第二章 分子结构与性质 测试题
一、选择题
1.下列说法不正确的是
A.HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B.标准状况下,NA个HF分子约为22.4L
C.I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解释
D.NH3分子间存在氢键,故氨气易液化
2.我国自主设计生产的长征系列运载火箭使用偏二甲肼作燃料,作氧化剂。下列相关说法正确的是
A.C、N、O的电负性依次增大
B.O原子有8个空间运动状态不同的电子
C.C、N、O三种基态原子的第一电离能依次增大
D.基态N原子的轨道表示式为
3.下列关于化学键的说法,认识错误的是
A.s-sσ键与s-pσ键均为轴对称
B.两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
C.含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
D.π键不能单独存在,一定要和σ键共存
4.下列各组物质性质的比较,结论正确的是
A.在中的溶解度: B.溶液酸性:
C.分子的极性: D.沸点:
5.下列说法不正确的是
A.分子的填充模型是:
B.基态C原子的轨道表示式
C.基态原子为第四周期中单电子最多的原子
D.时,浓度均为0.01mol/L的3种溶液的酸性由强到弱的顺序:
6.下列说法不正确的是
A.X射线衍射测定等发现,中存在离子,则离子的几何构型为V形
B.和分子中C原子的杂化形式分别为sp和
C.C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为HD.乙醇的沸点高于丙酮,这是因为乙醇分子间存在氢键
7.有共价键的离子化合物是
A.氧化钠 B.溴化氢 C.氯化铵 D.氯化镁
8.某催化剂可催化氧杂环丁烷与二氧化碳发生如图所示反应。下列叙述错误的是
A.该反应的原子利用率为100%
B.化合物I分子中的所有原子不可能共平面
C.化合物II分子中碳原子的杂化方式为、
D.化合物I和化合物II分子的一氯代物数目不相同
9.某化合物可用于除虫菊酯原料及制药工业原料,结构如图所示,其中X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中只有Y、Z、W同周期。下列叙述正确的是
A.W的氢化物比Z的稳定
B.R的含氧酸的酸性比Z的强
C.该化合物中Y原子的杂化轨道类型只有一种
D.X、Y、Z、W形成的化合物可能既含有离子键、又含有共价键
10.下列说法不正确的是
A.键角是两个相邻共价键之间的夹角,说明共价键有方向性
B.硫原子有两个未成对电子,因而只能形成2个共价键
C.杂化轨道用于形成共价键和孤电子对
D.粒子ClO的VSEPR模型与离子的空间结构不一致
11.关于键长、键能和键角,下列说法中错误的是
A.C=C键等于C-C键键能的2倍
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.键角是描述分子立体结构的重要参数
D.因为O-H键的键能小于H-F键的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
12.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有个阳离子
B.分子中含有的键数目为
C.含有中子数为
D.和于密闭容器中充分反应后,HI分子总数为
13.下列图示或化学用语表示错误的是
A.基态的价层电子轨道表示式 B.的VSEPR C.的空间结构模型 D.轨道的电子云轮廓图
A.A B.B C.C D.D
14.利用与在催化剂的作用下可合成甲醇,反应为,、和按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇,反应部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注,TS代表过渡态),下列说法正确的是
A.比更易被吸附在催化剂表面
B.向体系中通入水蒸气能提高甲醇的产率
C.该历程中最大的活化能是
D.该历程只涉及σ键的断裂和形成
15.下列说法正确的是
A.已知N—N的键能为193kJ·mol-1,故氮氮三键的键能为193kJ·mol-1×3
B.H—H的键能为436.0kJ·mol-1,F—F的键能为157kJ·mol-1,故F2比H2稳定
C.某元素原子最外层有1个电子,它跟卤素原子相结合时,所形成的化学键为离子键
D.N—H的键能为390.8kJ·mol-1,其含义为断开1molN—H所吸收的能量为390.8kJ
二、填空题
16.已知下列数据:
物质 熔点/K 沸点/K 分解温度/K
NH3 195.3 239.7 1073
PH3 139.2 185.4 713.2
NH3的熔、沸点均高于PH3的原因是___________;PH3的分解温度高于其沸点,其原因是___________。
