2024届高三化学高考备考总复习(一轮)——分子间作用力与物质的性质
一、单选题
1.(2022·湖北模拟)下列有关物质结构与性质的说法中正确的是( )
A.碳正离子呈平面三角形
B.是第四周期未成对电子数最多的元素
C.物质的熔沸点:(金刚石)
D.冰分子中的化学键-氢键可以表示为
2.(2022高三上·通州期中)CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3),变废为宝。下列说法正确的是( )
A.基态C的原子轨道表示式为
B.CO2的电子式为
C.CH3OCH3中既含极性键又含非极性键
D.CH3OCH3分子间存在氢键
3.(2022高三上·丰台期末)化学与生活密切相关。下列叙述正确的是
A.冰的密度比水小,是因为水分子内存在氢键
B.洁厕灵(主要成分为HCl)与84消毒液可以混用
C.镀锌铁制品的镀层破损后失去对铁制品的保护作用
D.利用紫外杀菌技术进行消毒,是为了使蛋白质变性
4.(2022·辽宁模拟)下列说法正确的是( )
A.次氯酸的结构式为:H-Cl-O
B.虚线表示邻烃基苯甲醛的分子间氢键:
C.醛基的碳氧双键有极性:
D.组成天然蛋白质的氨基酸可以表示为
5.(2022·昌平模拟)铁、氮气、丙酮和乙醇可参与制备铁氮化合物(FexNy),以下说法错误的是( )
A.Fe元素位于元素周期表的第VIIIB族
B.丙酮中碳原子采用sp2和sp3杂化
C.1个N2分子中有1个σ键和2个π键
D.乙醇的沸点高于丙烷,是因为乙醇分子间存在氢键
6.(2023·厦门模拟)生物大分子血红蛋白分子链的部分结构及载氧示意如图。下列说法错误的是
A.构成血红蛋分子链的多肽链之间存在氢键作用
B.血红素中提供空轨道形成配位键
C.与血红素中配位能力强于
D.用酸性丙酮提取血红蛋白中血红素时仅发生物理变化
7.(2023·郴州模拟)2021年诺贝尔化学奖颁给了“在不对称催化方面”做出贡献的两位科学家。脯氨酸(结构如图)可参与诱导不对称催化反应,下列关于脯氨酸的说法错误的是
A.既可以与酸反应,又可以与碱反应
B.饱和碳原子上的一氯代物有3种
C.能形成分子间氢键和分子内氢键
D.与互为同分异构体
8.(2022·铁岭模拟)照相底片的定影及银的回收过程如下:
步骤1:将曝光后的照相底片用定影液()浸泡,使未曝光的AgBr转化成配合物溶解,该反应AgBr和的物质的量比为1∶2。
步骤2:在步骤1的废定影液中加使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生。
步骤3:过滤,将黑色沉淀在空气中灼烧回收银。
下列说法正确的是( )
A.步骤1中配合物的内外界离子数比为3∶1
B.从步骤2可知和共存时,更易和结合,生成难溶电解质
C.步骤3中灼烧时反应的化学方程式为
D.如图所示为NaBr的晶胞,晶胞边长为a,则Br之间的最短距离为
9.(2022·丰台模拟)下列事实不是由于分子的极性导致的是( )
A.N2的沸点比CO低
B.常温常压下,CO2为气体,CS2为液体
C.HCl气体易溶于水
D.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流,水流方向发生变化
10.(2022高三上·建平月考)一种以脯氨酸是( )催化分子内的羟醛缩合反应如下。下列说法错误的是( )
A.X分子中仅有1个手性碳原子
B.X分子中的所有碳原子的杂化方式相同
C.脯氨酸既可以形成分子内氢键,又可以形成分子间氢键
D.Y分子中有7种不同化学环境的氢原子
11.(2023·张家口模拟)NH3和N2H4是氮的两种常见氢化物。下列说法错误的是
A.两种氢化物均能形成分子间氢键
B.两种氢化物溶于水后均能形成配位键
C.NH3的VSEPR模型为三角锥形
D.N2H4中既含极性键又含非极性键
12.(2022高三上·兖州期中)连二亚硝酸是一种重要的还原剂,可由亚硝酸和羟胺反应制备,其反应的化学方程式为:。下列说法错误的是( )
A.亚硝酸根离子为V形结构 B.羟胺是极性分子
C.1个中有6个键 D.连二亚硝酸可能易溶于水
13.(2021高三上·松江期末)下列事实不能说明氮和氧非金属性相对强弱的是( )
A.热稳定性:H2O>NH3 B.常温下水为液体而氨为气态
C.NO中N为+2价,氧为-2价 D.NH3在纯氧中燃烧可生成N2
