化学键与分子间作用力专项训练
一、正确理解各类化学键
1．下列叙述中错误的是 ( )
A．离子键没有方向性和饱和性，共价键有方向性和饱和性
B．配位键在形成时，由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
C．金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用
D．金属键中的“自由电子”为金属阳离子共用
2．下列说法正确的是 ( )
A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B．H3O＋的存在，说明共价键没有饱和性
C．所有的共价键都有方向性
D．凡是有空轨道的微粒，都能接受孤对电子形成牢固的配位键
3．下列说法中不正确的是 ( )
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，两个π键
4．下列粒子中，与H3O＋所含质子数、电子数相等，且化学键类型相同的粒子是 ( )
A．Na＋ B．NH
C．Ne D．NH3
5．在下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是 ( )
A．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2O===HClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O
二、杂化轨道理论与分子空间构型
6．说明NH3分子的空间构型是三角锥形结构，而不是平面正三角形结构的充分理由是 ( )
A．NH3分子是极性分子
B．NH3分子内3个共价键的键角、键长相等
C．NH3分子内3个共价键的键长相等，3个键角都等于107.3°
D．NH3分子内3个共价键的键长相等，3个键角都等于120°
7．下列关于SO2与CO2分子的说法正确的是 ( )
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp1杂化
C．S原子和C原子上都没有孤对电子
D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构
8．下列描述中正确的是 ( )
A．CS2为V形的极性分子
B．ClO的空间构型为平面三角形
C．SF6中有4对完全相同的成键电子对
D．SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化
三、分子的性质
9．有机物具有手性，发生下列反应后，分子仍具有手性的是 ( )
①与H2发生加成反应 ②与乙酸发生酯化反应
③发生水解反应 ④发生消去反应
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
10．微波炉加热时，电炉内的微波场以极高的频率改变电场的方向，使水分子迅速摆动而产生热效应。在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动的原因是 ( )
A．水分子具有极性共价键
B．水分子中有共用电子对
C．水由氢、氧两种元素的原子组成
D．水分子是极性分子
11．下列说法中正确的是 ( )
A．甲硫醇(CH3SH)比甲醇的熔点低的原因是甲醇分子间易形成氢键
B．氯化钠易溶于水是因为形成了氢键
C．氨易液化与氨分子间存在氢键无关
D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
12．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是 ( )
A．氢键 分子间作用力 非极性键
B．氢键 氢键 极性键
C．氢键 极性键 分子间作用力
D．分子间作用力 氢键 非极性键
13．在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是 ( )
A．熔点：CO2>KCl>SiO2
B．水溶性：HCl>H2S>SO2
C．沸点：乙烷>戊烷>丁烷
D．熔点：Al>Mg>Na
四、综合应用题
14．下列说法中错误的是 ( )
A．SO2、SO3都是极性分子
B．在NH和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键
C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强
D．金刚石晶体中碳原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性
15.罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如右图所示(与白磷P4相似)。已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量，生成 1 mol N≡N键放出 942 kJ 热量。由此判断下列说法正确的是 ( )
A．N4属于一种新型的化合物
B．N4与N2互为同分异构体
C．N4沸点比P4(白磷)高
D．1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量
16．S2Cl2是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是 ( )
A．为非极性分子
B．分子中既含有极性键又含有非极性键
C．与S2Br2结构相似，熔、沸点S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
17.短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4，其中属于极性分子的是__________(填序号)。
(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是________________。
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为_______________________________
__________(填化学式)。
18．HN3称为叠氮酸，常温下为无色有刺激性气味的液体。N也被称为类卤离子。用酸与叠氮化钠反应可制得叠氮酸。而叠氮化钠可从下列反应制得：NaNH2＋N2O===NaN3＋H2O。HN3、浓盐酸混合液可溶解铜、铂、金等不活泼金属，如溶解铜生成CuCl。试回答下列问题：
(1)基态氮原子核外电子轨道表示式为_____________________________________。
(2)元素N、S、P的第一电离能(I1)由大到小的顺序为__________________。
(3)N的空间构型是____________，与N互为等电子体的分子的化学式为______________ (写一种)。NH的电子式为__________________，其中心原子的杂化类型是______________。
(4)CuCl中的键型为______________。
答案
1．B 2．A 3．C 4．B 5．A 6．C 7．D 8．D 9．B 10．D 11．A 12．B 13．D 14．A 15．D 16．A
17．(1)③
(2)H2O分子间形成氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
18．(1)
(2)N>P>S (3)直线形 CO2(或N2O、CS2，写1个即可) sp3 (4)配位键(写共价键也可)
原子结构专项训练
一、原子核外电子运动状态的描述
1．1913年，丹麦科学家玻尔第一次认识到氢原子光谱是氢原子的电子跃迁产生的。玻尔的原子结构理论，一个很大的成就是 ( )
A．证明了原子核外电子在圆形轨道上运动
B．提出了原子核是可以进一步细分的
C．解决了氢原子光谱和原子能级之间的关系
D．应用了量子力学理论中的概念和方法
2．下列叙述中，正确的是 ( )
A．在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子
B．在一个基态多电子的原子中，不可能有两个能量完全相同的电子
C．在一个基态多电子的原子中，L层上的电子能量肯定比K层上的电子能量高
D．如果某一基态3p能级上仅有2个电子，它们自旋方向必然相反
3．下列说法中正确的是 ( )
A．所有的电子在同一区域里运动
B．在离原子核较近的区域内运动的电子能量较高，在离原子核较远的区域内运动的电子能量较低
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．同一原子中，4s、4p、4d、4f所能容纳的电子数越来越多，各能级能量大小相等
二、原子结构及其核外电子排布
4．最新科技报道，美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢微粒，这种新粒子是由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成，对于这种微粒，下列说法正确的是( )
A．该微粒为电中性
B．它是氢元素的一种新的同位素
C．它的化学式为H3
D．它比一个普通H2分子多一个氢原子核
5．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是 ( )
三、元素周期表与元素周期律
6．下列有关元素周期表的叙述正确的是 ( )
A．元素周期表中ⅠA族元素又称为碱金属元素
B．元素周期表中每一周期元素的种类均相等
C．元素周期表的形成原因是核外电子排布的周期性变化
D．每一周期的元素最外层电子数均是1→8，周而复始
7． X、Y为两种元素的原子，X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知( )
A．X的原子半径大于Y的原子半径
B．X的电负性小于Y的电负性
C．X的氧化性小于Y的氧化性
D．X的第一电离能大于Y的第一电离能
8．短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如表所示。下列判断正确的是( )
A．原子半径：丙<丁<戊
B．金属性：甲>丙
C．氢氧化物碱性：丙>丁>戊
D．最外层电子数：甲>乙
9.下图中的曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)：
把与元素有关性质相符的曲线的标号填入相应括号中：
(1)ⅡA族元素原子的价电子数 ( )；
(2)第3周期元素的最高正化合价 ( )；
(3)F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋四种离子的离子半径 ( )；
(4)第2周期元素的原子半径(不包括稀有气体) ( )；
(5)第2周期元素的第一电离能 ( )。
四、元素“位——构——性”关系的综合应用
10．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：
(1)X元素原子基态时的电子排布式为________________________________________，
它的元素符号是______________；
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为____________________，该元素的名称是________________；
(3)比较X的氢化物与同族第2、第3周期元素所形成的氢化物稳定性，并说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：
①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn；
③R原子核外L层电子数为奇数；
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题：
(1)Z2＋的核外电子排布式是______________________________________________。
(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填序号)。
a．稳定性：甲>乙
b．稳定性：甲<乙
(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为__________________(用元素符号作答)。
(4)五种元素中，电负性最大的非金属元素是________，电负性最小的非金属元素是________。
12．Y、Z、W是元素周期表前四周期中的三种常见元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
Y
常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积
Z
Z和Y同周期，Z的电负性大于Y
W
W的一种核素的质量数为63，中子数为34
(1)Y位于元素周期表第______周期第______族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________________(写化学式)。
(2)W的基态原子核外电子排布式是_________________________________________。
(3)W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．D 2．C 3．C 4．D 5．D 6．C 7．D 8．C
9．(1)B (2)C (3)A (4)D (5)E
10．(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 As
(2) 氧
(3)稳定性：NH3>PH3>AsH3，因为元素的非金属性越强，其对应的氢化物的稳定性越强
11．(1)1s22s22p63s23p63d9 (2)a (3)Si
(4)氧(或O) 硅(或Si)
12．(1)3 ⅥA HClO4
(2)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(3)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
物质的聚集状态与物质性质专项训练
一、晶体的结构和性质
1．下列关于晶体的说法正确的组合是 ( )
①组成金属的微粒是原子
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低
④离子晶体中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏
A．①②③⑥ B．①②④ C．③⑤⑦ D．③⑤⑧
2．下列说法中正确的是 ( )
A．完全由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
B．构成分子晶体的粒子一定含有共价键
C．分子晶体的熔点一定比金属晶体的熔点低
D．含有金属离子的晶体一定是离子晶体
3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是 ( )
A．金刚石为网状结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围紧邻且距离相等的Na＋共有6个
C．氯化铯晶体中，每个Cs＋周围紧邻8个Cl－
D．干冰晶体中，每个CO2分子周围紧邻12个CO2分子
二、晶体的熔、沸点比较
4．下列物质的熔点均按由高到低的次序排列，其原因是由于键能由大到小排列的是 ( )
A．铝、钠、干冰
B．金刚石、碳化硅、晶体硅
C．碘化氢、溴化氢、氯化氢
D．二氧化硅、二氧化碳、一氧化碳
5．NaF、NaI、MgO均为离子化合物，这三种化合物的熔点高低顺序是 ( )
①NaF ②NaI ③MgO
A．①>②>③ B．③>①>②
C．③>②>① D．②>①>③
6．水的沸点是100 ℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7 ℃，引起这种差异的主要原因是 ( )
A．范德华力 B．共价键
C．氢键 D．相对分子质量
三、晶体类型的判断方法
7．下列晶体中由原子直接构成的单质有 ( )
A．金属钾 B．氢气 C．金刚石 D．白磷
8．萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是( )
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
9．下表给出了几种氯化物的熔点和沸点：
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
熔点/℃
801
714
190(5×101 kPa)
－70
沸点/℃
1 413
1 412
180
57.57
据表中所列数据判断下列叙述与表中相吻合的是 ( )
A．AlCl3在加热条件下能升华
B．SiCl4晶体属于原子晶体
C．AlCl3晶体是典型的离子晶体
D．NaCl的晶格能比MgCl2小
四、晶体知识的综合应用
10．(1)氯酸钾熔化，粒子间克服了________的作用力；二氧化硅熔化，粒子间克服了________的作用力；碘的升华，粒子间克服了________的作用力。三种晶体的熔点由高到低的顺序是______________________(填化学式)。
(2)下列六种晶体：①CO2，②NaCl，③Na，④Si，⑤CS2，⑥金刚石，它们的熔点从低到高的顺序为________________________(填序号)。
(3)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中，由极性键形成的能形成分子晶体的物质是__________，含有氢键的晶体的化学式是________，属于离子晶体的是________，属于原子晶体的是________，五种物质的熔点由高到低的顺序是_______________________。
11．C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示出其中的一层结构)：
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为 ( )
A．同分异构体 B．同素异形体
C．同系物 D．同位素
(2)固态时，C60属于________(填“离子”、“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是________。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是______NA个。
(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________个。
12．参考下表中物质的熔点，回答有关问题。
物质
NaF
NaCl
NaBr
NaI
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点/℃
995
801
755
651
801
776
715
646
物质
SiF4
SiCl4
SiBr4
SiI4
SiCl4
GeCl4
SnCl4
PbCl4
熔点/℃
－90.4
－70.4
5.2
120
－70.4
－49.5
36.2
－15
(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与卤离子及碱金属离子的____________有关，随着____________的增大，熔点依次降低。
(2)硅的卤化物熔点及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与________________有关，随着________________的增大，________________增大，故熔、沸点依次升高。
(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，这与____________有关，因为一般____________比____________熔点高。
13．下列各图为几种晶体或晶胞的构型示意图。
请回答下列问题：
(1)这些晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为____________________________________________________________________。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同，NaCl晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体的晶格能，原因是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)每个Cu晶胞中实际占有________个Cu原子，CaCl2晶体中Ca2＋的配位数为________。
(5)冰的熔点远高于干冰的重要原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
14.上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED铝片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。试回答：
(1)镓的基态原子的电子排布式是
________________________________________________________________________。
(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为______________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为______________。
(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是____________________。(用氢化物分子式表示)
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为__________。
(5)比较二者的第一电离能：As________Ga(填“<”、“>”或“＝”)。
(6)下列说法正确的是____________(填序号)。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B．GaP与GaAs互为等电子体
C．电负性：As>Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
答案
1．D 2．A 3．B 4．B 5．B 6．C 7．C 8．C 9．A
10．(1)离子键 共价键 分子间 SiO2>KClO3>I2
(2)①<⑤<③<②<④<⑥
(3)CO2、HF HF (NH4)2SO4 SiC SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2
11．(1)B (2)分子 30 (3)2 (4)2
12．(1)半径 半径 (2)相对分子质量 相对分子质量 分子间作用力 (3)晶体类型 离子晶体 分子晶体
13．(1)金刚石晶体 (2)金刚石＞MgO＞CaCl2＞冰＞干冰
(3)小于 MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl晶体中离子电荷数；且r(Mg2＋)(4)4 8 (5)H2O分子之间存在氢键
14．(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(2)4 正四面体
(3)NH3>AsH3>PH3
(4)sp2 (5)> (6)BCD
章末检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列微粒：①质子，②中子，③电子，在所有原子中一定含有的微粒是 ( )
A．①②③ B．仅有①
C．①和③ D．①和②
2．下列说法中正确的是 ( )
A．因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形
B．电子层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道
C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道
D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的
3．下列元素中，基态原子的最外层电子排布式不正确的是 ( )
A．As 4s24p3 B．Cr 3d44s2
C．Ar 3s23p6 D．Ni 3d84s2
4．短周期元素中，原子基态时具有1个未成对电子的元素共有 ( )
A．5 B．6 C．7 D．8
5．下列离子中外层d轨道达到半充满状态的是 ( )
A．Cr3＋ B．Fe3＋ C．Co3＋ D．Cu＋
6．某元素原子的价电子排布式是3s23p4，则它在周期表中的位置是 ( )
A．第2周期第ⅣA族
B．第3周期第ⅣA族
C．第4周期第ⅡA族
D．第3周期第ⅥA族
7．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是 ( )
A．上述钛原子中，中子数不可能为22
