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专题8 化学键 分子和晶体的结构与性质
一、单选题
1.下列物质的有关性质,能用共价键键能大小解释的是( )
A.还原性:HI>HF B.溶解度:HF>HI
C.沸点:HF>HI D.热分解温度:HF>HI
2.下列物质:①BeCl2②Ar ③白磷 ④BF3⑤NH3⑥过氧化氢, 其中含极性键的非极性分子是( )
A.①④⑥ B.②③⑥ C.①④ D.①③④⑤
3.某催化固氮机理如图所示。下列说法正确的是
A.固氮过程是将气态含氮物质转化为固态含氮物质
B.整个过程中涉及到非极性键的断裂和形成
C.三步反应均为氧化还原反应
D.步骤Ⅲ可能为ΔH>0,ΔS<0的反应
4.科学家发现金星大气中存在PH3,据此推断金星大气层或存在生命。利用下列反应可制备PH3:P4+3KOH(浓)+3H2O 3KH2PO2+PH3↑。下列说法正确的是( )
A.PH3为非极性分子
B.中子数为10的氧原子可表示为
C.H2O分子空间构型为V形
D.1个P4分子中含有4个 键
5.下列物质中,只含有离子键的是( )
A.H2O B.CO2 C.MgCl2 D.Na2O2
6.2021年9月24日《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下:
下列说法错误的是( )
A.电负性:O > C > H >Zn
B.CO2、HCHO、CH3OH分子中碳原子杂化方式分别是sp、sp2、sp3
C.DHA分子间存在氢键
D.甲醇分子中H-C-O键角大于甲醛分子中H-C-O键角
7.下列说法错误的是( )
A.分子间作用力中最常见的一种是范德华力
B.范德华力与氢键可同时存在于分子之间
C.氢键是一种特殊的化学键
D.氢键除了影响物质的溶沸点外,还影响物质的溶解性和电离
8.下列叙述正确的是( )
A.含有离子键的化合物不可能含有非极性键
B.非极性键可能存在单质中,也可能存在化合物中
C.盐酸中含有H+和Cl-,故HCl为离子化合物
D.含有共价键的化合物不可能是离子化合物
9.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.HF分子中键的电子云轮廓图:
B.的VSEPR模型:
C.KCl的形成过程:
D.次氯酸的结构式:
10.下列分子或离子中,VSEPR模型名称与分子或离子的空间结构名称不一致的是( )
A.CO2 B. C.H2O D.CCl4
11.的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时,脱出转化如图,下列说法正确的是( )
A.每个晶胞中个数为
B.晶胞完全转化为晶胞,转移电子数为
C.晶胞中价原子个数为
D.当转化为时,每转移电子,消耗
12.下面二维平面晶体所表示的化学式为AX2的是( )
A. B.
C. D.
13.下列物质既含有离子键,又含有共价键的是( )
A.H2S B.Na2S C.H2SO4 D.(NH4)2SO4
14.下列排序不正确的是( )
A.键长:碳碳三键>碳碳双键>碳碳单键
B.酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH
C.沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷
D.熔点:SiO2>NaCl>C60
15.根据如图提供的信息,下列所得结论错误的是( )
A.该反应是吸热反应
B.该反应中旧键断裂吸收的能量高于新键形成放出的能量
C.该反应可能是碳酸钙的分解反应
D.该反应一定需要加热才能发生
16.食盐晶体的结构示意图如图所示。已知食盐的密度为ρg·cm-3 ,摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则在食盐晶体中Na+和Cl-的最小距离大约是( )
