2020-2021学年第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律第二课时学案及答案
展开第二课时 共价键
1.了解共价键、极性键、非极性键的概念,会用电子式表示共价键的形成过程。
2.会识别判断共价化合物,熟知分子结构的不同表示方法。
3.了解化学键的概念及化学反应的实质以促进宏观辨识与微观探析化学核心素养的发展。
如图是氢原子与氯原子形成氯化氢分子的示意图。
1.共价键
(1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
(2)成键三要素
①成键粒子:原子;
②成键本质:共用电子对;
③成键元素:一般是同种或不同种非金属元素。
(3)分类
2.共价化合物
(1)概念:以共用电子对形成分子的化合物。
(2)四类常见物质
①非金属氢化物,如HCl、H2O等;
②非金属氧化物,如CO2、SO3等;
③含氧酸,如H2SO4、HNO3等;
④大多数有机化合物,如甲烷、酒精等。
3.电子式
4.常见的以共价键形成的分子及其结构
5.以共价键形成分子的电子式书写的五大错因
(1)漏写不参与成键的电子,如N2的电子式误写成N⋮⋮N,应为N⋮⋮N,NH3的电子式误写成,应为。
(2)共用电子对数目写错,如CO2的电子式误写成,应为
1.离子键与共价键的区别
| 离子键 | 共价键 |
概念 | 带相反电荷离子之间的静电作用 | 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 |
成键元素 | (一般是)活泼金属元素(或NH)和活泼非金属元素之间 | (一般是)非金属元素之间 |
成键微粒 | 阴、阳离子 | 原子 |
成键条件 | 一般是活泼金属与活泼非金属化合时,易发生电子的得失形成离子键 | 一般是非金属元素的原子最外层电子未达到稳定状态,相互间通过共用电子对形成共价键 |
影响因素 | 离子的半径越小,所带电荷数越多,离子键越强 | 原子半径越小,共用电子对数越多,共价键越牢固 |
形成过程举例 | ||
存在范围 | 只存在于离子化合物中 | 可存在于非金属单质、共价化合物及部分离子化合物中 |
2.离子化合物和共价化合物的判断方法
(1)根据化学键的类型来判断:凡含有离子键的化合物一定是离子化合物;只含有共价键的化合物是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断:大多数碱性氧化物、强碱和大多数盐都属于离子化合物(特例:AlCl3为共价化合物);非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸等都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断:一般熔、沸点较低的化合物是共价化合物;熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,如NaCl;熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物,如AlCl3。
3.化学键类型与物质类别的关系
[注意] (1)非极性键可存在于单质分子(如H2、Cl2等)、共价化合物(如H2O2等)和离子化合物(如Na2O2等)中。
(2)极性键只能存在于化合物中,既可存在于离子化合物(如NaOH等)中,也可存在于共价化合物(如HCl、H2SO4等)中。
[名师点拨]
共价键与共价化合物中的两个“一定”与“不一定”
(1)两个“一定”
①共价化合物中一定只含有共价键;
②共价化合物中一定不含离子键。
(2)两个“不一定”
①含共价键的物质不一定是共价化合物,也可能是单质,如O2、N2、H2、Cl2等;
②含共价键的化合物不一定是共价化合物,也可能是离子化合物,如NaOH中含有O—H共价键,Na2O2中含有O—O共价键,NH4Cl中含有N—H共价键,但它们都是离子化合物。
1.下列物质中,只含共价键的是( )
A.NaCl B.Na2O
C.H2S D.NaOH
解析:选C NaCl、Na2O、NaOH均为离子化合物,含离子键,故A、B、D三项错误;H2S是共价化合物,只含共价键,故C正确。
2.下图形象地表示了氯化氢分子的形成过程。下列有关叙述中错误的是( )
A.氯化氢是通过共用电子对形成的共价化合物
B.氯化氢分子中所有原子最外层都有8个电子
C.氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定
D.氯化氢分子中含有1对共用电子
解析:选B 氯化氢分子中的氢原子最外层有2个电子,B项错误。
3.已知反应3NH3+3Cl2===NH4Cl+5HCl+N2,其中用化学用语描述的相关微粒正确的是( )
A.中子数为18的氯原子Cl
B.NH4Cl属于离子化合物,不含共价键
C.NH的结构式:
D.N2的电子式:
解析:选C 中子数为18的氯原子的质量数为35,可以表示为Cl,故A错误;NH4Cl属于离子化合物,但NH中存在共价键,故B错误;结构式中共用电子对用短线表示,NH的结构式为,故C正确;N2的电子式为N⋮⋮N,故D错误。
1.化学键
(1)概念:相邻的原子之间强烈的相互作用。
(2)分类
(3)化学反应的本质
