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高中化学苏教版 (2019)选择性必修2专题3 微粒间作用力与物质性质第四单元 分子间作用力 分子晶体测试题
展开1.下列关于范德华力的叙述正确的是( )
A.是一种较弱的化学键 B.分子间存在的较强的电性作用
C.直接影响所有物质的熔、沸点 D.稀有气体的原子间存在范德华力
2.下列有关氢键的说法正确的是( )
A.氢键是氢元素与其他元素形成的化学键
B.氢键与共价键一样具有方向性和饱和性
C.氢键存在于分子之间,不存在于分子之内
D.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键
3.下列说法正确的是( )
A.分子间作用力与化学键是本质上不同的两种作用力
B.HF的沸点较高,是因为H—F键的键能很大
C.范德华力与氢键可以同时存在于分子之间
D.氢键是一种特殊化学键,它广泛地存在于自然界中
4.下列说法中错误的是( )
A.卤化氢中,HF的沸点最高是由于HF分子间存在氢键
B.H2O的沸点比HF的高,可能与氢键有关
C.氨水中含有分子间氢键
D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
5.下列化合物的沸点比较,前者低于后者的是( )
A.乙醇与氯乙烷 B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C.对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛 D.H2O与H2Te
6.下列各组中物质形成的晶体都属于分子晶体的是( )
A.碘、二氧化碳、白磷、C60 B.食盐、醋酸、硫、碳化硅
C.SO3、金刚石、N2、铜 D.蔗糖、甲烷、石墨、硫酸铜
7.下列关于晶体的说法正确的是( )
A.分子晶体内一定存在共价键
B.分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
C.冰熔化时水分子中共价键没有断裂
D.由非金属元素形成的化合物一定是分子晶体
8.下列有关冰和干冰叙述不正确的是( )
A.干冰和冰都是由分子密堆积形成的晶体
B.冰是由范德华力和氢键形成的晶体,每个水分子周围有4个紧邻的水分子
C.干冰比冰的熔点低得多,常压下易升华
D.干冰中只存在范德华力不存在氢键,一个分子周围有12个紧邻的分子
9.下列物质呈固态时,一定属于分子晶体的是( )
A.非金属单质 B.非金属氧化物 C.含氧酸 D.金属氧化物
10.下列性质符合分子晶体特点的是( )
①熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液能导电
②熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液能导电
③能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃
④熔点97.81 ℃,质软,导电,密度为0.97 g·cm-3
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
11.据某科学杂志报道,国外有一研究发现了一种新的球形分子,它的分子式为C60Si60,其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”,经测定其中包含C60,也有Si60的结构。下列叙述不正确的是( )
①该物质有很高的熔点、很大的硬度 ②该物质形成的晶体属分子晶体
③该物质分子中Si60被包裹在C60里面 ④该物质的相对分子质量为2 400
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
12.下列物质的熔、沸点高低顺序不正确的是( )
A.F2<Cl2<Br2<I2 B.CF4>CCl4>CBr4>CI4
C.H2O>H2Te>H2Se>H2S D.CH4<SiH4<GeH4<SnH4
13.在20世纪90年代末期,科学家发现并证明碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初,科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子,大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关说法错误的是( )
A.熔点比较:C60<C70<C90<金刚石
B.已知C(石墨)==C(金刚石) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.C60晶体结构如图所示,每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D.金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与H2发生加成反应
14.最近发现一种由M、N两种原子构成的气态团簇分子,如下图所示。实心球●表示N原子,空心球○表示M原子,则它的化学式为( )
A.M4N4
B.MN
C.M14N13
D.M4N5
15.在水中,水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下,(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着形成四面体(如下图所示)。
当(H2O)n的n=5时,下列说法中正确的是( )
A.(H2O)n是一种新的水分子 B.(H2O)n仍保留着水的化学性质
C.1 个(H2O)n中有4个氢键 D.1 ml (H2O)n中有2 ml氢键
二、非选择题(本题包括5小题)
16.下图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点,其中表示第ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 ;表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线 ;同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物的沸点依次升高,其原因是 。
