鲁科版化学选修3 章末综合测评二 化学键与分子间作用力.docx
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鲁科版化学选修3章末综合测评二化学键与分子间作用力
章末综合测评
(二) 化学键与分子间作用力
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分)
1.下列各组物质中,都属于共价化合物的是( )
A.H2S和Na2O2 B.H2SO4和HClO
C.NH3和N2D.H2O2和CaF2
B [A项中过氧化钠是离子化合物;B项中均是共价化合物;C项中N2是单质;D项中CaF2是离子化合物。
]
2.在HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4这一组分子的共价键形成方式分析正确的是( )
A.都是σ键,没有π键B.都是π键,没有σ键
C.既有σ键,又有π键D.除CH4外,都是σ键
A [题给分子中没有双键或叁键结构,故所含共价键都是σ键,没有π键。
]
3.老鼠能在多氟碳化物溶液内部潜水游动,科学家预测多氟碳化物可能成为血液替代品。
全氟丙烷(C3F8)是一种常见的多氟碳化物,下列对该物质的叙述中正确的是( )
A.全氟丙烷的电子式为
B.原子半径C比F的小
C.全氟丙烷分子中的化学键只有共价键
D.全氟丙烷分子中既含σ键又含π键
C [A项,F原子在全氟丙烷分子中满足8电子稳定结构,A错;B项,C原子半径比F原子半径大,B错;C项,正确;D项,全氟丙烷分子中只含有σ键,不含有π键,D错。
]
4.现有如下说法:
①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合 ②金属元素和非金属元素化合形成离子键 ③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引 ④根据电离方程式HCl===H++Cl-判断,HCl分子中存在离子键 ⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子中共价键发生断裂生成氢、氯原子,而后氢、氯原子形成离子键的过程
上述说法正确的是( )
A.①②⑤B.都不正确
C.④D.②③④⑤
B [水中既存在分子内氢、氧原子之间的相互作用,也存在不同分子间的氢、氧原子之间的相互作用,只有分子内氢、氧原子之间的相互作用是化学键,故①叙述不正确。
离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间,只有活泼金属元素和活泼非金属元素化合时,才可形成离子键,故②叙述不正确。
离子键是阳离子、阴离子间的静电作用,包括静电引力和静电斥力,故③叙述不正确。
HCl属于共价化合物,分子中不存在离子键,故④叙述不正确。
化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程,但氢、氯原子形成的是共价键,而不是离子键,故⑤叙述不正确。
]
5.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能观察到有明显白色沉淀生成的是( )
A.[Co(NH3)3Cl3]B.[Co(NH3)6]Cl3
C.[Co(NH3)4Cl2]ClD.[Co(NH3)5Cl]Cl2
A [B、C、D项中物质都能电离出氯离子,加入AgNO3溶液后生成沉淀,而[Co(NH3)3Cl3]分子中的所有氯离子与Co3+均形成了配位键,在水溶液中主要以分子形式存在,故加入AgNO3溶液后不能观察到有明显的白色沉淀生成。
]
6.NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.2.4gMg在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.1NA
B.标准状况下,5.6LCO2气体中含有的氧原子数为0.5NA
C.氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的σ键数为0.4NA
D.0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA
B [A.2.4gMg在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.2NA,错误;B.标准状况下,5.6LCO2的物质的量为0.25mol,所含的氧原子数为0.5NA,正确;C.含0.4NA个氢原子的甲醇分子为0.1mol,1个甲醇分子含有5个σ键,0.1mol甲醇含有的σ键数为0.5NA,错误;D.CH3COOH为弱电解质,0.1L0.5mol·L-1CH3COOH溶液中含有的H+数小于0.05NA,错误。
