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第四单元 物质结构和元素周期律
第3课 化学键（一）
一、基础巩固
1．意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如图所示。N4转变为N2并释放出大量能量。判断下列说法正确的是（ ）
A．N4属于一种新型的化合物
B．N4分子中存在非极性键
C．N4和N2互为同位素
D．N4比N2更稳定
【答案】B
【解析】A、N4是单质，而不是化合物，故A错误；
B、相同原子形成的共价键为非极性共价键，所以N4分子中存在非极性键，故B正确；
C、同位素是原子之间，而N4和N2是氮元素的两种不同的单质，两者互为同素异形体，故C错误；
D、N4转变为N2并释放出大量能量，则N4的能量高于N2，则N2比N4更稳定，故D错误；
故选：B。
2．利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示（●N〇O）。下列说法不正确的是（ ）
A．NO属于极性分子
B．O2含有非极性共价键
C．过程②释放能量，过程③吸收能量
D．标准状况下，NO分解生成5.6LN2转移电子数为6.02×1023
【答案】C
【解析】A．NO为极性键结合，属于极性分子，故A正确；
B．氧气中两个氧原子共用1对电子，且电子对不发生偏移，属于非极性共价键，故B正确；
C．过程②是断裂化学键的过程，吸收能量；过程③是形成化学键的过程，释放能量，故C错误；
D．依据方程式：2NON2+O2，生成1mol氮气转移4mol电子，则生成5.6LN2转移电子数为×4×6.02×1023mol﹣1＝6.02×1023，故D正确；
故选：C。
3．清洁的水对人类的生存非常重要，关于H2O的描述正确的是（ ）
A．含有非极性键和极性键
B．纯水几乎不导电，属于非电解质
C．带静电的玻璃棒接近，水流会发生偏转
D．水分子间作用力大，所以加热很难分解
【答案】C
【解析】A．H2O含有极性键，不含非极性键，故A错误；
B．纯水几乎不导电，属于弱电解质，故B错误；
C．水是极性分子正电中心和负电中心不重合，分子一端带正电，一端带负电，当用带有静电的玻璃棒接近水流时，带相反电荷的一端会产生静电吸引，使水流发生偏转，故C正确；
D．水分子中的氢氧键的键能比较大，所以加热很难分解，故D错误；
故选：C。
4．我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO+O2CO2+H2O．下列有关说法正确的是（ ）
A．干冰晶体中，一个CO2分子周围紧邻的CO2分子有6个
B．沸点：干冰＜冰；密度：干冰＜冰
C．每转移0.4×6.02×1023个电子，消耗2.24LO2
D．HCHO和H2O形成分子间氢键是HCHO易溶于水的重要原因
【答案】D
【解析】A、干冰晶体中，经顶点上的CO2分子为例，每个CO2分子周围距离最近的CO2分子分布在结经过这个顶点的各个面的面心上，这样的面共有12个，所以一个CO2 分子周围有12个CO2 分子紧邻，故A错误；
B、冰分子间含有氢键，干冰分子之间只存在范德华力，氢键比范德华力强，故晶体的沸点：冰＞干冰，水分子间存在氢键，且氢键有方向性，导致水分子形成冰时存在较大的空隙，密度比水小，干冰分子之间只存在范德华力，形成的分子晶体是密堆积，密度比水大，所以密度：干冰＞冰，故B错误；
C、未指明标准状况，无法计算气体体积，故C错误；
D、氧元素电负性很强，甲醛中氧元素与水可以形成氢键，所以HCHO易溶于水，故D正确；
故选：D。
5．下列说法正确的是（ ）
A．因为水分子内存在氢键，所以水分子非常稳定
B．冰的密度比水小，与水分子内的共价键有关
