第2章《微粒间相互作用与物质性质》测试卷
一、单选题
1．科技创新让2022年北京冬奥会举世瞩目。对下列科技创新涉及化学知识的判断正确的是
A．“黑金”石墨烯为冬奥赛场留住温暖，石墨烯和是同位素
B．“冰墩墩”的外壳材质主要是有机硅橡胶，有机硅橡胶是纯净物
C．防割速滑竞赛服使用的“剪切增稠液体”由聚乙二醇和硅微粒加工而成，聚乙二醇是乙二醇的缩聚产物
D．“最快的冰”采用二氧化碳跨临界法直接制得，是极性分子
2．X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大；基态X的价层电子轨道表示式为，Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍；四种元素与锂组成的化合物结构如图(箭头表示配位键)。下列说法正确的是
A．四种元素的原子中半径最大的是W
B．Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水
C．X的最高价氧化物的水化物是一种强酸
D．Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点：前者高于后者
3．下列叙述中正确的是
A．极性分子中不可能含有非极性键
B．离子化合物中不可能含有非极性键
C．非极性分子中不可能含有极性键
D．共价化合物中不可能含有离子键
4．下列现象不能用氢键解释的是
A．水分子高温下也很稳定
B．NH3容易液化
C．甲醇极易溶于水
D．液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式
5．已知 H2O2分子的空间结构可在二面角中如图所示，下列有关H2O2结构的说法正确的是
A． H2O2中有3个键、1个键
B． H2O2为非极性分子
C． H2O2中氧原子为sp3杂化
D． H2O2中极性键和非极性键的个数比为1∶2
6．下列叙述中正确的是
A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子
B．BCl3与NCl3均为三角锥形结构，均为极性分子
C．非极性分子只能是双原子单质分子
D．非极性分子中一定含有非极性键
7．近年来光催化处理船舶尾气技术被称为是一种“绿色友好”技术，以半导体为基底的表面经光激发后产生空穴和光生电子，光生空穴被表面吸附水或氢氧根离子捕获生成·OH自由基，光生电子则与等反应在催化剂表面生成、等物质，这些物质作用于尾气中的、NO等污染物并将其氧化降解，原理见图。下列说法错误的是
A．和是等电子体，立体构型为V形
B．与·OH自由基电子数相等的的立体构型名称为平面三角形
C．催化剂可以改变氮氧化物、硫氧化物被氧化的速率
D．尾气中含有大量有害物质，经过科学的处理可以转化为有实用价值的物质
8．下列变化过程中化学键被破坏的是( )
A．液态水加热变成水蒸气
B．酒精溶于水形成酒精水溶液
C．固态碘加热升华
D．HBr气体溶于水形成氢溴酸溶液
9．下列粒子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为三角锥形的是
A． B． C． D．
10．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型是三角锥形的是
A．H3O+ B．HCHO C．BCl3 D．O3
11．化学工业为新冠疫情防控提供了强有力的物质支撑。科学家利用原子序数依次增大的四种短周期元素X、Y、Z和W“组合”成一种高效、贮运稳定的消毒漂白剂，其分子结构示意如图所示，W原子的L层电子数比Z原子的L层电子数多2个。下列说法不正确的是
A．简单离子半径：Y＞Z
B．W和Y的氧化物对应的水化物均为强酸
C．简单氢化物的沸点：X＜Y
D．可用Y的简单氢化物检验输送W单质的管道是否泄漏
12．PCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于PCl5分子的说法中错误的是
A．每个原子都达到8电子稳定结构，且为非极性分子
B．键角(∠Cl-P-Cl)有120°、90°、180°几种
C．PCl5受热后会分解生成PCl3，PCl3分子呈三角锥形
D．分子中5个P-Cl键键能不都相同
13．资料显示：在极性分子中，正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长，通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负) 电荷重心的电量(q)有关，一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积，即。下列四组分子中，所有分子都符合的是