]
7.下列说法正确的是( )
A.N2分子中的π键与CO2分子中的π键的数目之比为2∶1
B.稳定性:
甲烷>乙烯
C.强度:
氢键>化学键>范德华力
D.沸点:
B [选项A,N2的结构式为N≡N,分子中含有一个σ键和两个π键,CO2的结构式为O===C===O,分子中含有两个σ键和两个π键,故二者分子中π键数目之比为1∶1。
选项B,乙烯分子中的π键易断裂,而甲烷分子中只含有σ键,故甲烷分子稳定。
选项C,作用力的强度:
化学键>氢键>范德华力。
选项D,
存在分子内氢键,
存在分子间氢键,沸点受分子间氢键的影响较大,故
的沸点较高。
]
8.泽维尔研究发现,当激光脉冲照射NaI时,Na+和I-的两核间距为1~1.5nm,呈现离子键;当两核靠近相距为0.28nm时,呈现共价键。
根据泽维尔的研究成果,能得到的结论是( )
A.离子晶体可能含有共价键
B.共价键和离子键没有明显的界限
C.NaI晶体中既含有离子键,又含有共价键
D.NaI晶体是离子化合物和共价化合物的混合物
B [NaOH晶体中有离子键和共价键,但不是泽维尔的研究成果,故A项错误;同种物质分子,核间距改变,化学键类型也发生改变,由此可知共价键和离子键没有严格的界限,故B项正确;NaI晶体中只含有离子键,如改变离子的核间距,可能变为共价键,但不存在既含有离子键又含有共价键的情形,故C项错误;NaI晶体是离子化合物,如改变离子的核间距,可能变为共价化合物,但为纯净物,不是混合物,故D项错误。
]
9.ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子,其空间结构呈三角锥形。
RCl5在气态和液态时的结构如图所示,下列关于RCl5分子的说法中不正确的是( )
A.分子中5个R—Cl键键能不完全相同
B.Cl—R—Cl的键角有90°、120°、180°
C.RCl5受热后会分解生成空间结构呈三角锥形的RCl3
D.每个原子都达到8电子稳定结构
D [键长越短,键能越大,RCl5分子中R—Cl键键长不同,所以键能不完全相同,故A正确;上下两个氯原子与R原子形成的键的键角为180°,中间为平面三角形,构成三角形的键角为120°,上下两个氯原子与R原子形成的键与平面形成的夹角为90°,所以Cl—R—Cl的键角有90°、120°、180°,故B正确;RCl5
RCl3+Cl2↑,则RCl5受热后会分解生成空间结构呈三角锥形的RCl3,故C正确;R原子最外层有5个电子,形成5对共用电子对,所以RCl5中R的最外层电子数为10,不满足8电子稳定结构,故D错误。
]
10.下列各项事实与其结论或解释正确的是( )
选项
事实
结论或解释
A
Mg比Al更容易失去电子
Mg的第一电离能比Al的第一电离能小
B
对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热以促进反应进行
该反应的反应速率和平衡常数均增大
C
邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低
前者存在氢键,后者不存在氢键
D
向盛有硫酸铜溶液的试管里逐滴加入浓氨水,先得到蓝色絮状沉淀,后得到蓝色透明溶液
最终NH3与Cu2+之间以配位键结合
D [Mg的第一电离能比Al的第一电离能大,故A错误;乙酸与乙醇的酯化反应为放热反应,加热,平衡逆向移动,平衡常数减小,故B错误;邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛沸点低,是因为邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,使其沸点降低,而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,使其沸点升高,故C错误;向盛有硫酸铜溶液的试管里加入浓氨水,先形成的蓝色絮状沉淀为氢氧化铜,继续滴加浓氨水,得到含[Cu(NH3)4]2+的蓝色透明溶液,NH3与Cu2+之间以配位键结合,铜离子提供空轨道,N原子提供孤对电子,故D正确。
]
11.有关甲醛(HCHO)、苯、二氧化碳及水的说法不正确的是( )
A.苯分子中所有原子共平面
B.甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp2杂化
C.苯、二氧化碳是非极性分子,水和甲醛是极性分子
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键,而甲醛分子间不能形成氢键
