2023年高考真题变式分类汇编:分子间作用力对物质的状态等方面的影响
一、选择题
1.(2013·海南)下列有机化合物中沸点最高的是( )
A.乙烷 B.乙烯 C.乙醇 D.乙酸
2.(2023·石景山模拟)下列事实的解释错误的是
事实 解释
A 第一电离能: Mg为3p轨道全空的稳定电子构型,而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型
B 溶液显酸性 电离产生的可以与水中的结合成弱电解质,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中大于
C 分子中的共价键是键 Cl原子价电子排布为,当两个Cl原子结合为时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠
D 、、的熔点依次增大 、、的结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强
A.A B.B C.C D.D
3.(2023·黄浦模拟)下列晶体变成液态的过程中破坏的作用力与其他不同的是
A.食盐 B.冰醋酸 C.蔗糖 D.干冰
4.(2022·浙江模拟)下列说法正确的是
A.H2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大
B.SiO2和晶体硅都是共价化合物,都是共价晶体
C.NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同
D.NaHSO4加热熔化时破坏了该物质中的离子键和共价键
5.(2021·潍坊模拟)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前4周期主族元素,X与Y同周期相邻元素,Y与W同主族,Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,R是前4周期中第一电离能最小的元素。下列有关说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>W
B.原子半径:Z>W>Y
C.简单气态氢化物的熔沸点:Y>W>X
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>R
6.(2021·泰安模拟)下列说法正确的是( )
A.基态Mn原子的价电子排布图为
B.沸点:CO<N2
C.键角:NH3<H2O
D.S8中S原子的杂化方式为sp3
7.(2021·徐汇模拟)关于氯气变成液氯的过程,下列说法正确的是( )
A.氯原子半径减小 B.分子间作用力变大
C.可以通过降低压强实现 D.液氯颜色比氯气浅
8.(2021·浦东模拟)水可以发生如下变化:
冰 液态水(4℃) 水蒸气(100℃) 氢气+氧气
下列说法正确的是( )
A.过程①中物质体积膨胀
B.过程②中分子间距缩小
C.过程③中涉及化学键的断裂和形成
D.过程②与过程④互为可逆反应
9.(2022高二下·绍兴期末)冰、水和汽三者之间相关联的一些热力学数据如下:
根据图中数据判断,下列说法错误的是( )
A.在冰中,微粒间作用力只有共价键和氢键
B.冰变汽时升华热很大,说明升华时分子间氢键全部破坏
C.冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少
D.根据“升华热>熔化热+蒸发热”可知,水汽()分子间作用力比水汽()分子间作用力大
10.(2021高二下·蓝田期末)对下列实验事实的理论解释错误的( )
选项 实验事实 理论解释
A 环状S8分子结构如图 S原子采取的杂化方式为sp3
B SO2易溶于水而难溶于CCl4 SO2和水都是极性分子而CCl4为非极性分子
C HF分子热稳定性比HCl强 HF分子间作用力比HCl强
D Fe2+比Fe3+的稳定性小 Fe2+和Fe3+的价电子排布式分别为3d6、3d5,Fe3+的3d能级为半充满的稳定结构
A.A B.B C.C D.D
11.(2021高二下·金台期末)下列说法正确的是( )
A.冰融化时,分子中有H-O键发生断裂
B.卤化物CX4(X代表卤族元素)中,从F到I,分子间作用力逐渐增大,它们的熔沸点也逐渐升高
C.由于H-O键比H-S键牢固,所以水的熔沸点比H2S高
D.在由分子所构成的物质中,分子间作用力越大,该物质越稳定
12.(2020高二上·绵阳期末)下列物质的性质比较,结论错误的是( )
A.稳定性:H2O>H2Te>H2Se>H2S
B.微粒半径:r(S2-)>r(Cl-)>r(Al3+)
C.晶格能:MgO>CaO>NaF>NaCl
D.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
13.(2020高一上·丽水期末)下列叙述错误的是( )
A.H2O很稳定,与水分子间存在氢键有关
B.F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高,与它们的分子间作用力依次增大有关
C.液态HCl不导电而熔融NaCl能导电,与前者为共价化合物而后者为离子化合物有关
D.干冰(CO2)易升华而石英(SiO2)不易熔,与前者克服的是分子间作用力而后者克服的是共价键有关
14.(2020高二下·郑州期末)以下6种有机物 ①异戊烷 ②2,2-二甲基丙烷 ③乙醇 ④乙酸 ⑤油酸甘油酯 ⑥软脂酸甘油酯,沸点由高到低的排列顺序是( )
A.⑥>⑤>④>③>①>② B.⑥>④>⑤>②>③>①
C.⑤>⑥>④>③>①>② D.④>⑥>⑤>②>③>①
15.(2020高二下·南京期末)下列物质①乙烷 ②丙烷 ③乙醇,沸点由高到低的顺序正确的是( )
A.①>②>③ B.②>①>③ C.③>②>① D.③>①>②
16.(2020高二下·天津月考)下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( )
A.任何物质中都存在范德华力,而氢键只存在于含有 N、O、F 的物质中
B.范德华力比氢键的作用还要弱
C.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
D.范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
17.(2020高二下·唐山月考)下列表述错误的是( )
A.熔点:CF4
C.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>Nal
D.熔点:Na>Mg>Al
18.(2020高二下·太湖期中)下列说法中正确的是 ( )
①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 ②原子晶体中共价键越强,熔点越高 ③干冰是CO2分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体 ④在Na2O和Na2O2晶体中,阴、阳离子数之比相等 ⑤正四面体构型的分子,键角都是109°28′,其晶体类型可能是原子晶体或分子晶体 ⑥分子晶体中都含有化学键 ⑦含4.8 g碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为0.8 mol
A.①②③④⑤ B.②④⑦ C.⑤⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
19.(2019高二下·台州期中)下列关于微粒间作用力与晶体的说法不正确的是( )
A.某物质呈固体时不导电,熔融状态下能导电,则该物质一定是离子晶体
B.H2O和CCl4的晶体类型相同,且每个原子的最外层都达到8电子稳定结构
C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高,是因为分子间作用力逐渐增大
D.干冰溶于水中,既有分子间作用力的破坏,也有共价键的破坏
20.(2018高二下·集宁期中)下面的排序错误的是( )
A.晶体熔点由低到高:CF4
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小: NaF> NaCl> NaBr>NaI
21.(2016高二下·宁县期末)下列烷烃沸点最高的是( )
A.CH3CH2CH3 B.CH3CH2CH2CH3
C.CH3(CH2)3CH3 D.(CH3)2CHCH2CH3
22.(2017高二上·资阳期末)下列现象不能用“相似相溶”解释的是( )
A.氯化氢易溶于水 B.用CCl4 萃取碘水中的碘
C.氯气易溶于NaOH溶液 D.苯与水混合静置后分层
23.(2016高二下·汪清期末)下列事实不能用分子间作用力解释的是( )
A.HF,H2O的沸点比HCl,H2S的沸点高很多
B.正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高
C.邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的低
D.Na2O的熔点比MgO的熔点低
24.(2016高二上·宜昌期末)下列说法正确的是( )
A.H2O的熔点、沸点大于H2S的是由于H2O分子之间存在氢键
B.HF,HCl,HBr,HI的熔点沸点依次升高
C.乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO>HClO2>HClO3>HClO4
25.下列现象中,能用范德华力解释的是( )
A.氮气的化学性质稳定
B.通常状况下,溴呈液态,碘呈固态
C.水的沸点比硫化氢高
D.锂的熔点比钠高
二、多选题
26.(2021·泰安模拟)M与N存在如图所示的转化。下列说法错误的是( )
A.M中所有原子一定共平面
B.N能发生酯化反应、氧化反应和还原反应
C.沸点:N<M
D.属于芳香化合物且能与银氨溶液反应的N的同分异构体有3种
三、非选择题
27.(2023·济南模拟)研究压电材料对于自动化技术具有重要意义。一种有机—无机复合压电材料的单斜晶体结构沿晶轴方向投影如图所示(H原子未画出),晶胞内总共含有84个原子。晶胞参数为,,。回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为 。在元素周期表中位置为 。
(2)1 mol 晶胞中含有Cl原子 mol,含有杂化的中心原子 mol;该晶体中提供电子对形成配位键的原子是 。
(3)TMCM性质活泼,一定条件下可分解生成三甲胺[],中N原子的价层电子对构型为 ;的沸点高于,主要原因是 。
28.(2020·江西)【化学———选修 3:物质结构与性质】
黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶系的晶体结构(图 A),晶胞参数a=3.310A。b=4.380A。c=10.500A。黑磷烯是二维的单层黑磷(图 B),黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为 3。与石墨烯相比,黑磷烯具有半导体性质,更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位 P,所有 P原子的成键环境一样,图 A中编 号为①的 P原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。请回答下列问题:
(1)写出 P原子的基态电子排布:
(2)P和 F的电负性大小顺序是 x(P) x(F)。(填 “ <” “ =” 或 “ >” )P和 F形成的分子 PF3和 PF5,它们的几何构型分别为 、 。
(3)①黑磷中 P原子杂化类型是 。黑磷中不存在 (选填字母序号)。
A.共价键 B.σ键 C.π键 D.范德华力
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为 ,原因是 。
(4)图 A中编号为②的 P原子的晶胞内坐标为 ,黑磷的晶胞中含有 个 P原子。
29.(2021高二下·昌吉期末)选择下列物质填空(填写序号):①金刚石 ②干冰 ③氩晶体 ④白磷 ⑤氯化钙 ⑥过氧化钠⑦石英 ⑧石墨 ⑨氯化铵 ⑩铜晶体
(1)固态时能导电的有
(2)熔化时不破坏化学键的有
(3)含有配位键的有
(4)含有非极性共价键的有
30.(2020高二下·北海期末)已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前30号元素,A元素形成的一种微粒是最简单的原子,B元素基态原子的核外有3个能级,每个能级上的电子数都相同;D的最外层电子数与能层数之比为3:1;E是第四周期元素,最外层只有一个电子,其余各层电子均充满。回答下列问题(用元素符号或化学式表示):
(1)E在元素周期表中位于 区。
(2)B、C、D的原子半径由大到小的顺序为 (填元素符号),A分别与B、C、D能形成10电子的化合物,它们的沸点由高到低的顺序是 (填分子式)。
(3)C2A4在碱性溶液中能够将ED还原为E2D。C2A4分子中C的杂化方式是 ,由C元素原子组成的单质分子(C2)中含 个π键,与单质分子(C2)互为等电子体的分子有 。
31.(2018高二下·沾益期末)
(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了 的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了 的作用力;碘的升华,粒子间克服了 的作用力.三种晶体的熔点由高到低的顺序是 .
