苏教版 (2019)选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课后作业题

这是一份苏教版 (2019)选择性必修2第三单元 共价键 共价晶体课后作业题，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题
1．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，非金属元素X的基态原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z最高价氧化物对应的水化物是一元强碱，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是
A．原子半径：B．简单氢化物稳定性：
C．第一电离能：D．元素X、Y形成化合物是离子化合物
2．过渡金属的氮化物和碳化物都表现了较好的催化性能，由碳(C)、钨(W)两种元素形成的两种碳化物甲(晶胞边长为a nm)和乙(晶胞边长为b nm)的立方晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A．碳化物甲的化学式为WC
B．晶体甲中与W原子距离最近的W原子有8个
C．晶胞乙中两个C原子最近距离为nm
D．甲、乙两种晶胞的密度比为
3．硫化镉(CdS)难溶于水，常做颜料、油漆的添加剂。以镉铁矿(主要成分是、及少量的和)为原料制备高纯度的流程如下：
已知溶于酸生成。下列说法中错误的是
A．“粉碎过筛”的目的是增大酸浸时的反应速率
B．“还原镉”时每断裂键，生成
C．“氧化”时的离子方程式为
D．上述流程中有多次过滤操作，实验室在进行此操作时用到的玻璃仪器有3种
4．氮氧化物()是大气的主要污染物，某研究小组利用催化剂对催化转化的反应过程与能量变化的关系如图所示，下列说法正确的是
A．总反应的热化学方程式：
B．过渡态的稳定性：
C．反应过程的决速步骤为放热反应
D．催化剂降低了反应的活化能，但不能改变反应热
5．下列化学用语说法正确的是
A．硫离子的结构示意图：
B．的键的电子云轮廓示意图：
C．基态的核外电子排布式：
D．基态O原子核外电子轨道表示式：
6．已知反应：
①
②
相关化学键的键能数据如下：
下列说法不正确的是
A．①中反应物的总能量大于生成物的总能量
B．
C．ΔH1=2(a+d-b-c)kJ/ml
D．
7．我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中，发现一种安全、高效的合成化合物M(结构如图)。已知：X、Y、Z、W均为短周期主族元素，其中X、W、Z的最外层电子数目依次增大，Y与W是同一主族元素，X与Z的原子序数之和为Y的原子序数的两倍。下列说法正确的是
A．仅由Y元素与X元素形成的化合物中不含共价键B．非金属性：
C．中原子最外层末达到D．简单离子半径：
8．是一种常见化工原料，工业上可通过电解熔融制备金属。下图中a为含钠化合物，以下分析错误的是
A．a是B．b是
C．中只含共价键D．在水中的电离可表示为：
9．利用催化剂消除汽油车尾气中的，发生反应：，反应机理及相对能量如下图（TS表示过渡态）所示。下列说法错误的是
A．该反应的
B．该反应过程中，活化能最大的反应为
C．第二次失去O原子时更容易发生
D．整个反应历程中存在着极性键的断裂和非极性键的生成
10．2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的的键能为160kJ/ml(的键能为942kJ/ml)，晶体结构如图所示(已知每个N最外层电子均达到稳定层结构，晶体中没有配位键存在)。有关这种晶体下列说法不正确的是
A．每个氮原子的配位数为3
B．该晶体属于共价晶体
C．这种固体的可能潜在应用是做炸药
D．在高压下氮气发生聚合得到高聚氮，该反应为放热反应
11．由X、Y转化为M的反应历程如图所示，下列说法错误的
A．①→②的总过程放热B．催化剂使反应的降低
C．反应过程中有C-C键形成D．M是
12．“中国芯”的主要原料是单晶硅，制取纯硅的过程如图所示。下列说法正确的是
A．步骤①中的反应为
B．二氧化硅是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸
C．步骤②和③均属于置换反应
D．28g纯硅中含有4mlSi-Si键
13．南京师范大学李亚飞团队发明了在常温常压条件下，通过电化学反应将N2和CO2转化为尿素的绿色尿素合成方法，反应途径如图所示(图中M2B2为二维金属硼化物，M=M、Ti、Cr等过渡金属，*代表吸附)。
下列说法错误的是
A．M2B2是该反应过程的催化剂
B．反应②的产物*COOH中碳元素的化合价为+4
C．该过程中有极性键和非极性键的断裂
D．该过程的总反应式为CO2+N2+6e-+6H+=NH2CONH2+H2O
