专题3《微粒间作用力与物质性质》章末习题
一、单选题
1.科学家发现了铝的“超级原子”结构和。已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40时处于相对稳定状态。下列说法正确的是
A.和互为同位素
B.“超级原子”中原子间通过离子键结合
C.和都具有较强的还原性,容易失去电子生成阳离子
D.最外层电子数之和为42,与第ⅡA族元素原子的化学性质相似
2.泽维尔研究发现,当用激光脉冲照射,使和的核间距为时,中的化学键为离子键;当二者的核间距约为时,中的化学键为共价键。根据泽维尔的研究成果能得出的结论是
A.晶体是离子晶体和分子晶体的混合物
B.离子晶体可能含有共价键
C.晶体中既有离子键,又有共价键
D.共价键和离子键没有明显的界线
3.KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于______位置,O处于_______位置。
A.体心、棱心 B.顶角、面心 C.棱心、顶角 D.体心、面心
4.科学家合成出一种用于分离镧系金属的化合物A(如下图所示),在化合物A中,X、Y、Z原子的最外层都达到8电子稳定结构。X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,其中Z位于第三周期,Z的单质是一种淡黄色固体。下列关于X、Y、乙的叙述中,正确的是
A.简单氢化物的热稳定性:
B.简单氢化物的还原性:
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:
D.化合物,分子中所有原子均达到8电子稳定结构
5.下列说法正确的是
A.构成共价晶体的原子的半径越大,晶体的硬度越大
B.施加电场时,液晶分子垂直于电场方向排列
C.冰融化时,分子中氢氧键发生断裂
D.液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定
6.下列说法正确的是
A.分子晶体中只存在非极性共价键 B.原子晶体中只存在共价键
C.物质溶于水时不会断裂化学键 D.含阳离子的晶体一定含有阴离子
7.下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)
A.124gP4含有P—P键的个数为4NA
B.12g石墨中含有C—C键的个数为1.5NA
C.1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为12NA
D.60gSiO2中含Si—O键的个数为2NA
8.下列晶体性质的比较中错误的有
①熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅>四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷
②沸点:HF>H2O>NH3>PH3
③硬度:白磷>冰>二氧化硅
④熔点:Na>Mg>镁铝合金>Al>Hg
⑤熔点:NaF>NaCl>NaBr>NaI
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
9.下列关于σ键和π键的理解不正确的是
A.CH4中的化学键均是σ键
B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
C.CH3—CH3、CH2=CH2、CHCH中的σ键都是C—C键
D.碳碳双键中有1个σ键、1个π键,碳碳三键中有1个σ键、2个π键
10.部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.a中可能含有非极性键
B.b存在多种同素异形体
C.c不属于酸性氧化物
D.d转化为e可通过化合反应实现
11.下列叙述中正确的是
A.某物质熔融状态能导电,可以证明该物质内一定存在离子键
B.单质分子中含有共价键一定是非极性共价键
C.离子键就是使阴阳离子结合成化合物的静电引力
D.共价化合物中,一定存在极性共价键,可能存在非极性键,一定不存在离子键
12.北京大学和中国科学院的化学工作者合作,已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体,具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构分析正确的是
A.K3C60中既有离子键又有极性键
B.1molK3C60中含有的离子数目为63×6.02×1023
C.该晶体在熔融状态下能导电
D.该物质的化学式可写作KC20
二、填空题
