专题17 化学键 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版(2022年)
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一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法正确的是
A.冰熔化时,分子中化学键发生断裂
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与氢键无关
C.非极性键不可能存在于离子化合物中,由非金属元素组成的化合物中一定不存在离子键
D.含有阴离子的物质一定含有阳离子
【答案】B
【解析】A.冰融化,水分子间隔变大,没有化学键断裂,A项错误;B.氢键属于分子间作用力的一种,与热稳定性无关,B项正确;C.NH4NO3由非金属元素组成,存在离子键,C项错误; D.含有阴离子的化合物一定含有阳离子,D项错误; 故选B。
2.下列有关化学用语表述不正确的是
A.的结构示意图: B.中子数为9的氧原子:9O
C.N2H4的结构式: D.氮化镁的电子式为:
【答案】B
【解析】A.钙的核电荷数为20,的结构示意图,故A正确;B.元素符号左上角的数字表示质量数,质量数=中子数+质子数,所以中子数为 9 的氧原子:O,故B错误;C.N2H4分子中4个氢原子与2个氮原子形成四个共价键,两个氮原子之间形成一条共价键,所以N2H4的结构式:,故C正确;D.氮化镁属于离子化合物,镁失去最外层电子,氮原子得到电子,所以氮化镁的电子式为:,故D正确;故答案:B。
3.下列化学用语正确的是
A.乙酸分子的比例模型:
B.二氧化碳、二氧化硅的分子式分别为:CO2、SiO2
C.质子数为86、中子数为136的氡原子:Rn
D.Mg和Cl形成离子键的过程:
【答案】C
【解析】A.为球棍模型,乙酸分子的比例模型为:,A错误;B.只有分子构成的物质才有分子式。二氧化硅是由原子直接构成的,SiO2 是二氧化硅的化学式,不能称为“分子式”,故B错误;C.质子数为86、中子数为136,质量数=质子数+中子数=86+136=222,故该氡原子:Rn,C正确;D.Mg和Cl形成离子化合物MgCl2,其电子式为,故形成过程为:,D错误;故选C。
4.反应CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O可用于捕捉废气中的CO2,下列叙述正确的是
A.CO2是由极性键构成的非极性分子
B.Na2CO3属于弱电解质,其水溶液呈碱性
C.NaOH溶液既含离子键,又含共价键
D.CO的水解方程式:CO+ 2H2OH2CO3 + 2OH−
【答案】A
【解析】A.CO2分子中含有C=O键,为极性共价键,其分子结构为直线型,正负电荷中心重合,为非极性分子,A正确; B.碳酸钠在水溶液中可以完全电离,为强电解质,B错误; C.NaOH溶于水时离子键被破坏,所以NaOH溶液中并不含离子键,C错误; D.碳酸为二元弱酸,所以碳酸根的水解分步:CO+H2OHCO+OH−、HCO+ H2O H2CO3+OH−,D错误;综上所述答案为A。
5.NaN3是汽车安全气囊系统中普遍使用的物质之一。当汽车受到猛烈碰撞时,瞬间引发反应:2NaN3 = 2Na + 3N2↑,同时释放大量的热。NaN3为离子化合物,下列说法正确的是
A.生成3 mol N2时,转移2 mol电子 B.1个中含有21个电子
C.NaN3中只含离子键 D.N2的电子式为 N⋮⋮N
【答案】A
【解析】A.由反应式可知,生成3 mol N2时,同时生成2 molNa,则转移2 mol电子,故A正确;B.已知NaN3为离子化合物,其阴离子为,1个中含有73+1=22个电子,故B错误;C.NaN3中,钠离子和叠氮根离子之间为离子键,叠氮根离子中还存在共价键,故C错误;D.N2分子中,每个原子都应满足8电子稳定结构,则N2电子式应为 ,故D错误;答案选A。
6.飞秒激光技术的发展,使得“观测化学反应过程中原子的运动情况”成为可能。科学家发现,激光脉冲照射碘化钠时,Na+和I-两核间距为1.0~1.5nm,呈现离子键;两核间距约0.28nm,呈共价键。下列说法中,正确的是
A.离子化合物不可能含有共价键 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.NaOH晶体中就有离子键和共价键,但不是泽维尔的研究成果,故A错误; B.由题中信息可知,当核间距改变时,键的性质会发生改变,这说明离子键和共价键没有明显的界线;C.NaI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.NaI晶体是离子化合物,如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B。
7.一种用于合成治疗免疫疾病药物的物质,其结构如图所示,其中X、Y,Z、Q、W为原子序数小于20且原子序数依次增大的元素,Z与Q同主族,Q和W的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是
A.WZX与W2Z化学键类型相同
B.W的单质在Z的单质中燃烧产物是W2Z2
C.W2Q2Z3溶液与Q的最高价氧化物对应的水化物反应有黄色浑浊和无色气体产生
D.Y的氢化物的熔点一定低于Z的氢化物的熔点
【答案】C
【解析】A.WZX为KOH,属于离子化合物,存在离子键和极性共价键;W2Z为K2O,属于离子化合物,只存在离子键,故A错误; B.金属K在O2中燃烧的产物为K2O2和KO2,故B错误; C.W2Q2Z3为K2S2O3,S的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,两者发生反应,生成硫酸钾、硫单质、二氧化硫气体,因此看到有黄色浑浊和无色气体产生,故C正确; D.C的氢化物如石焟在常温是固体,而O的氢化物H2O、H2O2在常温下是液体,故C错误; 选C。