A. B. C. D.
17.已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,下列说法不正确的是( )
A.酸性:ClCH2COOH<CH3COOH
B.键能:I-I<Cl-Cl
C.CH3COOH中含有sp3-sp2 σ键
D.ClCH2COOH和CH3COOH均不含手性碳原子
18.下列说法中正确的悬( )
A.化合物中的原子都是通过共价键相结合的
B.若化学反应吸收能量时,其断键吸收的能量大于成键放出的能量
C.化学反应中,断开化学键要放出能量,形成化学键要吸收能量
D.化学键是构成物质原子间的强相互作用,表现为原子核间的斥力
二、多选题
19. 是离子晶体,其晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到。
下列说法错误的是( )
A. 原子的第一电离能为
B. 键的键能为
C. 的晶格能为
D. 转变成 需要吸收的能量为
20.第VA族元素的原子(以R表示)与A原子结合形成RA,气态分子,其空间结构为三角锥形。PCl5在气态和液态时,分子结构如图所示,下列关于PCl5分子的说法中错误的是( )
A.每个原子最外层都达到8电子稳定结构
B.Cl-P-Cl键的键角有120° 90°、180°三种
C.PCl5受热后会分解生成分子空间结构为三角锥形的PCl5
D.分子中5个P-Cl键的键能相同
21.以Li2O晶胞的某一顶点为原点建立坐标系,沿x、y、z轴的晶胞投影均如图所示。下列说法错误的是( )
A.熔点:Li2O>Na2O>K2O
B.Li2O晶体中,O2-的配位数为6
C.Li2O晶体中,与O2-等距且最近的O2-个数为12
D.若Li2O的晶胞参数为anm,则Li+与O2-的最近距离为anm
22.具有反萤石结构,晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a nm。设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.Si的配位数为4
B.紧邻的两个Mg原子的距离为
C.紧邻的两个Si原子间的距离为
D.的密度计算式为
23.SiCl4可发生水解反应,机理如下所示。下列说法错误的是( )
A.CCl4与SiCl4均是正四面体结构,稳定性SiCl4大于CCl4
B.CCl4与SiCl4均属于分子晶体,CCl4不能按照上述机理发生水解反应
C.SiCl4与H2O的中心原子均采取sp3杂化,键角:SiCl4大于H2O
D.基态Si原子核外有8种能量不同的电子
三、实验探究题
24.(1)Ⅰ.下表中的数据被坏1mol物质中的化学键所消耗的能量:
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量/kJ 243 193 151 432 366 8 436
根据上述数据回答下列问题:
下列物质本身具有的能量最高的是____。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中最稳定的是____。
A.HCl B.HBr C.HI
(3)反应X2+H2=2HX(X代表Cl、Br、I)是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)Ⅱ.为验证Cu和稀HNO3反应所得气体为NO,某同学设计了如下实验方案:
设计装置A的目的是 。
(5)为除去挥发出的HCl,X为 。
(6)待观察到 (填实验现象)时可移动铜丝将其插入稀硝酸。
(7)验证NO的操作和现象是 。
(8)若装置F吸收的气体为NO2和NO的混合物,且气体物质的量之比为,反应产物之一为NaNO2,则反应的化学方程式为 。
25.铜及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)铜或铜盐的焰色反应为绿色,该光谱是 (填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(2)基态Cu原子中,核外电子占据的最低能层符号是 ,其价电子层的电子排布式为 ,Cu与Ag均属于IB族,熔点:Cu Ag(填“>”或“<”)。
(3)[Cu(NH3)4]SO4
中阴离子的立体构型是 ;中心原子的轨道杂化类型为 ,[Cu(NH3)4]SO4
中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为 。
元素 Cl Cu
电负性 3.2 1.9
(4)用Cu作催化剂可以氧化乙醇生成乙醛,乙醛再被氧化成乙酸,等物质的量的乙醛与乙酸中σ键的数目比为 。
(5)氯、铜两种元素的电负性如表:CuCl属于 (填“共价”或“离子”)化合物。
(6)Cu 与Cl 形成某种化合物的晶胞如图所示,该晶体的密度为ρ g·cm-3,晶胞边长为a cm,则阿伏加德罗常数为 (用含ρ、a的代数式表示,相对原子质量:Cu-64 ,Cl-35.5)。
26.稀土抛光粉有优良抛光性能。某抛光后产生的抛光渣(含、、、、、等的化合物)进行提纯的工艺如下:
已知:25℃时,,,。一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的 2.3 3.5 6.4 7.2 6.2
完全沉淀的 3.2 4.6 9.0 9.1 8.2
(1)“酸溶”时,需控制80℃水浴加热,若温度过高浸出率降低的原因是 。发生反应的离子方程式为 。
(2)“滤渣1”的主要成分为 。
(3)“除杂1”中,加入氨水控制范围为 ,溶液中 (填“>”“=”或“<”)。“除杂2”中,主要除去的金属元素为 。
(4)的晶胞结构如图1所示,晶胞参数为,原子处于形成的四面体间隙中。则原子的配位数为 ,晶胞密度为 。(列出计算式,的式量为,阿伏加德罗常数为)
(5)纳米分散液用于光学玻璃抛光时,值对抛光效果(材料抛光去除速率及抛光后表面粗糙度)的影响如图所示,已知抛光液中,纳米颗粒表面吸附了负电荷相互排斥而稳定。从图2中可看出,最佳值为 ,在较低值,抛光效果不理想的原因为 。
四、综合题
27.
