第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第1课时 离子键 共价键
基础过关练
题组一 离子键与共价键的理解与判断
如图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述中不正确的是 ( )
A.钠原子易失去一个电子,氯原子易得到一个电子
B.钠离子与钠原子有相似的化学性质
C.钠原子与氯原子作用生成NaCl后,其结构的稳定性增强
D.氯化钠是离子化合物
2.下列物质中均既含有离子键又含有共价键的是 ( )
①NH4Cl ②H2O2 ③HI ④MgCl2 ⑤NaF ⑥KOH
A.①④ B.③⑤ C.②④ D.①⑥
题组二 离子化合物与共价化合物的比较与判断
3.下列说法正确的是 ( )
A.所有物质中均含有化学键
B.共价化合物中一定含有共价键,可能含有离子键
C.共价键既可以出现在单质中,也可以出现在共价化合物或离子化合物中
D.离子化合物中一定含有离子键和共价键
4.(教材习题改编)有下列物质:①O2、②CO2、③NH3、④Na2O、⑤Na2O2、⑥Ca(OH)2、⑦KBr、⑧Ar、⑨NH4NO3、⑩HBr。请用物质序号回答下列问题:
(1)不含化学键的是 ;
(2)只含极性键的是 ,只含非极性键的是 ;
(3)含有极性键的离子化合物有 ,含有非极性键的离子化合物有 ;
(4)上述物质中属于共价化合物的是 。
题组二 电子式、结构式等化学用语
5.下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.S2-的结构示意图:
B.用电子式表示H2O的形成过程:
C.含12个中子的钠原子表示为23Na
D.NH4Cl的电子式为
6.下列有关化学用语使用正确的是 ( )
A.MgCl2的形成过程可表示为
B.CO2的分子结构模型为
C.HClO的结构式:H—O—Cl
D.四氯化碳的电子式:
7.A、B、C三种短周期主族元素,其原子序数依次增大,三种元素的原子序数之和为35,A、C同主族,B+核外有10个电子,则:
(1)A、B、C三种元素分别是 、 、 。
(2)A、B、C两两之间可形成多种化合物,其中属于离子化合物的化学式分别为 、 、 。
(3)用电子式表示B和C形成化合物的过程: 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B 2.D 3.C 5.C 6.C
1.B 钠原子最外层有一个电子,易失电子,有较强的还原性,而钠离子最外层已经达到“8e-”稳定结构,故二者化学性质不同。
2.D ①⑥中既含有离子键又含有共价键,②③中只含共价键,④⑤中只含离子键。
3.C 稀有气体分子由单原子构成(如He、Ne等),不含化学键(易错点),A错误;共价化合物中只含共价键,一定不含离子键,B错误;共价键可出现在单质(如H2、O2等)中,也可出现在共价化合物(如H2O、CO2)或离子化合物(如NaOH、Na2O2)中,C正确;离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,D错误。
4.答案 (1)⑧ (2)②③⑩ ① (3)⑥⑨ ⑤ (4)②③⑩
解析 (1)Ar中不含化学键。(2)不同的非金属元素的原子间形成极性键,CO2、NH3、HBr中的化学键为极性键;同种非金属元素的原子间形成非极性键,O2中含非极性键。(3)离子化合物Ca(OH)2、NH4NO3中O—H、N—H、N—O间均为极性键;Na2O2中Na+与间为离子键,O、O原子间为非极性键。(4)只含共价键的化合物为共价化合物,属于共价化合物的有CO2、NH3、HBr。
5.C S为16号元素,S2-的最外层达到8电子稳定结构,其结构示意图为,A错误;H2O为共价化合物,形成过程中不存在电子得失,可表示为,B错误;含12个中子的钠原子的质量数为23,可表示为23Na,C正确;NH4Cl是离子化合物,NH4Cl的电子式为,D错误。
6.C MgCl2的形成过程可表示为
,A错误;CO2中碳原子半径大于氧原子半径,B错误;HClO是共价化合物,分子中O分别与H、Cl原子成键,其结构式为H—O—Cl,C正确;CCl4分子中,Cl原子最外层满足8电子稳定结构,其电子式为··,D错误。
7.答案 (1)氧(O) 钠(Na) 硫(S)
(2)Na2O Na2O2 Na2S
(3)
解析 (1)B+核外有10个电子,则B为Na,设A的原子序数为x,则C的原子序数为x+8,由x+(x+8)+11=35,解得x=8,故A为O,C为S。(2)Na为活泼金属元素,与O或S原子形成的化合物均为离子化合物,其化学式为Na2O、Na2O2、Na2S。(3)形成Na2S的过程中,Na原子失去电子,S原子得到电子,其形成过程可表示为
