2.1 共价键 课时培优练
一、单选题
1.下列物质中,含有共价键的盐是( )
A. B. C. D.
2.下列过程中破坏的化学键只有共价键的是( )
A.石墨转化为金刚石 B.NaOH溶于水
C.干冰升华 D.NH4Cl分解
3.下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
A.Ba(OH)2 B.CaCl2 C.H2O D.H2
4.已知断裂1molH—H键吸收的能量为436kJ,断裂1molH—N键吸收的能量为391kJ,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),生成2molNH3(g)放出热量为92.4kJ,则断裂1molN≡N键吸收的能量是( )
A.431kJ B.945.6kJ C.649kJ D.869kJ
5.下列物质中都是既含有离子键又含有共价键的一组是( )
A.NaOH、H2O、NH4Cl B.KOH、Na2O2、(NH4)2S
C.MgO、CaBr2、NaCl D.Na2SO4、HCl、MgCl2
6.化学家从一个三角形分子( )入手,“撕裂”出世界上第一个完全由碳原子构成的环状分子 ,该分子是单键和叁键交替的结构,其过程如图所示:
下列说法正确的是( )
A. 属于不饱和烃
B.“撕裂”过程发生了分解反应
C. 和 互为同系物
D.“撕裂”过程主要克服了分子间作用力
7.下列各组化合物中,化学键的类型相同的是( )
A.CO2和NaCl B.Na2O和Na2O2 C.CaCl2和Na2S D.HCl和NaOH
8.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.SO3 C.COCl2 D.H2O2
9.下列关于化学键的说法中不正确的是( )
A.化学键是一种作用力
B.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
C.化学反应过程中,反应物分子内的化学键断裂,产物分子中的化学键形成
D.非极键不是化学键
10.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属同种类型的是( )
A.金属钠与固态水分别受热熔化
B.氯化铵与苯分别受热变为气体
C.氯化钠与氯化氢分别溶解在水中
D.碘与干冰分别受热变为气体
11.下列物质中含有相同的化学键类型的是( )
A.NaCl、HCl、H2O,NaOH B.Cl2、Na2S,HCl、SO2
C.Na2O2、H2O2、H2O,O3 D.HBr、CO2、H2O,CS2
12.物质发生变化时,其中的化学键可能被破坏,也有可能不变。下列变化中共价键被破坏的是( )
A.NaOH溶于水 B.冰熔化为水 C.碘晶体升华 D.HCl溶于水
13.下列变化不需要破坏化学键的是( )
A.加热氯化铵 B.干冰气化
C.水通电分解 D.氯化氢溶于水
14.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应,其热化学方程式为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = 92.4 kJ mol 1。氨气经氧化等步骤制得硝酸。利用石灰乳、尿素等吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2),石灰乳吸收时主要反应为NO + NO2 + Ca(OH)2 = Ca(NO2)2 + H2O。N2、NH3在催化剂a、b表面分别发生如下图所示的反应,下列说法正确的是( )
A.催化剂a表面形成N-H键时需吸收能量
B.使用催化剂a可以加快合成氨反应的正反应速率,减慢逆反应速率
C.反应时催化剂b表面有共价键的断裂和形成
D.催化剂b表面反应的化学方程式为:
15.已知某些化学键键能如下,下列说法错误的是
化学键
键能/ 436 243 194 432 a
A.根据键能可估算反应的
B.根据原子半径可知键长:,进而推测
C.与反应生成时,放出热量小于
D.常温下和的状态不同,与和的键能有关
16.炼铁过程中发生的3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe为放热反应,下列说法正确的是( )
A.断开C≡O键放出热量 B.形成C=O键吸收热量
C.放热反应都需要加热 D.有的吸热反应不需要加热
17.下列物质中,既有离子键,又有共价键的是 ( )
A.NaCl B.CO2 C.NH4Cl D.NH3
18.W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质(结构如图,箭头指向表示共同电子对由W提供)。下列说法不正确的是( )
A.W的非金属性比Y的强
B.在该物质中Ⅹ原子满足8电子稳定结构
C.该物质中含离子键和共价键
D.Z的氧化物都易溶于水中
19.下列关于非金属元素和金属元素特征的叙述不正确的是( )
①非金属元素可能有还原性,也可能有氧化性;②非金属元素只能形成共价化合物;③金属阳离子被还原不一定得到金属单质;④金属元素不可能存在于阴离子中;
⑤金属元素与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
A.①③ B.②③ C.③④⑤ D.②④⑤
20.丙烷的一溴代反应产物有两种: 和 ,部分反应过程的能量变化如图所示( 表示活化能)。下列叙述错误的是( )
A. 丙烷中有 共价键
B. 与 的反应涉及极性键和非极性键的断裂
C.