旧化学键的断裂和新化学键的形成。
2.分子间作用力
(1)要使水分解,需要先破坏水分子内部存在的共价键;若使液态水汽化,需要加热克服水分子之间存在的分子间作用力;二者相比较,难易程度是水分解比水汽化难得多。
(2)概念:分子之间存在一种把分子聚集在一起的作用力,叫作分子间作用力,又称范德华力。
(3)主要特征
①广泛存在于分子之间;
②分子间作用力的能量远远小于化学键;
③由分子构成的物质,其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。
3.氢键
(1)像H2O、NH3、HF这样的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用,这种作用使它们只能在较高的温度下才能汽化,这种相互作用叫氢键。
(2)氢键不是化学键,通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱,比分子间作用力强。
(3)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高,对物质的溶解度有影响,如NH3极易溶于水,主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。
4.化学键、分子间作用力和氢键的比较
相互作用 | 化学键 | 分子间作用力 | 氢键 |
存在范围 | 相邻原子(离子)之间 | 分子之间 | 某些含强极性键氢化物分子之间(如HF、H2O、NH3等) |
作用力比较 | 强 | 很弱 | 比化学键弱,比分子间作用力强 |
影响范围 | 物质的物理性质及化学性质 | 物质的物理性质 | 物质的物理性质 |
[名师点拨]
有关作用力与性质类题要注重“结构决定性质”的思想。在解答这类题目时,首先要找准题目的切入点,可从以下两方面考虑:
即凡涉及化学性质的问题,要从化学键方面找原因,化学键对物质性质的影响也主要表现在化学性质方面;凡涉及物理性质的问题,主要从范德华力及氢键方面找原因。
1.中科院国家纳米科学中心的工作人员曾在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80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.正是氢键的存在,冰能浮在水面上
B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一
C.由于氢键的存在,沸点:HCl>HBr>HI>HF
D.大部分的非金属形成的分子中都存在氢键
解析:选A 冰中分子有序排列,含有氢键数目增多,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,是氢键的原因,选项A正确;氢键属于分子间作用力,不属于化学键,选项B错误;卤素的氢化物中只有HF含有氢键,卤素的氢化物的沸点:HF>HI>HBr>HCl,选项C错误;目前可知氢键存在于水、乙醇、HF等分子中,不是大部分的分子中,选项D错误。
2.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是( )
A.分子间作用力是一种较弱的化学键
B.分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少
C.分子间作用力对物质的熔、沸点有影响
D.稀有气体分子间存在分子间作用力
解析:选A 化学键是物质内部原子或离子间强烈的相互作用,而分子间作用力是一种比化学键弱得多的作用力,A项错误;分子间作用力较弱,破坏它所需能量较少,B项正确;由分子构成的物质,分子间作用力越大,其熔、沸点越高,C项正确;稀有气体是单原子分子,不存在化学键,只存在着微弱的分子间作用力,D项正确。
3.冰中不存在的作用力是( )
A.离子键 B.共价键
C.氢键 D.分子间作用力
解析:选A 冰是H2O的固态,H2O分子中不存在离子键。
1.化学反应的本质
一个化学反应过程,本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。例如,化学反应:H2+Cl22HCl。
实质为旧键断裂:H—H―→H+H(吸收能量)
Cl—Cl―→Cl+Cl(吸收能量)
新键形成:H+Cl―→H—Cl(放出能量)
2.化学键的破坏
(1)化学反应过程中,反应物中的化学键被破坏。
(2)离子化合物的溶解或熔化过程。
离子化合物电离阴、阳离子
(3)共价化合物的溶解或熔化过程。
①溶解过程:
能与水反应的共价化合物共价键被破坏
属于共价化合物的电解质共价键断裂生成阴、阳离子
部分非电解质共价键不被破坏
②熔化过程:
(4)单质的熔化或溶解过程。
①由分子构成的固体单质,如I2的升华、P4的熔化只破坏分子间作用力,而不破坏化学键。
②由原子构成的单质,如金刚石、晶体硅,熔化时破坏共价键。
③对于某些活泼的非金属单质,溶于水后,能与水反应,其分子内共价键被破坏,如Cl2、F2等。
[名师点拨]
(1)物理变化过程中可能无化学键的变化,若有化学键变化,则旧化学键的断裂和新化学键的形成不会同时发生。如HCl溶于水时,能完全电离,HCl分子中的氯原子和氢原子之间的共价键被破坏,在溶液中以H+和Cl-的形式存在。发生物理变化的过程中也可能只有化学键的形成,如蒸发饱和KCl溶液析出KCl。