17.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,且都是共价型粒子。回答下列问题:
(1)a是单核粒子,a单质可用作半导体材料,基态a原子核外电子排布式为_______。
(2)b是双原子化合物,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_______。
(3)c是双原子单质,写出其电子式:_______。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,不易发生反应,原因是_______。
(4)d是四核化合物,其结构式为_______;d分子内所含共价键中有_______个键和_______个键;其中键与键的强度大小关系为键_______键(填“>”“<”或“=”),原因是_______。
18.写出下列物质的电子式:
HF___________、F2___________、H2O___________、O2 ___________、NH3___________、N2___________、CH4___________。
19.在下列空格中,填上适当的元素符号或微粒符号。
(1)在第3周期中,第一电离能最大的元素是_______,电负性最大的元素是_______ 。
(2)在第4周期元素中,3d轨道半充满的_________ 。
(3)在F2、H2O2、 NH3、、H2O、 HBr中,含有配位键的微粒有_____,含有非极性键的微粒有________; 空间构型是三角锥形的分子_______。
20.A、B、D、E、F、G为短周期元素,且原子序数依次递增。A、F同主族,E、G同主族。A与其他非金属元素化合时易形成共价键,F与其他非金属元素化合时易形成离子键,且F+与E2-核外电子排布相同。由以上元素组成的物质BE和D2具有相同的电子数。请回答以下问题:
(1)F位于第_____周期第_____族。
(2)G的离子结构示意图为_____。
(3)用电子式表示D2的形成过程:______。
(4)由A、E、F三种元素形成的化合物的化学式为____,含有的化学键有_____(填化学键类型),属于_____化合物。
(5)B的最高价是_____,由A、B组成的化合物中,含A量最高的物质的结构式是_____。
21.与化合物形成一种物质,其结构简式如图所示。回答下列问题:
(1)基态的电子层中有_______个能级,其核外价层电子排布式为_______。
(2)O元素位于元素周期表中的_______区,其基态原子核外有_______个不同运动状态的电子。
(3)中原子的杂化方式为_______,其为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)分子的结构简式为 ,分子中含有_______个非极性键、_______个键、_______个手性碳原子(连有4个不同的原子或基团)。
22.对于数以万计的化学物质和为数众多的化学反应,分类法的作用几乎是无可代替的。请利用分类法结合所学知识完成下列各小题:
(1)现有下列9种微粒:。形成上述9种微粒的核素有___________种、元素有___________种。以上微粒所含某些元素构成的五核分子的空间构型是___________,写出一种由以上两种元素构成含的微粒的电子式___________
(2)现有以下物质:①稀盐酸 ② ③固体 ④NaOH溶液 ⑤熔融 ⑥ ⑦铝条 ⑧蔗糖。以上物质中能导电的是___________(填标号,下同),属于电解质的是___________,属于非电解质的是___________。
(3)已知有下列物质:① ②NaCl ③ ④ ⑤ ⑥NaOH ⑦这些物质中,只含有离子键的是___________,含有非极性共价键的离子化合物是___________,属于共价化合物的是___________。用电子式表示的形成过程___________,的结构式___________
三、元素或物质推断题
23.元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素,A元素的原子最外层电子排布式为ms1;B元素的原子价电子排布式为ns2np2;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子;E元素原子有五个未成对电子。
(1)E元素原子的价电子排布式是______,在元素周期表中位置是_____,其最高价氧化物的化学式是__________。
(2)C基态原子的电子排布图为_____,若A为非金属元素,则按原子轨道的重叠方式,A与C形成的化合物中的共价键属于_____键(填“σ”或“π”)。
(3)当n=3时,B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_______。
(4)若A元素的原子最外层电子排布为2s1,B元素的原子价电子排布为3s23p2,A、B、C、D四种元素的电负性由大到小的顺序是_____(用元素符号表示)。
