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2024-2025年高中化学选择性必修2物质结构与性质第二章分子结构与性质第一节共价键课时练习
1．据文献报道，含钒催化剂催化某反应的反应机理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．该反应循环中有键的断裂和生成
B．该反应利用了的氧化性除去，减少了空气污染
C．该催化循环过程中Ⅴ的价态没有变化
D．该催化循环的总反应方程式中和的物质的量之比为2：3
【答案】A
【分析】由图可知，V5+=O是反应的催化剂，氨气、一氧化氮和氧气是反应物，氮气和水是生成物，总反应为4NH3+2NO+2O23N2+6H2O；
【详解】A．根据图示，该反应循环中有V5+=O中键的断裂和生成，A正确；
B．由分析可知，反应中氨分子中氮元素的化合价升高被氧化，是反应的还原剂，反应中表现还原性，目的是除去一氧化氮，减少空气污染，B错误；
C．由图可知，该催化循环过程中钒元素的价态变化为+5→+4→+5，C错误；
D．根据分析，该催化循环的总反应方程式中和的物质的量之比为2：1，D错误；
故选A。
2．下列化学用语正确的是( )
A．基态Ge原子的核外电子排布式：
B．键电子云轮廓图
C．基态碳原子的价电子的轨道表示式为
D．的电子式：
【答案】C
【详解】A．基态原子为32号元素，故核外电子排布式为，A错误；
B．p轨道以头碰头的方式形成p—pσ键，电子云轮廓图为，B错误；
C．碳原子的电子排布式为1s22s22p2，基态碳原子的价电子轨道表示式为，C正确；
D．H2S为共价化合物，其电子式为，D错误；
故选D。
3．“冰雪同梦，亚洲同心”，第九届亚冬会将于2025年2月在哈尔滨举行。下列相关材料的说法正确的是( )
石墨烯
A．冰壶采用花岗岩属于硅酸盐材料：Si原子核外电子有8种运动状态
B．冰刀采用钛合金材质：Ti元素位于周期表第四周期第ⅣB族
C．碲化镉光伏发电玻璃：已知镉与锌同族，则镉位于周期表d区
D．帽子围巾等使用了石墨烯发热材料(结构如图)：1mol石墨烯中含有4mol键
【答案】B
【详解】A．在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子，自旋方向不同，运动状态也就不相同，即运动状态个数等于电子数；基态Si原子有14个电子，所以核外电子运动状态有14种，故A错误；
B．Ti是22号元素，处于第四周期ⅣB族，故B正确；
C．Zn价电子排布式为3d104s2，已知镉与锌位于同一族，则镉位于元素周期表的ds区，故C错误；
D．在石墨烯中，每个碳原子形成3个键，每个键被两个碳原子共用，根据均摊法计算1mol石墨烯含1.5mol键，故D错误；
故选B。
4．下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A．用电子式表示的形成：
B．用原子轨道表示的键形成的示意图：
C．电子云轮廓图为
D．基态原子的价层电子排布式为
【答案】D
【详解】
A．是离子化合物，用电子式表示的形成：，A正确；
B．H-H的s-sσ键是两个1s能级头碰头形成的形成的σ键，示意图为：，B正确；
C．2pz轨道的电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形，C正确；
D．基态Cr是24号元素，原子的价层电子排布式：，D错误；
故选D。
5．前四周期主族元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，其中X、Y、Z同周期，Y、Q同主族，Q的最高能层有16个轨道，基态X原子轨道上的电子数是轨道上的电子数的2倍，且与基态Z原子具有相同的未成对电子数，下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：
B．简单氢化物的沸点：
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
D．原子半径：
【答案】A
【分析】根据题意推知，其中X、Y、Z同周期，Y、Q同主族，基态X原子s轨道上的电子数是p轨道上的电子数2倍，且与基态Z原子具有相同的未成对电子数，则X为C元素、Y为N元素、Z为O元素；Y、Q同主族，Q的最高能层有16个轨道，则Q位于第四周期，Q为As，则W只能为H，综上W、X、Y、Z、Q分别是H、C、N、O、As元素，据此回答。
【详解】A．元素周期表中同周期从左到右第一电离能逐渐增大，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能N>O>C，A错误；
B．由于H2O和NH3能形成分子间氢键且H2O水分子之间氢键多于NH3分子之间氢键，而AsH3分子之间无氢键，所以简单氢化物沸点H2O> NH3> AsH3，B正确；
C．元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，即酸性：HNO3>H2CO3，C正确；
D．H位于第一周期，半径最小，As为第四周期，半径最大，C、N位于第二周期，核电荷数增加，半径减小，故原子半径，D正确；
故选A。
6．乙醛是一种重要的工业原料，利用乙烷与反应合成乙醛的过程如图，下列说法正确的是( )
A．的空间结构为形
B．是该反应的催化剂