。
6(共36张PPT)
1.离子键
第三节 化学键
知识点 1 离子键与离子化合物
必备知识 清单破
2.离子化合物
1.共价键
知识点 2 共价键与共价化合物
2.共价键的分类
分子 CO2 H2O CH4 NH3
空间结构 直线形 V形 正四面体形 三角锥形
3.共价化合物
(1)概念:以共用电子对形成分子的化合物叫共价化合物。
(2)常见分子的空间结构
1.化学键
(1)化学键的概念与类别
(2)化学反应的本质:化学反应的过程,本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。
知识点 3 化学键与分子间作用力
2.从化学键的角度认识物质变化(详见定点2)
3.化学键与物质类别的关系(详见定点3)
4.分子间作用力
(1)分子间作用力
①概念:把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力,最初也称为范德华力。
②规律:一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的
熔、沸点也就越高,如卤素单质的熔、沸点:F2(2)氢键:如液态NH3、H2O和HF中,分子之间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用,叫
氢键,氢键不是化学键,可看作一种较强的分子间作用力。
名师点津 化学键既影响物质的物理性质,又影响物质的化学性质;而分子间作用力主要影
响物质的物理性质。
知识辨析
1.活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键。这种说法是否正确
2.熔融状态下能导电的物质一定是离子化合物。这种说法是否正确
3.化学反应中一定有化学键的断裂和形成,有化学键断裂的一定发生化学变化。这种说法是
否正确
4.原子最外层只有1个电子的原子与卤素原子结合时,所形成的化学键一定是离子键。这种
说法是否正确
5.干冰升华时既破坏分子间作用力,又破坏化学键。这种说法是否正确
一语破的
1.不正确。活泼金属元素与活泼非金属元素间形成的化学键不一定是离子键。如AlCl3中Al
和Cl间形成的化学键是共价键。
2.不正确。一般来说,离子化合物在熔融状态下能导电,而金属单质在熔融状态下也能导电,
即熔融状态下能导电的物质不一定是离子化合物。
3.不正确。有化学键断裂不一定发生化学变化,如NaCl溶于水时,离子键断裂形成Na+和Cl-,但
不属于化学变化。
4.不正确。氢原子最外层只有1个电子,氢原子与卤素原子结合时形成共价键。
5.不正确。干冰升华时,只是受温度影响,分子间的距离发生了改变,破坏了分子间作用力,但
分子不发生改变,即化学键不被破坏。
1.电子式:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子,叫做电
子式。如Na×、 等。
关键能力 定点破
定点 1 电子式的书写及用电子式表示物质的形成过程
种类 电子式的表示方法 注意事项 举例
原子 元素符号周围标明价电子,每个方向最多2个电子 价电子数小于或等于4时以单电子形式分布,大于4时多出部分以电子对形式分布 、 ×Mg×
阳 离 子 单原子 离子符号 右上角标明电荷数 Na+、Ca2+
多原子 元素符号紧邻铺平,周围标明电子分布 相同原子不能合并,用“[ ]”括上,右上角标明电荷数
2.电子式的书写
种类 电子式的表示方法 注意事项 举例
阴 离 子 单原子 元素符号周围合理分布价电子及所获电子 用“[ ]”括上,右上角标明电荷数
多原子 元素符号紧邻铺平,合理分布价电子及所获电子 相同原子不能合并,用“[ ]”括
上,右上角标明电荷数
离子化合物 由阳离子电子式和阴离子电子式组成 离子合理分布,相同离子不能合并
共价化合物 或单质 共用电子对写在中间,未成键电子写在外围 共用电子对的数目
续表
3.用电子式表示物质的形成过程
用电子式表示物质的形成过程时,首先需判断物质是离子化合物还是共价化合物,然后
“区别对待”。
(1)离子化合物的书写方法:左端是原子的电子式,右端是离子化合物的电子式,中间用
“ ”连接,注意用“ ”表示电子转移方向。如:
(2)共价化合物的书写方法:左端是原子的电子式,右端是共价化合物的电子式,中间用
“ ”连接,注意不用“ ”表示电子转移。如:
归纳总结 电子式书写时的常见错误
(1)漏写孤电子对:如将N2的电子式误写成 ,正确的应为 。
(2)错误合并同种离子:如将Na2S的电子式误写成 ,正确的应为 。
(3)共用电子对数目错误:如将CO2的电子式误写成 ,正确的应为 。
(4)错误判断化合物类型:如将H2O的电子式误写成 ,正确的应为 。
(5)原子顺序写错:如将HClO的电子式误写成 ,正确的应为 。
