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2021-2022 学年高二化学重难点专题突破
模块二 分子结构与性质
专题 07 化学键、范德华力和氢键的判断与应用
一.选择题
1. BF 与一定量的水形成(H O) ·BF 晶体Q，Q在一定条件下可转化为R:
3 2 2 3
反应过程中新形成的化学键中无( )
A.离子键 B.配位键 C.非极性共价键 D.氢键
[答案]C
[解析]Q在一定条件下可转化为R，由图可知，晶体Q中O—H键断裂，而R中出现离子键和[H O]+中H与
3
O间的配位键，则新形成的化学键包括离子键和配位键，新形成的化学键中不包括非极性共价键，氢键为
一种分子间作用力。故选C。
2.若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化，在变化的各阶段被破坏的粒子间
的主要相互作用依次是( )
A.氢键;分子间作用力;非极性键
B.氢键;氢键;极性键
C.氢键;极性键;分子间作用力
D.分子间作用力;氢键;非极性键
[答案]B
[解析]固态水和液态水中都含有氢键，雪花→水→水蒸气属于物理变化，主要是氢键被破坏，共价键没有
被破坏，水蒸气→氧气和氢气为化学变化，破坏的是极性共价键，故选B。3.在“石蜡 液体石蜡 石蜡蒸气 裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是( )
A.范德华力、范德华力、范德华力
B.范德华力、范德华力、共价键
C.范德华力、共价键、共价键
D.共价键、共价键、共价键
[答案]B
[解析] “石蜡 液体石蜡 石蜡蒸气”属于石蜡的“三态”之间的转化，由于石蜡属于分子晶体，所以
转化的过程中需克服分子间作用力;“石蜡蒸气 裂化气”属于化学变化，要破坏共价键。
4.下列关于微粒间的作用力说法正确的是( )
A.离子化合物中只存在离子键，没有共价键;共价化合物中只存在共价键，没有离子键
B.非极性共价键只存在于非金属单质分子(如Cl)中
2
C.水分子很稳定是因为水分子间易形成氢键
D.NaHSO 熔化时离子键被破坏而共价键未被破坏
4
[答案]D
[解析]离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，故A错误;非极性共价键可存在于双原子单质分子
中，也可存在于化合物中，如过氧化氢、过氧化钠、乙烷中都存在非极性共价键，故B错误;分子的稳定性
是化学性质，与氢键无关，故C错误;硫酸氢钠熔化只有离子键被破坏，而共价键未被破坏，故D正确。
5.下列有关作用力的说法不正确的是( )
A.酒精易溶于水主要是因为酒精分子与水分子之间能形成氢键
B.含极性键的分子不一定是极性分子
C.NHCl受热分解时只破坏离子键
4
D.HCl、HBr、HI的熔点和沸点依次升高与范德华力大小有关
[答案]C
[解析]酒精易溶于水，主要是由于酒精分子和水分子之间形成了氢键，故A正确;含极性键的分子不一定是
极性分子，如甲烷就是含极性共价键的非极性分子，故B正确;NHCl受热分解生成氨气和氯化氢，既破坏
4了离子键又破坏了共价键，故C错误;HCl、HBr、HI的分子组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，
熔点和沸点越高，故D正确。
6. 2018年1月26日，中国科技大学的教授们将水置于一个20 ℃、足够强的电场中，水瞬间凝固形成“暖
冰”。则关于“暖冰”的判断正确的是( )
A.“暖冰”中存在离子键
B.“暖冰”中水分子的O—H键是非极性键
C.“暖冰”有良好的导电性和导热性
D.水凝固形成20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是物理变化
[答案]D
[解析]水属于共价化合物，所以“暖冰”中只存在共价键，A不正确;“暖冰”中水分子的O—H键是不同元
素原子间的共价键，是极性键，故B不正确;“暖冰”由水分子构成，没有自由移动的离子，故C不正确;水
凝固形成20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是物理变化，只是水由液态变为固态，没有生成新物质，故D
正确。
7.(双选)如图是元素周期表的一部分，所列字母分别代表一种化学元素。下列说法正确的是( )
A.b的第一电离能小于c的第一电离能
B.d在c的常见单质中燃烧，产物中既含有离子键也含有共价键
C.e与a组成的化合物沸点比水低，原因是水分子之间可形成氢键
D.f元素的基态原子失去4s能级上的所有电子后所形成的离子最稳定
[答案]BC
[解析]由元素在周期表中的位置可知，a为H元素，b为N元素，c为O元素，d为Na元素，e为S元素，f
为Fe元素。N的2p轨道为半充满稳定状态，其第一电离能大于O，故A错误;Na在氧气中燃烧生成过氧化
钠，过氧化钠中含有离子键、共价键，故B正确;水分子之间存在氢键，硫化氢分子之间的作用力为范德华力，氢键比范德华力强，所以硫化氢的沸点低于水，C正确;Fe2+的价电子排布式为3d6，而Fe3+的价电子排
布式为3d5，为稳定结构，所以Fe2+不如Fe3+稳定，D错误。
8. 下列有关范德华力的强弱对比正确的是 ( )
A.CH>CH CH
4 3 3
B.CH CHCHCHCH>
3 2 2 2 3
C.SO
【解析】选B。CH 和CHCH 的结构类似，前者的相对分子质量小于后者，故前者的范德华力小于后
4 3 3