C．水分子间存在氢键使水分子间作用力增加，导致水的沸点较高
D．化学键是指物质中相邻的原子或离子间的强烈的吸引作用
【答案】C
【解析】A．氢键影响水的沸点高低，与水的稳定性无关，影响稳定性的因素是共价键，故A错误；
B．冰中氢键较多，具有各向异性，体积较大，则密度较小，冰的密度比水小，与水分子间的氢键有关，故B错误；
C．水中含有氢键，属于分子间作用力但比一般的分子间作用力强，导致水的沸点较高，故C正确；
D．化学键包括共价键和离子键，为物质中直接相邻的原子或离子间的强烈的相互作用，包含引力和斥力，故D错误。
故选：C。
6．下列现象与氢键无关的是（ ）
A．NH3的熔、沸点比PH3的高
B．小分子的醇、羧酸可以和水以任意比例互溶
C．冰的密度比液态水的密度小
D．NH3分子加热难分解
【答案】D
【解析】A、氨气和磷化氢的结构相似，但氨气分子中存在氢键，磷化氢中只含分子间作用力，氢键的存在导致物质的熔、沸点升高，故A正确；
B、小分子的醇、羧酸都可以和水形成分子间氢键，导致溶解性增大，所以可以和水以任意比互溶，故B正确；
C、冰中存在氢键，其体积变大，则相同质量时冰的密度比液态水的密度小，所以冰的密度比液态水的密度小，故C正确；
D、氮氢键的键长短，键能大，NH3分子加热难分解，与氢键无关，故D错误；
故选：D。
7．根据要求回答下列问题。
①CaBr2②H2O③NH4Cl④H2O2⑤Na2O2⑥Ca（OH）2⑦HClO⑧Al
（1）只含有离子键的是 （填序号，下同）
（2）含有共价键的离子化合物是 ，其中含有非极性共价键的物质的电子式为 。
（3）属于共价化合物的是 。
（4）熔融状态下能导电的化合物是 。
（5）熔融状态下和固态时都能导电的物质是 。
（6）电子式表示H2O的形成过程： 。
【答案】（1）①；
（2）③⑤⑥；；
（3）②④⑦；
（4）①③⑤⑥；
（5）根⑧；
（6）。
【解析】（1）根据以上分析，只含有离子键的是①，故答案为：①；
（2）根据以上分析，含有共价键的离子化合物是③⑤⑥，其中含有非极性共价键的物质Na2O2的电子式为，
故答案为：③⑤⑥；；
（3）根据以上分析，属于共价化合物的是②④⑦，故答案为：②④⑦；
（4）根据以上分析，熔融状态下能导电的化合物是①③⑤⑥，故答案为：①③⑤⑥；
（5）根据以上分析，熔融状态下和固态时都能导电的物质是⑧，故答案为：⑧；
（6）根据以上分析，水属于共价化合物，以共用电子对形成化学键，用电子式表示H2O的形成过程为，
故答案为：。
二、拓展提升
8．（1）已知微粒间的相互作用有以下几种：
①离子键；②极性共价键；③非极性共价键④氢键；⑤分子间作用力（范德华力）
下面是某同学对一些变化过程破坏的微粒间的相互作用的判断（填序号）
A．硫酸氢钠溶于水 ；B．氢氧化钠溶于水 ；C．冰熔化 。
（2）用电子式表示MgBr2的形成过程： 。
（3）下列物质各原子都达8e﹣稳定结构的是 （填序号）
A．CH4 B．CS2 C．PCl5 D．PH3 E．N2 F．HCl
（4）向含Cr2O72﹣的酸性废水中加入FeSO4溶液，使Cr2O72﹣全部转化为Cr3+．写出该反应的离子方程式： 。
【答案】（1）①②；①；④⑤；
（2）；
（3BE；
（4）Cr2O72﹣+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。
【解析】（1）A．硫酸氢钠属于离子化合物，存在离子键和共价键，硫酸氢钠溶于水电离出氢离子、钠离子和硫酸根离子，所以破坏了离子键、共价键；
故答案为：①②；
B．氢氧化钠属于离子化合物，溶于水电离出钠离子和氢氧根离子，破坏离子键；
故答案为：①；
C．水是共价化合物，分子间存在氢键和范德华力，冰熔化破坏氢键和范德华力；
故答案为：④⑤；