A．HCl、CS2、H2S、SO2 B．BF3、CCl4、BeCl2、CO2
C．N2 、NH3、H2O、CCl4 D．CH4、SO3、NH3、H2O
14．下列物质的性质或相关数据与氢键无关的是
A．氨气易液化
B．邻羟基苯甲酸( )的熔点为159℃，对羟基苯甲酸( )的熔点为213℃
C．二甲醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比例混溶
D．HF(g)分解时吸收的热量比HCl(g)分解时吸收的热量多
15．类比是一种重要的学习方法，下列“类比”合理的是
A．的沸点高于的，则的沸点也高于的
B．可以用浓硫酸干燥，则也可以用浓硫酸干燥
C．与反应生成，则S与反应生成
D．和浓硝酸常温下反应制备，则和浓硫酸常温下反应可制备
二、填空题
16．极性分子和非极性分子的定义
(1)极性分子：分子的正电中心和负电中心 ，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性，这样的分子是极性分子。如HCl、H2O等。
(2)非极性分子：分子的正电中心和负电中性 ，使分子没有带正电和带负电的两部分，这样的分子是非极性分子。如P4、CO2等。
17．水分子间存在氢键，彼此结合形成(H2O)n。在冰中，每个水分子被四个水分子包围形成变形的正四面体，继而通过氢键相互连接成固态冰。其结构示意图如图所示，请回答下列问题。
(1)假设冰是所有水分子都被包围在四面体中的理想结构，请分析1mol冰中有多少氢键 。
(2)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11kJ mol-1)。已知冰的升华热是51kJ mol-1，请估算冰中氢键的作用能为多少 。
18．填空题。
(1)Ti的四卤化物熔点如表所示，熔点高于其他三种卤化物，自至熔点依次升高，原因是 。
化合物
熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155
(2)在水溶液中，水以多种微粒的形式与其他物种形成水合物如和等，画出微粒的结构式 。
三、实验题
19．实验室用新制的氨水制备氨的配合物并测定其成分。
(1)氨水的制备如图， A中发生反应的化学方程式为 ，单向阀的作用是 。C中溶液为 。
(2)银氨溶液的制备及成分研究
25°C，磁力搅拌下向25.00 mL 0.12mol/L的AgNO3溶液中逐滴加入稀释后的氨水(浓度为1.205mol/L)，实验测得烧杯内溶液的pH随氨水加入体积的变化曲线如图所示。经计算可知B点AgNO3是否已反应完全 (填 “是”或“否”)；若要避免制备银氨溶液的过程生成AgOH沉淀，有人提出可在AgNO3溶液中加入一定浓度的NH4NO3，用平衡移动原理解释原因 。
(3)已知D点刚好变澄清溶液，若该溶液中的溶质为强碱性的Ag(NH3)2OH，则pH应为 ， 由此可判断D点溶质不是Ag(NH3)2OH。据此写出A~D总反应的化学方程式 。
(4)欲得到Ag(NH3)2OH的溶液，可将沉淀量达到最大值时的浊液 、 ，再继续滴加氨水。但 Ag(NH3)2OH溶液若碱性太强，则久置易分解生成爆炸性物质Ag3N，该分解反应的方程式为 。
20．I.磷酸是一种重要的化工原料，是生产磷肥的原料，也是食品添加剂之一。
(1)工业上可以用磷单质与硝酸作用得到纯的磷酸(熔点)。的VSEPR模型是 (填名称)。磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向其过饱和溶液中加入 促进其结晶，但是所制得的磷酸中仍含有少量的水极难除去，其可能的原因是 。
Ⅱ.研究小组以无水甲苯为溶剂，(易水解)和(叠氮化钠)为反应物制备纳米球状红磷。
(2)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂，无水时体系呈蓝色。
①金属的作用是 。
②回流过程中，除水时打开的活塞是 ；体系变蓝后，改变开关状态收集甲苯。
(3)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(夹持、搅拌、加热装置已略)。
①在氩气保护下，反应物在装置A中混匀后转入装置B，于加热12小时，反应物完全反应，其化学方程式为 ；用氩气赶走空气的目的是 。
②经冷却、离心分离和洗涤得到产品，洗涤时先后使用乙醇和水，依次洗去的物质是 、 。
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参考答案：