D.比较 和 推测生成速率:
二、多选题
21.短周期主族元素 、 、 、 的原子序数依次增大, 的阴离子与锂离子具有相同的电子层结构, 的一种核素常用于考古断代, 原子的最外层电子数是内层电子数的3倍, 、 、 原子的最外层电子数总和等于 的原子序数。下列推断错误的是( )
A.原子半径:
B.化合物 中既含离子键又含共价键
C.最简单气态氢化物的稳定性:
D.由上述四种元素组成的化合物的水溶液不可能呈碱性
22.氯乙烯是合成高分子材料的单体,我国科研工作者研究出乙炔选择性加成制备氯乙烯的反应历程如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应过程中 Pd 的成键数目保持不变
B.反应过程中存在极性键的断裂和形成
C.发生的反应为: CH≡CH+HCl CH2=CHCl
D.若反应物改为CH3C≡CCH3,则所得产物为 CH3CCl=CClCH3
23.下列说法正确的是( )
A.分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
B.HF比HCl沸点高是因为HF分子间存在氢键
C.全部由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键
D.溶于水能导电的化合物一定是离子化合物
24.膦(PH3)在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含之.它的分子是三角锥形.以下关于PH3的叙述中,正确的是( )
A.PH3是非极性分子
B.PH3分子中有未成键的电子对
C.PH3中的P﹣H键的极性比NH3中N﹣H键的极性弱
D.PH3分子中的P﹣H键是非极性键
25.已知各共价键的键能如表所示,下列说法正确的是( )
共价键 H-H F-F H-F H-Cl H-I
键能E/(kJ·mol-1) 436 157 568 432 298
A.稳定性:H-I<H-Cl<H-FB.表中可以看出在共价键对应物质中,F2能量最低
C.298 kJ·mol-1D.H2(g)+F2(g)-2HF(g) △H=+25 kJ·mol-1
三、综合题
26.已知元素A焰色反应为黄色,B的一价阴离子的电子层结构与氩相同,请回答:
(1)元素符号:A ,B ;
(2)元素B的离子结构示意图为 ,B的单质常温下是 态
(3)A和B形成的化合物的化学式是 ,该化学式 (选填“能”或“不能”)称为分子式,它是通过 键形成的,属于 化合物(选填“离子”或“共价”).
27.键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差.参考以下表格的键能数据,回答下列问题:
化学键 Si﹣O Si﹣Cl H﹣H H﹣Cl Si﹣Si Si﹣C
键能/kJ mol﹣1 460 360 436 431 176 347
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)
SiC Si; SiCl4 SiO2
(2)能不能根据键能的数据判断单质Si和化合物SiCl4的熔点高低? (填“能”或“不能”),原因是
(3)如图立方体中心的“ ”表示金刚石晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“ ”表示出与之紧邻的碳原子
(4)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)计算该反应的反应热△H为
四、推断题
28.M、X、Y、Z、T、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素,基态W原子核外电子有9种空间运动状态,并有1个未成对电子,基态R2+的d轨道中有2对成对电子,T与X同主族。M、X、Y、Z四种元素形成的一种化合物可用于R2+的定性定量检验,如图为该化合物与RW2作用后形成的化合物。
回答下列问题:
(1)R元素在周期表中的位置为 ;WZ的空间结构为 ;化合物YZ2易形成二聚体Y2Z4的理由是 。
(2)如图结构中含有的化学键类型为 (填标号)。
a.共价键 b.离子键 c.氢键 d.配位键
(3)键角比较:TW4 XW4(填“>”“<”或“=”),理由是 ;TW4遇水剧烈水解,而XW4不易水解的原因是 。
(4)M和Y可形成化合物YW5,YW5中Y的杂化方式为 ,该化合物可与水反应,生成气体M2,若YW5与水反应后产生112mLM2(标准状况),则反应中转移电子的物质的量为 。
五、实验探究题
29.现有A、B、C、D四种元素,其原子序数依次递增.已知,A、C为短周期非金属元素,其单质在常温下均为气体,两单质混合见光爆炸生成AC,AC溶液显强酸性.B、D为金属元素,B的原子序数为D的一半,D与C2和AC溶液反应分别得DC3和DC2,烧碱溶液不能与D单质反应,而能与B单质反应.请回答下列问题:
(1)C的原子结构示意图为 ;B在周期表中的位置是 。
(2)用电子式表示AC的形成过程 。
(3)写出B单质与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(4)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,右图是该方法处理污水的实验装置示意图(B、D金属单质作电极).实验过程中,污水的pH始终保持在5.0~6.0之间.接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用.阳极的电极反应有两个,分别是2H2O-4e-=4H++O2↑和 。阳极区生成沉淀的离子方程式是 。
(5)一定条件下,2mol B与3mol D的氧化物W恰好反应,则W的化学式 。
30.请回答下列问题:
(1)31Ga基态原子的核外电子排布式是 ,某种半导体材料由Ga和As两种元素组成,该半导体材料的化学式是 ,其晶体结构类型可能为 .
