微专题3-微粒间作用力的判断及对物质性质的影响(讲义).docx

微专题3 微粒间作用力的判断及对物质性质的影响
知识梳理
1．共价键的判断及分类
(1)共价键的分类

(2)共价键类型的判断
①根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同元素的原子之间形成的是极性键。
②根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。
③根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。
2．范德华力、氢键及共价键的比较

范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力
由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒
分子或原子(稀有气体)
氢原子、电负性很大的原子
原子
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性的增大而增大；
②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大
成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物质性质的影响
①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质；
②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4
分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
①影响分子的热稳定性；
②共价键的键能越大，分子的热稳定性越强

跟踪训练
1．下表是元素周期表中的一部分，下列有关说法错误的是
族
周期　　
Ⅰ A
Ⅱ A
Ⅲ A
Ⅳ A
Ⅴ A
Ⅵ A
Ⅶ A
2

c
d

3
a
b

e
f

A．d的氢化物比e的氢化物稳定
B．第三周期主族元素的最高正化合价等于其所在的族序数
C．f的最高价氧化物对应水化物的酸性明显强于c
D．a、f两种元素形成的化合物为共价化合物
2．下列有关化学用语表示正确的是
A．中子数为16的磷原子： B．Na+的结构示意图：
C．氯化钙的电子式： D．乙烯的结构简式：CH2CH2
3．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，可用于制备各种高性能防腐蚀材料。其中W、X、Y、Z的原子序数依次增大且占据三个不同周期。下列说法不正确的是

A．Z的最高价氧化物对应的水化物为弱酸
B．工业上电解熔融态X与Y组成的化合物制备单质Y
C．X的简单氢化物熔点高于Y的简单氢化物熔点
D．该化合物中X、Y满足8电子稳定结构
4．下列说法正确的是
A．离子化合物中一定含有金属元素
B．构成物质的分子中一定含有化学键
C．CO2和PCl3分子中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D．在Na2O、NaHSO4晶体中，阳离子与阴离子个数比均为2∶1
5．工业上利用炭和水蒸气反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)、CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)生成的H2为原料合成氨。在饱和食盐水中先通NH3，后通CO2，由于HCO能形成多聚体，所以容易析出NaHCO3，过滤后热分解得纯碱。下列有关说法正确的是
A．增大压强有利于提高上述反应中焦炭的利用率
B．NaHCO3溶液中，HCO能形成多聚体是因为氢键的作用
C．若反应体系中，c(CO)=a mol·L-1，c(CO2)=b mol·L-1，则c(H2)=(a＋b) mol·L-1
D．析出NaHCO3的反应属于氧化还原反应
6．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。W最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y与W同主族，在短周期中X原子的失电子能力最强。下列说法错误的是
A．是离子化合物
B．W与Y具有相同的最高化合价
C．Z单质的水溶液有强氧化性
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：
7．某兴趣小组拟制备氯气及验证其性质并比较氯、溴、碘的非金属性强弱。
Ⅰ[查阅资料]①当溴水浓度较小时，溶液颜色与氯水相似，也呈黄色。
②硫代硫酸钠溶液在工业上可作脱氯剂。
Ⅱ[性质验证]实验装置如图所示(夹持装置省略)

实验步骤；
(1)检查装置的气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是__________；
装置C中Ⅱ处加入的试剂可以是_____(填字母)。
A．碱石灰    B．硅胶    C．浓硫酸    D．无水氯化钙
(2)装置B的作用为___________________________________。
(3)KI的电子式为_____；硫代硫酸钠中所含的化学键类型为_______________；写出装置F中反应的离子方程式____________________ (中的S元素被氧化成最高价)。
Ⅲ[探究与反思]
(4)上图中设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性强弱，有同学认为该设计不能达到实验目的，其理由是________________________________________。该组同学思考后将上述D、E、F装置改为下图装置，实验操作步骤如下：