(2)化学反应中,并不是反应物中所有的化学键都被破坏,如(NH4)2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NH4Cl,反应中NH中的共价键未被破坏。
[典例] 在下列变化中:①I2升华;②烧碱熔化;③NaCl溶于水;④HCl溶于水;⑤O2溶于水;⑥Na2O2溶于水。未发生化学键破坏的是________;仅发生离子键破坏的是______;仅发生共价键破坏的是________;既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是________。
[解析]
分析物 质类型 | ①⑤单质 ②③⑥离子化合物 ④共价化合物 |
分析变 化类型 | ①②③④⑤物理变化 ⑥化学变化 |
分析实质 | ①⑤无化学键破坏、②③离子键破坏、④共价键破坏、⑥既有离子键又有共价键破坏 |
[答案] ①⑤ ②③ ④ ⑥
1.下列变化中,不需要破坏化学键的是( )
A.氯化氢溶于水 B.加热氯酸钾使其分解
C.碘升华 D.氯化钠溶于水
解析:选C HCl溶于水时,电离出H+、Cl-,共价键被破坏,A项错误;加热分解KClO3是化学变化,一定存在着旧化学键断裂和新化学键形成的过程,B项错误;I2升华是物理变化,由固态变成气态,分子没变,化学键未被破坏,C项正确;NaCl溶于水,电离出Na+、Cl-,离子键被破坏,D项错误。
2.下列反应过程中,同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成的是( )
A.NH4ClNH3↑+HCl↑
B.NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
C.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
D.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
解析:选C 该反应中没有离子键的形成,也没有非极性键的断裂和形成,A不符合题意;该反应中没有离子键的断裂,也没有非极性键的断裂和形成,B不符合题意;该反应中同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成,C符合题意;该反应中没有非极性键的形成,D不符合题意。
1.元素综合推断的思维模型
2.元素综合推断的具体方法
[类型示例]
类型一 由原子结构特点推断
[典例1] W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A.氢化物的稳定性:Y>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y<Z
D.X与Y元素不能存在于同一离子化合物中
[解析] W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,则W是H元素,X是N元素,Y、Z均处于第三周期,四种元素原子的最外层电子数之和为18,故Y、Z最外层电子数之和是18-1-5=12,最外层电子数只能为5、7,又因为Y的原子序数小于Z,则Y是P元素,Z是Cl元素,W、X、Y、Z分别是H、N、P、Cl元素。A项,由于非金属性N>P,即X>Y,则氢化物的稳定性X>Y,错误;B项,元素的非金属性H<Cl,所以阴离子的还原性W>Z,正确;C项,元素的非金属性P<Cl,最高价氧化物对应水化物的酸性H3PO4<HClO4,但氧化物对应水化物的酸性不一定存在此规律,如磷酸的酸性大于次氯酸的酸性,错误;D项,X、Y分别是N、P元素,可以形成铵盐,如磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵属于离子化合物,错误。
[答案] B
[方法技巧]
短周期元素的典型原子的结构特征
结构特征 | 元素 |
原子核中没有中子 | H |
原子最外层电子数与核外电子层数相同 | H、Be、Al |
各电子层上的电子数均满足2n2 | He、Ne |
电子总数是最外层电子数的2倍 | Be |
最外层电子数与最内层电子数相等 | Be、Mg |
最外层电子数与次外层电子数相等 | Be、Ar |
最外层电子数是次外层电子数的2倍 | C |
最外层电子数是次外层电子数的一半 | Li、Si |
类型二 由元素在周期表中的位置推断
[典例2] 2019年是门捷列夫发现元素周期律150周年。上表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
A.原子半径:W<X
B.常温常压下,W单质为气态
C.气态氢化物热稳定性:Z<W
D.X的最高价氧化物对应的水化物是强碱
[解析] 根据元素周期表短周期部分的结构和题意,W是第二周期元素,X、Y、Z都是第三周期元素。W与X的最高化合价之和为8,氟和氧都没有与族数相对应的最高化合价,则W是氮,X是铝,进而可知Y是硅,Z是磷。A项,原子半径X>Z,Z>W,则W<X,正确;B项,常温常压下,N2为气态,正确;C项,非金属性:Z<W,则气态氢化物的热稳定性:Z<W,正确;D项,Al的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,它是两性氢氧化物,错误。