14.(2023·湖南)下列有关物质结构和性质的说法错误的是
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
15.(2023·天津模拟)下列“类比”合理的是( )
A.常温下, Zn 和浓硫酸反应可以得到 SO2 ,则常温下 Al 和浓硫酸反应也可以得到 SO2
B.H2O 的沸点比H2S 的沸点高,则 CH4 的沸点比 SiH4 的沸点高
C.乙烯使溴水褪色发生加成反应,则乙烯使酸性高锰酸钾褪色也发生加成反应
D.加热条件下,和能直接化合生成,则加热条件下和也能直接化合生成
16.(2022·海淀模拟)聚氨酯是一种应用广泛的有机材料,可根据需求调节其硬度,其结构片段如图。
(R、R'表示短碳链, 表示长碳链)
下列有关聚氨酯的说法错误的是( )
A.聚氨酯在一定条件下能发生水解
B.聚氨酯中只含有酯基
C.聚氨酯链之间可形成氢键,增大材料的硬度
D.的值越大,聚氨酯材料的硬度越大
二、综合题
17.(2022·浙江模拟)回答下列问题:
(1)已知固态NH3、H2O、HF中的氢键的键能和结构示意图如表所示:
物质及其氢健 HF(s):F—H…F H2O(s):O—H…O NH3(s):N—H…N
健能/(kJ·mol-1) 28.1 18.8 5.4
H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因是 。
(2)镓的卤化物熔点如表所示:
物质 GaF3 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔点/℃ 1000 78 124 213
各物质的熔点从GaCl3、GaBr3、GaI3到GaF3依次升高,原因是 。
18.(2021高三上·浙江月考)请回答下列问题:
(1)写出N2H的电子式 。
(2)CH4、H2O、H2S沸点由低到高的顺序是 。
(3)判断2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)反应的自发性并说明理由 。
19.(2022·温州模拟)回答下列问题:
(1)有人认为:为非化学变化,请为其寻找合理的解释 。
(2)石墨和金刚石互为同素异形体,其熔点和摩尔硬度如下:
物质 金刚石 石墨
熔点 3550℃ 3652℃
摩尔硬度 10 1
请从结构角度分析两者熔点相近但摩尔硬度有差异的原因 。
20.(2022·朝阳模拟)青蒿素()是治疗疟疾的有效药物,白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。
(1)提取青蒿素
在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。
①乙醚的沸点低于乙醇,原因是 。
②用乙醚提取效果更好,原因是 。
(2)确定结构
①测量晶胞中各处电子云密度大小,可确定原子的位置、种类。比较青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小: 。
②图中晶胞的棱长分别为a、b、c,晶体的密度为 。(用表示阿伏加德罗常数;;青蒿素的相对分子质量为282)
③能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出分子空间结构的一种方法是 。
a.质谱法 b.X射线衍射 c.核磁共振氢谱 d.红外光谱
(3)修饰结构,提高疗效
一定条件下,用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。
①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
②的空间结构为 。
双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好,治疗疟疾的效果更好。
21.(2023·赣州模拟)碳元素是形成化合物最多的元素,碳及其化合物构成了丰富多彩的物质世界。回答下列问题:
(1)基态碳原子的电子占据的最高能级电子云形状为 ,与碳元素同主族的第四周期元素基态原子外围电子排布式为 。
(2)是常见的含碳化合物,其构成元素电负性从大到小的顺序为 ,该分子中具有孤对电子的原子是 。
(3)碳酸盐是构成岩石、土壤等的主要成分,其阴离子的立体构型为 。已知碳酸镁的热分解温度(402℃)比碳酸钙(900℃)低,试解释原因 。