【参考答案】
一、选择题
1.B
解析:A.HCl、HBr、HI均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增加,分子间作用力依次增加,熔、沸点依次升高,A正确;
B.标况下HF不是气体,无法计算体积,B错误;
C.I2和CCl4均为非极性分子,非极性分子易溶于非极性溶剂,可以用相似相溶原理解释,C正确;
D.N原子电负性较大,所以NH3分子间存在氢键,沸点较低,易液化,D正确;
答案为B。
2.A
解析:A.在同一周期,同一周期从左往右非金属性依次增强,电负性随其非金属性增强而变大,A正确;
B.氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4,电子在5个轨道上运动,有5种不同的空间运动状态,B错误;
C.位于同周期,其第一电离能随着原子序数递增,总的趋势是变大,但的层电子半充满,导致其第一电离能大于,C错误;
D.基态原子的轨道表示式为 ,D错误;
故选A。
3.B
解析:A.s-sσ键、s-pσ键、p-pσ键都是轴对称,A正确
B.非金属原子常以共用电子对形成化学键,两个非金属元素的原子之间形成的化学键大多都是共价键,也可能形成离子键,B错误;
C.键不稳定,易断裂,含有键的化合物化学性质较活泼,与只含键的化合物的化学性质不同,C正确;
D.分子中可以只含键,键不能单独存在,一定要和键共存,D正确;
故选B。
4.D
解析:A.CS2是非极性溶剂,故在CS2中的溶解度:CCl4>H2O,A错误;
B.F原子电负性大于Cl,所以溶液酸性CF3COOH>CCl3COOH,故B错误;
C.BCl3空间构型为平面三角形,为非极性分子;NCl3分子空间构型为三角锥,NCl3是极性分子,分子极性,故C错误;
D.形成分子间氢键,形成分子内氢键,所以沸点>,故D正确;
选D。
5.A
解析:A.该图为甲烷的球棍模型,不是填充模型,A错误;
B.碳原子核外电子数为6,根据能量最低原理基态C原子的轨道表示式为,B正确;
C.基态原子外围电子排布式为3d54s1,未成对电子数为6,为第四周期中单电子最多的原子,C正确;
D.相同条件下卤素原子Cl、Br、I的得电子能力逐渐减弱,对共用电子对的吸引能力逐渐减弱,电离出氢离子的能力减弱,所以相同条件下酸性,D正确;
故答案选:A。
6.B
解析:A.X射线衍射可以确定物质的内部结构,离子中中心I价层电子对数为2+=4,采用sp3杂化,I原子上含有2对孤电子对,所以几何构型为V形,故A正确;
B.分子结构为O=C=O,为直线形,C原子的杂化形式为sp;分子中C原子形成4个共价键,杂化形式为,故B错误;
C.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为HD.乙醇的沸点高于丙酮,这是因为乙醇分子间存在氢键,导致其沸点升高,故D正确。
故选B。
7.C
解析:A.氧化钠中只含有离子键,属于离子化合物,A不符合;
B.溴化氢中中含有共价键,但属于共价化合物,B不符合;
C.氯化铵中铵根和氯离子形成离子键,N和H形成共价键,属于离子化合物,C符合;
D.氯化镁中只含有离子键,属于离子化合物,D不符合;
答案选C。
8.D
解析:A.化合物Ⅰ的分子式为,化合物Ⅱ的分子式为,可推断出该反应的原子利用率为100%,A正确;
B.化合物Ⅰ分子中含有亚甲基结构,不可能所有原子共平面,B正确;
C.根据化合物Ⅱ的分子结构可知,碳原子的杂化方式有、两种,C正确;
D.如图所示 、 ,化合物Ⅰ和化合物Ⅱ分子的一氯代物数目均为2,D错误;
故选D。
9.D
【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中只有Y、Z、W同周期,则Y、Z、W应在第二周期,X在第一周期,X为H;R在第三周期,R形成-1价离子,则R为Cl;Y形成四条共价键,则Y最外层电子数为4,Y为C;W形成两条共价键,则W最外层电子数为6,W为O;Z失去一个电子后形成四条共价键,则Z最外层有5个电子,Z为N,据此分析解答。
解析:A.W的氢化物可能是H2O或H2O2;Z的氢化物可以是NH3,H2O2稳定性不如NH3,故A错误;
B.含氧酸的价态不确定,不能比较酸性强弱,故B错误;
C.由结构可知该化合物中C原子存在单键结构和双键结构,存在sp2、sp3两种杂化方式,故C错误;
D.X、Y、Z、W形成的化合物可能是碳酸铵或碳酸氢铵,存在离子键和共价键,故D正确;
故选:D。
10.B
解析:A.键角是两个相邻共价键之间的夹角,多原子分子间的键角一定,说明共价键具有方向性,A正确;
B.三氧化硫中的硫形成了3个共价键,硫酸根中的硫形成了4个共价键,B错误;
C.杂化轨道用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子,没有杂化的p轨道形成π键,C正确;
D.中心氯原子上含有1个孤电子对,故粒子ClO的VSEPR模型与离子的空间结构不一致,D正确;
