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类型化学化学键的专项培优练习题(含答案)含答案.docx

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    1、【化学】化学化学键的专项培优练习题( 含答案 ) 含答案一、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

    2、常数 K 与温度 T 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

    3、 、 I 2 都是分子晶体,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

    4、关系平衡常数等于生成物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;。2Nature Energy 报道了巾科院大连化学物理研究所科学家用Ni- BaH2 /Al2O3、 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

    5、电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

    6、子中的键角为 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3【答案】 FNO 1s2s 2p3s 3p 3dsp 9:1 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)形成配合离子后,配位键与NH3 中 NH 键之间的排斥力小于原

    7、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+10,所以空间构型为平面(2) NO ?

    8、的中心原子价层电子对数为=3,孤电子对数为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NH 中 NH 键之间的排斥力小于原孤对电子与NH中 NH33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

    9、胞中Li 原子个数为8,其分子式为Li NH,则晶胞中 NH 原子团的个数278+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3-303m78+154 g1.161032V=d 10 cm ,则密度=NA,解得 NA =d3。V3-30cm3d10【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。3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

    10、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) 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 _。 TiCl 4 可溶于浓盐酸得 H2TiCl6,向溶液中加入 NH4Cl 浓溶液可析出黄色的 (NH4)2TiCl6 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是理想的人工

    11、髋关节和膝关节;其晶胞结构如图所示,晶胞参数为Ti-O-Ti 在一条直线_。Ti3 Au,它具有生物相容性, a pm,最近的 Ti 原子距离为 a , A 原子的坐标参数为(1,1,1 ),则 B 原子坐标参数为 _,距离 Ti 原2222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

    12、 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)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

    13、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) 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

    14、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 )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 A

    15、u,位于晶胞的顶点和体心,小2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 ,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。4244( 1)双氧水 (H2O2)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 N2

    16、H4)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。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)。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N2H4+H2O? NH2NH3+OH-N2H6(HSO4)2【解析】【分析】【详解】(1)双氧水 (H2O2)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)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:N2H4+H2O?

    17、NH2NH3+ +OH-,则肼的水溶液显碱性。联氨为二元弱碱,第一步电离方程式为:N2H4+H2O?N2 H5+OH-,第二步电离方程式为:N2H5+H2O?N2H62+OH-,则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。5完成下列问题:(1)氮和磷氢化物热稳定性的比较:NH _PH (填 “ 或”“ Q32Q1+Q24Q3 2Q1 +Q2 bc FeO 2-4+3e +4H2O=Fe(OH)3+5OHZn+2OH-2e =Zn(OH)2【解析】【分析】(1)根据元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物越稳定分析;(2)PH3 与 HI 反应产生PH4I,相当于铵盐,具有铵盐的性质

    18、;(3)根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热,结合燃烧反应为放热反应分析解答;(4)根据在原电池中,负极失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,结合物质中元素化合价及溶液酸碱性书写电极反应式。【详解】(1)由于元素的非金属性: NP,所以简单氢化物的稳定性:NH3PH3;(2) a铵盐都能与 NaOH 发生复分解反应,所以PH I 也能与 NaOH 发生反应, a 错误;4b铵盐中含有离子键和极性共价键,所以PH I 也含离子键、共价键,b 正确;4c铵盐不稳定,受热以分解,故PH I 受热也会发生分解反应, c 正确;4故合理选项是bc;(3)1 mol H

    19、 2O中含 2 mol H-O 键,断开 1 mol H-H、1 mol O=O、 1 mol O-H 键需吸收的能量分别为 Q123键放出32122、 Q 、 Q kJ,则形成 1 mol O-HQkJ 热量,对于反应 H (g)+2O (g)=H O(g),断开 1 mol H-H 键和 1mol O=O 键所吸收的能量 (Q1+1Q2 ) kJ,生成 2 mol H-O 新键释放的221能量为 2Q3 kJ,由于该反应是放热反应,所以2Q3 -(Q1+Q2)0,2Q1+Q2OS; 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

    20、 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(NH )SO 溶液中加入乙醇,会析出深蓝色的晶体,选项C 正确;3 44D燃烧热必须是生成稳定的氧化物,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

    21、。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(1)请用下列10 种物质的序号填空:O2 H2 NH4NO3 K2O2 Ba( OH) 2 CH4 CO2 NaF NH3 I2既有离子键又有非极性键的是_;既有离子键又有极性键的是_。(2) X、 Y 两种主族元素能形成XY2型化合物,已知2个电子,若2XY 中共有 38XY 为常见元素形成的离子化合物,其电子式为:_;若 XY2 为共价化合物时,其结构式为: _。(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如:氯化铝的熔点为190202103

    22、( .Pa180) ,但在就开始升华,据此判断,氯化铝是_( 填“共价化合物”或“离子化合物”) ,可以证明你的判断正确的实验依据是_ 。(4)现有 a g 7 种短周期元素,它们在周期表中的位置如下,请据此回答下列问题:元素的原子间反应最容易形成离子键的是_( 填序号,下同 ) ,容易形成共价键的是 _ ;A c 和 fBb 和 g C d 和 g D b 和 e写出 a g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式_。【答案】S=C=S共价化合物氯化铝在熔融状态下不能导电B C CCl43( 或 PCl )【解析】【分析】【详解】(1) O2 中只有非极性键;H

    23、2 中只有非极性键;NH4NO3 中含有离子键和极性键;K2O2中含有离子键和非极性键;Ba OH 2中含有离子键和极性键;CH4中只有极性( )键; CO2中只有极性键;NaF 中只有离子键; NH3中只有极性键; I2 中只有非极性键;则既有离子键又有非极性键的是。既有离子键又有极性键的是。(2) XY2型化合物是离子化合物,所以X 元素显 +2 价, Y 显 - 1 价,化合物中共有 38 个电子,所以为氟化钙,电子式为:,XY2 为共价化合物,则 X为+4价,Y为-2价,为二硫化碳,结构式为:S C S= = 。( 3)氯化铝能升华,说明是共价化合物。能证明的实验依据为氯化铝在熔融状态

    24、下不能导电。( 4) a g 7 种短周期元素依次为氢、钠、镁、碳、氮、磷、氯。金属性强和非金属性强的元素之间最容易形成离子键,钠是周期表中最左边的元素金属性强,氯是最右边的元素非金属性强,所以是bg 最容易形成离子键,选B;非金属元素之间容易形成共价键,所以选C。分子中所有原子都满足8 电子的物质有CCl4( 或 PCl3) 。8(1)下列物质中,既含离子键又含共价键的化合物是_;同时存在 键和 键的分子是 _,含有极性键的非极性分子是 _。A N2B C2H6C CaCl2D NH4Cl(2)用 “ 或”“ KCl;同周期从左向右非金属性增强,非金属性SCl,对应最高价含氧酸的酸性为H2 4SO HClO ;4具有相同电子排布的离子中,原子序数大的离子半径小,则离子半径为Al3 F 。【点睛】本题考查原子结构、元素周期律、分子结构、化学键,为高频考点,把握元素的位置、性质、元素周期律为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用。91100 时,在体积为5L 的密闭容器中,发生可逆反应:Na2SO4(s)+4H2(g)Na2S(s)+4H2O(g)并达到平衡,请完成下列各题:(1)上述反应中涉及的非金属元素原子的半径从大到小的顺序为_,非金属性最强的

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