(4)在碳酸氢盐中,存在阴离子的多聚链状结构(其结构单元如图),连接结构单元的主要作用力是氢键,请在下图中前后各链接一个结构单元:该结构中,碳原子杂化方式为 。
(5)一种碳化钨的晶体结构如图,若晶胞的高为bpm,阿伏加德罗常数值为,晶体的密度为,则晶胞底面六边形的边长为 pm(列出计算式)。
答案解析部分
1.A
A.中C的价层电子对数为3,无孤电子对,空间构型为平面三角形,故A符合题意;
B.第四周期未成对电子数最多的电子排布式为[Ar]3d54s1,应是Cr元素,故B不符合题意;
C.金刚石为共价晶体,MgO为离子晶体,氧气为分子晶体,一般熔沸点高低顺序是共价晶体>离子晶体>分子晶体,即C(金刚石) >MgO>O2,故C不符合题意;
D.氢键不是化学键,故D不符合题意;
故答案为:A。
B.在第四周期 未成对电子数最多的元素 ,3d轨道最多可以形成5个单电子,4s可以形成一个单电子,所以价电子结构应该是3d54s1,为Cr元素。
D.易错分析,氢键属于分子间作用力,不是化学键。
2.B
A.C原子2p能级的两个电子应占据不同的轨道,A不符合题意;
B.CO2分子中C原子与每个氧原子共用两对电子,电子式为,B符合题意;
C.CH3OCH3中没有两个相同原子形成的非极性键,C不符合题意;
D.CH3OCH3分子没有N、O、F原子,分子间没有氢键,D不符合题意;
故答案为:B。
A.2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上,且自旋方向相同;
B.CO2中C原子与O原子之间共用2对电子;
C.CH3OCH3中含有C-H、C-O极性键,不含非极性键;
D.CH3OCH3分子间不能形成氢键。
3.D
A.由于氢键具有方向性和饱和性,水结冰后由于形成分子间氢键,导致H2O之间的距离拉大,空间利用率减小,从而导致冰的密度比水小,是因为水分子间存在氢键,A不符合题意;
B.根据反应方程式:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O可知,若洁厕灵(主要成分为HCl)与84消毒液混用将产生有毒气体Cl2,故二者不能混用,B不符合题意;
C.由于锌比铁活泼,故镀锌铁制品的镀层破损后将形成电化学腐蚀,锌作负极,失去电子,而铁作正极,从而被保护,故加强了对铁制品的保护作用,C不符合题意;
D.紫外线、红外线等高能量射线均能使蛋白质发生变性,故可利用紫外杀菌技术进行消毒,D符合题意;
故答案为:D。
A.水蒸气中水分子主要以单个分子的形式存在,液态水中多个水分子通过氢键结合在一起,形成(H2O)n,冰中所有水分子以氢键互相联结成晶体,氢键的形成使水分子之间的间隙增大,从而导致冰的密度比水的密度小;
B.盐酸和次氯酸钠会发生氧化还原反应生成氯气;
C.作原电池正极的金属被保护。
4.D
A.次氯酸的结构式为:H-O-Cl,故A项不符合题意;
B.虚线表示邻烃基苯甲醛的分子内氢键,故B项不符合题意;
C.醛基的碳氧双键中,O的电负性大,共用电子对偏向O,故使O带上负电荷,C带上正电荷,故C项不符合题意;
D.组成天然蛋白质的氨基酸中一定有氨基和羧基,不同氨基酸的R基不同,故D项符合题意;
故答案为:D。
A、Cl的共价键为1,O的共价键为2;
B、羟基和醛基同在一个分子内,为分子内的氢键;
C、氧原子的电负性大于碳原子,因此电子偏向氧原子,氧带负电,碳带正电;
D、氨基酸的碳原子上连接-R、-COOH、-NH2、-H。
5.A
A.铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,其价电子数为8,则铁元素位于第4周期VIII族,A符合题意;
B.丙酮的结构为CH3COCH3,饱和碳原子采用sp3杂化,双键碳原子采用sp2杂化,B不符合题意;
C.N的结构式为N N,存在氮氮三键,有1个σ键和2个π键,C不符合题意;
D.乙醇和丙烷的相对分子质量相近,由于乙醇分子间存在氢键,故乙醇的沸点高于丙烷的沸点,D不符合题意;
故答案为:A。
A.铁为26号元素;
B.丙酮中的甲基的价层电子对为4,羰基中的碳的价层电子对为3;
C.单键均为σ键,三键含有1个σ键和2个π键;
D.分子间氢键会使分子的熔沸点升高。
6.D
A.由图可知,分子中的氮的电负性较强,能形成氢键,则构成血红蛋白分子链的多肽链之间存在氢键作用,A不符合题意;