C．反应③生成物质的过程中涉及键的形成
D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为
【答案】C
【详解】A．中心原子O价层电子对数：，无孤电子对数，空间构型为直线型，A错误；
B．在反应①生成，在反应②消耗，为该反应的中间产物，B错误；
C．根据质量守恒定律，物质X为，说明反应③过程存在键的形成，C正确；
D．根据反应机理图，和为反应物，乙醛、氮气和水为产物，总反应：，该反应中N元素化合价从+1价降为0价，为氧化剂，为还原剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为，D错误；
答案选C。
7．下列说法正确的是( )
A．键角：CH4>BF3>NH3>H2O
B．中σ键和键比例为7∶1
C．用重结晶法提纯苯甲酸的操作：加蒸馏水、加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量
D．SO和SiF4的中心原子的杂化类型均为sp3杂化，空间构型相同
【答案】C
【详解】A．BF3、CH4、H2O、NH3的键角分别为BF3价层电子对数，sp2杂化，键角为120°、CH4价层电子对数，sp3杂化，无孤电子对、NH3价层电子对数，sp3杂化，一对孤电子对、H2O价层电子对数，sp3杂化，两对孤电子对，孤电子对越多，键角越小，BF3、CH4、H2O、NH3的键角分别为120°、109°28′、104.5°、107°18′，所以键角大小顺序为：BF3＞CH4＞NH3＞H2O，A错误；
B．中σ键（20条）和键（2条）比例为10∶1，B错误；
C．重结晶法提纯苯甲酸的前三步是①加热溶解，②趁热过滤，③冷却结晶，再过滤、洗涤、干燥、称重，C正确；
D．SiF4中Si的价层电子对数=4+=4，空间构型为正四面体，SO中S的价层电子对数=3+=4，所以中心原子均为sp3杂化，空间构型为三角锥，D错误；
故选C。
8．享誉八闽、皮薄味甜的古田脐橙中含有橙皮苷(结构如图所示)，下列说法正确的是( )
A．第一电离能：O>C>H
B．橙皮苷中涉及的元素均位于p区
C．1个C原子只能形成4个共价键是由于共价键具有方向性
D．断裂1 mol O—H键比断裂1 mol C—H键需要吸收的能量更多
【答案】D
【详解】A．同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，H的第一电离能大于C，小于O，故第一电离能：O>H > C，A错误；
B．C、O都属于p区元素，但H处于s区，B错误；
C．共价键的方向性决定分子的空间结构，饱和性决定分子中各原子的数量关系，1个C原子只能形成4个共价键是由于共价键具有饱和性，C错误；
D． O—H键的键长小于C—H键，键长越短，键能越大，故断裂1 mol O—H键比断裂1 mol C—H键需要吸收的能量更多，D正确；
故选D。
9．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，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，且原子序数总和为24。下列有关叙述正确的是( )
A．该化合物的阴离子内部均为极性共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
【答案】B
【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为1价形成共价键，W为H，Z为+1价阳离子，Z为Na，Y为3价，Y为N，24-1-11-7=5，X为B元素。
【详解】A．该化合物的阴离子内部含有N-N非极性共价键，A错误；
B．Na的单质既能与水反应生成氢气和氢氧化钠，也可与甲醇反应生成甲醇钠和氢气，B正确；
C．N的氧化物的水化物有HNO2、HNO3，HNO2是弱酸，HNO3是强酸，C错误；
D．B的氟化物中B原子最外层有6个电子，不是8电子稳定结构，D错误；
故选B。
10．工业上用(分子结构：)与甲烷为原料制备，发生反应：。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．中键和键数量之比为
B．既是氧化剂又是还原剂
C．生成标准状况下的气体，断开键数为
D．若该反应转移电子数，则被还原的有
【答案】C
【详解】A．CS2的结构为：，一个双键中含有一个σ键、一个π键，因此1molCS2中含有2molσ键与2molπ键，因此σ键与π键数量比为1：1，故A错误；
B．反应中C元素化合价由CH4中-4价升至CS2中+4价，CH4做还原剂，S元素化合价由0价降至-2价，S8做氧化剂，故B错误；
C．标准状况下，11.2LH2S为0.5mol，1个S8中含有8个S-S键，根据可知，每生成0.5molH2S消耗0.125molS8，断裂1molS-S键，即断开键数为，故C正确；
D．CH4中-4价升至CS2中+4价，有，反应转移8NA个电子，即每消耗1 molCH4，甲烷化合价升高，是被氧化，故D错误；
故答案选C。
11．下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是( )
A．金属键是金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，金属键无方向性和饱和性
