以不可能形成分子内氢键,故H 3PO 2分子间可形成氢键,与P结合的H不能形成氢键;
⑦C2H5OH分子含有OH键,分子内只有一个O原子,所以C2H5OH分子只能形成分子间氢键,不能形成分子内氢键;
⑧CH 3COOH的结构如图所示:两个O原子和一个C原子位于平面三角形的三个顶角上,H原子与另一个O原子相距较远,所以难以形成分子内氢键,而可形成分子间氢键.
⑨H2O2的结构如下图所示(属于书面展开形结构),每个H原子与另一个O原子相距较远,所以分子内不可能形成氢键,只能形成分子间氢键.
⑩HBrO 3分子的结构为,三个O原子位于三角锥形的三个顶角上,H原子与另外两个O原子相距较远,所以不可能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键.
⑪NaOH是离子化合物,不存在分子,只存在阴、阳离子,所以不可能存在分子间氢键,所以分子间否形成氢键是:①②③④⑥⑦⑧⑨⑩,故答案为:①②③④⑥⑦⑧⑨⑩.
下列说法正确的是( )
①C2H6分子中既含极性键又含非极性键
②由于氨和水分子之间能形成氢键,NH3分子极易溶于水
③F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高
④NCl3、PCl3、CO2、CS2分子中各原子均达到8e-稳定结构
⑤原子序数为34号的元素属于长周期的副族元素
⑥由于非金属性Cl>Br>I,所以酸性HCl<HBr<HI.
正确答案
解析
解:①乙烷中含C-C、C-H键,则C2H6分子中既含极性键又含非极性键,故正确;
②N、O的电负性强,分子之间形成氢键,则NH3分子极易溶于水,故正确;
③相对分子质量越大,熔点越大,则F2、Cl2、Br2、I2熔点随相对分子质量增大而升高,故正确;
④ABn型分子,A的族序数+成键数=8,则满足所有原子均达到8e-稳定结构,NCl3(5+3=8)、PCl3(5+3=8)、CO2(4+4=8)、CS2(4+4=8)分子中各原子均达到8e-稳定结构,故正确;
⑤原子序数为34号为Se,为第ⅥA族元素,故错误;
⑥非金属性不能比较氢化物的酸性,可比较氢化物的稳定性、最高价氧化物水化物的酸性等,故错误;
故选B.
关于氢键,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.甲烷中含有氢元素,不含氢键,故A错误;
B.由于O的电负性较大,甲醇中含有氢键,导致甲醇的熔点比甲硫醇的高,故B正确;
C.氨气中存在氢键,沸点较高,易液化,故C错误;
D.氢键影响物质的物理性质,水是非常稳定的化合物,是指水不易分解,属于化学性质,由水分子内O-H决定,故D错误.
故选B.
(2015春•黄冈期末)下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④浓的氢氟酸溶液中存在HF2-和H2F3-
⑤水和乙醇分别与金属钠反应,前者比后者剧烈
⑥水分子在较高温度下也很稳定.
正确答案
解析
解:①ⅥA族元素氢化物的熔点随相对分子质量的增大而升高,但水中含有氢键,所以H2O的熔、沸点比ⅥA族其他元素氢化物的高,故①正确;
②小分子的醇、水分子之间能形成氢键,羧酸、水分子之间能形成氢键,所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶,故②正确;
③冰中存在氢键,具有方向性和饱和性,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故③正确;
④因氢键的存在形成缔合物,所以浓的氢氟酸溶液中存在HF2-和H2F3-,与氢键有关,故④正确;
⑤是化学性质,与羟基的活泼性有关,与氢键无关,故⑤错误;
⑥水的稳定性与O-H键有关,与氢键无关,故⑥错误;
故选B.
下列原因解释与氢键无关的( )
正确答案
解析
解:A.CH4、SiH4为分子晶体,分子晶体溶沸点与分子量成正比,甲烷分子量大于硅烷,CH4的沸点比SiH4低,非金属性越强,则对应的氢化物的稳定性越大,同主族元素从上到下元素的非金属性减弱,C、Si同主族,则氢化物按稳定性由弱到强的顺序为SiH4<CH4,与氢键无关,故A正确;
B.乙醇和乙酸含有羟基,都能与水分子之间存在氢键,使甲醇的水溶性显著增强,与氢键有关,故B错误;
C.O元素非金属性较强,对应的氢化物能形成氢键,且与水分子之间也可以形成氢键,硫元素和水分子间不能形成氢键,所以H2O2的沸点比H2S高,与氢键有关,故C错误;
D.N元素非金属性较强,对应的氢化物能形成氢键,氨气分子间能形成氢键,采用加压液化的方法,促进平衡正移,提高转化率,故D错误;
故选A.