[答案] D
[方法技巧]
短周期元素的位置特征
位置特征 | 元素 |
主族序数等于周期数 | H、Be、Al |
主族序数等于周期数的2倍 | C、S |
主族序数等于周期数的3倍 | O |
周期数等于主族序数的2倍 | Li |
周期数等于主族序数的3倍 | Na |
最高化合价与最低化合价之和为0 | C、Si、H |
原子半径最大的元素 | Na |
原子半径最小的元素 | H |
类型三 由元素单质及其化合物的特殊性质推断
[典例3] Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X的焰色试验呈黄色。Q元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍。W、Z最外层电子数相同,Z的核电荷数是W的2倍。元素Y的合金是日常生活中使用最广泛的金属材料之一,下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:rX>rY>rW>rQ
B.X、Y的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应
C.元素Q和Z能形成QZ2型的共价化合物
D.Z元素的氢化物稳定性大于W元素的氢化物稳定性
[解析] X的焰色试验呈黄色,则X为Na元素;Q元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,Q元素原子有2个电子层,最外层电子数为4,故Q为C元素;W、Z最外层电子数相同,二者处于同一主族,Z的核电荷数是W的2倍,故Z为S元素,W为O元素;元素Y的合金是日常生活中使用最广泛的金属材料之一,且为短周期主族元素,则Y为Al元素。电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,原子半径越大,所以原子半径大小顺序为Na>Al>C>O,即rX>rY>rQ>rW,故A错误;X为Na元素,最高价氧化物对应的水化物为NaOH,Y为Al,最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,二者可以反应生成偏铝酸钠和水,故B错误;C元素和S元素可以形成CS2(类比CO2),该物质只含共价键,为共价化合物,故C正确;非金属性:O>S,所以氢化物的稳定性:H2O>H2S,故D错误。
[答案] C
[方法技巧]
(1)短周期主族元素及其化合物的性质特征
①形成化合物种类最多的元素、形成的某种单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素为C。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素为N。
③地壳中含量最多的元素、氢化物在通常情况下呈液态的元素为O。
④单质最轻的元素为H;最轻的金属单质为Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素为Br;金属元素为Hg。
⑥最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的短周期元素为Al。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素为N。
⑧形成的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素为Li、Na、F。
(2)常考元素单质及其化合物的特殊性质(*为以后要学习的物质)
①有颜色的气体:F2(淡黄绿色)、Cl2(黄绿色)、*NO2(红棕色)、O3(淡蓝色)。
②有毒的气体:F2、Cl2、*NO2、*SO2、CO、*NO、*H2S。
③在空气中能产生白雾的气体:HCl、HBr、HI。
④能使湿润的品红试纸褪色的气体:Cl2、O3等。
⑤在空气中燃烧时火焰呈蓝色或淡蓝色的气体:H2、CO、CH4。
⑥能使带火星的木条复燃的气体:O2(常见的)、O3。
⑦铁的化合物的颜色:FeO(黑色)、Fe3O4(黑色)、Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)2(白色)、Fe(OH)3(红褐色)、FeS(黑色)、FeCl3(棕黄色)、Fe2+(溶液中为浅绿色)、Fe3+(溶液中为黄色)。
⑧有漂白性的物质:新制氯水、O3、Na2O2、H2O2。
1.a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
解析:选B 由题意可推出a为O,b为Na或Mg,c为Al,d为S。原子半径:Na(或Mg)>Al>S>O,A项错误;同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,即金属性:Na(或Mg)>Al,B项正确;Al2O3对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3是两性氢氧化物,C项错误;同主族元素自上而下,非金属性逐渐减弱,则对应单质的氧化性逐渐减弱,即氧化性:O2>S,D项错误。