B．共价键是吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性
C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大
D．氢键不是化学键而是一种较弱的作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间
【答案】D
【详解】A．金属键是化学键的一种，金属键是存在于金属阳离子和“自由电子”之间的强的相互作用，这些“自由电子”为所有阳离子所共用，金属键无方向性和饱和性，故A正确；
B．共价键是原子之间强烈的相互作用，共价键有方向性和饱和性，故B正确；
C．范德华力是分子间作用力，相对分子质量越大，分子间作用力越大，极性越大，分子间作用力越强，故C正确；
D．氢键是一种分子间作用力，比范德华力强，但是比化学键要弱。氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇、液氨等)，又可以存在于分子内(如邻羟基苯甲醛)，故D错误；
故选：D。
12．下列对有关事实的解释正确的是( )
选 事实 解释
A 对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛含有氢键，邻羟基苯甲醛不含氢键
B 稳定性：[Cu(H2O)4]2+<[Cu(NH3)4]2+ N的电负性小于O的电负性
C KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中溶入冠醚，可使氧化反应迅速发生 冠醚是超分子，可以与K+结合，将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应
D 稳定性：H2O>H2S 水分子间存在氢键，作用力更强
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A．对羟基苯甲醛的熔沸点高于邻羟基苯甲醛的主要原因是对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，A错误；
B．稳定性：[Cu(H2O)4]2+<[Cu(NH3)4]2+的原因在于N原子电负性小于O原子，N原子的配位能力比O原子强， 使得电子对更易给出进行配位，B正确；
C．超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性；冠醚是单独的一个分子结构，不是超分子，C错误；
D．水分子的稳定性大于硫化氢并不是因为水分子间存在氢键， 而是因为水分子中H-O键的键能大于H2S中H-S的键能。 键能越大， 分子越稳定。 分子的稳定性与氢键无关，D错误；
故选B。
13．2021年9月24日，中科院天津工业生物技术研究所成果——“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A．30gHCHO与DHA的混合物中所含氧原子数为
B．反应①中消耗44g，转移电子数为
C．1molDHA分子中含有键数目为
D．1mol淀粉完全水解消耗个水分子
【答案】C
【详解】A．CHO与DHA的最简式相同，30g HCHO与DHA的混合物所含氧原子数为，，A正确；
B．反应①，消耗1mol ，同时消耗3mol ，转移电子数为，B正确；
C．1mol DHA分子含有键数目为，C错误；
D．1mol淀粉完全水解消耗n mol水分子，D正确；
故选C。
14．部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．离子半径的大小顺序：
B．三种元素电负性的大小为：
C．能形成既有离子键又有共价键的化合物
D．的氧化物的水化物酸性一定比的氧化物的水化物酸性强
【答案】C
【分析】由短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系可知，x为正+1价，原子半径最小，则x为H元素；由原子半径可知，y、z、d位于第二周期，y为C元素，z为N元素，d为O元素；由原子半径可知e、f、g、h均位于第三周期，结合元素的化合价可知，e为Na元素，f为Al元素，g为S元素，h为Cl元素，以此结合元素周期律知识解答该题。
【详解】A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+，故A错误；
B．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，则C、N、O三种元素电负性的大小为：O＞N＞C，故B错误；
C．H元素、N元素、O元素可以组成离子化合物硝酸铵，硝酸铵中含离子键和共价键，故C正确；
D．S、Cl的氧化物对应的水化物的酸性不一定满足h＞g，如次氯酸为弱酸，硫酸为强酸，故D错误；
故答案选C。
15．下列关于化学键的说法，认识错误的是 ( )
键不能单独存在，一定要和键共存
键与键的对称性不同
在分子中含个键，个键
两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
个原子最多只能与个原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的
气体单质中，一定有键，可能有键
