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2023——2024 年解密高考化学大一轮复习精讲案
第五章 物质结构 元素周期律
专题十八 化学键
第一板块 明确目标
课标要求
核心素养
1.认识构成物质的微粒之间存在相互作用,结合典型实例认识离子键和
共价键的形成,建立化学键概念,能判断简单离子化合物和共价化合物
中的化学键类型。
宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
第二板块 夯实基础
1
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考点一 化学键与化合物类型 电子式
1.化学键
(1)化学键的定义及分类
(2)化学反应的本质:反应物的旧化学键______与生成物的新化学键________。
2.离子键和共价键的比较
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
带____________离子之
间的相互作用
原子间通过__________所形成的相互作用
成键粒子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对与成键原子间的静电作用
形成条件
活泼______与活泼
________经电子得失形
______元素原子之间成
____________元素原子
2
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成离子键;或者铵根离
子与酸根离子之间形成
离子键
键
之间成键
3.离子化合物和共价化合物
项目
离子化合物
共价化合物
定义
含有________的化合物
只含有________的化合物
构成微粒
化学键类型
一定含有______,可能含有
________
只含有________
4.化学键的表示方法——电子式
(1)概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的____________的式子。
(2)常见物质电子式的书写
①原子:Na ________,Cl ________。
②简单离子:Na+ ____,F- ________。
③复杂离子:NH ____________________,OH- ________________。
④离子化合物:MgCl2_____________________,
Na2O ________________________,
Na2O2 ________________________。
⑤非金属单质及共价化合物:N2 _________________________________________,
H2O ________________,H2O2 ________________________。
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl:____________________________________________________。
②共价化合物
如HCl:______________________________________________________。
考点二 化学键与化合物类型 电子式
1.共价键的本质及特征
共价键是原子间通过____________所形成的相互作用,其特征是具有________和________。
2.分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
____键
轨道“________”重叠
____键
轨道“________”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
______键
共用电子对______偏移
3
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________键
共用电子对________偏移
原子间共用电子对的数目
____键
原子间有______共用电子对
____键
原子间有______共用电子对
____键
原子间有______共用电子对
3.键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越____,键长越____,分子越稳定。
②
【答案】
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1.(1)原子 强烈 离子键 共价键 极性键 非极性键 (2)断裂 形成
2.相反电荷 共用电子对 阴、阳离子 原子 金属 非金属 同种 不同种
3.离子键 共价键 阴、阳离子 原子 离子键 共价键 共价键
4 .(1) 最外层电子 (2)
Na
①
②Na +
③
④
Na+ ⑤
(3)①
②
考点二 共价键及其参数
1.共用电子对 方向性 饱和性
4
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2.σ 头碰头 π 肩并肩 极性 发生 非极性 不发生 单 一对 双 两对 三 三对
3.(1)键能 键长 键角 (2)①大 短
考点一 化学键与化合物类型 电子式
1.一定条件下,氨与氟气发生反应:4NH3+3F2===NF3+3NH4F,其中NF3的空间结构与NH3相似。下列
有关说法错误的是( )
A.除F2单质外,反应物和生成物均为共价化合物
B.NF3中各原子均满足8 电子稳定结构
C.NF3中只含极性共价键
D.NH4F 中既含有离子键又含有共价键
【答案】A
【解析】NF3为共价化合物,NH4F 为离子化合物。
2.有以下8 种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl
请用上述物质的序号填空:
(1)不存在化学键的是________。
(2)只存在极性共价键的是________。
(3)只存在非极性共价键的是________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________。
(7)属于离子化合物的是__________。
【答案】
(1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤
(6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧
3.判断下列电子式书写是否正确
(1)氮气,N
N(
⋮⋮
);氨气,
( )
(2)氯化钠,
( );
HF,
( )
(3)过氧化氢,
( );
5
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次氯酸,
( )
(4)CaBr2,
( );
CaC2,
( )
【答案】(1)× × (2)× × (3)√ × (4)√ ×
4.写出下列微粒的电子式。
(1)—OH_____________________________________________________________________,
H3O+________________________________________________________________________。
(2)H2S________________________________________________________________________,
N2H4________________________________________________________________________。
(3)NaH________________________________________________________________________,
NaBH4________________________________________________________________________。
【答案】
(1)
(2)
(3)
5.通过
可获取晶体硅。下列说法正确的是( )
A.
原子的结构示意图为
B.
的电子式为
C. 该反应属于置换反应
D.
属于离子化合物
【答案】C
【解析】
6
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A.
原子的质子数为
,核外电子数也是
,电子排布分别为、、,故最外层为,故A 错误;
B.
的电子式为
,故B 错误;
C.反应
符合置换反应的特点,故C 正确;
D.
