第13讲-原子结构-化学键(练)(新教材新高考)(解析版)

第13讲原子结构化学键1．核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是()A.eq\o\al(134,55)Cs和eq\o\al(137,55)Cs形成的单质物理性质相同B.eq\o\al(134,55)Cs比eq\o\al(131,53)I多3个中子C.eq\o\al(134,55)Cs和eq\o\al(137,55)Cs形成的单质化学性质相同D.eq\o\al(134,55)Cs与eq\o\al(137,55)Cs都是铯的同素异形体【答案】C【解析】同位素原子形成的单质，化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，A错误，C正确；eq\o\al(134,55)Cs的中子数为134－55＝79，eq\o\al(131,53)I的中子数为131－53＝78，二者中子数相差1，B错误；eq\o\al(134,55)Cs和eq\o\al(137,55)Cs互为同位素，而不是同素异形体，D错误。2．eq\o\al(\s\up1(99),\s\do4(43))Tc是医用放射性同位素。下列关于eq\o\al(\s\up1(99),\s\do4(43))Tc的叙述正确的是()A．中子数是56 B．质量数是43C．质子数是56 D．原子序数是99【答案】A【解析】eq\o\al(\s\up1(99),\s\do4(43))Tc的质子数＝原子序数，均为43，质量数是99，中子数＝99－43＝56，所以A正确。3．下列说法中肯定错误的是()A．某原子K层上只有一个电子B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D．阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8【答案】B【解析】H原子K层上只有一个电子，A项正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，B项错误；K层上最多只能排2个电子，M层和L层都为8个电子的离子可能为S2－、Cl－、K＋或Ca2＋等，C项正确；Li＋的最外层电子数为2，Na＋的最外层电子数为8，D项正确。4．下列关于C60、H3、Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(2))、Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))等微粒的叙述错误的是()A．碳、氢、氧、氮元素中各含有不同核素B．H3与H2化学性质相同，互为同位素C．C60与Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))中都含有共价键D．KO2属于含有共价键的离子化合物【答案】B【解析】核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，如碳元素的核素有eq\o\al(\s\up1(12),\s\do4(6))C、eq\o\al(\s\up1(13),\s\do4(6))C、eq\o\al(\s\up1(14),\s\do4(6))C，氢、氧、氮元素也各有不同核素，A正确；质子数相同、中子数不同的原子互称为同位素，H3、H2是氢元素的两种不同的单质，互为同素异形体，B错误；C60与Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))中非金属原子间均通过共用电子对相结合，都含有共价键，C正确；KO2由K＋、Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(2))构成，属于离子化合物，Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(2))中两个氧原子间以共价键结合，D正确。5．关于氢键，下列说法正确的是()A．氢键比范德华力强，所以它属于化学键B．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高C．由于冰中水分子间存在氢键，所以其密度大于液态水D．H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O之间形成氢键所致【答案】B【解析】氢键存在于分子间，化学键存在于分子内，所以氢键不是化学键，故A项错误。氢键的存在使分子间作用力增强，能够显著提高物质的熔、沸点，故B项正确。由于冰中水分子间存在氢键，使冰的结构中有空隙，造成体积膨胀，密度减小，故C项错误。氢键只影响物质的物理性质，H2O是一种非常稳定的化合物，是因为H—O键的稳定性强，故D项错误。6.三硫化磷(P4S3)可用于制造火柴，分子结构如图所示。下列说法不正确的是()A．P4S3中磷元素为＋3价B．P4S3属于共价化合物C．P4S3含有非极性键D．1molP4S3分子含有9mol共价键【答案】A【解析】图示最上方的P原子与S原子形成3个极性共价键，共用电子对偏向非金属性强的S原子，则P为＋3价；底面的P与S形成1个共价键，共用电子对偏向S原子，则P为＋1价；P—P键为非极性共价键，共用电子对不偏移，故P4S3中P元素为＋3价和＋1价，故A错误；只含有共价键的化合物属于共价化合物，P4S3属于共价化合物，故B正确；P4S3分子中P原子与P原子之间存在化学键，同种原子之间形成非极性键，所以含有非极性键，故C正确；根据图示可知，1molP4S3分子中含有6molP—S极性共价键和3molP—P非极性共价键，所以1molP4S3分子含有9mol共价键，故D正确。7．原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的核外电子结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的核外电子结构相同。