同步精练精析鲁科版必修2：211化学键与化学反应中的物质变化

2.1.1 化学键与化学反应中的物质变化
【典例导悟】
【典例1】（2010·天门高一检测）下列物质中都是既有离子键又有共价键的一组是
A.NaOH、H2O、NH4Cl B.KOH、Na2O2、（NH4）2S
C.MgO、CaBr2、NaCl D.Na2SO4、HCl、MgCl2
【规范解答】选B。
【规律方法】物质中化学键的存在规律：
（1）离子化合物中一定有离子键，可能含有共价键。简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如MgO、NaCl等，复杂离子（原子团）组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如（NH4）2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。
（2）共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。
（3）在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2等。
（4）构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，在这些单原子分子中不存在化学键。
【变式训练】（2009·宣城高一检测）下列叙述错误的是( )
A.带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键
B.某元素原子最外层只有一个电子，它与卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
C.金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
D.非金属元素间不可能形成离子键
【解析】选D。相反电荷的离子之间即阴阳离子之间形成离子键。某元素最外层只有1个电子，可能是ⅠA元素，若是氢元素，与卤素化合时形成共价键；若是碱金属元素，与卤素化合时形成离子键。金属元素与非金属元素间可能形成共价键。非金属元素间可能形成离子键如铵盐。
【典例2】元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是
A.XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成共价化合物XY
B.XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZ
C.XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZ
D.XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ2
【思路点拨】解答本题要注意以下两点：
（1）根据物质分类及原子序数之和确定X、Y、
Z代表的具体元素。
（2）正确判断离子化合物、共价化合物。
【自主解答】选B。首先根据题干限制条件及物质XYZ3的类别，推测XYZ3可能存在的物质，然后分析X、Y、Z形成化合物的类别。
A项，若XYZ3为酸，则X为H、Y为Cl、Z为O，三者形成酸HClO3，但Cl与O不属于同一周期，与限制条件相矛盾；B项，若XYZ3为微溶于水的盐，则XYZ3为MgCO3，X与Z形成MgO属于离子化合物；C项，若XYZ3为易溶于水的盐，则XYZ3为NaNO3，Y与Z形成NO，属于共价化合物；D项，不论XYZ3是MgCO3还是NaNO3，Y与Z形成YZ2，CO2或NO2均属于共价化合物。
【互动探究】（1）根据化合物的性质判断，酸都是共价化合物吗？盐都是离子化合物吗？
（2）若XYZ3为共价化合物，则X、Y、Z三种元素两两之间形成的化合物可能是离子化合物吗？
提示：（1）酸的熔沸点较低，都是共价化合物；盐不一定是离子化合物，如AlCl3等。21世纪教育网
（2）不可能。若XYZ3为共价化合物，说明X、Y、Z中无活泼金属元素存在，由此判断X、Y、Z两两形成的化合物也只能是共价化合物。
【学业达标训练】
1.（2010·宜宾高一检测）物质之间发生化学反应时，一定发生变化的是( )
A.化学键 B.状态 C.颜色 D.原子核
【解析】选A。化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，所以化学反应中化学键一定发生变化；物质的颜色和状态不一定变化；原子是化学变化中的最小微粒，所以化学反应中原子核一定不发生变化。
2.下列物质属于共价化合物的是( )
A.Cl2 B.P2O5 C.CaF2 D.KOH
【解析】选B。C、D中的化合物都是通过阴、阳离子形成的，属于离子化合物；A中Cl2属于单质；B中P2O5是由非金属元素组成的，属于共价化合物。
3.下列说法中正确的是( )
A.化学键是物质中原子间强烈的相互作用
B.化学键将原子或离子按一定的数量关系结合在一起形成了物质
C.一切物质中都存在化学键
D.ⅠA族元素原子与ⅦA族元素原子之间都形成离子键
【解析】选B。化学键是相邻原子间强烈的相互作用 ，A错；稀有气体单质是由单原子组成的，没有化学键，C项不正确；ⅦA族元素都是活泼的非金属元素，ⅠA族中除氢外，都是活泼的金属元素，但氢与ⅦA族元素形成的化合物中的化学键是共价键，D项不正确。
