2.1 共价键 同步练习题
一、单选题
1.下列有关比较错误的是
A.未成对电子数: B.键角:
C.第一电离能: D.元素电负性:
2.下列物质中,含有离子键的是
A. B. C. D.
3.下列各组化合物中,化学键的类型完全相同的是( )
①CaCl2和Na2S ②Na2O和Na2O2③CO2和CS2④HCl和NaOH
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
4.下列化合物分子中只含σ键不含π键的是 ( )
A.CO2 B.COCl2 C.C2H2 D.H2O2
5.某科研团队成功利用阴离子合成某全氮类物质,下列说法正确的是( )
A.1mol中含有电子数为70NA
B.是离子化合物
C.中既含极性共价键也含非极性共价键
D.新合成的一种离子化合物中,其含有的五氮离子应该是
6.一种由短周期主族元素组成的化合物是重要的储氢材料,其结构如图所示。已知原子序数依次增大的四种元素W、X、Y、Z,其原子中电子数总和为24,且仅X、Y在同一周期。下列有关叙述错误的是( )
A.该化合物中存在非极性共价键、离子键
B.简单离子半径:Y>Z
C.XCl3中原子均为8电子稳定结构
D.YW3分子中Y原子采用sp3杂化
7.下列固体熔化时,需要破坏共价键的是( )
A.金刚石 B.冰 C.氢氧化钠 D.金属铜
8.下列说法正确的是( )
A.反应H2+Cl2 2HCl,破坏了原有共价键又形成了新的共价键
B.NaOH熔化时,既破坏了离子键又破坏了共价键
C.破坏化学键的过程,一定是化学变化过程
D.35Cl和37Cl的相互转化属于化学变化
9.中科院通过调控N-carbon的孔道结构和表面活性位构型,成功实现了电催化生成甲酸和乙醇,合成过程如图所示。用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,中所含质子的数目为
B.常温常压下,分子中所含键的数目为
C.甲酸和乙醇的混合物所含氢原子的数目一定为
D.电催化过程中,每生成甲酸,转移电子的数目为
10.下列叙述中正确选项的个数是( )
①离子化合物一定含离子键,也可能含极性键或非极性键
②若晶体中有阳离子,则一定也含有阴离子
③含金属元素的化合物不一定是离子化合物
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤由分子组成的物质中一定存在共价键
⑥熔融状态能导电的物质一定是离子化合物
⑦冰熔化时水分子中共价键发生断裂
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
11.下列物质中所含的化学键只有离子键的是( )
A.KCl B.NaOH C.HCl D.SO3
12.下列说法正确的是( )
A.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此所有的共价键都具有方向性
B.某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于该元素原子的价电子数
C.基态C原子有两个未成对电子,所以最多只能形成2个共价键
D.1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的
13.治疗新冠肺炎药物瑞德西韦的主要成分结构如图。下列说法错误的是( )
A.分子中存在σ键、π键
B.分子中的N—H键的键能小于O—H键的键能
C.分子中P原子的杂化方式为sp2
D.该分子能发生加成反应
14.对三硫化四磷分子的结构研究表明,该分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均已达到了8个电子的结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是( )
A.7个 B.9个 C.19个 D.不能确定
15.在乙烯分子中有σ键和π键,下列说法错误的是( )
A.中心原子采用sp2杂化
B.乙烯分子中有4个σ键和2个π键
C.杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
D.乙烯分子中所有原子一定在同一平面
16.已知氢化铝锂是有机合成中非常重要的还原剂,遇水即爆炸性分解,发生反应。下列说法正确的是( )
A.电负性:O>Li>H>Al
B.碱性:
C.离子半径:
D.既含有离子键又含有共价键
17.下列分子或离子的中心原子,带有一对孤电子对的是( )
①BeCl2 ②CH4 ③NH3 ④CH2O ⑤SO2 ⑥H2S ⑦CO32- ⑧NH4+
A.②③⑤⑥⑦ B.③⑦⑧ C.④⑥⑧ D.③⑤