(2)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用,该物质的结构式如图所示:以下关于维生素B1的说法正确的是 .
a.只含σ键和π键
b.既有共价键又有离子键
c.该物质的熔点可能高于NaCl
d.既含有极性键又含有非极性键
(3)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有 .
A.离子键、共价键 B.离子键、氢键、共价键
C.氢键、范德华力 D.离子键、氢键、范德华力.
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.属于氧化物,不属于盐,A不符合题意;
B.MgCl2属于盐,只含离子键,不含共价键,B不符合题意;
C.NaOH属于碱,不属于盐,C不符合题意;
D.属于盐,NO3-离子中含有共价键,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】盐是金属阳离子或铵根离子与酸根阴离子形成的化合物,一般非金属元素之间形成共价键。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.石墨转化为金刚石属于化学变化,有共价键被破坏,也有共价键形成,故A符合题意;
B.NaOH溶于水时,在水分子的作用下电离出钠离子和氢氧根离子,有离子键被破坏,故B不符合题意;
C.干冰是分子晶体,干冰升华只破坏分子间作用力,故C不符合题意;
D.NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,离子键被破坏,N原子和H原子之间的共价键也被破坏,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】只有电解质溶于水或熔融状态或发生化学反应的化学键才能被破坏,注意化学反应中一定有化学键的破坏,但有化学键的破坏并不一定发生化学反应。
3.【答案】A
【解析】【解答】解:A.氢氧化钡中钡离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在共价键,为含有共价键的离子化合物,故A正确;
B.氯化钙中氯离子和钙离子之间只存在离子键,故B错误;
C.水分子中O原子和H原子之间只存在共价键,为共价化合物,故C错误;
D.氢气分子中H原子之间只存在共价键,为单质,故D错误;
故选A.
【分析】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,含有离子键的化合物是离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,据此分析解答.
4.【答案】B
【解析】【解答】断裂1molH—H键吸收的能量为436kJ,断裂1molH—N键吸收的能量为391kJ,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),生成2molNH3(g)放出热量为92.4kJ,说明反应是放热,成键放出的热量大于断键吸收的热量,设断裂1molN≡N键吸收的能量是akJ,则有391kJ×6-436kJ×3-a kJ=92.4kJ,解得a =945.6kJ,故B符合题意。
故答案为B。
【分析】根据焓变=反应物具有的键能-生成物的键能进行计算
5.【答案】B
【解析】【解答】解:A.水中只含共价键,故A错误;
B.氢氧化钾、过氧化钠、硫化铵中都含有阴阳离子,所以含有离子键,非金属元素之间含有共价键,所以都离子键和共价键,故B正确;
C.这几种化合物中都只含阴阳离子,所以只含离子键,故C错误;
D.氯化氢中只含共价键,氯化镁中只含离子键,故D错误;
故选B.
【分析】一般来说,活泼金属和活泼金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,据此分析解答.