8.由短周期主族元素组成的化合物是新能源的优质电解质,M、X、Y、Z、W原子序数依次增大,且总和为42,下列有关叙述错误的是
A.元素非金属性X>Y>Z>W B.最简单的氢化物沸点Y>Z>X
C.Y与W、X均可形成多种化合物 D.原子半径M>X>Y>Z
【答案】A
【解析】A.同周期自左至右非金属性减弱,所以元素非金属性F>O>C,即Z>Y>X,A错误;B.H2O、HF分子间可形成氢键,沸点较高,且常温下水为液体,HF为气体,所以氢化物的沸点H2O>HF>CH4,B正确; C.Y与W、X可以形成SO2、SO3和CO、CO2,C正确;D.M、X、Y、Z为同周期元素,原子半径依次减小M>X>Y>Z,D正确;综上所述答案为A。
9.科学家利用原子“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其分子结构如图所示(短线代表共价键),其中W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数依次递增,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。设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Y>Z>W
B.Y与W、X、Z均能形成至少两种化合物
C.1molZW与水发生反应生成1molW2,转移电子2NA
D.最简单氢化物的沸点:Y>X
【答案】C
【解析】A.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越小离子半径越大,所以离子键半径O2->Na+>H+,即Y>Z>W,A正确;B.O与H元素可以形成水和过氧化氢,O与C元素可以形成CO和二氧化碳,O与Na元素可以形成氧化钠和过氧化钠,B正确; C.ZW即NaH,与水反应方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑,该反应为H元素的归中反应,所以1molNaH反应时转移电子数为NA,C错误; D.由于H2O分子间存在氢键,所以简单氢化物的沸点H2O>CH4,D正确; 综上所述答案为C。
10.关于氢键的下列说法正确的是
A.每一个水分子内有两个氢键
B.乙醇易溶于水是因为二者可形成分子间氢键
C.冰中存在氢键,液态水中不存在氢键
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
【答案】B
【解析】A.冰中每一个水分子存在两个分子间氢键,故A错误;B.乙醇易溶于水主要是因为二者可形成分子间氢键,溶解性增大,故B正确;C.冰中存在氢键,液态水中也存在氢键,故C错误;D.H2O是一种非常稳定的化合物,是氧氢键键能比较大,与氢键无关,故D错误。
综上所述,答案为B。
二、多选题(每小题有一个或两个选项符合题意)
11.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,非金属元素Y的原子序数是Z原子的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是
A.简单离子半径:W>Z>X
B.X与W形成的二元化合物中不可能含有共价键
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
D.ZW-中W原子和Z原子最外层都满足8电子稳定结构
【答案】AB
【解析】由分析可知,W、X、Y、Z分别是O、Na、Si、Cl四种元素,故有:
A.W、Z、X的简单离子分别为O2-、Cl-、Na+,故半径大小为:Z > W >X,A错误;B.X与W即Na和O,形成的二元化合物Na2O中不含共价键,但Na2O2中含有共价键,B错误;C.由于Cl的非金属性比Si的强,故最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y,C正确;D.ZW-即ClO-中W原子O和Z原子Cl的最外层都满足8电子稳定结构,D正确;故答案为:AB。
12.近年来,甲醇与CO2直接合成DMC(CH3OCOOCH3)备受关注,一种在有氧空位的催化剂上合成DMC的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.该催化过程既有化学键的断裂,又有化学键的形成
B.上述过程包括吸附和脱附,其中4属于脱附
C.催化剂的使用可以降低活化能,改变该反应的反应热
D.合成DMC的总反应方程式为2CH3OH+CO2CH3OCOOCH3+H2O
【答案】C
【解析】A.该催化过程既有化学键的断裂,又有化学键的形成,A正确;B.上述过程包括吸附和脱附,其中4属于脱附,B正确;C.催化剂的使用可以降低活化能,但不能改变反应热,C错误;D.合成DMC的总反应的方程式为,D正确;故选C。
13.氮化钠(Na3N)和氢化钙(CaH2)均属于离子化合物,微粒结构和化学性质方面均存在某种相似性。下列与之相关的分析正确的是
A.离子半径的大小:Na+> N3-
B.构成这两种化合物的化学键只有离子键,没有共价键
C.它们与水发生的反应均属于氧化还原反应
D.将两者组成的固体混合物溶于足量盐酸中可以获得三种不同的盐
【答案】BD