由共价键组成的共价化合物,故D 错误;
故选:
。
6.
晶体中两核间距约
,呈共价键;激光脉冲照射
时,
和
两核间距为
,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.
晶体中既有离子键又有共价键
D.
晶体是离子化合物和共价化合物的混合物
【答案】B
【解析】
离子化合物中可能含共价键,如氯化铵,故A 错误;
B.
和
可形成共价键、也可形成离子键,由此可知共价键和离子键没有严格的界限,故B 正确;
C.
晶体中只含有离子键,如改变离子的核间距,可能为共价键,但不存在既有离子键,又有共价键的
情形,故C 错误;
D.
晶体是离子化合物,如改变离子的核间距,可能为共价化合物,但为纯净物,不是混合物,故D 错
误;
故选:
。
7.“珍珠项链靠线穿,芝麻成球靠糖粘;微观粒子聚一起,全靠一种超魔力”,这种超魔力实际就是化
学键。下列关于化学键的说法错误的是( )
A.CO 和O 生成具有极性共价键的CO2
B.
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
7
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D.含有离子键的物质不可能是单质
【答案】B
【解析】
CO2中C 与O 形成极性共价键;
中只含有极性键;H、N、O 可以形成NH4NO3,为离子化
合物,也可以形成HNO3,为共价化合物;离子键的形成必须有阴、阳离子。
8.下列表达正确的是( )
A.HClO 的电子式为
B.H2S 的电子式可表示为
C.用电子式表示Na2O 的形成过程:2Na·+
D.BaCl2的电子式为
【答案】D
【解析】
HClO 分子中,氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键,电子式为
,故A 错误;H2S 是共价化
合物,电子式可表示为
,故B 错误;用电子式表示Na2O 的形成过程时,2 个Na+不能合并,正
确的表达方式为
,故C 错误;BaCl2 是离子化合物,电子式为
,故D 正确。
9.在下列变化中,既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A.将NH3通入水中
B.氢氧化钠熔化
C.将HBr 通入水中
D.硫酸氢钾溶于水
【答案】D
【解析】NH3通入水中生成NH3·H2O,只破坏了共价键,A 不符合题意;NaOH 熔化后电离生成Na+、OH
-,只破坏了离子键,B 不符合题意;HBr 通入水中发生电离,只破坏了共价键,C 不符合题意;KHSO4溶
于水电离出K+、H+和SO,既破坏了离子键又破坏了共价键,D 符合题意。
【微点拨1】
化学键与物质类别的关系
(1)关系
8
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(2)辨析
除稀有气体中没有化学键外,其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为
①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
③既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl 等。
⑤既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4 等;既有离子键又有非极性共价键的物质,如
Na2O2等。
⑥仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。
⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。
【微点拨2】
化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多
的能量。NaCl 等部分离子化合物中也有很强的离子键,故其熔点也较高。
(2)对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2很稳定,H2S、HI 等分子中的共价键较弱,故它们受热时
易分解。
【微点拨3】
物质的溶解或熔化与化学键变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后,能与水反应,其分子内共价键被破坏,如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后,与水分子作用形成水合离子,从而发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的
共价键被破坏,如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后,其分子内的共价键不被破坏,如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后,能与水反应,其分子内的共价键被破坏,如Cl2、F2等。
考点二 共价键及其参数
9
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1.关于σ 键和π 键的形成过程,下列说法不正确的是( )
A.HCl 分子中的σ 键为两个s 轨道“头碰头”重叠形成
B.N2分子中的π 键为p-p π 键,π 键不能绕键轴旋转
C.CH4中的碳原子为sp3杂化,4 个sp3杂化轨道分别与氢原子s 轨道形成σ 键
D.乙烯(CH2==CH2)中的碳碳之间形成了1 个σ 键和1 个π 键
【答案】A
【解析】
HCl 分子中的σ 键由氢原子提供的未成对电子的1s 原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p 原子轨道
“头碰头”重叠形成,故A 错误;N2分子中p 轨道与p 轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π 键,π 键为镜面
对称,不能绕键轴旋转,故B 正确;CH4中的碳原子为sp3杂化,碳原子的4 个sp3杂化轨道分别与氢原子s
轨道重叠,形成C—H σ 键,故C 正确;CH2==CH2中的碳碳之间形成双键,双键中有1 个σ 键和1 个π 键,
故D 正确。
2.关于键长、键能和键角,下列说法错误的是( )
A.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.C==C 键能等于C—C 键能的2 倍
