1、培优 化学键辅导专题训练一、化学键练习题（含详细答案解析）1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
2、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_；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】 4s242VN A6244pH S 或硫化氢O=C=O5sp11.2644564328或1844524 10 10210
3、3210 1021032 10 10 N AN A524 1010【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CO2 分子中含有2 个 键计算 键个数；(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
4、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CuFeS2 的数目， a=b=0.524nm ， c=1.032nm，则晶体的密度= m 计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1s22s22p63s23p63d104s24p4，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
5、，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；VLV1 个 CO2 分子VL 标准状况下 CO2 的物质的量是 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
6、 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65 ，其中Se 的杂化方式为sp2；(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；1111晶胞中 Fe2+数目 =8+4 +1=4，Cu+的数目 =6+4 =4，S2-数目为 81=8，所以晶胞8224内共含 4 个 CuFeS2，a=b=524pm ，c=1032pm ，则晶体的密度m644564328= V524 1010210321010g/cm 3 或N A1844g/cm 3。524 101021010N A1032【点睛】
7、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力。2工业制备纯碱的原理为：NaCl+CO2+NH3+H2 O NH4Cl+NaHCO3。完成下列填空：（1）上述反应体系中出现的几种短周期元素，非金属性最强的是_，第二周期原子半径由大到小的是 _。（ 2）反应体系中出现的非金属元素可形成多种化合物，其中和铵根离子空间构型
8、相同且属于有机物的电子式是 _，该分子为 _（选填“极性”、“非极性”）分子。（3）写出上述元素中有三个未成对电子的原子核外电子排布式_，下列关于该元素和氧元素之间非金属性大小判断依据正确的是_（填编号）a. 最高价氧化物对应水化物的酸性b. 两元素形成化合物的化合价c. 气态氢化物的稳定性d. 氢化物水溶液的酸碱性侯氏制碱法也称联碱法，联合了合成氨工厂，发生如下反应：N222NH3+3H（4）工业为了提高 H2 的转化率，一般会加入稍过量的N2，这样做对平衡常数的影响是 _（填“变大”，“变小”或“无影响”，下同），对N2 的转化率的影响是_，对 H2 的反应速率的影响是 _。（ 5）该反应
9、的催化剂是 _（填名称）。反应本身为放热反应，但是工业仍然选择高温的理由是： _。【答案】 OCNO非极性1s22s22p3bc无影响减小变大铁触媒高温加快反应速率，催化剂适宜温度【解析】【分析】【详解】( 1) 上述反应体系中出现的几种短周期元素为 : H、C、N、O、Na、 Cl。同周期元素，从左往右非金属性越来越强，同族元素从下往上，非金属性越来越强，所以几种短周期元素中非金属性最强的是O；同周期从左往右，元素的原子半径越来越小，C、 N、 O 为第二周期的元素，其原子半径由大到小的顺序为：CN O；( 2) 铵根离子空间构型为正四面体形，反应体系中出现的非金属元素可形成多种化合物，其中
10、和铵根离子空间构型相同且属于有机物的是CH4，其电子式是，该分子为非极性分子；( 3) 上述元素中有三个未成对电子的原子为N，其核外电子排布式为1s22s22p3，关于 N 与O 元素之间非金属性大小判断依据：a O无最高价氧化物对应的水化物，a不能作为判据；.b. 可根据两元素形成化合物NO 中两元素的化合价来判断两者的非金属性大小，b 能作为判据；c. 两者的气态氢化物分别为H2O、 NH3，根据氢化物的稳定性可判断两者的非金属性大小，c 能作为判据；d. 氢化物水溶液的酸碱性不能作为判断两者的非金属性大小的依据，d 不能作为判据；答案选 bc；( 4) 工业为了提高 H2 的转化率，加入