(2)下列六种晶体:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为 (填序号).
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由极性键形成的非极性分子有 ,由非极性键形成的非极性分子有 ,能形成分子晶体的物质是 ,含有氢键的晶体的化学式是 ,属于离子晶体的是 ,属于原子晶体的是 ,五种物质的熔点由高到低的顺序是 .
(4)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. .
(5)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. .
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:乙醇、乙酸与乙烷、乙烯相比较,含有氢键,且相对分子质量较大,则乙醇、乙酸沸点较高;
乙醇和乙酸相比较,二者都含有氢键,但乙酸的相对分子质量较大,乙酸沸点较高.
故选D.
【分析】对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高,对应烃的含氧衍生物,所含氢键越多,并且相对分子质量越大,沸点越高.
2.【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;盐类水解的原理
【解析】【解答】A.第一电离能:是因为Mg的3s处于全满状态,能量低不容易失去一个电子;Al的最外层为3p1容易失去一个电子形成稳定结构,所以铝的第一电离能比镁低;故A符合题意;
B.溶液显酸性是因为可以与水中的结合成弱电解质,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中大于,故B不符合题意;
C.由于Cl原子价电子排布为,当两个Cl原子结合为时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠,形成键;故C不符合题意;
D.、、是由同主族元素形成的单质,结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A项中同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素,其它选项解释合理。
3.【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】食盐即NaCl形成离子晶体,其变为液体即熔化过程中克服离子键,冰醋酸、蔗糖和干冰均形成分子晶体,其变为液体即熔化过程中均克服分子间作用力即范德华力,
故答案为:A。
【分析】依据晶体类型不同判断。
4.【答案】C
【知识点】离子键的形成;共价键的形成及共价键的主要类型;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.H2O分子间含有氢键,分子间作用力最大,A不符合题意;
B.SiO2和晶体硅都是原子晶体,但晶体硅是单质,不是共价化合物,B不符合题意;
C.NaOH 和 K2SO4 均由离子键、极性键构成,均属于离子晶体,C符合题意;
D.NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子,破坏了离子键,没有破坏共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.分子间含有氢键,分子间作用力大;
B.晶体硅是单质;
C.二者均由离子键、极性键构成;
D.硫酸氢根离子是整体,没有破坏共价键。
5.【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.元素非金属性越强,电负性越大,则电负性: Y(O)>X(N)>W(S),选项A不符合题意;
B.同周期从左到右原子半径减小,同主族从上而下原子半径增大,故原子半径:Z(Al) >W(S) >Y(O),选项B符合题意;
C.因水中存在氢键,故简单气态氢化物的熔沸点:H2O>H2S,选项C不符合题意;
D.元素金属性越强其最高价氧化物的水化物的碱性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性:KOH>Al(OH)3,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前4周期主族元素,X与Y同周期相邻元素,Y与W同主族,Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,则Y最外层电子数为6,Y为O元素,W为S元素,X为N元素;Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,则电子排布式为1s22s22p63s23p1,为Al元素,R是前4周期中第一电离能最小的元素,为K元素;结合选项进行判断即可
6.【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.4s能级能量低于3d,所以基态Mn原子的价电子排布式为:3d54s2,价电子排布图为 ,A不符合题意;
B.二者相对分子质量虽然相同,但CO为极性分子,N2为非极性分子,所以CO的沸点更高,B不符合题意;
C.NH3和H2O分子的中心原子均为sp3杂化,但N原子只有一对孤电子对,而O原子有两对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间有较强的排斥作用,所以NH3分子中键角更大,C不符合题意;
D.S8的分子结构为 ,每个S原子形成2个σ键,还有2对孤电子对,价层电子对数为4,采取sp3杂化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据核外电子排布即可判断
B.极性化合物的熔沸点高于非极性物质
C.孤对电子越多,键角越小
D.根据结构简式即可判断杂化方式
7.【答案】B
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氯气的物理性质
【解析】【解答】A.氯气变成液氯的过程,不涉及分子内部变化,氯原子半径不变,A不符合题意;
B.氯气变成液氯的过程,分子间距离减小,分子间作用力变大,B符合题意;
C.氯气变成液氯的过程可通过降温、增大压强实现,C不符合题意;
D.液氯分子间距离比氯气小,单位体积内Cl2浓度更大,颜色更深,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】氯气可以通过降温或增加压强的方式变为液氯,颜色变深,分子间的间隔变小,分子间作用力变大。
8.【答案】C
【知识点】化学键;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;化学反应的可逆性
【解析】【解答】A.4℃时的液态水体积比冰小,故过程①中物质体积缩小,A项不符合题意;
B.液态水转化为水蒸气,体积变大,水分子间距增大,B项不符合题意;
C.水蒸气转化为氢气和氧气,水中的H-O断裂,形成了H-H和O-O,故过程③中涉及化学键的断裂和形成,C项符合题意;
D.可逆反应是在同一条件下既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行的化学反应,故过程②与过程④不是可逆反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】①是固体到液态水,分子间隔增大,液态水到水蒸气分子间的间隔也变大,①和②均为物理变化,过程③是化学变化,涉及到化学键的断裂和形成,可逆反应是在同一条件下正逆反应均可发生的反应。②和④不为可逆反应
9.【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.在冰中,原子内部以共价键结合,微粒间作用力有氢键和范德华力,A符合题意;
B.冰变汽时分子间的距离增大,分子间的作用力完全破坏,分子间氢键全部破坏包括范德华力,所以升华热很大,B不符合题意;
C.液体水分子间同样存在氢键作用,这样常温下水才能以液态形式存在,所以冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少,C不符合题意;
D.冰中氢键数目多余液态水中氢键数目,所以温度越低分子间作用力越大,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.在冰中,原子内部以共价键结合,微粒间作用力有氢键和范德华力;
B.利用冰变汽时分子间的距离增大,分子间的作用力完全破坏分析;
C.液体水分子间同样存在氢键作用;
D.冰中氢键数目多于液态水中氢键数目。
10.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.在环状S8分子结构中,每个S原子与相邻2个S原子形成2个共价键,其原子上还含有2对孤电子对,故S原子杂化类型为sp3杂化,A不符合题意;
B.SO2、H2O分子都是极性分子,而CCl4是非极性分子。由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中,而在非极性分子构成的溶剂中难溶,故SO2易溶于水而难溶于CCl4,B不符合题意;
C.由于极性共价键:H-F>H-Cl,所以断裂HF中的化学键消耗的能量与断裂H-Cl分子中化学键消耗能量大,因此HF分子热稳定性比HCl强,这与分子之间的作用力大小无关,C符合题意;
D.Fe2+和Fe3+的价电子排布式分别为3d6、3d5,由于原子核外电子排布处于半满状态是稳定状态,原子或离子总是由不稳定状态向稳定状态转化,Fe3+的3d能级为半充满的稳定结构,故Fe2+比Fe3+的稳定性小,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、根据硫原子的成键情况和硫原子的最外层电子数分析;
B、根据“相似相容”原理分析;
C、氢化物的热稳定性与分子间作用力无关;
D、轨道上的电子处于半充满状态时,处于稳定结构;
11.【答案】B
【知识点】分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.冰融化时发生物理变化,只破坏范德华力而不破坏化学键,故A不符合题意;
B.CX4均为分子晶体,物质的熔沸点与其相对分子质量成正比,卤化物CX4(X代表卤族元素)中,从F到I,CX4分子的相对分子质量增大,分子间作用力逐渐增大,它们的熔沸点也逐渐升高,故B符合题意;
C.物质的熔沸点与化学键无关,水的熔沸点比H2S高,因为水分子间存在氢键,故C不符合题意;
D.物质的稳定性与化学键有关,与范德华力无关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.冰融化时只破坏范德华力;
B.结构相同的分子晶体中,物质的熔沸点与其相对分子质量成正比;
C.物质的熔沸点与化学键无关;
D.物质的稳定性与化学键有关。
12.【答案】A
【知识点】晶格能的应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强。同主族,从上到下非金属性减弱,即非金属性:O>S>Se>Te,则稳定性:H2O>H2S>H2Se >H2Te,故A符合题意;
B.电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大,故离子半径r(S2-)>r(Cl-)>r(Al3+),故B不符合题意;
C.先比较电荷数多的晶格能大,而如果电荷数一样多比较核间距,核间距大的,晶格能小,则晶格能由大到小为:MgO>CaO>NaF>NaCl,故C不符合题意;
D.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<C-Si<Si-Si,共价键越短,键能越大,熔沸点越高;所以熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.非金属性越强,简单气态氢化物越稳定;