B．钛元素在周期表中处于第4周期
C．钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置
D．钛元素是d区的过渡元素
8．下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是 ( )
A．ns2np3 B．ns2np5
C．ns2np4 D．ns2np6
9．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是 ( )
A．碱性：NaOHB．第一电离能：NaC．电负性：Na>Mg>Al
D．还原性：Na>Mg>Al
10．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是 ( )
A．原子半径：A>B>C>D
B．原子序数：d>c>b>a
C．离子半径：C>D>B>A
D．元素的第一电离能：A>B>D>C
11．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号
X
Y
Z
W
原子半径/pm
160
143
70
66
主要化合价
＋2
＋3
＋5、＋3、－3
－2
下列叙述正确的是 ( )
A．X、Y 元素的金属性XB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
12．气态中性原子失去一个电子转化为气态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(I1)，气态正离子继续失去电子所需要的最低能量依次称为第二电离能(I2)，第三电离能(I3)……下表是第3周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。
元素
I1/eV
I2/eV
I3/eV
甲
5．7
47．4
71．8
乙
7．7
15．1
80．8
丙
13．0
23．9
40．0
丁
15．7
27．6
40．7
下列说法正确的是 ( )
A．甲的金属性比乙强 B．乙的化合价为＋1
C．丙一定为金属元素 D．丁一定为金属元素
13．如图为元素周期表中短周期的一部分，关于Y、Z、M的说法正确的是 ( )
A．电负性：Y>Z>M
B．离子半径：M－>Z2－>Y－
C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D．Z元素基态原子最外层轨道表示式为
14．现有主族元素X、Y、Z，X原子的最外层电子排布为ns1；Y原子的M电子层有2个未成对电子；Z原子的最外层p原子轨道上只有一对成对电子，且Z原子的核外电子比Y原子少8个。由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是 ( )
A．X2YZ3 B．X2YZ4
C．X2Y2Z3 D．XYZ4
15．根据下表所列电离能I(kJ·mol－1)的数据，下列判断中错误的是 ( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A．元素X和Y可能是同周期元素
B．元素X不可能是ⅡA族元素
C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．元素Y在化学性质上与锡相似
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16．(14分)理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层(电子层)，同一能层的电子，还可以分成不同的能级(轨道)。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：
(1)根据________________的不同，原子核外电子的排布可以分成不同的能层，每个能层所能排布的最多电子数为____________，除K层外，其他能层为最外层时，最多只能排布________个电子。
(2)从题干信息中可以发现许多规律，如s能级上只能容纳2个电子，每个能层上的能级数与__________相等。
(3)某元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，说明它的原子核外共有 __________个电子层，M电子层上共有________个运动状态不同的电子，该原子最外电 子层上有______个电子。
17．(13分)(1)X元素是非金属元素，其原子中有3个未成对电子，轨道的最高能级是3p，则该原子的核外电子排布式是________________________。
(2)某元素的原子基态时有6个电子处于3d轨道上，则该元素的原子序数为________，该元素原子的d轨道上的未成对电子有________个。
(3)某元素的基态原子失去3个电子后，它的3d轨道上的电子恰好半满，则该元素的原子序数为________，其离子的电子排布式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
18．(10分)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性：
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性
1．5
2．0
1．5
2．5
3．0
4．0
1．0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1．2
3．0
0．9
3．5
2．1
2．5
1．8
已知：一般来说，两成键元素间电负性差值大于1．7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1．7时，形成共价键。
(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是______________。
(2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物？
Mg3N2 BeCl2 AlCl3 SiC
19．(18分)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号
元素性质或原子结构
T
单质能与水剧烈反应，所得溶液呈弱酸性
X
L层p电子数比s电子数多2个
Y
第3周期元素的简单离子中半径最小
Z
L层有三个未成对电子
(1)写出元素X的离子结构示意图____________。
(2)写出Y元素最高价氧化物的水化物分别与HCl、NaOH溶液反应的离子反应方程式________________________、___________________________________________。
(3)写出Z与Y的电子排布式____________________________________________、
______________。
(4)元素T与氯元素相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________(填序号)。
A．气态氢化物的挥发性和稳定性
B．单质分子中的键能
C．两元素的电负性
D．含氧酸的酸性
E．氢化物中X—H键的键长(X代表T和Cl两元素)
F．两单质在自然界的存在形式
(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的单质中化学性质明显不同于其他三种单质的是__________(填元素符号)，理由是______________
________________________________________________________________________。
答案
1．C 2．D 3．B 4．C 5．B 6．D 7．C 8．C 9．D 10．C 11．D 12．A 13．C 14．D 15．D 16．(1)能量 2n2 8 (2)能层序数 (3)4 11 2
17．(1)1s22s22p63s23p3 (2)26 4
(3)26 1s22s22p63s23p63d5
18．(1)随原子序数的递增，元素的电负性与原子半径一样呈周期性的变化
(2)Mg3N2为离子化合物，BeCl2、AlCl3、SiC均为共价化合物
19．(1)
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4 ]－
(3)1s22s22p3 1s22s22p63s23p1 (4)F CE
(5)Al 只有Al具有金属性
第1章 原子结构
训练1 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
[基础过关]
一、原子结构及其模型演变
1．下列说法正确的是 ( )
A．原子是不可再分的
B．原子中肯定含有中子
C．原子由原子核和核外电子构成，原子核又可以分为质子和中子，然后不能再分
D．随着科学的发展，人们发现原子的组成中还存在更小的微粒，如夸克
2．1934年居里夫妇用α粒子(4He)轰击27Al得到一种自然界不存在的P的一种同位素——30P，开创了人造核素的先河：27Al＋4He―→30P＋1n。下列有关说法不正确的是 ( )
A．该变化说明原子核在化学反应中也能发生变化
B．该变化同样遵循质量守恒定律
C．1n是一种电中性粒子
D．对于30P：原子序数＝质子数＝中子数＝核外电子数
3．下列对不同时期原子结构模型的提出在时间上先后排列顺序正确的是 ( )
①电子分层排布模型 ②“葡萄干布丁”模型 ③量子力学模型 ④道尔顿原子学说 ⑤核式模型
A．①③②⑤④ B．④②③①⑤
C．④②⑤①③ D．④⑤②①③
4．首先提出原子结构模型并开始涉及原子内部结构的科学家是 ( )
A．卢瑟福 B．玻尔
C．汤姆逊 D．道尔顿
二、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
5．首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是( )
A．道尔顿 B．门捷列夫
C．玻尔 D．卢瑟福
6．原子的吸收光谱是线状的而不是连续的，主要原因是 ( )
A．原子中电子的能量高低
B．外界条件的影响
C．仪器设备的工作原理
D．原子轨道的能量是量子化的
三、基态和激发态原子
7．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是 ( )
8．氢原子核外只有一个电子，当氢原子的这个电子处于怎样的状态时是基态 ( )
A．n＝1 B．n＝2
C．n＝3 D．n＝4
9．同一原子的基态和激发态相比较，正确的是 ( )
①基态时的能量比激发态时高 ②基态时比较稳定
③基态时的能量比激发态时低 ④激发态时比较稳定
A．①② B．②③
C．①③ D．③④
[能力提升]
10．1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒(10－15s)化学”新领域的科学家，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是( )
A．原子中原子核的内部结构
B．化学反应中原子的运动
C．化学反应中生成物分子的形成
D．化学反应中反应物分子的分解
11．随着人们对物质结构研究的不断深入，化学逐渐成为一门科学。根据你所掌握的知识回答下列问题：
(1)19世纪末，人们开始揭示原子内部的秘密，最早发现电子的科学家是( )
A．法国的拉瓦锡 B．瑞典的舍勒
C．英国的道尔顿 D．英国的汤姆逊
(2)化学开始成为一门科学的标志是 ( )
A．火药的发现
B．质量守恒定律的提出
C．“原子—分子论”的提出
D．氧化还原理论的建立
[拓展探究]
12．日光等白光经棱镜折射后产生的是__________光谱。原子光谱则与之不同，它是由不连续特征谱线组成的，称为__________光谱。
根据原子光谱谱线分析结果，可以得到的认识是原子轨道能量变化是不连续的，这种情况又称为原子的能量是__________化的。
答案
1．D 2．A 3．C 4．C 5．C 6．D 7．D 8．A 9．B 10．A
11．(1)D (2)C
12．连续 线状 量子
训练2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述
[基础过关]
一、原子核外电子运动的规律特点
1．对原子核外的电子运动描述方法正确的是 ( )
A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置
B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨迹
C．核外电子的运动有确定的轨道
D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述
2．图1和图2分别是1s电子的概率分布图和电子云的轮廓图。
下列有关认识正确的是 ( )
A．图1中的每个小黑点表示1个电子
B．图2表示1s电子只能在球体内出现
C．图2表明1s电子云轮廓图呈圆形，有无数对称轴
D．图1中的小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现的机会的多少
二、原子核外电子运动状态的描述
3．下列电子层中，包含有f轨道的是 ( )
A．K电子层 B．L电子层
C．M电子层 D．N电子层
4．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是 ( )[来
A．1s B．2px C．2py D．2pz
5．符号为M的电子层最多容纳的电子数为 ( )
A．8 B．18 C．32 D．50
6．下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是 ( )
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级原子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多
D．p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大
三、原子核外电子能量高低比较
7．在含有多个电子的原子里，能量高的电子 ( )
A．只在离核近的区域运动
B．只在离核远的区域运动
C．在离核近的区域出现的几率大
D．在离核远的区域出现的几率大
8．在同一个原子中，M电子层上的电子与Q电子层上的电子的能量 ( )
A．前者大于后者
B．后者大于前者
C．前者等于后者
D．无法确定
9．有下列四种轨道：①2s、②2p、③3p、④4d，其中能量最高的是 ( )
A．2s B．2p
C．3p D．4d
10．比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
(1)1s________2s；(2)2s________2p；(3)3px______3py；(4)3d________4d；(5)3p________2p。
[能力提升]
11．下列说法正确的为 ( )
A．只用n、l，就能确定一个原子轨道
B．原子轨道的能量在任何原子中都必须取决于n、l
C．要描述一个电子的运动状态必须用四个量子数n、l、m和ms
D．对于碳原子来说，由于原子核外有六个电子，所以可以找到四个量子数完全相同的情况
12．现代科学研究发现：电子在核外空间所处的位置及其运动速率不能同时准确测定。为了描述核外电子的运动情况，现代量子力学采用了统计的方法，即对1个电子多次行为或多电子的一次行为进行总的研究。下图是对氢原子核外1个电子数以百万次的运动状态统计而得，人们形象化地称之为电子云(呈三维对称)。
请回答下列问题：
(1)从图中数百万次运动状态的统计结果，你能得出什么结论？_____________________。
(2)离核越近，电子的能量越________；离核越远，电子的能量越________。
(3)有关氢原子电子云图的说法正确的是 ( )
A．黑点密度大，电子数多
B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大
C．电子云图是对电子运动无规律性的描述
D．电子云图描述了电子运动的客观规律
[拓展探究]
13．(1)如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题：
①s能级的原子轨道呈______形，每个s能级有______个原子轨道；p能级的原子轨道呈______形，每个p能级有______个原子轨道。
②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与________有关，________越大，原子轨道半径越大。
(2)描述一个原子轨道要用__________、____________、____________三个方面。3d能级中原子轨道的电子层数________，该能级的原子轨道最多可以有________个空间伸展方向，最多可容纳________个电子。
答案
1．D 2．D 3．D 4．A 5．B 6．D 7．D 8．B 9．D
10．(1)＜ (2)＜ (3)＝ (4)＜ (5)＞
11．C
12．(1)距原子核越近，电子出现的机会越多；距原子核越远，电子出现的机会越少
(2)低 高
(3)BD
13．(1)①球 1 哑铃 3 ②电子层序数 电子层序数
(2)电子层 能级 空间伸展方向 3 5 10
训练3 基态原子的核外电子排布
[基础过关]
一、原子核外电子排布规律的理解与应用
1．以下核外电子的表示方法中，能表示该原子处于能量最低状态的是 ( )
A．N：
B．F：
C．Fe：[Ar]3d54s2
D．Cu：3d104s1
2．下列排布不符合泡利不相容原理的是 ( )
3．下面是第2周期部分元素基态原子的轨道表示式，据此下列说法错误的是 ( )
A．每个原子轨道中最多只能容纳2个电子
B．电子排布在能量相同的轨道时，总是优先单独占据不同的轨道
C．每个电子层所具有的轨道类型的种数等于电子层的序数(n)
D．若原子轨道中有2个电子，则其自旋方向相反
二、原子核外电子排布的表示方法
4．下列各原子或离子的电子排布式错误的是 ( )
A．Na＋ 1s22s22p6 B．F－ 1s22s22p6
C．N3＋ 1s22s22p6 D．O2－ 1s22s22p6
5．下列表示式中错误的是 ( )
A．Na＋的电子式：Na＋
B．Na＋的结构示意图：
C．Na的电子排布式：1s22s22p63s1
D．Na的简化电子排布式：[Na]3s1
6．下列有关铁原子的价电子排布表示正确的是 ( )
A．3d64s2
B．4s23d6
三、由原子核外电子排布确定元素
7．下面是某些元素的最外层电子排布式，各组指定的元素不能形成AB2型化合物的是( )
A．2s22p2和2s22p4 B．3s23p4和2s22p4
C．3s2和2s22p5 D．3s1和3s23p4
8．某元素的3p轨道上有两个未成对电子，因此其 ( )
A．第三电子层上有4个电子
B．最高正价为＋2
C．最高正价为＋4
D．第二电子层没有未成对电子
9．下列各组中的X和Y两种原子，化学性质一定相似的是 ( )
A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子
B．X原子的核外电子排布为1s2，Y原子的核外电子排布为1s22s2
C．X原子2p轨道上有三个电子，Y原子的3p轨道上有三个电子
D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上仅有两个电子
[能力提升]
10．按要求填空。
(1)17Cl的电子排布式________________________________________________________；
(2)17Cl的价电子排布式______________________________________________________；
(3)17Cl－的电子式________________________________________________________；
(4)17Cl的轨道表示式________________________________________________________；
(5)17Cl的原子结构示意图____________________________________________________；
(6)第4周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式__________________。
11．五种元素原子的电子层结构如下：
A．1s22s22p63s23p63d54s2；
B．1s22s22p63s2；
C．1s22s22p6；
D．1s22s22p63s23p2；
E．[Ar]4s1。
请回答：
(1)________元素是稀有气体。含未成对电子数最多的元素是__________。
(2)A的元素符号是________，其核外电子共有________种运动状态。
(3)D元素原子的轨道表示式为__________________________________________。
12.某元素的原子序数为33，请回答：
(1)该元素原子的质子数为__________，有________个电子。
(2)该元素原子核外有________个电子层，________个能级，________个原子轨道。
(3)它的最外层电子排布为________，它的电子排布式为__________________，轨道表示式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素，B元素原子核外p电子数比s电子数少1，C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等，D元素的原子核外所有p轨道全充满或半充满。
(1)写出四种元素的元素符号：
A__________；B________；C__________；D________。
(2)写出C、D两种元素基态原子核外电子轨道表示式：
C________________________________________________________________________，
D________________________________________________________________________。
(3)写出B、C两种元素的单质在一定条件下反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(4)写出B元素的单质和氢化物的电子式，单质___________________________________，
氢化物____________。
[拓展探究]
14．有第4周期的A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1、2、2、7，其原子序数依A、B、C、D依次增大。已知A与B的次外层电子数为8，而C与D为18。根据原子结构，判断A、B、C、D各是什么元素？
(1)哪些是金属元素？
(2)D与A的简单离子是什么？并写出其离子的电子排布式。
(3)哪一元素的氢氧化物碱性最强？
(4)B与D两原子间能形成何种化合物？写出化学式及电子式。
答案
1．D 2．C 3．D 4．C 5．D 6．A 7．D 8．D 9．C
10．(1)[Ne]3s23p5 (2)3s23p5
(3)
(4)
(5)
(6)19K：[Ar]4s1、24Cr：[Ar]3d54s1、29Cu：[Ar]3d104s1
11．(1)C(Ne) A(Mn) (2)Mn 25
(3)
12．(1)33 33 (2)4 8 18
(3)4s24p3 1s22s22p63s23p63d104s24p3
13．(1)H N Mg P
(2)
(3)N2＋3MgMg3N2
14．A：K，B：Ca，C：Zn，D：Br
(1)K，Ca，Zn
(2)Br－，K＋；Br－：1s22s22p63s23p63d104s24p6，K＋：1s22s22p63s23p6
(3)K
训练4 核外电子排布与元素周期表、原子半径
[基础过关]
一、核外电子排布与元素周期表
1．根据下列微粒的最外层电子排布，能确定该元素在元素周期表中位置的是 ( )
A．4s1 B．3d104sn
C．nsnnp3n D．ns2np3
2．价电子排布式为3d104s1的元素在周期表中应位于 ( )
A．第4周期ⅠB族 B．第5周期ⅡB族
C．第4周期ⅦB族 D．第5周期ⅢB族
3．下列说法中错误的是 ( )
A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B．过渡元素全部为金属元素
C．除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8
D．同一元素的各种同位素的物理性质不同，化学性质相同
4．主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布分别为 ( )
A．ns2np2和ns2np4 B. ns2和ns2np4
C．ns2和ns2np5 D．ns2和ns2
二、核外电子排布与微粒半径
5．关于同一种元素的原子或离子，下列叙述正确的是 ( )
A．原子半径比阴离子半径小
B．原子半径比阴离子半径大
C．原子半径比阳离子半径小
D．带正电荷多的阳离子比带正电荷少的阳离子半径大
6．下列微粒半径大小比较错误的是 ( )
A．K>Na>Li
B．Na＋>Mg2＋>Al3＋
C．Mg2＋>Na＋>F－
D．Cl－>F－>F
7．下列各组微粒半径之比大于1的是 ( )