11、稍过量的N2，因为温度不变，所以反应的平衡常数不变，增大 N2 的量，平衡移动最终只能削弱条件改变带来的影响而不能彻底消除，所以N2的量会比加量前平衡时的量要多，所以N2 的转化率会降低，但会提高另一反应物( H2 ) 的转化率；( 5) 合成氨反应的催化剂是铁触媒。反应本身为放热反应，但是工业仍然选择高温的理由是：高温能够加快反应速率，且在该温度下适合催化剂发挥作用，即催化剂的活性强。【点睛】元素非金属性大小的主要比较方法：根据元素周期表判断：同周期从左到右，非金属性逐渐增强；同主族从上到下非金属性逐渐减弱。从元素单质与氢气化合难易上比较：非金属单质与H2 化合越容易，则非金属性越强。从形成
12、氢化物的稳定性上进行判断：氢化物越稳定，非金属性越强。从非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断：若最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强。从非金属阴离子还原性强弱判断 : 非金属阴离子还原性越强，对应原子得电子能力越弱 , 其非金属性越弱。根据两种元素对应单质化合时电子的转移或化合价判断：一般来说，当两种非金属元素化合时，得到电子而显负价的元素原子的电子能力强于失电子而显正价的元素原子。3(1)下面是 4 种粒子的结构示意图：ABCD图中粒子共能表示_种元素，图中表示的阳离子是_(用离子符号表示)，图中 B 所表示的元素在元素周期表中的位置_。(2)在 1 18 号的短周期主
13、族元素中，图中的字母代表一种元素，回答下列问题： 写出D 气态氢化物的电子式_； 写出C 的最高价氧化物的结构式_； E和 F 分别形成的气态氢化物中较稳定的是(填写氢化物的化学式)_； A最高价氧化物的水化物所含化学键为_，其水溶液与B 反应的离子方程式为_；(3) X、 Y、 Z、 M、 N、 Q 皆为短周期主族元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法正确的是 _A金属性： N QB简单离子半径：Q N XC最高价氧化物对应水化物的酸性：M Y ND原子序数：Z M X Y【答案】 3Mg2+第三周期第 A 族O=C=OHCl 离子键、共价键2Al+2OH-+2H2O=2AlO
14、2- +3H2CD【解析】【分析】(1) 根据质子数决定元素的种类分析，根据核内质子数与核外电子数的关系分析阴、阳离子，写出阳离子符号，根据 B 的质子数判断其在元素周期表中的位置；(2) 由元素在周期表中的位置，可知A 为钠、 B 为铝、 C 为碳、 D 为氮、 E 为硫、 F 为氯。D 单质为 N22，分子中 N 原子之间形成 3 对共用电子对； C 的最高价氧化物为 CO ，分子中 C 与 O 原子之间形成双键；元素非金属性越强，对应氢化物越稳定；A 最高价氧化物为 NaOH，氢氧化钠溶液与Al 反应生成偏铝酸钠与氢气，由此写出反应的离子方程；(3) X、 Y、 Z、 M、 N、 Q 都
15、是短周期主族元素，由图中化合价可知，X 的化合价为 -2 价，没有正化合价，故 X 为 O 元素， M 的化合价为 +6、-2 价，故 M 为 S 元素； Z 的最高价为 +7价，最低价 -1 价，则 Z 为 Cl 元素； Y 的化合价为 +4、 -4 价，原子半径小于Cl，故 Y 为 C 元素； N 为 +3 价，原子半径大于 S，故 N 为 Al 元素； Q 的化合价为 +1价，位于第 A 族，原子半径大于 Al ，故 Q 为 Na 元素，根据以上分析解答。【详解】(1) 由四种粒子的结构示意图可知，核内的质子数有3 种，则图中粒子表示3 种元素；阳离子的核电荷数大于核外电子数，四种粒子的
16、结构示意图中，只有A 的核内质子数（12） 核外电子数（10），表示阳离子，离子符号为Mg2+； B 的核内质子数为17，表示的是Cl元素，位于元素周期表第三周期第A 族；(2) 由元素在周期表中的位置，可知A 为钠、 B 为铝、 C 为碳、 D 为氮、 E 为硫、 F 为氯。D 气态氢化物为 NH3，分子中 N 原子和 H 原子之间共形成 3 对共用电子对，电子式为：；C 的最高价氧化物为 CO2，分子中 C 与 O 原子之间形成双键，结构式为：O=C=O；同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定，非金属性SAl，A 错误；B电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子
17、半径大小为：O2-Na+Al3+， B 错误；C非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以酸性由强互弱的顺序为：硫酸碳酸 偏铝酸， C正确；D根据分析可知原子序数大小为： Z(Cl)M(S)X(O)Y(C)， D 正确；故答案选 CD。4完成下列问题：(1)氮和磷氢化物热稳定性的比较：NH _PH （填 “ 或”“ Q2Q +Q 4Q3 2Q +Q bc FeO 2-4+3e +4H2O=Fe(OH)3+5OH Zn+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
18、的性质；(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 mo
19、l H 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+Q2ClF 三、A吸热放热d【解析】【分析】(1)在链增长的第二步反应中形成的化合物为CH3Cl，碳原子与氯原子周
