高考化学化学键综合试题含答案.docx

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高考化学化学键综合试题含答案

高考化学化学键综合试题含答案

一、化学键练习题（含详细答案解析）

1．

A、B、C、D、E、F、G是周期表中短周期的七种元素，有关性质或结构信息如下表：

元素

有关性质或结构信息

A

地壳中含量最多的元素

B

B阳离子与A阴离子电子数相同，且是所在周期中单核离子半径最小的

C

C与B同周期，且是所在周期中原子半径最大的（稀有气体除外）

D

D原子最外层电子数是电子层数的2倍，其氢化物有臭鸡蛋气味

E

E与D同周期，且在该周期中原子半径最小

F

F的氢化物和最高价氧化物的水化物反应生成一种离子化合物

G

G是形成化合物种类最多的元素

（1）B元素符号为____，A与C以原子个数比为1：

1形成的化合物的电子式为___，用电子式表示C与E形成化合物的过程____，D形成的简单离子的结构示意图为____。

（2）F的氢化物是由____（极性或非极性）键形成的分子，写出实验室制备该氢化物的化学方程式____。

（3）非金属性D____E（填大于或小于），请从原子结构的角度解释原因：

__。

【答案】Al

极性2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O小于D的原子半径大于E的原子半径,所以得电子的能力比E弱

【解析】

【分析】

【详解】

A是地壳中含量最多的元素，则A为O元素；B阳离子与A离子电子数相同，且是所在周期中单核离子半径最小的，则B为Al；C与B同周期，且是所在周期中原子半径最大的（稀有气体除外），则C为Na；D原子最外层电子数是电子层数的2倍，其氢化物有臭鸡蛋气味，则D为S元素；E与D同周期，且在该周期中原子半径最小，则E为Cl；F的氢化物和最高价氧化物的水化物反应生成一种离子化合物，则F为N元素；G是形成化合物种类最多的元素，则G为碳元素；

（1）由分析可知B元素符号为Al，O与Na以原子个数比为1：

1形成的离子化合物是Na2O2，电子式为

；离子化合NaCl的电子式形成过程为

，S2-的离子的结构示意图为

；

（2）NH3是由极性键形成的极性分子，实验室利用氯化铵和氢氧化钙混合加热制备氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O；

（3）S的原子半径大于Cl的原子半径，所以S得电子的能力比Cl弱，即S元素的非金属性小于Cl的非金属性。

2．

据《自然·通讯》（NatureCommunications）报道，我国科学家发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中催化效率高。

铜和硒等元素化合物在生产、生活中应用广泛。

请回答下列问题：

（1）基态硒原子的价电子排布式为________；硒所在主族元素的简单氢化物中沸点最低的是________。

（2）电还原法制备甲醇的原理为2CO2+4H2O

2CH3OH+3O2。

①写出该反应中由极性键构成的非极性分子的结构式________；

②标准状况下，VLCO2气体含有________个π键。

（3）苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键，可记为（π

右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子）。

已知某化合物的结构简式为

，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大π键，可表示为_______，Se的杂化方式为________。

（4）黄铜矿由Cu+、Fe3+、S2-构成，其四方晶系晶胞结构如图所示。

则Cu+的配位数为________；若晶胞参数a=b=524pm，c=1032pm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，该晶系晶体的密度是________g·cm-3（不必计算或化简，列出计算式即可）。

【答案】4s24p4H2S或硫化氢O=C=O

π

sp24

或

【解析】

【分析】

（1）根据原子的构造原理书写基态硒原子的价电子排布式；根据同族元素形成的化合物的相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，H2O分子之间存在氢键，物质的熔沸点最高分析判断；

（2）①化合物分子中都含有极性键，根据分子的空间构型判断是否属于非极性分子，并书写其结构简式；②先计算CO2的物质的量，然后根据CO2分子中含有2个π键计算π键个数；

（3）根据化合物中原子个数及参与形成化学键的电子数目书写大π键的表示；

（4）根据四方晶系CuFeS2晶胞结构所示分析可知亚铜离子形成四个共价键，硫原子连接两个亚铁离子和两个亚铜离子；用均摊方法，结合晶胞结构计算一个晶胞在含有的各种元素的原子个数，确定晶胞内共CuFeS2的数目，a=b=0.524nm，c=1.032nm，则晶体的密度=

