跟蹤檢測(cè)（六十五）教材基礎(chǔ)（3）——分子間作用力與分子的性質(zhì)1．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是(　　)A．sp，范德華力　　　　　　B．sp2，范德華力C．sp2，氫鍵D．sp3，氫鍵解析：選C　由石墨的晶體結(jié)構(gòu)知C原子為sp2雜化，故B原子也為sp2雜化，由于B(OH)3中B原子與3個(gè)羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力為氫鍵。2．(2021·三門峽模擬)下列說(shuō)法不正確的是(　　)A．HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)依次升高與分子間作用力大小有關(guān)B．H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S是由于H2O分子之間存在氫鍵C．I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解釋D．甲烷可與水形成氫鍵這種化學(xué)鍵解析：選D　HCl、HBr、HI是組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間作用力越大，相應(yīng)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高，A正確；H2O分子間可形成氫鍵，H2S分子間不能形成氫鍵，因此H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S，B正確；I2是非極性分子，易溶于非極性溶劑CCl4，C正確；甲烷中碳原子電負(fù)性不大，甲烷分子和水分子之間不能形成氫鍵，并且氫鍵不是化學(xué)鍵，屬于分子間作用力，D錯(cuò)誤。3．下列物質(zhì)的沸點(diǎn)，從高到低的順序不正確的是(　　)A．HI＞HBr＞HCl＞HFB．CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4C．I2＞Br2＞Cl2＞F2D．NH3＞PH3解析：選A　HI、HBr、HCl分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次減小，范德華力依次減弱，沸點(diǎn)依次變小，而因HF中存在氫鍵，故HF的沸點(diǎn)反常，為最高，則沸點(diǎn)從高到低順序?yàn)镠F＞HI＞HBr＞HCl，A錯(cuò)誤；B、C中分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次減小，范德華力依次減弱，沸點(diǎn)依次降低，B、C正確；由于NH3分子間有范德華力、氫鍵，而PH3分子間只有范德華力，所以沸點(diǎn)：NH3＞PH3，D正確。4．通常狀況下，NCl3是一種油狀液體，其分子立體構(gòu)型與氨分子相似，下列對(duì)NCl3的有關(guān)敘述正確的是(　　)A．NCl3分子中N—Cl鍵的鍵長(zhǎng)比CCl4分子中C—Cl鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)B．NCl3分子是非極性分子C．NCl3分子中的所有原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．NBr3比NCl3易揮發(fā)解析：選C　因碳原子半徑比氮原子的大，故N—Cl鍵的鍵長(zhǎng)比C—Cl鍵的鍵長(zhǎng)短；NCl3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋(5－3×1)＝4，分子立體構(gòu)型為三角錐形，故NCl3是極性分子；NBr3 與NCl3二者結(jié)構(gòu)相似，由于NBr3的相對(duì)分子質(zhì)量較大，分子間作用力較大，所以NBr3的沸點(diǎn)比NCl3高，因此NBr3比NCl3難揮發(fā)。5．肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查閱資料得知，肼是一種良好的極性溶劑，沿肼分子球棍模型的N—N鍵方向觀察，看到的平面圖如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　)A．肼分子中的氮原子采用sp3雜化B．肼分子中既有極性鍵又有非極性鍵C．肼分子是非極性分子D．肼與偏二甲肼互稱同系物解析：選C　肼分子中每個(gè)N原子含有3個(gè)σ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，則N原子采用sp3雜化，A項(xiàng)正確；肼分子中N原子之間存在非極性鍵，N原子和H原子之間存在極性鍵，B項(xiàng)正確；肼分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，則正負(fù)電荷中心不重合，是極性分子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；肼和偏二甲肼結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差2個(gè)CH2原子團(tuán)，屬于同系物，D正確。6．某化合物的分子式為AB2，A屬ⅥA族元素，B屬ⅦA族元素，A和B在同一周期，它們的電負(fù)性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的鍵角為103.3°。下列推斷不正確的是(　　)A．AB2分子的立體構(gòu)型為V形B．A—B鍵為極性共價(jià)鍵，AB2分子為非極性分子C．AB2與H2O相比，AB2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比H2O的低D．AB2分子中無(wú)氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵解析：選B　根據(jù)A、B的電負(fù)性值及所處位置關(guān)系，可判斷A元素為O，B元素為F，該分子為OF2。OF2中O原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2＋(6－2×1)＝4，OF2為V形；O—F鍵為極性共價(jià)鍵；因?yàn)镺F2分子的鍵角為103.3°，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，所以為極性分子。7．S2Cl2是橙黃色液體，少量泄漏會(huì)產(chǎn)生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發(fā)，并產(chǎn)生酸性懸濁液。其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于S2Cl2的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　)A．S2Cl2為非極性分子B．分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵C．與S2Br2結(jié)構(gòu)相似，熔、沸點(diǎn)：S2Br2>S2Cl2D．與水反應(yīng)的化學(xué)方程式可能為2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl解析：選A　根據(jù)S2Cl2的分子結(jié)構(gòu)可知，它屬于極性分子，故A錯(cuò)誤，B正確；由于S2Cl2與S2Br2的結(jié)構(gòu)相似，而相對(duì)分子質(zhì)量：S2Br2>S2Cl2，故C 正確；由少量泄漏會(huì)產(chǎn)生窒息性氣體，噴水霧可減慢揮發(fā)，并產(chǎn)生酸性懸濁液，知其與水反應(yīng)的化學(xué)方程式可能為2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D正確。8．