内容正文:
3.4分子间作用力分子晶体
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.欲提取碘水中的碘,不能选用的萃取剂是
A.酒精 B.四氯化碳 C.直馏汽油 D.苯
2.下列叙述与范德华力无关的是
A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固
B.通常状况下氯化氢为气体
C.氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高
D.氯化钠的熔点较高
3.下列曲线表示的变化趋势错误的是
A. B.
C. D.
4.下列说法错误的是
A.共价晶体中只存在非极性共价键
B.分子晶体的状态变化,需克服分子间作用力而不破坏共价键
C.金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性
D.离子晶体在熔化状态下能导电
5.下表给出几种化合物的熔点和沸点:
物质
NaCl
MgCl2
AlCl3
CCl4
熔点/℃
801
714
190
-22.9
沸点/℃
1 465
1 412
178
76.8
关于表中4种化合物有下列说法,其中正确的是
①AlCl3在加热时可升华
②CCl4属于分子晶体
③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子
④AlCl3是典型的离子晶体
A.①②④ B.③④ C.①②③ D.①②③④
6.下列各组物质中,化学键类型与晶体类型均相同的是
A.、 B.、
C.、 D.、
7.只含分子的晶体叫分子晶体。下列与分子晶体的特性相关的叙述中不正确的是
A.分子晶体由分子组成,可以是极性分子也可以是非极性分子
B.分子晶体中,相邻分子间的作用力是分子间作用力,而分子间作用力很弱,故分子晶体一般具有较低的熔点,硬度小,许多由分子构成的物质在常温下呈气态或液态
C.分子晶体形成的物质在固态和熔融状态时都不导电,溶于水也不导电
D.分子晶体的溶解性一般遵守“相似相溶”规律,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂
8.下列物质发生状态变化时,克服了范德华力的是
A.食盐熔化 B.晶体硅熔化 C.碘升华 D.氢氧化钠熔化
二、填空题
9.超分子概念:若两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有 和 的聚集体,能表现出不同于单个分子的性质,可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子,称为超分子。
10.苯胺()的晶体类型是 。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是 。
11.说明氯化钠、铜、金刚石、冰各由说明微粒构成以及微粒间的相互作用各属于什么类型,并体会构成微粒空间排列的特点。
分类依据
晶体内部微粒的种类和微粒间的相互作用
晶体类型
离子晶体
金属晶体
共价晶体
分子晶体
构成微粒
微粒间作用力
举例
NaCl、BaSO4等离子化合物
Al、Fe、Cu等金属单质和合金
SiO2、金刚石、晶体硅等
某些非金属单质,某些非金属氧化物、氢化物,含氧酸,大多数有机物等,如冰、干冰、I2、萘等
12.试解释下列事实。
(1)常温常压下,水的沸点比硫化氢的沸点高 。
(2)常温常压下,氯单质为气态,溴单质为液态 。
(3)酒精能与水以任意比例互溶,而四氯化碳不溶于水 。
(4)相同条件下,冰的密度比水的密度小 。
(5)低级醇的熔点和沸点比碳原子数相同的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。如甲醇的沸点比甲烷高229℃,乙醇的沸点比乙烷高167℃ 。
13.液晶概念:在一定的温度范围内既具有液体的 性,又具有晶体的 的物质。
三、计算题
14.研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,α=β=γ=90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ= g·cm−3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
四、解答题
15.A、B是短周期元素,原子最外层电子排布式分别为、()。A与B形成的离子化合物加水溶解后可使酚酞溶液变红,同时有气体C逸出,该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。则该离子化合物的化学式为 ,气体C的电子式为 。
《3.4分子间作用力分子晶体》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
D
B
A
C
C
C
C
1.A
【详解】A.酒精与水互溶,酒精和碘水不分层,不能用作碘的萃取剂,故A符合题意;
B.为非极性溶剂,单质碘()是含有非极性键的非极性分子,根据“相似相溶”规律,可知碘易溶于,又密度大于水,与水的密度差别较大,与碘水容易分层,可以作为碘的萃取剂,故B不符合题意;
C.碘易溶于直馏汽油,直馏汽油(极性非常弱,可视为非极性分子)密度小于水,与水的密度差别较大,容易分层,直馏汽油可以作为碘的萃取剂,故C不符合题意;
D.苯为非极性溶剂,单质碘()是含有非极性键的非极性分子,根据“相似相溶”规律,可知碘易溶于苯,苯密度小于水,与水的密度差别较大,容易分层,苯可以作为碘的萃取剂,故D不符合题意;
故答案为:A。
2.D
【分析】范德华力又叫分子间作用力,是构成物质的分子之间存在的一种微弱的作用力,其作用是主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质。
【详解】A.气体物质是由分子构成,在加压时,范德华力增大,降温时,气体分子的平均动能减小,分子靠自身的动能不足以克服范德华力,从而聚集在一起形成液体或固体,分子间作用力增大,A不符合题意;
B.HCl分子之间的作用力是很弱的范德华力,因此通常状况下氯化氢为气体,与范德华力有关,B不符合题意;
C.卤素单质是由分子构成的物质,它们结构相似,都是双原子分子。一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增强,物质的熔、沸点逐渐升高,与范德华力有关,C不符合题意;