计算。

【详解】

（1）Se是34号元素，根据原子核外电子排布的构造原理，可知其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p4，基态硒原子的价电子排布式为4s24p4；硒所在主族元素是第VIA，简单氢化物化学式通式是H2X，这些氢化物都是由分子构成，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质气化消耗的能量就越高，物质的熔沸点就越高，由于H2O分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使其熔沸点在同族元素中最高，故第VIA的简单氢化物中沸点最低的是H2S；

（2）①在方程式中的三种化合物分子中都存在极性共价键。

其中CO2是由极性键构成的非极性分子，其空间构型为直线型，结构式是O=C=O；

②VL标准状况下CO2的物质的量是n（CO2）=

mol，由于在1个CO2分子中含有2个π键，所以

molCO2气体中含有的π键数目为

mol×2×NA/mol=

；

（3）已知某化合物的结构简式为

，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大π键，根据结构简式可知，形成大π键的原子个数是5个，有6个电子参与成键，因此可表示为π

，其中Se的杂化方式为sp2；

（4）根据晶胞结构分析可知，由面心上Cu与2个S相连，晶胞中每个Cu原子与4个S相连，Cu+的配位数为4；

②晶胞中Fe2+数目=8×

+4×

+1=4，Cu+的数目=6×

+4×

=4，S2-数目为8×1=8，所以晶胞内共含4个CuFeS2，a=b=524pm，c=1032pm，则晶体的密度

=

g/cm3或

g/cm3。

【点睛】

本题考查了原子结构、核外电子排布式、物质的熔沸点高低比较、化学键形成、微粒的空间结构、晶胞结构的计算应用，掌握构造原理及物质结构与物质性质的关系和均摊方法在晶胞计算的应用是解题关键，要熟练掌握原子杂化理论，用对称思维方式判断分子的极性，弄清长度单位的换算在晶胞密度计算的应用，该题同时考查了学生的空间想象能力和数学计算与应用能力。

3．

已知①Na2O2②O2③HClO④H2O2⑤Cl2⑥NaClO⑦O3七种物质都具有强氧化性。

请回答下列问题:

（1）上述物质中互为同素异形体的是_____（填序号，下同）。

（2）含非极性键的共价化合物是_________。

（3）属于离子化合物的有______种。

（4）Na2O2、HClO、H2O2均能用于制备O2。

①HClO在光照条件下分解生成O2和HCl，用电子式表示HCl的形成过程:

_________________________。

②写出Na2O2与H2O反应制备O2的化学方程式:

____________________________________。

③H2O2在二氧化锰催化作用下可以制备O2。

若6.8gH2O2参加反应，则转移电子数目为_________，生成标准状况下O2体积为_______L。

【答案】②⑦④2

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑1.204x1023或0.2NA2.24

【解析】

【分析】

根据物质的分类的依据，熟悉同素异形体、离子化合物的概念，用电子式表示共价化合物的物质形成的过程。

【详解】

（1）同种元素组成的结构不同的单质互为同素异形体。

故O2与O3互为同素异形体；

（2）Na2O2既含有非极性共价键又含有离子键的离子化合物；HClO是含有极性键共价键而不含非极性共价键的化合物；H2O2既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物；NaClO既含有极性共价键又含有离子键的离子化合物；O2、O3、Cl2属于单质，不属于化合物，故含非极性键的共价化合物是④H2O2；

（3）由

（2）可知，Na2O2、NaClO属于离子化合物，故属于离子化合物的有2种；

（4）HCl是共价化合物，用电子式表示HCl的形成过程是：

；

（5）Na2O2与H2O反应生成氧气和氢氧化钠，其反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；

（6）2H2O2

O2↑+2H2O，每生成1mol转移2mol电子，故6.8gH2O2的物质的量：

=0.2mol，生成氧气的物质的量为0.1mol，转移的电子的数目为0.1mol×2×6.02×1023mol-1=1.204x1023；V（O2）=0.1mol×22.4L·mol1=2.24L。

