第四节化学键与化学反应.pdf

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1、第四节 化学键与化学反应 1(2009江苏，2)下列有关化学用语使用正确的是()A硫原子的原子结构示意图：BNH4Cl 的电子式：C原子核内有 10 个中子的氧原子：D对氯甲苯的结构简式：解析：本题考查化学用语，意在考查考生对原子结构示意图、电子式，原子构成、有机物的结构简式的掌握。A 项，硫原子的原子结构示意图应为；B 项，电子式应为；C 项，正确；D 项，对氯甲苯的结构简式为。答案：C 2K、L、M 三种主族元素，已知 K和 L具有相同电子层结构，M 元素原子核电荷数比 L元素原子核电荷数少 9，L在一定条件下可被氧化成 LM3，则下列说法正确的是()AK、L、M均属于短周期元素 B离子半

2、径 KL CK、L、M三种元素组成的化合物中既含有离子键又含有共价键 DL的气态氢化物可形成氢键 解析：根据题设条件可推知 K为 K、L为 Cl、M为 O。选项 A，K是第四周期元素，不是短周期元素。选项 B，电子层结构相同的微粒，原子序数越小，其微粒半径越大，Cl半径大于 K半径。选项 C，如 KClO，K与 ClO以离子键结合，Cl 原子与 O 原子以共价键结合。选项 D，HCl 分子间不存在氢键。答案：C 3.某元素 X，其原子的电子层数为(n1)，最外层电子数为(2n1)。下列有关元素 X 的说法中正确的是()元素 X 可能是金属元素 元素 X 的气态氢化物一定极易溶于水 元素 X 的

3、最高价氧化物的水化物一定是强酸 元素 X 的气态氢化物分子间一定不能形成氢键 A B C D 解析：只有当 n3 或 4 时，才能推出合理结论，X 为 N 或 Cl，故错，正确。NH3分子间能形成氢键，错。答案：B 4如图为元素周期表中短周期的一部分，四种元素均为非稀有气体元素。下列关于这四种元素及其化合物的说法中正确的是()A原子半径：WZYX B气态氢化物的稳定性：ZWXY CW 的最高正化合价与负化合价的绝对值可能相等 DZ的最高价氧化物的水化物可能为强碱 解析：原子半径：ZWXY。气态氢化物的稳定性：YXWZ。若 Z 为 Na，则 W 为Mg，注意A 族后面是过渡金属，不是A 族元素，

4、D 不正确。题中的 X、Y、Z、W 对应的元素有 3 种可能：C、N、Al、Si；N、O、Si、P；O、F、P、S。答案：C 5请你运用所学的化学知识判断，下列有关化学观念的叙述错误的是()A几千万年前地球上一条恐龙体内的某个原子可能在你的身体里 B用斧头将木块一劈为二，在这个过程中个别原子恰好分成更小微粒 C一定条件下，金属钠可以成为绝缘体 D一定条件下，水在 20时能凝固成固体 解析：本题主要考查学生运用所学知识分析判断问题的能力。答案：B 6X、Y、Z和 W 代表原子序数依次增大的四种短周期元素，X 原子核内没有中子，在周期表中，Z与 Y、W 均相邻；Y、Z和 W 三种元素的原子最外层电

5、子数之和为 17。则下列有关叙述正确的是()AY、Z和 W 三种元素可能位于同一周期 B上述元素形成的氢化物中，W 的氢化物相对分子质量最大，熔沸点最高 CY 和 W 所形成的含氧酸均为强酸 DX、Y、Z和 W 可以组成原子的物质的量之比为 5141 的离子化合物 解析：原子核内没有中子的原子为 H，原子最外层电子数之和为 17 的三种相邻元素的原子最外层电子数的有效组合是 5、6、6，符合题意的 Y、Z和 W 应分别是氮、氧、硫，A 不正确；因 H2O 或 H2O2的熔沸点均比 H2S 高，B错误；亚硝酸、亚硫酸虽然属于含氧酸，但都是弱酸，选项 C 不正确；离子化合物 NH4HSO4中氢、氮

