2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二专题3第四单元分子间作用力分子晶体作业(4).docx

第四单元分子间作用力分子晶体一、选择题（本题15小题，每小题只有一个选项符合题意）1、下列关于范德华力的叙述中，正确的是（）A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量2、若不断地升高温度，实现“雪花一水一水蒸气一氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用依次是（）A.氢键分子间作用力非极性键B.氢键氢键极性键C.氢键极性键分子间作用力D.分子间作用力氢键非极性键3、下列物质中不存在氢键的是（）A.冰醋酸中醋酸分子之间B.液态氟化氢中氟化氢分子之间C. 一水合氨分子中的氨分子与水分子之间D.可燃冰（CHj80）中甲烷分子与水分子之间4、设M为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A. 124gP4中共价键数目为4%B. 32gSg中的共价键数目为“D. 60gSiO2中的共价键数目为2J5、下列说法中正确的有（）分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定；原子晶体中共价键越强，熔点越高；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；Na?。和NeOz晶体中的阴、阳离子个数之比相等；正四面体构型的分子，其键角都是109.5°,其晶体类型可能是原子晶体或分子晶体；分子晶体中都含有化学键；含4.8g碳元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为08molA.B.C.D.6、意大利罗马大学的FUIVioCaCaCe等人获得了极具理论研究意义的M气体分子。N”分子结构如图所示，下列说法正确的是（）A.M分子中只含有共价键B.由M分子形成的晶体可能属于离子晶体C. 1molN分子所含共价键数为4人D. N”沸点比PM白磷）高7、下列有关晶体的叙述中，错误的是（）A.离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时化学键不被破坏B.白磷晶体中，结构粒子之间通过分子间作用力结合C.石英晶体是直接由硅原子和氧原子通过共价键所形成的空间网状结构的晶体D.构成分子晶体的结构粒子中一定存在共价键8、甲烷晶体的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是（）A.甲烷晶胞中的球只代表1个C原子B.晶体中1个CH,分子周围有12个紧邻的CH,分子C.甲烷晶体熔化时需克服共价键D.1个CH4晶胞中含有8个CH分子9、已知：氢铝化合物AU的球棍模型如图所示，它的熔点为150,燃烧热极高。下列说法错误的是（）A. AkHe在固态时所形成的晶体是分子晶体B. AkHe在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水C.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料D.氢铝化合物中。键与五键数目之比为3：110、二氯化二硫（S2CI2）可用作橡胶工业的硫化剂，常温下它是橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构与乩。2相似，熔点为193K,沸点为411K,遇水反应，既产生能使品红褪色气体又产生淡黄色沉淀，SzCb可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法错误的是（）A. SzCb晶体中不存在离子键B. SzCL分子中各原子均达到8电子稳定结构C. SzCb在液态下不能导电D. S2CI2与水反应后生成的气体通入石蕊试液中，现象是溶液先变红后褪色11、C6。可用做储存氢气的材料，结构如图所示。继C6。后，科学家又合成了Si60N6O,三种物质结构相似。下列有关说法正确的是（）足球烯C,A. C60、Si60、N60都属于原子晶体B. C60、Si6o>No分子内共用电子对数目相同C.由于NN键键能小于N三N键，故心的稳定性弱于NzD.由于CC键键长小于SiSi键，所以CaO熔、沸点低于Si6012、将下列晶体熔化:NaOH.Sio2、CaO>CCl4,需要克服的微粒间的相互作用共价键、离子键、分子间作用力，正确的顺序是（）A.B.C.D.13、在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态Cg存在。