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第 15 讲 原子结构 化学键
第一部分：高考真题感悟
1．（2022·浙江·高考真题）下列表示正确的是
A．乙醛的结构简式： B． 丁烯的键线式：
C． 的结构示意图： D．过氧化钠的电子式：
【答案】D
【解析】A．乙醛含醛基，其结构简式为：CHCHO，A错误；B．2-丁烯的结构简式为CHCH=CHCH ，
3 3 3
键线式为： ，B错误；C．硫的原子序数为16，硫原子最外层有6个电子，得2个电子形成
硫离子，硫离子的结构示意图为： ，C错误；D．过氧化钠为离子化合物，含离子键和氧氧非极
性共价键，其电子式为： ，D正确；答案选D。
2．（2022·浙江·高考真题）下列表示不正确的是
A．乙炔的结构简式HC≡CH B．KOH的电子式
C．乙烷的球棍模型： D．氯离子的结构示意图：
【答案】C
【解析】A．乙炔中碳碳之间为三键，故结构简式HC≡CH，选项A正确；B．KOH为离子化合物，故电子式为 ，选项B正确；C． 为乙烷的比例模型，不是球棍模型，选项C错误；D．氯
离子的核电荷数是17，电子数为18，氯离子的结构示意图为 ，选项D正确；故答案是C。
3．(2021·广东1月适应性测试，4)“原子”原意是“不可再分”的意思。20世纪初，人们才认识到原子不
是最小的粒子。从电子层模型分析，Ca原子核外N能层中运动的电子数为( )
A．8 B．2 C．18 D．10
【答案】B
【解析】Ca原子结构示意图为 ，第4层有2个电子，故 N能层运动的电子数有2个，故选B。
4．(2021·浙江6月选考，6)下列说法正确的是( )
A．C 和C 互为同位素
60 70
B．C H 和C H 互为同系物
2 6 6 14
C．CO和CO 互为同素异形体
2
D．CHCOOH和CHOOCH是同一种物质
3 3
【答案】B
【解析】同种元素的不同种核素互为同位素，C 和C 为C元素的两种不同单质，不互为同位素，A错误；
60 70
C H 和C H 均为烷烃，二者结构类似，分子组成上相差 4个“CH”原子团，二者互为同系物，B正确；
2 6 6 14 2
同种元素的不同种单质互称同素异形体，CO和CO 为C元素的两种不同氧化物，二者不是单质，不互为
2
同素异形体，C错误；两种物质的结构不同，不是同一种物质，二者互为同分异构体，D错误。
5．(2021·浙江1月选考，1)下列含有共价键的盐是( )
A．CaCl B．HSO
2 2 4
C．Ba(OH) D．NaCO
2 2 3
【答案】D
【解析】CaCl 只含有离子键，不含有共价键，故A错误；HSO 中只含有共价键，属于酸，不是盐，B错
2 2 4
误；Ba(OH) 既含有离子键又含有共价键，属于碱，不是盐，C错误；NaCO 中既含有离子键又含有共价
2 2 3
键而且属于盐，D正确。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2022·天津·二模）下列说法中正确的是A．氢键仅存在于分子间
B． 和 晶体类型相同
C． 的沸点比CO低主要是由于范德华力不同
D． 溶于水和干冰升华都只有范德华力改变
【答案】C
【解析】A．有的物质（如邻羟基苯甲酸）分子内存在氢键，因此氢键不仅存在于分子间，有的也存在于
分子内，故A错误；B． 是由分子构成的晶体， 是由原子构成的空间网状结构的晶体，前者属于
分子晶体，后者属于共价晶体，二者晶体类型不同，故B错误；C． 与CO 都属于分子晶体，则 的
沸点比CO低主要是由于范德华力不同，故C正确；D． 溶于水可与水反应生成碳酸，除了范德华力
改变，共价键也发生了改变，干冰升华仅有范德华力改变，故D错误；答案选C。
2．（2022·浙江·三模）下列说法正确的是
A．乙酸、硬脂酸、甲酸属于同系物 B．N、N、N 和N 互为同素异形体
2 3 4
C． 和 是同一种物质 D．联苯和萘互为同分异构体
【答案】A
【解析】A．乙酸、硬脂酸、甲酸结构相似，均含有一个羧基，且相差n个CH，互为同系物，故A正确；
2
B．由同种元素组成的不同单质互为同素异形体，N 是离子，所以不是同素异形体，故B错误；C．
和 双键的位置不同，结构不同，不属于同一种物质，故C错误；D．联苯和萘分子式不同，
结构也不同，不互为同分异构体，故D错误；故答案选A。
3．（2022·辽宁·大连市一0三中学模拟预测）下列化学用语正确的是A． 分子球棍模型： B．质量数为127的碘原子：