A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点,其原因是 ,如果把这些氢化物分子间存在的主要影响沸点的相互作用表示为A—H…B—,则A元素一般具有的特点是 。
17.(1)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是 。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 。
(2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,因为 。
18.据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C60的物质N60。已知:①N60分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构;②N—N键的键能为167 kJ·ml-1。请回答下列问题:
(1)N60分子组成的晶体为 晶体,其熔、沸点比N2 (填“高”或“低”),原因是 。
(2)1 ml N60分解成N2时吸收或放出的热量是 kJ(已知N≡N键的键能为942 kJ·ml-1),表明稳定性N60 (填“>”“<”或“=”)N2。
(3)由(2)列举N60的用途(举一种): 。
19.水是自然界中普遍存在的一种物质,也是维持生命活动所必需的一种物质。
信息一:水的性质存在许多反常现象,如固态密度小于液态密度使冰浮在水面上,沸点相对较高使水在常温常压下呈液态等。
信息二:在20 ℃、1个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”(如图):
试根据以上信息回答下列问题:
(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为δs-s,p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为δp-p,则H2O分子中含有的共价键用符号表示为 。
(2)下列物质熔化时,所克服的微粒间的作用与“热冰”熔化时所克服的作用类型完全相同的是 (填字母,下同)。
A.金刚石 B.干冰 C.食盐 D.固态氨
(3)已知:2H2OH3O++OH-,在OH-、H2O、H3O+、H2O2中均含有的化学键是 。
A.极性键 B.非极性键 C.配位键 D.氢键
(4)写出短周期元素原子形成的与H3O+具有相同电子数和原子数的分子或离子 。
(5)水的分解温度远高于其沸点的原因是 。
参考答案及解析
1.D 【解析】范德华力是存在于分子间的较弱的相互作用,它不是化学键且比化学键弱得多,只能影响由分子构成物质的熔、沸点;稀有气体为单原子分子,分子之间靠范德华力相结合。
2.B 【解析】氢键是一种比一般范德华力强的分子间作用力,与氢有关但不属于化学键,A错误;形成氢键的分子应含有H—N、H—O或H—F键,一个氢原子只能形成一个氢键,氢键有饱和性和方向性,B正确;氢键既可存在于分子之间,也可存在于分子之内,C错误;可燃冰中,水分子间存在氢键,但CH4与H2O之间不存在氢键,D错误。
3.C 【解析】分子间作用力与化学键是本质上都是静电作用,A错误;HF的沸点较高,是因为HF分子间存在氢键,H—F键的键能影响的是HF分子的稳定性,B错误;水分子间同时存在范德华力与氢键,C正确;氢键不是化学键,是一种特殊的分子间作用力,D错误。
4.D 【解析】因为HF分子之间存在氢键,所以HF是卤化氢中沸点最高的,A正确;H2O分子之间存在氢键,使H2O在常温下呈液态,HF在常温下呈气态,说明H2O分子间的氢键比HF分子间的氢键多,B正确;氨水中除NH3分子之间存在氢键外,NH3与H2O,H2O与H2O之间都存在氢键,C正确;氢键中的X—H…Y三原子应尽可能的在一条直线上,但在特定条件下,如空间位置的影响下,也可能不在一条直线上,D错误。
5.B 【解析】由于乙醇分子间存在分子间氢键,而氯乙烷分子间不存在氢键,所以乙醇的沸点高于氯乙烷的沸点;同理,H2O的沸点高于H2Te的沸点。邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分子内氢键,沸点较低;而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键,沸点较高。
6.A 【解析】食盐、硫酸铜、金刚石、石墨、碳化硅、铜中都不存在分子,它们形成的晶体都不是分子晶体。
7.C 【解析】在稀有气体元素的原子中,最外层电子已经达到了稳定结构,不再形成化学键,其单质分子为单原子分子,因此其单质晶体中不存在共价键,A错误;分子的稳定性强弱只与分子内所含化学键的强弱有关,而与分子间作用力无关,B错误;冰熔化时破坏的是分子间作用力,共价键没有发生变化,C正确;由非金属元素形成的化合物中,NH4Cl等铵盐是离子晶体,SiO2、SiC等是共价晶体,D错误。
8.A 【解析】干冰晶体中的CO2分子间作用力只有范德华力,分子采取密堆积形式,一个分子周围有12个紧邻的分子;冰晶体中的水分子间除了范德华力还存在氢键,由于氢键具有方向性,每个水分子周围有4个紧邻的水分子,采取非紧密堆积的方式,空间利用率小,因而密度小,A错误,B、D正确。干冰融化需克服范德华力,冰融化还需要克服氢键,由于氢键比范德华力大,所以干冰比冰的熔点低得多,导致干冰易升华,C正确。
9.C 【解析】非金属单质中的金刚石、非金属氧化物中的SiO2都是共价晶体;而金属氧化物通常为离子化合物,也不是分子晶体。
10.B 【解析】分子晶体具有低熔点、易升华、硬度小等性质。①熔点高不是分子晶体的性质;④能导电不是分子晶体的性质,该处所述的是金属钠的性质,故选②③。
11.C 【解析】分子晶体的熔点比较低,硬度比较小。Si原子半径大于C原子半径,C60应被包裹在Si60里面。
12.B 【解析】本题中的各组物质形成的晶体都是分子晶体,它们熔、沸点的高低由分子间作用力大小决定,分子间作用力越大,熔、沸点越高,反之越低。对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大。卤素单质随相对分子质量的增大,分子间作用力逐渐增大,熔、沸点升高,A正确;同理,从CF4到CI4,从CH4到SnH4,熔、沸点都升高,B错误,D正确;H2O的沸点反常,常温下为液态(分子间存在氢键所致),其余氧族元素的氢化物在常温下都是气体,故H2O的熔、沸点在其中是最高的,C正确。