6、、氧、硫的原子个数比为5141，选项 D 正确，选 D。答案：D 7T、X、G、M、N、Q 是元素周期中前 20 号的五种主族元素，它们的原子序数依次增大。T的一种原子原子核内不含中子；X 和 M为同族元素，X 的一种单质具有刺激性臭味；G、N的最外层电子数之和与 X 的质子数相等，G 的单质能与冷水发生反应；Q 的最外层与最内层电子数相等。试回答：(1)上述具有刺激性臭味的 X 单质的分子式为_。(2)T与 Q 可形成离子化合物，其化学式为_。(3)N 的单质与 MX2的水溶液发生反应的化学方程式为：_。(4)G2X2与 G2M的水溶液发生反应的离子方程式为：_。解析：不含中子的原子应为氢(

7、氕)原子，X 的一种单质是有刺激性臭味，说明 X 的这种单质为臭氧，X 为 O，M与 X 同族，则 M 为 S；G 的单质能与冷水发生反应，说明 G 可能为Na、K，若为 K，其原子序数大于 M(S)，不合题意，故 G为 Na，则 N 的最外层电子数为817，其又排在 M 后，故其为 Cl；Q 的最外层电子数与 K 层相同，其原子序数排在N(Cl)后，则 Q 为 Ca。(4)过氧化钠具有强氧化性，能将硫离子氧化为单质硫。答 案：(1)O3(2)CaH2(3)Cl2 SO2 2H2O=H2SO4 2HCl (4)Na2O2 S22H2O=4OHS2Na 8A、B、C、D 都是短周期元素，原子半径

8、：DCAB。已知：A、B同周期，A、C 处于同一主族；C 原子核内的质子数等于 A、B原子核内的质子数之和；C 原子最外层电子数是 D原子最外层电子数的 3 倍。试回答：(1)写出元素的名称：A_、C_。(2)写出由 B、D 组成的两种化合物的电子式分别为：_、_。(3)C 的固态氧化物属于_晶体。写出表示 C 的氧化物的一种重要的工业用途_。(4)A、C 的最高价氧化物对应水化物中酸性较强的是_(写水化物的分子式)。(5)写 出C 的 氧 化 物 与 D 的 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 反 应 的 离 子 方 程 式_。解析：由 A、C 同主族，原子半径 CA，则 A、C 电

9、子数相差 8，C 原子核内的质子数等于A、B 原子核内的质子数之和，推出 B原子的质子数为 8，即 B 为 O 元素，C 为第三周期元素，由 C 原子最外层电子数是 D 原子最外层电子数的 3 倍，若 D 最外层为 1 个电子，则C 最外层为 3 个电子，若 D 最外层是 2 个电子，则 C 最外层是 6 个电子，则 C 与 B是同主族元素了，不符合题意，故 C 为 Al 元素，D 为 Na 元素，A 为 B元素。答案：(1)硼 铝(2)(3)离子 作耐火材料或电解冶铝(4)H3BO3(5)Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4 9.科学家们在探索生命奥秘的过程中，认识到生命细胞的组成和元

10、素周期律有着密切的联系，约占人体总质量的 99.97%的 11 种大量元素全部是元素周期表前 20 号元素，其余 0.03%是由 10 多种人体不可缺少的微量元素组成。现有 ah 8 种短周期元素，是除氧、钾、钙外的其他大量元素，它们在元素周期表中的位置如下，请据此回答下列问题：(1)下列元素的原子间反应最容易形成离子键的是_，容易形成共价键的是_。Ac 和 f Bb和 g Cd和 g Db和 e(2)下列由 ag 形成的各分子中所有原子都满足最外层为 8 电子结构的是_。Aea3 Bag Cfg3 Ddg4(3)均由 a、b、h 和氧四种元素形成的两种离子化合物，相互反应可生成有刺激性气味的

11、气体。这两种化合物中有一种式量为 120，该化合物熔化时破坏的是_(填化学键类型，下同)，溶于水时破坏的是_。思路分析：首先确定 ah 8 种元素具体是什么元素，再根据金属性和非金属性的强弱来判断(1)、(2)两问题，而(3)、(4)两问题要求思维灵敏。根据推出的各元素结合原子结构特点和物质的性质进行假设、验证，找出合理答案。解析：(1)由对应周期表中位置知：a 为 H，b 为 Na，c 为 Mg，d 为 C，e 为 N，f 为 P，g为 Cl，h 为 S。8 种元素中最活泼的金属钠与最活泼的非金属氯之间是容易形成离子键，非金属元素间一般形成共价键。(2)各选项对应的分子分别为 NH3、HCl