18.对于放热反应H2+Cl2 2HCl,下列说法正确的是( )
A.该反应涉及到离子键和共价键的断裂与形成
B.该反应中,化学能只转变为热能
C.断开1molH﹣H键和1molCl﹣Cl键所吸收的总能量,小于形成1molH﹣Cl键所放出的能量
D.反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
19.下列各组比较项目包含的数据关系中,前者比后者大的是( )
A.CH4分子与P4分子中的键角 B.C2H2与C6H6分子中碳碳键键长
C.氨水与氯水中微粒种数 D.H2O2与O2分子中氧氧键键能
20.下列化合物中,既存在离子键又存在共价键的是( )
A.KOH B.CO2 C.NaCl D.HCl
二、综合题
21.CH4、CH3OH是重要的含碳燃料,将CH4设计成零碳排放的燃料电池,原理如图。CH4在电池中除电极反应外还发生的如下重整反应,其反应速率远大于电极反应速率。
①CH4(g)+ H2O(g)→CO(g) + 3H2(g) ΔH1= + 206.2 kJ/mol
②CH4(g) + CO2(g)→2CO(g) + 2H2(g) ΔH2= + 247.3 kJ/mol
(1)负极反应式为CH4- 8e-+ 4O2- =CO2+ 2H2O、 、 。
(2)可循环使用的含碳物质有 (写化学式)。
(3)CO与H2O(g)反应可制得H2,同时产生一种温室效应气体,其热化学方程式为 。
(4)甲醇制氢的反应历程如图所示(*表示该物种吸附在固体催化剂表面),决定该过程总反应速率的步骤是 (填标号)。
a.碳氢键的断裂 b.氢氧键的断裂 c.碳氧键的形成
(5)在上述甲醇制氢的反应历程中,如果OH*参与CH3OH*→CH3O*步骤,则该步骤的历程如图所示,
OH*起到的作用是 。
(6)关于甲醇制氢反应CH3OH(g)+ H2O(g) CO2(g)+ 3H2(g) ΔH> 0,既可以加快反应速率,又可以提高H2平衡产率的措施有____(填标号) 。
A.升高温度 B.加入催化剂
C.增大H2O(g)浓度 D.增大压强
(7)CH2O*+ * CH2O*+ H*,正反应速率v1= k1c(CH2O*)c(*),逆反应速率v2= k1c(CHO*)c(H*),若K≥105反应进行完全,已知k1=2.5×109, k-1= 8.4×103,判断正反应 (填“进行完全”或“未进行完全”)
22.醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一种重要的有机化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)与合成气(CO、H2)为原料,醋酸锂、碘甲烷等为催化剂,在高压反应釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸。
回答下列问题:
(1)常温下,将浓度均为a mol/L的醋酸锂溶液和醋酸溶液等体积混合,测得混合液的pH=b,则混合液中c(CH3COO-)= mol/L( 列出计算式即可)。
(2)合成二甲醚:
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.3 kJ/mol.
已知:H-H 的键能为436kJ/mol,C=O的键能为803kJ/mol,H-O的键能为464kJ/mol,则C≡O的键能为 kJ/mol.
(3)二甲醚(DME)与合成气一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反应方程式为2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g) CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃时,向2L恒容密闭反应釜中加入0.2 molCH3OCH3、0.4 molCO、0.1molH2发生上述反应,10min达到化学平衡,测得VAC的物质的量分数为10%。
①0~10min内,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)= ;该温度下,该反应的平衡常数K= 。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.V正(DME)=v逆(H2)≠0
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.c(CO):c(VAC)=4:1
③如图是反应温度对二甲醚(DME)的转化率和醋酸乙烯(VAC)选择性(醋酸乙烯的选择性Svac= )的影响,该反应的ΔH 0(填“>”“<”或“=”);控制的最佳温度是 .
