第三讲化学键一、选择题1．化学键使得一百多种元素构成了世界万物。关于化学键的下列叙述中，正确的是( )A．化学键是相邻原子或离子间的相互作用，它存在于分子、原子团中B．离子键是阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键C．共价键只存在于共价化合物中D．非金属元素的原子之间不可能形成离子键解析 A项前半段的叙述不完全，应为强烈相互作用；B项是对离子键形成原因的本质概括；C项忽视了共价单质分子或离子化合物中的原子团中也存在共价键；D项只考虑了一般情况而忽略了特殊情况，如NH4Cl等铵盐，则是全部由非金属元素形成的离子化合物，即存在离子键。答案 B2．甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。下列推断合理的是( )A．某钠盐溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应B．乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键C．丙中含有第二周期ⅣA族的元素，则丙一定是甲烷的同系物D．丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有－1价的元素解析 本题考查物质结构知识。选项A，甲是18电子的氢化物，且其水溶液为二元弱酸，不难得出甲为H2S，其中NaHS溶液中含有HS－、S2－，但NaHS既能与盐酸反应，又能与NaOH反应；选项B，O2的摩尔质量为32g·mol－1，乙的摩尔质量也为32g·mol－1，且含有18个电子，若为N2H4时既含极性键，又含非极性键，但若为CH3OH时，只含有极性键，无非极性键；选项C，第二周期第ⅣA族元素为C，如CH3OH符合，但CH3OH不是CH4的同系物；选项D，H2S中元素的质量比为1/16(H/S)，H2O2分子中元素的质量比也为1/16(H/O)，H2O2中氧元素的价态为－1价，符合。答案 D3．短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是( )7\nA．Z2YB．X2Y2C．Z2Y2D．ZYX解析 由Y2－与Z＋核外电子层的结构相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y为氧元素、Z为钠元素、X为氢元素；A选项Na2O只有离子键；B选项H2O2有非极性共价键，也有极性共价键；C选项Na2O2有离子键、非极性共价键，没有极性共价键；D选项NaOH有离子键、极性共价键。答案 B4．某元素的原子最外层只有一个电子，它与卤素结合时，所形成的化学键是( )A．一定是离子键B．一定是共价键C．可能是离子键，也可能是共价键D．以上说法都不正确答案 C5．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15；X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L－1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的。下列说法正确的是( )A．原子半径：W＞Z＞Y＞X＞MB．XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物C．由X元素形成的单质不一定是原子晶体D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键解析 本题考查元素周期表、元素周期律及分子结构、化学键等知识。依题意可设X、Y、Z三种元素的原子最外层电子数分别为x－1、x、x＋1，由(x－1)＋x＋(x＋1)＝15得x＝5，进而可确定X、Y、Z分别为C、N、O元素；Y与M形成的化合物的摩尔质量为0.76g·L－1×22.4L·mol－1＝17g·mol－1，故该化合物为NH3，M为氢(H)元素；W的质子数为(6＋7＋8＋1)＝11，所以W为钠(Na)元素。A项中五种元素原子半径的大小顺序应为W＞X＞Y＞Z＞M，故A选项错误；B选项中W2Z2(Na2O2)是离子化合物，故B选项7\n错误；C中碳元素形成的单质有多种，其中石墨、C60等并非原子晶体，故C选项正确；C、N、O、H四种元素既可形成离子化合物，如NH4NO3，又可形成共价化合物，如氨基酸等，故D选项错误。答案 C6．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，则下列有关说法中，不正确的是( )A．NH5中既有离子键又有共价键B．NH5的熔、沸点高于NH3C．1molNH5中含有5molN—H键D．NH5固体投入少量水中，可产生两种气体解析 由题意知NH5的电子式为，NH5为离子化合物，熔、沸点高于NH3，投入水中可产生NH3和H2，NH5中既有离子键又有共价键。答案 C7．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是(双选)( )A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质D．化合物AE与CE含有相同类型的化学键解析 根据元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，可知B为C(碳)元素；A为原子序数比碳小的主族元素且单质常温下呈气态，则为H元素；元素D的合金是日常生活中常用的金属材料，且为短周期元素，则D为Al元素；元素C是同周期中原子半径最大的，则C为Na元素；E的原子序数比Al元素大，且单质常温下呈气态，则为Cl元素。A项，元素A、B组成的化合物常温下可能呈气态(4个碳以下)，可能呈液态(5～16个碳)，也可能呈固态(17个碳以上)，故不正确；B项，正确，氢氧化钠溶液与氢氧化铝7\n可以反应；C项，Na、Al、Cl的单质常用电解法制备，正确；D项，化合物AE(HCl)含共价键，而化合物CE(NaCl)含离子键，故化学键类型不相同，不正确。答案 BC8．将等物质的量的硫酸和氢氧化钠反应后所得到的溶液蒸干，可得到NaHSO4。下列关于NaHSO4的说法中正确的是( )A．因为NaHSO4是离子化合物，因此能够导电B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键D．