4.（2010·新余高一检测）下列性质可以证明某化合物内一定存在离子键的是( )
A.可溶于水 B.具有较高的熔点
C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
【解析】选D。共价化合物也可以溶于水，且能电离出离子使溶液导电，如HCl、H2SO4等；只以共价键结合形成的单质和化合物均具有很高的熔点，如金刚石、SiO2等；在熔融状态下导电的化合物一定是离子化合物，因其离子键被破坏，产生阴、阳离子，而共价化合物在熔融状态下以分子或原子形式存在，不能导电。
6.下列各组化合物中化学键类型不同的是（ ）
A.NaCl和HNO3 B.H2O和NH3
C.CaF2和CsCl D.CCl4和H2O2
【解析】选A。A中NaCl含离子键，HNO3含有共价键，类型不同，A符合题意；B中二者都含有共价键，类型相同，C中二者都含有离子键，类型相同，B、C不符合题意；D中CCl4含有共价键，H2O2中只含共价键，类型相同，D不符合题意。
7.下列各组所有的元素组合，既可形成离子化合物，又可形成共价化合物的是( )
A.H、C、O、K B.H、Na、O、S
C.H、N、O D.H、O、S
【解析】选C。A、B两项中所有的元素组合形成的化合物均为离子化合物；D项中所有的元素组合形成的化合物均为共价化合物；C项中可形成HNO3，HNO3为共价化合物，也可形成NH4NO3，为离子化合物。
8.下面是我们熟悉的物质：
①O2 ②金刚石 ③NaBr ④H2SO4
⑤Na2CO3 ⑥NH4Cl ⑦NaHSO4 ⑧Ne
⑨Na2O2 ⑩NaOH
（1）这些物质中，只含共价键的是 ______ ；只含离子键的是 _______ ；既含共价键又含离子键的是 ______；不存在化学键的是 ________。
（2）属于共价化合物的是 _____；属于离子化合物的是 ______ 。
（3）将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的______，写出其电离方程式 _________ ；NaHSO4熔融状态下电离，破坏了 ____键，写出电离方程式 ___________。
【解析】O2、金刚石中只含共价键；H2SO4只含共价键是共
价化合物；NaBr中只含离子键，是离子化合物；Na2CO3、
NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH都是既含离子键又含共价键，
是离子化合物；稀有气体Ne是单原子分子不含任何化学
键。NaHSO4溶于水电离时，Na+与 之间的离子键被
破坏， 中“H”与“SO4”之间的共价键也受到破坏；
而在熔融状态电离时只断裂离子键。
答案：（1）①②④ ③ ⑤⑥⑦⑨⑩ ⑧
（2）④ ③⑤⑥⑦⑨⑩
（3）离子键、共价键 NaHSO4 ===== Na++H++ 离子 NaHSO4 ===== Na++
9.已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如下：
按要求回答下列问题：
（1）若Y的-2价阴离子结构示意图为 ，则
①Y元素在周期表中位于第 _____周期______族；
②Y与X形成的化合物X2Y2中含有的化学键是______，其电子式_______；
③写出X与Z形成化合物的电子式________。
（2）若Y元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，则Y元素不可能形成的化合物是 _______。
A.H2YO3 B.YO3 C.YCl4 D.ZY
【解析】（1）由于Y2-的最外层电子数为8，则Y原子的最外层电子数为6，结合Y在周期表中的位置知，Y为O元素，位于第2周期第ⅥA族，则Z为S元素，X为H元素。X2Y2为H2O2，电子式为 ，含有共价键。X与Z形成化合物为H2S，电子式为 。
（2）由题意知，Y为C元素，则Z为Si元素。A为H2CO3，可能形成；B为CO3，不可能形成；C为CCl4，可能形成；D为SiC，可能形成。
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
①MgF2 ②Na2O2 ③NaOH ④NH4Cl
⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦N2
A.②③④⑤⑦ B.②③④
C.①②③④⑥ D.①③⑤⑥
【解析】选B。MgF2只含离子键；H2O2、CO2是共价化合物；N2不是化合物。
2.（2010·衡水高一检测）下列对离子化合物的叙述不正确的是( )
A.离子化合物一定是含有离子键的化合物
B.离子化合物不一定是盐类
C.离子化合物如能溶于水，其所得溶液一定可以导电
D.溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物
【解析】选D。离子化合物中一定含离子键；大部分盐是离子化合物，离子化合物还包括强碱等；离子化合物只要能溶于水，一定全部电离，可以导电；共价化合物如HCl等溶于水也可以导电。
3.根据你对化学反应实质的理解，你认为下列变化属于化学反应的是( )
A.氯化氢气体溶于水
B.白磷在一定条件下转化为红磷
C.碘在加热条件下升华
D.氯化钠熔化
【解析】选B。化学反应中物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，四个选项中仅选项B既有化学键的断裂又有化学键的形成，属于化学反应，其他三个选项均属于物理变化。