B [苯是平面结构,所有原子共平面,故A项正确;甲醛、苯分子中碳原子均形成3个σ键,没有孤电子对,采用sp2杂化,二氧化碳中碳原子形成2个σ键,没有孤电子对,采用sp1杂化,故B项错误;苯、CO2结构对称,正负电荷的重心重合,为非极性分子;水和甲醛的正、负电荷的重心不重合,为极性分子,故C项正确;水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键,故D项正确。
]
12.氰的分子式为(CN)2,结构式可表示为N≡C—C≡N,性质与卤素单质相似,下列叙述中正确的是( )
A.NaCN与AgCN都易溶于水
B.(CN)2能与NaOH溶液反应
C.若四个原子在一条直线上,则为极性分子
D.C≡N键的键长大于C—C键
B [由于(CN)2的性质与卤素单质相似,除氟化银外的卤化银都难溶于水,故AgCN难溶于水,A项错误;卤素单质能与NaOH溶液反应,故(CN)2能与NaOH溶液反应,B项正确;若四个原子在一条直线上,其结构对称,正、负电荷的重心重合,为非极性分子,C项错误;C原子的半径大于N原子的半径,故C—N键的键长小于C—C键,又C≡N键的键长小于C—N键,故C≡N键的键长小于C—C键,D项错误。
]
13.某物质的结构如图所示:
下列有关该物质的分析中正确的是( )
A.该物质的分子中不存在σ键
B.该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物,其中Ni原子为中心原子
D.该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对
C [选项A,该物质中碳原子之间、碳氢原子间、碳氮原子间等,均存在σ键。
选项B,该物质中H、O原子间存在氢键,C与其他原子间存在共价键,Ni、N之间存在配位键,所以该物质的分子内存在氢键、共价键、配位键三种作用力。
选项C,Ni原子具有空轨道,是孤对电子的接受者,是配合物的中心原子。
选项D,C原子最外层的4个电子全部参与成键,没有孤电子对。
]
14.汽车尾气中通常含有CO、NOx等气体,为减轻污染,现在的汽车加装了三元催化转换器,此转换器可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体,如图为该转换器中发生反应的微观示意图(未配平),其中不同颜色的球代表不同原子。
下列说法不正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲、乙、丙、丁中有3种非极性分子
B.甲和丁中同种元素的化合价不相等
C.丙的空间构型为直线形
D.N2O5的水化物存在分子内氢键
A [选项A,根据微观示意图可知,甲为NO2,乙为CO,丙为CO2,丁为N2,其中CO2、N2为非极性分子。
选项B,比较甲、丁的化学式,丁为单质,所以甲、丁中同种元素的化合价不相等。
选项C,CO2的空间构型为直线形。
选项D,N2O5的水化物为HNO3,HNO3分子内存在氢键。
]
15.下表是元素周期表中的一部分。
表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
下列说法正确的是( )
A.沸点:
A2DB.CA3分子是非极性分子
C.C形成的单质中σ键与π键的数目之比为1∶2
D.B、C、D形成的简单气态氢化物互为等电子体
C [由元素在周期表中的位置可知,A为氢元素,B为碳元素,C为氮元素,D为氧元素,X为硫元素。
水分子间存在氢键,沸点较高,常温下为液态,硫化氢为气态,故A项错误;NH3分子是三角锥形分子,正、负电荷重心不重合,属于极性分子,故B项错误;氮气分子中存在N≡N键,N≡N键含有1个σ键、2个π键,分子中σ键与π键的数目之比为1∶2,故C项正确;CH4、NH3、H2O中原子数目不相等,不互为等电子体,故D项错误。
]
16.下列有关说法能够用键能大小解释的是( )
A.F2比O2更容易与H2反应
B.常温常压下,溴呈液态,碘呈固态
C.稀有气体一般很难发生化学反应
D.硝酸易挥发,而硫酸难挥发
A [A项,由于F2分子中化学键的键能小于O2分子中化学键的键能,所以F2的化学性质比O2的活泼,更容易与H2反应生成HF;B、D项是由分子间作用力的大小不同引起的,与键能的大小无关;C项,稀有气体分子中不存在共价键,其化学性质稳定与其元素原子结构(稳定结构)有关。
]
教师用书独具
下列物质变化的现象,不可以用分子间作用力解释的是( )
A.HF、H2O的沸点分别比HCl、H2S的沸点高很多
B.正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高
C.