④保持温度不变,向反应釜中通入氩气增大压强,则化学平衡 (填“向正反应方向”“向逆反应方向"或“不”)移动。
23.氧、硫、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)硒(Se)的原子结构示意图为 。
(2)氧和硫的氢化物性质的比较:
①热稳定性:H2O H2S(填“>”或“<”),判断依据是 。
②沸点:H2O H2S(填“>”或“<”),判断依据是 。
(3)H2O与NH3反应产物中所含化学键类型为 ;H2S与NH3反应的产物中所含化学键类型为 (填离子键或共价键)。
(4)钠的硫化物Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO 被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶13,则x的值为 。
24.已知A原子只有一个未成对电子,M电子层比N电子层多11个电子,试回答下列问题:
(1)该元素的基态原子有 个能层充有电子;
(2)写出A原子的电子排布式和元素符号 ; 。
(3)指出元素A在周期表中的位置 。
(4)指出元素A的最高化合价 。
(5)A的氢化物分子中共价键的类型可能有 。
① s-pσ键
② p-pσ键
③ s-s σ键
④ p-pπ键
(6)写出与A同周期未成对电子数最多的元素原子的价层电子排布式 。
25.硼族元素(Boron group)指元素周期表中ⅢA 族所有元素,其中硼广泛应用于耐 高温合金工业。回答下列问题:
(1)铊(Tl)是位于第 6 周期的硼族元素,其价电子轨道表示式为 ,原子序数为 。
(2)晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体,能自发呈现多面体外形,晶体氮化硼结 构类似于金刚石,其熔沸点比晶体硼 (填“高”或“低”),解释原因 。 第 2 周期元素中,第一电离能介于 N 和 B 之间的元素有 (填“元素符号”)。
(3)硼酸晶体是片层结构,其中一层的结构如图所示(图中虚线表示氢键)。
硼酸在冷水中的溶解度很小,在热水中较大,解释原因 , 1mol 硼酸晶体中含有氢键的数目为 。
(4)硼氢化钠(NaBH4)是一种重要的储氢载体,该化合物中含有的化学键类型有 , 键角 H-B-H 为 ,其阴离子空间构型为 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.基态Fe电子排布式为1s22s22p63s23d64s2,有4个未成对电子,基态As电子排布式为1s22s22p63s23d104s24p3,有3个未成对电子,基态Cu电子排布式为1s22s22p63s23d104s1,有1个未成对电子,即原子的未成对电子数: Fe> As >Cu,选项A不符合题意;
B.由于氨气分子中含有一个孤电子对,水分子中含有2个孤电子对,对成键电子对的排斥作用增大,导致键角逐渐减小,则H2O、NH3、CH4分子中键角由大到小的顺序是:CH4> NH3> H2O,选项B不符合题意;
C.同一周期主族元素,从左向右,第一电离能呈增大的趋势,但第IIA族、第VA族比相邻元素大,P、S、Cl位于同一周期,P是第VA族元素,故第一电离能由大到小的顺序为 Cl>P>S,选项C符合题意;
D.同一周期主族元素,从左向右,电负性逐渐增大, F、 O, N位于同一周期,则电负性: F>O>N,D选项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.基态Fe原子有4个未成对电子,基态As原子有3个未成对电子,基态Cu原子有1个未成对电子;
B.孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小;
D.元素的非金属性越强,电负性越大。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.在Cl2分子中2个Cl原子通过非极性键Cl-Cl键结合,不存在离子键,A不符合;
B.在HCl分子中Cl原子与H原子通过极性键H-Cl键结合,不存在离子键,B不符合;
C.在NaCl中阳离子Na+与阴离子Cl-之间以离子键结合,C符合;
D.在H2O分子中,H、O原子间通过极性键O-H键结合,不存在离子键,D不符合;
故答案为:C。
【分析】铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键。
3.【答案】B
【解析】【解答】①CaCl2和Na2S中都只有离子键,化学键类型完全相同;
②Na2O中只有离子键,Na2O2中有离子键和非极性共价键,化学键类型不完全相同;
③CO2和CS2中都只有极性共价键,化学键类型完全相同;
④HCl中只有共价键,NaOH中有离子键和极性共价键,化学键类型不完全相同;
化学键类型完全相同的是①③,
故答案为:B。
【分析】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,据此判断。
4.【答案】D
【解析】【解答】单键都是σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键,A、二氧化碳分子中含有碳氧双键,既有σ键又有π键,A不符合题意;