13.氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。已知甲乙均是由短周期主族元素构成的离子化合物。将4.80g甲加热至完全分解,只得到一种常见金属单质和2.24L的H2(已折算成标准状况)。化合物乙在加热条件下分解除得到H2外还生成另一种气体丙,丙在标准状况下的密度为0.76g·L-1。化合物甲、乙与水反应均能放出H2,同时生成的溶液均能使紫色石蕊变蓝。请回答下列问题:
(1)化合物甲的化学式_______;化合物乙的电子式_______
(2)化合物甲中金属元素在周期表中的位置_______;简述检验该金属离子的实验步骤_______;化合物乙中存在的化学键为_______
(3)写出下列化学方程式:
①化合物甲与水反应_______;
②化合物乙溶解在盐酸中_______。
14.立方氮化硼的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm,则立方氮化硼的一个晶胞中含有___________个硼原子,立方氮化硼的密度是___________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
15.西瓜膨大剂别名氯吡苯脲,是经过国家批准的植物生长调节剂,实践证明长期使用对人体无害。已知其相关性质如表所示:
分子式 结构简式 外观 熔点 溶解性
白色结晶粉末 170~172℃ 易溶于水
(1)基态氯原子核外电子的未成对电子数为______。
(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为______。
(3)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有______(填标号)。
A.离子键 B.金属键 C.共价键 D.配位键 E.氢键
(4)氯吡苯脲易溶于水的原因是______。
(5)查文献可知,可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲。
反应过程中,每生成氯吡苯脲,断裂化学键的数目为______。
(6)已知苯环上连接的能电离出,如,苯酚的酸性大于(邻羟基苯甲醛),其原因是______。
16.回答下列问题:
(1)SiC、Si、金刚石中熔点由高到低的顺序为______,理由是______。
(2)干冰、冰二者的熔点较高的是_____,其理由是_____。
(3)CS2的熔、沸点高于CO2的理由是______。
(4)NaF的熔点______(填“>”“=”或“<”)的熔点,其原因是______。
17.按要求填空:
(1)柠檬酸的结构简式见图。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的键的数目为_________mol。
(2)CO2分子中存在_________个键和_________个键。
(3)N2分子中键与键的数目比 _________。
18.晶体的特性
(1)自范性:晶体能自发地呈现_________外形的性质。
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现出不同的_____________性质。
19.(1)按要求填空:
①第三周期中有两个成单电子的元素符号是________;
②四核10电子的粒子的电子式(写一种)__________;
③第四周期中,3d轨道半充满的元素符号是________________。
(2)下列物质中:①白磷(P4) ②水晶 ③氯化铵 ④氢氧化钙 ⑤氟化钠 ⑥过氧化钠 ⑦石墨,固态下都为晶体,回答下列问题(填写序号):
不含金属离子的离子晶体是________,只含离子键的离子晶体是________,既有离子键又有非极性键的离子晶体是________,既有离子键又有极性键的离子晶体是________。
20.请回答下列问题:
(1)NH3的沸点(-33.5℃)高于NF3的沸点(-129℃)的主要原因是_______。
(2)化学式为N2H4C,属离子化合物,各原子均具有稀有气体稳定结构。写出它的电子式_______。
(3) 常压下,SO3的沸点(44.8℃)比SO2的沸点(-10℃)高,其主要原因是_______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.同位素是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素,不互为同位素,A项错误;
B.“超级原子”中Al原子间通过共价键结合,B项错误;
