高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第四单元 分子间作用力 分子晶体课堂检测

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第四单元 分子间作用力 分子晶体课堂检测，共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题
1．科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 ml N—N键吸收193 kJ热量，断裂1 ml N≡N键吸收941 kJ热量，则
A．N4的熔点比P4高
B．1 ml N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量
C．N4比N2稳定
D．1 ml N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量
2．是球形分子，每个碳原子用3个电子与周围的碳原子形成键，剩余的1个电子用于形成大键。由分子构成的晶体其晶胞属于面心立方结构(晶胞的边长为cpm)，下列说法正确的是
A．1个分子中有90个键
B．在晶体中，的配位数为8
C．晶体的密度为
D．假设为理想球形，该球半径为
3．磷酸可以通过脱水缩合生成链状多磷酸，其中焦磷酸和三聚磷酸的结构如图所示。
下列说法错误的是
A．磷酸分子的结构为B．焦磷酸中P元素化合价为+5价
C．三聚磷酸钠的化学式为D．链状多磷酸的通式为
4．下列事实与解释不对应的是
A．AB．BC．CD．D
5．下列有关[Ni(NH3)6]SO4的说法正确的是
A．SO、ClO、NO、CO离子的中心原子均采用sp3杂化
B．1 ml [Ni(NH3)6]2+中σ键的数目为18 ml
C．[Ni(NH3)6]2+中H—N—H的键角大于NH3中的键角
D．ⅤA族元素单质的晶体类型相同
6．有关晶体的结构如图所示，下列说法中错误的是
A．CaO2晶体中，Ca2+的配位数为6
B．氧化镁晶体中，与Mg2+距离最近且等距的Mg2+有8个
C．碘晶体中，存在非极性共价键和范德华力
D．金刚石晶体中，碳碳键的键角为109°28′
7．离子液体因其不挥发性、无色、无臭、较好的化学稳定性被誉为二十一世纪的绿色化学溶剂，某离子液体(结构如下)在触觉传感器中应用广泛。X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，Y是非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z>X
C．简单氢化物的沸点：Y>Z
D．该离子液体中各元素原子均满足8电子稳定结构
8．下列曲线表示的变化趋势错误的是
A．B．
C．D．
9．用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应：，可实现氯的循环利用。
已知：
下列说法正确的是
A．若密闭容器中充入和，达平衡时共放出的热量
B．转化为放出能量
C．的沸点高于是因为分子间存在氢键
D．破坏键需要的能量比破坏需要的能量低
10．下列性质与解释中错误的是
A．AB．BC．CD．D
11．是目前储氢密度最高的材料之一，其晶胞结构如图所示，晶胞边长为apm。Mg原子占据Fe形成的所有四面体空隙，储氢后，分子占据Fe形成的八面体空隙，化学式为。下列说法正确的是
A．晶胞中，存在的化学键类型为金属键和离子键
B．氢气储满后晶体的化学式为
C．氢气储满后，和的最短距离为
D．晶胞中Fe与Mg的配位数均为4
12．某晶体的晶胞结构如图所示，晶胞参数为acm。下列有关该晶体的说法错误的是
A．K的配位数为4B．化学式为
C．1个该晶胞的质量为gD．相邻K原子之间的最短距离为cm
13．化合物是一种无机盐药物。已知为原子序数依次递增的短周期元素，同主族，同周期，基态原子轨道总电子数是轨道电子数的4倍，基态原子的未成对电子数相等。下列说法正确的是
A．离子半径：B．电负性：
C．简单氢化物沸点：D．难溶于水
14．固态甘氨酸属于分子晶体，有3种不同晶体结构，其中一种结构如图所示(，，晶胞边长单位为nm)。下列说法正确的是
●甘氨酸分子
A．元素的第一电离能：O>N>C
B．甘氨酸分子中的键是由碳原子杂化的p轨道与氧原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的
C．该甘氨酸晶体的1个晶胞内含有2个甘氨酸分子
D．该甘氨酸晶体的密度为
15．短周期主族元素X、Y、A、B、C在元素周期表中的位置如图所示，A是非金属性最强的元素，则下列说法错误的是