A. B.
C. D.
三、元素的“位—构—性”之间的关系
8．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是 ( )
A．原子含有未成对电子最多的第2周期元素
B．位于周期表第3周期ⅢA族的元素
C．原子最外电子层排布式为2s22p6的元素
D．原子最外电子层排布式为3s23p5的元素
9．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是 ( )
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
c
d
3
a
b
e
f
A.e的氢化物比d的氢化物稳定
B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a
C．六种元素中，c元素单质的化学性质最活泼
D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
10．具有相同电子层结构的微粒An＋、Bn－、C，下列分析正确的是 ( )
A．原子序数关系C>B>A
B．微粒半径关系Bn－C．C一定是稀有气体元素的原子
D．原子半径关系为A[能力提升]
11．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________；
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________；
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为____________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________________________
________________________________________________________________________。
12．金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题。
(1)上述金属中属于主族元素的有________。
(2)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子价电子的轨道表示式为__________________。Ti元素形成的化合物中，Ti呈现的最高价态为________价。
(3)基态金原子的价电子排布式为5d106s1，试判断金在元素周期表中位于第________周期第________族。
(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：_______________________
________________________________________________________________________。
13．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于过渡元素的是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。
(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的最外层电子数为________。
(4)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式______________________________________。
14.假定元素周期表是有限的，根据已知的元素周期表的某些事实和理论可归纳出一些假说。
(1)已知元素周期表中的各周期可容纳的元素种类如下：
周期
1
2
3
4
5
6
7
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
人们预测元素周期表第8周期将来也会排满，那么该周期排满后的元素种类是________(填序号)。
A．18 B．32
C．50 D．无法判断
(2)根据每个周期最后一种金属元素出现的族序数，预测周期表中原子序数最大的金属元素将在第________周期______族(注：把0族看作ⅧA族，下同)。周期表中元素在填满第________周期后将结束。
(3)根据周期表中每个周期非金属元素的种数(把稀有气体元素看为非金属元素)，预测周期表中应该有________种非金属元素，还有________种未发现。未发现的非金属元素处于第______周期______族。
[拓展探究]
15．有X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大，其核电荷数总和为38，Y元素
原子最外层电子数占核外电子总数的3/4，W元素原子最外层电子数比同周期Z元素多5个电子，且W和Y不属于同一主族。
(1)写出元素符号：X________、Y________、Z_______________________、
W__________；
(2)Z、W两元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)这四种元素组成的一种化合物，化学式是_____________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．C 2．A 3．A 4．C 5．A 6．C 7．B 8．D 9．D 10．C
11．(1)N (2)Cl K
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
12．(1)铝 (2) ＋4
(3)6 ⅠB
(4)Fe的价电子排布为3d64s2，Fe2＋为3d6，Fe3＋为3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定
13．(1)⑨⑩ (2)苯 (3)5
(4)Be(OH)2＋2NaOH===Na2[Be(OH)4]
14．(1)C (2)8 ⅧA 8 (3)23 1 7 ⅧA
15．(1)H O Mg Cl
(2)Mg(OH)2＋2HClO4===Mg(ClO4)2＋2H2O
(3)MgCl2·6H2O或Mg(OH)Cl
训练5 电离能及其变化规律
[基础过关]
一、电离能及其变化规律
1．下列有关电离能的说法中，正确的是 ( )
A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量
C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D．可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价
2．下列叙述中正确的是 ( )
A．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大
B．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子
C．同一元素的电离能I1>I2>I3>I4…
D．同一周期中，碱金属元素的第一电离能最小
3．下列电子构型的原子中，第一电离能最小的是 ( )
A．ns2np3 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6
4．同周期的第ⅡA、ⅤA族的元素的第一电离能作为特例比相邻两元素的都高。在(1)P和S，(2)Mg和Al，(3)F和Ne三组原子中，分别找出第一电离能较高的原子，这三种原子的原子序数之和是 ( )
A．35 B．36 C．37 D．38
二、电离能数据的分析及应用
5．元素X的各级电离能数据如下：
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I/(kJ·mol－1)
578
1 817
2 745
11 578
14 831
18 378
则元素X的常见价态是 ( )
A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋6
6．某元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为740、1 500、7 700、10 500、13 600、18 000、21 700，当它与氯反应时最可能生成的阳离子是 ( )
A．X＋ B．X2＋ C．X3＋ D．X4＋
7．在下列各组元素中，有一组原子的第一电离能分别是1 086 kJ·mol－1、1 402 kJ·mol－1、
1 313 kJ·mol－1。那么这组元素是 ( )
A．C、N、O B．F、Ne、Na
C．Be、B、C D．S、Cl、Ar
三、电离能图像题例析
8．下图表示前20号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量(kJ·mol－1)的变化图像。其中A、B、C各点表示的元素是 ( )
A．N、S、P B．F、Cl、O
C．He、Ne、Ar D．Si、C、B
9．分析下列图或表，回答问题
(1)短周期某主族元素M的电离能情况如图所示。则M元素位于周期表的第________族。
(2)第4周期中铁、锰两元素的部分电离能数据列于下表：
元素
Mn
Fe
电离能/kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
由表中数据可知，Mn元素价电子层的电子排布式为__________________，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，对此，你的解释是____________________________________________________________________。
[能力提升]
10．如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答以下问题：
(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图像。
(2)由图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是_____________________________________________________；
(3)图中5号元素在周期表中的位置是______________________________________；
(4)图中出现的元素中最活泼的金属元素为________；
(5)写出图中6号元素的价电子排布式__________________________________________。
11．不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量I1如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
(1)同主族内不同元素原子的I1变化的特点是________________________，各主族中I1的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。
(2)同周期内，随原子序数增大，I1增大。但个别元素的I1出现反常，试预测下列关系中正确的是________(填序号)。
①I1(砷)>I1(硒) ②I1(砷)I1(硒)
④I1(溴)(3)10号元素I1较大的原因是_____________________________________________。
12.下表是几种短周期金属元素原子的逐级电离能：
元素
X
Y
Z
电离能
(kJ·mol－1)
I1
519
502
580
I2
7 296
4 570
1 820
I3
11 799
6 920
2 750
I4
9 550
11 600
请仔细阅读表中信息，回答下列问题：
(1)由表中数据可知，从第一电离能到第四电离能，原子的逐级电离能越来越大，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)X的元素符号是________， Z元素常见的最高正化合价是________。
[拓展探究]
13．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
(2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：①原子核对核外电子的吸引力；②形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol－1)：
锂
X
Y
失去第一个电子
519
502
580
失去第二个电子
7 296
4 570
1 820
失去第三个电子
11 799
6 920
2 750
失去第四个电子
9 550
11 600
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：___________________________________________
________________________________________________________________________。
②表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素，则该元素属于________区元素。用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是__________。
③Y是周期表中________族元素。
④以上13种元素中，________(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
答案
D 2．D 3．B 4．C 5．C 6．B 7．A 8．C
9．(1)ⅡA (2)3d54s2 由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)
10．(1)
(2)从上到下依次减小
(3)第3周期第ⅤA族
(4)Rb
(5)3s23p5
11．(1)随着原子序数增大，I1变小 周期性
(2)①③
(3)10号元素是氖，该元素的原子最外层电子排布已达到8电子的稳定结构
12．(1)随着电子的逐渐失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多
(2)Li ＋3
13．(1)①④
(2)①锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 ②a s Na2O(或Na2O2) ③ⅢA ④m
训练6 元素的电负性及其变化规律
[基础过关]
一、元素的电负性及其变化规律
1．下列对电负性的理解不正确的是 ( )
A．电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准，所以没有单位
B．元素的电负性的大小反映了元素对键合电子引力的大小
C．元素的电负性越大，则元素的非金属性越强
D．元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关
2．元素电负性随原子序数的递增而增强的是 ( )
A．Na K Rb B．N P As
C．O S Cl D．Si P Cl
3．对A、B两种主族元素(除ⅠA族)来说，下列叙述中正确的是 ( )
A．A的电负性大于B，则A的第一电离能一定大于B
B．A的电负性大于B，则A的失电子能力大于B
C．A的电负性大于B，则A的得电子能力大于B
D．A的电负性大于B，则A的原子半径一定小于B
二、电负性的应用
4．利用元素的电负性大小，不能判断出 ( )
A．在化合物中元素原子吸引电子能力的相对强弱
B．元素在元素周期表中的准确位置
C．某元素是金属元素还是非金属元素
D．元素在化合物中的化合价的正负
5．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是 ( )
A．周期表中同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大(稀有气体除外)，则元素的非金属性逐渐增强
B．周期表中从上到下，元素的电负性逐渐变大，金属性逐渐增强
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
6．不能说明X的电负性比Y的电负性大的是 ( )
A．与H2化合时X单质比Y单质容易
B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强
C．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多
D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
7．在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成的化学键中共价键成分最少的是 ( )
A．Li，F B．Na，F
C．Na，Cl D．Mg，O
三、元素周期律的综合应用
8．某价电子构型为2s22p5的元素，下列有关它的描述正确的是 ( )
A．原子序数为7 B．电负性最大
C．原子半径最小 D．第一电离能最大
9．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；
④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是 ( )
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
[能力提升]
10．(1)电负性的数值能够衡量元素在化合物中吸引电子能力的大小。电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力________，元素的化合价为________值；电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力________，元素的化合价为________值。
(2)请指出下列化合物中化合价为正值的元素。
NaH__________、NF3__________、NH3__________、
SO2____________、H2S__________、ICl__________。
11．有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中C、E是金属元素；A和E属于同一族，它们原子的最外层电子排布式为ns1。B和D也属于同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：
(1)写出C元素基态原子的电子排布式________________________________________。
(2)用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型____________________。
(3)元素B与D的电负性的大小关系是_____________，C与E的第一电离能的大小关系是______________。(填“>”、“<”或“＝”)
12.仔细观察如下示意图，
回答下列问题：
(1)B的原子结构示意图为____________，B元素位于元素周期表的第________周期________族。
(2)铍的最高价氧化物的水化物是________化合物(填“酸性”、“碱性”或“两性”)，证明这一结论的有关离子方程式是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据周期律知识，硼酸酸性比碳酸________________________________________，
理由是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据Mg在空气中的燃烧情况，Li在空气中燃烧生成产物为________________(用化学式表示)。
[拓展探究]
13．不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用电负性来表示，电负性越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。下面是某些短周期元素的电负性值：
元素符号
Li
Be
B
C
O
F
电负性
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
元素符号
Na
Al
Si
P
S
Cl
电负性
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)通过分析电负性变化规律，确定N、Mg最接近的电负性范围：__________(2)推测电负性与原子半径的关系是________________________________________
______________。上表中短周期元素电负性的变化特点，体现了元素性质的________变化规律。
(3)经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，一般为离子键；小于1.7时，一般为共价键。试推断：AlBr3中化学键类型是__________。
答案
1．D 2．D 3．C 4．B 5．A 6．C 7．B 8．B 9．A
10．(1)强 负 弱 正 (2)Na N H S H I
11．(1)1s22s22p63s23p1
(2)
(3)O>S Al>K
12．(1) 2 ⅢA
(2)两性 Be(OH)2＋2OH－===[Be(OH)4]2－、Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O
(3)弱 硼的非金属性比碳弱
(4)Li2O、Li3N
13．(1)0.9 1.5 2.5 3.5
(2)原子半径越大，电负性越小 周期性
(3)共价键
章末检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列叙述正确的是 ( )
A．构成单质分子的微粒一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键
2．下列分子中，既含有σ键，又含有π键的是 ( )
A．CH4 B．HCl
C．CH2===CH2 D．F2
3．美国科学家宣称：普通盐水在无线电波照射下可燃烧，这个伟大的发现有望解决用水作为人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点火，氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是( )
A．分子间作用力 B．氢键
C．非极性共价键 D．极性共价键
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．在一定条件下可发生加成反应
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．不能与氢氧化钠溶液发生反应
5．用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的正四面体结构，下列说法不正确的是 ( )
A．C原子的四个杂化轨道的能量一样
B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤对电子占据
6．下列叙述中正确的是 ` ( )
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
7．同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质，二氯甲烷就是其中的一种，吸入会引起慢性中毒，有关二氯甲烷的说法正确的是 ( )
A．含有非极性共价键 B．键角均为109.5°
C．有两种同分异构体 D．分子属于极性分子
8．金属键的形成是通过 ( )
A．金属原子与自由电子之间的相互作用
B．金属离子与自由电子之间强烈的相互作用
C．自由电子之间的相互作用
D．金属离子之间的相互作用
9．下列说法正确的是 ( )
A．极性分子间仅存在范德华力
B．范德华力只存在于极性分子之间
C．HF、HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高
D．氨易溶于水，是因为氨与水分子间可形成氢键
10．下列各组物质的熔、沸点高低只与范德华力有关的是 ( )
A．Li、Na、K、Pb B．HF、HCl、HBr、HI
C．LiCl、NaCl、KCl、RbCl D．F2、Cl2、Br2、I2
11．下列说法正确的是 ( )
A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B．H2O的熔、沸点大于H2S是由于H2O分子之间存在氢键
C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D．氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO>HClO2>HClO3>HClO4
12．下列生活中的问题，不能用金属键知识解释的是 ( )
A．用铁制品做炊具 B．用金属铝制成导线
C．用铂金做首饰 D．铁易生锈
13．下列分子中，所有原子不可能处在同一平面上的是 ( )
A．C2H2 B．CS2
C．NH3 D．BCl3
14．最近，中国科大的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面，在－268 ℃时冻结分子的热振荡，并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含单键又含双键的是 ( )
A．CO2 B．C2H4O
C．COCl2 D．H2O2
15．最新研究表明生命起源于火山爆发，是因为火山爆发产生的气体中含有1%的羰基硫(OCS)，已知羰基硫中所有原子均满足8电子稳定结构。下列有关羰基硫的说法正确的是
( )
A．属于非极性分子
B．沸点低于CO2
C．电子式为
D．三个原子位于同一直线上
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(12分)下列物质中：①金属铜 ②NaOH ③I2
