2020-2021备战高考化学 化学键的综合题试题含详细答案

2020-2021备战高考化学化学键的综合题试题含详细答案

一、化学键练习题（含详细答案解析）

1．

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a pm，最近的Ti原子

距离为a

2

，A原子的坐标参数为（

1

2

,

1

2

,

1

2

），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。 AB TiO2+ sp (1

4

，

1

2

，0) 8

5

4

a

【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+8×1

8

=2，小

黑球位于晶胞的面上，则个数为2×6×1

2

=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a

2

，故B原子坐标参数为

(1

4

，

1

2

，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22a a 42????+ ? ?????=54a pm 。

2．

（1）双氧水(H 2O 2)是一种绿色氧化剂，它的电子式为__。

（2）在常压下，乙醇的沸点（78.2℃）比甲醚的沸点（-23℃）高。主要原因是__。 （3）联氨（又称肼，分子式N 2H 4）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似。

①肼的水溶液显碱性原因是__（请用肼在水中一级电离的方程式来表示）。

②联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__。

【答案】

乙醇分子间形成了氢键，而甲醚却不能 N 2H 4+H 2O ?NH 2NH 3++OH -

N 2H 6(HSO 4)2

【解析】

【分析】

【详解】

(1)双氧水(H 2O 2)是一种绿色氧化剂，双氧水是共价化合物，电子式为； (2)在常压下，乙醇的沸点(78.2℃)比甲醚的沸点(-23℃)高。主要原因是乙醇分子间形成了氢键，而甲醚却不能；

(3)①联氨在水中的电离方程式与氨相似, 则联氨的第一步电离方程式为：

N 2H 4+H 2O ?NH 2NH 3++OH -，则肼的水溶液显碱性。

②联氨为二元弱碱，第一步电离方程式为：N 2H 4+H 2O ?

N 2H 5++OH -，第二步电离方程式为：N 2H 5++H 2O ?N 2H 62++OH -，则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N 2H 6(HSO 4)2。

3．

南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN 5，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Mn 2+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(H 2O)6]2+[(N 5)2(H 2O)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-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1

X737.71450.77732.7

Y1313.93388.35300.5

Z1402.32856.04578.1

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πn

m

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π66)，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a nm，N A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、N A的代数式表示）。

【答案】3d5 ds Z X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 sp254π 12

22

3

A

8.910 N a

?

?

【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AgN 5的个数，结合ρ=

m V 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

1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 2，Mn 原子失去最外层2个电子得到Mn 2+，其价电子排布式为3d 5；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，I 1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(H 2O)6]2+的中心离子Mg 2+含有空轨道，而配位体H 2O 的O 原子上含有孤电子对，在结合时，Mg 2+提供空轨道，H 2O 的O 原子提供孤电子对，二者形成配位键；在阴离子[(N 5)2(H 2O)4]2-上N 5-与H 2O 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sp 3杂化，形成的物质结构为四面体形；若原子采用sp 2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。N 5-为平面正五边形，说明N 原子的杂化类型为sp 2杂化；在N 5-中，每个N 原子的sp 2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，N 5-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54π；

(3)根据AgN 5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

382?=12个；在一个晶胞中含有Ag +的数目为8×18+6×12=4，含有N 5-的数目为1+12×14

=4，晶胞体积为V =(2a×10-7)3

cm 3，则ρ=()22A/mol 3373A 4178?g /mol N m 8.910V N a 2a 10cm

-??==?? g/cm 3。 【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。

4．

现有下列物质：

①KCl ②CH4③NH4NO3④I2⑤Na2O2⑥HClO4⑦N2⑧CO ⑨SO2⑩金刚石

?CH3CH2OH ?MgO ?MgCl2?KOH ?HCl ?Al2O3

请回答下列问题。

(1)两性氧化物是___（填序号），其电子式为___。

(2)最简单的有机化合物是___（填序号），用电子式表示其形成过程：___。

(3)属于共价化合物的是___（填序号），含有共价键的离子化合物是___（填序号）。

(4)由两种元素组成，且含有离子键和共价键的化合物为___（填序号），这两种元素的单质反应生成该化合物的化学方程式为___。

【答案】?②

②⑥⑧⑨??③⑤?⑤ 2Na+O2点燃

Na2O2

【解析】

【分析】

(1)两性氧化物指的是能与碱和酸反应生成盐和水的氧化物；

(2)最简单的有机化合物是CH4，甲烷为共价化合物；

(3) 一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价键，含有离子键的化合物为离子化合物，离子化合物中可能含有共价键，只含共价键的化合物为共价化合物；