C． 的结构示意图： D．次氯酸的结构式：H-Cl-O
【答案】A
【解析】A．球棍模型中要表达出键型和原子半径的相对大小，CH 中均为单键C的原子半径比H大，该
4
模型正确，故A正确；B． 中质量数与质子数位置写反，正确的表示方法是 ，故B错误；C．
为硫原子结构示意图，S2−的质子数为16，核外电子数为18，各层电子数分别为2、8、8，硫离
子正确的结构示意图为： ，故C错误；D．次氯酸分子中含有1个H−O键和1个O−Cl键，其正
确的结构式为：H−O−Cl，故D错误；故答案为A。
4．（2022·北京·和平街第一中学三模）下列事实中，不能用氢键解释的是
A．氨容易液化 B． 的热稳定性比 的强
C．水和乙醇可以以任意比例互溶 D． 的沸点高于
【答案】B
【解析】A．氨气分子间可以形成氢键，导致其熔沸点降低，所以容易液化，A正确；B．氧的非金属性强
于硫，故HO的热稳定性比HS强，B错误；C．乙醇可以和水形成分子间氢键，导致溶解度增大，所以
2 2
乙醇可以和水以任意比例互溶，C正确；D．HF分子间存在氢键，故HF的沸点高于HCl，D正确；故答
案选B。
5．（2022·上海普陀·二模）含有共价键的离子化合物是
A．SiO B．CaCl C．NH Cl D．CHCl
2 2 4 2 2
【答案】C
【解析】A．二氧化硅由硅原子和氧原子构成，不是离子化合物，A错误；B．CaCl 为离子化合物，但是
2不含共价键，B错误；C．NH Cl为离子化合物，且铵根离子中含有N-H共价键，C正确；D．CHCl 是分
4 2 2
子化合物，不是离子化合物，D错误；故答案选C。
6．（2022·广西玉林·一模）原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、R，含0.9%YR的水溶液称为生理
盐水，X、Y、Z三种元素组成两种化合物a、b的性质如图，Z的质子数是X质子数的2倍。下列说法错误
的是
A．原子半径：Y>Z>R>X
B．简单气态氢化物的稳定性：R>Z
C．化合物a的水溶液呈中性
D．X、Y形成的一种化合物中可能含有离子键和共价键
【答案】C
【解析】原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、R，含0.9%YR的水溶液称为生理盐水，则Y为Na、
R为Cl；X、Y、Z三种元素组成两种化合物a、b，a与HCl反应生成的气体可使品红褪色，该气体为二氧
化硫，a为亚硫酸钠；a与R （Cl）或X的氢化物反应生成b，则b为硫酸钠，则X为O，Z为S元素，满
2 2
足“Z的质子数是X质子数的2倍”。A．同周期元素原子半径随核电荷数的增大而减小，电子层数越多
原子半径越大，因此原子半径Na>S>Cl>O，A正确；B．Cl非金属性强于S，因此简单气态氢化物稳定性
R>Z，B正确；C．a为亚硫酸钠，其水解呈碱性，C错误；D．O和Na可以形成NaO，其中含有离子键
2 2
和共价键，D正确；故答案选C。
7．（2022·上海上海·模拟预测）等物质的量的氢化锂(7LiH)、氘化锂(7LiD)、氚化锂(7LiT)，肯定不同的是
A．质子数 B．中子数
C．化学键类型 D．化学性质
【答案】B
【解析】氢化锂、氘化锂、氚化锂都是离子化合物，化合物中都含有离子键，质子数和电子数相同，中子
数不同，化学性质几乎完全相同，所以三种离子化合物的质子数和电子数相同、化学键类型相同、化学性
质几乎完全相同，但中子数不同，故选B。
8．（2022·上海金山·二模）NaI晶体中两核间距约0.28 nm，呈共价键；激光脉冲照射NaI时，Na+和I—两
核间距为1.0~1.5 nm，呈离子键。下列说法正确的是
A．离子化合物中不可能含共价键
B．共价键和离子键之间没有明显界线C．NaI晶体中既有离子键又有共价键
D．NaI晶体是离子化合物和共价化合物的混合物
【答案】B
【解析】A．离子化合物中可能含共价键，如过氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，故A错误；
B．由题给信息可知，碘化钠晶体中核间距发生变化时，化学键的类型发生变化，所以共价键和离子键之
间没有明显界线，故B正确；C．由题给信息可知，晶体中核间距发生变化时，化学键的类型发生变化，
则在状态相同时，两种原子组成的晶体中不可能同时存在离子键和共价键，故C错误；D．由碘化钠晶体
的组成可知，晶体是由同种物质形成的纯净物，故D错误；故选B。
