《学霸笔记 同步精讲》专题3 第4单元 分子间作用力 分子晶体 练习（教师版）化学苏教版选择性必修2

第四单元　分子间作用力　分子晶体
课后训练 巩固提升
基础巩固
1.如果分子间作用力只是范德华力,那么该分子晶体将采取密堆积,原因是分子晶体中(　　)。
A.范德华力无方向性和饱和性
B.基本构成微粒是原子
C.化学键是共价键
D.三者都是
答案：A
解析：分子晶体中分子间以范德华力结合在一起,由于范德华力没有方向性和饱和性,所以分子在堆积成晶体时将采取分子密堆积,A项正确。
2.下列对冰的描述不正确的是(　　)。
A.冰形成后,密度小于水的密度,故冰山浮在水面上,能导致游轮被撞沉
B.水在4 ℃时达到最大密度,4 ℃后水的密度变小
C.范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D.在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
答案：D
解析：水在形成冰时,由于氢键的存在,使得密度减小,故冰浮在水面上,A项正确;水在4 ℃时达到最大密度,B项正确;范德华力与氢键可同时存在于分子之间,C项正确;在水分子内含有O—H共价键,水分子间存在氢键,同时也存在范德华力,D项错误。
3.下列说法错误的是(　　)。
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
答案：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项正确;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,是因为H2O分子间的氢键比HF分子间的氢键多,B项正确;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项正确;氢键中的X—H…Y三原子应尽可能地在一条直线上,但在特定条件下,如分子内氢键,可能不在一条直线上,D项错误。
4.中学教材上介绍的干冰晶体的晶胞是一种面心立方结构,如图所示,即每8个CO2构成立方体,且在6个面的中心又各占据1个CO2分子,在每个CO2周围距离为a(其中a为立方体棱长)的CO2有(　　)。
A.4个 B.8个
C.12个 D.6个
答案：C
解析：题图中在每个顶点处的CO2周围距离为a的CO2即为每个面心上的CO2分子,共有8×(3×)=12(个)。
5.下列分子晶体在熔化时,只破坏范德华力的是　　　　　　　(填序号,下同);既破坏范德华力,又破坏氢键的是　　　　　　。
①H2　②O2　③P4(白磷)　④SO2　⑤CO2　⑥H2O2　⑦HF　
⑧H2N—CH2CH2COOH　⑨H3PO4　⑩C2H6
答案：①②③④⑤⑩　⑥⑦⑧⑨
解析：有氢键的分子晶体,其分子中应含有H—F键、H—O键、H—N键中的任何一种,在熔化时其中的氢键被破坏。
6.下图所示为CO2分子晶体结构的一部分。
(1)干冰常压下极易升华,在工业上用作制冷剂,试解释其原因:
　 。
(2)在一定温度下,测得干冰晶胞(如图所示)的边长a=5.72×10-8 cm,则该温度下干冰的密度为　　　　 g·cm-3。
(3)试判断:CO2晶体和CS2晶体的沸点由高到低排列的顺序是
　　　　　　>　　　　　　。(填写相应物质的化学式)
答案：(1)CO2分子间作用力较弱,克服分子间作用力要吸热
(2)1.56　(3)CS2　CO2
解析：(2)CO2分子晶体为面心立方晶体,每个晶胞中含有4个CO2分子。每个晶胞的质量为[44 g·mol-1÷(6.02×1023 mol-1)×4],每个晶胞的体积为(5.72×10-8)3 cm3,干冰的密度为[44÷(6.02×1023)×4] g÷(5.72×10-8)3 cm3≈1.56 g·cm-3。(3)CO2、CS2都是分子晶体,CS2的相对分子质量大于CO2的,CS2的分子间作用力大于CO2的分子间作用力,CS2的沸点高于CO2的。
能力提升
1.有下列两组命题,其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是(　　)。
甲组 乙组
Ⅰ.H—I键的键能大于H—Cl键的键能 Ⅱ.H—I键的键能小于H—Cl键的键能 Ⅲ.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力 Ⅳ.HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力 a.HI比HCl稳定 b.HCl比HI稳定 c.HI的沸点比HCl的高 d.HI的沸点比HCl的低
①Ⅰ—a　②Ⅱ—b　③Ⅲ—c　④Ⅳ—d
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
答案：B
解析：键能的大小影响物质的热稳定性,键能越大,物质越稳定。H—Cl键的键能大于H—I键的键能,所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质的熔、沸点的高低,范德华力越大,熔、沸点越高。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,所以HI的沸点比HCl的高。
2.共价键、离子键、范德华力、氢键等都是微观粒子之间的不同作用力。下列物质在熔化时破坏的作用力相同的是 (　　)。
A.硼和金刚石
B.NaCl和AlN
C.干冰和冰
D.Fe和S
答案：A
解析：金刚石和硼单质都属于共价晶体,熔化时破坏共价键,A项符合题意;NaCl属于离子晶体,熔化时破坏离子键,AlN属于共价晶体,铝原子与氮原子之间通过共价键结合,熔化时破坏共价键,B项不符合题意;干冰和冰都属于分子晶体,干冰分子间存在范德华力,冰中H2O分子间存在范德华力和氢键,熔化时干冰破坏范德华力,冰破坏范德华力和氢键,C项不符合题意;Fe是金属晶体,熔化时破坏金属键,S单质是分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,D项不符合题意。
3.(双选)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是(　　)。
A.硼酸晶体属于分子晶体
B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
C.分子中硼原子最外层为8电子稳定结构
D.含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
答案：AD
解析：A项,硼酸属于分子晶体;B项,H3BO3分子的稳定性与分子内部的共价键有关,与分子间的氢键无关;C项,分子中的硼原子不符合8电子稳定结构;D项,H3BO3分子中每个羟基上的H和O各形成1个氢键,但这些氢键为两个分子所共有,故1个H3BO3分子实际形成氢键数目为×3×2=3。
4.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3个N原子而形成8电子稳定结构;
②N—N键的键能为159 kJ· mol-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的　　　　(填“高”或“低”),原因是　 　 。
(2)1 mol N60分解成N2时　　　　(填“吸收”或“放出”)的热量是　　　 kJ(已知N≡N键的键能为946 kJ· mol-1),表明稳定性:N60　　　　(填“>”“<”或“=”)N2。
(3)由(2)列举N60的用途(举一种):　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(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)放出　14 070　<　
(3)N60可作高能炸药(其他合理答案也可)
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晶体中分子间的范德华力大,N60晶体的熔、沸点比N2晶体高。
(2)因N60中每个氮原子形成3个N—N键,每个N—N键被2个N原子共用,故1 mol N60中存在N—N键:1 mol×60×3×=90 mol。反应为N6030N2,故反应热ΔH=90 mol×159 kJ· mol-1-30 mol×946 kJ· mol-1=-14 070 kJ<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。
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