(1)写出苯与浓硝酸、浓硫酸混合物在60℃ 时反应的化学方程式 。
(2)写出氯碱工业中阳极的电极反应式 。
(3)石英的熔点远高于干冰的原因是 。
28.完成下列各题:
(1)烃A的结构简式为 ,用系统命名法命名烃A: 。
(2)某烃的分子式为,核磁共振氢谱图中显示三个峰,则该烃的一氯代物有 种,该烃的结构简式为 。
(3) 官能团的名称 。
(4) 加聚产物的结构简式是 。
(5)键线式 表示的分子式是 。
(6)某有机化合物的结构简式为 ,该1mol有机化合物中含有 键。
29.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为 ;其最外层电子的电子云形状为 。
(2)(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O俗称摩尔盐
① 电子式为 。
②N、O两元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
③ 中S原子的杂化方式为 ,VSEPR模型名称为 。
(3)K3[Fe(CN)6]晶体中中心原子的配位数为 ,晶体的配位体为 (用化学符号表示)。
30.金属镍作为重要的战略金属资源对国民经济和国防工业发挥着至关重要的作用。铜镍矿(主要成分为镍、镁、铜、铁、硅的氧化物)的湿式冶炼是获取镍的重要途径,其工艺流程如图所示:
(1)“氧压酸浸”滤液中含有、、、等离子,通入氧气时加压的目的是 。
(2)萃取剂是由与按一定比例调配而成的,其与形成的络合物含有的作用力有 。
a.离子键|b.极性共价键|c.非极性共价键 d.配位键
(3)已知铁矾渣的成分是,在沉淀除铁过程中的作用是 ,其参与生成铁矾渣的离子反应方程式为 。
(4)沉镍步骤所得滤液中的溶质主要是 (填化学式)。
(5)沉镍过程中的加入量对镍沉淀的影响如图所示,当为8.5时,溶液中的浓度为 (已知该温度下)结合图中信息回答,选择加入量为的理由是 。
31.S元素是动植物生长所必需的元素,在生活中应用广泛。
(1)基态S原子的价电子排布式为 。
(2)N2O、H2S、H2Se的键角由大到小的顺序为 (填化学式)。
(3)已知无机含氧酸分子中非羟基氧数目越多,一般酸性越强,试从结构的角度解释H2SO4的酸性比H2SO3强的原因 。
(4)PbS晶胞如图所示,已知晶胞中S2-与Pb2+最近的距离为anm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体密度为 g cm-3。
(5)铁合金用途广泛,某种铁镁合金储氢效率很高,其晶胞如图所示。
晶体中每个铁原子周围距离最近的镁原子有 个,原子坐标参数可以表示晶胞内部原子的相对位置,其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(,,),C为(,,0),则D点坐标参数为 。
32.某柔性电极材料由聚吡咯()、二维层状材料Ti3C2和聚乙烯醇复合而成,其转化过程示意如图。
(1)二维层状材料Ti3C2中存在金属键、离子键和共价键。Ti3C2能导电的原因是 在电场作用下定向移动。
(2)Ti3C2的结构单元如下图,其中代表 原子,在顶点处被 个结构单元所共用,在棱心处被 个结构单元所共用。
(3)聚乙烯醇的结构简式为 ,其不能由单体通过聚合反应得到的原因是 。
(4)吡咯()呈平面结构。聚吡咯能够增强材料导电性的原因是 。
(5)通过控制HF溶液浓度和反应时间,在Ti3C2表面引入-F和-OH,形成改性Ti3C2。
①聚吡咯和改性Ti3C2通过 作用分散在聚乙烯醇中。
②制备柔性电极材料过程中,下列能够替代聚乙烯醇的是 (填标号)。
五、推断题
33.X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期元素,Y 和W同主族,且X、Z原子序数之和是Y、W原子序数之和的 。甲、乙、丙、丁、N是由这些元素组成的二元化合物,M 是这四种元素中某种元素对应的单质,乙和丁的组成元素相同,且乙是一种“绿色氧化剂”,化合物N是具有漂白性的气体(常温下),能使品红溶液褪色。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物省略)。
(1)W在元素周期表中的位置是 。
(2)Y、Z、W的离子半径由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)写出乙的电子式 ,M 的结构式 。
(4)丁与H2S相比沸点高的是 (用化学式表示);原因是 。
(5)N 与乙烯均能使酸性 KMnO4溶液褪色,原理 (填“相同”或“不相同”);N使酸性KMnO4溶液褪色的离子方程式为 。
34.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X的单质是空气中含量最高的气体,Y的焰色反应现象为黄色。Z为金属元素,由Z制得的容器常温下可盛装浓硫酸。W原子最外层比X原子最外层多2个电子。
