Bài tập Liên kết hydrogen và tương tác van der waals có đáp án
-
209 lượt thi
-
17 câu hỏi
-
45 phút
Danh sách câu hỏi
Câu 1:
Các nhà hóa học đã nghiên cứu và kết luận rằng nếu không có liên kết hydrogen thì nước sẽ sôi ở -80oC. Như vậy, trong điều kiện thường, nước sẽ tồn tại ở thể khí (hơi nước). Khi đó, trên Trái Đất sẽ chẳng có các đại dương, sông, hồ,… và cũng không bao giờ có mưa. Mọi sự sống sẽ không tồn tại. Trái Đất sẽ là một hành tinh chết nếu không có sự hiện của liên kết hydrogen.
Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước được tạo thành như thế nào? Ảnh hưởng của liên kết hydrogen với tính chất vật lí của nước ra sao?
Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với nguyên tử O có độ âm điện lớn) của phân tử nước này với một nguyên tử O (còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết) của phân tử nước khác.
Nhờ có liên kết hydrogen mà ở điều kiện thường nước ở thể lỏng, có nhiệt độ sôi cao (100oC).
Câu 2:
Giữa liên kết S-H và liên kết O-H, liên kết nào phân cực mạnh hơn? Vì sao?
- Độ âm điện của O bằng 3,44; của H bằng 2,2 ⇒ Liên kết O-H là liên kết cộng hóa trị phân cực
- Độ âm điện của S bằng 2,58; của H bằng 2,2 do đó liên kết S-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Vậy liên kết O-H phân cực mạnh hơn.
Câu 3:
Quan sát các Hình 11.2 và 11.3, em hiểu thế nào là liên kết hydrogen giữa các phân tử
Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N) với một nguyên tử khác có độ âm điện lớn (thường là F, O, N) còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.
Liên kết hydrogen thường được biểu diễn bằng dấu ba chấm (…)
Câu 4:
So sánh độ bền của liên kết hydrogen với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.
Thứ tự tăng dần độ bền liên kết: Liên kết hydrogen < liên kết cộng hóa trị < liên kết ion.
Câu 5:
Điều gì đã khiến H2O có nhiệt độ sôi cao hơn H2S? Giải thích.
H2O có liên kết hydrogen liên phân tử còn H2S không có nên H2O có nhiệt độ sôi cao hơn H2S.
Câu 6:
So sánh nhiệt độ sôi và khả năng hòa tan trong nước giữa NH3 và CH4. Giải thích
Công thức Lewis của NH3:
Công thức Lewis của CH4:
- Nhiệt độ sôi: Nguyên tử N có độ âm điện lớn làm cho liên kết N-H phân cực mạnh, trong phân tử NH3 nguyên tử N còn cặp electron chưa liên kết nên có thể tạo liên kết hydrogen giữa các phân tử NH3 với nhau. Mặt khác, C có độ âm điện nhỏ nên liên kết C-H phân cực yếu, nguyên tử C không còn cặp electron chưa liên kết nên không có khả năng tạo liên kết hydrogen giữa các phân tử CH4 với nhau. Điều này khiến cho nhiệt độ sôi của NH3 cao hơn của CH4.
- Khả năng hòa tan trong nước: Giải thích tương tự như nhiệt độ sôi. Phân tử NH3 có thể tạo liên kết hydrogen với nước còn CH4 thì không. Do đó NH3 tan tốt trong nước hơn CH4.
Câu 7:
Giải thích vì sao một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với bốn phân tử nước khác
Phân tử nước có hai nguyên tử H liên kết với nguyên tử O (có độ âm điện lớn) nên mỗi nguyên tử H trong phân tử nước này có thể tạo liên kết hydrogen với nguyên tử O trong phân tử nước khác.
Bên cạnh đó, nguyên tử O còn 2 cặp electron chưa liên kết nên có thể tạo 2 liên kết hydrogen với nguyên tử H trong 2 phân tử nước khác.
Như vậy một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với bốn phân tử nước khác.
Câu 8:
Vì sao nên tránh ướp lạnh các lon bia, nước giải khát,… trong ngăn đá của tủ lạnh?