者;CH CHCHCHCH 与 是同分异构体，相对分子质量相同，后者的支链比前者多，范德华
3 2 2 2 3
力是前者大于后者;SO 的相对分子质量大于CO ，且SO 是极性分子，而CO 是非极性分子，故SO 分子
2 2 2 2 2
间的范德华力大于CO; 的极性小于 ，且两者相对分子质量相同，故 的分
2
子间的范德华力大于 。
9. 下列说法中正确的是( )A.C 气化和金刚石熔化克服的作用力相同
60
B.甲酸甲酯的熔点高于乙酸的熔点
C.氯化钠和氯化氢溶于水时，破坏的化学键都是离子键
D.通常状况下，乙醇呈液态，说明乙醇分子间存在氢键
【解析】选D。A项，C 气化克服分子间作用力，金刚石熔化克服共价键;B项，乙酸分子间存在氢键，故
60
熔点:CH COOH>HCOOCH ;C项，NaCl溶于水破坏离子键，HCl溶于水破坏共价键。
3 3
10.下列说法中正确的是( )
A.NaHSO 在熔融状态下电离与在水中电离时，破坏的化学键完全相同
4
B.H O比HS分子稳定，是因为HO分子间能形成氢键
2 2 2
C.NaCl和HCl汽化时，克服的作用力不相同，故沸点不同
D.碘沸点低、易升华，是因为分子中的 I—I 键能较小
【解析】选C。NaHSO 溶于水电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子，破坏离子键和共价键;NaHSO 在熔融
4 4
状态下电离出钠离子和硫酸氢根离子，只破坏离子键，故A错误;分子的稳定性与共价键有关系，HO比
2
HS分子稳定，是因为HO分子中H—O键比HS分子中的H—S键稳定，故B错误;NaCl汽化破坏离子键，
2 2 2
HCl汽化破坏分子间作用力，NaCl和HCl汽化时，克服的作用力不相同，所以沸点不同，故C正确;分子
的沸点与分子间作用力有关，碘沸点低、易升华，是因为分子中分子间作用力较小，故D错误。
二.非选择题
11. (1)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N )(H O) (NH )Cl(用R代表)。
5 6 3 3 4 4
回答下列问题:
经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。图中虚线代表氢键，其表示式为(N )N
—H…Cl、______、________。
(2)在 CO 低压合成甲醇反应(CO+3H CHOH+H O)所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为
2 2 2 3 2__________，原因是______________________________。
【解析】(1)结合题图可知， 与HO+中的H原子，与N 中的H原子间均存在氢键。(2)比较分子晶体
3
的沸点时注意考虑范德华力和氢键
答案:(1)(H O+)O—H…N( ) (N )N—H…N( ) (2)H O>CHOH>CO >H HO与CHOH均为极性
3 2 3 2 2 2 3
分子，HO中氢键比甲醇多;CO 与H 均为非极性分子，CO 相对分子质量较大、范德华力较大
2 2 2 2
12. 空气的主要成分是氮气和氧气，氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。
(1)水在常温情况下，其组成的化学式可用(H O) 表示，为什么?____________ ____________。
2 m
(2)从氨合成塔里分离H、N、NH 的混合物，采用____________方法，为什么?__________________。
2 2 3
(3)N 、 P 、 As 都 属 于 第 Ⅴ A 族 元 素 ， 形 成 简 单 氢 化 物 的 沸 点 由 高 到 低 的 顺 序 为
__________>__________>__________。
(4)如图a表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图b)。分
子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是________(填标号)。
a.CF b.CH c.N d.H O
4 4 2
【解析】(1)常温情况下，水分子不是以单个分子形式存在，而是依靠氢键缔合成较大的分子，所以用
(H O) 表示其存在更符合实际。(2)采用加压使NH 液化后，与H 、N 分离，因为NH 分子间存在氢键，
2 m 3 2 2 3
故易液化。(3)N、P、As元素形成的简单氢化物分别为NH 、PH 和AsH ，NH 能形成分子间氢键，其沸
3 3 3 3
点最高。AsH 的相对分子质量大于PH ，则AsH 的范德华力强于PH ，故AsH 的沸点高于PH 。(4)能被
3 3 3 3 3 3该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，则要求某分子或离子是正四面体结构且能形成 4个氢键，只有
N 符合。
答案:(1)水分子依靠分子间氢键缔合成较大的分子，用(H O) 表示其存在更符合实际 (2)加压使NH 液化
2 m 3
后，与H、N 分离 因为NH 分子间存在氢键，易液化 (3)NH AsH PH (4)c
2 2 3 3 3 3
13. NH 和水都是常用的试剂。请回答下列问题:
3
(1)基态氮原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为 。
