高中苏教版 (2019)专题3 微粒间作用力与物质性质第四单元 分子间作用力 分子晶体课后测评
展开一、单选题
1.下列说法中错误的有
①晶体中有阳离子就一定会存在阴离子②离子键是阴、阳离子间的相互吸引作用③分子晶体的熔点一定比金属晶体低④共价键的强弱决定分子晶体熔、沸点的高低⑤含有离子的晶体一定是离子晶体⑥由同种元素组成的晶体一定是同一类型的晶体
A.3个B.4个C.5个D.6个
2.下列变化规律正确的是
A.KCl、MgCl2、MgO的熔点由低到高
B.H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低
C.O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔点由低到高
D.碳化硅、晶体硅、金刚石、石墨的熔点由低到高
3.下面有关晶体的叙述中,不正确的是
A.金刚石为网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳原子
B.氯化钠晶体中,每个周围距离相等的共有6个
C.干冰晶体中,每个分子周围紧邻12个分子
D.金属铜属于面心立方最密堆积结构,金属镁属于六方最密堆积结构
4.下列物质的沸点,前者低于后者的是
A.乙醇与氯乙烷
B.C3F8(全氟丙烷)与C3H8
C.Na与K
D.邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸()
5.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子中有2个未成对电子,X原子的K层与M层电子数相等,W原子的最外层电子数等于X与Y原子的最外层电子数之和,Z单质常温下为气体。下列说法正确的是
A.原子半径B.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C.W与Y形成的化合物不能与酸反应D.Z的简单氢化物的熔沸点比W的高
6.下列叙述与范德华力无关的是
A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固
B.熔、沸点高低:
C.干冰易升华,固体不易升华
D.氯化钠的熔点较高
7.下列各组中的两种固态物质熔化或升华时,克服微粒间相互作用力属于同种类型的是
A.冰和冰醋酸B.金刚石和胆矾C.二氧化硅和干冰D.碘和氯化钾
8.化学处处呈现美。下列说法正确的是
A.晶莹剔透的大块水晶是由熔融态的二氧化硅快速冷却得到的
B.冰雪融化需要破坏氢键和范德华力
C.舞台上的白雾给人仙气飘飘的视角效果,是干冰升华时共价键断裂所致
D.无水硫酸铜吸水后变成蓝色胆矾,发生了物理变化
9.第28届国际地质大会提供的资料显示,海底蕴藏着大量的天然气水合物,俗称“可燃冰”。“可燃冰”是一种晶体,晶体中平均每46个分子构建成8个笼,每个笼可容纳1个分子或1个游离的分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了分子,另外2个笼被游离分子填充,则“可燃冰”的平均组成可表示为
A.B.C.D.
10.几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示,下列说法正确的是
A.中的配位数大于干冰中分子的配位数
B.晶胞中,分子的排列方式只有1种方向
C.若金刚石的晶胞边长为,其中两个最近的碳原子之间的距离为
D.石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种混合型晶体
二、判断题
11.都称为分子式。(_______)
12.分子间作用力是分子间相互作用力的总称,包括氢键与范德华力。(_______)
13.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 。
14.干冰晶体中,每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子 。
15.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等的Na+共有12个 。
三、解答题
16.涂炭箔材可用于电池领域,如高能量密度硅基负极的锂离子电池对于整体涂炭箔材表面涂炭层的覆盖率要求极高。采用高温刻蚀法可在SiC表面制备碳涂层,实验装置如图所示:
已知:的熔点为-70℃,沸点为:59°C,极易水解;SiC的熔点为:2700°C,硬度大,难溶于水。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,恒压分液漏斗中的盐酸滴入仪器a中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置A依次连接装置B、C,则装置C为 (填“甲”或“乙”),装置B的作用是 。
(3)装置D中通入前,先通入干燥的的目的是 ,则两通管活栓、、、的开关情况为 。
(4)装置D中,、Ar混合气体中的在高温条件下与SiC反应,将Si原子从SiC中刻蚀掉,从而形成碳涂层,下列有关该反应的说法正确的是 (填字母)。
a.该反应为置换反应
b.该反应中氧化剂与还原剂的质量比为20∶71
c.该反应中C、Si、Cl的化合价均发生变化
d.、Ar混合气体中Ar起到稀释的作用,减少和C的反应
(5)、SiC的晶体类型依次为 、 。
(6)装置E中气球的作用是 。
17.青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物。已知: 青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,青蒿素 60℃以上易分解。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。
(1)从青蒿中提取青蒿素的流程如下:研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如下:
①分离残渣与提取液的实验操作是 ;操作Ⅱ的名称是 。
②提取青蒿素使用的溶剂最好选择 。
③研究发现,青蒿素分子中的某个基团受热不稳定,据此分析用乙醇作溶剂,提取效率偏低,不能达到理想效果的原因是 。
④操作Ⅲ的主要过程可能是 (填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶 B.加 95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤 C.加入乙醚进行萃取分液
(2)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有 NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与______ (填字母)具有相似的性质。
A.乙醇B.乙酸C.乙酸乙酯D.葡萄糖
(3)青蒿素的质谱数据中有一个峰值与另一种抗疟药鹰爪素相同,而鹰爪素的该质谱峰对应过氧基团,于是推测青蒿素中也含有过氧基团,请写出过氧基的电子式: 。青蒿素所属晶体类型为 晶体。
(4)研究还发现,将青蒿素通过下面反应转化为双氢青蒿素,治疗疟疾的效果更好。
该反应的反应类型是 反应。
(5)科学家对 H2O2分子结构的认识经历了较为漫长的过程,最初科学家提出了两种观点:甲:、乙: H—O—O—H,甲式中 O→O 表示配位键,在化学反应中 O→O 键遇到还原剂时易断裂。化学家 Baeyer 和 Villiyer 为研究 H2O2的分子结构,设计并完成了下列实验:
a.将 C2H5OH 与浓 H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水;
b.将制得的(C2H5)2SO4与 H2O2反应,只生成 A 和 H2SO4;
c.将生成的 A 与 H2反应(已知该反应中 H2作还原剂)。
①如果 H2O2的结构如甲所示,实验 c 中化学反应方程式为(A 写结构简式) 。
②为了进一步确定 H2O2的结构,还需要在实验 c 后添加一步实验 d,请设计 d 的实验方案: 。
18.实验室利用和亚硫酰氯制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知沸点为,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)实验开始先通。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的,为测定n值,进行如下实验:
实验Ⅰ:称取样品,用足量稀硫酸溶解后,用标准溶液滴定达终点时消耗(滴定过程中转化为,杂质和不参与反应)。
实验Ⅱ:另取样品,利用上述装置与足量反应后,固体质量为。