A．Y的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸B．A、B的氢化物的沸点顺序为
C．原子半径由小到大的顺序为D．B、C简单离子的还原性由弱到强的顺序为
二、填空题
16．如图是晶体结构示意图。请回答：
(1)在晶体中每个硅原子周围紧邻的氧原子数目为 ；每个氧原子周围紧邻的硅原子数目为 ，晶体中硅原子与氧原子个数之比是 。
(2)在晶体中每个硅原子连接有 个共价键，每个氧原子连接有 个共价键，硅原子个数与共价键个数之比 ，氧原子个数与共价键个数之比是 。
17．晶体类型的判断方法
(1)依据组成晶体的微观粒子和粒子间的作用判断
分子间通过分子间作用力形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于共价晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体。
(2)依据物质的分类判断
① (如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数 (除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。
③常见的共价晶体单质有金刚石、晶体硼、晶体硅等；常见的共价晶体化合物有碳化硅、SiO2等。
④金属单质(除汞外)与合金均属于金属晶体。
(3)依据晶体的熔点判断
离子晶体的熔点较高，常在数百至几千摄氏度；共价晶体的熔点高，常在一千至几千摄氏度；分子晶体的熔点较低，常在数百摄氏度以下至很低温度；金属晶体多数熔点高，但也有熔点相当低的。
(4)依据导电性判断
离子晶体在水溶液中和熔融状态下都导电；共价晶体一般为非导体，但晶体硅能导电；分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由离子，也能导电；金属晶体是电的良导体。
(5)依据硬度和机械性能判断
离子晶体硬度较大或略硬而脆；共价晶体硬度大；分子晶体硬度小且较脆；金属晶体多数硬度大，但也有硬度较小的，且具有延展性。
三、解答题
18．电池在人类生产生活中具有十分重要的作用，单晶硅和铜、锗、镓等的化合物常作为制备太阳能电池的原料。回答下列问题：
(1)基态镓原子的价层电子排布图是 。
(2)四氯化硅属于 晶体，硅原子的杂化方式是 。
(3)下列锗卤化物的熔点和沸点，产生该变化规律的原因是 。
(4)比较键角∠HNH：H2N−NH2中的−NH2 H2N−NH中的−NH(填“>”、“<”或“=”)，请说明理由 。
(5)下图为铜的某种氯化物晶胞示意图，试回答下列问题
①该物质的化学式是 。原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子标参数分别为A(0，0，0)；B(0，1，1)；B(1，1，0)；则D原子的坐标参数为 。
②晶胞中C、D两原子核间距为298pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度 g/cm3(列出计算式即可)。
19．石灰氮(CaCN2)是一种氮素肥效长的固态肥料，同时也是一种低毒、无残留的农药。工业上合成方法之一为。回答下列问题：
(1)已知Sn和C同主族，Sn的原子序数为50，基态Sn原子的价层电子排布图为 ，沸点比较：CH4 SnH4(填>、=、<)，理由是： 。
(2)N原子核外不同运动状态的电子有 种；下列状态的氮中再失去一个电子所需能量最大的是 。
A． [He]2s22p3 B． [He]2s22p13s1 C． [He]2s22p33s1 D． [He]2s22p2
(3)上述制备反应涉及到元素及化合物中属于非极性分子的有 ，电负性最大的元素是 。
(4)固态CO2俗称干冰，干冰中的作用力有 。
①范德华力 ②离子键 ③共价键 ④非极性键
(5)已知等电子原理是指原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相同的结构特征，其性质相近。这样的粒子互称为等电子体，例如CO和N2互为等电子体，请写出CO的电子式： 。
选项
事实
解释
A
第一电离能：
与K位于同一主族，原子半径：，原子核对外层电子的吸引能力：
B
晶体中每个分子紧邻的分子数：
硫化氢晶体(12个)冰(4个)
冰中水分子间主要以氢键结合，硫化氢晶体中硫化氢分子间主要以范德华力结合
C
分子的极性：
键的极性大于键的极性
D
熔点：
属于离子晶体，属于分子晶体
选项
性质
解释
A
键角：
、的杂化方式相同，但上含孤电子对
B
稳定性：
中含氢键
C
熔点：()远高于(升华)
为离子晶体，为分子晶体
D
酸性：
电负性更大使羟基极性变强