④MgCl2 ⑤Na2O2 ⑥氩气
回答下列问题：
(1)不存在化学键的是________；
(2)存在金属键的是________；
(3)只存在非极性键的是________；
(4)只存在离子键的是________；
(5)既存在离子键又存在极性键的是________；
(6)既存在离子键又存在非极性键的是________。
17．(8分)(1)下列各组分子属于非极性分子的是___________________________________，
属于极性分子的是____________。
①H2O ②CO2 ③HCl ④CCl4 ⑤NH3 ⑥CO
⑦CH4 ⑧HClO
(2)已知NH3分子可与Cu2＋形成配合物离子[Cu(NH3)4]2＋，则除去硫酸铜溶液中少量硫酸可选用的试剂是____________。
①NaOH ②NH3 ③CuO ④BaCl2 ⑤Cu(OH)2
⑥CuCO3
(3)下列说法正确的是________。
①互为手性异构体的分子互为镜像
②利用手性催化剂合成可得到一种或主要得到一种手性分子
③手性异构体分子组成相同
④手性异构体性质相同
18．(12分)(1)在化学中，常用一条短线表示一个化学键，如下图所示的物质结构中，虚线表示化学键或分子间作用力的是__________(填序号)。
(2)已知PH3与NH3结构相似，回答下列问题：
①PH3的电子式____________，结构式____________。
②空间构型为____________。
③中心原子采取__________杂化。
④PH3分子中的化学键__________(填“有”或“无”)极性，其分子为__________(填“极性”或“非极性”)分子。
⑤PH3与NH3的热稳定性：__________更强。
19．(10分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：
①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；
②Y原子价电子(外围电子)排布式为msnmpn；
③R原子核外L层电子数为奇数；
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题：
(1)Z2＋的核外电子排布式是_______________________________________________。
(2)在[Z(NH3)4]2＋中，Z2＋的空轨道接受NH3分子提供的__________形成配位键。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填序号)。
a．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙
b．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙
c．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙
d．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙
(4)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为__________________(用元素符号作答)。
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的键数之比为____________。
20．(13分)氮元素是地球大气中含量最多的元素。
(1)氮元素基态原子核外电子成对电子数与未成对电子数之比为____________。
(2)氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是________，而在氨水中，分子间的作用力有________________________________________________________________________。
(3)甘氨酸(结构简式如下图)是最简单的一种氨基酸，其相对分子质量为75，而戊烷相对分子质量为72，与甘氨酸相差不大，但甘氨酸易溶解于水，戊烷却难溶解于水，出现这种差异的原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氮的氢化物除氨气外，还有联氨，其结构简式为NH2—NH2。在联氨分子中，N原子采用________杂化，联氨中的六个原子__________(选填“在”或“不在”)同一个平面上。
(5)三聚氰胺()俗称“蛋白精”。动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过______________结合，在肾脏内易形成结石。
答案
1．B 2．C 3．D 4．A 5．D 6．B 7．D 8．B 9．D 10．D 11．B 12．D 13．C
14．C 15．D
16．(1)⑥ (2)① (3)③ (4)④ (5)② (6)⑤
17．(1)②④⑦ ①③⑤⑥⑧
(2)③⑤⑥
(3)①②③
18．(1)ABD
19．(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)孤对电子
(3)b (4)Si20．(1)4∶3
(2)共价键 氢键、范德华力
(3)甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键
(4)sp3 不在 (5)氢键
第2章 化学键与分子间作用力
训练1 共价键
[基础过关]
一、共价键的形成与判断
1．下列说法正确的是 ( )
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．由共价键形成的分子一定是共价化合物
C．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
D．只有非金属原子间才能形成共价键
2．下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是 ( )
A．H2S和Na2O2 B．H2O2和CaF2
C．NH3和N2 D．HNO3和NaCl
3．根据表中的数据，从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是( )
元素
Na
Mg
Al
H
C
O
Cl
电负性
0.9
1.2
1. 5
2.1
2.5
3.5]
3.0
①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O ⑤Al和O
⑥C和Cl
A．①②⑤ B．③④⑥
C．④⑤⑥ D．全部
4．下列不属于共价键成键因素的是 ( )
A．成键原子电负性差别较小
B．共用的电子必须配对
C．成键后的体系能量降低，趋于稳定
D．两原子核体积大小要适中
二、共价键的类别与特征
5．下列各组分子中，按共价键极性由强至弱排序正确的是 ( )
A．HF、H2O、NH3、CH4
B．CH4、NH3、H2O、HF
C．H2O、HF、CH4、NH3
D．HF、H2O、CH4、NH3
6．关于乙醇分子的说法正确的是 ( )
A．分子中共含有8个极性键
B．分子中不含非极性键
C．分子中只含σ键
D．分子中含有1个π键
7．下列关于共价键的说法不正确的是 ( )
A．H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共价键有方向性
B．N2分子中有一个σ键，两个π键
C．两个原子形成共价键时至少有1个σ键
D．在双键中，σ键不如π键稳定
三、σ键、π键的比较与判断
8．下列有关σ键的说法错误的是 ( )
A．如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成s-s σ键
B．s电子与p电子形成s-p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．HCl分子里含一个s-p σ键
9．关于σ键和π键的比较，下列说法不正确的是 ( )
A．σ键是轴对称的，π键是镜面对称的
B．σ键是“头碰头”式重叠，π键是“肩并肩”式重叠
C．σ键不能断裂，π键容易断裂
D．H原子只能形成σ键，O原子可以形成σ键和π键
10．下列说法不正确的是 ( )
A．π键是原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠而形成的
B．2个原子形成的多重共价键中，只能有一个是σ键，而π键可以是一个或多个
C．s电子与s电子间形成的键是σ键，p电子与p电子间形成的键是π键
D．共价键一定有原子轨道的重叠
11．下列物质的分子中，没有π键的是 ( )
A．CO2 B．N2 C．CH≡CH D．HClO
[能力提升]
12．下列关于化学键的叙述正确的是 ( )
A．化学键既存在于相邻原子之间，又存在于相邻分子之间
B．两个原子之间的相互作用叫化学键
C．化学键通常指的是相邻的原子之间强烈的相互作用
D．阴、阳离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用，所以离子键的核间距相当小
13．下列关于共价键的描述正确的是 ( )
A．两个原子之间的相互作用叫共价键
B．构成单质分子的粒子中一定含有共价键
C．由非金属元素组成的化合物中只含有共价键
D．金属元素的原子与非金属元素的原子可能形成共价键
14．下列叙述一定正确的是 ( )
A．在离子化合物中不可能存在非极性键
B．在共价化合物中不可能存在离子键
C．不同种非金属原子组成的多原子分子中的化学键一定全部是极性共价键
D．非极性键只存在于双原子单质分子里
15．共价键是具有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是
( )
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C．共价键的方向性决定了分子的空间构型
D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
16．某有机物的结构如下：
则分子中有________个σ键，________个π键。
17．溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质，试回答下列问题：
(1)溴化碘的电子式是_________________________________________________，
它是由__________键形成的分子。
(2)溴化碘和水反应生成了一种三原子分子，该分子的电子式为____________。
18．有A、B、C、D四种元素。已知：①它们均为周期表中前20号元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物B2C2、A2C、DC2等；③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；④B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2，B与A2C反应产生气体A2，A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)。请回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D四种元素的元素符号：
A________、B________、C________、D________。
(2)在B2C2、A2C和DC2中，属于离子化合物的是________(填化学式)，其电子式是________________________________，属于共价化合物的是____________，其结构式是________________________________________________________________________。
[拓展探究]
19．A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个未成对电子，E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题：
(1)写出下列元素的符号：A__________，B__________，C__________，D__________。
(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是___________________________________________________________________，
碱性最强的是_________________________________________________________。
(3)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是________，电负性最大的元素是__________。
(4)E元素原子的核电荷数是__________，E元素在周期表的第________周期第________族，已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区等，则E元素在________区。
(5)写出D元素原子构成单质的电子式____________，该分子中有________个σ键，________个π键。
答案
1．C 2．C 3．B 4．D 5．A 6．C 7．D 8．C 9．C 10．C 11．D 12．C 13．D 14．B 15．D
16．7 3
17．
18．(1)H Na O C
19．(1)Si Na P N
(2)HNO3 NaOH
(3)Ne F
(4)26 4 Ⅷ d
(5)N??N 1 2
训练2 共价键的键参数
[基础过关]
一、共价键参数及其应用
1．关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是 ( )
A．键角是描述分子空间构型的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定
D．键角的大小与键长、键能的大小无关
2．下列说法中正确的是 ( )
A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长
B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X键的键长、键角均相等
D．H2O分子中两个O—H键的键角为180°
3．下列事实不能用键能的大小来解释的是 ( )
A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定
B．稀有气体一般难发生反应
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱
D．F2比O2更容易与H2反应
4．从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：
O—O键
数据
O
O
O2
O
键长(10－12m)
149
128
121
112
键能(kJ·mol－1)
x
y
z＝498
w＝628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x；该规律性是 ( )
A．成键的电子数越多，键能越大
B．键长越长，键能越小
C．成键所用的电子数越少，键能越小
D．成键时电子对越偏移，键能越大
二、键能与反应热的互求方法
5．化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时释放的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198 P—O：360 O===O：498，则反应P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应热ΔH为( )
A．－1 638 kJ·mol－1 B．1 638 kJ·mol－1
C．－126 kJ·mol－1 D．126 kJ·mol－1
6．已知N2＋O2===2NO为吸热反应，ΔH＝180 kJ·mol－1，其中N≡N、O===O键的键能分别为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则N—O键的键能为 ( )
A．1 264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1
C．316 kJ·mol－1 D．1 624 kJ·mol－1
7．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为 ( )
A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
三、共价键的表示方法
8．下列各项中表述正确的是 ( )
A．F－的离子结构示意图：
B．CO2的分子模型示意图：
C．CO2的电子式：
D．N2的结构式：N≡N
9．下列化学式及结构式中成键情况，不合理的是 ( )
10．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是 ( )
A．N2分子与CO分子中都含有叁键
B．N2分子与CO分子中的π键并不完全相同
C．N2分子与CO分子中的价电子总数相等
D．N2分子与CO分子的化学性质相同
[能力提升]
11．下列结构图中“”代表原子序数从1～10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。(示例：)
根据各图表示的结构特点，写出上述分子的化学式：
A：____________，B：____________，C：____________，D：____________。
12．已知下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的最低能量(kJ)。
物质
能量(kJ)
Cl2
243
Br2
193
I2
151
H2
436
HF
565
HCl
431
HBr
363
HI
297
根据表中数据回答问题：
(1)下列物质本身具有的能量最低的是 ( )
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中，最稳定的是 ( )
A．HF B．HCl C．HBr D．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？
________________________________________________________________________。
(4)相同条件下，X2分别与H2反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是____________。2 mol Cl2在一定条件下与等物质的量的H2反应，放出或吸收的热量是________kJ。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)的第一问吗？________；你的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
13．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
X
X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
Y
常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积
Z
Z和Y同周期，Z的电负性大于Y
W
W的一种核素的质量数为63，中子数为34
(1)Y位于元素周期表第__________周期第__________族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是____________________________(写化学式)。
(2)XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在______个σ键。在H—Y，H—Z两种共价键中，键的极性较强的是____________，键长较长的是_____________。
(3)W的基态原子核外电子排布式是________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．C 2．B 3．B 4．B 5．A 6．B 7．C 8．A 9．D 10．D
11．NH3 HCN CO(NH2)2 BF3
12．(1)A (2)A (3)放热 (4)F2 366 (5)能 生成物越稳定，放出的热量就越多，在HX中，HF最稳定
13．(1)3 ⅥA HClO4 (2)2 H—Cl H—S
(3)[Ar]3d104s1
训练3 一些典型分子的空间构型
[基础过关]
一、原子轨道杂化与杂化轨道
1．下列有关杂化轨道的说法不正确的是 ( )
A．原子中能量相近的某些轨道，在成键时能重新组合成能量相等的新轨道
B．轨道数目杂化前后可以相等，也可以不等
C．杂化轨道成键时，要满足原子轨道最大重叠原理、最小排斥原理
D．杂化轨道可分为等性杂化轨道和不等性杂化轨道
2．下列关于杂化轨道的叙述正确的是 ( )
A．杂化轨道可用于形成σ键，也可用于形成π键
B．杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C．NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的
D．在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—H σ键
3．用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的正四面体结构，下列说法不正确的是 ( )
A．C原子的四个杂化轨道的能量一样
B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据
二、杂化轨道类型及其判断
4．在BrCH===CHBr分子中，C—Br键采用的成键轨道是 ( )
A．sp1-p B．sp2-s C．sp2-p D．sp3-p
5．下列分子中的碳原子采用sp2杂化的是 ( )
A．C2H2 B．CS2
C．HCHO D． C3H8
6．乙烯分子中含有4个C—H键和1个C===C键，6个原子在同一平面上。下列关于乙烯分子的成键情况分析正确的是 ( )
①每个C原子的2s轨道与2p轨道杂化，形成两个sp1杂化轨道 ②每个C原子的2s轨道与2个2p轨道杂化，形成3个sp2杂化轨道 ③每个C原子的2s轨道与3个2p轨道杂化，形成4个sp3杂化轨道 ④每个C原子的3个价电子占据3个杂化轨道，1个价电子占据1个2p轨道
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
三、杂化轨道类型与分子构型
7．下列推断正确的是 ( )
A．BF3为三角锥形分子
B．NH的电子式为，离子呈平面正方形结构
C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s-p σ键
D．甲醛分子为平面三角形，有一个π键垂直于三角形平面
8．下列关于苯分子结构或性质的描述错误的是 ( )
A．苯分子呈平面正六边形，六个碳碳键完全相同，键角皆为120°
B．苯分子中的碳原子采取sp2杂化，6个碳原子中未参与杂化的2p轨道以“肩与肩”形式形成一个大π键
C．苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊类型的键
D．苯能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
9．下列分子中的中心原子的杂化方式为sp1杂化，分子的空间构型为直线形且分子中没有形成π键的是 ( )
A．CH≡CH B．CO2
C．BeCl2 D．BF3
10．下列分子的中心原子的杂化轨道类型相同的是 ( )
A．CO2与SO2 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H4与C2H2
[能力提升]
11．如图是甲醛分子的模型，根据该图和所学化学知识回答下列问题：
(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是__________，作出该判断的主要理由是________________________________________________________________________。
(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是________(填序号)。
①单键 ②双键 ③σ键 ④π键 ⑤σ键和π键
(3)甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角________(填“＝”、“>”或“<”)120°，出现该现象的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．通过计算判断下列中心原子的杂化轨道类型(点“”的原子为中心原子)。
微粒
杂化轨道数
杂化轨道类型
①H3O＋
②CH2===CH2
③CCl4
④NCl3
⑤PH3
13.中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为
2KNO3＋3C＋SA＋N2↑＋3CO2↑(已配平)
(1)除S外，上列元素的电负性从大到小依次为_________________________________
______________。
(2)在生成物中，A的晶体类型为____________________________________________，
含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为_______________________________。
(3)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为__________。
14．已知：①红磷在氯气中燃烧可以生成两种化合物——PCl3和PCl5，氮与氢也可形成两种化合物——NH3和NH5。