20、围分别有8 个电子；非金属元素原子间形成共价键；(2)在短周期主族元素中，氯元素与其相邻元素有F、 S，根据电子层数和核电荷数判断半径大小；同一周期碱金属的金属性最强；(3)旧化学键的断裂要吸收能量，新化学键的生成要放出能量；(4)第 A 族元素中，随着原子序数的增大得电子能力逐渐减弱、氢化物的酸性逐渐增强、单质的沸点逐渐增大、单质的氧化性逐渐减弱、氢化物的还原性逐渐增强、单质与氢气化合逐渐困难、氢化物的沸点逐渐增大(HF 除外 )、氢化物的稳定性逐渐减弱，卤化银的溶解度逐渐减小，据此解答。【详解】(1)在链增长的第二步反应中形成的化合物为CH3Cl， CH3Cl 分子中碳原子最外层有4 个电
21、子，能形成4 个共价键达到稳定结构，每个氢原子或氯原子能形成一个共价键达到稳定结构，电子式：，非金属元素原子间形成共价键，则在反应机理的三个阶段破坏或形成的化学键类型均为共价键；(2)在短周期主族元素中，氯元素与其相邻元素有F、 S， Cl、 S 含有三个电子层，F 有两个电子层，则三种元素中F 的原子半径最小， Cl、 S 在同一周期，电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则半径：SCl，所以原子半径： SClF；同一周期元素中，碱金属的金属性最强，则与氯元素同周期且金属性最强的元素为Na，位于周期表的第三周期第IA族；hv2Cl，有旧化学键的断裂要吸收能量，为吸热反应；Cl+Cl? 2
22、Cl，(3)链引发 Cl2CH3+?CH3H3CCH3， CH3+Cl? H3CCl，反应中有新化学键的生成要放出能量，为放热反应；(4)a. 相同条件下卤化银的溶解度按AgCl、AgBr、 AgI 的顺序依次减小，a 错误；b. 卤化氢溶入水的酸性按HF、 HCl、HBr、 HI 的顺序依次增强， b 错误；c. 随着原子序数的增大，单质得电子能力逐渐减弱，其阴离子失电子能力逐渐增强，所以HF、HCl、 HBr、 HI 的还原性按HF、 HCl、 HBr、 HI 的顺序依次增强，c 错误；d. 随着原子序数的增大，单质得电子能力逐渐减弱，所以单质F2 、Cl2 、Br2、 I2 的氧化性依次
23、减弱， d 正确；故合理选项是d。【点睛】本题主要考查卤族元素的递变规律，掌握元素的周期性变化规律是解答的关键，注意把握电子式的书写方法和非金属性强弱的判断方法。7合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液醋酸二氨合铜（ I）、氨水 吸收在生产过程中产生的CO和 CO2 等气体。铜液吸收CO 的反应是放热反应，其反应方程式为：Cu NH32AcCO NH3垐 ? Cu（ NH3）3COAc（）噲 ?完成下列填空：（1）如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是_。（选填编号）a 减压b 增加 NH3 的浓度c 升温 d 及时移走产物（2）铜液中的氨可吸收二氧化碳，写出该反应的化学方程式
24、_（3）铜液的组成元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为_。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是_。通过比较 _可判断氧，硫两种非金属元素的非金属性强弱。（4）已知 CS22222与 CO 分子结构相似， CS的电子式是 _。 CS熔点高于 CO ，其原因是 _。【答案】 bc2NH3 CO2H2 O（ NH4） 2 CO3、（ NH4） 2CO3 CO2 H2O 2NH4HCO C NOHO2 和 S的氧化性CS2 和 CO2 都是分子晶体， CS2 的相对分子质量大，分子间作用力大【解析】【分析】【详解】（1）增大浓度、升高温度等，可增大反应速率；减压反应速率减小，减小生成物
25、浓度，反应速率减小，所以选bc；（2）氨气、水、二氧化碳可反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，方程式为（NH4） 2CO3、（ NH4 ） 2CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3；2NH3+CO2+H2 O=（ 3）铜液的组成元素中，短周期元素有H、 C、 N、 O 元素， H 原子半径最小，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径CNO H；氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是；比较 O2 和 S的氧化性、 H2O 和 H2S 的稳定性都可以判断氧，硫两种非金属元素的非金属性强弱；（4） CS的电子式类似于CO2，电子式为，二者都为分子晶体，相对分子质2量越大，分子间作用力越大，则熔点越高。8生活污水中氮元素是造成水体富营养化的主要原因。若某污水中NH4Cl 含量为180 mg/L 。(1)写出NH4Cl 的电子式_。(2)写出与氯同周期，有2 个未成对电子的原子的电子排布式：_、 _(3)为除去废水中的NH4+，向103 L 该污水中加入0.1 mol/L NaOH溶液，理论上需要NaOH溶液的体积为_L(计算结果保留
