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第五章 物质结构 元素周期律
第15讲 原子结构 化学键
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：Al27
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2021·广东梅州市·高三二模）《格物探源》中提到：“天地万物皆以六十四种元质配合而成，如
金银铜铁养轻淡炭等皆是元质，皆由微渺而造”，“微渺”即现代之“原子”。下列说法错误的是
A．“元质”即现代之“元素”，现在人类发现的化学元素已超过六十四种
B．“养、轻、淡”即“氧、氢、氮”三种元素，均为短周期主族元素
C．上文中提到的八种“元质”中，有四种金属“元质”
D．“微渺”是组成物质的基本微粒，不可再分
【答案】D
【解析】A．由信息可知，金银铜铁养轻淡炭等皆是元质，均为元素，目前周期表中100多种元素，则现在
人类发现的化学元素多于六十四种，故A正确；B．“养、轻、淡”即“氧、氢、氮”三种元素，均为短周
期主族元素，故B正确；C．金银铜铁为金属元素，养轻淡炭均为非金属元素，八种“元质”包括四种金属
“元质”和四种非金属“元质”，故C正确；D．原子可再分，原子由质子、中子、电子构成，则“微渺”
是组成物质的基本微粒，可再分，故D错误；故选D。
2．（2021·广东广州市·高三二模）“嫦娥五号”成功着陆月球，实现了中国首次月球无人采样返回。
月壤中的 可用于于核聚变，下列说法正确的是
A． 和 核外电子数相等
B． 和 是同种核素
C． 和 中子数相等
D．由 组成的单质为
【答案】A
【解析】A． 和 的质子数相同，核外电子数相等，故A正确；B． 和 的质子数相同，中
子数不同，是两种不同的核素，故B错误；C． 和 的质子数相同，中子数不同，故C错误；D．稀有气体的单质是单原子分子，故D错误；故选A。
3．（2021·广东肇庆市·高三三模）硼原子受α粒子(He)轰击可得碳原子和氕： .
其中硼原子、碳原子核外L能层中运动的电子数目之比为
A．1∶1 B．2∶5 C．3∶2 D．3∶4
【答案】D
【解析】硼原子核外L能层中运动的电子数目为3，碳原子核外L能层中运动的电子数目为4，二者之比为
3∶4，D项正确；故答案选D。
4．（2020·湖南衡阳市八中高三月考）同温同压下，等体积的两容器内分别充满由14N、13C、18O三种原子
构成的一氧化氮和一氧化碳，下列说法正确的是（ ）
A．所含分子数和质量均不相同
B．含有相同的分子数和电子数
C．含有相同的质子数和中子数
D．含有相同数目的中子、原子和分子
【答案】D
【解析】A．根据阿伏加德罗定律，相同温度相同压强下，相同体积的任何气体所含的分子数相同，即物
质的量相同，根据m=nM，由14N、13C、18O三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳的摩尔质量不同，则质量不
同，故A错误；B．根据阿伏伽德罗定律，，相同温度相同压强下，相同体积的任何气体所含的分子数相同，
一氧化氮电子数为15，一氧化碳电子数为14，电子数不同，故B错误；C．一氧化氮质子数为15，一氧化
碳质子数为14，质子数不同，根据中子数=质量数-质子数，一氧化氮和一氧化碳中子数分别是17、17，中
子数相等，故C错误；D．根据A、C选项的分析，中子数、分子数相等，因为物质的量相同，因此原子数
也相等，故D正确；答案选D。
5．（2021·重庆高三三模）下列化学用语和化学符号正确的是
A．次氯酸的结构式
B．NH 的球棍模型
3
C．碳酸氢钠在水溶液中的电离方程式：
D．CCl 的电子式：
4【答案】B
【解析】A．次氯酸中O原子分别与H、Cl原子共用一对电子，结构式为H-O-Cl，A错误；B．NH 分子为三
3
角锥形，N原子半径大于H原子，球棍模型为 ，B正确；C．NaHCO 为强电解质，电离方程式为
3
NaHCO=Na++HCO ，C错误；D．CCl 中C、Cl原子的最外层电子数均为8，电子式为 ，D错误；
3 4
综上所述答案为B。
6．（2021·浙江高三二模）下列氧化物中既含离子键又含共价键的是
A．MgO B． C． D．
【答案】C
【解析】A．MgO中只含镁离子和氧离子形成的离子键，A不符合题意；B．SO 中只含S原子和O原子形成
2
的共价键，B不符合题意；C．NaO 中含有钠离子和过氧根形成的离子键，含有O原子和O原子形成的共价
2 2
键，C符合题意；D．SiO 只含有Si原子和O原子形成的共价键，D不符合题意；综上所述答案为C。
2
7．（2021·北京高三二模）下列表示方法不正确的是
A．中子数为18的氯原子： Cl
B．CO 的电子式：
2
C．NaHCO 的电离：NaHCO=Na++HCO
3 3
D．NaCl的形成过程：
【答案】B
【解析】A．中子数为18的氯原子质子数为17，相对分子质量为35，中子数为18的氯原子 Cl，故A正