12、、PCl3、CCl4，其中 NH3、HCl 中由于氢形成的是 2电子稳定结构，故不符合题意。而 PCl3中，磷原子核外最外层电子数为 5，它与氯原子形成共价键时，构成 PCl3中的磷原子、氯原子最外层都达到 8 电子结构。同理，CCl4亦符合题意。(3)均由 H、Na、S、O 四种元素构成的能相互反应的离子化合物猜测是 NaHSO3和 NaHSO4，其中式量为 120 的为 NaHSO4，熔化时破坏的是离子键，电离方程式为：NaHSO4=NaHSO4；溶于水时破坏的是离子键和共价键：NaHSO4=NaHSO24。答案：(1)B C(2)C、D(3)离子键 离子键和共价键 1下列表示物质结构的化

13、学用语或模型正确的是()A8 个中子的碳原子的核素符号：12C BHF 的电子式：CCl离子的结构示意图：DCH4分子的比例模型：解析：本题涉及的都是最基本的化学用语，其中 8 个中子的碳原子的核素符号应是14C；HF是共价化合物，分子中不存在离子；Cl离子的结构示意图为；CH4分子的比例模ANF3是三角锥型分子 BNF3既是氧化产物，又是还原产物 CNH4F 中既含有离子键又含有共价键 D上述反应中，反应物和生成物均属于共价化合物 解析：反应中 N：3 3，F：0 1，NF3类似 NH3是极性分子，NF3既是氧化产物又是还原产物，D 选项中 NH4F 是离子化合物。答案：D 7如图是 17

14、世纪炼金家们画的带有浓厚神秘色彩的两种同族元素的元素符号。已知 X 位于周期表前四周期，Y 比 X 多 1 个电子层，X、Y 都是生产半导体的材料，X 的氢化物 XH3有剧毒。下列推测不正确的是()A原子半径 XY CX 的氢化物具有强还原性 DY 与碘同周期，Y 最高价氧化物对应的水化物酸性比高碘酸(HIO4)强 解析：X 的氢化物化学式为 XH3，说明 X 处于A 族，XH3有剧毒，是 AsH3，有强还原性，C 正确。Y 比 X 多 1 个电子层，则原子半径 YX。X 非金属性强于 Y，B正确。Y 与碘同周期，则 Y 非金属性比 I 弱，则最高价氧化物对应的水化物比 HIO4弱。答案：D

15、8下列微粒半径大小的比较正确的是()ANaMg2Al3O2 BS2ClNaAl3 CNaMgAlRbKNa 思路分析：在现阶段对除稀有气体元素原子以外的任何原子或离子的半径进行比较要“三看”：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。解析：A 项中 Na、Mg2、Al3、O2都具有相同的电子层结构，核电荷数越大，微粒半径越小，即微粒半径由大到小的顺序是 O2NaMg2Al3，A 选项不正确。B 项中，S2和 Cl具有相同的电子层结构，由上述规律知：r(S2)r(Cl)，同理 r(Na)r(Al3)，但 Cl比 Na多一个电子层，显然 r(Cl)r(Na)，故离子半径大小

16、是 S2ClNaMgAlS，故 C 选项错误。D 中，Cs、Rb、K、Na 的最外层电子数相同，电子层数逐渐减少，其原子半径 CsRbKNa，故 D 选项正确。答案：D 9.有 X、Y、Z、W 四种含氧酸，其成酸元素均为元素周期表中的短周期元素。将分别含有一定质量的 X、Y、Z、W 的水溶液进行光照或微热(有关的反应均进行完全)，测得的数据如下表：含氧酸 X Y Z W 含氧酸的质量/g 25.2 a 3.1 10.5 生成物 U的质量/g 3.2/3.2 生成物 V 的质量/g 3.6 0.9 0.9/不同生成物 Q 的质量/g 18.4 3.2 b c 据此判断下列叙述正确的是()A表中的

17、数据 a5.1 g B含氧酸 Y 为硫酸 C四种含氧酸的成酸元素的化合价分别为4、5 D四种含氧酸中有一种是强电解质、三种是弱电解质 解析：在常见含氧酸中，光照或加热分解产物有三种的有硝酸，据此可以确定 X 为 HNO3，则 U为 O2，V 为 H2O，Q 为 NO2；由质量守恒可知 a0.93.24.1，b3.10.92.2 g，c10.53.27.3，并由此可以确定 Y 为 H2SO3，Z为 H2CO3，W 为 HClO，所以选项 D正确，A、B、C 不正确；选 D。答案：D 10A、B、C、D 都是短周期元素，原子半径：DCAB。已知 A、B同周期，A、C 同主族，C 原子核内的质子数等