(1)X在元素周期表中的位置为 ,X单质的结构式为 。
(2)W的简单气态氢化物电子式是 ,该气态氢化物溶于水时,破坏的化学键是 。
(3)Y、Z、W的原子半径从大到小的顺序是 (用元素符号表示)。Y的最高价氧化物的水化物和Z的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是 。
35.A、B、D、E、G为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B原子的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B单质在D单质中充分燃烧能生成其最高价化合物,与具有相同的电子层结构。A单质在G单质中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:
(1)G在元素周期表中的位置是 ,的电子式为 ;
(2)D、E、G分别形成的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示);
(3)由A、D、E三种元素组成的化合物含有的化学键类型为 ;
(4)设计一个简单的实验证明G和B的非金属性强弱: (用化学方程式表示)。
36.A、X,Y、Z、R、W为六种短周期元素。A是短周期中半径最小的元素;X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍;Y最高正价与最低负价代数和为4;Z的单质常用于漂白工业;R是短周期元素中金属性最强的元素,W是生活中的常见金属,其氧化物常作耐高温材料。回答下列问题:
(1)Y元素的名称是 ,W在周期表中的位置是 。
(2)写出化合物AZX的结构式: ;化合物R2X2存在的化学键类型是 。
(3)X、Z、R三种元素对应的简单离子半径由大到小大小: (用离子符号表示)。
(4)下列事实能证明非金属性强Z比Y的是 (填序号)。
a.简单阴离子还原性Z>Y
b.简单氢化物热稳定性:Z>Y
c.氧化物对应的水化物酸性:Z>Y
d.Y的简单氢化物的水溶液中通入Z的单质有沉淀析出
(5)写出工业上制备Z的单质的离子方程式: 。
(6)用电子式表示RZ的形成过程: 。
答案解析部分
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】C
13.【答案】D
14.【答案】A
15.【答案】D
16.【答案】B
17.【答案】A
18.【答案】B
19.【答案】A,B
20.【答案】A,D
21.【答案】B,D
22.【答案】B,C
23.【答案】A,D
24.【答案】(1)D
(2)A
(3)放热
(4)利用大理石和稀盐酸反应生成的CO2气体排尽装置内空气
(5)饱和碳酸氢钠溶液
(6)E中澄清石灰水变浑浊
(7)将注射器中的氧气推入D中,气体由无色变为红棕色
(8)NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
25.【答案】(1)发射光谱
(2)K;3d104s1;>
(3)正四面体;sp3 ;配位键
(4)6∶7
(5)共价
(6)398/(ρa3)mol-1
26.【答案】(1)温度过高导致双氧水分解;
(2)
(3);<;Pb、Zn
(4)8;
(5)8.0;较低值,氢离子浓度较大,破坏纳米颗粒表面的负电荷,导致稳定性降低
27.【答案】(1) +HO-NO2 +H2O
(2)2Cl--2e-=Cl2↑
(3)石英是原子晶体,干冰是分子晶体(或石英熔化时破坏共价键,干冰熔化时破坏分子间作用力)
28.【答案】(1)2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷
(2)3;
(3)羟基、羧基
(4)
(5)
(6)2
29.【答案】(1);球形
(2);N>O;sp3杂化;正四面体形
(3)6;CN﹣
30.【答案】(1)增大氧气浓度,加快氧气氧化的速率
(2)b c d
(3)调节溶液的,有利于转化成铁矾渣;
(4)
(5);加入量低于,镍的沉淀不完全,高于对镍沉淀率影响不大,但会增加镁的沉淀,导致沉淀产物中镍含量下降
31.【答案】(1)3s23p4
(2)N2O>H2S>H2Se
(3)H2SO4中含有非羟基氧多
(4) ×1021
(5)8;( , , )
32.【答案】(1)自由电子
(2)Ti;4;4
(3);其单体聚乙烯醇无法稳定存在
(4)聚吡咯中存在碳碳单键和碳碳双键交替排列成的共轭结构(或形成大π键)
(5)氢键;C
33.【答案】(1)第三周期第ⅥA族
(2)S2->O2->Na+
(3);O=O
(4)H2O;水分子之间存在氢键
(5)相同;5SO2+2MnO +2H2O= 2Mn2+ +4H++5SO
34.【答案】(1)第2周期ⅤA族;N≡N
(2);共价键
(3)r(Na)>r(Al)>r(Cl);Al(OH)3+OH-= +2H2O
35.【答案】(1)第3周期ⅦA族;
(2)
(3)离子键、共价键
(4)
36.【答案】(1)硫;第三周期第ⅢA族
