2023届新高考化学一轮课时跟踪练第16讲化学键

课时跟踪练16一、选择题1．(2021·潍坊廊坊八中月考)下列叙述正确的是()A．镁晶体中1个Mg2＋只与2个价电子存在强烈的相互作用B．在二氧化硅晶体中，原子未排列成紧密堆积结构的原因是共价键具有方向性和饱和性C．熔点为2700℃，导电性好、延展性强的晶体一定是共价晶体D．离子晶体中晶格能的大小仅与阴、阳离子之间的距离有关解析：在金属晶体中，自由电子为整块金属共有，不属于哪一个离子，故A项错误；共价键具有方向性和饱和性，导致二氧化硅晶体中，原子未排列成紧密堆积结构，故B项正确；熔点高、导电性好、延展性强的晶体可能是金属晶体，如W，故C项错误；离子晶体中晶格能的大小与离子所带电荷数和阴、阳离子之间的距离有关，故D项错误。答案：B2．(2021·黄石有色第一中学月考)下列关于化学键的说法，认识错误的是()①ssσ键与spσ键的对称性不同②π键不能单独存在，一定要和σ键共存③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同④两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键⑤分子中含有共价键，则一定只含有1个σ键⑥成键的原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固⑦1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的A．①⑤ B．②⑥C．③⑦ D．②④解析：①ssσ键与spσ键的对称性相同，均为轴对称，故错误；②分子中可以只含σ键，π键不能单独存在，一定要和σ键共存，故正确；③π键不稳定，易断裂，含有π键的化合物化学性质较活泼，与只含σ键的化合物的化学性质不同，故正确；④非金属原子常以共用电子对形成化学键，两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键，故正确；⑤分子中含有共价键，不一定只含有1个σ键，如水分子中含有2个σ键，故错误；⑥成键的原子间原子轨道重叠越多，成键原子间的距离越小，共价键越牢固，故正确；⑦N原子最外层有5个电子，有3个未成对电子，1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的，故正确；综上所述①⑤错误，故选A。答案：A3．(2021·河池都安高中月考)黑火药是我国古代四大发明之一，它是由木炭(C)、硫黄(S)、火硝(KNO3)按一定比例混合而成，爆炸时发生反应：S＋2KNO3＋3Ceq\o(=,\s\up17(点燃))K2S＋3CO2↑＋N2↑。下列叙述不正确的是()A．K2S属于离子化合物B．火硝中既含有离子键，又含有共价键C．CO2和N2分子中均含有共价键D．CO2的电子式是解析：K2S由钾离子和硫离子构成，含有离子键，属于离子化合物，故A项正确；KNO3由钾离子和硝酸根离子构成，含有离子键，硝酸根离子中氧原子和氮原子之间为共价键，故火硝中既含有离子键，又含有共价键，故B项正确；CO2是共价化合物，含有共价键，N2分子中氮原子之间以共价键结合，则二者均含有共价键，故C项正确；CO2分子中一个碳原子与两个氧原子各共用两对电子，其电子式为，故D项错误。答案：D4．(2021·莆田二中月考)三氟化氮(NF3)常用于微电子工业，可用以下反应制备：4NH3＋3F2=NF3＋3NH4F，下列说法正确的是()A．NF3的电子式为F∶N∶FB．在制备NF3的反应中，各物质均为共价化合物C．NH4F分子中仅含共价键D．在制备NF3的反应中，NH3表现出还原性解析：NF3中N原子与每个F原子共用一对电子，故其电子式为，A项错误；NH4F是由铵根和氟离子形成的离子化合物，B项错误；NH4F中含有铵根和氟离子形成的离子键，C项错误；该反应中NH3中部分N元素化合价升高为＋3价，被氧化，NH3表现出还原性，D项正确。答案：D5．(2021·六安皖西中学月考)NH3是一种重要的化工原料，在半导体光催化的作用下，N2分子被光催化材料捕获进而实现N2→NH3的转化(过程如图)。下列说法错误的是()A．N2在光催化材料表面断开了N≡N键B．该反应中，N2被还原C．该反应过程中有旧化学键断裂和新化学键形成D．该反应的类型是化合反应解析：由图知，N2在光催化材料表面断开了N≡N键，A项正确；该反应中，N2转变为氨，氮元素化合价从0降低到－3，被还原，B项正确；该反应过程中N2、水参加反应，化学键断裂，氨、氧气生成，化学键形成，有旧化学键断裂和新化学键形成，C项正确；由图知，反应中有氨、氧气生成，则该反应的类型不可能是化合反应，D项不正确。答案：D6．(2021·龙岩永定第一中学月考)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其分子结构如图。下列说法错误的是()A．该分子只含有极性键B．该分子属于极性分子C．该分子的原子中存在孤电子对D．