13.D 【解析】C60、C70、C90均是分子晶体,相对分子质量越大,熔点越高;金刚石是共价晶体,熔点比分子晶体高得多,A正确;石墨转化成金刚石是吸热过程,说明石墨能量低,石墨比金刚石稳定,B正确;由C60的晶体结构,可知每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个,C正确;C60的结构中存在碳碳双键,可与H2发生加成反应,D错误。
14.C 【解析】本题要求确定物质的化学式,关键点是该物质为气态团簇分子,图中的立方体表示的是分子中各原子的空间位置关系,该立方体对应一个分子。与离子晶体、共价晶体不同,它不存在共用与均摊问题,其化学式就是分子式,因此由该物质分子的模型图可知其分子由14个M原子和13个N原子组成,分子式为M14N13。
15.B 【解析】水分子小集团(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的,氢键不属于化学键,因此(H2O)n不是一种新的分子,(H2O)n仍保留着水的化学性质,A错误,B正确。在(H2O)n集团中,每个H2O分子与周围的4个H2O分子形成氢键,而每个氢键为两个H2O分子所共有,根据均摊法原理,可知1个H2O分子形成的氢键数为4×eq \f(1,2)=2,C错误。当n=5时,1 个(H2O)n中有5个H2O分子,能形成10个氢键,则1 ml (H2O)n中有10ml氢键,D错误。
16.A;D;组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高;H2O、HF、NH3都存在分子间氢键;电负性大,原子半径小
【解析】ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第2周期元素的气态氢化物中沸点最高的是水,最低的是甲烷;由图可知,A、B、C、D曲线中表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是曲线A;表示ⅣA族元素气态氢化物沸点的是曲线D。同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物中分子间的范德华力依次增大,所以沸点依次升高。A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物中分子间都存在氢键,所以它们的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点。
17.(1)①氢键、范德华力 ②CO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
(2)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
【解析】(1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范德华力和氢键。②根据题给数据可知,笼状空腔的直径是0.586 nm,而CO2分子的直径是0.512 nm,笼状空腔直径大于CO2分子的直径,而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4,因此可以实现用CO2置换CH4的设想。
(2)水可以与乙醇互溶,是因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。
18.(1)分子;高;N60、N2均形成分子晶体,且N60的相对分子质量大,分子间作用力大、故熔、沸点高 (2)13 230;< (3)N60可作高能炸药(答案合理即可)
【解析】(1)N60、N2形成的晶体均为分子晶体,因Mr(N60)>Mr(N2),故N60晶体中分子间的范德华力比N2晶体大,N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。
(2)因每个氮原子形成三个N—N键,每个N—N键被2个N 原子共用,故1 ml N60中存在N—N键:1 ml×60×3×=90 ml。发生的反应为N60==30N2,故ΔH=90×167 kJ·ml-1-30×942 kJ·ml-1=-13 230 kJ·ml-1<0,为放热反应,表明稳定性N2>N60。
(3)由于反应放出大量的热,同时生成大量气体,因此N60可用作高能炸药。
19.(1)δs-p (2)D (3)A (4)NH3
(5)水分解必须破坏O—H共价键,而水沸腾只需破坏氢键和范德华力
【解析】(1)水分子中的共价键是H原子中的s电子与O原子中的p电子形成的sp σ键。
(2)“热冰”熔化时所克服的作用力是氢键和范德华力,固态氨分子间也存在氢键和范德华力。
(3)四种微粒中所含有的H—O键都是极性共价键。
(4)短周期元素原子形成的与H3O+具有相同电子数(10电子)和原子数(4原子)的分子是NH3。
(5)水分解必须破坏O—H共价键,而水沸腾只需破坏氢键和范德华力,所以水的分解温度远高于其沸点。 参数
分子
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/kJ·ml-1
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
高中化学苏教版 (2019)选择性必修2专题4 分子空间结构与物质性质第一单元 分子的空间结构课时训练: 这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2专题4 分子空间结构与物质性质第一单元 分子的空间结构课时训练,共7页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2021学年第三单元 共价键 共价晶体课后复习题: 这是一份2021学年第三单元 共价键 共价晶体课后复习题,共7页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课后复习题: 这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课后复习题,共8页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。