专题5 微观结构与物质多样性
第二单元 微粒之间的相互作用力
课时2 共价键 分子间作用力
1.下列关于化学键的叙述正确的是( )
A.离子化合物中可能含共价键,共价化合物中不含离子键
B.共价化合物中可能含离子键,离子化合物中只含离子键
C.单质中一定含有共价键
D.含有离子键的物质可能是单质
2.下列化学用语正确的是( )
A.中子数为8的碳原子C
B.HClO的结构式是H—O—Cl
C.H2O 的球棍模型为
D.Na2O2 的电子式为N[︰︰
3.下列变化不需要破坏化学键的是( )
A.碳酸钙受热分解 B.干冰气化 C.食盐熔化 D.氯化氢溶于水
4．下列关于电子式的描述正确的是( )
5．过氧化氢(H2O2)溶液俗称双氧水，医疗上常用3%的双氧水进行伤口消毒。H2O2能与SO2反应生成H2SO4，H2O2的分子结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．H2O2的结构式为H—O—O—H
B．H2O2为含有极性键和非极性键的共价化合物
C．H2O2与SO2在水溶液中反应的离子方程式为SO2＋H2O2===2H＋＋SO
D．H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂，同时有共价键和离子键形成
6．下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键、非极性共价键的断裂和形成的是( )
A．NH4ClNH3↑＋HCl↑
B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
7．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子层结构。下列有关说法中不正确的是( )
A．1 mol NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数)
B．NH5中既有共价键又有离子键，NH5是离子化合物
C．NH5的电子式为
D．它与水反应的化学方程式为NH5＋H2O===H2↑＋NH3·H2O
8．下列过程中，共价键被破坏的是( )
①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③乙醇溶于水 ④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热 ⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水
A．①④⑥⑦ B．④⑥⑧ C．①②④⑤ D．④⑥
9．科学家合成了一种新化合物(如图所示)，其中M、W、T、L为同一短周期元素，L核外最外层电子数是W核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A．化合物ML属于离子化合物，也属于弱电解质
B．该新化合物中T满足8电子稳定结构
C．W的最高价氧化物可以与水反应生成弱酸
D．元素非金属性的顺序为W>T>L
10.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们在周期表中的位置如图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中不正确的是( )
A.原子半径由小到大的顺序为Y＜X＜W＜Z
B.与同浓度的盐酸反应,Z比W更剧烈
C.X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同
D.Y的氢化物受热分解过程中,极性共价键断裂,非极性共价键生成
11.科学家合成的一种化合物是很多表面涂层的重要成分,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有X、Y在同一周期。下列说法错误的是( )
A.原子半径:X＞Y
B.Y与W形成的所有化合物仅含有极性共价键
C.W、X、Y形成的某种化合物可使澄清石灰水变浑浊
D.ZY2 作为一种高效安全绿色杀菌剂,在自来水消毒等方面应用广泛
12.短周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增大,X、Z同主族,Z、W同周期,四种元素的原子序数之和为37,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍。
(1)W在周期表中的位置是 。
(2)X与Y能形成具有18个电子的化合物,此化合物的电子式为 。
(3)X、Y、Z三种元素组成的化合物中存在的化学键类型为 。
(4)Z、W两种元素的最高价氧化物对应水化物溶液之间反应的离子方程式为 。
13．下表是元素周期表一部分，列出了九种元素在周期表中的位置：
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
3 ① ③ ④ ⑨
4 ②
请用化学用语回答下列问题：
(1)在上述元素中，金属性最强的是 ，在③～⑦元素中，原子半径最大的是 。
(2)①～⑨中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 (填物质化学式)。写出①和④的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式： 。