B、COCl2分子中含有碳氧双键,既有σ键又有π键,B不符合题意;
C、乙炔分子中含有碳碳三键,既有σ键又有π键,C不符合题意;
D、双氧水中全部是单键,只含σ键不含π键,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】如果化学键中只含有单键,说明只有σ键;如果是双键或三键,就说明除了含有σ键还有π键。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.1个中含有电子数为710=70,则1mol 中含有电子数为70NA,A符合题意;
B.是由一种元素组成的单质,不是化合物,B不符合题意;
C.中不含极性共价键,C不符合题意;
D.根据化合物为电中性,得出中,含有、、、四种离子,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、电子数=原子序数±电荷数;
B、化合物是两种或两种以上元素组成的物质;
C、极性键为不同非金属原子的结合,非极性键为相同非金属原子得到结合;
D、本题要根据电中性判断,先找出其他离子的电荷数,计算出N5的价态。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.根据图示显示,该化合物为离子化合物,含有离子键,由同种元素形成的共价键为非极性共价键,根据化合物的结构式中Y为N元素,N原子间形成的是非极性共价键,故A不符合题意;
B.Y为N元素,Z为Na元素,二者形成的简单离子核外电子排布结构相同,核电荷数越大,半径越小,则半径:Y>Z,故B不符合题意;
C.X为B元素,BCl3中B原子最外层只有6个电子,达不到8电子稳定结构,故C符合题意;
D.Y为N元素,W为H元素,YW3分子为NH3,中心原子N的价层电子对数=3+ =4,则N原子采用sp3杂化,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】一种由短周期主族元素形成的化合物,具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且总和为24,根据图示,W只形成1个共价键,且W原子序数最小,则W为H元素;Z为+1价阳离子,则Z为Na元素;Y形成3个共价键,则Y为N元素,X的原子序数为24-1-11-7=5,则X为B元素,据此解答。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.金刚石熔化时,需要破坏共价键,A符合题意;
B.冰熔化时,需破坏分子间作用力,不需破坏共价键,B不符合题意;
C.NaOH熔化时不需破坏共价键,C不符合题意;
D.金属铜熔化时,不需破坏共价键,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】此题是对物质熔化过程中,化学键或分子间作用力破坏的考查,结合选项所给物质进行分析即可。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.反应H2+Cl2 2HCl,破坏了原有H-H和Cl-Cl之间的共价键又形成了H-Cl之间新的共价键,A符合题意;
B.NaOH熔化时,仅仅破坏了离子键,OH-内部的共价键并未破坏,B不符合题意;
C.破坏化学键的过程,不一定是化学变化过程,例如HCl、NaOH溶于水有化学键的断裂,但均为物理变化过程,C不符合题意;
D.35Cl和37Cl的相互转化,并未生成新的物质,故属于物理变化,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.化学变化的实质是键的断裂和形成
B.融化时发生了电离,故只是破坏了离子键
C.只是破坏化学键,必须又键的形成才能叫化学变化
D.化学变化是产生了新物质,而这个过程中没有物质形成
9.【答案】A
【解析】【解答】A、一个CO分子中含有14个质子,标准状况下, 的物质的量为0.25mol,所含质子数的数目为 ,故A正确;
B、 CO2的结构式为O=C=O, 一个CO2分子中含有2个π键, 的物质的量为0.2mol, 所含π键的数目为0.4NA, 故B错误;
C、甲酸和乙醇的最简式不同,氢原子数目不确定,故C错误;
D、该过程中,C的化合价由+4价降低到+2价,则每生成甲酸,转移电子的数目为,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、一个CO含有14个质子;
B、单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键;
C、甲酸和乙醇的最简式不同;
D、电催化生成甲酸的过程中,C的化合价由+4价降低到+2价。
10.【答案】A
【解析】【解答】①离子化合物一定含离子键,也可能含极性键或非极性键,如NaOH、Na2O2等,故该说法正确;②在金属晶体中只有金属阳离子,没有阴离子,故该说法错误;③含金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3、HgCl2等;故该说法正确;④铵盐一般全部由非金属元素组成,但其属于离子化合物,故该说法不符合题意;⑤由稀有气体分子组成的物质中不含化学键,故该说法错误;⑥金属单质在熔融状态也能导电,不一定是离子化合物,故该说法错误;⑦冰熔化时破坏的水分子间的氢键,并没有使水分子内的共价键断裂,故该说法错误;
