1、【化学】化学化学键的专项培优练习题一、化学键练习题（含详细答案解析）1海水是资源宝库，蕴藏着丰富的化学元素，如氯、溴、碘等。完成下列填空：（ 1）氯离子原子核外有 _种不同运动状态的电子、有 _种不同能量的电子。（ 2）溴在周期表中的位置 _。（ 3）卤素单质及其化合物在许多性质上都存在递变规律，请说明下列递变规律的原因。 熔点按 F2、 Cl2、Br2、 I2 的顺序依次升高，原因是_。 还原性按 Cl、 Br、 I的顺序依次增大，原因是_。（ 4）已知 X2 （ g） + H2 （ g） 2HX （ g） + Q（X2 表示 Cl2、 Br2），如图表示上述反应的平衡常数 K 与温度 T
2、的关系。 Q 表示 X2 （ g）与 H2 （ g）反应的反应热，Q_0（填 “ 、”“ K=（）氮原子半径小于碳原子，氮原子吸c Br2c H2引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价【解析】【详解】1 氯离子原子核外有18 个电子，为不同的运动状态，处于5 种不同的轨道，故答案为：18； 5；2 溴与氯在同一主族，核电荷数为35，在周期表中第四周期、 A，故答案为：第四周期、 A；3 F2 、 Cl 2 、 Br2 、 I 2 的相对分子质量逐渐增大，且都属于分子晶体，单质的相对分子质量越大，则熔点越高，故答案为：F2 、 Cl 2 、 Br2 、 I 2 都是分子
3、晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强；元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越强，非金属性ClBrI ， Cl、Br、 I半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大，故答案为：从Cl、Br、 I 半径依次增大，失电子的能力依次增强，还原性依次增大；4 由图象可知，升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应， Q0 ，故答案为：； 同一温度时， a 曲线的 K 值最大，说明卤素单质与氢气化合的能力最强，Cl222、 Br中 Cl的氧化性最强，所以最易与氢气化合的是氯气，所以b 曲线表示 Br2 与 H2 反应时 K 与 t 的2关系平衡常数等于生成物
4、与反应物的浓度幂之积，c（ HBr ），故答案为：K=（）c Br2 c H22c（ HBr ）；（）c Br2 c H25 N 的非金属性较 C 强，氮原子吸引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价，电子式为，故答案为：氮原子半径小于碳原子，氮原子吸引电子的能力比碳原子强，氮和碳之间共用电子对偏向氮原子，氮显负价；。2据自然 通讯 (Nature Communications) 报道，我国科学家发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中催化效率高。铜和硒等元素化合物在生产、生活中应用广泛。请回答下列问题：(1)基态硒原子的价电子排布式为_；硒所在主族元
5、素的简单氢化物中沸点最低的是_。(2)电还原法制备甲醇的原理为2CO +4H O2CH OH+3O 。2232写出该反应中由极性键构成的非极性分子的结构式_；标准状况下， V L CO2 气体含有 _个 键。(3)苯分子中 6 个 C 原子，每个 C 原子有一个 2p6右下角轨道参与形成大 键，可记为 ( 6“ 6表”示 6 个原子，右上角 “ 6表”示 6 个共用电子 )。已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大键，可表示为 _， Se 的杂化方式为 _。(4)黄铜矿由 Cu+、 Fe3+、 S2-构成，其四方晶系晶胞结构如图所示。则Cu+的配位数为_；
6、若晶胞参数a=b=524pm ， c=1032pm ，用 NA 表示阿伏加德罗常数的值，该晶系晶体的密度是 _gcm-3 (不必计算或化简，列出计算式即可)。【答案】 4s24p4H2S 或硫化氢O=C=OVN A6sp2411.256445643281844524 10 102103210 10或524 10 1021032 10 10 N AN A【解析】【分析】(1)根据原子的构造原理书写基态硒原子的价电子排布式；根据同族元素形成的化合物的相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，H2 O 分子之间存在氢键，物质的熔沸点最高分析判断；(2)化合物分子中都含有极性键，根据分子的空间构型判断是否属
7、于非极性分子，并书写其结构简式；先计算 CO2的物质的量，然后根据2分子中含有2 个 键计算 键个CO数；(3)根据化合物中原子个数及参与形成化学键的电子数目书写大键的表示；(4)根据四方晶系 CuFeS2 晶胞结构所示分析可知亚铜离子形成四个共价键，硫原子连接两个亚铁离子和两个亚铜离子；用均摊方法，结合晶胞结构计算一个晶胞在含有的各种元素的原子个数，确定晶胞内共CuFeS的数目， a=b=0.524nm ， c=1.032nm，则晶体的密度m计2=V算。【详解】(1)Se 是 34 号元素，根据原子核外电子排布的构造原理，可知其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p