9．（2022·陕西·西安中学模拟预测）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与X的原子
序数之和等于Y，X、Y在周期表中相邻且能形成污染大气的化合物，Z与W同主族。下列说法不正确的
是
A．原子半径：Z>X>Y>W
B．单质沸点：W>X>Y
C．Y、Z的简单离子具有相同的电子层结构
D．W与X形成的化合物中可能既有极性键又有非极性键
【答案】B
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与X的原子序数之和等于Y，X、Y在周
期表中相邻且能形成污染大气的化合物，则W为H，X为N，Y为O；Z与W同主族，则Z为Na。A．由
分析可知，W为H，X为N，Y为O，Z为Na，原子半径：Na＞N＞O＞H，A正确；B．由分析可知，W
为H，X为N，Y为O，它们对应的单质分别为H、N、O（或O），这些单质都属于分子晶体，分子晶
2 2 2 3
体的相对分子质量越大，沸点越高，故沸点：O（或O）＞N＞H，B错误；C．由分析可知，Y为O，Z
2 3 2 2
为Na，它们对应的简单离子分别为O2-、Na+，O2-和Na+的核外电子排布都为2、8，即它们具有相同的电子
层结构，C正确；D．由分析可知，W为H，X为N，它们形成的化合物NH，既有极性键又有非极性键，
2 4
D正确；故选B。
10．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）下列有关物质的结构与性质的说法错误的是
A．F的电负性比Cl的大，可推断 的酸性强于
B．HI的分子间作用力比HCl的大，说明HI的热稳定性好
C．HO 具有氧化性，可推断HS 也具有氧化性
2 2 2 2
D． 熔融时能导电，说明 晶体中既含离子键又含共价键【答案】B
【解析】A．F的电负性比Cl的大，所以 的极性大于 的极性，导致 的羧基中的羟基的
极性更大，更易电离出氢离子，A正确；B．热稳定性与分子间作用力无关，B错误；C． 中含有过
氧键，过氧键中的O原子有得电子的能力， 中含有过硫键，过硫键中的S原子也有得电子的能力，C
正确；D． 熔融时能导电，说明晶体中含有离子键，D正确；故选B。
11．（2022·全国·模拟预测）主族元素Q、W、X、Y、Z的原于序数均不大于20，化合物ZW 与水剧烈反
2
应，生成一种强碱和一种可燃性气体单质，Q与X同族，且X的最外层电子数是内层电子数的3倍，常温
下，Y的单质能溶于Q的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液。却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z＞Q＞X＞Y
B．工业上用电解相应氯化物冶炼Y单质
C．Q与X形成的化合物中，每个原子最外层均满足8电子结构
D．化合物ZW 中只含有离子键
2
【答案】D
【解析】主族元素Q、W、X、Y、Z的原子序数均不大于20，化合物ZW 与水剧烈反应，生成一种强碱
2
和一种可燃性气体单质，则ZW 是CaH，Z是Ca元素、W是H元素；X的最外层电子数是内层电子数的
2 2
3倍，故X是O元素，Q与X同族，则Q为S元素，Y的单质能溶于Q的最高价氧化物的水化物的稀溶液，
却不溶于其浓溶液，则Y为Al元素，据此分析解题。由上述分析可知，Q为S、W为H、X为O、Y为
Al、Z为Ca，A．电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则
简单离子半径：Q＞Z＞X＞Y，A错误；B．Al为活泼金属，工业上电解Al O 冶炼Al单质，而氯化铝为
2 3
共价化合物不导电，B错误；C．Q与X形成的化合物有SO 与SO ，S原子最外层电子数均不满足8电子
2 3
结构，C错误；D．化合物ZW 是CaH，属于离子化合物，电子式为 ，只含有离子键，D正
2 2
确；故答案为：D。
12．（2020·江西南昌·一模）X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期元素，Z、W可以形成两种
重要化合物ZW、ZW，X、Y的原子半径依次减小，X、Y、Z组成的一种化合物(ZXY) ：的结构式为
2 2 2 2
Y≡X-Z-Z-X≡Y。下列说法正确的是
A．化合物ZW 中含有离子键
2 2B．简单离子半径大小顺序：r> r > r
y w z
C．元素W的氧化物对应水化物的酸性比Y的强
D．X和Z组成的化合物中可能所有原子都达到8电子稳定结构