故答案为:A。
【分析】根据化学键类型与化合物类型的关系进行分析即可,注意离子晶体中可以含有共价键。而共价化合物中一定不含离子键。
11.【答案】A
【解析】【解答】A、K为活泼金属元素,Cl为活泼非金属元素,K和Cl之间形成的化学键是离子键,故A符合题意;
B、NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,氢氧根离子中O与H之间存在共价键,故B不符合题意;
C、HCl是由H和Cl两种非金属元素通过共用电子对结合形成的,因此HCl只含有共价键,故C不符合题意;
D、SO3是由S和O两种非金属元素通过共用电子对结合形成的,因此SO3只含有共价键,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】活泼金属与活泼非金属元素简易形成离子键,而非金属元素原子间易形成共价键,离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,据此解答即可。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.s电子在形成共价键时,没有方向性,则不能所有的共价键都具有方向性,如p-p电子重叠需具有方向性,选项A不符合题意;
B.某原子跟其他原子形成共价键时,其共价键数不一定等于该元素原子的价电子数,例如水中氧原子形成2个H-O键,但氧原子的价电子是6个,选项B不符合题意;
C.基态C原子有两个未成对电子,但可杂化形成4个等同的sp3杂化轨道,可形成4个共价键,选项C不符合题意;
D.N最外层有5个电子,未成对电子数为3,则1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、s电子在形成共价键时,没有方向性;
B、共价键数不一定等于该元素原子的价电子数;
C、基态C原子可杂化形成4个等同的sp3杂化轨道,可形成4个共价键;
D、共价键的饱和性决定了成键情况;
13.【答案】C
【解析】【解答】A.分子中所有单键都是σ键,碳氮三键、碳氧双键等含有π键,A不符合题意;
B.N原子半径大于O,所以分子中的N-H键的键能小于O-H键的键能,B不符合题意;
C.根据该物质的结构简式可知,该分子中P原子的成键方式与PO 类似,价层电子对数为4,杂化方式为sp3,C符合题意;
D.分子中含有苯环、碳氮三键等,能发生加成反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.分子中含有单键和双键和三键,单键是 σ键 ,而双键或三键中含有Π键
B.键能主要和半径有关,半径越大键能越小,而氮原子半径大于氧原子半径
C.根据p原子的配位方式,即可判断杂化方式
D.含有不饱和键,可以发生加成
14.【答案】B
【解析】【解答】三硫化四磷分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均已达到了 8 个电子的结构,P 元素可形成 3 个共价键, S元素可形成 2 个共价键,因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为 个,
故答案为:B。
【分析】根据原子最外层达到8电子需要的电子数判断每个原子可以形成的共价键数,再计算总共含有的共价键数即可。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.乙烯中C原子上含有3个σ键电子对,则中心原子采用sp2杂化,故A不符合题意;
B.乙烯分子中含有一个双键和4个单键,则含有5个σ键和1个π键,故B符合题意;
C.在乙烯分子中杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键,故不C符合题意;
D.乙烯中中心原子采用sp2杂化,属于平面结构,所以乙烯分子中所有原子一定在同一平面,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】乙烯分子中的碳原子是sp2杂化,形成碳碳双键,含有一个π键和5个σ键,乙烯分子中所有的原子均共面,结合选项进行判断
16.【答案】D
【解析】【解答】A、四种元素中,O的电负性最大,Li与H形成离子化合物LiH,其中H为负化合价,说明电负性H>Li,所以可得四种金属的电负性:O>H>Al>Li,A不符合题意。
B、金属性Li>Al,金属性越强,则其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,所以碱性LiOH>Al(OH)3,B不符合题意。
C、H-、Li+只有1个电子层,Al3+。O2-有两个电子层;电子层数越多,离子半径越大。电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:O2->Al3+>H->Li+,C不符合题意。
D、LiAlH4是由Li+和AlH4-构成的,因此含有离子键;AlH4-中Al与H以共价键形式结合。所以LiAlH4中既含有离子键,也含有共价键,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、Li能与H形成离子化合物LiH,说明电负性H>Li。