18、于 A、B原子核内的质子数之和，C 原子最外层电子数是 D 原子最外层电子数的 3 倍。下列说法中正确的是()AA、C 两元素处在元素周期表中的第A 族 BB、D 两元素组成的离子化合物中阴、阳离子的个数比为 11 CB、C、D 三种元素组成的化合物的化学式为 DCB2 DB、C、D 三种元素的简单离子的半径大小顺序为：CDB 解析：因 A、C 同主族，且为短周期元素，所以其原子序数相差 2 或 8，若相差 2，显然不合题意；又因 C 原子核内的质子数等于 A、B原子核内的质子数之和，可以推测 B为 8 号元素，为氧元素；C 原子最外层电子数是 D 原子最外层电子数的 3 倍，若 D 的最外层

19、电子数为 1，则 C 为铝，A 为硼，D 为钠；若 D 的最外层电子数为 2，则 C 为硫，A 为氧，显然不合题意；据此可知，选项 A、D 不正确，C 正确；由于 Na2O 中阴、阳离子的个数比为12，所以选项 B不正确；选 C。答案：C 11.下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表十种化学元素，就表中字母所代表的元素回答下列问题。酸氢铵，含 42 电子的离子化合物，符合题意。根据试卷前面提示的几种物质的溶解度可知在饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳和氨气只可能析出碳酸氢钠，因为碳酸氢钠在这些物质中溶解度最小。答案：(1)O=C=O NN 三角锥型(2)N23H22NH3(3)C2H2SO4

20、(浓)=CO22SO22H2O(4)CO2NH3NaClH2O=NaHCO3NH4Cl 13下图是元素周期表的另一种画法三角形元素周期表的一部分，图上标有第A 族和碳、钾两种元素的位置。回答下列问题：(1)请在上图中将过渡元素所在的位置涂黑。(2)工业上用于冶炼 M的化学方程式为_。(3)M 和 R 组成化合物 MR 的超细粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理是用 M的氧化物、R 的单质与碳单质在高温下反应，已知反应中三种物质的物质的量之比为 113，该反应的化学方程式为_，反应中_作氧化剂。(4)图中 A、B 两元素形成的离子 B2A28中，B 元素呈现最高价，B 原子位于由

21、 A 原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足 8 电子结构。该离子可能具有的化学性质是_，依据是_。解析：三角形元素周期表的实质是将原周期表的空隙部分进行了删除形成的，与原元素周期表没有本质的区别，所以表中 R 为氮，A 为氧，M 为铝，B为硫，在第四周期之后的A和A 之间为过渡元素，据此便可顺利回答有关问题了。答案：(1)见下图 (2)2Al2O3=电解4Al3O2(3)Al2O3N23C=高温2AlN3CO N2(4)氧化性 离子结构中存在OO(部分氧元素呈1 价亦可)14.现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号 元素性质或原子结构 T 能形成双原子分子，原子间存

22、在 3 对共用电子对 X M层有 3 个电子 Y 最外层电子数是最内层电子数 2 倍，其最高氧化物是一种固体，用于生产光导纤维 Z 最高正价为7 价(1)写出元素 Z 的离子结构示意图_。Y 的最高价氧化物中，化学键 YO的物质的量与 Y 的物质的量之比为：_(填数字)。(2)X 的最高价氧化物与烧碱反应的离子反应方程式为：_。(3)Z的非金属性比 T元素强，用化学方程式表示：_。(4)XT是一种新型的无机材料，可由 X 的最高价氧化物与 T的单质及焦炭反应生成，逸出的气体具有可燃性，写出反应方程式，并标出电子转移方向和数目。_。解析：由题给已知可以推出 T为氮，X 为铝，Y 为硅，Z 为氯；

23、据此回答有关题设问题便可水到渠成了，具体见答案。答案：(1)4(2)Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4(3)3Cl22NH3=N26HCl(或 3Cl28NH3=N26NH4Cl)(4)15锶(Sr)位于元素周期表的第 5 周期A 族。碳酸锶大量用于生产彩色电视显像管的荧光屏玻璃。工业上常以天青石(主要成分为硫酸锶，含不溶性杂质)为原料，采用以下两种方法制取碳酸锶，进而制得多种锶的化合物。方法一：将天青石粉碎后在 1 0001 200时与碳在还原气氛中反应制得硫化锶。向硫化锶溶液中通入 CO2得到碳酸锶。方法二：将天青石粉末与碳酸钠溶液的混合物在 90时加热 12 h，经过滤、洗涤，得