该分子中σ键与π键个数比为4∶1解析：碳酸亚乙烯酯分子除含有极性键外还含有非极性键如C—C键，故A项错误；该分子正负电荷中心不重叠，属于极性分子，故B项正确；该分子的原子中存在孤电子对，如五元环上的两个氧原子各有两个孤电子对，故C项正确；该分子中σ键与π键个数比为8∶2＝4∶1，故D项正确。答案：A7．(2021·东莞虎门外国语学校月考)对于有机物A()的说法正确的是()A．A分子中含有8个σ键，2个π键B．A分子中所有原子均在同一个平面上C．与互为同系物D．质谱法无法鉴别和，核磁共振氢谱法可以解析：由题中结构简式可知，A分子中含有单键和双键，单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，则分子中含有16个σ键、2个π键，故A项错误；由结构简式可知，A分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子的空间构型为四面体形，则A分子中所有原子不可能在同一个平面上，故B项错误；与分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体、不是同系物，故C项错误；质谱法可以测定有机物的相对分子质量，核磁共振氢谱法可以测定不同化学环境的氢原子的种数及其相对数目，由结构简式可知，和的分子式相同，相对分子质量相等，不能用质谱法鉴别，分子中含有4种类型的氢原子，分子中含有5种类型的氢原子，则用核磁共振氢谱法可以鉴别和，故D项正确。答案：D8．(2021·成都外国语学校月考)下列有关等电子体的说法正确的是()A．N2与CO属于等电子体，但N2中含有氮氮三键，而CO中是碳氧单键B．POeq\o\al(3－,4)与SOeq\o\al(2－,4)属于等电子体，但结构不相似C．NOeq\o\al(－,2)与O3属于等电子体，故NOeq\o\al(－,2)为O3的同素异形体D．苯与硼氮苯(结构如图)属于等电子体，故硼氮苯为平面正六边形解析：CO分子中含有2个原子、14个电子，N2含有2个原子、14个电子，属于等电子体，结构相似，N2中含有氮氮三键，CO中含有碳氧三键，故A项错误；POeq\o\al(3－,4)与SOeq\o\al(2－,4)的原子个数都为5，电子总数都是50，原子数和电子总数都相等，属于等电子体，结构相似，故B项错误；O3和NOeq\o\al(－,2)的原子个数都为3，电子总数都是24，属于等电子体；由同种元素组成的不同单质互称同素异形体，NOeq\o\al(－,2)为离子，故NOeq\o\al(－,2)和O3不是同素异形体，故C项错误；B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的原子数都为12，电子总数都为42，属于等电子体，苯为平面正六边形结构，因此硼氮苯也为平面正六边形结构，故D项正确。答案：D9．(2021·福州高级中学月考)美国科学家合成了含有Neq\o\al(＋,5)的盐类，含有该离子的盐是高能爆炸物质，该离子的结构呈V形，如图所示。以下有关该物质的说法不正确的是()A．每个Neq\o\al(＋,5)中含有35个质子和34个电子B．该离子中有非极性键和配位键C．该离子中含有4个π键D．与PCleq\o\al(＋,4)互为等电子体解析：1个氮原子中含有7个质子、7个电子，则1个N5分子中含有35个质子、35个电子，Neq\o\al(＋,5)是由N5分子失去1个电子得到的，则1个Neq\o\al(＋,5)粒子中有35个质子，34个电子，故A项正确；Neq\o\al(＋,5)中氮氮三键是非极性共价键，中心的氮原子有空轨道，两边的两个氮原子提供孤电子对形成配位键，故B项正确；1个氮氮三键中含有2个π键，所以该离子中含有4个π键，故C项正确；Neq\o\al(＋,5)和PCleq\o\al(＋,4)具有相同原子数，但价电子数分别为24、27，不是等电子体，故D项错误。答案：D10．(2021·天津南开中学第三次模拟)元素周期表中第四周期某些过渡元素(如Ti、Mn等)在生产生活中有着广泛的应用。如钛的应用越来越受到人们的关注，锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一，下列有关说法错误的是()A．钛比钢轻、比铝硬，是一种新的结构材料。钛硬度比铝大的原因是Ti的相对原子质量大，分子间作用更强B．第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有Ni、Ge、SeC．已知三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]是一种很好的有机反应氧化剂。三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子的价层电子排布式中电子的自旋状态相同D．