B、金属性越强,则其最高价氧化物对应水化物的碱性越强。
C、电子层数越大,离子半径越大;电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小。
D、LiAlH4中含有离子键和共价键。
17.【答案】D
【解析】【解答】计算出各微粒中心原子上的孤电子对数分别为0、0、1、0、1、2、0、0,故含有一对孤电子对的是③⑤。故D符合题意
正确答案是:D
【分析】根据中心原子上的孤电子对数= (a-xb),计算出各中心原子的孤对电子对即可
18.【答案】D
【解析】【解答】A、H2与Cl2含有的化学键为共价键,所以该反应涉及共价键的断裂与形成,不符合题意;
B、化学能可以转化为热能,也可以转化为光能、电能等其他形式的能量,不符合题意;
C、该反应为放热反应,所以断开1molH﹣H键和1molCl﹣Cl键所吸收的总能量,小于形成2molH﹣Cl键所放出的能量,不符合题意;
D、因为该反应为放热反应,所以反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量,符合题意。
【分析】A.离子键指的是阴阳离子之间通过相互作用形成的化学键,因此苯反应并未涉及到离子键的断裂与形成;
B.该反应中,化学能的转化形式包括多种形式;
C.反应物断键需要吸收的能量大于生成物成键放出的能量是吸热反应,反之是放热反应;
D.反应物的总能量小于生成物的总能量的反应是放热反应,反之是吸热反应。
19.【答案】A
【解析】【解答】A.甲烷和P4分子均形成正四面体结构,甲烷分子中键角为109°28′,而P4分子中的键角为60°,故A符合题意;
B.乙炔中含有碳碳三键,而苯环中键介于双键和单键之间的键,三键更短,故B不符合题意;
C.氨水中含有氨水分子,铵根,氢离子,氢氧根,水,氯水中次氯酸分子,次氯酸根,氯离子,氢氧根,氢离子,水分子,氯分子,故C不符合题意;
D.过氧化氢为单键,氧气中为双键,双键键能高于单键,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据计算键角即可;
B.根据三键键长短于单键和双键;
C.根据氨水和氯水中的微粒种类判断即可;
D.考虑单键的键能低于双键键能。
20.【答案】A
【解析】【解答】A.KOH是离子化合物,K+、OH-之间以离子键结合,在OH-中H与O原子之间以共价键结合,故KOH中含有离子键、共价键,A符合题意;
B.CO2是共价化合物,在CO2分子中,C原子与2个O原子之间形成4个共价键,使分子中各原子都达到8个电子的稳定结构,只存在共价键,不存在离子键,B不符合题意;
C.NaCl是离子化合物,Na+、Cl-之间以离子键结合,不存在共价键,C不符合题意;
D.HCl是共价化合物,H原子与Cl原子之间以共价键结合,不存在离子键,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键,非金属原子和非金属原子的结合是共价键。
21.【答案】(1)H2-2e- +O2-=H2O;CO- 2e -+O2-=CO2
(2)CO、CO2
(3)CO(g) + H2O(g)=H2(g)+ CO2(g) △H= -41.1 kJ/mol
(4)c
(5)催化剂(或加快反应速率,或降低反应活化能)
(6)A;C
(7)进行完全
【解析】【解答】(1)由题干信息可知,CH4在电池中除电极反应外还发生的如下重整反应,其反应速率远大于电极反应速率,则负极参与反应的燃料物质还有CO和H2,故负极反应式为CH4- 8e-+ 4O2- =CO2+ 2H2O、H2-2e- +O2-=H2O、CO- 2e -+O2-=CO2,故答案为:H2-2e- +O2-=H2O;CO- 2e -+O2-=CO2;
(2)由(1)分析可知,可循环使用的含碳物质有CO、CO2,故答案为:CO、CO2;
(3)已知反应①CH4(g)+ H2O(g)→CO(g) + 3H2(g) ΔH1= + 206.2 kJ/mol ②CH4(g) + CO2(g)→2CO(g) + 2H2(g) ΔH2= + 247.3 kJ/mol ,则CO与H2O(g)反应可制得H2,同时产生一种温室效应气体即CO2,该反应为:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),反应①-②得目标反应,根据盖斯定律可知,ΔH=ΔH1-ΔH2= (+ 206.2 kJ/mol)-(+ 247.3 kJ/mol)=-41.1 kJ/mol,故其热化学方程式为CO(g) + H2O(g)=H2(g)+ CO2(g) △H= -41.1 kJ/mol,故答案为:CO(g) + H2O(g)=H2(g)+ CO2(g) △H= -41.1 kJ/mol;
(4)反应步骤中活化能越大,反应速率越慢,最慢的一步为决速步骤,由题干反应历程图中可知,碳氧键的断裂过程的活化能最大,为决速步骤,故答案为:c;
(5)由题干图示信息可知,加入OH*后该步骤的活化能大大减小,能加快反应速率,即OH*起到的作用是催化剂(或加快反应速率,或降低反应活化能),故答案为:催化剂(或加快反应速率,或降低反应活化能);
(6)A. 升高温度反应速率加快,该反应正反应是一个吸热反应,则升高温度平衡正向移动,H2的平衡产率增大,A正确;