确；B．CO 的电子式： ，故B错误；C．NaHCO 在水中电离为钠离子和碳酸氢根离子， NaHCO=Na+
2 3 3
+HCO ，故C正确；D．NaCl的形成过程为钠离子失电子，氯离子得电子：，故D正确；故选B。
8．（2021·浙江杭州市·高三二模）下列物质中，既含有共价键，又含有离子键的是
A． B． C．MgO D．
【答案】A
【解析】A． 中钾离子和氯酸根离子之间存在离子键，氯原子和氧原子之间存在共价键，选项A正
确；B． 分子中硅原子和氧原子之间存在共价键，选项B错误；C．氧化镁中镁离子和氧离子之间存在
离子键，选项C错误；D．硫酸分子中氢原子、氧原子和硫原子之间存在共价键， 选项错误；答案选A。
9．（2020·江西上饶市·高三一模）X、Y、Z、W 是四种短周期非金属元素，原子序数依次增大。 Y 、Z
原子核外 L 层的电子数之比为3:4, 且Z 的原子半径比 Y 大， Y、Z、W 的最外层电子数之和为 16。X
的简单离子 X- 能与水反应生成X。下列说法正确的是
2
A．阴离子的还原性X>Y
B．最简单氢化物的沸点： W>Y
C．X与 Y 形成的化合物只有极性键
D．最高价氧化物对应的水化物酸性： Z>W
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W 是四种短周期非金属元素，原子序数依次增大。 Y 、Z 原子核外 L 层的电子数之
比为3:4, 且Z 的原子半径比 Y 大，可知Y 在第二周期为氧元素，Z在第三周期， Y、Z、W 的最外层电
子数之和为 16，Z、W 的最外层电子数之和为10，且均为非金属元素，则Z为硅元素，W为硫元素， X 的
简单离子 X- 能与水反应生成X，则X为氢元素。A.H-的还原性强于O2-，故A正确；B.水分子间因为存在
2
氢键，则水的沸点高于硫化氢的沸点，故B错误；C.氢元素与氧元素能形成过氧化氢，则过氧化氢分子中
存在极性共价键和非极性共价键，故C错误；D.硫酸的酸性强于硅酸的酸性，故D错误；综上所述，答案
为A。
10．（2020·全国高三一模）如图是部分短周期元素的单质及其化合物(或溶液)的转化关系，已知单质
B、C、D、E 在常温常压下都是气体，化合物 G 在焰色反应中显黄色；化合物I、J、K 通常状况下呈气
2 2 2 2
态。下列说法正确的是A．E 的氢化物沸点高于B 的氢化物沸点
B．G 为强碱弱酸盐，可用于厨房去油污
C．F 中既含有离子键又含有极性共价键
D．原子半径：A>C>B>E>D
【答案】B
【解析】I与J反应生成铵盐，则它们分别是NH 与HX（X代表卤素，短周期中是F、Cl中的一种，下同），
3
得到这两种氢化物的反应物是N、H、X，共同需要的反应物D 为H，从反应条件看，H 与X 可以光照生
2 2 2 2 2 2 2
成HX，而N 与H 反应生成NH 需要在催化剂加热加压条件下才能合成，所以C 为Cl，E 为N，I为HX，J
2 2 3 2 2 2 2
为NH。G的焰色反应为黄色，说明G是钠的化合物，反应生成气体K，则可能G是钠的碳酸盐（包括酸式
3
盐）反应生成CO，或G是钠的亚硫酸盐（包括酸式盐）反应生成SO，则F是钠的另一种化合物且能够与
2 2
CO（或SO）反应生成相应的上述盐类，同理，A或B中含有钠元素，由于B 是气体，则A中含有钠元素。
2 2 2
结合已学反应原理，A是Na单质，B 是O，二者加热生成NaO，K只能是CO，G是NaCO，因为NaO 与
2 2 2 2 2 2 3 2 2
SO 反应生成NaSO，不能再与HCl反应生成SO。A．E的氢化物为NH，B的氢化物为HO，HO的沸点高于
2 2 4 2 3 2 2
NH 的沸点，A错误；B．G为碳酸钠，为强碱弱酸盐，可以用于厨房去油，B正确；C．F为NaO，含有离
3 2 2
子键和非极性共价键，C错误；D．A到E五种元素依次为Na、O、Cl、H、N，半径顺序为Na>Cl>N>O>H，与
选项不符，D错误；故选B。
11．（2020年全国统一考试化学试题（新课标Ⅰ））1934年约里奥–居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦
核 )轰击金属原子 ，得到核素 ，开创了人造放射性核素的先河： + → + 。其中
元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是
A． 的相对原子质量为26
B．X、Y均可形成三氯化物
C．X的原子半径小于Y的
D．Y仅有一种含氧酸
【答案】B【解析】原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此W+4=30+1，则W=27，X与Y原子之间质子数相差
2，因X元素为金属元素，Y的质子数比X大，则Y与X位于同一周期，且Y位于X右侧，且元素X、Y的最
外层电子数之和为8，设X最外层电子数为a，则Y的最外层电子为a+2，解得a=3，因此X为Al，Y为P。