D.Na2O的熔点比MgO的熔点低
D [分子间作用力包括范德华力和氢键,故A、B、C项不符合题意。
Na2O、MgO属于离子化合物,其熔点高低与离子键的强弱有关,故D项符合题意。
]
二、非选择题(本题包括6小题,共52分)
17.(8分)
(1)已知2KNO3+3C+S
A+N2↑+3CO2↑(已配平)。
回答下列问题:
①除S外,C、N、O、K元素的电负性从大到小的顺序为________。
②在生成物中,A的化学式为________,含极性共价键的分子的中心原子杂化轨道类型为________。
③已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键的数目之比为________。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在元素周期表中既处于同一周期又处于同一族,且原子序数T比Q多2。
T的基态原子价电子排布式为________,Q2+的未成对电子数是________。
[解析]
(1)①钾为活泼金属元素,在四种元素中电负性最小,其他三种非金属元素在同一周期,非金属性C②根据质量守恒定律,可知A是K2S;生成物中,含极性共价键的分子是CO2,碳原子采用sp1杂化。
③HCN的结构式为H—C≡N,分子中含两个σ键和两个π键。
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在元素周期表中既处于同一周期又处于同一族,应该都属于Ⅷ族,由原子序数T比Q多2,可以确定T为Ni,Q为Fe,所以T的基态原子价电子排布式为3d84s2,Q2+即Fe2+的未成对电子数是4。
[答案]
(1)①O>N>C>K ②K2S sp1 ③1∶1
(2)3d84s2 4
18.(8分)
(1)工业上利用镍与CO形成化合物Ni(CO)4分离提纯镍。
①CO的结构式为___________________。
②Ni(CO)4的中心原子是________,配位原子是____________,配位数为________,中心原子与配位原子之间的化学键类型是_____________。
③WgCO中含π键的数目为________(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)H3O+的空间构型为__________,BCl3的空间构型为________。
(3)按要求写出由第2周期元素原子为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子的化学式(各写一种):
正四面体形分子________,三角锥形分子__________,V形分子________。
[解析]
(1)①N2与CO互为等电子体,结构式相似;③1个CO分子中含2个π键。
WgCO含π键的数目为
×2×NA=
。
(2)H3O+的中心原子以sp3方式杂化,但有一对孤对电子,故H3O+呈三角锥形;BCl3的中心原子以sp2方式杂化,没有孤对电子,故BCl3分子呈平面三角形。
[答案]
(1)①C≡O ②Ni C 4 配位键
③
(2)三角锥形 平面三角形 (3)CH4(或其他合理答案) NH3(或其他合理答案) H2O(或其他合理答案)
19.(8分)化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。
如H(g)+I(g)―→H—I(g)放出297kJ的能量,即H—I键的键能为297kJ·mol-1,也可以理解为破坏1molH—I键需要吸收297kJ的热量。
下表是一些键能的数据(单位:
kJ·mol-1)。
回答下列问题:
(1)一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物中的键能之间有密切的关系。
由表中数据计算下列热化学方程式中的热效应:
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=________。
据此分析,一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是____________________________。
(2)共价键的强弱对化学反应有很大的影响。
卤代烃RX在同样条件下发生碱性水解反应(RX+NaOH
R—OH+NaX)时,RF、RCl、RBr、RI(R相同)的反应活性由小到大的顺序是________。
(3)根据表中数据判断CCl4的稳定性________(填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。
(4)试预测C—Br键的键能范围(填具体数值):
______(5)由表中数据能否得出这样的结论:
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)________(填“能”或“不能”,下同);②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固________。
能否从表中数据找出一些规律,请写出一条_____________________________________________________________。
[解析]
(1)根据键能的定义,破坏1molH2(g)、1molCl2(g)中的共价键分别需要消耗的能量为436kJ、243kJ,而形成2molHCl(g)中的共价键放出的能量为2×431kJ,总的结果是放出183kJ的能量,故ΔH=-183kJ·mol-1。
(2)从卤代烃发生碱性水解反应的化学方程式分析,发生水解反应时首先需要R—X键断裂,因此该键越稳定,水解反应越不易发生。
很显然稳定性的顺序是RF>RCl>RBr>RI,因此反应活性由小到大的顺序为RF(3)键能C—Cl键(4)C—I键的键能(5)①半径小的原子形成的共价键键能不一定大,如氢原子半径小于氟原子的半径,但H—H键的键能是436kJ·mol-1,而H—F键的键能是565kJ·mol-1。