(4)由两种元素组成，且离子键、共价键都含有的是Na2O2。

【详解】

(1)两性氧化物指的是能与碱和酸反应生成盐和水的氧化物，这里只有Al2O3，Al2O3是离子化合物，其电子式为：，故答案为：?；

；

(2)最简单的有机化合物是CH4，甲烷为共价化合物，用电子式表示其形成过程为：

，故答案为：②；；

(3)只含共价键的化合物为共价化合物，CH4、HClO4、CO、SO2、CH3CH2OH、HCl中只含共价键，属于共价化合物；含有共价键的离子化合物有：NH4NO3、Na2O2、KOH，故答案为：

②⑥⑧⑨??；③⑤?；

(4)由两种元素组成，且离子键、共价键都含有的是Na2O2，钠和氧气反应生成过氧化钠的

化学方程式：2Na+O2点燃

Na2O2，故答案为：⑤；2Na+O2

点燃

Na2O2。

【点睛】

一般来说，活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，非金属元素之间易形成共价

键，不同非金属元素之间易形成极性键，同种非金属元素之间易形成非极性键，含有离子

键的化合物为离子化合物，离子化合物中可能含有共价键，只含共价键的化合物为共价化

合物。

5．

现有短周期元素性质的部分数据如下表，其中x的值表示不同元素的原子吸引电子的能力

大小，若x值越大，元素的非金属性越强，金属性越弱。x值相对较大的元素在所形成的

分子中化合价为负。⑩原子的核外电子层数与核外电子总数相同。

元素编号

元素性质

①②③④⑤⑥⑦⑧⑨x 3.44 2.550.98 3.16 2.19 3.980.93 3.04 1.91

常见化合价最高价+4+1+1+4最低价-2-1-3-1-3

（1）根据以上条件，推断③④⑤的元素符号分别为：___，__，__。

（2）②的最高价氧化物的固体属于__晶体，空间构型__。

（3）用电子式表示下列原子相互结合成的化合物电子式：

①＋⑦＋⑩：___，

①＋⑩形成原子个数比为1：1的化合物：__。

（4）写出①与⑦所形成仅含离子键的化合物和④与⑩所形成的化合物反应的离子方程式：___。

【答案】Li Cl P 分子直线形 Na2O＋2H＋

=2Na＋＋H2O

【解析】

【分析】

【详解】

①最低价为－2，是O或者S。⑩原子的核外电子层数与核外电子总数相同，则只有H满足，最外层电子数是1，电子层数也是1。②和⑨的最高价均为＋4，同为ⅣA族，②的非金属性比⑨强，则②为C，⑨为Si；③和⑦的最高价均为＋1，同为ⅠA族，⑦的金属性强，则⑦为Na，③为Li。④和⑥的最低价均为－1，为ⅦA族，⑥非金属性强，则⑥为F，④为Cl，⑤和⑧最低价均为－3，为ⅤA族元素，⑧的非金属性较强，则⑧为N，⑤为P。如果①是S，则①的非金属性比Cl低，但是①的非金属性比Cl高，则①为O。

【点睛】

根据上述的分析，①为O，②为C，③为Li，④为Cl，⑤为P，⑥为F，⑦为Na，⑧为N，

⑨为Si，⑩为H。

(1)根据分析，③④⑤分别为Li、Cl、P；

(2)②的最高价氧化物是CO2，形成的晶体由CO2分子构成，属于分子晶体；CO2价层电子对

数为

4-22

2+=2

2

，没有孤对电子对，则CO2的空间构型为直线形；

(3)①⑦⑩构成的物质为NaOH，由Na＋和OH－构成，其电子式为；

①⑩形成1：1的化合物为H2O2，其电子式为；

(4)①和⑦形成仅含有离子键的化合物为Na2O，④和⑩形成的化合物为HCl，其离子方程式为Na2O＋2H＋=2Na＋＋H2O。

6．

试用相关知识回答下列问题：

（1）有机物大多难溶于水，而乙醇和乙酸可与水互溶，原因是_______。

（2）乙醚（2523

C H OC H）的相对分子质量大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚的高得多，原因是_________________。

（3）从氨合成塔里分离出NH3，通常采用的方法是_____________，原因是

_____________。

（4）水在常温下的组成的化学式可用（H2O）n表示，原因是_______________。

【答案】乙醇、乙酸和水均为极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键乙醇分子间存在较强的氢键加压使3

