专题3　微粒间作用力与物质性质 综合评价 （含解析）

专题3　微粒间作用力与物质性质　综合评价
一、 单项选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分)
1. (2022·海门期末)光气(COCl2)是一种重要的有机中间体。可用反应CHCl3＋H2O2===COCl2↑＋HCl＋H2O制备光气。下列叙述不正确的是(　　)
A. CHCl3的名称：三氯甲烷
B. HCl的电子式：H＋[]－
C. H2O2既有极性键又有非极性键
D. Cl－比O2－原子核外多一个电子层
2. (2021·南京期末)下列物质中，既含有离子键又含有共价键的是(　　)
A. NaCl B. HCl C. CO2 D. NaOH
3. (2021·扬州中学期中)下列常见分子中σ键、π键判断正确的是(　　)
A. C与O互为等电子体，1 mol O中含有的π键数目为2NA
B. CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C. CN－与N2结构相似，CH2===CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D. 已知反应N2O4(l)＋ 2N2H4(l)===3N2(g) ＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
4. (2021·扬州江都区质检)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟ⅦA族元素结合时形成的化学键(　　)
A. 一定是共价键　 B. 一定是离子键
C. 可能是共价键，也可能是离子键　　 D. 上述说法都不正确
5. (2021·南通中学质检)在SiO2晶体内部，每个Si与4个O分别形成4个单键，则与每个O形成单键的Si的数目是(　　)
A. 1 B. 2　　 C. 3　 D. 4
6. 下列各组物质中，按熔点由低到高排列的是(　　)
A. O2、I2、Hg　　 B. CO2、Al2O3、KCl
C. Na、K、Rb D. H2S、H2Se、H2Te
7. 下列各组化合物中，所含化学键类型完全相同的是(　　)
A. C2H6、H2O2、C2H5OH B. HCl、NaCl、MgCl2
C. H2O、CO2、NH4Cl D. NaOH、NaClO、Na2O
8. 下列物质的性质与氢键无关的是(　　)
①甲烷的熔、沸点比硅烷的低　②NH3易液化　③NH3分子比PH3分子稳定　④在相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④
9. 下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是(　　)
A. 在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C. HCl、HBr、HI的熔、沸点逐渐升高
D. CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高
10. 下列模型分别表示S8、SF6、C2H2的结构，下列说法正确的是(　　)
A. 32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B. SF6是由非极性键构成的分子
C. 1 mol C2H4分子中有5 mol σ键和1 mol π键
D. C2H2分子中不含非极性键
11. (2021·南通中学期中)氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质。下列各组物质熔化时，所克服的粒子间的作用与氮化硅熔化所克服的粒子间的作用相同的是(　　)
A. 冰和金刚石　　 B. 晶体硅和水晶
C. 重晶石(BaSO4)和萤石(CaF2) D. 氮化镁和干冰
12. 某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是(　　)
A. 3∶9∶4 B. 1∶4∶2 C. 2∶9∶4 D. 3∶8∶4
13. (2021·苏州期中)下列判断错误的是(　　)
A. 碳碳键的键长：C2H4＞C2H2
B. 晶体的熔点：SiO2＞CO2
C. 晶格能的大小：NaF＞MgO
D. 金属键的强弱：Li＞K
14. (2021·衡水中学月考)下列各组晶体物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是(　　)
①SiO2和SO3　②晶体硼和HCl　③CO2和SO2　④晶体硅和金刚石　
⑤晶体氖和晶体氮　⑥硫黄和碘
A. ③④⑥　　 B. ①②③　　 C. ④⑤⑥　　 D. ①③⑤
二、 非选择题(本题共4题，共58分)
15. (14分)现有以下物质：①HF；②Cl2；③H2O；④N2；⑤C2H4；⑥C2H6；⑦H2；⑧H2O2；⑨NH4Cl。按要求回答下列问题(填序号)：
(1) 只含有极性键的是________；只含有非极性键的是________；既含有极性键，又含有非极性键的是________________。
(2) 只含有σ键的是__________________；既含有σ键又含有π键的是________。
(3) 含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________________。
(4) 含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是____________。
16. (14分)(1) 现有以下物质：①CO2；②NaCl；③Na；④Si；⑤CS2；⑥金刚石；⑦(NH4)2SO4；⑧乙醇。由极性键形成的非极性分子有________(填序号，下同)，含有金属离子的物质是________，分子间可形成氢键的物质是________，属于离子晶体的是________，属于共价晶体的是________，①～⑤五种物质的熔点由高到低的顺序是________________。
(2) A、B、C、D为四种晶体，性质如下：
A. 固态时能导电，能溶于盐酸
B. 能溶于CS2，不溶于水
C. 固态时不导电，液态时能导电，可溶于水