B.电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多,原子半径越小;
C.离子所带电荷越多,离子半径越小,晶格能越大;
D.共价晶体,原子半径越小,共价键键能越大,熔点越高。
13.【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.H2O很稳定,与H和O之间的共价键有关,与水分子间存在氢键无关,A符合题意;
B.结构相似的共价分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,因此F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高,与它们的分子间作用力依次增大有关,B不符合题意;
C.共价化合物在液态时不能发生电离,而离子化合物在熔融状态下发生电离产生能自由移动的阴阳离子,因此液态HCl不导电而熔融NaCl能导电,与前者为共价化合物而后者为离子化合物有关,C不符合题意;
D.干冰升华克服分子间作用力,SiO2由原子直接构成,熔化克服共价键,因此干冰(CO2)易升华而石英(SiO2)不易熔,与前者克服的是分子间作用力而后者克服的是共价键有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A. H2O很稳定,与H和O之间的共价键有关;
B.组成和结构相似的共价分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高;
C.共价化合物在液态时不能发生电离,而离子化合物在熔融状态下发生电离产生能自由移动的阴阳离子;
D.分子晶体熔化克服分子间作用力,原子晶体熔化克服共价键,共价键远大于分子间作用力。
14.【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响;有机物的结构和性质
【解析】【解答】①和②均为5个碳原子的烷烃,碳原子相同的烷烃,支链越多,其沸点越低,①异戊烷含有1个支链,②2,2-二甲基丙烷含有2个支链,则沸点①>②;
③乙醇和④乙酸,乙酸的相对分子质量更大,分子间作用力更大,因此乙酸的沸点更高,则沸点④>③;
⑤油酸甘油酯,其中油酸为C17H33COOH,烃基中含有碳碳双键,则其与甘油形成的油酸甘油酯常温下为液体;⑥软脂酸甘油酯,其中软脂酸为C15H31COOH,烃基为烷基,则其与甘油形成的软脂酸甘油酯常温下为固体,可知沸点⑥>⑤;
①和②常温下是液体,③和④常温下是液体,但是其沸点低于高级脂肪酸甘油酯⑤和⑥的沸点,综上沸点由高到低的排列顺序为⑥>⑤>④>③>①>②,A符合题意;
故答案为:A。
【分析】通过分类进行比较
烷烃的沸点高低和碳原子的个数以及支链的多少有关,结构相似时,碳原子越多,沸点越高,碳原子数目接近时,支链越多,熔沸点越低
醇和酸相比,都属于共价化合物,沸点的高低主要相对分子质量有关,越大,沸点越高
油脂:羧酸中含有碳碳双键的形成的油脂是液体,油脂中不存在双键的形成的酯是固体
15.【答案】C
【知识点】分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;含有氢键的物质;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】乙醇分子间存在氢键,沸点最高;结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力就越强,物质的熔沸点就越高,所以①乙烷 ②丙烷 ③乙醇,沸点由高到低的顺序是③>②>①;
故答案为:C。
【分析】烷烃中,碳原子个数越多,沸点越高,而乙醇中易形成氢键,故沸点最大
16.【答案】B
【知识点】分子间作用力;化学键和分子间作用力的区别;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.不是任何物质中都存在范德华力,如氯化钠为离子晶体,其中没有范德华力,只存在离子键,故A不符合题意;
B.范德华力比氢键的作用力要弱,故B符合题意;
C.只有由分子构成的物质,物质的物理性质才由范德华力与氢键共同决定,不是分子构成的物质的物理性质不是由范德华力与氢键决定的,故C不符合题意;
D.范德华力的强弱与相对分子质量有关,氢键还与原子电负性的大小和半径大小有关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点为C,要注意范德华力存在与分子之间,在离子和原子之间不是的,如离子晶体中由离子键决定,原子晶体由共价键决定。
17.【答案】D
【知识点】晶格能的应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.A中均为分子晶体,其熔点和分子间作用力有关,分子间作用力越大,熔点越高,对组成和结构相似的分子晶体而言,相对分子质量越大,分子间作用力越大,故A不符合题意;
B.B中均为原子晶体,形成共价键的原子半径越小,共价键越强,硬度越大,故B不符合题意;
C.C中均为离子晶体,形成离子晶体的离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,晶格能越大,离子半径:F-
D.D中均为金属晶体,形成金属键的金属阳离子半径越小,所带电荷越多,金属键越强,金属晶体的熔点就越高,离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,熔点:Al>Mg>Na,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.分子晶体的其熔沸点与相对分子质量成正比;
B.原子晶体硬度与键长成反比,键长与原子半径成正比;
C.离子晶体中晶格能与离子所带电荷成正比,与离子半径成反比;
D.同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素。
18.【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;判断简单分子或离子的构型;离子晶体;原子晶体(共价晶体);分子晶体;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】①分子间作用力影响物理性质,不影响分子的稳定性,不符合题意;
②原子晶体熔化时破坏共价键,共价键越强,熔点越高,符合题意;
③干冰是CO2分子通过分子间作用力有规则排列成的分子晶体,不存在氢键,不符合题意;
④在Na2O和Na2O2晶体中,阴、阳离子数之比相等,均为1: 2,符合题意;
⑤CH4是正四面体构型的分子,键角是109°28′,P4也是正四面体构型的分子,键角是60°,不符合题意;
⑥分子晶体中不一定含有化学键,如稀有气体为单原子分子,不存在化学键,不符合题意;
⑦4.8g金刚石中含有0.4molC,金刚石中,每个C与其它4个C形成了4个C-C共价键,每个C形成的共价键数目为: ×4=2,所以1molC形成的共价键为2mol,4.8g金刚石中的C-C键0.8mol,符合题意;
故答案为:B。
【分析】① 分子稳定性主要是化学性质与作用力无关②原子晶体的熔沸点和共价键强度有关③干冰分子中不能形成氢键④根据Na2O2=2Na++O22-,Na2O=2Na++O22-即可判断⑤如含有中心原子则是 109°28′ ,不含有中心原子的是60°⑥多原子分子晶体含有化学键,但是单原子分子中不存在化学键⑦根据质量计算出物质的量再根据空间结构计算出共价键的数目
19.【答案】B
【知识点】离子晶体;分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.分子晶体在固态时不导电,熔融状态下也不导电;离子晶体呈固体时不导电,熔融状态下能导电,故A不符合题意;
B.H2O和CCl4都是分子晶体,H2O中H原子的最外层不能达到8电子稳定结构,故B符合题意;
C.卤素单质都是分子晶体,熔沸点的高低与分子间作用力的大小有关,而决定分子间作用力的因素是相对分子质量的大小,故C不符合题意;
D.干冰的成分是CO2,溶于水中破坏了分子间作用力,同时与水反应生成碳酸,因此共价键也会被破坏,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.熔融状态下能导电说明有自由移动的离子,一定属于离子晶体;
B.水中的H原子没有达到8电子结构;
C.分子晶体的熔沸点随相对分子质量的增加而升高,因为分子间作用力增减增大;
D.干冰溶于水分为干冰的融化和二氧化碳与水的反应。
20.【答案】C
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】分子晶体熔点和分子的相对质量有关,CF4
【分析】A.都是分子晶体,分子晶体熔点和分子间的作用力(范德华力,和氢键)有关。
B.都是原子晶体,原子晶体的硬度取决于共价键键能的大小。
C.都是金属晶体,熔点高低取决于金属键的强弱。
D.都是离子晶体,离子晶体的熔沸点和晶格能有关,晶格能和电荷数成正比,和半径成反比。
21.【答案】C
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:戊烷的相对分子质量比丁烷、丙烷大,所以戊烷的沸点比丁烷、丙烷高,戊烷的同分异构体中正戊烷支链最少,所以正戊烷的沸点最高,
故选C.
【分析】对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高;分子式相同的,支链越多,沸点越低.
22.【答案】C
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:A.氯化氢和水分子均是极性分子,根据相似相溶原理:极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂可以判断,故A不选;
B.碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,故B不选;
C.氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液,不符合相似相溶原理,故C选;
D.溶液分层,说明苯不溶于水,故D不选.
故选C.
【分析】相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用,使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,难溶于非极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,难溶于极性分子组成的溶剂,含有相同官能团的物质互溶,以此解答该题.
23.【答案】D
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:A.氢化物的熔沸点与分子间作用力成正比,分子间作用力越大,其熔沸点越高,分子间氢键的物质导致其熔沸点较高,HF、H2O都含有氢键,而HCl、H2S都不含氢键,所以HF、H2O的沸点比HCl、H2S的沸点高很多,可以用分子间作用力解释,故A不选;
B.同分异构体的分子晶体中,支链越多其熔沸点越低,前者支链较少,所以正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高,可以用分子间作用力解释,故B不选;
C.含有分子间氢键的物质导致其熔沸点较高,分子内含有氢键的物质熔沸点较低,前者形成分子内氢键、后者形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的低,可以用分子间作用力解释,故C不选;
D.离子晶体熔沸点与晶格能成正比,晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比,二者都是离子晶体,且钠离子半径大于镁离子,而电荷小于镁离子,所以Na2O的熔点比MgO的熔点低,不能用分子间作用力解释,故D选;
故选D.