(6)误将电荷数及电性标成化合价:如将Na2O的电子式误写成 ,正确的应为
。
(7)漏写原子团中共用电子对,如NH4Cl的电子式误写成 ,正确的应为 。
典例 下列有关化学用语的说法正确的是 ( )
A.氧化钠的电子式为
B.次氯酸的电子式为 ,分子中每个原子均达到8电子稳定结构
C.用电子式表示MgCl2的形成过程为
D.NH4Br的电子式为
D
解析 氧化钠是离子化合物,其电子式为 ,A项错误;HClO分子中Cl、O原子达
到8电子稳定结构,B项错误;形成MgCl2时,Mg原子失去最外层2个电子,2个Cl原子各得到1个
电子形成Cl-,用电子式表示MgCl2的形成过程为 ,C项错
误;NH4Br是离子化合物,结合N 和Br-的电子式可写出NH4Br的电子式为 ,
D项正确。
思路点拨 本题主要考查常见物质的电子式的书写和用电子式表示物质的形成过程,同时需注意8电子稳定结构的判断方法。
知识拓展 8电子稳定结构的判断
(1)原子序数小于或等于5的元素的原子不可能达到8电子结构。如NH3中的H元素、BF3中的
B元素,都不可能达到8电子结构。
(2)各原子的电子总数是奇数时,不可能都达到8电子结构。如NO中,因电子总数是7+8=15,必
有原子不能达到8电子结构。
(3)化合价法
①当主族金属元素(除Li、Be外)化合价=元素最高正价时,金属阳离子满足8电子稳定结构
(如Na+、Mg2+等)。②若非金属元素原子最外层电子数+化合价的绝对值=8,则满足8电子稳
定结构(如CCl4、PCl3、COCl2等各原子都满足8电子稳定结构)。
1.化学反应过程
化学反应过程中一定有反应物中旧化学键被破坏和产物中新化学键的形成。如:H2+Br2
2HBr,H—H键、Br—Br键均被破坏,并形成H—Br键。
2.离子化合物的溶解或熔化过程
定点 2 从化学键的角度认识物质变化
(2)熔化
3.共价化合物的溶解或熔化过程
(1)溶解过程
4.单质的熔化或溶解过程
单质的特点 化学键变化 举例
由分子构成的固体单质 熔化或升华时只破坏分子间
作用力,不破坏化学键 P4的熔化,I2的升华
直接由原子通过共价键构成
的单质 熔化时破坏共价键 金刚石、晶体硅等熔化
能与水反应的某些活泼非金
属单质 溶于水后,分子内共价键被破
坏(化学变化) Cl2、F2等溶于水
典例 试分析下列各种情况下粒子间作用力的变化情况(填“离子键”“极性键”“非极性
键”或“分子间作用力”):
(1)NaCl溶于水时破坏 。
(2)HCl溶于水时破坏 。
(3)CO2溶于水时破坏 。
(4)酒精溶于水时破坏 。
(5)NaOH和HCl反应时形成 和 。
(6)反应2H2+O2 2H2O中,被破坏的是 ,形成的是 。
(7)CaCl2和Na2CO3反应时,被破坏的化学键是 ,形成的化学键是 。
(8)Na2O熔化时被破坏的化学键是 。
离子键
极性键
极性键
分子间作用力
离子键
极性键
非极性键
极性键
离子键
离子键
离子键
思路点拨 根据物质中所含化学键类型,结合物质溶于水或发生相应反应时的生成物,对粒
子间作用力的变化情况进行分析。
解析 NaCl、HCl、CO2中分别含有离子键、极性键、极性键,溶于水时破坏相应的化学键;
酒精溶于水时破坏分子间作用力;(5)、(6)、(7)是考查化学变化中化学键的变化情况,根据各
物质中的化学键类型判断即可;(8)中Na2O是离子化合物,熔化时破坏离子键。
易错分析 (1)化学反应中,并不是反应物中所有的化学键都被破坏,如(NH4)2SO4+BaCl2
BaSO4↓+2NH4Cl,只破坏反应物中的离子键,共价键未被破坏。
(2)化学键被破坏不一定发生化学变化,如NaCl受热熔化、NaCl溶于水等,只有旧化学键的断
裂而没有新化学键的形成,故不是化学变化。
(3)物质溶于水时,既有化学键断裂又有化学键形成,实质上是发生化学反应,如Na2O溶于水、
SO3溶于水等。
图示化学键与物质类别间的关系可概括为:
1.只含极性键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如HCl、NH3等。
定点 3 化学键与物质类别的关系
2.只含非极性键的物质一般是非金属元素形成的单质,如O2、F2、金刚石等。
3.既含极性键又含非极性键的共价化合物分子一般由多个原子构成,如H2O2、C2H6等。
4.只含离子键的物质通常是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2等。
5.既含离子键又含极性键的物质有NaOH、NH4Cl等;既含离子键又含非极性键的物质有Na2O2等。
6.仅由非金属元素形成的离子化合物有NH4Cl、NH4NO3等。
7.金属元素和非金属元素间可能形成共价键,如AlCl3。
典例 下列说法正确的是 ( )