（2）溴化镁是离子化合物，由钠离子与镁离子构成，用电子式表示的形成过程为，
故答案为：；
（3）A．含有H元素，H最外层电子数为2，故A错误；
B．CS2中C的化合价为+4，最外层电子数为4，4+4＝8，故C最外层电子数为8，则各原子都达8e﹣稳定结构，故B正确；
C．五氯化磷中P的化合价为+5，最外层电子数为5，5+5＝10，所以P最外层电子数为10，故C错误；
D．含有H元素，H最外层电子数为2，故D错误；
E．N2中存在三键，N2中两个原子均满足8e﹣稳定结构，故E正确；
F．含有H元素，H最外层电子数为2，故F错误；
故答案为：BE；
（4）向含Cr2O72﹣的酸性废水中加入FeSO4溶液，使Cr2O72﹣全部转化为Cr3+，亚铁离子被氧化为铁离子，反应的离子方程式为Cr2O72﹣+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O；
故答案为：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。
9．（1）比较给出H+的能力的相对强弱：H2CO3 H2O （填“＞”、“＜”或“＝”）；
用一个离子方程式说明CO32﹣和C6H5O﹣结合H+能力的相对强弱 。
（2）Ca（CN）2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构。写出Ca（CN）2的电子式 。
（3）常压下，水晶的硬度比晶体硅的硬度大，其主要原因是 。
【答案】（1）＞；C6H5OH+CO32﹣＝HCO3﹣+C6H5O﹣；
（2）C；
（3）两者都为原子晶体，氧原子半径比硅原子半径小，石英中Si﹣O键比晶体硅中Si﹣Si更牢固。
【解析】（1）碳酸分子中含有非羟基氧，受非羟基氧吸电子影响，碳酸中羟基氢活泼性强于水中羟基氢，所以给出H+的能力的相对强弱：H2CO3＞HOH；碳酸钠与苯酚反应生成碳酸氢钠和苯酚钠，离子方程式：C6H5OH+CO32﹣＝HCO3﹣+C6H5O﹣，依据方程式可知碳酸根离子能够结合苯酚中氢离子，结合氢离子能力强于苯氧根离子；
故答案为：＞；C6H5OH+CO32﹣＝HCO3﹣+C6H5O﹣；
（2）CaC2是离子化合物，由Ca2+和CN﹣构成，由于各原子均满足8电子稳定结构，故CN﹣中C、N原子之间以三键结合，电子式为：；
故答案为：；
（3）水晶成分为二氧化硅和晶体硅都是原子晶体，O原子半径小于Si原子半径，原子半径越小，共价键键能越大，原子晶体的硬度越大，所以水晶大于硅晶体的硬度，
故答案为：两者都为原子晶体，氧原子半径比硅原子半径小，石英中Si﹣O键比晶体硅中Si﹣Si更牢固。
10．按要求回答下面问题。
（1）N2电子式 、结构式 。
（2）CO2电子式 、结构式 。
（3）Cl2电子式 、结构式 。
（4）CH4电子式 。
（5）H3O+电子式 。
（6）F﹣电子式 。
（7）CaCl2电子式 。
【答案】（1）；N≡N；
（2）；O＝C＝O；
（3）；Cl﹣Cl；
（4）；
（5）；、
（6）；
（7）。
【解析】（1）氮气分子中存在氮氮三键，氮原子最外层为8电子，故N2的电子式为：；故结构式为N≡N，
故答案为：；N≡N；
（2）二氧化碳是由C与O组成的共价化合物，结构式为O＝C＝O，电子式为，
故答案为：；O＝C＝O；
（3）Cl2的电子式是；结构式为Cl﹣Cl，
故答案为：；Cl﹣Cl；
（4）甲烷中C最外层只有4个电子，与4个H形成4对共用电子对，电子式为：，
故答案为：；
（5）水合氢离子中O原子还含有一个孤电子对，其电子式为：，
故答案为：；、
（6）F﹣电子式，
故答案为：；
（7）氯化钙的电子式为，
故答案为：。
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