下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高
②碳原子数较少的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③常温下H2O为液态,而H2S为气态
④水分子高温下也很稳定.
正确答案
解析
解:①因第ⅤA族中,N的非金属性最强,NH3中分子之间存在氢键,则NH3的熔、沸点比VA族其他元素氢化物的高,故①正确;
②小分子的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键,则可以和水以任意比互溶,故②正确;
③水分子与分子间存在氢键,所以常温下H2O为液态,而H2S分子间无氢键,所以常温下为气态,故③正确;
④水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与氢键无关,故④错误;
故选B.
下列有关叙述正确的是 ( )
正确答案
解析
解:A、碳酸钠晶体的风化是失去全部结晶水或部分结晶水,生成了新的物质,属于化学变化,故A错误;
B、花生油是油脂,故B错误;
C、氢键是决定物质的物理性质,而稳定性是化学性质,由氢氧共价键的强弱决定,故C错误;
D、波尔提出原子结构轨道模型,故D正确;
故选:D.
(2014春•泉州校级期中)下列叙述中不能用氢键知识解释的是( )
正确答案
解析
解:A.冰中的氢键比水中的强,使得水分子排列得很规则,造成体积膨胀,密度变小,浮于水面,故A不选;
B.水分子之间形成氢键,故沸点高,故B不选;
C.由于氨气分子之间存在氢键,氨气沸点相对较高,故氨气容易液化,故C不选;
D.甲烷具有可燃性,故其容易燃烧,与氢键无关,故D可选;
故选D.
下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.金属晶体的熔沸点,有的很高,如W,有的很低,如Na,故A错误;
B.CH4、CCl4是正四面体结构,分子中正负电荷重心重合,是由极性键的非极性分子,故B正确;
C.由于非金属性F>Cl>Br>I,故H-X键稳定性减弱,故C错误;
D.水分子间存在氢键,影响其物理性质,而水的稳定性是化学键的表现,故D错误.
故选B.
含碳物质具有许多优良性质.
2010年诺贝尔物理学奖所指向的是碳的又一张奇妙脸孔:人类已知的最薄材料--石墨烯.
(1)下列说法中,正确的是______.
A.固态时,碳的各种单质的晶体类型相同
B.石墨烯只含有非极性键
C.从石墨剥离得石墨烯需要破坏化学键
D.石墨烯具有导电性
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜等或合金,含碳源可以是乙炔、苯、乙醇等中的一种或任意组合.
①乙醇和二甲醚(H3C-O-CH3)是同分异构体,二甲醚的沸点比乙醇______(填“高”或“低”),原因是______.
②铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是______.
正确答案
解:(1)A.碳各种单质的晶体类型相同,如金刚石属于原子晶体,足球烯属于分子晶体,故A错误;
B.石墨烯中碳原子间含有非极性键,故B正确;
C.石墨中层与层间存在分子间作用力,所以从石墨剥离得到石墨烯需要破坏分子间作用力,故C错误;
D.石墨烯中含有自由移动的电子,所以具有导电性,故D正确;
故选B、D;
(2)①乙醇分子间存氢键,所以沸点高,所以二甲醚的沸点比乙醇低,故答案为:低;乙醇分子间可形成氢键,而二甲醚分子间无氢键;
②Cu失去一个电子成为Cu+后,核外电子排布为[Ar]3d10,属于全充满,能量较低,故答案为:Cu失去一个电子成为Cu+后,核外电子排布为[Ar]3d10,属于全充满,能量较低,结构稳定,所以Cu第2电离能相对较大.
解析
解:(1)A.碳各种单质的晶体类型相同,如金刚石属于原子晶体,足球烯属于分子晶体,故A错误;
B.石墨烯中碳原子间含有非极性键,故B正确;
C.石墨中层与层间存在分子间作用力,所以从石墨剥离得到石墨烯需要破坏分子间作用力,故C错误;
D.石墨烯中含有自由移动的电子,所以具有导电性,故D正确;
故选B、D;
(2)①乙醇分子间存氢键,所以沸点高,所以二甲醚的沸点比乙醇低,故答案为:低;乙醇分子间可形成氢键,而二甲醚分子间无氢键;
②Cu失去一个电子成为Cu+后,核外电子排布为[Ar]3d10,属于全充满,能量较低,故答案为:Cu失去一个电子成为Cu+后,核外电子排布为[Ar]3d10,属于全充满,能量较低,结构稳定,所以Cu第2电离能相对较大.
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