下列共价键的极性由小到大的顺序是：、、、
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
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】①分子中单键中只含键，双键和三键中含键和键，所以键一定不能单独形成，一定和键共存。因此正确。
②能级电子云是球形，能级电子云是哑铃型，都是轴对称，所以键与键的对称性相同。因此错误。
③双键含1个键、1个键，三键含1个键、2个键，其余的单键都是键，所以分子含4个单键，1个双键，1个三键(6个键，3个键)。因此正确。
④两个非金属元素原子之间通过电子云重叠形成共价键。因此正确。
⑤氢原子有1个电子，硫原子最外层有6个电子，只能结合2个H，形成分子，这是共价键的饱和性决定的。因此正确。
⑥稀有气体分子属于单原子分子，不含键。因此错误。
⑦对于元素周期表中同属第二周期的元素，与氢元素形成共价键时，极性由小到大分别是、；对于第族的元素，与氢元素形成共价键时，极性是大于；键由吸引电子能力相同的同种原子形成的共价键无极性。因此正确。
⑧过氧化钠中含有离子键、非极性键，水分子中含有极性键，二者反应时，会有离子键、极性键、非极性键断裂，生成物氢氧化钠中含有离子键、极性键，氢气中含有非极性键，有离子键、极性键、非极性键生成。因此正确。
故答案选B。
16．在1778年，法国马厚比无意中发现用硫酸钠、木炭和铁(后改用氧化铁)一起灼烧，再用水淹取可得到纯碱。这一发明使他建立起世界上第一座纯碱工厂。
回答下列问题：
(1)基态铁原子的价层电子排布式为 ，比更稳定，试从结构的角度加以解释 。
(2)基态原子核外有 种运动状态不同的电子。
(3)请指出分子中共价键的主要类型 (填“σ键”、“π键”)。
(4)基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是 ，钠原子的远远大于，其原因是 。
(5)在氧、硫、钠、碳、铁元素中，金属性最强的元素与非金属性最强的元素组成的化合物是 (填化学式)。C、O、F三种元素中，电负性由大到小的顺序为 。
(6)碳元素的一种相邻元素，某同学写出其基态原子的轨道表示式为下图，它不符合_______。
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．洪特规则 D．构造原理
【答案】(1) 3d64s2 Fe3+的3d轨道处于半满结构，能量低，较稳定
(2)6
(3)σ键和π键
(4) 3s Na原子失去一个电子后核外电子排布为1s22s22p6，由于2p全充满，能量较低，比较稳定，失去一个电子所需能量较高
(5) Na2O、Na2O2 F>O>C
(6)C
【详解】（1）Fe原子序数26，基态铁原子的价层电子排布式：3d64s2；Fe3+的核外电子排布式为：[Ar]3d5，Fe2+的核外电子排布式为：[Ar]3d6，前者3d轨道处于半满结构，能量低，比较稳定；
（2）基态原子核外电子排布：1s22s22p2，每个电子的运动状态都不同，有6种运动状态不同的电子；
（3）分子的结构式为O=C=O，双键由σ键和π键形成，则共价键的类型有σ键和π键；
（4）基态钠原子核外电子排布：1s22s22p63s1，电子占据能量最高的能级符号：3s；Na原子的第一电离能指Na原子失去3s能级上的电子，其第二电离能为1s22s22p6失去1个2p能级上的电子，由于2p全充满，能量较低，比较稳定，失去一个电子所需能量较高，故钠原子的远远大于；
（5）在氧、硫、钠、碳、铁元素中，金属性最强的元素是钠，非金属性最强的是氧，组成的化合物是Na2O、Na2O2；同周期主族元素电负性从左到右逐渐增强，则电负性大小：F>O>C；
（6）根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，它不符合洪特规则，故选C。
17．短周期元素X、Y、Z和M原子序数依次增大。X元素的单质是空气中体积分数最高的组分，Y原子核外有5种空间运动状态不同的电子且有1个单电子，基态Z的核外电子所占据原子轨道全充满，M与Z位于同一周期，M的第一电离能大于同周期相邻元素。R元素的+1价阳离子原子核外前三个能层均填满电子。回答下列问题：
(1)R元素位于元素周期表的 区，其简化的核外电子排布式是 。
(2)X、Y、M三种元素的电负性由大到小的顺序是 。(用元素符号表示)
(3)X、Y均可与Z化合，形成的化合物中化学键的离子性成分百分数大小关系是 。(用相应物质的化学式回答)
(4)Y与M形成的阴离子MY6-常用于合成离子液体，从结构角度解释原因 。
【答案】(1) ds
(2)F>N>P
(3)
(4)电荷数低，离子体积大，与阳离子间作用力弱
【分析】X元素的单质是空气中体积分数最高的组分，则X为N元素，Y原子核外有5种空间运动状态不同的电子且有1个单电子，则Y为F元素，基态Z的核外电子所占据原子轨道全充满，Z为Mg元素，M与Z位于同一周期，M的第一电离能大于同周期相邻元素，M为P元素，R元素的+1价阳离子原子核外前三个能层均填满电子，R为Cu元素；
【详解】（1）铜在周期表位置为第四周期第IB族，位于ds区，其简化的核外电子排布式是：；
（2）N 、F、P三种元素的电负性由大到小顺序是：F>N>P；
（3）X、Y均可与Z化合，形成的化合物是Mg3N2和MgF2，F的电负性大于N的电负性，化学键的离子性成分百分数大小关系是：；