A.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
B.某化合物在熔融状态时能导电,则该化合物一定是离子化合物
C.离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中也可能含有离子键
D.一般来说,对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越
高,所以HF、HCl、HBr、HI的沸点依次升高
B
思路点拨 需明确不同类型的化合物中含有哪些化学键,能举例分析判断选项中“一定”或
“可能”是否成立,正确理解化学键中“一般与特殊”的关系。
解析 由非金属元素组成的物质,可能是共价化合物,也可能是离子化合物(如NH4Cl),A错误;
某化合物在熔融状态时能导电,表明该化合物由阴、阳离子构成,一定是离子化合物,B正确;
离子化合物中可能含有共价键,如NaOH,但共价化合物中一定不含离子键,C错误;HF能形成
分子间氢键,HF的沸点比HI的高,D错误。
归纳总结 离子化合物和共价化合物的三种判断方法
(1)根据粒子间成键类型判断:含离子键的化合物一定是离子化合物,只含共价键的化合物是
共价化合物。
(2)根据化合物类型判断:活泼金属氧化物、强碱、大多数盐等属于离子化合物;非金属氢化
物、非金属氧化物、含氧酸等属于共价化合物。
(3)根据化合物性质判断:①熔融状态下能够导电的化合物是离子化合物,不能导电的化合物
是共价化合物;②熔、沸点较低的化合物一般为共价化合物。
如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原
子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。
(情境选自2021年河北卷11题)
学科素养 情境破
素养 宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知——探究物质结构、元素周期表和
元素周期律的应用
情境探究
问题1 元素在化合物中的成键数目与元素在周期表中的位置有何关系
提示 形成一个共价键的原子为H或第ⅦA族元素的原子;形成两个共价键的原子一般是第
ⅥA族元素的原子;形成三个共价键的原子一般为第ⅢA族或第ⅤA族元素的原子;形成四个
共价键的原子一般是第ⅣA族元素的原子;形成五个共价键的原子一般是第ⅤA族元素的原子。
问题2 能否根据题目信息推断出W、X、Y、Z所代表的元素。
提示 能。结合图中所示结构知两种化合物均为共价化合物,X和Z均形成一个共价键,X的
原子序数大于W,故X不是H,则X和Z同为第ⅦA族元素,Y为第ⅤA族元素,W为第ⅢA族或第
ⅤA族元素,再结合W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,Y原子序数为W原子价
电子数的3倍推知W、X、Y、Z分别为N、F、P、Cl。
问题3 查阅资料:①H2SiO3是一种白色胶状沉淀;②硝酸易挥发。怎样设计实验探究C、N、
Si的非金属性强弱
提示
讲解分析
解答物质结构、元素周期律类问题的关键是结合题目信息正确推断未知元素,再以“结构决
定性质”结合同周期主族元素性质的递变规律、同主族元素性质的相似性和递变性,进行分
析判断。注意一般规律与特例之间的相互关联,学习过程中应注意跳出5个误区:
(1)误认为主族元素的最高正价一定等于族序数(F无正价,O无最高正价)。
(2)误认为元素的非金属性越强,其氧化物对应水化物的酸性就越强(HClO、H2SO3是弱酸,忽
略了关键词“最高价”)。
(3)误认为失电子难的原子得电子的能力一定强。如碳原子、硅原子失电子难,得电子也难。
(4)误认为得失电子数多的原子,得失电子的能力一定强。其实不然,不能把得失电子数的多
少与得失电子的能力混淆。
(5)误认为最高正价和最低负价绝对值相等的元素只有第ⅣA族的某些元素(第ⅠA族的H的
最高正价为+1价,最低负价为-1价)。
典例呈现
例题 “类推”是常用的学习方法,但有时会产生错误结论。下列类推的结论中,错误的是
( )
选项 事实 推测
A Mg与冷水较难反应,Ca与冷水较易反应 Be(铍)与冷水更难反应
B Na与Cl形成离子键,Al与Cl形成共价键 Si与Cl形成共价键
C C的最高正价是+4价,N的最高正价是+5价 O的最高正价是+6价
D 第二周期部分元素氢化物稳定性顺序是HF>H2O>NH3 第三周期部分元素氢化物稳定性顺序是HCl>H2S>PH3
C
素养解读 本题以表格的形式考查元素周期律的综合应用,提升学生知识的迁移应用能力、
综合分析能力,培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科素养。