②非金属性强的原子形成的共价键的键能不一定大,如Cl的非金属性大于H,但H—H键的键能是436kJ·mol-1,而Cl—Cl键的键能只有243kJ·mol-1。
所以,比较键能的大小需要一定的前提条件。
例如,与相同原子结合时,同主族元素的原子半径越小,形成的共价键的键能越大。
[答案]
(1)-183kJ·mol-1 化学反应的反应热等于反应物键能之和减去生成物键能之和
(2)RF20.(8分)海洋是资源的宝库,蕴藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等。
(1)在光照条件下,氯气和氢气反应过程如下:
①Cl2―→Cl·+Cl·
②Cl·+H2―→HCl+H·
③H·+Cl2―→HCl+Cl·
……
反应②中形成的化合物的电子式为_______________________;
反应③中被破坏的化学键属于________(填“极性”或“非极性”)键。
(2)在短周期主族元素中,氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是________________(用元素符号表示),与氯元素同周期且金属性最强的元素位于周期表的第________周期________族。
(3)卤素单质及其化合物在许多性质上都存在着递变规律。
下列有关说法正确的是________(填字母)。
a.卤化银的颜色按AgCl、AgBr、AgI的顺序依次加深
b.卤化氢的键长按H—F、H—Cl、H—Br、H—I的顺序依次减小
c.卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱
d.卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易
(4)卤素单质的键能大小如图所示,由图推断:
①非金属性强的卤素,其单质分子的化学键________(填“容易”“不容易”或“不一定容易”)断裂。
②卤素单质中共价键的键能大小与键长的关系为___________________。
[解析]
(1)HCl是通过共用电子对形成的共价化合物;Cl2分子中的两个氯原子对共用电子对的吸引力一样大,故为非极性键。
(2)在短周期主族元素中,与氯元素相邻的元素是硫元素和氟元素,根据元素周期律,原子半径由大到小的顺序为S>Cl>F。
(3)a项,AgCl为白色、AgBr为淡黄色、AgI为黄色,故颜色依次加深,正确;b项,卤化氢的键长随着卤素原子半径的增大而增大,错误;c项,卤素单质的氧化性越强,则对应的阴离子的还原性越弱,氧化性:
F2>Cl2>Br2>I2,则还原性:
I->Br->Cl->F-,错误;d项,非金属性越强,与H2化合越容易,错误。
(4)F2的非金属性最强,但所含化学键的键能比Cl2、Br2的都低,易断裂,Br2的非金属性相对弱一些,但键能较大,不容易断裂;除F2外,卤素单质中共价键的键长越长,键能越小。
[答案]
(1)
非极性
(2)S>Cl>F 3
ⅠA (3)a (4)①不一定容易 ②除F2外,键长增大,键能减小
21.(10分)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是地壳中含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和的一半,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分子的空间构型分别为________和________,相同条件下二者在水中的溶解度较大的是__________(写化学式),理由是_______________。
(3)Q的元素符号是________,它位于第________周期,基态原子核外电子排布式为________________,形成化合物时其最高化合价为________。
[解析]
(1)由题意可知,X原子的轨道表示式为
,故X为S。
Y为C,Z为O,Q为Mg,E为F。
(2)XZ2与YZ2分别为SO2和CO2,CO2中C为sp1杂化,无孤对电子,故CO2的空间构型为直线形,SO2中S为sp2杂化,且S中有1对孤对电子,故SO2的空间构型为V形,所以CO2为非极性分子,SO2为极性分子,根据“相似相溶”规律,SO2在水中的溶解度大于CO2。
(3)Q为Mg,位于第3周期ⅡA族,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,价电子数为2,故形成化合物时其最高化合价为+2。
[答案]
(1)S C
(2)V形 直线形 SO2 H2O为极性溶剂,CO2为非极性分子,SO2为极性分子,极性分子更易溶于极性溶剂 (3)Mg 3 1s22s22p63s2 +2
22.(10分)
(1)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤对电子的原子是________。
(2)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:
在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有__________;配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号);m=________(填数字)。
(3)金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配位体提供电子总数之和为18,则n=________。
[解析]
(1)在BCl3分子中B原子最外层的3个电子全部用于成键,所以在该配合物中提供孤对电子的应该是X原子,B原子提供空轨道。
(2)由球棍模型可以看出,2号、4号等半径较大的球为B原子,1