14．美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳来车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约6到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是
A．人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
B．C60分子内只存在共价键
C．C60是一种新型的化合物
D．C60与12C是同素异形体
15．利用铜-铈氧化物(是活泼金属)催化氧化除去中少量，总反应为，反应机理如下图所示。下列说法正确的是
A．该总反应的平衡常数
B．步骤(i)中有两种元素化合价发生变化
C．步骤(i)、(iii)生成的机理相同
D．步骤(iii)中存在共价键的断裂和共价键的生成
二、填空题
16．我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni等元素。回答下列问题：
(1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是___________(填标号，下同)。
A．B．
C．D．
(2)B、C、N三种元素的电负性从大到小依次为 ，化合物中的σ键和π键的比例是 。
(3)是的一种配合物，IMI的结构为，该配合物的配位原子为 (填序号)，其中碳原子杂化方式为 。写出一种与外界互为等电子体的分子 。IMI中大π键可表示为 (已知苯中的大π键可表示为)。
(4)镍能形成多种配合物，其中是无色挥发性液体，而是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是 。
(5)红银矿NiAs晶体结构如图所示：
①As原子的配位数是 。
②已知为阿伏加德罗常数的值，X射线光谱测算出的晶胞参数为pm、pm，则该晶体的密度为 g/cm3(用含m、n的代数式表示)。
17．氮的很多化合物都是重要的化工原料。
(1)羟胺()可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。的电子式为 。写出两种与羟胺的价电子数相同的双核分子的化学式 。纯羟胺很不稳定，受热即分解为、和，则分解反应的化学方程式： 。
(2)“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。
下列说法正确的是 。
a．反应涉及、键断裂和键生成
b．、和均为极性分子
c．催化中心的先被氧化为，后又被还原为
若将替换为，则表示该过程的化学方程式为： (催化剂可用“”表示)。
(3)联氨(又称肼，，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为 。联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知：的；)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
三、解答题
18．镓()是重要的稀有金属之一，主要应用于半导体行业。一种从砷化镓污泥(主要成分为)中回收镓的工艺流程如图所示：
已知：Ⅰ．是两性氢氧化物，既能溶于强酸又能溶于强碱；
Ⅱ．为灰白色固体，易溶于水，具有还原性。
回答下列问题：
(1)“浆化碱浸”过程中反应的离子方程式为 ；“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式)。
(2)中和“调”沉镓和硅的过程中，保持约为6，若过低镓的回收率将降低，其原因是 。
(3)“除硅”时，镓和硅在溶液中的含量如表所示，由表可知，“除硅”的调节至 范围内，沉淀效果最好；此过程中，加入絮凝剂的目的是 。
(4)溶液经 、 、抽滤、洗涤、干燥得晶体。
(5)用惰性电极电解得到电解尾液和，电解尾液可在 (填操作单元名称)过程中循环使用，提高经济效益。
(6)可生成氮化镓等半导体材料，氮化镓晶胞结构如图，黑球代表，白球代表，晶胞参数为。
①氮化镓晶体中每个原子周围最近的原子的个数为 。
②距离最近的两个原子之间的距离为 (用含的代数式表示)。
19．的治理是当前生态环境保护中的重要课题之一，回答下列问题：
(1)氮元素的常见单质有。中原子之间只形成键，且均达到最外层8电子稳定结构，的结构式为 *．
(2)催化还原，保持其它初始条件不变，使用甲、乙催化剂时，转化率随温度的变化如图1所示。点对应的速率 （填“>”“<”或“=”）．
(3)将含和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，发生反应：。去除率随反应温度变化如图2所示．在范围内，去除率随温度的升高而迅速上升的主要原因是 。
(4)电解氧化吸收法可将废气中的转变为硝态氮。向溶液（起始调至9）中通入，电解产生的将氧化为，从而实现的去除．电解过程中测得溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图3所示。