4．

（1）下面是4种粒子的结构示意图：

A．

B．

C．

D．

图中粒子共能表示________种元素，

图中表示的阳离子是________（用离子符号表示），

图中B所表示的元素在元素周期表中的位置________。

（2）在1﹣18号的短周期主族元素中，图中的字母代表一种元素，回答下列问题：

①写出D气态氢化物的电子式________；

②写出C的最高价氧化物的结构式________；

③E和F分别形成的气态氢化物中较稳定的是（填写氢化物的化学式）_________；

④A最高价氧化物的水化物所含化学键为____，其水溶液与B反应的离子方程式为________；

（3）X、Y、Z、M、N、Q皆为短周期主族元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。

下列说法正确的是______

A．金属性：

N＞Q

B．简单离子半径：

Q＞N＞X

C．最高价氧化物对应水化物的酸性：

M＞Y＞N

D．原子序数：

Z＞M＞X＞Y

【答案】3Mg2+第三周期第ⅦA族

O=C=OHCl离子键、共价键2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑CD

【解析】

【分析】

（1）根据质子数决定元素的种类分析，根据核内质子数与核外电子数的关系分析阴、阳离子，写出阳离子符号，根据B的质子数判断其在元素周期表中的位置；

（2）由元素在周期表中的位置，可知A为钠、B为铝、C为碳、D为氮、E为硫、F为氯。

①D单质为N2，分子中N原子之间形成3对共用电子对；②C的最高价氧化物为CO2，分子中C与O原子之间形成双键；③元素非金属性越强，对应氢化物越稳定；④A最高价氧化物为NaOH，氢氧化钠溶液与Al反应生成偏铝酸钠与氢气，由此写出反应的离子方程；

（3）X、Y、Z、M、N、Q都是短周期主族元素，由图中化合价可知，X的化合价为-2价，没有正化合价，故X为O元素，M的化合价为+6、-2价，故M为S元素；Z的最高价为+7价，最低价-1价，则Z为Cl元素；Y的化合价为+4、-4价，原子半径小于Cl，故Y为C元素；N为+3价，原子半径大于S，故N为Al元素；Q的化合价为+1价，位于第ⅠA族，原子半径大于Al，故Q为Na元素，根据以上分析解答。

【详解】

（1）由四种粒子的结构示意图可知，核内的质子数有3种，则图中粒子表示3种元素；阳离子的核电荷数大于核外电子数，四种粒子的结构示意图中，只有A的核内质子数（12）>核外电子数（10），表示阳离子，离子符号为Mg2+；B的核内质子数为17，表示的是Cl元素，位于元素周期表第三周期第ⅦA族；

（2）由元素在周期表中的位置，可知A为钠、B为铝、C为碳、D为氮、E为硫、F为氯。

①D气态氢化物为NH3，分子中N原子和H原子之间共形成3对共用电子对，电子式为：

；

②C的最高价氧化物为CO2，分子中C与O原子之间形成双键，结构式为：

O=C=O；

③同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定，非金属性S

④A的最高价氧化物的水化物的化学式为NaOH，含有离子键、共价键，氢氧化钠溶液与Al反应生成偏铝酸钠与氢气，反应的离子方程式为：

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（3）X、Y、Z、M、N、Q都是短周期主族元素，由图中化合价可知，X的化合价为-2价，没有正化合价，故X为O元素，M的化合价为+6、-2价，故M为S元素；Z的最高价为+7价，最低价-1价，则Z为Cl元素；Y的化合价为+4、-4价，原子半径小于Cl，故Y为C元素；N为+3价，原子半径大于S，故N为Al元素；Q的化合价为+1价，位于第ⅠA族，原子半径大于Al，故Q为Na元素。

A．同周期自左而右金属性减弱，故金属性Na>Al，A错误；

B．电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径大小为：

O2->Na+>Al3+，B错误；

C．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以酸性由强互弱的顺序为：

硫酸>碳酸>偏铝酸，C正确；

D．根据分析可知原子序数大小为：

Z（Cl）>M（S）>X（O）>Y（C），D正确；

故答案选CD。

5．

钛被称为继铁、铝之后的第三金属，请回答下列问题：

（1）基态钛原子的价层电子排布图为__________，其原子核外共有______种空间运动状态不同的电子，金属钛的堆积方式如图所示，为________（填堆积方式）堆积