【分析】A.氢化物的熔沸点与分子间作用力成正比,分子间作用力越大,其熔沸点越高,且分子间氢键导致物质熔沸点较高; B.同分异构体的分子晶体中,支链越多其熔沸点越低; C.含有分子间氢键的物质导致其熔沸点较高,分子内含有氢键的物质熔沸点较低; D.离子晶体熔沸点与晶格能成正比,晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比.
24.【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】解:.水分子之间存在氢键,故沸点相对较高,大于H2S,故A正确;
B.HF分子之间存在氢键,故熔点沸点相对较高,故熔点沸点的大小关系为HF>HI>HBr>HCl,故B错误;
C.乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力,故C错误;
D.同一元素若能形成几种不同氧化态的含氧酸,其酸性随化合价递增而递增,故酸性为HClO4>HClO3>HClO2>HClO,故D错误,
故选A.
【分析】A.水分子之间存在氢键,故沸点相对较高;
B.HF分子之间存在氢键,故熔点沸点相对较高;
C.乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力;
D.同一元素若能形成几种不同氧化态的含氧酸,其酸性随化合价递增而递增.
25.【答案】B
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.由氮气分子中含有氮氮三键,键能较大,化学性质稳定,与范德华力无关,故A错误;
B.溴、碘等共价化合物,它们的熔沸点与分子间作用力即范德华力有关,故B正确;
C.水分子中有氢键的作用力大于范德华力,导致熔沸点变大,硫化氢分子间没有氢键,所以水的沸点比硫化氢的沸点高,故C错误;
D.钠离子半径大于锂离子半径,故钠中金属键减弱,其熔点比锂低,故D错误;故选B.
【分析】A.物质的化学性质稳定与否与分子内的化学键有关,与范德华力无关;
B.根据分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高;
C.根据分子间氢键使物质的沸点升高;
D.离子半径越大,金属键越弱,单质熔点越低;
26.【答案】C,D
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;同分异构现象和同分异构体;乙酸的化学性质;酯化反应
【解析】【解答】
A.苯环以及与苯环相连的原子共面,-CN中形成碳氮三键,所以苯环与-CN相邻的C原子与-CN共线,则M中所有原子一定共平面,A不符合题意;
B.N中含有羧基,可以发生酯化反应;可以燃烧,燃烧为氧化反应;可以催化加氢,属于还原反应,B不符合题意;
C.N中含有羧基,可以形成分子间氢键,增大熔沸点,所以沸点:N>M,C符合题意;
D.属于芳香化合物且能与银氨溶液反应,则含有苯环,同时有醛基或甲酸形成的酯基,所以苯环上的取代基可以是:①-OOCH,有1种,②-OH和-CHO,有邻间对三种,共4种,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.根据碳原子的成键方式即可判断出原子是否共面
B.根据N的结构简式即可找出含有羧基,可以发生取代、加成和氧化和还原等反应
C.根据含有羧基易形成氢键,熔沸点增大
D.按照要求即可写出同分异构体
27.【答案】(1);第4周期第ⅦB族
(2)16;32;Cl、N
(3)(正)四面体(形);二者均为分子晶体,相对分子质量更大
【知识点】原子结构的构造原理;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】(1)基态Mn原子的电子排布式为:,价电子轨道表示式为 ,在周期表中的未知为:第4周期第ⅦB族;
(2)根据晶胞结构图,原子棱上有24个,面心有8个,里面有6个,总个数为:个,含有杂化的中心原子为32,Cl、N含有孤电子对,提供提供电子对形成配位键;
(3)中N价层电子对为4,构型为正四面体结构;相对分子质量较大,所以沸点较高。
【分析】(1)依据原子构造原理和洪特规则分析;
(2)利用均摊法确定原子数;根据晶胞结构图,依据配合物的结构确定配位键的数目;
(3)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;分子晶体的相对分子质量越大,沸点越高。
28.【答案】(1)
(2)<;三角锥;三角双锥
(3)sp3;C;黑磷>红磷>白磷;黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷。
(4)(0.500,0.090,0.402);8
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学键和分子间作用力的区别;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)基态P原子核外有15个电子,排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布图为:;
(2)原子半径P>F,则电负性P
②黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高,所以熔点:黑磷>红磷>白磷;黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;
(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,0.090,0.402),该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个;第二层含有P原子1+1+1+1=4个;第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子。
【分析】(1)根据该原子排布式书写其价电子排布图;
(2)根据价电子对数判断其几何构型;
(3)①根据其配位数判定杂化方式;
②黑磷属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体;
(4)结合图B和图A进行解答。
29.【答案】(1)⑧⑩
(2)②③④
(3)⑨
(4)①④⑥⑧
【知识点】分子间作用力;化学键和分子间作用力的区别;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】(1)固体时能够导电的为金属单质或石墨,只有⑧⑩符合;
故答案为⑧⑩;
(2)分子构成的晶体,熔化时不破坏化学键,只有②③④符合;
故答案为②③④;
(3)含有配位键的只有氯化铵,铵根离子中NH3和H+形成配位键,⑨符合;
故答案为⑨;
(4)同种非金属元素之间形成非极性共价键,则只有①④⑥⑧符合;
故答案为①④⑥⑧。
【分析】
(1)根据固体能导电的物质进行判断即可
(2)根据找出分子晶体即可
(3)根据配位键形成的原理结合选项找出即可
(4)非极性共价键是由同种元素形成找出即可
30.【答案】(1)ds
(2)C>N>O;H2O>NH3>CH4
(3)sp3;2;CO
【知识点】“等电子原理”的应用;分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)E为铜,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在元素周期表中位于ds区。答案为:ds;
(2)B、C、D分别为C、N、O,三者的电子层数相同,最外层电子数越大,原子半径越小,原子半径由大到小的顺序为C>N>O,A分别与B、C、D能形成10电子的化合物分别为CH4、NH3、H2O,它们的沸点由高到低的顺序是H2O>NH3>CH4。答案为:C>N>O;H2O>NH3>CH4;
(3)C2A4为N2H4,在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu2O。N2H4分子中N原子的价层电子对数为4,杂化方式是sp3,由N原子组成的单质分子(N2),结构式为N≡N,含2个π键,与单质分子(N2)互为等电子体的分子为CO。答案为:sp3;2;CO。
【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前30号元素,A元素形成的一种微粒是最简单的原子,则A为氢;B元素基态原子的核外有3个能级,每个能级上的电子数都相同,则电子排布式为1s22s22p2,B为碳;D的最外层电子数与能层数之比为3:1,则电子排布式为1s22s22p4,D为氧,从而得出C为氮;E是第四周期元素,最外层只有一个电子,其余各层电子均充满,则E为铜。从而得出A、B、C、D、E分别为H、C、N、O、Cu。
31.【答案】(1)离子键;共价键;分子间;SiO2>KClO3>I2
(2)①⑤③②④⑥
(3)CO2;H2;H2、CO2、HF;HF;(NH4)2SO4;SiC;SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
(4)金属晶体;分子晶体;离子晶体;原子晶体
(5)氯化铯;氯化钠;二氧化硅;金刚石
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】(1)氯酸钾是离子晶体,熔化时破坏离子键;二氧化硅是原子晶体熔化时破坏共价键;碘是分子晶体,升华时粒子间克服分子间作用力;熔点:原子晶体 离子晶体 分子晶体,所以熔点大小顺序为: SiO2>KClO3>I2;(2)根基晶体类型分析,原子晶体 离子晶体 分子晶体,Si和金刚石都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,所以熔点低到高的顺序为:①⑤③②④⑥;(3)由极性键形成的非极性分子有CO2,由非极性键形成的非极性分子有H2,能形成分子晶体的物质是H2、CO2、HF,含有氢键的晶体的化学式是 HF,属于离子晶体的是(NH4)2SO4,属于原子晶体的是SiC,五种物质的熔点由高到低的顺序是SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2; (4)根据晶体的物理性质分析,A.固态时能导电,能溶于盐酸,属于金属晶体;
B.能溶于CS2,不溶于水,根据相似相溶原理,CS2为分子晶体,故B属于分子晶体;
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,属于离子晶体,
D.固态、液态时均不导电,熔点为3 500℃,属于原子晶体;(5)由晶胞结构模型可以知道A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石。
【分析】(1)离子化合物熔化时产生了自由移动的离子,破坏了离子间。原子晶体熔化时破坏共价键,分子晶体三态的变化破坏分子间作用力。
(2)一般来说原子晶体熔点>离子晶体>分子晶体。
(3)非极性分子的判断若中心原子的化合价等于它的最外层电子数,则它为非极性分子。
(4)原子晶体的共性是熔沸点高、硬度大;分子晶体的物理共性是熔沸点低、硬度小、易升华。
2023年高考真题变式分类汇编:分子间作用力对物质的状态等方面的影响
一、选择题
1.(2013·海南)下列有机化合物中沸点最高的是( )
A.乙烷 B.乙烯 C.乙醇 D.乙酸
【答案】D
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:乙醇、乙酸与乙烷、乙烯相比较,含有氢键,且相对分子质量较大,则乙醇、乙酸沸点较高;
乙醇和乙酸相比较,二者都含有氢键,但乙酸的相对分子质量较大,乙酸沸点较高.
故选D.
【分析】对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高,对应烃的含氧衍生物,所含氢键越多,并且相对分子质量越大,沸点越高.