D.因为O—H 的键能小于H—F 的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
【答案】C
【解析】
C==C 由一个σ 键和一个π 键构成,C—C 为σ 键,二者键能不是2 倍的关系,C 项错误;原子半径:O>
F,键长:O—H>H—F,键能:H—O<H—F,形成化学键时放出的能量:H—O<H—F,化学键H—F 更
稳定,O2、F2跟H2反应的能力F2更强,D 项正确。
3.(2023·石家庄检测)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如
下:HCHO+O2――→CO2+H2O。下列有关说法正确的是( )
A.CO2只含有非极性共价键
B.0.5 mol HCHO 含有1 mol σ 键
C.HCHO、CO2分子中只含有σ 键
D.H2O 中含有极性键
【答案】D
【解析】
CO2中只含有碳氧极性键,A 错误;根据结构式
可知,0.5 mol HCHO 含有1.5 mol σ 键,B 错误;
HCHO、CO2分子中既含有σ 键,又含有π 键,C 错误;H2O 中含有氢氧极性键,D 正确。
4.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是( )
A.不和氢氧化钠溶液发生反应
B.分子中N≡C 的键长大于C≡C 的键长
10
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C.分子中既有极性键,又有非极性键
D.分子中含有2 个σ 键和4 个π 键
【答案】C
【解析】
氰气性质与卤素相似,能和氢氧化钠溶液发生反应,故A 错误;同一周期元素中,原子半径随着原子序数
的增大而减小,原子半径越大其键长越长,碳原子半径大于氮原子,所以氰分子中C≡N 的键长小于C≡C
的键长,故B 错误;该分子的结构式为N≡C—C≡N,该分子中含有3 个σ 键、4 个π 键,故D 错误。
5.二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为
导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H)之间为离子键
B.1 mol 环戊二烯(
)中含有σ 键的数目为5NA
C.分子中存在π 键
D.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】C
【解析】
含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键,所以二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H)之间为配位键,故
A 错误;一个环戊二烯(
)分子中含有σ 键的数目为11,则1 mol 环戊二烯(
)中含有σ 键的数目为
11NA,故B 错误;碳碳双键之间存在π 键,所以该分子中存在π 键,故C 正确;铁原子核外有26 个电子,
铁原子失去最外层两个电子变为亚铁离子,根据构造原理可知,亚铁离子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d6,故D 错误。
6.从实验测得不同物质中O—O 之间的键长和键能数据如下表,其中x、y 的键能数据尚未测定,但可根
据键长规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律是( )
O—O
O
O
O2
O
键长/pm
149
128
121
112
键能/(kJ·mol-1)
x
y
z=494
w=628
A.成键时电子数越多,键能越大
B.键长越长,键能越小
C.成键所用的电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
【答案】B
【解析】
11
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电子数由多到少的顺序为O>O>O2>O,键能大小顺序为w>z>y>x,A 项错误;这些微粒都是O 原子成键,
共用电子对无偏移,D 项错误。
第三板块 真题演练
1.
(2020·新课标卷Ⅱ)据文献报道:
催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错
误的是( )
A.
参与了该催化循环
B. 该反应可产生清洁燃料
C. 该反应可消耗温室气体
D. 该催化循环中
的成键数目发生变化
【答案】C
【解析】
、由反应机理中
和
可
知,
参与了该催化循环,故A 正确;
B、总反应为
,所以该反应可产生清洁燃料
,故B 正确;
C、总反应为
,所以该反应可生成温室气体
,消耗
,没有消耗
,故
C 错误;
D、催化循环中,
的成键数目有
如
、
如
或
如
,成键数
12
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目发生变化,
项正确。
故选:
。
2.
(2021·辽宁)下列化学用语使用正确的是( )
A. 基态
原子价电子排布图:
B.
结构示意图:
C.
形成过程:
D. 质量数为的氢核素:
【答案】D
【解析】
A.基态
原子价电子排布式为
,其价电子排布图为
,故A 错误;
B.
的质子数为
,核外电子数为
,其结构示意图为
,故B 错误;
C.
由钾离子和氯离子构成,
的形成过程为
,故C 错误;
D.氢的质子数为,则质量数为的氢核素为
,故D 正确。
13
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3.
(2021·天津)关于反应
所涉及的物质,下列说法错误的是
( )
A.
在该反应中为氧化剂
B.
容易被空气中的
氧化变质
C.
是含有共价键的离子化合物
D.
是导致酸雨的主要有害污染物
【答案】A
【解析】
A.反应中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,所以
不是氧化剂也不是还原剂,故A 错
误;
B.
中
元素的化合价为
价,易被氧化为
价,
容易被空气中的
氧化变质,故B 正
确;
C.
中钠离子与硫酸根离子之间存在离子键,属于离子化合物,
与
之间存在共价键,所以
是含有共价键的离子化合物,故C 正确;
D.
溶于水生成亚硫酸,亚硫酸能被氧气氧化为硫酸,空气中的
能引起酸雨,所以
是导致酸雨
的主要有害污染物,故D 正确;
故选:
。
4.