2.四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,Z的原子序数是Y的两倍。下列说法不正确的是( )
X | Y |
|
| Z | W |
A.原子半径(r)大小比较r(Z)>r(W)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W的氧化物对应的水化物酸性比Z的强
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
解析:选C 根据题图中各元素在周期表中的相对位置,设Y的原子序数为x,则Z为x+8,Z的原子序数是Y的两倍,有x+8=2x,解x=8,则可推断出X为N,Y为O,Z为 S,W为Cl。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故r(Z)>r(W),A项正确;根据N和Cl的最外层电子数可推断,N和Cl可形成共价化合物NCl3,B项正确;W的非金属性比Z的强,所以W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Z的强,C项错误;Z(S)的非金属性弱于Y(O),故还原性(失电子能力):S2->O2-,D项正确。
3.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列判断正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.Y元素的单质只能跟酸反应
C.最简单气态氢化物的热稳定性:W>Z
D.W元素的氧化物对应的水化物均为强酸
解析:选C 由短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置可知,W位于第三周期,且W原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍,则其最外层电子数为6,可知W为S元素,则X为N元素,Y为Al元素,Z为Si元素。同周期元素从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径:Y>Z>W,故A错误;Al既能与酸反应,又能与碱反应,故B错误;非金属性:W>Z,则简单气态氢化物的热稳定性:W>Z,故C正确;S元素的最高价氧化物SO3对应的水化物H2SO4为强酸,而SO2对应的水化物H2SO3为中强酸,故D错误。
4.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层只有一个电子,Z位于元素周期表第ⅢA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)
B.由X、Y组成的化合物中均不含共价键
C.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的弱
D.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
解析:选D 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大;X是地壳中含量最多的元素,X为O元素;Y原子的最外层只有一个电子,Y为Na元素;Z位于元素周期表中第ⅢA族,Z为Al元素;W与X属于同一主族,W为S元素。A项,Na、Al、S都是第三周期元素,根据同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,则原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W),错误;B项,由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2,Na2O中只有离子键,Na2O2中既含离子键又含共价键,错误;C项,金属性:Na(Y)>Al(Z),Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的强,错误;D项,非金属性:O(X)>S(W),X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,正确。
5.科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z “组合” 成一种超分子,具有高效的催化性能,其分子结构示意图如图,W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。(注:实线代表共价键,其他重复单元的W、X未标注)下列说法正确的是( )
A.氢化物的热稳定性:X>Y
B.W、X、Y、Z四种元素只能组成两种离子化合物
C.ZW与水反应生成W2的反应中,ZW为还原剂
D.Y与Z可组成阴、阳离子数之比为1∶1的离子化合物