比较Fe和Mn的第三电离能，可得I3(Fe)小于I3(Mn)，原因是Mn2＋的3d能级是半充满的相对稳定结构，较难失去电子解析：钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强，A项错误；Ti是22号元素，有2个未成对电子，在第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有28号的Ni、32号Ge、34号Se元素三种元素，B项正确；Mn是25号元素，三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子Mn3＋的价层电子排布式是3d4，3d轨道有5个，原子核外电子总是尽可能单独排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子的能量低，比较稳定，故Mn3＋的4个价电子的自旋状态相同，C项正确；Fe3＋的价电子排布式是3d5，处于轨道的半充满的稳定状态，而Mn2＋的3d能级是半充满的相对稳定结构，再失去1个电子变为Mn3＋时是3d4的不稳定状态，因此Mn2＋较难失去电子，故第三电离能I3(Fe)小于I3(Mn)，D项正确。答案：A11．(2021·潍坊昌乐二中月考)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表。下列叙述正确的是()元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.074主要化合价＋2＋3＋6、－2＋2－2A．R的氧化物对应的水化物可能具有两性B．L、Q形成的简单离子核外电子排布相同C．T、Q的氢化物的稳定性：Q＞TD．L、M的单质中金属键的强弱：L＞M解析：由表中元素的原子半径和主要化合价不难推知：L为Mg，M为Al，Q为S，R为Be，T为O。由分析可知，R为Be在金属与非金属分界线处的元素，故其氧化物对应的水化物Be(OH)2可能具有两性，A项正确；由分析可知，L、Q形成的简单离子即Mg2＋、S2－，离子结构示意图分别为和，故核外电子排布不相同，B项错误；由分析可知，T、Q分别是O和S，由于O比S的非金属强，故其氢化物的稳定性Q<T，C项错误；由分析可知，L、M分别是Mg和Al，由于Mg的原子半径大于Al的，且Mg的价层电子数比Al的少，故单质中金属键的强弱L<M，D项错误。答案：A12．(2021·烟台第三次模拟)氨硼烷(NH3·BH3)是一种高性能固体储氢材料，在催化剂作用下可发生水解：3NH3·BH3＋6H2O=3NHeq\o\al(＋,4)＋B3Oeq\o\al(3－,6)＋9H2↑。已知B3Oeq\o\al(3－,6)的结构为，下列说法错误的是()A．键角：NHeq\o\al(＋,4)>NH3>H2OB．水解产生的H2既是氧化产物也是还原产物C．共价键的键能大小决定了氨硼烷熔、沸点的高低D．该反应过程中B原子的杂化方式由sp3转化为sp2解析：NHeq\o\al(＋,4)、NH3、H2O三种粒子中心原子均形成四对价电子，铵根中不存在孤电子对，氨分子中有一对孤电子对，水分子中有两对孤电子对，孤电子对数越多键角越小，故A项正确；水解产生的H2既是化合价升高的产物也是化合价降低的产物，既是氧化产物也是还原产物，故B项正确；氨硼烷是分子构成的，熔、沸点的高低由分子间作用力决定，与共价键的键能无关，故C项错误；反应物中B与氢之间形成共价键，与氮原子间形成配位键，共形成4条共价键，采用sp3杂化，而产物中B仅形成3条共价键，采用sp2杂化，故D项正确。答案：C二、非选择题13．(2021·齐齐哈尔第八中学校月考)W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的五种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。(1)MXeq\o\al(－,3)的空间构型是________。H2X分子的VSEPR模型名称为________。(2)0.2molWX2中含有的π键数目为________。(3)W、M、X、Y的第一电离能由大到小顺序为____________(请用元素符号回答)。(4)COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，光气分子的结构式为________，其中碳氧原子之间共价键是________(填字母)。a．2个σ键b．2个π键c．1个σ键，1个π键(5)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是______________________________________________。