【解析】A.钠离子和氮离子的电子层结构相同,钠元素的原子序数大于氮,所以离子半径:N3->Na+,故A错误;B.氮化钠和氢化钙中只存在金属元素和非金属元素之间的离子键,不存在非金属元素之间的共价键,故B正确;C.Na3N+3H2O=3NaOH+NH3↑,CaH2+H2O=Ca(OH)2+H2↑,根据方程式知,氮化钠和水反应不是氧化还原反应,故C错误;D.两者组成的固体混合物溶于足量盐酸中发生Na3N+3H2O=NH3+3NaOH①、NH3+HCl=NH4Cl②、NaOH+HCl=NaCl+H2O③、CaH2+H2O=Ca(OH)2+H2↑④、Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O⑤,所以生成三种盐,故D正确;答案选BD。
14.短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增,最外层电子数:3Z+M=X+Y,其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法错误的是
A.简单气态氢化物的稳定性:Y>X
B.简单离子半径:M>Y>Z
C.M的最高价氧化物对应水化物为强酸
D.Z分别与R、X、Y、M形成的化合物中均只含离子键
【答案】D
【解析】A.非金属性越强,简单氢化物越稳定,则简单气态氢化物的稳定性:Y>X,A正确;B.M即氯离子有18电子、半径比较大,Y和Z离子均10电子,具有相同的电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小。则 简单离子半径:M>Y>Z,B正确;C. M的最高价氧化物对应水化物即高氯酸为强酸,C正确;D. Z即Na与Y即O形成的化合物过氧化钠中既含离子键又有共价键,D不正确;答案选D。
15.短周期元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,且X、Y、Q、R的原子的最外层电子数之和为12.X与R同主族,Q是地壳中含量最高的元素。下列说法不正确的是
A.简单离子半径: Z>Q>R
B.最简单氢化物的沸点:Y>Z>Q
C.R的最高价氧化物对应的水化物为强碱
D.X、Z、Q三种元素可形成离子化合物和共价化合物
【答案】BD
【解析】A.Z、Q、R对应的简单离子分别为N3-、O2-、Na+,电子层结构相同,则核电荷数越小半径越大,所以半径N3->O2-> Na+,即Z>Q>R,A正确;B.Y的最简单氢化物为CH4,Z的最简单氢化物为NH3,Q的最简单氢化物为H2O,NH3和H2O分子之间均存在氢键,沸点高于CH4,而H2O常温下为液体,沸点高于NH3,所以沸点H2O>NH3>CH4,即Q>Z>Y,B错误;C.Na元素最高价氧化物对应的水化物为NaOH,是一种强碱,C正确;D.若X为Li元素,则Li、N、O只能形成离子化合物,D错误;答案选BD。
三、填空题
16.如表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
⑩
(1)已知第四周期有18种元素,其中元素⑩的一种核素,中子数为45,用原子符号表示该核素为_______。
(2)由元素①和④形成的10电子分子的结构式为_______。
(3)用电子式表示元素⑤和⑦的原子形成的化合物(该化合物含有三个原子核)的形成过程_______。
(4)由元素④和⑤构成的淡黄色固体,该化合物所含的化学键类型为_______,元素④和⑦的简单氢化物沸点较高的是_______(填化学式),理由是:_______。元素⑧和⑩的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是(填化学式)_______。
(5)元素⑦、⑧、⑨的离子半径由大到小的顺序是_______(用离子符号表示);元素⑨的最高价氧化物的水化物与元素⑥的最高价氧化物反应的离子方程式为_______。
(6)已知NH3•H2O的电离方程式为NH3•H2ONH+OH-,试判断NH3溶于水后形成的NH3•H2O的合理结构_______(填字母代号)。
【答案】(1)Br (2) H—O—H
(3)
(4)离子键、非极性共价键 H2O 水分子间存在氢键 HClO4
(5)r(S2-)>r(Cl-)>r(K+) Al2O3+2OH-=2AlO+H2O (6)b
【解析】(1)元素⑩为Br,质子数为35,中子数为45,则质量数为35+45=80,用原子符号表示该核素为Br。
(2)元素①为H,④为O,形成的10电子分子为H2O,结构式为H—O—H。
(3)元素⑤为Na,⑦为S,形成的含有三个原子核的化合物为Na2S,用电子式表示其形成过程为:。
(4)元素④为O,⑤为Na,两者构成的淡黄色固体为Na2O2,该化合物是离子化合物,含有离子键,阴离子过氧根离子里还含有非极性共价键;元素④为O,⑦为S,由于水分子间存在氢键,所以H2O的沸点较高。元素⑧为Cl,⑩为Br,元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,Cl和Br是同族元素,Cl的非金属性强于Br,则Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4酸性较强。
(5)元素⑦、⑧、⑨的离子分别为S2-、Cl-、K+,电子层结构相同,质子数越多,半径越小,所以这三种离子半径由大到小的顺序是r(S2-)>r(Cl-)>r(K+);元素⑨为K,最高价氧化物的水化物为KOH,元素⑥为Al,最高价氧化物为Al2O3,两者反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O。
(6)NH3•H2O的电离方程式为NH3•H2ONH+OH-,当NH3溶于水后,和水分子间形成氢键,要形成NH,则需要用NH3的N和水分子中的H形成氢键,则形成的NH3•H2O的合理结构是b。