①打开弹簧夹，缓缓通入氯气。
②当a和b中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
③当a中溶液由黄色变为棕色时，停止通氯气。
④……
(5)步骤④的操作是________________________________________________。
8．某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳反应)，化学反应方程式如下：
①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
(1)反应①中含极性键的非极性分子的电子式为______。反应②中含极性键的离子化合物的电子式为_______。
(2)常温下，CO2为气体但CS2却为液体，请用物质结构知识说明原因_____。
(3)实验中，用大理石、稀盐酸制取所需CO2，装置如图。简述检验气密性的操作方法_____，将气体通过Na2O2前必须除去的杂质是____，该除杂剂是_______。

(4)确认实验中生成O2的操作方法是_____。
9．某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见下图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答I和II中的问题。

I.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)
(1)Cl在元素周期表中的位置为_____，CO2的电子式为___，NaOH中存在的化学键类型为_____。
(2)B-C的反应条件为_____，C→Al的制备反应化学方程式为__________。
(3)该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化：加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)______。
a.温度 b.Cl的浓度 c.溶液的酸度
II.含铬元素溶液的分离和利用
(4)用情性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是____，分离后含铬元素的粒子是____；阴极室生成的物质为_______(写化学式)。
10．Ⅰ.人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg/cm3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2＋的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2＋的浓度。
（配制KMnO4标准溶液）
如图所示是配制50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图。

(1)请你观察图示判断，其中不正确的操作有__________ (填序号)。
(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是________(填名称)。
(3)如果用图示的操作配制溶液，所配制的溶液浓度将________(填“偏大”或“偏小”)。
（测定血液样品中Ca2＋的浓度）
抽取血样20.00 mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020 mol·L－1 KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00 mL KMnO4溶液。
(4)配平草酸与KMnO4反应的离子方程式：__MnO＋ H2C2O4＋ H＋=== Mn2＋＋ CO2↑＋ H2O。
(5)滴定终点时的现象是_____________________________________
(6)经过计算，血液样品中Ca2＋的浓度为__________m mol·cm－3。
Ⅱ. 某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。
实验1试剂：酸化的0.5 mol·L－1FeSO4溶液(pH ＝ 0.2)，5% H2O2溶液(pH ＝ 5)。
操作
现象
取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5% H2O2溶液
溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH＝0.9
向反应后的溶液中加入KSCN溶液
溶液变红