（4）Y与M形成的阴离子，常用于合成离子液体，从结构角度解释电荷数低，离子体积大，与阳离子间作用力弱，常温下呈液体。
18．化学需氧量(COD)是指用强氧化剂将1 L废水中的还原性物质氧化为二氧化碳和水所消耗的氧化剂的量，并换算成以O2为氧化剂时所消耗O2的质量。水体COD值常作为水体中有机污染物相对含量的综合指标之一。Fenton(Fe2+/H2O2)法能产生Fe3+和具有强氧化性的羟基自由基(·OH)并引发一系列链式反应，被广泛应用于有机废水的治理。
(1)羟基自由基(·OH)的电子式为 。
(2)分别取初始pH=4、COD=80的废水200 mL，加入2 mL H2O2，改变起始投加FeSO4·7H2O的量，反应相同时间，测得反应后水样COD随Fe2+投加量的关系如图所示。当Fe2+投加量超过1 g/L时，反应后水样COD不降反升的原因可能是 。
(3)已知：·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团。1-丁醇比正戊烷更容易受到·OH进攻的原因是 。
(4)在Fenton法的基础上改进的基于硫酸根自由基()的氧化技术引起关注。研究发现，一种Mn3O4-GO石墨烯纳米复合材料对催化活化产生具有很好的效果。的结构为。
①中-2价氧原子与-1价氧原子的个数之为 。
②一种制取Mn3O4-GO石墨烯纳米复合材料的物种转化关系如图所示(GO表示石墨烯)，在石墨烯表面制得1 mol Mn3O4-GO，理论上需要消耗NaBH4的物质的量为 。
【答案】(1)
(2)溶液中c(Fe2+)过大，催化H2O2分解生成O2，溶液中c(·OH)减小，氧化去除还原性有机物的速率减慢，过量Fe2+残留，会增加测量水样COD时强氧化剂的用量 ，造成水样COD测量值偏高
(3)由于O的电负性比C大，1-丁醇中羟基(—OH)的电子云密度比正戊烷中甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)的电子云密度大，更易受到·OH的进攻
(4) 3∶1 3.75mol
【详解】（1）羟基自由基(·OH)的电子式为：。
故答案为：。
（2）当开始加入时，形成的COD将废水样中的杂质氧化除去，随着杂质减少，所需COD也逐渐降低，但继续加入时，溶液中c(Fe2+)过大，催化H2O2分解生成O2，溶液中c(·OH)减小，氧化去除还原性有机物的速率减慢，过量Fe2+残留，会增加测量水样COD时强氧化剂的用量 ，造成水样COD测量值偏高。
故答案为：溶液中c(Fe2+)过大，催化H2O2分解生成O2，溶液中c(·OH)减小，氧化去除还原性有机物的速率减慢，过量Fe2+残留，会增加测量水样COD时强氧化剂的用量 ，造成水样COD测量值偏高。
（3）·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团，由于O的电负性比C大，因此1-丁醇中羟基(—OH)的电子云密度比正戊烷中甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)的电子云密度大，更易受到·OH的进攻。
故答案为：由于O的电负性比C大，因此1-丁醇中羟基(—OH)的电子云密度比正戊烷中甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)的电子云密度大，更易受到·OH的进攻。
（4）①根据的结构：，与硫原子单独结合的6个O原子都是-2价，中间将硫原子进行连接的2个氧原子间共用了一对电子，非极性，所以化合价为-1价，则中-2价氧原子与-1价氧原子的个数之为6：2=3：1；
②根据转化关系图可知：生成要得到，全部转化为要失去，要生成要，共失去，根据电子转移守恒，则理论上需要消耗NaBH4的物质的量为。
故答案为：3：1；3.75mol。
19．根据要求回答下列问题：
(1)在第二周期主族元素，第一电离能介于B和N之间的元素有 种。
(2)嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样返回，带回的月壤中包含了等多种元素，N的第一电离能大于O的，请说明理由： 。
(3)已知电离能：，，，其原因为 。
(4)橙红色晶体羰基钴的熔点为，可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。配体中键与键数目之比是 。
(5)中键与键之间的夹角为，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为 ，1个分子中含有 个键。
(6)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有 、 。
(7)蓝色的无水在吸水后会变成粉红色的水合物，该水合物受热后又变成无水，所以无水，常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有无水，吸水后变成，试回答下列问题：
①水合物中 。
②若该水合物为配合物，其中的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有的个数之比为1∶1，则该配合物的化学式可表示为 。
【答案】(1)3
(2)N的价电子排布为，半充满比O的更稳定