(3)用电子式表示③和⑨形成的化合物的形成过程： 。
(4)表中元素①和⑦可以形成一种淡黄色物质X，写出X的电子式： ，该物质所含化学键类型： ，0.1 mol X与水反应转移电子数为 。
(5)表中元素⑥和⑧可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y，Y分子中各原子均达到8电子稳定结构，Y的电子式为 。
14.已知一些单质、化合物的沸点(1.01×105 Pa,单位: ℃)如下表所示:
① He:-268.8 Ne:-249.5 Ar:-185.8 Kr:-151.7
② F2:-188.1 Cl2:-34.6 Br2:＋58.8 I2:＋184.0
③ NH3:-33 PH3:-83 AsH3:-55 SbH3:-18.8
④ H2O:＋100.0 H2S:-61 H2Se:-41 H2Te:-2
⑤ HF:＋20 HCl:-85 HBr:-67.0 HI:-36
结合上表有关信息回答下列问题:
(1)S位于元素周期表中 族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是 ;
H2O比H2Te沸点高的原因是 。
(2)NH3是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因: ;NH3是一种极易溶于水的气体,请简述其极易溶于水的原因: 。
(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如上图所示,呈现这种变化的原因是 。 1.下列关于化学键的叙述正确的是( )
A.离子化合物中可能含共价键,共价化合物中不含离子键
B.共价化合物中可能含离子键,离子化合物中只含离子键
C.单质中一定含有共价键
D.含有离子键的物质可能是单质
【答案】 A
【解析】除含离子键外,离子化合物中还可能含共价键,如NaOH是由Na＋和OH-结合形成的离子化合物,而OH-中含O—H共价键,共价化合物中仅存在共价键,不存在离子键,A项正确,B项错误;稀有气体中不存在化学键,C项错误;离子键是阴、阳离子之间的静电作用,含有离子键的物质一定是化合物,D项错误。
2.下列化学用语正确的是( )
A.中子数为8的碳原子C
B.HClO的结构式是H—O—Cl
C.H2O 的球棍模型为
D.Na2O2 的电子式为N[︰︰
【答案】 B
【解析】中子数为8的碳原子,其质量数是14,可表示为C,A错误;HClO的电子式为H︰︰︰,其结构式是H—O—Cl,B正确;该模型是水的空间填充模型,C错误;Na2O2的电子式应该为
Na＋[︰︰︰]2-Na＋,D错误。
3.下列变化不需要破坏化学键的是( )
A.碳酸钙受热分解 B.干冰气化 C.食盐熔化 D.氯化氢溶于水
【答案】 B
【解析】碳酸钙受热分解破坏离子键和共价键,A不符合题意;干冰气化破坏分子间作用力,不需要破坏化学键,B符合题意;食盐熔化破坏离子键,C不符合题意;氯化氢溶于水破坏共价键,D不符合题意。
4．下列关于电子式的描述正确的是( )
【答案】D
【解析】二氧化碳是共价化合物，C原子最外层有4个电子，O原子最外层有6个电子，所以二氧化碳的电子式为，故A错误；N2中N原子满足8电子稳定结构，氮气的电子式为，故B错误；过氧化钠是由钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，电子式为，故C错误；HCl为共价化合物，HCl形成过程用电子式表示为，故D正确。
5．过氧化氢(H2O2)溶液俗称双氧水，医疗上常用3%的双氧水进行伤口消毒。H2O2能与SO2反应生成H2SO4，H2O2的分子结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．H2O2的结构式为H—O—O—H
B．H2O2为含有极性键和非极性键的共价化合物
C．H2O2与SO2在水溶液中反应的离子方程式为SO2＋H2O2===2H＋＋SO
D．H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂，同时有共价键和离子键形成
【答案】 D
【解析】由H2O2的分子结构图可知，H2O2的结构式为H—O—O—H，故A正确；H2O2为共价化合物，含有H—O极性键和O—O非极性键，故B正确；H2O2与SO2在水溶液中反应的化学方程式为H2O2＋SO2===H2SO4，H2SO4在水溶液中完全电离，则反应的离子方程式为SO2＋H2O2===2H＋＋SO，故C正确；H2O2与SO2反应的化学方程式为H2O2＋SO2===H2SO4，反应过程中有共价键断裂，同时有共价键形成，但没有离子键形成，故D错误。
6．下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键、非极性共价键的断裂和形成的是( )
A．NH4ClNH3↑＋HCl↑
B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
【答案】 D
【解析】该反应中有离子键和极性键的断裂，没有非极性键的断裂，有极性键的形成，没有离子键和非极性键的形成，A项错误；该反应中没有非极性键和离子键的断裂，也没有非极性键的形成，B项错误；该反应中没有非极性键的形成，C项错误。