C.最外层电子数之和为,需要获得1个电子达稳定结构,因此表现出强氧化性,C项错误;
D.最外层电子数之和为,由于这类“超级原子”最外层电子数之和40时处于相对稳定状态,因此该微粒需要失去2个电子才能达到稳定结构,说明与IIA族元素原子的化学性质相似,D项正确;
答案选D。
2.D
【详解】由题中信息可知,当和的核间距较大时,中的化学键为离子键,当和的核间距较小时,中的化学键为共价键。当离子的核间距发生改变时,化学键的性质会发生改变,这说明共价键和离子键没有明显的界线。故选:D。
3.A
【详解】根据晶胞图,K位于晶胞的顶点,O位于晶胞的面心,I位于晶胞的内部,如果KIO3晶胞结构另一种表示形式,I位于顶角,个数为=1,K也为1,应位于体心,则O位于棱心,个数为=3,故选项A正确;
答案为A。
4.B
【分析】根据题意,Z位于第三周期,Z的单质是一种淡黄色固体,并且在结构图中的阳离子中,形成三个共价键,失去一个个电子给阴离子,又能满足8电子结构,则Z是硫;根据化合物A的结构图分析,Y形成一个共价键,推知Y是氟元素,X形成四个共价键,并且整个阴离子得到一个电子,则X是硼元素。综上,X、Y、Z分别为B、F、S。
【详解】A.非金属性越强,元素形成简单氢化物的热稳定性越好。非金属Y>X,所以简单氢化物热稳定性:Y>X,A项错误;
B.F2的氧化性比S大,则S2-的还原性大于F-,所以简单氢化物的还原性:,B项正确;
C.非金属性越强,元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强。氟元素没有正价,所以没有最高价氧化物的水化物,C项错误;
D.化合物,即SF4,硫原子最外层电子数是6,氟原子最外层电子数是1,所以SF4不能形成分子中所有原子均达到8电子稳定结构,D项错误;
故答案选B。
5.D
【详解】A.共价晶体中成键原子的原子半径越小,键长越短,共价键越强,晶体的硬度越大,故A错误;
B.液晶的显示原理为施加电场时,液晶分子沿电场方向排列,故B错误;
C.冰为分子晶体,冰融化时,破坏分子间的氢键,但分子中的氢氧键不发生断裂,故C错误;
D.液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态,液晶像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征的一类物质,所以液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定,故D正确;
故选D。
6.B
【详解】A.分子晶体中的分子内不一定只存在非极性共价键,可能含有极性共价键,如水分子内存在极性共价键,还可能不存在共价键,如稀有气体形成的分子晶体中不存在化学键,故A错误;
B.原子晶体中只存在共价键,可能存在非极性共价键,也可能存在极性共价键,如Si、SiO2,故B正确;
C.物质溶于水时,有些物质的化学键不断裂,如蔗糖等非电解质,也有些物质的化学键会断裂,如氯化氢,故C错误;
D.含阳离子的晶体不一定含阴离子,如金属晶体中含金属阳离子和自由电子,故D错误;
故选B。
7.B
【详解】A.124 g P4的物质的量是1 mol,1个P4中含有6个P-P键,则1 mol P4中含有P-P键的个数为6NA,A错误;
B.12 g石墨中含有C原子的物质的量是1 mol,在石墨中每个C原子与相邻的3个C原子形成C-C共价键,每个共价键为2个C原子形成,则含有1 mol C原子的石墨中含有的C-C键的个数为1 mol××NA/mol=1.5NA,B正确;
C.NH3、Cl-与Co3+形成的配位键均为σ键,每个NH3分子内还有3个σ键,所以1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl含有σ键的数目为18NA,C错误;
D.60 g SiO2中含有SiO2的物质的量是1 mol,每个Si原子与相邻的4个O原子形成Si-O共价键,则1 mol SiO2中含有Si-O键的个数为4NA,D错误;
综上所述答案为B。
8.C
【详解】①金刚石、碳化硅、晶体硅都为原子晶体,C原子半径小于Si原子半径,键长比较:C-C碳化硅>晶体硅;卤族元素原子与Si原子形成组成和结构相似的分子晶体,分子间不存在氢键,因相对分子质量:四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,故分子间作用力:四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,所以熔点:四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,原子晶体熔点大于分子晶体,熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅>四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,正确;
