全国高考化学 化学键的综合高考模拟和真题汇总附详细答案.docx

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全国高考化学化学键的综合高考模拟和真题汇总附详细答案

2020-2021全国高考化学化学键的综合高考模拟和真题汇总附详细答案

一、化学键练习题（含详细答案解析）

1．

（1）下面列出了几组物质：

A．金刚石与石墨；B．丙烯与环丙烷；C．氕与氘；D．甲烷与戊烷；E.液氨与氨水；F.

与

；G.

与

，请将物质的合适组号填写在空格上。

①同位素_________

②同素异形体_________

③同系物_________

④同分异构体_________

⑤同一物质_________。

（2）下列物质中：

①Ar②MgBr2③Na2O2④H2SO4⑤CS2⑥NH4Br⑦BaO⑧RbOH。

只存在共价键的是_________（填序号，下同），只存在离子键的是_________，既存在离子键又存在极性共价键的是_________，既存在离子键又存在非极性共价键的是_________。

（3）异丁烷的一氯代物有_________种，新戊烷的一氯代物有_________种。

C3H2Cl6的同分异构体有_________种，C5HCl11的同分异构体有_________种，乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应所得产物最多有_________种。

【答案】CADB、FG④⑤②⑦⑥⑧③214810

【解析】

【分析】

【详解】

（1）上述物质中，①氕与氘的质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素称为同位素，故答案为：

C；

②金刚石和石墨是由同一种元素组成的不同种单质，互为同素异形体，故答案为：

A；

③甲烷和戊烷是结构相似，分子组成相差4个CH2原子团的同一类有机物，互称为同系物，故答案为：

D；

④丙烯与环丙烷的分子式均为C3H6，但结构不同，

与

的分子式均为C5H12相同，但结构不同，分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体，故答案为：

B、F；

⑤

与

属于同一种物质，故答案为：

G；

（2）①Ar为单原子分子，不含有化学键；

②MgBr2是离子化合物，Mg2+和Br-形成离子键；

③Na2O2是离子化合物，Na+和O22-形成离子键，O22-中O和O形成非极性共价键；

④H2SO4是共价化合物，只存在极性共价键；

⑤CS2是共价化合物，C和S形成极性共价键；

⑥NH4Br是离子化合物，NH4+和Br-形成离子键，NH4+中N和H形成极性共价键；

⑦BaO是离子化合物，Ba2+和O2-形成离子键；

⑧RbOH是离子化合物，Rb+与OH-形成离子键，OH-中H和O形成极性共价键；

综上所述，只存在共价键的是④⑤，只存在离子键的是②⑦，既存在离子键又存在极性共价键的是⑥⑧，既存在离子键又存在非极性共价键的是③，故答案为：

④⑤；②⑦；⑥⑧；③；

（3）异丁烷（2-甲基丙烷）有两种等效氢，其一氯代物有2种；

新戊烷（2，2-二甲基丙烷）只有一种等效氢，其一氯代物有1种；

分子式为C3H2Cl6的有机物可以看作C3Cl8中的两个Cl原子被两个H原子取代，碳链上的3个碳中，两个氢原子取代一个碳上的氯原子，有两种，CCl3-CCl2-CClH2（取代那面甲基上的氢原子时一样）、CCl3-CH2-CCl3；分别取代两个碳上的氯原子，有两种：

CCl2H-CCl2-CCl2H（两个边上的），CCl2H-CHCl-CCl3（一中间一边上），故C3H2Cl6共有4种；

C5HCl11可看作C5C12中的一个Cl被H取代，先定碳骨架：

C5有三种碳骨架：

、

、

，后根据对称性移动官能团：

氢原子的位置有

、

、

，因此C5HCl11的同分异构体有3+4+1=8种；

乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应所得产物中，一氯取代物有1种，二氯取代物有2种，三氯取代物有2种，四氯取代物有2种（与二氯取代物个数相同），五氯取代物有1种（与一氯取代物个数相同），六氯取代物1种，另外还有氯化氢生成，所以共有10种；

综上所述，答案为：

2；1；4；8；10。

2．

《NatureEnergy》报道了巾科院大连化学物理研究所科学家用Ni-BaH2/Al2O3、Ni-LiH等作催化剂，实现了在常压、100-300℃的条件下合成氨。

（1）在元素周期表中，氧和与其相邻且同周期的两种元素的第一电离能由大到小的顺序为__；基态Ni2+的核外电子排布式为___，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于___（填“基”或“激发”）态。

（2）氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。

甘氨酸（NH2CH2COOH）是组成最简单的氨基酸，熔点为182℃，沸点为233℃。

①硝酸溶液中NO3⁻的空间构型为____。

②甘氨酸中N原子的杂化类型为____，分子中σ键与π键的个数比为____，晶体类型是___，其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸（熔点为-2l℃，沸点为141℃）的主要原因：