2.(2023·石景山模拟)下列事实的解释错误的是
事实 解释
A 第一电离能: Mg为3p轨道全空的稳定电子构型,而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型
B 溶液显酸性 电离产生的可以与水中的结合成弱电解质,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中大于
C 分子中的共价键是键 Cl原子价电子排布为,当两个Cl原子结合为时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠
D 、、的熔点依次增大 、、的结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;盐类水解的原理
【解析】【解答】A.第一电离能:是因为Mg的3s处于全满状态,能量低不容易失去一个电子;Al的最外层为3p1容易失去一个电子形成稳定结构,所以铝的第一电离能比镁低;故A符合题意;
B.溶液显酸性是因为可以与水中的结合成弱电解质,使水的电离平衡向电离的方向移动,最终导致溶液中大于,故B不符合题意;
C.由于Cl原子价电子排布为,当两个Cl原子结合为时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠,形成键;故C不符合题意;
D.、、是由同主族元素形成的单质,结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A项中同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素,其它选项解释合理。
3.(2023·黄浦模拟)下列晶体变成液态的过程中破坏的作用力与其他不同的是
A.食盐 B.冰醋酸 C.蔗糖 D.干冰
【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】食盐即NaCl形成离子晶体,其变为液体即熔化过程中克服离子键,冰醋酸、蔗糖和干冰均形成分子晶体,其变为液体即熔化过程中均克服分子间作用力即范德华力,
故答案为:A。
【分析】依据晶体类型不同判断。
4.(2022·浙江模拟)下列说法正确的是
A.H2O、H2S、H2Se的分子间作用力依次增大
B.SiO2和晶体硅都是共价化合物,都是共价晶体
C.NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同
D.NaHSO4加热熔化时破坏了该物质中的离子键和共价键
【答案】C
【知识点】离子键的形成;共价键的形成及共价键的主要类型;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.H2O分子间含有氢键,分子间作用力最大,A不符合题意;
B.SiO2和晶体硅都是原子晶体,但晶体硅是单质,不是共价化合物,B不符合题意;
C.NaOH 和 K2SO4 均由离子键、极性键构成,均属于离子晶体,C符合题意;
D.NaHSO4加热融化电离得到钠离子和硫酸氢根离子,破坏了离子键,没有破坏共价键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.分子间含有氢键,分子间作用力大;
B.晶体硅是单质;
C.二者均由离子键、极性键构成;
D.硫酸氢根离子是整体,没有破坏共价键。
5.(2021·潍坊模拟)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前4周期主族元素,X与Y同周期相邻元素,Y与W同主族,Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,R是前4周期中第一电离能最小的元素。下列有关说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>W
B.原子半径:Z>W>Y
C.简单气态氢化物的熔沸点:Y>W>X
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>R
【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.元素非金属性越强,电负性越大,则电负性: Y(O)>X(N)>W(S),选项A不符合题意;
B.同周期从左到右原子半径减小,同主族从上而下原子半径增大,故原子半径:Z(Al) >W(S) >Y(O),选项B符合题意;
C.因水中存在氢键,故简单气态氢化物的熔沸点:H2O>H2S,选项C不符合题意;
D.元素金属性越强其最高价氧化物的水化物的碱性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性:KOH>Al(OH)3,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前4周期主族元素,X与Y同周期相邻元素,Y与W同主族,Y原子的最外层电子数是W原子最内层电子数的3倍,则Y最外层电子数为6,Y为O元素,W为S元素,X为N元素;Z基态原子的3p轨道上有1个未成对电子,则电子排布式为1s22s22p63s23p1,为Al元素,R是前4周期中第一电离能最小的元素,为K元素;结合选项进行判断即可
6.(2021·泰安模拟)下列说法正确的是( )
A.基态Mn原子的价电子排布图为
B.沸点:CO<N2
C.键角:NH3<H2O
D.S8中S原子的杂化方式为sp3
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.4s能级能量低于3d,所以基态Mn原子的价电子排布式为:3d54s2,价电子排布图为 ,A不符合题意;
B.二者相对分子质量虽然相同,但CO为极性分子,N2为非极性分子,所以CO的沸点更高,B不符合题意;
C.NH3和H2O分子的中心原子均为sp3杂化,但N原子只有一对孤电子对,而O原子有两对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间有较强的排斥作用,所以NH3分子中键角更大,C不符合题意;
D.S8的分子结构为 ,每个S原子形成2个σ键,还有2对孤电子对,价层电子对数为4,采取sp3杂化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据核外电子排布即可判断
B.极性化合物的熔沸点高于非极性物质
C.孤对电子越多,键角越小
D.根据结构简式即可判断杂化方式
7.(2021·徐汇模拟)关于氯气变成液氯的过程,下列说法正确的是( )
A.氯原子半径减小 B.分子间作用力变大
C.可以通过降低压强实现 D.液氯颜色比氯气浅
【答案】B
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氯气的物理性质
【解析】【解答】A.氯气变成液氯的过程,不涉及分子内部变化,氯原子半径不变,A不符合题意;
B.氯气变成液氯的过程,分子间距离减小,分子间作用力变大,B符合题意;
C.氯气变成液氯的过程可通过降温、增大压强实现,C不符合题意;
D.液氯分子间距离比氯气小,单位体积内Cl2浓度更大,颜色更深,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】氯气可以通过降温或增加压强的方式变为液氯,颜色变深,分子间的间隔变小,分子间作用力变大。
8.(2021·浦东模拟)水可以发生如下变化:
冰 液态水(4℃) 水蒸气(100℃) 氢气+氧气
下列说法正确的是( )
A.过程①中物质体积膨胀
B.过程②中分子间距缩小
C.过程③中涉及化学键的断裂和形成
D.过程②与过程④互为可逆反应
【答案】C
【知识点】化学键;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;化学反应的可逆性
【解析】【解答】A.4℃时的液态水体积比冰小,故过程①中物质体积缩小,A项不符合题意;
B.液态水转化为水蒸气,体积变大,水分子间距增大,B项不符合题意;
C.水蒸气转化为氢气和氧气,水中的H-O断裂,形成了H-H和O-O,故过程③中涉及化学键的断裂和形成,C项符合题意;
D.可逆反应是在同一条件下既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行的化学反应,故过程②与过程④不是可逆反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】①是固体到液态水,分子间隔增大,液态水到水蒸气分子间的间隔也变大,①和②均为物理变化,过程③是化学变化,涉及到化学键的断裂和形成,可逆反应是在同一条件下正逆反应均可发生的反应。②和④不为可逆反应
9.(2022高二下·绍兴期末)冰、水和汽三者之间相关联的一些热力学数据如下:
根据图中数据判断,下列说法错误的是( )
A.在冰中,微粒间作用力只有共价键和氢键
B.冰变汽时升华热很大,说明升华时分子间氢键全部破坏
C.冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少
D.根据“升华热>熔化热+蒸发热”可知,水汽()分子间作用力比水汽()分子间作用力大
【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.在冰中,原子内部以共价键结合,微粒间作用力有氢键和范德华力,A符合题意;
B.冰变汽时分子间的距离增大,分子间的作用力完全破坏,分子间氢键全部破坏包括范德华力,所以升华热很大,B不符合题意;
C.液体水分子间同样存在氢键作用,这样常温下水才能以液态形式存在,所以冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少,C不符合题意;
D.冰中氢键数目多余液态水中氢键数目,所以温度越低分子间作用力越大,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.在冰中,原子内部以共价键结合,微粒间作用力有氢键和范德华力;
B.利用冰变汽时分子间的距离增大,分子间的作用力完全破坏分析;
C.液体水分子间同样存在氢键作用;
D.冰中氢键数目多于液态水中氢键数目。
10.(2021高二下·蓝田期末)对下列实验事实的理论解释错误的( )
选项 实验事实 理论解释
A 环状S8分子结构如图 S原子采取的杂化方式为sp3
B SO2易溶于水而难溶于CCl4 SO2和水都是极性分子而CCl4为非极性分子
C HF分子热稳定性比HCl强 HF分子间作用力比HCl强
D Fe2+比Fe3+的稳定性小 Fe2+和Fe3+的价电子排布式分别为3d6、3d5,Fe3+的3d能级为半充满的稳定结构
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.在环状S8分子结构中,每个S原子与相邻2个S原子形成2个共价键,其原子上还含有2对孤电子对,故S原子杂化类型为sp3杂化,A不符合题意;