17.(1)下列八种物的晶体中,①②③④⑤⑥⑦乙烯⑧
只存在极性共价键的是______,存在非极性共价键的是______;只存在离子键的是______;不存在化学键的是______;存在分子间作用力的是______。(填写序号)
(2)下列过程中①干冰升华②融化③溶于水④溶于水⑤氢气在氧气中燃烧⑥融化⑦碳酸氢钠受热分解
未发生化学键破坏的是______;有离子键被破坏的是______;有共价键被破坏的是______(填写序号)
【答案】(1)②③⑧ ⑥⑦ ⑤ ① ①②③⑥⑦
(2)① ②③⑦ ④⑤⑥
【解析】(1)①Ne中不存在化学键只含分子间作用力;②H2O中只含极性共价键;③NH3中只含极性共价键;④中既含离子键和极性共价键;⑤中只含离子键;⑥中只含非极性共价键;⑦乙烯中含非极性共价键和极性共价键;⑧中只含极性共价键;所以只存在极性共价键的是②③⑧,存在非极性共价键的是⑥⑦,只存在离子键的是⑤,不存在化学键的是①,存在分子间作用力的是①②③⑥⑦,故本题答案为:②③⑧;⑥⑦;⑤;①;①②③⑥⑦;(2)①干冰的升华只是状态的变化,化学键没被破坏;②熔化电离出自由移动的离子,离子键被破坏;③溶于水电离出自由移动的离子,离子键被破坏;④溶于水,电离出自由移动的离子,共价键被破坏;⑤氢气在氧气中燃烧,共价键被破坏;⑥融化,共价键被破坏;⑦碳酸氢钠受热分解,破坏了离子键和共价键;所以未发生化学键破坏的是①;有离子键被破坏的是②③⑦;有共价键被破坏的是④⑤⑥;故本题答案为:①;②③⑦;④⑤⑥。
18.下列为元素周期表中的一部分,用化学式或元素符号回答下列问题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑥
⑦
⑪
3
①
③
⑤
⑧
⑩
4
②
④
⑨
(1)11种元素中,化学性质最不活泼的是__________,原子半径最小的是_________。
(2)①②⑤中,最高价氧化物的水化物,碱性最强的是___________。
(3)②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是_________________。
(4)元素⑦的氢化物电子式为_______,该氢化物常温下和元素②的单质反应的离子方程式是________________。
(5)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物化学式为__________和__________。①和⑨两元素形成化合物中化学键的类型为____________,该化合物灼烧时焰色为_________,该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为__________________。
(6)①和⑤最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为___________。
(7)⑧⑨⑪三种元素形成的气态氢化物最稳定的是_______。
【答案】(1)Ar F (2)KOH (3)K+>Ca2+>Mg2+
(4) 2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑
(5)NaOH HBrO4 离子键 黄色 Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
(6) NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O (7) HF
【解析】(1)稀有气体Ar原子最外层为稳定结构,化学性质最不活泼,同周期自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,则原子半径最小的是F;(2)①②⑤中,金属性K>Na>Al,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故KOH的碱性最强;(3)电子层越多离子半径越大,电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:K+>Ca2+>Mg2+;(4)元素⑦的氢化物是H2O,电子式为,常温下K与水反应生成KOH与氢气,反应离子方程式为:2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑;(5)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物的NaOH、HBrO4,①和⑨两元素形成化合物为NaBr,含有离子键,由于含有钠元素,该化合物灼烧时焰色为黄色,氯气与溴化钠反应生成氯化钠与溴单质,反应离子方程式为:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2;(6)①和⑤最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,二者反应生成偏铝酸钠与水,反应方程式为:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O;(7)同一主族从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性:F>Cl>Br,非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,则气态氢化物的稳定性最强的为HF。
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