NH液化后，与H2、N2分离 NH3分子间存在氢键，易液化水分子间存在氢键，若干个水分子易缔合成较大的“分子

【解析】

【分析】

由于氢键的存在，可以让乙醇和乙酸与水互溶，可以增大物质的熔沸点，易让氨气液化，使多个水分子缔合在一起形成大分子，但是氢键不是化学键。

【详解】

（1）乙醇分子中的羟基(—OH)、乙酸分子中的羧基(—COOH)中的O原子与水分子中的H 原子可以形成氢键、乙醇分子中的羟基(—OH)、乙酸分子中的羧基(—COOH)中的H原子与水分子中的O原子可以形成氢键，故乙醇和乙酸可与水互溶的原因：乙醇、乙酸和水均为极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键；

（2）乙醇分子间通过氢键结合产生的作用力比乙醚分子间的作用力大，故乙醇的相对分子质量虽小，但其分子间作用力比较大，所以沸点高；

（3）氨气分子间由于存在氢键，沸点较高，加压会使它容易液化，从而可以和氢气、氮气分离；

（4）在常温下，由于水分子之间存在氢键，会使多个水分子缔合在一起，形成较大的分子。

7．

原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识，请回答下列问题：(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉，常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂，严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4 种类型，苏丹红Ⅰ的分子结构如图所示：

苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，有人把羟基取代在对位形成如图所示的结构：

则其在水中的溶解度会_____(填“增大”或“减小”)，原因是_____。

(2)已知 Ti3+可形成配位数为6，颜色不同的两种配合物晶体，一种为紫色，另一种为绿色。两种晶体的组成皆为 TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；b.分别往待测溶液中滴入 AgNO3溶液，均产生白色沉淀；c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为_______，由 Cl-所形成的化学键类型是_______。

(3)如图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点，其中表示ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是_____；表示ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是

_____；同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高，其原因是__________；A、B、C曲线中第二周期元素的氢化物的沸点显著高于第三周期元素的氢化物的沸点，其原因是_______________。

【答案】增大苏丹Ⅰ已形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易已形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于增大在水中的溶解度 [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 离子键、配位键 B D 结构与组成相似，分子间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高水、氨气、HF分子之间均能形成氢键，沸点较高

【分析】

【详解】

(1)因为苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键，而使在水中的溶解度很小，微溶于乙醇，而修饰后的结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度，因此，本题答案是：增大；苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键而使在水中的溶解度很小，而修饰后的结构易形成分子间氢键，与水分子形成氢键后有利于的增大在水中的溶解度；

(2)Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的

白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2

3

，可以知道紫色品体中含3个氯

离子，绿色晶体中含2个氯离子，即绿色晶体的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，氯原子形成化学键有含有离子键、配位键，因此，本题答案是：[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O；离子键、配位键；

(3)第二周期中元素形成的氢化物中，水为液态，其它为气体，故水的沸点最高，且相对分子质量越大，沸点越高，故B曲线为VIIA族元素氢化物沸点；HF分子之间、氨气分子之间均存在氢键，沸点高于同主族相邻元素氢化物，甲烷分子之间不能形成氢键，同主族形成的氢化物中沸点最低，故D曲线表示IVA族元素氢化物沸点；同一族中第3、4、5周期元素的氢化物结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；水分子之间、氨气分子之间、HF分子之间均形成氢键，沸点较高；因此，本题答案是：B；D；结构与组成相似，分子之间不能形成氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；水、氨气、HF分子之间均形成氢键，沸点较高。

8．

碳与硅是十分重要的两种元素，金刚石、SiC具有耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。

（1）碳元素在周期表中的位置是_______________，其原子核外通常未成对电子数为

___________个。

（2）已知2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)→P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)反应中，被破坏的化学键有

________。

a．离子键 b.极性共价键 c. 非极性共价键

（3）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，除去粗产品中少量钠的试剂为_______________。

（4）下列叙述正确的有____________填序号），

①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应

②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同

③NaSiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

④Si在一定条件下可与FeO发生置换反应

【答案】第二周期第IVA族 2 abc 水（或乙醇）③④

【解析】

【详解】

（1）碳元素的电子层数为2，最外层电子数为4，所以在周期表中的位置是第二周期第IVA 族，碳元素的2p 能级上有2个未成对电子。

（2）由2Ca 3(PO 4)2（s ）+10C （s ）→P 4（g ）+6CaO （s ）+10CO ，可知：钙离子和磷酸根离子之间的离子键被破坏，磷原子和氧原子间的极性共价键被破坏，另外C 中非极性共价键也被破坏，因此答案选abc 。