后来人们又相继得到了C7。、C76、C9。、Cw等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关说法错误的是（）A.熔点比较:C60<C70<C9Q<金刚石B.已知C（石墨）=C（金刚石）卜及0,则石墨比金刚石稳定C. C6。晶体结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的Cg分子有10个D.金刚石、C6。、Cs管状碳和洋葱状碳一定条件下都能燃烧14、石墨晶体是层状结构，在每一层内，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合，图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环完全占有的碳原子数是（B. 18D. 14j(1* F<*'FZ温电：- I ICcAMA.10C.2415、如图表示一些晶体中的某些结构，下列各项所述的数字不是4的A. 1个FeO晶胞平均含有的O2个数B. 1个干冰晶胞中平均含有COz分子的个数C.氯化葩晶体中,每个C/周围距离最近的Cl个数D.SiO2晶体中一个硅原子连接的氧原子的数目二、非选择题（共5小题）16、（I）H2。分子内的0H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依17、液态HF中的氢键可表示:（1）试分析氢键的成因：O氢键的通式可表示为XH-Y,其中X、Y均是电负性较强、半径较小的原子，如F、0、N；X、Y可以是同种原子，也可以是不同种原子。甲酸能够以二聚体形式存在，试用结构图表示：O18、已知氯化铝的熔点为190O2X1（）5Pa）,但它在180和常压下即开始升华。氯化铝是晶体（填“离子”或“分子”）。在500,1.01XlO5Pa时，氯化铝的蒸气密度（换算成标准状况）为11.92gL-1,且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的结构式为o设计一个更可靠的实验，证明氯化铝是离子晶体还是分子晶体，你的实验是O19、科学家发现1个Cg。分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球（如下图C）,因此又叫足球烯。科学家还发现一种碳的单质一一碳纳米管，它是由六元环形的碳原子构成的管状大分子（如下图D）,图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图（图中小黑点或小圆圈均代表碳原子）。<=>请回答下列问题。金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管的物理性质存在较大差异的原因是O常温下，足球烯和碳纳米管的化学性质是否比金刚石和石墨活泼？答：（填“活泼”或“一样”），理由是。在金刚石的立体网状结构中，含有共价键形成的碳原子环，其中最小的环上有个碳原子，每个碳原子上的任意两个C-C键间夹角都是O（4）燃氢汽车之所以尚未大面积推广，除较经济的制氢方法尚未完全解决外，制得4后还需解决贮存问题，在上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是O20、如图所示C6。、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化钠的结构模型如图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）：金刚G(I)C6。、金刚石和石墨三者的关系是互为A.同分异构体B.同素异形体C.同系物D.同位素(2)固态时，C6。属于(填“原子”或“分子”)晶体，C6。分子中含有双键的数目是O晶体硅的结构跟金刚石相似，1mol晶体硅中含有硅硅单键的数目约是Ato(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是o观察CO2分子晶体结构的一部分，试说明每个CO2分子周围有个与之紧邻且等距的CO2分子；该结构单元平均占有个C02分子。(6)观察图形推测，CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为,每个Cs+周围紧邻且等距的C数目为。答案与解析1、B解析：范德华力是分子与分子之间的一种相互作用，其实质与化学键类似，也是一种电性作用，但二者的区别是作用力的强弱不同。