6.【答案】B
【解析】【解答】A. 只含有C原子,不属于烃类,A项不符合题意;
B. 经过一系列的“撕裂”反应,最终分解生成一氧化碳和 ,故“撕裂”过程发生了分解反应,B项符合题意;
C.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个CH2原子团的有机化合物,互称为同系物,故 和 不是同系物,C项不符合题意;
D. 经过一系列的“撕裂”反应,最终分解生成一氧化碳和 ,破坏的是共价键,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据结构式,碳原子的成键方式即可判断不为烃
B.根据反应物和生成物即可判断反应类型
C.C18和C60均是碳单质,不是同系物互为同分异构体
D.根据反应物和生成物即可判断,撕裂主要是共价键的破坏
7.【答案】C
【解析】【解答】解:A.CO2分子中只存在共价键,NaCl中钠离子和氯离子之间存在离子键,故A错误;
B.Na2O中钠离子和氧离子之间只存在离子键,Na2O2中存在共价键和离子键,故B错误;
C.CaCl2中钙离子和氯离子之间只存在离子键,Na2S中钠离子和硫离子之间只存在离子键,故C正确;
D.HCl中氢原子和氯原子之间只存在共价键,NaOH中存在离子键和共价键,故D错误;
故选C.
【分析】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,第IA、第IIA族和第VIA、第VIIA族元素之间易形成离子键.
8.【答案】C
【解析】【解答】A.CO2分子中只含碳氧双键,故A不符合题意;
B.SO3分子中只含双键,无单键存在,故B不符合题意;
C.COCl2分子中含单键,如C-Cl键,也含双键,如C=O键,故C符合题意;
D.H2O2中只含单键,如H-O,O-O键,无双键存在,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据满足8个电子或2个电子稳定结构,写出给出物质的结构式即可判断
9.【答案】D
【解析】【分析】非极性键属于共价键,选项D不正确,其余选项都是正确的,答案选D。
【点评】化学键是使相邻原子或离子相结合的一种作用力,又分为离子间和共价键等。一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键。
10.【答案】D
【解析】【解答】解:A、金属钠为金属晶体,融化时破坏金属键,固态水为分子晶体,受热熔化时破坏分子间作用力,所以克服的粒子间的相互作用属不同种类型,故A不选;
B、氯化铵为离子晶体,加热分解,克服离子键,苯受热变为气体,只克服分子间作用力,故B不选;
C、氯化钠与氯化氢分别分别属于离子化合物和共价化合物,溶解在水中分别克服离子键和共价键,故C不选;
D.碘与干冰都是分子晶体,分别受热变为气体,都克服分子间作用力,故D选;
故选D.
【分析】根据晶体类型判断,相同类型的晶体,克服的相互作用力相同;离子晶体克服的是离子键,分子晶体的是分子间作用力,原子晶体克服的是共价键,金属晶体克服的是金属键,以此解答该题.
11.【答案】D
【解析】【解答】解:A.氯化钠中只存在离子键,HCl、H2O中只存在共价键,NaOH中既有离子键又有共价键,所以化学键类型不同,故A错误;
B.Cl2、HCl、SO2中只存在共价键,Na2S中只存在离子键,所以化学键类型不同,故B错误;
C.Na2O2中存在离子键和共价键,H2O2、H2O、O3中只存在共价键,所以化学键类型不同,故C错误;
D.HBr、CO2、H2O、CS2中都只存在共价键,所以化学键类型相同,故D正确;
故选D.
【分析】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,据此分析解答.
12.【答案】D
【解析】【分析】A.NaOH为离子化合物,溶于水电离成自由移动的离子,破坏的是离子键,故A错误;B.冰属于分子晶体,熔化为水破坏的是分子间作用力,故B错误;C.碘属于分子晶体,熔化为水破坏的是分子间作用力,故C错误;D.HCl为共价化合物,溶于水电离成自由移动的离子,破坏的是共价键,故D正确。故选D。
【点评】本题考查化学键类型的判断,题目难度不大,注意晶体的类型与化学键的区别。
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A.分解生成HCl和氨气,离子键破坏,故A不选;
B.干冰气化,只破坏分子间作用力,故B选;
C.分解生成氢气和氧气,共价键破坏,故C不选;
D.发生电离,共价键破坏,故D不选;
故选B.
【分析】一般来说,活泼金属与非金属形成离子键,非金属之间形成共价键,以此来解答.