（3）由于Na 可以与水（或乙醇）发生反应，而金刚石不与水（或乙醇）反应，所以除去粗产品中少量的钠可用水（或乙醇）。

（4）①Na 还原CCl 4生成NaCl 和C ，属于置换反应，但Cl 2与H 2O 反应生成HCl 和HClO ，不是置换反应，故①错误；②水晶属于原子晶体，而干冰属于分子晶体，熔化时克服粒子间作用力的类型不相同，前者是共价键，后者是分子间作用力，故②错误；③Na 2SiO 3溶液与SO 3的反应，说明酸性H 2SiO 3比H 2SO 4弱，可用于推断Si 与S 的非金属性强弱，故③正确；④C 和Si 同主族性质相似，Si 在一定条件下可与FeO 发生置换反应，故④正确，答案选③④。

9．

研究水体中碘的存在形态及其转化是近年的科研热点。I -与I 2在水体和大气中的部分转化如下图所示。

(1) I 2的电子式为______________。

(2)水体中的I -在非酸性条件下难于被空气中的2O 氧化。原因是

-2222H O 4I O 2I 4OH -+++?的反应速率慢，反应程度小。

①I -在酸性条件下与2O 反应的离子方程式是_____________________________________。 ②在酸性条件下I -易被2O 氧化的可能的原因是

______________________________________。

(3)有资料显示：水体中若含有2Fe +，会对3O 氧化I -产生影响。为检验这一结论，进行如下探究实验：分别将等量的3O 通入到20mL 下列试剂中，一段时间后，记录实验现象与结果。己知：每31molO 参与反应，生成21molO 。 序号 试剂组成 反应前溶液的pH

反应后溶液的

pH I -的转化率 3Fe(OH)的生成量 甲 21310mol L NaI --?? 5.3 11.0 约10%

1amol L NaCl -?

乙 21310mol L NaI --??

2121.510mol L FeCl --?? 5.1 4.1 约100% 大量 丙 2121.510mol L FeCl --?? 5.2 3.5 —— 少量

①a =_______________________。

②甲中反应为可逆反应，其离子方程式是________________________。

③比较甲、乙、丙实验，说明2Fe +在实验乙中的作用并解释_______________________。

【答案】 2224H 4I O 2I 2H O +=+++ (H )c +增大，(OH )c -减小，使平衡2222H O 4I O 2I 4OH --+++?正向移动，反应易于进行等其他合理答案 2310-? 2322H O 2I O I 2OH O --++++? 2Fe +或2Fe +的氧化产物3Fe +与-I 和3O 反应产生的OH -结合，促使该平衡正向移动，提高了-I 的转化率等其他合理答案

【解析】

【分析】

（1）根据成键方式书写电子式；（2）根据氧化还原反应原理书写反应方程式，并根据平衡移动原理分析解答；（3）根据实验数据及平衡移动原理分析解答。

【详解】

（1） I 2属于共价分子，电子式为：，故答案为：；

（2）①根据题干信息分析，I -在酸性条件下被2O 氧化生成I 2，反应的离子方程式是-2224H 4I O 2I 2H O +=+++；

②根据提给信息中I -在非酸性条件下被氧化的反应方程式分析知，在酸性条件下I -易被2O 氧化的可能的原因是(H )c +增大，(OH )c -

减小，使平衡2222H O 4I O 2I 4OH --+++?正向移动，反应易于进行，故答案为：

-2224H 4I O 2I 2H O +=+++ ；(H )c +增大，(OH )c -减小，使平衡

2222H O 4I O 2I 4OH --+++?正向移动，反应易于进行等；

（3）①验证Fe 2+对O 3氧化I -产生的影响时，必须排除其它干扰因素，所以A 、B 组对照实验中c (Cl -)要相同，即c (NaCl )=2c (FeCl 2)=2×1.5×10-2mol/L=3×10-2mol/L ，故答案为：3×10-2；

②O 3氧化I -时溶液显碱性，说明生成了碱性物质或离子，离子方程式为：

2322H O 2I O I 2OH O --++++?，故答案为：2322H O 2I O I 2OH O --++++?；

③Fe 2+具有强还原性，易被O 3氧化生成Fe 3+，Fe 2+或Fe 3+结合OH -生成弱碱，促使反应2322H O 2I O I 2OH O --++++?正向进行，提高I -转化率，故答案为： 2Fe +或2Fe +的氧化产物3Fe +与-I 和3O 反应产生的OH -结合，促使该平衡正向移动，提高了-I 的转化率。