(1)(全國(guó)卷Ⅲ)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開___________________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(江蘇高考)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮(H3CCOCH3)，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________。(3)(全國(guó)卷Ⅰ)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃－49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400(4)(全國(guó)卷Ⅱ)氧元素有兩種同素異形體，其中沸點(diǎn)高的是________(填分子式)，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)水和甲醇均為極性分子，常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈液態(tài)；二氧化碳和氫氣均為非極性分子，常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈氣態(tài)，根據(jù)四種物質(zhì)在相同條件下的狀態(tài)可以判斷出水、甲醇的沸點(diǎn)均高于二氧化碳、氫氣的沸點(diǎn)。由于水分子中的2個(gè)氫原子都能參與氫鍵的形成，而甲醇分子中只有羥基上的氫原子能夠形成氫鍵，所以水中的氫鍵比甲醇多，則水的沸點(diǎn)高于甲醇的沸點(diǎn)。二氧化碳和氫氣都屬于分子晶體，但由于二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量大于氫氣，所以二氧化碳的沸點(diǎn)高于氫氣的沸點(diǎn)。(2)乙醇中的羥基之間可以形成分子間氫鍵，分子間存在氫鍵比分子間不存在氫鍵物質(zhì)沸點(diǎn)高。(3)相對(duì)分子質(zhì)量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，則熔、沸點(diǎn)：GeCl4＜GeBr4＜GeI4。(4)相對(duì)分子質(zhì)量：O3＞O2，則沸點(diǎn)：O3＞O2。答案：(1)H2O＞CH3OH＞CO2＞H2　H2O和CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2、H2均為非極性分子，CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力較大(2)乙醇分子間存在氫鍵(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(4)O3　O3的相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力較大9．X、Y、Z、Q、E五種元素中，X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，Z是地殼內(nèi)含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))最高的元素，Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和，E在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)X、Y的元素符號(hào)依次為________、________。(2)XZ2與YZ2分子的立體構(gòu)型分別是_______和_______，相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是________(填分子式)，理由是___________________________________。(3)Q的元素符號(hào)是__________，它的基態(tài)原子的核外電子排布式為__________，在形成化合物時(shí)它的最高化合價(jià)為________。(4)用氫鍵表示式寫出E的氫化物溶液中存在的所有氫鍵：_____________________________________________。解析：(1)X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子，則M層的電子排布圖為，故X為S，Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍，則Y原子的核外電子排布式為1s22s22p2，故Y為C。(2)Z是地殼內(nèi)含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))最高的元素，則Z為O，SO2、CO2的立體構(gòu)型分別為V形、直線形。(3)Q的核電荷數(shù)為24，為Cr，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，其外圍電子排布式為3d54s1，則最高化合價(jià)為＋6。(4)元素周期表中F的電負(fù)性最強(qiáng)，HF溶液中，HF與HF、H2O與H2O、HF與H2O之間存在氫鍵。答案：(1)S　C(2)V形　直線形　SO2　CO2是非極性分子，SO2和H2O都是極性分子，根據(jù)“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度較大(3)Cr　1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)?。?(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O10．科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。(1)下列關(guān)于CH4和CO2的說(shuō)法正確的是_____(填字母)。a．固態(tài)CO2屬于分子晶體b．CH4分子中含有極性共價(jià)鍵，是極性分子c．因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點(diǎn)低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp(2)在Ni催化劑作用下，CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有________molσ鍵。(3)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol－1CH40.43616.40 CO20.51229.91①“可燃冰”中分子間存在的兩種作用力是________________________________。②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是________________________________________________________________________。解析：(1)CO2是由非金屬元素形成的分子晶體，a選項(xiàng)正確；CH4分子是正四面體結(jié)構(gòu)，其為非極性分子，b選項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4和CO2都是分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，c選項(xiàng)錯(cuò)誤；CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，故碳原子的雜化類型是sp3，CO2為直線形分子，故碳原子的雜化類型是sp，d選項(xiàng)正確。(2)1個(gè)CO分子中存在1個(gè)σ鍵，而Ni(CO)4中Ni與CO之間還存在4個(gè)σ鍵，故1molNi(CO)4中含有8molσ鍵。(3)①“可燃冰”中存在范德華力，另外水分子間還存在氫鍵。②分子與H2O的結(jié)合能越大表明越容易與H2O結(jié)合，且CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑。答案：(1)ad　(2)8(3)①氫鍵、范德華力?、贑O2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑，且與H2O的結(jié)合能大于CH4