24、到碳酸锶。(1)方法一将天青石粉碎的目的是_。写出用碳还原天青石反应的化学方程式：_。(2)方法二的反应能够发生，说明_。为了使该反应充分进行，还可以采取的措施是_。(3)两种方法中得到的碳酸锶纯度较高的是_(填“方法一”或“方法二”)，理由是_。(4)下列关于锶及其化合物的叙述中，正确的是_。A离子半径：Ba2Sr2Ca2Be2 B碱性：Ba(OH)2Sr(OH)2Ca(OH)2 CSrCO3高温分解可以制取 SrO DSrCO3与 HNO3溶液反应可制取 Sr(NO3)2 解析：通过同主族元素的相似性，将不熟悉的锶看作较为熟悉的钙进行分析、思考，是解答本题的有效途径之一。方法一中将天青石粉

25、碎的目的是增加反应物的接触面积，提高化学反应速率和原料的利用率，碳还原天青石的化学方程式见答案；方法二是利用碳酸锶的溶解度小于硫酸锶，溶解沉淀平衡向离子减少的方向进行的原理，在反应过程中不断搅拌可以提高反应的速率和效率；方法二的最大缺点是不能及时除去碳酸锶中的不溶性杂质。答案：(1)增加反应物接触面积，提高反应速率和原料的利用率 4CSrSO4=1 0001 200SrC4CO(2)碳酸锶的溶解度小于硫酸锶的溶解度 搅拌(3)方法一 硫化锶可溶于水，通过过滤可以除去不溶性杂质(4)ABCD 16(2009福建理综，23)短周期元素 Q、R、T、W 在元素周期表中的位置如下图所示，其中，T所处的

26、周期序数与主族序数相等。请回答下列问题：(1)T的原子结构示意图为_。(2)元素的非金属性(原子的得电子能力)：Q_W(填“强于”或“弱于”)。(3)W 的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为_。(4)原子序数比 R 多 1 的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是_。(5)R 有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2 L的甲气体与 0.5 L的氧气相混合，若该混合气体被足量的 NaOH 溶液完全吸收后没有气体残留，所生成 R 的含氧酸盐只有一种，则该含氧酸盐的化学式是_。(6)在 298

27、 K下，Q、T的单质各 1 mol 完全燃烧，分别放出热量 a kJ 和 b kJ。又知一定条件下，T的单质能将 Q 从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成 3 mol Q 的单质，则该反应在 298 K 下的 H_(注：题中所涉单质均为最稳定单质)。解析：由四种短周期元素在周期表中的位置可知 T在第三周期，由于 T所处的周期序数与主族序数相等，则 T在A 族为 Al，则可推 Q 是 C，R 是 N，W 是 S。(1)Al 原子结构示意图为：。(2)由硫酸的酸性强于碳酸可知硫元素非金属性强于碳元素，即 Q 弱于W。(3)S 单质与浓硫酸可发生氧化还原反应生成 SO2气体，因为产物只有两

28、种，产物中一定含 H2O，则另一种为 SO2，则反应化学方程式为：S2H2SO4(浓)=3SO22H2O。(4)比氮原子序数多 1 的元素是氧元素，其一种氢化物 H2O2可分解生成它的另一种氢化物H2O，方程式为：2H2O2=MnO22H2OO2。(5)N的氧化物中相对分子质量最小的是 NO，由反应方程式：2NOO2=2NO2可知 2 L NO与 0.5 L O2混合后生成 1 L NO2及余 1 L NO，再由反应：NONO22NaOH=2NaNO2H2O，混合气体被完全吸收后生成一种 N的含氧酸盐为 NaNO2。(6)由题目信息可知：4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)；H4b kJ/mol，C(s)O2(g)=CO2(g)；Ha kJ/mol，3 可得：4Al(s)3CO2(g)=2Al2O3(s)3C(s)；H(3a4b)kJ/mol。答案：(1)(2)弱于(3)S2H2SO4(浓)=加热3SO22H2O(4)2H2O2=MnO22H2OO2(5)NaNO2(6)(3a4b)kJmol1