1、化学键(40分钟70分)一、选择题(本题10小题,每小题4分,共40分)1.前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2H2O2,不但使H2O2稳定下来,而且其结构也没有发生改变,得到了可供衍射实验的单晶体。已知H2O2的结构式为HOOH,下列说法中不正确的是()A.H2NCONH2与H2O2是通过氢键结合的B.NH3分子的电子式为 C.H2O2既有氧化性又有还原性D.H2NCONH2H2O2属于离子化合物【解析】选D。根据尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2H2O2,且结构也没有发生改变,
2、说明H2NCONH2与H2O2不是通过化学键形成的化合物,而是通过氢键结合,A正确;NH3分子的电子式为,B正确;H2O2中的氧元素为-1价,是-2与0价的中间价态,所以H2O2既有氧化性又有还原性,C正确;H2NCONH2与H2O2都是共价化合物,当形成H2NCONH2H2O2时,因结构没有发生改变,所以H2NCONH2H2O2也属于共价化合物,D错误。【加固训练】下列说法中正确的是()A.KOH中既含有离子键又含有共价键,属于离子化合物B.N2属于单质,不存在化学键C.MgCl2中既含有离子键又含有共价键D.NH4Cl中既含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物【解析】选A。N2
3、含有共价键,B错误;MgCl2中只含有离子键,C错误;NH4Cl中既含有离子键又含有共价键,属于离子化合物,D错误。2.冰晶石(Na3AlF6)常用于电解氧化铝来冶炼铝。冰晶石可由Al(OH)3、NaCl、CaF2及H2SO4等原料生产。有关化学用语表示错误的是()A.冰晶石属于共价化合物B.H2SO4、液态HCl、HNO3分子间存在范德华力C.氯离子的结构示意图:D.CaF2的电子式: 【解析】选A。根据冰晶石的化学式是Na3AlF6,属于离子化合物,A错误;B、C、D正确。3.(2020广州高一检测)下列化学用语表示正确的是()A.在液态SO3中,SO3分子之间是以共价键相互结合的B.食盐
4、晶体的分子式:NaClC.氧化钠、过氧化钠阴离子、阳离子的个数比都是12D.氯化铵的电子式: 【解析】选C。在液态SO3中,SO3分子之间是以范德华力相互结合的,在SO3分子内S原子和O原子以共价键相互结合,A错误;食盐晶体不存在NaCl分子,B错误;氧化钠、过氧化钠阴离子、阳离子的个数比都是12,C正确;氯化铵的电子式为,D错误。【加固训练】离子键、共价键、范德华力等是构成物质微粒之间的不同作用力。下列物质中只含有上述一种作用力的是()A.冰B.氯化钠C.氢氧化钠D.碘【解析】选B。冰含有共价键和范德华力,A错误;氯化钠中只含离子键,B正确;氢氧化钠含有离子键和共价键,C错误;碘含有共价键和
5、范德华力,D错误。4.(2020太原高一检测)中科院国家纳米科学中心的科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步,也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。下列说法中正确的是()A.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键B.由于氢键的存在,冰能浮在水面上C.由于氢键的存在,沸点:HClHBrHIHFD.由于氢键的存在,水分子变得更稳定了【解析】选B。氢键属于分子间作用力,不属于化学键,A错误;冰中分子排列有序,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,是氢键的原因,B正确;卤素的氢化
6、物中只有HF含有氢键,卤素的氢化物的沸点: HFHIHBrHCl,C错误;水分子的稳定性与氢键无关,D错误。5.在草莓大棚中,二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,温室中常用二氧化碳作肥料。下列关于CO2等物质中的化学键的说法错误的是 ()A.CO和O生成具有极性共价键的CO2B.既含极性键,又含非极性键C.只含H、N、O三种元素的化合物,可能形成含有共价键的离子化合物,也可能形成共价化合物D.含有离子键的物质不可能是单质【解析】选B。CO2只含有极性共价键;只存在极性键;H、N、O可以形成NH4NO3型离子化合物,也可以形成HNO3型共价化合物;离子键的形成必须有阴、阳离子。6.(教材二
7、次开发教材习题改编)下列各组物质中化学键的类型完全相同的是()A.HClMgCl2NH4ClB.H2ONa2OCO2C.NH3H2OCO2D.CaCl2NaOHH2O【解析】选C。HCl中含有共价键,MgCl2中含有离子键,NH4Cl中含有离子键和共价键,A错误;H2O中含有共价键,Na2O中含有离子键,CO2中含有共价键,B错误;NH3、H2O、CO2都只含有共价键,C正确;CaCl2中含有离子键,NaOH中含有离子键和共价键,H2O中只含有共价键,D错误。7.下列关于碘等物质的说法中正确的是()A.HCl溶于水能电离出H+、Cl-,所以HCl是离子化合物B.碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热