已知氧化性：；
①电解液中氧化的离子方程式为 。
②电流强度大于后，随电流强度的增加，去除率 （填“上升”“下降”或“不变”），原因是 。
化学键
C-H
C-F
H-F
F-F
键能/(kJ/ml)
a
b
c
d
0.0
2500
1345
0.5
2456
1267
1.0
2438
81
1.5
2420
103
2.0
2200
804
2.5
1879
952
参考答案：
1．B
【分析】基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4，电子总数是8，最高能级电子数是4，符合基态原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，则X为O；Z最高价氧化物对应的水化物是一元强碱，则Z为Na；短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，则Y为F；Y、W最外层电子数相同，则W为Cl，据此解题。
【详解】A．依据电子层数越多，半径越大，则，A错误；
B．非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性F>Cl，则简单氢化物的稳定性，B正确；
C．主族元素同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能，C错误；
D．元素X、Y形成化合物是OF2，是共价化合物，D错误；
答案选B。
2．C
【详解】A．由甲图可知，W原子位于8个顶点和6个面心，C原子位于4条棱的中心以及体心1个，所以晶胞中W原子为，C原子为，所以碳化物甲的化学式为W2C，故A错误；
B．晶体甲中与W原子距离最近的W有12个，故B错误；
C．由乙的晶胞可知，两个C原子最近距离为面对角线长度的一半，故C正确；
D．甲的化学式为W2C，乙的化学式为WC，晶胞的质量比不为1:2，甲乙两种晶胞的密度比不会是，故D错误；
故答案为：C。
3．B
【详解】A．“粉碎过筛”可以增大反应物接触面积，从而增加酸浸时的反应速率，故A正确；
B．依题意，CH3OH被氧化成CO2，被还原成，离子方程式为，反应物中含链的物质为CH3OH、H2O，断裂键，生成，故B错误；
C．“氧化”时将转化为以便在“调”时除去Fe，故C正确；
D．实验室在进行过滤时用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗3种，故D正确；
故答案为：B。
4．D
【详解】A．总反应的热化学方程式为，未标物质状态，A错误；
B．能量越低越稳定，因此过渡态的稳定性：，B错误；
C．反应过程的决速步骤为，此过程为吸热反应，C错误；
D．反应热只与反应物的始态和终态有关系，与反应过程无关，因此催化剂能降低反应活化能，但不能改变反应热，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．硫离子的结构示意图：，A错误；
B．HCl的s-pσ键的电子云轮廓示意图：，B正确；
C．基态的核外电子排布式：，C错误；
D．基态原子核外电子轨道表示式：，D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．①是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确；
B．反应①②中生成物不同， ,B错误；
C．反应热等于断键吸收的总能量和形成化学键所放出的总能量的差值，因此ΔH1=(4a+2d-2a-2b-2c)kJ/ml，故C正确；
D．依据盖斯定律②－①即得到ΔH=ΔH2−ΔH1 ，D正确；
故选B。
7．B
【分析】X、Y、Z、W均为短周期主族元素，其中X、W、Z的最外层电子数目依次增大，Y与W是同一主族元素，X与Z的原子序数之和为Y的原子序数的两倍，W能形成6个化合键，则Y为O、W为S；Z形成1个共价键为F；X形成3个共价键，为N。
【详解】A．仅由O元素与N元素形成的化合物NO中含有共价键，故A错误；
B．同周期元素由左到右，随核电荷数的增加，非金属性增强；同主族元素由上到下，随电子层数的增加，非金属性减弱，非金属性：，故B正确；
C．中O原子形成2个共价键，最外层达到，故C错误；
D．S2-含有3个电子层，F-含有2个电子层，则简单离子半径：，故C错误；
故选B。
8．D
【分析】电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气；电解熔融氯化钠生成钠和氯气。
【详解】A．电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气，a是，故A正确；
B．电解熔融氯化钠生成钠和氯气，b是，故B正确；
C．是非金属单质，只含共价键，故C正确；
D．电离的条件是溶于水，在水中的电离可表示为NaCl=Na++Cl-，故D错误；
选D。