B.SO2、H2O分子都是极性分子,而CCl4是非极性分子。由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中,而在非极性分子构成的溶剂中难溶,故SO2易溶于水而难溶于CCl4,B不符合题意;
C.由于极性共价键:H-F>H-Cl,所以断裂HF中的化学键消耗的能量与断裂H-Cl分子中化学键消耗能量大,因此HF分子热稳定性比HCl强,这与分子之间的作用力大小无关,C符合题意;
D.Fe2+和Fe3+的价电子排布式分别为3d6、3d5,由于原子核外电子排布处于半满状态是稳定状态,原子或离子总是由不稳定状态向稳定状态转化,Fe3+的3d能级为半充满的稳定结构,故Fe2+比Fe3+的稳定性小,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、根据硫原子的成键情况和硫原子的最外层电子数分析;
B、根据“相似相容”原理分析;
C、氢化物的热稳定性与分子间作用力无关;
D、轨道上的电子处于半充满状态时,处于稳定结构;
11.(2021高二下·金台期末)下列说法正确的是( )
A.冰融化时,分子中有H-O键发生断裂
B.卤化物CX4(X代表卤族元素)中,从F到I,分子间作用力逐渐增大,它们的熔沸点也逐渐升高
C.由于H-O键比H-S键牢固,所以水的熔沸点比H2S高
D.在由分子所构成的物质中,分子间作用力越大,该物质越稳定
【答案】B
【知识点】分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.冰融化时发生物理变化,只破坏范德华力而不破坏化学键,故A不符合题意;
B.CX4均为分子晶体,物质的熔沸点与其相对分子质量成正比,卤化物CX4(X代表卤族元素)中,从F到I,CX4分子的相对分子质量增大,分子间作用力逐渐增大,它们的熔沸点也逐渐升高,故B符合题意;
C.物质的熔沸点与化学键无关,水的熔沸点比H2S高,因为水分子间存在氢键,故C不符合题意;
D.物质的稳定性与化学键有关,与范德华力无关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.冰融化时只破坏范德华力;
B.结构相同的分子晶体中,物质的熔沸点与其相对分子质量成正比;
C.物质的熔沸点与化学键无关;
D.物质的稳定性与化学键有关。
12.(2020高二上·绵阳期末)下列物质的性质比较,结论错误的是( )
A.稳定性:H2O>H2Te>H2Se>H2S
B.微粒半径:r(S2-)>r(Cl-)>r(Al3+)
C.晶格能:MgO>CaO>NaF>NaCl
D.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】A
【知识点】晶格能的应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强。同主族,从上到下非金属性减弱,即非金属性:O>S>Se>Te,则稳定性:H2O>H2S>H2Se >H2Te,故A符合题意;
B.电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大,故离子半径r(S2-)>r(Cl-)>r(Al3+),故B不符合题意;
C.先比较电荷数多的晶格能大,而如果电荷数一样多比较核间距,核间距大的,晶格能小,则晶格能由大到小为:MgO>CaO>NaF>NaCl,故C不符合题意;
D.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<C-Si<Si-Si,共价键越短,键能越大,熔沸点越高;所以熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.非金属性越强,简单气态氢化物越稳定;
B.电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多,原子半径越小;
C.离子所带电荷越多,离子半径越小,晶格能越大;
D.共价晶体,原子半径越小,共价键键能越大,熔点越高。
13.(2020高一上·丽水期末)下列叙述错误的是( )
A.H2O很稳定,与水分子间存在氢键有关
B.F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高,与它们的分子间作用力依次增大有关
C.液态HCl不导电而熔融NaCl能导电,与前者为共价化合物而后者为离子化合物有关
D.干冰(CO2)易升华而石英(SiO2)不易熔,与前者克服的是分子间作用力而后者克服的是共价键有关
【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.H2O很稳定,与H和O之间的共价键有关,与水分子间存在氢键无关,A符合题意;
B.结构相似的共价分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高,因此F2、Cl2、Br2、I2的熔点依次升高,与它们的分子间作用力依次增大有关,B不符合题意;
C.共价化合物在液态时不能发生电离,而离子化合物在熔融状态下发生电离产生能自由移动的阴阳离子,因此液态HCl不导电而熔融NaCl能导电,与前者为共价化合物而后者为离子化合物有关,C不符合题意;
D.干冰升华克服分子间作用力,SiO2由原子直接构成,熔化克服共价键,因此干冰(CO2)易升华而石英(SiO2)不易熔,与前者克服的是分子间作用力而后者克服的是共价键有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A. H2O很稳定,与H和O之间的共价键有关;
B.组成和结构相似的共价分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高;
C.共价化合物在液态时不能发生电离,而离子化合物在熔融状态下发生电离产生能自由移动的阴阳离子;
D.分子晶体熔化克服分子间作用力,原子晶体熔化克服共价键,共价键远大于分子间作用力。
14.(2020高二下·郑州期末)以下6种有机物 ①异戊烷 ②2,2-二甲基丙烷 ③乙醇 ④乙酸 ⑤油酸甘油酯 ⑥软脂酸甘油酯,沸点由高到低的排列顺序是( )
A.⑥>⑤>④>③>①>② B.⑥>④>⑤>②>③>①
C.⑤>⑥>④>③>①>② D.④>⑥>⑤>②>③>①
【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响;有机物的结构和性质
【解析】【解答】①和②均为5个碳原子的烷烃,碳原子相同的烷烃,支链越多,其沸点越低,①异戊烷含有1个支链,②2,2-二甲基丙烷含有2个支链,则沸点①>②;
③乙醇和④乙酸,乙酸的相对分子质量更大,分子间作用力更大,因此乙酸的沸点更高,则沸点④>③;
⑤油酸甘油酯,其中油酸为C17H33COOH,烃基中含有碳碳双键,则其与甘油形成的油酸甘油酯常温下为液体;⑥软脂酸甘油酯,其中软脂酸为C15H31COOH,烃基为烷基,则其与甘油形成的软脂酸甘油酯常温下为固体,可知沸点⑥>⑤;
①和②常温下是液体,③和④常温下是液体,但是其沸点低于高级脂肪酸甘油酯⑤和⑥的沸点,综上沸点由高到低的排列顺序为⑥>⑤>④>③>①>②,A符合题意;
故答案为:A。
【分析】通过分类进行比较
烷烃的沸点高低和碳原子的个数以及支链的多少有关,结构相似时,碳原子越多,沸点越高,碳原子数目接近时,支链越多,熔沸点越低
醇和酸相比,都属于共价化合物,沸点的高低主要相对分子质量有关,越大,沸点越高
油脂:羧酸中含有碳碳双键的形成的油脂是液体,油脂中不存在双键的形成的酯是固体
15.(2020高二下·南京期末)下列物质①乙烷 ②丙烷 ③乙醇,沸点由高到低的顺序正确的是( )
A.①>②>③ B.②>①>③ C.③>②>① D.③>①>②
【答案】C
【知识点】分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;含有氢键的物质;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】乙醇分子间存在氢键,沸点最高;结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力就越强,物质的熔沸点就越高,所以①乙烷 ②丙烷 ③乙醇,沸点由高到低的顺序是③>②>①;
故答案为:C。
【分析】烷烃中,碳原子个数越多,沸点越高,而乙醇中易形成氢键,故沸点最大
16.(2020高二下·天津月考)下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( )
A.任何物质中都存在范德华力,而氢键只存在于含有 N、O、F 的物质中
B.范德华力比氢键的作用还要弱
C.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
D.范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
【答案】B
【知识点】分子间作用力;化学键和分子间作用力的区别;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.不是任何物质中都存在范德华力,如氯化钠为离子晶体,其中没有范德华力,只存在离子键,故A不符合题意;
B.范德华力比氢键的作用力要弱,故B符合题意;
C.只有由分子构成的物质,物质的物理性质才由范德华力与氢键共同决定,不是分子构成的物质的物理性质不是由范德华力与氢键决定的,故C不符合题意;
D.范德华力的强弱与相对分子质量有关,氢键还与原子电负性的大小和半径大小有关,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题的易错点为C,要注意范德华力存在与分子之间,在离子和原子之间不是的,如离子晶体中由离子键决定,原子晶体由共价键决定。
17.(2020高二下·唐山月考)下列表述错误的是( )
A.熔点:CF4
C.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>Nal
D.熔点:Na>Mg>Al
【答案】D
【知识点】晶格能的应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.A中均为分子晶体,其熔点和分子间作用力有关,分子间作用力越大,熔点越高,对组成和结构相似的分子晶体而言,相对分子质量越大,分子间作用力越大,故A不符合题意;
B.B中均为原子晶体,形成共价键的原子半径越小,共价键越强,硬度越大,故B不符合题意;
C.C中均为离子晶体,形成离子晶体的离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,晶格能越大,离子半径:F-
D.D中均为金属晶体,形成金属键的金属阳离子半径越小,所带电荷越多,金属键越强,金属晶体的熔点就越高,离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,熔点:Al>Mg>Na,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.分子晶体的其熔沸点与相对分子质量成正比;