(2021·江苏)反应
可用于制备含氯消毒剂。下列说法正
确的是( )
A.
是极性分子
B.
的电子式为
C.
既含离子键又含共价键
D.
与
具有相同的电子层结构
【答案】C
【解析】
该分子正负电荷中心重合,为非极性分子,故A 错误;
B.
中含有离子键,其电子式为
,故B 错误;
C.
中钠离子和次氯酸根离子之间存在离子键,次氯酸根离子之间
原子之间存在共价键,该
物质中含有离子键和共价键,故C 正确;
D.氯离子核外有个电子层、钠离子核外有个电子层,二者电子层结构不同,故D 错误;
5.
(2021·浙江)下列含有共价键的盐是( )
A.
B.
C.
D.
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【答案】D
【解析】
A.
由
和
构成,只含有离子键不含有共价键,故A 错误;
B.
含有共价键,属于酸,不属于盐,故B 错误;
C.
由
和
构成,属于碱,不属于盐,故C 错误;
D.
由
和
构成,属于盐,含有离子键,
内部
与
之间是共价键,故D 正确;
故选:
。
6.
(2021·全国乙卷)我国嫦娥五号探测器带回
的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤
类似土壤中含有的短周期元素
、
、
、
,原子序数依次增大,最外层电子数之和为
。
、
、
为同周期相邻元素,且均不与
同族,下列结论正确的是( )
A. 原子半径大小顺序为
B. 化合物
中的化学键为离子键
C.
单质的导电性能弱于
单质的
D.
的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】
短周期元素
、
、
、
的原子序数依次增大,最外层电子数之和为
,
、
、
为同周期相邻
元素,且均不与
同族,设
的最外层电子数为
,
的最外层电子数为
,
、
的最外层电子数分
别为
、
,则
,即
,
时
舍弃
,
时
,
时
舍弃,结合原子序数大小可知,
为
,
为
,
为
,
为
元素。
A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小顺序为
,故A 错误;
B.
为
,
为离子化合物,只含有离子键,故B 正确;
C.
为金属,属于导体,而
单质为半导体材料,单质的导电性:
,即
单质的导电性能强于
单质的,故C 错误;
D.
的氧化物的水化物为硅酸,非金属性
,则酸性:硅酸
碳酸,故D 错误。
7.
(2020·海南)下列对有关事实的解释正确的是( )
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事实
解释
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
与
分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
的热稳定性比
强
比
的键能大
的熔点比干冰高
分子间的范德华力大
【答案】C
【解析】
A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃迁,释放出
不同波长的光,故A 错误;
B.
与
分子的空间构型不同,但两者中心原子杂化轨道类型均为
,故B 错误;
C.
的热稳定性比
强,因为
的非金属性强于
,
比
的键能大,故C 正确;
D.
为共价晶体,不存在范德华力,干冰为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点,故D 错
误。
故选:
。
8.
(2020·浙江)有共价键的离子化合物是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
A.
中钠离子和过氧根离子之间存在离子键,过氧根离子中氧氧之间是非极性共价键,即过氧化钠是
含有共价键的离子化合物,故A 正确;
B.
分子中原子之间只存在共价键,所以硫酸为共价化合物,故B 错误;
C.
分子中原子之间只存在共价键,所以为共价化合物,故C 错误;
D.
为含共价键形成的共价化合物,故D 错误;
故选A。
9.
(2021·河北)如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中
、
、
、
为原子序数依次增大的短周期元素,
和
同主族,
原子序数为
原子价电子数的倍。下列说法
正确的是( )
16
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A.
和
的最高化合价均为
价
B.
和
在水中均为强酸,电子式可表示为
与
C. 四种元素中,
原子半径最大,
原子半径最小
D.
、
和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
【答案】CD
【解析】
由成键特点及题干中信息分析,
可形成三条共价键、
可形成五条共价键,且
的原子序数为
原子
的价电子数的
倍,则
为
元素,
为
元素;
、
同主族,均可形成一条共价键,且
的原子序
数大于
的原子序数,则
为
元素,
为
元素。
A.
元素没有正价,
项错误;
B.
为弱酸,
为强酸,
项错误;
C.结合四种元素在周期表中的位置关系可确定,
原子半径最大,
原子半径最小,
项正确;
D.