8、4，基态硒原子的价电子排布式为4s24p 4；硒所在主族元素是第VIA，简单氢化物化学式通式是 H2X，这些氢化物都是由分子构成，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质气化消耗的能量就越高，物质的熔沸点就越高，由于H2O 分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使其熔沸点在同族元素中最高，故第VIA 的简单氢化物中沸点最低的是H2S；(2)在方程式中的三种化合物分子中都存在极性共价键。其中CO2 是由极性键构成的非极性分子，其空间构型为直线型，结构式是O=C=O；VL 标准状况下VLV1 个 CO2 分子CO2 的物质的
9、量是 n(CO2)=mol ，由于在22.4L / mol22.4中含有 2 个 键，所以V键数目为molCO2 气体中含有的22.4V mol 2NA/mol= VN A ；22.411.2(3)已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，由此推知，该分子中存在大 键，根据结构简式可知，形成大键的原子个数是5 个，有 6个电子参与成键，因此可表示为6，其中 Se 的杂化方式为sp2；5(4)根据晶胞结构分析可知，由面心上Cu 与2个 S 相连，晶胞中每个Cu 原子与 4 个 S 相连， Cu+的配位数为4；111181=8，所以晶胞晶胞中 Fe2+数目 =8+4 +1=4，Cu+的
10、数目 =6+4 =4，S2-数目为8224内共含 4 个 CuFeS，a=b=524pm ，c=1032pm ，则晶体的密度2=m644564328g/cm 3 或V5241010210321010N A1844g/cm 3。5241010 21010N A1032【点睛】本题考查了原子结构、核外电子排布式、物质的熔沸点高低比较、化学键形成、微粒的空间结构、晶胞结构的计算应用，掌握构造原理及物质结构与物质性质的关系和均摊方法在晶胞计算的应用是解题关键，要熟练掌握原子杂化理论，用对称思维方式判断分子的极性，弄清长度单位的换算在晶胞密度计算的应用，该题同时考查了学生的空间想象能力和数学计算与应用能
11、力。3(1)写出表示含有 8 个质子、 10个中子的原子的化学符号 _；(2)元素周期表中位于第8 列的 Fe元素属于 _族；(3)相同质量的14C18O2 与 SO2 的核外电子数之比为 _；(4)在 KCl、 NaOH、CaCl 、 H O 、 Na O 中既含有离子键又含共价键的物质的电子式为22222_；(5)某化合物 XY2 中， X、 Y 均为周期表前20 号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且 1molXY2 含有 54mol 电子。用电子式表示该化合物的形成过程_；(6)A+ 、B+、 C-、 D、 E 5种微粒 (分子或离子 )，它们都含有 10 个电子，已知它们有如下
12、转化关系： A+C-VD+E 其离子方程式为_。【答案】 188VIII22:25和ONH4 +OH-NH3+H2O【解析】【分析】（ 1）质子数 =原子序数，质子数 +中子数 =质量数，根据原子表示法来回答；（ 2）根据元素周期表中元素和周期以及族的分布知识来回答；（3） 14C18O2的物质的量为50g/mol ，含有的电子数为22， SO2的物质的量为64 g/mol ，含有的电子数为32；(4)KCl为离子化合物，只含有离子键；NaOH 为离子化合物，含有离子键和共价键；CaCl2为离子化合物，只含有离子键；H2O2 为共价化合物，只含有共价键；Na2O2 为离子化合物，含有离子键和共
13、价键；（5） A+，B+， C-， D， E 五种微粒（分子或离子），均含有D+E，10 个电子，由 A+C可知 A+为 NH4+ 、C 为 OH-、 D 为 H2 O、 E为 NH3。【详解】（1）含有 8个质子的原子为O 原子，原子含有10 个中子，其质量数=10+8=18，则核素的符号为18188O，故答案为：8O；（2）周期表中位于第 8 纵列的铁元素为过渡元素，位于周期表VIII 族，故答案为： VIII；（3） 14 18 2的物质的量为50g/mol ，含有的电子数为2的物质的量为64 g/mol ，含C O22， SO32，则相同质量的 1418 2m 2222有的电子数为25
14、032 =，故答案m25C O 与 SO 的核外电子数之比为64为： 22:25；(4)KCl为离子化合物，只含有离子键；NaOH 为离子化合物，含有离子键和共价键；CaCl2为离子化合物，只含有离子键；H2O2 为共价化合物，只含有共价键；Na2O2为离子化合物，含有离子键和共价键，则含有离子键又含共价键的NaOH 和 Na2O2 的电子式分别为和，故答案为：和；（4）化学试剂的主要成分为XY2， X、Y 均为周期表前20 号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，说明含有相同的核外电子数，由1molXY2 含有 54mol 电子可知阴、阳离子核外电子数为54为 CaCl2，用电子式表示Ca