(1)H2O2的电子式是_______，上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是_________。
(2)产生气泡的原因是____________________________________________。
答案解析
1．D
【详解】
A．非金属性：d(O)＞e(S)，故氢化物的稳定性：H2O＞H2S，A正确；
B．第三周期所有主族元素的最高正价均等于最外层电子数，即等于族序数，B正确；
C．f的最高价氧化物对应水化物为HClO4，属于强酸，c的最高价氧化物对应水化物为H2CO3，属于弱酸，C正确；
D．Na与S形成Na2S，两者之间形成离子键，属于离子化合物，D错误；
故答案选D。
2．B
【详解】
A．中子数为16的磷原子为P，A错误；
B．Na+形成稳定的结构结构示意图为，B正确；
C．氯化钙的电子式为，C错误；
D．乙烯的结构简式为CH2=CH2，D错误；
故选B。
3．C
【详解】
A．P元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，为三元弱酸，A正确；
B．X和Y组成的化合物为Al2O3，由于AlCl3为共价化合物，工业上电解熔融态Al2O3制备铝单质，B正确；
C．X、Y的简单氢化物分别为H2O、AlH3，常温下H2O为液体，AlH3为固体，所以AlH3的熔点更高，C错误；
D．Al3+最外层为8个电子，阴离子中形成两个共价键的O满足8电子稳定结构，由于阴离子带三个单位负电荷，所以形成一个共价键的O也满足8电子稳定结构，D正确；
综上所述答案为C。
4．C
【详解】
A．离子化合物中不一定含有金属元素，例如NH4Cl等，A错误；
B．构成物质的分子中不一定含有化学键，例如稀有气体分子，B错误；
C．CO2中C和O的化合价分别是+4价和－2价，PCl3中P和Cl的化合价分别是+3价和－1价，因此根据原子的最外层电子数可判断分子中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，C正确；
D．在Na2O、NaHSO4晶体中，阳离子与阴离子个数比分别为2∶1、1∶1，D错误；
答案选C。
5．B
【详解】
A．增大压强，C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)平衡逆向移动，不利于提高焦炭的利用率，故A错误；
B．O吸引电子能力强，HCO离子间能形成氢键，所以HCO能形成多聚体，故B正确；
C．若反应体系中，c(CO)=a mol·L-1，c(CO2)=b mol·L-1，根据氧原子守恒，则c(H2)=(a＋2b) mol·L-1，故C错误；
D．氯化钠、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故D错误；
选B。
6．B
【分析】
W、X、Y、Z均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。W最外层电子数是次外层电子数的3倍，W只能是第二周期元素，W是O，Y与W同主族，Y是S，因此Z是Cl。在短周期中X原子的失电子能力最强，所以X是Na，据此解答。
【详解】
根据以上分析可知W是O，X是Na，Y是S，Z是Cl。
A．是硫化钠，含有离子键，是离子化合物，A正确；
B．S的最高化合价是+6价，O没有最高价，B错误；
C．氯气溶于水得到氯水，氯水具有强氧化性，C正确；
D．非金属性S＜Cl，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，因此最高价氧化物对应水化物的酸性：，D正确；
答案选B。
7．长颈漏斗 BD 除去氯气中的氯化氢并作安全瓶 共价键、离子键 未排除Cl2对溴、碘的非金属性的强弱实验的干扰 打开活塞d，将少量b中溶液滴入c中，关闭活塞d，取下试管c振荡
【详解】
(1)仪器a为长颈漏斗；装置C中Ⅱ处加的试剂干燥氯气，且为固体，只有BD符合，故答案为：长颈漏斗；BD；
(2)生成的氯气中混有HCl，则装置B的作用有除去氯气中的氯化氢并作安全瓶；
(3)KI属于离子化合物，其电子式为：；Na2S2O3属于离子化合物，其中Na+与之间通过离子键连接，内部原子与原子之间通过共价键连接，因此Na2S2O3中所含的化学键类型为共价键、离子键；Na2S2O3中硫显+2价，被氯气氧化，则装置F中相应的离子反应方程式为：；
(4)装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性，但氯气可与NaBr、KI均反应，未排除Cl2对溴、碘的非金属性的强弱实验的干扰，不能比较Cl、Br、I的非金属性；
(5)改进的实验步骤④为打开活塞d，将少量b中溶液滴入c中，关闭活塞d，取下试管振荡，第④步发生溴与KI的反应，碘溶于四氯化碳中，溴能够置换碘，从而达到实验目的。
8． 两者分子结构相似，CS2的相对分子质量较大，分子间作用力较大，沸点较高 关闭止水夹，从U形管右端注入水，直至左右形成液面差，静置一段时间，液面差无变化，说明气密性良好 HCl 水 用带火星的木条置于管口，木条复燃则有O2生成