则 ;若实验Ⅰ中,称重时样品发生了潮解,则n测量值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(3)用上述装置,根据反应制备。已知与分子结构相似,与互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为:①⑨⑧ ⑩③⑤(填序号),先馏出的物质
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
34.5
提取效率
几乎为 0
35%
95%
参考答案:
1.D
【详解】①晶体中有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体中存在金属阳离子和自由电子,没有阴离子,①错误;
②离子键是阴、阳离子间的静电作用,包括静电吸引和静电排斥,②错误;
③分子晶体的熔点不一定比金属晶体低,如分子晶体S的熔点高于金属晶体固态汞的熔点,③错误;
④分子晶体熔、沸点的高低取决于分子间作用力的强弱,与共价键的强弱无关,④错误;
⑤含有离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子,⑤错误;
⑥由同种元素组成的晶体不一定是同一类型的晶体,如金刚石、石墨、C60都是由C元素组成的,依次属于共价晶体、混合型晶体、分子晶体,⑥错误;
错误的有6个,答案选D。
2.A
【详解】A.离子半径越小,离子键越强,则晶格能越大,Cl、O的离子半径依次减小,K、Mg的离子半径依次减小,则晶格能由大到小的顺序为MgO>MgCl2>KCl,A项正确;
B.具有分子间氢键的分子晶体,与同族元素的氢化物相比,其熔、沸点较高,则晶体熔点由低到高的顺序为H2S
D.键长越短,共价键越强,熔点越大,键长:C-C键
3.B
【详解】
A.根据金刚石的晶胞结构可知由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,故A正确;
B.氯化钠晶体中,钠离子在体心和棱心位置,氯离子在顶点和面心位置,1个钠离子与6个氯离子构成正八面体,所以每个钠离子与6个最近且等距离的氯离子以离子键结合,与每个钠离子最近的且等距离的钠离子有12个,故B错误;
C.根据教材图片,二氧化碳晶体属于面心立方,采用沿X、Y、Z三轴切割的方法判断二氧化碳分子的个数为12,所以在晶体中,与每个分子周围紧邻的有12个分子,故C正确;
D.金属镁为六方最密堆积,金属铜是面心立方最密堆积,故 D正确。
故选:B。
4.D
【详解】A.乙醇与氯乙烷都是极性分子,由于乙醇分子之间存在氢键,增加了乙醇分子之间的吸引作用,导致乙醇的沸点比氯乙烷高,A不符合题意;
B.C3F8(全氟丙烷)与C3H8的分子结构相似,都是由分子构成,由于全氟丙烷的相对分子质量比丙烷大,所以全氟丙烷的沸点比丙烷的高,B不符合题意;
C.Na与K是同一主族的元素,物质晶体结构相似,由于金属键:Na大于K,所以Na的沸点比K的沸点高,C不符合题意;
D.对羟基苯甲酸()的分子之间会形成氢键,增加了分子之间的吸引作用,而邻羟基苯甲酸的分子之间只存在分子间作用力,导致物质的沸点:邻羟基苯甲酸()<对羟基苯甲酸(),D符合题意;
故合理选项是D。
5.B
【分析】X原子的K层和M层电子数相等,故X原子K层、M层均为2个电子,总共含12个电子,故X为Mg,Z的原子序数比X大且单质常温下为气体,故Z为Cl,W原子含2个未成对电子,故W电子排布式可能为:1s2s22p2(C)或1s2s22p4(O),若W为C,根据最外层电子数关系推得Y最外层也为2个电子,则为Mg,不符合题意,故W为O,根据最外层电子数关系推得Y最外层为4个电子,故Y为Si。
【详解】A.一般,电子层数多,半径大,层数相同时,核电荷数多,半径小,故四种原子半径顺序为:O<Cl<Si<Mg,A错误;
B.X为Mg元素,价电子排布为3s2稳定结构,故其第一电离能比相邻元素大,B正确;
C.W与Y形成SiO2,SiO2能与HF酸反应,C错误;
D.由于水分子能形成分子间氢键,而HCl分子不能,故H2O的熔沸点比HCl高,D错误;
故答案选B。
6.D
【详解】A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固是因为气体分子之间存在范德华力,A不符题意;
B.结构相似的共价分子,相对分子质量越大,范德华力越大,因此熔、沸点高低:,B不符题意;
C.干冰是固态的二氧化碳,二氧化碳是非极性分子,二氧化硫是极性分子,极性越强范德华力越强,因此干冰易升华,固体不易升华,C不符题意;
D.氯化钠是离子晶体,不存在范德华力,氯化钠的熔点较高是离子键较强,与范德华力无关,D符合题意;
答案选D。