（2）①已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37 ℃，沸点为136 ℃，均高于结构与其相似的CCl4，主要原因是_______。

②TiCl4可溶于浓盐酸得H2[TiCl6]，向溶液中加入NH4Cl浓溶液可析出黄色的（NH4）2[TiCl6]晶体。

该晶体中微观粒子之间的作用力有______。

A．离子键B．共价键C．分子间作用力D．氢键E．金属键

（3）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式，结构如图所示，其中Ti-O-Ti在一条直线上。

该阳离子化学式为__________，其中O原子的杂化方式为_______。

（4）2016年7月，研究人员发现了某种钛金合金的化学式是Ti3Au，它具有生物相容性，是理想的人工髋关节和膝关节；其晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm，最近的Ti原子距离为

，A原子的坐标参数为（

），则B原子坐标参数为_______，距离Ti原子次近的Ti原子有_______个，Ti-Au间最近距离为_______pm

【答案】

12六方最密TiCl4和CCl4均为分子晶体，TiCl4的分子量大于CCl4，分子间作用力大一些，所以熔沸点更高。

ABTiO2+sp（

，

，0）8

【解析】

【分析】

（1）Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子；原子的空间运动状态即为原子轨道，Ti有1s、2s、3s、4s四个原子轨道，2p、3p六个轨道、3d两个轨道；该晶体为六方最密堆积；

（2）①分子晶体熔沸点较低，结构相似的分子晶体的熔沸点与相对原子质量有关；

②酸属于共价化合物，铵盐属于离子化合物，据此分析；

（3）每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比；Ti元素为+4价、O元素为-2价，据此书写其化学式；阳离子的立体结构中Ti-O-Ti为直线型，据此分析杂化类型；

（4）根据均摊法确定Ti和Au在晶胞中的位置，结合晶胞结构图进行分析原子的坐标和距离，Ti和Au最近的距离为晶胞顶点的Au到面上的Ti之间的距离，如图所示，

，结合图示计算。

【详解】

（1）Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子，其价电子排布图为：

；原子的空间运动状态即为原子轨道，Ti有1s、2s、3s、4s四个原子轨道，2p、3p六个轨道、3d两个轨道，共12个轨道；根据图示，该晶体为六方最密堆积；

（2）①TiCl4和CCl4均为分子晶体，TiCl4的分子量大于CCl4，分子间作用力大一些，所以熔沸点更高；

②TiCl4可溶于浓盐酸得H2[TiCl6]，可将其看做形成一种酸，所有的酸都是共价化合物，向溶液中加入NH4Cl浓溶液可析出黄色的（NH4）2[TiCl6]晶体，可看做是铵盐，属于离子化合物，该晶体中微观粒子之间的作用力有共价键和离子键，答案选AB；

（3）根据均摊法：

每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比为1：

1，所以阳离子的化学式为TiO2+，阳离子的立体结构中Ti-O-Ti为直线型，故O原子的杂化方式为sp杂化；

（4）根据钛金合金的化学式是Ti3Au，大白球位于晶胞的顶点和体心，个数为1+8×

=2，小黑球位于晶胞的面上，则个数为2×6×

=6，则大白球为Au，位于晶胞的顶点和体心，小黑球为Ti，位于晶胞的六个面上，由于最近的Ti原子距离为

，故B原子坐标参数为（

，

，0）；以右图中C原子为中心，在该晶胞中与C原子次近的原子有4个，根据晶胞的无隙并置，对称结构还有4个，故有8个；Ti和Au最近的距离为晶胞顶点的Au到面上的Ti之间的距离，如图所示，

，则晶胞中Ti-Au间最近距离为

=

pm。

6．

南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。

（1）基态Mn2+的价电子排布式为____；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的___区。

（2）[Mg（H2O）6]2+[（N5）2（H2O）4]2-的晶体的部分结构如图1所示：

N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：

元素

I1/kJ∙mol-1

I2/kJ∙mol-1

I3/kJ∙mol-1

X

737.7

1450.7

7732.7

Y

1313.9

3388.3

5300.5

Z

1402.3

2856.0

4578.1

①X、Y、Z中为N元素的是____，判断理由是__________。

②从作用力类型看，Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。

③N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是_______。

科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大π键，可用符号π

表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为π

），则N4-中的大π键应表示为_________。

（3）AgN5的立方晶胞结构如图2所示，Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。

若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则AgN5的密度可表示为_____g∙cm-3（用含a、NA的代数式表示）。