(3)失去的是全充满的电子，所需能量较高，失去的是电子，相对较易失去
(4) 1∶2
(5) 4
(6)
(7) 6
【详解】（1）在第二周期主族元素，第一电离能呈增大的趋势，但是Be核外电子2s2轨道全满相对稳定，而B原子2s22p1，故第一电能小于Be，O原子的价层电子2s22p4，N原子的价层电子2s22p3，N的2p轨道有3个电子，处于半满状态，故第一电离能大于O，B和N之间的有3种元素，分别为Be、C、O；
故答案为：3。
（2）N的第一电离能大于O的，N的价电子排布为2s22p3，2p轨道半充满，故比O的更稳定；
故答案为：N的价电子排布为2s22p3，2p半充满比O的更稳定。
（3）K失去一个电子后，原子轨道处于全满状态， Ti价层电子为3d24s2，失去电子后价电子为3d24s1，K+失去的是全充满的3p6电子，所需能量较高，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去， I2(Ti)≤I2(K)；
故答案为：K+失去的是全充满的3p6电子，所需能量较高，Ti+失去的是4s1电子，相对较易失去。
（4）钴是金属元素，与碳和氧相比电负性较小，同周期主族元素，核电荷数越大，电负性越大，故氧的电负性大于碳的电负性，O>C>Co；CO中有1个σ键与2个π键，数目之比是为1∶2；
故答案为：O>C>Co；1∶2。
（5）(CN)2中键与键之间的夹角为180°，则分子为直线型，并有对称性，分子两侧都有C和N原子，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，则结构为N≡C C≡N；每个三键都有2个π键，则1个分子中有4个π键；
故答案为：N≡C C≡N；4。
（6）与互为等电子体的分子有3原子数，各原子最外层电子数之和为18，则等电子体有SO2和O3；
故答案为：SO2和O3。
（7）CoCl2的摩尔质量为130g/mol，65g无水CoCl2的物质的量为0.5mol，吸收水的质量为119g-65g=54g，则水的物质的量为3mol，n(CoCl2):n(H2O)=1:6，则X=6；其中Co2+的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有Cl 的个数之比为1∶1，则该配合物的化学式可表示为[CoCl(H2O)5]Cl H2O；
故答案为：6；[CoCl(H2O)5]Cl H2O。
20．常用作分析试剂，也用于有机合成。请回答下列问题：
(1)的结构简式为，该分子中π键和σ键的个数比为 。
(2)三种气态氢化物稳定性由强到弱的顺序： ，原因是 (用共价键理论解释)。
(3)原子中的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为自旋磁量子数。对于基态原子，其自旋磁量子数的代数和为 。
(4)为标定浓度，现用的溶液滴定的溶液。随溶液的加入，溶液的、含硒分布系数与的变化关系如图所示。
①曲线b代表的微粒为 。
②计算的第二步电离平衡常数 。
③计算A点溶液中 (保留两位有效数字)。
【答案】(1)1:3
(2) 的原子半径逐渐增大，氢化物的键长依次增大，键能逐渐减弱，稳定性减弱
(3)1或-1
(4)
【详解】（1）单键全是σ键，双键含一个σ键，一个π键，则该分子中π键和σ键的个数分别为2、6，故比值为1:3；
（2）气态氢化物稳定性由强到弱的顺序：，因为的原子半径逐渐增大，氢化物的键长依次增大，键能逐渐减弱，稳定性减弱；
（3）基态原子所含质子数为34，原子核外电子数为34，核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，4p轨道中有1个轨道中电子自选状态相反，故自旋磁量子数的代数和为=1或=-1；
（4）①当V(NaOH)=0时，溶液pH值≈1，当V(NaOH)=40时，达到滴定终点， ，解得c=0.1mol/L，所以说明一级电离完全，=H++，则b代表，c代表；
②，由图()=()，即c()=c()时，pH=2，c(H+)=0.01mol/L，；
③由图可知A点V(NaOH)=35mL，此时与氢氧化钠反应生成为1.5×10-3mol，此时剩余为0.5×10-3mol，根据分布，0.5×10-3mol的会有80%发生电离，则可以电离出0.4×10-3mol，此时A点的的物质的量为1.5×10-3mol+0.4×10-3mol=1.9×10-3mol。
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2024-2025年高中化学选择性必修2物质结构与性质第二章分子结构与性质第一节共价键课时练习
1．据文献报道，含钒催化剂催化某反应的反应机理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．该反应循环中有键的断裂和生成
B．该反应利用了的氧化性除去，减少了空气污染
C．该催化循环过程中Ⅴ的价态没有变化
D．该催化循环的总反应方程式中和的物质的量之比为2：3
2．下列化学用语正确的是( )
A．基态Ge原子的核外电子排布式：
B．键电子云轮廓图
C．基态碳原子的价电子的轨道表示式为
D．的电子式：
3．“冰雪同梦，亚洲同心”，第九届亚冬会将于2025年2月在哈尔滨举行。下列相关材料的说法正确的是( )
石墨烯
A．冰壶采用花岗岩属于硅酸盐材料：Si原子核外电子有8种运动状态