【详解】
（1）反应①中二氧化碳为含极性键的非极性分子，电子式为；反应②中氢氧化钠为含极性键的离子化合物，电子式为，故答案为：；
（2）结构相似的分子晶体，随着相对分子质量增大，分子间作用力越大，熔沸点越高，二氧化碳和二硫化碳为分子结构相似的分子晶体，二硫化碳的相对分子质量大于二氧化碳，分子间作用力大于二氧化碳，沸点高于二氧化碳，故答案为：两者分子结构相似，CS2的相对分子质量较大，分子间作用力较大，沸点较高；
（3）检查题给装置的气密性，应该用液差法，具体操作为关闭止水夹，从U形管右端注入水，直至左右形成液面差，静置一段时间，液面差无变化，说明气密性良好；盐酸具有挥发性，实验制得的二氧化碳中混有氯化氢气体，为防止氯化氢与过氧化钠反应，干扰实验，应将混合气体通过盛有水的洗气瓶除去氯化氢气体，故答案为：关闭止水夹，从U形管右端注入水，直至左右形成液面差，静置一段时间，液面差无变化，说明气密性良好；HCl；水；
（4）氧气能够使带火星的木条复燃，则确认实验中生成O2的操作方法是用带火星的木条置于管口，木条复燃则有氧气生成，故答案为：用带火星的木条置于管口，木条复燃则有O2生成。
9．第三周期第VIIA族 离子键和极性（共价）键 加热(或煅烧) 2Al2O34Al+3O2↑ a c 在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动， 脱离浆液CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2
【详解】
（1）Cl为17号元素，在元素周期表中的位置为第三周期第VIIA族，CO2的电子式为，NaOH中存在的化学键类型为离子键与极性（共价）键，
故答案为第三周期第VIIA族；；离子键与极性（共价）键；
（2）B为Al(OH)3，在加热条件下生成氧化铝，电解熔融的氧化铝可得到铝，其化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑
故答案为；加热（或煅烧）；2Al2O34Al+3O2↑；
（3）反应涉及的条件为加热，不加热，无变化，加热有Cl2生成，说明该反应能否有效进行与温度有关；当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2，说明该反应能否有效进行与溶液的酸度有关，
故答案为ac；
Ⅱ．（4）依据离子交换膜的性质和电解工作原理知，在直流电场作用下，通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，其浆液中含铬元素的离子应为CrO42-和Cr2O72-；H+在阴极室得到电子生成H2，溶液中的OH-浓度增大，混合物浆液中的Na+通过阳离子交换膜移向阴极室，故阴极室生成的物质为氢气和NaOH，
故答案为在直流电场作用下，通过阴离子交换膜向阳极室移动；脱离浆液CrO42-和Cr2O72-；NaOH和H2。
10． ②⑤ 50 mL容量瓶 偏小 2MnO4—＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液颜色有无色变为粉红色，但半分钟内不褪色 0.03 2Fe2++2H++H2O2=+2Fe3++2H2O Fe3+催化下H2O2分解生成O2
【解析】本题考查化学实验方案的设计与评价。
解析：Ⅰ.（1）量筒不能用于配制溶液，视线应该与凹液面的最低点相平读数，所以②⑤操作错误；（2）配制50mL一定物质的量浓度KMnO4标准溶液需要50mL的容量瓶；（3）仰视读数时，定容时，所加的水超过刻度线，体积偏大，所以浓度偏小；（4）由题给未配平的离子方程式可知，反应中H2C2O4做还原剂被氧化为CO2，MnO4―做氧化剂被还原为Mn2+，依据得失电子数目守恒和原子个数守恒可得配平的化学方程式为2MnO4―+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；（5）草酸溶液无色，当反应正好完全进行的时候，多加一滴KMnO4溶液，溶液恰好由无色变为紫红色；（6）血样处理过程中存在如下关系式：5Ca2+～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnO4―，所以n(Ca2+)＝52n(MnO4-)＝52×0.0120L×0.020mol·L－1＝6.0×10-4mol，血液样品中Ca2+的浓度＝6.0×10-4mol20.00cm3＝0.03mmol·cm－3。Ⅱ. H2O2为含有非极性键和极性键的共价化合物，电子式为，酸性条件下，H2O2溶液与FeSO4溶液发生反应生成Fe3+和H2O，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=+2Fe3++2H2O；（2）氧化氢在Fe3+离子催化作用下分解生成氧气，故产生气泡。
点睛：本题侧重考查学生知识综合应用、根据物质的性质进行实验原理分析及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用。