14.【答案】C
【解析】【解答】A.形成新键放出能量,则催化剂a表面形成N-H键时放出能量,A不符合题意;
B.催化剂同等程度影响正逆反应速率,则使用催化剂a可以加快合成氨反应的正反应速率,也加快逆反应速率,B不符合题意;
C.由图可知,反应时催化剂b表面有共价键O=O的断裂和形成共价键O-H,C符合题意;
D.催化剂b表面氨气和氧气反应生成NO和H2O,反应的化学方程式为:,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、断键吸收能量,成键放出能量;
B、催化剂可以提高正逆反应速率;
C、非金属原子和非金属原子的结合是共价键;
D、结合图象,可以知道反应物为氨气和氧气,生成物为一氧化氮和水。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.根据反应热=反应物总键能-生成物总键能,则:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)中有:△H=+436 kJ/mol+243 kJ/mol-2×432kJ/mol =-185kJ/mol,选项A不符合题意;
B.Cl原子半径小于Br原子,H—Cl键的键长比H—Br键长短, H—Cl键的键能比H—Br键大,进而推测,选项B不符合题意;
C.键能>,反应生成HBr比生成HCl更难,放出的热量更低,故生成时,放出热量小于,选项C不符合题意;
D.Cl-Cl键能大于Br-Br键能,说明Cl2分子比Br2分子稳定,破坏的是共价键,而状态由分子间作用力决定,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能计算;
B.结构相似的物质,键长越大,键能越小;
C.键能:>,反应生成HBr比生成HCl更难。
16.【答案】D
【解析】【解答】A.断键吸热,故A不符合题意;
B.形成化学键放出热量,故B不符合题意;
C.放热反应不一定需要加热,如酸碱中和反应常温下即可进行,故C不符合题意;
D.有些吸热反应常温下即可发生,如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据断键吸热,成键放热,根据焓变=生成物的能量-反应物的能量=反应物的键能-生成物的键能即可判断
17.【答案】C
【解析】【解答】考查化学键的判断。一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间形成共价键。A中只有离子键,B和D中只有极性键,C中既有离子键,还有N和H之间的极性键。
故答案为:C
【分析】离子键通过两个或多个原子或化学集团失去或获得电子而成为离子后形成;由两个或多个原子共同使用它们的外层电子,在理想情况下达到电子饱和的状态,由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键。
18.【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知,W为F、Y为O,非金属性F>O,选项正确,A不符合题意;
B.在该物质中,X原子满足8电子稳定结构,选项正确,B不符合题意;
C.由该物质的结构可知,该物质中含有离子键和共价键,选项正确,C不符合题意;
D.Z的氧化物为CO2或CO,其中CO不溶于水,选项错误,D符合题意;
故答案为:D
【分析】“Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍”则X次外层电子数为2,Y的最外层电子数为6,因此Y为O;由盐的结构简式可知,Z的最外层电子数为4,且能与O形成双键,因此Z为C;X能形成三个化学键,且能提供空轨道,因此X为B;四种元素位于同周期,且W能形成一个化学键,因此W为F;据此结合选项进行分析。
19.【答案】D
【解析】【解答】①S就既有氧化性,又有还原性
②比如氯化铵为离子化合物
③比如铁离子能被还原到亚铁离子
④高锰酸根中有金属元素锰
⑤氯化铝为共价化合物
故答案为:D
【分析】一般来说非金属元素之间形成的是共价化合物,但铵盐除外,
金属元素与非金属元素形成的化合物一般是离子化合物,但氯化铝除外
20.【答案】D
【解析】【解答】A.丙烷的结构式为 ,1个丙烷分子中有10条共价键,故 丙烷中有 共价键,A不符合题意;
B.C3H8与Br2发生取代反应,丙烷断C-H键,是极性键,Br2断Br-Br键,是非极性键,B不符合题意;
C.由图像可知,CH3CH2CH3和 的能量低于 和HBr,所以反应吸热, ,C不符合题意;
D.由图像可知,生成 的活化能 小于生成 的活化能 ,活化能越小,单位体积内活化分子百分数越多,反应速率越快,故生成速率 ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】B、C-H为极性键,C-C,Br-Br为非极性键,非极性键为相同的非金属原子之间的共价键,故B不符合题意
C、成键放出能量,故C不符合题意
D、活化能越大,反应速率越慢,故D符合题意
21.【答案】C,D
【解析】【解答】A.同一周期,从左到右,原子半径减小,同一主族,从上到下,原子半径增大,所以原子半径: ,故A不符合题意;