一是甘氨酸能形成内盐；二是____。

（3）NH3分子中的键角为107°，但在[Cu（NH3）4]2+离子中NH3分子的键角如图l所示，导致这种变化的原因是____

（4）亚氨基锂（Li2NH）是一种储氢容量高、安全性能好的固体储氢材料，其晶胞结构如图2所示，若晶胞参数为dpm，密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数NA=____（列出表达式）mol-l。

【答案】F>N>O1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8激发平面三角形sp39:

1分子晶体分子数相同时，甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多（或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键）形成配合离子后，配位键与NH3中N—H键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3中N—H键之间的排斥力，故配合离子中NH3的N—H键间的键角变大；

【解析】

【详解】

（1）与氧相邻且同周期的元素为N和F，由于N原子最外层电子为半充满状态，第一电离能较大，所以三者第一电离能由大到小的顺序为F>N>O；Ni元素为28号元素，失去最外层两个电子形成Ni2+，基态Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8；基态Ni2+的核外电子空间运动状态有1+1+3+1+3+5=14种，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于激发态；

（2）①NO3⁻的中心原子价层电子对数为

=3，孤电子对数为0，所以空间构型为平面三角形；

②甘氨酸（NH2CH2COOH）中N原子形成两个N-H键和一个N-C键，达到饱和状态，价层电子对数为4，所以为sp3杂化；分子中碳氧双键中存在一个π键，其余共价键均为σ键，所以分子中σ键与π键的个数比为9:

1；甘氨酸熔沸点较低属于分子晶体；分子数相同时，甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多（或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键）；

（3）形成配合离子后，配位键与NH3中N—H键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3中N—H键之间的排斥力，故配合离子中NH3的N—H键间的键角变大；

（4）根据均摊法，该晶胞中Li原子个数为8，其分子式为Li2NH，则晶胞中NH原子团的个数为4，则晶胞的质量为m=

g，晶胞参数为dpm=d×10-10cm，所以晶胞的体积V=d3×10-30cm3，则密度

，解得NA=

。

【点睛】

含有—OH、—NH2等基团的物质容易形成分子间氢键，使熔沸点升高；甲烷和氨气均为sp3杂化，但由于σ键对σ键的排斥力小于孤电子对σ键的排斥力，所以甲烷分子中键角比氨气分子中键角大。

3．

完成下列问题：

（1）氮和磷氢化物热稳定性的比较：

NH3______PH3（填“>”或“<”）。

（2）PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。

下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_________（填序号）。

a．不能与NaOH反应b．含离子键、共价键c．受热可分解

（3）已知H2与O2反应放热，断开1molH-H键、1molO=O键、1molO-H键所需要吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是______。

①Q1+Q2>Q3②2Q1+Q2<4Q3③2Q1+Q2<2Q3

（4）高铁电池总反应为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，写出电池的正极反应：

__________，负极反应________________。

【答案】>bc②FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2

【解析】

【分析】

（1）根据元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物越稳定分析；

（2）PH3与HI反应产生PH4I，相当于铵盐，具有铵盐的性质；

（3）根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热，结合燃烧反应为放热反应分析解答；

（4）根据在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，结合物质中元素化合价及溶液酸碱性书写电极反应式。

【详解】

（1）由于元素的非金属性：

N>P，所以简单氢化物的稳定性：

NH3>PH3；

（2）a．铵盐都能与NaOH发生复分解反应，所以PH4I也能与NaOH发生反应，a错误；

b．铵盐中含有离子键和极性共价键，所以PH4I也含离子键、共价键，b正确；

c．铵盐不稳定，受热以分解，故PH4I受热也会发生分解反应，c正确；

故合理选项是bc；

（3）1molH2O中含2molH-O键，断开1molH-H、1molO=O、1molO-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，则形成1molO-H键放出Q3kJ热量，对于反应H2（g）+

O2（g）=H2O（g），断开1molH-H键和

molO=O键所吸收的能量（Q1+

Q2）kJ，生成2molH-O新键释放的能量为2Q3kJ，由于该反应是放热反应，所以2Q3-（Q1+

Q2）>0，2Q1+Q2<4Q3，故合理选项是②；

（4）在原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应。

根据高铁电池总反应为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH可知：

Fe元素的化合价由反应前K2FeO4中的+6价变为反应后Fe（OH）3中的+3价，化合价降低，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：

FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；Zn元素化合价由反应前Zn单质中的0价变为反应后Zn（OH）2中的+2价，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2。

【点睛】

本题考查了元素周期律的应用及键能与反应热的关系、原电池反应原理的应用。

元素周期律是学习化学的重要规律，要掌握物质性质变化的规律及物质的特殊性，结合具体物质分析。

在化学反应过程中伴随的能量变化可能是热能、电能及光能，化学能的断裂与形成是能量变化的根本原因。

在书写原电池电极反应式时要结合元素化合价升降及电解质溶液的酸碱性分析，明确负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

4．

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

77