1．C
【详解】A．石墨烯和均是碳元素形成的单质，互为同素异形体，故A错误；
B．有机硅橡胶是高聚物，属于混合物，故B错误；
C．乙二醇发生缩聚反应制得聚乙二醇，故C正确；
D．为直线形分子，正负电荷中心重合，为非极性分子，故D错误；
故答案选C。
2．D
【分析】基态X的价层电子轨道表示式为，则X为B元素；Z最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Z为O；结合图示可知，Y形成4个共价键，其原子序数小于O，则Y为C；W形成1个共价键，X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大，则W为F元素；
【详解】A．同周期元素核电荷数越大原子半径越小，则原子半径：r(X)＞r(Y)＞r(Z)＞r(W)，A项错误；
B．O、C形成的化合物CO难溶于水，B项错误；
C．B的最高价氧化物的水化物为硼酸，硼酸为弱酸，C项错误；
D．O、F与氢元素形成10电子化合物分别为H2O、HF，常温下H2O为液态，而HF为气态，则沸点：H2O＞HF，D正确；
故选：D。
3．D
【详解】A. 极性分子中可能含有非极性键，如H2O2是极性分子，含有O-O非极性键，故A错误；
B. 离子化合物中可能含有非极性键，如Na2O2是离子化合物，含有O-O非极性键，故B错误；
C. 非极性分子中可能含有极性键，如CH4是非极性分子，含有C-H极性键，故C错误；
D. 若含有离子键，应该是离子化合物，则共价化合物中不可能含有离子键，故D正确；
答案选D。
4．A
【详解】A．水分子的稳定性与氧元素的非金属性强有关，与氢键无关，所以水分子高温下也很稳定不能用氢键解释，故A符合题意；
B．氨分子间能形成分子间氢键，分子间作用力大，所以容易液化，则氨气容易液化能用氢键解释，故B不符合题意；
C．甲醇分子中含有的羟基能与水分子形成氢键，所以极易溶于水，则甲醇极易溶于水能用氢键解释，故C不符合题意；
D．氟化氢分子间能形成分子间氢键，分子间作用力大，所以液态氟化氢的化学式可以写成(HF)n，则液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式能用氢键解释，故D不符合题意；
故选A。
5．C
【详解】A．过氧化氢分子中含有2个O-H键和1个O-O键，所以H2O2中有3个σ键，没有键，故A错误；
B．H2O2分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子，故B错误；
C．H2O2中氧原子形成两个单键，含有两对孤对电子对，所以氧原子为sp3杂化，故C正确；
D．过氧化氢分子中含有2个O-H键和1个O-O键，所以H2O2分子中极性键和非极性键的个数比为2∶1，故D错误；
故选C。
6．A
【详解】
A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子，A正确；
B．BCl3为平面三角形结构，为非极性分子，B错误；
C．某些共价化合物，如CH4、C2H4等也是非极性分子，C错误；
D．非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等，D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．等电子体是价电子总数相等的分子，SO2和O3的价电子总数都是18，是等电子体，中心原子都是sp3杂化，立体构型为V形，A正确；
B． CH3有3个σ键，未成键的轨道有1个单电子，故立体构型为三角锥结构，B错误；
C．催化剂可以改变氮氧化物、硫氧化物被氧化的反应速率，C正确；
D．尾气中含有大量有害物质，经过科学的处理可以转化为有实用价值的物质，D正确；
故答案为：B。
8．D
【详解】A．液态水加热变成水蒸气，破坏分子间作用力，不破坏化学键，A项不符合题意；
B．精溶于水破坏分子间作用力，不破坏化学键，B项不符合题意；
C．固态碘加热升华，破坏分子间作用力，不破坏化学键，C项不符合题意；
D．HBr气体溶于水，电离生成氢离子和溴离子，破坏共价键，D项符合题意；
答案选D。
9．A
【详解】A．PH3中心原子价层电子对数为4，其中1对孤电子对，其VSEPR模型为四面体形且空间结构为三角锥形，A符合题意；
B．中心原子价层电子对数为4，没有孤电子对，其VSEPR模型和空间结构均为四面体形，B不符合题意；
C．中心原子价层电子对数为3，没有孤电子对，其VSEPR模型和空间结构均为平面三角形，C不符合题意；
D．中心原子价层电子对数为3，没有孤电子对，其VSEPR模型和空间结构均为平面三角形，D不符合题意；