5.已知下列各种元素中A、B两元素的原子序数，其中可形成AB2型离子化合物的是( )
①6和8 ②12和17
③20和9 ④11和17
A.①③ B.①② C.②③ D.③④
【解析】选C。满足所形成的离子化合物为AB2型，则A的化合价绝对值为B的2倍，且A为金属元素，B为非金属元素。
二、非选择题（本题包括3小题，共30分）
6.（10分）已知X元素原子的L电子层比Y元素原子的L电子层少3个电子，Y元素原子核外总电子数比X元素原子总电子数多5个，请回答下列问题：
（1）写出两元素的名称：X ______，Y _______。
（2）X、Y可形成 ________。
A.离子化合物Y（XO3）2 B.离子化合物Y2X3
C.共价化合物Y3X2 D.共价化合物XY2
（3）已知Y元素的单质，能在空气中燃烧，写出其中属于置换反应的化学方程式 _______ ，分析所得单质中所含化学键的类型__________ 。
（4）X元素的氢化物能与它的最高价氧化物的水化物反应，其产物属于________化合物。
【解析】由X元素原子的L电子层比Y元素原子的L电子层少3个电子，而电子总数比Y元素原子少5个，可推知Y元素原子M电子层有2个电子，Y为Mg元素，则X为N元素，X、Y可形成化合物Mg(NO3)2，为离子化合物；X、Y可形成离子化合物Y3X2即Mg3N2;Mg在空气中燃烧能与CO2发生置换反应生成MgO和C。NH3能与HNO3反应，生成的NH4NO3属离子化合物。
答案：（1）氮 镁 （2）A
（3）2Mg+CO2 ====== 2MgO+C 共价键
（4）离子
7.（11分）（2010·启东高一检测）对于元素周期表中下列位置的①～⑩十种元素，请回答有关问题（用元素符号或化学式回答）：
（1）能形成共价键的元素有 _______ 元素。
（2）只需形成一个共价单键就能达到稳定结构的元素有 _________。
（3）气态氢化物溶于水呈碱性的化合物是______。
（4）⑩号元素最高正价含氧酸只具有_______键。
（5）彼此间形成共价化合物数量最多的两种元素分别是 ________ 。
（6）含氧量最高的共价化合物是 ________ （用电子式表示）。
（7）①⑤⑦形成的化合物化学式为_______，含有的化学键类型是________。
（8）某元素气态氢化物为H2B，最高价氧化物含B的质量分数为40%，则气态氢化物的化学式为 ______，它与③形成的化合物的化学式为 ______，含有的化学键有 ______。
【解析】本题考查短周期元素在周期表中的位置。
第ⅠA族与第ⅦA族元素可形成一个共价单键；自然界中有机物种类繁多，形成化合物种类最多的是C和H；含氧量最高的共价化合物是H2O2；氢化物为H2B，则B的最高价氧化物为BO3，由B的质量分数为40%，可求B的相对原子质量为32，为S元素，它能与C形成化合物CS2。
答案：（1）H、C、N、O、F、S、Cl （2）H、F、Cl（3）NH3 （4）共价 （5）C、H （6）
（7）NaOH 离子键、共价键 （8）H2S CS2 共价键
［实验·探究］
8.（9分）不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用x表示，x越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方，下面是某些短周期元素的x值。
（1）通过分析x值的变化规律，确定Mg、N的x值范围
______________________________________。
（2）短周期元素x值的变化特点体现了元素性质的_______ 变化规律。
（3）某有机物的结构简式为 ，其中S—N键中你认为电子对偏向 _________。
（4）经验规律告诉我们，当成键的两原子相应元素的x差值Δx大于1.7时一般形成离子键，Δx小于1.7时一般形成共价键，试预测：AlBr3中化学键的类型是 ________。
设计实验验证你的预测 _________________________。
（5）预测元素周期表中，x值最小的元素的位置（放射性元素除外）：_______________________。
【解析】元素的x值越大，表明其得电子能力越强，非金属性越强；元素的x值越小，表明其得电子能力越弱，即金属性越强。根据元素周期律：同周期元素，随核电荷数的递增非金属性增强，即x值增大，同主族元素，随核电荷数的递增，金属性增强，即x值减小。
（1）中易错的结果为：0.930.93，综合得0.932.25,x（N）>2.19，N非金属性小于O，故x（N）<3.44，综合得
2.25（2）由表中数据分析，同周期从左到右x值都是依次增大，体现了元素性质周期性变化的规律。
（3）单纯从x值上看，2.25（4）x(Br)-x(Al)若大于1.7，则AlBr3为离子化合物，若小于1.7，则AlBr3为共价化合物。x(Br)应小于x(Cl)=3.16，而x（Al）=1.61，所以Δx=x(Br)-x(Al)
<3.16-1.61=1.55<1.7,故AlBr3为共价化合物，Al和Br之间形成的化学键为共价键。设计实验看熔融状态的AlBr3是否导电。
（5）x值最小，即金属性最强的应为Cs，它处于第6周期第ⅠA族。
答案：（1）0.93(2)周期性 (3)N
(4)共价键将电源、导线、电流表、熔融状态的AlBr3连成闭合回路，若电流表指针不发生偏转，说明熔融状态的AlBr3不能导电，含共价键，是共价化合物
（5）第6周期第ⅠA族