解析:选C 四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z,由化合物的结构可知,X能形成4个共价键,则X为C元素;W的原子序数最小,只形成了1个共价键,则W为H元素;Y能形成2个共价键,则Y为O元素,Z是同周期中金属性最强的元素则Z为Na元素;非金属性:O>C,非金属性越强,元素的氢化物的热稳定性越强,则热稳定性:H2O>CH4,故A错误;H、C、O、Na可形成多种离子化合物,如甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠等,故B错误;ZW是NaH,NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH中H的化合价由-1价→0价,失去电子,做还原剂,所以NaH是还原剂,故C正确;O和Na可形成Na2O和Na2O2两种离子化合物,且阴、阳离子个数比均为1∶2,故D错误。
6.X、Y、Z、M、N是元素周期表中的短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是次外层电子数的3倍,X、M同主族,Y在同周期主族元素中原子半径最大。Z和N可以形成ZN2型化合物。下列有关说法正确的是( )
A.X与Y只能形成一种化合物
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>Y
C.元素X、Y、Z的简单离子具有相同电子层结构,且离子半径依次增大
D.单质的氧化性:X>M
解析:选D 根据题意,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则X为O元素;X、M同主族,则M为S元素;原子序数:Y>X,Y在同周期主族元素中原子半径最大,可推断出Y为Na元素;N的原子序数比M的大,且同为短周期主族元素,则N为Cl;Z和N可以形成ZN2型化合物,则Z为Mg元素。Na与O可以形成Na2O,也可以形成Na2O2,故A项错误;Na的金属性强于Mg,则NaOH的碱性强于Mg(OH)2,故B项错误;电子层结构相同的离子,原子序数越大离子半径越小,则离子半径:O2->Na+>Mg2+,故C项错误;同主族元素从上到下非金属性减弱,所以单质的氧化性:O2>S,故D项正确。
[分级训练·课课过关]
1.下列物质属于共价化合物的是( )
A.N2 B.MgCl2
C.CO2 D.KOH
解析:选C 氮气是单质,只含共价键,故A错误;MgCl2是离子化合物,故B错误;二氧化碳分子中只存在共价键,属于共价化合物,故C正确;氢氧化钾中存在离子键和共价键,属于离子化合物,故D错误。
2.下列分子的电子式书写正确的是( )
解析:选C N最外层有5个电子,与3个H形成3对共用电子,形成8电子稳定结构,题给电子式未能全部表示出最外层电子,A项错误;Cl最外层有7个电子,4个Cl与1个C形成4对共用电子,使各自最外层达到8电子稳定结构,Cl最外层电子未能全部标出,B项错误;在N2中,2个N之间形成3对共用电子,使各自最外层达到8电子稳定结构,C项正确;在CO2中,C必须与每个O之间形成2对共用电子,才能满足8电子稳定结构,D项错误。
3.下列有关化学键的说法正确的是( )
A.NaCl和HCl中含有的化学键的类型相同
B.NaOH中含有离子键和非极性共价键
C.O2和CO2中均只含有共价键
D.MgCl2中含有离子键和共价键
解析:选C NaCl含离子键,HCl含共价键,所以NaCl和HCl中含有的化学键的类型不相同,故A错误;NaOH为既含离子键又含极性共价键的离子化合物,故B错误;O2含非极性共价键,CO2含极性共价键,所以O2和 CO2中均只含有共价键,故C正确;MgCl2为只含离子键的离子化合物,故D错误。
4.将等物质的量的硫酸和氢氧化钠反应后所得到的溶液蒸干,可得到NaHSO4。下列关于NaHSO4的说法正确的是( )
A.因为NaHSO4是离子化合物,所以NaHSO4固体能够导电
B.NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数之比是2∶1
C.NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键
D.NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
解析:选D 虽然NaHSO4是离子化合物,但其固体中不存在自由移动的阴、阳离子,因而不能导电,A错误;NaHSO4固体中阳离子和阴离子(HSO)的个数之比是1∶1,B错误;NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键,C错误;NaHSO4固体溶于水时电离成Na+、H+和SO,破坏的是离子键和共价键,D正确。
5.现有下列物质:①Cl2;②Na2O2;③NaOH;④HCl;⑤H2O2;⑥MgF2。
(1)只由离子键构成的物质是____________________(填序号,下同)。
(2)只由极性键构成的物质是________。
(3)只由非极性键构成的物质是________。
(4)由极性键和非极性键构成的物质是________。
(5)由离子键和极性键构成的物质是________。
(6)由离子键和非极性键构成的物质是________。
(7)属于离子化合物的物质是________。
(8)属于共价化合物的物质是________。
答案:(1)⑥ (2)④ (3)① (4)⑤ (5)③ (6)② (7)②③⑥ (8)④⑤
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