15、Cl2 的形成过程为3 =18，则 XY2，故答案为：；（5） A+，B+， C-， D， E 五种微粒（分子或离子），均含有D+E，10 个电子，由 A+C可知 A+为 NH4+ 、C 为 OH-、 D 为 H2 O、 E为 NH3，则 NH4+与 OH- 共热反应的离子方程式为+-+-NH3+H2O。NH4 +OHNH3+H2O，故答案为： NH4 +OH4Nature Energy 报道了巾科院大连化学物理研究所科学家用Ni- BaH2 /Al 2O3、 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
16、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 。硝酸溶液中NO3?的空间构型为 _。甘氨酸中N 原子的杂化类型为_，分子中键与 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
17、键角为 107 ，但在 Cu(NH3)42+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3NA=_（列出表达d pm ，密度为 g/cm，则阿伏加德罗常数式） mol -l。226268或 Ar 3d8激发平面三角形39:1 分子晶体【答案】 FNO 1s2s 2p3s 3p 3dsp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 NH 键之间的排斥力小于原孤对电子与
18、NH3 中 NH 键之间的排斥力，故配合离子中NH3 的 NH 键间1.161032的键角变大；d3【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FNO； 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 3d 8；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；35+03+1=3，孤电子对数为0，所以空间构型为平面(2)
19、NO ?的中心原子价层电子对数为2三角形；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键，其余共价键均为键，所以分子中 键与 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 NH 键之间的排斥力小于原孤对电子与NH3 中 NH键之间的排斥力，故配合离子中NH3 的 NH 键间的键角变大；(4)根据均摊法，该晶胞中Li 原子
20、个数为8，其分子式为Li2NH，则晶胞中NH 原子团的个数78+154-10为 4，则晶胞的质量为m=g，晶胞参数为 d pm=d NA10 cm，所以晶胞的体积3-30378+15 4 g1.161032V=d 10 cm ，则密度m =NA，解得 NA =d3。Vd310-30 cm3【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 键对 键的排斥力小于孤电子对 键的排斥力，所以甲烷分子中键角比氨气分子中键角大。5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
21、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） 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 _。 TiCl4可溶于浓盐酸得HTiCl ，向溶液中加入 NH Cl 浓溶液可析出黄色的(NH ) TiCl晶2644 26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
22、合金的化学式是Ti3 Au，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a111_，距离 Ti 原， A 原子的坐标参数为（2, ），则 B 原子坐标参数为222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 TiCl44均为分子晶体，4的分子量和 CClTiCl大于 CCl4，分子间作用力大一些，所以熔沸点更高。ABTiO2+sp (1 ， 1， 0) 8425a4【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
23、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)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；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，
24、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) 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； TiCl 4 可溶于浓盐酸得H2TiCl6，可将其看做形成一种酸，所有的酸都是共价化合物，
25、向溶液中加入NH4Cl 浓溶液可析出黄色的(NH4 )2TiCl6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11+8 =2，小8黑球位于晶胞的面上，则个数为126 =6，则大白球为 Au，位于晶胞的顶点和体心，小2黑球为 Ti，位于晶胞的六