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
参考答案：
1．D
【详解】A．N4与白磷结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，故A错误；
B．从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N-N键，根据N4(g)=2N2(g) △H =6×193kJ·ml-1-2×941kJ·ml-1=-724kJ·ml-1，1 ml N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量，故B错误；
C．由B可知N4(g)=2N2(g) △H =-724kJ·ml-1，N4的能量比N2高，N2比N4稳定，故C错误；
D．由B可知N4(g)=2N2(g) △H =-724kJ·ml-1，1 ml N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量，故D正确；
故选D。
2．A
【详解】A．每个碳原子用3个电子与周围的碳原子形成σ键，1个C60分子中用于形成σ键的电子个数为60×3=180，2个电子形成1个σ键，故形成σ键的个数为，故A正确；
B．观察C60的晶胞可知，其位于立方体的8个顶点和6个面心，以其中一个顶点的C60为例，其配位数为，故B错误；
C．由C60的晶胞可知，其位于立方体的8个顶点和6个面心，每个晶胞中含有的C60为，一个晶胞的质量为，所以C60晶体的密度为，故C错误；
D．设该球的半径为r，则根据晶胞图可知，所以，故D错误；
故答案为：A。
3．C
【详解】A．根据焦磷酸的结构式可知，磷酸分子的结构为，A正确；
B．三聚磷酸的化学式为H5P3O10，P的化合价为+5，B正确；
C．三聚磷酸钠又称五钠，则为钠替代了三聚磷酸中的氢，则其化学式为Na5P3O10，C错误。
D．焦磷酸的化学式为H4P2O7，三聚磷酸的化学式为H5P3O10，则链状多磷酸的通式为Hn+2PnO3n+1，D正确；
故选C。
4．C
【详解】A．Na与K位于同一主族，原子半径：NaK，K更容易失去电子，所以第一电离能：Na > K，A正确；
B．冰中水分子间主要以氢键结合，硫化氢晶体中硫化氢分子间主要以范德华力结合，为面心立方堆积，所以晶体中每个分子紧邻的分子数：硫化氢晶体(12个)>冰(4个)，B正确；
C．分子的极性：NH3>CH4，因为氨气为三角锥，没有对称中心，甲烷为正四面体，有对称中心，C错误；
D．AlF3属于离子晶体， AlCl3属于分子晶体，一般为离子晶体的熔沸点大于分子晶体，所以熔点：AlF3(1040 ℃ )>AlCl3 (178℃)，D正确；
故选C。
5．C
【详解】A．硫酸根离子和高氯酸根离子的中心原子均采用sp3杂化，硝酸根离子和碳酸根离子的中心原子均采用sp2杂化，A错误；
B．1 ml [Ni(NH3)6]2+中σ键的物质的量为(3×6+6)ml=24ml，B错误；
C．中N原子为sp3杂化，有一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大，使键角减小约为107°，[Ni(NH3)6]2+中N原子的孤电子对与Ni2+空轨道形成配位键，转化为成键电子对，对N-H成键电子对的排斥力减小，使的H-N-H键角大于107°，C正确；
D．ⅤA族元素有氮、磷、砷、锑、铋等，其中氮、磷、砷形成的单质为分子晶体，锑、铋形成的单质为金属晶体，晶体类型不相同，D错误；
故选C。
6．B
【详解】A．由图可知，Ca2+位于顶点和面心，过氧根位于棱心和体心，距Ca2+等距且最近的过氧根位于上下前后左右，共有6个，即CaO2晶胞中，Ca2+的配位数为6，A正确；
B．氧化镁晶体中，距顶点的Mg2+最近且等距的Mg2+位于面心，个数为12，B错误；
C．在碘晶体中，I2分子间存在范德华力，I2分子内存在碘碘非极性共价键，C正确；
D．在金刚石晶体中，每个C原子采取sp3杂化轨道与相邻的4个碳原子结合，碳碳键夹角为109°28′，D正确；
故选B。
7．C
【分析】X、Y、Z均为短周期主族元素，Y的非金属性最强，则Y为F；根据该离子液体结构，X得到1个电子后可与F形成4个共价键，且原子序数小于F，则X为B；Z失去1个电子后可形成3个共价键，且原子序数大于F，Z为S，达到8电子稳定结构，符合题干中该离子液体具有较好的化学稳定性，据此解答。
【详解】A．X为B，Y为F，Z为S，则原子半径：Z>X>Y，A错误；
B．X为B，Y为F，Z为S，非金属性：Y>Z>X，但F没有最高价氧化物，则最高价氧化物的水化物的酸性：Z>X，B错误；
C．Y、Z的简单氢化物分别为HF、H2S，因为HF分子之间存在氢键，沸点更高，则简单氢化物的沸点：Y>Z，C正确；