NaHSO4固体溶于水时既破坏离子键又破坏共价键解析 虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在自由移动的阴阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子和阴离子(HSO)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，溶于水时电离成Na＋、H＋和SO，破坏的是离子键和共价键。答案 D二、非选择题9．氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题：(1)Na3N是由________________键形成的。(2)Na3N与盐酸反应生成____________种盐。(3)Na3N与水的反应属于________________(填基本反应类型)反应。(4)比较Na3N中两种微粒的半径：r(Na＋)________r(N3－)(填“＞”、“＝”或“＜”)。解析 Na3N为离子化合物，与水反应生成NaOH和NH3故Na3N与盐酸反应得到两种盐：NH4Cl和NaCl。答案 (1)离子 (2)2 (3)复分解 (4)＜10．短周期中的六种元素A、B、C、X、Y、Z，原子序数依次减小，其中X、Y、Z原子核外电子层数之和是5。X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两种元素最外电子层上的电子数的总和；Y元素原子的最外层电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，X7\n和Z可以形成化合物XZ3；C与X处于同周期，B＋与C2－的核外电子排布相同，A与B处于同周期，且形成BA型化合物。请回答：(1)Y元素的名称是________；(2)XZ3化合物的电子式是________；(3)A、B、C的离子半径由大到小的顺序为________(用元素离子符号表示)；(4)化合物XZ4A中所含有的化学键类型为________________________________________________________________________，该化合物水溶液可用于金属除锈，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)；(5)元素组成的化合物XZ5YC3和足量的化合物BCZ反应的离子方程式为_______________。解析 根据Y原子结构的特点，可以推断为C。再结合X、Y、Z的核外电子层数及最外层电子数，可以推断Z为H，X为N，根据C与X同周期，且能形成C2－，则C为O；根据B＋与C2－的核外电子排布相同，则B为Na；根据A、B同周期，且形成BA型化合物，则A为Cl。答案 (1)碳(2)(3)Cl－>O2－>Na＋(4)离子键和极性共价键NH＋H2ONH3·H2O＋H＋(5)NH＋HCO＋2OH－===NH3·H2O＋CO＋H2O11．A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素。A原子的电子层数与它的核外电子总数相同，A与C、B与D分别为同主族，B和C的最外层电子数之和与E的最外层电子数相同。A与E形成的化合物化学式为AE，其分子中含18个电子。请回答下列问题：(1)A元素单质的化学式为________________，D元素的原子结构示意图为____________。(2)由A、B、C三种元素形成的化合物的电子式为____________________，这种化合物形成的晶体中所含的化学键类型有_____________________________________。7\n(3)A、B、D三种元素形成的一种化合物和A、B形成的一种化合物能发生氧化还原反应，反应的化学方程式为________________________________________________________。(4)B、C、E三种元素形成一种盐，此盐中三种原子个数比为1∶1∶1，在25℃时，将该盐溶于水，测得溶液的pH＞7，理由是____________________(用离子方程式表示)。解析 A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素。A原子的电子层数与它的核外电子总数相同，则A为H元素；因A与C为同主族，则C为Na元素，AE是18e－的化合物，则E为Cl元素，又因为B与C的最外层电子数之和与E的最外层电子数相同，则B为O元素，D为S元素。答案 (1)H2 (2)Na＋[H]－ 离子键、共价键(3)H2SO3＋H2O2===H2SO4＋H2O(4)ClO－＋H2OHClO＋OH－12．下图是元素周期表的另一种画法——三角形元素周期表的一部分，图上标有第ⅦA族和碳、钾两种元素的位置。回答下列问题：(1)请在上图中将过渡元素所在的位置涂黑。(2)M的氧化物含有的化学键为________________，工业上用于冶炼M的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)M和R组成化合物MR的超细粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理是用M的氧化物、R的单质与碳单质在高温下反应，已知反应中三种物质的物质的量之比为1∶1∶3，该反应的化学方程式为_______________，反应中________作氧化剂。(4)图中A、B两元素形成的离子B2A中，B元素呈现最高价，B原子位于由A原子组7\n成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。该离子可能具有的化学性质是________________，依据是_______________________________________________________________________________________________________________________。解析 三角形元素周期表的实质是将原周期表的空隙部分进行了删除形成的，与原元素周期表没有本质的区别，所以表中R为氮，A为氧，M为铝，B为硫，在第四周期之后的ⅡA族和ⅢA族之间为过渡元素，据此便可顺利回答有关问题了。答案 (1)见下图(2)离子键 2Al2O34Al＋3O2↑(3)Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO N2(4)氧化性 离子结构中存在—O—O—(部分氧元素呈－1价亦可)7