B. 加入催化剂反应速率加快,但平衡不移动,H2的平衡产率不变,B不合题意;
C. 增大H2O(g)浓度反应速率增大,增大反应物浓度,平衡正向移动,H2的平衡产率增大,C正确;
D. 增大压强即缩小体积,反应物、生成物浓度增大,反应速率加快,该反应正反应是一个气体体积增大的方向,故增大压强平衡逆向移动,H2的平衡产率减小,D不合题意;
故答案为:AC;
(7)CH2O*+ * CH2O*+ H*,正反应速率v1= k1c(CH2O*)c(*),逆反应速率v2= k-1c(CHO*)c(H*),若K≥105反应进行完全,已知k1=2.5×109, k-1= 8.4×103,达到平衡的本质特征为:正反应速率等于逆反应速率即v1= v2即k1c(CH2O*)c(*)= k-1c(CHO*)c(H*)则有=K==2.98×105>105 ,故判断正反应进行完全,故答案为:进行完全。
【分析】(1)氢气失去电子化合价升高,结合氧负离子形成水,一氧化碳失去电子,化合价升高,结合氧负离子形成二氧化碳;
(2)结合题干以及上题,可知一氧化碳和二氧化碳可以重复利用形成循环;
(3)一氧化碳和水发生氧化还原反应,生成氢气,氢元素化合价降低,则碳元素化合价升高,生成二氧化碳;
(4)决速步骤,即活化能最大的步骤,根据图示可知碳氧键的形成活化能最大;
(5)根据图示可知 OH* 降低了反应活化能,因此为催化剂;
(6)提高氢气产量,即平衡朝正向移动。
22.【答案】(1)a/2+10-b-10b-14
(2)1072.7
(3)0.01mol·L-1·min-1;10000;C;<;180℃;不
【解析】【解答】(1)常温下,将浓度均为a mol/L的醋酸锂溶液和醋酸溶液等体积混合,根据电荷守恒,c(CH3COO-)+ c(OH-)= c(Li+)+ c(H+),因此c(CH3COO-)+10b-14 mol/L = mol/L +10-b mol/L,整理得:c(CH3COO-) = mol/L +10-b mol/L-10b-14 mol/L=( +10-b-10b-14)mol/L,故答案为: +10-b-10b-14;(2)根据反应Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.3 kJ/mol可知,ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和,则C≡O的键能为=(-41.3 kJ/mol)-(2×464kJ/mol)+(2×803kJ/mol+436kJ/mol)=1072.7 kJ/mol,故答案为:1072.7;(3)①
2CH3OCH3(g)+ 4CO(g)+ H2(g) CH3COOCH=CH2(g)+ 2CH3COOH(g)
起始(mol) 0.2 0.4 0.1 0 0
转化(mol) 2x 4x x x 2x
平衡(mol) 0.2-2x 0.4-4x 0.1-x x 2x
则 ×100%=10%,解得:x=0.05mol,0~10min内,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)= = 0.01mol·L-1·min-1;该温度下,该反应的平衡常数K= =10000,故答案为:0.01mol·L-1·min-1;10000;②A.V正(DME)=v逆(H2),表示的正逆反应速率不等,不是平衡状态,故A错误;
B.该反应中气体的质量和体积始终不变,混合气体的密度始终不变,不表示是平衡状态,故B错误;
C. = ,该反应恰好气体的物质的量发生变化,因此混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明是平衡状态,故C正确;
D. c(CO):c(VAC)与起始浓度和反应的方程式有关,与平衡状态无关,故D错误;
故答案为:C;③根据图像,升高温度,二甲醚(DME)的转化率减小,说明平衡逆向移动,则反应的ΔH<0,180℃时,醋酸乙烯(VAC)选择性最高,最佳的反应温度为180℃,故答案为:<;180℃;④保持温度不变,向反应釜中通入氩气增大压强,但物质的浓度不变,平衡不移动,故答案为:不。
【分析】(1)在醋酸锂和醋酸的混合溶液体系中,存在电荷守恒,根据电荷守恒可以求出醋酸根离子的浓度;
(2)反应物的键能之和与生成物的键能之和的差就是反应热;
(3)在一段时间内某物质的平均反应速率等于该物质的物质的量浓度的变化量与时间的比值;
可逆反应达到平衡的依据是正逆反应的速率相等;
在放热反应中,升高温度,反应逆向移动;
稀有气体不能改变反应中各物质的浓度,因此无法改变反应的速率,也无法使化学平衡发生移动。
23.【答案】(1)
(2)>;氧和硫是同族元素,氧原子半径小,得电子能力强,非金属性强,故氧的简单气态氢化物稳定性强;>;H2O分子间存在氢键
(3)共价键;离子键、共价键
(4)4
【解析】【解答】(1)Se位于第四周期第ⅥA族,核外电子层数为4,最外层电子数为6,原子序数为34;
故答案为: 第1空、p
(2)①非金属越强,氢化物的稳定性越强,同主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱;
②水分子间有氢键沸点;
故答案为:
第1空、>
第2空、氧和硫是同族元素,氧原子半径小,得电子能力强,非金属性强,故氧的简单气态氢化物稳定性强
