1、原子结构化学键(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题,每题6分,共42分)1. 1934年居里夫妇用粒子(4He)轰击27Al 得到一种自然界不存在的磷元素的一种同位素P): ,开创了人造核素的先河。下列有关说法不正确的是()A.该变化说明原子核在一般的化学反应中也能发生变化B.该变化同样遵循质量守恒定律Cn是一种电中性粒子D.对于P有:原子序数=质子数=中子数=核外电子数【解析】选A。化学反应中原子核是不变的,只有核反应中原子核才发生变化,核反应也遵守质量守恒定律n代表中子,是电中性粒子P中,原子序数=质子数=中子数=核外电子数=15,故A项错误。2.下列有关表述错误的是()A.IB
2、r的电子式: B.HClO的结构式为HOClC.HIO各原子都满足8电子结构D.MgO的形成过程可以表示为 【解析】选C。I、Br最外层均有7个电子,通过共用一对电子对即可达到8电子稳定结构,A正确;H、Cl、O三原子之间通过共用电子对形成次氯酸,其电子式为 ,结构式为HOCl,B正确;HIO的结构与HClO类似,其中I、O两原子的最外层达到8电子稳定结构,氢原子最外层只有2个电子,C错误;MgO是离子化合物,D正确。3.下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()A.H3O+和OH-B.CO与N2C.HNO2和ND.C和N【解析】选D。中性微粒的电子数=质子数,阳离子的电子数=质子数-所带电荷
3、数,阴离子的电子数=质子数+所带电荷数。H3O+和OH-均含有10个电子,A不正确;CO和N2均含有14个电子,B不正确;HNO2和N均含有24个电子,C不正确;C含有8个电子,而N含有10个电子,D正确。4.下列有关化学用语表示不正确的是()A.CaH2的电子式: B.SiH4的电子式: C.硼氢化钠(NaBH4)的电子式: D.CH2F2的电子式: 【解析】选D。D中F漏掉了3对未成对电子。5.现有部分短周期主族元素的性质与原子(或分子)结构如下表:元素编号元素性质与原子(或分子)结构T最外层电子数是次外层电子数的3倍X常温下单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对YM层电子数与K层电子
4、数相同Z第3周期元素的简单离子中半径最小下列说法正确的是()A.Z的氧化物对应的水化物可以溶于氨水B.T与氢形成的化合物中不可能含非极性键C.Y与Z的单质分别与相同浓度的盐酸反应,Y的反应要剧烈些D.X和Y两元素之间有可能形成共价键【解析】选C。T的最外层电子数是次外层电子数的3倍,次外层电子数为2,最外层电子数为6,所以T为O;常温下X的单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对,则X为N;Y的M层电子数与K层电子数相同,所以质子数为12,即Y为Mg;第3周期元素的简单离子中半径最小的为Al3+,所以Z为Al。Z的氧化物对应的水化物为Al(OH)3,不能溶于氨水,A项错误;T与氢形成的化合物
5、H2O2中含有非极性键,B项错误;金属性MgAl,其单质分别与相同浓度的盐酸反应,Mg的反应要剧烈些,C项正确;X(N)和Y(Mg)形成的化合物是离子化合物,不存在共价键,D项错误。【加固训练】下列说法中正确的是()A.Na2S2、NaClO中所含化学键类型完全相同B.只有活泼金属元素与活泼非金属元素之间才能形成离子键C.等物质的量的CN-和N2含有的共用电子对数相等D.氯气与NaOH反应的过程中,同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成【解析】选C。A项,Na2S2中含有离子键和非极性键,NaClO中含有离子键和极性键;B项,NH4Cl中含有离子键,但它是由非金属元素形成的;C项,CN-电
6、子式为,N2电子式为: ,当物质的量相等时,两者含有的共用电子对数相等;D项,根据反应:2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,反应过程中有离子键、极性键的断裂和形成,但只有非极性键的断裂,没有非极性键的形成。6.设X、Y、Z代表元素周期表中前4周期的三种元素,已知X+和Y-具有相同的电子层结构;Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9;Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离子。下列说法不正确的是()A.元素Z的气态氢化物分子中含有10个电子B.元素Y的气态氢化物分子中含有18个电子C.元素Z与元素X形成的化合物X2Z中离子都达到稳定结构D.元素Y、Z组成的
7、化合物属于离子化合物【解析】选D。由“X+和Y-具有相同的电子层结构”知X+和Y-的最外层都是8电子,推知X为A族元素、Y为A族元素;又因“Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9”,故Y为氯、Z为氧、X为钾。水分子中含有10个电子,氯化氢分子中含有18个电子,K2O中的钾离子、氧离子均达到最外层8电子稳定结构,氯、氧组成的化合物为共价化合物。7.(能力挑战题)如图为元素周期表短周期的一部分,下列有关A、B、C、D四种元素的叙述中不正确的是 ()A.A、C两元素形成的化合物都为共价化合物 B.AD2的电子式为C.B、C形成的化合物BC中所含化学键为非极性共价键 D.B2的结构式为NN
8、【解析】选C。根据A、B、C、D四种元素在周期表中的位置可知,A、B、C、D分别为C、N、O、S四种元素。CO、CO2都为共价化合物,A正确;CS2的电子式为,B正确;NO为极性共价键,C错误;N2的结构式为NN,D正确。二、非选择题(本题包括4小题,共58分)8.(14分)城市为保持街道整洁、湿润,在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液作保湿剂。X原子的结构示意图为,X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素,它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍,Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。(1)m=_,该保湿剂的化学式为_。(2)Z、W元素的名称为_、_。(3)
9、下列说法正确的是_(填选项字母)。A.XY2和WZ2都为离子化合物B.XY2中仅含离子键,WZ2中仅含共价键C.H2Z比HY的稳定性强D.X的阳离子比Y的阴离子半径大(4)下列化学用语表达正确的是_(填选项字母)。A.XY2的电子式: B.WZ2的结构式:ZWZC.Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2+Z2-2Y-+ZD.用电子式表示XY2的形成过程为【解析】(1)由X原子的结构示意图为不难推知其为,该元素为Ca,根据CaY2可知Y为-1价,又因Y-与Ca2+的电子层结构相同可知Y为Cl。(2)Z、W原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,且Z、W能形成一种ZW2型分子,则Z、W是C