9．C
【详解】A．ΔH=生成物总能量-反应物总能量，由图可知，生成物总能量小于反应物总能量，则ΔH<0，A正确；
B．该反应有3个基元反应，活化能分别为596.8kJ/ml、260kJ/ml、496.8kJ/ml，则最大活化能为596.8kJ/ml，对应的反应为：2NO(g)⇌N2O2(g) ΔH=+398.4kJ/ml，B正确；
C．N2O2第一次、第二次失去O原子的反应对应的活化能分别为260kJ/ml、496.8kJ/ml，即N2O2第一次失去O原子的反应的活化能小于第二次，活化能越低反应越容易发生，则N2O2第一次失去O原子时更容易发生，C错误；
D．NO中N、O原子间化学键断裂存在极性键的断裂，N2中形成属于非极性键的生成，D正确；
故选C。
10．D
【详解】A．从N原子结构结合晶体结构模型分析，高聚氮晶体中每个N原子和另外3个N原子相连形成空间网状结构，属于原子晶体。所以配位数为3，故A正确；
B．原子晶体内部全部都是由共价键构成，属于共价晶体，故B正确；
C．由于高聚氮晶体中大量的N—N键，并且N—N的键能比N≡N的低得多，易破坏，所以高聚氮可能成为炸药，故C正确；
D．高聚氮转变成氮气会释放大量能量，所以高压下氮气发生聚合得到高聚氮是吸热反应，故D错误；
故选D。
11．B
【详解】A．从图中可知，①状态下体系能量高于②状态下体系能量，则①→②是放热过程，A正确；
B．催化剂只改变反应的活化能，不能改变ΔH的值，B错误；
C．从过渡态到②的过程中，有C-C键的形成，C正确；
D．从图中可知，M为CH3COOH，D正确；
故答案选B。
12．C
【详解】A．步骤①中的反应为SiO2和焦炭在高温条件生成粗硅和CO，，故A错误；
B．二氧化硅是酸性氧化物，但其不溶于水也不能与水反应，故B错误；
C．步骤②,属于置换反应,③也属于置换反应，故C正确；
D．硅晶体中1mlSi与另外4mlSi形成Si-Si键，但是这个Si只占每个键的一半，所以1ml纯硅含有2mlSi-Si键，即28g纯硅中含有2mlSi-Si键，故D错误；
故答案为：C。
13．B
【详解】A．由图可知，该过程的总反应为CO2+N2+6e-+6H+=NH2CONH2+H2O，M2B2既不是反应物也不是生成物，是该反应过程的催化剂，A项正确；
B．*COOH中H、O元素的化合价分别为+1价、-2价，根据正负化合价的代数和为0可知碳元素的化合价为+3价，B项错误；
C．由图可知，存在C=O极性键和N≡N非极性键的断裂，C项正确；
D．由图可知，该过程的总反应式为CO2+N2+6e-+6H+=NH2CONH2+H2O，D项正确；
故选B。
14．B
【详解】A．“纳米车”的直径约6-9纳米，肉眼不可见，A错误；
B．C60分子内只存在碳碳共价键，B正确；
C．C60是一种单质而不是化合物，C错误；
D．C60为碳单质，12C是碳元素的一种同位素，两者不是同素异形体，D错误；
故选B。
15．D
【详解】A．根据反应方程式，可得该总反应的平衡常数为：，A项错误；
B．通过步骤(i)可知，CO变成，碳元素化合价升高，故Cu和Ce化合价会降低，所以步骤(i)中有三种元素化合价发生变化，B项错误；
C．由反应机理可知，步骤(i)是一氧化碳与铜-铈氧化物中的氧元素结合，生成二氧化碳，步骤(iii)是一氧化碳与氧气中的氧元素结合，生成二氧化碳，生成二氧化碳的机理不相同，C项错误；
D．步骤(iii)中氧气中的氧氧共价键发生断裂，同时有碳氧共价键生成，存在共价键的断裂和共价键的生成，D项正确；
故选D。
16．(1)A
(2) N>C>B 3:4
(3) 1 、
(4)是离子晶体，融化时需要破环离子键，而是分子晶体，融化时需要破环范德华力
(5) 6
【详解】（1）硼为5号元素，基态硼原子的电子排布为，s轨道全满，为较稳定结构，其他为激发态，故A失去一个电子需要吸收的能量最多，故答案为：A；
（2）B、C、N三种元素在周期表中位于同周期从左往右的位置，而同周期主族元素从左往右负性依次增强，所以电负性从大到小依次为N>C>B；化合物中的存在碳氮之间为三键、碳碳之间为单键，σ键个数为3和π键个数为4，其比例是3:4;
（3）1号氮原子有孤电子对可做配体原子形成配位键，3号碳原子形成了4个键，为杂化环上碳原子形成3个键，为杂化；具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相互称为等电子体，与外界互为等电子体的分子有：；环上的原子为杂化，1号氮原子中孤电子对占据一个的杂化轨道，一个为参与杂化的2p电子形成排线，每个碳原子提供一个未参与杂化的2p电子形成排键。二号氮原子提供两个电子形成π键，形成5个原子，6个电子的大π键，可表示为。
（4）的熔点高于的原因是：是离子晶体，融化时需要破环离子键，而是分子晶体，融化时需要破环范德华力；
（5）从图中可以看出，离As最近且距离相等的Ni有6个，所以As原子的配位数是6；晶胞的体积为=，晶胞含2个As，2个Ni，晶胞的质量为，晶胞的密度为g/cm3= g/cm3。
17．(1) 、等