第3空、>
第4空、H2O分子间存在氢键
(3)H2O与NH3反应产物为NH3 H2O,所含化学键类型为共价键;H2S与NH3反应的产物为NH4HS或(NH4)2S,为离子化合物;
故答案为:
第1空、共价键
第2空、离子键、共价键
(4)钠的硫化物Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,硫的化合价从-2/x升到+6价,NaClO 被还原为NaCl,氯化合价从+1价降到-1价,反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1:13,由电子守恒:x(6+2/x )=13×2,得x=4。
故答案为: 第1空、4
【分析】(1)Se位于第四周期第ⅥA族,核外电子层数为4,最外层电子数为6,原子序数为34;
(2)①非金属越强,氢化物的稳定性越强,同主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱;
②水分子间有氢键沸点;
(3)H2O与NH3反应产物为NH3 H2O,有共价键;H2S与NH3反应的产物为NH4HS或(NH4)2S,为离子化合物;
(4)化合价升价与转移电子数计算,电子守恒。
24.【答案】(1)4
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p5;Br
(3)第四周期第ⅦA族
(4)+7
(5)①
(6)3d54s1
【解析】【解答】A原子只有一个未成对电子,M电子层比N电子层多11个电子,根据原子核外电子排布规律,基态A原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,A为Br元素。
(1)该元素的基态原子中K、L、M、N层排有电子,有4个能层充有电子。
(2)A原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,A的元素符号为Br。
(3)A原子核外有4个电子层,最外层有7个电子,元素A在周期表中的位置:第四周期第VIIA族。
(4)A原子的最外层有7个电子,A的最高化合价为+7价。
(5)A的氢化物为HBr,HBr中的共价键是由H原子的1s原子轨道提供的未成对电子与Br原子的4p原子轨道提供的未成对电子形成的s-pσ键,
故答案为:①。
(6)A位于第四周期,第四周期中未成对电子数最多的元素为Cr,Cr的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr的价层电子排布式为3d54s1。
【分析】根据A原子只有一个未成对电子,M电子层比N电子层多11个电子来确定元素。
(1)能层数即为电子层数;
(2)根据溴元素和溴化氢分子进行分析各个问题即可。
25.【答案】(1);81
(2)高;二者均属于共价晶体,半径 N<B,键长 N-B<B-B,键能 N-B>B-B,因而熔沸点前者高;Be、C、O
(3)硼酸分子间存在氢键,在热水中氢键被破坏,与水分子间重新形成分子间氢键;3NA
(4)离子键、共价键、配位键;109o28’;正四面体
【解析】【解答】(1) 第 6 周期的0族元素为86号元素,铊(Tl)是位于第 6 周期的硼族元素,则其原子序数为81,其价电子排布式为6s26p1,则价电子轨道表示式为,则答案为;81。
(2) 金刚石是由碳原子通过碳碳单键构成的共价晶体,晶体氮化硼结构类似于金刚石,则晶体氮化硼由硼原子和氮原子通过B-N键构成的共价晶体。共价键越牢固、共价晶体的熔沸点越高,半径 N<B,键长 N-B<B-B,键能 N-B>B-B,则晶体氮化硼熔沸点比晶体硼高(填“高”或“低”)。同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,第一电离能排序时,有2个“反常”, ⅡA元素电子排布有s轨道全充满结构,第一电离能较高,ⅡA高于ⅢA元素;ⅤA元素电子排布p轨道有半充满结构,第一电离能较高,高于ⅥA,故第 2 周期元素中,第一电离能介于 N 和 B 之间的元素有Be、C、O (填“元素符号”)。故答案为:高;二者均属于共价晶体,因而熔沸点前者高;Be、C、O。
(3)由图知,硼酸晶体广泛存在分子间氢键,在冷水中氢键难以被破坏,故硼酸在冷水中的溶解度很小,而在热水中硼酸分子间的氢键被破坏,与水分子间重新形成分子间氢键,故在热水中溶解度较大。由图知,1mol 硼酸晶体中含有氢键的数目为。
(4)硼氢化钠(NaBH4)是由钠离子和BH构成的 ,BH内有3个普通的B-H、还有1个 配位键,故该化合物中含有的化学键类型有离子键、共价键、配位键,其阴离子BH的中心原子孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4,故为sp3杂化、键角 H-B-H 为109o28’,空间构型为正四面体。故答案为:离子键、共价键、配位键; 109o28’;正四面体。
【分析】(1)依据原子构造原理分析。
(2)利用晶体类型判断;同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。
(3)分子间存在氢键,溶解度较大。
(4)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;