B.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,其能够提供空轨道形成配位键,B不符合题意;
C.碳的电负性小于氧,故更容易提供孤电子对与血红素中形成配位键,其配位能力强于,C不符合题意;
D.血红素中的肽键会在酸性条件下水解,故用酸性丙酮提取血红蛋白中血红素时也会发生化学变化,D符合题意;
故答案为:D。
A.氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;
B.依据构造原理分析;
C.依据电负性大小分析;
D.肽键会在酸性条件下水解。
7.B
A.通过结构简式可知,结构中含有羧基可以和碱反应,结构中含有氨基,可以和酸反应,A不符合题意;
B.由结构可知,五元环上的碳都是饱和碳,其中的4个碳上的氢是不同的,故饱和碳原子上的一氯代物有4种,B符合题意;
C.由结构简式可知,脯氨酸分子中含有羧基和亚氨基,能形成分子间氢键和分子内氢键,故C不符合题意;
D.由结构简式可知,脯氨酸与硝基环戊烷的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故D不符合题意;
故答案为:B。
A.羧基可以和碱反应,氨基可以和酸反应。
B.有几种氢原子,则一氯代物有几种。
C.羧基和亚氨基,能形成分子间氢键和分子内氢键。
D.同分异构体是指分子式相同,结构不同的化合物。
8.B
A.步骤1中发生AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr,生成配合物为Na3[Ag(S2O3)2],配合物的内外界离子数比为1:3,故A不符合题意;
B.步骤2发生2Na3[Ag(S2O3)2]+Na2S=Ag2S↓+4Na2S2O3,黑色沉淀为Ag2S,溶度积越小的越容易形成难溶物,则 更易和 结合,生成难溶电解质,故B符合题意;
C.步骤3 Ag2S在空气中灼烧回收银,反应物还有氧气,灼烧生成有毒气体二氧化硫,反应的化学方程式为 ,故C不符合题意;
D.溴离子之间的最短距离为面对角线的一半即 ,故D不符合题意;
故答案为:B。
A. 反应AgBr和的物质的量比为1∶2 ,发生反应AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr,Na3[Ag(S2O3)2]中Na+是外界,[Ag(S2O3)2]3-是内界;
B. 废定影液中加使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生 ,说明反应生成了Ag2S和Na2S2O4,发生反应2Na3[Ag(S2O3)2]+Na2S=Ag2S↓+4Na2S2O3,说明银离子更易与硫离子反应生成难溶电解质;
C.Ag2S在空气中灼烧回收银,Ag2S与空气中的氧气反应生成银和二氧化硫;
D. 晶胞边长为a ,则对角线长为 ,Br原子之间的最短距离为 .
9.B
A.N2与CO的相对分子质量相同,由于CO是极性分子,导致分子间作用力强于N2,则N2的沸点比CO低,故A不符合题意;
B.CO2和CS2都为非极性分子,两者组成和结构相似,相对分子质量越大的分子间作用力越大,其熔点和沸点越高,故B符合题意;
C.HCl和水都是极性分子,HCl气体易溶于水和分子极性有关,故B不符合题意;
D.用毛皮摩擦过的橡胶棒带电荷,水分子是极性分子,所以靠近水流,水流方向发生变化,故D不符合题意。
故答案为:B。
A.N2和CO相对分子质量相同,但是CO是极性分子,范德华力要大些,熔沸点要高些;
B.CO2和CS2分子的构型相同,但是CS2的相对分子质量比CO2的大些,所以范德华力大些,沸点高些;
C.根据相似相溶原理可知HCl易溶于水,是因为HCl是极性分子;
D.用毛皮摩擦过的橡胶棒带电荷,水分子是极性分子,所以靠近水流,水流方向发生变化。
10.B
A.连接4个不同原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子,故X分子中仅有1个手性碳原子,A不符合题意;
B.X分子中的所有碳原子的杂化方式不同,含有酮羰基的碳为,其余为,B符合题意;
C.脯氨酸分子中含有羧基和-NH-,因此脯氨酸既可以形成分子内氢键,又可以形成分子间氢键,C不符合题意;