D. 固态、液态时均不导电，熔点为3 500 ℃
试推断它们的晶体类型：A：________；B：________；C：________；D：________。
(3) 下图中A～D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型，请填写相应物质的名称：A：________；B：________；C：________；D：________。
17. (15分)(2021·上冈高级中学期中)元素X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为1。元素Y基态原子的3p轨道上有5个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。元素W基态原子核外电子共有16种运动状态。
(1) X＋的核外电子排布式为____________________；与X同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与X原子相同的元素有________ (填元素符号)。
(2) X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________；
②该化合物的化学式为________。
(3) 稳定性： H2Z________H2W(填“＜”“＞”或“＝”)，其主要原因是________________________________________________________________________。
18. (15分)石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲)，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。
(1) 图乙中1号C与相邻C有无形成π键？________(填“有”或“无”)。
(2) 图甲中1号C与相邻C形成的键之间的夹角________(填“>”“<”或“＝”)120°。
(3) 我国制墨工艺将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者沸点更高，其原因是______________________________________________________________________。
(4) 石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为__________，该材料的化学式为__________。
(5) 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”。
参数分子 分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/(kJ· mol－1)
CH4 0.436 16.40
CO2 0.512 29.91
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是______________________________________________________________________；
②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，结合表中内容从物质结构及性质的角度分析，该设想能否实现？________(填“能”或“否”)。可燃冰与二氧化碳置换的水合物的熔点较高的是____________。
专题3　综合评价
1. B　解析：卤代烃的命名原则可知，CHCl3的名称为三氯甲烷，A正确；HCl是共价化合物，故其电子式为HC，B错误；H2O2既含有O—H极性键又有O—O非极性键，C正确；Cl－核外有3个电子层，O2－核外有2个电子层，故Cl－比O2－核外多一个电子层，D正确。
2. D　解析：NaCl中只含有离子键，A不符合题意；HCl中只含有共价键，B不符合题意；CO2中只含有共价键，C不符合题意；NaOH中含钠离子、氢氧根离子间的离子键，氢氧根离子内存在共价键，D符合题意。
3. A　解析：C与O是等电子体，所以O中含有一个O≡O键，因此1 mol O中含有π键2NA个，A正确；CO与N2结构相似，CO中含有一个C≡O键，分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；CN－与N2结构相似，CH2===CHCN 分子中含有一个C===C键和一个 C≡N键，因此CH2===CHCN分子中含有6个σ键和3个π键，σ键与π键的数目之比为2∶1，C错误；若该反应中有4 mol N—H键断裂，即1 mol N2H4参与反应，则生成1.5 mol氮气，氮气中含有N≡N键，形成π键的数目是3NA，D错误。
4. C　解析：最外层只有1个电子的元素可能是ⅠA族的非金属元素H，H元素与卤族元素(如Cl)结合时形成含有共价键的HCl，也可能是ⅠA族的碱金属元素，如Na，Na元素与卤族元素(如Cl)结合时形成含有离子键的NaCl，C正确。
5. B　解析：在SiO2晶体内部，每个Si与4个O形成4个单键，每个O与2个Si原子形成2个Si—O单键，因此在晶体内部Si、O原子个数之比是1∶2，化学式为SiO2，故选B。
6. D　解析：可联系三种物质在常温下的状态判断，O2为气体，I2为固体，Hg为液体，熔点应为O2Al3＋，Cl－>O2－且后者电荷数高于前者，可知Al2O3的熔点应高于KCl，B错误；碱金属的熔、沸点随核电荷数增大而降低，C错误；三种物质为氧族元素的气态氢化物，它们的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，熔点依次升高，D正确。
7. A　解析：C2H6、H2O2、C2H5OH都是共价化合物，只含有共价键，A符合题意；HCl只含有共价键，NaCl、MgCl2只含有离子键，B不符合题意；H2O、CO2只含有共价键，NH4Cl既含有共价键，又含有离子键，C不符合题意；NaOH、NaClO中含有离子键与共价键，Na2O中只含有离子键，D不符合题意。