B.原子晶体硬度与键长成反比,键长与原子半径成正比;
C.离子晶体中晶格能与离子所带电荷成正比,与离子半径成反比;
D.同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素。
18.(2020高二下·太湖期中)下列说法中正确的是 ( )
①晶体中分子间作用力越大,分子越稳定 ②原子晶体中共价键越强,熔点越高 ③干冰是CO2分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体 ④在Na2O和Na2O2晶体中,阴、阳离子数之比相等 ⑤正四面体构型的分子,键角都是109°28′,其晶体类型可能是原子晶体或分子晶体 ⑥分子晶体中都含有化学键 ⑦含4.8 g碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为0.8 mol
A.①②③④⑤ B.②④⑦ C.⑤⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;判断简单分子或离子的构型;离子晶体;原子晶体(共价晶体);分子晶体;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】①分子间作用力影响物理性质,不影响分子的稳定性,不符合题意;
②原子晶体熔化时破坏共价键,共价键越强,熔点越高,符合题意;
③干冰是CO2分子通过分子间作用力有规则排列成的分子晶体,不存在氢键,不符合题意;
④在Na2O和Na2O2晶体中,阴、阳离子数之比相等,均为1: 2,符合题意;
⑤CH4是正四面体构型的分子,键角是109°28′,P4也是正四面体构型的分子,键角是60°,不符合题意;
⑥分子晶体中不一定含有化学键,如稀有气体为单原子分子,不存在化学键,不符合题意;
⑦4.8g金刚石中含有0.4molC,金刚石中,每个C与其它4个C形成了4个C-C共价键,每个C形成的共价键数目为: ×4=2,所以1molC形成的共价键为2mol,4.8g金刚石中的C-C键0.8mol,符合题意;
故答案为:B。
【分析】① 分子稳定性主要是化学性质与作用力无关②原子晶体的熔沸点和共价键强度有关③干冰分子中不能形成氢键④根据Na2O2=2Na++O22-,Na2O=2Na++O22-即可判断⑤如含有中心原子则是 109°28′ ,不含有中心原子的是60°⑥多原子分子晶体含有化学键,但是单原子分子中不存在化学键⑦根据质量计算出物质的量再根据空间结构计算出共价键的数目
19.(2019高二下·台州期中)下列关于微粒间作用力与晶体的说法不正确的是( )
A.某物质呈固体时不导电,熔融状态下能导电,则该物质一定是离子晶体
B.H2O和CCl4的晶体类型相同,且每个原子的最外层都达到8电子稳定结构
C.F2、Cl2、Br2、I2的沸点逐渐升高,是因为分子间作用力逐渐增大
D.干冰溶于水中,既有分子间作用力的破坏,也有共价键的破坏
【答案】B
【知识点】离子晶体;分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.分子晶体在固态时不导电,熔融状态下也不导电;离子晶体呈固体时不导电,熔融状态下能导电,故A不符合题意;
B.H2O和CCl4都是分子晶体,H2O中H原子的最外层不能达到8电子稳定结构,故B符合题意;
C.卤素单质都是分子晶体,熔沸点的高低与分子间作用力的大小有关,而决定分子间作用力的因素是相对分子质量的大小,故C不符合题意;
D.干冰的成分是CO2,溶于水中破坏了分子间作用力,同时与水反应生成碳酸,因此共价键也会被破坏,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.熔融状态下能导电说明有自由移动的离子,一定属于离子晶体;
B.水中的H原子没有达到8电子结构;
C.分子晶体的熔沸点随相对分子质量的增加而升高,因为分子间作用力增减增大;
D.干冰溶于水分为干冰的融化和二氧化碳与水的反应。
20.(2018高二下·集宁期中)下面的排序错误的是( )
A.晶体熔点由低到高:CF4
C.熔点由高到低:Na>Mg>Al
D.晶格能由大到小: NaF> NaCl> NaBr>NaI
【答案】C
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】分子晶体熔点和分子的相对质量有关,CF4
【分析】A.都是分子晶体,分子晶体熔点和分子间的作用力(范德华力,和氢键)有关。
B.都是原子晶体,原子晶体的硬度取决于共价键键能的大小。
C.都是金属晶体,熔点高低取决于金属键的强弱。
D.都是离子晶体,离子晶体的熔沸点和晶格能有关,晶格能和电荷数成正比,和半径成反比。
21.(2016高二下·宁县期末)下列烷烃沸点最高的是( )
A.CH3CH2CH3 B.CH3CH2CH2CH3
C.CH3(CH2)3CH3 D.(CH3)2CHCH2CH3
【答案】C
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:戊烷的相对分子质量比丁烷、丙烷大,所以戊烷的沸点比丁烷、丙烷高,戊烷的同分异构体中正戊烷支链最少,所以正戊烷的沸点最高,
故选C.
【分析】对应烃类物质,烃的相对分子质量越大,沸点越高;分子式相同的,支链越多,沸点越低.
22.(2017高二上·资阳期末)下列现象不能用“相似相溶”解释的是( )
A.氯化氢易溶于水 B.用CCl4 萃取碘水中的碘
C.氯气易溶于NaOH溶液 D.苯与水混合静置后分层
【答案】C
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:A.氯化氢和水分子均是极性分子,根据相似相溶原理:极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂可以判断,故A不选;
B.碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,故B不选;
C.氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液,不符合相似相溶原理,故C选;
D.溶液分层,说明苯不溶于水,故D不选.
故选C.
【分析】相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用,使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,难溶于非极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂,难溶于极性分子组成的溶剂,含有相同官能团的物质互溶,以此解答该题.
23.(2016高二下·汪清期末)下列事实不能用分子间作用力解释的是( )
A.HF,H2O的沸点比HCl,H2S的沸点高很多
B.正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高
C.邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的低
D.Na2O的熔点比MgO的熔点低
【答案】D
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】解:A.氢化物的熔沸点与分子间作用力成正比,分子间作用力越大,其熔沸点越高,分子间氢键的物质导致其熔沸点较高,HF、H2O都含有氢键,而HCl、H2S都不含氢键,所以HF、H2O的沸点比HCl、H2S的沸点高很多,可以用分子间作用力解释,故A不选;
B.同分异构体的分子晶体中,支链越多其熔沸点越低,前者支链较少,所以正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高,可以用分子间作用力解释,故B不选;
C.含有分子间氢键的物质导致其熔沸点较高,分子内含有氢键的物质熔沸点较低,前者形成分子内氢键、后者形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的低,可以用分子间作用力解释,故C不选;
D.离子晶体熔沸点与晶格能成正比,晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比,二者都是离子晶体,且钠离子半径大于镁离子,而电荷小于镁离子,所以Na2O的熔点比MgO的熔点低,不能用分子间作用力解释,故D选;
故选D.
【分析】A.氢化物的熔沸点与分子间作用力成正比,分子间作用力越大,其熔沸点越高,且分子间氢键导致物质熔沸点较高; B.同分异构体的分子晶体中,支链越多其熔沸点越低; C.含有分子间氢键的物质导致其熔沸点较高,分子内含有氢键的物质熔沸点较低; D.离子晶体熔沸点与晶格能成正比,晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比.
24.(2016高二上·宜昌期末)下列说法正确的是( )
A.H2O的熔点、沸点大于H2S的是由于H2O分子之间存在氢键
B.HF,HCl,HBr,HI的熔点沸点依次升高
C.乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO>HClO2>HClO3>HClO4
【答案】A
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】解:.水分子之间存在氢键,故沸点相对较高,大于H2S,故A正确;
B.HF分子之间存在氢键,故熔点沸点相对较高,故熔点沸点的大小关系为HF>HI>HBr>HCl,故B错误;
C.乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力,故C错误;
D.同一元素若能形成几种不同氧化态的含氧酸,其酸性随化合价递增而递增,故酸性为HClO4>HClO3>HClO2>HClO,故D错误,
故选A.
【分析】A.水分子之间存在氢键,故沸点相对较高;
B.HF分子之间存在氢键,故熔点沸点相对较高;
C.乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力;
D.同一元素若能形成几种不同氧化态的含氧酸,其酸性随化合价递增而递增.
25.下列现象中,能用范德华力解释的是( )
A.氮气的化学性质稳定
B.通常状况下,溴呈液态,碘呈固态
C.水的沸点比硫化氢高
D.锂的熔点比钠高
【答案】B
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】A.由氮气分子中含有氮氮三键,键能较大,化学性质稳定,与范德华力无关,故A错误;
B.溴、碘等共价化合物,它们的熔沸点与分子间作用力即范德华力有关,故B正确;
C.水分子中有氢键的作用力大于范德华力,导致熔沸点变大,硫化氢分子间没有氢键,所以水的沸点比硫化氢的沸点高,故C错误;
D.钠离子半径大于锂离子半径,故钠中金属键减弱,其熔点比锂低,故D错误;故选B.