故选B。
11.A
解析:A.碳碳双键中一个是π键,一个是σ键,碳碳单键是σ键,π键的强度一般小于σ键,所以C=C键小于C-C键键能的2倍,A错误;
B.影响键长的因素有:参与成键的原子半径、成键原子的周围环境,即与成键原子的半径和成键数目有关,B正确;
C.键角是描述分子立体结构的重要参数,是描述分子立体结构的重要参数,C正确;
D.H-O键的键能小于H-F键的键能,则稳定性:HF>H2O,则F2与H2更容易反应,即O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,D正确;
综上所述答案为A。
12.C
解析:A.由钠离子和硫酸氢根离子构成,其中的阳离子只有钠离子,的物质的量为0.1mol,因此,其中只含有个阳离子,A说法不正确;
B.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,为1mol,分子中含有的键数目为5,B说法不正确;
C.分子中有6个中子,的物质的量为0.5mol,因此,含有的中子数为,C说法正确;
D.和发生反应生成,该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此,和于密闭容器中充分反应后,分子总数小于,D说法不正确。
故选C。
13.A
解析:A.基态Cr的价层电子排布式为3d54s1,则其价电子轨道表示式为 ,故A错误;
B.SO2的中心原子S原子的价层电子对数为,含有1对孤电子对,其VSEPR模型为 ,故B正确;
C.的中心原子C原子的价层电子对数为,不含孤电子对,其VSEPR模型和空间构型均为平面三角形,即均为 ,故C正确;
D.p轨道的电子云轮廓图为哑铃形,px、py、pz都是哑铃形,px沿着x轴伸展,即轨道的电子云轮廓图为,故D正确;
故答案选A。
14.C
解析:A.由图可知,起始氧气和水蒸气的能量都为0,与催化剂接触后*H2O的能量低于*O2的能量,说明水蒸气更易被吸附在催化剂表面,故A错误;
B.由图可知,*O与*H反应生成水蒸气,则水蒸气是反应的活化催化剂,能加快反应速率,但平衡不移动,甲醇的产率不变,故B错误;
C.由图可知,*CH4、*OH和*H反应生成*CH3OH和2*H时反应活化能最大,则该历程中最大的活化能为—12.68kJ/mol—(—35.03kJ/mol)=22.37kJ/mol,故C正确;
D.氧气分子中含有氧氧双键,该历程涉及σ键和π键的断裂,故D错误;
故选C。
15.D
解析:A.单键中只含有σ键,三键中含有2个π键和一个σ键,N-N和氮氮三键形成的共价键类型不同,已知N-N键能为193kJ mol-1,氮氮三键的键能不等于193kJ mol-1×3,故A错误;
B.键能越大,化学键越稳定,H-H键能为436.0kJ mol-1,F-F键能为157kJ mol-1,故H2比F2稳定,故B错误;
C.最外层有1个电子,可能为H、或为碱金属元素,与卤素相结合时,所形成的化学键为共价键或离子键,故C错误;
D.键能是形成1mol 化学键所释放的能量,N-H键键能为390.8kJ mol-1,其含义为形成1mol N-H所释放的能量为390,故D正确;
故选:D。
二、填空题
16. NH3分子之间能形成氢键 PH3分解需要破坏 P—H 键,PH3汽化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力大得多,所以PH3的分解温度高于其沸点
解析:NH3分子之间形成氢键,熔沸点高于PH3;PH3的分解温度高于其沸点,其原因是:PH3分解需要破坏 P—H 键,PH3汽化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力大得多,所以PH3的分解温度高于其沸点。
17. 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 非极性键 分子中的共价三键的键能很大,共价键很牢固 H—C≡C—H 3 2 > 形成键的原子轨道的重叠程度比形成键的重叠程度大
解析:a是单原子粒子,含14个电子,a单质可用作半导体材料,则a是Si,b是双原子化合物,且含14个电子,根据其物理性质为无色无味气体,推断b为,c是双原子单质,则每个原子有7个电子,故c为,d是四核化合物,即4个原子共有14个电子,只能是烃,故d为,据此作答。
(1)由题意知,a是单原子粒子,含14个电子,且a单质可用作半导体材料,则a是Si,其基态原子的核外电子排布式为。
(2)b是双原子化合物,且含14个电子,根据其物理性质为无色无味气体,推断b为;一旦进入肺里,会与血液中的血红蛋白结合,而使血红蛋白丧失输送氧气的能力,使人中毒。
(3)c是双原子单质,则每个原子有7个电子,故c为;的电子式为:; 分子中的化学键为非极性键;分子中的共价三键的键能很大,所以分子很稳定。
(4)d是四核化合物,即4个原子共有14个电子,只能是烃,故d为;的结构式为;分子中有3个键和2个键。
18.