、
、
三种元素可形成化合物
,该化合物含有离子键和共价键,
项正确。
10、 (2022·北京 )由键能数据大小,不能解释下列事实的是( )
化学键
C—H
Si—H
C==O
C—O
Si—O
C—C
Si—Si
键能/kJ·mol-1
411
318
799
358
452
346
222
A.稳定性:CH4>SiH4
B.键长:C==O<C—O
C.熔点:CO2<SiO2
D.硬度:金刚石>晶体硅
【答案】C
【解析】键能越大, 键长越短,分子越稳定,CO2是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,与化学键无关;
金刚石、晶体硅都是共价晶体,共价晶体中键能越大,晶体的硬度越大。
11 、[2020· 浙江7 月选考](1) 气态氢化物热稳定性HF 大于HCl 的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8 电子稳定结构,CaCN2的电子式是________。
17
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【答案】
(1)原子半径:F<Cl,键能:F—H>Cl—H
(2)
【解析】
(1)同一主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,即原子半径:F<Cl,原子半径越小,化学键的键长越
短,键能越大,气态氢化物热稳定性越大。
第四板块 模拟提升
1. 三聚氰胺(
)是一种有机合成剂和分析剂,结构中含大π键。下列说法错误的
是
A. 晶体类型为分了晶体
B. 1mol该分子中存在15mol σ键
C. 分子中所有化学键均为极性键
D. 六元环上的N原子提供孤对电子形成大π键
【答案】D
【解析】
A.三聚氰胺中原子间的化学键只有共价键,其晶体的构成粒子为分子,晶体类型为分子晶体,A项正确;
B.1个三聚氰胺分子中含6个N — Hσ键、9个碳氮σ键,1个三聚氰胺分子中15个σ键,1mol该分子中存在
15molσ键,B项正确;
C.该分子中存在N — H极性键和碳氮极性键,所有化学键均为极性键,C项正确;
D.N原子的价电子排布式为2s❑
22 p❑
3,该分子中— NH 2中N原子采取sp❑
3杂化,六元环上的N原子
采取sp❑
2杂化,六元环上的每个N原子通过2个杂化轨道与2个碳原子形成碳氮σ键、每个N上剩余的1个
杂化轨道容纳1对孤电子对,六元环上的N原子未参与杂化的p轨道上的1个电子形成大π键,孤电子对不
形成大π键,D项错误。
2. 下列物质属于分子晶体,且同时含有σ键和π键的是
18
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A. KSCN 、C6 H 6
B. N H 4Cl、CuO C. Al(OH )3、SiO2 D. C O2、C2 H 4
【答案】D
【解析】
A.KSCN为离子晶体,而C6 H 6(苯)为分子晶体其中含有σ键和π键,A项不符合题意;
B.两者均为离子晶体,B项不符合题意;
C.Al(OH )3为离子晶体,而SiO2为共价晶体,C项不符合题意;
D.两者均为分子晶体,两者的结构简式分别为O =C =O、C H 2=C H 2,均有σ键和π键,D项符合题意;
故选D。
3. 关于反应8 N H 3+6 N O2=7 N 2+12 H 2O所涉及的物质,下列说法正确的是
A. N H 3被氧化
B. N O2作还原剂
C. H 2O的VSEPR模型为V 形
D. N 2分子中的σ键与π键个数比为1∶1
【答案】A
【解析】
A .由反应可知N H 3转化为N 2,N元素化合价升高,被氧化,故A 正确;
B. N O2 转化为N 2,N元素化合价降低,被还原, N O2 作氧化剂,故B 错误;
C. H 2O 中心O原子的价层电子对数为 6+1×2
2
= 4 ,VSEPR模型为正四面体形,故C 错误;
D. N 2 的结构式为: N ≡N ,氮氮三键中有1个 σ 键与2 π 键,个数比为1∶2,故D 错误;
故选:A。
4. 已知Ph代表苯基,Me代表甲基,环戊二烯阴离子(
)中有6个π电子,是很好的三齿配体,
下列说法正确的是
A. 反应前后钒元素的化合价未发生变化
B. 反应前后钒元素的配位数未发生变化
C. 生成物中氮氮三键的键长大于氮气的键长
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D.