7．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子层结构。下列有关说法中不正确的是( )
A．1 mol NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数)
B．NH5中既有共价键又有离子键，NH5是离子化合物
C．NH5的电子式为
D．它与水反应的化学方程式为NH5＋H2O===H2↑＋NH3·H2O
【答案】 A
【解析】因为它所有的原子最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子层结构，即2个或8个。假设A正确，对N原子来说，最外层应是10个电子，不符合题意。其他选项均符合题意。
8．下列过程中，共价键被破坏的是( )
①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③乙醇溶于水 ④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热 ⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水
A．①④⑥⑦ B．④⑥⑧ C．①②④⑤ D．④⑥
【答案】 D
【解析】碘升华，克服的是分子间作用力，故①不符合题意；溴蒸气被木炭吸附，克服的是分子间作用力，故②不符合题意；乙醇溶于水，不发生电离，克服的是分子间作用力，故③不符合题意；HCl气体溶于水，发生电离，H—Cl键被破坏，故④符合题意；冰融化，克服的是分子间作用力，故⑤不符合题意；NH4Cl受热发生分解反应，生成NH3和HCl，N—H键被破坏，同时破坏了离子键，故⑥符合题意；氢氧化钠熔化，破坏的是离子键，故⑦不符合题意；(NH4)2SO4溶于水，发生电离，破坏的是离子键，故⑧不符合题意。选D。
9．科学家合成了一种新化合物(如图所示)，其中M、W、T、L为同一短周期元素，L核外最外层电子数是W核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A．化合物ML属于离子化合物，也属于弱电解质
B．该新化合物中T满足8电子稳定结构
C．W的最高价氧化物可以与水反应生成弱酸
D．元素非金属性的顺序为W>T>L
【答案】 B
【解析】M、W、T、L为同一短周期元素，W能形成4个共价键，L能形成1个共价键，则W位于ⅣA族，L位于ⅦA族，且L核外最外层电子数是W核外电子数的一半，L最外层有7个电子，则W原子核外有14个电子，故W为Si元素，L为Cl元素；该阴离子中Cl元素为－1价，W元素为＋4价，根据化合价的代数和为－1可知，T为－3价，所以T为P元素，根据阳离子所带电荷知，M为Na元素。NaCl为离子化合物，但属于强电解质，A错误；结合分析可知，该化合物中P为－3价，P最外层电子数为5＋3＝8，满足8电子稳定结构，B正确；Si的最高价氧化物为SiO2，SiO2与H2O不反应，C错误；同一周期元素非金属性随着原子序数增大而增强，则非金属性Cl>P>Si，即非金属性L>T>W，D错误。
10.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们在周期表中的位置如图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中不正确的是( )
A.原子半径由小到大的顺序为Y＜X＜W＜Z
B.与同浓度的盐酸反应,Z比W更剧烈
C.X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同
D.Y的氢化物受热分解过程中,极性共价键断裂,非极性共价键生成
【答案】 C
【解析】X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,Z元素原子核外K层与M层电子数相等,则Z为Mg,W为Al,X为C,Y为N。则原子半径由小到大的顺序为Y＜X＜W＜Z,A正确;同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,因此与同浓度的盐酸反应,Z比W更剧烈,B正确;X、Z两种元素的氧化物分别为CO或CO2、MgO,前者含共价键,后者含离子键,因此两者所含化学键类型不相同,C错误;氨气分解生成氮气和氢气,Y的氢化物受热分解过程中,极性共价键断裂,非极性共价键生成,D正确。
11.科学家合成的一种化合物是很多表面涂层的重要成分,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有X、Y在同一周期。下列说法错误的是( )
A.原子半径:X＞Y
B.Y与W形成的所有化合物仅含有极性共价键
C.W、X、Y形成的某种化合物可使澄清石灰水变浑浊
D.ZY2 作为一种高效安全绿色杀菌剂,在自来水消毒等方面应用广泛
【答案】 B
【解析】W、X、Y、Z均为短周期主族元素,且只有X、Y在同一周期,则根据元素周期表的结构,可知X、Y为第二周期元素,则W为H元素;由题图可知,X连4根键,Y连2根键,Z连1根键且为第三周期元素,则Z为Cl元素,X为C元素,Y为O元素。原子半径:C＞O,A正确;W为H元素,Y为O元素,其形成的化合物有H2O、H2O2,其中H2O2中存在极性键H—O键和非极性键O—O键,B错误;W为H元素,X为C元素,Y为O元素,其形成的化合物H2CO3能与Ca(OH)2反应生成沉淀,使澄清石灰水变浑浊,C正确;Z为Cl元素,Y为O元素,其化合物ClO2 具有强氧化性,作为一种高效安全绿色杀菌剂,在自来水消毒等方面应用广泛,D正确。