B.化合物 为NaOH,属于离子化合物,结构中含有离子键和共价键,故B不符合题意;
C.元素的非金属性越强,形成的简单的氢化物越稳定,所以氢化物的稳定性:CH4D.由上述四种元素组成的化合物为 ,其水溶液呈碱性,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的阴离子与锂离子具有相同的电子层结构,则W是H; X的一种核素常用于考古断代,则X是C; Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y是O; W、X、Y原子的最外层电子数总和等于Z的原子序数,Z的原子序数为1 +4+6= 11,则Z是Na,以此分析解答。
22.【答案】B,C
【解析】【解答】A.由图示可知,反应过程中 Pd 的成键数目由2个变为3个,又变为2个,A项不符合题意;
B.由图示可知,反应过程中有C-Cl键的断裂,C-Cl键和C-H键的形成,C-Cl键和C-H键属于极性键,则反应过程中存在极性键的断裂和形成,B项符合题意;
C.由图示可知,发生的反应为: CH≡CH+HCl CH2=CHCl,C项符合题意;
D.根据图示中转化关系,若反应物改为CH3C≡CCH3,则所得产物为CH3CCl=CHCH3,D项不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A.由反应历程中键的变化分析;
B.不同种原子之间的共价键为极性键,由反应历程中极性键的变化分析;
C.依据反应前后物质的结构简式确定。
D.根据图示中转化关系判断。
23.【答案】B,C
【解析】【解答】解:A、单原子分子构成的分子晶体中没有共价键,稀有气体为单原子分子,其晶体中只含有分子间作用力,没有共价键,故A错误;
B、HF分子间存在氢键,所以HF比HCl沸点高,故B正确;
C、氯化铵是由非金属元素形成的离子化合物,所以全部由非金属元素形成的化合物中可能含有离子键,故C正确;
D、溶于水可以导电的化合物不一定是离子化合物,如硫酸、一水合氨等,所以不一定是离子化合物,故D错误;
故选BC.
【分析】A、单原子分子构成的分子晶体中没有共价键;
B、HF分子间存在氢键;
C、氯化铵是由非金属元素形成的离子化合物;
D、溶于水可以导电的化合物不一定是离子化合物,如硫酸、一水合氨等.
24.【答案】B,C
【解析】【解答】解:A.该分子为三角锥型结构,正负电荷重心不重合,所以为极性分子,故A错误;
B.PH3分子P原子最外层有5个电子,其中3个电子和3个H原子形成共用电子对,所以该物质中有1个未成键的孤对电子,故B正确;
C.电负性相差越大,共价键的极性越强,则PH3中的P﹣H键的极性比NH3中N﹣H键的极性弱,故C正确;
D.同种非金属元素之间存在非极性键,不同非金属元素之间存在极性键,所以P﹣H原子之间存在极性键,故D错误;
故选BC.
【分析】A.正负电荷重心不重合的分子为极性分子,正负电荷重心重合的分子为非极性分子;
B.PH3分子中有1个未成键的孤对电子;
C.电负性相差越大,共价键的极性越强;
D.同种非金属元素之间存在非极性键,不同非金属元素之间存在极性键.
25.【答案】A,C
【解析】【解答】键能越大,共价键越稳定,由表中数据可知,稳定性: H-I键能越大,共价键越稳定,物质能量越低,HF能量最低,故B不符合题意;
由H-F、H-Cl、H-I的键能可知,卤素非金属性越强,对应氢卤键的键能越大,则298kJ·mol-1焓变等于断键吸收的能量减去成键释放的能量,则H2(g) +F2(g)=2HF(g)△H= (436+ 157-568×2)kJ·mol-1= -543 kJ·mol-1,故D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】
A.共价键键能越大,形成的物质越稳定,该物质所具有的能量越低;
B.共价键键能越大,形成的物质越稳定C.由表中数据可知,卤族元素非金属越强,共价键键能越大;
D.△H =反应物的键能总和-生成物的键能总和。
26.【答案】(1)Na;Cl
(2);气
(3)NaCl;不能;离子键;离子
【解析】【解答】解:已知元素A焰色反应为黄色,A为Na;元素B的一价阴离子的电子层结构与氩相同,B为Cl;(1)元素符号:A为Na;B为Cl;
(2)元素氯离子的结构示意图为 ,氯气常温下呈气态;
(3)Cl与Na形成的化合物是活泼金属和活泼非金属组成,其化学式为NaCl,该化学式不能称为分子式,因为它是通过离子键键形成的,属于离子化合物。
因此,本题答案为:NaCl ;不能; 离子键; 离子。
【分析】元素A焰色反应为黄色,A为Na;元素B的一价阴离子的电子层结构与氩相同,B为Cl。
(2)氯离子的最外层有8个电子,氯气常温下为气体;
(3)金属钠与氯气反应生成氯化钠,属于离子化合物,含有离子键。
27.【答案】(1)>;<
(2)不能;物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多.因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低.