8. C　解析：甲烷与硅烷分子中均不含有氢键，甲烷的熔、沸点比硅烷的低，是因为甲烷的相对分子质量小于硅烷，①符合题意；氨气分子间存在氢键，氢键的存在使得分子间作用力增强，使得氨气易液化，②不符合题意；NH3分子、PH3分子稳定性与H—N、H—P的键能有关，所以NH3分子比PH3分子稳定，与氢键无关，③符合题意；在相同条件下，H2O的沸点比H2S高，是由于H2O分子间存在氢键，作用力比分子间作用力强，沸点较高，④不符合题意；故选C。
9. B　解析：在相同条件下，O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大，故O2在水中的溶解度大于N2，A不符合题意；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关，B符合题意；HCl、HBr、HI的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高，C不符合题意；烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷，D不符合题意。
10. C　解析：1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8 mol＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B错误；成键原子之间最多形成1个σ键，双键中有1个π键，因此1 mol乙烯中含有5 mol σ键和1 mol π键，C正确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。
11. B　解析：氮化硅是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质，则氮化硅属于共价晶体，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键。冰是分子晶体，冰融化时克服范德华力和氢键，金刚石为共价晶体，金刚石熔化时克服共价键，A不符合题意；晶体硅和水晶都是共价晶体，熔化时克服共价键，B符合题意；重晶石(BaSO4)和萤石(CaF2)都是离子晶体，熔化时克服离子键，C不符合题意；氮化镁是离子晶体，氮化镁熔化时克服离子键，干冰是分子晶体，干冰熔化时克服范德华力，D不符合题意。
12. B　解析：由图可知该晶体部分结构单元的上下两面为正三角形，因此处于顶角的粒子为12个该结构单元共用，故A的数目为6×＝；处于水平棱上的粒子为4个结构单元共用，处于垂直棱上的粒子为6个结构单元共用，故该结构单元中包含B粒子的数目为6×＋3×＝2，由此可见A、B、C三种粒子的数目之比为∶2∶1＝1∶4∶2，B正确。
13. C　解析：碳碳双键键长大于碳碳三键键长，所以碳碳键的键长：C2H4＞C2H2，A正确；熔点：共价晶体＞分子晶体，二氧化硅是共价晶体，干冰是分子晶体，则熔点：SiO2＞CO2，B正确；晶格能与离子半径成反比，与离子所带电荷数成正比，离子所带电荷数：镁离子＞钠离子、氧离子＞氟离子，半径：氟离子＜氧离子、钠离子＞镁离子，故晶格能：NaF＜MgO，C错误；金属键与金属阳离子所带电荷成正比，与原子半径成反比，金属阳离子所带电荷：Li＝K，原子半径：LiK，D正确。
14. A　解析：固体SO3是分子晶体，二氧化硅是共价晶体，①不符合题意；固体HCl是分子晶体，晶体硼是共价晶体，②不符合题意；CO2和SO2都是分子晶体，二者都只含极性共价键，③符合题意；晶体硅和金刚石都是共价晶体，二者都只含非极性共价键，④符合题意；晶体氖和晶体氮都是分子晶体，晶体氖中不含共价键，晶体氮含共价键，⑤不符合题意；硫黄和碘都是分子晶体，二者都只含非极性共价键，⑥符合题意，故选A。
15. (1) ①③　②④⑦　⑤⑥⑧
(2) ①②③⑥⑦⑧　④⑤
(3) ⑦　(4) ②④⑤⑥⑧
16. (1) ①⑤　②③　⑧　②⑦　④⑥　④＞②＞③＞⑤＞①
(2) 金属晶体　分子晶体　离子晶体　共价晶体
(3) 氯化铯　氯化钠　二氧化硅　金刚石(或晶体硅)
17. (1) 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10　Cr
(2) ①4　②CuCl
(3) ＞　H2O分子内H—O的键能大于H2S分子内H—S的键能(或氧元素非金属性大于硫元素的非金属性或H—O键的键长小于H—S键的键长)
解析：(1) X为Cu，核外电子排布式为[Ar]3d104s1，则X＋的核外电子排布式为[Ar]3d10；与X同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素只有Cr，价电子排布式为3d54s1；(2)①根据晶胞结构可知，X位于晶胞的顶点和面心，X个数＝8×＋6×＝4；②Y位于晶胞的体内，Y个数为4，X、Y分别为Cu、Cl，则化学式为CuCl；(3)H2Z、H2W分别为水和硫化氢，氧原子半径小于硫原子半径，则H—O的键长小于H—S的，故H—O的键能大于H—S的键能，稳定性：H2O>H2S。
18. (1) 无　(2) ＝
(3) 氧化石墨烯可与水形成分子间氢键
(4) 12　M3C60
(5) ①氢键、范德华力　②能　二氧化碳置换的水合物
解析：(1) 图乙中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对数是4，与相邻C没有形成π键。(2) 石墨烯中每个C原子形成3个共价单键，共价单键为σ键；图甲中1号C与相邻C形成的键之间的夹角为120°。(3) 氧化石墨烯可与水分子形成氢键，而石墨烯不能。(4) 图丙中M原子位于晶胞的棱心与内部，其个数为12×＋9＝12，C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数为8×＋6×＝4，M原子和C60分子的个数之比为3∶1，则该材料的化学式为M3C60。(5) ①CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”，该分子晶体中分子间存在范德华力和氢键。②由表格数据可知：二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径，能顺利进入笼状空腔内，且二氧化碳分子与水分子的结合能力强于甲烷分子，二氧化碳置换的水合物的相对分子质量大，熔点较高。