解题思路 同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,Be的金属性弱于Mg,金属性越弱,越难与
水反应,Be(铍)与冷水更难反应,A正确;同周期主族元素从左至右,非金属性逐渐增强,Si的非
金属性强于铝,Si与Cl形成共价键,B正确;O没有+6价,C错误;同周期主族元素从左至右,非金
属性逐渐增强,非金属性越强简单氢化物越稳定,则氢化物稳定性:HCl>H2S>PH3,D正确。
思维升华
物质结构、元素周期律是高考的必考内容,命题形式以选择题为主。命题时常以元素周期
表、元素周期律以及物质的结构与性质为切入点。引导学生从理论上进一步认识物质的性
质和化学反应的本质,实现从宏观到微观的认知提升,培养宏观辨识与微观探析、证据推理
与模型认知的化学学科核心素养。第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第2课时 化学键 分子间作用力
基础过关练
题组一 对化学键概念的理解与判断
1.下列关于化学键的叙述中正确的是 ( )
A.化学键通常是指相邻的原子之间强烈的相互作用
B.任意两个原子之间的相互作用叫做化学键
C.化学键既可以存在于原子之间,也可以存在于分子之间
D.离子键是阴、阳离子之间的相互吸引力
2.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.化学键可以使离子结合,也可以使原子结合
C.化学反应过程中,反应物内的化学键断裂,产物中的化学键形成
D.非极性键可以存在于非金属单质、共价化合物中,但不能存在于离子化合物中
题组二 分子间作用力与氢键
3.(经典题)不断升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是 ( )
A.氢键;氢键和范德华力;极性键
B.氢键;氢键;非极性键
C.氢键;极性键;范德华力
D.范德华力;氢键;非极性键
4.下列说法错误的是 ( )
A.NH3、Cl2、CO2等气体在降低温度、增大压强时凝结成液态或固态,是由于存在范德华力
B.氢键比范德华力强,所以它属于化学键
C.水在结冰时体积膨胀,是由于水分子之间存在氢键
D.分子间作用力主要影响物质的物理性质
5.下列说法不正确的是 ( )
A.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
B.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
C.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力被破坏
D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和形成,也有范德华力的破坏
题组三 8电子稳定结构的判断
6.下列分子中,所有原子均满足最外层8电子稳定结构的是 ( )
A.二硫化碳(CS2) B.二氯化铍(BeCl2)
C.二氟化氙(XeF2) D.五氯化磷(PCl5)
7.光气的化学式是COCl2,分子中的所有原子均满足8电子稳定结构。下列有关COCl2的说法正确的是( )
A.属于离子化合物
B.电子式为
C.分子中存在极性键和非极性键
D.分子中碳元素的化合价为+4价
题组四 化学键与物质变化
8.下列过程中,既有离子键断裂又有共价键断裂的是 ( )
A.加热水使其变为水蒸气
B.NaHSO4固体溶于水
C.加热熔化氯化镁固体
D.将氨气通入水中制备氨水
9.下列反应过程,同时有离子键、共价键断裂和形成的是( )
A.O2+2H2 2H2O
B.2NaCl 2Na+Cl2↑
C.2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
D.2NaOH+MgCl2 Mg(OH)2↓+2NaCl
能力提升练
题组一 陌生物质中化学键类型的判断
1.最近科学家利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2·H2O2,不但使H2O2稳定下来,且结构没有发生改变。已知H2O2的结构式为H—O—O—H,下列说法错误的是 ( )
A.H2NCONH2中含共价键、离子键
B.H2O2分子的电子式为
C.H2O2既有氧化性又有还原性
D.H2NCONH2·H2O2属于共价化合物
2.一种五氮阴离子盐[(Y5)6(W3X)3(YW4)4Z]的结构如图所示。其中Y为氮元素,W与X、W与Y均可形成10电子化合物,Z与其他原子均不同族,常温下Z的单质为黄绿色气体,图中虚线表示氢键。下列说法正确的是 ( )
A.该化合物中的两种阳离子的共价键类型相同
B.每个中含有35个电子
C.YW4Z中只含共价键