D．该离子液体中含有H原子，则不是各元素原子均满足8电子稳定结构，D错误；
故选C。
8．B
【详解】A．O、S、Se元素属于同一主族元素，从上到下，元素电负性依次减弱，则O、S、Se元素的电负性随原子序数增大而减小，A正确；
B．C、Si、Ge元素属于同一主族元素，且对应的周期序数依次增大，CH4、SiH4、GeH4的组成和结构相似，相对分子质量越大，沸点越高，则CH4、SiH4、GeH4的沸点随周期序数的增大而增大，B错误；
C．原子半径：FH-Cl>H-Br)随键长的增大而减小，C正确；
D．CH4、NH3、H2O的键角分别为、、，原子序数：C故选B。
9．C
【详解】A．该反应存在一定限度，反应物不能完全转化，放出的热量小于，A错误；
B．化学键的断裂吸收能量，转化为吸收能量，B错误；
C．分子间氢键使物质的沸点增大，的沸点高于是因为分子间存在氢键，C正确；
D．焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则4×E(H-Cl)+498k/ml-2×243kJ/ml-4×E(H-O)=-115.6kJ/ml，可知4×E(H-Cl)-4×E(H-O)=-127.6kJ/ml，即断裂H2O(g)中1ml H-O键比断裂HCl(g)中1ml H-Cl键所需能量高，D错误；
答案选C。
10．B
【详解】A．CH4与NH3均为杂化，NH3含孤电子对，所以键角更小，故A正确；
B．H2O与H2S结构相似，O半径小于S，所以键长更短，更稳定，故B错误；
C．为离子晶体，微粒间作用为离子键，为分子晶体，熔点受分子间作用力影响，一般离子键作用力强于分子间作用力，故C正确；
D．由于电负性，为吸电子基，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更易电离，酸性增强，故D正确；
故答案为：B。
11．C
【详解】A．构成该晶体的元素均为金属元素，所以存在的化学键类型为金属键，A错误；
B．原子形成的八面体空隙在晶胞的棱心和体心，所以每个晶胞中含有4个和8个，个，因此氢气储满后晶体的化学式为，B错误；
C．和的最短距离为面对角线的二分之一，为，C正确；
D．根据晶胞结构示意图可知，距离原子最近且等距的原子有4个，即的配位数为4，而该晶体的化学式为，所以的配位数为8，D错误；
故选C。
12．D
【详解】A．由晶胞结构图可知K原子的配位数为4，A项正确；
B．在晶胞结构K原子位于体内，有8个，原子团位于顶点与面心，有个，故该晶体的化学式为，B项正确；
C．在晶胞结构K原子有8个，原子团有4个，1ml的质量为637g，1个该晶胞的质量为，C项正确；
D．相邻K原子之间的最短距离为cm，D项错误；
答案选D。
13．A
【分析】根据基态原子轨道总电子数是轨道电子数的4倍，其核外电子排布式为，Y为B元素，同周期的，基态原子的未成对电子数相等，则Z为C元素，W为O元素，同主族，化合物是一种无机盐药物，则M为Na元素，X为H元素。
【详解】A．W为O元素，M为Na元素，二者形成的离子，电子层结构相同，原子序数越小，离子半径越大，故离子半径：，A正确；
B．X为H元素，Z为C元素，C的非金属性大于H，元素非金属性越强，电负性越大，电负性：，B错误；
C．Z为C元素，W为O元素，简单氢化物为、，分子间能形成氢键，沸点高于，C错误；
D．M为Na元素，是一种无机钠盐，绝大多数钠盐能溶于水，且是一种药物，能被人体吸收，故能溶于水，D错误；
答案选A
14．D
【详解】A．N的2p半满，能量更低，所以元素的第一电离能：N>O>C，A错误；
B．甘氨酸分子中的键是由碳原子未杂化的p轨道与氧原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的，B错误；
C．甘氨酸属于分子晶体，1个晶胞内的甘氨酸分子数为，C错误；
D．根据甘氨酸组成可知其摩尔质量为，晶胞体积为，
故该甘氨酸晶体的密度为，D正确。
故选D。
15．A
【分析】短周期主族元素X、Y、A、B、C在元素周期表中的位置如图，A是非金属性最强的元素，A是F元素，再依据元素周期表的结构可知，B为，C为S，X为C，Y为。
【详解】A．的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸，A错误。
B．分子间形成氢键，A、B的氢化物的沸点由低到高的顺序为，B正确。
C．同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，原子半径由小到大的顺序为，C正确。
D．非金属单质氧化性越强，其简单阴离子还原性越弱，氧化性：，则简单离子的还原性由弱到强的顺序为，即，D正确。
故选A。
16．(1) 4 2 1:2