B．冰刀采用钛合金材质：Ti元素位于周期表第四周期第ⅣB族
C．碲化镉光伏发电玻璃：已知镉与锌同族，则镉位于周期表d区
D．帽子围巾等使用了石墨烯发热材料(结构如图)：1mol石墨烯中含有4mol键
4．下列化学用语或图示表达不正确的是( )
A．用电子式表示的形成：
B．用原子轨道表示的键形成的示意图：
C．电子云轮廓图为
D．基态原子的价层电子排布式为
5．前四周期主族元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，其中X、Y、Z同周期，Y、Q同主族，Q的最高能层有16个轨道，基态X原子轨道上的电子数是轨道上的电子数的2倍，且与基态Z原子具有相同的未成对电子数，下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：
B．简单氢化物的沸点：
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
D．原子半径：
6．乙醛是一种重要的工业原料，利用乙烷与反应合成乙醛的过程如图，下列说法正确的是( )
A．的空间结构为形
B．是该反应的催化剂
C．反应③生成物质的过程中涉及键的形成
D．总反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为
7．下列说法正确的是( )
A．键角：CH4>BF3>NH3>H2O
B．中σ键和键比例为7∶1
C．用重结晶法提纯苯甲酸的操作：加蒸馏水、加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量
D．SO和SiF4的中心原子的杂化类型均为sp3杂化，空间构型相同
8．享誉八闽、皮薄味甜的古田脐橙中含有橙皮苷(结构如图所示)，下列说法正确的是( )
A．第一电离能：O>C>H
B．橙皮苷中涉及的元素均位于p区
C．1个C原子只能形成4个共价键是由于共价键具有方向性
D．断裂1 mol O—H键比断裂1 mol C—H键需要吸收的能量更多
9．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，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，且原子序数总和为24。下列有关叙述正确的是( )
A．该化合物的阴离子内部均为极性共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
10．工业上用(分子结构：)与甲烷为原料制备，发生反应：。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．中键和键数量之比为
B．既是氧化剂又是还原剂
C．生成标准状况下的气体，断开键数为
D．若该反应转移电子数，则被还原的有
11．下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中，不正确的是( )
A．金属键是金属离子与自由电子之间强烈的相互作用，金属键无方向性和饱和性
B．共价键是吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性
C．范德华力是分子间存在的一种作用力，分子的极性越大，范德华力越大
D．氢键不是化学键而是一种较弱的作用力，所以氢键只存在于分子与分子之间
12．下列对有关事实的解释正确的是( )
选 事实 解释
A 对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛含有氢键，邻羟基苯甲醛不含氢键
B 稳定性：[Cu(H2O)4]2+<[Cu(NH3)4]2+ N的电负性小于O的电负性
C KMnO4水溶液对烯烃的氧化效果较差，在烯烃中溶入冠醚，可使氧化反应迅速发生 冠醚是超分子，可以与K+结合，将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应
D 稳定性：H2O>H2S 水分子间存在氢键，作用力更强
A．A B．B C．C D．D
13．2021年9月24日，中科院天津工业生物技术研究所成果——“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A．30gHCHO与DHA的混合物中所含氧原子数为
B．反应①中消耗44g，转移电子数为
C．1molDHA分子中含有键数目为
D．1mol淀粉完全水解消耗个水分子
14．部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．离子半径的大小顺序：
B．三种元素电负性的大小为：
C．能形成既有离子键又有共价键的化合物
D．的氧化物的水化物酸性一定比的氧化物的水化物酸性强
15．下列关于化学键的说法，认识错误的是 ( )
键不能单独存在，一定要和键共存
键与键的对称性不同
在分子中含个键，个键
两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键
个原子最多只能与个原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的
气体单质中，一定有键，可能有键
下列共价键的极性由小到大的顺序是：、、、