10、或S。Z与Y相邻则Z是S,W是C。(3)CaCl2是仅含离子键的离子化合物,CS2是共价化合物,仅含有共价键,A项错,B项对;S的非金属性弱于Cl,则H2S的稳定性比HCl弱,C项错。Ca2+、Cl-具有相同的电子层结构,但Ca2+的核电荷数大,半径小,D项错。(4)XY2为CaCl2,其电子式为,H2S的水溶液为弱酸,应写成分子式,即Cl2+H2S2H+2Cl-+S,A、C项错。答案:(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)B、D【加固训练】原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物;Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2离子
11、化合物。(1)写出Y2O2含有的化学键是_。(2)用电子式表示Y2O的形成过程_。(3)X、Z、W三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,稀溶液氧化性最强的是_(填化学式)。(4)XH3、H2Z和HW三种化合物,其中一种与另外两种都能反应的是_(填化学式)。(5)由X、W组成的化合物分子中,X、W原子的最外层均达到8电子稳定结构,该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物,试写出反应的化学方程式_。【解析】根据短周期元素Y可形成Y2O和Y2O2两种离子化合物可判断Y为Na,由分子式XH3、H2Z和HW可知X、Z、W分别属于A、A、A三个主族,再由原子序数的关系不难判断:X、Z、W分别为N、S、Cl
12、。答案:(1)离子键、共价键(2) (3)HNO3(4)NH3(5)NCl3+3H2O3HClO+NH39.(14分)A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大;A是周期表中原子半径最小的元素;B元素的最高价氧化物对应的水化物与其简单气态氢化物能相互反应生成盐;C元素原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍;D元素的主族序数等于其周期数;E元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。试回答下列问题:(1)A元素的同位素有_(写原子符号);(2)写出四种B、C元素形成的化合物的化学式:_;(3)质量数为37的F的原子符号为_;(4)D、E的离子结构示意图分别为_、_;(5)实验
13、室中制取B的简单气态氢化物的化学反应方程式为_;(6)写出D的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为_。【解析】根据题意知,A为H,B为N,C为O,D为Al,E为S,F为Cl。(1)H的同位素有HHH或H、D、T;(2)N有多种氧化物,如NO、NO2、N2O3、N2O5、N2O、N2O4等;(3)质量数为37的Cl的原子符号为Cl;(4)Al、S的离子结构示意图分别为;(5)实验室中制取NH3的化学反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O;(6)Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2。答案:(1HHH或H、D、T(2)NO、NO
14、2、N2O3、N2O5、N2O、N2O4(3Cl(4)(5)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O(6)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H210.(10分)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为34,M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为34,且M原子的质子数是Y原子的2倍;N-、Z+、X+的半径逐渐减小;化合物XN在常温下为气体。据此回答下列问题。(1)写出Z与N形成的化合物的电子式_。(2)X与Y可分别形成10电子和18电子的分子,写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式_(分解反应
15、)。(3)如图表示由上述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系,请写出该转化过程的化学方程式:_。(4)A、B均为由上述五种元素中的三种元素组成的强电解质,且组成元素的原子个数之比为111。若在各自的水溶液中,A能抑制水的电离,B能促进水的电离,则A的化学式为_,B的化学式为_。【解析】根据Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为34,则Y是O;M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为34,则M是S;N为短周期主族元素,原子序数大于S,N为Cl;根据化合物XN在常温下为气体,推断X为H;根据N-、Z+、X+的半径逐渐减小,推断Z为Na。(1)Na与Cl形成的
16、化合物是NaCl,其电子式为(2)H与O形成的10电子分子是H2O,形成的18电子分子是H2O2,二者之间的转化为2H2O22H2O+O2。(3)由图示可知图中表示的是SO2与O2反应生成SO3,即2SO2+O22SO3。(4)A能抑制水的电离,且三种元素的原子个数比为111,则A是NaOH;B能促进水的电离,则是能水解的盐,且组成元素的原子个数比也为111,则是NaClO或NaHS。答案:(1) (2)2H2O22H2O+O2(3)2SO2+O22SO3(4)NaOHNaClO或NaHS11.(20分)(能力挑战题)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与
17、最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题: (1)上述元素中的一种核素无中子,其符号为_。(2)Z、Q可形成的化合物有_种,其中只含离子键的化合物的电子式为_。(3)Q的最高价氧化物对应的水化物中含有化学键类型有_。(4)写出两种X与Y形成的既含极性键又含非极性键的分子结构式_。(5)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)_。(6)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:AB(在水溶液中进行)其中,C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。写出C的结构式:_;D的电子式: _。如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则A的化学式为_;由A转化为B的离子方程式为_。【解析】依据题干提供的信息,判定元素种类,解决具体问题。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0,结合它们都是短周期元素初步判断是A族的H和A族的C。由于Q与X同主族且R的原子序数比Q的大,则Q为Na。Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素,可以判断是O和Al。所以X、Y、Z、Q、R分别是H、C、O、Na、Al。答案:(1H(2)两(3)离子键、共价键(或极性键)(4)、(5)NaAlCOH(6)OCO NaAlO2Al+2H2O+CO2Al(OH)3+HC或2Al+3H2O+CO22Al(OH)3+C