②PCl5分子中，P原子的1个3s轨道、3个3p轨道和1个3d轨道发生杂化形成5个sp3d杂化轨道，PCl5分子呈三角双锥型()。
(1)NH3、PCl3和PCl5分子中，所有原子的最外层电子数都是8个的是______________(填分子式)，该分子的形状是____________。
(2)有同学认为，NH5与PCl5类似，N原子的1个2s轨道、3个2p轨道和1个2d轨道可能发生sp3d杂化。请你对该同学的观点进行评价：_______________________________。
(3)经测定，NH5中存在离子键，N原子最外层电子数是8，所有氢原子的最外层电子数都是2，则NH5中H元素的化合价为__________和__________；该化合物中N原子的杂化方式__________。
[拓展探究]
15．“三鹿奶粉事件”在社会上引起了人们对食品质量的恐慌，三
鹿奶粉中被掺杂了被称为“蛋白精”的工业原料三聚氰胺。已知三聚氰胺的结构简式如 图所示。三聚氰胺是氰胺(H2N—C≡N)的三聚体，请回答下列问题：
(1)写出基态碳原子的电子排布式______________。
(2)氰胺中—C≡N中的氮原子、三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子，这三种氮原子的杂化轨道类型分别是__________、__________、__________。
(3)一个三聚氰胺分子中有______个σ键。
(4)三聚氰胺与三聚氰酸(NHNNHHOOO)分子相互之间通过氢键结合，在肾脏内易形成结石。三聚氰酸分子中C原子采取________杂化。该分子的结构简式中，每个碳氧原子之间的共价键是__________(填选项)。
A．2个σ键 B．2个π键
C．1个σ键，1个π键
答案
B 2．B 3．D 4．C 5．C 6．B 7．D 8．D 9．C 10．B
11．(1)sp2 甲醛分子的空间构型为平面三角形
(2)②⑤ (3)< 碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强
12．①4 sp3 ②3 sp2 ③4 sp3 ④4 sp3 ⑤4 sp3
13．(1)O>N>C>K (2)离子晶体 sp1 (3)1∶1
14．(1)PCl3 三角锥形
(2)不对，因为N原子没有2d轨道
(3)＋1 －1 sp3
15．(1)1s22s22p2 (2)sp1 sp2 sp3 (3)15 (4)sp2 C
训练4 价层电子对互斥理论 等电子原理
[基础过关]
一、价层电子对互斥理论及其应用
1．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的空间构型，两个结论都正确的是 ( )
A．直线形；三角锥型
B．V形；三角锥型
C．直线形；平面三角形
D．V形；平面三角形
2．对SO3的说法正确的是 ( )
A．结构与NH3相似 B．结构与SO2相似
C．结构与BF3相似 D．结构与P4相似
3．根据价层电子对互斥理论及原子的杂化轨道理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为 ( )
A．直线形 sp1杂化
B．三角形 sp2杂化
C．三角锥型 sp2杂化
D．三角锥型 sp3杂化
二、分子中价电子对数目的确定
4．下列微粒中，含有孤电子对的是 ( )
A．SiH4 B．H2O
C．CH4 D．NH
5．下列微粒的价电子对数正确的是(点“”的原子为中心原子) ( )
A.H4 4 B.O2 1
C.F3 2 D.O3 2
6．下列说法中正确的是 ( )
A．NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109.5°
C．NH的电子式为，离子呈平面正方形结构
D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
三、等电子原理及应用
7．与NO互为等电子体的是 ( )
A．SO2 B．BF3
C．CH4 D．NO2
8．已知原子数和价电子数相同的离子或分子结构相似，如SO3、NO都是平面三角形。那么下列分子或离子中与SO有相似结构的是 ( )
A．PCl5 B．CCl4
C．NF3 D．N
9．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间构型相同，则下列有关说法中正确的是 ( )
A．CH4和NH是等电子体，键角均为60°
B．NO和CO是等电子体，均为平面正三角形结构
C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构
D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
[能力提升]
10．硫化氢(H2S)分子中，两个H—S键夹角接近90°，说明H2S分子的空间构型为__________；二氧化碳(CO2)分子中，两个C===O键夹角是180°，说明CO2分子的空间构型为__________；四氯化碳(CCl4)分子中，任意两个C—Cl键的夹角都是109.5°，说明CCl4分子的空间构型为____________________________________________________。
11．用价层电子对互斥模型推测下列分子的空间构型：
(1)H2Se____________；(2)NH____________；(3)BBr3______________；(4)CHCl3______________；(5)SiF4________________。
12．(1)计算下列分子或离子中划“____”原子的价电子对数。
①CCl4____________；
②BeCl2__________；
③BCl3____________；
④PCl3____________；
(2)计算下列微粒中划“____”原子的孤电子对数。
①H2S____________；
②PCl5____________；
③BF3____________；
④NH3____________。
13．a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且除a外都是共价型分子。回答下列问题：
(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，a原子核外电子排布式为_________________。
(2)b是双核化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为________。人一旦吸入b气体后，就易引起中毒，是因为________________________________________________而中毒。
(3)c是双核单质，写出其电子式__________________。c分子中所含共价键的类型为____________(填“极性键”或“非极性键”)。c单质常温下性质稳定，不易起反应，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)d是四核化合物，其结构式为______________；d分子内所含共价键有________个σ键，________个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ______π(填“>”、“<”或“＝”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
[拓展探究]
14.等电子体的结构相似、物理性质相近，称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间构型表。
等电子体类型
代表物质
空间构型
四原子24电子等电子体
SO3
平面三角形
四原子26电子等电子体
SO
三角锥形
五原子32电子等电子体
CCl4
四面体形
六原子40电子等电子体
PCl5
三角双锥形
七原子48电子等电子体
SF6
八面体形
试回答：
(1)下面物质分子或离子的空间构型：
BrO__________，CO__________，ClO________。
(2)由第2周期元素组成，与F2互为等电子体的离子有________________。
(3)SF6的空间构型如图1所示，请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。
答案
1．D 2．C 3．D 4．B 5．A 6．D 7．B 8．B 9．B
10．V形 直线形 正四面体形
11．(1)V形 (2)V形 (3)平面三角形 (4)四面体形
(5)正四面体形
12．(1)①4 ②2 ③3 ④4 (2)①2 ②0 ③0 ④1
13．(1)1s22s22p63s23p2 (2)CO CO一旦被吸入肺里后，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力
(3)N??N 非极性键 N2分子中的共价叁键键能很大，共价键很牢固 (4)H—C≡C—H 3 2 > 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大，形成的共价键强
14．(1)三角锥形 平面三角形 四面体形 (2)O
(3)
训练5 分子的空间构型与分子性质
[基础过关]
一、键的极性与分子极性的关系
1．下列叙述正确的是 ( )
A．含有非极性键的分子一定是非极性分子
B．非极性分子中一定含有非极性键
C．由极性键形成的双原子分子一定是极性分子
D．键的极性与分子的极性有关
2．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是 ( )
A．CO2和SO2 B．CH4和PH3
C．BF3和NH3 D．HCl和HI
3．下列物质的分子中，既含有极性键，又含有非极性键，且属于非极性分子的是( )
二、分子极性的判断方法
4．X、Y为两种不同元素，由它们组成的下列物质的分子中，肯定有极性的是 ( )
A．XY4 B．XY3 C．XY2 D．XY
5．NH3、H2S为极性分子，CO2、BF3、CCl4等为非极性分子，据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律为 ( )
A．分子中不能含有氢原子
B．在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键
C．在ABn分子中每个共价键相同
D．在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的
6．下列叙述正确的是 ( )
A．NH3是极性分子，分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心
B．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心
C．H2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央
D．CO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
7．用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，根据图分析，这两种液体分子的极性正确的是 ( )
A．A是极性分子，B是非极性分子
B．A是非极性分子，B是极性分子
C．A和B都是极性分子
D．A和B都是非极性分子
三、手性分子及其判断方法
8．下列分子中，不含手性碳原子的是 ( )
9．下列有机物分子中属于手性分子的是 ( )
①乳酸[CH3CH(OH)COOH]
②2-丁醇[CH3CH(OH)CH2CH3]
③ ④丙三醇
A．只有① B．①和② C．①②③ D．①②③④
10．含手性碳原子的分子称手性分子，手性分子具有光学活性。如下图有机物具有光学活性(式中标有*号的为手性碳原子)，也能发生下列反应，请问发生哪种反应后，该有机物仍然一定具有光学活性 ( )
A．消去反应 B．水解反应
C．银镜反应 D．酯化反应
[能力提升]
11．已知N、P是同属于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第2周期，P在第3周期。NH3分
(1)PH3分子与NH3分子的构型关系是________(填“相同”、“相似”或“不相似”)，P—H键________极性(填“有”或“无”)，PH3分子________极性(填“有”或“无”)。
(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是________。
(3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________(填序号)。
A．键的极性N—H比P—H强
B．分子的极性NH3比PH3强
C．相对分子质量PH3比NH3大
D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力
12．有下列微粒：
①CH4 ②CH2===CH2 ③CH≡CH ④NH3
⑤NH ⑥BF3 ⑦P4 ⑧H2O ⑨H2O2
填写下列空白(填序号)：
(1)呈正四面体的是____________。
(2)中心原子轨道为sp3杂化的是________________，为sp2杂化的是________，为sp1杂化的是________。
(3)所有原子共平面的是________________，共直线的是____________。
(4)含有极性键的极性分子是____________。
13．有A、B、C、D四种短周期元素，它们的原子序数由A到D依次增大，已知A和B的原子有相同的电子层数，且A的最外层电子数是次外层电子数的两倍；C燃烧时呈现黄色火焰，C的单质在加热条件下与B的单质反应，可以得到与D单质颜色相同的固态化合物；D的最高价与最低价代数和为其最低价绝对值的两倍。试根据以上叙述回答：
(1)A与B形成最稳定化合物的结构式为__________；该化合物所含有的化学键属于________(填“极性”或“非极性”)键；该化合物的分子属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)用电子式表示C与B两元素可能形成的化合物______________________________
________________________________________________________________________。
(3)D的原子结构示意图为________，C与D两元素组成的化合物的水溶液显碱性的原因是(用离子方程式表示)_________________________________________________。
14.双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂。已知H2O2分子的结构如图所示，H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面角为93.9°，而两个O—H 键与O—O键的夹角均为96.9°。试回答：
(1)H2O2分子的电子式为________________，结构式为________________。
(2)H2O2分子中存在__________键和__________键，为______分子。(填“极性”或“非极性”)
(3)H2O2分子中氧元素的化合价为__________价，原因是___________________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
15．已知A、B、C、D、E为中学常见的五种物质，均含元素Y，有的还可能含有元素X、Z，元素X、Y、Z的原子序数依次递增。
①元素Y在A、B、C、D、E中所呈化合价依次递增，其中只有B为单质。
②常温下将气体D通入水中发生反应，生成C和E。
③工业上以A、空气和水为原料，通过催化氧化法制成E。
请回答以下问题：
(1)A分子的空间构型是____________；从轨道重叠的方式看，B分子中的共价键类型有________________________________________________________________________。
(2)写出②中反应的化学方程式__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)工业上，若输送Cl2的管道漏气，用A进行检验时可观察到大量白烟，同时有B生成，写出有关反应的化学方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．C 2．D 3．A 4．D 5．B 6．C 7．B 8．B 9．C 10．C
11．(1)相似 有 有 (2)NH3 (3)D
12．(1)①⑤⑦ (2)①④⑤⑦⑧⑨ ②⑥ ③
(3)②③⑥ ③ (4)④⑧⑨
13．(1)O===C===O 极性 非极性
(3) S2－＋H2OHS－＋OH－，
HS－＋H2OH2S＋OH－
15．(1)三角锥形 σ键、π键
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
训练6 离子键
[基础过关]
一、离子键的形成与判断
1．下列说法中，正确的是 ( )
A．含有金属元素的化合物一定是离子化合物
B．ⅠA族和ⅦA族元素的原子化合时，一定形成离子键
C．活泼金属与活泼非金属化合时，能形成离子键
D．完全由非金属元素形成的化合物，一定是共价化合物
2．下列各组所有元素的组合中，既可形成离子化合物，又可形成共价化合物的是 ( )
A．H、C、O、K B．H、Na、O、S
C．H、N、O D．H、O、S
3．下列物质中，不含离子键的是 ( )
①NH4HCO3 ②NH3 ③BaSO4 ④CuSO4·5H2O
⑤Ba(OH)2 ⑥H2SO4
A．①④⑥ B．②③⑤
C．④⑤ D．②⑥
4．氢化铵(NH4H)与氯化铵结构相似，且氢化铵与水反应有氢气产生。下列叙述不正确的是
( )
A．氢化铵中含有离子键、共价键
B．氢化铵固体投入少量水中，有两种气体产生
C．氢化铵中H－半径比锂离子半径大
D．氢化铵溶于水后，形成的溶液显酸性
二、由原子结构确定形成的化合物类别
5．X、Y为两种主族元素，其原子的最外层电子数分别为1和6，则X、Y两种元素形成的化合物 ( )
A．一定是离子化合物
B．一定是共价化合物
C．一定形成X2Y型化合物
D．以上答案均不正确
6．已知元素X的原子序数小于元素Y的原子序数，X、Y间形成的常见化合物可表示为Y2X、Y2X2，则化合物Y2X2中 ( )
A．只存在离子键
B．只存在共价键
C．既有离子键，也有共价键
D．以上说法都不对
7．元素X的一个原子失去2个电子转移到元素Y的2个原子中去，形成离子化合物Z。则下列说法不正确的是 ( )
A．Z在一定条件下可以电离
B．Z的化学式可以表示为XY2
C．X形成＋2价阳离子
D．Z的电子式为
三、离子键的性质及其强弱影响因素
8．下列性质中，可证明某化合物内一定存在离子键的是 ( )
A．可溶于水
B．具有较高的熔点、沸点
C．水溶液能导电
D．熔融状态能导电
9．下列变化过程中，原物质分子因共价键被破坏，同时有离子键形成的是 ( )
A．盐酸和NaOH溶液反应
B．氯化氢溶于水
C．溴化氢与氨反应
D．锌和稀H2SO4反应
[能力提升]
10．我国已经成功研制出了碱金属的球碳盐K3C60。实验测知该物质在熔融状态下可以导电，而且在超临界温度18 K时具有超导性。
(1)K3C60含有化学键的类型为____________________(填“极性键”、“非极性键”或“离子键”)。
(2)1 mol K3C60含有的离子数目为________。
(3)K3C60中的C60俗称足球烯，分子结构酷似足球，由12个正五边形与20个正六边形构成，碳碳键长介于碳碳单键与碳碳双键之间，则其中碳的杂化方式为
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
11．已知X、Y、Z都是短周期的元素，它们的原子序数依次递增。X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则
(1)X是________________，Y是________________，Z是__________________。(填元素名称)
(2)由Y和Z组成，且Y和Z的质量比为7∶20的化合物的化学式(分子式)是______________。
(3)由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子的化学式为__________________和______________________。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式(分子式)是__________________________。答案
1．C 2．C 3．D 4．D 5．D 6．C 7．D 8．D 9．C
10．(1)非极性键、离子键 (2)4NA (3)sp2
11．(1)氢 氮 氧 (2)N2O5
(3)NH OH－(其他合理答案也可) (4)NH4NO3
训练7 配位键 金属键
[基础过关]
一、配位键的形成与判断
1．在NH中存在4个N—H共价键，则下列说法正确的是 ( )
A．4个共价键的键长完全相同
B．4个共价键的键长完全不同
C．原来的3个N—H的键长完全相同，但与通过配位键形成的N—H键不同
D．4个N—H键键长相同，但键能不同
2．下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( )
A．NH3、H2O B．NH、H3O＋
C．N2、HClO D．[Cu(NH3)4]2＋、PCl3
3．既有离子键又有共价键和配位键的化合物是 ( )
A．NH4NO3 B．NaOH
C．H2SO4 D．H2O
二、配合物的组成与判断
4．下列物质不属于配位化合物的是 ( )
A．CuSO4·5H2O B．[Fe(SCN)2]Cl2
C．NH4Cl D．[Ag(NH3)2]OH
5．对盐类物质可有下列分类：如氯化硝酸钙[Ca(NO3)Cl]是一种混盐，硫酸铝钾KAl(SO4)2是一种复盐，冰晶石(六氟合铝酸钠)Na3[AlF6]是一种络盐。对于组成为CaOCl2的盐可归类于 ( )
A．混盐 B．复盐
C．络盐 D．无法归属于上述类别
6．配位化合物简称配合物，它的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物[Zn(NH3)4]Cl2的中心离子、配位体、中心离子的电荷数和配位数分别为 ( )
A．Zn2＋、NH3、2＋、4 B．Zn2＋、NH3、1＋、4
C．Zn2＋、Cl－、2＋、2 D．Zn2＋、NH3、2＋、2
三、金属键与金属性质
7．下面有关金属的叙述正确的是 ( )
A．金属受外力作用时常常发生变形而不易折断，是由于金属离子之间有较强的作用
B．通常情况下，金属中的自由电子会发生定向移动，而形成电流
C．金属是借助金属离子的运动，把能量从温度高的部分传到温度低的部分
D．金属的导电性随温度的升高而降低
8．金属具有延展性的原因是 ( )
A．金属原子半径都较大，价电子较少
B．金属受外力作用变形时，金属阳离子与自由电子间仍保持较强的作用
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速度加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
[能力提升]
9．水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。
(1)写出与H2O分子电子数相等的微粒____________(写一个即可)。
(2)水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程的描述不合理的是( )
A．氧原子的杂化类型发生了改变
B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变
D．微粒中的键角发生了改变
(3)将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配合离子，请写出生成此配合离子的离子方程式___________________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
10．研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是________。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：__________________。
电离能/kJ·mol－1
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般地，d0或d10排布时，无颜色，d1～d9排布时，有颜色，如[Co(H2O)6]2＋显粉红色。据此判断，[Mn(H2O)6]2＋________颜色(填“无”或“有”)。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。COCl2分子的结构式为，则COCl2分子内含有________(填字母序号)。
A．4个σ键
B．2个σ键、2个π键
C．2个σ键、1个π键
D．3个σ键、1个π键
答案
1．A 2．B 3．A 4．C 5．A 6．A 7．D 8．B
9．(1)HF、NH3、CH4、Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－、O2－、N3－、OH－、NH、H3O＋(任意一个即可)
(2)A
(3)Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋
10．(1)N>C>Si (2)1s22s22p63s2 (3)有 (4)D
训练8 分子间作用力与物质性质
[基础过关]
一、范德华力及其对物质性质的影响
1．某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点，你认为正确的是 ( )
A．范德华力存在于所有分子之间
B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素