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
A． B． C． D．
16．在1778年，法国马厚比无意中发现用硫酸钠、木炭和铁(后改用氧化铁)一起灼烧，再用水淹取可得到纯碱。这一发明使他建立起世界上第一座纯碱工厂。
回答下列问题：
(1)基态铁原子的价层电子排布式为 ，比更稳定，试从结构的角度加以解释 。
(2)基态原子核外有 种运动状态不同的电子。
(3)请指出分子中共价键的主要类型 (填“σ键”、“π键”)。
(4)基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是 ，钠原子的远远大于，其原因是 。
(5)在氧、硫、钠、碳、铁元素中，金属性最强的元素与非金属性最强的元素组成的化合物是 (填化学式)。C、O、F三种元素中，电负性由大到小的顺序为 。
(6)碳元素的一种相邻元素，某同学写出其基态原子的轨道表示式为下图，它不符合_______。
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．洪特规则 D．构造原理
17．短周期元素X、Y、Z和M原子序数依次增大。X元素的单质是空气中体积分数最高的组分，Y原子核外有5种空间运动状态不同的电子且有1个单电子，基态Z的核外电子所占据原子轨道全充满，M与Z位于同一周期，M的第一电离能大于同周期相邻元素。R元素的+1价阳离子原子核外前三个能层均填满电子。回答下列问题：
(1)R元素位于元素周期表的 区，其简化的核外电子排布式是 。
(2)X、Y、M三种元素的电负性由大到小的顺序是 。(用元素符号表示)
(3)X、Y均可与Z化合，形成的化合物中化学键的离子性成分百分数大小关系是 。(用相应物质的化学式回答)
(4)Y与M形成的阴离子MY6-常用于合成离子液体，从结构角度解释原因 。
18．化学需氧量(COD)是指用强氧化剂将1 L废水中的还原性物质氧化为二氧化碳和水所消耗的氧化剂的量，并换算成以O2为氧化剂时所消耗O2的质量。水体COD值常作为水体中有机污染物相对含量的综合指标之一。Fenton(Fe2+/H2O2)法能产生Fe3+和具有强氧化性的羟基自由基(·OH)并引发一系列链式反应，被广泛应用于有机废水的治理。
(1)羟基自由基(·OH)的电子式为 。
(2)分别取初始pH=4、COD=80的废水200 mL，加入2 mL H2O2，改变起始投加FeSO4·7H2O的量，反应相同时间，测得反应后水样COD随Fe2+投加量的关系如图所示。当Fe2+投加量超过1 g/L时，反应后水样COD不降反升的原因可能是 。
(3)已知：·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团。1-丁醇比正戊烷更容易受到·OH进攻的原因是 。
(4)在Fenton法的基础上改进的基于硫酸根自由基()的氧化技术引起关注。研究发现，一种Mn3O4-GO石墨烯纳米复合材料对催化活化产生具有很好的效果。的结构为。
①中-2价氧原子与-1价氧原子的个数之为 。
②一种制取Mn3O4-GO石墨烯纳米复合材料的物种转化关系如图所示(GO表示石墨烯)，在石墨烯表面制得1 mol Mn3O4-GO，理论上需要消耗NaBH4的物质的量为 。
19．根据要求回答下列问题：
(1)在第二周期主族元素，第一电离能介于B和N之间的元素有 种。
(2)嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样返回，带回的月壤中包含了等多种元素，N的第一电离能大于O的，请说明理由： 。
(3)已知电离能：，，，其原因为 。
(4)橙红色晶体羰基钴的熔点为，可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。配体中键与键数目之比是 。
(5)中键与键之间的夹角为，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为 ，1个分子中含有 个键。
(6)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有 、 。
(7)蓝色的无水在吸水后会变成粉红色的水合物，该水合物受热后又变成无水，所以无水，常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有无水，吸水后变成，试回答下列问题：
①水合物中 。
②若该水合物为配合物，其中的配位数为6，经测定得出该配合物内界和外界含有的个数之比为1∶1，则该配合物的化学式可表示为 。
20．常用作分析试剂，也用于有机合成。请回答下列问题：
(1)的结构简式为，该分子中π键和σ键的个数比为 。
(2)三种气态氢化物稳定性由强到弱的顺序： ，原因是 (用共价键理论解释)。
(3)原子中的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为自旋磁量子数。对于基态原子，其自旋磁量子数的代数和为 。
(4)为标定浓度，现用的溶液滴定的溶液。随溶液的加入，溶液的、含硒分布系数与的变化关系如图所示。
①曲线b代表的微粒为 。
②计算的第二步电离平衡常数 。
③计算A点溶液中 (保留两位有效数字)。
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