解析:氟化氢是共价化合物,H原子和F原子间为共价键,氟原子最外层7个电子,与1个H原子共用一对电子,故氟化氢的电子式为:;
氟气是非金属单质气体,F原子和F原子间为共价键,氟原子最外层7个电子,共用一对电子,故氟气的电子式为:;
水为共价化合物,氧原子最外层6个电子,分别与2个H原子共用一对电子,故水的电子式为:;
氧气是非金属单质气体,O原子和O原子间为共价键,氧原子最外层6个电子,共用两对电子,故氧气的电子式为:;
氨气是非金属单质气体,N原子和H原子间为共价键,氮原子最外层5个电子,分别与3个H原子共用一对电子,故氨气的电子式为:;
氮气是非金属单质气体,N原子和N原子间为共价键,氮原子最外层5个电子,共用三对电子,故氮气的电子式为:;
甲烷分子中,C原子与4个H原子分别共用一对电子,形成4个C-H键,故甲烷的电子式为:。
19. Ar Cl Mn、Cr F2、H2O2 NH3
【分析】同周期中从左向右,元素的非金属性增强,第一电离能增强,同周期中稀有气体元素的第一电离能最大,据此判断;在元素周期表中,同周期中从左向右,元素的非金属性增强,电负性增强;在第4周期元素中,3d轨道半充满的元素的电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2,据此判断元素;判断分子中能否有提供孤电子对和空轨道的粒子,以此来分析配位键情况;同种元素原子之间形成非极性共价键,不同元素原子之间形成极性共价键,根据分子的立体构型判断。
解析:(1)同周期中从左向右,元素的非金属性增强,第一电离能增强,同周期中稀有气体元素的第一电离能最大,所以在第3周期中,第一电离能最大的元素为Ar;在元素周期表中,同周期中从左向右,元素的非金属性增强,电负性增强,在第三周期元素中,电负性最大的元素是Cl;
(2)在第4周期元素中,3d轨道半充满的元素的电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2,是Cr元素或Mn元素;
(3) 中N提供孤电子对,H+提供空轨道,二者能形成配位键;同种元素原子之间形成非极性共价键,所以含有非极性键的微粒为F2、H2O2;F2是双原子分子,分子的立体构型为直线型;NH3的氮原子的价层电子对数为4对,有一对孤对电子,分子的立体构型为三角锥形;的氮原子的价层电子对数为4对,分子的立体构型为正四面体形、H2O2是半开书页型的,两个O在书轴上,两个氢分别和两个O相连,但不在同一平面上;HBr是直线型;H2O的中心原子是O,成键电子对数为2对,孤对电子对数为2对,价层电子对数为4对,空间构型为V形;空间构型是三角锥形的分子是NH3。
20. 三 IA NaOH 离子键和共价键 离子 +4
【分析】A、F同主族,且A与其他非金属元素化合时易形成共价键,但F与其他非金属元素化合时易形成离子键,则为第ⅠA族元素,且A为氢元素,F为钠元素。F+与E2-核外电子排布相同,故E为氧元素,B、D两元素位于氢和氧之间,且BE与D2具有相同的电子数,则B为碳元素,D为氮元素,因E(氧)、G同主族,故G为硫元素。
解析:(1)根据以上分析,F为钠元素,在第三周期第IA族;
(2)G为硫元素,离子结构示意图为:;
(3)D为氮元素,用电子式表示N2的形成过程为:;
(4)A为氢元素,E为氧元素,F为钠元素,三种元素可以形成氢氧化钠,化学式为:NaOH,里面含有离子键和共价键;
(5)B为碳元素,最高化合价为:+4,A为氢元素,即碳与氢能形成多种有机物,其中含H量最高的物质是甲烷,其结构式为:。
21.(1) 2
(2) 8
(3) 极性
(4) 3 15 0
解析:(1)Ni是28号元素,其电子层中有2s和2p两个能级;其核外价层电子排布式为3d8;
(2)O是8号元素,其电子排布式为1s 2s 2p ,位于元素周期表中的p区;其基态原子核外有8个不同运动状态的电子;
(3)的结构式为H-O-O-H,可以看出H2O2中O原子形成了2根单键,O原子还有2对孤电子对,故O原子杂化方式为sp3杂化,正负电荷中心不重合,是极性分子;
(4) 含有3个碳碳非极性键,含有15个键、没有手性碳原子。
22.(1) 7 5 正四面体 或 (合理即可)
(2) ①④⑤⑦ ③⑤ ⑥⑧
(3) ② ⑦ ③④
解析:(1)核素是具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子,是同种核素,是同种核素,故共有7种核素;元素是具有相同核电荷数的原子的总称,9种微粒共有H、O、C、N、Fe五种元素;由这五种元素构成的五核分子为CH4,其空间结构是正四面体;由以上两种元素构成的含的微粒有H2O2或N2H4或C2H6等,H2O2的电子式为,N2H4的电子式为 。