C．Cl2相对于其他气体来说，是易液化的气体，由此可以得出结论，范德华力属于一种强作用力
D．范德华力比较弱，但范德华力越强，物质的熔点和沸点越高
2．在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，可用范德华力的大小来解释的是 ( )
A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高
C．H—O—H、C2H5—OH、中—OH上氢原子的活泼性依次减弱
D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点依次升高
3．卤素单质从F2到I2，在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态的原因是 ( )
A．原子间的化学键键能逐渐减小
B．范德华力逐渐增大
C．原子半径逐渐增大
D．氧化性逐渐减弱
二、氢键的形成及其对物质性质的影响
4．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O通过氢键结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为 ( )
5．下列关于氢键的说法正确的是 ( )
A．由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
B．氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内
C．没有氢键，就没有生命
D．相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多
6．下列各组物质中，熔点由高到低的是 ( )
A．HI、HBr、HCl、HF
B．CI4、CBr4、CCl4、CF4
C．Rb、K、Na、Li
三、化学键、氢键、范德华力的比较及应用
7．下列关于范德华力的叙述正确的是 ( )
A．是一种较弱的化学键
B．分子间存在的较强的电性作用
C．直接影响物质的熔、沸点
D．稀有气体的原子间存在范德华力
8．下列说法不正确的是 ( )
A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称
B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高，对物质的溶解度等也都有影响
C．分子间作用力与氢键可同时存在于分子之间
D．氢键是一种特殊化学键，它广泛地存在于自然界中
9．下列物质的变化过程中有共价键明显被破坏的是 ( )
①I2升华 ②氯化钠溶于水 ③氯化氢溶于水 ④碳酸氢铵中闻到了刺激性气味
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
[能力提升]
10．右图中每条折线表示周期表ⅣA族～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 ( )
A．H2S B．HCl
C．PH3 D．SiH4
11．下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是 ( )
A．乙醇与氯乙烷
B．邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛
D．H2O与H2Te
12．氧族元素的单质及其化合物对人类的生活、生产有着举足轻重的影响。如氧气、水、臭氧、二氧化硫等。
(1)在氧、硫、硒、碲元素原子形成的简单阴离子中，其离子半径由大到小的顺序为________________________ (用离子符号表示)。与硫元素同周期且在本周期中非金属性最强的元素在周期表中的位置是__________。
(2)氧族元素的单质及其化合物的性质存在着相似性和递变性。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A．氧族元素气态氢化物的稳定性按H2O、H2S、H2Se、H2Te的顺序依次减弱
B．其氢化物中的键长按O—H、S—H、Se—H、Te—H的顺序依次减小
C．其阴离子的还原性按O2－、S2－、Se2－、Te2－的顺序依次增强
D．其最高价氧化物的水化物酸性按H2SO4、H2SeO4、H2TeO4顺序依次增强
(3)火山喷发时会释放出许多H2S气体，请写出H2S分子的电子式________________。
(4)从下图可知氧族元素氢化物的沸点变化规律是______________________________
________________________________________________________________________
[拓展探究]
13．水是自然界中普遍存在的一种物质，也是维持生命活动所必需的一种物质。
信息一：水的性质存在许多反常现象，如固态密度小于液态密度使冰浮在水面上，沸点相对较高使水在常温常压下呈液态等。
信息二：在20 ℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”(如图)：
试根据以上信息回答下列问题：
(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为δs－s，p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为δp－p，则H2O分子中含有的共价键用符号表示为____________。
(2)下列物质熔化时，所克服的微粒间的作用与“热冰”熔化时所克服的作用类型完全相同的是__________(填序号，下同)。
A．金刚石 B．干冰
C．食盐 D．固态氨
(3)已知：2H2OH3O＋＋OH－，在OH－、H2O、H3O＋、H2O2中均含有的化学键是________。
A．极性键 B．非极性键
C．配位键 D．氢键
(4)写出短周期元素原子形成的与H3O＋具有相同电子数和原子数的分子或离子____________。
(5)水的分解温度远高于其沸点的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．D 2．B 3．B 4．B 5．C 6．B 7．D 8．D 9．D 10．D 11．B
12．(1)Te2－＞Se2－＞S2－＞O2－ 第3周期第ⅦA族
(2)AC (3)HH
(4)除水外，随着原子序数递增，氧族元素氢化物的沸点递增
13．(1)δs－p (2)D (3)A (4)NH3
(5)水分解必须破坏O—H共价键，而水沸腾只需破坏氢键和分子间作用力
章末检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列式子中，真实表示物质分子组成的是 ( )
A．H2SO4 B．NH4Cl C．SiO2 D．C
2．下列判断正确的是 ( )
A．酸酐一定是氧化物
B．晶体中一定存在化学键
C．碱性氧化物一定是金属氧化物
D．正四面体分子中键角一定是109.5°
3．下列说法正确的是 ( )
A．一种金属元素和一种非金属元素一定能形成离子化合物
B．离子键只存在于离子化合物中
C．共价键只存在于共价化合物中
D．离子化合物中必定含有金属元素
4．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是 ( )
A．测定熔、沸点
B．观察外形
C．对固体进行X射线衍射
D．通过比较硬度确定
5．下列叙述的各项性质中，不属于金属的通性的是 ( )
A．导电、导热性 B．延展性
C．具有金属光泽 D．熔点都很高
6．X元素的1个原子失去2个电子，被Y元素的2个原子各获得1个电子，形成离子化合物Z，下列说法中不正确的是 ( )
A．固态Z是离子晶体
B．Z可以表示为X2Y
C．固态Z熔化后能导电
D．X可形成＋2价阳离子
7．有关晶体的下列说法中正确的是 ( )
A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
B．原子晶体中共价键越强，熔点越高
C．冰融化时水分子中共价键发生断裂
D．氯化钠熔化时离子键未被破坏
8．下列数据是对应物质的熔点，有关判断错误的是 ( )
物质
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
熔点(℃)
920
97.8
1 291
190
2 073
－107
－57
1 723
A.含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体
B．在共价化合物分子中各原子都满足8电子稳定结构
C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
9．下列各组物质中，按熔点由低到高排列的是 ( )
A．O2、I2、Hg B．CO2、Al2O3、KCl
C．Na、K、Rb D．H2S、H2Se、H2Te
10．AB、CD、EF均为1∶1型离子化合物，根据下列数据判断它们的熔、沸点由高到低的顺序是 ( )
物质
AB
CD
EF
离子电荷数
1
1
2
键长/10－10 m
2.31
3.18
2.10
A.CD>AB>EF B．AB>EF>CD
C．AB>CD>EF D．EF>AB>CD
11．下列有关晶体的叙述，错误的是 ( )
A．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子
B．在NaCl晶体中，每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻有6个Cl－(或Na＋)
C．白磷晶体中，粒子之间通过共价键结合，键角为60°
D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏
12．石墨晶体是层状结构，在每层里，每个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。如图是石墨的晶体结构俯视图，图中每个黑点表示1个碳原子，而两黑点间的连线表示1个共价键。则石墨晶体中碳原子个数与共价键个数之比为 ( )
A．1∶3 B．2∶3 C．2∶1 D．3∶2
13．下列有关晶胞的说法正确的是 ( )
A．晶胞中所含粒子数即为晶体的化学式
B．若晶胞为六棱柱，则侧棱上的粒子为2个晶胞共用
C．若晶胞为六棱柱，顶点上的粒子为6个晶胞共用
D．晶胞中不可能存在多个微粒
14．下列关于晶体的说法一定正确的是 ( )
CaTiO3的晶体结构模型(图中Ca2＋、O2－、Ti4＋分别位于立方体的体心、面心和顶点)
A．分子晶体中都存在共价键
B．CaTiO3晶体中每个Ti4＋与12个O2－相紧邻
C．SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
15．下列各组物质中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是 ( )
A．CaCl2和NaOH B．碘、氖
C．CO2和H2O D．CCl4和KCl
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(9分)Al和Si、Ge和As在元素周期表的金属和非金属过渡位置上，其单质和化合物在建筑业、电子工业和石油化工等方面应用广泛。请回答下列问题：
(1)As的价层电子构型为______________。
(2)AlCl3是化工生产中的常用催化剂，熔点为192.6 ℃，熔融状态以二聚体Al2Cl6形式存在，其中铝原子与氯原子的成键类型是____________。
(3)超高导热绝缘耐高温纳米材料氮化铝(AlN)在绝缘材料中的应用广泛，AlN晶体与金刚石类似。在四大晶体类型中，AlN属于____________晶体。
(4)SiCl4常用作烟雾剂，因为Si存在3d空轨道，能同H2O发生反应而剧烈水解，在潮湿的空气中产生烟雾，试用化学方程式表示其反应原理________________________。
17.(10分)金属钾的冶炼可采用如下3种方法，方法一：KCl＋Na===NaCl＋K↑，方法二：2KF＋CaC2===CaF2＋2K↑＋2C，方法三：K2CO3＋2C===2K↑＋3CO↑。
试回答相关问题：
(1)将方法一中四种物质的熔点按由高到低的顺序排列：___________________________。
(2)方法二以KF和电石(主要成分CaC2)为原料来制备K。CaC2中阴离子内部共价键的类型是______。产物之一CaF2的一个不完整的晶胞如右图所示，则图中实心球表示Ca2＋还是F－？答：____________。
(3)方法三中原料K2CO3中阴离子的空间立体构型为__________________，与产物CO互为等电子体的离子为__________(填化学式)，CO在配合物中常作为配位体，如近年来开始使用的一种新型汽油防震剂Fe(CO)5，该化合物中铁元素的化合价为__________。
18．(12分)C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题：
(1)Ge原子核外电子排布式为____________________________________________。
(2)C、Si、Sn三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是____________。
(3)按要求写出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质：
①CO2分子的立体构型及碳氧之间的成键方式______________________________；
②SiO2晶体的立体构型及硅氧之间的成键方式_______________________________
________________________________________________________________________；
③已知SnO2是离子晶体，写出其主要物理性质__________________________(写出2条即可)。
(4)CO可以和很多金属形成配合物，已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2 060 cm－1，CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2 143 cm－1，则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度________(填字母)。
A．强 B．弱 C．相等 D．无法判断
19．(11分)空气质量高低直接影响着人类的生产和生活，它越来越受到人们的关注。被污染的空气中杂质的成分有多种，其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物等。请回答下列问题：
(1)S、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__________________________________。
(2)血红蛋白中含有Fe2＋，CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒。
①写出亚铁离子的基态电子排布式_______________________________________。
②CO有多种等电子体，其中常见的两种为__________________________________。
(3)SO2是一种大气污染物，
为减轻SO2污染，火力发电厂生产中常在燃煤中加入CaO以“固硫”。CaO晶胞如右图所示，其中Ca2＋的配位数为________，CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同。CaO晶体的熔点____________NaCl晶体的熔点(填“高于”、“等于”或“低于”)。
(4)随着人们生活质量的提高，不仅室外的环境安全为人们所重视，室内的环境安全和食品安全也越来越为人们所关注。甲醛是室内主要空气污染物之一(其沸点是－19.5 ℃)，甲醇是“假酒”中的主要有害物质(其沸点是64.65 ℃)，甲醇的沸点明显高于甲醛的主要原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
20．(13分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
(1)W元素原子的L层电子排布式为______________，W3分子的空间构型为________。
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________________________。
(3)化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________________，O—C—O的键角约为________。
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝____________。
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为________色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
1．A 2．C 3．B 4．C 5．D 6．B 7．B 8．B 9．D 10．D 11．C 12．B 13．C
14．B 15．C
16．(1)4s24p3 (2)共价键(或σ键) (3)原子
(4)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl↑
17．(1)NaCl>KCl>Na>K
(2)σ键和π键(或答非极性共价键) Ca2＋
(3)平面正三角形 CN－等 0
18．(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 (2)Sn
(3)①直线型；共价键(或σ键与π键)
②Si—O通过共价键形成四面体结构，四面体之间通过共价键形成空间网状结构；共价键(σ键)
③熔融时能导电、较高的熔点
(4)B
19．(1)N>O>S
(2)①1s22s22p63s23p63d6 ②N2、CN－
(3)6 高于
(4)甲醇分子间存在氢键，而甲醛没有
20．(1)2s22p4 V形 (2)2F2＋2H2O===4HF＋O2 (3)MgO 晶格能大 sp3和sp2 120° (4)3∶1∶1 (5)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
第3章 物质的聚集状态与物质性质
训练1 晶体的特性和晶体结构的堆积模型
[基础过关]
一、晶体、非晶体的比较与区别
1．普通玻璃和水晶的根本区别在于 ( )
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成粒子无规则地排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
2．下列说法错误的是 ( )
A．同一物质有时可以是晶体，有时可以是非晶体
B．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是确定有没有固定熔点
C．雪花是水蒸气凝华得到的晶体
D．溶质从溶液中析出可以得到晶体
3．下列哪些性质不能区别晶体与玻璃体 ( )
①各向异性 ②X射线衍射
③导电性 ④有规则的几何外形
A．①② B．②④ C．③④ D．①③
二、晶体类型及其判断
4．下列叙述正确的是 ( )
A．固态物质一定是晶体
B．冰和固体碘晶体中微粒间相互作用力完全相同
C．晶体内部的微粒按一定规律做周期性的重复排列
D．凡有规则外形的固体一定是晶体
5．将晶体划分为离子晶体、金属晶体、原子晶体和分子晶体的标准是 ( )
A．基本构成的微粒种类
B．晶体中最小重复结构单元的种类
C．微观粒子的密堆积种类
D．晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类
6．某固态物质在固态和熔融态时均能导电，熔点较高，该固态物质可能是 ( )
A．离子晶体 B．原子晶体
C．分子晶体 D．金属晶体
三、晶体结构的堆积模型
7．金属晶体、离子晶体和分子晶体采取密堆积方式的原因是 ( )
A．构成晶体的微粒均可视为圆球
B．金属键、离子键、分子间作用力均无饱和性和方向性
C．三种晶体的构成微粒相同
D．三种晶体的构成微粒多少及相互作用力相同
8．关于NaCl晶体的密堆积方式的说法中正确的是 ( )
A．看成是Na＋按A1型方式进行最密堆积，Cl－填在Na＋形成的空隙中
B．看成是Cl－按A1型方式进行最密堆积，Na＋填在Cl－形成的空隙中
C．看成是Cl－按A3型方式进行最密堆积，Na＋填在Cl－形成的空隙中
D．由于离子键有方向性和饱和性，NaCl晶体中的阴、阳离子不服从紧密堆积原理
9．关于右图叙述不正确的是 ( )
A．该种堆积方式为A3型最密堆积
B．该种堆积方式称为A1型最密堆积
C．该种堆积方式可用符号“…ABCABC…”表示
D．金属Cu就属于此种最密堆积型式
10．下列晶体均按A1型方式进行最密堆积的是 ( )
A．干冰、NaCl、金属铜
B．ZnS、Mg、氮化硼
C．水晶、金刚石、晶体硅
D．ZnS、NaCl、Mg
[能力提升]
11．从我们熟悉的食盐、金属、冰到比较贵重的钻石、水晶等都是晶体，而同样透明的玻璃却是非晶体。下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是 ( )
A．是否具有规则几何外形的固体
B．是否具有固定组成的物质
C．是否具有美观对称的外形
D．内部基本构成微粒是否按一定规律做周期性重复排列
12．下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是 ( )
A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形
B．晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
13．关于晶体结构堆积模型的说法正确的是 ( )
A．所有的晶体的空间排列都服从紧密堆积原理
B．晶体尽量采用紧密堆积方式，以使其变得比较稳定
C．金属晶体的结构为非等径圆球的密堆积
D．等径圆球的密堆积有A1、A3两种堆积方式，其中Cu属于A3型最密堆积
14．下列说法中，错误的是 ( )
A．分子晶体中范德华力没有方向性和饱和性，所以分子晶体一般都采取密堆积，但要受到分子形状的影响
B．离子晶体一般都是非等径圆球的密堆积
C．由于共价键的方向性和饱和性，原子晶体堆积的紧密程度大大降低
D．配位数就是配位键的数目
15．根据下图，回答问题
(1)将等径圆球在二维空间里进行排列，可形成密置层和非密置层。在图1所示的半径相等圆球的排列中，A属于________层，配位数是________；B属于________层，配位数是________。
(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积，得到图2所示的一种金属晶体的晶胞，它被称为简单立方堆积。在这种晶体中，金属原子的配位数是________。
[拓展探究]
16．有下列九种晶体：A.水晶 B．冰醋酸 C．氧化镁 D．白磷 E．晶体氩 F．氯化铵 G．过氧化钾
H．金刚石 I．镁
(1)属于原子晶体的化合物是____________，直接由原子构成的晶体是____________，直接由原子构成的分子晶体是________________。
(2)由极性分子构成的晶体是____________，含有共价键的离子晶体是____________，属于分子晶体的单质是____________。
(3)受热熔化后化学键不发生变化的是____________，需克服共价键的是_____________，需克服金属键的是________________。
答案
1．B 2．B 3．C 4．C 5．D 6．D 7．B 8.B 9．A 10．A 11．D 12．B 13．B 14．D
15．(1)非密置 4 密置 6 (2)6
16．(1)A A、E、H E (2)B F、G D、E
(3)B、D A、H I
训练2 晶体结构的最小重复单元——晶胞
[基础过关]
一、晶胞及其含有微粒数的计算
1．对于A1型最密堆积的描述错误的是 ( )
A．A1型最密堆积晶体的晶胞也叫面心立方晶胞
B．面心立方晶胞的每个顶点上和每个面的中心上都各有一个微粒
C．平均每个面心立方晶胞中有14个微粒
D．平均每个面心立方晶胞中有4个微粒
2．MCl晶体具有立方体结构，其晶胞结构如图所示，在该晶体中，每个M＋周围与它最接近的且距离相等的M＋的个数共有 ( )
A．6个 B．8个 C．12个 D．16个
二、计算晶体中微粒数之比
3．某离子化合物的晶胞为如图所示的立体结构，晶胞是整个晶体中最基本的重复单元。阳离子位于此晶胞的中心，阴离子位于8个顶点，该离子化合物中，阴、阳离子个数比是( )
A．1∶8 B．1∶4 C．1∶2 D．1∶1
4．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )
A．3∶9∶4 B．1∶4∶2
C．2∶9∶4 D．3∶8∶4
三、晶体化学式的确定方法
5．已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是 ( )
A．ZXY3 B．ZX2Y6
C．ZX4Y8 D．ZX8Y12
6．如图所示，在较高温度时，钾、氧两种元素形成的一种晶体结构与NaCl晶体结构相似，则该化合物的化学式为 ( )
A．K2O B．K2O2 C．K2O3 D．KO2
7．下图是硼和镁形成的化合物的晶体结构单元，镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有1个镁原子；6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 ( )
A．MgB B．MgB2
C．Mg2B D．Mg3B2
[能力提升]
8. 已知CsCl晶体的密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs＋的核间距为a cm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为 ( )
A．NA·a3·ρ B.