【答案】3d5dsZX最外层为2个电子，X为镁；N的2p轨道处于半充满的稳定状态，其失去第一个电子较难，I1较大，则Z为氮元素配位键氢键sp2

12

【解析】

【分析】

（1）根据构造原理书写出25号Mn元素的原子核外电子排布式，Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+；根据原子结构与元素在周期表的位置确定Ag在周期表所属区域；

（2）①根据元素的电离能大小结合原子结构确定X、Y、Z三种元素，然后判断哪种元素是N元素；

②根据图示，判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力类型；

③结合N5-为平面正五边形结构，结合原子杂化类型与微粒构型关系分析判断，结合微粒的原子结构分析大π键的形成；

（3）根据晶胞中离子的相对位置判断Ag+的配位数，利用均摊方法计算1个晶胞中含有的AgN5的个数，结合ρ=

计算密度大小。

【详解】

（1）Mn是25号元素，根据构造原理可得Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+，其价电子排布式为3d5；Ag、Cu在周期表中位于第IB，发生变化的电子有最外层的s电子和次外层的d电子，属于ds区元素；

（2）①X的第一、第二电离能比较小且很接近，说明X原子最外层有2个电子，容易失去，则X为Mg元素，Z的第一电离能在三种元素中最大，结合N原子2p轨道处于半充满的稳定状态，其失去第一个电子较难，I1较大，可推知Z为N元素，Y是O元素；

②在该晶体中阳离子[Mg（H2O）6]2+的中心离子Mg2+含有空轨道，而配位体H2O的O原子上含有孤电子对，在结合时，Mg2+提供空轨道，H2O的O原子提供孤电子对，二者形成配位键；在阴离子[（N5）2（H2O）4]2-上N5-与H2O的H原子之间通过氢键结合在一起，形成N…H-O，故二者之间作用力为氢键；

③若原子采用sp3杂化，形成的物质结构为四面体形；若原子采用sp2杂化，形成的物质结构为平面形；若原子采用sp杂化，则形成的为直线型结构。

N5-为平面正五边形，说明N原子的杂化类型为sp2杂化；在N5-中，每个N原子的sp2杂化轨道形成2个σ键，N原子上还有1个孤电子对及1个垂直于N原子形成平面的p轨道，p轨道间形成大π键，N5-为4个N原子得到1个电子形成带有1个单位负电荷的阴离子，所以含有的电子数为5个，其中大π键是由4个原子、5个电子形成，可表示为

；

（3）根据AgN5的晶胞结构示意图可知，假设以晶胞顶点Ag+为研究对象，在晶胞中与该Ag+距离相等且最近的Ag+在晶胞面心上，通过该顶点Ag+可形成8个晶胞，每个面心上的Ag+被重复使用了2次，所以与Ag+距离相等且最近的Ag+的数目为

=12个；在一个晶胞中含有Ag+的数目为8×

+6×

=4，含有N5-的数目为1+12×

=4，晶胞体积为V=（2a×10-7）3cm3，则ρ=

g/cm3。

【点睛】

本题考查了物质结构，涉及电离能的应用、作用力类型的判断、大π的分析、晶胞计算，掌握物质结构知识和晶体密度计算方法是解题关键，要注意电离能变化规律及特殊性，利用均摊方法分析判断晶胞中含有微粒数目，结合密度计算公式解答。

7．

铜是重要的金属，广泛应用于电气、机械制造、国防等领域，铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。

回答下列问题：

（1）CuSO4晶体中S原子的杂化方式为________，SO42-的立体构型为_______________。

（2）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。

N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为__________________________（填元素符号）。

②向CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]SO4，下列说法正确的是________

A．氨气极易溶于水，原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故

B．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角

C．Cu（NH3）4]SO4溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体

D．已知3.4g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体，并放出akJ热量，则NH3的燃烧热的热化学方程式为：

NH3（g）＋3/4O2（g）=1/2N2（g）＋3/2H2O（g）ΔH＝-5akJ·mol－1

（3）硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H2NCH2