下列叙述正确的是()A.a元素的三种核素的氧化物互为同素异形体B．a和其他3种元素均能形成共价化合物C．d和其他3种元素均能形成离子化合物D．元素a与b、c、d均能形成18电子微粒【答案】C【解析】根据题意可知，a为H，b为S，c为Cl，d为K元素。H的三种核素的氧化物是化合物，同素异形体是单质，故A错误；H与K形成的KH是离子化合物，故B错误；K与S、Cl、H均能形成离子化合物，故C正确；H与K、S、Cl分别形成KH、H2S、HCl，其中KH为20电子微粒，H2S、HCl为18电子微粒，故D错误。8．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：(1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符号表示)。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________。(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________。(6)H分子中含有8个原子，其分子式是________。【答案】(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6【解析】含有18个电子的简单阳离子为Ca2＋和K＋，简单阴离子为Cl－、S2－等，氢化物有HCl、H2S、PH3、H2O2、C2H6等，其他的如F2、Ar等。1．在当前空气污染日益严重，人们的健康受到来自空气威胁的情况下，“空气罐头”应运而生。16O和18O是氧元素的两种核素，下列说法正确的是()A．16O2与18O2互为同素异形体B．16O与18O核外电子排布方式不同C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D．16O与18O互为同位素【解析】D【解析】同素异形体是指同一元素形成的结构不同的单质，A错误；16O和18O互为同位素，质子数相同，核外电子数相同，所以两者的核外电子排布方式相同，B错误；16O和18O都是氧原子，而化学变化中的最小微粒是原子，所以不能通过化学变化实现16O与18O间的转化，C错误；16O与18O的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D正确。2．某元素的一个原子形成的离子可表示为eq\o\al(b,a)Xn－，下列说法正确的是()A.eq\o\al(b,a)Xn－含有的中子数为a＋bB.eq\o\al(b,a)Xn－含有的电子数为a－nC．X原子的质量数为a＋b＋nD．1个X原子的质量约为eq\f(b,6.02×1023)g【解析】D【解析】A项，中子数为b－a；B项，电子数为a＋n；C项，质量数为b。3．下列物质中，既属于离子化合物又属于电解质且含有极性键的是()A．Na2O2 B．H2SO4C．CS2 D．BaSO4【答案】D【解析】Na2O2属于离子化合物，含有离子键和非极性共价键，A不选；H2SO4属于共价化合物，B不选；CS2属于共价化合物，C不选；BaSO4属于离子化合物，Ba2＋和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do4(4))之间存在离子键，S和O之间存在极性共价键，BaSO4属于电解质，D选。4．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是()A．NO属于共价化合物B．O2含有非极性共价键C．过程②吸收能量，过程③释放能量D．标准状况下，NO分解生成11.2LN2转移电子数为NA【答案】D【解析】只含有共价键的化合物是共价化合物，NO属于共价化合物，A正确；同种非金属元素原子之间形成非极性键，所以O2含有非极性共价键，B正确；由图可知，过程②NO中化学键发生断裂形成氮原子和氧原子，此过程需要吸收能量，过程③形成了新的化学键N≡N键和O=O键，此过程释放能量，C正确；根据方程式2NO=N2＋O2，每生成1mol氮气，转移的电子数为4mol，生成11.2LN2(标准状况下)，即0.5molN2时，转移电子数为2NA，D错误。5．Na3N是离子化合物，它和水作用可产生NH3。下列叙述正确的是()A．Na＋和N3－的电子结构都与氖原子相同B．Na＋的半径大于N3－的半径C．Na3N与足量的盐酸反应后生成一种盐D．在Na3N与水的反应中，Na3N作还原剂【答案】A【解析】核外电子排布相同的简单离子，其半径随着原子序数的递增而减小，即Na＋的半径小于N3－的半径，B错误；Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl两种盐，C错误；Na3N与H2O反应：Na3N＋3H2O=3NaOH＋NH3↑，不存在元素化合价的变化，此反应不属于氧化还原反应，D错误。6．全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))，Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))是制备全氮类物质，Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))的重要中间体。下列说法中不正确的是()A．全氮类物质属于绿色能源B．每个Neq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(5))中含有35个质子C．，Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))属于离子化合物D．，Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))结构中含共价键和离子键【答案】C【解析】全氮类物质具有超高能量及爆轰产物无污染等优点，因此全氮类物质为绿色能源，A正确；1个氮原子中含有7个质子，所以每个Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))中含有35个质子，B正确；该物质由氮元素组成，属于单质，不属于化合物，C错误；Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))和Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))内部都含有共价键，Neq\o\al(\s\up1(＋),\s\do4(5))Neq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(5))结构中含有阳离子和阴离子，因此该物质含有离子键，D正确。7．下表中相关物质的信息都正确的一项是()选项化学式电子式或含有的化学键类型物质的性质与性质相对应的用途ANaClO离子键、共价键强氧化性消毒剂BH2O2不稳定，易分解医用消毒剂CNH3共价键水溶液呈弱碱性工业制硝酸DNaHCO3离子键受热易分解泡沫灭火器【答案】A【解析】NaClO中钠离子和次氯酸根离子之间存在离子键，O、Cl原子之间存在共价键，次氯酸钠具有强氧化性，所以可作消毒剂，A正确；H2O2是共价化合物，电子式为，H2O2具有强氧化性，可用于消毒，B错误；NH3在工业上用于制取硝酸是利用其还原性，与其水溶液呈碱性无关，C错误；碳酸氢钠中既存在离子键又存在共价键，碳酸氢钠可与铝离子发生双水解反应生成二氧化碳，故可用于灭火，与其稳定性强弱无关，D错误。8．德国化学家利用N2和H2在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖，该反应的微观历程如图所示，其中、、、分别表示N2、H2、NH3及催化剂。下列说法错误的是()A．NH3为共价化合物B．①→②过程中催化剂与气体之间形成离子键C．②→③过程需要吸收能量D．使用催化剂，合成氨反应放出的热量不变【答案】B【解析】NH3中只含有N—H共价键，属于共价化合物，故A正确；①→②过程中催化剂吸附气体分子，没有离子键形成，故B错误；②→③过程中分子转化为原子，化学键断裂要吸收能量，故C正确；催化剂只降低反应的活化能，不改变反应的反应热，故D正确。1．(2021·河北高考)用中子轰击eq\o\al(N,Z)X原子产生α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的核反应为：eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He。已知元素Y在化合物中呈＋1价。下列说法正确的是()A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．X和氢元素形成离子化合物D．6Y和7Y互为同素异形体【答案】A【解析】根据元素Y在化合物中呈＋1价及eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He可知，X为B元素、Y为Li元素。H3BO3为弱酸，可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液，A正确；Li单质在空气中燃烧的产物是Li2O，B错误；B元素与H元素可形成多种共价化合物，如B2H6、B4H10等，C错误；同素异形体是指由同一种元素组成的不同形态的单质，故6Y和7Y不互为同素异形体，二者互为同位素，D错误。2．(2021·广东高考)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是()A．煤油是可再生能源B．H2燃烧过程中热能转化为化学能C．火星陨石中的20Ne质量数为20D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素【答案】C【解析】煤油来源于石油的分馏，属于化石燃料，是不可再生能源，A错误；H2燃烧过程中化学能转化为热能和光能，B错误；20Ne的质量数为20，C正确；质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素，3He、3H的质子数分别为2、1，二者质子数不同，不互为同位素，D错误。3．(2020·全国Ⅰ卷)1934年约里奥—居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)轰击金属原子eq\o\al(W,Z)X，得到核素eq\o\al(30,Z＋2)Y，开创了人造放射性核素的先河：eq\a\vs4\al(\o\al(W,Z)X＋\o\al(4,2)He→\o\al(30,Z＋2)Y＋\o\al(1,0)n)其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是()A.eq\o\al(W,Z)X的相对原子质量为26B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半径小于Y的D．Y仅有一种含氧酸【答案】B【解析】由题给信息可得X为Al，Y为P，eq\o\al(27,13)Al的相对原子质量为27，A项错误；X(Al)、Y(P)均可形成三氯化物，分别为AlCl3、PCl3，B项正确；根据同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小知，X(Al)的原子半径大于Y(P)的，C项错误；Y(P)有多种含氧酸，如H3PO3和H3PO4等，D项错误。4．(2020·全国卷Ⅰ)1934年约里奥－居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核eq\o\al(\s\up1(4),\s\do4(2))He)轰击金属原子WZX，得到核素eq\o\al(\s\up1(30),\s\do4(Z＋2))Y，开创了人造放射性核素的先河：WZX＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do4(2))He→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do4(Z＋2))Y＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do4(0))n其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是()A．