(2) abc
(3)
【详解】（1）的电子式，因此与羟胺的价电子数相同的双核分子的化学式有、等；由于受热即分解为、和，则其分解方程式为；
（2）a．由反应历程可知，反应涉及、键断裂和键生成，正确；
b．、和正负电中心不重合，均为极性分子，正确；
c．由反应历程可知，催化中心的先被氧化为，后又被还原为，正确；
故选abc；
由反应历程可知，反应过程中，生成的H2N -NH2有两个氢原子来源于NH3，若将替换为，则表示该过程的化学方程式为；
（3）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为，联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离方程式为，平衡常数；第二步电离方程式为，联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。
18．(1) GaAs+2OH-＋4H2O=[Ga(OH)4]-++3H2↑ Fe2O3、CaCO3
(2)Ga(OH)3溶于H2SO4溶液
(3) 1.01.5 将H2SiO3转化为颗粒较大的沉淀，便于过滤除去
(4) 蒸发浓缩 冷却结晶
(5)调pH
(6) 6
【分析】由题给流程可知，砷化镓污泥加入氢氧化钠溶液浆化碱浸时，砷化镓与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合镓酸钠、亚砷酸钠和氢气，二氧化硅溶解生成硅酸钠，氧化铁和碳酸钙与氢氧化钠溶液不反应，过滤得到含有氧化铁、碳酸钙的滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸溶液调节溶液pH约为6，将四羟基合镓酸钠、硅酸钠转化为氢氧化镓、硅酸沉淀，过滤得到亚砷酸钠溶液和氢氧化镓、硅酸混合物；向混合物中加入硫酸溶液和絮凝剂，硫酸溶液将氢氧化镓转化为硫酸镓，絮凝剂将硅酸转化为颗粒较大的沉淀，过滤得到含有硅酸的滤渣和硫酸镓溶液；电解硫酸镓溶液得到镓和可以循环使用的硫酸尾液。
【详解】（1）由分析可知，浆化碱浸发生的反应为砷化镓与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合镓酸钠、亚砷酸钠和氢气，反应的离子方程式为GaAs+2OH-＋4H2O=[Ga(OH)4]-++3H2↑；滤渣Ⅰ的主要成分为氧化铁和碳酸钙，故答案为：GaAs+2OH-＋4H2O=[Ga(OH)4]-++3H2↑；Fe2O3、CaCO3；
（2）由题给信息可知，氢氧化镓是两性氢氧化物，若溶液pH过低，氢氧化镓会溶于硫酸溶液，导致镓的回收率将降低，故答案为：Ga(OH)3溶于H2SO4溶液；
（3）由表格数据可知，除硅时，溶液pH在1.01.5的范围内溶液中镓元素的含量较高，硅元素的含量较低，沉淀效果最好，所以调节溶液pH的范围为1.01.5；由分析可知，加入絮凝剂的目的是将硅酸转化为颗粒较大的沉淀，便于过滤除去，故答案为：1.01.5；将H2SiO3转化为颗粒较大的沉淀，便于过滤除去；
（4）由题意可知，得到亚砷酸钠晶体的操作为亚砷酸钠溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥得到亚砷酸钠晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（5）由分析可知，电解硫酸镓溶液得到镓和可以在调pH步骤能循环使用的硫酸尾液，故答案为：调pH；
（6）①由晶胞结构可知，位于体心的镓原子与位于面心的氮原子的距离最近，则每个镓原子周围最近的氮原子的个数为6，故答案为：6；
②由晶胞结构可知，距离最近的两个镓原子之间的距离为面对角线的，由晶胞参数为anm可知，距离为nm，故答案为：。
19．(1)
(2)＞
(3)随温度升高，催化剂活性增强，与温度升高共同作用，使NO的去除反应速率迅速上升
(4) 3ClO-+ 2NO + 2OH-=2NO+ 3Cl－+ H2O 下降 随着电流强度的增大，ClO-转化为ClO，ClO氧化性较弱
【详解】（1）分子中每个氮原子均为8电子稳定结构，结构简式为： 。
（2）由于在催化剂乙作用下，图中M点对应的转化率低于催化剂甲时对应的转化率，因此反应没有达到平衡状态，反应向正反应方向进行，则速率v（正）＞v（逆）。
（3）该催化剂可能在较高温度下具有较高的活性，则在范围内，去除率随温度的升高而迅速上升的主要原因是随温度升高，催化剂活性增强，与温度升高共同作用，使NO的去除反应速率迅速上升。
（4）①根据题意，ClO-氧化吸收NO生成硝酸根离子，本身被还原为氯离子，且溶液为碱性，故离子方程式为3ClO-+2NO+2OH-=2NO+ 3Cl-+ H2O；
②根据图可知电流强度增大到4A之后，次氯酸根的浓度会下降，而氧化性较弱的氯酸根离子浓度增大，从而导致NO去除率下降，而只有温度较高时才会有氯酸根离子生成，则原因为：随着电流强度的增大，ClO-转化为ClO，ClO氧化性较弱。