10．

中国药学家屠呦呦因发现青蒿素（一种用于治疗疟疾的药物）而获得诺贝尔生理医学奖。青蒿素（C 15H 22O 5）的结构如图所示。请回答下列问题：

（1）组成青蒿素的三种元素电负性由小到大排序是_____，在基态O 原子中，核外存在_____对自旋相反的电子。

（2）下列关于青蒿素的说法正确的是_____（填序号）。

a.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键

b.在青蒿素分子中，所有碳原子均采取sp 3杂化

c.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其它原子成键

（3）在确定青蒿素结构的过程中，可采用NaBH 4作为还原剂，其制备方法为：4NaH+B(OCH 3)→3NaBH 4+3CH 3ONa

①NaH 为_____晶体，如图是NaH 晶胞结构，则NaH 晶体的配位数是_____，若晶胞棱长为a ，则Na 原子最小核间距为_____。

②B(OCH 3)3中B 采用的杂化类型是_____。写出两个与B(OCH 3)3具有相同空间构型的分子或离子_____。

③NaBH 4结构如图所示，结构中存在的化学键类型有_____。

【答案】H ＜C ＜O 3 a 离子2

sp 2 3BF 、2-3CO 离子键、配位键、共价键 【解析】

【详解】

（1）青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成，三种元素的电负性由小到大排序为H ＜C ＜O ；

基态氧原子的电子排布式为2241s 2s 2p ，因此一共有3对自旋相反的电子，还有2个未成对

电子；

（2）a.青蒿素分子中有C-C 非极性键和O-O 非极性键，也有C-H 等极性键，a 项正确； b.标出的4号碳原子形成了3个σ键而没有孤电子对，因此为2sp 杂化，b 项正确；

c.同b 项，4号碳原子形成了3个σ键和1个π键，c 项错误；

答案选a ；

（3）①金属氢化物是由金属阳离子和-H 组成的，因此为离子晶体，NaH 的结构与食盐类似，因此配位数均为6，根据晶胞结构不难看出钠（黑球）与钠之间的最小核间距为面对角线的一半，已知晶胞棱长为a

②硼原子的配位数为3，没有孤电子对，因此其采用2sp 的杂化方式，采用2sp 杂化的单核

分子有很多，例如3BF 、2-

3CO 等（合理即可）；

③首先阴、阳离子间存在离子键，硼原子最外层只有3个电子，因此除形成3个共价键外还要形成1个配位键，类似于+4NH 。

【点睛】

金属氢化物是一种近年来经常出现的物质，例如氢化钾、氢化钠、氢化钙等，其中氢以少见的-1价存在，这些氢化物都可以和水反应放出氢气，反应的本质是-1价的氢和+1价的氢发生归中反应。

11．

将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一氧化还原反应的体系，共有KCl 、Cl 2、浓H 2SO 4、H 2O 、KMnO 4、MnSO 4、K 2SO 4七种物质。完成下列填空：

(1)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式，配平并标出电子转移方向和数目：___________________________。

(2)上述反应中，氧化剂是_____________，每转移1 mol 电子，生成Cl 2_____ L （标准状况）。

(3)在反应后的溶液中加入NaBiO 3(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，BiO 3-反应后变为无色的Bi 3+。写出该实验中涉及反应的离子反应方程式：_________________。

(4)根据以上实验，写出两个反应中氧化剂、氧化产物的氧化性强弱顺序__________。

(5)上述氧化还原反应体系中，属于第三周期元素的简单离子半径由大到小的顺序为

________

(6)氯原子的最外层电子的轨道式为___________，氯原子核外有_______不同运动状态的电子。

【答案】 KMnO4 11.2

2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O NaBiO3>KMnO4>Cl2 S2->Cl-

17

【解析】

【分析】

(1)由浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去，则高锰酸钾具有氧化性，则还原反应为KMnO4→MnSO4，则在给出的物质中Cl元素的化合价升高，则氧化反应为KCl→Cl2，然后根据元素守恒来书写氧化还原反应；

(2)在氧化还原反应中，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，根据氧化剂和转移电子之间的关系计算；

(3)在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，说明Mn2+被氧化变为MnO4-，BiO3-发生反应得到电子后变为无色的Bi3+，据此写出离子方程式；