WZX的相对原子质量为26B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半径小于Y的D．Y仅有一种含氧酸【答案】B【解析】由题给信息可得X为Al，Y为P，eq\o\al(\s\up2(27),\s\do4(13))Al的相对原子质量为27，A项错误；X(Al)、Y(P)均可形成三氯化物，分别为AlCl3、PCl3，B项正确；根据同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小知，X(Al)的原子半径大于Y(P)的，C项错误；Y(P)有多种含氧酸，如H3PO3和H3PO4等，D项错误。5．(2020·浙江7月选考)下列说法正确的是()A．35Cl和37Cl是两种不同的元素B．单晶硅和石英互为同素异形体C．HCOOH和HOCH2CHO互为同系物D．H与Na在元素周期表中处于同一主族【答案】D【解析】35Cl和37Cl是氯元素的两种不同核素，A项错误；单晶硅为Si，石英为SiO2，二者不互为同素异形体，B项错误；HCOOH为一元羧酸，HOCH2CHO为羟基醛，二者结构不相似，不互为同系物，C项错误；H和Na都处于ⅠA族，D项正确。6．(2019上海高考)元素eq\o\al(295,118)Og中文名为，是一种人工合成的稀有气体元素，下列说法正确的是()A．核外电子数是118 B．中子数是295C．质量数是177 D．第六周期0族元素【答案】A【解析】根据核素符号eq\o\al(295,118)Og可知，质量数为295，质子数＝核外电子数＝118，中子数＝295－118＝177，该原子结构示意图为，根据周期序数＝电子层数可知，eq\o\al(295,118)Og属于第七周期0族元素。7．(2019北京理综)2019年是元素周期表发表150周年。期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是()A．In是第五周期第ⅢA族元素B.eq\o\al(115,49)In的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：In>AlD．碱性：In(OH)3>RbOH【答案】D【解析】A对：铟(49In)的原子结构示意图为，可推断In是第五周期第ⅢA族元素。B对：eq\o\al(115,49)In的中子数为115－49＝66，电子数为49，因此eq\o\al(115,49)In的中子数与电子数的差值为17。C对：铟和铝同属于ⅢA族元素，前者位于第五周期，后者位于第三周期，因此原子半径：In>Al。D错：铟和铷同属于第五周期元素，前者位于ⅢA族，后者位于ⅠA族，根据同周期主族元素最高价氧化物的水化物的碱性递变规律得：碱性In(OH)3＜RbOH。8．(2019浙江高考)下列说法正确的是()A．18O2和16O2互为同位素B．正己烷和2,2­二甲基丙烷互为同系物C．C60和C70是具有相同质子数的不同核素D．H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体【答案】B【解析】A项，同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子的互称，18O2和16O2是分子，不是原子，不能称为同位素，A错误。B项，正己烷和2，2­二甲基丙烷两种有机物，结构相似，分子组成上相差一个CH2原子团，互为同系物，B正确。C项，C60和C70是碳元素的不同单质，是不同的分子，不是原子，C错误。D项，H2NCH2COOCH3分子式为C3H7NO2，CH3CH2NO2分子式为C2H5NO2，分子式不同，不是同分异构体，D错误。9．(2019全国卷Ⅲ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A．原子半径：W<XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z<WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱【答案】D【解析】由题意，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。A对：根据电子层数越多，原子半径越大，可得原子半径：W<X。B对：常温常压下，硅单质为固态。C对：同一主族由下到上简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，所以热稳定性：NH3>PH3。D错：X的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物。10．(2019浙江高考)下列说法不正确的是()A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏【答案】C【解析】A项，纯碱和烧碱都是离子晶体，熔化时均克服离子键，A项正确。B项，水分子间存在分子间作用力，加热蒸发氯化钾水溶液的过程中水分子挥发，有分子间作用力破坏，B项正确。C项，二氧化碳溶于水时，部分CO2与水反应生成碳酸，反应中有共价键的破坏和形成，所以CO2溶于水存在共价键和分子间作用力的改变，C项错误。D项，石墨中存在共价键和分子间作用力，所以石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D项正确。11．(2019江苏化学)反应NH4Cl＋NaNO2=NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()A．中子数为18的氯原子：eq\o\al