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- 2021-07-08 发布
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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