(2)能导电的物质含有自由移动的离子或电子,故能导电的有①④⑤⑦;电解质是在水中或熔融状态下能导电的化合物,非电解质是在水中和熔融状态下都不能导电的化合物,酸、碱、盐、水都是电解质,除水外的非金属氧化物、大多数的有机物以及氨都是非电解质,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。上述物质中属于电解质的是③⑤,属于非电解质的是⑥⑧。
(3)①是两个氧原子共用一对电子形成的,只含非极性键;②NaCl是Na+和Cl-通过离子键结合而成的离子化合物,只含离子键;③是由碳原子和氧原子通过共用电子对形成的共价化合物,只含极性共价键;④是由氢原子和氧原子间共用电子对形成的共价化合物,只含极性共价键;⑤是由和Cl-通过离子键结合而成的离子化合物,由N和H通过极性共价键结合而成;⑥NaOH是由Na+和OH-通过离子键结合而成的离子化合物,OH-由H和O通过极性共价键结合;⑦是由Na+和通过离子键结合而成的离子化合物,由2个氧原子通过非极性共价键结合。
综上所述,只含有离子键的是②,含有非极性共价键的离子化合物是⑦,属于共价化合物的是③④。H2O是由氢原子和氧原子间共用电子对形成的,用电子式表示的形成过程为:,中每个氧原子都和碳原子通过共用2对电子,结构式为。
三、元素或物质推断题
23. 3d54s2 第四周期第ⅦB族 Mn2O7 σ SiO2+2OH-=SiO32- +H2O O>P>Si>Li
【分析】元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素,A元素的原子最外层电子排布式为ms1,A位于IA族,可能为H、Li、Na、K;B元素的原子价电子排布式为ns2np2,B位于ⅣA族,B可能为C或Si;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等,电子排布为1s22s22p4,C为O元素;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,电子排布为1s22s22p63s23p3,D为P元素;E元素原子有五个未成对电子,E位于第四周期,电子排布应为1s22s22p63s23p63d54s2,E为Mn,据此解答。
解析:元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素,A元素的原子最外层电子排布式为ms1,A位于IA族,可能为H、Li、Na、K;B元素的原子价电子排布式为ns2np2,B位于ⅣA族,B可能为C或Si;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等,电子排布为1s22s22p4,C为O元素;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,电子排布为1s22s22p63s23p3,D为P元素;E元素原子有五个未成对电子,E位于第四周期,电子排布应为1s22s22p63s23p63d54s2,E为Mn。
(1)E为Mn元素,Mn元素原子的电子排布应为1s22s22p63s23p63d54s2,则其价电子排布式是3d54s2,该元素在元素周期表中位置是第四周期第ⅦB族,最高化合价为+7价,则Mn元素的最高价氧化物的化学式是Mn2O7;
(2)C为O元素,基态O原子的核外电子总数为8,其电子排布图为;根据上述推断,A位于IA族,可能为H、Li、Na、K;若A为非金属元素,即A为H元素,则按原子轨道的重叠方式,A与C形成的化合物H2O、H2O2中只含共价单键,共价键属于σ键;
(3)n=3时,B为Si元素,O、Si两种元素形成的化合物为SiO2,SiO2是酸性氧化物,与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O,该反应的离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(4)若A元素的原子最外层电子排布为2s1,A为Li元素,B元素的原子价电子排布为3s23p2,B为Si元素,C为O元素、D为P元素,由于元素的非金属性越强,其第一电离能越大,P的3p电子半满为稳定结构,但第一电离能仍小于O元素,则A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O>P>Si>Li