②HF、H2O、NH3含氢键,PH3不含氢键,但水中氢键数目最多,则沸点:H2O>HF>NH3>PH3,错误;
③白磷、冰均为分子晶体,二氧化硅为原子晶体,原子晶体的硬度大,则硬度:二氧化硅>白磷>冰,错误;
④同周期元素从左到右原子半径减小,价电子增多,金属键增强,金属熔点增大,合金熔点小于合金的任一金属,汞常温是液态金属熔点低,故熔点:Al>Mg>镁铝合金>Na>Hg,错误;
⑤NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体,离子半径越大,晶格能越小,熔沸点越低,正确;
错误的有3项,故答案选C。
9.C
【详解】A.CH4分子中只含键,是σ键,故A正确;
B.σ键为球对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转,故B正确;
C.三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键,则C-C的键长、键能均不相同,C错误;
D.双键、三键中均只含1个σ键,其余为π键,则碳碳双键中有一个σ键,一个π键,碳碳叁键中有一个σ键,两个π键,D正确;
故选C。
10.A
【分析】根据含碳物质化合价分析可知,a为CH4,b为碳单质(如:金刚石、石墨),c为CO,d为CO2,e为碳酸盐或碳酸氢盐;
【详解】A.a为CH4,不含非极性共价键,故A符合题意;
B.b为碳单质,比如:金刚石、石墨,存在多种同素异形体,故B不符合题意;
C.c为CO,不属于酸性氧化物,故C不符合题意;
D.若e为NaHCO3,d转化为e则发生CO2+H2O+ Na2CO3=2NaHCO3,属于化合反应,故D不符合题意;
综上,本题选A。
11.D
【详解】A.金属熔融状态也能导电,不含离子键,A错误;
B.单质分子中可能不含共价键,如稀有气体是单原子分子,不含化学键,B错误;
C.离子键就是使阴阳离子结合成化合物的静电作用力,包含引力和斥力,C错误;
D.共价化合物中,一定不存在离子键,一定存在极性共价键,可能存在非极性键,D正确;
故选D。
12.C
【详解】A.该物质中K+和之间存在离子键、C原子之间存在非极性共价键,A错误;
B.由K3C60的化学式可知,K+和的比例为3:1,所以1molK3C60中含有的离子数目为3×6.02×1023,B错误;
C.含有自由移动离子或电子的物质能导电,K3C60为离子晶体,熔融状态下的K3C60中含有自由移动的离子,所以能导电,C正确;
D.该物质的化学式是由3个K+和一个构成的,不能写成KC20,D错误;
故选C。
13. NaH 第三周期ⅠA族 将化合物甲先溶于水中,用铁丝蘸取该溶液,放到颜色较浅的火焰上灼烧,若火焰是黄色的,则是钠离子 共价键、离子键 NaH +H2O=NaOH +H2↑ NH4H + HCl=NH4Cl +H2↑
【详解】(1)短周期常见的金属为钠、镁、铝,4.80g甲加热生成2.24LH2,则n(H2)=0.1mol,若甲中的金属元素为Na,分解的方程式为2NaH2Na +H2↑,NaH的物质的量为0.2mol,分解正好生成0.1mol氢气,符合题意,所以甲为NaH;丙气体的摩尔质量为0.76g L 1×22.4L mol 1=17g/mol,为氨气,则乙为NH4H,是离子化合物,电子式为。
(2)钠在元素周期表的第三周期ⅠA族;检验钠离子可用焰色反应,钠的焰色反应为黄色;NH4H中铵根内氮原子与氢原子之间形成了共价键,铵根离子与[H]-形成的是离子键,所以答案为共价键、离子键。
(3)负一价的H具有很强的还原性,在水中或盐酸溶液中都会产生氢气,
NaH与水反应生成氢氧化钠和氢气,故反应方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑;
NH4H与盐酸反应生成氯化铵和氢气,故反应方程式为NH4H+HCl=NH4Cl+H2↑。
14. 4
【分析】根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数为: 。
【详解】立方氮化硼的结构与金刚石相似,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。一个晶胞的质量为(4×25)g/NA,一个立方氮化硼晶胞的体积为(361.5 pm)3,根据ρ=m/V计算密度,因此立方氮化硼的密度是g·cm-3