化学键是强烈的相互作用，范德华力只有220kJmol-1,故范德华力不是化学键；范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间也难产生相互作用。2、B解析：固态的水与液态的水分子间的作用力种类相同，均为氢键和范德华力，区别在于氢键的数目，故由固态水一液态水主要破坏氢键，同样，由液态水变为水蒸气时，破坏的也主要是氢键，而由此0（气）一f七（气）+。2（气）时破坏了极性键。3、D解析：CH键中的C、H原子均不能形成氢键，故可燃冰中甲烷分子与H2O分子间一定不存在氢键。4、B解析：白磷分子中含有6个共价键，124gPi为ImO1,所以共价键数目为6%,A错误；一个S.分子中含有8个共价键，所以32gSs中的共价键数目为,B正确；平均一个水分子形成2个氢键，所以18g冰中含2匹氢键，C错误；一个硅原子形成4个硅氧键，所以60gSiO2中的共价键数目为4%,D错误。5、B解析：分子间作用力不属于化学键，只影响晶体的物理性质，与其分子的稳定性强弱无关；原子晶体熔化的过程中克服的是原子间的共价键，故原子晶体中共价键越强，熔点越高；干冰晶体是CO2分子之间通过范德华力结合在一起的，没有氢键；1molNa2O由2molNa'和1mol0?一构成，molNa2O2由2molNa*与1mol0%构成，故它们的阴、阳离子个数之比相等；白磷（PD为正四面体构型的分子晶体，但键角是60°；稀有气体构成的分子晶体中不含化学键;根据金刚石的结构（密，可知每个C原子以4个共价键与其他4个C原子形成立体网状结构，每个C原子占有的共价键数目为2,含4.8gC元素即04molC元素的金刚石晶体中的共价键的物质的量为0.8mol,故正确。6、A解析：同种非金属元素原子间形成的化学键为共价键，A正确；N,分子中只含有共价键，不可能是离子晶体，B错误；由Ni分子结构可知,一个分子中含有6个共价键，所以1molN分子所含共价键数为6/M,C错误；N,和R都是分子晶体，并且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，所以白磷的沸点高，D错误。7、D解析：本题考查各晶体类型与化学键的关系，离子晶体是通过离子键将阴、阳离子结合在一起的，所以熔化时，离子键被破坏，分子晶体是通过范德华力结合的，熔化时化学键不受影响，A正确；白磷晶体是分子晶体，结构粒子（PD之间是范德华力，B正确；石英晶体是原子晶体，C正确；稀有气体固态时属于分子晶体，分子内不存在共价键，D错误。8、A解析：1个水分子能与其他水分子形成4个氢键，1个HF分子能与其他HF形成2个氢键,则每摩尔分子中水分子形成的氢键数目多,A正确;NO2分子间不存在氢键,NO2分子间因发生反应形成化学键而生成弗04,B错误;HCl分子与水分子之间不能形成氢键，甲烷分子和水分子之间也不能形成氢键,C、D错误。9、D解析：AbHe的熔点为150,熔点低，可以判断该物质在固体时是分子晶体，故A正确；根据元素守恒，可以推断出AkHe在空气中完全燃烧时，AI元素变成AI2O3,H元素变成乩0,故B正确；氢铝化合物组成元素为Al和H,Al和压都是很好的燃料，但氢气在储存运输中极不方便，将其转化为氢铝化合物后，就解决这一矛盾，同时氢铝化合物的燃烧热极高，因此可以作为未来的储氢材料和火箭燃料。故C正确；氢铝化合物中只有。键，没有冗键，故D错误。10、D解析：SzCL晶体熔、沸点较低，应为分子晶体，S与S,S与Cl之间以共价键结合，则一定不存在离子键，A正确；SzCk的电子式为分子中各原子均达到8电子稳定结构，B正确；SzCb为分子晶体，在液态下不能电离出自由移动的离子，不能导电，C正确；与水发生的化学反应式为2S2Cb+2H2O=SO2t+3SI+4HC1,二氧化硫不能漂白指示剂，因此气体通入石蕊试液中，溶液变红不褪色，D错误。11、C解析：C60为分子晶体，Si60'No的结构与C种相似，故C60、Si60、N6O均为分子晶体，故A项错误；虽然分子均呈足球状，但C、Si均有4个价电子，每个C或Si原子形成4对共用电子对，而N原子的价电子中只有3个单电子，每个N原子形成3对共用电子对，因此C6。、Si6。与K。的共用电子对数目不同，故B项错误；由于N-N键键能较小，所以No的稳定性弱于即故C项正确；Sio与Ceo的结构相似,Si60相对分子质量比C60大,分子间作用力大，故Si60熔、沸点比C60高，与分子内化学键的键长或键能无关，故D项错误。12、A解析：NaOH和Cao属于离子晶体，熔化时需要克服的是离子键；SiO2属于原子晶体，熔化时需要克服的是共价键；CCL属于分子晶体，熔化时需要克服的是分子间作用力；故选A。