解析：W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则W为C元素；X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭，则X为O元素；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，且原子序数介于碳、氧之间，故M为N元素；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态，且原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故Y为Cr元素；Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物，Z为Cu元素。据此分析解答。(1)MXeq\o\al(－,3)即为NOeq\o\al(－,3)，中心N原子价层电子对数为3＋eq\f(5＋1－2×3,2)＝3，不含孤电子对，所以空间构型为平面正三角形；H2X即H2O，中心O原子价层电子对数为2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，所以VSEPR模型名称为正四面体。(2)WX2即为CO2，结构式为O=C=O，双键含有1个σ键、1个π键，所以0.2molCO2中含有0.4molπ键，数目为0.4NA。(3)W、M、X、Y分别为C、N、O、Cr，Cr为金属元素，第一电离能较小，同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级轨道半满，更稳定，第一电离能大于O元素，所以第一电离能由大到小顺序N＞O＞C＞Cr。(4)COCl2分子中C原子采取sp2杂化成键，C原子与Cl原子之间只能形成C—Cl单键，故C原子与O原子之间形成C=O双键，该分子的结构式是；碳氧原子之间共价键为双键，含1个σ键，1个π键，故选c。(5)Ge的原子半径大，原子之间形成σ键较长，pp轨道“肩并肩”程度很小或几乎不能重叠，所以Ge原子之间难以形成双键或三键。答案：(1)平面正三角形正四面体(2)0.4NA(3)N＞O＞C＞Cr(4)c(5)Ge的原子半径大，难以形成π键14．(2021·泉州科技中学月考)以下是一些元素的信息，其中有一种元素不在短周期。元素A单质是一种常见金属，与元素X形成黑色和红棕色三种常见化合物元素B基态原子M层p轨道上有5个电子元素C短周期中金属性最强，与X反应能生成两种常见化合物元素X最外层电子数是内层电子数的3倍，能形成双原子阴离子元素Y单质为双原子分子，结构中σ键与π数目比为1∶2根据上述信息回答下列问题：(1)写出X3的等电子体______(写一个即可)，基态Y原子核外电子所占据的最高能级的电子云形状为______。(2)A元素在元素周期表中的______区，基态A原子的未成对电子有______个。(3)B、C、X的简单离子半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。(4)H—X与H—Y两种共价键中，键的极性较强的是____，键长较长的是____(X、Y用元素符号表示)。(5)Y与碳元素形成的一种阴离子与Y2是等电子体，请写出该阴离子的电子式：______________。Y的常见氢化物易溶于水的主要原因是__________________________。(6)铂丝蘸取化合物CB在酒精灯上灼烧，火焰呈______色，显色原因是______(填字母)。A．CB受热挥发 B．CB受热分解C．C离子中电子跃迁 D．B离子中电子跃迁解析：X最外层电子数是内层电子数的3倍，X原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则X为O元素，可以形成双原子阴离子Oeq\o\al(2－,2)；元素A单质是一种常见金属，与元素X形成黑色和红棕色三种常见化合物，则A为Fe元素；B基态原子M层p轨道上有5个电子，则B为Cl元素；C在短周期中金属性最强，与X反应能生成两种常见化合物，则C为Na元素；短周期元素Y单质为双原子分子，结构中σ键与π键数目比为1∶2，则Y为N元素。据此分析解答。(1)O3的等电子体有SO2或NOeq\o\al(－,2)；基态N原子核外电子所占据的最高能级为p轨道，电子云形状为哑铃形。(2)A元素为Fe，价电子排布式为3d64s2，在元素周期表中的d区，基态A原子的未成对电子在3d轨道上，共有4个。(3)B、C、X分别为Cl、Na、O,Cl－有3个电子层，半径最大，O2－和Na＋核外电子排布相同，核电荷越大半径越小，所以简单离子半径由大到小的顺序为：Cl－＞O2－＞Na＋。(4)X为O，Y为N，O的电负性强于N，所以键的极性较强的是H—O；N的原子半径大于O，所以键长较长的是H—N。(5)等电子体具有相同的原子数目及相同的价层电子总数，所以氮与碳元素形成的与N2是等离电子体的一种阴离子为[∶C⋮⋮N∶]－；氨易溶于水的原因是NH3分子与水分子间存在分子间氢键，NH3是极性分子，水也是极性分子，相似相溶。(6)钠元素灼烧时呈现出的焰色为黄色，其原理是电子的跃迁。