12.短周期元素X、Y、Z、W核电荷数依次增大,X、Z同主族,Z、W同周期,四种元素的原子序数之和为37,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍。
(1)W在周期表中的位置是 。
(2)X与Y能形成具有18个电子的化合物,此化合物的电子式为 。
(3)X、Y、Z三种元素组成的化合物中存在的化学键类型为 。
(4)Z、W两种元素的最高价氧化物对应水化物溶液之间反应的离子方程式为 。
【答案】 (1)第三周期第ⅦA族 (2)H︰︰︰H
(3)离子键和共价键 (4)H＋＋OH-H2O
【解析】X是周期表中原子半径最小的元素,即为氢元素,X、Y、Z、W是短周期元素,核电荷数依次增大,X、Z同主族,Z应为Na元素,Y元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,Y为O元素,W元素原子的核电荷数为37-1-8-11＝17,W为氯元素。
13．下表是元素周期表一部分，列出了九种元素在周期表中的位置：
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
3 ① ③ ④ ⑨
4 ②
请用化学用语回答下列问题：
(1)在上述元素中，金属性最强的是 ，在③～⑦元素中，原子半径最大的是 。
(2)①～⑨中元素最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 (填物质化学式)。写出①和④的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式： 。
(3)用电子式表示③和⑨形成的化合物的形成过程： 。
(4)表中元素①和⑦可以形成一种淡黄色物质X，写出X的电子式： ，该物质所含化学键类型： ，0.1 mol X与水反应转移电子数为 。
(5)表中元素⑥和⑧可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y，Y分子中各原子均达到8电子稳定结构，Y的电子式为 。
【答案】 (1)K Mg
HClO4 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
(3)。
(4) ， 离子键和共价键，0.1NA。
(5)。
【解析】(1)根据题目所给信息，金属性强的在ⅠA族，从上到下金属性增强，故②的金属性最强，为K；③～⑦中，原子半径最大的是Mg。(2)最高价氧化物对应水化物中酸性越强，说明其非金属性越强，①～⑨中O没有最高正价、F没有正价，故氯元素最高价氧化物对应水化物酸性最强，分子式为HClO4，①的最高价氧化物对应水化物为NaOH，④的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3，两者发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。(3)③⑨形成的化合物是MgCl2，属于离子化合物。(4)①⑦形成淡黄色物质是Na2O2，属于离子化合物，该物质中化学键是离子键和共价键，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成1 mol O2时转移2 mol电子，0.1 mol Na2O2反应生成0.05 mol O2，共转移电子0.1NA。(5)⑥⑧形成相对分子质量为66的共价化合物Y的分子式为N2F2。
14.已知一些单质、化合物的沸点(1.01×105 Pa,单位: ℃)如下表所示:
① He:-268.8 Ne:-249.5 Ar:-185.8 Kr:-151.7
② F2:-188.1 Cl2:-34.6 Br2:＋58.8 I2:＋184.0
③ NH3:-33 PH3:-83 AsH3:-55 SbH3:-18.8
④ H2O:＋100.0 H2S:-61 H2Se:-41 H2Te:-2
⑤ HF:＋20 HCl:-85 HBr:-67.0 HI:-36
结合上表有关信息回答下列问题:
(1)S位于元素周期表中 族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是 ;
H2O比H2Te沸点高的原因是 。
(2)NH3是一种易液化的气体,请简述其易液化的原因: ;NH3是一种极易溶于水的气体,请简述其极易溶于水的原因: 。
(3)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如上图所示,呈现这种变化的原因是 。
【答案】 (1)ⅥA H2Te、H2S组成与结构相似,H2Te的相对分子质量比H2S的大,分子间作用力更强 H2O、H2Te组成与结构相似,但H2O分子之间存在氢键
(2)氨分子间存在氢键,分子间作用力大,因而易液化 H2O与NH3分子间能形成氢键,因此NH3极易溶于水 (3)硅烷结构相似,随相对分子质量增大,分子间作用力增强,沸点升高
【解析】H2O、H2S、H2Te三种物质的组成与结构相似,物质的沸点应该随相对分子质量的增大而增大,但是根据表格中的数据发现三种物质的沸点出现了“反常”现象(沸点由大到小的顺序为H2O＞H2Te＞H2S),是因为H2O分子之间存在氢键。