故选A。
10．A
【详解】A．H3O+中，价层电子对数=3+(6-1-3×1)=4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥型，故A符合；
B．甲醛分子中，价层电子对数=3+(4-2×1-1×2)=3，且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故B不符合；
C．BCl3中，价层电子对数=3+(3-3×1)=3，且无孤电子对，所以其空间构型是平面三角形，故C不符合；
D．O3分子中，价层电子对数=2+(6-2×2)=3，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是V形，故D不符合；
故选A。
11．B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，由分子结构可知，W能形成一个共价键，W最外层有7个电子；Z能形成两个共价键，Z最外层有6个电子；X能形成4个共价键，X最外层有4个电子；Y能形成3个共价键，Y最外层有5个电子；而W原子的L层电子数比Z原子的L层电子数多2个，则W为Cl、Z为O、Y为N、X为C。
【详解】A．氮离子半径比氧离子半径大，A正确；
B．Cl的氧化物对应的水化物可以为HClO，为弱酸，N的氧化物对应的水化物可以为HNO2，为弱酸，B错误；
C．甲烷的沸点比氨气小，因为氨分子间存在氢键，C正确；
D．可用氨气检验输送氯气的管道是否泄漏，D正确；
答案选B。
12．A
【详解】A．P原子最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以PCl5中P的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故A错误；
B．上下两个顶点与中心P原子形成的键角为180°，中间为平面结构，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，所以键角(∠Cl-P-Cl)有120°、90°、180°几种，故B正确；
C．三氯化磷分子中，P原子价层电子对数=3+ (5-3×1)=4，且含有1个孤电子对，所以其空间构型为三角锥型，故C正确；
D．键长越短，键能越大，键长不同，所以键能不同，故D正确；
故选A。
13．B
【详解】A．HCl是极性键形成双原子的极性分子，；H2S、SO2中都是V形，即极性分子，其；CS2是直线形分子，即非极性分子，其偶极矩为0；A错误；
B．BF3为平面三角形、CCl4为正四面体形，BeCl2和CO2均为直线形，因此分子结构均对称，均为非极性分子，所有分子都符合，B正确；
C．N2 和CCl4 均为非极性分子，；NH3分子为三角锥形，水分子为V形，都属于极性分子，，C错误；
D．CH4为正四面体构型、SO3平面三角形结构，二者均为非极性分子，；NH3分子为三角锥形，水为V形，都属于极性分子，，D错误；
正确选项B。
【点睛】，则，即正电荷重心同负电荷重心间的距离为0，说明正负电荷重心重叠，为非极性分子。
14．D
【详解】A．氨分子间存在氢键，导致分之间作用力增强，所以易液化，故A正确；
B．邻羟基苯甲酸( )可形成分子内氢键，对羟基苯甲酸( )可形成分子间氢键，所以对羟基苯甲酸熔点高于邻羟基苯甲酸，故B正确；
C．二甲醚微溶于水，是因为二甲醚不能与水分子间形成氢键，而乙醇可与水以任意比例混溶，是因为乙醇分子与水分子间可形成氢键，故C正确；
D．HF(g)分解时吸收的热量比HCl(g)分解时吸收的热量多，是由于H-F键能大于H-Cl键能，与氢键无关，故D错误；
答案选D。
15．A
【详解】A．液态H2O 、液态NH3中都存在分子间氢键，它们的沸点在同主族氢化物中最高，A项“类比”合理；
B．SO2不与浓硫酸发生反应，可用浓硫酸干燥，H2S具有较强还原性，会与浓硫酸发生反应，不可用浓硫酸干燥 ，B项“类比”不合理；
C．S的氧化性弱于Cl2，Fe与S反应生成FeS，C项“类比”不合理；
D．铜和浓硫酸需要在加热条件下才能反应，D项“类比”不合理。
答案选A。
16．(1)不重合
(2)重合
【详解】（1）分子的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性，这样的分子是极性分子，如HCl、H2O等；
（2）分子的正电中心和负电中性重合，使分子没有带正电和带负电的两部分，这样的分子是非极性分子，如P4、CO2等。
17．(1)2mol
(2)20kJ mol-1