(4)在自发进行的氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性；

(5)上述氧化还原反应体系中，属于第三周期元素有S、Cl，根据离子半径大小比较方法判断；

(6)根据构造原理可知氯原子的核外电子排布式，任何一个原子核外没有运动状态完全相同的电子存在；结合原子尽可能成单排列，而且自旋方向相同书写Cl原子最外层电子的轨道式。

【详解】

(1)由题意可知，高锰酸钾具有氧化性，则还原反应为KMnO4→MnSO4，则在给出的物质中Cl元素的化合价升高，则氧化反应为KCl→Cl2，则反应为

KMnO4+KCl+H2SO4→MnSO4+K2SO4+Cl2↑+H2O，由电子守恒及原子守恒可得配平后的化学反应为；

(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+5Cl2↑+8H2O中，锰元素的化合价由+7变为+2，所以高锰酸钾是氧化剂，2 mol氧化剂在反应中得到电子的物质的量=2 mol×(7-2)=10 mol，每转移1 mol电子，生成Cl2是0.5 mol，其在标准状况下的体积为V(Cl2)=0.5 mol×22.4

L/mol=11.2 L；

(3)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色，是因NaBiO3具有强氧化性(比KMnO4氧化性强)，将Mn2+氧化为MnO4-，BiO3-得到电子被还原变为无色的Bi3+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O；

(4)在反应2KMnO4+10KCl+8H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+5Cl2↑+8H2O中，物质的氧化性：KMnO4>Cl2；在反应2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O中，物质的氧化性：NaBiO3>KMnO4，所以氧化性强弱顺序是：NaBiO3>KMnO4>Cl2；

(5)上述氧化还原反应体系中，属于第三周期元素有硫和氯，S2-、Cl-核外电子排布都是2、8、8，电子层结构相同，由于核电荷数Cl>S，核电荷数越大，离子的半径就越小，所以其简单离子半径：S2->Cl-；

(6)Cl是17号元素，核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，可见Cl原子最外层有7个电子，

氯原子的最外层电子的轨道式为，氯原子核外有17不同运

动状态的电子。

【点睛】

本题考查了氧化还原反应方程式的书写、电子转移方法的表示、原子核外电子排布规律、微粒半径大小比较等。掌握氧化还原反应中元素化合价与电子转移的关系和物质结构知识是本题解答的关键，题目考查了学生学以致用的能力。

12．

（1）H、D、T三种原子，在标准状况下，它们的单质的密度之比是_______，它们与氧的同位素16O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为_______；[14NH3T]+中，电子数、质子数、中子数之比为_____

（2）核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则n g它的同价态氧化物中所含电子的物质的量为____________。

（3）含6.02×1023个中子的7

3

Li的质量是______g

（4）①Ne②HCl③P4④N2H4⑤Mg3N2⑥Ca(OH)2⑦CaC2⑧NH4I⑨AlCl3，请用上述物质的序号填空，只存在极性共价键的是____________，只存在非极性共价键的是_______________。既存在离子键又存在非极性共价键的是_____________。

（5）在下列变化中，①碘的升华②烧碱熔化③MgCl2溶于水④HCl溶于水⑤Na2O2溶于水，未发生化学键破坏的是_____________，仅发生离子键破坏的是_____________仅发生共价键破坏的是_________，既发生离子键破坏又发生化学键破坏的是_______。（填写序号）

【答案】1∶2∶3 12 10∶11∶9

n

A16

×（A-N+8） 1.75或7/4 ②⑨③⑦①

②③④⑤【解析】【分析】

(1)同温同压下，气体摩尔体积相等，根据ρ=m

V

计算其单质的密度之比；根据1个水分子

是由两个氢原子和1个氧原子构成来分析；结合离子符号，计算含有电子数、质子数、中子数进行判计算；

(2)核内中子数为N 的R 2+离子，质量数为A ，所以质子数为A-N ，电子数为A-N ；该离子带2个单位正电荷，所以其氧化物的化学式为RO ，该氧化物的摩尔质量为(A+16)g/mol ，据此分析计算；