【答案】D
【解析】X、Y、Z、W 是四种原子序数依次增大的短周期元素，X、Y的原子半径依次减小，说明二者位
于同一周期；X、Y、Z 组成的一种化合物(ZXY) 的结构式为Y≡X-Z-Z-X≡Y，X形成4个共价键，位于
2
ⅣA族，Y形成3个共价键，位于ⅤA族，Z形成2个共价键，位于ⅥA族，则X为C元素，Y为N，Z
为S元素。Z、W可以形成两种重要化合物ZW、ZW，则W为Cl元素，形成的物质分别为SCl 和
2 2 2 2
SCl。
2 2
A．化合物ZWZ为SCl，S最外层6个电子，达到稳定结构需要共用2个电子，Cl最外层7个电子，达到
2 2 2
稳定结构需要共用1个电子，则SCl 中只含有共价键，结构是为Cl－S－S－Cl，A错误；B．Y、Z、W
2 2
形成的简单离子分别为N3－、S2－、Cl－，N3－核外只有2个电子层，半径最小；而S2－和Cl－的核外电子排
布相同，核电荷数越大，离子半径越小，则S2－的半径大于Cl－的半径，因此排序为S2－＞Cl－＞N3－，即r
z
＞r ＞r，B错误；C．W为S元素，Y为N元素，W的含氧酸有HSO ，为弱酸，其酸性比Y的含氧酸
w y 2 3
HNO 弱，C错误；D．X为C元素，Z为S元素，C原子要达到稳定结构需要共用4个电子，S要达到稳定
3
结构需要共用2个电子，则1个C原子和2个S原子均可达到稳定结构，分子式为CS，结构是为
2
S=C=S，D正确。答案选D。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·上海崇明·一模）（16分）(1)氮元素在元素周期表中的位置为_______。
(2)氮元素原子核外电子排布式为_______，有_______种形状的电子云。
(3)氮元素气态氢化物的电子式为_______。
与氮元素同主族的磷元素化合物有如下反应，其中反应物有：PH 、HSO 、KClO；生成物有：KSO4、
3 2 4 3 2
HPO 、HO 和一种未知物质 X。
3 4 2
(4)已知 KClO 在反应中得到电子，则该反应的还原剂是_______。
3
(5)已知 0.2mol KClO 在反应中得到 1mol 电子生成 X，则 X 的化学式为_______。
3
(6)完成并配平上述反应的化学方程式，标出电子转移方向和数目：_______。
(7)根据上述反应可推知_______。(填序号)
A．氧化性：KClO > H PO B．氧化性：KClO > H O
3 3 4 3 2
C．还原性：PH > X D．还原性：PH > K SO
3 3 2 4
(8)在该反应中转移电子 2mol 时，生成HPO _______mol。
3 4
【答案】(1)第二周期VA族（2分）(2)1s22s22p3（1分） 2（1分）
(3) （2分）
(4)PH （2分）
3
(5)Cl （2分）
2
(6) （2分）
(7)AC （2分）
(8)0.25（2分）
【解析】(1)氮在周期表中第二周期VA族，所以答案为：第二周期VA族；
(2)氮元素原子核外电子排布式为1s22s22p3可知氮原子核外有s、p两种不同的电子云形状，故答案为：
1s22s22p3、2；
(3)氮元素气态氢化物为NH 其电子式为 ，所以答案为： ；
3
(4) 反应前后磷元素化合价升高（-3到+5），所以还原剂是PH ，所以答案为：PH ；
3 3
(5)已知 0.2mol KClO 在反应中得到 1mol 电子，所以一个氯原子得5个电子，化合价降低5，所以生成物
3
中氯元素为零价，所以答案为：Cl；
2
(6)根据得失电子数目相等，可配平方程式，所以答案为：
；
(7)由反应可以判断氧化剂是KClO，氧化产物是HPO ，氧化剂氧化性大于氧化产物，所以A正确，还原
3 3 4
剂是PH ，还原产物是X，还原剂的还原性大于还原产物，所以C正确，故答案为：AC；
3(8)由 ，可知每转移40摩尔电子，生成磷酸5摩
尔，所以转移电子 2mol 时，生成HPO 0.25mol，所以答案为：0.25。
3 4
14．（2021·上海浦东新·一模）（13分）门捷列夫认为氮、碳、氧、氢是“四大天王”元素，它们与宇宙
和生命的形成都有密切联系，可以相互结合成很多化合物。
(1)四种元素中，核外未成对电子数目相同的元素有_______(填写元素符号，下同)；四种元素的原子半径由
大到小的顺序为_______。
(2)HCN是生命演化过程中的基础物质之一。已知HCN中C、N都满足8电子稳定结构，则HCN的电子式