D.根据Y分子结构可知,Y分子中有7种不同化学环境的氢原子,D不符合题意;
故答案为:B。
A.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
C.脯氨酸分子中含有羧基和-NH-,既可以形成分子内氢键,又可以形成分子间氢键;
D.Y分子中含有7种不同化学环境的氢原子。
11.C
A.两种氢化物均含N-H键,故两种氢化物均能形成分子间氢键,A不符合题意;
B.两种氢化物溶于水后,分子中的N原子均能与水电离出的H+形成配位键,B不符合题意;
C.NH3中含一个孤电子对和三个σ键,VSEPR模型为四面体形,C符合题意;
D.N2H4中存在N-H极性键,又含氮氮非极性键,D不符合题意;
故答案为:C。
A.氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键;
B.当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应,另一原子提供空轨道时,就形成配位键;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
D.同种原子之间的共价键为非极性键;不同种原子之间的共价键为极性键。
12.C
A.亚硝酸根离子中N原子的价层电子对数为3,发生sp2杂化,中心N原子最外层存在1对孤对电子,所以为V形结构,A不符合题意;
B.羟胺的结构式为,分子结构不对称,是极性分子,B不符合题意;
C.1个HON=NOH中含有2个H-O σ键、2个O-N σ键、1个N-N σ键,共5个σ键,C符合题意;
D.连二亚硝酸与水可形成氢键,故其可能易溶于水,D不符合题意;
故答案为:C。
A.亚硝酸根中N原子价层电子对数为3,含有一个孤电子对;
B.羟胺的正负电荷中心不重合,为极性分子;
C.单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键;
D.连二亚硝酸与水分子间能形成氢键。
13.B
A.简单气态氢化物的热稳定性可以说明非金属性强弱,A不符合题意;
B.水、NH3的状态反应的是物质熔沸点,即物理性质,而非金属性属于化学性质,两者不能相互说明,B符合题意;
C.NO中O显负价,N显正价,说明吸引电子能力O大于N,即非金属性O大于N,C不符合题意;
D.NH3与O2反应生成N2,说明O2可以置换出N2,可以说明非金属性O大于N,D不符合题意;
故答案为:B。
A.非金属性越强,简单气态氢化物的热稳定性越强;
B.熔沸点不是由非金属性决定的;
C.根据非金属性越强,吸引电子能力越强分析;
D.根据置换反应分析。
14.D
A、含有手性碳原子的分子,叫做手性分子,A不符合题意;
B、邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,使得沸点降低;而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,使得沸点增大,因此邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,B不符合题意;
C、酰胺在酸性、碱性溶液中都能发生水解反应,C不符合题意;
D、冠醚(18-冠-6)空穴的大小为260~320pm,K+的大小为276pm,因此冠醚(18-冠-6)可适配K+,此时冠醚与K+之间以配位键的形式结合,属于强相互作用,D符合题意;
故答案为:D
A、含有手性碳原子的分子叫做手性分子;
B、邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,使得沸点降低;
C、酰胺在酸性、碱性溶液中都能发生水解反应;
D、根据空穴和离子的大小判断。
15.D
A.常温下, Zn 和浓硫酸反应可以得到 SO2 ,而 Al 和浓硫酸发生钝化得不到 SO2,A不符合题意;
B.H2O、H2S、CH4、SiH4均属于分子晶体,H2O的沸点比 H2S 的沸点高,是因为H2O中含有氢键,B不符合题意;
C.乙烯使溴水褪色发生加成反应,而乙烯使酸性高锰酸钾褪色发生的是氧化还原反应,C不符合题意;
D.铁元素化合价有+2、+3,铜元素化合价有+1、+2,由分析可知, 加热条件下,和能直接化合生成,则加热条件下和也能直接化合生成 ,D符合题意;
故答案为:D。