(3)根据n=A

N N 计算中子物质的量，Li 的中子数为7-3=4，进而计算Li 的物质的量，再根据m=nM 计算；

(4)根据共价键和和离子键的定义判断。共价键：相邻原子间通过共用电子对形成的化学键；离子键：阴阳离子通过静电作用形成的化学键；共价键的极性根据成键元素判断；

(5)根据物质含有的化学键类型以及变化类型进行判断。

【详解】

(1)质量数=质子数+中子数，三种原子的质量数分别为1、2、3，故在同温同压下，体积相等，故根据ρ=m V =nM V

知，其密度之比等于其摩尔质量之比，故密度之比为1∶2∶3；由氧的同位素有16O 、18O ，氢的同位素有11H 、12H 、13H ，在1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子，若水分子中的氢原子相同，则16O 可分别与11H 、12H 、13H 构成水，即存在三种水；18O 可分别与11H 、12H 、13H 构成水，即存在三种水；若水分子中的氢原子不同，则16O 可分别与11H 12H 、12H 13H 、11H 13H 构成水，即存在三种水；18O 可分别与11H 12H 、

12H 13H 、11H 13H

构成水，即存在三种水；所以共形成3×4=12种水；[14NH 3T]+ 中电子数、质子数、中子数分别为10、11、(14-7+2)=9，故电子数∶质子数∶中子数=10∶11∶9，故答案为：1∶2∶3；12；10∶11∶9；

(2)该离子带2个单位正电荷，所以其氧化物的化学式为RO ，该氧化物的摩尔质量为(A+16)g/mol ，n g 它的氧化物的物质的量为n A 16

+mol ；1molRO 中含有(A-N+8)mol 质子，所以ng 它的氧化物中所含质子的物质的量为n A 16

+×(A-N+8)，质子数与电子数相同，所以电子的物质的量为：n A 16+×(A-N+8)mol ，故答案为：n A 16

+×(A-N+8)； (3)6.02×1023个中子物质的量为1mol ，Li 的中子数为7-3=4，故Li 的物质的量为

14mol=0.25mol ，Li 的质量=0.25mol×7g/mol=74

g=1.75g ，故答案为：1.75； (4)①Ne 为单原子分子，不存在化学键；

②HCl 中H 原子和Cl 原子形成极性共价键；

③P 4中存在P-P 非极性共价键；

④N 2H 4中存在N-H 极性共价键和N-N 非极性共价键；

⑤Mg 3N 2中镁离子与氮离子间形成离子键；

⑥Ca(OH)2中钙离子和氢氧根离子间形成离子键；氢氧根离子内部氧原子、氢原子间形成极性共价键；

⑦CaC 2 中钙离子和C 22-间形成离子键；C 22-内部碳原子之间形成非极性共价键； ⑧NH 4I 铵根离子与碘离子间形成离子键；铵根离子内部氮原子、氢原子间形成极性共价

键；

⑨AlCl3是共价化合物，氯原子与铝原子形成极性共价键；

因此只存在极性共价键的是②⑨；只存在非极性共价键的是③；既存在离子键又存在非极性共价键的是⑦，故答案为：②⑨；③；⑦；

(5)①碘为分子晶体，升华时克服分子间作用力，没有化学键发生变化；

②烧碱为离子晶体，含有离子键和共价键，融化时离子键断裂，而共价键没有变化；

③MgCl2为离子化合物，溶于水没有发生化学变化，只发生离子键断裂；

④氯化氢为共价化合物，只含有共价键，溶于水没有发生化学变化，只发生共价键断裂；

⑤Na2O2含有离子键和共价键，溶于水发生化学反应，得到氢氧化钠和氧气，破坏离子键和共价键；

因此未发生化学键破坏的是①；仅发生离子键破坏的是②③；仅发生共价键破坏的是④，既发生离子键破坏又发生共价键破坏的是⑤，故答案为：①；②③；④；⑤。

【点睛】

本题的易错点为(4)和(5)，要注意常见物质中化学键类型的判断和常见变化过程中化学键的变化情况的归纳。

13．

碱金属及碳族元素在科研领域、生活和生产方面有广泛的应用。回答下列问题：

(1)在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是__________(填元素符号)，该元素基态原子最外层电子的自旋状态___________(填“相同”或“相反”)。

(2)碳和硅的有关化学键键能如下所示：

化学键C-H C-O Si-H Si-O

键能/kJ?mol-1413336318452

SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是__________________。

(3)天然硅酸盐都是由[SiO4]四面体以顶角氧原子相连而成，可成链状也可成环，所以硅酸盐种类繁多。下图a代表SiO44-，b、c是硅氧四面体形成的环状结构。

硅氧四面体中Si的轨道杂化类型为____________；图b环状结构硅酸根的化学式为

______________若在环状结构中硅的原子数为n，写出环状结构中硅酸根的通式

_____________。

(4)钾与溴作用能形成溴化钾晶体，该晶体类型为___________，其晶格能可通过下图的Borm-Haber循环计算得到。

从上图可知，K原子的第一电离能为_____ kJ/mol， Br-Br键键能为______kJ/ mol，KBr的晶格能为______kJ/mol，晶格能越大，该晶体的熔点越______。