中所有原子一定共平面
【答案】C
【解析】
A.根据反应前后,V 的配位数的变化可知,钒元素的化合价发生了变化,故A 错误;
B.反应中,钒元素的配位数由5变为了4,故B 错误;
C.生成物中氮氮三键的键长大于氮气的键长,故C 正确;
D.由于单键可以自由旋转,则
中所有原子不一定共平面,故D 错误。
5. 一种用作锂离子电池电解液的锂盐的阴离子结构如图所示,X、Y 、Z、W 为原子序数依次增大的短周
期主族元素,W 的核外电子中有3个未成对电子。下列说法正确的是
A. W 元素最高价氧化物对应的水化物是强酸
B. 该阴离子中不存在非极性键
C. X的氢化物沸点可能高于Z的氢化物
D. 该离子中所有原子最外层均为8电子结构
【答案】C
【解析】
X、Y 、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素,W 的核外电子中有3个未成对电子,则其p轨道上
有3个电子,价电子排布式为3 s
23 p
3,W 为P元素,由结构简式知Z形成1个共价键,Y 形成2个共价键,
X形成4个共价键,则Z为F元素,Y 为O元素,X为C。
A .W 为P元素,最高价氧化物对应的水化物是磷酸,磷酸不是强酸,故A 错误;
B.该阴离子中含有C −C非极性键,故B 错误;
C.X为C,C元素的氢化物有很多种,分子量越大沸点越高,可能高于Z的氢化物HF,故C 正确;
D.该离子中P未形成8电子结构,故D 错误;
故选C。
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6. 反应3C l2+8 N H 3=6 N H 4Cl+ N 2常用来检验输送氯气的管道是否漏气。下列说法正确的是
A. N H 3是非极性分子
B. Cl原子结构示意图为
C. N 2的电子式为
D. N H 4Cl中既含有离子键又含有共价键
【答案】D
【解析】
A.N H 3分子中N原子含有一对孤电子,电子式为
,空间构型为三角锥,不对称,正负定性向量和
不为0,属于极性分子,故A 错误;
B.氯原子的核内有17个质子,核外有17个电子,故氯原子的结构示意图为
,故B 错误;
C.氮气中N原子达8电子稳定结构,电子式为
,故C 错误;
D.N H 4Cl中铵根离子和氯离子之间存在离子键、铵根离子中存在N −H极性键,故D 正确;
故选:D。
7. 下列有关说法正确的是
A. N a2O和N a2O2固体中阳离子和阴离子个数比都是2:1
B. C O2和SiO2的化学键类型和晶体类型相同
C. N H 4
+和N H 3都可以做为配合物的配体
D. Al和N的原子轨道都有3个单电子
【答案】A
【解析】
A.N a2O是由N a
+和O
2−构成的,N a2O2是由N a
+和 O2
2− 构成的,故N a2O和N a2O2固体中阳离子和阴
离子个数比都是 2:1 ,A 正确;
B.已知C O2中含有共价键,属于分子晶体,而SiO2中含有共价键,属于共价晶体,故化学键类型相同,但
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晶体类型不相同,B 错误;
C. N H 4
+ 中没有孤电子对,不能做为配合物的配体,C 错误;
D.Al是13号元素,其核外电子排布式为1s
22s
22 p
63 s
23 p
1,原子轨道中只有1个单电子,而N是7号元素,
其核外电子排布式为1s
22s
22 p
3,其原子轨道有3个单电子,D 错误;
故答案为:A。
8. X、Y 、R、Z、W 五种短周期主族元素,原子序数依次增大,X、Y 、Z同周期,X的s能级电子数比
p能级电子数多1,R单质与氢气混合暗处发生爆炸,Y 与Z价层电子排布相同。下列说法不正确的是( )
A. Y 与氢形成的10电子微粒只有2种
B. X、R与氢构成的化合物中可能含离子键、极性键、氢键
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:W >Z,简单氢化物沸点:Z >W
D. 若W 有两种稳定同位素,则正八面体形Z W 6分子构成有10种
【答案】A
【解析】
X、Y 、R、Z、W 五种短周期主族元素,原子序数依次增大,X、Y 、Z同周期,X的s能级电子数比p能
级电子数多1,故X为N;R单质与氢气混合暗处发生爆炸,R为F;Y 为O;Y 与Z价层电子排布相同,Z
为S,W 为Cl,以此解题。
A.O与H形成的10电子微粒有O H
−、H 2O、H 3O
+,故A 错误;
B.由分析可知,X为N,R为F,则X、R与氢构成的化合物为N H 4 F,其中含有离子键、极性键、氢键,
故B 正确;
C.由分析可知,W 为Cl,Z为S,非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,则酸性:W >Z,
另外硫化氢沸点大于氯化氢,故C 正确;
D.该Z W 6分子构成有10种(全W 1或全W 2各一种,5W 11W 2或5W 21W 1各一种,4W 12W 2或4W 22W 1
各二种,3W 13W 2二种),故D 正确;
故选A。
9. 短周期主族元素X、Y 、Z、W 原子序数依次增大,四种元素组成的一种食品添加剂结构如图所示,Z
的原子半径在短周期中最大,W 基态原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2/3。
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下列说法不正确的是
A. Y 、Z形成的简单离子半径: Y >Z
B. W 、Y 形成的简单氢化物沸点: Y >W
C. Z分别与X、Y 形成的化合物中所含化学键类型一定完全相同
D. W X 3、X 2Y 中W 原子和Y 原子的杂化轨道类型相同
【答案】C
【解析】
短周期主族元素X、Y 、Z、W 原子序数依次增大,四种元素组成的一种食品添加剂结构如图所示,Z的原
子半径在短周期中最大,则Z为Na,W 基态原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2/3,则W 为P,