(2)NH 分子可结合一个H+形成铵根离子(NH+)。
3 4
①NH 分子中N原子的杂化方式是 。
3
②NH 分子与H+结合的过程中未发生改变的是 (填字母)。
3
a.微粒的空间构型
b.N原子的杂化方式
c.键角
(3)将氨气通入CuSO 溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液。该过程中
4
微粒的变化是[Cu(H O) ]2+→Cu(OH) →[Cu(NH )]2+。[Cu(H O) ]2+和[Cu(NH )]2+中共同含有的化学键类型有
2 4 2 3 4 2 4 3 4
。
(4)①水变成冰时，密度减小的主要原因是 。
②NO、HO 分子中电负性最大的元素在周期表中的位置为 。
2 4 2 2
(5)NO-的空间构型是 。
3
(6)已知[AlF ]3-在溶液中可稳定存在，CaF 难溶于水，但可溶于含Al3+的溶液中，原因是
6 2
(用离子方程式表示)。
(7)F 通入稀NaOH溶液中可生成OF ，OF 分子的空间构型为 ，其中氧原子的杂化方式为
2 2 2
。
答案 (1)3∶4 (2)①sp3 ②b (3)极性键、配位键 (4)①氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，
密度减小 ②第二周期第ⅥA族 (5)平面三角形 (6)3CaF+Al3+ 3Ca2++[AlF ]3- (7)V形 sp3
2 6解析 (1)基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级
有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，所以未成对电子数与成对电子数之比为3∶4。
(2)①NH 分子中N原子的价电子对数为4，N原子的杂化方式为sp3。②NH 分子是三角锥形，NH+是正
3 3 4
四面体形，二者键角不同;NH+中N原子采取sp3杂化。
4
(3)[Cu(H O) ]2+和[Cu(NH )]2+中Cu2+与HO、NH 分别形成配位键，HO、NH 中不同原子之间形成了极性
2 4 3 4 2 3 2 3
键。
(4)①水变成冰时，密度减小的主要原因:冰中水分子之间存在氢键，氢键具有方向性，水结冰时分子间距
离增大，密度减小。②NO、HO 分子中非金属性最强的元素为O，所以电负性最大的元素为O，O位于
2 4 2 2
周期表中第二周期第ⅥA族。
5+1-2×3
(5)N O-中N的价电子对数为3+ =3，孤电子对数为0，依据价电子对互斥理论可知硝酸根离子
3 2
的空间构型为平面三角形。
(6)CaF 与Al3+反应的离子方程式为3CaF +Al3+ 3Ca2++[AlF ]3-。
2 2 6
6-2×1
(7)OF 分子中O原子的价电子对数为2+ =4，含有2个孤电子对，所以O原子的杂化方式为sp3，
2
2
OF 分子的空间构型为V形。
2
14.海洋是资源的宝库，蕴藏着丰富的化学元素，如氯、溴、碘等。
(1)在光照条件下，氯气和氢气反应过程如下:
①Cl Cl+Cl ②Cl+H HCl+H
2 2
③H+Cl HCl+Cl……
2
反应②中形成的化合物的电子式为 ;反应③中被破坏的化学键属于
键(填“极性”或“非极性”)。
(2)在短周期主族元素中，氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是 (用元素符号表
示)。与氯元素同周期且金属性最强的元素位于周期表的第 周期 族。
(3)卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下列有关说法正确的是 。
a.卤化银的颜色按AgCl、AgBr、AgI的顺序依次加深
b.卤化氢的键长按H—F、H—Cl、H—Br、H—I键的顺序依次减小c.卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱
d.卤素单质与氢气化合按F、Cl、Br 、I 的顺序由难变易
2 2 2 2
(4)卤素单质的键能大小如下图。由图推断:
①非金属性强的卤素，其单质分子的化学键 断裂(填“容易”“不容易”或“不一定容易”)。
②卤素单质键能大小与键长的关系为 。
答案 (1) 非极性 (2)S>Cl>F 3 ⅠA (3)a
(4)①不一定容易 ②除F 外，键长增大，键能减小(合理即可)
2
解析 (1)HCl是共价化合物，是H与Cl通过共用电子形成的;氯原子之间以非极性共价键结合而形成Cl 分
2
子。
(2)在短周期主族元素中，与氯元素相邻的元素是硫元素和氟元素，根据元素周期律可知，原子半径由大到
小的顺序为S>Cl>F。
(3)a项，AgCl为白色、AgBr为淡黄色、AgI为黄色，即AgCl、AgBr、AgI颜色依次加深，正确;b项，卤
化氢的键长随着卤素原子半径的增大而增大，错误;c项，卤素单质的氧化性越强，则对应的阴离子的还原
性越弱，氧化性F>Cl>Br >I ，则还原性I->Br->Cl->F-，c项错误;d项，元素的非金属性越强，其单质与H
2 2 2 2 2
化合越容易，d项错误。
(4)F的非金属性最强，但F 所含化学键的键能比Cl、Br 的都小;Br的非金属性相对弱一些，但Br—Br键
2 2 2
键能较大，不容易断裂;在卤素单质(除F 外)中，共价键的键长越长，键能越小。
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