【分析】A.物质的化学性质稳定与否与分子内的化学键有关,与范德华力无关;
B.根据分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高;
C.根据分子间氢键使物质的沸点升高;
D.离子半径越大,金属键越弱,单质熔点越低;
二、多选题
26.(2021·泰安模拟)M与N存在如图所示的转化。下列说法错误的是( )
A.M中所有原子一定共平面
B.N能发生酯化反应、氧化反应和还原反应
C.沸点:N<M
D.属于芳香化合物且能与银氨溶液反应的N的同分异构体有3种
【答案】C,D
【知识点】分子间作用力对物质的状态等方面的影响;同分异构现象和同分异构体;乙酸的化学性质;酯化反应
【解析】【解答】
A.苯环以及与苯环相连的原子共面,-CN中形成碳氮三键,所以苯环与-CN相邻的C原子与-CN共线,则M中所有原子一定共平面,A不符合题意;
B.N中含有羧基,可以发生酯化反应;可以燃烧,燃烧为氧化反应;可以催化加氢,属于还原反应,B不符合题意;
C.N中含有羧基,可以形成分子间氢键,增大熔沸点,所以沸点:N>M,C符合题意;
D.属于芳香化合物且能与银氨溶液反应,则含有苯环,同时有醛基或甲酸形成的酯基,所以苯环上的取代基可以是:①-OOCH,有1种,②-OH和-CHO,有邻间对三种,共4种,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.根据碳原子的成键方式即可判断出原子是否共面
B.根据N的结构简式即可找出含有羧基,可以发生取代、加成和氧化和还原等反应
C.根据含有羧基易形成氢键,熔沸点增大
D.按照要求即可写出同分异构体
三、非选择题
27.(2023·济南模拟)研究压电材料对于自动化技术具有重要意义。一种有机—无机复合压电材料的单斜晶体结构沿晶轴方向投影如图所示(H原子未画出),晶胞内总共含有84个原子。晶胞参数为,,。回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子轨道表示式为 。在元素周期表中位置为 。
(2)1 mol 晶胞中含有Cl原子 mol,含有杂化的中心原子 mol;该晶体中提供电子对形成配位键的原子是 。
(3)TMCM性质活泼,一定条件下可分解生成三甲胺[],中N原子的价层电子对构型为 ;的沸点高于,主要原因是 。
【答案】(1);第4周期第ⅦB族
(2)16;32;Cl、N
(3)(正)四面体(形);二者均为分子晶体,相对分子质量更大
【知识点】原子结构的构造原理;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】(1)基态Mn原子的电子排布式为:,价电子轨道表示式为 ,在周期表中的未知为:第4周期第ⅦB族;
(2)根据晶胞结构图,原子棱上有24个,面心有8个,里面有6个,总个数为:个,含有杂化的中心原子为32,Cl、N含有孤电子对,提供提供电子对形成配位键;
(3)中N价层电子对为4,构型为正四面体结构;相对分子质量较大,所以沸点较高。
【分析】(1)依据原子构造原理和洪特规则分析;
(2)利用均摊法确定原子数;根据晶胞结构图,依据配合物的结构确定配位键的数目;
(3)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;分子晶体的相对分子质量越大,沸点越高。
28.(2020·江西)【化学———选修 3:物质结构与性质】
黑磷是磷的一种稳定的同素异形体,黑磷具有正交晶系的晶体结构(图 A),晶胞参数a=3.310A。b=4.380A。c=10.500A。黑磷烯是二维的单层黑磷(图 B),黑磷烯与石墨烯结构相似,P的配位数为 3。与石墨烯相比,黑磷烯具有半导体性质,更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位 P,所有 P原子的成键环境一样,图 A中编 号为①的 P原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)。请回答下列问题:
(1)写出 P原子的基态电子排布:
(2)P和 F的电负性大小顺序是 x(P) x(F)。(填 “ <” “ =” 或 “ >” )P和 F形成的分子 PF3和 PF5,它们的几何构型分别为 、 。
(3)①黑磷中 P原子杂化类型是 。黑磷中不存在 (选填字母序号)。
A.共价键 B.σ键 C.π键 D.范德华力
②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为 ,原因是 。
(4)图 A中编号为②的 P原子的晶胞内坐标为 ,黑磷的晶胞中含有 个 P原子。
【答案】(1)
(2)<;三角锥;三角双锥
(3)sp3;C;黑磷>红磷>白磷;黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;所以熔点高低顺序为黑磷>红磷>白磷。
(4)(0.500,0.090,0.402);8
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学键和分子间作用力的区别;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
【解析】【解答】(1)基态P原子核外有15个电子,排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布图为:;
(2)原子半径P>F,则电负性P
②黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高,所以熔点:黑磷>红磷>白磷;黑磷相当于石墨,属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体,红磷是大分子,白磷是小分子,分子量越大,范德华力越大,熔沸点越高;
(4)结合图B可知,图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a,关于坐标轴b对称,且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402,该P原子在晶胞内的坐标为(0.500,0.090,0.402),该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个;第二层含有P原子1+1+1+1=4个;第三层含有P原子1+1=2个,共8个P原子。
【分析】(1)根据该原子排布式书写其价电子排布图;
(2)根据价电子对数判断其几何构型;
(3)①根据其配位数判定杂化方式;
②黑磷属于混合晶体;红磷和白磷都是分子晶体;
(4)结合图B和图A进行解答。
29.(2021高二下·昌吉期末)选择下列物质填空(填写序号):①金刚石 ②干冰 ③氩晶体 ④白磷 ⑤氯化钙 ⑥过氧化钠⑦石英 ⑧石墨 ⑨氯化铵 ⑩铜晶体
(1)固态时能导电的有
(2)熔化时不破坏化学键的有
(3)含有配位键的有
(4)含有非极性共价键的有
【答案】(1)⑧⑩
(2)②③④
(3)⑨
(4)①④⑥⑧
【知识点】分子间作用力;化学键和分子间作用力的区别;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】(1)固体时能够导电的为金属单质或石墨,只有⑧⑩符合;
故答案为⑧⑩;
(2)分子构成的晶体,熔化时不破坏化学键,只有②③④符合;
故答案为②③④;
(3)含有配位键的只有氯化铵,铵根离子中NH3和H+形成配位键,⑨符合;
故答案为⑨;
(4)同种非金属元素之间形成非极性共价键,则只有①④⑥⑧符合;
故答案为①④⑥⑧。
【分析】
(1)根据固体能导电的物质进行判断即可
(2)根据找出分子晶体即可
(3)根据配位键形成的原理结合选项找出即可
(4)非极性共价键是由同种元素形成找出即可
30.(2020高二下·北海期末)已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前30号元素,A元素形成的一种微粒是最简单的原子,B元素基态原子的核外有3个能级,每个能级上的电子数都相同;D的最外层电子数与能层数之比为3:1;E是第四周期元素,最外层只有一个电子,其余各层电子均充满。回答下列问题(用元素符号或化学式表示):
(1)E在元素周期表中位于 区。
(2)B、C、D的原子半径由大到小的顺序为 (填元素符号),A分别与B、C、D能形成10电子的化合物,它们的沸点由高到低的顺序是 (填分子式)。
(3)C2A4在碱性溶液中能够将ED还原为E2D。C2A4分子中C的杂化方式是 ,由C元素原子组成的单质分子(C2)中含 个π键,与单质分子(C2)互为等电子体的分子有 。
【答案】(1)ds
(2)C>N>O;H2O>NH3>CH4
(3)sp3;2;CO
【知识点】“等电子原理”的应用;分子间作用力;分子间作用力对物质的状态等方面的影响;氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)E为铜,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在元素周期表中位于ds区。答案为:ds;
(2)B、C、D分别为C、N、O,三者的电子层数相同,最外层电子数越大,原子半径越小,原子半径由大到小的顺序为C>N>O,A分别与B、C、D能形成10电子的化合物分别为CH4、NH3、H2O,它们的沸点由高到低的顺序是H2O>NH3>CH4。答案为:C>N>O;H2O>NH3>CH4;
(3)C2A4为N2H4,在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu2O。N2H4分子中N原子的价层电子对数为4,杂化方式是sp3,由N原子组成的单质分子(N2),结构式为N≡N,含2个π键,与单质分子(N2)互为等电子体的分子为CO。答案为:sp3;2;CO。
【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前30号元素,A元素形成的一种微粒是最简单的原子,则A为氢;B元素基态原子的核外有3个能级,每个能级上的电子数都相同,则电子排布式为1s22s22p2,B为碳;D的最外层电子数与能层数之比为3:1,则电子排布式为1s22s22p4,D为氧,从而得出C为氮;E是第四周期元素,最外层只有一个电子,其余各层电子均充满,则E为铜。从而得出A、B、C、D、E分别为H、C、N、O、Cu。
31.(2018高二下·沾益期末)
(1)氯酸钾熔化,粒子间克服了 的作用力;二氧化硅熔化,粒子间克服了 的作用力;碘的升华,粒子间克服了 的作用力.三种晶体的熔点由高到低的顺序是 .
(2)下列六种晶体:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金刚石,它们的熔点从低到高的顺序为 (填序号).
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由极性键形成的非极性分子有 ,由非极性键形成的非极性分子有 ,能形成分子晶体的物质是 ,含有氢键的晶体的化学式是 ,属于离子晶体的是 ,属于原子晶体的是 ,五种物质的熔点由高到低的顺序是 .
(4)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. .
(5)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. .
【答案】(1)离子键;共价键;分子间;SiO2>KClO3>I2
(2)①⑤③②④⑥
(3)CO2;H2;H2、CO2、HF;HF;(NH4)2SO4;SiC;SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
(4)金属晶体;分子晶体;离子晶体;原子晶体
(5)氯化铯;氯化钠;二氧化硅;金刚石
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;分子间作用力对物质的状态等方面的影响
【解析】【解答】(1)氯酸钾是离子晶体,熔化时破坏离子键;二氧化硅是原子晶体熔化时破坏共价键;碘是分子晶体,升华时粒子间克服分子间作用力;熔点:原子晶体 离子晶体 分子晶体,所以熔点大小顺序为: SiO2>KClO3>I2;(2)根基晶体类型分析,原子晶体 离子晶体 分子晶体,Si和金刚石都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,CO2和CS2都是分子晶体,相对分子质量越大熔点越高,所以熔点低到高的顺序为:①⑤③②④⑥;(3)由极性键形成的非极性分子有CO2,由非极性键形成的非极性分子有H2,能形成分子晶体的物质是H2、CO2、HF,含有氢键的晶体的化学式是 HF,属于离子晶体的是(NH4)2SO4,属于原子晶体的是SiC,五种物质的熔点由高到低的顺序是SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2; (4)根据晶体的物理性质分析,A.固态时能导电,能溶于盐酸,属于金属晶体;
B.能溶于CS2,不溶于水,根据相似相溶原理,CS2为分子晶体,故B属于分子晶体;
C.固态时不导电,液态时能导电,可溶于水,属于离子晶体,
D.固态、液态时均不导电,熔点为3 500℃,属于原子晶体;(5)由晶胞结构模型可以知道A、B、C、D分别为氯化铯、氯化钠、二氧化硅、金刚石。
【分析】(1)离子化合物熔化时产生了自由移动的离子,破坏了离子间。原子晶体熔化时破坏共价键,分子晶体三态的变化破坏分子间作用力。
(2)一般来说原子晶体熔点>离子晶体>分子晶体。
(3)非极性分子的判断若中心原子的化合价等于它的最外层电子数,则它为非极性分子。
(4)原子晶体的共性是熔沸点高、硬度大;分子晶体的物理共性是熔沸点低、硬度小、易升华。