7.A
【详解】A.冰熔化破坏范德华力和分子间氢键,冰醋酸熔化破坏范德华力和分子间氢键,A正确;
B.金刚石熔化破坏共价键,胆矾熔化是破坏离子键,B错误;
C.二氧化硅熔化破坏共价键,干冰升华是破坏范德华力,C错误;
D.碘升华是破坏范德华力,氯化钾熔化是破坏离子键,D错误;
故选A。
8.B
【详解】A.熔融态的二氧化硅快速冷却得到玛瑙,熔融态的二氧化硅缓慢冷却得到水晶,A错误;
B.水分子间存在氢键和范德华力,冰雪融化需要破坏氢键和范德华力,B正确;
C.干冰升华时,吸收周围环境的热量,使得水蒸气产生白雾,无共价键断裂,C错误;
D.无水硫酸铜吸水后变成蓝色胆矾,化学方程式为,此过程发生的是化学变化,D错误;
故选B。
9.D
【详解】“可燃冰”是一种晶体,晶体中平均每46个分子构建8个笼,每个笼内可容纳一个分子,另外2个笼被游离的分子填充,因此6个笼中有6个甲烷分子,共48个水分子,则“可燃冰”平均分子组成可表示为:;故选D。
10.D
【详解】A.NaCl晶体中Na+的配位数为6;干冰中CO2分子的配位数为12,所以NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数,A错误;
B.干冰晶体中二氧化碳分子的排列方向有4种,即在顶点上1种,3对面心上3种,B错误;
C.若金刚石的晶胞边长为acm,其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的=acm,C错误;
D.石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征,所以石墨为混合型晶体,D正确;
故答案为:D。
11.错误
【详解】Cu为金属晶体,晶体的组成为金属阳离子和自由电子,晶体中无单个分子,没有分子式;NaCl为离子晶体,化学式为晶体中阴阳离子的个数比,晶体中不含单个分子,没有分子式;SiO2为原子晶体,晶体中不存在单个分子,化学式为Si原子与O原子的个数比值为1:2,没有分子式;H2SO4为分子晶体,晶体中含有单个分子,分子式为H2SO4;故答案为:错误。
12.错误
【详解】分子间作用力是物质分子之间普遍存在的相互作用力,最常见的是范德华力和氢键。
答案为:错误。
13.错误
【详解】BF3是AB3型共价化合物,B原子形成3个价层电子对,采用的是sp2杂化方式,故错误;
14.正确
【详解】干冰的晶胞中CO2的堆积方式类似于面心立方最密堆积,其出现在晶胞的顶点和各个面心上,因此一个CO2周围最近有12个CO2,故正确;
15.正确
【详解】如果去除NaCl的晶胞中的Cl-,那么Na+在晶胞中的排列类似于面心立方的堆积,因此每个Na+周围最近的Na+有12个,故正确;
16.(1) 三颈烧瓶
(2) 甲 除去中的HCl
(3) 赶出装置D中的空气及水蒸气 关闭,打开、、
(4)ad
(5) 分子晶体 共价晶体
(6)回收Ar
【分析】装置A制备所得的氯气中含HCl和水蒸气,经装置B、C的净化后可得到干燥而洁净的氯气,提前用Ar气排除装置中的空气,氯气和SiC在真空管式炉中发生反应,生成的、多余的用NaOH溶液吸收,多余的Ar气用气球收集。
【详解】(1)仪器a的名称为三颈烧瓶。装置A中KClO3和浓盐酸反应可制备,反应的离子方程式为。
(2)装置B、C均为除杂装置,装置B为饱和食盐水,作用是除去中的HCl,装置C是为了除去中的水蒸气(也称干燥)。
(3)先通入的目的是赶出装置D中的空气及水蒸气,则需关闭,打开、、。
(4)装置D中的反应为,该反应为置换反应,a项正确;是氧化剂,SiC是还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,质量比为,b项错误;该反应中Si的化合价没有变化,c项错误;、Ar混合气体中Ar起到稀释的作用,控制反应速率,从而使能充分地刻蚀SiC,d项正确,故选ad。
(5)由熔沸点、硬度、水溶性可知,为分子晶体,SiC为共价晶体。
(6)进入装置E中的气体有Ar、、,、均能溶解于NaOH溶液,故气球的作用是回收Ar。
17.(1) 过滤 蒸馏 乙醚 乙醇沸点相对乙醚来说较高,分离时易造成青蒿素受热被破坏,导致其提取效率偏低 B
(2)C
(3) 分子晶体
(4)还原反应
(5) +H2→C2H5OC2H5+H2O 用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