8、量用于克服碘原子间的作用力C.He、CO2和CH4都是由分子构成,它们中都存在共价键D.NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破坏了离子键,也破坏了共价键【解析】选D。HCl属于共价化合物,属于电解质,在溶液中可发生电离,故A错误;碘晶体受热转变成碘蒸气,克服分子间作用力,而碘原子间的作用力属于共价键,故B错误;He为单原子分子,不存在共价键,故C错误;NaHCO3为离子化合物,含有离子键和共价键,受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,阴阳离子间的离子键断裂,破坏共价键,故D正确。8.下列物质的电子式书写正确的是()【解析】选D。NaOH为离子化合物,电子式为,A错误;N
9、H3的电子式应为,B错误;H2S为共价化合物,电子式应为 ,C错误;H2O2中O原子与O原子之间以共价单键结合,D正确。【加固训练】下列电子式错误的是()【解析】选C。四氯化碳是共价化合物,电子式为,C错误。9.下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键()元素abcdefgM层电子数1234567A.a和cB.a和fC.d和gD.c和g【解析】选B。由原子ag的M层电子数可知,M层即为原子的最外层,元素ag均为第三周期元素,a为活泼的金属元素,f、g为活泼的非金属元素,所以a与f、a与g形成的化学键为离子键。10.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子
10、结构,则下列有关说法中不正确的是()A.1 mol NH5中含有5 mol氮、氢共价键B.NH5中既有共价键又有离子键,NH5是离子化合物C.NH5的电子式为 D.它与水反应的化学方程式为NH5+H2ONH3H2O+H2【解析】选A。根据氮原子的最外层电子结构可知,一个氮原子不可能同时结合5个氢原子,只能是N与H-通过离子键结合为离子化合物,其电子式为,其中N内部存在氮氢共价键,因此1 mol NH5中含有4 mol氮氢共价键,A错误,B、C正确;H-具有很强的还原性,能与H2O发生氧化还原反应:NH5+H2ONH3H2O+H2,D正确。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(14分)
11、XY2的水溶液可作为保湿剂,常用于保持路面、广场的清洁和湿润。X的原子结构示意图为,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,它们的原子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。回答下列问题:(1)m= ,该保湿剂的化学式为 。(2)Z、W元素的名称为 、。(3)下列说法正确的是。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。A.XY2的电子式: B.Z的氧化物对应的水化物是强酸C.Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方
12、程式为Y2+Z2-2Y-+ZD.用电子式表示XY2的形成过程为【解析】由X的原子结构示意图为,该元素为Ca;根据CaY2可知Y为-1价,又由Y-与Ca2+的电子层结构相同可知Y为Cl。Z、W原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍,则Z、W是C或S,又Z与Y相邻,则Z是S,W是C。(1)m=20,该保湿剂的化学式为CaCl2。(2)Z、W元素的名称为硫、碳。(3)CaCl2是仅含离子键的离子化合物,CS2是仅含共价键的共价化合物,A错误,B正确;氯的非金属性比硫强,稳定性HClH2S,C错误;Ca2+、Cl-具有相同的电子层结构,但钙元素的核电荷数大,离子半径小,D错误。(4)XY2为CaCl2
13、,其电子式为 ,A错误、D正确;硫的氧化物对应的水化物H2SO3是弱酸,B错误;H2S为弱电解质,应写成分子式,即Cl2+H2S2H+2Cl-+S,C错误。答案:(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)D12.(16分)已知五种元素的原子序数的大小顺序为CABDE,A、C同周期,B、C同主族。A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10个电子的分子。试回答下列问题:(1)写出五种元素的元素符号:A、B、C、D、E。(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程: 。(3)写出下列物质的电子式:E与B形成的化合物: 。A、B、E形成的化合物: 。D
14、与E形成的化合物: 。C、D、E形成的离子化合物: 。【解析】因为A、B离子的电子数相同,在电子总数为30的A2B离子化合物中,每个离子的电子数为10,故可推知A是Na、B是O;因为在4核10个电子形成的分子中,每个原子平均不到3个电子,可知其中一定含有氢原子,分子中有4个原子核共10个电子,一定是NH3;因原子序数DE,故D为氮、E为氢;C与A(钠)同周期,与B(氧)同主族,所以C为硫。答案:(1)NaOSNH【加固训练】已知:N、P都属于A族的元素,NH3和PH3的分子结构相似,根据你所学的知识请回答下列问题:(1)PH3分子中的P原子和H原子以(填化学键的类型)结合。(2)NH3分子和P