15. 1 、 CE 氯吡苯脲分子可以与水分子之间形成氢键 (或) 邻羟基苯甲醛会形成分子内氢键,使得酚羟基上的氢原子难以电离
【详解】(1)根据构造原理可知,基态氯原子的核外电子排布式是,所以未成对电子数为1,故答案为:1;
(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知,有2个氮原子各形成3个单键,且它们各有1对孤电子对,故属于杂化,另外1个氮原子形成双键和单键,孤电子对数为1,属于杂化,故答案为:、;
(3)氯吡苯脲分子为共价化合物,故微粒间(原子间)存在共价键;由于氯吡苯脲分子中含亚氨基(),故微粒间(分子间)能形成氢键,故答案为:CE;
(4)氯吡苯脲分子能与水分子之间形成氢键,所以易溶于水,故答案为:氯吡苯脲分子可以与水分子之间形成氢键;
(5)由于单键都是键、而双键含有1个键和1个π键,所以根据反应方程式可知,每生成氯吡苯脲,断裂NA个键和NA个键中的π键,故答案为:2NA (或);
(6)邻羟基苯甲醛分子中醛基与羟基处于邻位,容易形成分子内氢键,导致酚羟基上的氢原子难以电离,故答案为:邻羟基苯甲醛会形成分子内氢键,使得酚羟基上的氢原子难以电离。
16.(1) 金刚石>SiC>Si C-C、C-Si、Si-Si的键长依次增大,键能依次减小,熔点依次降低
(2) 冰 冰晶体中分子间存在氢键
(3)CS2和CO2均为分子晶体,CS2的相对分子质量大,分子间作用力大
(4) > 两者均为离子化合物,且离子所带电荷数均为1,但后者离子半径大,离子键较弱,其熔点较低
【详解】(1)SiC、Si、金刚石都是共价晶体,共价晶体中,共价键越短,键能越大,晶体的熔点越高;C的原子半径小于Si,则C-C、C-Si、Si-Si的键长依次增大,键能依次减小,熔点依次降低,故熔点:金刚石>SiC>Si。
(2)干冰和冰都是分子晶体,分子晶体中,分子的相对分子质量越大,范德华力越大,但冰晶体中分子间存在氢键,使得冰的熔点高于干冰。
(3)CS2和CO2均为分子晶体,分子晶体中,分子的相对分子质量越大,分子间作用力越大;CS2的相对分子质量大,分子间作用力大,故CS2的熔、沸点高于CO2。
(4)NaF和都是离子晶体,离子晶体中,离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,晶体的熔点越高;NaF和的离子所带电荷数均为1,但的离子半径大,离子键较弱,其熔点较低。
17.(1)7
(2) 2 2
(3)
【解析】(1)
1个柠檬酸分子中有4个C-O键和3个C=O键,则1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的键共7mol。
(2)
CO2的结构式为O=C=O,则1个CO2分子中存在2个键和2个键。
(3)
N2的结构式为,则。
18. 多面体 物理
【解析】略
19. Si、S Cr、Mn ③ ⑤ ⑥ ③和④
【详解】(1).①第三周期中,有两个成单电子,则外围电子排布为3s23p2或3s23p4,所以为Si、S,故答案为Si、S;
②四核10电子粒子中含4个原子,电子数为10,符合条件的有NH3、H3O+等,氨气的电子式为:,故答案为;
③.3d轨道半充满说明3d轨道中含有5个电子,根据电子排布规则可知,该原子的4s能级上电子全满或半充满,所以该基态原子的核外电子排布式为:[Ar]3d54s1或[Ar]3d54s2,所以为Cr和Mn,故答案为Cr、Mn;
(2).属于离子晶体的有③④⑤⑥,其中③只含非金属元素,则不含金属离子的离子晶体是③,NaF中只含离子键,所以只含离子键的离子晶体是⑤,Na2O2中有离子键和非极性共价键,则既有离子键又有非极性键的离子晶体是⑥,NH4Cl和Ca(OH)2有离子键和极性共价键,则既有离子键又有极性键的离子晶体是③和④,故答案为③;⑤;⑥;③和④。
20. NH3分子间存在氢键 两者都为分子晶体,SO3的相对分子质量大,分子间作用力强,故SO3的沸点高
【详解】(1)分子间能形成氢键的氢化物熔沸点较高,NH3和NF3均为分子晶体,而氨气分子间有氢键,NF3分子间没有氢键,氢键的存在导致氨气熔沸点较高;
(2)化学式为N2H4C,属离子化合物,则所含的离子为NH4+与CN-之间形成离子键,所以NH4CN的电子式是;
(3)两者都为分子晶体,SO3的相对分子质量大,分子间作用力强,故SO3的沸点高。
答案第1页,共2页
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