答案：(1)SO2(或NOeq\o\al(－,2))哑铃形(2)d4(3)Cl－＞O2－＞Na＋(4)H—OH—N(5)[∶C⋮⋮N∶]－NH3分子与水分子间存在分子间氢键，NH3是极性分子，水也是极性分子，相似相溶(6)黄C15．(2021·天津三中月考)下表中A、B、C、D、E、F为短周期主族元素，G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。A.元素周期表中原子半径最小的元素B.原子最外层电子数是内层电子数的2倍C.元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1D.元素价电子排布式为nsnnp2nE.同D主族元素，且原子序数为D的2倍F.元素的主族序数与周期数的差为4G.基态原子最外层电子排布为4s1，内层处于全充满状态根据上述信息回答下列问题：(1)C基态原子电子排布式为_____________________________________________________，CA3中心原子的杂化方式为________，分子空间构型为________。(2)E的最高价氧化物的VSEPR模型名称为________，其属于________(填“极性”或“非极性”)分子。(3)A2D的沸点比A2E的沸点高，其主要原因是___________________________________________________________________________________________________________。(4)下列关于B2A2的说法正确的是________(填字母)。A．B2A2中的所有原子都满足8电子结构B．B2A2分子中σ键和π键数目比为1∶1C．B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子D．B2A2分子发生加成反应σ键断裂(5)下列图象可表示两个F原子间成键后的电子云的图象是________(填字母)。(6)向G2＋的硫酸盐溶液中滴加氨水直至过量，首先观察到生成蓝色沉淀，离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇后有深蓝色晶体析出，其溶质的化学式为________(不用写结晶水)。解析：A为元素周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；B原子最外层电子数是内层电子数的2倍，则B为C元素；C元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1，则C为N元素；D元素价电子排布式为2s22p4，则D为O元素；E与D同主族，且原子序数为D的2倍，则E为S元素；F元素的主族序数与周期数的差为4，且原子序数大于E，则F为Cl元素；G基态原子最外层电子排布为4s1，内层处于全充满状态，则G为Cu元素。据此分析解答。(1)C为N元素，基态原子电子排布式为1s22s22p3；CA3为NH3，有三条σ键一个孤电子对，中心原子的杂化方式为sp3杂化，分子空间构型为三角锥形。(2)E的最高价氧化物为SO3无孤电子对，VSEPR模型名称为平面三角形，SO3是平面三角形分子，键角120°，因此它是非极性分子。(3)A2D(H2O)的沸点比A2E(H2S)的沸点高，其主要原因是水分子之间存在氢键。(4)B2A2(C2H2)为乙炔含有三键，B2A2中的氢原子不满足8电子结构，故A项错误；B2A2分子中σ键和π键数目比为3∶2，故B项错误；B2A2是由极性键(C—H)和非极性键(CC)形成的非极性分子，故C项正确；B2A2分子发生加成反应π键断裂，故D项错误；故选C。(5)两个F(Cl)原子间成键后为Cl2，两个Cl原子之间形成ppσ键，成键后的电子云在两个Cl原子之间，答案选E。(6)向Cu2＋的硫酸盐溶液中滴加氨水直至过量，首先观察到生成蓝色沉淀，沉淀为氢氧化铜，离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，生成[Cu(NH3)4]2＋，加入乙醇后有深蓝色晶体析出，其溶质的化学式为[Cu(NH3)4]SO4。答案：(1)1s22s22p3sp3三角锥形(2)平面三角形非极性(3)水分子之间存在氢键(4)C(5)E(6)Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)[Cu(NH3)4]SO416．(2021·河间第十四中学月考)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E＋原子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题：(1)E元素在周期表中的位置________，属于______区。(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为______(填元素符号)，第一电离能最大的原因是_________________