A． 的质量数为27，则该原子相对原子质量为27，故A错误；B．Al元素均可形成AlCl，P元素均可
3
形成PCl，故B正确；C．Al原子与P原子位于同一周期，且Al原子序数小于P原子序数，故原子半径
3
Al>P，故C错误；D．P的含氧酸有HPO、HPO、HPO 等，故D错误；故答案为：B。
3 4 3 3 3 2
12．（2020年全国统一考试化学试题（新课标Ⅱ））一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具
有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物XF 中原子均为8电子稳定结构
3
【答案】D
【解析】一种由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依
次增大，且总和为24，根据图示，W为1价形成共价键，W为氢，Z为+1价阳离子，Z为Na，Y为3价，Y
为N，24-1-11-7=5，X为B元素。A．该化合物中，H、B、N之间均以共用电子对形成共价键，故A正确；
B．Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气，也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气，故B正确；C．N的最
高价氧化物的水化物HNO 为强酸，故C正确；D．B的氟化物BF 中B原子最外层只有6个电子，达不到8
3 3
电子稳定结构，故D错误；故选D。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·枣庄市第三中学高三一模）（8分）（1）请用下列10种物质的序号填空：
①O ②H ③NHNO ④KO ⑤Ba(OH) ⑥CH ⑦CO ⑧NaF ⑨NH ⑩I
2 2 4 3 2 2 2 4 2 3 2
其中既有离子键又有非极性键的是________；既有离子键又有极性键的是________。
（2）X、Y 两种主族元素能形成XY 型化合物，已知XY 中共有38个电子，若XY 为常见元素形成的离子
2 2 2
化合物，其电子式为_________；若XY 为共价化合物时，其结构式为______。
2
（3）氯化铝的物理性质非常特殊，如：氯化铝的熔点为190℃，但在180℃就开始升华。据此判断，氯化
铝是________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据____________________。
（4）现有a~g7种短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，请据此回答下列问题：
①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________________。
A．c和f B．b和g C．d和g D．b和e
②写出a~g7 种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式____________。
【答案】（每空1分）(1)④ ③⑤
(2) S=C=S
(3)共价化合物 氯化铝在熔融状态下不能导电
(4)①B ②CCl(或PCl)
4 3
【解析】(1)含有离子键的有③④⑤⑧，其中④KO 中的O2-内是非极性键，而在K+和O2-之间是离子键，
2 2 2 2
在③中的NH+、NO-、以及⑤中的OH-内都有极性键，在⑧中只有离子键，所以既有离子键又有非极性键的
4 3
是④；既有离子键又有极性键的是③⑤。
(2)两种主族元素形成的含有38个电子、化学式为XY 型离子化合物只有CaF，其电子式为
2 2
，若形成的是共价化合物，则为CS，其结构式为S=C=S。
2
(3)由于氯化铝的熔点较低，且易升华，所以氯化铝为共价化合物，共价化合物在熔融状态下不能电离，
所以不导电。故可用氯化铝在熔融状态下不能导电的实验证明氯化铝是共价化合物。
(4)根据元素周期表可确定a~g7种元素分别是H、Na、Mg、C、N、P、Cl。①一般地，活泼性强的金属单质
与活泼性强的非金属单质最容易以离子键形成离子化合物，所以图示中的b和g两元素，即Na和Cl最容
易形成离子键，故答案为B；②所有原子都满足最外层为8电子结构的分子有：Cl、N、CCl、PCl 等。
2 2 4 3
14．(2020·中国人民大学附属中学分校高三开学考试)（16分）用化学用语回答下列问题：
(1)用核素符号表示质量数为37，质子数为17的Cl原子________。
(2)二氧化碳的电子式为_________________；氢氧化钠的电子式为_______________________。
(3)氯离子结构示意图______________________________________。