【分析】本题是一道从青蒿中提取青蒿素的实验题,首先用乙醚从青蒿干燥破碎中萃取出青蒿素,之后过滤得到提取液,再通过蒸馏的方式分离乙醚和粗品,再对粗品提纯即可得到精品,以此解题。
【详解】(1)①分离残渣与提取液的操作是分离难溶性固体与液体混合物,该实验操作方法是名称是过滤;操作Ⅱ为分离互溶的两种液体的操作,应该用蒸馏的方法;
②由已知信息可知:青蒿素不溶于水,在酒精中溶解度不大,而易溶于乙醚,而且水与乙醇互溶,而与乙醚互不相溶,所以提取青蒿素使用的溶剂最好选择乙醚;
③用乙醇作溶剂,提取效率偏低,不能达到理想效果的原因是乙醇沸点相对乙醚来说较高,分离时易造成青蒿素受热被破坏,导致其提取效率偏低;
④操作Ⅲ为提纯青蒿素的过程得到精品青蒿素;
A.青蒿素在水中几乎不溶,不能用水溶解,A错误;
B.青蒿素在乙醇中可溶解,加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可以提纯青蒿素, B正确;
C.加入乙醚分液后得到的还是混合液,不是精品,C错误;
故选B。
(2)A.乙醇易溶于水,A错误;
B.乙酸易溶于水,B错误;
C.乙酸乙酯在水中的溶解度不大,加入含有NaOH、酚酞的水溶液后水解生成乙酸,且水解的碱性减弱,溶液红色变浅,C正确;
D.葡萄糖易溶于水,D错误;
故选C;
(3)过氧基里两个氧之间有一对共用电子对,另外两个氧还各有一个单电子,故其电子式为: ;青蒿素的熔点为156~157℃,熔点较低,属于分子晶体;
(4)根据青蒿素与双氢青蒿素分子结构的不同,可知是青蒿素分子中的羰基变为羟基,由于得氢被还原,得氧被氧化,所以反应类型为还原反应;
(5)①根据原子守恒可知,A的分子式为C4H10O2,所以如果双氧水的结构如甲所示,O→O键遇到还原剂时易断裂,则c中的反应为+H2→C2H5OC2H5+H2O;②如果双氧水的结构如乙所示,则反应为C2H5O-OC2H5 + H2 → 2CH3CH2OH,两者的区别之一为是否有水生成,所以可利用无水硫酸铜检验,故答案为:+H2→C2H5OC2H5+H2O;用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)。
18.(1) a 冷擬回流
(2) 偏大
(3) ⑥
【分析】SOCl2与H2O反应生成两种酸性气体,FeCl2∙4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为:SOCl2吸收FeCl2∙4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl,HCl可抑制FeCl2的水解,从而制得无水FeCl2。
【详解】(1)实验开始时先通N2,排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置a,产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置,由分析可知,装置b中发生反应的化学方程式为;装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2;
(2)滴定过程中将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,反应的离子方程式为6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则m1g样品中n(FeCl2)=6n()=6cV×10-3ml;m1g样品中结晶水的质量为(m1-m2)g,结晶水物质的量为ml,n(FeCl2):n(H2O)=1:n=(6cV×10-3ml):ml,解得n=;若实验Ⅰ中,称重时样品发生了潮解,导致样品中水的量增加,使得n测量值偏大;
(3)组装蒸馏装置对TiCl4、CCl4混合物进行蒸馏提纯,按由下而上、从左到右的顺序组装,安装顺序为①⑨⑧,然后连接冷凝管,蒸馏装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦,接着连接尾接管⑩,TiCl4极易水解,为防止外界水蒸气进入,最后连接③⑤,安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤;由于TiCl4、CCl4分子结构相似,TiCl4的相对分子质量大于CCl4,TiCl4分子间的范德华力较大,TiCl4的沸点高于CCl4,故先蒸出的物质为CCl4;答案为:⑥、CCl4。
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