Nên tránh ướp lạnh các lon bia, nước giải khát, … trong ngăn đá của tủ lạnh vì:
Khi cho vào ngăn đá tủ lạnh, nước chuyển từ trạng thái lỏng thành trạng thái rắn. Ở trạng thái rắn nước có cấu trúc tinh thể phân tử với bốn phân tử H2O phân bố ở bốn đỉnh của một tứ diện đều, bên trong là cấu trúc rỗng.
⇒ Nước ở trạng thái rắn có thể tích lớn hơn khi ở trạng thái lỏng.
⇒ Có thể làm biến dạng các lon bia, nước giải khát dẫn đến nổ.
Câu 9:
Quan sát Hình 11.7, cho biết thế nào là một lưỡng cực tạm thời?
Trong các phân tử, các electron không ngừng chuyển động. Khi các electron di chuyển tập trung về một phía bất kì của phân tử sẽ hình thành nên các lưỡng cực tạm thời.
Câu 10:
Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực hút nào?
Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực hút trái dấu.
Câu 11:
Giải thích xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các nguyên tố khí hiếm trong Bảng 11.1
Tương tác van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất. Khi khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng thì tương tác van der Waals tăng.
Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử trong nhóm VIIIA, bán kính nguyên tử tăng đồng thời khối lượng nguyên tử tăng ⇒ Tương tác van der Waals tăng ⇒ Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng.
Câu 12:
Tại sao nhện nước có thể di chuyển trên mặt nước?
Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước trên bề mặt nước và giữa các phân tử nước trên bề mặt với lớp nước bên dưới tạo ra sức căng bề mặt cho nước. Chân của con nhện nước gồm các chất kị nước, phân tử các chất này đẩy nước khiến cho chân của nhện nước không bị nước bao bọc và tụt xuống dưới nước. Vì vậy chúng có thể di chuyển trên bề mặt nước mà không làm vỡ bề mặt nước.
Câu 13:
Hợp chất nào dưới đây tạo được liên kết hydrogen liên phân tử
A. CH4
B. H2O
C. PH3
D. H2S
Đáp án đúng là: B
A. CH4 không tạo được liên kết hydrogen vì liên kết C-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực
B. H2O tạo được liên kết hydrogen vì liên O-H phân cực. Nguyên tử H mang một phần điện tích dương (linh động) của phân tử H2O này tương tác bằng lực hút tĩnh điện với nguyên tử O mang một phần điện tích âm của nguyên tử H2O khác.
C. PH3 không tạo được liên kết hydrogen vì liên kết P-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
D. H2S không tạo được liên kết hydrogen vì liên kết S-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Câu 14:
Sự phân bố electron không đồng đều trong một nguyên tử hay một phân tử hình thành nên
A. một ion dương
B. một ion âm
C. một lưỡng cực vĩnh viễn
D. một lưỡng cực tạm thời
Đáp án đúng là: D
Sự phân bố electron không đồng đều trong một nguyên tử hay một phân tử hình thành nên một lưỡng cực tạm thời.
Câu 15:
Khí hiếm nào dưới đây có nhiệt độ sôi thấp nhất?
A. Ne
B. Xe
C. Ar
D. Kr
Đáp án đúng là: A
Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử trong nhóm VIIIA, bán kính nguyên tử tăng đồng thời khối lượng nguyên tử tăng ⇒ Tương tác van der Waals tăng ⇒ Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng.
⇒ Ne có nhiệt độ sôi thấp nhất.
Câu 16:
Biểu diễn liên kết hydrogen giữa các phân tử:
a) Hydrogen fluoride
b) Ethanol (C2H5OH) và nước
a) Liên kết hydrogen được hình thành giữa các phân tử HF:
b) Liên kết hydrogen được hình thành giữa H2O và C2H5OH
Hoặc
Câu 17:
Trong hai chất ammonia (NH3) và phosphine (PH3), theo em chất nào có nhiệt độ sôi và độ tan trong nước lớn hơn? Giải thích
Liên kết P-H không phân cực nên không tạo được liên kết hydrogen giữa các phân tử PH3 với nhau và giữa PH3 với H2O. Mặt khác các phân tử NH3 có thể liên kết với nhau và liên kết với H2O bằng liên kết hydrogen.
⇒ Nhiệt độ sôi và độ tan trong nước của NH3 lớn hơn PH3.