为_______；其中C、N之间的共用电子对偏向的元素是_______，从原子结构角度解释其原因_______。
(3)N O是医学上的一种麻醉剂，可以通过反应_______NH +_______O → _______N O+_______HO制得，
2 3 2 2 2
配平该反应的化学方程式_______；若生成1.8 g水，转移的电子数目为_______个。已知NO为直线型极
2
性分子，则该分子中所含化学键的类型有_______(填写编号)。
a．极性共价键 b．非极性共价键 c．离子键 d．金属键
【答案】(1)C、O（1分） C>N>O>H （2分）
(2) （1分） N（1分） C和N原子核外都有2个电子层，N的核电荷数
比C多，且原子半径N小于C，核对外层电子的吸引力强（2分）
(3)2NH +2O NO+3HO（2分） N 或0.267N 或1.6×1023（2分）ab（2分）
3 2 2 2 A A
【解析】(1)H、C、N、O核外未成对电子数目分别为1、2、3、2，核外未成对电子数目相等的是C和O；
同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：
C>N>O>H。
(2)HCN中C、N都满足8电子稳定结构， HCN的电子式为 ，C和N是位于同周期相邻元素，
N的核电荷数比C大，N原子半径比C小，N对核外电子吸引力更强，所以C、N之间的共用电子对偏向
的元素是N。
(3)利用化合价升降法来配平，反应的化学方程式为2NH +2O NO+3HO；反应中N化合价由-3
3 2 2 2价升高为+1价，O化合价由0价降低为-2价，每生成1 mol水转移 mol电子，生成1.8 g水即0.1 mol水
时转移电子0.1× mol= mol，转移电子数为 N 或0.267N 或1.6×1023；NO为直线型极性分子，分
A A 2
子结构为 ，则该分子中所含化学键的类型有氮氮非极性共价键，氮氧极性共价键，故答案为ab。
15．（2021·上海浦东新·二模）（11分）硅铝合金广泛应用于航空、交通、建筑、汽车等行业。完成下列
填空：
(1)硅原子的结构示意图为___________；比较硅铝的原子半径：r(Si)___________r(Al)(选填：“>”、“＜”
或“=”)。硅铝合金中的铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为___________。
(2)氟化铝和氯化铝的熔点分别为1040 和194 ，它们熔点差异大的原因可能是___________。
(3)门捷列夫准确预测了铝、硅下一周期的同主族元素(当时并未被发现)的性质，并将他们分别命名为“类
铝”和“类硅”。你据此推断类铝的最外层电子排布式为___________，推断的依据是___________。
(4)制备硅铝合金时，在高温真空炉中发生如下反应：
； ；
上述反应的最终还原产物为___________；当有1mol C参加反应时，转移的电子数目为___________。
【答案】(1) （1分）＜（1分） （2分）
(2)氟化铝为离子晶体，氯化铝为分子晶体，离子晶体的熔沸点比分子晶体高（2分）
(3) （1分）类铝与铝同主族，故最外层为3个电子，在铝下一周期，故为第四周期，电子层数为4
层（2分）
(4)Al、Si（1分） 2N （1分）
A
【解析】(1)硅为14号元素，故硅原子的结构示意图为 ；硅和铝为同一周期元素，从左往右半径依
次减小，故r(Si) ＜ r(Al)，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故铝与氢氧化钠溶液反应的化学
方程式为： ，故答案为： ；＜；
；
(2)由于F的电负性比Cl的大，故氟化铝中存在离子键，而氯化铝中存在的是共价键，它们熔点差异大的
原因可能是氟化铝是离子晶体，氯化铝是分子晶体，故答案为：氟化铝为离子晶体，氯化铝为分子晶体，离子晶体的熔沸点比分子晶体高；
(3) 类铝与铝同主族，故最外层为3个电子，在铝下一周期，故为第四周期，电子层数为4层，故类铝的
最外层电子排布式为 ，故答案为： ；类铝与铝同主族，故最外层为3个电子，在铝下一周期，
故为第四周期，电子层数为4层；
(4) 还原产物是指元素的化合价降低被还原而成的产物，根据上述反应可知，最终还原产物为Al、Si；反
应中C的化合价由0价升高为CO中的+2价，故当有1mol C参加反应时，转移的电子数目为：2N 个，故
A
答案为：Al、Si；2N 。
A