26、个面上，由于最近的Ti 原子距离为 a ，故 B 原子坐标参数为2(1 ， 1 ， 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4 2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22aa= 5a pm。4246铜是重要的金属，广泛应用于电气、机械制造、国防等领域，铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题：(1)CuSO4 晶体中 S 原子的杂化方式为_，SO42- 的立体构型为 _ 。(2) 超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，
27、其制备方法如下：NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为_ 。N、 O、 S 三种元素的第一电离能大小顺序为_( 填元素符号 ) 。向 CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NH3) 4SO4，下列说法正确的是_A氨气极易溶于水，原因之一是NH3 分子和 H2O分子之间形成氢键的缘故B NH3 分子和 H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角C Cu(NH3) 4SO4 溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体D已知 3.4 g 氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体，并放出a kJ 热量，则 NH的燃3烧热的热化学方程式为： NH3(g) 3/4O 2(g)=1/2N
28、2(g) 3/2H 2O(g) -5akJmol 1H(3) 硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)即可得到配合物A，其结构如下左图所示。 1 mol 氨基乙酸钠 (H2NCH2COONa)含有 键的数目为 _ 。氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体：_( 写化学式 ) 。已知：硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体，其结构如上右图所示。则该化合物的化学式是 _ 。【答案】 sp3正四面体1s22s 22p63s2 3p63d10( 或 Ar3d 10 )NO S AC 86.02 10 23-等 )CuON O(或 SCN、 NO232【解析】【分析】（1）计算
29、 S 原子的价电子对数进行判断；（2）先判断金属离子的化合价，再根据根据核外电子排布式的书写规则书写，注意3d能级的能量大于 4s 能级的能量，失电子时，先失去最外层上的电子；根据第一电离能的变化规律比较其大小；A氨气分子与水分子之间存在氢键，氢键的存在使物质的溶解性显著增大；B据分子的空间结构判断；C根据相似相容原理判断；D燃烧热方程式书写在常温下进行，H2O 为液态；（3）共价单键为 键，共价双键中一个是 键、一个是 键；原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体；利用均摊法确定该化合物的化学式。【详解】(1)CuSO4 晶体中 S 原子的价层电子对数602 4，孤电子对数为 0，采取 s
30、p3 杂化，2SO42- 的立体构型为正四面体形；(2) NH4CuSO3 中的阳离子是是Cu+，它的核外电子排布是，1s2 2s22p6 3s23p6 3d10(或Ar3d 10)；根据同一周期第一电离能变化规律及第 A、 A 反常知，第一电离能大小顺序为， NOS； A氨气极易溶于水，原因之一是NH3 分子和 H2O 分子之间形成氢键的缘故，选项 A 正确；B.NH 分子和 H O 分子，分子空间构型不同，氨气是三角锥型，水是V 形，氨气分子的键32角大于水分子的键角，选项B 错误；C Cu(NH3)4SO4 溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体，选项C 正确；D燃烧热必须是生成稳定的氧化物
31、，反应中产生氮气和水蒸气都不是稳定的氧化物，选项 D 错误；答案选 AC；（3）氨基乙酸钠结构中含有 N-H 2 个， C-H 2 个，碳氧单键和双键各一个， N-C、 C-C各一个共 8 个 键；等电子体为价电子数和原子个数相同，故采用上下互换，左右调等方法书写为N2 O、SCN-、 N3-等；根据均摊法计算白球数为81 1=2 ，黑球为4 个，取最简个数比得化学式为Cu2O。8【点睛】本题考查较为全面，涉及到化学方程式的书写、电子排布式、分子空间构型、杂化类型的判断以及有关晶体的计算。解题的关键是正确理解原子结构及杂化轨道计算。7现有下列物质：KCl CH44322 24 N22金刚石NH NO I Na O HClO CO SO? CH CH OH ?MgO?MgCl2? KOH ? HCl? Al O3223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】 ?点燃