(3)
(4)+236 kJ/mo
【解析】【解答】(1)碳化硅和硅都是原子晶体,晶体类型相同的物质其熔点与键长成正比,键长越长,键能越小,熔点越低,碳化硅的键长小于硅硅键长,所以碳化硅的熔点比硅的高;二氧化硅是原子晶体,氯化硅是分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体,所以二氧化硅的熔点比氯化硅的高.
故答案为:>,<.
(2)物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多.因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低.
故答案为:不能;物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多.因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低.
(3)金刚石中每个碳原子和四个碳原子形成四个共价键,如果一个碳原子在正方体体心上,4个碳原子在相对的4个顶点上,所以为:.
故答案为:.
(4)△H=360kJ/mol×4+436kJ/mol×2﹣176kJ/mol×2﹣431kJ/mol×4=+236 kJ/mol.
故答案为:+236 kJ/mol.
【分析】(1)物质的熔点与晶体类型有关,原子晶体的熔点大于分子晶体的熔点;如果晶体类型相同,物质的熔点与化学键的键长成反比,键长越短,键能越大,熔点越高.
(2)晶体熔点与晶体类型有关,原子晶体中的作用力是共价键,分子晶体中的作用力是范德华力,共价键比范德华力大很多,导致异响其熔点.
(3)金刚石中每个碳原子和四个碳原子形成四个共价键,如果一个碳原子在正方体体心上,4个碳原子在相对的4个顶点上.
(4)化学反应方程式中的反应热=反应物的键能之和﹣生成物的键能之和.
28.【答案】(1)第四周期第Ⅷ族;三角锥形;NO2分子结构中N原子有单电子,N原子间可形成共价键
(2)abd
(3)=;中心原子C和Si的杂化类型均为sp3,分子的空间构型均为正四面体形;Si原子核外有空的d轨道,易接受H2O提供的孤对电子,而C原子没有
(4)sp3;0.005mol
【解析】【解答】(1)Co元素在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;ClO价层电子对数为3+=4,有一对孤电子对,ClO的空间结构为三角锥形;化合物NO2易形成二聚体N2O4的理由是NO2分子结构中N原子有单电子,N原子间可形成共价键;
(2)氢键不是化学键,如图结构中含有的化学键类型为共价键、N原子与Co2+之间存在配位键,内、外界之间存在离子键,
故答案为:abd;
(3)键角比较:SiH4=CH4,因为中心原子C和Si的杂化类型均为sp3,分子的空间构型均为正四面体形;CH4不易水解的原因是Si原子核外有空的d轨道,易接受H2O提供的孤对电子,而C原子没有空轨道,不能接受H2O提供的孤对电子;
(4)M和Y可形成化合物NH5,为离子化合物由和H-组成,中氮原子杂化方式为sp3,该化合物可与水反应,H2~e-,产生112mLH2(标准状况),即0.005mol H2,转移电子的物质的量为0.005mol。
【分析】先根据题目信息,推出元素符号, 基态W原子核外电子有9种空间运动状态,并有1个未成对电子 ,说明核外有9个电子,W为F, 基态R2+的d轨道中有2对成对电子 ,说明R2+的d轨道上有7个电子,R为Co,根据化合物结构式可知,Z形成两个共价键,并且可以形成氢键,所以Z为O,X可以形成4个共价键,所以X为C, T与X同主 ,T为硅,Y为N元素,W可以形成一个共价键,W为氯,根据原子结构和性质解答即可。
29.【答案】(1)Cl;第三周期第IIIA族
(2)
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
(4)Fe-2e-=Fe2+;4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+
(5)FeO