D.该化合物中Z不满足8电子稳定结构
题组二 化学反应中的化学键变化
3.下列反应过程中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的是 ( )
A.2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2
B.8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2
C.Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3↑
D.Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3
4.在催化剂作用下,O2与CO反应生成CO2的历程如图(个别微粒未画出):
下列说法不正确的是 ( )
A.CO2分子的空间结构是直线形
B.在催化剂作用下,CO中的化学键未完全断裂
C.生成CO2的过程中有非极性键形成
D.反应过程中每生成1 mol CO2转移2 mol电子
题组三 化学键知识的综合应用
5.M、W、X、Y、Z是五种原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子序数之和为31;其中Y的最外层电子数等于X的核外电子总数;五种主族元素组成的化合物Q的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:XB.X的氧化物一定属于酸性氧化物
C.在Q的结构中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构
D.Y元素组成的最常见单质和M的单质,在加热条件下生成的化合物中只含离子键
6.有A、B、C、D四种元素,它们的原子序数依次增大,但均小于18,A和B在同一周期,A的电子式为··,B原子L层的电子数是K层的3倍,0.1 mol C单质能从酸中置换出2.24 L(标准状况)氢气,同时它的电子层结构变成与氖原子相同的电子层结构;D离子的半径比C离子的小,D离子与B离子的电子层结构相同。
(1)写出A、B、C、D元素的名称:A ,B ,C ,D 。
(2)A和B的单质充分反应生成的化合物的结构式是 。
(3)B与C形成的化合物是 (填“离子化合物”或“共价化合物”),如何证明 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A 2.D 3.A 4.B 5.A 6.A 7.D 8.B
9.C
1.A 化学键通常是指相邻原子间的强相互作用,故A正确、B错误;化学键不存在于分子之间,故C错误;离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键,不仅包括相互吸引力还包括相互排斥力,故D错误。
2.D 化学键是一种作用力,包括离子键和共价键等,A正确;离子键可以使离子结合,共价键可以使原子结合,离子键、共价键均属于化学键,B正确;化学反应的实质是旧键断裂、新键形成,C正确;离子化合物中可能存在非极性键,如Na2O2中,过氧根离子中O和O之间为非极性键,D错误。
3.A 由固态到液态,主要破坏了水分子间的氢键;水变成水蒸气破坏了范德华力和氢键;水分解生成氧气和氢气破坏了水分子内的极性共价键。
4.B 气体在降低温度、增大压强时凝结成液态或固态,是由于存在范德华力,A正确;氢键是一种分子间作用力,B错误;水在结冰时体积膨胀是由于水分子间以氢键结合成排列规整的晶体,使结构中有许多空隙,C正确;分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、密度等物理性质,D正确。
5.A CO2溶于水,部分CO2与水反应生成H2CO3,有共价键的断裂和形成,A错误;Na2CO3和NaOH都是离子化合物,熔化时均破坏离子键,B正确;蒸发KCl水溶液时,水从液态变成气态,破坏分子间作用力,C正确;石墨晶体结构中,层与层间存在范德华力,层内存在共价键,故石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和形成,也有范德华力的破坏,D正确。
6.A CS2中所有原子均满足最外层8电子稳定结构,A正确;BeCl2中Be原子的最外层电子数为4,B错误;Xe最外层已有8个电子,再结合F形成XeF2,则Xe最外层电子数一定多于8,C错误;PCl5中P原子最外层电子数为10,D错误。
7.D COCl2中只含共价键,为共价化合物,A错误;COCl2的电子式为
,B错误;分子中所含化学键为碳氧键、碳氯键,均为极性键,C错误;COCl2分子中碳元素的非金属性最弱,故碳元素的化合价为+4价,D正确。