则Y 为O,X为H。
A .根据同电子层结构核多径小原则,Y 、Z形成的简单离子半径:Y >Z,故A 正确;
B.水中存在分子间氢键,因此W 、Y 形成的简单氢化物沸点: Y >W ,故B 正确;
C.Z分别与X、Y 形成的化合物中所含化学键类型不一定完全相同,NaH只有离子键,N a2O2中含有离子
键和非极性键,故C 错误;
D.W X 3中W 原子价层电子对数为 3+ 1
2 (5−1×3)= 4 ,杂化类型为s p
3杂化,X 2Y 中Y 原子价层电子对数
为 2+ 1
2 (6−1×2)= 4 ,杂化类型为s p
3杂化,杂化轨道类型相同,故D 正确。
综上所述,答案为C。
10. 短周期主族元素X、Y 、Z、W 、M的原子序数依次增大,这五种元素组成“味精”的主要成分Q,
Q的结构式如图所示。下列推断错误的是( )
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A. 原子半径:M >Y >Z >W > X
B. 元素非金属性:W >Z >Y > X
C. 化合物Q中所有原子都满足8电子稳定结构
D. 含有X、Z、W 三种元素的化合物一定是共价化合物
【答案】CD
【解析】
味精的主要成分是谷氨酸钠,因此M为Na元素,X、Y 、Z、W 、M为原子序数依次增大的短周期主族元
素,根据Q的结构式及各元素的成键情况可推知,X为H元素,Y 为C元素,Z为N元素,W 为O元素。A .
同周期元素从左至右依次减小,同主族元素从上到下依次增大,因此原子半径:Na>C > N >O> H,A 正
确;B.同周期元素从左至右非金属性依次增强,非金属性:O> N >C > H,B 正确;C . X为H元素,在组
成化合物的时候不是8电子稳定结构,C 错误;D .含有X、Z、W 三种元素的化合物可以是共价化合物,
如HN O3、HN O2,也可以是离子化合物,如N H 4 N O3、N H 4 N O2,D 错误。
11. 如图为元素周期表的一部分,请参考元素①~⑩在表中的位置,用化学式回答问题:
族周期
ⅠA
0
1
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
①
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
(1)铝元素在周期表中的位置是___________。
(2)写出在该元素周期表中属于卤族元素的序号,并写出其离子的结构示意图___________。
(3)元素⑧、⑨、⑩的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序为___________。
(4)⑤在空气中加热燃烧后产物,既含离子键又含非极性共价键的离子化合物,写出该产物的电子式为
___________ ;写出⑥的最高价氧化物与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式
______________。
(5)已知X为第ⅡA族元素(前四周期),其原子序数为a,Y 与X位于同一周期,且为第ⅢA族元素,写出Y
的原子序数b=___________(用含a的代数式表示)。
【答案】
24
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(1)第三周期第ⅢA族
(2)⑩、
(3)H 3 PO4< H 2SO4< HClO4
(4)
.
①
.
② Al (OH )3+O H
−= AlO2
−+2 H 2O
(5)a+1或a+11
【解析】
【小问1详解】
铝的原子序数为13,其位于周期表的第三周期第ⅢA族。
【小问2详解】
元素周期表中,第ⅦA族叫做卤族元素,则属于卤族元素的为⑩;C l
−质子数为17,核外电子数为18,其
结构示意图为
。
【小问3详解】
元素的非金属性越强,其对应最高价含氧酸的酸性越强,同周期元素,非金属性从左至右依次增强,则非
金属性:P<S<Cl,其对应最高价含氧酸的酸性:H 3 PO4< H 2SO4< HClO4。
【小问4详解】
钠在空气中加热燃烧后,生成既含离子键又含非极性共价键的离子化合物为N a2O2,其电子式为
;⑥和⑤的最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH )3、NaOH,二者反应的离子方
程式为 Al (OH )3+O H
−= AlO2
−+2 H 2O 。
【小问5详解】
若X为短周期第ⅡA族元素,同周期ⅡA、ⅢA族元素的原子序数相差1,则b=a+1;若X为第四周期第
ⅡA族元素,同周期ⅡA、ⅢA族元素之间有10个纵行,原子序数相差11,则b=a+11;所以Y 的原子序
数b=a+1或a+11。
12. 铁、硒、铜都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用,回答下列问题:
(1)乙烷硒啉是一种抗癌新药,其结构如图:
25
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①基态Se原子的核外电子排布式为[ Ar ]____。
②该新药分子中有____种不同化学环境的H原子。
③SeO❑3
2−的空间构型为 _____。
(2)富马酸亚铁( FeC4 H 2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:
①基态F e
2+的价电子轨道表示式为____。
②富马酸分子中σ键与π键的数目比为____。
③富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为____。
(3)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示,若该晶胞中O原子之间的最近距离为apm,阿伏加德罗常数的
值为N A,则该晶胞的密度为____g⋅c m
−3(填含a、N A的代数式).