(2)H—O—Cl;离子键,非极性共价键(共价键、非极性键)
(3)Cl- > O2->Na+
(4)bd
(5)2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-
(6)
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:143分
分值分布 客观题(占比) 46.0(32.2%)
主观题(占比) 97.0(67.8%)
题量分布 客观题(占比) 23(63.9%)
主观题(占比) 13(36.1%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
推断题 4(11.1%) 27.0(18.9%)
实验探究题 3(8.3%) 30.0(21.0%)
多选题 5(13.9%) 10.0(7.0%)
综合题 6(16.7%) 40.0(28.0%)
单选题 18(50.0%) 36.0(25.2%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (75.0%)
2 容易 (25.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 氮的固定 2.0(1.4%) 3
2 用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成 10.0(7.0%) 9,36
3 晶体熔沸点的比较 5.0(3.5%) 14,27
4 晶体的定义 2.0(1.4%) 11
5 “手性分子”在生命科学等方面的应用 2.0(1.4%) 17
6 离子方程式的书写 17.0(11.9%) 26,30
7 有机物中的官能团 7.0(4.9%) 28
8 分子晶体 2.0(1.4%) 23
9 物质的组成、结构和性质的关系 11.0(7.7%) 14,32
10 吸热反应和放热反应 2.0(1.4%) 15
11 元素周期律和元素周期表的综合应用 27.0(18.9%) 33,34,35,36
12 常见气体制备原理及装置选择 10.0(7.0%) 24
13 化学键和分子间作用力的区别 2.0(1.4%) 7
14 离子键的形成 4.0(2.8%) 5,9
15 分子间作用力 2.0(1.4%) 7
16 常见能量的转化及运用 10.0(7.0%) 24
17 氢键的存在对物质性质的影响 19.0(13.3%) 6,32,33
18 含氮物质的综合应用 10.0(7.0%) 24
19 制备实验方案的设计 17.0(11.9%) 26,30
20 极性分子和非极性分子 4.0(2.8%) 2,4
21 原子核外电子的能级分布 10.0(7.0%) 23,29
22 原子结构的构造原理 10.0(7.0%) 25
23 硝酸的化学性质 10.0(7.0%) 24
24 键能、键长、键角及其应用 16.0(11.2%) 14,17,18,20,23,31
25 微粒半径大小的比较 13.0(9.1%) 33,35
26 极性键和非极性键 4.0(2.8%) 2,8
27 离子化合物的结构特征与性质 2.0(1.4%) 5
28 有机化合物的命名 7.0(4.9%) 28
29 元素周期表的结构及其应用 5.0(3.5%) 35
30 元素电离能、电负性的含义及应用 20.0(14.0%) 6,25,29
31 晶胞的计算 34.0(23.8%) 11,16,21,22,25,26,31
32 化学反应中能量的转化 4.0(2.8%) 15,18
33 共价键的形成及共价键的主要类型 4.0(2.8%) 1,8
34 结构简式 16.0(11.2%) 28,32
35 化学键 64.0(44.8%) 3,13,15,17,18,24,25,28,30,32,34,35
36 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 12.0(8.4%) 6,9,29
37 原子核外电子排布 6.0(4.2%) 31
38 焓变和熵变 2.0(1.4%) 3
39 有机物的结构和性质 7.0(4.9%) 28
40 苯的结构与性质 3.0(2.1%) 27
41 判断简单分子或离子的构型 18.0(12.6%) 4,10,12,20,25
42 电极反应和电池反应方程式 3.0(2.1%) 27
43 离子晶体 2.0(1.4%) 21
44 电子式、化学式或化学符号及名称的综合 8.0(5.6%) 33
45 晶格能的应用 2.0(1.4%) 19
46 结构式 2.0(1.4%) 9
47 元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律 5.0(3.5%) 35
48 反应热和焓变 2.0(1.4%) 15
49 无机物的推断 8.0(5.6%) 36
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