8.B A项,水变为水蒸气没有化学键的断裂,不符合题意;B项,NaHSO4固体溶于水电离生成Na+、H+、S,有离子键和共价键的断裂,符合题意;C项,加热熔化氯化镁固体,只有离子键断裂,不符合题意;D项,将氨气通入水中制备氨水,没有离子键断裂,不符合题意。
9.C A项,反应中O2中的OO键和H2中的H—H键断裂,形成H2O中的H—O键,变化的都是共价键;B项,反应物为离子化合物,不存在共价键;C项,反应中既有离子键的断裂(Na+与HC),又有共价键的断裂(HC中的共价键),生成物中既有离子键的形成(Na+与C),又有共价键的形成(H2O、CO2);D项,反应中没有共价键的断裂和形成。
能力提升练
1.A 2.A 3.A 4.C 5.D
1.A H2NCONH2全部由非金属元素构成,只含共价键,A错误;H2O2分子的结构式是H—O—O—H,电子式为,B正确;H2O2中的氧元素为-1价,是中间价态,H2O2既有氧化性又有还原性,C正确;H2NCONH2与H2O2都是共价化合物,当形成H2NCONH2·H2O2时,结构没有发生改变,H2NCONH2·H2O2也属于共价化合物,D正确。
2.A Y为氮元素,W与X、W与Y均可形成10电子化合物,则W为H元素,X为O元素。该化合物中的两种阳离子分别为N和H3O+,其共价键类型均为极性键,A正确;每个中含有36个电子,B错误;NH4Cl中含离子键和共价键,C错误;该化合物的化学式为(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,Cl-满足8电子稳定结构,D错误。
3.A 过氧化钠中含有离子键、非极性共价键,二氧化碳中含有极性共价键,碳酸钠中含有离子键、极性共价键,氧气中含有非极性共价键,2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2反应中同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成,A正确;8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2反应中没有离子键的断裂,B错误;Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3↑反应中没有非极性键的断裂和形成,C错误;Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3反应中没有非极性键的断裂和形成,D错误。
4.C CO2分子的空间结构是直线形,A正确;根据题图可知,在催化剂作用下,CO中的化学键未完全断裂,B正确;生成CO2的过程中有C O键形成,没有形成非极性键,C错误;反应过程中,碳元素的化合价由+2价升高到+4价,每生成1 mol CO2转移2 mol电子,D正确。
5.D 根据Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,再结合M、W、X、Y、Z是五种原子序数依次增大的短周期主族元素,且它们的原子序数之和为31,初步推断X为第二周期元素,根据X形成4个共价键,Y形成2个共价键可知,X为C元素,Y为O元素;Z形成1个共价键,结合原子序数关系可知Z为F元素;W形成4个共价键,且Q的阴离子带1个负电荷,可知W为B元素;再根据五种原子的原子序数之和为31,可知M的原子序数为31-5-6-8-9=3,则M为Li元素。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,则原子半径:C>O>F,A错误;碳元素的氧化物CO不是酸性氧化物,B错误;Q中的Li+最外层有2个电子,不满足8电子稳定结构,C错误;Y元素最常见的单质为O2,M的单质为Li,在加热时生成的氧化物为Li2O,Li2O中只含离子键,D正确。
6.答案 (1)碳 氧 镁 铝
(2)OCO
(3)离子化合物 验证其熔融物是否导电,若导电为离子化合物,若不导电为共价化合物
解析 根据A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大且均小于18,B原子L层电子数是K层的3倍可知,B为O元素;再结合A和B在同一周期及A的电子式可知,A是C元素;根据0.1 mol C单质与酸反应生成0.1 mol H2,可知生成物中C为+2价,C2+与Ne原子电子层结构相同,即C为Mg元素;根据D离子半径比C离子半径小,D离子与O2-电子层结构相同可知,D为Al元素。
(1)A、B、C、D分别为C、O、Mg、Al,其元素名称分别为碳、氧、镁、铝。(2)C和O2充分反应生成CO2,CO2结构式为OCO。
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