【答案】
26
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(1)3d
104 s
24 p
4 5 三角锥形
(2)
11:3O>C > H > Fe
(3) 64×4+16×2
(a×10
−10)
3 N A
【解析】
(1)①硒元素的原子序数为34,基态原子的电子排布式为[ Ar ]3d
104 s
24 p
4;
②该新药分子中有5种不同化学环境的H原子;
③SeO ❑3
2− 中硒原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,离子的空间构型为三角锥形;
(2)①亚铁价层电子排布式为3d
6,故其价层电子轨道表示式为
;
②由球棍模型可知,富马酸的结构式为HOOCCH =CHCOOH,分子中的单键为σ键,双键中含有1个σ
键和1个π键,则分子中σ键和π键的数目比为11:3;
③金属元素的电负性小于非金属元素,则铁元素的电负性最小,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,
氢碳氧的非金属性依次增强,则电负性依次增大,所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为
O>C > H > Fe;
(3)利用均摊法,每个晶胞含有O为8 × 1
8 +1=2,Cu皆在体心,个数为4,故该晶胞的质量
为 64×4+16×2
N A
,若该晶胞中O原子之间的最近距离为apm,则晶胞边长为apm,由 ρ= m
V 得晶胞的密
度为 64×4+16×2
(a×10
−10)
3 N A
g⋅c m
−3。
13. (10分)第VA族元素氮、磷、砷的化合物用途广泛。回答下列问题:
1、基态磷原子的价电子排布式为_______,基态砷原子核外有_______个未成对电子。
2、实验中常用K 3[Fe(CN )6]检验F e
2+,K 3[Fe(CN )6]中F e
3+的配位数为 _______,其中碳原子的杂化
27
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轨道类型为_______杂化。1mol K 3[Fe(CN )6]中含有σ键的数目为 _______。
3、铁和氨在640℃可发生置换反应,产物之一的立方晶胞结构如图所示,写出该反应的化学方程式:
_______。
4、阿伏加德罗常数的值为N A,X射线衍实验测得该晶胞参数为anm,则晶胞的密度为_______g/c m
3(写
出表达式即可)。
【答案】
1、3 s
23 p
3 3 2、6 sp 12 N A
3、8 Fe+2 N H 3
640̲̲
2 F e4 N +3 H 2 4、
56×4+14
N A(a×10
−7)
3
【解析】略
14. 储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。回答下列问题:
(1)多相R−Mg−∋¿系储氢合金是新型储氢材料。基态Ni原子中自旋状态相反的两种电子的个数比为
_____________。
(2)四氢铝锂( LiAl H 4)是一种重要的储氢载体,Al H 4
−的空间构型为 _____________;Li、Al、H的电负
性由大到小的顺序为_____________。
(3)氨硼烷( N H 3 B H 3)是目前最具潜力的储氢材料之一,在四氢呋喃(
)作溶剂的条件下可合成氨硼
烷:B H 3+ N H 3→N H 3 B H 3。
①N H 3 B H 3中B的杂化轨道类型为_____________,H −N −H键角:N H 3 _____________N H 3 B H 3(
填“>”“<”或“=”),原因是_____________。
②常温下,四氢呋喃易溶于水,环戊烷难溶于水,其原因可能是___________________________;呋喃(
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)与氢气加成得到四氢呋喃,已知呋喃是一种具有芳香性的平面分子,分子中含有大π键,该大π键
可表示为_____________(分子中的大π键可用符号Π m
n 表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参
与形成大π键的电子数)。
(4)一种由Mg和过渡金属M组成的二元储氢材料属立方晶系,晶胞中Mg和M的原子个数比为2:1,且距
离Mg最近的M形成的几何图形为正四面体;晶胞在xy、xz和yz平面投影如图所示。
①M原子处于晶胞的位置为_____________。
②该储氢材料的立方晶胞中,晶胞参数为a pm,Mg和M的原子半径分别为r1 pm和r2 pm,则Mg和M
原子的空间占有率为_____________。
【答案】
(1)13:15(或15:13)
(2)正四面体形 H > Al> Li
(3)① s p
3 < N H 3 中N含有1对孤电子对, N H 3 B H 3 中N不存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的
斥力大,所以 N H 3 中H −N −H键角比 N H 3 B H 3 中H −N −H键角小
②四氢呋喃能与水形成分子间氢键 Π 5
6
(4)①顶点和面心 ② 16 π(r2
3+2r1
3)
3a
3
×100 %
【解析】略
29
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30