【详解】（1）由图可知，平均1个水分子可以形成2个氢键，则1mol冰中有2mol氢键；
（2）1mol冰中有2mol氢键，已知冰的升华热是51kJ mol-1，则冰中氢键的作用能为(51kJ mol-1-11kJ mol-1)÷2=20kJ mol-1。
18．(1)TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高
(2)或(对称结构)
【解析】(1)
离子化合物熔化时需要克服离子键、共价分子构成的晶体熔化时，只要克服分子间的作用力，离子键比分子间的作用力强烈，因此离子化合物的熔点更高。由表知，熔点高于其他三种卤化物，自至熔点依次升高，可推测原因是:TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，其组成和结构相似，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔点逐渐升高。
(2)
氢离子能通过配位键和水分子结合为水合氢离子H3O+、水分子之间还能通过氢键相结合，则画出微粒的结构式为：或(对称结构)。
19．(1) Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2+ 2NH3↑+2H2O(O) 防倒吸 硫酸(或盐酸等)
(2) 否 NH3·H2O + OH-增大c( )使平衡逆移，c(OH-)减小
(3) 13 AgNO3 + 2NH3·H2O= Ag(NH3)2NO3+ 2H2O
(4) 过滤 洗涤 3Ag(NH3)2OH = Ag3N+ 5NH3 +3H2O
【解析】（1）实验室制氨气，用氯化铵与熟石灰加热制备，化学方程式是“Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2+ 2NH3↑+2H2O”；单向阀使得气体只能向一个方向流动，防止液体倒吸；氨气可以与酸反应，故残余气体用“稀硫酸”除去；
（2）硝酸银物质的量为0.12mol/L×25×10-3L=3×10-3mol，加氨水至图中B点状态时，n(NH3 H2O)=1.205mol/L×1×10-3L=1.205×10-3mol，n(AgNO3)> n(NH3 H2O)，所以本问第一空填“否”；，向溶液中加入NH4NO3，提高浓度，促使反应逆移，降低OH-浓度，所以本问第二空应填“NH3·H2O + OH-增大c( )使平衡逆移，c(OH-)减小”；
（3）Ag(NH3)2OH是强碱性，所以n(OH-)=0.5n(NH3)=0.5×5×10-3×1.205mol≈3×10-3mol，，；生成Ag(NH3)2OH的总反应化学方程式是“AgNO3 + 2NH3·H2O= Ag(NH3)2NO3+ 2H2O”；
（4）对于存在固体难溶物的溶液分离，需采用“过滤”、“洗涤”等方法除尽杂质；Ag(NH3)2OH分解的化学方程式为“3Ag(NH3)2OH = Ag3N+ 5NH3 +3H2O”。
20．(1) 四面体形 磷酸晶体 磷酸分子与水分子能形成氢键
(2) 干燥甲苯 K1、K3
(3) 防止五氯化磷遇空气中的水蒸气而发生水解 甲苯 氯化钠
【分析】利用苯来干燥甲苯，通过回流得到的水与钠反应，二苯甲酮为指示剂，无水时体系呈蓝色，改变开关状态收集甲苯，将甲苯、五氯化磷、NaN3在Ar气氛围中充分混合后转入装置B中，在反应釜中于加热12小时使其充分反应。
【详解】（1）中心原子价层电子对数为4+0=4，其VSEPR模型是四面体形。磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可以引入晶种来促进溶液中的磷酸结晶析出，可向其过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶，磷酸分子含有羟基，容易与水分子形成氢键，因此磷酸具有较强的吸水性，所制得的磷酸中仍含有少量的水极难除去；故答案为：四面体形；磷酸晶体；磷酸分子与水分子能形成氢键。
（2）①金属钠与水能发生反应，因此金属的作用是干燥甲苯；故答案为：干燥甲苯。
②回流过程中，水要回流到烧瓶中，因此除水时打开的活塞是K1、K3；体系变蓝后，改变开关状态收集甲苯；故答案为：K1、K3。
（3）①在氩气保护下，反应物在装置A中混匀后转入装置B，于加热12小时，反应物完全反应，五氯化磷和NaN3 反应生成红磷、氮气和氯化钠，其反应的化学方程式为；由于五氯化磷易水解，为防止五氯化磷遇见空气中的水蒸气发生水解，因此用氩气赶走空气；故答案为：；防止五氯化磷遇空气中的水蒸气而发生水解。
②根据反应可知，得到的产物上沾有甲苯和氯化钠，用乙醇洗去甲苯，用水洗去氯化钠；故答案为：甲苯、氯化钠
