2020届一轮复习通用版六十五）教材基础（3）分子间作用力与分子的性质作业 5页

跟踪检测（六十五）教材基础（3）——分子间作用力与分子的性质 1．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与 3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结 构。则分子中 B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( ) A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力 C．sp2，氢键 D．sp3，氢键 解析：选 C 由石墨的晶体结构知 C 原子为 sp2杂化，故 B 原子也为 sp2杂化，由于 B(OH)3中 B原子与 3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。 2．(2019·三门峡模拟)下列说法不正确的是( ) A．HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关 B．H2O的熔、沸点高于 H2S是由于 H2O分子之间存在氢键 C．I2易溶于 CCl4可以用相似相溶原理解释 D．甲烷可与水形成氢键这种化学键 解析：选 D HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子，相对分子质量越大分子间作 用力越大，相应物质的熔、沸点越高，A正确；H2O 分子间可形成氢键，H2S分子间不能 形成氢键，因此 H2O 的熔、沸点高于 H2S，B 正确；I2是非极性分子，易溶于非极性溶剂 CCl4，C正确；甲烷中碳原子电负性不大，甲烷分子和水分子之间不能形成氢键，并且氢 键不是化学键，属于分子间作用力，D错误。 3．下列物质的沸点，从高到低的顺序不正确的是( ) A．HI＞HBr＞HCl＞HF B．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4 C．I2＞Br2＞Cl2＞F2 D．NH3＞PH3 解析：选 A HI、HBr、HCl分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次 减弱，沸点依次变小，而因 HF中存在氢键，故 HF的沸点反常，为最高，则沸点从高到低 顺序为 HF＞HI＞HBr＞HCl，A错误；B、C中分子结构相似，相对分子质量依次减小， 范德华力依次减弱，沸点依次降低，B、C 正确；由于 NH3分子间有范德华力、氢键，而 PH3分子间只有范德华力，所以沸点：NH3＞PH3，D正确。 4．通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对 NCl3 的有关叙述正确的是( ) A．NCl3分子中 N—Cl键的键长比 CCl4分子中 C—Cl键的键长长 B．NCl3分子是非极性分子 C．NCl3分子中的所有原子均达到 8电子稳定结构 D．NBr3比 NCl3易挥发 解析：选 C 因碳原子半径比氮原子的大，故 N—Cl键的键长比 C—Cl键的键长短； NCl3的价层电子对数为 3＋1 2 (5－3×1)＝4，分子立体构型为三角锥形，故 NCl3是极性分子； NBr3与 NCl3二者结构相似，由于 NBr3的相对分子质量较大，分子间作用力较大，所以 NBr3 的沸点比 NCl3高，因此 NBr3比 NCl3难挥发。 5．肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。 查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模型的 N—N 键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是( ) A．肼分子中的氮原子采用 sp3杂化 B．肼分子中既有极性键又有非极性键 C．肼分子是非极性分子 D．肼与偏二甲肼互称同系物 解析：选 C 肼分子中每个 N原子含有 3个σ键和 1个孤电子对，其价层电子对数是 4， 则 N原子采用 sp3杂化，A项正确；肼分子中 N原子之间存在非极性键，N原子和 H 原子 之间存在极性键，B项正确；肼分子结构不对称，则正负电荷中心不重合，是极性分子，C 项错误；肼和偏二甲肼结构相似，在分子组成上相差 2个 CH2原子团，属于同系物，D正 确。 6．某化合物的分子式为 AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和 B在同一周期， 它们的电负性值分别为 3.44和 3.98，已知 AB2分子的键角为 103.3°。下列推断不正确的是 ( ) A．AB2分子的立体构型为 V形 B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子 C．AB2与 H2O相比，AB2的熔点、沸点比 H2O的低 D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而 H2O分子间能形成氢键 解析：选 B 根据 A、B的电负性值及所处位置关系，可判断 A元素为 O，B元素为 F， 该分子为 OF2。OF2中 O 原子价层电子对数为 2＋1 2 (6－2×1)＝4，OF2为 V形；O—F键为 极性共价键；因为 OF2分子的键角为 103.3°，结构不对称，所以为极性分子。 7．S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢 其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于 S2Cl2的说 法中错误的是( ) A．S2Cl2为非极性分子 B．分子中既含有极性键又含有非极性键 C．与 S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2 D．与水反应的化学方程式可能为 2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl 解析：选 A 根据 S2Cl2的分子结构可知，它属于极性分子，故 A错误，B正确；由于 S2Cl2与 S2Br2的结构相似，而相对分子质量：S2Br2>S2Cl2，故 C正确；由少量泄漏会产生 窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为 2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故 D正确。 8．(1)(2017·全国卷Ⅲ)在 CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的 4 种 物 质 中 ， 沸 点 从 高 到 低 的 顺 序 为 ____________________ ， 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)(2017· 江 苏 高 考 ) 乙 醇 的 沸 点 高 于 丙 酮 (H3CCOCH3) ， 这 是 因 为 ________________________________________________________________________。 (3)(2016·全国卷Ⅰ)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/℃ －49.5 26 146 沸点/℃ 83.1 186 约 400 (4)(2015·全国卷Ⅱ)氧元素有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原 因是________________________________________________________________________。 解析：(1)水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均 为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据四种物质在相同条件下的状态可以判 断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的 2 个氢原子都能参与 氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇多， 则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体，但由于二氧化碳的相对分 子质量大于氢气，所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。(2)乙醇中的羟基之间可以形成分 子间氢键，分子间存在氢键比分子间不存在氢键物质沸点高。(3)相对分子质量：GeCl4＜ GeBr4＜GeI4，则熔、沸点：GeCl4＜GeBr4＜GeI4。(4)相对分子质量：O3＞O2，则沸点： O3＞O2。 答案：(1)H2O＞CH3OH＞CO2＞H2 H2O和 CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲 醇多；CO2、H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大 (2)乙醇分子间存在氢键 (3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依 次增大，分子间相互作用力逐渐增强 (4)O3 O3的相对分子质量较大，范德华力较大 9．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核 外的 L层电子数是 K 层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是 X 与 Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题： (1)X、Y的元素符号依次为________、________。 (2)XZ2与 YZ2分子的立体构型分别是_______和_______，相同条件下两者在水中的溶 解度较大的是________(填分子式)，理由是___________________________________。 (3)Q 的元素符号是__________，它的基态原子的核外电子排布式为__________，在形 成化合物时它的最高化合价为________。 (4) 用 氢 键 表 示 式 写 出 E 的 氢 化 物 溶 液 中 存 在 的 所 有 氢 键 ： _____________________________________________。 解析： (1)X 原子核外的 M 层中只有两对成对电子，则 M 层的电子排布图为 ，故 X 为 S，Y原子核外的 L层电子数是 K层的两倍，则 Y原子的核外电 子排布式为 1s22s22p2，故 Y为 C。(2)Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，则 Z为 O， SO2、CO2的立体构型分别为 V形、直线形。(3)Q的核电荷数为 24，为 Cr，其核外电子排 布式为 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，其外围电子排布式为 3d54s1，则最高化合价为 ＋6。(4)元素周期表中 F的电负性最强，HF溶液中，HF与 HF、H2O与 H2O、HF与 H2O 之间存在氢键。 答案：(1)S C (2)V 形 直线形 SO2 CO2是非极性分子，SO2和 H2O 都是极性分子，根据“相似 相溶”原理，SO2在 H2O中的溶解度较大 (3)Cr 1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) ＋6 (4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O 10．科学家正在研究温室气体 CH4和 CO2的转化和利用。 (1)下列关于 CH4和 CO2的说法正确的是_____(填字母)。 a．固态 CO2属于分子晶体 b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子 c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以 CH4熔点低于 CO2 d．CH4和 CO2分子中碳原子的杂化类型分别是 sp3和 sp (2)在 Ni催化剂作用下，CH4和 CO2反应可获得化工原料 CO和 H2。Ni能与 CO 形成 正四面体形的配合物 Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有________ mol σ键。 (3)一定条件下，CH4、CO2都能与 H2O 形成笼状结构(如图所示)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为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用 CO2置换 CH4的设想。已知图中笼 状结构的空腔直径为 0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的 依据是________________________________________________________________________。 解析：(1)CO2是由非金属元素形成的分子晶体，a选项正确；CH4分子是正四面体结构， 其为非极性分子，b 选项错误；CH4和 CO2都是分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点 越高，c 选项错误；CH4为正四面体结构，故碳原子的杂化类型是 sp3，CO2为直线形分子， 故碳原子的杂化类型是 sp，d选项正确。(2)1个 CO 分子中存在 1个σ键，而 Ni(CO)4中 Ni 与 CO之间还存在 4个σ键，故 1 mol Ni(CO)4中含有 8 mol σ键。(3)①“可燃冰”中存在范 德华力，另外水分子间还存在氢键。②分子与 H2O的结合能越大表明越容易与 H2O结合， 且 CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径。 答案：(1)ad (2)8 (3)①氢键、范德华力 ②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与 H2O的结合能 大于 CH4