15、H3分子比较,热稳定性好的是 ,你判断的理由是 。(3)NH3和PH3在常温下都是气体,NH3比PH3的相对分子质量小,但固体NH3比固体PH3的熔沸点高,原因是 。(4)PH4Cl应与NH4Cl一样,都属于盐,在PH4Cl中存在的作用力有。【解析】(1)PH3分子中的P原子和H原子以共价键结合。(2)若某物质受热不分解或很难分解,则该物质热稳定性好,对于NH3分子和PH3分子,因它们是同一主族氮、磷元素的氢化物,根据氮、磷元素的非金属性强弱得出,NH3分子的稳定性大于PH3分子的稳定性。(3)物质的熔沸点高低主要取决于物质在气化和液化时破坏的作用力大小,因NH3分子间存在氢键和范德华力,而P
16、H3分子间只存在范德华力,所以固体NH3比固体PH3的熔沸点高。(4)PH4Cl应与NH4Cl一样,都属于盐,在PH4Cl中存在的作用力有离子键、共价键。答案:(1)共价键(2)NH3分子氮元素的非金属性比磷元素的非金属性强,所以氮元素的氢化物NH3分子比磷元素的氢化物PH3的分子稳定(3)NH3分子之间能形成氢键,所以固体NH3在气化、液化时需要破坏氢键和范德华力,而PH3只需破坏范德华力(4)离子键、共价键(20分钟30分)一、选择题(本题3小题,每小题5分,共15分)13.X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子,
17、Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍,W是原子半径最大的短周期元素。下列判断正确的是()A.最高价含氧酸酸性:XYB.X、Y、Z可形成离子化合物C.W与M可形成共价化合物D.M、W、Z形成的化合物只含共价键【解析】选A。X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子,应该是碳和氧元素,则Y为氮元素,Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍,可推出M为H,W是原子半径最大的短周期元素,则为Na。酸性H2CO3HNO3,A正确;C、N、O不可能形成离子化合物,B错误;Na与H形成的NaH是离子化合物,C错误;NaOH含有离子键、共价键,D错误。【加固训练】下列各数值表
18、示有关元素的原子序数,其所表示的各原子组中能以离子键相互结合生成稳定化合物的是()A.6与16B.8与14C.10与19D.11与17【解析】选D。原子序数为6、8、14、16的元素都是非金属元素,10号元素是稀有气体元素,A、B、C中的元素不可能以离子键形成化合物。11号钠,17号氯,它们能以离子键相互结合生成稳定化合物NaCl。14.(2020沈阳高一检测)太阳能电池材料被广泛关注,2019年9月,陕西师范大学赵奎教授等在合成该材料的条件控制中取得突破性进展,已知该材料的化学式为ABC2D。其中,A为周期表稳定存在的元素中最活泼的金属元素;B原子的最外层电子为4且属于主族金属元素;C和D均
19、为同主族非金属元素,且常温常压下,对应单质分别呈液态和固态。则下列说法不正确的是()A.元素A最高价氧化物对应水化物的碱性比氢氧化镁强B.元素B的原子半径小于碳原子C.元素C和D对应的气态氢化物的热稳定性相比较,C的更稳定D.元素A和C形成的稳定化合物中只含离子键【解析】选B。在元素周期表中,金属性最活泼且在自然界稳定存在的元素是Cs,A元素为Cs;B原子的最外层电子为4且属于主族金属元素,且为太阳能电池材料的组成元素,则B元素为Ge;C和D均为同主族非金属元素,且常温常压下,对应单质分别呈液态和固态,C元素为Br,D元素为I。A元素是Cs,Cs金属性比Mg强,Cs元素最高价氧化物对应水化物的
20、碱性比氢氧化镁强,A正确;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,Ge原子半径大于C,B错误;Br非金属性比I强,非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,更稳定,C正确;Cs和Br形成的化合物为CsBr,为离子化合物,D正确。15.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是()A.原子半径:r(X)r(Y)r(Z)NOH,A错误;NaOH为强碱,B错误;非金属性:ON,则氧化性O2(或O3)强于N2,C错误;H、N和O可以构成共价化合物NH3H2O,也可以构成离子化合物NH4NO3,D正
21、确。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)16.短周期四种元素A、B、C、D,它们的原子序数依次增大,A和B在同一周期,A原子的最外层有四个电子,B原子L层的电子总数是K层的3倍;0.1 mol C单质能从酸中置换出2.24 L氢气(标准状况),同时它的电子层结构变成与氖原子的电子层结构相同;D离子的半径比C离子的小,D离子与B离子的电子层结构相同。(1)写出A、B、C、D元素的名称:A,B,C,D 。(2)B元素简单阴离子的结构示意图是 。(3)用电子式表示A的最简单气态氢化物的形成过程。 。(4)A和B的单质完全反应生成化合物的电子式是 。(5)B与C形成的化合物是离子化合物还是共价化合物?如何证明?。【解析】(1)由A的最外层有四个电子可知,A为碳或硅,又因为原子序数依次增大且小于18,则A为碳,根据B的原子结构可知B为氧;0.1 mol C可从酸中置换出0.1 mol H2,则C为+2价金属,故为镁;根据D的电子层结构可知D为铝。(2)O2-的结构示意图是(3)A的最简单气态氢化物是甲烷,形成过程为 (4)A和B的单质完全反应生成化合物CO2,电子式是 (5)B与C形成的化合物是MgO,验证其熔融物是否导电判断是离子化合物还是共价化合物。答案:(1)碳氧镁铝(2)(5)离子化合物;检验方法为验证MgO熔融物是否导电,若导电则为离子化合物,若不导电则为共价化合物