C. D.
9.元素X的某价态离子Xn＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成晶体的晶胞结构如图所示。
(1)该晶体的阳离子与阴离子个数比为____________。
(2)该晶体中Xn＋中n＝____________________。
(3)X元素的原子序数是________。
(4)晶体中每个N3－被________个等距离的Xn＋包围。
10．有一种蓝色的晶体，它的结构特征是Fe2＋和Fe3＋分别占据晶胞立方体互不相邻的顶点，立方体的每条棱上均有一个CN－。
(1)根据晶体结构的特点，推出这种蓝色晶体的化学式(用简单整数表示)____________________。
(2)此化学式带何种电荷________，如果Rn＋或Rn－与其结合成电中性粒子，此粒子的化学式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11．钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：
(1)钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为________。Ti元素基态原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________。
(2)如上图是偏钛酸钡晶体的晶胞结构，可推知它的化学式为____________(用元素符号表示)。
[拓展探究]
12．有下列离子晶体空间构型示意图如下图所示。
(1)以M代表阳离子，以N代表阴离子，写出各离子晶体的组成表达式。
A：____________________、B：____________________、
C：_____________________、D：_______________________________________。
(2)已知FeS2晶体(黄铁矿的主要成分)具有A的空间结构。
①FeS2晶体中具有的化学键类型是_______________________________________。
②若晶体结构A中相邻的阴、阳离子间的距离为a cm，且用NA代表阿伏加德罗常数，则FeS2晶体的密度是________________g·cm－3。
答案
1．C 2．A 3．D 4．B 5．A 6．D 7．B 8．A
9．(1)3∶1 (2)1 (3)29 (4)6
10．(1)[FeFe(CN)6]－
(2)负电荷 R[FeFe(CN)6]n
11．(1)同位素 1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
(2)BaTiO3
12．(1)MN MN2 MN2 MN (2)①离子键、非极性共价键
②
训练3 金属晶体
[基础过关]
一、金属晶体及其物理特性
1．下列有关金属晶体的说法中正确的是 ( )
A．常温下金属单质都是晶体
B．最外层电子数少于3个的都是金属
C．任何状态下都有延展性
D．都能导电、传热
2．下列性质中可证明某单质属于金属晶体的是 ( )
A．有金属光泽 B．具有较高熔点
`C.熔融态不导电 D．固态导电且延展性好
3．金属晶体能导电的原因是 ( )
A．金属晶体中的金属阳离子与自由电子间的作用较弱
B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动
C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动
D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子
二、金属晶体性质比较
4．下列叙述正确的是 ( )
①同周期金属元素的原子半径越大晶体熔点越高 ②同周期金属元素的原子半径越小晶体熔点越高 ③同主族金属元素的原子半径越大晶体熔点越高 ④同主族金属元素的原子半径越小晶体熔点越高
A．①③ B．②④ C．①④ D．③④
5．下列有关金属的说法正确的是 ( )
A．锂的熔点比钠的低
B．镁的硬度大于铝的硬度
C．温度越高，金属中自由电子的运动速度越快，所以金属的导电性越强
D．金属的延展性与金属键没有方向性有关
6．下列对各物质性质的比较中，正确的是 ( )
A．熔点：Li＜Na＜K
B．导电性：Ag＞Cu＞Al＞Fe
C．密度：Na＞Mg＞Al
D．空间利用率：钾型＜镁型＜铜型
三、金属晶体中金属原子的堆积方式
7．下列金属的晶体结构类型都属于面心立方最密堆积型的是 ( )
A．Li、Na、Mg、Ca B．Li、Na、K、Rb
C．Pb、Ag、Cu、Au D．Be、Mg、Cu、Zn
8．下列有关金属晶体的说法中不正确的是 ( )
A．金属晶体是一种“巨分子”
B．“电子气”为所有原子所共有
C．简单立方堆积的空间利用率最低
D．体心立方密堆积的空间利用率最高
9．金属晶体的堆积方式、空间利用率和配位数关系正确的是 ( )
①钋Po——简单立方堆积——52%——6
②钠Na——钾型——74%——12
③锌Zn——镁型——68%——8
④银Ag——铜型——74%——12
A．①② B．①③ C．②③ D．①④
10．铁有δ、γ、α三种晶体结构，以下依次是δ、γ、α三种晶体不同温度下转化的图示。有关说法不正确的是 ( )
A．δ－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有8个
B．γ－Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个
C．如图α－Fe晶胞边长若为a cm，γ－Fe晶胞边长若为b cm，则两种晶体密度比为b3∶a3
D．将铁加热到1 500 ℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型不相同
[能力提升]
11. 最近发现一种由钛(Ti)原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示碳原子，黑点表示钛原子，则它的化学式为 ( )
A．TiC B．Ti13C14 C．Ti4C7 D．Ti14C13
12．回答下列问题：
(1)金属晶体的构成微粒是______________________________________________，
微粒间的相互作用称为________。这种作用力越强，晶体的熔、沸点越________，硬度越________。
(2)金属键的强弱与金属价电子数的多少有关，价电子数越多，金属键越强；与金属原子的半径大小也有关，金属原子半径越大，金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是 ( )
A．Li、Na、K B．Na、Mg、Al
C．Li、Be、Mg D．Li、Na、Mg
(3)已知下列金属晶体：Na、Po、K、Fe、Cu、Mg、Zn、Au
其堆积方式为
①简单立方堆积的是____________。
②体心立方密堆积的是____________。
③六方最密堆积的是____________。
④面心立方最密堆积的是__________。
13．根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
(4)上述物理性质中与自由电子关系最为密切的是______。
14．Mn、Fe均为第4周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表：
元素
Mn
Fe
电离能/kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
回答下列问题：
(1)Mn元素基态原子的价电子层的电子排布式为______________，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此你的解释是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为____________，Fe原子配位数之比为____________。
[拓展探究]
15．金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点各有一个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞共用。金原子的直径为d cm，用NA表示阿伏加德罗常数，M表示金的摩尔质量(单位：g·mol－1)。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是刚性小球外，还应假定______________
________________________________________________________________________。
(3)一个晶胞的体积为________________ cm3。
(4)金晶体的密度为________________g·cm－3。
答案
1．D 2．D 3．B 4．B 5．D 6．B 7．C 8．D 9．D 10．C 11．D
12．(1)金属离子和自由电子 金属键 高 大 (2)B
(3)①Po ②Na、K、Fe ③Mg、Zn ④Cu、Au
13．(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制作菜刀、锤子等。
(2)银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
(3)因为钨的熔点高(3 410 ℃)，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。
(4)导电性
14．(1)3d54s2 Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)
(2)2∶1 3∶2
15．(1)4 (2)在立方体各个面的对角线上的3个金原子紧密排列且相邻的两个金原子处于相切状态
(3)2d3 (4)
训练4 离子晶体
[基础过关]
一、离子晶体的结构及其特征
1．如右图，在氯化钠晶胞中，与每个Na＋等距离且最近的几个Cl－所围成的几何构型为
( )
A．十二面体
B．正八面体
C．正六面体
D．正四面体
2．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。晶体中氧的化合价可看作部分为0价，
部分为－2价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列说法正确的是 ( )
A．晶体中只存在离子键
B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K＋和1个O
C．晶胞中与每个K＋距离最近的O有6个
D．晶体中所有原子之间都是以离子键结合
3．氯化铯晶胞(晶体重复的结构单元)如图甲所示，该晶体中Cs＋与Cl－的个数比为1∶1，化学式为CsCl。若某晶体晶胞结构如图乙所示，其中含有A、B、C三种元素的粒子，则该晶体中的A、B、C的粒子个数比为 ( )
A．8∶6∶1 B．4∶3∶1
C．1∶6∶1 D．1∶3∶1
4．萤石(CaF2)晶体属于立方晶系，萤石中每个Ca2＋被8个F－所包围，则每个F－周围最近距离的Ca2＋数目为 ( )
A．2 B．4 C．6 D．8
二、离子晶体的主要特性及其应用
5．下列说法中正确的是 ( )
A．固态时能导电的晶体一定是金属晶体
B．熔融态能导电的晶体一定是离子晶体
C．水溶液能导电的晶体一定是离子晶体
D．固态不导电而熔融态导电的晶体一定是离子晶体
6．碱金属和卤素形成的化合物大多具有的性质是 ( )
①固态时不导电，熔融状态导电 ②能溶于水，其水溶液导电 ③低熔点 ④高沸点 ⑤易升华
A．①②③ B．①②④
C．①④⑤ D．②③④
7．下列性质适合于离子晶体的是 ( )
A．熔点1 070 ℃，易溶于水，水溶液能导电
B．熔点10.31 ℃，液态不导电，水溶液能导电
C．能溶于CS2，熔点112.8 ℃，沸点444.6 ℃
D．熔点97.81 ℃，质软，导电，密度0.97 g·cm－3
三、离子晶体的晶格能与其性质的关系
8．离子晶体熔点的高低决定于阴、阳离子之间的核间距离和晶格能的大小，根据所学知识判断KCl、NaCl、CaO、BaO四种晶体熔点的高低顺序是 ( )
A．KCl>NaCl>BaO>CaO
B．NaCl>KCl>CaO>BaO
C．CaO>BaO>KCl>NaCl
D．CaO>BaO>NaCl>KCl
9．下列大小关系正确的是 ( )
A．晶格能：NaClCaO
C．熔点：NaI>NaBr D．熔、沸点：KCl>NaCl
10．X、Y都是ⅡA族(Be除外)的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)>T(YCO3)，则下列判断不正确的是 ( )
A．晶格能：XCO3B．阳离子半径：X2＋>Y2＋
C．金属性：X>Y
D．氧化物的熔点：XO>YO
[能力提升]
11．已知晶格能的大小影响岩浆晶出的次序，晶格能越大，形成的晶体越稳定，岩浆中的矿物越容易结晶析出。分析下表中硅酸盐矿物和石英的晶格能。
硅酸盐矿物和石英
晶格能(kJ·mol－1)
橄榄石
4 400
辉石
4 100
角闪石
3 800
云母
3 800
长石
2 400
石英
2 600
回答下列问题：
(1)橄榄石和云母晶出的顺序是____________________________________________。
(2)石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出的原因是____________________________
________________________________________________________________________。
(3)推测云母和橄榄石的熔点顺序为______________，硬度大小为______________。
12．X、Y、Z是三种常见的短周期元素，它们可以形成XY2、XY3、Z2Y、Z2Y2等化合物。已知X原子比Y原子多一个电子层，Y得到电子达到8电子稳定结构时与Z离子具有相同的电子层结构。
(1)X是________，Y是________，Z是________。
(2)Z的单质属于________晶体，Z与Y形成Z2Y的过程可用电子式表示为____________________________________________________。
13．A、B为两种短周期元素，A的原子序数大于B，且B原子的最外层电子数为A原子最外层电子数的3倍。A、B形成的化合物是中学化学常见的化合物，该化合物熔融时能导电。试回答下列问题：
(1)A、B的元素符号分别是________、________。
(2)用电子式表示A、B元素形成化合物的过程：
________________________________________________________________________。
(3)A、B所形成的化合物的晶体结构与氯化钠晶体结构相似，则每个阳离子周围吸引了________个阴离子；晶体中阴、阳离子数之比为________。
(4)A、B所形成化合物的晶体的熔点比NaF晶体的熔点________，其判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有_________________________________________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示，请改正图中错误：
________________________________________________________________________。
(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成烟火。燃放时，烟火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
15．某离子晶体晶胞的结构如图所示，试分析：
(1)晶体中每个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式为_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)晶体中每个X周围与它距离最近且相等的X共有________个。
(3)晶体中距离最近的2个X与1个Y所形成的夹角∠XYX为____________(填角的度数)。
(4)设该晶体的摩尔质量为M g·mol－1，晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中距离最近的两个X之间的距离为________________cm。
答案
1．B 2．C 3．D 4．B 5．D 6．B 7．A 8．D 9．B 10．D
11．(1)先晶出橄榄石后晶出云母
(2)石英的晶格能较小，所以石英总是在各种硅酸盐析出后才晶出
(3)橄榄石高于云母 橄榄石高于云母
12．(1)硫(S) 氧(O) 钠(Na)
(2)金属
13．(1)Mg O
(2)
(3)6 1∶1
(4)高 离子半径相差不大，MgO中离子所带电荷较多，离子键较强，离子键越强，熔点越高
14．(1)增强熔融盐的导电性
(2)空心球应为O2－，实心球应为Mg2＋；8号空心球应改为实心球
(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以发光的形式释放能量
15．(1)4 8 XY2或Y2X (2)12
(3)109.5° (4)
训练5 原子晶体
[基础过关]
一、原子晶体及其判断
1．下列关于原子晶体的叙述中不正确的是 ( )
A．石英晶体是由硅原子和氧原子通过共价键形成的空间网状结构的晶体
B．由氩原子形成的晶体氩是原子晶体
C．原子晶体中不存在独立的“分子”
D．原子晶体中共价键越强，熔点越高
2．氮化碳结构如图，其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是 ( )
A．氮化碳属于原子晶体
B．氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价
C．氮化碳的化学式为C3N4
D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连
二、原子晶体的结构特点
3．下列关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是 ( )
A．存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角
B．最小的环上，有3个Si原子和3个O原子
C．最小的环上，Si和O原子数之比为1∶2
D．最小的环上，有6个Si原子和6个O原子
4．据报道：用激光可将置于铁室中的石墨靶上的碳原子“炸松”，再用一个射频电火花喷射出氮气，可使碳、氮原子结合成碳氮化合物(C3N4)的薄膜，该碳氮化合物比金刚石还坚硬，则下列说法正确的是 ( )
A．该碳氮化合物呈片层状结构
B．该碳氮化合物呈立体网状结构
C．该碳氮化合物中C—N键键长大于金刚石中C—C键键长
D．相邻主族非金属元素形成的化合物的硬度比单质小
5．某原子晶体A，其空间结构中的一部分如图所示。A与某物质B反应生成C，其实质是在每个A—A键中插入一个B原子，则C的化学式为 ( )
A．AB B．A5B4
C．AB2 D．A2B5
6．在金刚石的晶体中，含有由共价键形成的碳原子环，其中最小的环上所需碳原子数及每个碳原子上任意两个C—C键间的夹角是 ( )
A．6个 120° B．5个 108°
C．4个 109.5° D．6个 109. 5°