A.常温下,铝遇浓硫酸发生钝化。
B.一般分子晶体的熔沸点随相对分子质量的增大而升高,含有氢键的分子晶体熔沸点较高。
C.注意乙烯使酸性高锰酸钾褪色的原理是二者发生了氧化还原反应。
D.S氧化性较弱,与变价金属反应生成低价态的硫化物。
16.B
A.由结构可知聚氨酯中含酯基-COO-和酰胺基-CONH-,故聚氨酯在一定条件下能发生水解,A不符合题意;
B.由结构可知聚氨酯中含酯基-COO-和酰胺基-CONH-共2种官能团,B符合题意;
C.与N相连的H可以和另外一条链中O、N形成氢键,从而增大材料的硬度,C不符合题意;
D.的值越大,短碳链:长碳链越大,链之间氢键越多,聚氨酯材料的硬度越大,D不符合题意;
故答案为:B。
A.酰胺基、酯基在一定条件下能发生水解反应;
B.含有酯基和酰胺基;
C.N-H中氢原子能和其它结构中N-H中N原子形成氢键;
D.m/n的值越大,含有的酰胺基和酯基越多。
17.(1)虽然单个氢键的键能大小顺序是HF>H2O>NH3,但从各固态物质中的氢键结构可以推知,液态H2O、HF、NH3中氢键数量各不相同,状态变化时要克服的氢键的总键能大小顺序是H2O>HF>NH3,所以H2O、HF、NH3沸点依次降低
(2)四种物质组成相似,GaF3为离子晶体,熔点最高,其他三种均为分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,熔点逐渐升高
(1)虽然单个氢键的键能大小顺序是HF>H2O>NH3,但从各固态物质中的氢键结构可以推知,液态H2O、HF、NH3中氢键数量各不相同,状态变化时要克服的氢键的总键能,三者分别为18.8×2=37.6 kJ·mol-1、28.1×1=28.1 kJ·mol-1、5.4×3=16.2 kJ·mol-1,故大小顺序是H2O>HF>NH3,所以H2O、HF、NH3沸点依次降低;
(2)各物质的熔点从GaCl3、GaBr3、GaI3到GaF3依次升高,原因是四种物质组成相似,GaF3为离子晶体,熔点最高,其他三种均为分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,熔点逐渐升高。
(1) H2O、HF、NH3三种物质沸腾要克服的作用力主要是氢键,通过图示可知等物质的量的三种物质所含氢键数不同,各类分子间氢键的大小也不同,计算出1mol3种物质需要克服的氢键的大小,即可比较沸点的高低;
(2)通过表格数据可以判断GaF3是离子晶体,其余三种是分子晶体,离子晶体的沸点一般高于分子晶体,同种类型的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高。
18.(1)
(2)CH42S2O
(3)该反应在低温条件下自发,因为该反应的ΔH<0,ΔS<0
(1)N2H5+中N、H分别满足8电子、2电子稳定结构,形成离子,其电子式为;
(2)H2O存在氢键,沸点大于H2S、CH4,H2S、CH4均为分子晶体,相对分子质量越大沸点越高,故沸点由低到高的顺序为CH42S2O;
(3)该反应在低温条件下自发,因为该反应的ΔH<0,ΔS<0,要满足ΔG=ΔH-TΔS<0,必须低温,反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)才能自发进行。
(1)、N2H5+中N、H分别满足8电子、2电子稳定结构,形成离子;
(2)、分子晶体的相对分子质量越大沸点越高,H2O存在氢键,氢键的存在影相沸点;
(3)、依据吉布斯自由能分析判断。
19.(1)氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨
(2)碳原子的排列方式不同
(1)化学反应的实质是旧键的断裂新键的形成,氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨的过程中没有化学键的断裂与生成,所以为非化学变化,故答案为:氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨;
(2)石墨和金刚石互为同素异形体,由于晶体中碳原子的排列方式不同,金刚石是由碳原子以共价键相结合形成的空间网状结构的原子晶体,具有很高的熔沸点和很大的硬度,石墨为碳原子形成的层状结构的过渡型晶体,层内碳原子间以共价键相结合形成六元环,层间以范德华力相结合,具有很高的熔沸点,但硬度小,故答案为:碳原子的排列方式不同。