13、C解析：分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点就越高，故熔点比较：C60<C70<C90,A正确；石墨转变为金刚石吸收能量，则石墨能量低，所以石墨比金刚石稳定，B正确；以晶胞顶点上的C6。为例，与之距离最近的分子在经过该点的面的面心上，这样的面有12个，所以这样的分子也有12个，C错误；C6。、C7。、管状碳和洋葱状碳都是碳的单质，都能与发生反应，生成碳的氧化物，D正确。14、D解析：每个六元环平均占有的碳原子数为6X3=2,7个六元环完全占有的碳原子数为2X7=14。15、C111解析：每个氧化亚铁晶胞中Fe"数目为3X8+$X6=4,02-数目为ZX1112÷1=4,不符合题意；1个干冰晶胞中平均含有0)2分子个数为3义8+?×6=4,B不符合题意;氯化钠晶体中,每个CS周围距离最近的Cl个数是8,C符合题意;在二氧化硅晶体结构中，一个硅原子与四个氧原子形成Si-O键,D不符合题意。16、解析：(2)沸点高说明分子间作用力大，因此结合氢键的形成方式得出H()OCHo形成分子间氢键，而QTOH形成的是分CHO子内氢键的结论。答案：(1)0H键、氢键、范德华力OH(2)VqCHo形成分子内氢键，而Hoo-CHO形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大17、解析：（I）F原子有很强的电负性，使FH键中的共用电子对强烈偏向F原子一边，而H原子半径小，又只有一个电子，当电子对偏向于F原子后，其本身几乎成为裸露的质子，正电荷密度很高，可以和相邻的HF分子中的F原子产生静电吸引作用，从而形成氢键。（2）O甲酸分子（Il）中也由于电子对的偏移，使HC0中的氧带负电,O=CH-C-O-H中的氢带正电，相邻的两个甲酸分子的I中H-C-的氧和一OH中的氢也会形成氢键。答案：（1）由于HF中共用电子对的偏移而使F原子带负电，H原子带正电，相邻的HF分子中的H和F原子之间的静电作用产生氢键O-H-O（2）HCCHO-H-O18、解析：（1）分子晶体的熔点较低，AlCL的熔点也仅有190,而且它还能升华，这就充分说明AlCh是分子晶体。（2）AlCh蒸气的相对分子质量=11.92X22.4267,则1个氯化铝蒸ClClCl气分子是由2个AlCh构成的，所以氯化铝的结构式为W。acici熔融状态下离子晶体能导电而分子晶体不能，因此在加压条件下加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体；若不导电，则为分子晶体。XXClClCl在加压条件下加热至熔融，测其导电性，若导电，则是离子晶体;若不导电，则为分子晶体19、解析：（1）在由碳元素形成的四种单质中，其物理性质差异较大的原因是在四种单质中碳原子排列的方式不同（由题目给出的四种图形可以看出）。（2）充分利用碳元素所形成的四种单质的结构示意图展开空间想象力。例如：碳纳米管表面积大，故可作为贮氢材料。因为金刚石中存在以碳原子为中心的正四面体结构，故两个C-C键间夹角为109.5oo答案：（1）碳原子排列的方式不同一样碳原子最外层电子数为4,在常温下不易得失电子（3）6109.5°碳纳米管20、解析：（1）所给三种物质均为只由碳元素组成的单质，故它们互为同素异形体。（2）C6。中只含碳元素，且不具有向空间无限伸展的网状结构，所以为分子晶体；Ceo分子中共有60X4=240个成键电子，可以形成120个共价键，在C6。分子中一个碳原子与三个碳原子相连，若全是单键，则有60>d=90个键，但实际是120个，所以有30个双键。由金刚石的结构模型可知，每个碳原子都与相邻的4个碳原子形成一个单键，每个碳碳键被2个碳原子所共有，故每个碳原子相当于形成3x4=2个单键，则1Inol硅中可形成2mol硅硅单键。(4)石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，即对每个六边形贡献;个碳原子，所以每个正六边形占有:X6=2个碳原子。题给出C02分子晶体的一部分。如果把COz分子看做是一个球，则CO2分子构成了面心立方最密堆积,面心立方最密堆积的配位数为12,所以每个CO2分子周围有12个与之紧邻且等距的C02分子；在此结构中，8个CO2分子处于顶点，为8个同样结构共用，6个CO2分子处于面心，为2个同样结构共用。所以，该结构单元平均占有的CO2分子个数为8X1+6xJ=40(6)以图中大立方体中心的Cs+为基准，与其最近的Cs+分别位于其上、下、前、后、左、右的六个方位；与其次近的Cs+分别位于通过中心Cs+的三个切面的大正方形的顶点，个数为4X3=12；每个Cs+周围紧邻且等距的C数目为8。答案：B(2)分子30(3)2(4)2(5)124