三、原子晶体的性质与共价键键能关系
7．下表是某些原子晶体的熔点和硬度 ( )
原子晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
3 900
3 000
2 700
1 710
1 410
1 211
硬度
10
9.5
9.5
7
6.5
6.0
分析表中的数据，判断下列叙述正确的是 ( )
①构成原子晶体的原子种类越多，晶体的熔点越高
②构成原子晶体的原子间的共价键键能越大，晶体的熔点越高
③构成原子晶体的原子的半径越大，晶体的硬度越大
④构成原子晶体的原子的半径越小，晶体的硬度越大
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
8．碳化硅(SiC)晶体有类似金刚石的结构。其中碳原子和硅原子的位置是交替的。它与晶体硅和金刚石相比较，不正确的是 ( )
A．熔点从高到低的顺序是金刚石＞碳化硅＞晶体硅
B．三种晶体中的原子都能形成4个共价键
C．三种晶体中的基本单元都是正四面体结构
D．三种晶体都是原子晶体且均为电的绝缘体
9．有关键能数据如表：
化学键
Si—O
O===O
Si—Si
键能/(kJ·mol－1)
x
498
226
晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式：Si (s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH＝－890 kJ·mol－1，则表中x的值为 ( )
A．460 B．920 C．1 165 D．423
[能力提升]
10. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料。如右图为其晶体结构中最小的重复结构单元，其中的每个原子均满足8电子稳定结构。下列有关说法正确的是 ( )
A．磷化硼晶体的化学式为BP，属于离子晶体
B．磷化硼晶体的熔点高，且熔融状态下能导电
C．磷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键
D．磷化硼晶体结构微粒的空间堆积方式与氯化钠相同
11．三种常见元素的性质或结构信息如下表，试根据信息回答有关问题。
元素
A
B
C
性质结构信息
原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子
原子的M层有1对成对的p电子
有两种常见氧化物，其中一种是冶金工业常用的还原剂
(1)写出B原子的核外电子排布式___________________________________________。
(2)写出A的气态氢化物的电子式，并指出它的共价键属于极性键还是非极性键________________________________________________________________________。
(3)C的一种单质在自然界中硬度最大，则这种单质的晶体类型是______________。
12．单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据并回答下列问题：
金刚石
晶体硅
晶体硼
熔点/K
＞3 823
1 683
2 573
沸点/K
5 100
2 628
2 823
硬度
10
7.0
9.5
(1)晶体硼的晶体类型属于________晶体，理由是_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如图)，其中有20个等边三角形的
面和一定数目的顶点，每个顶点上各有1个B原子。通过观察图形及推算，此晶体结构单元由________个B原子组成，键角________。
13．观察分析二氧化硅晶体的结构示意图，并回答下列问题。
(1)在二氧化硅晶体中有若干环状结构，最小的环状结构由________个原子构成。
(2)在二氧化硅晶体中，硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化，杂化的方式是________，Si—O—Si键与Si—O—Si键的夹角是____________。
(3)二氧化硅属于重要的无机非金属材料之一，请列举两项二氧化硅的主要用途。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(4)下列说法中正确的是__________。
①凡是原子晶体都含有共价键 ②凡是原子晶体都有正四面体结构 ③凡是原子晶体都具有空间立体网状结构 ④凡是原子晶体都具有很高的熔点
[拓展探究]
14.我国独立研制的具有自主知识产权的“龙芯2D”的面世，意味着中国在半导体产业上已取得了长足进步，同时将有着良好的发展前景。试回答下列问题：
(1)“龙芯”(芯片)的主要成分是单晶硅，硅位于元素周期表中第________周期第________族。
(2)硅在一定条件下可以与氯气反应生成SiCl4，与氧气反应生成SiO2。四氯化硅结构中，所有原子最外层____(填“是”或“否”)都满足8电子稳定结构。
(3)试判断SiCl4的沸点比CCl4的________(填“高”或“低”)，理由________________
________________________________________________________________________。
若已知CCl4比SiCl4稳定，则C—Cl键的键能比Si—Cl键的键能________(填“大”或“小”)。
(4)现在新开发出一种具有和“龙芯”主要成分一样的六角形笼状结构单质分子Si12，它可能在未来的量子计算机中是一种理想的贮存信息的材料，根据图示推断这种六角形笼状结构：它与单晶硅(参照下图)互称为_______________，硅原子之间是通过________________键结合的。
答案
1．B 2．B 3．D 4．B 5．C 6．D 7．D 8．D 9．A 10．C
11．(1)1s22s22p63s23p4
12．(1)原子 晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间，而金刚石和晶体Si均为原子晶体，B与C相邻且与Si处于对角线位置，也应为原子晶体
(2)12 60°
13．(1)12 (2)sp3 109.5° (3)①制造石英玻璃
②制造石英表中的压电材料(也可以答制造光导纤维等)
(4)①③④
14．(1)3 ⅣA (2)是 (3)高 SiCl4的相对分子质量比CCl4的大，范德华力大，因此沸点高 大 (4)同素异形体 共价
训练6 分子晶体
[基础过关]
一、分子晶体的晶胞
1．下图是冰的一种骨架形式，依此为单位向空间延伸，请问该冰中的每个水分子有几个氢键
( )
A．2 B．4 C．8 D．12
2．中学教材上介绍的干冰晶体是一种立方面心结构，如图所示，即每8个CO2构成立方体，且在6个面的中心又各占据1个CO2分子，在每个CO2周围距离a(其中a为立方体棱长)的CO2有 ( )
A．4个 B．8个 C．12个 D．6个
3．在20世纪90年代末期，科学家发现并证明碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关说法错误的是( )
A．熔点比较： C60＜C70＜C90＜金刚石
B．已知C(石墨)===C(金刚石) ΔH＞0，则石墨比金刚石稳定
C．C60晶体结构如图所示，每个C60分子周围与它最近且等距离的C60分子有12个
D．金刚石、C60、C70、管状碳和洋葱状碳都不能与H2发生加成反应
二、分子晶体的结构特征与判断
4．下列物质属于分子晶体的化合物是 ( )
A．石英 B．硫酸 C．干冰 D．食盐
5．固体乙醇晶体中不存在的作用力是 ( )
A．极性键 B．非极性键
C．离子键 D．氢键
6．下列物质呈固态时，一定属于分子晶体的是 ( )
A．非金属单质 B．非金属氧化物
C．含氧酸 D．金属氧化物
7．下列关于晶体的说法正确的是 ( )
A．分子晶体内一定存在共价键
B．分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定
C．冰熔化时水分子中共价键没有断裂
D．由非金属元素形成的化合物一定是分子晶体
8．科学家最近又发现了一种新能源——“可燃冰”。它的主要成分是甲烷分子的结晶水合物(CH4·nH2O)。其形成过程是：埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌氧性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)，其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温与高压下形成了类似冰的透明晶体，这就是“可燃冰”。这种“可燃冰”的晶体类型是 ( )
A．离子晶体 B．分子晶体
C．原子晶体 D．金属晶体
9．HgCl2的稀溶液可用作手术刀的消毒剂，已知HgCl2的熔点是277 ℃，熔融状态的HgCl2不能导电，HgCl2的稀溶液有弱的导电能力，则下列关于HgCl2的叙述中正确的是( )
①HgCl2属于共价化合物 ②HgCl2属于离子化合物 ③HgCl2属于非电解质 ④HgCl2属于弱电解质
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
10．某化学兴趣小组，在学习分子晶体后，查阅了几种氯化物的熔、沸点，记录如下：
NaCl
MgCl2
AlCl3
SiCl4
CaCl2
熔点/℃
801
712
190
－68
782
沸点/℃
1 465
1 418
230
57
1 600
根据这些数据分析，他们认为属于分子晶体的是 ( )
A．NaCl、MgCl2、CaCl2
B．AlCl3、SiCl4
C．NaCl、CaCl2
D．全部
[能力提升]
11．下列有关石墨晶体的说法正确的是 ( )
A．由于石墨晶体导电，所以它是金属晶体
B．由于石墨的熔点很高，所以它是原子晶体
C．由于石墨质软，所以它是分子晶体
D．石墨晶体是一种混合晶体
12．石墨的片层结构如图所示，试回答：
(1)平均________个碳原子构成一个正六边形。
(2)石墨晶体每一层内碳原子数与碳碳化学键之比是________________。
(3)n g碳原子可构成________________个正六边形。
13．白磷分子中P—P键易断开，若一个白磷分子中每个P—P键均断开插入一个氧原子，则一共可结合______个氧原子，这样得到磷的一种氧化物，其分子式为________________。由C、H、N三种元素组成的某化合物，其分子内含4个氮原子，且4个氮原子排成内空的正四面体(同白磷)，每两个氮原子间都有一个碳原子，且分子内无C—C和C===C，则化合物的分子式为______________________________________________________。
14．(1)水分子的立体结构是________，水分子能与H＋形成配位键，其原因是在氧原子上有____________。
(2)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内)类似。每个冰晶胞平均占有________个水分子。
(3)实验测得冰中氢键的作用能为18.5 kJ·mol－1，而冰的熔化热为5.0 kJ·mol－1，这说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
15．德国和美国科学家首次制出了由20个碳原子组成的空心笼分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成的(如下图所示)。请回答：
(1)C20分子中共有________个正五边形，共有________条棱边。C20晶体属于____________。(填晶体类型)
(2)科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子(C60Si60)，即把“足球型”的C60置于“足球型”的Si60内，并把硅原子与碳原子以共价键结合。合成“二重构造”球形分子C60Si60的化学反应类似于________(填序号)。
A．由乙烯制聚乙烯
B．乙酸与乙醇制乙酸乙酯
C．乙醇制乙醛
D．乙烯与丙烯合成乙丙树脂
答案
1．A 2．C 3．D 4．C 5．C 6．C 7．C 8．B 9．B 10．B 11．D
12．(1)2 (2)2∶3 (3)
13．6 P4O6 C6H12N4
14．(1)V形 孤电子对
(2)8
(3)冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，也说明液态水中仍存在氢键
15．(1)12 30 分子晶体
(2)AD
训练7 几类其他聚集状态的物质
[基础过关]
一、物质的聚集状态
1．下列叙述正确的是 ( )
A．食盐粉末为非晶体
B．液体与晶体混合物叫液晶
C．最大维度处于纳米尺度的材料叫纳米材料
D．等离子体的外观为气态
2．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是 ( )
A．等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的
C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序的
3．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃水的叙述正确的是 ( )
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态水中氢键与冰不同
D．玻璃态水是分子晶体
二、晶体与非晶体
4．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它 ( )
A．一定是晶体 B．一定是非晶体
C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体
5．下列物质的聚集状态属于晶体的是 ( )
A．立方体形的食盐颗粒 B．长方体形的玻璃
C．固体沥青 D．纳米材料
三、纳米材料
6．下列关于纳米材料的叙述中，正确的是 ( )
A．包括纳米颗粒和颗粒间界面两部分
B．纳米材料属于晶体
C．纳米材料属于非晶体
D．同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质
7．纳米材料是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。将纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是 ( )
A．能全部透过半透膜
B．有丁达尔现象
C．所得液体不可以全部透过滤纸
D．所得物质一定是溶液
8．前不久我国科学家成功合成了3 nm长的管状纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的1/4)、熔点高、化学性质稳定性好的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是 ( )
A．它是制造飞机的理想材料
B．它的主要组成元素是碳元素
C．它的抗腐蚀能力强
D．碳纤维复合材料不易导电
四、等离子体
9．下列关于等离子体的叙述正确的是 ( )
A．物质一般有固态、液态和气态三态，等离子体被认为是物质存在的第四态
B．为了使气体变成等离子体，必须使其通电
C．等离子体通过电场时所有粒子的运动方向都发生改变
D．等离子体性质稳定，不易发生化学反应
10．有关等离子体的说法不正确的是 ( )
A．等离子体内部全部是带电荷的微粒
B．等离子体正、负电荷大致相等
C．等离子体具有很好的导电性
D．等离子体的用途之一是可以制造等离子体显示器
11．下列各项与等离子体无关的是 ( )
A．等离子电视
B．日光灯和霓虹灯
C．宇宙中发光的星球
D．液晶显示器
[能力提升]
12．固体分为__________和__________两大类。晶体的自范性是指______________________，
是晶体中粒子在__________里呈现________________的宏观表象。晶体的许多物理性质常常表现为__________，晶体的熔点较____________，而非晶体没有固定的________；晶胞是描述晶体结构的________；区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是__________________。
13．21世纪的新领域纳米技术正日益受到各国科学家的关注，2000年美国总统克林顿宣布了国家纳米倡议，并于2001年财政年度增加科技支出的26亿美元，其中5亿给纳米技术。请据图完成下列问题。
(1)纳米是________单位，1纳米等于________米。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与________分散系的粒子大小一样。
(2)世界上最小的马达，只有千万分之一个蚊子那么大，如图，这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。
①该图是马达分子的________(填“比例模型”或“球棍模型”)。
②该分子中含有的组成环的原子是__________元素的原子，分子中共有__________个该原子。
[拓展探究]
14．纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
(1)A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A和B为短周期同主族元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
电离能(kJ·mol－1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了______________。
②A在元素周期表中的位置为________________。
(2)氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C—C键的键长为0.154 nm，C60中C—C键键长为0.140～0.145 nm， 有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由 __________
________________________________________________________________________。
②
科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为________。
③继C60后，科学家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是__________________。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si60分子中π键的数目为______个。
答案
1．D 2．D 3．C 4．D 5．A 6．A 7． B 8．D 9．A 10．A 11．D
12．晶体 非晶体 晶体能自发地呈现多面体外形的性质 微观空间 周期性的有序排列 各向异性 固定 熔点 基本单元 进行X射线衍射实验
13．(1)长度 10－9(或十亿分之一) 胶体
(2)①球棍模型 ②碳 30
14．(1)①能量最低原理 ②第2周期ⅡA族
(2)①不正确。C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键 ②3∶1
③N＞C＞Si 30