(4)用电子式表示水分子的形成过程____________________________。
(5)把碳酸氢钠溶液加入氢氧化钠溶液中反应的离子方程式________________________。
(6)在NaSO 溶液中滴入酚酞溶液变红，其原因是_____________________________(用离子方程式表示)。
2 3(7)NO 是汽车尾气中的主要污染物之一。NO 能形成酸雨，写出NO 转化为HNO 的化学方程式
x x 2 3
__________________________________________________________。
【答案】（每空2分）(1)Cl
(2)
(3)
(4)
(5)HCO＋OH－===CO＋HO
2
(6)SO＋H O HSO＋OH－
2
(7)3NO＋HO===2HNO＋NO
2 2 3
【解析】(1)用核素符号表示质量数为37，质子数为17的Cl原子Cl；
(2)二氧化碳的电子式为 ；氢氧化钠的电子式为 ；
(3)氯离子结构示意图 ；
(4)用电子式表示水分子的形成过程
;
(5)把碳酸氢钠溶液加入氢氧化钠溶液中反应的离子方程式HCO＋OH－===CO＋HO；
2
(6)在NaSO 溶液中滴入酚酞溶液变红，主要是亚硫酸根水解，其水解离子方程式为 SO＋H O HSO＋OH
2 3 2
－；
(7)NO 是汽车尾气中的主要污染物之一。NO 能形成酸雨，NO 转化为HNO 的化学方程式3NO ＋HO===2HNO
x x 2 3 2 2 3
＋NO。
15．(2020·辽宁省大连市一中模拟)（16分）X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，Z
元素在地壳中含量最高，J元素的焰色反应呈黄色，Q的最外层电子数与其电子总数的比为3∶8，X能与J
形成离子化合物，且J＋的半径大于X－的半径，Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答：
(1)Q元素在周期表中的位置：__________________________________。(2)这五种元素原子半径从大到小的顺序为__________________________(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z______Q(填“>”或“<”)，下列各项中，不能说明这一结论的事实是____________(填
选项字母)。
A．Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B．Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C．Z和Q的单质的状态
D．Z和Q在周期表中的位置
(4)Q的氢化物与Z的某种氢化物反应的化学方程式为______________________________________。
(5)X与Y可形成分子A，也可形成阳离子B，A、B在水溶液中酸碱性恰好相反，写出A的电子式：
________________；B的水溶液不呈中性的原因：__________________________________________(用离子
方程式表示)。
(6)液态A类似XZ，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态A的电离方程式为__________。
2
【答案】（每空2分）(1)第3周期第ⅥA族 (2)Na>S>N>O>H
(3)> C (4)H O＋HS===S↓＋2HO
2 2 2 2
(5) NH＋HO NH ·H O＋H＋
2 3 2
(6)2NH (l) NH＋NH
3
【解析】Z元素在地壳中含量最高，是O；J元素的焰色反应呈黄色，是Na；Q的最外层电子数与其电子
总数的比为3∶8，即最外层电子数是6，是S；X能与J形成离子化合物，且J＋的半径大于X－的半径，则
X是H，不是F(Na＋的半径小于F－的半径)；Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一，结合原子序数递增知
Y是N。(1)S在周期表的第3周期第ⅥA族。(2)根据同周期由左向右原子半径逐渐减小，同主族由上到下
原子半径逐渐增大知，原子半径：Na>S>N>O>H。(3)Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊，即氧气
置换出S，说明非金属性O>S，A正确；根据O与S之间形成的化合物中S元素的化合价为正价知，非金
属性O>S，B正确；不能根据氧气和S单质的状态判断非金属性强弱，C错误；同主族由上到下非金属性
逐渐减弱，即非金属性O>S，D正确。(4)硫化氢与过氧化氢可发生氧化还原反应：HO ＋HS===S↓＋
2 2 2
2HO。(5)根据题意知A是NH ，B是NH，NH水解使溶液呈酸性。(6)液氨的电离类似水，电离生成NH
2 3
和NH。