【答案】Mg 相反 C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键 sp3杂化 (SiO3)36-Si n O3n2n-离子晶体 418.8 193.0 689.1 高

【解析】

【分析】

(1)由对角线规格可知，Li与Mg性质相似，Mg的原子核外M层电子有2个，根据构造原理分析；

(2)键能越小，化学键越不稳定，反应倾向于形成稳定性更强方向进行；

(3)根据Si原子最外层电子数及结合的原子个数分析判断，根据b中含有的正四面体个数确定其化学式，再分析判断c，找出原子个数、电荷数目关系，得到物质是化学式通式；(4)根据晶体构成微粒判断晶体类型，根据有关概念判断化学键的键能、晶格能大小，利用晶格能与物质熔沸点的关系判断物质熔沸点的高低。

【详解】

(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg，该元素是12号元素，核外电子排布是1s22s22p63s2，在同一轨道上最多容纳2个自旋方向相反的电子，所以在Mg原子基态原子核外M层电子2个电子的自旋状态相反；

(2)由表中数据可知，C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键，所以SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物SiO2；

(3)硅氧四面体中Si原子与4个O原子形成4个σ键，无孤电子对，因此其立体构型为正四面体，Si原子轨道杂化类型为sp3杂化；

b中含有3个四面体结构，所以含有3个Si原子，含有的氧原子数为9，含有氧原子数比3个硅酸根离子少6个3，带有的电荷为：3×(-2)=-6，该离子化学式是(SiO3)36-；

c中含有6个四面体结构，所以含有6个Si原子，含有的氧原子数为18，含有氧原子数比6个硅酸根离子少6个O，带有的电荷为：6×(-2)=-12；根据图示可知：若一个单环状离子中Si原子数为n(n≥3)，则含有n个四面体结构，含有的氧原子比n个硅酸根离子恰好少n 个O原子，即：含有n个Si，则含有3n个O，带有的负电荷为：n×(-2)=-2n，其化学式为：Si n O3n2n-；

(4)KBr晶体由K+、Br-通过离子键结合形成离子晶体；根据示意图可知K原子的第一电离能

为418.8kJ/mol；1

2

molBr2蒸气转化为Br气态原子吸收能量96.5kJ，则Br-Br键键能

96.5kJ/mol×2=193.0kJ/mol；

晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，则根据图示，结合盖斯定律可得(89.2+418.8)+(15.5+96.5-324.7)kJ/mol-QkJ/mol=-393.8kJ/mol，解得Q=+689.1kJ/mol；

离子晶体的晶格能越大，离子之间的作用力就越强，断裂消耗的能量就越大，因此该晶体的熔点越高。

【点睛】

本题考查核外电子排布、化学键键能、晶格能及其作用等，立足课本知识并适当拓展，考查了学生应用概念进行分析和解决问题的能力。(1)中Mg原子电子自旋方向要结合原子核外电子排布规律分析，为易错点，注意晶格能对物质性质的影响。

14．

钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属。

（1）钠的原子结构示意图为，钠在反应中容易___电子（填“得到”或“失去”）。

（2）金属钠非常活泼，通常保存在________里，以隔绝空气。

（3）汽车安全气囊的气体发生剂NaN3可由金属钠生产。某汽车安全气囊内含NaN3、

Fe2O3和NaHCO3等物质。

ⅰ．当汽车发生较严重的碰撞时，引发NaN3分解2NaN3 = 2Na + 3N2，从而为气囊充气。N2的电子式为_________。

ⅱ．产生的Na立即与Fe2O3发生置换反应生成Na2O，化学方程式是________。ⅲ．NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程释放的热量。NaHCO3起冷却作用时发生反应的化学方程式为________。

ⅳ．一个安全气囊通常装有50 g NaN3，其完全分解所释放的N2为_______mol。

（4）工业通过电解NaCl生产金属钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2，过程如下：

已知：电解时需要将NaCl加热至熔融状态。NaCl的熔点为801℃，为降低能耗，通常加入CaCl2从而把熔点降至约580℃。

①把NaCl固体加热至熔融状态，目的是________。

②电解时，要避免产生的Na与Cl2接触而重新生成NaCl。用电子式表示NaCl的形成过程________。