D.NaCl是离子化合物,在该物质中构成微粒Na+和Cl-之间以较强的离子键结合,所以NaCl的熔点较高,其中不存在范德华力,因此与范德华力无关,D符合题意;
故合理选项是D。
3.B
【详解】A.O、S、Se元素属于同一主族元素,从上到下,元素电负性依次减弱,则O、S、Se元素的电负性随原子序数增大而减小,A正确;
B.C、Si、Ge元素属于同一主族元素,且对应的周期序数依次增大,CH4、SiH4、GeH4的组成和结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,则CH4、SiH4、GeH4的沸点随周期序数的增大而增大,B错误;
C.原子半径:F<Cl<Br,键长:H-F<H-Cl<H-Br,则键能(H-F>H-Cl>H-Br)随键长的增大而减小,C正确;
D.CH4、NH3、H2O的键角分别为、、,原子序数:C<N<O,则CH4、NH3、H2O的键角随原子序数的增大而减小,D正确;
故选B。
4.A
【详解】A.共价晶体中也可能存在极性键,如SiO2为共价晶体,晶体中存在极性共价键,不存在非极性共价键,故A错误;
B.分子晶体是由分子组成的晶体,晶体中分子间存在分子间作用力,则状态变化时,只需克服分子间作用力,故B正确;
C.金属晶体通常具有导电、导热和良好的延展性,故C正确;
D.离子晶体是由阴、阳离子形成离子晶体,在熔化状态下能电离出自由移动的离子,能导电,故D正确;
故选A。
5.C
【分析】根据各物质的熔、沸点判断,AlCl3和CCl4为分子晶体,NaCl和MgCl2为离子晶体。
【详解】①根据熔、沸点判断,AlCl3为分子晶体,AlCl3的沸点低于熔点,AlCl3在加热时可升华,正确;
②根据熔、沸点判断,CCl4属于分子晶体,正确;
③根据熔、沸点判断,NaCl为离子晶体,但1 500 ℃高于其沸点,故1 500 ℃时以分子形式存在,正确;
④根据熔、沸点判断,AlCl3为分子晶体,错误;
答案选C。
6.C
【详解】A.NaCl中只有离子键,NaOH中有离子键和极性共价键,两者都是离子晶体,A不符合题意;
B.SiO2、SO2中都只有极性共价键,SiO2是共价晶体,SO2是分子晶体,B不符合题意;
C.Na2CO3、KClO3中都含有离子键和极性共价键,二者都是离子晶体,C符合题意;
D.H2O2中含有极性共价键和非极性共价键,Na2O2中含有离子键和非极性共价键,H2O2是分子晶体,Na2O2是离子晶体,D不符合题意;
故选C。
7.C
【详解】A. 分子晶体由分子组成,在分子晶体中,根据正负电荷中心是否重合,可以分为极性分子和非极性分子,A正确;
B. 分子间作用力比化学键弱得多,故分子晶体熔点较低,B正确;
C. 分子晶体中有些物质溶于水可导电,如等,C错误;
D. 分子晶体的溶解性一般遵守“相似相溶”规律,D正确;
故选C。
8.C
【详解】A.氯化钠是离子化合物,是由Na+、Cl-通过离子键结合形成的离子晶体,熔化时断裂离子键,与范德华力无关,A不符合题意;
B.晶体硅是共价晶体,原子之间是以强烈的共价键结合,熔化时断裂共价键,与范德华力无关,B不符合题意;
C.碘单质是由碘分子I2通过范德华力结合形成的分子晶体,碘升华时,破坏的是范德华力,C符合题意;
D.NaOH是由Na+、OH-通过离子键结合形成的离子晶体,熔化时断裂离子键,与范德华力无关,D不符合题意;
故合理选项是C。
9. 特定结构 特定功能
【解析】略
10. 分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
【详解】苯胺中只含有共价键,根据其熔、沸点数据可知,苯胺的晶体类型为分子晶体。苯胺分子间存在氢键,导致其熔、沸点高于甲苯。
11. 阴、阳离子 金属阳离子、自由电子 原子 分子 离子键 金属键 共价键 分子间作用力
【解析】略
12.(1)水分子间有氢键
(2)分子晶体的相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高
(3)酒精是极性分子,且与水之间形成氢键
(4)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
(5)醇分子间有氢键
【详解】(1)水和硫化氢都是分子晶体,分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关,水分子间存在氢键,而硫化氢分子间为范德华力,两种作用力相比,氢键的作用力大于范德华力,因此水的沸点比硫化氢高;
(2)氯单质与溴单质都是分子晶体,分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关,溴的相对分子质量大,范德华力较大,熔沸点较高,因此溴在常温下为液态;
(3)酒精和水是极性分子,四氯化碳是非极性分子,根据相似相溶原理,极性分子在极性溶剂中的溶解度较大,且酒精与水之间能形成氢键,所以酒精与水可以以任意比例互溶,而四氯化碳不溶于水;
(4)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,因此冰的密度比水的密度小;
(5)烃分子间的作用力为范德华力,而醇分子中含有羟基,分子间可形成氢键,导致醇的熔沸点比碳原子数相同的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。
13. 可流动性 各向异性
【解析】略
14.
【详解】在氨硼烷的2×2×2的超晶胞结构中,共有16个氨硼烷分子,晶胞的长、宽、高分别为2a pm、2b pm. 2c pm,若将其平均分为8份可以得到8个小长方体,则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子,小长方体的长、宽、高分别为a pm、b pm、c pm ,则小长方体的质量为,小长方体的体积为abc×10-30 cm-3,因此,氨硼烷晶体的密度ρ= 。
15. Mg3N2
【分析】A、B是短周期元素,原子最外层电子排布式分别为、(),分别为ⅡA、ⅤA族元素。A与B形成的离子化合物加水溶解后可使酚酞溶液变红,则溶液碱性,同时有气体C逸出,该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则该气体为氨气; A、B是短周期元素,则A为镁、B为氮;
【详解】由分析可知,A为镁、B为氮,该离子化合物的化学式为Mg3N2,Mg3N2和水反应生成碱性氢氧化镁和氨气,氨气为共价化合物,电子式为。
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