(1)依据化学反应的实质是旧键的断裂新键的形成分析;
(2)石墨和金刚石互为同素异形体,中碳原子的排列方式不同。
20.(1)乙醇分子间能形成氢键;乙醚沸点低,蒸馏时所需温度较低,青蒿素不易分解
(2)O>C>H;;b
(3)sp3;正四面体
(1)①乙醚的结构简式为C2H5OC2H5,乙醇的结构简式为C2H5OH, 乙醇分子间能形成氢键,乙醚分子间不能形成氢键,故乙醚的沸点低于乙醇;
②青蒿素溶于乙醇和乙醚,对热不稳定,用乙醚提取青蒿素后,乙醚沸点低,蒸馏时所需温度较低,青蒿素不易分解,故用乙醚提取效果更好。
(2)①元素的电负性越强,其原子核附近电子云密度越大;电负性:O>C>H,原子核附近电子云密度:O>C>H;
②青蒿素晶胞含有4个青蒿素分子,晶胞质量m=,晶胞体积V= a10-7cmb10-7cmc10-7cm=abc10-21cm3,晶体的密度ρ===;
③a.质谱法可以测定有机物的相对分子质量,a不正确;
b.通过晶体的X射线衍射实验,可以确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角,从而得出物质的空间结构,b正确;
c.核磁共振氢谱法可确定有机物中氢原子的种类和相对数目,c不正确;
d.红外光谱法可用于鉴定有机物中所含的各种官能团和化学键,d不正确;
故答案为:b。
(3)①如图所示,双氢青蒿素分子中碳原子均为饱和碳原子,这些碳原子的轨道杂化类型为sp3;
②种,B原子的孤对电子数为0,价层电子对数为4,根据价层电子互斥理论可知,该离子的空间结构为正四面体。
(1)①乙醇分子间能形成氢键,含有氢键的物质熔沸点较高;
②乙醚的沸点较低;
(2)①元素的电负性越强,其原子核附近电子云密度越大;
②根据计算;
③质谱法能测定相对分子质量;X-射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法;核磁共振氢谱用于判断氢原子种类和数目;红外光谱可测定化学键;
(3)①双氢青蒿素分子中的碳原子均为饱和碳原子;
②中B原子的价层电子对数为4,不含孤电子对。
21.(1)纺锤形或哑铃形;4s24p2
(2)O>C>H;O
(3)平面正三角形;碳酸镁分解产物是MgO和CO2, 碳酸钙分解产物是CaO和CO2,MgO的晶格能大于CaO,更加稳定
(4),sp2杂化
(5)
(1)基态碳原子的电子排布式是:1s22s22p2,占据的最高能级是2p,电子云形状为纺锤形或哑铃形;与碳元素同主族的第四周期元素是Ge,同主族元素价电子排布相同,Ge基态原子核外电子排布式是:[Ar]3d104s24p2,外围电子排布式为4s24p2。
(2)是常见的含碳化合物,其构成元素C、H、O,同主族元素电负性从上往下减小,同周期元素电负性从左往右增大,故电负性从大到小的顺序为O>C>H;该分子中C和H原子分别形成了4个和1个σ键,没有孤对电子,O原子形成了2个σ键,有两对孤对电子,具有孤对电子的原子是O。
(3)阴离子的价电子对数是,形成3个σ键,没有孤电子对,立体构型为平面正三角形;碳酸镁分解产物是MgO和CO2, 碳酸钙分解产物是CaO和CO2,MgO的晶格能大于CaO,更加稳定,则碳酸镁更容易分解。
(4)阴离子的多聚链状结构,连接结构单元的主要作用力是氢键,其中H原子与O形成的共价键只有O-H,形成氢键的另外O原子有C-O和C=O两种,故图中前后各链接一个结构单元后为,其中C原子形成3个σ键,没有孤电子对,则碳原子杂化方式为sp2杂化。
(5)从图中可知,该晶胞含有C原子个数为3,含有W原子个数为=3,则晶胞的质量为g=g,设晶胞底面六边形的边长为xpm,则晶胞的体积为=pm3,晶胞的密度为,即,则。
(1)基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2,占据的最高能级是2p;与碳元素同主族的第四周期元素是Ge;
(2)元素的非金属性越强,电负性越大;该分子中O原子形成了2个σ键,有两对孤对电子;
(3)中C原子的价电子数为3,不含孤电子对;碳酸镁分解产物是MgO和CO2, 碳酸钙分解产物是CaO和CO2,MgO的晶格能大于CaO,更加稳定;
(4)连接结构单元的主要作用力是氢键,则前后各链接一个结构单元为,该结构中C形成3个σ键;
(5)根据均摊法和计算。