(2) 4 2 1:4 1:2
【详解】（1）二氧化硅形成的晶体是原子晶体，在二氧化硅晶体中，每个硅原子周围有4个氧原子，每个氧原子周围有2个硅原子，所以硅氧原子个数比为1︰2。
（2）在晶体中每个硅原子连接有4个共价键，每个氧原子连接有2个共价键，硅原子个数与共价键个数之比1:4，氧原子个数与共价键个数之比是1:2。
17． 活泼金属的氧化物 非金属单质
【详解】由物质的分类的依据可知，活泼金属的氧化物(如Na2O、MgO等)、强碱[如KOH、Ba(OH)2等]和绝大多数的盐类是离子晶体；大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硼、晶体硅等外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体，故答案为：活泼金属的氧化物；非金属单质。
18．(1)
(2) 分子
(3)锗的卤化物均为分子晶体，随相对分子质量增加，分子间作用力增强，熔沸点升高
(4) ＜ 有孤电子对，孤电子对对成键电子排斥力大，键角变小
(5) CuCl
【详解】（1）Ga处于第四周期Ⅲ A族，基态Ga原子价层电子的排布式为4s24p1，由泡利原理、洪特规则，价电子排布图为；
（2）四氯化硅属于分子晶体，分子中Si原子价层电子对数为4，因此杂化方式为；
（3）锗的卤化物都是分子晶体，分子间通过分子间作用力结合，对于组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，由于相对分子质量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，随相对分子质量增加，分子间作用力增强，熔沸点升高；
（4）价层电子对数为4，有一对孤电子对，价层电子对数，无孤对电子，又因为孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对成键电子的排斥力，故键角中的＜中的；
（5）① 利用均摊法可知，晶胞中有4个Cu原子，Cl原子个数为，两者个数比为1：1，故该物质的化学式为CuCl；已知A、B、C的原子坐标参数分别为；；，C和D的连线处于晶胞的体对角线上，且C、D间的距离等于体对角线长度的，所以D原子的坐标参数为；
②晶胞中C、D两原子核间为298pm，则晶胞体对角线的长度为4298pm；晶胞体对角线长度等于晶胞棱长的倍，晶胞的质量，则晶体的密度=。
19．(1) < 二者分子结构相似，二者同为分子晶体，相对分子质量SnH4>CH4，范德华力SnH4>CH4，(所以沸点SnH4>CH4)
(2) 7 D
(3) CO2 O
(4)①③
(5)
【详解】（1）Sn元素与C元素为同主族元素，位于第五周期，所以其价层电子排布式为5s25p2，故其价电子排布图为：，已知CH4、SnH4二者分子结构相似，均为正四面体结构，且同为分子晶体，相对分子质量SnH4>CH4，范德华力SnH4>CH4，所以沸点SnH4>CH4，故答案为：；＜；已知CH4、SnH4二者分子结构相似，均为正四面体结构，且同为分子晶体，相对分子质量SnH4>CH4，范德华力SnH4>CH4；
（2）根据鲍利原理可知，原子核外没有两个运动状态完全相同的电子，N原子有7个电子，即有7个运动状态不同的电子，基态原子（或离子）的能量低于激发态原子（或离子）的能量，电离最外层一个电子所需能量：基态＞激发态，元素的第二电离能大于第一电离能；[He]2s22p3 为基态氮原子简化电子排布式，[He]2s22p23s1 为激发态氮原子的简化电子排布式，[He]2s22p2 为基态 N+ 的简化电子排布式，[He]2s22p13s1 为激发态 N+ 的简化电子排布式。则电离最外层一个电子所需能量最大的是[He]2s22p2，故答案为：7；D；
（3）上述制备反应即涉及到元素及化合物中：CaCO3、CaCN2属于离子化合物，HCN、CO属于共价化合物，正、负电荷中心不重合，二者属于极性分子，CO2、H2属于共价物质，正、负电荷中心重合，故属于非极性分子，但H2为单质，根据同一周期从左往右元素电负性依次增大，同一主族从上往下元素电负性依次减小可知，涉及元素的电负性大小顺序为：O＞N＞C＞H＞Ca，即电负性最大的元素是O，故答案为：CO2；O；
（4）固态CO2俗称干冰，干冰中的作用力有分子间作用力即范德华力和C、O之间的共价键，属于极性共价键，不存在离子键和非极性共价键，故答案为：①③；
（5）已知等电子原理是指原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相同的结构特征，其性质相近。这样的粒子互称为等电子体， CO和N2互为等电子体已知N2的电子式为：，故CO的电子式为：，故答案为：。