【解析】【解答】(1)短周期非金属元素,其单质在常温下为气体有:H2、N2、O2、F2、Cl2,根据题意,A、C两单质混合见光爆炸生成AC,混合见光爆炸是H2和Cl2的特征反应,结合原子序数依次递增,则可确定A是H元素,单质是H2,C是Cl元素,单质是Cl2.化合物AC为HCl.D与C2和AC溶液反应分别得DC3和DC2,即D与Cl2和HCl溶液反应分别得DCl3和DCl2,可分析出金属D化合价具有+2、+3价,确定出D为Fe元素.Fe的原子序数为26,则B的原子序数为13,即B为Al元素.C是Cl,Cl的原子序数=核电荷数=核外电子数=17,故原子示意图为 ,B是Al,Al的原子序数=13,原子核外有3个电子层,最外层排布3个电子,根据电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数,可得Al在周期表中位置为第三周期、第IIIA族。(2)AC为化合物HCl,用电子式表示形成过程时,反应物用原子的电子式表示,生成物用化合物的电子式表示,符号用“→”符号,故表示为 。(3)B单质是Al,根据铝的性质,与NaOH溶液反应时有水参与,生成偏铝酸钠和氢气,反应为Al+NaOH+H2O→NaAlO2+H2↑,根据化合价升降法配平,Al由0价上升到+3价,上升3价,H2中H由+1价降低为0价,总共降低2价,所以Al前面计量数为2,H2前面计量数为3,其它物质前计量数根据原子守恒配平即得方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,改写离子方程式时Al、H2是单质保留化学式,H2O是弱电解质保留化学式,NaOH和NaAlO2是易溶于水、易电离物质改成离子形式,再删除不参与离子反应的Na+,即得离子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。(4)根据题意,电解池的阳极材料为Fe,阴极材料为Al.金属作阳极时,电极称为活性电极,由于金属失电子能力强于溶液中的阳离子,所以阳极上是活性电极自身先失去电子.电解池的阳极放电顺序是:活性电极>Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+等,因此阳极的另一个电极反应为Fe-2e-=Fe2+.生成的Fe2+进入溶液中,溶液中Fe2++2OH-═Fe(OH)2↓,来自水的电离H2O H++OH-,Fe(OH)2易被氧气氧化,反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3↓,上述三步反应合并即得总反应为4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+。(5)根据题意,B单质是Al,D为Fe,2molAl与3molFe的氧化物反应为铝热反应,生成Fe和铝的氧化物,依据原子守恒,2molAl生成1molAl2O3,1molAl2O3中共含有3mol氧原子,3mol氧原子只能来自于3molFe的氧化物中,因此Fe的氧化物中只含一个氧原子,反应方程式为2Al+3FeO Al2O3+3Fe,即D的氧化物W为FeO。
【分析】本题考查元素周期表的推断、化学键、电解原理、铝热反应,综合性较强,解题的关键是要熟悉基本理论知识,具备一定的分析能力。
30.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1;GaAs;原子晶体
(2)bd
(3)D
【解析】【解答】解:(1)Ga原子核外电子数为31,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p1,Ga是第ⅢA族的金属元素、As是第ⅤA族的非金属元素,二者组成的化合物化学式为GaAs,对应晶体属于原子晶体,
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p1;GaAs;原子晶体;(2)a.由结构简式知,B1中含有氯离子及另一种有机离子,存在离子键,故a错误;
b.B1中含有氯离子及另一种有机离子,存在离子键,其它原子之间形成共价键,故b正确;
c.B1是分子型物质,熔点不可能高于NaCl,故c错误;
d.碳原子之间形成非金属性,N原子与H原子等之间形成极性键,故d正确,
故选:cd;(3)晶体溶于水的过程会电离出Cl﹣等,故需要克服离子键,B1分子间存在氢键,存在范德华力,
故选:D.
【分析】(1)Ga原子核外电子数为31,根据能量最低原理书写核外电子排布式;Ga是第ⅢA族的金属元素、As是第ⅤA族的非金属元素,二者组成的化合物化学式为GaAs,对应晶体属于原子晶体;(2)由结构简式知,B1中含有氯离子及另一种有机离子,存在离子键,B1是分子型物质,熔点不可能高于NaCl,同种元素原子之间形成非极性键,不同元素原子之间形成非极性键;(3)晶体溶于水的过程会电离出Cl﹣等,故需要克服离子键,B1分子间存在氢键,存在范德华力.